JPH02252789A - 平板状ポリオレフィン組成物およびその製造法 - 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〕 この発明は、相変化を利用し、蓄熱あるいは蓄冷を行う
潜熱蓄熱材を用いたポリオレフィン組成物に関するもの
であり、さらに、同ポリオレフィン組成物の製造法に関
する。

〔従来の技術〕

潜熱蓄熱材（または「相変化材料」。以下同様）の使用
形態としては、容器に封入して使用するのが一般的であ
る。たとえば、潜熱蓄熱材をカプセルまたはミクロカプ
セル（以下、「（ミクロ）カプセル」と称する）化した
り、マトリックス中に分散させ固定化したりすることが
近年さかんに研究されている。

潜熱蓄熱材を（ミクロ）カプセル化したものとして、オ
リフィス法によるものや、Ｗ＋？Ｍ熱材を架橋ポリオレ
フィン樹脂ペレットに膨潤させてなる蓄熱ペレットが提
案されている（特開昭６２−１８７７８２号公報参照）
。しかし、そのような蓄熱ペレットを平板化するには、
潜熱蓄熱材を（ミクロ）カプセルに封入したものをさら
に石灰等のマトリックス中に分散させることにより行っ
ている。

他方、マトリックス中に潜熱Ｍ熱材を分散固定化したも
のとしては、ポリエステル樹脂、セメント等のマトリッ
クス中に硫酸ナトリウム・ｌＯ水塩（Ｎ　ａ　＊　Ｓ　
０４・１　（ｌ　Ｈ−０）や塩化カルシウム・６水塩（
Ｃａ　Ｃｉｌｘ　　’　６　Ｈｚ　Ｏ）を分散させ、固
定化するというものが報告されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記（ミクロ）カプセル化した潜熱蓄熱材をマトリック
ス中に分散固定したものは、体積当たりの潜熱蓄熱材の
含有率が低下してしまうという問題がある。また、潜熱
蓄熱材として、上記の無機化合物の水化物（含水塩）を
用いたものは、分散が悪く、性能の安定化がむずかしい
ことや、ある程度の機械的強度を持たせるためには潜熱
蓄熱材の含有率を上げにくいという問題点がある。

そこで、潜熱蓄熱材を架橋ポリオレフィン中に膨潤させ
て固定化を行う際にシート状の架橋ポリオレフィンに膨
潤を行うことにすれば、板状に固定化された潜熱蓄熱材
を得ることができる。

この板状に固定化された潜熱Ｎ熱材は、膨潤させるポリ
オレフィンの架橋度を適切に選べば、固定化される潜熱
蓄熱材の量を８０重量％以上とすることが期待できるこ
と、また、機械的強度に優れていることなどの長所があ
る。しかし、高温に加熱した潜熱蓄熱材中においてシー
ト状ポリオレフィンに膨潤を行うため、反りや凹凸部が
できてしまうという短所があり、材料として使用する際
に扱いにくい。前記反りは、たとえば、筒状に丸まった
り、１８０度屈白したりするようなものであり、取り扱
いに非常に支障をきたす。

この発明は、上記長所を活かしつつ、潜熱蓄熱材を反り
や凹凸部のない平板状に固定化し、部材として扱いやす
い平板状ポリオレフィン組成物を提供することを第１の
課題とし、同平板状ポリオレフィン組成物の製造法を提
供することを第２の課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の課題を解決するため、請求項１記載の発明に
かかる平板状ポリオレフィン組成物は、ポリオレフィン
が潜熱蓄熱材を吸収して膨潤したものであり、全体が平
板状であって、かつ、実質的に反りおよび凹凸部のない
ことを特徴とする。

上記第２の課題を解決するため、請求項２記載の発明に
かかる平板状ポリオレフィン組成物の製造法は、加熱し
た潜熱蓄熱材中にシート状のポリオレフィンを浸して前
記潜熱蓄熱材を前記ポリオレフィン中に吸収させて膨潤
させたものを平らな型面上において、または、平らな型
面の間に挟んで冷却を行うことを特徴とする。

この発明にかかる平板状ポリオレフィン組成物は、全体
が平板状であればよく、その厚みには特に限定はなく、
たとえば、シート、フィルム、板などと称されるものが
挙げられる。しかも、同平板状ポリオレフィン組成物は
、実質的に反りおよび凹凸部のないものとされている。

ここで、反りおよび凹凸部は、全くないのに限定されず
、たとえば、取り扱いに差し障りのない程度の反りおよ
び／または凹凸部があってもよい。この発明では、たと
えば、上述のような筒状に丸まったり、１８０度屈白し
たりするような反りを防ぐことができる。

