JPH0617042A - 蓄熱成分及び蓄熱材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱成分が融解して液体状態となっても流出
せず、蓄熱温度が３５〜４５℃で蓄熱量に優れ、蓄熱方
式の暖房システム等に好適な蓄熱成分、ないし蓄熱材を
得ること。 【構成】 １１５°Ｆパラフィンワックス１００重量部
あたり、エイコサンを２０〜１５０重量部含有する蓄熱
成分、及びかかる蓄熱成分と炭化水素系有機高分子との
固体状混合物からなる蓄熱材。 【効果】 取扱性、成形性に優れて種々の形態で利用で
き、蓄熱量、形状保持性に優れて夜間の余剰電力や余剰
熱等を利用して経済的に蓄熱できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、暖房用等に好適な蓄熱
成分、及びそれを固体状態で保持して取扱性に優れる蓄
熱材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、温水パイプや電気ヒーター等を敷
設した上に床板等を設けてなる床暖房システムが提案さ
れていた。しかしながら、ガスや石油やヒートポンプ等
による温水の形成、あるいは電気ヒーターによる加温に
多量のエネルギーを要し、エネルギーの消費量が大きい
問題点があった。かかるエネルギーの大量消費は、ラン
ニングコストの増大などとして表出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記に鑑みて本発明者
らは、エネルギー消費量の節約をはかるべく鋭意検討を
重ねて蓄熱成分の凝固熱を利用する方式に想到した。す
なわち、液体状態の蓄熱成分が高温を維持しつつ潜熱を
放出して凝固することに着目し、その凝固熱（潜熱）に
基づいて蓄熱する方式に想到した。かかる方式によれ
ば、夜間の余剰電力等を利用して蓄熱成分を溶解させ、
それが冷却固化（凝固）する際の放熱作用による暖房シ
ステムの構築なども可能になる。

【０００４】しかし蓄熱成分は、融解して液体状態とな
るためそのままでは実用に供しにくく、前記方式の実用
化には蓄熱成分が融解して液体状態となっても流出を防
止できる蓄熱材であることが必要である。また本発明者
らは鋭意研究の結果、暖房等による室温は１９〜２３℃
が適当で、かかる室温を建物の構造等を考慮して実現す
るためには蓄熱材の蓄熱温度を３５〜４５℃に設定する
ことが好ましいことを究明した。しかし公知の蓄熱成分
を用いて前記の目的を達成することはできないことが判
明した（特公昭５５−１１６７８６号公報、特公昭５６
−１６０８９号公報）。

【０００５】従って本発明は、蓄熱成分が融解して液体
状態となっても流出せず、蓄熱温度が３５〜４５℃で蓄
熱量に優れる、蓄熱方式の暖房システムなどに好ましく
用いうる蓄熱成分、ないし蓄熱材の開発を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、１１５°Ｆパ
ラフィンワックス１００重量部あたり、エイコサンを２
０〜１５０重量部含有することを特徴とする蓄熱成分、
及びかかる蓄熱成分と炭化水素系有機高分子との固体状
混合物からなることを特徴とする蓄熱材を提供するもの
である。

【０００７】

【作用】蓄熱成分を炭化水素系有機高分子と混合して固
体状混合物とすることにより、蓄熱成分が融解して液体
状態となっても全体としては固体状体を保持し、取扱い
性に優れて種々の形態に容易に成形できる蓄熱材を得る
ことができる。そしてその場合に、蓄熱成分として入手
が容易な１１５°Ｆパラフィンワックス１００重量部に
エイコサンを２０〜１５０重量部配合したものを用いる
ことにより、蓄熱温度が３５〜４５℃で蓄熱量に優れる
蓄熱材を形成することができる。

【０００８】

【発明の構成要素の例示】本発明の蓄熱材は、１１５°
Ｆパラフィンワックス１００重量部あたり、エイコサン
を２０〜１５０重量部含有する蓄熱成分を炭化水素系有
機高分子と混合した固体状のものからなる。

【０００９】本発明において用いる１１５°Ｆパラフィ
ンワックス及びエイコサンは、不純物を含有していても
よい。一般には、蓄熱量の点より５０％以上の純度、好
ましくは約９０％以上の純度を有するものが用いられ
る。従って、通例の工業用市販品をそのまま用いること
ができる。

【００１０】蓄熱成分は、１１５°Ｆパラフィンワック
ス１００重量部あたり、エイコサンを２０〜１５０重量
部、好ましくは２５〜１００重量部配合したものであ
る。エイコサンの配合量が前記範囲外では、暖房用途に
好適な蓄熱温度ないし蓄熱量を有する蓄熱材を形成する
ことができない。

