JP3479109B2 - Thermal storage material composition and method for producing the same - Google Patents

Thermal storage material composition and method for producing the same

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JP3479109B2
JP3479109B2 JP01676294A JP1676294A JP3479109B2 JP 3479109 B2 JP3479109 B2 JP 3479109B2 JP 01676294 A JP01676294 A JP 01676294A JP 1676294 A JP1676294 A JP 1676294A JP 3479109 B2 JP3479109 B2 JP 3479109B2
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    • Y02E60/14Thermal energy storage

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、建造物の空調冷房等に
用いられる潜熱蓄熱材用の組成物およびその製造方法に
関する。 【0002】 【従来の技術】蓄熱材として具備すべき条件は、蓄熱量
が大きいこと、所定の温度レベルで作動すること、長期
間安定であること、安価であること、毒性がないこと、
腐触性がないことなどが挙げられる。これらの条件を満
たすものとして、相変化性の水和塩が最もよく検討され
ているが、硫酸ナトリウム10水塩はその代表的なもの
である。 【0003】硫酸ナトリウム10水塩は32℃に融点を
有し、60cal/gの潜熱を有するため、これを蓄熱
材として利用する試みは、1952年にこれと併用する
過冷却防止材として四ホウ酸ナトリウム10水塩(Na
2 4 7 ・10H2 O)が有効であることが判明して
以来、今日まで数多く検討されてきた。 【0004】実用化検討において遭遇する問題点は、硫
酸ナトリウム10水塩が非調和性融解を示すことであ
る。即ち、融解時に硫酸ナトリウム無水塩が生成し、液
底に沈降する。これを冷却すると、沈積した無水塩の表
面層は10水塩に復水するが、内部は無水塩のまま残留
する。残留した無水塩は相変化に関与しないために蓄熱
量が低下することになる。これを解決するために無水塩
を液底に沈降させずに、液中に分散、保持させる方法が
種々検討されてきた。それらは無機化合物あるいは有機
質重合体の添加剤によって増粘することにより、沈降を
防止する方法である。 【0005】例えば、特公表昭55−501180号公
報、特開昭53−34687号公報に記載のように、各
種の無機化合物を用いる方法が試みられたが、必ずしも
十分な沈降防止の効果が達成されなかった。 【0006】また、有機質重合体として、ポリアクリル
酸ナトリウムなどの水溶性重合体や架橋性重合体を用い
る方法が、特公昭57−30873号公報、特公昭57
−48027号公報、特開昭58−132075公報お
よび特開昭59−102977号公報などに提案されて
いるが、これらの方法は長期間にわたる安定性という面
では必ずしも十分なものではなかった。 【0007】特開昭60−203687号公報には、芒
硝系の蓄熱剤組成物において、芒硝にシリコン系消泡剤
およびキレート剤を含む水を加えることにより、蓄熱量
の劣化を抑制する方法が提案されている。この方法にお
いては、シリコン系消泡剤及びキレート剤が共存するこ
とが必須であって、この両者を欠いた場合では、500
サイクル後に蓄熱量の低下が見られる。 【0008】また、潜熱型蓄熱材に発核剤および界面活
性剤を添加し、該蓄熱材を一旦融液状態とすることによ
り発核剤を均一に分散せしめた蓄熱材料の提案がある
(特開昭62−297381号公報)。これには、界面
活性剤の添加により、発核剤の沈降が防止され均一分散
するために、固化が一様に生じ、また、蓄熱剤融液の流
動性が損なわれないので、作業性が悪化しないと記載さ
れている。しかしながら、この方法で分散された発核剤
は界面活性剤による静電反発によって分散状態を維持さ
れているのであるから数カ月、数カ年の長期使用では動
力沈降することを免れず、発核剤の均一分散状態を保つ
ことは困難である。 【0009】そこで本発明者らは、先に不飽和カルボン
酸、有機不飽和スルホン酸およびこれらの塩から選ばれ
た少なくとも一種の単量体と多官能性単量体とを重合さ
せて得られる架橋重合体を使用することにより、長期間
にわたって蓄熱量の低下がない蓄熱材組成物および、そ
の製造方法について提案した(特開昭62−25188
号公報)。 【0010】一方、空調冷房用としての蓄熱材において
は、氷蓄熱が古くから注目され、実用化されている。こ
れは、氷の大きな融解潜熱(80cal/g)を利用す
るものである。しかるに氷を製造するためには−10℃
以下に冷却する必要があり、そのためには特殊な冷凍機
が必要であり、初期の設備投資が高価になるという問題
点がある。 【0011】また、硫酸ナトリウムを主材とする蓄熱材
では、融点を約10℃近辺に低下させるために融点調整
剤の検討がなされてきた。米国特許第4,689,16
4号においては、硫酸ナトリウム10水塩1モル当り、
塩化アンモニウム3/4〜6/4モル、塩化カリウム1
/5〜1/4モルからなる組成物に、チキソトロピー付
与剤および核発生剤を添加する系が提案されている。こ
の系は融点50゜F(10℃)以下であり、融解熱38
〜42BTU/lb(21〜23cal/g)であると
記載されている。しかるに、この系は融点と凝固点の乖
離が大きく、凝固のために3℃以下に冷却する必要があ
るという問題点を有する。 【0012】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した従
来の技術の問題点を解決しようとするものである。すな
わち、本発明は空調冷房において使用される汎用冷凍機
の作動温度範囲(6〜14℃)で融解・凝固の相変化を
生じ、長期間にわたって蓄熱量の低下がない蓄熱剤組成
物を提供するものである。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりのも
のである。 1.(1)硫酸ナトリウム(無水物換算)1モル当た
り、塩化アンモニウム1.5〜2.5モル、水10〜2
7モルを含む無機塩組成物85.0〜99.5重量部、
(2)水膨潤性架橋重合体0.5〜15.0重量部、
(3)ポリオキシアルキレン鎖を有する界面活性剤0.
01〜5.0重量部を主成分として含有することを特徴
とする蓄熱材組成物。 2.(1)硫酸ナトリウム(無水物換算)1モル当た
り、塩化アンモニウム1.7〜2.2モル、水10〜2
7モルを含む無機塩組成物90.0〜99.5重量部、
(2)水膨潤性架橋重合体0.5〜10.0重量部、
(3)ポリオキシエチレン鎖を有する界面活性剤0.0
1〜5.0重量部を主成分として含有することを特徴と
する蓄熱材組成物。 【0014】3.(1)硫酸ナトリウム(無水物換算)
1モル当たり、塩化アンモニウム1.5〜2.5モル、
水10〜27モルを含む無機塩組成物85.0〜99.
5重量部、(2)水溶性アクリル重合体0.5〜15.
