JPS5883083A - 蓄熱材 - Google Patents

蓄熱材

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JPS5883083A
JPS5883083A JP18253381A JP18253381A JPS5883083A JP S5883083 A JPS5883083 A JP S5883083A JP 18253381 A JP18253381 A JP 18253381A JP 18253381 A JP18253381 A JP 18253381A JP S5883083 A JPS5883083 A JP S5883083A
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JP
Japan
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sodium acetate
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heat storage
trihydrate
sodium
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JP18253381A
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Hiroshi Kimura
寛 木村
Junjiro Kai
甲斐 潤二郎
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蓄熱材に関する。さらに詳しくは、本発明は結
晶核生成材を酢酸す) 13ウム・3水虫またはそれを
主成物とする混合物に加えてえられる過冷却の防止せら
れた蓄熱材に関する。  。
融解潜熱を利用する50〜60cko域の蓄熱材として
はハイポ” (1ia2s203・5H80、融点48
°0、融解黙約50cal/g)が知られているが、そ
のものは2水塩を晶出しやすく相変化安定性に劣ること
および過冷却しやすく未だその解決策が見出されていな
いことなどのために最近ではあまり注目されていない。
酢酸ナトリウム・3水塩(OH0OOIJa・3H20
x融点58’0.融解熱60oal/′g)はハイポに
くらべて相変化安定性にすぐれていることがら、ハイポ
に代る蓄熱材として注目されるようになってきている。
しかし酢酸ナトリウム・3水塩はハイポと同じく過冷却
しやすいという欠点を有しているため、融解潜熱を利用
する蓄熱材として用いるには、いかにしてこの過冷却を
防止するかが大きなポイントである。
この過冷却を防止する方策として、本発明者らは酢酸ナ
トリウム・3水塩に水分を添加する方法(特開昭51−
126980号公報参照)を提供してきている。この方
法でえられる蓄熱材は水分のか加によりかなり過冷却が
破れやすくなるとはいえ、長期使用に対する信頼性に欠
けるものである。また本発明者らは酢酸ナトリウム・3
水壌にコハク酸ナトリウム・6水塩(Ha204H40
4”6H20)を結晶核生成材として加える方法(特開
昭55−16055号公報参照)を提供してきているが
、この方法では6ooO以下にまで冷却されないと過冷
却防止効果を発現しえず、用途が制限される。さらに本
発明者らは酢酸ナトリウム・3水塩にその他の塩、たと
えば臭化ナトリウム・2水塩(NaBr・2H20)な
どを添加する方法(特開昭53−14173号公報参照
)を提供してきている。その方法によりえられる蓄熱材
、たとえば臭化ナトリウム・2水塩を10重量%を含有
する蓄熱材は結晶核生成材を添加しなくても、1000
サイクル以上のヒートサイクル試験(6ooCJ→40
°0→60oOを1サイクルとして1日8サイクル)に
おいて順調に相変化をくり返すが、蟻醗ナトリウム・3
水塩(HOOONa・3H20)を1610含有する蓄
熱材では結晶核生成が生じるとはいえ、高度の信頼性を
有していない。
これらの方法のほかに物理的な方法によって結晶核生成
を促し、過冷却を防止する方法も知られている。たとえ
ば、米国特許第4.077、390号明細書には蓄熱材
中に金属片を加え、それを外部力によって折り曲げるこ
