JPH1180722A - リン酸ナトリウム系蓄熱材 - Google Patents
リン酸ナトリウム系蓄熱材Info
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- JPH1180722A JPH1180722A JP9241572A JP24157297A JPH1180722A JP H1180722 A JPH1180722 A JP H1180722A JP 9241572 A JP9241572 A JP 9241572A JP 24157297 A JP24157297 A JP 24157297A JP H1180722 A JPH1180722 A JP H1180722A
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Abstract
を主材とするリン酸水素二ナトリウム系の蓄熱材におい
て、リン酸水素二ナトリウム系の潜熱蓄熱材の高濃度域
においても増粘効果が大きく、該潜熱蓄熱材の結晶の沈
降を防止する効果の大きい固液分離防止剤を提供する。 【解決手段】リン酸水素二ナトリウム、水およびヒドロ
ゲルを少なくとも原料として得られる蓄熱材において、
アルギン酸ナトリウムおよび/またはエーテル化度が
1.0〜3.0の範囲のカルボキシメチルセルロースと
多価陽イオンとのインシトゥ(in situ)重合反
応により生成されたヒドロゲルを用いることを特徴とす
るリン酸水素二ナトリウム系蓄熱材。
Description
いられる潜熱蓄熱材に関する。さらに詳しくは、本発明
はリン酸ナトリウム系の塩水和物とヒドロゲルを含む蓄
熱材に関する。
熱材料として利用しようとする提案が数多くなされてお
り、塩水和物としては、硫酸ナトリウム10水塩(融点
32℃)は最も早くから検討され、過冷却防止や固液分
離防止などの課題を解決して、床暖房の分野で実用化さ
れてきている。また、塩化カルシウム6水塩、酢酸ナト
リウム3水塩についても実用化が検討されている。
(融点35℃)は、融点が使いやすいレベルであること
から前述の塩水和物と同様に検討されているが、過冷却
防止が最大の課題であり、そのため過冷却防止剤として
四ホウ酸ナトリウムおよびホウ砂(特開昭58−225
181号公報)、リン酸鉛(特開平2−99584号公
報)、無機酸カルシウム塩(特開平2−132181号
公報)などが提案されている。しかしながら、未だ信頼
性の高い過冷却防止剤は見出されてなく、実用化に至っ
ていない。
℃)は12水塩と2水塩の中間に存在する塩水和物であ
って、12水塩を蓄熱材として利用する際に生成する好
ましくない水和物と考えられ、これまで蓄熱材としての
候補にはならなかった。
素二ナトリウム7水塩の融解熱量を示差走査熱量計で測
定したところ49cal/gであったことから、この7
水塩の蓄熱材としての利用を検討してきた。その結果、
リン酸水素二ナトリウム7水塩と水の混合物を融点以
上、例えば、55℃に加熱すると、無水塩換算濃度40
〜43%のときは透明な溶液となり、44〜53%のと
きは2水塩が析出して白濁液となる(12水塩、7水
塩、2水塩結晶の無水塩換算濃度は各々40%、53
%、80%である)。これを融点以下、例えば、30℃
に冷却しても、いずれの場合も該7水塩結晶は析出しな
い。即ち、該7水塩の場合も該12水塩と同じく、過冷
却防止が重要な課題であることが分かった。
化合物であるので、該7水塩結晶および融解時に生成す
る該2水塩結晶が液底に沈降するのを防ぐ必要がある。
即ち、この場合も固液分離防止が他の課題であることが
分かった。一般に蓄熱材において用いられる固液分離防
止剤としてはポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル
アミド部分加水分解物などの水溶性合成高分子、アルギ
ン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、グア−
ガムなどの水溶性天然高分子、水溶性合成高分子を系内
で共有結合架橋またはイオン結合架橋されたヒドロゲル
(特開昭54−16387号公報、特開昭55−669
84号公報)、吸水性樹脂(特開昭58−132075
号公報)、微粉末シリカなどの無機系増粘剤などが知ら
れている。これらは水に対して優れた増粘剤であるが、
蓄熱材の如き塩濃度の高い溶液中では凝集して使用でき
ないものもあり、各々の塩水和物に対応して、選別され
るのが実情である。
する固液分離防止剤として本発明者の実験によると、次
のような結果を得ている。(1)ポリアクリル酸ナトリ
ウムは増粘効果は大きいが、曳糸性があるため、容器に
充填する際に問題となる。また、流動性があるあるため
容器破損時に漏洩するという問題もある。(2)ポリア
クリルアミド部分加水分解物は、凝集分離して使用でき
ない。(3)アクリル酸系の吸水性樹脂は増粘効果は大
きいが、長期保存中に気泡が発生するという問題があ
る。(4)アルギン酸ナトリウムおよびカルボキシルメ
チルセルロース(エーテル化度=1.0〜3.0)はリ
ン酸水素二ナトリウムの高濃度域では増粘作用が低い。