0重量部、(3)ポリオキシアルキレン鎖を有する界面
活性剤0.01〜5.0重量部を主成分として含有する
ことを特徴とする蓄熱材組成物。 【0015】4.硫酸ナトリウム、塩化アンモニウム、
水、および界面活性剤の存在下に、不飽和カルボン酸、
有機不飽和スルホン酸およびこれらの塩並びにアクリル
アミドから選ばれた少なくとも一種の単量体と多官能性
単量体とを重合開始剤を用いて重合させることを特徴と
する前記項(1)記載の蓄熱材組成物の製造方法。 【0016】5.硫酸ナトリウム、塩化アンモニウム、
水、およびポリオキシエチレン鎖を有する界面活性剤の
存在下に、不飽和カルボン酸、有機不飽和スルホン酸お
よびこれらの塩から選ばれた少なくとも一種の単量体と
多官能性単量体とを重合開始剤を用いて重合させること
を特徴とする前記項(2)記載の蓄熱材組成物の製造方
法。 【0017】6.硫酸ナトリウム、塩化アンモニウム、
水、およびポリオキシエチレン鎖を有する界面活性剤の
存在下に、不飽和カルボン酸、有機不飽和スルホン酸お
よびこれらの塩から選ばれた少なくとも一種の単量体、
アクリルアミド並びに多官能性単量体とを重合開始剤を
用いて重合させることを特徴とする前記項(2)記載の
蓄熱材組成物の製造方法。 【0018】7.硫酸ナトリウム、塩化アンモニウム、
水、およびポリオキシエチレン鎖を有する界面活性剤の
存在下に、アクリルアミドと多官能性単量体とを重合開
始剤を用いて重合させることを特徴とする前記項(2)
記載の蓄熱材組成物の製造方法。 【0019】本発明において原料硫酸ナトリウムとして
は無水硫酸ナトリウムあるいは硫酸ナトリウム10水塩
を用いることができる。塩化アンモニウムは融点を低下
させるために用いられ、その使用量は硫酸ナトリウム
(無水物換算)1モルに対して1.5〜2.5モル、好
ましくは1.7〜2.2モルである。1.5モル未満で
は融点低下が十分でなく、2.5モルを越えて添加して
も融点低下の効果がない。また融点調整のため、塩化ナ
トリウム、塩化カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ム、硝酸マグネシウム等、従来知られている融点調整の
ための化合物を添加することも可能である。 【0020】水の使用量は、硫酸ナトリウム(無水物換
算)1モルに対して、10〜27モル、好ましくは15
〜24モルである。10モル未満では硫酸ナトリウムの
復水量が低下し、蓄熱量の低下をもたらすので好ましく
なく、27モルを越える場合は、硫酸ナトリウムの希釈
効果が大きくなり過ぎて蓄熱量の低下をもたらすので好
ましくない。 【0021】本発明で用いられる水膨潤性架橋重合体と
は、3次元網目構造を有する高分子であって、水との相
互作用により膨潤し、いわゆるヒドロゲルを形成するも
のをいう。ヒドロゲルのなかでも高分子電解質を原料と
する樹脂は自重の数十〜数百倍もの高い吸水能を有し、
吸水性樹脂とよばれ、本発明における水膨潤性架橋重合
体として好ましいものである。 【0022】吸水性樹脂としては、デンプン系、セルロ
ース系、合成ポリマー系に大別され、合成ポリマー系で
はポリアクリル酸系、デンプン/ポリアクリル酸系、ポ
リビニルアルコール/ポリアクリル酸系、ポリビニルア
ルコール系、ポリアクリルアミド系、ポリオキシエチレ
ン系などの吸水性樹脂を挙げることができる。これらは
「高吸水性ポリマー」(増田房義著、共立出版社198
7年発行)第1章に詳述されている。 【0023】本発明では、水膨潤性架橋重合体として上
記の吸水性樹脂の粉末を使用することができる。これら
は硫酸ナトリウムなどの濃厚溶液中で使用されるので、
電解質の影響を受け難いものが好ましい。水膨潤性架橋
重合体または後述する水溶性アクリル重合体の使用量
は、前記の無機塩組成物85.0〜99.5重量部に対
して、0.5〜15.0重量部、好ましくは前記の無機
塩組成物90.0〜99.5重量部に対して、0.5〜
10.0重量部である。0.5重量部未満のときは増粘
効果が低いために好ましくなく、15.0重量部を越え
ると粘稠過ぎて取扱い難いので好ましくない。 【0024】水膨潤性架橋重合体の他の例としては、前
記の無機塩組成物の存在下に、不飽和カルボン酸、有機
不飽和スルホン酸およびこれらの塩、並びにアクリルア
ミドから選ばれる少なくとも一種の単量体と多官能性単
量体とを重合開始剤を用いて重合させて得られる架橋重
合体が利用できる。 【0025】不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、
メタクリル酸、ヒドロキシエチルアクリル酸、イタコン
酸などが例示される。有機不飽和スルホン酸としては、
2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、
p−スチレンスルホン酸、スルホエチルメタクリレー
ト、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸などが例
示される。 【0026】また、これらの塩としてはアルカリ金属塩
またはアンモニウム塩など水に易溶性のものが好まし
い。より好ましくはナトリウム塩を用いることができ
る。アクリル酸ナトリウムまたはメタクリル酸ナトリウ
ムは最も好ましいものである。不飽和カルボン酸、有機
不飽和スルホン酸およびこれらの塩とアクリルアミドと
を仕込み比率を変化させて共重合させることによって、
アニオン性の異なる共重合体を得ることができる。この
アニオン性の割合が相変化温度に影響を及ぼす場合があ
る。例えば、アクリルアミドの比率は50〜90モル%
が好ましい。 【0027】これら単量体の使用量(ポリマー量)は、
前記した吸水性樹脂の使用量に対応した量を用いること
ができる。蓄熱材組成物全体に対して約1〜15重量
%、好ましくは2〜8重量%、より好ましくは3〜6重
量%である。1重量%未満では粘度が低く、相変化によ
り生ずる硫酸ナトリウム無水塩の沈降防止効果が少なく
なる。また15重量%を越えるような必要以上に高濃度
では蓄熱量が減少する。 【0028】多官能性単量体は重合体を架橋させるため
に用いられる。好ましくは水溶性の多官能性単量体を用
いる。具体的にはN,N’−メチレンビスアクリルアミ
ド、N,N’−メチレンビスメタクリルアミド、N,
N’−ジメチレンビスアクリルアミド、N,N’−ジメ
チレンビスメタクリルアミドなどが例示される。好まし
くはN,N’−メチレンビスアクリルアミドまたはN,
N’−メチレンビスメタクリルアミドを用いることがで
きる。使用量は単量体1モルに対して0.005〜0.
2モルの範囲、好ましくは0.01〜0.1モル%の範
囲である。0.005モル未満では架橋効果に乏しく、
0.2モルを越えると添加量に見合った効果が出ないの
で好ましくない。 【0029】前記の単量体および多官能性単量体は以下
に述べる重合反応の結果、水膨潤性架橋重合体を生成す
る。該水膨潤性架橋重合体の蓄熱材組成物に占める割合
は、上記の単量体及び多官能性単量体の使用量の合計で
あり、前記無機塩組成物85.0〜99.5重量部に対
して、0.5〜15.0重量部、好ましくは前記無機塩
組成物90.0〜99.5重量部に対して、0.5〜1
0.0重量部、より好ましくは前記無機塩組成物94.
