JPH0860143A - 蓄熱体 - Google Patents

蓄熱体

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JPH0860143A
JPH0860143A JP6196368A JP19636894A JPH0860143A JP H0860143 A JPH0860143 A JP H0860143A JP 6196368 A JP6196368 A JP 6196368A JP 19636894 A JP19636894 A JP 19636894A JP H0860143 A JPH0860143 A JP H0860143A
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JP
Japan
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heat storage
organic
less
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crystallinity
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JP6196368A
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English (en)
Inventor
Akira Sugawara
亮 菅原
Mikio Sei
三喜男 清
Koichi Takahama
孝一 高濱
Kenji Tsubaki
健治 椿
Hitoshi Kudo
均 工藤
Nobuaki Yabunouchi
伸晃 薮ノ内
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】 樹脂に有機系蓄熱材を担持した蓄熱体であっ
て、有機系蓄熱材のしみだしが少なく、且つ、寸法変化
の小さい蓄熱体を提供する。 【構成】 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレ
フィンと、分子量が2万以下のポリエチレンワックスと
からなる基質に、固相−液相間を可逆的に相転移する有
機系蓄熱材が分散した状態で担持させてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は相転移に伴う潜熱を利用
した蓄熱体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりパラフィン等の有機系蓄熱材を
樹脂に担持した蓄熱体は、この有機系蓄熱材の固相−液
相間の相転移に伴う潜熱を利用した潜熱蓄熱材である。
このような固相−液相間の相転移を利用した潜熱蓄熱材
においては、相の転移により液体になった際、有機系蓄
熱材が担持されている樹脂から流出するのを防ぐ配慮が
必要となる。特開昭59−170180号公報では樹脂
として超高分子ポリエチレン、特開昭62−18778
2号公報ではポリオレフィンが提案されている。しか
し、近年の蓄熱体の使用範囲の拡大に伴い、有機系蓄熱
材のしみ出しをより少なく、且つ、より寸法変化の小さ
い蓄熱体が求められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、樹脂に
有機系蓄熱材を担持した蓄熱体であって、有機系蓄熱材
のしみだしが少なく、且つ、寸法変化の小さい蓄熱体を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
蓄熱体は、結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレ
フィンと、分子量が2万以下のポリエチレンワックスと
からなる基質に、固相−液相間を可逆的に相転移する有
機系蓄熱材が分散した状態で担持させてなることを特徴
とする。
【0005】本発明の請求項2に係る蓄熱体は、請求項
1記載の蓄熱体において、上記分子量が2万以下のポリ
エチレンワックスの結晶化度が60%以上であることを
特徴とする。
【0006】本発明の請求項3に係る蓄熱体は、請求項
1又は請求項2記載の蓄熱体において、上記有機系蓄熱
材が結晶性ハイドロカーボン、結晶性脂肪酸、及び結晶
性脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種であるこ
とを特徴とする。
【0007】本発明の請求項4に係る蓄熱体は、請求項
1乃至請求項3いずれか記載の蓄熱体において、上記結
晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンがポリ
プロピレンであることを特徴とする。
【0008】本発明の請求項5に係る蓄熱体は、請求項
