JPH01123917A - 複合蓄熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複合蓄熱材に関する。更に詳しくは、電子レ
ンジなどで急速加温し得る複合蓄熱材に関する。

〔従来の技術〕

保温を目的とした蓄熱材の応用製品が多数市場に出廻っ
ているが、それらの蓄熱源としては、太陽光あるいは通
電によるジュール発熱を利用するものが大部分であり、
特に小型・携帯用の製品については後者のものが多い。

ところで、ジュール発熱による加熱方式の場合には、局
部的な過加熱を防ぐために出力を抑えて、ゆっくり加熱
する必要があるため、加熱時間を長くとる必要がある。

例えば、上布されているある市販製品の場合には、加熱
出力を３６ｕ／ｈｒ　Ｌがとれないため、０℃、５時間
の使用に対して、７０分間の加熱時間が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで本発明者らは、かかる問題点を解決することを検
討し、蓄熱材の加熱時間を短縮するために、局部的な過
加熱のないマイクロ波加熱に対応した複合蓄熱材として
この問題の解決を図った。

もっとも、マイクロ波加熱に対応した携帯暖房器につい
ての提案は既になされており（特開昭６０−１９１．１
９５号公報）、マイクロ波を１００％吸収する金属粉末
、誘電正接が２０〜４０　Ｘ　１０−’のフェライト粉
末などを内部蓄熱材とし、ポリエチレン、ポリスチレン
、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンなどの
誘電正接および熱伝導率が低く、ヒートシール可能な外
装材でシールした、きわめて短時間で蓄熱でき、かつく
り返し使用が可能な携帯暖房器が提案されている。

しかしながら、ここで用いられているフェライト粉末な
どの内部蓄熱材は発熱材を兼ねて用いられており、また
蓄熱が顕熱のみであるので蓄熱量が小さいという実用性
上の短点がみられる。

これに対して、本発明においては、マイクロ波吸収体粒
子を発熱材として用い、これを蓄熱量の大きい潜熱蓄熱
材に分散、混合して用いることにより、電子レンジで急
速加温することができ、しかも蓄熱量の大きい複合蓄熱
材を得ることに成功した。

〔問題点を解決するための手段〕

従って、本発明は電子レンジで急速加温し得る複合蓄熱
材に係り、この複合蓄熱材は、潜熱蓄熱材にマイクロ波
吸収体粒子を分散せしめてなる。

潜熱蓄熱材としては、マイクロ波を反射せずに、透過・
吸収するものであれば任意のものを使用することができ
、例えば各種無機水和物（酢酸ナトリウム水和物を含む
）、ワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ペンタ
エリスリトール、プロピオンアミド−パルミチン酸混合
物などが挙げられ、ただし低融点合金などは使用されな
い。

これらの潜熱蓄熱材に分散、混合せしめるマイクロ波吸
収体粉末としては、高分子酸塩、導電性粒子、磁性粒子
などが用いられる。

これらの吸収体は、用いられる潜熱蓄熱材の種類によっ
て選択する必要がある。その選択基準としては、まず蓄
熱材と反応して化学変化を起さないことであり、次に吸
収体粉末が部分的に偏在しないように、蓄熱材と比重が
近いことあるいは蓄熱材の粘度に応じて沈降しない程度
の微粒子であることが望まれ、このような観点からは高
分子酸塩が好ましいといえる。

高分子酸塩としては、側鎖にカルボン酸金属塩基または
スルホン酸金属塩基を結合させている重合体が用いられ
る。

側鎖にカルボン酸基を有する重合体としては、例えばポ
リアクリル酸、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレ
ン−メタクリル酸共重合体、アクリル酸メチル−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−アクリル酸メチル−アクリル
酸３元共重合体、アクリル酸エチル−アクリル酸共重合
体などが挙げられ、カルボン酸基含有単量体は重合体中
１００〜３０モル％の割合で用いられる。

また、スルホン酸基を有する重合体としては、例えばポ
リ（エチレンスルホン酸）、ポリ（ｐ−スチレンスルホ
ン酸）、スチレン−ｐ−スチレンスルホン酸共重合体、
ポリ（プロピレンスルホン酸）、アクリル酸メチル−プ
ロピレンスルホン酸共重合体などが挙げられ、スルホン
酸基含有単量体は重合体中１００〜３０モル％の割合で
用いられる。

これらの重合体の側鎖カルボン酸基またはスルホン酸基
は、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金
属、カルシウム、マグネシウム、亜鉛などのアルカリ土
類金属、鉄、コバルト、銅、ニッケルなどの遷移金属な
どによって塩を形成せしめて用いられる。塩の形成は、
一般に高分子酸の約０．１〜２０％水溶液と酸に当量の
金属水酸化物とを混合し、中和することにより行われる
。

導電性粒子としては、カーボンブラック、カーボン繊維
、金属粉末、金属フレーク、金属繊維などが用いられ、
また磁性粒子としてはフェライト、カルボニル鉄などが
用いられる。

