JPH04226584A

JPH04226584A - ヒートシンク用組成物及びその調製方法

Info

Publication number: JPH04226584A
Application number: JP3169986A
Authority: JP
Inventors: Michael J Dolan; マイケル　ジェイ．ドラン; Carmine M Doddato; カーミン　マイケル　ドッダト; Kenneth R Butcher; ケネス　アール．ブッチャー
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1991-07-10
Publication date: 1992-08-17
Also published as: CA2043271A1; EP0466160A1

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】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、熱エネルギーを回収す
るためのヒートシンク用組成物、及びその調製方法に関
する。【０００２】より詳細には、本発明は、多量の熱エネル
ギーを受け取ってこれを保持し、そして前記エネルギー
を液体または気体のような適当な媒体に伝達することが
できる、種々の形状の成形品に関する。【０００３】さらに詳細には、本発明は、熱貯蔵及び／
または熱回収に用いられる鉄含量の高い組成物から成る
物体に関する。【０００４】【従来の技術】ヒートシンク用組成物は、すべての種類
の工場または産業の操業中に余剰熱エネルギーが発生す
る、そのような産業において通常使用される。例えば、
熱貯蔵及び熱保存は、熱の保存が工業設備の経済性にと
って重要である多くの炉の設計及び他の種類の高温処理
設備の設計における重要な特性である。【０００５】熱貯蔵体は一般に、耐火粘土、シリマナイ
ト、ムライト、マグネサイト、及び他種の混合金属また
は金属酸化物を含む、多数の材料から成る。これらの材
料は、熱貯蔵容量、比熱、熱伝導性、及び密度を含むこ
れらの物理的特性に関して一様ではない。【０００６】英国特許第　１，２６２，４６５号には、
電気加熱素子用途の　１００％　Ｆｅ２Ｏ３熱貯蔵組成
物が記述される。この種類の貯蔵心材は、輻射エネルギ
ーを貯蔵することにより効率を増加させるために使用さ
れる。同様に、スイス特許第　４５３，６２６号には、
Ｆｅ３Ｏ４　を使用するヒートシンクが記述される。こ
の特許は、Ｆｅ３Ｏ４　からＦｅ２Ｏ３　への酸化が十
分に遅いので、Ｆｅ３Ｏ４　に基づく組成物はこの特許
が教示する温度範囲において安定であることを示す。【０００７】米国特許第　４，３２０，０２２号では、
石綿屑の乾燥粒状磁性画分を用いて、煉瓦及び他種の熱
貯蔵心材を作製する。これらの組成物は、マグネシウム
及びシリカの間の比率を特定した、酸化マグネシウム、
酸化珪素、及び酸化鉄から作られる。【０００８】米国特許第　４，３９７，９６２号には、
素子が５０〜９０％の酸化マグネシウム、５〜５０％の
酸化鉄、及び化学結合剤から成る、熱またはエネルギー
貯蔵組成物が記述される。これは小さな粒子にされ、次
いで煉瓦または他種の形状の成形品を形成するために用
いられる。【０００９】上述の教示はすべて、電気または他種の用
途における熱の回収または保持用のヒートシンク材料を
生産するための、　１００％酸化鉄組成物かまたは５０
％以下の酸化鉄または石綿屑を含有する組成物かのどち
らかに関係する。石綿は健康上の理由から望ましくない
ものである。【００１０】【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、粘土
及び酸化鉄を、他の遷移金属酸化物、タルク、無機及び
／または有機結合剤を含むかまたは含まずに、含有する
組成物であって、約２．８〜約４．０の比重及び比較的