ＷＩ熱蓄熱材で膨潤させた後のポリオレフィン組成物の
性状は、まず、被膨潤物であるポリオレフィンの架橋度
に強く依存する。ポリオレフィンとしてポリエチレンを
例にとると、架橋度が低いと融解して形状を保てず、逆
に架橋度が高いと潜熱蓄熱材がポリエチレンマトリック
ス中に入りに（くなり、含有率が悪くなってしまう。こ
のため、過酸化物により架橋したポリエチレンでは、第
４図にみるように、ゲル分率が５０〜８０％のもの、特
に６０〜７０％のものの性状が優れており、好ましい。

また、シランを利用して架橋したポリエチレンでは、ゲ
ル分率が３０〜５０％のものの性状が優れており、好ま
しい。また、ポリプロピレンなど他のポリオレフィンの
場合も、たとえばポリエチレンと同程度の架橋度として
もよい。

つぎに、ポリオレフィン、好ましくは上記のごとく適切
なゲル分率に調節されたポリオレフィンを、融解させた
潜熱蓄熱材で膨潤させたものを、平らな型面上に置いた
り、あるいは、２つの平らな型面の間に挟んだ状態で冷
却することにより、潜熱蓄熱材の含有率が高く、機械的
強度に優れ、反りや凹凸部がなく、部材として扱いやす
い平板状ポリオレフィン組成物を製造することができる
第１図は、請求項１記載の発明にかかる平板状ポリオレ
フィン組成物の１実施例を表す模式的な斜視図である。

この図にみるように、潜熱蓄熱材を多く含有し、機械的
強度に優れ、かつ、反りや凹凸部のない平板状ポリオレ
フィン組成物１０は、部材として使用する際に非常に扱
いやすい。なお、この発明にかかる平板状ポリオレフィ
ン組成物は平板状であれば、その平面的な形は、四角形
に限定されず、その他の形状であってもよい。

この発明で用いる潜熱蓄熱材は、相変化により蓄熱放熱
するいわゆる潜熱型のものである。この発明で用いる潜
熱蓄熱材としては、特に限定されないが、ポリオレフィ
ン樹脂と相溶性があり、融点および凝固点が５〜５０℃
程度である結晶性アルキルハイドロカーボン、結晶性脂
肪酸、結晶性脂肪酸エステル、および、結晶性脂肪族ア
ルコールなどの結晶性の有機化合物（以下、これらを「
ワックス」と称する）などが好ましい。これらは、長鎖
または高級のものであってもよく、それぞれ、単独でま
たは２種以上の混合物で用いられるこの発明で潜熱蓄熱
材の担体として用いるポリオレフィン樹脂は、特に限定
されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン（ポリブチレンも含める）、結晶性ポリスチレン、ポ
リ　（４−メチル−ペンテン−１）などである。ポリオ
レフィン樹脂の架橋は、電子線照射やγ線照射、過酸化
物処理、シラン架橋等の公知または周知の方法によって
行うことができる。

架橋されたポリオレフィン樹脂の架橋度は、架橋法によ
って、その最適範囲は異なるが、キシレン抽出によるゲ
ル含有ｉｔ（ゲル残留量）が、電子線照射、γ線照射、
過酸化物処理による架橋であれば５０〜９０重量％とす
るのが好ましく、６０〜７０重量％とするのがより好ま
しい。シラン架橋であれば、３０〜５０重量％が適切で
ある。ゲル含有量が低すぎると、ポリオレフィンが溶解
して形状をとどめなくなることがある。また、ゲル含有
量が９０重量％を越えると、ワックスの膨潤がむずかし
くなることがある。

ポリオレフィン樹脂としては、架橋の容易さ、膨潤のし
やすさ、入手の容易さから、ポリエチレンが好ましい。

潜熱蓄熱材の膨潤は、たとえば、融解した潜熱蓄熱材を
架橋ポリオレフィン樹脂の結晶融点以上の温度に加温し
、この中に架橋ポリオレフィン樹脂を入れて加熱攪拌を
続け、架橋ポリオレフィン樹脂中に潜熱蓄熱材を吸収さ
せて、同架橋ポリオレフィン樹脂を膨潤することにより
行うが、他の方法により行ってもよい。

