JPH1180723A

JPH1180723A - 蓄熱剤およびその製造方法並びに蓄熱材の製造方法

Info

Publication number: JPH1180723A
Application number: JP9240546A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Gomi; 知紀五味; Yoshio Irie; 好夫入江
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1997-09-05
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的安価な（ポリ）アルキレングリコール
構造を有する蓄熱性物質を用い、相変化にともなう形状
の崩壊や蓄熱性物質のしみだしがなく、且つ蓄熱性物質
が有する相変化温度や潜熱量を明確に維持する蓄熱剤お
よびそれを用いてなる蓄熱材を提供する。【解決手段】ポリエチレングリコール等のアルキレン
グリコール構造を有する蓄熱性物質の存在下で、特定の
単量体成分を重合して、上記単量体成分を重合してなる
重合体中に、相変化により液化する上記蓄熱性物質の流
動性を低下するようにゲル状または固体状に保持させる
ことにより、相変化にともなう形状の崩壊や蓄熱性物質
のしみだしがなく、且つ蓄熱性物質が有する相変化温度
や潜熱量を明確に維持する蓄熱剤、および上記ゲル状物
あるいは固体状物を容器内で形成させることにより上記
蓄熱剤を容器内に密に充填して熱効率が改善された蓄熱
材を安定に、且つ安価に製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビル空調等の冷暖
房や太陽熱、地熱コレクター等に有用な、蓄熱性物質の
相変化による潜熱を利用した蓄熱剤の製造方法およびそ
れを用いた蓄熱材の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＡ機器の急激な普及などによる
電力需給の逼迫が大きな問題となっている。これを解決
する手段として、夜間電力により貯蔵した熱を昼間の空
調や給湯器等に利用し電力負荷を平準化する試みがなさ
れている。また、太陽熱や地熱を貯蔵して有効に活用し
ようとする技術が地球規模で注目されている。これらの
蓄熱技術として従来より、無機水和塩や有機化合物の相
変化を利用した潜熱蓄熱技術が数多く研究されている。
しかしながら、無機水和塩については、一般に過冷却が
大きく、実質上、融点以下になっても凍結が阻害されて
放熱される熱密度が著しく低下したり、漏洩により装置
や配管を腐食させる問題点が指摘されている。一方、有
機化合物として、ポリエチレングリコール等のアルキレ
ングリコール系やパラフィン等の炭化水素系の化合物が
研究されている。中でも、ポリエチレングリコールは、
平均分子量により凝固点の調整が可能で、且つ安価であ
ることから、古くから潜熱蓄熱剤の候補として注目され
てきた。しかし、ポリエチレングリコール等の有機系潜
熱蓄熱剤は融解温度以上で可燃性液体となるため、容器
の破損の際、漏洩、火災発生の危険性がある。

【０００３】ポリエチレングリコールに保形性を与える
方法として、ポリエチレングリコール等の直鎖多価アル
コール類を所定の形状に成形するとともに、その表面層
に架橋反応を生じさせて融点を内部より高くする方法が
特公平７−６２５９８に報告されている。しかし、この
架橋反応を行うためには、成形の後、イオンプラズマや
電子線を照射する必要があり、製造工程が煩雑となる。
また、成形されたポリエチレングリコール表面の円滑さ
の振れや照射距離の違いにより、架橋の均一性が得られ
ず保形性が不十分であったり、ポリエチレングリコール
の相変化に伴い形状の崩壊やポリエチレングリコールの
しみだしが起こる。さらに、架橋が進みすぎた部分が生
じるとポリエチレングリコールの相変化温度や潜熱量の
変化を誘発する問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するものである。すなわち、本発明の目的
は、蓄熱性物質を用い、保形性が高く、相変化にともな
う形状の崩壊や蓄熱物質のしみだしがないため漏洩や火
災の危険性が少なく、且つ蓄熱性物質の相変化温度や潜
熱量を明確に保つ蓄熱剤の製造方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、溶解度パ
ラメータ（ＳＰ値）が９以上の蓄熱性物質（Ｉ）の存在
下で、単量体成分（II）を重合して得られる蓄熱剤によ
り、また、ポリエチレングリコール等のアルキレングリ
コール構造を有する蓄熱性物質の存在下で、単量体成分
を重合して得られる蓄熱剤により、前記目的が達成され
ることを見いだし本発明を完成するに至った。なお、溶
解度パラメータ（以下、ＳＰ値と記す）は化合物の極性
を表す尺度として一般に用いられており、本発明ではＳ
ｍａｌｌの計算式にＨｏｙの凝集エネルギー定数を代入
して導いた値を適用するものとし、単位は（ｃａｌ／ｃ
ｍ³）^1/2で表される。