高い体積熱容量を有するものに基づく熱貯蔵組成物を提
供することである。【００１１】本発明のさらなる目的は、鉄、粘土、他の
金属酸化物、タルク、無機または有機結合剤を含有する
組成物を、球体、サドル、ペレット、リング、ボール、
チューブ、及び他の類似の形のような、耐火材料分野で
通常利用される形状に加工したヒートシンク材料を提供
することである。【００１２】本発明の別の目的は、高鉄含量粘土、粉塵
状の酸化鉄廃棄物から成り、バナジウム、モリブデン、
タングステン、チタン、コバルト、クロム、ニッケル、
または他の類似酸化物のような金属を含む遷移金属群で
ある他の酸化物汚染物、及び無機及び有機結合剤、の少
量を含有するヒートシンク素子を提供することである。【００１３】さらに本発明の別の目的は、５〜９５％の
範囲で粘土と混合した多量の酸化鉄材料、無機または有
機結合剤、またはそれらの混合物を含有するヒートシン
ク材料を提供することである。【００１４】【課題を解決するための手段、作用、及び効果】特に記
述しない限り、本用途に関するすべてのパーセントは重
量パーセントである。【００１５】本発明の熱貯蔵組成物または配合物は、以
下の代表的及び例示的種類から選択される組成物から成
る。すなわち、１）鉄の酸化物約５０％〜９５％、少なくとも一種の粘
土約５０％〜５％、及び前記酸化物及び粘土を成形品と
して共に結合させるのに十分な、無機性または有機性の
どちらかの結合剤またはこれらの混合物；２）鉄の酸化物約５％〜９５％及び少なくとも一種の粘
土約９５％〜５％、好ましくは鉄の酸化物約５０％〜９
５％及び少なくとも一種の粘土約５０％〜５％；３）鉄
の酸化物約１５％〜８５％、鉄以外の遷移金属酸化物１
０％〜０％、及び無機結合剤、有機結合剤、少なくとも
一種の粘土、またはこれらの混合物７５％〜１５％、好
ましくは鉄の酸化物約４０％〜８５％、鉄以外の遷移金
属酸化物１０％〜０％、及び無機結合剤、有機結合剤、
少なくとも一種の粘土、またはこれらの混合物５０％〜
１５％；及び、４）鉄の酸化物約５０％〜８０％、タル
ク１５％〜５％、及び少なくとも一種の粘土３５％〜１
５％【００１６】粘土は、低鉄含量または高鉄含量の粘土で
あることができる。低鉄含量粘土は通常約２％よりも少
ないものであり、一方高鉄含量粘土は通常２％以上のも
のである。粘土は、ベントナイト、カオリン、耐火粘土
、ボールクレー、赤シェールクレー、ノントロナイト、
モンモリロナイト、ベルデライト（ｂｅｒｄｅｌｌｉｔ
ｅ）、プロトリシオナイト、ゼンワルダイト（ｚｅｎｎ
ｗａｌｄｉｔｅ）　、ブロタイト（ｂｒｏｔｉｔｅ）　
、アンナイト、またはこれらの混合物を含む、いくつも
の粘土から選択されることができ、特に好ましいものは
耐火粘土及びベントナイトである。しかしながら、本発明の粘土は上述の粘土に限定される
ものではない。【００１７】「鉄の酸化物」という語句は、ここでは一
般的な意味で使用され、そして、ＦｅＯ　、Ｆｅ２Ｏ３
　、またはＦｅ３Ｏ４（これらに限定されないが）　の
ような純粋な鉄の酸化物のみならず、珪酸鉄、鉄アルミ
ナシリケート、硫酸鉄、亜硫酸鉄、炭酸鉄、鉄塩、水酸
化鉄、水酸化酸化鉄、水和酸化鉄、鉄含有無機物、また
は鉄の高級酸化物、またはこれらの混合物、をもまた含
むことを意味する。【００１８】遷移金属酸化物は、鉄以外の遷移金属の、
酸化物形または該技術分野にて知られるすべての他の形
のものであればどんなものでもよい。これらには、該技
術分野にて知られるコバルト、モリブデン、タングステ
ン、バナジウム、ニッケル、チタン、マンガン、ニオブ
、イットリウム、ジルコニウム、及び他の類似の遷移金
属、のような遷移金属の酸化物または他の鉱石、及びこ
れらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。これらの遷移金属は、製鋼所または製鉄所における鋼ま
