JP2019123832A - 潜熱蓄熱材組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】潜熱蓄熱材に添加剤を加えることにより、潜熱蓄熱材の融点を大幅に調整できると共に、この添加剤が配合されても、より大きな蓄熱量を得ることができる潜熱蓄熱材組成物を提供する。【解決手段】潜熱蓄熱材１０に、潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤１１を配合した潜熱蓄熱材組成物１では、潜熱蓄熱材１０は、ｎｗ（２≦ｎｗ）個の水和水を含む無機塩水和物からなる。添加剤は、糖アルコール類に属する物質を少なくとも含む潜熱蓄熱材１０の融点調整剤１３であり、潜熱蓄熱材１０に含まれる水分との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質である。潜熱蓄熱材組成物１全体のうち、糖アルコール類に属する物質は、潜熱蓄熱材１３の水和水１ｍｏｌあたり、次の式（１），（２）を満たす濃度である。【数１０】、０．０１≦ｘｓ≦１・・・式（２）【選択図】図１

Description

本発明は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材に、この潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合した潜熱蓄熱材組成物に関する。

潜熱蓄熱材（PCM：Phase Change Material）は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱することができる物性を有しており、本来廃棄される排熱をこの潜熱蓄熱材に蓄熱し、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことで、エネルギが無駄なく有効に活用できる。このような潜熱蓄熱材の一種に、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）（以下、「アンモニウムミョウバン」と称す。）が、広く知られている。アンモニウムミョウバンの物性は、融点９３．５℃で、常温では固体である。そのため、潜熱蓄熱材がアンモニウムミョウバン単体の場合、排熱温度が、融点９３．５℃より低い温度であると、アンモニウムミョウバンが、排熱で加熱されたとしても、アンモニウムミョウバンは融解せず、排熱を回収して蓄熱することはできない。そこで一般的には、特許文献１のように、融点調整剤が、潜熱蓄熱材の融点を、排熱に対応する温度に調整する目的で、潜熱蓄熱材に添加される。

特許文献１は、アンモニウムミョウバン（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）と塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ）とを含有した共晶塩からなる潜熱蓄熱材である。特許文献１によれば、塩化アンモニウムが、５〜１５重量％の添加量でアンモニウムミョウバンに配合されると、アンモニウムミョウバンの融点が、約９０〜７５℃に調整できるとされている。また、特許文献１の潜熱蓄熱材の物性では、共晶点が、７５〜７８℃の温度であり、例えば、共晶点からの利用温度差が、ΔＴ＝３０℃（４５〜７５℃）である場合、この潜熱蓄熱材の蓄熱量は、約３２０〜３５０ｋＪ／Ｌであるとされている。

特許第４８３０５７２号公報

しかしながら、特許文献１の潜熱蓄熱材は、アンモニウムミョウバンと塩化アンモニウムとの共晶塩であるため、特許文献１の図１に示されているように、塩化アンモニウムが、添加量１５重量％を超えてアンモニウムミョウバンに配合されても、特許文献１の潜熱蓄熱材の融点は、共晶点（７５〜７８℃）より下がらない。そのため、排熱温度が、共晶点より低い温度である場合、潜熱蓄熱材は融解せず、特許文献１の潜熱蓄熱材は、排熱を回収して蓄熱することはできない。

特に産業界では近年、例えば、燃料電池システム、自動車のエンジン等による熱供給源において、その作動時に生じる排熱を回収し、蓄熱材に蓄熱した熱エネルギを積極的に活用する技術開発に、多くの関心が寄せられている。熱供給源で生む排熱の対象は、概ね６０℃前後〜８０℃前後の範囲内を対象とした温度帯域の熱であり、例えば、コジェネレーションに用いたガスエンジンシステムのエンジンのほか、ボイラー等の高温域熱源の排熱より低い、いわゆる低温域熱源から生じる熱である。このような低温域熱源の排熱を蓄熱材に蓄熱しようする場合、特許文献１では、潜熱蓄熱材の融点が、低温域熱源の排熱の温度帯域より高く、潜熱蓄熱材は融解しないため、排熱に基づく蓄熱を行うことができない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、潜熱蓄熱材に添加剤を加えることにより、潜熱蓄熱材の融点を大幅に調整できると共に、この添加剤が配合されても、より大きな蓄熱量を得ることができる潜熱蓄熱材組成物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物は、以下の構成を有する。
（１）蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、前記潜熱蓄熱材は、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む少なくとも一種の無機塩水和物からなること、前記添加剤は、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質であること、前記融点調整剤は、第１の添加剤として、糖アルコール類に属する物質を少なくとも含んでいること、当該潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、当該潜熱蓄熱材組成物全体のうち、前記糖アルコール類に属する物質は、前記潜熱蓄熱材の前記水和水１ｍｏｌあたり、式（１），（２）を満たす濃度であること、

０．０１≦ｘ_ｓ≦１ ・・・式（２）
但し、
ｘ_ｓ：水和水１ｍｏｌに対する「糖アルコール類に属する物質」のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｓ：潜熱蓄熱材組成物に含有する「糖アルコール類に属する物質」の質量［ｇ］
Ｍ_ｓ：「糖アルコール類に属する物質」の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
を特徴とする。

なお、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物において、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」とは、例えば、エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）、キシリトール（Ｃ_５Ｈ_１２Ｏ_５）、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）、ソルビトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）、ラクチトール（Ｃ_１２Ｈ_２４Ｏ_１１）等の「糖アルコール類に属する物質」に該当する。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」が該当する。加えて、硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）等の「硫酸塩に属する物質」が該当する。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合のほか、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合や、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合もある。

加えて、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物（塩化物と硫酸塩とが混晶をなす場合も含む）もある。

すなわち、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物に構成された潜熱蓄熱材は、無機塩水和物からなり、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」が無機塩水和物に溶解するとき、この「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」において、外部から熱を吸収して吸熱反応（例えば、無機塩水和物の水和水との溶解のほか、無機塩水和物が水和水以外に溶媒となり得る分子をその構造の中に有する場合で、水和水以外の構成物質との溶解等も含む）が生じるものを、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物では、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と定義している。

（２）（１）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記糖アルコール類に属する物質は、エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）、キシリトール（Ｃ_５Ｈ_１２Ｏ_５）、またはマンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）のうち、少なくともいずれか一つを含むものであること、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記第１の添加剤とは別の前記添加剤で、第２の添加剤として、硫酸塩が配合されていること、当該潜熱蓄熱材組成物全体のうち、前記硫酸塩は、前記潜熱蓄熱材の前記水和水１ｍｏｌあたり、式（３），（４）を満たす濃度であること、
但し、

０≦ｘ_ｔ≦０．１ ・・・式（４）
ｘ_ｔ：水和水１ｍｏｌに対する硫酸塩のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｔ：潜熱蓄熱材組成物に、第２の添加剤として含有する硫酸塩の質量［ｇ］
Ｍ_ｔ：第２の添加剤である硫酸塩の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
を特徴とする。
（４）（３）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記硫酸塩は、硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）であること、を特徴とする。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記無機塩水和物は、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩であること、を特徴とする。
（６）（５）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記ヒドロキシメタンスルフィン酸塩は、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ_３ＮａＯ_３Ｓ・２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。
（７）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記無機塩水和物は、酢酸塩であること、を特徴とする。
（８）（７）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記酢酸塩は、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。
（９）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記無機塩水和物は、二リン酸塩（ピロリン酸塩）またはリン酸塩であること、を特徴とする。
（１０）（９）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記二リン酸塩は、二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。

（１１）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。

なお、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物において、「ミョウバン水和物」とは、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物（別名：硫酸アルミニウムアンモニウム１２水和物）（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、カリウムミョウバン１２水和物（別名：硫酸カリウムアルミニウム１２水和物）（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、クロムミョウバン（別名：ビス硫酸クロムカリウム１２水和物）（ＣｒＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、鉄ミョウバン（別名：硫酸第二鉄アンモニウム１２水和物）（ＦｅＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩Ｍ^Ｉ _２（ＳＯ_４）と、３価の陽イオンの硫酸塩Ｍ^ＩＩＩ _２（ＳＯ_４）_３との複硫酸塩である「ミョウバン」が該当する。また、このような「ミョウバン」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材を対象としている。「ミョウバン」に含まれる金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等、３価の金属イオンでも良い。

（１２）（１１）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。
（１３）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記無機塩水和物は、硫酸塩であること、を特徴とする。
（１４）（１３）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記硫酸塩は、硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）（２≦ｎ）であること、を特徴とする。

上記構成を有する本発明の潜熱蓄熱材組成物の作用・効果について説明する。
（１）蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、前記潜熱蓄熱材は、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む少なくとも一種の無機塩水和物からなること、添加剤は、潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質であること、融点調整剤は、第１の添加剤として、糖アルコール類に属する物質を少なくとも含んでいること、当該潜熱蓄熱材組成物の融液は、潜熱蓄熱材に含む水和水と、融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材と融点調整剤とを混合してなること、当該潜熱蓄熱材組成物全体のうち、糖アルコール類に属する物質は、潜熱蓄熱材の水和水１ｍｏｌあたり、式（１），（２）を満たす濃度であること、

０．０１≦ｘ_ｓ≦１ ・・・式（２）
但し、
ｘ_ｓ：水和水１ｍｏｌに対する「糖アルコール類に属する物質」のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｓ：潜熱蓄熱材組成物に含有する「糖アルコール類に属する物質」の質量［ｇ］
Ｍ_ｓ：「糖アルコール類に属する物質」の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
を特徴とする。この特徴により、糖アルコール類に属する物質である第１の添加剤（融点調整剤）に対し、潜熱蓄熱材の水和水が不足なく十分に存在するため、潜熱蓄熱材の水和水と融点調整剤との溶解時に生じた負の溶解熱は、本発明の潜熱蓄熱材組成物の蓄熱量の増大に寄与する。またこのとき、含有する融点調整剤の一部に、たとえ溶け残りが生じた場合でも、溶け残った分の融点調整剤の融解により、この融点調整剤の潜熱が、本発明の潜熱蓄熱材組成物の蓄熱量の増大に寄与する。そのため、潜熱蓄熱材自体の潜熱と、水和水と融点調整剤との溶解時に生じる負の溶解熱と、融点調整剤の融解潜熱とを足し合わせた総熱量が、本発明の潜熱蓄熱材組成物への吸熱として蓄えられる。しかも、本発明の潜熱蓄熱材組成物は、例えば、２５０ｋＪ／ｋｇを超える大きな蓄熱量を得ることができる上に、潜熱蓄熱材単体に比べ、例えば、最大３０℃近くまで融点を低く調整した物性となる。