【０００６】溶解度パラメータ（ＳＰ値）が９以上の蓄
熱性物質（Ｉ）としては、ポリエチレングリコール等の
アルキレングリコール、エチレンジアミン、エタノール
アミンおよびアセトアミド等が挙げられる。

【０００７】さらに、本発明は、一般式（１）

【０００８】

【化３】

【０００９】（式中Ｒ₁、Ｒ₂は独立に、Ｈ、アルキル
基、アシル基、アルケニル基、フェニル基、アルキルま
たはフェニル基である。Ｒ₃は、Ｈ、ＣＨ₃またはＣ₂Ｈ₅
である。ｍの平均値は１〜５００である。）で表される
蓄熱性物質（Ｉ）中で、単量体成分（II）を重合して、
単量体成分（II）を重合してなる重合体（III）中に、
蓄熱性物質（Ｉ）の流動性が低下するように蓄熱性物質
（Ｉ）を保持させることを特徴とする蓄熱剤の製造方法
に関するものである。

【００１０】さらに、本発明は、単量体成分（II）が、
溶解度パラメータ（ＳＰ値）８.５以上の単量体（Ａ）
を主成分としてなるものであることを特徴としている。

【００１１】溶解度パラメータ（以下、ＳＰ値と記す）
は化合物の極性を表す尺度として一般に用いられてお
り、本発明ではＳｍａｌｌの計算式にＨｏｙの凝集エネ
ルギー定数を代入して導いた値を適用するものとし、単
位は（ｃａｌ／ｃｍ³）^1/2で表される。

【００１２】さらに、本発明は、単量体（Ａ）が、一般
式（２）

【００１３】

【化４】

【００１４】（式中Ｒ₄は、ＨまたはＣＨ₃である。Ｒ
₅は、Ｈ、アルキル基、アシル基、アルケニル基、フェ
ニル基またはアルキルフェニル基である。Ｒ₆は、Ｈ、
ＣＨ₃またはＣ₂Ｈ₅である。ｎは平均値で１〜５０であ
る。）ことを特徴としている。

【００１５】さらに、本発明は、重合体（III）は、架
橋構造を有することを特徴としている。上記のように、
単量体成分（II）を、溶解度パラメータ（ＳＰ値）８.
５以上の単量体（Ａ）を主成分とすることにより、若し
くは、前記一般式（２）の単量体を用いること、また
は、重合体（III）に架橋構造を有することによって、
蓄熱性物質（Ｉ）の含有率が高く、且つ保形性が高い蓄
熱剤を提供できる。

【００１６】さらに、本発明は、上記の何れか一つの方
法により蓄熱材を製造する際、液体の状態で蓄熱剤原料
を容器に充填し、容器内で硬化（重合、または重合体の
架橋等）させることを特徴としている。この方法によ
り、複雑形状の容器に対しても蓄熱剤を密に充填でき
る。

【００１７】

【作用】本発明で用いられる蓄熱性物質（Ｉ）は、前記
一般式（１）で表されるものである。例えば、ポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチ
レングリコール、ポリエチレングリコール／ポリプロピ
レングリコールブロック重合体、ポリエチレングリコー
ル／ポリプロピレングリコールランダム重合体などのポ
リアルキレングリコール類；ポリエチレングリコール
（ジ）メチルエーテル、ポリエチレングリコール（ジ）
フェニルエーテル、ポリエチレングリコール（ジ）プロ
ペニルエーテルなどのポリアルキレングリコールエーテ
ル類；ポリエチレングリコール（ジ）メチルエステルな
どのポリアルキレングリコールエステル類などを挙げる
ことができ、これらの蓄熱性物質を１種または２種以上
用いることができる。

