JPH0598248A - 蓄熱材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】作業能率良く、短時間で成形出来るパラフィン
系蓄熱材を開発すること。 【構成】パラフィン類と炭化水素系有機高分子とから成
る蓄熱材原料組成物を溶融、混合し、これを冷却してラ
ンダムなブロック体とし、次いで粉砕すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蓄熱材の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】蓄熱材については従来から各種の蓄熱材
が開発されているが、その中の一つとして本発明者が既
に新たに開発した蓄熱材（平成２年７月２７日出願、特
願平２−２００９１６号）がある。この蓄熱材は極めて
優れた蓄熱特性を有するものであり、これを型に流し込
んで所望の形状、例えばシート状や板状等に成形するこ
とが出来るものではあるが、この成形工程においては蓄
熱材であるために冷えにくく、成形に長時間を有する
等、成形工程に於いて作業能率が決して優れたものとは
言い難い点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明が解決し
ようとする課題は、上記本発明者が既に開発した新しい
蓄熱材（以下先願蓄熱材という）を基本とする蓄熱材に
おける上記成形工程中での難点を解消することである。
更に詳しくは先願蓄熱材を基本とする蓄熱材の成形に際
し、作業能率よく短時間で成形出来る方法を提供するこ
とである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は蓄熱材原料組
成物、特に好ましくはパラフィン類１００重量部と炭化
水素系有機高分子５〜３０重量部とから成る蓄熱材原料
組成物を溶融、混合し、これを冷却してランダムなブロ
ック体とし、次いで粉砕することによって解決される。

【０００５】

【発明の作用並びに構成】本発明に於いては、蓄熱材原
料組成物を溶融、混合し、この混合物を予め冷却して、
ランダムなブロック体とし、このブロック体を粉砕して
粉砕物となしているため、この粉砕物から直接所望する
成形物とすることが出来る。このため、従来の代表的な
成形手段である蓄熱材の溶融物を型に流し込んで成形す
る手段を採用しなくても、成形が可能となり、型中での
長時間の冷却や、型中で固化する間に型の移動が出来な
い等の難点が生じない。

【０００６】更に詳しくは、例えば蓄熱材を型に流し込
んで成形すると冷却しにくいために、冷却に長時間を要
し、しかもその間（蓄熱材組成物が固まるまで）移動さ
せることが出来ないので場所をとる等の作業上の難点が
ある。これに対し、本発明の如く溶融、混合物を冷却し
てランダムなブロック体とするため、即ち形状を問わず
にまず冷却してその後に粉砕するため、型を用いる成形
法以外の成形法で成形出来る。

【０００７】例えばロール等を用いて板状に加工するこ
ともでき、又、押出し機で成形することもできる。更に
加えて所望の形状に後加工できる利点がある。

【０００８】又、蓄熱式の床構造や、蓄熱式の路面構造
を得る場合には、本発明の粉砕品を熱媒循環パイプや発
熱体等の周囲に撒布してアスファルトやコンクリート等
で表面を固めれば良く、極めて作業性が良い。

【０００９】本発明蓄熱材原料組成物は蓄熱成分として
のパラフィン類と、好ましくは該パラフィン類１００重
量部当たり５〜３０重量部の炭化水素系有機高分子から
なるバインダ成分である。

【００１０】ここで蓄熱成分として使用されるパラフィ
ン類としては、ＪＩＳ Ｋ ７１２１（プラスチックの
転移温度測定方法）に従って測定したＴ_maxが使用温
度、即ち室温〜１００℃、好ましくは室温〜８０℃前後
の温度域にある有機化合物が使用される。但し、この際
の室温とは、本発明の蓄熱材がその稼働中に遭遇する最
低温度を意味する。

【００１１】パラフィン類の好ましい具体例としては、
各種パラフィン、ロウ、ワックスをはじめ、ステアリン
酸、パルミチン酸等の脂肪酸やポリエチレングリコール
等を例示することができ、これら１種が単独で、または
２種以上の混合物として使用される。

【００１２】本発明において使用する炭化水素系有機高
分子としては、主鎖が基本的に炭化水素であり、主鎖中
における他の成分（例えばＯ、Ｎ、Ｓｉ、ハロゲン等）
の含有量は１０重量％以下、好ましくは５重量％以下で
ある炭化水素系有機高分子の１種または２種以上が用い
られる。かかる炭化水素系有機高分子の例を以下に示
す。