とにより結晶核生成を行なう方法が開示されている。し
かし、このような物理的方法は結晶核生成のための外部
操作をそのつど行なわなければならず、実用的な方法と
はいいがたい。
叙上の問題を克服しつる結晶核生成材を含んだ蓄熱材が
本発明者らにより見出されている。すなわち、無水酢酸
ナトリウムとある種のナトリウム塩、なかんづ< Na
2HPO4またはNaH2PO,などをプレス成形して
えられる結晶核生成材は酢酸ナトリウム・3水塩からな
る蓄熱材に加えたばあい持続する過冷却防止効果を発現
する。その効果を長期にわたって持続させるために、成
形体に有機溶剤で溶解したプラスチックを浸み込ませて
補強したり、あるいはプラスチック粉末を添加してプレ
ス成形したのちそのプラスチック粉末を幾分か融解させ
るために100°0程度に加熱したり、または室温で硬
化するプラスチック類を少量添加したりする工夫もなさ
れている。
しかしながら、それらの結晶核生成材の製造法はプレス
工程以外の追加工程を必要とするだけでなく、その追加
工程が煩雑であり、またえられる結晶核生成材の品質保
持が非常に困難である。
本発明者らは、かかる従来の現状に鑑み鋭意研究を重ね
た結果、プレス成形をホットプレス成形に代え、その成
形時に熱可塑性有機物質を加えることにより、より信頼
性の高い結晶核生成材を短時間のうちに再現性よく製造
しつるという事実を見出し、本発明を完成するにいたっ
た。
すなわち本発明は、 無水酢酸ナトリウムとそれ以外のナトリウム塩および熱
可塑性有機物質からなる混合物をホットプレス成形して
えられる結晶核生成材を、酢酸ナトリウム・3水塩また
はそれを主成分とする混合物に加えてなる蓄熱材に関す
る。
本発明に用いる無水酢酸ナトリウム以外のナトリウム塩
としては、好ましくは06H5Na2PO,・2H20
、NaBr%Na1l、 NaNH,HPO4・4H2
0,0H2(OOON&)2−H2O。
ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、N&
3P04、Na、P4O10,Na2HPO,、Na2
HPO,−2H20、NaH2PO4、NaH2PO4
−H2O、NaH2PO,−2H20などがあげられる
が、なかんづ< Na2PO,、Na2HPO4NaH
,PO,、NaH2PO,@H20、1Jal(2PO
,−2H20またはそれらの混合物が好適である。
熱可塑性有機物質としてはポリエチレン、ポリプルピレ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、AB13樹脂、ア
クリル樹脂などのプラスチック類、松、脂、カルナウバ
ワックスなどの天然ワックス類、さらには合成ワックス
類なども本発明に使用しつる。これらの熱可塑性有機物
質は少なくとも粒径1am以下の粉末状として用いられ
る。粒径が11mmよりも大きなものを使用するとプレ
ス成形してえられる結晶核生成材中に充分なカサ密度で
混合することができなくなるので好ましくない。
無水酢酸ナトリウム、それ以外のナトリウム塩および熱
可塑性有機物質は充分に混合、粉砕したのち、ホットプ
レス成形して所望の結晶核生成材とすることができる。
ホットプレス成形は室温(約50°0)以上で、かつ用
いる熱可塑性有機物質の融点以下の湿度範囲で行なうの
が好ましい。温度の選択は用いる熱可塑性有機物質の種
類や、結晶核生成材の最終カサ密度などを基準にして行
なわれ、融点に近い温度であるほどえられる結晶核生成
材を高密度にすることができる。
またホットプレス成形の圧力も同様に熱可塑性物質や、
結晶核生成材の最終カサ密度などを基準にして適宜選択
され、高い温度でプレス成形するものほどプレス圧力は
低くてもよく、逆に低い温度でプレス成形しなければな
らないものほど高い圧力が必要である。通常、プレス圧
力は数百VQm2ないし数トン/a mの範囲で行なわ
れる。
本発明における核生成材を酢酸ナトリウム・3水塩から
なる蓄熱材に加えたばあいに過冷却防止効果を発現する
理由については未だ充分な理論的根拠をえておらず、現
時点では理論的に説明することができない。しかし、N
a2HPO4などのナトリウム塩および無水酢酸ナトリ
ウムにポリエチレンなどの熱可塑性有機物質を加えてプ
