JP2003311118A - 蓄熱機能付き吸着材およびその製造方法 - Google Patents
蓄熱機能付き吸着材およびその製造方法Info
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- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 吸着材の充填量および蓄熱材と吸着材の分級
（分離）が改善でき、より高い吸着貯蔵性能を有する潜
熱蓄熱型吸着材を提供する。 【解決手段】 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出
を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した蓄
熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着
材粒子の表面に該吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が
付着してなる潜熱蓄熱型吸着材。
（分離）が改善でき、より高い吸着貯蔵性能を有する潜
熱蓄熱型吸着材を提供する。 【解決手段】 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出
を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した蓄
熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着
材粒子の表面に該吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が
付着してなる潜熱蓄熱型吸着材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化に応じて
潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をマイクロカ
プセル中に封入した蓄熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型
吸着材、およびその製造方法に関する。
潜熱の吸収および放出を生じる相変化物質をマイクロカ
プセル中に封入した蓄熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型
吸着材、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】温度変化に応じて潜熱の吸収および放出
を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した粉
末状の蓄熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材および
その製造方法については、例えば、特許文献１に記載さ
れている。このような潜熱蓄熱型吸着材においては、吸
着材の温度が蓄熱材の相変化物質の相変化温度以下に保
たれるため、吸着材の性能を高く保つことができる。
を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した粉
末状の蓄熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材および
その製造方法については、例えば、特許文献１に記載さ
れている。このような潜熱蓄熱型吸着材においては、吸
着材の温度が蓄熱材の相変化物質の相変化温度以下に保
たれるため、吸着材の性能を高く保つことができる。
【０００３】粉末状の蓄熱材と粉末状の吸着材を混合し
て製造した潜熱蓄熱型吸着材を、各種のガス等の吸脱着
に使用する際には、単位体積当たりの吸着材（例えば活
性炭）の充填量が蓄熱材を混合しなかった場合に比べ
て、加えた蓄熱材の量に応じて減少するが、吸着熱によ
る温度上昇の影響による吸着性能の低下が大幅に改善さ
れるため、全体的には単位体積当りの吸着量は増加す
る。しかしながら、単位体積当たりの吸着材の充填量の
減少は、吸着貯蔵量にとっては好ましくない。
て製造した潜熱蓄熱型吸着材を、各種のガス等の吸脱着
に使用する際には、単位体積当たりの吸着材（例えば活
性炭）の充填量が蓄熱材を混合しなかった場合に比べ
て、加えた蓄熱材の量に応じて減少するが、吸着熱によ
る温度上昇の影響による吸着性能の低下が大幅に改善さ
れるため、全体的には単位体積当りの吸着量は増加す
る。しかしながら、単位体積当たりの吸着材の充填量の
減少は、吸着貯蔵量にとっては好ましくない。
【０００４】また、粉末状の蓄熱材と粉末状の吸着材を
単に混合した場合、繰り返し吸脱着に使用すると、それ
ぞれの粒子の分級（分離）が起こり、蓄熱材と吸着材が
離れるため、本来の蓄熱材の効果が低下する。
単に混合した場合、繰り返し吸脱着に使用すると、それ
ぞれの粒子の分級（分離）が起こり、蓄熱材と吸着材が
離れるため、本来の蓄熱材の効果が低下する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１４５８３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、吸着
材の充填量および蓄熱材と吸着材の分級（分離）が改善
でき、より高い吸着貯蔵性能を有する潜熱蓄熱型吸着材
を提供することにある。
材の充填量および蓄熱材と吸着材の分級（分離）が改善
でき、より高い吸着貯蔵性能を有する潜熱蓄熱型吸着材
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討を
行った結果、吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材を用い
ることにより、上記目的が達成されることを見出した。
行った結果、吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材を用い
