JPH04161479A

JPH04161479A - 蓄熱体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH04161479A
Application number: JP2289915A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Maruo; 勝彦丸尾; Kenji Kaneoka; 金岡　賢司; Masashi Urano; 雅司浦野; Mikio Sei; 三喜男清; Hideto Shinpo; 秀人新保
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-10-26
Filing date: 1990-10-26
Publication date: 1992-06-04

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、相変化にともなって発生する潜熱を利用し
た蓄熱体およびその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

潜熱蓄熱材（以下、ｒＰ、Ｃ，Ｍ、　Ｊと称する。ｐ、
ｃ。

門、はフェーズ・チェンジ・マチ−リアルの略）は放熱
または吸熱の温度が一定しており、蓄熱密度が大きいと
いう特徴を持っている。このＰ、Ｃ，Ｍ。

の使用形態としては、容器に封入して用いるのが一般的
であるが、カプセル化したり、マトリックス中に分散さ
せ固定することが近年盛んに研究されている。

Ｐ、Ｃ，Ｍ、を容器に封入したものの例としては、たと
えば、パイプ・システムズ・インコーポレイテ・ノド（
Ｐｉｐｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｃ、　）製の潜熱蓄熱
体ロッドＴｈｅｒｍｏｌ１８１があり、これは水和塩Ｃ
ａＣｌ！２　・６Ｈ，Ｏが、高密度ポリエチレン製の円
筒容器（φ１０ｃｍ、１．８ｍ）に封入されたものであ
る。

カプセル化したものの例としては、Ｐ、Ｃ，Ｍ、をオリ
フィス法により被覆したもの（特開昭６２−１４５２号
公報参照）などが、また、マトリックス中に分散させ固
定化したものの例として、架橋ポリエチレン樹脂ペレッ
トをＰ、Ｃ，Ｍ、で膨潤させて固定化したもの（特開昭
６２−１８７７８２号公報参照）などが提案されている
。

〔発明が解決しようとする課題］・Ｐ、Ｃ，Ｍ、を容器中に封入する場合、封入容器が破損
すると融解したＰ、Ｃ４１，が流れ出すおそれがあり、
容器を強固なものにする必要がある。

また、Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンを直接混合するか
、架橋ポリオレフィンにＰ、Ｃ，Ｍ、を膨潤させるかし
て得たＰ、Ｃ，Ｍ、のポリオレフィンへの含浸物は、含
浸されたＰ、Ｃ，Ｍ、が凝固−融解を繰り返してももと
の形状を保持する蓄熱体を与えるが、その欠点として蓄
熱体からのｐ、　ｃ、飢の染みたしが起こるそこで、こ
の発明は、外表面が破損しても内部のＰ、Ｃ，Ｍ、の流
れだしが起きず、かつ、凝固←融解による蓄熱体からの
Ｐ、Ｃ，Ｍ、の染みだしが非常に少ない蓄熱体およびそ
の製造方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明は、ｐ、ｃ。

門、とポリオレフィンの混合物からなる蓄熱体であって
、その中心軸より外表面に向かって、前記ポリオレフィ
ンの割合が増加していることを特徴とする蓄熱体を提供
する。

さらに、この発明は、Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンの
溶融混合物を円筒形容器に充填しておいて、溶融状態の
ままで、前記円筒形容器の対称軸を回転軸として回転さ
せ、冷却して蓄熱体を得る蓄熱体の製造方法を提供する
。

Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリエチレン等のポリオレフィンを混合
することにより作製される蓄熱体は、含有されているＰ
、Ｃ，Ｍ、の凝固−→融解というサイクル中においても
強度を保ち、もとの形状を保持するが、この凝固ｉ−融
解サイクル中にＭ熱体からＰ、Ｃ，Ｍ。

が染みだしてくるという欠点を有する。蓄熱体からのＰ
、Ｃ，Ｍ、の染みだしは、蓄熱体中に含まれるＰ。

Ｃ，？１．とポリオレフィンの割合による。つまり、蓄
熱体中に含有されているポリオレフィンの割合が太き（
なればなるほどＰ、Ｃ，Ｍ、は染みだし難くなるが、そ
の分Ｐ、Ｃ，Ｍ、の割合が減り、単位体積当たりの潜熱
蓄熱量が減少する。

Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンの混合により作製された
蓄熱体において、蓄熱体中心部ではポリオレフィンの割
合が小さく、表面部では大きい蓄熱体であれば、凝固□
融解によるＰ、Ｃ，？’１．の染みだしが非常に小さく
、かつ、外表面が破損しても内部のＰ、Ｃ，Ｍ、が染み
出すことがない。

