JP3059558B2 - 蓄熱材用マイクロカプセル分散液 - Google Patents
蓄熱材用マイクロカプセル分散液Info
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Description
り、あるいはその温度に維持するために用いられる蓄熱
材用マイクロカプセル分散液に関するものであり、さら
に詳しくはいかなる温度条件下においても良好な流動性
を有し、経時安定性の優れた高密度の潜熱を保持し得る
蓄熱材用マイクロカプセル分散液に関するものである。
本発明による蓄熱材用マイクロカプセルは空調用の冷熱
媒体、あるいは各種包材や容器中に保持させることによ
り携帯用保温材又は保冷材として利用できる。
は水であり、通常「湯」又は「氷」の形態で保温や保冷
の目的に使用されており、日常生活の中で最も安価な蓄
熱材と言える。
て蓄熱を行なう方法は、相変化を伴わない顕熱のみを利
用した方法に比べ融点を含む狭い温度範囲に大量の熱エ
ネルギーを高密度に貯蔵できるため、蓄熱材容量の縮小
化が為されるだけでなく、蓄熱量が大きい割りには大き
な温度差が生じないため熱損失を少量に抑えられる利点
を有する。
伴う潜熱利用型の蓄熱材としては融点あるいは凝固点を
有するものであれば使用可能であるが、物理化学的に安
定であり、かつ実使用上融解熱が20kcal/kg以
上のものが好ましく次のようなものが代表的な蓄熱材と
して知られている。 (1)塩化カルシウム・6水塩、硫酸ナトリウム・10水
塩、リン酸水素ナトリウム・12水塩 チオ硫酸ナトリウ
ム・5水塩、硝酸ニッケル・6水塩、等の多量の結晶水
を含む無機化合物 (2)脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪酸、エス
テル化合物等の有機化合物
めに上記蓄熱材をマイクロカプセル化する手段が提案さ
れている(例えば特開昭62−1452号公報、同62
−45680号公報、同62−149334号公報、同
62−225241号公報、同63−115718号公
報、同63−217196号公報、特開平2−2580
52号公報)。
ル化手法はいずれも水又は先に挙げた(1)に属する無
機化合物を内包するカプセル化法であるが、(2)に属
する相変化を伴う有機化合物すなわち融点を有する有機
化合物においても既存のカプセル化法を用いることによ
り見掛け上、水性液状の堅牢性と流動性に富む水中油滴
型のマイクロカプセル分散液が作成可能である。
化合物を内包する水中油滴型のマイクロカプセル分散液
を作成したところ、次の様な問題が生じることが判明し
た。すなわち相変化を伴う有機化合物の比重は1よりも
小さいものが多く、とりわけ直鎖の脂肪族炭化水素(ノ
ルマルパラフィン類と称されている化合物)の比重は0.