ることにより、上記目的が達成されることを見出した。
【０００８】すなわち、本発明は、下記に示すとおりの
潜熱蓄熱型吸着材およびその製造方法を提供するもので
ある。 項１． 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じ
る相変化物質をマイクロカプセル中に封入した蓄熱材と
吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着材粒子
の表面に該吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が付着し
てなる潜熱蓄熱型吸着材。 項２． 蓄熱材の平均粒子径が、吸着材の平均粒子径の
１／１０００〜１／１０である項１に記載の潜熱蓄熱型
吸着材。 項３． 蓄熱材の平均粒子径が、５〜１００μｍである
項１または２に記載の潜熱蓄熱型吸着材。 項４． 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じ
る相変化物質をマイクロカプセル中に封入した小粒子径
の蓄熱材と吸着材を均一混合することを特徴とする潜熱
蓄熱型吸着材の製造方法。 項５． 懸濁媒体に、温度変化に応じて潜熱の吸収およ
び放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入
した小粒子径の蓄熱材を懸濁させて形成した懸濁液と吸
着材を混合し、乾燥することを特徴とする潜熱蓄熱型吸
着材の製造方法。
潜熱蓄熱型吸着材およびその製造方法を提供するもので
ある。 項１． 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じ
る相変化物質をマイクロカプセル中に封入した蓄熱材と
吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着材粒子
の表面に該吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が付着し
てなる潜熱蓄熱型吸着材。 項２． 蓄熱材の平均粒子径が、吸着材の平均粒子径の
１／１０００〜１／１０である項１に記載の潜熱蓄熱型
吸着材。 項３． 蓄熱材の平均粒子径が、５〜１００μｍである
項１または２に記載の潜熱蓄熱型吸着材。 項４． 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じ
る相変化物質をマイクロカプセル中に封入した小粒子径
の蓄熱材と吸着材を均一混合することを特徴とする潜熱
蓄熱型吸着材の製造方法。 項５． 懸濁媒体に、温度変化に応じて潜熱の吸収およ
び放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入
した小粒子径の蓄熱材を懸濁させて形成した懸濁液と吸
着材を混合し、乾燥することを特徴とする潜熱蓄熱型吸
着材の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の潜熱蓄熱型吸着材は、温
度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物
質をマイクロカプセル中に封入した蓄熱材と吸着材から
なる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着材粒子の表面に該
吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が付着してなること
を特徴とする。
度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる相変化物
質をマイクロカプセル中に封入した蓄熱材と吸着材から
なる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着材粒子の表面に該
吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が付着してなること
を特徴とする。
【００１０】本発明に使用される相変化物質は、相変化
に伴って潜熱の吸収および放出を生じる化合物であれ
ば、特に制限されない。相変化として、例えば、固体−
液体間の相変化などを例示することができる。相変化物
質が相変化を生じる温度（例えば融点、凝固点など）
は、潜熱蓄熱型吸着材の用途などに応じて適宜選択する
ことができるが、通常−１５０〜１００℃程度である。
相変化物質として、例えば、テトラデカン、ペンタデカ
ン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナ
デカン、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサンなどの直
鎖の脂肪族炭化水素；天然ワックス；石油ワックス；Ｌ
ｉＮＯ3・３Ｈ2Ｏ、Ｎａ2ＳＯ4・１０Ｈ2Ｏ、Ｎａ2ＨＰ
Ｏ4・１２Ｈ2Ｏなどの無機化合物の水和物などを好まし
く例示できる。相変化物質は、１種を単独で用いてもよ
いが、２種類以上を併用しても良い。２種以上の相変化
物質を併用することにより、相変化物質の過冷却現象を
防止することができる。２種以上の相変化物質を併用す
る場合、相変化を生じる温度の差が、５〜１００℃程度
となるような組合せが好ましく、上記温度差が１０〜８
０℃程度となるような組合せが、より好ましい。３種以
上の相変化物質を併用する場合には、相変化を生じる温
度の最大温度差（最も高い相変化温度と最も低い相変化
温度との差）が上記範囲となるようにすればよい。
に伴って潜熱の吸収および放出を生じる化合物であれ
ば、特に制限されない。相変化として、例えば、固体−
液体間の相変化などを例示することができる。相変化物
質が相変化を生じる温度（例えば融点、凝固点など）
は、潜熱蓄熱型吸着材の用途などに応じて適宜選択する
ことができるが、通常−１５０〜１００℃程度である。
