JPH0641522A - 蓄熱材 - Google Patents

蓄熱材

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JPH0641522A
JPH0641522A JP4198825A JP19882592A JPH0641522A JP H0641522 A JPH0641522 A JP H0641522A JP 4198825 A JP4198825 A JP 4198825A JP 19882592 A JP19882592 A JP 19882592A JP H0641522 A JPH0641522 A JP H0641522A
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JP
Japan
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heat storage
heat
latent heat
polyolefin
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Pending
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JP4198825A
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English (en)
Inventor
Futoshi Maeda
太 前田
Takashi Kishimoto
隆 岸本
Mikio Sei
三喜男 清
Mitsuhiro Tsuruki
充啓 鶴来
Akira Sugawara
亮 菅原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 潜熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混合物を
含んでなる蓄熱材の潜熱蓄熱材しみだし率を低減させ、
その熱伝導率を制御し、さらに効果的に難燃化する。 【構成】 この発明の蓄熱材は、潜熱蓄熱材とポリオレ
フィンの溶融混合物に、水酸化アルミニウムと赤リンが
含まれてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、相変化に伴い発生す
る潜熱を利用した蓄熱材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】潜熱蓄熱材は、その固相−液相間の相転
移に伴う潜熱を利用して、大量の熱を蓄えるものである
が、近年、この潜熱蓄熱材をカプセル化したり、マトリ
クス中に分散したりして固定して利用できる蓄熱材が開
発されてきている。カプセル化はコストや用途に制約を
うけるため現実的ではない。一方、潜熱蓄熱材のマトリ
クス中への固定は充分なものではないため使用中に潜熱
蓄熱材がしみだしてくる問題を有している。
【0003】潜熱蓄熱材を利用した蓄熱材は、その熱伝
導率に蓄放熱効率が左右されるものであるが、それを制
御するのは困難である。また、このような蓄熱材は、融
点が低く、一般に引火点も低いため、非常に燃焼性の高
いものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の潜熱蓄熱材
を固定化した蓄熱材は、使用中に潜熱蓄熱材がしみだし
てきたり、熱伝導率を最適に制御できずに蓄放熱効率が
低いという問題点を有している。また、同時に燃焼性が
非常に高いことも欠点である。そこで、この発明は、潜
熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混合物を含んでなる蓄
熱材の潜熱蓄熱材しみだし率を低減させ、その熱伝導率
を制御し、さらに効果的に難燃化した蓄熱材を提供する
ことを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、潜熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混
合物に、水酸化アルミニウムと赤リンが含まれてなる蓄
熱材を提供する。この発明の蓄熱体は、潜熱蓄熱材とポ
リオレフィンの溶融混合物に、水酸化アルミニウムと赤
リンが含まれているとともに、さらに、ポリリン酸アン
モニウム、含臭素添加剤および三酸化アンチモンも含ま
れているものであってもよい。
【0006】この発明で用いる潜熱蓄熱材は、固相−液
相間の相転移に伴う潜熱を利用して、大量の熱を蓄える
ものであり、たとえば、パラフィン、脂肪酸、脂肪酸エ
ステルなどの有機系潜熱蓄熱材などが挙げられるがこれ
らに限られるものではない。ポリオレフィンは、たとえ
ば、上述のように潜熱蓄熱材を分散、固定、または、カ
プセル化するためのマトリックスとして用いられ、ポリ
エチレンなどが挙げられるがこれに限られるものではな