従って、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物によれば、潜熱蓄熱材に添加剤を加えることにより、潜熱蓄熱材の融点を大幅に調整できると共に、この添加剤が配合されても、より大きな蓄熱量を得ることができる、という優れた効果を奏する。

（２）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、糖アルコール類に属する物質は、エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）、キシリトール（Ｃ_５Ｈ_１２Ｏ_５）、またはマンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）のうち、少なくともいずれか一つを含むものであること、を特徴とする。この特徴により、本発明の潜熱蓄熱材組成物の融点が、潜熱蓄熱材単体に比べ、効果的に低く調整できる。また、糖アルコール類に属する物質自体が、熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備しているため、蓄熱材の物性として優れており、融点調整剤の添加により、本発明の潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める潜熱蓄熱材の配合比率が低くなっても、本発明の潜熱蓄熱材組成物の蓄熱量の低下が、効果的に抑制できる。

（３）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、第１の添加剤とは別の添加剤で、第２の添加剤として、硫酸塩が配合されていること、当該潜熱蓄熱材組成物全体のうち、硫酸塩は、潜熱蓄熱材の水和水１ｍｏｌあたり、式（３），（４）を満たす濃度であること、
但し、

０≦ｘ_ｔ≦０．１ ・・・式（４）
ｘ_ｔ：水和水１ｍｏｌに対する硫酸塩のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｔ：潜熱蓄熱材組成物に、第２の添加剤として含有する硫酸塩の質量［ｇ］
Ｍ_ｔ：第２の添加剤である硫酸塩の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
を特徴とする。また、（４）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、硫酸塩は、硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）であること、を特徴とする。この特徴により、第２の添加剤である融点調整剤として、例えば、硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）等の硫酸塩が、式（４）に示すような少ない添加量で配合されているだけで、第２の添加剤を含有した本発明の潜熱蓄熱材組成物は、潜熱蓄熱材に、融点調整剤である第１の添加剤だけを加えた場合に比べ、蓄熱量を、例えば、約２０％増大することができる一方で、融点を、１５℃前後等も低く調整できた物性となる。

（５）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、無機塩水和物は、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩であること、を特徴とする。また、（６）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩は、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ_３ＮａＯ_３Ｓ・２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、例えば、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物等のヒドロキシメタンスルフィン酸塩を主成分とした本発明の潜熱蓄熱材組成物は、使用上、蓄熱し放熱するときの温度帯域を、例えば、５０℃前後とし、１５０ｋＪ／ｋｇ程度の蓄熱量等で十分な場合に利用することができる。

（７）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、無機塩水和物は、酢酸塩であること、を特徴とする。また、（８）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、酢酸塩は、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、例えば、酢酸ナトリウム３水和物等の酢酸塩は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材となる上、添加した融点調整剤が、酢酸ナトリウム３水和物等の酢酸塩の水和水に溶解することで、負の溶解熱（吸熱）が発生する。同時に、第１の添加剤等の添加剤で、融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、先に例示した酢酸ナトリウム３水和物等の潜熱蓄熱材を主成分とした本発明の潜熱蓄熱材組成物では、融点が、潜熱蓄熱材単体の融点に比べ、一例として２０℃程度低くなると共に、これらの吸熱により、潜熱蓄熱材単体の蓄熱量を超えることも可能な程、非常に高い熱量の熱を蓄えることができる。また、酢酸ナトリウム３水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

（９）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、無機塩水和物は、二リン酸塩（ピロリン酸塩）またはリン酸塩であること、を特徴とする。また、（１０）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、二リン酸塩は、二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、例えば、二リン酸ナトリウム１０水和物等の二リン酸塩またはリン酸塩は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材となる上、添加した融点調整剤が、二リン酸ナトリウム１０水和物等の二リン酸塩またはリン酸塩の水和水に溶解することで、負の溶解熱（吸熱）が発生する。同時に、第１の添加剤等の添加剤で、融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、先に例示した二リン酸ナトリウム１０水和物等の潜熱蓄熱材を主成分とした本発明の潜熱蓄熱材組成物では、融点が、潜熱蓄熱材単体の融点に比べ、一例として１５℃程度低くなると共に、これらの吸熱により、潜熱蓄熱材単体の蓄熱量を超えることも可能な程、非常に高い熱を蓄えることができる。また、二リン酸ナトリウム１０水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

（１１）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。この特徴により、ミョウバン水和物で構成した潜熱蓄熱材では、相変化に伴う潜熱が比較的大きく、かつ「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」を溶解させる水分が、ミョウバン水和物をなす構造の中に含まれている。そのため、このような潜熱蓄熱材を主成分とする本発明の潜熱蓄熱材組成物では、ミョウバン自体に生じる比較的大きな融解潜熱と、第１の添加剤等の添加剤に伴う融解潜熱と、負の溶解熱との足し合わせにより、潜熱蓄熱材に蓄熱できる蓄熱量も大きくできる。よって、ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材を含む本発明の潜熱蓄熱材組成物は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。

（１２）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

（１３）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、無機塩水和物は、硫酸塩であること、を特徴とする。また、（１４）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、硫酸塩は、硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）（２≦ｎ）であること、を特徴とする。この特徴により、例えば、硫酸アルミニウム水和物等の硫酸塩は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材となる上、添加した融点調整剤が、硫酸アルミニウム水和物等の硫酸塩の水和水に溶解することで、負の溶解熱（吸熱）が発生する。同時に、第１の添加剤等の添加剤で、融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、例えば、硫酸アルミニウム水和物等の潜熱蓄熱材を主成分とした本発明の潜熱蓄熱材組成物では、融点が、潜熱蓄熱材単体の融点に比べ、一例として１５℃程度低くなると共に、これらの吸熱により、２００ｋＪ／ｋｇを上回る高い熱量の熱を蓄えることができる。

実施例１〜３、及び５に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。 実施例４に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。 実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物で、相変化により固相状態にあるときの様子と液相状態にあるときの様子とを、それぞれ模式的に示す図である。 実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例１及びその比較例１の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。 実施例１の実験１に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 比較例１の実験２に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例２及びその比較例２の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。 実施例２の実験３に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例２の実験４に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例２の実験５に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 比較例２の実験６に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例３及びその比較例３の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。 実施例３の実験７に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例３の実験８に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例３の実験９に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 比較例３の実験１０に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例４に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例４及びその比較例４の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。 実施例４の実験１１に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 比較例４の実験１２に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例５に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例５及びその比較例５に係る実験１３〜１７の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。 実施例５の実験１３に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例５の実験１４に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例５の実験１５に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施例５の実験１６に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 比較例５の実験１７に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。 実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物の有意性をグラフで示した説明図である。

（実施形態）
以下、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物について、実施形態（実施例１〜５）を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、実施例１〜３、及び５に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図であり、図２は、実施例４に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。

本実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物１は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材１０に、この潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤を配合してなり、蓄熱材充填容器（図示省略）に漏れのない態様で、液密かつ気密に充填される。潜熱蓄熱材組成物１を充填した蓄熱材充填容器は、熱エネルギの活用を図る所定の収容手段の空間内に収容され、潜熱蓄熱材組成物１は、充填された蓄熱材充填容器の内外で、液相と固相との相変化に伴った潜熱の出入りを利用して、蓄熱とその放熱のサイクルを複数回繰り返して使用される。

すなわち、潜熱蓄熱材組成物１は、本来廃棄される排熱をこの潜熱蓄熱材１０に蓄熱し、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことができる。具体的には、潜熱蓄熱材組成物１は、例えば、太陽光発電システムや燃料電池システム、自動車のエンジンの熱や排ガスの熱等による熱供給源において、その作動時に生じる排熱を回収し、潜熱蓄熱材１０に蓄熱した熱エネルギを積極的に活用する目的で用いられる。さらに近年では、潜熱蓄熱材組成物１は、潜熱蓄熱材１０において相変化を行う融点の温度帯域を幅広く制御することで、例えば、日常の食生活上の用途として、蓄えた潜熱を放熱することにより、配膳するまでの間、給食や料理を保温する場合や、食事するまでの間、弁当や食材を保温する場合等、様々な業界で活用し得ると期待されている。

潜熱蓄熱材組成物１では、潜熱蓄熱材１０は、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む少なくとも一種の無機塩水和物からなる。添加剤は、潜熱蓄熱材１０の融点を調整する融点調整剤１３（１３Ａ，１３Ｂ）であり、潜熱蓄熱材１０の水和水への溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質である。融点調整剤１３は、第１の添加剤として、糖アルコール類に属する物質を少なくとも含んでおり、潜熱蓄熱材組成物１の融液は、潜熱蓄熱材１０に含む水和水（図３中、水和水１２）と、融点調整剤１３に含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材１０と融点調整剤１３とを混合してなる。

潜熱蓄熱材組成物１全体のうち、糖アルコール類に属する物質（融点調整剤１３）は、潜熱蓄熱材１０の水和水１ｍｏｌあたり、式（１），（２）を満たす濃度である。

０．０１≦ｘ_ｓ≦１ ・・・式（２）
但し、
ｘ_ｓ：水和水１ｍｏｌに対する「糖アルコール類に属する物質」のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｓ：潜熱蓄熱材組成物に含有する「糖アルコール類に属する物質」の質量［ｇ］
Ｍ_ｓ：「糖アルコール類に属する物質」の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）