上記のワックスなど、ポリオレフィン樹脂との相溶性が
良い潜熱蓄熱材を用いると、潜熱蓄熱材が架橋ポリオレ
フィン樹脂中に浸透して、樹脂分子中に固定される。所
望の時間、加熱攪拌した後、融解した潜熱蓄熱材中から
取り出し、膨潤物を得る。潜熱蓄熱材の膨潤量は、ポリ
オレフィンの架橋度、膨潤温度や時間により変化するが
、架橋ポリオレフィン樹脂および膨潤された潜熱Ｍ熱材
の合計重量１００％に対して４０〜８５％とするのが好
ましい。

膨潤後、前記膨潤物の冷却を行うのであるが、この発明
では、その冷却をつぎのようにして行うのが特徴である
。すなわち、平らな型面の上に前記膨潤物を置いたり、
あるいは、平らな型面の間に前記膨潤物を挟んだりした
状態で冷却を行うのである。前把手らな型面とは、特に
限定はないが、たとえば１．滑らかな平面を有し、２０
０℃程度の温度においても変形しない板ガラスあるいは
研磨された平面を持つ金属等の固体を用いる。前把手ら
な型面に、前記膨潤物を沿うようにして置いたり挟んだ
りすることにより、膨潤物が前記型面に対応して反りお
よび凹凸部のない形状で冷却される。なお、型面の間に
挟んで冷却する場合、加圧しつつ冷却を行ってもよい。

このときの圧力の大きさ、加圧時間なども適宜設定すれ
ばよい。

得られたポリオレフィン組成物は、前把手らな型面の状
態に対応して、実質的に反りがなく、しかも、実質的に
凹凸部のない平板状を呈する。また、ポリオレフィンの
架橋度にもよるが、固定化される潜熱蓄熱材の量が高く
、たとえば、８０重量％以上期待できること、また、機
械的強度に優れていることなどの長所がある。このため
、Ｍ熱放熱の機能が高く、蓄熱板などとしての利用に適
する。しかし、用途はこれに限定するものではない。こ
の発明によれば、所望の相転移温度を示す潜熱蓄熱材を
適宜使用することにより、所望の温度範囲で蓄熱放熱機
能を示すＮ＠材料を容易に作ることができる。

なお、ポリオレフィン中に固定された潜熱蓄熱材が相変
化により、ポリオレフィン表面ににじみ出してくること
が予想される場合には、潜ｖＪ！蓄熱材による膨潤の後
の適宜のときに、たとえば、ポリオレフィン表面に前記
潜熱蓄熱材を通しにくい樹脂被膜を形成するのがよい。

同樹脂被膜により、潜熱蓄熱材のにじみ出しが防がれる
。

〔作　　　用〕

ポリオレフィン組成物は、実質的に反りおよび凹凸部の
ない平板状を呈することにより、種々の用途に材料、部
材などとして扱いやすいものとなる。

このような平板状ポリオレフィン組成物は、加熱した潜
熱蓄熱材中で膨潤させたシート状のポリオレフィンを平
らな型面上に置いたり、または、平らな型面間に挟んだ
りして冷却することにより、容易に得られる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。

一実施例１− 架橋ポリオレフィン樹脂シートとして、ポリエチレン（
三菱油化株式会社製のＹＦ−３０）を過酸化物（ジクミ
ルパーオキサイド）を用いてゲル含有量が６５％となる
ように架橋を調節した厚み１璽璽のシート状のものを用
いた。

相変化材料たるワックスとして、旭電化工業株式会社か
ら市販されている結晶性脂肪酸エステル「サーモトップ
１５」　（相変化温度１５℃）を用いた。

第２図にみるように、厚みＩＨの架橋ポリエチレンシー
トを直径６０鶴の円形に切断したちの１を架橋ポリエチ
レンの融点以上の温度（１４０〜１５０℃）のワックス
２中に入れ、その温度で攪拌機４により攪拌して、約１
時間かけてワックスでシートを膨潤させた。その後、膨
潤させたシート６を表面が平らなガラス板５上に置いて
室温まで冷却した。これにより、ワックス膨潤量８２重
量％の平板状ポリエチレン組成物を得た。この平板状ポ
リエチレン組成物は、実質的に反りや凹凸部のないもの
であった。

一実施例２一 実施例１で用いたのと同じ架橋ポリオレフィン樹脂シー
トとワックスを用いた。

第３図にみるように、架橋ポリオレフィン樹脂シートを
直径６０ｍの円形に切断したちの１を架橋ポリエチレン
の融点以上の温度（１４０〜１５０℃）のワックス２中
に入れ、その温度で攪拌機４により攪拌して、約１時間
かけてワックスでシートを膨潤させた。その後、膨潤さ
せたシート６を、表面が平らな２枚のガラス板５および
５の間に挟み、前記シート６に約５０ｋｇ／ｒｒｒの圧
力がかかるように重り７で力を加えつつ、室温まで冷却
した。図中、３は、ビー力である。これにより、ワック
ス膨潤量７８重量％の平板状ポリエチレン組成物を得た
。この平板状ポリエチレン組成物は、実質的に反りや凹
凸部のないものであった。