【００１８】これらの中でも、有効な潜熱量が得られ、
且つ安価なポリエチレングリコール構造を有する化合物
が特に好ましい。

【００１９】単量体成分（II）を構成する主成分として
は、前記蓄熱性物質（Ｉ）の存在下に重合を行うことに
よって、蓄熱剤の保形性が有効に保たれるものであれば
特に制限はないが、前記蓄熱性物質（Ｉ）がアルキレン
グリコール構造を有することから、ある程度の親水性を
有するＳＰ値８.５以上の単量体（Ａ）が好ましい。Ｓ
Ｐ値が８.５未満の単量体を単量体成分（II）の主成分
に用いて蓄熱剤を製造すると、蓄熱剤の保形性が十分に
保たれなかったり、蓄熱性物質（Ｉ）のしみだしが起こ
るため好ましくないことがある。

【００２０】ＳＰ値が８.５以上で、前記蓄熱性物質
（Ｉ）の存在下に重合を行うことにより、保形性の優れ
た蓄熱剤を提供できる単量体（Ａ）として、例えば、
（メタ）アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル
酸などのカルボン酸類；無水マレイン酸やマレイミド誘
導体；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、メトキ
シエチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノ
（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステ
ル類；（メタ）アクリロニトリル；（メタ）アクリルア
ミド；Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキ
シエチル）アクリルアミドなどの（メタ）アクリルアミ
ド誘導体；Ｎ−ビニルピロリドンなどの複素環を有する
ビニルモノマー；２−ヒドロキシエチルビニルエーテル
などのビニルエーテル類；ビニルエステル類；ビニルア
ミン類；ビニルケトン誘導体などを挙げることができ
る。

【００２１】これらの中でも、蓄熱性物質（Ｉ）の含有
率が高い蓄熱剤を有効に得られる点で、前記一般式
（２）で表される単量体が特に好ましい。

【００２２】本発明において、単量体成分（II）を重合
して得られる重合体（III）は、架橋の有無に関わらず
蓄熱性物質（Ｉ）を含んでなる蓄熱剤の形状を有効に保
てるものであればよい。ただし、保形強度をさらに向上
させる目的で重合体（III）は架橋構造を有することが
好ましい。

【００２３】重合体（III）を架橋構造にする方法とし
て、架橋性単量体（Ｂ）を単量体成分（II）の総重量に
対して０.００１〜３０重量％を含有させることによっ
て得られる。架橋性単量体（Ｂ）が３０重量％を越える
と、蓄熱性物質（Ｉ）の相変化に伴い蓄熱剤からの蓄熱
性物質（Ｉ）のしみだしが起こることがある。また、架
橋性単量体（Ｂ）が０.００１重量％未満であると、蓄
熱剤の形状が十分に保たれず好ましくない場合がある。

【００２４】前記の架橋性単量体（Ｂ）としては、分子
中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する単量体で
あって、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリ
レート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジ
（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、１,３−ブタンジオールジ（メタ）
アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アク
リレート、１,６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリ
レート、Ｎ,Ｎ'−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ,Ｎ'
−プロピレンビスアクリルアミド、グリセリントリ（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メ
タ）アクリレート、多価アクリレート（例えば、グリセ
リン、トリメチロールプロパンテトラメチロールメタ
ン）のアルキレンオキシド付加物と（メタ）アクリル酸
とのエステル化によって得られる多官能（メタ）アクリ
レートやジビニルベンゼンなどが好ましく、これらの架
橋性単量体を１種または２種以上用いることができる。

