JP2004137301A - 蓄熱材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液漏れがなく、蓄熱成分の含有率が高い蓄熱材とその製造方法を提供することにある。
【解決手段】蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類と相溶する単量体よりなる架橋性高分子よりなり、所定温度以上でも液状化しない蓄熱材。また、蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類と相溶する単量体よりなる架橋性高分子が、該パラフィン類９５質量部に対して５質量部以下であることを特徴とする蓄熱材。更に蓄熱成分としてのパラフィン類に単量体を溶解させた後、単量体を反応させて架橋性高分子とし、所定温度以上でも液状化しない蓄熱材を作製する方法。単量体の内、少なくとも１種が多官能性単量体であることを特徴とする蓄熱材。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の所属する技術分野】
この発明は、蓄熱材に関し、更に詳しくはパラフィン類を用いた蓄熱材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来蓄熱材としてはパラフィン等の有機物質を用いて、その相変化潜熱を利用する方法が用いられてきた。このパラフィン類は固体から液体への相変化時に蓄熱し、液体から固体への相変化時に放熱する。このため液体時に流動して液漏れするためや密閉容器や袋に収納するなどして用いる必要があり、長期使用する場合には容器等へのコストは重要な問題であった。
【０００３】
この問題を解決するために、マイクロカプセル化する方法（例えば特許文献１）、熱可塑性エラストマーなどのポリマーを相溶させる方法（例えば特許文献２）などが提案されている。
【０００４】
しかし、マイクロカプセル化する方法では、カプセル壁用材料には蓄熱効果はなく、またマイクロカプセル間に空隙ができるために、蓄熱材全体における蓄熱成分の含有率に限度があり、充分な蓄熱成分を保持することは難しかった。また、ポリマーを相溶させる方法では相溶させるべきポリマーは蓄熱材の５〜３０質量％以上に及ぶために、充分な蓄熱成分を含有させることができないなどの問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９７４５９号公報
【特許文献２】
特許第２８２６７６４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、架橋性高分子を用いて液漏れがなく、蓄熱成分の含有率が高い蓄熱材とその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類と相溶する単量体よりなる架橋性高分子よりなり、所定温度以上でも液状化しない蓄熱材。また、蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類と相溶する単量体よりなる架橋性高分子が、該パラフィン類９５質量部に対して５質量部以下であることを特徴とする蓄熱材。更に蓄熱成分としてのパラフィン類に単量体を溶解させた後、単量体を反応させて架橋性高分子とし、所定温度以上でも液状化しない蓄熱材を作製する方法。単量体の内、少なくとも１種が多官能性単量体であることを特徴とする蓄熱材。
【０００８】
【発明の実施の形態】
蓄熱成分としてのパラフィン類とは、具体的に各種パラフィン、ロウ、ワックスをはじめ、ラウリン酸、アジピン酸、ステアリン酸、アルミチン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、セバシン酸、デカン酸、ケイ皮酸、ドコサン酸などの高級脂肪酸及びこのエステル物、またはラウリルアルコール、ドデカノール、ミリスチルアルコール、ヘキサデカノール、ドデシルアルコール、オクタデカノールなどの高級脂肪族アルコール、更にはｎ−ペンタデカン、ヘキサデカン、１，４−ジメチルナフタレンなどの炭化水素化合物などを示すが、これらを複合して用いてもよい。
【０００９】
単量体とは架橋性高分子を構成する材料であって、反応の種類によって幾つかに分類できる。まず、ラジカル重合やイオン重合によって架橋性高分子を形成する場合は、単量体とは具体的には（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸イソボルニルなどのエステル類、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドなどのアミド類、スチレンやその誘導体などを示す。多官能性単量体とはジ（メタ）アクリル酸エチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸１，４−ブチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸１，６−ヘキサンジオール、ジ（メタ）アクリル酸１，１０−デカンジオール、ジ（メタ）アクリル酸ポリブチレングリコール、ジ（メタ）アクリル酸ジメチロール−トリシクロデカン、トリ（メタ）アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ（メタ）アクリル酸ジトリメチロールプロパン、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼンなどを示す。これらは混合して用いてもよい。