【００１１】蓄熱成分は、必要に応じて例えばカプリル
アルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコー
ル、パルミチルアルコール、セチルアルコール、ステア
リルアルコールなどの高級アルコール類を含有していて
もよい。高級アルコール類は、蓄熱温度や蓄熱量等の調
節剤として機能し、その配合量は１１５°Ｆパラフィン
ワックスの等量以下が一般的であるがこれに限定されな
い。なお蓄熱成分には、エチレン系重合体、フェノー
ル、アミン等の各種の酸化防止剤、シリカ等の増粘剤、
シラン等のカップリング剤などの適宜な添加剤を配合す
ることができる。

【００１２】前記の蓄熱成分は、袋やパイプ、中空ボー
ル等の被覆体による封入形態、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエステル等の有機高分子からなる袋にパッ
ク詰めして冷却過程でシートや板等に成形した形態、
布、壁、板等の多孔質体に含浸させた形態、マイクロカ
プセル中に封入した形態、有機高分子と混合した形態な
ど適宜な形態で用いることができる。その場合、必要に
応じて金属等の伝熱性物質からなる均熱化層を付加する
ことができる。

【００１３】本発明の蓄熱材は、蓄熱成分を炭化水素系
有機高分子と混合して固体状混合物としたものである。
その場合、撹拌処理、混合処理、混練処理等の機械的手
段による混合方式が好ましい。機械的手段による混合方
式によれば、大量の蓄熱成分を混合しても、成形加工性
に優れ、蓄熱成分が移行（ブリード）しにくくてベトつ
きにくい混合物を容易に得ることができる。

【００１４】機械的手段による混合は例えば、溶融物と
した一方にそれに膨潤、ないし溶解する他方を撹拌混合
する方式、両者を加熱して流動状態ないし溶融物として
それらを混練、ないし撹拌混合する方式など、適宜な方
式で行ってよい。また混練には、例えば２本ロール、バ
ンバリーミキサー、押出機、２軸混練押出機などの通例
の混合機を用いることができる。

【００１５】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１０重量％以
下、就中５重量％以下のものが好ましく用いうる。その
例としては、オレフィン系ポリマー、熱可塑性エラスト
マー、炭化水素系ゴムなどがあげられる。炭化水素系有
機高分子としては、１種又は２種以上を用いることがで
き、架橋物とすることもできる。また炭化水素系のワッ
クス状高分子などを併用することもできる。

【００１６】前記オレフィン系ポリマーの具体例として
は、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−オレフィンと酢酸ビニル、アクリル酸エチ
ル、メタクリル酸エチルの如き他種モノマーとのコポリ
マー、それらの軽度にハロゲン化されたポリマーなどが
あげられる。

【００１７】前記熱可塑性エラストマーの具体例として
は、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル
系等の公知物のいずれもあげることができ、少なくとも
室温から併用する蓄熱成分の凝固点よりも１０℃高い温
度域でゴム弾性を有するものが好ましく用いられる。

【００１８】前記炭化水素系ゴムの具体例としては、天
然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、イソ
プレンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プ
ロピレン・ジエンゴム、エチレン・酢酸ビニルゴム、エ
チレン・エチルアクリレートゴムなどがあげられる。炭
化水素系ゴム１〜２０重量部とオレフィン系ポリマー１
〜２０重量部の併用系、特に化学架橋法、水架橋法、照
射架橋法等による架橋系は柔軟性、保形性、成形性、強
靱性などの点より好ましく用いうる。

【００１９】固体状混合物は、ガスや発泡剤等による発
泡化、シラスバルーン等の添加などによる低比重化、あ
るいは金属やセラミック等の無機系高密度充填材等の添
加による高比重化などにより比重を調節することもでき
る。また、有機繊維や無機繊維の充填、あるいは紐、ワ
イヤ、不織布、織布、網等の支持体の使用による補強形
態とすることもできる。その他、固体状混合物には種々
の添加剤、酸化防止剤、着色剤、顔料、帯電防止剤、防
黴剤、難燃剤、防鼠剤、金属やカーボン等の伝熱材など
の適宜な配合剤を添加して実用に供することができる。

【００２０】また固体状混合物は、ペレット等の粉末な
いし顆粒物やボール等の塊のほか、流し込み方式、プレ
ス方式、押出成形方式、射出成形方式等の適宜な方式
で、紐、シート、板、棒、ハニカム体、パイプ等の任意
な形態に加工して実用に供することができる。さらに溶
融物の流し込み方式等により、適用箇所に直接展開する
方式なども採ることができる。従って本発明の蓄熱材
は、使用目的に応じた任意な形態に成形することができ
る。