【００１３】（１）ポリオレフィン系ポリマー類：ポリ
メチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のα−オレ
フィンのホモポリマー、オレフィン同士のコポリマー、
α−オレフィンとの他のモノマー、例えば酢酸ビニル、
アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル等とのコポリマ
ーおよび、これらの軽度にハロゲン化されたポリマー等
が挙げられる。これは非結晶性〜低結晶性でもよいし、
結晶性でもよい。

【００１４】（２）熱可塑性エラストマー類：ゴム並び
にプラスチックスの分野で「可塑性エラストマー」とし
て知られている、或いは知られ得るもののうち、少なく
とも前記した室温以上で、且つ使用したパラフィン類の
Ｔ_max＋１０℃の温度域では、好ましくは少なくとも室
温以上で且つＴ_max＋２０℃の温度域では、ゴム弾性を
有するものが使用される。勿論Ｔ_max＋２０℃より高温
度でもゴム弾性を持続する物も使用できる。

【００１５】具体的には、スチレン系、オレフィン系、
ウレタン系、エステル系等の各種の従来公知の熱可塑性
エラストマーが例示できる。

【００１６】（３）炭化水素系ゴム類：天然ゴム、スチ
レン−ブタジエン−共重合体ゴム、ブチルゴム、イソプ
レンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、イチレ
ン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、エチレン−
酢酸ビニル共重合体ゴム、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体ゴム等が例示される。

【００１７】バインダ成分としての炭化水素系有機高分
子は架橋性、非架橋性のいずれであってもよいが、夫々
プラスチック性であるよりもゴム的性質を有するものの
ほうが好ましい。

【００１８】本発明においては、炭化水素系有機高分子
の使用量は、好ましくはパラフィン類１００重量部に対
して５〜３０重量部である。５重量部未満では得られる
組成物の柔軟性が低下して脆くなる傾向があると共に、
Ｔｍａｘ以上においてパラフィン類が滲み出し、或いは
溶融し易くあんる傾向があり、一方３０重量部を超える
過大量ではパラフィン類の使用量が少なくなって蓄熱量
もそれに比例して少なくなる傾向がある。

【００１９】炭化水素系有機高分子の架橋や加硫（以下
それらをまとめて架橋という）を所望する場合は、それ
らはパラフィン類との混合中、或いは混合の後に行われ
る。

【００２０】架橋の方法としては一般に用いられている
化学架橋、シラン架橋（水架橋）、および照射架橋等い
ずれも採用できる。

【００２１】本発明の蓄熱材を架橋するに際してはいず
れの架橋方法を採用するにしてもその架橋度はＪＩＳ
Ｃ ３００５に従って測定してゲル分率にして１重量％
以上（組成物として）、好ましくは２重量％以上であ
る。架橋度が１％以上、好ましくは２％以上とすること
により、蓄熱材の温度が使用したパラフィン類のＴ_max
以上となっても溶融や滴下することなく形状保持を可能
とする。

【００２２】本発明において炭化水素系有機高分子から
なるバインダ成分は下記Ａ或いはその架橋物またはＢの
材料が特に好ましい。かかる場合パラフィン類とバイン
ダ成分との親和性が特に良好であるので、後述の機械的
手段にて両者が混合されなくとも、本発明における必要
量（即ちパラフィン類１００重量部当たり炭化水素系有
機高分子が５〜３０重量部となる量）を炭化水素系有機
高分子粒子に含有させ得ることができる。

【００２３】Ａ．前記（３）の炭化水素系ゴム類と前記
（１）のポリオレフィン系ポリマー類との併用系；

【００２４】この場合のポリオレフィン系ポリマー類と
しては特にその成分としてポリメチレン、ポリエチレ
ン、ポリスチレン等のホモポリマー、オレフィン同士の
コポリマー、オレフィンと他のモノマー、例えば酢酸ビ
ニル、アクリル酸、メタクリル酸等とのコポリマー等で
あり、これらは１種または２種以上で使用されるが、就
中ＪＩＳ Ｋ ７１２１（プラスチックの転移温度測定
方法）によって測定される最高結晶転移温度（通常は融
点に該等する）が使用したパラフィン類のＴ_maxより少
なくとも１０℃高い高結晶性のもの、好ましくはＴ_max
より少なくとも２０℃高いものが使用される。この結晶
性ポリオレフィンは炭化水素系ゴム類との併用下で適度
な柔軟性を有しつつ確実に形状保持性をも達成する。し
かも脆くなく、成形しても割れを生ぜず充分なる保持性
を維持するものである。３成分の配合割合はパラフィン
類１００重量部に対し、炭化水素系ゴム類１〜２０重量
部、好ましくは５〜１５重量部、ポリオレフィン系ポリ
マー類１〜２０重量部、好ましくは５〜１５重量部であ
る。この混合系においては蓄熱材は非架橋状態でもよい
が、ゲル分率にして少なくとも１重量％、好ましくは少
なくとも２重量％に適当な方法、例えば前記した化学架
橋法、水架橋法、照射架橋法、就中水架橋法にて架橋さ
れることが好ましい。