【００２５】また、重合体（III）を架橋構造にする別
の方法として、反応性単量体（Ｃ）を単量体成分（II）
の総重量に対して０.００５〜２０重量％を含有させて
蓄熱性物質（Ｉ）の存在下に重合を行った後、反応性単
量体（Ｃ）の縮合性官能基（Ｘ）と重縮合可能な縮合性
官能基（Ｙ）を少なくとも分子中に２個有する架橋性縮
合剤（Ｄ）と反応させる方法を挙げることができる。反
応性単量体（Ｃ）が２０重量％を越えると、蓄熱性物質
（Ｉ）の相変化に伴い蓄熱剤からの蓄熱性物質（Ｉ）の
しみだしが起こることがある。また、反応性単量体
（Ｃ）が０.００５重量％未満であると、蓄熱剤の形状
が十分に保たれず好ましくない場合がある。

【００２６】このような反応性単量体（Ｃ）としては、
後述する架橋性縮合剤（Ｄ）が有する縮合性官能基
（Ｙ）と縮合して化学的な結合を形成する縮合性官能基
（Ｘ）を有する化合物であればよい。このような縮合性
官能基（Ｘ）としては、カルボキシル基、ヒドロキシル
基、メルカプト基、ニトリル基、アミノ基、アミド基、
イソシアナート基、エポキシ基、酸無水物などを挙げる
ことができる。

【００２７】反応性単量体（Ｃ）としては、例えば、
（メタ）アクリル酸、フマル酸などのカルボキシル基を
有するビニル系単量体；ヒドロキシエチル（メタ）アク
リレートなどのヒドロキシル基を有するビニル系単量
体；ビニルメルカプタンなどのメルカプト基を有するビ
ニル系単量体；（メタ）アクリロニトリルなどのニトリ
ル基を有するビニル系単量体；アミノエチル（メタ）ア
クリレートなどのアミノ基を有するビニル系単量体；
（メタ）アクリルアミドなどのアミド基を有するビニル
系単量体；ビニルイソシアナートなどのイソシアナート
基を有するビニル系単量体；グリシジル（メタ）アクリ
レートなどのエポキシ基を有するビニル系単量体；無水
マレイン酸重合性不飽和基を有する酸無水物などを挙げ
ることができ、これらの単量体を１種または２種以上用
いることができる。

【００２８】前記架橋性縮合剤（Ｄ）は、分子中に少な
くとも２個の縮合性官能基（Ｙ）を有するものであり、
重合体に含有された縮合性官能基（Ｘ）に応じて適宜選
定される。このような架橋剤の例としては、縮合性官能
基（Ｘ）がカルボキシル基、メルカプト基、ニトリル
基、エポキシ基である場合に縮合可能な、ジメチロール
フェノールやポリメチロールフェノールなどのフェノー
ル類；縮合性官能基（Ｘ）がカルボキシル基、ヒドロキ
シルキである場合に縮合可能な、メラミン、ベンゾグア
ナミン、尿素などのアミノ化合物とホルムアルデヒドや
アルコールとを付加縮合したアミノ樹脂；縮合性官能基
（Ｘ）が、カルボキシル基、イソシアナート基、エポキ
シ基である場合に縮合可能な、ヘキサメチレンジアミン
やエチレントリアミンやテトラエチレンペンタミンなど
の多価アミノ化合物；縮合性官能基（Ｘ）が、カルボキ
シル基、ヒドロキシル基、メルカプト基、イソシアナー
ト基、アミド基、アミノ基、エポキシ基である場合に縮
合可能な、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロ
ンジイシシアナート、ｐ−フェニレンジイソシアナー
ト、２,４−トルエンジイソシアナート、２,６−トルエ
ンジイソシアナート、１,５−ナフタレンジイソシアナ
ート、およびこれらのイソシアナートとメタノールやフ
ェノール等を縮合させたブロックドイソシアナートなど
のイソシアナート化合物；縮合性官能基（Ｘ）が、イソ
シアナート基、エポキシ基である場合に縮合可能な、マ
ロン酸、コハク酸、アジピン酸、フタル酸、テレフタル
酸などの多価カルボン酸；縮合性官能基（Ｘ）が、ヒド
ロキシル基、イソシアナート基、エポキシ基である場合
に縮合可能な、無水フタル酸、ピロメリット酸無水物、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物などの酸無水
物；縮合性官能基（Ｘ）が、ヒドロキシル基、メルカプ
ト基、アミノ基、アミド基である場合に縮合可能な、グ
リオキザルやテレフタルアルデヒドなどのアルデヒド化
合物；縮合性官能基（Ｘ）が、ヒドロキシル基、イソシ
アナート基、エポキシ基である場合に縮合可能な、エチ
レングリコール、ヘキサンジオールなどの多価アルコー
ル；縮合性官能機（Ｘ）が、カルボキシル基、ヒドロキ
シル基、メルカプト基、イソシアナート基である場合に
縮合可能な、トルエングリシジルエーテル、ヘキサメチ
レングリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジ
ルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエ
ーテルなどのエポキシ化合物等を挙げることができ、こ
れらの１種または２種以上用いることができる。