【００２１】本発明の蓄熱材は、蓄熱式熱源として暖房
や保温などの種々の目的に用いることができる。床暖房
への適用方式としては例えば、温水の配管を蓄熱材で形
成する方式、温水中に顆粒物等からなる蓄熱材を投入し
て循環させる方式、シート等からなる蓄熱材で温水配管
を被覆する方式、床仕上げ材の下に温水配管やヒーター
等からなる適宜な熱源と共に板、棒、ハニカム体、パイ
プ等からなる蓄熱材を敷設する方式などがあげられる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、蓄熱成分が液体状態と
なっても流出させずに保持して固体状体を維持する蓄熱
材を得ることができ、その取扱性に優れると共に、成形
性に優れて種々の形態で利用でき、蓄熱量、形状保持性
に優れている。また暖房に好適な蓄熱温度を有して、夜
間の余剰電力や余剰熱等を利用して経済的に蓄熱するこ
とができる。

【００２３】

【実施例】

実施例１ １１５°Ｆパラフィンワックス８０部（重量部、以下同
じ）と、純度９８％のエイコサン（主な不純物：オクタ
デカン、ヘキサデカン、ガスクロマトグラフィーによる
測定、以下同じ）２０部と、熱可塑性エラストマー（シ
ェル化学社製、クレイトンＧ１６５０、以下同じ）１５
部と、炭化水素系ワックス（三井石油化学工業社製、ハ
イワックス４００Ｐ、軟化点１３６℃、以下同じ）５部
を加熱溶融下に、酸化防止剤（２，２，４−トリメチル
−１，２−ジヒドロキノリンの重合物、以下同じ）０．
５部と共に撹拌混合して蓄熱材（固体状混合物）を得
た。

【００２４】実施例２ １１５°Ｆパラフィンワックスの使用量を７０部とし、
純度９８％のエイコサンの使用量を３０部としたほかは
実施例１に準じて蓄熱材（固体状混合物）を得た。

【００２５】実施例３ １１５°Ｆパラフィンワックスの使用量を６０部とし、
純度９８％のエイコサンの使用量を４０部としたほかは
実施例１に準じて蓄熱材（固体状混合物）を得た。

【００２６】実施例４ １１５°Ｆパラフィンワックスの使用量を５０部とし、
純度９８％のエイコサンの使用量を５０部としたほかは
実施例１に準じて蓄熱材（固体状混合物）を得た。

【００２７】実施例５ １１５°Ｆパラフィンワックス６０部と、純度９８％の
エイコサン２０部と、セチルアルコール２０部と、熱可
塑性エラストマー１５部と、炭化水素系ワックス５部を
加熱溶融下に、酸化防止剤０．５部と共に撹拌混合して
蓄熱材（固体状混合物）を得た。

【００２８】比較例１ １１５°Ｆパラフィンワックスをそのまま蓄熱材として
用いた。

【００２９】比較例２ 純度９８％のエイコサンをそのまま蓄熱材として用い
た。

【００３０】評価試験 実施例、比較例で得た蓄熱材について下記の特性を調べ
た。 蓄熱温度 ＪＩＳ Ｋ ７１２１に準拠して示差走査熱量計にて０
〜６０℃間を２℃／分の速度で昇温又は降温し、その際
のピーク温度の平均を求めた。

【００３１】蓄熱量 ＪＩＳ Ｋ ７１２２に準拠して前記の蓄熱温度試験に
おける全吸熱量と全放熱量を調べ、その平均を求めた。

【００３２】形状保持性 １cm角ブロックの蓄熱材を６０℃で１日間放置したの
ち、形状の変化を調べ、ほぼ原形を保持しているものを
良、流動又は形状変化したものを不良として評価した。

【００３３】ブリード性 蓄熱材を６０℃で７日間放置したのち、蓄熱成分が滲み
出るか否かを調べ、滲み出ないものを良とした。

【００３４】加工性 蓄熱材形成用の混合成分を１５０℃で撹拌混合したのち
常温に放置して固化させ、それを切り取って混合成分の
分散状態を調べ、均一に分散している場合を良とした。

【００３５】前記の結果を表１に示した。

【表１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １１５°Ｆパラフィンワックス１００重
   量部あたり、エイコサンを２０〜１５０重量部含有する
   ことを特徴とする蓄熱成分。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の蓄熱成分と炭化水素系
   有機高分子との固体状混合物からなることを特徴とする
   蓄熱材。