たは鉄の生産と共に通常見いだされるか、または鉄鋼石
または鉄酸化物の汚染物となる物質として見いだされる
。また、本発明に用いられる鉄酸化物は、製鋼所におけ
る鋼の生産廃棄成分として、卑金属、例えば銅、亜鉛、
錫、を生産する鉱石加工処理からのエマネート（ｅｍａ
ｎａｔｅ）　として、またはある種の混合酸化鉄複合材
の粉塵として通常見いだされるものであることができる
。しかしながら、鉄鋼石を含むすべての種類の鉄含有材
料が使用可能である。本発明と最も普通に組み合わされ
る無機結合剤は珪酸ナトリウムである。しかしながら、
結合剤として使用できる珪酸カリウム、珪酸アンモニウ
ム、他のアルカリ金属シリケート、他のアルカリ土類金
属シリケート、セメント、及び他のセメント材料のよう
な、他種の無機結合剤は使用可能である。押出成形助剤
としても普通知られるか、または結合及び押出の両方に
役立つことができる有機結合剤には、セルロース、カル
ボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース
、タル油、キサンチンガム、界面活性剤、凝集剤、ポリ
アクリルアミド、カーボンブラック、スターチ、ステア
リン酸、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、バイ
オポリマー、グルコース、ポリエチレングリコール、及
びこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない
。【００１９】本発明の組成物は、チューブ、球体、Ｉｎ
ｔａｌｏｘ（登録商標）　サドル、スーパーＩｎｔａｌ
ｏｘ（登録商標）　サドル、Ｂｅｒｌサドル、スロット
リングＴｏｗｅｒ　Ｐａｃｋｉｎｇ（登録商標）　、Ｒ
ａｓｃｈｉｎｇ　Ｒｉｎｇｓ　（登録商標）　、十字分
割（ｃｒｏｓｓ−ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）　リング、Ｌｅ
ｓｓｉｎリング、ボール、ペレット、煉瓦、モノリス、
及びハネカムを含むすべての所望の形状に加工すること
ができる。しかし本発明の形状は上記のものに限定され
るものではない。【００２０】本発明の組成物は、所望の温度範囲におい
て比較的高い体積熱容量を有することを特徴とする。体
積熱容量は、組成物の所定の体積における熱吸収能力値
である。この値は、組成物の平均熱容量とその密度との
積である。【００２１】組成物の平均熱容量は、基本的な熱力学方
程式を用いて計算することにより求めることができる。このように、アンダルサイトのような標準的なアルミナ
シリカ粘土の体積熱容量は、次のように計算することが
できる。定義Ｃｐ　　≡定圧での熱容量ｄ　　　　≡密度ＭＷ　　≡分子量ＶＣｐ≡定圧での体積熱容量ＡＣｐ≡定圧での平均熱容量 ΔＨ　　≡エンタルピー変化 ΔＴ　　≡温度変化アンダルサイトの物理特性ＭＷ（アンダルサイト）＝　１６２ｇ／ｍｏｌｅＣｐ（
アンダルサイト）＝　４３．９６＋０．００１９２３Ｔ
−１０８６０００　／Ｔ２　【００２２】ここで、使用可能なヒートシンクの温度範
囲に対応する、　１４８．９℃（４２２°Ｋ〔３００°
Ｆ〕）から　９８２．２℃　（１２５６°Ｋ〔１８００
°Ｆ〕）への温度上昇についてみると、体積熱容量は以
下のように計算できる。【００２３】【数１】【００２４】ここで、同じ温度範囲を用いた、Ｆｅ３Ｏ
４　７０％及びアンダルサイト３０％を含有するヒート
シンク組成物について考える。Ｆｅ３Ｏ４　の物理特性ＭＷ（Ｆｅ３Ｏ４）　＝２３１．５５ｇ／ｍｏｌｅＣｐ
（Ｆｅ３Ｏ４）　＝４１．１７　＋０．０１８２Ｔ−９
７９５００／Ｔ２　【００２５】【数２】【００２６】Ｆｅ３Ｏ４　７０重量％及びアンダルサイ
ト３０重量％を含有する組成物は３．６４ｇ／ｃｍ３　
の密度（ｄ）を有し、そして体積熱容量は以下のように
なる。すなわち、ＶＣｐ（組成物）＝０．３×０．２８
１３＋０．７×０．２４６　＝０．９３４　ｃａｌ　／