そこで、発明者らは、Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンの
混合比が蓄熱体の中心部から表面に向けて、ポリオレフ
ィンの割合が増加するように、傾斜的に変化するものが
潜熱蓄熱量を大きく失うことがなく、かつ、Ｐ、Ｃ，Ｍ
、の染みだしか非常に小さく、そのうえ、蓄熱体の外表
面が破損しても内部からのＰ、Ｃ，Ｍ、の流れだしのな
い特性を存することを突き止めるに到った。また、この
傾斜的に混合比が変化する蓄熱体は、Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポ
リオレフィンの混合物を遠心分離することにより製造で
きることを見出した。

この発明で用いるＰ、ＣＪｌ、とじては、特に限定しな
いが、たとえば結晶性長鎖炭化水素、結晶性の脂肪酸、
結晶性の脂肪酸エステル、および、結晶性の脂肪族アル
コール等の結晶性有機化合物などが挙げられる。蓄熱材
の融点および凝固点（Ｍ熱温度）の選択は、用途などに
合わせて適宜行えばよい。

また、ポリオレフィンとしては、特に限定しないが、た
とえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸
ビニル共重合体などが挙げられる。この発明ではこれら
のポリオレフィンを架橋することなく使用するのである
。

ポリオレフィンとＰ、Ｃ，Ｍ、の混合は、たとえば、両
者をポリオレフィンの融点以上まで加熱し攪拌すること
により行われる。より均一な混合のためには、ニーダ−
あるいはローラー等の混合手段を用いるのが望ましい。

混合物の回転は、たとえば、遠心分離を行うようにして
なされ、上記の混合物をポリオレフィンの融点以上に保
ちつつ円筒形などの容器に充填し、上下の円の中心を回
転軸として高速回転させることにより行う。回転速度は
、特に制限はないが、たとえば、２０００ｒｐｍ以上と
される。これよりも遅いと十分な分離が得られないおそ
れがある。また、回転時間は、上記回転数で適切な時間
を適宜設定すればよい。Ｐ、Ｃ，？１．はおよそ０．７
〜０．８ｇ／ｃｒＡ＜らい、ポリオレフィンはおよそ０
．９〜１゜０ｇ／ｃｏｆ＜らいの密度を有するので、前
記回転により密度の小さいＰ、Ｃ，？’１．が中心側に
多くなる。この状態で冷却固化して目的とする蓄熱体が
得られる。前記回転を行うときの溶融混合物の粘度は′
、特に限定はないが、温度が高いほど粘度が低くなる傾
向があるので、たとえば、熱分解温度よりも低い温度で
適当な粘度となるように設定すればよい。得られた蓄熱
体は、たとえば、円筒形をしているが、これ以外の形状
を持つようであってもよい。容器は、たとえば円筒形容
器が使用されるが、前記回転により中心側でｐ、ｃ、本
の割合が多く、外側でポリオレフィンの割合が多くなる
ような蓄熱体が得られるのであれば、円筒形以外の形状
を持つ容器であってもよい。また、円筒容器は適切な断
熱材により断熱されていることが望ましい。

冷却は、回転しながら行ってもよく、また、回転を止め
ながらもしくは止めてから行ってもよい。

なお、得られた蓄熱体は、たとえば、密度の大きいポリ
オレフィンの割合（または濃度）が中心部より外周面側
に向かって多くなっている（半径方向で中心軸から外側
に向かって増加している）ものであるが、このようなも
のに限定されない。

必要があれば、回転後の円筒形の蓄熱体の軸方向の両端
部に混合に用いたポリオレフィンと同し素材でできたキ
ヤ・ノブを融着することにより、軸方向からのＰ、Ｃ，
Ｍ、の染みだしもない蓄熱体とすることができる。この
融着は、たとえばキヤ、７プと蓄熱体の融着部を加熱し
てポリオレフィンの融点以上にし、接合させることによ
り行われる。

ポリオレフィンとＰ、Ｃ，Ｍ、との配合割合は、特に限
定はないが、たとえばポリオレフィン５〜７０重量部、
Ｐ、Ｃ，Ｆｌ、　９５〜３０重量部（ただし、両者の合
計量は１００！ｆ部）とされる。この範囲を越えてポリ
オレフィンが多くなると単位重量当たりの潜熱量が非常
に小さくなり、Ｐ、Ｃ，Ｍ、が多くなると固化（ゲル化
）しないことがある。