度域においても増粘効果が大きく、そのため結晶の沈降
を防止する効果の大きい固液分離防止剤を含む蓄熱材を
提供することを目的とする。
下に鋭意検討を行った結果、リン酸水素二ナトリウムに
対する固液分離防止剤として、アルギン酸ナトリウムお
よび/またはカルボキシメチルセルロース(エーテル化
度=1.0〜3.0)と多価陽イオンとのインシトゥ
(in situ)重合反応により生成されるヒドロゲ
ルを用いることを見出して、本発明を完成させるに至っ
た。すなわち、本発明は、リン酸水素二ナトリウム、水
およびヒドロゲルを少なくとも原料として得られる蓄熱
材において、アルギン酸ナトリウムおよび/またはエー
テル化度が1.0〜3.0の範囲のカルボキシメチルセ
ルロースと多価陽イオンとのインシトゥ(in sit
u)重合反応により生成されたヒドロゲルを用いること
を特徴とするリン酸水素二ナトリウム系蓄熱材に関する
ものである。
する。本発明において、リン酸水素二ナトリウムと水を
原料として得られるリン酸水素二ナトリウム系は、リン
酸水素二ナトリウム12水塩または7水塩を主材とする
ものである。本発明における、リン酸水素二ナトリウム
12水塩および7水塩は、リン酸水素二ナトリウムの無
水塩、2水塩、7水塩、12水塩と水とからなる群から
任意の組み合わせを選択することができるが、工業的に
入手が容易である無水塩と水との組み合わせが最も合理
的な選択である。リン酸水素二ナトリウムと水との比率
はモル比で1:7〜18の範囲である。7より低いと2
水塩が生成する可能性があるため好ましくなく、18よ
り高いと希釈効果による熱量の低下があるので好ましく
ない。
水塩の融点を低下させるために融点調整剤を添加するこ
とができる.融点調整剤としては塩化ナトリウム、塩化
カリウムなどが例示される。
ウム水溶液中においてアルギン酸ナトリウムおよび/ま
たはエーテル化度が1.0〜3.0の範囲のカルボキシ
メチルセルロースと多価陽イオンとのインシトゥ(in
situ)重合反応により架橋・生成される。
チルセルロース(エーテル化度=1.0〜3.0の範
囲)は、市販の工業用あるいは食品添加物などが用いら
れる。アルギン酸ナトリウムは重合度により溶液粘度が
異なるが、高粘度のものが好ましく、例えば、1000
cpと表示されたものが特に好ましい。カルボキシメチ
ルセルロースはエーテル化度が異なる種々のものが市販
されているが、その中でエーテル化度=1.0〜3.0
のものが用いられる。エーテル化度1未満のものは増粘
効果が乏しいので好ましくない。
の水溶性陽イオンが用いられる。安価、安全なものとし
て、Ca2+、Mg2+が特に好ましい。これらは塩化物、
硫酸塩、リン酸塩、硫酸塩などの形態で用いられる。
より架橋・生成せしめるための量比としては、アルギン
酸ナトリウムおよび/またはカルボキシメチルセルロー
ス(エーテル化度=1.0〜3.0)のカルボキシル基
の100当量当たり、多価陽イオンを5〜70当量の範
囲で添加することが好ましい。5未満では架橋の程度が
低すぎるため好ましくなく、70を超えると残存するカ
ルボキシル基が少なくなって凝集するために好ましくな
い。
価陽イオンの原料が易溶性であるか、または水溶液とし
て添加された場合は早く進行し、原料が難溶性であれば
ゆっくり進行する。該架橋反応は、容器に充填された後
に進行することが好ましいので、調合工程および充填工
程にふさわしい進行速度のものを選択することができ
る。
ン酸ナトリウムおよび/またはカルボキシメチルセルロ
ース(エーテル化度=1.0〜3.0)の水溶液と多価
陽イオンを含む原料粉体または水溶液とを調合槽で混合
したのち容器に充填することができる。また、両液を別
々な配管で充填機に移送し、充填機内で混合するか、ま
たは容器に充填中に混合する方法があげられる。
もできる。発核剤としては過冷却状態からリン酸水素二
ナトリウム12水塩または7水塩を選択的に析出させる
ことができるものが用いられる。その中で特に有効なも
のは担持結晶の表面にリン酸水素二ナトリウム12水塩
または7水塩を吸着させたものである。担持結晶の例と
して、リン酸水素二ナトリウム12水塩の場合は、四ホ
ウ酸ナトリウムおよびその水和物などが、リン酸水素二
ナトリウム7水塩の場合は、リン酸水素二ナトリウム2
水塩などがそれぞれあげられる。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 50mlガラス製スクリュー管に40℃のリン酸水素二
ナトリウム33%水溶液32.0gを採取し、これにア
ルギン酸ナトリウム(キシダ化学製、化学用試薬、10
00cp)1.00gを添加して溶解した。これに塩化
カルシウム7.9%水溶液1.45gを攪拌下に滴下し
た。(当量比100:40)これを40℃で保持したと
ころ、20日後には90°傾けても全く流動しなくな
り、ヒドロゲルが形成された。浮水、結晶沈降ともにな
く、ヒドロゲルによる固液分離効果が優れていた。
(当量比100:10)に変えた以外は実施例1と同様
に操作した。40℃で保持したところ、20日後にはヒ
ドロゲルが形成された。
ン酸水素カルシウム2水塩(CaHPO4・2H2O和