1乃至請求項4いずれか記載の蓄熱体において、上記基
質が、無機フィラー、ガラス繊維、ウィスカー、金属繊
維、有機フィラー、有機繊維からなる群のうち少なくと
も1種以上の添加剤を構成材料とすることを特徴とす
る。
【0009】以下、本発明を詳しく説明する。本発明の
蓄熱体は、結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレ
フィンと、分子量が2万以下のポリエチレンワックスと
からなる基質に、固相−液相間を可逆的に相転移する有
機系蓄熱材が分散した状態で担持したものである。
【0010】上記基質を構成する低結晶性のポリオレフ
ィンはX線回折法による結晶化度が40%以下である。
結晶化度が40%以下の低結晶性のポリオレフィンを有
機系蓄熱材の担持体として用いると、蓄熱体からの有機
系蓄熱材の溶出が防止される。上記低結晶性のポリオレ
フィンの結晶化度は溶出の防止の点で30%以下がより
好ましく、特に20%以下がさらに好ましい。上記低結
晶性のポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレ
ン、アタクチックポリプロピレン、エチレンとα−オレ
フィンとの共重合体が挙げられる。このα−オレフィン
としては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1
−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン
等が挙げられる。特に好ましくはプロピレンであるが、
これに限定するものではない。
【0011】本発明の蓄熱体は基質に分子量が2万以下
のポリエチレンワックスを構成材料とする。上記ポリエ
チレンワックスは低分子量のポリエチレンで、ハイドロ
カーボンとポリオレフィンとの中間の分子量を示す。上
記ポリエチレンワックスは融点が90℃以上のものが好
ましく、融点が110℃以上がより好ましい。上記ポリ
エチレンワックスを有機系蓄熱材の担持体として用いる
と、蓄熱体からの有機系蓄熱材の溶出防止と蓄熱体の寸
法変化を小さくする働きがあり、蓄熱体の形状保持に有
効である。上記分子量が2万以下のポリエチレンワック
スの結晶化度は蓄熱体の形状保持の点から60%以上が
好ましく、特に結晶化度が80%以上がより有効であ
る。
【0012】上記有機系蓄熱材は固相−液相間を可逆的
に相転移する性質を有する物質であって、上記結晶化度
が40%未満の低結晶性のポリオレフィン、及び、分子
量が2万以下のポリエチレンワックスと相溶性を有する
ものが望ましい。この有機系蓄熱材としては、特に限定
はしないが、具体的には、パラフィン、パラフィンワッ
クス、イソパラフィン、ポリエチレンワックス等のハイ
ドロカーボン、脂肪酸、及び脂肪酸エステル類(以下脂
肪酸類と記す)等が挙げられる。上記有機系蓄熱材は、
融点が5〜90℃のものが好ましく、望ましくは融点が
20〜80℃のものである。これらは1種のみを用いて
もよいし、2種以上を併用してもよい。なお、水分と接
触する蓄熱体に用いる場合は、脂肪酸類を劣化させるの
で、ハイドロカーボンの方が好ましい。上記有機系蓄熱
材は、蓄熱の効率を保持する点より、20cal/g以
上の相転移熱量を有する結晶性物質であることが望まし
い。
【0013】本発明の蓄熱体に用いられる構成材料の配
合比率は、蓄熱体の用途により適宜決められるが、例え
ば、結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィン
は5〜70重量%、分子量が2万以下のポリエチレンワ
ックスは1〜30重量%、有機系蓄熱材は30〜90重
量%が適当である。
【0014】上記結晶化度が40%未満の低結晶性のポ
リオレフィンが5重量%未満であったり、分子量が2万
以下のポリエチレンワックスが30重量%を超えたりす
ると、有機系蓄熱材がしみだしす恐れがある。上記有機
系蓄熱材が30重量%未満であると蓄熱量が低下する恐
れがある。
【0015】上記樹脂に有機系蓄熱材を担持させるに
は、例えば、樹脂の融点以上の温度で混練機等で混練
し、この溶融混合物を成形することによって実現でき
る。上記蓄熱体は、例えば、押出成形、射出成形等通常
のプラスチックの成形方法で製造することができる。上
記蓄熱体には、樹脂、及び、有機系蓄熱材の他に無機、
及び有機のフィラー、ガラス繊維、ウィスカー、金属繊
維、有機繊維からなる群のうち少なくとも1種以上の添
加剤を構成材料としてもよい。上記無機、及び有機のフ
ィラーとしては、有機ベントナイト、炭酸カルシウム等
が挙げられる。上記添加剤を加えると、有機系蓄熱材の
しみだしをより少なくすることができる。さらに、必要
に応じて、難燃剤、及び、酸化防止剤等を添加し、分散
させてもよい。また、上記蓄熱体には、必要に応じて、
架橋処理を施してもよい。この架橋処理の方法として