（実施例１）
はじめに、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物１Ａ（１）の概要について、説明する。図１に示すように、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物１Ａは、相変化に伴う潜熱の出入により、蓄熱または放熱を可能とする潜熱蓄熱材１０Ａ（潜熱蓄熱材１０）に、第１の添加剤である融点調整剤１３Ａ（融点調整剤１３）を配合してなる。実施例１は、潜熱蓄熱材組成物１Ａによる蓄熱とその放熱の温度帯域を、５０℃前後に調整する場合であり、潜熱蓄熱材組成物１Ａでは、主成分である潜熱蓄熱材１０Ａを、（ｎ_ｗ＝２）個の水和水を含むヒドロキシメタンスルフィン酸塩の無機塩水和物１０としている。

具体的には、潜熱蓄熱材１０Ａは、本実施例１では、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ_３ＮａＯ_３Ｓ・２Ｈ_２Ｏ）であり、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物の物性は、水和数２、分子量［ｇ／ｍｏｌ］１５４．１２、融点約６５℃、融点より低い温度帯域では、水に易溶な固体の物質である。

融点調整剤１３については、ここでは具体的に例示して簡単に説明するが、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」の定義については、実施例２で詳述する。前述したように、融点調整剤１３は、潜熱蓄熱材１０（無機塩水和物１０）の融点を、必要に応じて任意の温度に調整する添加剤である。融点調整剤１３は、無機塩水和物１０との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質である。具体的には、融点調整剤１３は、例えば、エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）、キシリトール（Ｃ_５Ｈ_１２Ｏ_５）、マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）等、主として食品添加物に用いられている糖アルコール類に属した物質からなる。糖アルコールは、アルドースやケトースのカルボニル基を還元して生成する糖の一種であり、水に溶解する。融点調整剤１３は、実施例１〜３、及び５では、エリスリトール（融点調整剤１３Ａ）であり、エリスリトールの物性は、分子量［ｇ／ｍｏｌ］１２２．１２、融点約１１９℃である。

次に、潜熱蓄熱材組成物１Ａにおいて、添加された融点調整剤１３Ａにより、蓄熱の性能に与える影響を確認する目的で、実験１，２の調査実験を行った。実験１は、潜熱蓄熱材１０Ａに融点調整剤１３Ａ（エリスリトール）を添加した潜熱蓄熱材組成物１Ａを、試料とした実施例１に係る実験である。実験２は、実施例１の比較例１として行った実験で、融点調整剤１３Ａを含有しない潜熱蓄熱材１０Ａだけの試料で行った実験である。

＜実験方法＞
調査実験では、恒温槽での加熱試験等により、試料が融解する温度帯を事前に確認した上で、周知の示差走査熱量測定装置（DSC：Differential scanning calorimetry）を用いて、試料１０ｍｇを、アルミニウム製容器内に密閉した状態で試料台に載せて、試料の蓄熱量を測定。蓄熱量は、常温から試料が十分に融解する温度まで、試料を２℃／ｍｉｎ．の加熱速度で加熱し、設定温度に到達後５分間以上保持する温度条件の下で測定。

＜実験１，２の共通条件＞
・潜熱蓄熱材１０Ａ；ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ_３ＮａＯ_３Ｓ・２Ｈ_２Ｏ）

＜実験１の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ａの構成成分；潜熱蓄熱材１０Ａと融点調整剤１３Ａ
・融点調整剤１３Ａ；エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）
・潜熱蓄熱材組成物１Ａ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；５０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ａ：融点調整剤１３Ａ＝１：１）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．６３１［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験２の条件＞
・融点調整剤１３Ａ；無添加
・潜熱蓄熱材１０Ａの配合比率；１００ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ａ：融点調整剤１３Ａ＝１００：０）

図４は、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例１及びその比較例１の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。図５は、実施例１の実験１に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図６は、比較例１の実験２に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。

図５及び図６に示すグラフでは、縦軸左側の目盛りが、試料で単位時間に蓄熱または放熱した熱量を示しており、この目盛りの「負」の領域は、試料に吸熱される熱量を示し、「正」の領域は、試料から放熱される熱量を示す。また、試料は、時間経過と共に推移する熱量の線図の中で、熱量の絶対値が一時的に大きくなり、最大値（ピークトップ）に達した時刻ｔに対応する試料の温度Ｔ（融点と定義）となったとき、最大の蓄熱量を呈する条件となる。試料の融解潜熱は、熱量の線図の中で、蓄熱量のピークの開始時間と終了時間との間で、熱量を積算して得られるピーク面積Ｓ（図５及び図６中、斜線の部分）の大きさで示されている。また、試料の熱量の単位は〔ｍＷ〕で、試料の質量の単位は〔ｍｇ〕であるが、単位換算を行った上で、蓄熱量の単位は、〔ｋＪ／ｋｇ〕としている。実施例２以降の各グラフについても同様である。

＜実験結果＞
実施例１の実験１に係る潜熱蓄熱材組成物１Ａでは、図５に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔａは５１．７℃で、蓄熱量Ｓａは１４７ｋＪ／ｋｇであった。比較例１の実験２に係る潜熱蓄熱材１０Ａ単体では、図６に示すように、第１の蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｂ１は６６．３℃、第２の蓄熱ピークの時刻ｔ２に対応する温度Ｔｂ２は６５．４℃で、蓄熱量Ｓｂは１７５ｋＪ／ｋｇであった。

＜考察＞
図２６は、実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物の有意性をグラフで示した説明図であり、図２６では、潜熱蓄熱材１０（潜熱蓄熱材１０Ａ〜Ｅ）単体を「ＰＣＭ」と表示している。比較例１に係る実験２の結果は、一般的に知られているヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（潜熱蓄熱材１０Ａ）の融点（約６５℃）と概ね一致している。また、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物について、図２６に示す蓄熱量Ｐは、１７５（ｋＪ／ｋｇ）である。

これに対し、実施例１に係る実験１では、潜熱蓄熱材組成物１Ａにおいて、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（潜熱蓄熱材１０Ａ）とエリスリトール（融点調整剤１３Ａ）とが、１対１の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ａ単体の蓄熱量Ｐ＝１７５（ｋＪ／ｋｇ）の５０％に相当するＰ０＝８７．５（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。しかしながら、実際に測定された潜熱蓄熱材組成物１Ａの蓄熱量Ｓａは、１４７（ｋＪ／ｋｇ）であった。このような結果となった理由として、図２６に示すように、エリスリトールに由来する蓄熱量Ｐ２≒６０（ｋＪ／ｋｇ）が、ＰＣＭ蓄熱に由来する蓄熱量Ｐ０＝８７．５（ｋＪ／ｋｇ）に上乗せされたためと考えられる。

すなわち、このエリスリトールに由来する蓄熱量は、図２６に示すように、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（潜熱蓄熱材１０Ａ）の水和水１２とエリスリトール（融点調整剤１３Ａ）との溶解時に生じた負の溶解熱Ｐ２Ａａと、融点調整剤１３Ａの融解潜熱Ｐ２Ａｂとに基づいて、吸熱された熱量Ｐ２であると推察される。また、潜熱蓄熱材組成物１Ａの融点が、潜熱蓄熱材１０Ａ単体に比べ、１５℃近く低くなっていることについては、エリスリトールが、融点調整剤として機能しているためと考えられる。

潜熱蓄熱材組成物１Ａは、潜熱蓄熱材１０Ａの蓄熱量を損なうことなく、当該潜熱蓄熱材組成物１Ａに蓄熱する温度帯域と、蓄熱した熱を放熱する温度帯域を、５０℃前後で調整したい場合に利用される。

（実施例２）
次に、実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物の概要について、説明する。図１に示すように、実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｂは、相変化に伴う潜熱の出入りにより、蓄熱または放熱を可能とする潜熱蓄熱材１０Ｂ（潜熱蓄熱材１０）に、第１の添加剤である融点調整剤１３Ａ（融点調整剤１３）を配合してなる。実施例２は、潜熱蓄熱材組成物１Ｂによる蓄熱とその放熱の温度帯域を、４０℃前後に調整する場合であり、潜熱蓄熱材組成物１Ｂでは、主成分である潜熱蓄熱材１０Ｂを、（ｎ_ｗ＝３）個の水和水を含む酢酸塩の無機塩水和物１０としている。

具体的には、潜熱蓄熱材１０Ｂは、本実施例２では、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏ）であり、酢酸ナトリウム３水和物の物性は、水和数３、分子量［ｇ／ｍｏｌ］１３６．０８、融点５８℃、水に易溶な物質である。

ここで、前述の「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」の定義について、説明する。前述したように、潜熱蓄熱材組成物１は、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む無機塩水和物からなる潜熱蓄熱材１０を主成分に、融点調整剤１３を配合してなる。融点調整剤１３と潜熱蓄熱材１０との溶解時に、この融点調整剤１３において、外部から熱を吸収して吸熱反応が生じるものを、本実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物１では、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と定義している。

なお、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」には、先に例示したエリスリトールやキシリトール、マンニトールのほかに、例えば、ソルビトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）、ラクチトール（Ｃ_１２Ｈ_２４Ｏ_１１）等の「糖アルコール類に属する物質」がある。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ_２・６Ｈ_２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」がある。加えて、後述する硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）等の「硫酸塩に属する物質」がある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合のほか、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合や、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合も該当する。

加えて、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「硫酸塩に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物（塩化物と硫酸塩との混晶をなす場合も含む）もある。

その他、取扱いに注意が必要となり、本実施形態において、潜熱蓄熱材組成物としての使用は好ましくないが、例えば、硝酸アンモニウムや塩素酸カリウム等についても、水に溶解した際に吸熱反応を呈するため、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」には該当する。

図３は、実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物で、相変化により固相状態にあるときの様子と液相状態にあるときの様子とを、それぞれ模式的に示す図である。なお、図３には、アンモニウムミョウバン１２水和物を一例とした潜熱蓄熱材１０（無機塩水和物１０）が示されているが、図３は、アンモニウムミョウバン１２水和物（潜熱蓄熱材１０Ｄ）以外にも、ヒドロキシメタンフィン酸ナトリウム２水和物（潜熱蓄熱材１０Ａ）、酢酸ナトリウム３水和物（潜熱蓄熱材１０Ｂ）、二リン酸ナトリウム１０水和物（潜熱蓄熱材１０Ｃ）、硫酸アルミニウム水和物（潜熱蓄熱材１０Ｅ）等、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む無機塩水和物１０を対象とした模式図である。