相変化物質として、例えば、テトラデカン、ペンタデカ
ン、ヘキサデカン、ヘプタデカン、オクタデカン、ノナ
デカン、エイコサン、ヘンイコサン、ドコサンなどの直
鎖の脂肪族炭化水素；天然ワックス；石油ワックス；Ｌ
ｉＮＯ3・３Ｈ2Ｏ、Ｎａ2ＳＯ4・１０Ｈ2Ｏ、Ｎａ2ＨＰ
Ｏ4・１２Ｈ2Ｏなどの無機化合物の水和物などを好まし
く例示できる。相変化物質は、１種を単独で用いてもよ
いが、２種類以上を併用しても良い。２種以上の相変化
物質を併用することにより、相変化物質の過冷却現象を
防止することができる。２種以上の相変化物質を併用す
る場合、相変化を生じる温度の差が、５〜１００℃程度
となるような組合せが好ましく、上記温度差が１０〜８
０℃程度となるような組合せが、より好ましい。３種以
上の相変化物質を併用する場合には、相変化を生じる温
度の最大温度差（最も高い相変化温度と最も低い相変化
温度との差）が上記範囲となるようにすればよい。
【００１１】必要に応じて、相変化物質が相変化を生じ
る温度より高い融点の化合物（高融点化合物）を、相変
化物質と共にマイクロカプセルに封入しても良い。高融
点化合物を併用することにより、相変化物質の過冷却現
象を防止することができる。高融点化合物は、マイクロ
カプセルの壁となる材料と反応したり、前記材料に溶解
しない限り特に制限されない。高融点化合物として、例
えば、融点（２種以上を併用する場合には各化合物の融
点）が、相変化物質が相変化を生じる温度（２種以上を
併用する場合には各物質の相変化温度）よりも通常５〜
１００℃程度、好ましくは１０〜８０℃程度高い化合物
を例示できる。高融点化合物として、例えば、芳香族化
合物、エステル類、カルボン酸類、アルコール類、アマ
イド類などを例示できる。高融点化合物は、１種を単独
で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。例
えば、ヒマシ油などの混合物でもよい。
る温度より高い融点の化合物（高融点化合物）を、相変
化物質と共にマイクロカプセルに封入しても良い。高融
点化合物を併用することにより、相変化物質の過冷却現
象を防止することができる。高融点化合物は、マイクロ
カプセルの壁となる材料と反応したり、前記材料に溶解
しない限り特に制限されない。高融点化合物として、例
えば、融点（２種以上を併用する場合には各化合物の融
点）が、相変化物質が相変化を生じる温度（２種以上を
併用する場合には各物質の相変化温度）よりも通常５〜
１００℃程度、好ましくは１０〜８０℃程度高い化合物
を例示できる。高融点化合物として、例えば、芳香族化
合物、エステル類、カルボン酸類、アルコール類、アマ
イド類などを例示できる。高融点化合物は、１種を単独
で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。例
えば、ヒマシ油などの混合物でもよい。
【００１２】芳香族化合物としては、例えば、ハロゲン
置換ベンゼン、ナフタレンなどを例示できる。ハロゲン
置換ベンゼンとしては、例えば、ジブロモベンゼン、ジ
クロロベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼンを例示でき
る。
置換ベンゼン、ナフタレンなどを例示できる。ハロゲン
置換ベンゼンとしては、例えば、ジブロモベンゼン、ジ
クロロベンゼンなどのジハロゲン化ベンゼンを例示でき
る。
【００１３】エステル類としては、例えば、メチルステ
アリン酸、メチルエイコサン酸などのモノアルコールの
脂肪酸エステル、リノール酸グリセリドなどのグリセリ
ンの脂肪酸エステルを例示できる。
アリン酸、メチルエイコサン酸などのモノアルコールの
脂肪酸エステル、リノール酸グリセリドなどのグリセリ
ンの脂肪酸エステルを例示できる。
【００１４】カルボン酸類としては、例えば、ミリスチ
ン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、
ステアリン酸、ノナデシル酸、エイコサン酸、ヘンイコ
サン酸、ベヘン酸などの脂肪族カルボン酸；安息香酸な
どの芳香族カルボン酸などを例示することができる。
ン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、
ステアリン酸、ノナデシル酸、エイコサン酸、ヘンイコ
サン酸、ベヘン酸などの脂肪族カルボン酸；安息香酸な
どの芳香族カルボン酸などを例示することができる。
【００１５】アルコール類としては、例えば、セチルア
ルコール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、
ノナデカノール、エイコサノールなどのモノアルコール
を例示することができる。
ルコール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、
ノナデカノール、エイコサノールなどのモノアルコール
を例示することができる。
【００１６】アマイド類としては、例えば、エイコサン
酸アマイド、ノナデシル酸アマイド、ステアリン酸アマ
イド、オレイン酸アマイドなどの脂肪酸アマイドを例示
することができる。
酸アマイド、ノナデシル酸アマイド、ステアリン酸アマ
イド、オレイン酸アマイドなどの脂肪酸アマイドを例示
することができる。
【００１７】具体的には、例えば相変化物質としてテト
ラデカンを用いた場合は、セチルアルコール、ステアリ
ルアルコール、エイコサノール、ミリスチン酸、ベヘン
酸、ステアリル酸アマイド、オレイン酸アマイド等が挙
げられる。
ラデカンを用いた場合は、セチルアルコール、ステアリ
ルアルコール、エイコサノール、ミリスチン酸、ベヘン
酸、ステアリル酸アマイド、オレイン酸アマイド等が挙
げられる。
【００１８】高融点化合物の含有量は、相変化物質１０
０重量部に対して、通常０．５〜３０重量部程度であ
り、好ましくは１〜１５重量部程度である。
０重量部に対して、通常０．５〜３０重量部程度であ
り、好ましくは１〜１５重量部程度である。