【００２５】Ｂ．前記（２）の熱可塑性エラストマー
類：パラフィン類の少なくともＴ_max以下ではゴム弾性
を示すものが好ましい。この場合Ｔ_max以下の温度では
ゴム弾性を有するが故にパラフィン類をうまく包み込ん
だ状態で該熱可塑性エラストマーで良好に担持できるの
で混合物の取り扱いが容易であり、割れ難くなり、成形
が容易である。更に上記エラストマーはＴ_maxより高温
度においてもゴム弾性を持続するために、本発明の蓄熱
材は溶融したり滴下することはない。

【００２６】本発明に於いてはこの組成物をまず溶融
し、混合する。溶融温度は少なくともパラフィン類及び
炭化水素系有機高分子の溶融温度以上である。混合は機
械的手段による混合である限り、各種の混合手段がいず
れも採用され、代表的な手段として、例えば撹拌、混
合、混練等を例示出来る。尚、機械的手段にての混合と
は、パラフィン類と炭化水素系有機高分子の双方中の少
なくとも１成分の溶融物に残余の成分が少なくとも膨
潤、好ましくは溶解することにより、或いは高温度によ
り、混合対象となるいずれの成分も外力にて流動変形し
うる状態において撹拌、混合、或いは混練する行為を意
味する。例えば１００〜２００℃に保持されたパラフィ
ン類の溶融物に炭化水素系有機高分子を溶解し、得られ
る高温度の溶液を撹拌混合する態様、混合各成分が軟化
する温度、例えば５０〜２５０℃で２本ロール、バンバ
リーミキサー、押出機、２軸混練押出機等の通常の混練
機を使用して混練混合する態様が例示される。混合の程
度は可及的に充分であることが好ましいが、一般には１
〜１５０分程度の混合を行って目視にて一様に混合され
たと判断される程度である。

【００２７】次いで、本発明に於いては上記溶融、混合
物を冷却する。冷却は所定の温度に冷却出来る手段であ
ればいずれの手段でもかまわない。最も好ましい手段は
上記混合物を水中に落下させる手段である。混合物の表
面が固化すればその後大気中に放置して冷却すれば良
い。

【００２８】しかして、混合物はランダムなブロック体
となる。この際のランダムなブロック体とは、任意形状
の固まりであって、粉砕機により粉砕できる程度の固化
物をいう。

【００２９】本発明に於いては、最後にこのランダムな
ブロック体を粉砕する。この粉砕はブロック体が粉末あ
るいは粒となる限り、特にその形状や大きさは限定され
ない。通常１ｍｍ〜数十ｍｍ程度に粉砕すればよい。

【００３０】本発明に於いては粉砕の前後又は粉砕中に
離形剤を撒布することができる。これにより、粉砕物が
ブロッキングして固まりにならないようにすることがで
きる。使用する離形剤としては従来から知られているも
のが広く使用出来、例えばタルク、クレー、シリカ、炭
酸マグネシウム等の無機系鉱物質離形剤、シリコン、フ
ッ素系離形剤、界面活性剤、脂肪酸金属塩（ステアリン
酸亜鉛やステアリン酸カルシウム）等の有機系離形剤を
例示出来る。

【００３１】離形剤を撒布する手段としては、例えば
１．単に振りかける。２．振りかけて撹拌する。３．離
形剤の中にランダムなブロックや粉砕物を投入する。
４．水槽の中に離形剤を予め入れておき、その中にラン
ダムなブロック又は粉砕物を投入して離形剤を付着させ
る等の手段が好ましいものとして例示出来る。要は、離
形剤が蓄熱材に付着する方法であれば、特に限定される
ものでない。