【００１０】
イソシアネート基と水酸基、カルボン酸、アミノ基などの反応によっても架橋性高分子は構成できる。更に、シロキサン結合を有する単量体との脱水反応やヒドロシリル化反応によっても架橋性高分子を構成できる。
【００１１】
これらの単量体は液状化した蓄熱成分に溶解させて、反応させる。反応は触媒や重合開始剤とともに加熱や紫外線の刺激によって引き起こされる。単量体は反応を続け、液状化した蓄熱成分中で架橋性高分子となり、蓄熱成分をゲル化させる。このような一連の反応によって生成するゲルを化学ゲルと称する。本発明のポイントはこの化学ゲルを液状化した蓄熱成分に応用するところにある。
【００１２】
架橋性高分子は単官能性の単量体のみでは形成されず、化学ゲルとならないので、必ず多官能性単量体を併用しなければならない。多官能性単量体単独でも架橋性高分子を形成できるが、架橋点密度があまりにも高すぎると、蓄熱成分の保持性や粘弾性で良好な化学ゲルが得られないので、蓄熱成分との単量体或いは架橋性高分子の相溶性は重要である。このような化学ゲルが形成する場合、要求される高分子量は蓄熱材の５質量％程度以下で充分であり、場合によっては２〜３質量％の高分子濃度で化学ゲルを形成することが可能である。高分子濃度が下がるとそれだけ蓄熱成分の含有量が増すことになり、蓄熱量も増大する。
【００１３】
更に、化学ゲルの利点として、架橋性高分子が成長するまでは、蓄熱材は液状で流動化できるために、任意の形状に成形することが可能である。シート状或いは棒状、円筒状などの他に特殊な形状への加工は容易である。また、生成した化学ゲルは蓄熱成分の保持性に優れて、また粘弾性にも優れており、圧力などに対して自己の形状を保持するなど、数々の利点が見いだせる。シート状等に加工する場合、高空隙率の不織布（ガラスクロスや極細ＰＥＴ繊維を用いた不織布）などの基材に含浸させて、ゲルの形成するとシートの機械的な強度を高めることができる。
【００１４】
【実施例】
実施例１
ｎ−ペンタデカン９６質量部にラウリルアクリレート２質量部、１，９−ノナンジオールジアクリレート２質量部、更にベンゾフェノン０．０１質量部を加え、厚さ５０μｍの流動性物を作製し、これに紫外線を照射して蓄熱材１を作製した。室温でのｎ−ペンタデカンの染みだしはなかった。またこの蓄熱材１の融解熱量を測定したところ５１ｃａｌ／ｇの値を示した。
【００１５】
実施例２
パルミチン酸エチル９６．５質量部にイソアミルアクリレート１．５質量部、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート１．５質量部、トリメチロ−ルプロパントリアクリレート０．５質量部、ジメチル−２，２′−アゾビスイソブチレイト０．０１質量部を加え、円柱状の容器中８５℃で３時間加熱して蓄熱材２を作製した。４０℃加熱時にパルミチン酸エチルの染みだしは無かった。またこの蓄熱材２の融解熱量を測定したところ４１ｃａｌ／ｇの値を示した。
【００１６】
比較例
パルミチン酸エチル９０質量部、スチレン−ブタジエン共重合体１０質量部を混合して蓄熱材３を作製した。形状はゲル状となったが４０℃加熱時にパルミチン酸エチルの染みだしがあった。また蓄熱材３の融解熱量は３６ｃａｌ／ｇであった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の蓄熱材は液の染みだしのなく、蓄熱成分の含有率を高くすることができる。このために高い融解熱量を保持することができるので、蓄熱材のコンパクト化や薄層化などを進めることができる他、容器のコストも低減できる。

Claims (4)

1. 蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類と相溶する単量体よりなる架橋性高分子よりなり、所定温度以上でも液状化しない蓄熱材。
2. 蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラフィン類と相溶する単量体よりなる架橋性高分子が、該パラフィン類９５質量部に対して５質量部以下であることを特徴とする蓄熱材。
3. 蓄熱成分としてのパラフィン類に単量体を溶解させた後、単量体を反応させて架橋性高分子とし、所定温度以上でも液状化しない蓄熱材を作製する方法。
4. 単量体の内、少なくとも１種が多官能性単量体であることを特徴とする請求項１または２記載の蓄熱材。