7〜 0.8 と同温度の水の比重に比べ極めて小さく、必然
的に得られたマイクロカプセルの比重も小さいものとな
ってしまう。
を長時間静置しておくとマイクロカプセルが上層に浮い
てきて最終的に分散液の表面が堅い堆積層になってしま
い再分散が非常に困難になってしまう。(以降、この現
象を上層堆積と称す。)
さく、かつ相変化を伴う化合物を内包するマイクロカプ
セルを主成分とする蓄熱材用マイクロカプセル分散液に
おいて、その上層堆積を防止し、常に安定な流動性を維
持し得る蓄熱材用マイクロカプセル分散液を提供するも
のである。
達成すべく検討を行なった結果、前記上層堆積を防止す
るためにはマイクロカプセルの体積平均粒子径を一定の
値以下に揃えることにより容易に解決されることを見い
出した。次にその詳細について説明する。
て次の様な手法が考えられる。 1)水相の比重を小さくするために分散液にアルコール
やケトン等の低比重の液体を添加する。 2)増粘剤等の添加により分散液の粘度を高める。 3)比重の大きい液体を相変化を伴う有機化合物と併用
する。
程度効果はあるが、1)の手法では少なからずマイクロ
カプセルへの悪影響が生じる。2)の手法ではマイクロ
カプセル分散液の流動性が低下し、細い配管中を搬送す
る際など大きな障害となる。また、3)の手法について
は比重の比較的大きいハロゲン化炭化水素化合物等を併
用することにより比重増大に効果があるが、上層堆積を
完全に防止するためにはかなりの割合で添加する必要が
あり、その結果少なからぬ蓄熱量の低下をもたらし蓄熱
材としての本来の機能を損なう結果となってしまう。
した結果、マイクロカプセルの体積平均粒子径を5μm
以下に、さらに好ましくしは0.5〜3μmの範囲にに
することにより確実に上層堆積が防止できることが判明
した。この範囲以下の粒子径でも充分本発明の目的は達
成されるが、物理的な強攪拌により乳化を行なおうとす
ると極めて長時間あるいは高温を必要とするため工業的
に得策とは言えない。本発明による手法であれば新たな
添加材を使用しなくとも、乳化剤濃度や物理的な乳化条
件さえ工夫することにより極めて容易に解決することが
可能で、しかもマイクロカプセルへの悪影響や分散液の
流動性には何ら変化は及ぼさない手法である。
化合物としては比重が同温度の水の比重より小さいもの
であれば本発明の効果が発揮されるが、最も好ましい化
合物として脂肪族炭化水素、具体的にはテトラデカン、
ペンタデカン、ドコサンの如き炭素数が10以上の直鎖
の炭化水素が好ましい化合物として挙げられる。これら
の炭化水素化合物は炭素数の増加とともに融点が上昇す
るため、目的に応じた融点を有する炭化水素化合物を選
択したり、また2種以上を混合することも可能である。
また必要であれば金属粉、各種顔料を添加して熱伝導
性、及び比重を調節することも可能である。
合物をマイクロカプセル化する手法としては、コアセル
ベーション法、界面重合法、in−situ法、酵母菌
を用いた手法(特開昭63−88033号公報等)等を
用いることが可能であり、いずれの手法においても本発
明の効果は達成されるが、蓄冷材として長期に使用し得
るためには、より堅牢性の高いマイクロカプセルが要求
され、そのためにはin−situ法によるアミノプラ
スト樹脂を皮膜とするマイクロカプセルを使用すること
が好ましい。
は、カプセル化する際の乳化剤の種類と濃度、乳化時の
温度及び時間、乳化方法(装置)等の因子により変動す
るため実験により最適な条件が設定される。
ロカプセル粒子の体積換算値の平均粒子径を表わすもの
であり、原理的には一定体積の粒子を小さいものから順
に篩分けし、その50%体積に当たる粒子が分別された
時点での粒子径を意味する。体積平均粒子径の測定は顕
微鏡観察による実測でも算定可能であるが市販の電気
的、光学的粒子径測定装置を用いることにより自動的に
測定可能であり、本発明における体積平均粒子径は「コ
ールターマルチサイザー」(英国COULTERELE
CTRONICS LIMITED社製、アパチャーサ
イズ50μm使用)を用いて測定を行なった。
さくすることにより、得られたマイクロカプセル分散液
の粘度が低下する傾向にあることが判明した。その結
果、分散液を配管中を通じ搬送する際等、流動性が高ま
り非常に好ましい結果を与える。
包するマイクロカプセル分散液はそのままでも本発明の
目的を達し得るものであるが、必要に応じエチレングリ
コール、プロピレングリコール、各種無機塩類、防腐
剤、各種劣化防止剤、増粘剤、着色剤、分散補助剤、比
重調節材、湿潤材等を添加することにより水性液状の蓄
熱材を得ることができる。
は高いほど潜熱量が増し好ましいが、良好な流動性を維
持するには20〜70(wt/wt) %、好ましくは40〜6
0(wt/wt) %の範囲に設定するのが好ましい。この範囲
以上の含有率であると蓄熱材の粘度上昇が伴い流動性に
乏しくなり、またこの範囲以下の含有率であると蓄熱効
果に乏しいものとなり好ましくない。
る。尚、本発明は実施例に限定されるものでない。尚、
実施例中に示す融解熱は示差熱熱量計(米国パーキンエ
ルマー社製、DSC−7型)を用いて測定した。
5gと水10gを加え、pHを8に調製した後、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。
無水マレイン酸共重合体のナトリウム塩水溶液100g
中に、相変化を伴う化合物としてn-テトラデカン(融点
約5℃、融解熱50.8kcal/kg、比重0.7
7)80gを激しく攪拌しながら添加し、粒子径が2.