5〜98.0重量部に対して、2〜5.5重量部であ
る。 【0030】重合に際して用いる重合開始剤としては、
過酸化アセチル、過酸化ラウロイルおよび過酸化ベンゾ
イルなどの過酸化ジアシル類、クメンヒドロペルオキシ
ドなどのヒドロペルオキシド類、ジ−tert−ブチル
ペルオキシドなどのアルキルペルオキシド類、ペルオキ
シ二硫酸アンモニウム又はカリウム、過酸化水素、2,
2−アゾビスイソブチロニトリルなど周知のラジカル重
合開始剤を通常量用いることができる。なかでもレドッ
クス系重合開始剤が比較的低い温度で活性があるので好
ましい。 【0031】本発明で好適に使用されるレドックス系重
合開始剤としては通常知られているもののうち水溶性の
ものである。酸化剤としてはペルオキシ二硫酸アンモニ
ウム又はカリウム、過酸化水素などがあり、還元剤とし
てはチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、硫酸第一
鉄などがある。架橋重合させる温度は硫酸ナトリウム1
0水塩またはその共晶塩の融点以上であって、必ずしも
限定されないが通常20〜50℃で行われる。 【0032】レドックス系重合開始剤は、構成している
酸化剤と還元剤を混合すると比較的短時間で重合活性を
発現する。重合活性が発現した後空気中の酸素と接触す
ると失活する。したがって、両者混合後は、なるべく空
気と接触させない様に速やかに重合させる容器に送達さ
せる必要がある。 【0033】本発明の方法を実施する形態にはいろいろ
ある。例えば比較的大型の容器内で重合を行い、生成し
た蓄熱材を暖房装置の蓄熱部分を構成する容器に小分け
充填する方法がある。重合させる大型の容器を予め窒素
ガスによる置換を行い、それぞれ原材料成分を混合し、
重合を行う。 【0034】本発明の方法では、原材料に架橋型重合体
等を使用せず、その単量体を使用するので、混合操作が
容易である。また、重合を暖房装置等の蓄熱容器内で行
う方法がある。本発明の特徴はこの方法の場合に特によ
く発揮される。本発明の方法においては、出発原料に架
橋型重合体等ではなく単量体を使用するので、重合前の
混合材料は粘度の低い液状組成物である。したがって、
容器が多数で複雑な形状をしていても混合材料を容易に
注入することができる。容器内で重合を行うことによ
り、粘稠な液体あるいはゼリー状の固体である蓄熱材を
複雑な形状の容器に容易に収納することができる。容器
内に混合材料を充填させて重合を行う場合は、必ずしも
容器内の窒素置換を行う必要はない。 【0035】蓄熱材を収納する容器へ、重合前の液状組
成物を注入する方法としては、重合開始剤として例えば
レドックス開始剤を使用する場合は、酸化剤と還元剤を
該組成物の容器への流通系内で連続混合しながら注入す
るのが望ましい。 【0036】例えば、硫酸ナトリウム又はその共晶塩と
水等の単量体類の液状組成物を容器へ注入する途中に酸
化剤と還元剤を別々に添加する方法、該液状組成物に酸
化剤又は還元剤の一方を溶解しておき、容器へ注入する
途中に他方を添加する方法、該液状組成物を分割し、一
方に酸化剤を、他方に還元剤を溶解しておき、容器への
注入経路で両液を衝突させて混合し、容器に注入する方
法などがある。混合をより十分に行わせるため液の流路
にインラインミキサーを入れることも考えられる。 【0037】本発明の方法において、混合原材料を容器
に注入後、単量体等の重合反応が進行して粘度が上昇す
るまでの間に、無水硫酸ナトリウムその他の添加物が容
器内て沈降分離するのを防ぐために、予め増粘剤を添加
して水性媒体の粘度を増大させておくことも好ましい方
法である。このために使用される増粘剤としては、周知
の各種増粘剤が使用されるが、例えば煙霧状シリカ、湿
式微粉シリカ、各種粘土等の無機物、ポリアクリル酸ナ
トリウム等の水溶性重合体、吸水性樹脂等が挙げられ
る。該増粘剤の使用量は0.1〜7重量%程度であり、
単量体等の重合、架橋反応が進行して増粘するまでの短
時間に無水硫酸ナトリウムの沈降を防止する程度の粘度
を与える量であり、かつ、流動性を失わない程度の量で
あればよい。 【0038】本発明に用いられる水溶性アクリル重合体
としては、例えば、アクリル系高分子凝集剤として周知
の重合体を用いることができる。具体的にはポリアクリ
ルアミド、部分加水分解ポリアクリルアミド、ポリアク
リル酸ナトリウムおよびアクリルアミド−アクリル酸ナ
トリウム共重合体等を例示することができる。 【0039】本発明に用いられるポリオキシアルキレン
鎖を有する界面活性剤としては、硫酸ナトリウム10水
塩の結晶形態に影響を及ぼす効果を有するものであれば
特に限定されずいずれも使用可能であり、ポリオキシエ
チレン鎖を有する界面活性剤、ポリオキシプロピレン鎖
を有する界面活性剤等を挙げることができるが、ポリオ
キシエチレン鎖を有する界面活性剤が好ましい。本発明
に用いられるポリオキシエチレン鎖を有する界面活性剤
としては、ポリオキシエチレン鎖を有するアニオン、ノ
ニオン、カチオン系界面活性剤が用いられる。該アニオ
ン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアル
キルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル硫酸エステル塩などがある。 【0040】該ノニオン系界面活性剤の例としては、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレ
ンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステ
ルなどがある。該カチオン系界面活性剤の例としては、
ポリオキシエチレンアルキルアミンなどがある。 【0041】これらの界面活性剤の使用量は前記の無機
塩組成物90.0〜99.5重量部に対して、0.01
〜5.0重量部、好ましくは0.05〜5.0重量部で
あり、0.01重量部未満のときは添加効果が顕著でな
く、5.0重量部を越えると添加してももはや添加効果
の改善はみられない。 【0042】本発明の組成物に過冷却防止剤を添加する
ことができる。重合の前の混合液に予め過冷却防止剤を
添加してもよいし、また重合後に添加してもよい。ただ
し、蓄熱材組成物を最終的に収納する容器内で重合を行
う場合には、重合前の混合液に添加しておく必要があ
る。 【0043】一般的には過冷却防止剤としては四ホウ酸
ナトリウム10水塩が有効であることは周知のことであ
る。使用量は蓄熱材全体の2〜5重量%程度であって、
操作温度範囲において水性媒体中に飽和溶解度以上の添
加量であればよい。四ホウ酸ナトリウム10水塩が水性
媒体中で安定に存在するpH範囲は中性〜塩基性である
から、単量体および重合体によって酸性になる場合は予
めアルカリによって中和することが望ましい。 【0044】 【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 【0045】実施例1 100mlビーカーに無水硫酸ナトリウム7.291
g、塩化アンモニウム4.944g、四ホウ酸ナトリウ
ム0.900g、ポリオキシエチレンアルキルフェノー
ルエーテル硫酸ナトリウム35%水溶液(花王(株)
製、商品名:エマールNC−35)0.570g、水1
5.728gを採取し、40℃水浴で30分加熱振とう
した後、吸水性樹脂粉末(住友化学工業(株)製、商品
名:スミカゲル)0.800gを撹拌しながら添加し、
直ちに直径33mm、高さ50mmガラス製スクリュー
管に注入したところ3分後に流動性のない含水ゲルとな
った。 【0046】これに熱電対を挿入し、22℃と−2℃の
間で昇温と降温のサイクルをくり返す温度履歴を与え
た。10サイクル目の降温時の凝固曲線を図1(1)に
示す。凝固曲線は一段のプラトー部を与え、その温度は
7.6℃であり、6〜14℃の範囲内であった。100
サイクル目の凝固曲線も全く同様であった。表1に結果
をまとめて記した。表1において、融点の表示として、
融解曲線のプラトー部の開始点を融解開始温度、終了点
を融解終了温度として示した。 【0047】実施例2〜4,比較例1〜4 実施例1と同様の方法で、表1に示す組成の組成物を調
製した。実施例1と同様の温度履歴テストによる凝固曲
線の温度は表1に示す結果となった。比較例1の10サ
イクル目の降温時の凝固曲線を図1(2)に示す。 【0048】実施例5 アクリル酸を苛性ソーダ水溶液によりpH7.5まで中
和して得たアクリル酸ナトリウム10重量%水溶液1
8.000gに、水15.100gをさらに加え、30
℃で撹拌しながら、N,N’−メチレンビスアクリルア
ミド0.148g、無水硫酸ナトリウム15.342
g、塩化アンモニウム11.558g、四ホウ酸ナトリ
ウム10水塩1.800g、およびポリオキシエチレン
アルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム35%水溶液
(花王(株)製、商品名:エマールNC−35)1.1
4gを加え、混合物を得た。この混合物の硫酸ナトリウ
ム(無水物換算)と水のモル比は表1に示すとおりであ
った。 【0049】この混合物を2分割し、一方にペルオキシ
二硫酸アンモニウム0.060g他方にチオ硫酸ナトリ
ウム5水塩0.060gをそれぞれ加え、混合した後、
各々をそれぞれの流路から流出させ液流とし、2つの液
流を衝突混合させつつ、直径33mm×高さ50mmの
ガラス製スクリュー管に注入した。このものを25℃の
雰囲気中で静置し、1時間経過後に観察したところ架橋
反応が進み、内容物は均一なゼリー状弾性重合体となっ
ていた。 【0050】得られた重合体に熱電対を挿入し、22℃
と−2℃の間で昇温と降温のサイクルをくり返す温度履
歴を与えた。10サイクル目の降温時の凝固曲線を図2
(3)に示した。凝固曲線は一段のプラトー部を与え、
その温度は6.3℃であり、6〜14℃の範囲内であっ
た。100サイクル目の凝固曲線も全く同様であった。 【0051】比較例5 実施例4において、界面活性剤を添加しなかったこと以
外は実施例4と全く同様にして、ガラス製スクリュー管
中にゼリー状弾性重合体を得た。実施例4と同様にして
測定した凝固曲線(10サイクル目)を図2(4)に示
す。凝固曲線は5.2℃のプラトー部を与え、6〜14
℃の範囲に入らなかった。この挙動は100サイクル目
も全く同じであった。 【0052】実施例6 アクリル酸を苛性ソーダ水溶液によりpH7.5まで中
和して得たアクリル酸ナトリウム30重量%水溶液1.