潜熱蓄熱材組成物１の温度が、融点調整剤１３（融点調整剤１３と共に融点調整剤１４を含む場合もある）により調整された潜熱蓄熱材１０の融点より低いと、図３（ａ）に示すように、潜熱蓄熱材組成物１は固相状態にあり、無機塩無水物１１と水和水１２とからなる無機塩水和物１０（潜熱蓄熱材１０）は、融点調整剤１３と溶解しない。なお、本実施例２では、潜熱蓄熱材１０Ｂが酢酸ナトリウム３水和物であるため、無機塩無水物１１は、酢酸ナトリウム無水物に対応し、水和水１２は、３水和物をなす水和水に対応する。

潜熱蓄熱材組成物１の温度が、融点調整剤１３による調整後の潜熱蓄熱材１０の融点より高くなると、図３（ｂ）に示すように、潜熱蓄熱材１０中の無機塩無水物１１が融解して水和水１２と分離すると共に、融点調整剤１３が、この水和水１２に溶解し、潜熱蓄熱材組成物１全体は液相状態になる。無機塩無水物１１の融解時には、固相状態から液相状態への相変化に伴う融解潜熱が、無機塩無水物１１に蓄えられる。同時に、融点調整剤１３の水和水１２への溶解により、融点調整剤１３に負の溶解熱（吸熱）が発生する。また、融点調整剤１３で、融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、潜熱蓄熱材組成物１が、それ自体の融点を超えた高い温度で加熱されると、潜熱蓄熱材組成物１は、固相状態から液相状態に相変化することにより、潜熱蓄熱材組成物１は、上述した潜熱蓄熱材１０の融解潜熱（吸熱）の熱量と、負の溶解熱（吸熱）の熱量と、融点調整剤１３の融解潜熱（吸熱）の熱量との和となる総熱量の熱を、蓄熱量として蓄えることができる。

その反対に、潜熱蓄熱材組成物１が、それ自体の凝固点を下回る低い温度まで冷却されると、図３（ａ）に示すように、液相状態の潜熱蓄熱材組成物１中の融点調整剤１３と均一に混合されていた水和水１２が、無機塩無水物１１と水和反応して、無機塩水和物１０（潜熱蓄熱材１０）が生成されると共に、無機塩無水物１１と水和水１２は、液相状態から固相状態への相変化に伴う凝固潜熱を放出する。同時に、融点調整剤１３も固相状態に形成されて、溶解前後及び融解前後で異なる熱エネルギ差分に相当する熱が放出される。これにより、潜熱蓄熱材組成物１が、それ自体の凝固点を下回る低い温度に冷却されると、潜熱蓄熱材組成物１は、液相状態から固相状態に相変化することにより、上述した融解潜熱（放熱）の熱量と、上述したエネルギ差相当分の熱による熱量との和となる総熱量の熱を、放熱量として放出することができる。

潜熱蓄熱材組成物１の使用時に、無機塩無水物１１から分離した水和水１２が、前述した蓄熱材充填容器（図示省略）から外部に放散しないよう、潜熱蓄熱材組成物１が、液密な状態で蓄熱材充填容器に充填されていることが重要である。その理由として、潜熱蓄熱材組成物１は、その使用にあたり、熱供給側からの排熱に基づいて蓄熱を行い、この蓄熱に基づく放熱を熱提供側に行うまでの１サイクルを、複数回にわたって繰り返す特性を要する。このような特性を呈するには、潜熱蓄熱材組成物１では、図３に示すように、固相と液相との間における相変化が、当該潜熱蓄熱材組成物１の潜熱蓄熱材１０の融点を境に、可逆的に行われなければならない。分離した水和水１２が、外部に放散してしまうと、液相から固相に相変化するにあたり、無機塩水和物１０（潜熱蓄熱材１０）を生成するのに必要な水和水を、無機塩無水物１１に伴うことができず、固相状態の潜熱蓄熱材組成物１が生成できなくなるからである。但し、水和水１２が万一、蓄熱材充填容器から放散しても、水蒸気が蓄熱材充填容器の内部に流入できる状態にあり、この水蒸気が、放散した分の水和水１２に代えて補完できる場合には、固相状態の潜熱蓄熱材組成物１の生成が可能になることもある。

次に、潜熱蓄熱材組成物１Ｂにおいて、添加された融点調整剤１３Ａにより、蓄熱の性能に与える影響を確認する目的で、実験３〜６の調査実験を行った。実験３〜５は、潜熱蓄熱材１０Ｂに融点調整剤１３Ａを添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｂを、試料とした実施例２に係る実験である。実験６は、実施例２に対する比較例２として行った実験で、融点調整剤１３Ａを含有しない潜熱蓄熱材１０Ｂだけの試料で行った実験である。調査実験は、実施例１と同じ実験方法で行った。

＜実験３〜６の共通条件＞
・潜熱蓄熱材１０Ｂ；酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏ）
＜実験３〜５の共通条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｂの構成成分；潜熱蓄熱材１０Ｂと融点調整剤１３Ａ
・融点調整剤１３Ａ；エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）

＜実験３の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｂ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；７０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｂ：融点調整剤１３Ａ＝３：７）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．８６７［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験４の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｂ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；５０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｂ：融点調整剤１３Ａ＝１：１）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．３７１［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験５の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｂ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；３０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｂ：融点調整剤１３Ａ＝７：３）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．１５９［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験６の条件＞
・融点調整剤１３Ａ；無添加
・潜熱蓄熱材１０Ｂの配合比率；１００ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｂ：融点調整剤１３Ａ＝１００：０）

図７は、実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例２及びその比較例２の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。図８は、実施例２の実験３に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図９は、実施例２の実験４に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図１０は、実施例２の実験５に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図１１は、比較例２の実験６に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。

＜実験結果＞
実施例２の実験３に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｂでは、図８に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｃは４１．８℃で、蓄熱量Ｓｃは１５５ｋＪ／ｋｇであった。実施例２の実験４に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｂでは、図９に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｄは４０．５℃で、蓄熱量Ｓｄは２３５ｋＪ／ｋｇであった。実施例２の実験５に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｂでは、図１０に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｅは４０．４℃で、蓄熱量Ｓｅは２６５ｋＪ／ｋｇであった。比較例２の実験６に係る潜熱蓄熱材１０Ｃ単体では、図１１に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｆは６０．３℃で、蓄熱量Ｓｆは２７６ｋＪ／ｋｇであった。

＜考察＞
比較例２に係る実験６の結果は、一般的に知られている酢酸ナトリウム３水和物（潜熱蓄熱材１０Ｂ）の蓄熱量２６４（ｋＪ／ｋｇ）と概ね一致し、融点約５８℃（実験６の測定値は６０．３℃）についても概ね一致している。また、酢酸ナトリウム３水和物について、図２６に示す蓄熱量Ｐは、２７６（ｋＪ／ｋｇ）である。

これに対し、潜熱蓄熱材組成物１Ｂにおいて、酢酸ナトリウム３水和物（潜熱蓄熱材１０Ｂ）とエリスリトール（融点調整剤１３Ａ）とが、実施例２に係る実験３では、３対７の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｂ単体の蓄熱量Ｐ＝２７６（ｋＪ／ｋｇ）の３０％に相当するＰ０＝８２．８（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。同様に、実施例２に係る実験４では、１対１の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｂ単体の蓄熱量Ｐの５０％に相当するＰ０＝１３８（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。同様に、実施例２に係る実験５では、７対３の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｂ単体の蓄熱量Ｐの７０％に相当するＰ０＝１９３．２（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。

しかしながら、実際に測定された潜熱蓄熱材組成物１Ｂの蓄熱量では、実験３の蓄熱量Ｓｃは１５５（ｋＪ／ｋｇ）、実験４の蓄熱量Ｓｄは２３５（ｋＪ／ｋｇ）、実験５の蓄熱量Ｓｅは２６５（ｋＪ／ｋｇ）であった。このような結果となった理由として、図２６に示すように、エリスリトールに由来する蓄熱量が、実験３と実験５の場合でＰ２≒７０（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せとなり、実験４の場合ではＰ２≒１００（ｋＪ／ｋｇ）もの上乗せとなったためと考えられる。

すなわち、このエリスリトールに由来する蓄熱量は、図２６に示すように、エリスリトール（融点調整剤１３Ａ）が酢酸ナトリウム３水和物（潜熱蓄熱材１０Ｂ）の水和水１２に溶解する際に生じた負の溶解熱Ｐ２Ａａと、融点調整剤１３Ａの融解時に生じた潜熱Ｐ２Ａｂとに基づいて、吸熱された熱量Ｐ２であると推察される。また、潜熱蓄熱材組成物１Ｂの融点が、潜熱蓄熱材１０Ｂ単体に比べ、２０℃近く低くなっていることについては、エリスリトールが、融点調整剤として機能しているためと考えられる。

（実施例３）
次に、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物の概要について、説明する。図１に示すように、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｃは、相変化に伴う潜熱の出入りにより、蓄熱または放熱を可能とする潜熱蓄熱材１０Ｃ（潜熱蓄熱材１０）に、第１の添加剤である融点調整剤１３Ａ（融点調整剤１３）を配合してなる。実施例３は、潜熱蓄熱材組成物１による蓄熱とその放熱の温度帯域を、約６５〜７５℃に調整する場合であり、潜熱蓄熱材組成物１Ｃでは、主成分である潜熱蓄熱材１０Ｃを、（ｎ_ｗ＝１０）個の水和水を含む二リン酸塩（ピロリン酸塩）、またはリン酸塩の無機塩水和物１０としている。

具体的には、潜熱蓄熱材１０Ｃは、本実施例３では、二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）であり、二リン酸ナトリウム１０水和物の物性は、水和数１０、分子量［ｇ／ｍｏｌ］１７７．９８、融点７９℃、水やアルコールに易溶な物質である。