光純薬製、試薬特級)0.174g(当量比100:4
0)を添加した以外は実施例1と同様に操作した。40
℃で保持したところ、20日後にはヒドロゲルが形成さ
れた。
中で加熱後に、攪拌しながらリン酸水素二ナトリウム4
5.0gを添加して更に100分攪拌を続けたところ白
色懸濁液が得られた。これに実施例1と同じアルギン酸
ナトリウム8.0gを少量ずつ添加して溶解すると粘稠
な液となった。これに実施例1と同じ塩化カルシウム水
溶液2.8g(当量比100:10)を攪拌下に滴下し
た。これを48℃に保持したところ、20日後には90
°傾けても全く流動しなくなり、ヒドロゲルが形成され
た。
ルボキシメチルセルロース(第一工業製薬株式会社製
“SA−M”エーテル化度1.5)6.0g、塩化カル
シウム水溶液の代わりに実施例3のリン酸水素カルシウ
ム2水塩1.4g(当量比100:40)を添加したこ
と以外は実施例4と同様に操作した。これを48℃に保
持したところ、20日後にはヒドロゲルが形成された。
添加せずに40℃で保持したところ、20日後に容器を
30°傾けると流動することが観察され、ヒドロゲルは
形成されていなかった。
アクリル酸ナトリウム(和光純薬製、分子量22000
〜70000)0.67gおよび塩化カルシウム7.9
%水溶液添加量を2.00g(当量比100:40)に
変えたこと以外は実施例1と同様に操作した。40℃で
保持したところ、20日後に容器を30°傾けると流動
することが観察され、ヒドロゲルは形成されてなく、白
色物が析出していた。
添加せずに48℃で保持したところ、20日後に液の1
0分の8の沈積物と10分の2の浮水とに分離し、ヒド
ロゲルは形成されなかった。
水溶液に何も添加せずに48℃で保持したところ、20
日後に液の10分の5の沈積物と10分の5の浮水とに
分離し、ヒドロゲルは形成されなかった。
ム系蓄熱材のための優れた固液分離防止剤が開示され、
長期安定性において優れた蓄熱材の製造に寄与するとこ
ろ大である。
Claims (3)
- 【請求項1】リン酸水素二ナトリウム、水およびヒドロ
ゲルを少なくとも原料として得られる蓄熱材において、
アルギン酸ナトリウムおよび/またはエーテル化度が
1.0〜3.0の範囲のカルボキシメチルセルロースと
多価陽イオンとのインシトゥ(in situ)重合反
応により生成されたヒドロゲルを用いることを特徴とす
るリン酸水素二ナトリウム系蓄熱材。 - 【請求項2】リン酸水素二ナトリウムと水とのモル比が
1:7〜18の範囲である請求項1記載の蓄熱材。 - 【請求項3】アルギン酸ナトリウムおよび/または該カ
ルボキシメチルセルロースのカルボキシル基100当量
当たりの多価陽イオンの添加量が5〜70当量の範囲で
ある請求項1記載の蓄熱材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9241572A JPH1180722A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | リン酸ナトリウム系蓄熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9241572A JPH1180722A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | リン酸ナトリウム系蓄熱材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1180722A true JPH1180722A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17076329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9241572A Pending JPH1180722A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | リン酸ナトリウム系蓄熱材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1180722A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011111496A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Jfe Engineering Corp | 蓄熱剤 |
WO2017047648A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | トッパン・フォームズ株式会社 | 保冷具 |
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-
1997
- 1997-09-05 JP JP9241572A patent/JPH1180722A/ja active Pending
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