498gに、水12.179gをさらに加え、アクリル
アミド1.354g、N,N’−メチレンビスアクリル
アミド0.019g、ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル硫酸ナトリウム35%水溶液(花王(株)
製、商品名:エマールNC−35)0.581gを加え
室温で10分間攪拌し溶解させた。 【0053】これに塩化アンモニウム6.014g、塩
化ナトリウム0.821gを加え、35℃水浴で10分
間加熱攪拌した後、無水硫酸ナトリウム7.981gを
加えさらに30分間加熱攪拌した。これを20℃水浴に
移し、四ホウ酸ナトリウム2.490gを加え開放系の
まま2時間攪拌した後、40℃水浴に移し10分間攪拌
した。次いで吸水性樹脂粉末(住友化学工業(株)製、
商品名:スミカゲル)0.300gを添加し、2分間攪
拌した後、ペルオキシ二硫酸カリウム0.030gと亜
硫酸ナトリウム0.030gを各々水2.027gに溶
解したものを上記混合物に添加した結果、30秒後にゼ
リー状弾性体となった。 【0054】これに熱電対を挿入し、22℃と−2℃の
間で昇温と降温のサイクルをくり返す温度履歴を与え
た。20サイクル目の凝固曲線は一段のプラトーを与
え、その温度(凝固点)は7.6℃であり、6〜14℃
の範囲内であった。100サイクル目の凝固曲線も全く
同様であった。 【0055】実施例7 実施例6において、アクリル酸ナトリウム30重量%水
溶液を3.411g、アクリルアミドを0.775g、
水10.802g添加したこと以外は実施例6と同様に
操作して、ゼリー状弾性体を得た。凝固点は7.6℃で
あった。 【0056】実施例8 実施例6において、アクリル酸ナトリウム30重量%水
溶液を添加せず、アクリルアミドを1.800g、水1
3.145g添加したこと以外は実施例6と同様に操作
して、ゼリー状弾性体を得た。凝固点は6.0℃であっ
た。 【0057】実施例9 吸水性樹脂粉末(住友化学工業(株)製、商品名:スミ
カゲル)0.300gを添加し、2分間攪拌するまで、
実施例6と同様の操作を行って混合物を得る。この混合
物を2分割して、一方にペルオキシ二硫酸カリウムを水
に溶解した水溶液、他方に亜硫酸ナトリウムを水に溶解
した水溶液をそれぞれ加え混合した後、各々を各々の流
路から流出させ液流とし、二つの液流を衝突混合させつ
つ、直径33mm×高さ50mmのガラススクリュー管
に注入する。このものを25℃の雰囲気中で静置すると
架橋反応が進み内容物は均一なゼリー状弾性体となる。
得られるゼリー状弾性体は実施例6と同様の特性を有す
る。 【0058】実施例10 50mlガラス製スクリュー管に水15.193g、ポ
リオキシエチレンアルキルフェノールエーテル硫酸ナト
リウム35%水溶液(花王(株)製、商品名:エマール
NC−35)0.577g、塩化アンモニウム6.01
3g、塩化ナトリウム0.822gを採取し35℃水浴
で10分間加熱攪拌した後、無水硫酸ナトリウム7.9
82gを加えさらに30分間加熱攪拌した。これを20
℃水浴に移し、四ホウ酸ナトリウム2.490gを加え
開放系のまま2時間攪拌した。次いで、部分加水分解ポ
リアクリルアミド(住友化学工業(株)製、高分子凝集
剤、商品名:スミフロックFN−15H)1.802g
を添加し、ゼリー状になるまでスパチュラで攪拌した。
これに熱電対を挿入し、22℃と−2℃の間で昇温と降
温のサイクルを繰り返す温度履歴を与えた。20サイク
ル目の凝固曲線は一段のプラトー部を与え、その温度は
7.6℃であり、6〜14℃の範囲内であった。100
サイクル目の凝固曲線も全く同様であった。 【0059】比較例6 実施例10において、界面活性剤を添加しなかったこと
以外は実施例10と全く同様にして、ガラス製スクリュ
ー管中にゼリー状弾性重合体を得た。実施例10と同様
の温度履歴テストによる凝固曲線は一段のプラトーを与
え、その温度は5.8℃であり、6〜14℃の範囲に入
らなかった。100サイクル目の凝固曲線も全く同様で
あった。 【0060】表1において、略号はつぎのものを表す。 1.無機塩および重合体の組成 無機塩 :配合モル比(硫酸ナトリウム10水塩1モ
ルに対して) 重合体:アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム(モル
比) A1:塩化アンモニウム1.8モル、水7.0モル アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム=0/100 A2:塩化アンモニウム2.0モル、水6.0モル アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム=0/100 【0061】B1:塩化アンモニウム2.0モル、塩化
ナトリウム0.25モル、水5.0モル アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム=80/20 B2:塩化アンモニウム2.0モル、塩化ナトリウム
0.25モル、水5.0モル アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム=50/50 B3:塩化アンモニウム2.0モル、塩化ナトリウム
0.25モル、水5.0モル アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム=100/0 B4:塩化アンモニウム2.0モル、塩化ナトリウム
0.25モル、水5.0モル アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム=95/5(部
分加水分解ポリアクリルアミドを用いたもの) 【0062】2.界面活性剤の種類と添加量 C:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナ
トリウム(花王(株)製、商品名:エマール NC−3
5)1重量% D:ポリオキシエチレンアルキルアミン(花王(株)
製、商品名:アミート 308)1重量% E:ポリオキシエチレンモノオレエート(花王(株)
製、商品名:エマノーン 4110)1重量% 【0063】F:ポリオキシエチレンソルビタンモノラ
ウレート(花王(株)製、商品名:レオドールスーパー
TW−L120)1重量% G:ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム(花王
(株)製、商品名:ネオペレックス F−25)1重量
% H:ソルビタンセスキオレエート(花王(株)製、商品
名:レオドール AO−15)1重量% I:特殊カルボン酸型(花王(株)製、商品名:ラテム
ル ASK)1重量% 【0064】 【表1】 【0065】 【発明の効果】本発明の特定の無機塩組成物、水膨潤性
架橋重合体または水溶性アクリル重合体、および界面活
性剤からなる蓄熱材組成物は、空調冷房用に適する温度
範囲内に融点および凝固点を有し、かつ、融点と凝固点
の乖離が適当であり、また、長期間の使用における融解
・凝固の繰り返しに耐える安定性を備えている。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to air conditioning and cooling of buildings and the like.
Composition for latent heat storage material used and method for producing the same
Related. [0002] The condition to be provided as a heat storage material is a heat storage amount.
Large, operating at a given temperature level, long term
Stable, inexpensive, non-toxic,
And non-corrosiveness. Satisfy these conditions
Phase-change hydrated salts are the best considered
But sodium sulfate decahydrate is a typical one
It is. [0003] Sodium sulfate decahydrate has a melting point of 32 ° C.
And has a latent heat of 60 cal / g.