次に、潜熱蓄熱材組成物１Ｃにおいて、添加された融点調整剤１３Ａにより、蓄熱の性能に与える影響を確認する目的で、実験７〜１０の調査実験を行った。実験７〜９は、潜熱蓄熱材１０Ｃに融点調整剤１３Ａを添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｃを、試料とした実施例３に係る実験である。実験１０は、実施例３に対する比較例３として行った実験で、融点調整剤１３Ａを含有しない潜熱蓄熱材１０Ｃだけの試料で行った実験である。調査実験は、実施例１と同じ実験方法で行った。

＜実験７〜１０の共通条件＞
・潜熱蓄熱材１０Ｃ；二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）
＜実験７〜９の共通条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｃの構成成分；潜熱蓄熱材１０Ｃと融点調整剤１３Ａ
・融点調整剤１３Ａ；エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）

＜実験７の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｃ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；５０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｃ：融点調整剤１３Ａ＝１：１）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．３６５［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験８の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｃ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；３０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｃ：融点調整剤１３Ａ＝７：３）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．１５７［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験９の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｃ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；１０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｂ：融点調整剤１３Ａ＝９：１）
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．０４１［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験１０の条件＞
・融点調整剤１３Ａ；無添加
・潜熱蓄熱材１０Ｃの配合比率；１００ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｃ：融点調整剤１３Ａ＝１００：０）

図１２は、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例３及びその比較例３の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。図１３は、実施例３の実験７に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図１４は、実施例３の実験８に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図１５は、実施例３の実験９に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図１６は、比較例３の実験１０に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。

＜実験結果＞
実施例３の実験７に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｃでは、図１３に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｇは６９．６℃で、蓄熱量Ｓｇは２６７ｋＪ／ｋｇであった。実施例３の実験８に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｃでは、図１４に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｈは６８．５℃で、蓄熱量Ｓｈは２４１ｋＪ／ｋｇであった。実施例３の実験９に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｃでは、図１５に示すように、第１の蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｉ１は６７．５℃、第２の蓄熱ピークの時刻ｔ２に対応する温度Ｔｉ２は７５．９℃で、蓄熱量Ｓｉは２４０ｋＪ／ｋｇであった。比較例３の実験１０に係る潜熱蓄熱材１０Ｃ単体では、図１６に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｊは８２．７℃で、蓄熱量Ｓｊは２４１ｋＪ／ｋｇであった。

＜考察＞
比較例３に係る実験１０の結果は、一般的に知られている二リン酸ナトリウム１０水和物（潜熱蓄熱材１０Ｃ）の融点約７９℃（実験１０の測定値は８２．７℃）と概ね一致している。また、二リン酸ナトリウム１０水和物について、図２６に示す蓄熱量Ｐは、２４１（ｋＪ／ｋｇ）である。

これに対し、潜熱蓄熱材組成物１Ｃにおいて、二リン酸ナトリウム１０水和物（潜熱蓄熱材１０Ｃ）とエリスリトール（融点調整剤１３Ａ）とが、実施例３に係る実験７では、１対１の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｃ単体の蓄熱量Ｐ＝２４１（ｋＪ／ｋｇ）の５０％に相当するＰ０＝１２０．５（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。同様に、実施例３に係る実験８では、７対３の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｃ単体の蓄熱量Ｐの７０％に相当するＰ０＝１６８．７（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。同様に、実施例３に係る実験９では、９対１の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｃ単体の蓄熱量Ｐの９０％に相当するＰ０＝２１６．９（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。

しかしながら、実際に測定された潜熱蓄熱材組成物１Ｃの蓄熱量では、実験７の蓄熱量Ｓｇは２６７（ｋＪ／ｋｇ）、実験８の蓄熱量Ｓｈは２４１（ｋＪ／ｋｇ）、実験９の蓄熱量Ｓｉは２４０（ｋＪ／ｋｇ）であった。このような結果となった理由として、図２６に示すように、エリスリトール蓄熱分の蓄熱量が、エリスリトールの含有比率の多い順に、実験７の場合でＰ２≒１４６（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せとなり、実験８の場合でＰ２≒７３（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せとなり、実験９の場合でＰ２≒２３（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せになったためと考えられる。

すなわち、このエリスリトールに由来する蓄熱量は、エリスリトール（融点調整剤１３Ａ）が二リン酸ナトリウム１０水和物（潜熱蓄熱材１０Ｃ）の水和水１２に溶解する際に生じた負の溶解熱Ｐ２Ａａと、融点調整剤１３Ａの融解時に生じた潜熱Ｐ２Ａｂとに基づいて、吸熱された熱量Ｐ２であると推察される。特にエリスリトールの含有比率が多くなると、エリスリトールに由来する蓄熱量も増大していることから、潜熱蓄熱材組成物１Ｃの蓄熱量の増大に、エリスリトールが大きく寄与していることが判る。また、潜熱蓄熱材組成物１Ｃの融点が、潜熱蓄熱材１０Ｃ単体に比べ、最大１５℃近くまで低くなっていることについては、エリスリトールが、融点調整剤として機能していることも判る。

なお、実験９では、図１５に示すように、時刻ｔ１で第１の蓄熱ピークが生じ、時刻ｔ２で第２の蓄熱ピークが生じている。その理由については、現段階で明確に解明できていないが、本出願人は、次述する考察を持っている。すなわち、エリスリトール（融点調整剤１３Ａ）の添加量が少なくなったことで、二リン酸ナトリウム１０水和物（潜熱蓄熱材１０Ｃ）の融点が潜熱蓄熱材１０Ｃ単体の融点に近づくという第１の効果がある。併せて、二リン酸ナトリウム１０水和物の一部が加熱過程で遊離することで、二リン酸ナトリウム１０水和物の融解前に、エリスリトールの負の溶解熱（吸熱）が生じるという第２の効果もある。この第１の効果と第２の効果により、エリスリトールに由来する蓄熱ピークが発生する時刻と、二リン酸ナトリウム１０水和物に由来する蓄熱ピークが発生する時刻に、ずれが生じたものと推察している。

（実施例４）
次に、実施例４に係る潜熱蓄熱材組成物の概要について、説明する。図２に示すように、実施例４に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｄは、相変化に伴う潜熱の出入りにより、蓄熱または放熱を可能とする潜熱蓄熱材１０Ｄ（潜熱蓄熱材１０）に、第１の添加剤である融点調整剤１３Ｂ（融点調整剤１３）と、第２の添加剤である融点調整剤１４を配合してなる。実施例４は、潜熱蓄熱材組成物１による蓄熱とその放熱の温度帯域を、約８２℃前後に調整する場合であり、潜熱蓄熱材組成物１Ｄでは、主成分である潜熱蓄熱材１０Ｄは、（ｎ_ｗ＝１２）個の水和水を含むミョウバン水和物（無機塩水和物１０）である。

具体的には、潜熱蓄熱材１０Ｄは、本実施例４では、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であり、アンモニウムミョウバン１２水和物の物性は、水和数１２、分子量［ｇ／ｍｏｌ］４５３．３４、融点９３．５℃、水に可溶な物質である。

なお、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン以外にも、例えば、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、クロムミョウバン（ＣｒＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、鉄ミョウバン（ＦｅＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩Ｍ^Ｉ _２（ＳＯ_４）と、３価の陽イオンの硫酸塩Ｍ^ＩＩＩ _２（ＳＯ_４）_３との複硫酸塩である「ミョウバン」であっても良い。また、この「ミョウバン」に含まれる３価の金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等の金属イオンでも良い。さらに、潜熱蓄熱材１０は、このような「ミョウバン」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材であっても良い。

融点調整剤１３は、本実施例４では、マンニトール（融点調整剤１３Ｂ）である。マンニトールの物性は、分子量［ｇ／ｍｏｌ］１８１．１７、融点約１６６〜１６８℃である。また、融点調整剤１４は、前述した「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」に属する硫酸塩で、本実施例４では、硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）である。硫酸アンモニウムの物性は、分子量［ｇ／ｍｏｌ］１３２．１４、２３０℃超の融点で、水に易溶な物質である。また、融点調整剤１４として添加している硫酸アンモニウムは、潜熱蓄熱材１０の水和水（水和水１２）１ｍｏｌあたり、下記式（３），（４）を満たす濃度になっている。
但し、

０≦ｘ_ｔ≦０．１ ・・・式（４）
ｘ_ｔ：水和水１ｍｏｌに対する硫酸塩のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｔ：潜熱蓄熱材組成物に、第２の添加剤として含有する硫酸塩の質量［ｇ］
Ｍ_ｔ：第２の添加剤である硫酸塩の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）

次に、潜熱蓄熱材組成物１Ｄにおいて、添加された融点調整剤１３Ｂと融点調整剤１４とにより、蓄熱の性能に与える影響を確認する目的で、実験１１，１２の調査実験を行った。実験１１は、第１の添加剤である融点調整剤１３Ｂ（マンニトール）と、第２の添加剤である融点調整剤１４（硫酸アンモニウム）とを、潜熱蓄熱材１０Ｄに添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｄを、試料とした実施例４に係る実験である。実験１２は、実施例４に対する比較例４として行った実験で、融点調整剤１３Ｂと融点調整剤１４とを含まず、潜熱蓄熱材１０Ｄだけの試料で行った実験である。調査実験は、実施例１と同じ実験方法で行った。

＜実験１１，１２の共通条件＞
・潜熱蓄熱材１０Ｄ；アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）

＜実験１１の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｄの構成成分；潜熱蓄熱材１０Ｂと融点調整剤１３Ｂ
・融点調整剤１３Ｂ；マンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）
・潜熱蓄熱材組成物１Ｄ全体の重量に対するマンニトールの配合比率；８ｗｔ％
・式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するマンニトールのモル数ｘ_ｓ＝０．０１８［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・潜熱蓄熱材組成物１Ｄ全体の重量に対する硫酸アンモニウムの配合比率；１８．４ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｄ：融点調整剤１４＝４：１）
・融点調整剤１４；硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）
・式（３）について、水和水１ｍｏｌに対する硫酸アンモニウムのモル数ｘ_ｔ＝０．０７１［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
＜実験１２の条件＞
・融点調整剤１３Ｂ；無添加
・融点調整剤１４；無添加
（潜熱蓄熱材１０Ｃ：融点調整剤１３Ｂ：融点調整剤１４＝１００：０：０）