【００３２】離形剤の付着量は特に限定されるものでは
なく、粉砕物がブロッキングして固化するのを充分に防
止出来る量であれば良い。通常０.００１〜５％程度で
ある。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、蓄熱材組成物を溶融、
混合をしたものをすぐに冷却してランダムなブロック体
とし、これを粉砕しているために、蓄熱材の成形工程中
に於ける各難点を防止することができる。例えば成形中
に長時間を有したり、冷却中に場所をとったりするよう
な難点が解決される。加えてプレスやロールによる成形
や押出し成形も可能となり、成形手段自体も広く各種の
簡便な手段を採用することが出来る。従って産業上に於
ける効果は極めて大きい。

【００３４】

【実施例】以下に実施例を示して本発明を説明する。

【００３５】

【実施例１】蓄熱材原料組成物の組成 １１５°Ｆパラフィン １００重量部 熱可塑性エラストマー １５重量部 （シェル化学社製、商品名クレイトンＧ） ポリエチレンワックス ５重量部 酸化防止剤 ０．５重量部

【００３６】この原料組成物を１５０℃で溶融し、撹拌
して混合した。

【００３７】次いで、これを水中に落下して冷却し、水
中から取り出してランダムなブロック体を製造した。ブ
ロック体の形状は、長経５０〜７００ｍｍ、短経３０〜
４００ｍｍ、厚さ５〜１００ｍｍのような楕円形であっ
た。

【００３８】このブロック体を粉砕機でφ２０ｍｍパス
の粒度の粉粒体とした。この粉粒体を箱詰めにして運搬
し、下地コンクリート上に布設した面ヒータ上に約２５
ｍｍ厚に敷設し、さらにその上に４０ｍｍ厚のモルタル
を付設後、該表層に床材を施工して蓄熱式床暖房を構築
した。かかる工程において、蓄熱材製造および、運搬、
施工性共に極めて簡便であった。

【００３９】

【実施例２】実施例１と同様にランダムなブロック体を
製造し、次いで、粉砕機でφ２０ｍｍパスの粒度の粉粒
体とした際、離型材としてタルク粉をふりかけてかきま
ぜた。

【００４０】かかる粉粒体は、箱詰めにせずとも、袋詰
めにして運搬しても、蓄熱式床暖房施工時にブロッキン
グすることなく容易に敷設できた。

【００４１】

【実施例３】実施例１の粉粒体を４０℃〜６０℃のプレ
ス機で、１５０Ｋｇ／ｃｍ²〜３００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力
でプレス成形し、巾２５０ｍｍ、長さ８００ｍｍ、厚さ
２２ｍｍの板状体を得、これをアルミラミネート袋に挿
入し、住宅用蓄熱材を得た。これは、根太間に敷設する
蓄熱式床暖房用蓄熱材として、製造性、施工性共に極め
て簡便であった。

【００４２】

【実施例４】実施例１に於いて、その原料組成物を下記
の組成とし、その他は実施例１と同様に処理してブロッ
ク体とした。ブロック体の形状は、長径Ｍａｘ４００ｍ
ｍ、短径Ｍａｘ２００ｍｍ、厚さＭａｘ６０ｍｍの略楕
円形の塊で、塊の中心部は３０〜８０℃とまだ充分冷え
きっていなかった。この塊に離型材として、ステアリン
酸亜鉛とタルク粉の混合物をまぶし、ホットメルト粉砕
機（ホットクラッシャー）でφ２０ｍｍパスの粒度の粉
粒体とし、ドラム管詰めとした。かかる工程は非常に簡
便であり、運搬性も良く、事務所床暖房装置への施工性
もよく、また、ロール成形や押出成形等の二次成形材へ
の供給性も良かった。

【００４３】蓄熱材原料組成物の組成 １１５°Ｆパラフィン ５０重量部 飽和高級アルコール（Ｃ₁₆） ５０重量部 ポリエチレン ５重量部 エチレン−プロピレンゴム １５重量部 酸化防止剤 ０．５重量部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パラフィン類と炭化水素系有機高分子とか
   ら成る蓄熱材原料組成物を溶融、混合し、これを冷却し
   てランダムなブロック体とし、次いで粉砕することを特
   徴とする蓄熱材の製造方法。
2. 【請求項２】上記蓄熱材原料組成物が、パラフィン類１
   ００重量部と炭化水素系有機高分子５〜３０重量部から
   成るものである請求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】粉砕の前後又は粉砕中に蓄熱材原料組成物
   上に離形剤を撒布することを特徴とする請求項１に記載
   の製造方法。