Attempt to use it as a material in conjunction with this in 1952
Sodium tetraborate decahydrate (Na
Two B Four O 7 ・ 10H Two O) proved to be effective
Since then, many have been considered to date. [0004] The problem encountered in the practical application study is that sulfur
Sodium dodecahydrate shows anharmonic melting
You. That is, anhydrous sodium sulfate is generated during melting,
Settles to the bottom. When cooled, a table of the deposited anhydrous salts
The face layer is condensed to 10-hydrate, but the inside remains as anhydrous salt
I do. Heat storage because residual anhydrous salts do not participate in phase change
The amount will be reduced. To solve this, anhydrous salt
Is to disperse and maintain in the liquid without settling to the bottom of the liquid.
Various studies have been made. They are inorganic or organic
Sedimentation by thickening with additives of porous polymer
It is a method to prevent. For example, Japanese Patent Publication No. 55-501180
As described in JP-A-53-34687,
Attempts have been made to use some inorganic compounds, but not necessarily
Sufficient anti-settling effect was not achieved. Further, polyacryl is used as the organic polymer.
Using a water-soluble polymer such as sodium acid or a cross-linkable polymer
Are disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-30873 and Japanese Patent Publication No.
-48027, JP-A-58-132075 and
And JP-A-59-102977.
However, these methods have long-term stability aspects.
But it was not always enough. [0007] JP-A-60-203687 discloses a
In a glass-based thermal storage agent composition, a sodium-based antifoaming agent
Heat by adding water containing water and chelating agent
There has been proposed a method for suppressing the deterioration of the metal. This method
In other words, the co-existence of silicon-based defoamer and chelating agent
Is essential, and if both are missing, 500
A decrease in heat storage after the cycle is observed. Further, a nucleating agent and a surfactant are added to the latent heat type heat storage material.
By adding a humectant and temporarily bringing the heat storage material into a molten state.
There is a proposal for a heat storage material in which the nucleating agent is evenly dispersed.
(JP-A-62-297381). This includes the interface
Addition of activator prevents sedimentation of nucleating agent and uniform dispersion
Therefore, solidification occurs uniformly and the flow of the heat storage agent melt
It is stated that workability will not be impaired because mobility is not impaired.
Have been. However, nucleating agents dispersed in this way
Is maintained dispersed by electrostatic repulsion by surfactant
For months or years of long-term use.
Maintains uniform dispersion of nucleating agent
It is difficult. Therefore, the present inventors first wrote an unsaturated carboxylic acid.
Selected from acids, organic unsaturated sulfonic acids and their salts
Polymerized with at least one monomer and a polyfunctional monomer.
By using the crosslinked polymer obtained by
Heat storage material composition that does not decrease in heat storage
(Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-25188).
No.). On the other hand, in a heat storage material for air conditioning and cooling,
Has been put to practical use since its long history of ice storage. This
It utilizes the large latent heat of melting of ice (80 cal / g)
Things. However, it is necessary to prepare ice at -10 ° C.
It is necessary to cool below, for which a special refrigerator
Is necessary, and the initial capital investment is expensive.
There is a point. A heat storage material containing sodium sulfate as a main material.
Now, adjust the melting point to lower the melting point to around 10 ° C.
Agents have been studied. U.S. Pat. No. 4,689,16
In No. 4, per mole of sodium sulfate decahydrate,
3/4 to 6/4 mol of ammonium chloride, potassium chloride 1
/ 5 to 1/4 mole of a composition with thixotropic
Systems have been proposed in which additives and nucleating agents are added. This
Has a melting point of 50 ° F. (10 ° C.) or less and a heat of fusion of 38
~ 42 BTU / lb (21-23 cal / g)
Has been described. However, this system has a difference between the melting point and the freezing point.
Separation is large and it is necessary to cool to 3 ° C or less for coagulation.
Problem. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to
It is intended to solve the problems of the existing technology. sand
That is, the present invention relates to a general-purpose refrigerator used in air conditioning and cooling.
In the operating temperature range (6 to 14 ° C)
Heat storage agent composition that occurs and does not decrease the heat storage amount for a long period of time
It provides things. [0013] The present invention provides the following.
It is. 1. (1) 1 mol of sodium sulfate (anhydrous equivalent)
1.5 to 2.5 mol of ammonium chloride, 10 to 2 water
85.0 to 99.5 parts by weight of an inorganic salt composition containing 7 mol,
(2) 0.5 to 15.0 parts by weight of a water-swellable crosslinked polymer,
(3) Surfactant having a polyoxyalkylene chain
It is characterized by containing from 0.01 to 5.0 parts by weight as a main component.
Heat storage material composition. 2. (1) 1 mol of sodium sulfate (anhydrous equivalent)
1.7 to 2.2 mol of ammonium chloride, water 10 to 2
90.0 to 99.5 parts by weight of an inorganic salt composition containing 7 mol,
(2) 0.5 to 10.0 parts by weight of a water-swellable crosslinked polymer,
(3) Surfactant having polyoxyethylene chain 0.0
Characterized in that it contains 1 to 5.0 parts by weight as a main component.
Heat storage material composition. 3. (1) Sodium sulfate (anhydrous equivalent)
1.5 to 2.5 mol of ammonium chloride per mol,
85.0 to 99. an inorganic salt composition containing 10 to 27 mol of water.
5 parts by weight, (2) water-soluble acrylic polymer 0.5 to 15.
0 parts by weight, (3) an interface having a polyoxyalkylene chain
Activator contains 0.01 to 5.0 parts by weight as a main component
A heat storage material composition comprising: 4. Sodium sulfate, ammonium chloride,
An unsaturated carboxylic acid, in the presence of water, and a surfactant,
Organic unsaturated sulfonic acids and their salts and acrylics
At least one monomer selected from amides and polyfunctionality
Characterized by polymerizing a monomer with a polymerization initiator
The method for producing a heat storage material composition according to the above item (1). 5. Sodium sulfate, ammonium chloride,
Water and surfactants having polyoxyethylene chains
In the presence of unsaturated carboxylic acids, organic unsaturated sulfonic acids and
And at least one monomer selected from these salts
Polymerizing a polyfunctional monomer with a polymerization initiator
The method for producing a heat storage material composition according to the above item (2), wherein
Law. 6. Sodium sulfate, ammonium chloride,
Water and surfactants having polyoxyethylene chains
In the presence of unsaturated carboxylic acids, organic unsaturated sulfonic acids and
And at least one monomer selected from these salts,
Acrylamide and polyfunctional monomer with polymerization initiator
Item (2), wherein the polymerization is carried out by using
A method for producing a heat storage material composition. [7] Sodium sulfate, ammonium chloride,
Water and surfactants having polyoxyethylene chains
Polymerization of acrylamide and polyfunctional monomer in the presence
The above item (2), wherein the polymerization is carried out using an initiator.
A method for producing the heat storage material composition according to the above. In the present invention, the raw material sodium sulfate
Is anhydrous sodium sulfate or sodium sulfate decahydrate
Can be used. Ammonium chloride lowers melting point
And the amount used is sodium sulfate
(Equivalent to anhydride) 1.5 to 2.5 mol per mol, preferably
Preferably, it is 1.7 to 2.2 mol. Less than 1.5 moles
Is not enough to lower the melting point.
Also has no effect of lowering the melting point. To adjust the melting point,
Thorium, potassium chloride, sodium nitrate, potassium nitrate
, Magnesium nitrate, etc.
Can also be added. The amount of water used is sodium sulfate (anhydrous
Calculation) 1 to 10 mol to 27 mol, preferably 15 to 1 mol.
2424 mol. Less than 10 moles of sodium sulfate
It is preferable because the amount of condensate decreases and the amount of stored heat decreases.
If more than 27 mol, dilute sodium sulfate
The effect is so great that it lowers the amount of stored heat.
Not good. The water-swellable crosslinked polymer used in the present invention
Is a polymer having a three-dimensional network structure and a phase with water.