は、硫黄による加硫、過酸化物架橋、γ線または電子線
による放射線架橋が挙げられるが、過酸化物架橋、又
は、放射線架橋が好ましい。架橋が内部まで浸透する
と、潜熱量の低下を招くため、表面のみを架橋して、樹
脂被覆層を形成する、透過性の弱い電子線による放射線
架橋がより望ましい。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を挙げる。実
施例及び比較例で用いたポリオレフィンの種類と特性を
表1に示した。特性としてX線回折法による結晶化度、
及び、密度を示した。実施例に用いた分子量が2万以下
のポリエチレンワックスの種類と特性を表2に示した。
特性として分子量、融点、及び、X線回折法による結晶
化度、及び、密度を示した。有機系蓄熱材の種類と特性
を表3に示した。また、比較例に用いたポリエチレンの
種類と特性を表4に示した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】
【表4】
【0021】実施例1 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、アタクチックポリプロピレン(住友化学株式会社
製:スミチックSS30−B)を20重量部(以下部と
記す)、分子量が2万以下のポリエチレンワックスとし
て分子量3000のポリエチレンワックス(三井石油化
学株式会社製:ハイワックス320P)を10部、有機
系蓄熱材としてパラフィン140品(日本精蝋株式会社
製:140F)を70部の配合比率で配合して成形材料
とした。この成形材料を140℃に加熱しながら混練し
た溶融物を冷却し、切断し、厚さ15mm、長さ50m
m角の直方体の蓄熱体を作製した。
【0022】実施例2 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、アタクチックポリプロピレン(住友化学株式会社
製:スミチックSS30−B)を20部、分子量が2万
以下のポリエチレンワックスとして分子量4000のポ
リエチレンワックス(三井石油化学株式会社製:ハイワ
ックス400P)を10部、有機系蓄熱材としてパラフ
ィン140品(日本精蝋株式会社製:140F)を70
部の配合比率で配合して成形材料とした。以下実施例1
と同様にして厚さ15mm、長さ50mm角の直方体の
蓄熱体を作製した。
【0023】実施例3 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、アタクチックポリプロピレン(住友化学株式会社
製:スミチックSS30−B)を20部、分子量が2万
以下のポリエチレンワックスとして分子量4000のポ
リエチレンワックス(三井石油化学株式会社製:ハイワ
ックス400P)を10部、有機系蓄熱材としてパラフ
ィン140品(日本精蝋株式会社製:140F)を70
部、添加剤として有機ベントナイト(クニミネ工業株式
会社製:S−BEN78)を1部の配合比率で配合して
成形材料とした。以下実施例1と同様にして厚さ15m
m、長さ50mm角の直方体の蓄熱体を作製した。
【0024】実施例4 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、アタクチックポリプロピレン(住友化学株式会社
製:スミチックSS30−B)を20部、分子量が2万
以下のポリエチレンワックスとして分子量4000のポ
リエチレンワックス(三井石油化学株式会社製:ハイワ
ックス400P)を10部、有機系蓄熱材としてパラフ
ィン140品(日本精蝋株式会社製:140F)を70
部、添加剤として炭酸カルシウム(丸尾カルシウム株式
会社製:MCコート、s−1)を1部の配合比率で配合
して成形材料とした。以下実施例1と同様にして厚さ1
5mm、長さ50mm角の直方体の蓄熱体を作製した。
【0025】比較例1 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、アタクチックポリプロピレン(住友化学株式会社
製:スミチックSS30−B)を20部、密度が0.9
53g/cm3 の高密度ポリエチレン(三菱油化株式会
社製:BZ50U)を10部、有機系蓄熱材としてパラ
フィン140品(日本精蝋株式会社製:140F)を7
0部の配合比率で配合して成形材料とした。以下実施例
1と同様にして厚さ15mm、長さ50mm角の直方体
の蓄熱体を作製した。
【0026】得られた実施例1〜4、及び、比較例1の
蓄熱体のしみ出し、及び、寸法変化を評価した。しみ出
しは次のようにして求めた。図1に示す温度条件の雰囲
気中で100サイクルの寒熱試験を行った。試験後、蓄
熱体を取り出し、80℃で蓄熱体の周囲にしみ出した有
機系蓄熱材を拭き取り、減少した重量から溶融離脱率を
計算した。 ・溶融離脱率(%)=(蓄熱体の重量減少量/初期の有