〔作　　　用〕

Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンの溶融混合物を溶融状態
のままで、対称軸を回転軸として回転させ、冷却して得
られる蓄熱体は、潜熱蓄熱量を大きく失うことがなく　
、Ｐ、Ｃ，Ｍ、の染みだしが非常に小さく、かつ、蓄熱
体の外表面が破損しても内部からのＰ、（、、Ｍ、の流
れだしがない。このようにして得られる蓄熱体は、たと
えば、Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンの混合比が中心部
から表面に向けて、ポリオレフィンの割合が大きくなる
ように傾斜的に変化するものである。

〔実　施　例〕

第１図は、この発明の蓄熱体の１実施例を模式的に表す
。この蓄熱体１は、Ｐ、Ｃ，Ｍ、とポリオレフィンの混
合物で、回転軸２から表面に向けてポリオレフィンの混
合比が傾斜的に増加している（図中、上面の点々で模式
的に表現されている）。第２図は、この発明の蓄熱体の
別の１実施例を模式的に示す。この蓄熱体１０は、第１
図の蓄熱体１の軸方向の両端部に、この蓄熱体に用いた
ポリオレフィンと同じ素材でできたキャンプ３をかぶせ
て融着したものである。

なお、この発明は、第１図および第２図に示したものに
限定されない。

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。なお、「％
Ｊおよび「部」は、それぞれ、「重量％ヨおよび「重ｉ
［Ｊのことである。

一実施例１− Ｐ、Ｃ，Ｍ、とじて日本精蝋＠製のパラフィン（融点５
２℃、密度約０．７８　ｇ／ｃｎｆ）を、ポリオレフィ
ンとして昭和電工■製の高密度ポリエチレンロソヨウレ
ソクスＳ６００６ＭＪ　　（融点１２８℃、密度約０．
９５ｇ／ａｄ）を用いた。

前記パラフィンを８０部、前記ポリエチレンを２０部の
割合でビー力に入れ、オイルハスにより１５０℃に加熱
しつつ混合した。次に、この混合物をニーグーにより約
３０分間混練して均一に分散させ、溶融状態のままガラ
ス製円筒型容器（φ２０ｍｍ、高さ１００ｍ）に移し、
遠心分離を行った。遠心分離は５０００ｒρｍで１０分
間行い、遠心分離後はそのまま放置して冷却した。前記
円筒容器は石綿を用いて断熱していた。

第１図は上記方法により作製した蓄熱体の簡単な斜視図
で、回転軸（対称軸）２から外表面に向かってポリエチ
レンの割合が傾斜的に増加している。この蓄熱体を指触
したところ中心側が軟らかく、外表面側が硬かった。

一比較例１一実施例１と同様なプロセスで、遠心分離を行わずに蓄熱
体を作製した。この蓄熱体は、ワックスとポリエチレン
が均一割合で分布している。

実施例１および比較例１で作製した蓄熱体を、３０℃□
７０℃の寒熱繰り返し１００回にかけ、その前後の重量
を測定してそれらの染み出し率を計算することにより比
較を行った。結果を第１表に示す。ただし、染み出し率
の計算は次式を用いて行った。

第　　　１　　　表第１表にみるように、実施例１と比較例１とを対比する
と、実施例の方がＰ、　Ｃ，Ｍ、の染み出しがすくない
。

一実施例２一実施例１と同様なプロセスで作製した円筒型蓄熱体１を
第２図にみるように、両端部にポリエチレン製のキャッ
プ（内径２０龍、厚み３１ｍ）３を融着して蓄熱体１０
を得た。この蓄熱体１０は、軸方向両端からのワックス
の漏れがなくなっていた。

〔発明の効果〕

この発明によれば、蓄熱体中に分散されたＰ、Ｃ。

門、の融解時においても強固で、Ｐ、Ｃ，Ｍ、の染み出
しが少ない蓄熱体を提供することができ、さらに、この
ような蓄熱体を簡単に製造することができる方法も提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の蓄熱体の１実施例を模式的に表す
斜視図、第２図は、この発明の蓄熱体の別の１実施例を
模式的に表す斜視図である。１・・・蓄熱体　２・・・回転軸　３・・・キャップ　
１０・・・Ｍ熱体代理人　弁理士　　松　本　武　彦第１図 ■ 第２図

Claims

【特許請求の範囲】１　潜熱蓄熱材とポリオレフィンの混合物からなる蓄熱
体であって、その中心軸より外表面に向かって、前記ポ
リオレフィンの割合が増加していることを特徴とする蓄
熱体。２　潜熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混合物を円筒形
容器に充填しておいて、溶融状態のままで、前記円筒形
容器の対称軸を回転軸として回転させ、冷却して蓄熱体
を得る蓄熱体の製造方法。