レス成形した結晶核生成材は、熱可塑性有機物質を加え
ずにプレス成形してえられる従来の結晶核生成材にくら
べてすぐれた過冷却防止効果を発現する。すなわち、N
 &J?HP 04などのナトリウム塩とポリエチレン
などの熱可塑性有機物質の両者は共存すると相互に妨害
し合うのではなくて、かえって逆に協同し合ってその過
冷却防止効果の発現を促進し合うかのように働く。また
ポリエチレンなどの熱可塑性有機物質は結合剤としての
役割もあわせ有しており、その含有割合を増加させるほ
ど蓄熱材中でも溶解や崩壊のしにくいより強固な結晶核
生成材をつくることができる。ホットプレス成形するこ
とにより、結晶核生成材の密度が向上せられるだけでな
く、その機械的強度も向上し、かつその過冷却防止能力
が従来のものよりも高信頼性、長寿命とすることができ
る。
たとえばNa2HPO420%(重量%、以下同様)、
ポリエチレン20%および無水酢酸ナトリウム60%か
らなる混合物を1トン/a!+12の圧力下において室
温でプレス成形してえられる結晶核生成材は密度が低い
ため、溶融状態にある酢酸ナトリウム・3水塩中では浮
くが、同圧力下において80°0でホットプレス成形し
てえられる結晶核生成材は密度が高いため、溶融状態に
ある酢酸す) IJウム・3水塩中では底に沈み結晶核
生成材としてよりすぐれた効果を発現できる。
本発明における結晶核生成材は、酢酸ナトリウム・3水
塩のみからなる蓄熱材だけでなく−たとえば酢酸ナトリ
ウム・3水塩に蟻酸ナトリウム・6水塩を5〜20%加
えた蓄熱材、酢酸ナトリウム・3水塩に臭化す) IJ
ウム・2水塩を5〜15%加えた蓄熱材などの酢酸ナト
リウム・6水塩に種々の第2成分を加えた蓄熱材に対し
て使用でき、同等のまたはそれ以上の過冷却防止効果を
長期にわたって発現する。
以上に述べたように、無水酢酸ナトリウムにそれ以外の
ナトリウム塩および熱可塑性有機物質粉末を混合したの
ちホットプレス成形してえられる結晶核生成材はつぎの
ような長所を有している。
(イ)強固であり、長期信頼性がある。
(ロ)品質管理が容易であり、再現性が高い。
(ハ)製造のための作業工程が少ない。
に)カサ密度が高い。
つぎに実施例をあげて本発明の蓄熱材をより詳細に説明
するが、本発明はそれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
実施例1 Na2HPO420%、ポリエチレン粉末(平均粒径1
00μ)20%および無水酢酸ナトリウム60%をよく
混合、粉砕したのち、この混合物の約1gを80°0.
1000k(arm2でホットプレス成形し、直径15
mm、厚さ3mmの円板形の結晶核生成材をえた。
つぎに酢酸ナトリウム・6水塩1kgを加えた金属アル
ミ製容器内にこの円板を1牧人れて密封した。このもの
を70°0→45°O→70°Oを1サイクルとしたヒ
ートサイクル試験(1日8サイクル、以下同様)に供し
たところ、約55°0で過冷却が破れ、順調に相変化を
400回以上くり返した。
実施例2 N4H2F0.25%、松脂粉末(100メツシユ)1
5%および無水酢酸ナトリウム60%をよく混合、粉砕
したのち、この混合物の約1gを60°ON 200k
V/am2の圧力でホットプレス成形して、直径15m
m 、厚さ3mmの円板形の結晶核生成材をえた。
つぎに酢酸す) IJウム・3水塩90%および臭化ナ
トリウム・2水塩10%からなる混合物1.5kpを加
えた直径50mm、長さ800mmの円筒形黒色ポリエ
チレン容器に、この円板2枚を入れて密封した。
このものを60°0→40°O→60°Oを1サイクル
としたヒートサイクル試験に供したところ、約5000
で過冷却が破れ、順調に相変化を1000回以上くり返
した。
実施例3 N &2HPO4・2H20の15%、カルナウバワッ
クス粉末20%および無水酢酸ナトリウム65%をよく
混合し、粉砕したのち、この混合物の約19を60°O
,60Dxg/Jでホットプレス成形し、直径i 5m
m 、厚さ3mmの円板形の結晶核生成材をえた。
つぎに酢酸ナトリウム・3水塩84%および蟻酸ナトリ
ウム・3水塩16%からなる混合物2に9を加えたポリ
エチレン容器に、この円板を2牧人れて密封した。この