Swells by interaction to form a so-called hydrogel
I mean Among the hydrogels, a polymer electrolyte is used as a raw material.
Resin has a high water absorption capacity of several tens to several hundred times its own weight,
Water-swellable cross-linked polymerization in the present invention, which is called a water-absorbent resin
It is preferred as a body. Examples of the water-absorbing resin include starch-based resins and cellulosic resins.
Base and synthetic polymer systems.
Is polyacrylic acid type, starch / polyacrylic acid type,
Rivinyl alcohol / polyacrylic acid, polyvinyl alcohol
Alcohol, polyacrylamide, polyoxyethylene
And water-absorbing resins such as epoxy resins. They are
"Superabsorbent polymer" (Fuyoshi Masuda, Kyoritsu Shuppan 198)
(Issued in 7 years). In the present invention, the water-swellable crosslinked polymer is
The water absorbent resin powder described above can be used. these
Is used in concentrated solutions such as sodium sulfate,
Those which are hardly affected by the electrolyte are preferred. Water swellable crosslink
Amount of polymer or water-soluble acrylic polymer to be described later
Is based on 85.0 to 99.5 parts by weight of the inorganic salt composition.
And 0.5 to 15.0 parts by weight, preferably the inorganic
0.5 to 90.0 to 99.5 parts by weight of the salt composition
10.0 parts by weight. Thickening when less than 0.5 parts by weight
Unfavorable due to low effect, exceeding 15.0 parts by weight
This is not preferred because it is too viscous and difficult to handle. As another example of the water-swellable crosslinked polymer,
In the presence of the inorganic salt composition described above, unsaturated carboxylic acid, organic
Unsaturated sulfonic acids and their salts,
At least one monomer selected from amide and a multifunctional monomer
Weight obtained by polymerizing a monomer with a polymerization initiator
Coalescing is available. As unsaturated carboxylic acids, acrylic acid,
Methacrylic acid, hydroxyethyl acrylic acid, itacone
Acids and the like are exemplified. As organic unsaturated sulfonic acids,
2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid,
p-styrenesulfonic acid, sulfoethyl methacrylate
G, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, etc.
Is shown. Further, these salts include alkali metal salts.
Or those that are easily soluble in water, such as ammonium salts, are preferred.
No. More preferably a sodium salt can be used
You. Sodium acrylate or sodium methacrylate
Is the most preferred. Unsaturated carboxylic acid, organic
Unsaturated sulfonic acids and their salts with acrylamide
By changing the charge ratio and copolymerizing,
Copolymers having different anionic properties can be obtained. this
The anionic proportion may affect the phase change temperature.
You. For example, the ratio of acrylamide is 50 to 90 mol%
Is preferred. The amount (polymer amount) of these monomers used is
Use the amount corresponding to the amount of the water absorbent resin described above.
Can be. About 1 to 15 weight based on the whole heat storage material composition
%, Preferably 2 to 8% by weight, more preferably 3 to 6 layers
%. If it is less than 1% by weight, the viscosity is low,
Effect of preventing precipitation of sodium sulfate anhydrous
Become. Unnecessarily high concentration exceeding 15% by weight
Then, the heat storage decreases. Polyfunctional monomers are used to crosslink the polymer.
Used for Preferably a water-soluble polyfunctional monomer is used
I have. Specifically, N, N'-methylenebisacrylamido
, N, N'-methylenebismethacrylamide, N,
N'-dimethylenebisacrylamide, N, N'-dimethyl
Tylene bismethacrylamide is exemplified. Preferred
Or N, N'-methylenebisacrylamide or N, N
N′-methylenebismethacrylamide can be used.
Wear. The amount used is 0.005 to 0.5 with respect to 1 mol of the monomer.
In the range of 2 mol, preferably in the range of 0.01 to 0.1 mol%.
It is an enclosure. If the amount is less than 0.005 mol, the crosslinking effect is poor,
If it exceeds 0.2 mol, the effect corresponding to the added amount will not be obtained
Is not preferred. The above monomer and polyfunctional monomer are as follows:
As a result of the polymerization reaction described in
You. Ratio of the water-swellable crosslinked polymer in the heat storage material composition
Is the sum of the amounts of the above monomers and the polyfunctional monomers used.
And 85.0 to 99.5 parts by weight of the inorganic salt composition.
And 0.5 to 15.0 parts by weight, preferably the inorganic salt
0.5 to 1 with respect to 90.0 to 99.5 parts by weight of the composition.
0.0.0 parts by weight, more preferably the inorganic salt composition
2 to 5.5 parts by weight with respect to 5 to 98.0 parts by weight.
You. As the polymerization initiator used in the polymerization,
Acetyl peroxide, lauroyl peroxide and benzoic peroxide
Diacyl peroxides such as il, cumene hydroperoxy
Such as hydroperoxides, di-tert-butyl
Alkyl peroxides such as peroxides,
Ammonium or potassium disulfate, hydrogen peroxide, 2,
Well-known radical weight such as 2-azobisisobutyronitrile
Conventional amounts of coalescence initiator can be used. Above all, redo
Is preferred because the polymerization initiator is active at relatively low temperatures.
Good. Redox weight suitably used in the present invention
Water-soluble initiators are commonly known as initiators.
Things. As an oxidizing agent, ammonium peroxydisulfate
Or potassium, hydrogen peroxide, etc.
Sodium thiosulfate, sodium sulfite, sulfuric acid first
There is iron. The temperature for crosslinking polymerization is sodium sulfate 1
0 or more than the melting point of the hydrate or its eutectic salt, not necessarily
Although not limited, it is usually performed at 20 to 50 ° C. The redox-based polymerization initiator comprises
Mixing oxidizing agent and reducing agent can increase polymerization activity in a relatively short time.
Express. Contact with oxygen in air after polymerization activity has developed
When it is deactivated. Therefore, after mixing both, empty as much as possible
Delivered to containers that polymerize quickly without contact with air.
Need to be done. There are various embodiments for carrying out the method of the present invention.
is there. For example, polymerization is performed in a relatively large vessel,
Heat storage material is divided into containers that constitute the heat storage part of the heating system
There is a method of filling. Preparing a large container for polymerization with nitrogen
Replace with gas, mix each raw material component,
Perform polymerization. In the method of the present invention, the raw material is a crosslinked polymer
Since the monomer is used instead of using
Easy. In addition, polymerization is carried out in a heat storage container such as a heating device.
There is a way. The features of the present invention are particularly advantageous in this method.
Will be demonstrated. In the method of the present invention, the starting material
Since a monomer is used instead of a bridge polymer, etc.
The mixed material is a low viscosity liquid composition. Therefore,
Easily mix materials, even in large and complex containers
Can be injected. By performing polymerization in a container
Heat storage material that is a viscous liquid or jelly-like solid
It can be easily stored in a container having a complicated shape. container
When performing polymerization by filling the mixed material in the
It is not necessary to perform nitrogen replacement in the container. In a container for storing the heat storage material, a liquid set before polymerization is placed.
As a method of injecting the product, for example, as a polymerization initiator
When using a redox initiator, use an oxidizing agent and a reducing agent.
The composition is poured into a container while being continuously mixed in a flow system.
Is desirable. For example, sodium sulfate or its eutectic salt
During injection of the liquid composition of monomers such as water into the container,
A method of separately adding an agent and a reducing agent, and adding an acid to the liquid composition.
Dissolve agent or reducing agent and pour into container
A method of adding the other halfway, dividing the liquid composition,
Dissolve the oxidizing agent on one side and the reducing agent on the other
A method in which both liquids collide and mix in the injection path and are injected into a container
There are laws. Liquid flow path for more efficient mixing
It is also conceivable to put an in-line mixer in the container. In the method of the present invention, the mixed raw materials are placed in a container.