°Ｋｃｍ３　【００２７】このように、Ｆｅ３Ｏ４　７
０％及びアンダルサイト３０％に基づく典型的ヒートシ
ンク組成物は、純粋なアンダルサイトヒートシンクの　
１．５０９倍の体積熱容量を有する。上述の計算に用い
られたデータは、すべてＰｅｒｒｙ　の化学工学便覧　
（第４版）から引用した。【００２８】本発明の組成物は、すべてが粘土である組
成物よりも少なくとも５０％は高い体積熱容量を有し、
そしてすべてが粘土である組成物よりも少なくとも　１
００％は高い体積熱容量を有することが好ましい。上述
の体積熱容量の計算及び定義は、本発明のヒートシンク
組成物の特性を例示するものであるが、上述の計算値は
、実際の体積熱容量の見積値にすぎない。【００２９】本発明のヒートシンク組成物を生産する方
法は、押出機、タンブラー、または該技術分野にてよく
知られた他の装置（しかしこれらに限定されない）を含
む市販のすべての種類の適当な混合装置で、先に明記し
た組成物の一つを有する混合物を調製すること、結果と
して生成する混合物の重量に基づいて約２％〜３０％の
量の水を加えて混合物の可塑性を調節すること、この混
合物を付形物へと付形し、次いで約　５００℃〜約１５
００℃の温度範囲で安定な成形品を得るのに十分な温度
で、その成形品を安定化するのに十分な時間焼成するこ
と、から成る。組成物の配合は、乾燥配合または実質的
な乾燥配合で合計して　１００％とする。次いでこの乾
燥材料組成が比例して同等になるように、仕上げられた
配合の重量パーセントとして水を加える。焼成または燃
焼時間は、所定温度で所定時間付形した混合物を保持す
る必要性によるというよりも、燃焼装置の種類により制
御される。このように、典型的には、焼成を行うには単
に所望温度を達成するだけで十分である。しかしながら
、付形した混合物を所望の温度で約５分〜約１２時間以
上、好ましくは５分〜４時間、の期間保持することは可
能である。【００３０】本組成物の可塑性を調節するために、水ま
たは水−有機結合剤混合物を添加することは、効率的な
押出成形または付形を行なうのに必要であり、そして該
技術分野においてよく知られた方法及び手順である。【００３１】本方法の改良法には、上述のすべての段階
のうち焼成段階のみを乾燥段階に変更したものがあり、
そこでは乾燥を約８０℃〜約　３００℃の温度範囲で約
数分〜約１２時間以上の時間行なう。この乾燥したヒー
トシンク組成物は、移送され、そのまま反応器へ装填さ
れ、そしてその場で焼成されるのに耐える十分な強度を
有して、予備焼成のかなりの損失を抑えることが好まし
い。【００３２】本発明のヒートシンク組成物は、発熱反応
で発生する熱の回収、熱気体または熱液体の形でスタッ
クへ損失する熱の回収、または所定の反応区域中の熱の
保持を効率的及び経済的に行うためのカラム充填材料と
して用いられることができ、このようにして、全体の加
熱コストを減少させる。本発明の組成物はまた、本質的
に非摩耗性であり、そして長期の使用にわたりその形状
及び集結性を維持する。【００３３】すべての組成物は、実質的に乾燥形態の成
分の重量に基づくパーセントで明記される。このように
、　１００％は完成配合物を示す。【００３４】本出願人は、少なくとも一種の粘土９５〜
５％、他の鉄鉱石及び鉄含有化合物を含む鉄の酸化物５
〜９５％、鉄以外の遷移金属酸化物０〜１０％、タルク
０〜２０％、無機結合剤０〜４０％、及び押出成形助剤
としても働く有機結合剤０〜２０％を有する組成物が、
ヒートシンク組成物用の、高破壊強度、高密度、高熱保
持材料を生産するのに理想的に適していることを見いだ
した。【００３５】本組成物は、簡単な乾燥処理後に高破壊強
度を含む多くの有利な特性を有し、このことが、本組成
物を予め焼成することなく反応器またはカラムに直接充
填することを可能にする。焼成は、反応器またはカラム
内の熱保持区域をコンディショニングする段階で実際に