【００１９】マイクロカプセルの材料は、公知の材料を
使用することができ、例えば、樹脂などの高分子化合物
を例示することができる。高分子化合物としては、例え
ば、ホルムアルデヒド−尿素樹脂、尿素樹脂、尿素−ホ
ルムアルデヒド−ポリアクリル酸共重合体、複素環状ア
ミン−アルデヒド共重合体、ポリスチレン、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリアクリルニトリル、ポリエチレン、ポリブチ
ルメタクリレート、ゼラチンなどを例示することができ
る。
使用することができ、例えば、樹脂などの高分子化合物
を例示することができる。高分子化合物としては、例え
ば、ホルムアルデヒド−尿素樹脂、尿素樹脂、尿素−ホ
ルムアルデヒド−ポリアクリル酸共重合体、複素環状ア
ミン−アルデヒド共重合体、ポリスチレン、ポリ酢酸ビ
ニル、ポリアクリルニトリル、ポリエチレン、ポリブチ
ルメタクリレート、ゼラチンなどを例示することができ
る。
【００２０】マイクロカプセルの材料と相変化物質との
重量比（マイクロカプセル：相変化物質）は、特に制限
されないが、通常４０：６０〜５：９５程度、好ましく
は３０：７０〜１０：９０程度である。高融点化合物と
相変化物質とを併用する場合には、高融点化合物と相変
化物質の合計重量が、マイクロカプセルの材料の重量に
対して上記範囲となるように設定することができる。
重量比（マイクロカプセル：相変化物質）は、特に制限
されないが、通常４０：６０〜５：９５程度、好ましく
は３０：７０〜１０：９０程度である。高融点化合物と
相変化物質とを併用する場合には、高融点化合物と相変
化物質の合計重量が、マイクロカプセルの材料の重量に
対して上記範囲となるように設定することができる。
【００２１】相変化物質をマイクロカプセル化する方法
は、特に制限されず、例えば、コアセルベーション法、
界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法（界面反応法）、酵母菌
を用いる方法などの公知の方法を用いることが可能であ
る。いずれの方法においても本発明の効果は、達成され
る。例えば、相変化物質（および必要に応じて高融点化
合物）を懸濁（分散）媒体中で乳化剤などを用いて乳化
し、これに所望の樹脂に対応する初期縮合物（プレポリ
マー）を添加した後、昇温し、重合反応を進めることに
よって、樹脂壁を有し相変化物質（および必要に応じて
高融点化合物）を含有するマイクロカプセル懸濁液（分
散液）を調製することができる。マイクロカプセル化に
用いる懸濁媒体、乳化剤などは、方法、マイクロカプセ
ル材料などに応じて公知のものを適宜選択することがで
きる。懸濁（分散）媒体としては、水が特に好ましい
が、例えばメタノール、エタノール、プロパノールなど
のアルコール；アセトンなどの水混和性の溶媒も使用で
きる。マイクロカプセルの粒子径のコントロールは、例
えば、カプセル化する際の乳化剤の種類と濃度、乳化時
の温度および時間、乳化方法などの因子に応じて適宜設
定することができる。当業者は、これらの因子について
実験により最適な条件を設定することができる。
は、特に制限されず、例えば、コアセルベーション法、
界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法（界面反応法）、酵母菌
を用いる方法などの公知の方法を用いることが可能であ
る。いずれの方法においても本発明の効果は、達成され
る。例えば、相変化物質（および必要に応じて高融点化
合物）を懸濁（分散）媒体中で乳化剤などを用いて乳化
し、これに所望の樹脂に対応する初期縮合物（プレポリ
マー）を添加した後、昇温し、重合反応を進めることに
よって、樹脂壁を有し相変化物質（および必要に応じて
高融点化合物）を含有するマイクロカプセル懸濁液（分
散液）を調製することができる。マイクロカプセル化に
用いる懸濁媒体、乳化剤などは、方法、マイクロカプセ
ル材料などに応じて公知のものを適宜選択することがで
きる。懸濁（分散）媒体としては、水が特に好ましい
が、例えばメタノール、エタノール、プロパノールなど
のアルコール；アセトンなどの水混和性の溶媒も使用で
きる。マイクロカプセルの粒子径のコントロールは、例
えば、カプセル化する際の乳化剤の種類と濃度、乳化時
の温度および時間、乳化方法などの因子に応じて適宜設
定することができる。当業者は、これらの因子について
実験により最適な条件を設定することができる。
【００２２】本発明に使用される吸着材としては、例え
ば、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体な
どの多孔体などが例示される。有機金属錯体として、例
えば、フマル酸銅；１，４−トランス−シクロヘキサン
ジカルボン酸銅；スチルベンジカルボン酸銅；テレフタ
ル酸銅；ターフェニルジカルボン酸銅；ビフェニルジカ
ルボン酸銅；トランジカルボン酸銅；シンナミックジカ
ルボン酸銅；フマル酸銅またはテレフタル酸銅またはシ
ンナミックジカルボン酸銅とトリエチルアミンとの３次
元錯体などを例示できる。これらの吸着材は、単独で使
用してもよく、或いは２種以上を併用してもよい。
ば、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、有機金属錯体な
どの多孔体などが例示される。有機金属錯体として、例
えば、フマル酸銅；１，４−トランス−シクロヘキサン
ジカルボン酸銅；スチルベンジカルボン酸銅；テレフタ
ル酸銅；ターフェニルジカルボン酸銅；ビフェニルジカ
ルボン酸銅；トランジカルボン酸銅；シンナミックジカ
ルボン酸銅；フマル酸銅またはテレフタル酸銅またはシ
ンナミックジカルボン酸銅とトリエチルアミンとの３次
元錯体などを例示できる。これらの吸着材は、単独で使
用してもよく、或いは２種以上を併用してもよい。
【００２３】本発明に使用される吸着材（多孔体）の比
表面積、平均細孔径および細孔容積は、それぞれ特に制
限されないが、比表面積は、好ましくは１００〜３００