After the injection, the polymerization reaction of monomers etc. proceeds and the viscosity increases
In the meantime, anhydrous sodium sulfate and other additives
Add a thickener in advance to prevent sedimentation in the vessel
It is also preferable to increase the viscosity of the aqueous medium by
Is the law. Known thickeners used for this purpose
Various thickeners are used, for example, fumed silica,
Inorganic substances such as finely divided silica, various clays, polyacrylic acid
Water-soluble polymers such as thorium, water-absorbing resins and the like
You. The amount of the thickener used is about 0.1 to 7% by weight,
Shortened until the polymerization and cross-linking reaction of the monomer etc. proceed and the viscosity increases
Viscosity enough to prevent sedimentation of anhydrous sodium sulfate over time
In an amount that does not lose liquidity.
I just need. Water-soluble acrylic polymer used in the present invention
As, for example, known as an acrylic polymer flocculant
Can be used. Specifically, polyacrylic
Luamide, partially hydrolyzed polyacrylamide, polyac
Sodium acrylate and acrylamide-sodium acrylate
A thorium copolymer and the like can be exemplified. Polyoxyalkylene used in the present invention
As a surfactant having a chain, sodium sulfate 10 water
Anything that has an effect on the crystal form of the salt
There is no particular limitation, and any of them can be used.
Surfactant with Tylene Chain, Polyoxypropylene Chain
Surfactants having the following.
Surfactants having xylene chains are preferred. The present invention
Surfactant having polyoxyethylene chain
As an anion having a polyoxyethylene chain,
Nionic and cationic surfactants are used. The anio
Examples of surfactants include polyoxyethylene alcohol.
Kill ether sulfate, polyoxyethylene alcohol
And the like, phenylphenyl ether sulfate. Examples of the nonionic surfactant include
Lioxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene
Alkyl allyl ether, polyoxyethylene sorby
Tan fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid esthetic
And so on. Examples of the cationic surfactant include:
And polyoxyethylene alkylamine. The amount of these surfactants used is the
0.01 to the salt composition of 90.0 to 99.5 parts by weight.
-5.0 parts by weight, preferably 0.05-5.0 parts by weight
And when less than 0.01 parts by weight, the effect of addition is not significant.
If the amount exceeds 5.0 parts by weight, the effect is no longer added even if added.
No improvement is seen. A supercooling inhibitor is added to the composition of the present invention.
be able to. Add a supercooling inhibitor to the mixture before polymerization.
It may be added or may be added after polymerization. However
Then, polymerization is carried out in the container in which the heat storage material composition is finally stored.
Must be added to the mixture before polymerization.
You. Generally, tetraboric acid is used as a supercooling inhibitor.
It is well known that sodium decahydrate is effective.
You. The amount used is about 2-5% by weight of the whole heat storage material,
Add more than saturated solubility in aqueous medium in the operating temperature range
Any amount is sufficient. Sodium tetraborate decahydrate is aqueous
The pH range that exists stably in the medium is neutral to basic
If acidification occurs due to monomers and polymers,
It is desirable to neutralize with alkali. Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.
However, the present invention is not limited to these examples.
Absent. Example 1 Anhydrous sodium sulfate 7.291 was placed in a 100 ml beaker.
g, ammonium chloride 4.944 g, sodium tetraborate
0.900 g, polyoxyethylene alkyl phenol
35% sodium ruether sulfate aqueous solution (Kao Corporation)
Product name: Emar NC-35) 0.570 g, water 1
Collect 5.728 g, and heat and shake in a 40 ° C water bath for 30 minutes.
Water-absorbent resin powder (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Name: Sumika gel) 0.800 g was added with stirring,
Immediately 33mm diameter, 50mm height screw made of glass
After pouring into a tube, it becomes a non-fluid hydrogel after 3 minutes.
Was. A thermocouple was inserted into this, and the temperature was changed to 22 ° C. and −2 ° C.
Gives a temperature history that repeats the heating and cooling cycle between
Was. Figure 1 (1) shows the coagulation curve at the time of cooling in the 10th cycle.
Show. The solidification curve gives a single plateau, the temperature of
7.6 ° C., in the range of 6-14 ° C. 100
The solidification curve at the cycle was exactly the same. Table 1 shows the results
Are collectively described. In Table 1, as the indication of the melting point,
The starting point of the plateau of the melting curve is the melting start temperature and the ending point
Was shown as the melting end temperature. Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 In the same manner as in Example 1, compositions having the compositions shown in Table 1 were prepared.
Made. Solidification curve by the same temperature history test as in Example 1.
The temperature of the line was as shown in Table 1. Comparative Example 1
FIG. 1 (2) shows a solidification curve when the temperature of the cycle is lowered. Example 5 Acrylic acid was neutralized with aqueous sodium hydroxide solution to pH 7.5.
Sodium acrylate 10% by weight aqueous solution 1
To 8.000 g, 15.100 g of water is further added, and 30
While stirring at N ° C.
Amide 0.148 g, anhydrous sodium sulfate 15.342
g, 11.558 g of ammonium chloride, sodium tetraborate
1.800 g of sodium octahydrate and polyoxyethylene
Sodium alkyl phenyl ether sulfate 35% aqueous solution
(Manufactured by Kao Corporation, trade name: Emar NC-35) 1.1
4 g was added to obtain a mixture. Sodium sulfate of this mixture
The molar ratio of water (in terms of anhydride) to water is as shown in Table 1.
Was. The mixture is divided into two parts, one of which is
0.060 g of ammonium disulfate
After adding and mixing 0.060 g of pentahydrate,
Each of them flows out of its own channel to form a liquid stream,
While colliding and mixing the flow, a diameter of 33 mm × height of 50 mm
It was poured into a glass screw tube. Put this at 25 ° C
After standing for 1 hour in an atmosphere, observation
The reaction proceeds, and the contents become a uniform jelly-like elastic polymer.
I was A thermocouple was inserted into the obtained polymer,
Temperature cycle between temperature rise and fall between -2 ℃
Gave a history. Fig. 2 shows the coagulation curve at the time of cooling in the 10th cycle.
This is shown in (3). The solidification curve gives a one-step plateau,
Its temperature is 6.3 ° C and is in the range of 6-14 ° C.
Was. The solidification curve at the 100th cycle was exactly the same. Comparative Example 5 In Example 4, the difference was that no surfactant was added.
Outside is exactly the same as in Example 4, except that a glass screw tube
A jelly-like elastic polymer was obtained therein. In the same manner as in Example 4.
The measured solidification curve (10th cycle) is shown in FIG.
You. The coagulation curve gives a plateau of 5.2 ° C., 6-14
It did not fall within the range of ° C. This behavior is the 100th cycle
Was exactly the same. Example 6 Acrylic acid was neutralized with aqueous sodium hydroxide solution to pH 7.5.
30% by weight aqueous solution of sodium acrylate obtained by summing
To 498 g, 12.179 g of water was further added, and acrylic
1.354 g of amide, N, N'-methylenebisacryl
Amide 0.019 g, polyoxyethylene alkylphen
35% aqueous solution of sodium nitryl sulfate (Kao Corporation)
(Trade name: EMAL NC-35)
The mixture was stirred and dissolved at room temperature for 10 minutes. Then, 6.014 g of ammonium chloride, salt
0.821 g of sodium chloride was added, and the mixture was placed in a 35 ° C water bath for 10 minutes.
After heating and stirring, anhydrous sodium sulfate (7.981 g) was added.
The mixture was further heated and stirred for 30 minutes. Put this in a 20 ° C water bath
Transfer and add 2.490 g of sodium tetraborate
After stirring for 2 hours, transfer to a 40 ° C water bath and stir for 10 minutes
did. Next, water-absorbent resin powder (Sumitomo Chemical Industries, Ltd.,
(Trade name: Sumika gel) 0.300 g was added and stirred for 2 minutes
After stirring, 0.030 g of potassium peroxydisulfate was added.
Dissolve 0.030 g of sodium sulfate in 2.027 g of water
The solution was added to the above mixture, and as a result, after 30 seconds,
It became a lee-like elastic body. A thermocouple was inserted into this, and the temperature was set at 22 ° C. and −2 ° C.