起こる。【００３６】本発明において教示される組成物の好まし
い実施態様はいくつかある。【００３７】１番目の実施態様は、鉄の酸化物約５０％
〜約９５％、及び少なくとも一種の粘土または無機また
は有機結合剤の混合物約５０％〜約５％から成る組成物
である。粘土、有機結合剤、及び無機結合剤の実際の量
は、鉄の酸化物の重量％と足し合わせたときに組成物の
最終重量％が合計　１００％になるならば、１種だけ、
２種だけ、または３種すべてをいかなる割合ででも含む
これら３つのどんな混合物でもよい。【００３８】本発明の２番目の実施態様は、鉄の酸化物
約１５％〜約９５％、及び少なくとも１種の粘土約８５
％〜約５％から成る。鉄の酸化物約５０％〜約９５％、
及び少なくとも１種の粘土約５０％〜約５％から成る組
成物は好ましい。【００３９】３番目の実施態様は、鉄の酸化物約１５％
〜約８５％、鉄以外の遷移金属酸化物約１０％〜約０％
、少なくとも１種の粘土、無機結合剤、有機結合剤、ま
たはこれらの混合物約７５％〜約１５％から成る。鉄の
酸化物約４０％〜約８５％、鉄以外の遷移金属酸化物約
１０％〜約０％、少なくとも１種の粘土、無機結合剤、
有機結合剤、またはこれらの混合物約５０％〜約１５％
から成る、３番目の実施態様の組成物が好ましい。粘土
、有機結合剤、及び無機結合剤の実際の量は、鉄の酸化
物の重量％と足し合わせたときに組成物の最終重量％が
合計　１００％になるならば、１種だけ、２種だけ、ま
たは３種すべてをいかなる割合ででも含むこれら３つの
どんな混合物でもよい。【００４０】４番目の実施態様は、鉄の酸化物約５０％
〜約８０％、タルク約１５％〜約５％、及び少なくとも
一種の粘土約３５％〜約１５％から成る。【００４１】本発明のこれらの実施態様は、焼成状態で
の高い構造安定性と同様に、乾燥状態において高い構造
安定性を示す。本ヒートシンク組成物はまた、高密度及
び高体積熱容量を示す。本組成物はまた、可塑性が容易
に調節できることから、優れた押出成形性及び付形性を
示し、そして本組成物は乾燥すると迅速に強度を増して
、簡単な乾燥後に非常によく形状を維持することが実際
に可能である。本実施態様の乾燥形はヒートシンク材料
として直接に使用することができ、ここでは、発熱反応
または塩素化廃棄物の酸化反応のような多量の熱を扱う
必要がある反応を行なう際の潜在熱の部分的回収を行な
うためにヒートシンク床を運転中にするコンディショニ
ング段階中に、焼成が起こる。【００４２】これらの実施態様に用いられる鉄の酸化物
は、製鉄所または製鋼所の溶鉱炉から出る粉末廃棄物、
または卑金属、例えば銅、亜鉛、錫、を生産する鉱石転
換処理から出るエマネート（ｅｍａｎａｔｅ）　から由
来することができ、そして一般に、コバルト、モリブデ
ン、タングステン、バナジウム、ニッケル、チタン、マ
ンガン、及び廃棄物として回収される他の遷移金属、の
酸化物を含む、鉄及び／または鋼製品の生産に用いられ
る少量の他の遷移金属の酸化物と、鉄の酸化物との混合
物である。【００４３】本発明に用いられる鉄の酸化物はまた、珪
酸鉄、鉄アルミナシリケート、硫酸鉄、亜硫酸鉄、炭酸
鉄、鉄塩、水酸化鉄、水酸化酸化鉄、水和酸化鉄、鉄含
有無機物、または鉄の高級酸化物、またはこれらの混合
物を含むことをも意味する。鉄の酸化物はまた、炭素鋼
、ホウ素強化鋼、または窒化物強化鋼のいずれかの生産
に用いられる炭素、ホウ素、及び窒素のような少量の原
材料をも含むことができる。しかしながら、本実施態様
に用いることができる鉄の酸化物は、製鉄または製鋼か
らの粉末廃棄物以外の源から得られることができる。【００４４】無機結合剤、有機結合剤、及び粘土は、鉄
の酸化物及び遷移金属酸化物の押出適性及び流動特性を
増加させるために用いられ、そして本発明のヒートシン
ク材料を作製するための乾燥または焼成の前、間、及び
後において、この複合材に構造強度を付加する。【００４５】本発明は、以下の例を参照することにより