０ｍ 2／ｇ程度である。細孔容積は、好ましくは０．１
〜２ｍｌ／ｇ程度である。
表面積、平均細孔径および細孔容積は、それぞれ特に制
限されないが、比表面積は、好ましくは１００〜３００
０ｍ 2／ｇ程度である。細孔容積は、好ましくは０．１
〜２ｍｌ／ｇ程度である。
【００２４】相変化物質および必要に応じて高融点化合
物を封入した蓄熱材（マイクロカプセル）の平均粒子径
は、吸着材の平均粒子径よりも小さければ特に制限され
ないが、好ましくは吸着材の平均粒子径の１／１０００
〜１／１０程度であり、より好ましくは１／５００〜１
／５０程度である。蓄熱材の平均粒子径は、好ましくは
５〜１００μｍ程度であり、より好ましくは８〜５０μ
ｍ程度である。
物を封入した蓄熱材（マイクロカプセル）の平均粒子径
は、吸着材の平均粒子径よりも小さければ特に制限され
ないが、好ましくは吸着材の平均粒子径の１／１０００
〜１／１０程度であり、より好ましくは１／５００〜１
／５０程度である。蓄熱材の平均粒子径は、好ましくは
５〜１００μｍ程度であり、より好ましくは８〜５０μ
ｍ程度である。
【００２５】蓄熱材と吸着材の比率は、両者の性能に基
づいて当業者が適宜決定できる。蓄熱材の混合量は、特
に制限されないが、吸着材１００重量部に対して、好ま
しくは５〜４０重量部程度、より好ましくは１０〜３０
重量部程度である。
づいて当業者が適宜決定できる。蓄熱材の混合量は、特
に制限されないが、吸着材１００重量部に対して、好ま
しくは５〜４０重量部程度、より好ましくは１０〜３０
重量部程度である。
【００２６】本発明の潜熱蓄熱型吸着材においては、吸
着材粒子の表面にこの吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱
材が付着しており、蓄熱材と吸着材とが接触しているの
で、伝熱効率が高く好ましい。例えば、蓄熱材と吸着材
の平均粒子径を上述のようにコントロールすることによ
り、単に蓄熱材と吸着材を均一になるまで混合しただけ
であっても、蓄熱材が吸着材の表面に静電的に付着（吸
着）するので、伝熱効率が高い。また、蓄熱材と吸着材
の分級（分離）が抑制されるので、吸着時の温度上昇を
長期間にわたって抑制することができる。さらに、潜熱
蓄熱型吸着材における蓄熱材と吸着材の充填密度が高く
なる。
着材粒子の表面にこの吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱
材が付着しており、蓄熱材と吸着材とが接触しているの
で、伝熱効率が高く好ましい。例えば、蓄熱材と吸着材
の平均粒子径を上述のようにコントロールすることによ
り、単に蓄熱材と吸着材を均一になるまで混合しただけ
であっても、蓄熱材が吸着材の表面に静電的に付着（吸
着）するので、伝熱効率が高い。また、蓄熱材と吸着材
の分級（分離）が抑制されるので、吸着時の温度上昇を
長期間にわたって抑制することができる。さらに、潜熱
蓄熱型吸着材における蓄熱材と吸着材の充填密度が高く
なる。
【００２７】本発明の潜熱蓄熱型吸着材を製造するに
は、例えば、上述の方法などにより得られたマイクロカ
プセル懸濁液（分散液）と吸着材とを均一になるまで混
合し、その混合物を乾燥させることにより、粉末状の混
合物として潜熱蓄熱型吸着材を得ることができる。或い
は、マイクロカプセル懸濁液（分散液）を乾燥させるこ
とにより得た粉末状のマイクロカプセル（蓄熱材）と吸
着材とを均一になるまで混合し、粉末の潜熱蓄熱型吸着
材を製造してもよい。
は、例えば、上述の方法などにより得られたマイクロカ
プセル懸濁液（分散液）と吸着材とを均一になるまで混
合し、その混合物を乾燥させることにより、粉末状の混
合物として潜熱蓄熱型吸着材を得ることができる。或い
は、マイクロカプセル懸濁液（分散液）を乾燥させるこ
とにより得た粉末状のマイクロカプセル（蓄熱材）と吸
着材とを均一になるまで混合し、粉末の潜熱蓄熱型吸着
材を製造してもよい。
【００２８】さらに、この混合物を成形することにより
潜熱蓄熱型吸着材成形体としてもよい。成形は、例え
ば、粉末状の蓄熱材と吸着材とを混合した後、圧縮成形
などに供してもよく、または、必要に応じてバインダー
を添加した後に成形してもよい。また、マイクロカプセ
ル懸濁液（分散液）と吸着材とを（必要に応じてバイン
ダーを添加して）均一になるまで混合し、そのままの状
態にて押し出し等の成形を行ってもよい。バインダーと
しては、例えば、セルロース、フェノール樹脂、ポリビ
ニルアルコール、酢酸ビニルなどの一般に使用されてい
るバインダーを制限なく使用できる。このようにして得
られた潜熱蓄熱型吸着材成形体に含まれる単位体積当た
りの蓄熱材と吸着材の量は多くなる。
潜熱蓄熱型吸着材成形体としてもよい。成形は、例え
ば、粉末状の蓄熱材と吸着材とを混合した後、圧縮成形
などに供してもよく、または、必要に応じてバインダー
を添加した後に成形してもよい。また、マイクロカプセ
ル懸濁液（分散液）と吸着材とを（必要に応じてバイン
ダーを添加して）均一になるまで混合し、そのままの状
態にて押し出し等の成形を行ってもよい。バインダーと
しては、例えば、セルロース、フェノール樹脂、ポリビ
ニルアルコール、酢酸ビニルなどの一般に使用されてい
るバインダーを制限なく使用できる。このようにして得
られた潜熱蓄熱型吸着材成形体に含まれる単位体積当た
りの蓄熱材と吸着材の量は多くなる。
【００２９】本発明の潜熱蓄熱型吸着材により吸着され
るガスとしては、メタン、メタンを主成分とするガス
（天然ガス、消化ガス）、エタン、プロパン、ブタン、
ジメチルエーテル、ＣＯ2、硫化水素、酸素、窒素、Ｎ
Ｏｘ、ＳＯｘ、ＣＯ、アセチレン、エチレン、アンモニ
アなどが例示され、蒸気としては、メタノール、エタノ
ール、水、クロロホルム、アルデヒドなどが例示され
る。
るガスとしては、メタン、メタンを主成分とするガス
（天然ガス、消化ガス）、エタン、プロパン、ブタン、
ジメチルエーテル、ＣＯ2、硫化水素、酸素、窒素、Ｎ