【００２９】本発明の蓄熱剤の製造方法としては、蓄熱
性物質（Ｉ）の存在下に、単量体成分（II）を重合すれ
ばよく、塊状重合、逆相懸濁重合、溶液重合などの方法
を用いることができる。

【００３０】塊状重合においては、例えば、蓄熱性物質
（Ｉ）と単量体成分（II）からなる混合溶液を、重合開
始剤の存在下、型に流し込み、重合を行うことにより目
的の蓄熱剤を得ることができる。重合開始剤としては、
例えば有機過酸化物やアゾ化合物を用いることができ
る。

【００３１】逆相懸濁重合においては、例えば、界面活
性剤を使用し、蓄熱性物質（Ｉ）と単量体成分（II）お
よび必要に応じて水を加えてなる混合溶液を、重合開始
剤の存在下シクロヘキサンなどの油性溶媒中に懸濁させ
て重合することにより目的の蓄熱剤を得ることができ
る。

【００３２】溶液重合においては、例えば、蓄熱性物質
（Ｉ）を重合溶媒として、前記反応性単量体（Ｃ）を含
む単量体成分（II）を重合した後、架橋性縮合剤（Ｄ）
を添加し、必要に応じて加熱処理することにより目的の
蓄熱剤を得ることができる。

【００３３】この方法においては、架橋性縮合剤（Ｄ）
を加える際に、蓄熱性物質（Ｉ）を新たに添加して蓄熱
性物質（Ｉ）の含有率が高い蓄熱剤を得ることも可能で
ある。

【００３４】前記重合は３０〜１５０℃の温度条件で行
うことが好ましい。

【００３５】本発明における蓄熱性物質（Ｉ）と重合体
（III）の割合は特に制限はないが、蓄熱性物質（Ｉ）
が５０〜９５重量％の範囲、重合体（III）が５〜５０
重量％の範囲であることが好ましい。蓄熱性物質（Ｉ）
が５０重量％未満であると、蓄熱量が十分に得られない
ため好ましくない。また、蓄熱性物質（Ｉ）が９５重量
％を越えると蓄熱剤の保形性が不十分となるため好まし
くない。

【００３６】本発明の蓄熱剤の製造方法では、金属、金
属繊維、金属酸化物、カーボン、カーボンファイバー等
の伝熱向上剤や、砂、粘土、石、金属粉等の比重調整
剤、難燃剤、酸化防止剤、発核剤、着色剤、顔料、防菌
剤等を添加することができる。さらに、水を加えて凝固
点を調整することも可能である。本発明によれば、これ
らの添加剤を均一に添加できる効果も奏する。本発明に
おける蓄熱材の典型的な構成は、容器中に蓄熱剤が充填
されたものであり、その製造方法は、蓄熱剤原料混合溶
液を容器に充填し、容器内で本発明の蓄熱剤を製造する
ことを特徴とする蓄熱材の製造方法である。上記蓄熱剤
原料混合溶液とは、単量体成分または架橋前の重合体の
いずれか一方と蓄熱性物質（Ｉ）からなる混合溶液を意
味する。この方法は液体状態で容器に充填して、容器内
で硬化させれるところに特徴がある。