い。
【0007】この発明では、ポリオレフィンとともに、
潜熱蓄熱材のしみだし防止などのためにエチレン−αオ
レフィン共重合体を併用しても良い。この発明の蓄熱材
では、潜熱蓄熱材とポリオレフィンの比率は特に制限は
ないが、たとえば、潜熱蓄熱材とポリオレフィンの合計
量100重量部に対して、潜熱蓄熱材50〜90重量
部、ポリオレフィン10〜50重量部である。潜熱蓄熱
材の添加量が上記範囲を上回ると蓄熱時に蓄熱体が形を
保持しないおそれがあり、下回ると蓄熱量が低くなりす
ぎ蓄熱体としての意味をなさないおそれがある。
【0008】この発明では、潜熱蓄熱材とポリオレフィ
ンとは従来と同様の方法で溶融混合されて蓄熱材とされ
る。この発明で加える水酸化アルミニウムは、ベースと
なる蓄熱材(潜熱蓄熱材とポリオレフィンおよび必要に
応じて添加されるエチレン−αオレフィン共重合体の溶
融混合物)より熱伝導率が大きいもので、その粒径は微
細である方がしみだし率の低減に寄与が大きく分散性も
良いが、ベースとなる蓄熱材の添加時の溶融粘度によっ
ては混練性が悪くなることが考えられるため、数μm〜
数十μmであれば良い。
【0009】この発明で加える赤リンは、おもに難燃化
において水酸化アルミニウムとの相乗効果をもたらし、
その効果を発揮する。水酸化アルミニウムの添加部数
は、難燃化のためには多い方が良いが、機械的強度の低
下を考えるとベース蓄熱材(潜熱蓄熱材とポリオレフィ
ンと必要に応じて添加されるエチレン−αオレフィン共
重合体の溶融混合物)100重量部に対して、たとえ
ば、10〜30重量部の割合での添加が効果的である。
また、難燃化を考えた場合、ベースとなる蓄熱材に対し
ては同じ水酸化物でも比較的低温で分解が始まり、燃焼
を制御する効果が現れるものが望ましい。そうした点か
ら水酸化マグネシウムより水酸化アルミニウムの方が低
温で分解するため効果的である。
【0010】赤リンは少量でも効果を発揮するので、水
酸化アルミニウムと同様の理由で必要以上添加しない方
が良く、たとえば、赤リン含有率が75〜100%のも
のを上記ベース蓄熱材100重量部に対して2〜5重量
部の割合で添加される。ポリリン酸アンモニウムと含臭
素添加剤は、上記配合の蓄熱材をさらに相乗的に難燃化
するもので、三酸化アンチモンとの併用でさらに効果が
発揮できる。含臭素添加剤としては臭化アンモニウムや
臭素化ポリスチレンなどが挙げられる。
【0011】ポリリン酸アンモニウム、含臭素添加剤、
三酸化アンチモンの添加部数は特に制限はないが、たと
えば、上記ベース蓄熱材100重量部に対して、ポリリ
ン酸アンモニウム5〜15重量部、含臭素添加剤3〜5
重量部、三酸化アンチモン1〜3重量部の割合とされ
る。これらの添加剤の蓄熱材への添加および蓄熱材の成
形は、混練押し出し機などによって行い、添加される難
燃材の分散は充分良好にしておく方が好ましいが、特に
この方法に限定されるものではない。添加の順序には特
に制限はない。
【0012】
【作用】この発明の蓄熱材に用いる、水酸化アルミニウ
ムや赤リンなどはベースとなる蓄熱材と比べて熱伝導率
がはるかに大きい。このため、水酸化アルミニウムや赤
リンが、潜熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混合物から
なる蓄熱材に分散されていることにより、蓄熱材の熱伝
導率は増加する。これは、蓄熱材の蓄放熱効率を向上さ
せる。また、同時にしみだし率も低下させることができ
る。
【0013】この発明の蓄熱材では、水酸化アルミニウ
ム、赤リンなどを混合してなるので、燃焼の初期の段階
では、水酸化アルミニウムの分解で生じる水により冷却
効果を発揮し、さらに燃焼が進むと赤リンがリン酸とな
り、リン酸ポリマー層やリン酸により炭化促進されて生
じる炭化層が燃焼面を覆い始め、燃焼の拡大を阻止す
る。このような燃焼のステージにより複数の難燃材の難
燃効果が段階的に発現することで個々の添加剤のもつ難
燃効果を相乗的に最大に活かすことができる。
【0014】さらに加えて、この発明の蓄熱材がポリリ
ン酸アンモニウム、含臭素添加剤と三酸化アンチモンを
も含んでいる場合には、次のような効果がさらに発揮さ
れる。ポリリン酸アンモニウムは、赤リンがリン酸にな
り始めるまで初期の燃焼ステージで、リン酸を供給する
効果を付与できる。また、含臭素添加剤と三酸化アンチ
モンは、自消性を付与するもので、この単独の効果で
は、潜熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混合物からなる
蓄熱材を難燃化するのは困難であるが、前述の添加剤と
の複合では効果を発揮する。
【0015】
【実施例】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。 (実施例1)本実施例は、潜熱蓄熱材として日本精蝋