、よりよく理解されるであろう。【００４６】【実施例】例１本例は、本発明の組成物を作製する一般的な方法を例示
するものである。【００４７】酸化鉄粉末を、　１１０℃で一晩乾燥し、
強熱減量は２％以下であった。次いで、この粉末を選別
して５０メッシュより大きい粒子を除去した。酸化鉄粉
末８ｋｇ、粘土２ｋｇ、及び押出成形助剤（有機結合剤
）２５ｇの乾燥混合物を、強力混合器で１分間混合した
。続いて、石鹸１５ｍＬと水１．７Ｌとの溶液を前記乾
燥混合物に加えて、５分間混合した。押出助剤の使用量
は０〜２％であった。【００４８】次いで、混合物をオーガー−バキューム（
ａｕｇｅｒ−ｖａｃｕｕｍ）室押出機に供給し、そして
リング状に押出成形した。外径０．７５インチの押出ダ
イ及び外径０．５インチのピンを用いた。押出物を、そ
の長さがその外径と等しくなるように切り出した。【００４９】この押出物を一晩風乾し、そして　１１０
℃で２時間乾燥して仕上げた。このリングを電気窯で１
時間に６５℃の速度で１２９０℃に加熱して、３時間ソ
ーキングした。リングの密度及び気孔率をＡＳＴＭ法Ｃ
３７３　５６　により測定した。以下のような特性値を
有した。見かけの気孔率　　　　１２．７％水吸収率　　　　　　　　　　　３．９％見かけの比重
　　　　　　　３．７２　粒子密度　　　　　　　　　
　　３．２５ｇｍ　／ｃｃ【００５０】例２本例は、例１に従い調製した一連の組成物を例示するも
のである。この組成及び組成物特性を表Ｉに掲載する。【００５１】表Ｉに記述される組成物は、２０メッシュ
または６０メッシュどちらかの乾燥粒径の耐火粘土５０
〜８０％、及び鉄の酸化物１９〜５０％に基づくもので
ある。表Ｉ中、メッシュはＭで表記する。【００５２】本組成物の特性には、約　１５０〜５５０
ｌｂｓの範囲の破壊強度、約９０〜約１２０ｌｂｓ／ｆ
ｔの範囲の充填密度、約２．５〜３．５ｇ／ｍＬの粒子
密度、及び２．５〜５．０の見かけの比重、が含まれる
。本組成物はまた、水吸収％（０．５〜１５）及び見か
けの気孔率％（２〜３５）　においてもいくらかの偏差
を有する。【００５３】例３本例は、例１に従い調製した一連の組成物を例示するも
のである。この組成及び組成物特性を表ＩＩに掲載する
。【００５４】表ＩＩＡのデータは、リング状のヒートシ
ンクの組成及び特性を示す。一方表ＩＩＢは、サドル状
の同様を示す。本組成物は、乾燥酸化鉄７５〜８５％、
ベントナイト粘土１５〜２０％、及び該技術分野にてよ
く知られる種々の窯加熱手順において１０９３℃〜１２
０４℃　（２０００〜２２００°Ｆ）で溶融した無機結
合剤及び一連の他の粘土０〜５％、を用いる。【００５５】リング状ヒートシンクは、７０〜１００ｌ
ｂｓの範囲の破壊強度、２．５〜４．０ｇ／ｍＬの密度
、及び９０〜１０５ｌｂｓ／ｆｔの充填密度を示す。２
つのヒートシンクリングについてＸＲＤ測定をしたとこ
ろ、Ｆｅ２Ｏ３　の存在を確認した。同様な結果がサド
ル状ヒートシンクについても認められる。【００５６】特許法に従い、本発明の最良の形態及び好
ましい実施態様を記述したが、本発明はこれらに限定さ
れるものではなく、むしろ添付の特許請求の範囲及び精
神により評価されるべきであることを理解すべきである
。【００５７】【表１】【００５８】【表２】【００５９】【表３】【００６０】【表４】【００６１】【表５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ａ）鉄の酸化物５０〜９５％、及び粘
土、有機結合剤、または無機結合剤の混合物５０〜５％
（前記混合物が５０〜５％の組成範囲にあるならば、前
記混合物は粘土、有機結合剤、または無機結合剤のどれ
でもをどんな割合ででも含有することができる）、ｂ）
鉄の酸化物１５〜９５％及び粘土８５〜５％、ｃ）鉄の
酸化物１５〜８５％、鉄以外の遷移金属酸化物１０〜２
％、及び無機結合剤７５〜１３％、及びｄ）鉄の酸化物
５０〜８０％、タルク１５〜５％、及び粘土３５〜１５