Ｏｘ、ＳＯｘ、ＣＯ、アセチレン、エチレン、アンモニ
アなどが例示され、蒸気としては、メタノール、エタノ
ール、水、クロロホルム、アルデヒドなどが例示され
る。
【００３０】本発明の潜熱蓄熱型吸着材は、ボンベ、タ
ンク等の密閉容器に充填し、該容器にガスを導入するこ
とにより、ガスを吸着させることができる。ガスないし
密閉容器の温度は、相変化物質が相変化を生じる温度
（通常は融点）以下であるのが好ましい。
ンク等の密閉容器に充填し、該容器にガスを導入するこ
とにより、ガスを吸着させることができる。ガスないし
密閉容器の温度は、相変化物質が相変化を生じる温度
（通常は融点）以下であるのが好ましい。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、吸着材により吸着物質
を吸着する際の温度が蓄熱材の相変化物質の相変化温度
以下に保たれるため、吸着材の性能を高く保つことがで
きる。すなわち、吸着材がガス等を吸着する時に生じる
熱を効率よく貯蔵でき、吸着材の温度が高くなり過ぎな
いので、吸着材の性能を高く保つことができる。貯蔵し
た吸着熱は、脱着時の吸着材の温度低下を抑制するため
に利用することができるので、吸着材の払い出し能を高
く保つことができる。また、蓄熱材と吸着材の分級（分
離）が抑制されるので、吸着時の温度上昇を長期間にわ
たって抑制することができる。
を吸着する際の温度が蓄熱材の相変化物質の相変化温度
以下に保たれるため、吸着材の性能を高く保つことがで
きる。すなわち、吸着材がガス等を吸着する時に生じる
熱を効率よく貯蔵でき、吸着材の温度が高くなり過ぎな
いので、吸着材の性能を高く保つことができる。貯蔵し
た吸着熱は、脱着時の吸着材の温度低下を抑制するため
に利用することができるので、吸着材の払い出し能を高
く保つことができる。また、蓄熱材と吸着材の分級（分
離）が抑制されるので、吸着時の温度上昇を長期間にわ
たって抑制することができる。
【００３２】さらに、吸着材の充填量についても改善さ
れるので、貯蔵性能のさらなる向上が図れる。
れるので、貯蔵性能のさらなる向上が図れる。
【００３３】
【実施例】以下に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。本発明は、実施例に限定されるものではない。
る。本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００３４】実施例１
ｉｎ−ｓｉｔｕ法を用いて相変化物質をマイクロカプセ
ル中に封入した。メラミン粉末５ｇに３７％ホルムアル
デヒド水溶液６．５ｇと水１０ｇを加え、ｐＨを８に調
整した後、約７０℃まで加熱し、メラミン−ホルムアル
デヒド初期縮合物水溶液を得た。ｐＨを４．５に調整し
たスチレン無水酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００
ｇ中に、相変化物質であるｎ−オクタデカン７０ｇを激
しく撹拌しながら添加し、ｎ−オクタデカンの粒子径が
約１０μｍになるまで乳化を行った。上記乳化液に上記
メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液全量を添
加し、７０℃で２時間撹拌を行った後、ｐＨを９に調整
し、マイクロカプセル化を行った。反応終了後、マイク
ロカプセルを吸引ろ過し、乾燥することにより約１５μ
ｍの平均粒子径を有するマイクロカプセル型蓄熱材を得
た。
ル中に封入した。メラミン粉末５ｇに３７％ホルムアル
デヒド水溶液６．５ｇと水１０ｇを加え、ｐＨを８に調
整した後、約７０℃まで加熱し、メラミン−ホルムアル
デヒド初期縮合物水溶液を得た。ｐＨを４．５に調整し
たスチレン無水酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００
ｇ中に、相変化物質であるｎ−オクタデカン７０ｇを激
しく撹拌しながら添加し、ｎ−オクタデカンの粒子径が
約１０μｍになるまで乳化を行った。上記乳化液に上記
メラミン−ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液全量を添
加し、７０℃で２時間撹拌を行った後、ｐＨを９に調整
し、マイクロカプセル化を行った。反応終了後、マイク
ロカプセルを吸引ろ過し、乾燥することにより約１５μ
ｍの平均粒子径を有するマイクロカプセル型蓄熱材を得
た。
【００３５】このマイクロカプセル型蓄熱材と粒子径
０．２〜３．０ｍｍ（平均粒子径：１．４ｍｍ）の破砕
活性炭を、混合比率が活性炭に対してマイクロカプセル
型蓄熱材の量が１５重量％になるように均一に混合し、
乾燥させることにより、目的物である潜熱蓄熱型吸着材
を得た。マイクロカプセル型蓄熱材が、活性炭の表面に
均一に分散し、静電的に吸着（付着）していることが電
子顕微鏡にて確認された。また、単位体積当たりの活性
炭の充填量は、活性炭のみの場合の充填量に比べて、
３．５％の低下に改善された。
０．２〜３．０ｍｍ（平均粒子径：１．４ｍｍ）の破砕
活性炭を、混合比率が活性炭に対してマイクロカプセル
型蓄熱材の量が１５重量％になるように均一に混合し、
乾燥させることにより、目的物である潜熱蓄熱型吸着材
を得た。マイクロカプセル型蓄熱材が、活性炭の表面に
均一に分散し、静電的に吸着（付着）していることが電
子顕微鏡にて確認された。また、単位体積当たりの活性
炭の充填量は、活性炭のみの場合の充填量に比べて、
３．５％の低下に改善された。
【００３６】実施例２
実施例１により製造された潜熱蓄熱型吸着材に、メタン
を０．１〜０．６ＭＰａＧの圧力範囲で吸脱着させたと
ころ、図１に示すようにｎ−オクタデカンの融点である
２９℃で吸着をすることが可能であった。また、吸着量
に関しては、活性炭の重量当たりの貯蔵性能および容器
の体積当たりの貯蔵性能は、それぞれ、２７．７５Ｎｃ
ｍ3／ｇ、２０．６２Ｎｃｍ3／ｃｍ3であった。吸脱着
を繰り返し行っても性能は変わらなかった。
を０．１〜０．６ＭＰａＧの圧力範囲で吸脱着させたと