図１７は、実施例４に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例４及びその比較例４の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。図１８は、実施例４の実験１１に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図１９は、比較例４の実験１２に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。

＜実験結果＞
実施例４の実験１１に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｄでは、図１８に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｋは８１．７℃で、蓄熱量Ｓｋは２４８ｋＪ／ｋｇであった。比較例４の実験１２に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｄでは、図１９に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｍは９６．２℃で、蓄熱量Ｓｍは２８４ｋＪ／ｋｇであった。

＜考察＞
比較例４に係る実験１２の結果は、一般的に知られているアンモニウムミョウバン１２水和物（潜熱蓄熱材１０Ｄ）の蓄熱量２５１（ｋＪ／ｋｇ）と概ね一致し、融点約９３．５℃（実験１２の測定値は９６．２℃）についても概ね一致している。また、アンモニウムミョウバン１２水和物について、図２６に示す蓄熱量Ｐは、２８４（ｋＪ／ｋｇ）である。

これに対し、実施例４に係る実験１１では、潜熱蓄熱材組成物１Ｄにおいて、アンモニウムミョウバン１２水和物（潜熱蓄熱材１０Ｄ）とマンニトール（融点調整剤１３Ｂ）と硫酸アンモニウム（融点調整剤１４）が、９．２：１：２．３の割合で混ざっているため、ＰＣＭ蓄熱分の蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｄ単体の蓄熱量Ｐ＝２８４（ｋＪ／ｋｇ）の７３．６％に相当するＰ０＝２０９．０（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。しかしながら、実際に測定された潜熱蓄熱材組成物１Ｄの蓄熱量Ｓｋは、２４８（ｋＪ／ｋｇ）であった。このような結果となった理由として、図２６に示すように、マンニトールに由来する蓄熱量Ｐ２≒３９（ｋＪ／ｋｇ）が、ＰＣＭに由来する蓄熱量Ｐ０＝２０９．０（ｋＪ／ｋｇ）に上乗せされたためと考えられる。

すなわち、このマンニトールに由来する蓄熱量は、マンニトール（融点調整剤１３Ｂ）及び硫酸アンモニウム（融点調整剤１４）がアンモニウムミョウバン１２水和物（潜熱蓄熱材１０Ｄ）の水和水１２に溶解する際に生じた負の溶解熱Ｐ２Ａａ，Ｐ２Ｂａと、融点調整剤１３Ｂ及び融点調整剤１４の融解時に生じた潜熱Ｐ２Ａｂ，Ｐ２Ｂｂとに基づいて、吸熱された熱量Ｐ２であると推察される。また、潜熱蓄熱材組成物１Ｄの融点が、潜熱蓄熱材１０Ｄ単体に比べ、１５℃近く低くなっていることについて、マンニトールと硫酸アンモニウムが、融点調整剤として機能していることも判る。

（実施例５）
次に、実施例５に係る潜熱蓄熱材組成物の概要について、説明する。実施例５は、潜熱蓄熱材組成物１による蓄熱とその放熱の温度帯域を、約７５〜９０℃前後に調整する場合である。図１に示すように、実施例５に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｅは、相変化に伴う潜熱の出入りにより、蓄熱または放熱を可能とする潜熱蓄熱材１０Ｅ（潜熱蓄熱材１０）に、第１の添加剤である融点調整剤１３Ａ（融点調整剤１３）の配合をベースとした潜熱蓄熱材組成物である。実施例５では、このベースとなる潜熱蓄熱材組成物１Ｅの融点をさらに調整する必要がある場合に、融点調整剤１３Ａ以外に、前述した融点調整剤１４（硫酸アンモニウム）が添加される。この硫酸アンモニウムの濃度ｘ_ｔは、前述したように、潜熱蓄熱材１Ｅの水和水（水和水１２）１ｍｏｌに対し、０≦ｘ_ｔ≦０．１を満たすモル数になっている。

潜熱蓄熱材組成物１Ｅでは、主成分である潜熱蓄熱材１０Ｅは、（ｎ_ｗ＝１４〜１８）個の水和水を含む硫酸塩の（無機塩水和物１０）である。具体的には、潜熱蓄熱材１０Ｅは、本実施例５では、硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）（ｎ＝１４〜１８）であり、硫酸アルミニウム水和物の物性は、１４〜１８個の水和数を含み、水和数１４の場合の分子量［ｇ／ｍｏｌ］５９４．１５、水和数１８の場合の分子量［ｇ／ｍｏｌ］６６６．１５、融点８６．５℃（水和数１８の場合）、水に可溶な物質である。

次に、潜熱蓄熱材組成物１Ｅにおいて、融点調整剤１３Ａだけを添加した場合と、融点調整剤１３Ａと融点調整剤１４の両方を添加した場合に分け、融点調整剤１３Ａと融点調整剤１４により、蓄熱の性能に与える影響を確認する目的で、実験１３〜１７の調査実験を行った。実験１３，１４は、潜熱蓄熱材１０Ｅに融点調整剤１３Ａだけを添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｅを、試料とした実施例５に係る実験である。実験１５，１６は、潜熱蓄熱材１０Ｅに、融点調整剤１３Ａと融点調整剤１４とを添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｅを、試料とした実施例５に係る実験である。実験１７は、実施例５に対する比較例５として行った実験で、融点調整剤１３Ａと融点調整剤１４を全く含まない潜熱蓄熱材１０Ｅだけの試料で行った実験である。調査実験は、実施例１と同じ実験方法で行った。

＜実験１３〜１７の共通条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅの構成成分；潜熱蓄熱材１０Ｅ
・潜熱蓄熱材１０Ｅ；硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）（ｎ＝１４〜１８）
＜実験１３〜１６の共通条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅの構成成分；潜熱蓄熱材１０Ｅと融点調整剤１３Ａ
・融点調整剤１３Ａ；エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）

＜実験１３，１４の条件＞
・融点調整剤１４；無添加
＜実験１５，１６の条件＞
・融点調整剤１４；添加
・融点調整剤１４；硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅ全体の重量に対する硫酸アンモニウムの配合比率；１０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｅ：融点調整剤１４＝１０：１）

＜実験１３の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；５０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｅ：融点調整剤１３Ａ＝１：１）
・水和数が１４の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．３４８［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１８の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．３０３［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験１４の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；３０ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｅ：融点調整剤１３Ａ＝７：３）
・水和数が１４の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．１４９［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１８の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．１３０［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験１５の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；４５ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｅ：融点調整剤１３Ａ＝１：１）
・水和数が１４の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．３４８［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１８の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．３０３［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１４の場合の式（３）について、水和水１ｍｏｌに対する硫酸アンモニウムのモル数ｘ_ｔ＝０．０８３［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１８の場合の式（３）について、水和水１ｍｏｌに対する硫酸アンモニウムのモル数ｘ_ｔ＝０．０９３［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験１６の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｅ全体の重量に対するエリスリトールの配合比率；２７ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｅ：融点調整剤１３Ａ＝７：３）
・水和数が１４の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．１４９［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１８の場合の式（１）について、水和水１ｍｏｌに対するエリスリトールのモル数ｘ_ｓ＝０．１３０［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１４の場合の式（３）について、水和水１ｍｏｌに対する硫酸アンモニウムのモル数ｘ_ｔ＝０．０５９［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
・水和数が１８の場合の式（３）について、水和水１ｍｏｌに対する硫酸アンモニウムのモル数ｘ_ｔ＝０．０６７［ｍｏｌ／ｍｏｌ］

＜実験１７の条件＞
・融点調整剤１３Ａと融点調整剤１４；無添加
・潜熱蓄熱材１０Ｅの配合比率；１００ｗｔ％
（潜熱蓄熱材１０Ｅ：融点調整剤１３Ａ：融点調整剤１４＝１００：０：０）

図２０は、実施例５に係る潜熱蓄熱材組成物に関し、実施例５及びその比較例５に係る実験１３〜１７の実験条件と、ＤＳＣによる融点及び蓄熱量の測定結果をまとめて掲載した表である。図２１は、実施例５の実験１３に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図２２は、実施例５の実験１４に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図２３は、実施例５の実験１５に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図２４は、実施例５の実験１６に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。図２５は、比較例５の実験１７に係る潜熱蓄熱材組成物の融点及び蓄熱量を示すグラフである。

＜実験結果＞
実験１３に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｅでは、図２１に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｎは８９．２℃で、蓄熱量Ｓｎは２００ｋＪ／ｋｇであった。実験１４に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｅでは、図２２に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｐは８９．０℃で、蓄熱量Ｓｐは１８３ｋＪ／ｋｇであった。実験１５に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｅでは、図２３に示すように、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｑは７３．３℃で、蓄熱量Ｓｑは２４７ｋＪ／ｋｇであった。実験１６に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｅでは、図２４に示すように、第１の蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｒ１は７５．２℃、第２の蓄熱ピークの時刻ｔ２に対応する温度Ｔｒ２は７３．２℃で、蓄熱量Ｓｒは２２２ｋＪ／ｋｇであった。比較例４の実験１７に係る潜熱蓄熱材１０Ｅ単体では、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｐは１０５．６℃で、蓄熱量Ｓｓは１９２ｋＪ／ｋｇであった。

＜考察＞
図２５に示すように、比較例５に係る実験１７の結果によれば、蓄熱ピークの時刻ｔ１に対応する温度Ｔｐ（１０５．６℃）が、硫酸アルミニウム１８水和物の融点８６．５℃を上回った。このような結果になったのは、実験１３〜１７で使用した硫酸アルミニウム水和物の水和数が１４〜１８であり、このうち１４〜１７水和物の融点が１８水和物の融点よりも高いことに起因すると考えられる。

他方、実施例５に係る実験１３では、潜熱蓄熱材組成物１Ｅにおいて、硫酸アルミニウム水和物（潜熱蓄熱材１０Ｅ）とエリスリトール（融点調整剤１３Ａ）とが、１対１の割合で混ざっているため、硫酸アルミニウム水和物に由来する蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体の蓄熱量Ｐ＝１９２（ｋＪ／ｋｇ）の５０％に相当するＰ０＝９６（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。同様に、実施例５に係る実験１４では、７対３の割合で混ざっているため、硫酸アルミニウム水和物に由来する蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体の蓄熱量Ｐの７０％に相当するＰ０＝１３４．４（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。