機系蓄熱材の含有重量)×100 寸法変化率は上記寒熱試験の前後における、蓄熱体の各
辺の寸法を測定して変化率を計算した。 ・寸法変化率(%)=(寒熱試験の前後における辺の寸
法の差/初期の辺の寸法)×100 結果は表5に示すとおり、実施例1〜4はいずれも比較
例1に比べて溶融離脱率、寸法変化率とも良好であっ
た。
【0027】
【表5】
【0028】実施例5 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、エチレン−プロピレン共重合体(三井石油化学株式
会社製:タフマーP0680)を20部、分子量が2万
以下のポリエチレンワックスとして分子量4000のポ
リエチレンワックス(三井石油化学株式会社製:ハイワ
ックス400P)を10部、有機系蓄熱材としてパラフ
ィン125品(日本精蝋株式会社製:125F)を70
部の配合比率で配合して成形材料とした。以下実施例1
と同様にして厚さ15mm、長さ50mm角の直方体の
蓄熱体を作製した。
【0029】比較例2 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリオレフィンとし
て、エチレン−プロピレン共重合体(三井石油化学株式
会社製:タフマーP0680)を20部、密度が0.8
9g/cm3 の低密度ポリエチレン(住友化学株式会社
製:EUL130)を10部、有機系蓄熱材としてパラ
フィン125品(日本精蝋株式会社製:125F)を7
0部の配合比率で配合して成形材料とした。以下実施例
1と同様にして厚さ15mm、長さ50mm角の直方体
の蓄熱体を作製した。
【0030】得られた実施例5、及び、比較例2の蓄熱
体のしみ出し、及び、寸法変化を評価した。しみ出しは
次のようにして求めた。図2に示す温度条件の雰囲気中
で100サイクルの寒熱試験を行った。試験後、蓄熱体
を取り出し、70℃で蓄熱体の周囲にしみ出した有機系
蓄熱材を拭き取り、減少した重量から溶融離脱率を計算
した。寸法変化率は上記寒熱試験の前後における、蓄熱
体の各辺の寸法を測定して変化率を計算した。結果は表
6に示すとおり、実施例5は溶融離脱率、寸法変化率と
も良好であったが比較例2は寸法変化率が劣った。
【0031】
【表6】
【0032】
【発明の効果】本発明の請求項1乃至請求項5いずれか
記載の蓄熱体によれば、結晶化度が40%未満の低結晶
性のポリオレフィンと、分子量が2万以下のポリエチレ
ンワックスとからなる基質に有機系蓄熱材を担持した蓄
熱体であると、有機系蓄熱材のしみだしを低減し、且
つ、使用中の寸法変化を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜4、及び比較例1の寒熱試験の条件
の説明図である。
【図2】実施例5、及び比較例2の寒熱試験の条件の説
明図である。
【符号の説明】
なし
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椿 健治 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 工藤 均 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 薮ノ内 伸晃 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶化度が40%未満の低結晶性のポリ
    オレフィンと、分子量が2万以下のポリエチレンワック
    スとからなる基質に、固相−液相間を可逆的に相転移す
    る有機系蓄熱材が分散した状態で担持させてなることを
    特徴とする蓄熱体。
  2. 【請求項2】 上記分子量が2万以下のポリエチレンワ
    ックスの結晶化度が60%以上であることを特徴とする
    請求項1記載の蓄熱体。
  3. 【請求項3】 上記有機系蓄熱材が結晶性ハイドロカー
    ボン、結晶性脂肪酸、及び結晶性脂肪酸エステルから選
    ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1
    又は請求項2記載の蓄熱体。
  4. 【請求項4】 上記結晶化度が40%未満の低結晶性の
    ポリオレフィンがポリプロピレンであることを特徴とす
    る請求項1乃至請求項3いずれか記載の蓄熱体。
  5. 【請求項5】 上記基質が、無機フィラー、ガラス繊
    維、ウィスカー、金属繊維、有機フィラー、有機繊維か
    らなる群のうち少なくとも1種以上の添加剤を構成材料
    とすることを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか
    記載の蓄熱体。
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