ころ、図１に示すようにｎ−オクタデカンの融点である
２９℃で吸着をすることが可能であった。また、吸着量
に関しては、活性炭の重量当たりの貯蔵性能および容器
の体積当たりの貯蔵性能は、それぞれ、２７．７５Ｎｃ
ｍ3／ｇ、２０．６２Ｎｃｍ3／ｃｍ3であった。吸脱着
を繰り返し行っても性能は変わらなかった。
【００３７】比較例１
実施例１で使用した活性炭のみを用いて、実施例２と同
様にして吸脱着を行ったところ、吸着熱により中心部分
の温度が上昇し、最高４２℃に達した（図２）。また、
吸着量に関しては、活性炭の重量当たりの貯蔵性能およ
び容器の体積当たりの貯蔵性能は、それぞれ、２２．１
０Ｎｃｍ3／ｇ、１７．６５Ｎｃｍ3／ｃｍ3であった。
様にして吸脱着を行ったところ、吸着熱により中心部分
の温度が上昇し、最高４２℃に達した（図２）。また、
吸着量に関しては、活性炭の重量当たりの貯蔵性能およ
び容器の体積当たりの貯蔵性能は、それぞれ、２２．１
０Ｎｃｍ3／ｇ、１７．６５Ｎｃｍ3／ｃｍ3であった。
【００３８】以上の結果から明らかなように、蓄熱材と
吸着材（活性炭）の粒子径を制御して混合することによ
り、吸着時の温度上昇を抑制できるので、貯蔵性能が向
上した。また、繰り返し特性に関しても、蓄熱材と吸着
材（活性炭）の分級（分離）が抑制されるため、良好な
結果が得られた。
吸着材（活性炭）の粒子径を制御して混合することによ
り、吸着時の温度上昇を抑制できるので、貯蔵性能が向
上した。また、繰り返し特性に関しても、蓄熱材と吸着
材（活性炭）の分級（分離）が抑制されるため、良好な
結果が得られた。
【００３９】実施例３
ｉｎ−ｓｉｔｕ法を用いて相変化物質をマイクロカプセ
ル中に封入した。メラミン粉末５ｇに３７％ホルムアル
デヒド水溶液６．５ｇと水１０ｇを加え、ｐＨを８に調
整した後、約７０℃まで加熱し、メラミン−ホルムアル
デヒド初期縮合物水溶液を得た。ｐＨを４．５に調整し
たスチレン無水酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００
ｇ中に、相変化物質であるｎ−オクタデカン７０ｇと高
融点化合物である硬化ひまし油１．４ｇを激しく撹拌し
ながら添加し、ｎ−オクタデカンの粒子径が約１０μｍ
になるまで乳化を行った。上記乳化液に上記メラミン−
ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液全量を添加し、７０
℃で２時間撹拌を行った後、ｐＨを９に調整し、マイク
ロカプセル化を行った。反応終了後、マイクロカプセル
を吸引ろ過し、乾燥することにより約１５μｍの平均粒
子径を有するマイクロカプセル型蓄熱材を得た。
ル中に封入した。メラミン粉末５ｇに３７％ホルムアル
デヒド水溶液６．５ｇと水１０ｇを加え、ｐＨを８に調
整した後、約７０℃まで加熱し、メラミン−ホルムアル
デヒド初期縮合物水溶液を得た。ｐＨを４．５に調整し
たスチレン無水酸共重合体のナトリウム塩水溶液１００
ｇ中に、相変化物質であるｎ−オクタデカン７０ｇと高
融点化合物である硬化ひまし油１．４ｇを激しく撹拌し
ながら添加し、ｎ−オクタデカンの粒子径が約１０μｍ
になるまで乳化を行った。上記乳化液に上記メラミン−
ホルムアルデヒド初期縮合物水溶液全量を添加し、７０
℃で２時間撹拌を行った後、ｐＨを９に調整し、マイク
ロカプセル化を行った。反応終了後、マイクロカプセル
を吸引ろ過し、乾燥することにより約１５μｍの平均粒
子径を有するマイクロカプセル型蓄熱材を得た。
【００４０】このマイクロカプセル型蓄熱材と、比表面
積９４１ｍ2／ｇ、細孔容積０．３７ｍｌ／ｇ、平均細
孔径８．５Å、粒子径０．２１２〜４．７５ｍｍ（平均
粒子径：１．１５ｍｍ）の椰子殻活性炭（吸着材Ａ）と
を、混合比率が活性炭に対してマイクロカプセル型蓄熱
材の量が１０重量％になるように均一に混合し、乾燥さ
せることにより、目的物である潜熱蓄熱型吸着材を得
た。マイクロカプセル型蓄熱材が、活性炭の表面に均一
に分散し、静電的に吸着（付着）していることが電子顕
微鏡にて確認された。
積９４１ｍ2／ｇ、細孔容積０．３７ｍｌ／ｇ、平均細
孔径８．５Å、粒子径０．２１２〜４．７５ｍｍ（平均
粒子径：１．１５ｍｍ）の椰子殻活性炭（吸着材Ａ）と
を、混合比率が活性炭に対してマイクロカプセル型蓄熱
材の量が１０重量％になるように均一に混合し、乾燥さ
せることにより、目的物である潜熱蓄熱型吸着材を得
た。マイクロカプセル型蓄熱材が、活性炭の表面に均一
に分散し、静電的に吸着（付着）していることが電子顕
微鏡にて確認された。
【００４１】実施例４
活性炭への蓄熱材の添加量が１２重量％である以外は実
施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
【００４２】実施例５
活性炭への蓄熱材の添加量が１４重量％である以外は実
施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
【００４３】実施例６
活性炭への蓄熱材の添加量が１６．５重量％である以外
は実施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
は実施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
【００４４】実施例７
活性炭への蓄熱材の添加量が２０重量％である以外は実
施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
施例３と同様にして潜熱蓄熱型吸着材を得た。
【００４５】実施例８
７０ｍｌの吸着断熱容器に、実施例３で得られた潜熱蓄
熱型吸着材を充填した。容器温度を室温にして真空乾燥
し、メタンを、吸着容器内の圧力が０．６ＭＰａＧとな
るまで容器に導入した。吸着貯蔵後は、吸着容器内の圧
力が０．１ＭＰａＧになるまでガスの脱着を行った。こ
の際、流量計を用いて脱着量を測定した。これらの吸脱
着操作を、吸着開始前の容器温度が１０〜２５℃の範囲