6μmになるまで乳化を行なった。
ヒド初期縮合物水溶液全量を添加し70℃で2時間攪拌
を施した後、pHを9に調整してカプセル化を終了し
た。得られたマイクロカプセルの体積平均粒子径は2.
8μmであった。 このマイクロカプセル分散液100
部とエチレングリコール30部との混合液を硬質ポリエ
チレン袋に充填し、携帯用の蓄冷材を得た。この蓄冷材
を家庭用の冷凍庫内で約1時間放置したところ、蓄冷材
は凝固する事無く、尚且つ長時間蓄冷効果が持続するも
のであった。また、このマイクロカプセル分散液をビー
カー中で3日間静置したがマイクロカプセルの上層堆積
は全く見られなかった。
化合物として、日本精蝋(株)製パラフィンワックスS
P−0110(主成分ドコサン、融点44℃、融解熱3
1.6kcal/kg)を用い実施例1と同様のカプセ
ル化法を用いて、体積平均粒子径3.2μmのマイクロ
カプセル分散液を作成した。また、得られたマイクロカ
プセル分散液を硬質ポリエチレン袋に充填することによ
り携帯用保温材を得た。
とにより長時間保温効果が持続する携帯用保温材が得ら
れた。同様にこのマイクロカプセル分散液をビーカー中
で3日間静置したがマイクロカプセルの上層堆積は全く
見られなかった。
6μmにした以外は同様にし得られたマイクロカプセル
分散液をビーカー中に12時間静置したところ、マイク
ロカプセルのみが上層に堆積して表面が堅い層になって
しまい、再分散が非常に困難であった。
変化を伴う化合物を内包するマイクロカプセル分散液に
おいて、マイクロカプセルの体積平均粒子径を5μm以
下とすることにより、その分散液を静置した場合に生じ
るマイクロカプセルの上層堆積、すなわち分散液上層表
面にマイクロカプセルの堅いケーキ層が形成される現象
が防止される。さらに液粘度の低下も為される。
Claims (2)
- 【請求項1】 比重が同温度の水よりも小さく、かつ相
変化を伴う化合物を内包するマイクロカプセル分散液に
おいて、マイクロカプセルの体積平均粒子径が5μm以
下であることを特徴とする蓄熱材用マイクロカプセル分
散液。 - 【請求項2】 相変化を伴う化合物が脂肪族炭化水素化
合物であることを特徴とする請求項1記載の蓄熱材用マ
イクロカプセル分散液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3351028A JP3059558B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 蓄熱材用マイクロカプセル分散液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3351028A JP3059558B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 蓄熱材用マイクロカプセル分散液 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05163486A JPH05163486A (ja) | 1993-06-29 |
JP3059558B2 true JP3059558B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18414555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3351028A Expired - Lifetime JP3059558B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 蓄熱材用マイクロカプセル分散液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3059558B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0623748D0 (en) * | 2006-11-28 | 2007-01-10 | Ciba Sc Holding Ag | Microcapsules, their use and processes for their manufacture |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP3351028A patent/JP3059558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05163486A (ja) | 1993-06-29 |
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