一実施例３一 実施例１において、架橋ポリオレフィン樹脂シートとし
て、ポリプロピレンを窒素ガス雰囲気下でγ線照射する
ことによりゲル含有量が６５％となるように架橋度を調
節した厚み１龍のシート状のものを用いたこと、および
、ワックス膨潤時の加熱温度を架橋ポリプロピレンの融
点以上の温度（１６０〜１８０℃）としたこと以外は、
実施例１と同様にして、ワックス膨潤量５０重量％の平
板状ポリプロピレン組成物を得た。この平板状ポリプロ
ピレン組成物は、実質的に反りや凹凸部のないものであ
った。

一実施例４一 実施例２において、架橋ポリオレフィン樹脂シートとし
て、ポリプロピレンを窒素ガス雰囲気下でγ線照射する
ことによりゲル含有量が６５％となるように架橋度を調
節した厚み１ｆｌのシート状のものを用いたこと、およ
び、ワックス膨潤時の加熱温度を架橋ポリプロピレンの
融点以上の温度（１６０〜１８０℃）としたこと以外は
、実施例２と同様にして、ワックス膨潤量５０重量％の
平板状ポリプロピレン組成物を得た。この平板状ポリプ
ロピレン組成物は、実質的に反りや凹凸部のないもので
あった。

一比較例１一 実施例１において、膨潤させたシート６の冷却をワック
ス中に放置することにより行い、冷却後にワックス中か
ら膨潤させたシート６を取り出したこと以外は、実施例
１と同様にした。これにより、ワックス膨潤量８０重量
％のポリエチレン組成物を得た。このポリエチレン組成
物は、最大３鶴の凹凸部があり、実施例１．２の各ポリ
エチレン組成物よりも反りの大きいものであった。

−比較例２一 実施例３において、膨潤させたシート６の冷却をワック
ス中に放置することにより行い、冷却後にワックス中か
ら膨潤させたシート６を取り出したこと以外は、実施例
３と同様にした。これにより、ワックス膨潤量５０重量
％のポリプロピレン組成物を得た。このポリプロピレン
組成物は、最大３ｔｍの凹凸部があり、実施例３，４の
各ポリプロピレン組成物よりも反りの大きいものであっ
た〔発明の効果〕 請求項１記載の発明にかかる平板状ポリオレフィン組成
物は、以上に述べたように、固定化される潜熱蓄熱材の
量が多く、機械的強度に優れている上に、部材などとし
て扱いやすい。

請求項２記載の発明にかかる平板状ポリオレフィン組成
物の製造法は、以上に述べたように、固定化される潜熱
蓄熱材の量が多く、機械的強度に優れている上に、部材
などとして扱いやすい平板状ポリオレフィン組成物を容
易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明にかかる平板状ポリオレフ
ィン組成物の１実施例を模式的に表す斜視図、第２図は
請求項２記載の発明にかかる平板状ポリオレフィン組成
物の製造法の１実施例を模式的に表す説明図、第３図は
請求項２記載の発明にかかる平板状ポリオレフィン組成
物の製造法の別の１実施例を模式的に表す説明図、第４
図はポリエチレンに潜熱蓄熱材を膨潤させたときの、ポ
リエチレンのゲル含有量と潜熱蓄熱材の膨潤率との関係
を表すグラフである。 １・・・ポリオレフィン樹脂シート　２・・・ワックス
５・・・平らな型面を有するガラス板　６・・・膨潤シ
ート　１０・・・平板状ポリオレフィン組成物代理人　
弁理士　　松　本　武　彦 ゲル含角量　（弘） 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ポリオレフィンが潜熱蓄熱材を吸収して膨潤したも
   のであり、全体が平板状であって、かつ、実質的に反り
   および凹凸部のない平板状ポリオレフィン組成物。 ２　加熱した潜熱蓄熱材中にシート状のポリオレフィン
   を浸して前記潜熱蓄熱材を前記ポリオレフィン中に吸収
   させて膨潤させたものを平らな型面上において、または
   、平らな型面の間に挟んで冷却を行う平板状ポリオレフ
   ィン組成物の製造法