また、潜熱蓄熱材組成物１Ｅにおいて、硫酸アルミニウム水和物（潜熱蓄熱材１０Ｅ）とエリスリトール（融点調整剤１３Ａ）と硫酸アンモニウム（融点調整剤１４）とが、実施例５に係る実験１５では、９：９：２の割合で混ざっているため、硫酸アルミニウム水和物に由来する蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体の蓄熱量Ｐ＝１９２（ｋＪ／ｋｇ）の４５％に相当するＰ０＝８６．４（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。同様に、実施例５に係る実験１６では、６３：２７：１０の割合で混ざっているため、硫酸アルミニウム水和物に由来する蓄熱量は、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体の蓄熱量Ｐ＝１９２（ｋＪ／ｋｇ）の６３％に相当するＰ０＝１２０．９（ｋＪ／ｋｇ）であると考えられる。

しかしながら、実際に測定された潜熱蓄熱材組成物１Ｅの蓄熱量では、実験１３の蓄熱量Ｓｎは２００（ｋＪ／ｋｇ）、実験１４の蓄熱量Ｓｐは１８３（ｋＪ／ｋｇ）、実験１５の蓄熱量Ｓｑは２４７（ｋＪ／ｋｇ）、実験１６の蓄熱量Ｓｒは２２２（ｋＪ／ｋｇ）であった。このような結果となった理由として、図２６に示すように、エリスリトールに由来する蓄熱量が、実験１４の場合でＰ２≒４８．６（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せとなり、実験１３の場合では、１００（ｋＪ／ｋｇ）超えのＰ２≒１０４（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せとなる。また、エリスリトールと硫酸アンモニウムの双方に由来する蓄熱量が、実験１６の場合でＰ２≒１０１（ｋＪ／ｋｇ）の上乗せとなり、実験１５の場合ではＰ２≒１６１（ｋＪ／ｋｇ）もの上乗せになったためと考えられる。

すなわち、このエリスリトールに由来する蓄熱量は、エリスリトール（融点調整剤１３Ａ）が硫酸アルミニウム水和物（潜熱蓄熱材１０Ｅ）の水和水１２に溶解した際に生じた負の溶解熱Ｐ２Ａａと、融点調整剤１３Ａの融解時に生じた潜熱Ｐ２Ａｂとに基づいて、吸熱された熱量Ｐ２であると推察される。同様に、エリスリトールと硫酸アンモニウムとの双方に由来する蓄熱量は、エリスリトール（融点調整剤１３Ａ）及び硫酸アンモニウム（融点調整剤１４）の双方が硫酸アルミニウム水和物（潜熱蓄熱材１０Ｅ）の水和水１２に溶解した際に生じた負の溶解熱Ｐ２Ａａ，Ｐ２Ｂａと、融点調整剤１３Ａと融点調整剤１４との双方の融解時に生じた潜熱Ｐ２Ａｂ，Ｐ２Ｂｂとに基づいて、吸熱された熱量Ｐ２であると推察される。

また、エリスリトールのみを添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｅの融点が、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体に比べ、実験１３，１４の場合で約１７℃近く低くなっていることについては、エリスリトールが、融点調整剤として機能しているためと考えられる。また、エリスリトールと硫酸アンモニウムとを添加した潜熱蓄熱材組成物１Ｅの融点が、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体に比べ、実験１５，１６の場合で約３２℃近く低くなっていることについては、エリスリトール等の糖アルコールと共に、添加された硫酸アンモニウムが、エリスリトールによって調整できる融点の温度帯域を、さらに下げて微調整できる融点調整剤として機能しているためだと考えられる。

次に、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１の作用・効果について説明する。本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材１０に、該潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、潜熱蓄熱材１０は、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む少なくとも一種の無機塩水和物からなること、添加剤は、潜熱蓄熱材１０の融点を調整する融点調整剤１３（１３Ａ，１３Ｂ）であり、潜熱蓄熱材１０との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質であること、融点調整剤１３は、第１の添加剤として、糖アルコール類に属する物質を少なくとも含んでいること、当該潜熱蓄熱材組成物１の融液は、潜熱蓄熱材１０に含む水和水１２と、融点調整剤１３に含む糖アルコールとの溶解により、潜熱蓄熱材１０と融点調整剤１３とを混合してなること、当該潜熱蓄熱材組成物１全体のうち、糖アルコール類に属する物質は、潜熱蓄熱材１０の水和水（水和水１２）１ｍｏｌあたり、式（１），（２）を満たす濃度になっていること、

０．０１≦ｘ_ｓ≦１ ・・・式（２）
但し、
ｘ_ｓ：水和水１ｍｏｌに対する「糖アルコール類に属する物質」のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
ｍ_ｓ：潜熱蓄熱材組成物に含有する「糖アルコール類に属する物質」の質量［ｇ］
Ｍ_ｓ：「糖アルコール類に属する物質」の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
を特徴とする。

この特徴により、糖アルコール類に属する物質である融点調整剤１３に対し、潜熱蓄熱材１０の水和水（水和水１２）が不足なく十分に存在するため、潜熱蓄熱材１０の水和水と融点調整剤１３との溶解時に生じた負の溶解熱は、潜熱蓄熱材組成物１の蓄熱量の増大に寄与する。またこのとき、含有する融点調整剤１３の一部に、たとえ溶け残りが生じた場合でも、溶け残った分の融点調整剤１３の融解により、この融点調整剤１３の潜熱が、潜熱蓄熱材組成物１の蓄熱量の増大に寄与する。そのため、潜熱蓄熱材１０自体の潜熱と、水和水（水和水１２）と融点調整剤１３との溶解時に生じる負の溶解熱と、融点調整剤１３の融解潜熱とを足し合わせた総熱量が、潜熱蓄熱材組成物１の吸熱として蓄えられる。しかも、潜熱蓄熱材組成物１は、２５０ｋＪ／ｋｇを超える大きな蓄熱量を得ることができる上に、潜熱蓄熱材１０単体に比べ、最大３０℃近くまで融点を低く調整した物性となる。

従って、本実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物１によれば、潜熱蓄熱材１０に添加剤（融点調整剤１３）を加えることにより、潜熱蓄熱材１０の融点を大幅に調整できると共に、この融点調整剤１３が配合されても、より大きな蓄熱量を得ることができる、という優れた効果を奏する。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、糖アルコール類に属する物質（融点調整剤１３）は、エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）、キシリトール（Ｃ_５Ｈ_１２Ｏ_５）、またはマンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）のうち、少なくともいずれか一つを含むものであること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材組成物１の融点が、潜熱蓄熱材１０単体に比べ、融点を効果的に低く調整できる。また、融点調整剤１３自体が、熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備しているため、蓄熱材の物性として優れており、融点調整剤１３の添加により、潜熱蓄熱材組成物１全体の重量に占める潜熱蓄熱材１０の配合比率が低くなっても、潜熱蓄熱材組成物１の蓄熱量の低下が、効果的に抑制できている。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、第１の添加剤とは別の添加剤で、第２の添加剤として、硫酸塩である硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）（融点調整剤１４）が配合されていること、当該潜熱蓄熱材組成物１全体のうち、硫酸アンモニウムは、潜熱蓄熱材１０の水和水（水和水１２）１ｍｏｌあたり、前述の式（３），（４）を満たす濃度であること、を特徴とする。この特徴により、融点調整剤１４が、式（４）に示すような少ない添加量で配合されているだけで、融点調整剤１４を含有する潜熱蓄熱材組成物１Ｅは、潜熱蓄熱材１０Ｅに、第１の添加剤である融点調整剤１３だけを加えた場合に比べ、蓄熱量を約２０％増大することができると共に、融点を、１５℃前後も低く調整できた物性となる。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、無機塩水和物１０（潜熱蓄熱材１０）は、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩であり、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩は、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ_３ＮａＯ_３Ｓ・２Ｈ_２Ｏ）（潜熱蓄熱材１０Ａ）であること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材１０Ａを主成分とした潜熱蓄熱材組成物１Ａは、使用上、蓄熱し放熱するときの温度帯域を５０℃前後とし、１５０ｋＪ／ｋｇ程度の蓄熱量で十分な場合に利用することができる。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、無機塩水和物１０は、酢酸塩であり、酢酸塩は、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏ）（潜熱蓄熱材１０Ｂ）であること、を特徴とする。この特徴により、酢酸ナトリウム３水和物は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材１０Ｂとなる上、添加した融点調整剤１３が潜熱蓄熱材１０Ｂの水和水１２に溶解することで、負の溶解熱（吸熱）が発生する。同時に、融点調整剤１３で、融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、潜熱蓄熱材１０Ｂを主成分とした潜熱蓄熱材組成物１Ｂでは、融点が、潜熱蓄熱材１０Ｂ単体の融点に比べ、２０℃程度低くなると共に、これらの吸熱により、潜熱蓄熱材１０Ｂ単体の蓄熱量２７６ｋＪ／ｋｇを超えることも可能な程、非常に高い熱量の熱を蓄えることができる。また、酢酸ナトリウム３水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、無機塩水和物１０は、二リン酸塩（ピロリン酸塩）またはリン酸塩であり、二リン酸塩は、二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）（潜熱蓄熱材１０Ｃ）であること、を特徴とする。この特徴により、二リン酸ナトリウム１０水和物は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材１０Ｃとなる上、添加した融点調整剤１３が潜熱蓄熱材１０Ｃの水和水１２に溶解することで、負の溶解熱（吸熱）が発生する。同時に、融点調整剤１３で、融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、潜熱蓄熱材１０Ｃを主成分とした潜熱蓄熱材組成物１Ｃでは、融点が、潜熱蓄熱材１０Ｃ単体の融点に比べ、１５℃程度低くなると共に、これらの吸熱により、潜熱蓄熱材１０Ｃ単体の蓄熱量２４１ｋＪ／ｋｇを超えることも可能な程、非常に高い熱量の熱を蓄えることができる。また、二リン酸ナトリウム１０水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、無機塩水和物１０は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。この特徴により、ミョウバン水和物で構成した潜熱蓄熱材１０Ｄでは、相変化に伴う潜熱が比較的大きく、かつ「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」を溶解させる水分が、ミョウバン水和物をなす構造の中に含まれている。そのため、このような潜熱蓄熱材１０Ｄを主成分とする潜熱蓄熱材組成物１Ｄでは、ミョウバン自体に生じる比較的大きな融解潜熱と、融点調整剤１３に伴う融解潜熱と、負の溶解熱との足し合わせにより、潜熱蓄熱材組成物１Ｄに蓄熱できる蓄熱量も大きくできる。よって、ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材１０Ｄを含む潜熱蓄熱材組成物１Ｄは、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）（潜熱蓄熱材１０Ｄ）であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。