％、から成る各配合物から選択されるものであって、金
属酸化物を結合し、そして未乾燥時には付形できるよう
にし且つ乾燥時には安定化するために、十分量の、粘土
のみを、または無機結合剤、有機結合剤、またはこれら
の混合物のいずれかと組み合わされた粘土を含むように
、粘土に対して１種または複数の金属酸化物を重量基準
で含むことを特徴とする、単位体積当たりの熱容量が比
較的高い熱貯蔵性組成物。
【請求項２】　　前記組成物が、鉄の酸化物約５０〜９
５％、及び粘土、有機結合剤または無機結合剤の混合物
約５０〜５％から成り、前記混合物が５０〜５％の組成
範囲にあるならば、前記混合物が粘土、有機結合剤、ま
たは無機結合剤のどれでもをどんな割合ででも含有する
ことができる、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】　　前記組成物が、鉄の酸化物約１５〜９
５％、及び粘土約８５〜５％から成る、請求項１に記載
の組成物。
【請求項４】　　前記組成物が、鉄の酸化物約１５〜８
５％、鉄以外の遷移金属酸化物１０〜２％、及び粘土、
有機結合剤または無機結合剤の混合物７５〜１３％から
成り、そして前記混合物が５０〜５％の組成範囲にある
ならば、前記混合物が粘土、有機結合剤、または無機結
合剤のどれでもをどんな割合ででも含有することができ
る、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】　　前記組成物が、鉄の酸化物約５０〜８
０％、タルク１５〜５％、及び少なくとも１種の粘土３
５〜１５％から成る、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】　　前記組成物が、鉄の酸化物約５０〜８
５％、及び粘土５０〜１５％から成る、請求項３に記載
の組成物。
【請求項７】　　前記組成物が、鉄の酸化物約４０〜８
５％、鉄以外の遷移金属酸化物１０〜５％、及び粘土、
有機結合剤または無機結合剤の混合物５０〜１０％から
成り、そして前記混合物が５０〜５％の組成範囲にある
ならば、前記混合物が粘土、有機結合剤、または無機結
合剤のどれでもをどんな割合ででも含有することができ
る、請求項４に記載の組成物。
【請求項８】　　前記粘土の混合物が、ベントナイト、
カオリン、耐火粘土、ボールクレー、赤シェールクレー
、ノントロナイト、モンモリロナイト、ベルデライト（
ｂｅｒｄｅｌｌｉｔｅ）、プロトリシオナイト、ゼンワ
ルダイト（ｚｅｎｎｗａｌｄｉｔｅ）　、ブロタイト（
ｂｒｏｔｉｔｅ）　、及びアンナイトから成る群より選
択される、請求項１に記載の熱貯蔵組成物。
【請求項９】　　前記鉄の酸化物が、ＦｅＯ　、Ｆｅ２
Ｏ３　、Ｆｅ３Ｏ４　、珪酸鉄、鉄アルミナシリケート
、硫酸鉄、亜硫酸鉄、炭酸鉄、鉄塩、水酸化鉄、水酸化
酸化鉄、水和酸化鉄、鉄含有無機物、または鉄の高級酸
化物、及びこれらの混合物から成る群より選択される、
請求項１に記載の熱貯蔵組成物。
【請求項１０】　　前記遷移金属酸化物が、コバルト、
モリブデン、タングステン、バナジウム、ニッケル、チ
タン、マンガン、ニオブ、イットリウム、及びジルコニ
ウムの酸化物、及びこれらの混合物の１種以上を含む、
請求項１に記載の熱貯蔵組成物。
【請求項１１】　　前記無機結合剤が、珪酸ナトリウム
、珪酸カリウム、珪酸アンモニウム、他のアルカリ金属
シリケート、他のアルカリ土類金属シリケート、セメン
ト、及び他のセメント材料から成る群より選択される１
種以上の結合剤を含む、請求項１に記載の熱貯蔵組成物
。
【請求項１２】　　前記有機結合剤が、セルロース、カ
ルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロー
ス、タル油、キサンチンガム、界面活性剤、凝集剤、ポ
リアクリルアミド、カーボンブラック、スターチ、ステ