これらのマイクロ波吸収体粒子は、粒径についてはその
粒子密度と蓄熱材密度との差が大きいもの程小さな粒径
のものを用いる必要があるが、−般にその平均粒径が約
０．５〜３０μｍ、好ましくは約０．５〜１０μｍのも
のが、蓄熱材に対して約１〜５０体積〃、好ましくは約
５〜３０体積での割合で用いられる。これ以下の添加割
合では、本発明の目的とする所期の効果が得られず、一
方これより多い割合で用いると、単位体積当りの蓄熱量
が少なくなる。

また、蓄熱材への吸収体粒子の添加は、蓄熱材をそれの
融点または変態温度以上に加熱、融解させた後、そこに
吸収体粒子を添加し、分散、混合させることにより行わ
れる。

〔発明の効果〕

マイクロ波吸収体粒子は、そこにマイクロ波を照射する
と、それを効率よく吸収し、内部発熱するので、それを
潜熱蓄熱材中に均一に分散せしめることにより、蓄熱材
全体の均一加熱を可能とする。

しかも、これの加熱は、家庭用電子レンジなどのマイク
ロ波加熱器の出力を十分に利用し、極めて短時間で行な
うことができるので、局部的な過加熱のない急速加熱を
可能とさせる。

従って、この複合蓄熱材を用いれば、冬期外出時のかい
ろとか、料理保温用の皿などを短時間の内に準備するこ
とができる。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例 蓄熱材として、次の５種類のものが用いられた。

蓄熱材Ｉ　’：　ＴＥＲＨｅ１１社製６４９９ワックス
融点６７°Ｃ１融解熱１８９ＫＪ／Ｋｇ蓄熱材■：高密
度ポリエチレン 融点１２５℃、融解熱１８６ＫＪ／Ｋｇ蓄熱材■：ペン
タエリスリトール 変態温度１８８℃、変態熱２６９ＫＪ／Ｋｇ蓄熱材ＩＶ
　：　Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ融点７８℃、融解熱２
６７ＫＪ／Ｋｇ 融点５０℃、融解熱１９２ＫＪ／Ｋｇ また、マイクロ波吸収体として、次の３種類のものが用
いられた。

（以下余白） ＝７− 平均粒径３〜７μｍ 吸収体■：フエライト微粉末 平均粒径２μｍ 吸収体■：タングステン微粉末 平均粒径２〜５μｍ 上記蓄熱材を融解した後、そこにマイクロ波吸収体を０
．５または１０体積％加え、攪拌混合した。得られた複
合蓄熱材ＩＫｇを、容量１Ωのパイレックスビーカーに
入れ、電子レンジ（東芝製アラカルト、出力ｓｏｏｗ）
中で時間−温度曲線を測定した。この測定曲線から、２
５℃融点（または変態点）以上に温度が上昇し始める時
間（分）を求め、その結果を次の表に示した。

なお、高密度ポリエチレン−１０体積％ポリ（Ｐ−スチ
レンスルホン酸ナトリウム）の系について、５０回のく
り返し測定を行なったが、いずれも有意な変化は認めら
れなかった。

表 Ｉ　　　　　　Ｉ　　　　　６０　　　１０．２　　　
８．ＯＩＩ　　　　　　　　　　　８５　　　１４．０
　　　１１．ＩＩＩＩ　　　　　　　　　　　３８　　
　２０．９　　　１８．ＯＩＶ　　　　　　　　　　　
２５　　　１３．０　　　１０．３ｖ　　　　　　　　
　　　４１　　　９．４　　　７．８Ｉ　　　　　　ｎ
　　　　　６０　　　９．５　　　７．７ＩＩ　　　　
　　　　　　　８５　　　１３．２　　　１１．０ＩＩ
Ｉ　　　　　　　　　　　３８　　　１９．３　　　１
７．２ＩＶ　　　　　　　　　　　２５　　　１２．１
　　　１０．ＩＶ　　　　　　　　　　　４１　　　９
．９　　　７．２Ｉ　　　　　　ｍ　　　　　６０　　
　１０．５　　　７．９ｎ　　　　　　　　　　　８５
　　　１３．４　　　１１．２Ｉ［［３８２０，２１７
，６ ＩＶ　　　　　　　　　　　２５　　　１３，１　　　
１０．４Ｖ　　　　　　　　　　　４１　　　１０．５
　　　８．３代理人　　弁理士　　吉　１）俊　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、潜熱蓄熱材にマイクロ波吸収体粒子を分散せしめて
   なる複合蓄熱材。 ２、マイクロ波吸収体粒子が高分子酸塩、導電性粒子ま
   たは磁性粒子である特許請求の範囲第１項記載の複合蓄
   熱材。 ３、高分子酸塩が側鎖にカルボン酸金属塩基またはスル
   ホン酸金属塩基を結合させている重合体である特許請求
   の範囲第２項記載の複合蓄熱材。 ４、導電性粒子がカーボンブラックまたはタングステン
   である特許請求の範囲第２項記載の複合蓄熱材。 ５、磁性粒子がフェライトである特許請求の範囲第２項
   記載の複合蓄熱材。 ６、高分子酸塩、導電性粒子または磁性粒子を約１〜５
   ０体積％分散させた特許請求の範囲第１項記載の複合蓄
   熱材。