また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、無機塩水和物１０は、硫酸塩であり、硫酸塩は、硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）（２≦ｎ）（潜熱蓄熱材１０Ｅ）であること、を特徴とする。この特徴により、硫酸アルミニウム水和物は、蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材１０Ｅとなる上、添加した融点調整剤１３（または、融点調整剤１３及び融点調整剤１４の両方の添加剤）が潜熱蓄熱材１０Ｅの水和水に溶解することで、負の溶解熱（吸熱）が発生する。同時に、融点調整剤１３及び融点調整剤１４の融解に伴う潜熱（吸熱）が発生する場合もある。そのため、潜熱蓄熱材１０Ｅを主成分とした潜熱蓄熱材組成物１Ｅでは、融点が、潜熱蓄熱材１０Ｅ単体の融点に比べ、１５〜３０℃程度低くなると共に、これらの吸熱により、２００ｋＪ／ｋｇを上回る高い熱量の熱を蓄えることができる。特に、潜熱蓄熱材組成物１Ｅは、主成分である潜熱蓄熱材１０Ｅの水和水（水和水１２）以外、全く水を含有させずに構成されているため、硫酸アルミニウムの一部が、添加した水に起因して溶解し、潜熱蓄熱材組成物１Ｅが変性、変質してしまうこともない。

以上において、本発明を実施形態の実施例１〜５、及び比較例１〜５に即して説明したが、本発明は上記実施形態の実施例１〜５、及び比較例１〜５に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。

（１）例えば、実施形態の実施例１〜５、及び比較例１〜５では、潜熱蓄熱材組成物１に融点調整剤１３（融点調整剤１３Ａ、または融点調整剤１３Ｂ）を、図４，７，１２，１７，２０に示す配合比率でそれぞれ添加したが、融点調整剤１３の配合比率はあくまでも例示に過ぎず、潜熱蓄熱材組成物の使用上、支障が生じなければ、第１の添加剤及び第２の添加剤とも、潜熱蓄熱材組成物に対する融点調整剤の配合比率は、適宜変更可能である。

（２）また、実施形態では、融点調整剤１３の配合により、潜熱蓄熱材組成物１の融点を、実施例１の場合で５０℃前後、実施例２の場合で４０℃前後、実施例３の場合で約６５〜７５℃の温度帯域、実施例４の場合で８２℃前後、実施例５の場合で約７５〜９０℃の温度帯域と、それぞれ所望の温度帯域に調整したが、融点調整剤により調整される潜熱蓄熱材組成物の融点は、これらの温度帯域に限定されるものではなく、潜熱蓄熱材組成物から放熱される熱を利用する熱供給先で、必要とする熱源の温度に対応した温度に調整されたものであれば良い。

（３）また、実施形態において、潜熱蓄熱材を、実施例１では、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（水和水は２個）とし、実施例２では、酢酸ナトリウム３水和物（水和水は３個）とし、実施例３では、二リン酸ナトリウム１０水和物（水和水は１０個）とし、実施例４では、アンモニウムミョウバン１２水和物（水和水は１２個）とし、実施例５では、硫酸アルミニウム水和物（水和水が１４〜１８個）とした。

しかしながら、本発明の潜熱蓄熱材組成物に構成される潜熱蓄熱材は、実施形態に係る潜熱蓄熱材以外にも、例えば、風解がなく、水和水を１０個含む炭酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_２ＣＯ_３・１０Ｈ_２Ｏ）等の炭酸塩、水に易溶な硝酸マグネシウム（Ｍｇ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）等の硝酸塩、酒石酸ナトリウム２水和物（Ｎａ_２Ｃ_４Ｈ_４Ｏ_６・２Ｈ_２Ｏ）や酒石酸カリウムナトリウム４水和物（ＫＮａＣ_４Ｈ_４Ｏ_６・４Ｈ_２Ｏ）等の酒石酸塩、ホウ酸ナトリウム８水和物（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_５（ＯＨ）_４・８Ｈ_２Ｏ）、四ホウ酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_２Ｂ_４Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）等のホウ酸塩のように、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む無機塩水和物であれば良い。

なお、本発明の潜熱蓄熱材組成物に構成される潜熱蓄熱材とは異なり、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む無機塩水和物ではないが、例えば、ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム（ＣＨ_３ＮａＯ_４Ｓ）（水和水は１／２個）等のヒドロキシメタンスルホン酸塩を、潜熱蓄熱材として用いることもできる。すなわち、潜熱蓄熱材の水和水１ｍｏｌあたり、糖アルコール類に属する物質の配合比率ｘ_ｓが、前述した式（２）において、０＜ｘ_ｓ≦１を満たせば、２個未満の水和水を含む無機塩水和物であっても、潜熱蓄熱材として用いることはできる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 潜熱蓄熱材組成物
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 潜熱蓄熱材（無機塩水和物）
１３，１３Ａ，１３Ｂ 融点調整剤（糖アルコール類に属する物質、第１の添加剤）
１４ 融点調整剤（第２の添加剤）

Claims (14)

1. 蓄熱または放熱を行う潜熱蓄熱材に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、
   前記潜熱蓄熱材は、ｎ_ｗ（２≦ｎ_ｗ）個の水和水を含む少なくとも一種の無機塩水和物からなること、
   前記添加剤は、前記潜熱蓄熱材の融点を調整する融点調整剤であり、前記潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質であること、
   前記融点調整剤は、第１の添加剤として、糖アルコール類に属する物質を少なくとも含んでいること、
   当該潜熱蓄熱材組成物の融液は、前記潜熱蓄熱材に含む水和水と、前記融点調整剤に含む糖アルコールとの溶解により、前記潜熱蓄熱材と前記融点調整剤とを混合してなること、
   当該潜熱蓄熱材組成物全体のうち、前記糖アルコール類に属する物質は、前記潜熱蓄熱材の前記水和水１ｍｏｌあたり、式（１），（２）を満たす濃度であること、
   

   

   ０．０１≦ｘ_ｓ≦１ ・・・式（２）
   但し、
   ｘ_ｓ：水和水１ｍｏｌに対する「糖アルコール類に属する物質」のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
   ｍ_ｓ：潜熱蓄熱材組成物に含有する「糖アルコール類に属する物質」の質量［ｇ］
   Ｍ_ｓ：「糖アルコール類に属する物質」の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
   Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
   ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
   ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
   Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
   を特徴とする。
2. 請求項１に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記糖アルコール類に属する物質は、エリスリトール（Ｃ_４Ｈ_１０Ｏ_４）、キシリトール（Ｃ_５Ｈ_１２Ｏ_５）、またはマンニトール（Ｃ_６Ｈ_１４Ｏ_６）のうち、少なくともいずれか一つを含むものであること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
3. 請求項１または請求項２に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記第１の添加剤とは別の前記添加剤で、第２の添加剤として、硫酸塩が配合されていること、
   当該潜熱蓄熱材組成物全体のうち、前記硫酸塩は、前記潜熱蓄熱材の前記水和水１ｍｏｌあたり、式（３），（４）を満たす濃度であること、
   但し、
   

   

   ０≦ｘ_ｔ≦０．１ ・・・式（４）
   ｘ_ｔ：水和水１ｍｏｌに対する硫酸塩のモル数［ｍｏｌ／ｍｏｌ］
   ｍ_ｔ：潜熱蓄熱材組成物に、第２の添加剤として含有する硫酸塩の質量［ｇ］
   Ｍ_ｔ：第２の添加剤である硫酸塩の分子量［ｇ／ｍｏｌ］
   Ｎ：潜熱蓄熱材組成物を構成する潜熱蓄熱材の総数
   ｎ_ｗk：潜熱蓄熱材の水和数（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
   ｍ_ａk：潜熱蓄熱材組成物に含有する潜熱蓄熱材の質量［ｇ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
   Ｍ_ａk：潜熱蓄熱材の分子量［ｇ／ｍｏｌ］（ｋ＝１，２，・・・，Ｎ）
   を特徴とする。
4. 請求項３に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記硫酸塩は、硫酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳＯ_４）であること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記無機塩水和物は、ヒドロキシメタンスルフィン酸塩であること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
6. 請求項５に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記ヒドロキシメタンスルフィン酸塩は、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム２水和物（ＣＨ_３ＮａＯ_３Ｓ・２Ｈ_２Ｏ）であること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記無機塩水和物は、酢酸塩であること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
8. 請求項７に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記酢酸塩は、酢酸ナトリウム３水和物（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ・３Ｈ_２Ｏ）であること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
9. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、
   前記無機塩水和物は、二リン酸塩（ピロリン酸塩）またはリン酸塩であること、
   を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
10. 請求項９に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
    前記二リン酸塩は、二リン酸ナトリウム１０水和物（Ｎａ_４Ｐ_２Ｏ_７・１０Ｈ_２Ｏ）であること、
    を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
11. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、
    前記無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、
    を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
12. 請求項１１に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
    前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ_４（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ_４）_２・１２Ｈ_２Ｏ）であること、
    を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
13. 請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、
    前記無機塩水和物は、硫酸塩であること、
    を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
14. 請求項１３に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
    前記硫酸塩は、硫酸アルミニウム水和物（Ａｌ_２（ＳＯ_４）_３・ｎＨ_２Ｏ）（２≦ｎ）であること、
    を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。

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