の様々な温度で行い、それぞれの温度における脱着量を
測定した。図３に結果を示す。
熱型吸着材を充填した。容器温度を室温にして真空乾燥
し、メタンを、吸着容器内の圧力が０．６ＭＰａＧとな
るまで容器に導入した。吸着貯蔵後は、吸着容器内の圧
力が０．１ＭＰａＧになるまでガスの脱着を行った。こ
の際、流量計を用いて脱着量を測定した。これらの吸脱
着操作を、吸着開始前の容器温度が１０〜２５℃の範囲
の様々な温度で行い、それぞれの温度における脱着量を
測定した。図３に結果を示す。
【００４６】実施例９
実施例３で得られた潜熱蓄熱型吸着材に替えて、実施例
４で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
４で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
【００４７】実施例１０
実施例３で得られた潜熱蓄熱型吸着材に替えて、実施例
５で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
５で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
【００４８】実施例１１
実施例３で得られた潜熱蓄熱型吸着材に替えて、実施例
６で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
６で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
【００４９】実施例１２
実施例３で得られた潜熱蓄熱型吸着材に替えて、実施例
７で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
７で得られた潜熱蓄熱型吸着材を用いた以外は実施例８
と同様にして吸脱着操作を行い、脱着量を測定した。図
３に結果を示す。
【００５０】比較例２
実施例３で得られた潜熱蓄熱型吸着材に替えて、吸着材
Ａを用いた以外は実施例８と同様にして吸脱着操作を行
い、脱着量を測定した。図３に結果を示す。
Ａを用いた以外は実施例８と同様にして吸脱着操作を行
い、脱着量を測定した。図３に結果を示す。
【００５１】図３より明らかなように、いずれの温度域
においても潜熱蓄熱型吸着材を用いた方が貯蔵性能が向
上した。
においても潜熱蓄熱型吸着材を用いた方が貯蔵性能が向
上した。
【図１】実施例２の吸脱着に伴う温度変化を示す図であ
る。
る。
【図２】比較例１の吸脱着に伴う温度変化を示す図であ
る。
る。
【図３】実施例８〜１２および比較例２の温度による脱
着量の変化を示す図である。
着量の変化を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D012 BA01 CE01 CF08 CK06
4G066 AA05B AE20D BA14 BA20
CA51 FA02
Claims (5)
- 【請求項１】 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出
を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した蓄
熱材と吸着材からなる潜熱蓄熱型吸着材であって、吸着
材粒子の表面に該吸着材よりも小さな粒子径の蓄熱材が
付着してなる潜熱蓄熱型吸着材。 - 【請求項２】 蓄熱材の平均粒子径が、吸着材の平均粒
子径の１／１０００〜１／１０である請求項１に記載の
潜熱蓄熱型吸着材。 - 【請求項３】 蓄熱材の平均粒子径が、５〜１００μｍ
である請求項１または２に記載の潜熱蓄熱型吸着材。 - 【請求項４】 温度変化に応じて潜熱の吸収および放出
を生じる相変化物質をマイクロカプセル中に封入した小
粒子径の蓄熱材と吸着材を均一混合することを特徴とす
る潜熱蓄熱型吸着材の製造方法。 - 【請求項５】 懸濁媒体に、温度変化に応じて潜熱の吸
収および放出を生じる相変化物質をマイクロカプセル中
に封入した小粒子径の蓄熱材を懸濁させて形成した懸濁
液と吸着材を混合し、乾燥することを特徴とする潜熱蓄
熱型吸着材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003029480A JP2003311118A (ja) | 2002-02-08 | 2003-02-06 | 蓄熱機能付き吸着材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-32539 | 2002-02-08 | ||
| JP2002032539 | 2002-02-08 | ||
| JP2003029480A JP2003311118A (ja) | 2002-02-08 | 2003-02-06 | 蓄熱機能付き吸着材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003311118A true JP2003311118A (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=29551650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003029480A Pending JP2003311118A (ja) | 2002-02-08 | 2003-02-06 | 蓄熱機能付き吸着材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003311118A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2003
- 2003-02-06 JP JP2003029480A patent/JP2003311118A/ja active Pending
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