(株)製のパラフィン(融点52℃)、ポリオレフィン
として昭和電工(株)製の直鎖状高密度ポリエチレン
「S6006M」(融点128℃)、さらに潜熱蓄熱材
のしみだし防止用添加剤として三井石油化学工業(株)
製の「タフマーP−0680」(エチレン−αオレフィ
ン共重合体、αオレフィンはプロピレン)を加えて14
0℃で混練した蓄熱材に、添加剤として水酸化アルミニ
ウム、赤リンを加えて混合した後、冷却速度1℃/分で
冷却してこの発明の蓄熱材を得た。
【0016】前記パラフィン、しみだし防止用添加剤お
よび直鎖高密度ポリエチレンを重量比7:2:1の割合
として、加熱混合した溶融蓄熱材に、前記添加剤を、ベ
ース蓄熱材を100とした時の重量部数で、水酸化アル
ミニウム25部、赤リン5部をそれぞれ添加し、充分に
混練を行った後、冷却して蓄熱材のサンプルを作製し
た。また、比較サンプルとして、ベース蓄熱材を作製し
た。
【0017】両サンプルについて、図1に示した温度条
件の雰囲気中で200サイクルの寒熱繰り返し試験を行
い、試験後80℃に加熱し、サンプルの周囲にしみだし
たパラフィンの、初期のパラフィン量に対する重量割合
を求め、しみだし率を計測した。熱伝導率は、ボード状
サンプルを熱流計法で測定した。また、燃焼性の評価と
して、図2に示したASTM D635に準じる燃焼速
度試験を行った。図2中のAにみるように、125mmの
薄板状のサンプル1に標線2を付けたものを、図2中の
B(AのM視図)にもみるように45°傾けて支持台に
水平に取り付け、サンプル1の先端下部から、図2中の
Cにもみるように25mmの炎の着火源3で着火した。そ
の結果を表1に示した。
【0018】(実施例2)実施例1の配合に加えてポリ
リン酸アンモニウム10重量部、臭化アンモニウム3重
量部および三酸化アンチモン1重量部をそれぞれ添加
し、充分に混練を行った後、冷却して蓄熱材のサンプル
を作製した。実施例1と同様の評価を行った結果を表1
に示した。
【0019】
【表1】
【0020】表1にみるように、実施例1の蓄熱材を比
較サンプルであるベース蓄熱材と比べると、実施例1の
蓄熱材は、しみだし率、熱伝導率および燃焼性のすべて
において改善されていることがわかる。実施例2の蓄熱
材は、比較例と比べて全ての評価で優れているのはもち
ろん、実施例1と比べても特に燃焼速度において遅くな
っており、向上している。
【0021】
【発明の効果】この発明によれば、潜熱蓄熱材とポリオ
レフィンの溶融混合物を含んでなる蓄熱材の潜熱蓄熱材
しみだし率を低下し、その熱伝導率を制御し、さらに効
果的に難燃化した蓄熱材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の評価を行った寒熱繰り返し試験条件
を示すグラフ図である。
【図2】この発明の評価を行った燃焼試験を模式的に示
す図である。
【符号の説明】
1 蓄熱材サンプル 2 標線 3 着火源(バーナー青色炎)
【手続補正書】
【提出日】平成4年11月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】この発明で加える赤リンは、おもに難燃化
において水酸化アルミニウムとの相乗効果をもたらし、
その効果を発揮する。水酸化アルミニウムの添加部数
は、難燃化のためには多い方が良いが、機械的強度の低
下を考えるとベース蓄熱材(潜熱蓄熱材とポリオレフィ
ンと必要に応じて添加されるエチレン−αオレフィン共
重合体の溶融混合物)100重量部に対して、たとえ
ば、10〜30重量部の割合での添加が効果的である。
また、難燃化を考えた場合、ベースとなる蓄熱材に対し
ては同じ水酸化物でも比較的低温で分解が始まり、燃焼
抑制する効果が現れるものが望ましい。そうした点か
ら水酸化マグネシウムより水酸化アルミニウムの方が低
温で分解するため効果的である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴来 充啓 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 菅原 亮 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潜熱蓄熱材とポリオレフィンの溶融混合
    物に、水酸化アルミニウムと赤リンが含まれてなる蓄熱
    材。
  2. 【請求項2】 ポリリン酸アンモニウム、含臭素添加剤
    および三酸化アンチモンも含まれている請求項1記載の
    蓄熱材。
  3. 【請求項3】 潜熱蓄熱材として、有機系潜熱蓄熱材が
    用いられている請求項1または2記載の蓄熱材。
JP4198825A 1992-07-24 1992-07-24 蓄熱材 Pending JPH0641522A (ja)

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