アリン酸、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、バ
イオポリマー、グルコース、ポリエチレングリコール、
及びこれらの混合物から成る群より選択される１種以上
の結合剤を含む、請求項１に記載の熱貯蔵組成物。
【請求項１３】　　前記組成物が、約２．８〜約４．０
の比重、及び純粋な粘土の体積熱容量よりも少なくとも
５０％高い体積熱容量を有する、請求項１に記載の熱貯
蔵組成物。
【請求項１４】　　前記組成物が、本質的に石綿を含有
せず、そして本質的に非摩耗性である、請求項１に記載
の熱貯蔵組成物。
【請求項１５】　　ａ）鉄の酸化物５０〜９５％、及び
粘土、有機結合剤、または無機結合剤の混合物５０〜５
％（前記混合物が５０〜５％の組成範囲にあるならば、
前記混合物は粘土、有機結合剤、または無機結合剤のど
れでもをどんな割合ででも含有することができる）、ｂ
）鉄の酸化物１５〜８５％及び粘土８５〜１５％、ｃ）
鉄の酸化物１５〜８５％、鉄以外の遷移金属酸化物１０
〜２％、及び無機結合剤７５〜１３％、及びｄ）鉄の酸
化物５０〜８０％、タルク１５〜５％、及び粘土３５〜
１５％、から成る種類より選択される組成物を有する混
合物を調製する段階から成り、前記組成物を付形し、そ
してこの付形物を安定化するのに十分な温度及び時間で
前記付形物を焼成することを特徴とする、単位体積当た
りの熱容量が比較的高い熱貯蔵組成物の製造方法。
【請求項１６】　　前記焼成時間が約５分〜約１２時間
であり、そして前記焼成温度が約　５００℃〜約１５０
０℃である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】　　前記混合物が、鉄の酸化物１５〜９
５％及び粘土８５〜５％である、請求項１５に記載の方
法。
【請求項１８】　　ａ）鉄の酸化物５０〜９５％、及び
粘土、有機結合剤、または粘土以外の無機結合剤の混合
物５０〜５％（前記混合物が５０〜５％の組成範囲にあ
るならば、前記混合物は粘土、有機結合剤、または無機
結合剤のどれでもをどんな割合ででも含有することがで
きる）、ｂ）鉄の酸化物１５〜９５％及び粘土８５〜５
％、ｃ）鉄の酸化物１５〜８５％、鉄以外の遷移金属酸
化物１０〜２％、及び無機結合剤７５〜１３％、及びｄ
）鉄の酸化物５０〜８０％、タルク１５〜５％、及び粘
土３５〜１５％、から成る種類より選択される組成物を
有する混合物を調製する段階から成り、前記組成物を付
形し、そしてこの付形物を安定化するのに十分な温度及
び時間で前記付形物を乾燥することを特徴とする、単位
体積当たりの熱容量が比較的高いヒートシンク組成物の
製造方法。
【請求項１９】　　前記乾燥温度が約８０℃〜約　３０
０℃であり、そして前記乾燥時間が約５分〜約１２時間
である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】　　前記混合物が、鉄の酸化物１５〜９
５％及び粘土８５〜５％である、請求項１８に記載の方
法。
【請求項２１】　　ａ）鉄の酸化物５０〜９５％、及び
粘土、有機結合剤、または無機結合剤の混合物５０〜５
％（前記混合物が５０〜５％の組成範囲にあるならば、
前記混合物は粘土、有機結合剤、または無機結合剤のど
れでもをどんな割合ででも含有することができる）、ｂ
）鉄の酸化物１５〜９５％及び粘土８５〜５％、ｃ）鉄
の酸化物１５〜８５％、鉄以外の遷移金属酸化物１０〜
２％、及び無機結合剤７５〜１３％、及びｄ）鉄の酸化
物５０〜８０％、タルク１５〜５％、及び粘土３５〜１
５％、から成る組成物に、熱気体または熱液体を接触さ
せる段階から成る、廃熱の保持及び／または回収方法。
【請求項２２】　　前記混合物が、鉄の酸化物１５〜９
５％及び粘土８５〜５％である、請求項２１に記載の方
法。
【請求項２３】　　前記体積熱容量が、純粋粘土の体積
熱容量の少なくとも１００％である、請求項１３に記載
の熱貯蔵組成物。