【００３７】すなわち、上記蓄熱材の製造方法として
は、蓄熱性物質（Ｉ）と単量体成分（II）を含む混合
溶液を、容器内に投入し、蓄熱性物質（Ｉ）中にて単量
体成分（II）を重合開始剤の存在下に塊状重合させて硬
化させる方法、反応性単量体（Ｃ）を含む単量体成分
（II）を蓄熱性物質（Ｉ）中にて重合させた架橋前の重
合体と、架橋性縮合剤（Ｄ）とを混合した混合物を、液
体状態にて容器内に充填して、反応性単量体（Ｃ）が有
する縮合性官能基（Ｘ）と架橋性縮合剤（Ｄ）が有する
縮合性官能基（Ｙ）とを容器内で完了させて硬化させる
方法等が挙げられる。

【００３８】本発明の蓄熱材の製造方法によれば、蓄熱
性物質（Ｉ）の流動性を低下してなる蓄熱剤を容器内に
密に充填することができる。

【００３９】さらに、本発明の製造方法により得られた
蓄熱剤および蓄熱材の形状は、板状、円筒状、直方体
状、球状、ソーセージ状、ドーナツ状、円盤状、ひょう
たん状等用途に応じて選定することができる。

【００４０】

【実施例】次に、本発明について実施例をあげて詳細に
説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではな
い。

【００４１】＜実施例１＞下部にポリ塩化ビニル製の蓋
を融着した直径４ｃｍ、高さ２０ｃｍのポリ塩化ビニル
製透明円筒状パイプからなる容器を調製した。次に、単
量体成分の主成分としてメトキシポリエチレングリコー
ル（平均エチレンオキサイド付加モル数：９）アクリレ
ート（ＳＰ値：９.４）３８ｇおよび架橋性単量体とし
てエチレングリコールジアクリレート３.８ｇ、重合開
始剤としてｔ−ブチルペルオキシド（２−エチルヘキサ
ノエート）０.０４ｇ、並びに蓄熱性物質としてポリエ
チレングリコール（平均エチレンオキサイド付加モル
数：１２、ＳＰ値９．８）１６０ｇを互いに均一となる
ように常温で混合した混合溶液を調製した。その後、上
記混合溶液を、前記容器中に充填し、上記の容器の上部
に装着したガス導入管より窒素を混合溶液中に十分に導
入して、上記混合溶液内の酸素を窒素に置換した。

【００４２】次いで、この容器を、その窒素雰囲気を保
ちながら７０℃に保温された恒温槽中に８時間静置する
ことによりゲル状に保形された蓄熱剤（１）及びその蓄
熱剤（１）を充填してなる蓄熱材（１）を得た。

【００４３】蓄熱剤（１）の１０ｍｇをサンプリング
し、示差走査熱量分析計（マックサイエンス社製；ＤＳ
Ｃ−３１００Ｓ）により融解潜熱量を測定したところ、
２２cal/gであり原料である蓄熱性物質の蓄熱性能を著
しく低下させる現象は認められなかった。

【００４４】＜実施例２＞実施例１において、単量体成
分の主成分をメトキシポリエチレングリコール（平均エ
チレンオキサイド付加モル数：２５）アクリレート（Ｓ
Ｐ値：９.５）に変更し、蓄熱性物質をポリエチレング
リコール（平均エチレンオキサンド付加モル数：４５
０）に変更し、混合溶液の調製温度を常温から７０℃に
変更した以外は実施例１と同様の方法によりゲル状に保
形された蓄熱剤（２）及びその蓄熱剤（２）を充填して
なる蓄熱材（２）を得た。尚、蓄熱剤（２）の融解潜熱
量は２５cal/gであり、原料である蓄熱性物質の蓄熱性
能を著しく低下させる現象は認められなかった。

【００４５】＜実施例３＞実施例１において、単量体成
分の主成分をフェノキシポリエチレングリコール（平均
エチレンオキサイド付加モル数：１０）アクリレート
（ＳＰ値：９.４）に変更し、蓄熱性物質をポリエチレ
ングリコール・ポリプロピレングリコール・ポリエチレ
ングリコールブロック体（平均エチレンオキサンド／プ
ロピレンオキサイド付加モル数：２６０／３５）に変更
し、混合溶液の調製温度を常温から７０℃に変更した以
外は実施例１と同様の方法によりゲル状に保形された蓄
熱剤（３）及びその蓄熱剤（３）を充填してなる蓄熱材
（３）を得た。尚、蓄熱剤（３）の融解潜熱量は２４ca
l/gであり、原料である蓄熱性物質の蓄熱性能を著しく
低下させる現象は認められなかった。