Gives a temperature history that repeats the heating and cooling cycle between
Was. Coagulation curve at 20th cycle gives one step plateau
The temperature (freezing point) is 7.6 ° C,
Was within the range. No solidification curve at 100th cycle
It was similar. Example 7 In Example 6, 30% by weight of sodium acrylate in water
3.411 g of the solution, 0.775 g of acrylamide,
Same as Example 6 except that 10.802 g of water was added.
By operation, a jelly-like elastic body was obtained. The freezing point is 7.6 ° C
there were. Example 8 In Example 6, 30% by weight of sodium acrylate in water
1.800 g of acrylamide, water 1
The same operation as in Example 6 except that 3.145 g was added.
Thus, a jelly-like elastic body was obtained. The freezing point is 6.0 ° C
Was. Example 9 Water-absorbing resin powder (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: Sumi
Kagel) until 0.300 g is added and stirred for 2 minutes
The same operation as in Example 6 is performed to obtain a mixture. This mixture
Divide the product into two parts and add potassium peroxydisulfate to one
Solution dissolved in water, and sodium sulfite dissolved in water
After adding and mixing the aqueous solutions,
Out of the channel into a liquid stream, and collide and mix the two liquid streams.
, 33mm diameter x 50mm height glass screw tube
Inject into When this is left standing in an atmosphere of 25 ° C.
The crosslinking reaction proceeds, and the content becomes a uniform jelly-like elastic body.
The obtained jelly-like elastic body has the same characteristics as in Example 6.
You. Example 10 In a 50 ml glass screw tube, 15.193 g of water and
Lioxyethylene alkylphenol ether sulfate nato
35% aqueous solution of Li (manufactured by Kao Corporation, trade name: Emar)
NC-35) 0.577 g, ammonium chloride 6.01
3g and 0.822g of sodium chloride were collected and bathed at 35 ° C.
After heating and stirring for 10 minutes, anhydrous sodium sulfate 7.9
82 g was added and the mixture was further heated and stirred for 30 minutes. This is 20
Transfer to water bath and add sodium tetraborate 2.490 g
The mixture was stirred for 2 hours while keeping the system open. Then, the partial hydrolysis
Liacrylamide (Sumitomo Chemical Industries, Ltd., polymer aggregation)
Agent, trade name: Sumifloc FN-15H) 1.802 g
Was added, and the mixture was stirred with a spatula until it became jelly-like.
Insert a thermocouple into this and raise and lower the temperature between 22 ° C and -2 ° C.
A temperature history that repeats the temperature cycle is given. 20 cycles
The solidification curve gives a one-step plateau, and its temperature is
7.6 ° C., in the range of 6-14 ° C. 100
The solidification curve at the cycle was exactly the same. Comparative Example 6 In Example 10, no surfactant was added.
Except for this point, the glass screw was made in exactly the same manner as in Example 10.
-A jelly-like elastic polymer was obtained in the tube. Same as Example 10
Temperature history test gives a one-step plateau
The temperature is 5.8 ° C, which falls within the range of 6 to 14 ° C.
I didn't. The 100th cycle solidification curve is exactly the same
there were. In Table 1, abbreviations represent the following. 1. Composition of Inorganic Salt and Polymer Inorganic Salt: Compounding molar ratio (sodium sulfate decahydrate 1 mol
Polymer: acrylamide / sodium acrylate (mol
Ratio) A1: 1.8 mol of ammonium chloride, 7.0 mol of water acrylamide / sodium acrylate = 0/100 A2: 2.0 mol of ammonium chloride, 6.0 mol of water acrylamide / sodium acrylate = 0/100 B1: 2.0 mol of ammonium chloride, chloride
Sodium 0.25 mol, water 5.0 mol acrylamide / sodium acrylate = 80/20 B2: ammonium chloride 2.0 mol, sodium chloride
0.25 mol, water 5.0 mol acrylamide / sodium acrylate = 50/50 B3: 2.0 mol of ammonium chloride, sodium chloride
0.25 mol, water 5.0 mol acrylamide / sodium acrylate = 100/0 B4: 2.0 mol of ammonium chloride, sodium chloride
0.25 mol, water 5.0 mol acrylamide / sodium acrylate = 95/5 (parts
(Using polyacrylamide partially hydrolyzed) Type and amount of surfactant C: polyoxyethylene nonyl phenyl ether sulfate
Thorium (manufactured by Kao Corporation, trade name: Emar NC-3)
5) 1% by weight D: polyoxyethylene alkylamine (Kao Corporation)
(Product name: Amit 308) 1% by weight E: polyoxyethylene monooleate (Kao Corporation)
Manufactured and trade name: Emanone 4110) 1% by weight F: polyoxyethylene sorbitan monola
Urate (made by Kao Corporation, trade name: Leo Doll Super
TW-L120) 1% by weight G: sodium dodecylbenzenesulfonate (Kao
Product name: Neoperex F-25) 1 weight
% H: sorbitan sesquioleate (manufactured by Kao Corporation, product
Name: Reodol AO-15) 1% by weight I: Special carboxylic acid type (manufactured by Kao Corporation, Trade name: Latem
ASK) 1% by weight The specific inorganic salt composition of the present invention, water swelling property
Crosslinked polymer or water-soluble acrylic polymer, and surfactant
The heat storage material composition composed of a surfactant has a temperature suitable for air conditioning and cooling.
It has a melting point and freezing point within the range, and the melting point and freezing point
Is appropriate, and melting in long-term use
・ Stable enough to withstand repeated solidification.

【図面の簡単な説明】 【図1】実施例1および比較例1の融解および凝固の繰
り返しの温度履歴テストにおける凝固曲線を表す。 【図2】実施例5および比較例5の融解および凝固の繰
り返しの温度履歴テストにおける凝固曲線を表す。 【符号の説明】 1.実施例1 2.比較例1 3.実施例5 4.比較例5
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a solidification curve in a temperature history test of repeated melting and solidification of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 2 shows a solidification curve in a temperature history test of repeated melting and solidification of Example 5 and Comparative Example 5. [Explanation of Codes] Example 1 2. Comparative Example 1 3. Example 5 4. Comparative Example 5

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−111389(JP,A) 特開 昭59−60197(JP,A) 特開 昭55−66984(JP,A) 特開 昭58−221395(JP,A) 特開 平5−25467(JP,A) 特開 昭62−25188(JP,A) 特開 昭58−132075(JP,A) 特開 昭57−47339(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09K 5/06 F28D 20/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-61-111389 (JP, A) JP-A-59-60197 (JP, A) JP-A-55-66984 (JP, A) JP-A-58-58 221395 (JP, A) JP-A-5-25467 (JP, A) JP-A-62-25188 (JP, A) JP-A-58-132075 (JP, A) JP-A-57-47339 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C09K 5/06 F28D 20/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】(1)硫酸ナトリウム(無水物換算)1モ
ル当たり、塩化アンモニウム1.5〜2.5モル、水1
0〜27モルを含む無機塩組成物85.0〜99.5重
量部、(2)部分加水分解ポリアクリルアミド0.5〜
15.0重量部、(3)ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル硫酸エステル塩およびポリオキシエチレンアルキ
ルフェニルエーテル硫酸エステル塩から選ばれる少なく
とも1種の界面活性剤0.01〜5.0重量部を主成分
として含有することを特徴とする蓄熱材組成物。
(57) [Claims] (1) 1.5 to 2.5 mol of ammonium chloride and 1 mol of water per mol of sodium sulfate (in terms of anhydride)
85.0-99.5 parts by weight of an inorganic salt composition containing 0 to 27 mol, (2) 0.5 to partially hydrolyzed polyacrylamide
15.0 parts by weight, (3) polyoxyethylene alkyl ester
Tersulfate and polyoxyethylene alkyl
Less selected from phenyl ether sulfate
A heat storage material composition comprising 0.01 to 5.0 parts by weight of one kind of a surfactant as a main component.
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