JPH0252954A - 潜熱蓄熱材料 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、凝固・融解の相変化により熱を授受する水和
塩を用いた潜熱蓄熱材料に係わり、特に相分離防止剤と
して添加された三次元構造を形成する親水性有機高分子
材料が層内で分離などするのを防止し、長期間にわたっ
て潜熱量の低下のない蓄熱潜熱材料に関する。

（従来の技術） 従来より、凝固・融解の相変化によって潜熱を蓄える材
料として種々のものが知られている。

その中でも酢酸ナトリウム３水塩のような無機あるいは
有機水和塩は、相変化温度が０〜１００℃と適当でかつ
単位容積光たりの蓄熱量が大きいため注目されている。

この様な水和塩は、加熱時に結晶水を放出し、その後こ
の結晶水に塩が溶解し液体状態となって潜熱を蓄え、反
対に冷却時には結晶中に水分を取り込み凝固し、潜熱を
放出すると説明されている。

ところで、上記の様な加熱−冷却サイクルを繰返し行う
と、水分と塩の比、歪差により重力方向に除徐に固体−
液体の分離現象が生じ、潜熱量の低下を生じる。このた
め、アクリルアミドや多糖類からなる増粘材を添加し、
架橋させて三次元構造を構成することとにより、分離を
防止するのが一般的方法である。

（発明が解決しようとする課題） 凝固・融解の相変化によって潜熱を蓄える水和塩に、固
体−液体の相分離現象を防止するため架橋し三次元構造
を構成する増粘材を添加するのが一般的であるが加熱−
冷却（融解−凝固）サイクルの繰返しにより、添加した
増粘材が凝集、収縮し除徐に水和塩と増粘材が分離して
いき、全体的な潜熱ｆｆ１（蓄熱量）にムラが生じ、ま
た増粘材含有量の低い領域での分離による潜熱量低下が
生じる問題があった。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の様な従来技術の問題点に鑑みて成された
ものであり、架橋し三次元構造を構成する増粘材を膨潤
させる低揮発性または不揮発性有機溶媒を添加すること
により、蓄熱−放熱の繰返しによる三次元構造を有する
親水性有機高分子材料と水和塩との分離を防止し、潜熱
量低下を防止することが可能となった。

（作　用） 親水性有機高分子材料において、三次元架橋を構成する
材料は、加熱（融解）−冷却（凝固）の繰返しにより、
構造的に凝集収縮していく傾向をもっている。これは、
加熱などによる架゛橋の進行、解重合や分子量低下など
によるものと予想される。このため親水性有機高分子材
料と水和塩とが分離する現象が生ずる。そこで三次元架
橋を構成する親水性有機高分子材料を溶解せずに有限膨
潤させうる溶媒を添加含有させることで、膨潤させ、三
次元架橋部の何効体積を増大させ、もって層内分布の均
一化を図り凝集または収縮による有機親水性高分子材料
の分離を有効に防止することができる。

（実施例） 実施例−１ 酢酸ナトリウム塩に、３水塩となるよう水を添加し、８
０℃で加熱撹拌した後、ヒドロキシメチルセルロースを
重量比で５％添加し、撹拌して調整した蓄熱材料を三方
し、一方はそのままとしく比較例１）、他方にはさらに
重量比で５％のポリエチレングリコールを添加、撹拌し
て潜熱蓄熱材料とした（実施例１）。これら比較例及び
実施例の潜熱蓄熱材料について８０℃（加熱融解）３０
℃（冷却固化）のサイクルを連続して繰返しヒドロキシ
メチルセルロース濃度の高い相と低い相の分離状態を調
べた結果を第１図に示す。第１図において曲線ＩＡは比
較例１の場合を、また曲線ＩＢは実施例１の場合を各々
示す。第１図から明らかのように実施例の場合は良好な
相分離防止効有してることが分る。

実施例−２ 酢酸ナトリウム無水塩に、３水塩と成るよう水を添加し
８０℃に加熱し撹拌した後、ザンサンガムを重量比で１
％添加撹拌し潜熱蓄熱材料を調整した。前記５３整した
潜熱蓄熱材料を三方し、一方はそのままとしく比較例２
）、他の一方にはポリプロピレングリコールを重量比で
５％添加し撹拌を施した（実施例２）。これら２Ｆｍの
潜熱蓄熱材料について８０℃（加熱融解）−３０℃（冷
却固化）のサイクルを連続して繰返すことにより相の分
離状態を調べた結果を第２図に示す。第２図において曲
線２Ａは比較例２の場合を、曲線２Ｂは実施例２の場合
を各々示す。

また前記各潜熱蓄熱材料について重力方゛向（高さ方向
）への潜熱量（蓄熱量）を７１ＰＩ定位置変えて調べた
ところ第３図に示す様な結果かえられた。

第３図において前記比較例２の場合を曲線２Ａ（最高位
置）、曲線２Ａ′　（最低位置）で示し、実施例の場合
を曲線２Ｂ（最高位置）、曲線２Ｂ（最低位置）で示し
た。実施例２の場合は出熱ｆｆ１（蓄熱量）にムラも認
められず良好な特性を有していた。

なお、上記実施例では凝固−融解の変化により熱を授受
する水和塩として酢酸ナトリウム塩を用いたが、塩化カ
ルシウム、千オ硫酸ナトリウム、りん酸水素ナトリウム
もしくはこれら２　Ｆｍ以上の混合物も使用しうる。ま
た三次元構造を形成する親水性有機高分子材料としてヒ
ドロキシメチルセルロースまたはザンサンガムを使用し
たが、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリルアミドの誘導体等も使用できそれらは
２種以上の混合系で用いてもよい。さらに低揮発性また
は不揮発性有機溶媒としてはポリエチレングリコール（
分子量２００〜７００）またはポリブロピレングリコー
ル（低分子量、水溶性）エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、グリセリンなどで代替することもできる
。

［発明の効果コ 本発明によれば、水和塩と、相分離防止効果を有する三
次元構造を形成する増粘材とを必須成分として成る潜熱
蓄熱材料の問題点である加熱（融解）−冷却（凝固）の
繰返しによる増粘材の分離凝集が効果的に防止低減され
る。そしてこの増粘材等の分離凝集の防止などにより位
置的な潜熱量（蓄熱量）の均一化とゲル相−液相分離に
よる潜熱量低下が防１トされ、さらに長期間にわたって
潜熱蓄熱材料として所要の性能を維持発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は各々ことなる実施例と比較例の潜熱
蓄熱材料について加熱−凝固サイクルによる相分離状態
の変化を示す曲線図、第３図は実施例と比較例の潜熱蓄
熱材料について加熱−凝固サイクルによる川内おける潜
熱量の変化を示す曲線図である。 １００２１’ｌＯ３ｎＯ４１１０ 加熱−冷却サイクル（回数） りロ熱−冷却サイクル（回数） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 凝固・融解の相変化により熱を授受する水和塩と、三次
   元構造を形成する親水性有機高分子材料とから構成され
   た潜熱蓄熱材に、上記親水性有機高分子材料を膨潤させ
   る低揮発性または不揮発性の有機溶剤を添加含有させて
   成ることを特徴とする潜熱蓄熱材料。