【００４６】＜実施例４＞実施例１において、単量体成
分の主成分をメトキシポリエチレングリコール（平均エ
チレンオキサイド付加モル数：１０）メタクリレート
（ＳＰ値：９.４）に変更し、蓄熱性物質をポリオキシ
エチレンモノアルキルエーテル（日本触媒社製：商品名
ソフタノール１５０、平均エチレンオキサンド付加モル
数：１５）に変更し、混合溶液の調製温度を常温から４
０℃に変更した以外は実施例１と同様の方法によりゲル
状に保形された蓄熱剤（４）及びその蓄熱剤（４）を充
填してなる蓄熱材（４）を得た。尚、蓄熱剤（４）の融
解潜熱量は１４cal/gであり、原料である蓄熱性物質の
蓄熱性能を著しく低下させる現象は認められなかった。

【００４７】＜実施例５＞温度計、撹拌機、ガス導入
管、２つの滴下ロートおよび還流冷却器を備えた５００
ｍｌのフラスコに、蓄熱性物質としてのポリエチレング
リコールジメチルエーテル（平均エチレンオキサイド付
加モル数：１０）１０ｇを仕込み、撹拌下、フラスコ内
を窒素置換し、窒素気流下に７０℃に加熱した。

【００４８】次いで、１つの滴下ロートに、単量体成分
の主成分としてエトキシジエチレングリコールアクリレ
ート（ＳＰ値：９.５）３８ｇおよび反応性単量体とし
てヒドロキシエチルアクリレート２ｇ、並びに蓄熱性物
質として上記ポリエチレングリコールジメチルエーテル
４０ｇからなる溶液を、さらに別の滴下ロートに重合
開始剤としてのｔ−ブチルペルオキシド（２−エチルヘ
キサノエート）０.１ｇ及び蓄熱性物質としての上記ポ
リエチレングリコールジメチルエーテルからなる溶液
を仕込んだ。

【００４９】続いて、前記フラスコ内に対し、溶液お
よび溶液を同時に１時間かけて滴下し、重合反応を行
い、その後さらに、フラスコ内を８０℃に昇温し、２時
間維持して重合を完了させて、架橋前の重合体を得た。

【００５０】放冷後、上記フラスコ内に対し、架橋剤と
してのトルエンジイソシアナート２.３ｇ、ジブチルス
ズジラウレート０.１部並びに蓄熱性物質としての上記
ポリエチレングリコールジメチルエーテル１００ｇから
なる溶液を加えて混合した後、直ちに、上記フラスコ
の内容物を実施例１で用いたのと同じ容器に充填し、６
０℃で８時間静置して架橋させることによりゲル状に保
形された蓄熱剤（５）及びその蓄熱剤（５）を充填して
なる蓄熱材（５）を得た。尚、蓄熱剤（５）の融解潜熱
量は１８cal/gであり、原料である蓄熱性物質の蓄熱性
能を著しく低下させる現象は認められなかった。

【００５１】＜比較例１＞実施例１で用いたのと同じ蓄
熱性物質としてのポリエチレングリコール（平均エチレ
ンオキサイド付加モル数：１２）を常温で、実施例１で
用いたのと同じ塩化ビニル製容器に充填し−２０℃の条
件下で凍結させた。次いで、同温度を維持しながら容器
から抜き取り、速やかに電子線照射（照射幅１５ｃｍ、
電子線電流２０ｍＡ）を３０秒行ったところ、蓄熱性物
質は形状が保持されることなく崩壊した。

【００５２】＜比較例２＞実施例２で用いたのと同じ蓄
熱性物質としてのポリエチレングリコール（平均エチレ
ンオキサイド付加モル数：４５０）を７０℃で溶解させ
て、実施例１で用いたのと同じ塩化ビニル製容器に充填
し３０℃の条件下で凍結させた。次いで、同温度を維持
しながら容器から抜き取り、速やかに電子線照射（照射
幅１５ｃｍ、電子線電流２０ｍＡ）を３０秒行った。つ
いで、前記塩化ビニル製の容器に戻すことにより比較蓄
熱材（１）を得た。

【００５３】＜実施例６＞実施例１〜５および比較例２
で得られた蓄熱材（１）〜（５）および比較蓄熱材
（１）をブラインを充填した恒温槽中で表１に示す温度
条件下で１００回の繰り返し相変化を行い、蓄熱性物質
のゲルからのしみだしの有無を目視にて確認した。

【００５４】

【表１】

【００５５】

【発明の効果】本発明の製造方法によって得られた蓄熱
剤および蓄熱材は、比較的安価なアルキレングリコール
構造を有する蓄熱性物質の流動性が特定のポリマーによ
り低下するように保持されているため、蓄熱性物質の相
変化にともなう流動化やしみだしが著しく低減されてい
る。そこで、蓄熱性物質の漏洩や火災の危険性が少なく
安全性に優れる特徴を有する。

【００５６】また、本発明の製造方法は、蓄熱性物質の
有する相変化温度や潜熱量を明確に維持するため、蓄熱
特性の再現性が極めて高い蓄熱剤および蓄熱材の提供が
可能となる。

【００５７】従って、本発明は、ビルの空調用、給湯設
備、食品工場や化学工場の保温や保冷、床暖房や壁暖房
の建材用、保温や保冷の輸送システム、太陽熱コレクタ
ー等、幅広い用途に適応できる蓄熱剤および蓄熱材を提
供できる点で産業上有効な技術である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解度パラメータ（ＳＰ値）が９以上の蓄
熱性物質（Ｉ）の存在下で、単量体成分（II）を重合す
ることを特徴とする蓄熱剤の製造方法。
【請求項２】アルキレングリコール構造を有する蓄熱性
物質（Ｉ）の存在下で、単量体成分（II）を重合するこ
とを特徴とする蓄熱剤の製造方法。
【請求項３】一般式（１）【化１】（式中Ｒ₁、Ｒ₂は独立に、Ｈ、アルキル基、アシル
基、アルケニル基、フェニル基、アルキルまたはフェニ
ル基である。Ｒ₃は、Ｈ、ＣＨ₃またはＣ₂Ｈ₅である。ｍ
の平均値は１〜５００である。）で表される蓄熱性物質
（Ｉ）中で、単量体成分（II）を重合して、単量体成分
（II）を重合してなる重合体（III）中に、蓄熱性物質
（Ｉ）の流動性が低下するように蓄熱性物質（Ｉ）を保
持させることを特徴とする蓄熱剤の製造方法。
【請求項４】単量体成分（II）が溶解度パラメータ（Ｓ
Ｐ値）８.５以上の単量体（Ａ）を主成分としてなるも
のである請求項１から３の何れかに記載の蓄熱剤の製造
方法。
【請求項５】単量体（Ａ）が、一般式（２）【化２】（式中Ｒ₄は、ＨまたはＣＨ₃である。Ｒ₅は、Ｈ、ア
ルキル基、アシル基、アルケニル基、フェニル基または
アルキルフェニル基である。Ｒ₆は、Ｈ、ＣＨ₃またはＣ
₂Ｈ₅である。ｎは平均値で１〜５０である。）である請
求項４記載の蓄熱剤の製造方法。
【請求項６】重合体（III）は、架橋構造を有すること
を特徴とする請求項３に記載の蓄熱剤の製造方法。
【請求項７】請求項１から６の何れかに記載の製造方法
によって得られる蓄熱剤。
【請求項８】容器に蓄熱剤が充填された蓄熱材の製造方
法において、蓄熱剤原料混合溶液を容器に充填し、容器
内で請求項７記載の蓄熱剤を製造することを特徴とする
蓄熱材の製造方法。