ものを60°0→40°0→60°Oを1サイクルとし
たヒートサイクル試験に供したところ、約47°CJで
過冷却が破れ、順調に相変化を500回以上くり返した
実施例4 NaH2PO4および松脂粉末に代えて、N aH2P
 O4・H2Oおよびポリプロピレン粉末(50メツシ
ユ)を用い、ホットプレス成形の条件を7000% 4
00kV′cm  としたほかは実施例2と同様にして
実験を行なった。
その結果1約50°Oで過冷却が破れ、順調に相変化を
1000回以上くり返した。
実施例5 Na2HPO4・2H20およびカルナウバワックス粉
末に代えて、NaH3PO4およびポリ塩化ビニル粉末
(60メツシユ)を用いたほかは実施例3と同様にして
実験を行なった。その結果、約47°0で過冷却力τ破
。、         ′      順調ゝ相変化を
1000回以上くり返した。
実施例6 Na2HPO4およびポリエチレン粉末に代えて1N&
H2PO4・2H20およびポリスチレン粉末(30メ
ツシユ)を用いたほかは実施例1と同様にして実験を行
なった。その結果、約50°aで過冷却が破れ、順調に
相変化を1000回以上くり返した。
実施例7 ポリエチレン粉末に代えてポリメチルメタクリレート粉
末を用いたほかは実施例1と同様にして実験を行なった
。その結果、約5000で過冷却が破れ、順調に相変化
を1000回以上くり返した。
代理人    葛野信−(はが1名〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1ン無水酢酸ナトリウムとそれ以外のナトリウム塩お
    よび熱可塑性有機物質からなる混合物をホットプレス成
    形してえられる結晶核生成材を、酢酸ナトリウム・3水
    塩またはそれを主成物とする混合物に加えてなる蓄熱材
    ◇ (2)前記ナトリウム塩がNa2HPO,、Na2HP
    O,・2H20、N aH,2P 04、Mal(2P
    O4”H2OtたはNaH2PO,・2H20である特
    許請求の範囲第(1)項記載の蓄熱材。 (8)前記熱可塑性有機物質がポリエチレン、ポリプロ
    ピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル\ABS樹脂、
    アクリル樹脂などのプラスイック類、松脂、カルナウバ
    ワックスなどの天然ワックス類または合成ワックス類で
    ある特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の
    蓄熱材。 (4)前記熱可塑性有機物質が平均粒子径jmm以上の
    粉末である特許請求の範囲第(8)項記載の蓄熱材。 (5)ホットプレス成形が室温よりも轟くがっ熱111
    1塑性有機物實の融点よりも低い温度で、数百〜数千に
    970m”の圧力下に行なわれる特許請求の範囲第(1
    2項、第(2)項、第(3)項または第(4)項記載の
    蓄熱材。 (6)酢酸ナトリウム・3水塩を主成物とする混合物が
    酢酸ナトリウム・3水塩80〜95ffiii%および
    蟻酸ナトリウム・3水塩20〜5車it%の混合物また
    は酢酸ナトリウム・3水塩85〜95重量外および臭化
    ナシリウム・2水塩15〜5*置襲の混合物である特許
    請求の範囲第(1)項、第(2)項、第(8)項、第(
    4)項または@(6ン項記載の蓄熱材。
JP18253381A 1981-03-09 1981-11-12 蓄熱材 Granted JPS5883083A (ja)

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NL8200269A NL191418C (nl) 1981-03-09 1982-01-26 Materiaal voor het opslaan van warmte; werkwijze voor het bereiden van dit materiaal.
US06/343,767 US4400287A (en) 1981-03-09 1982-01-28 Heat storage material
DE19823208254 DE3208254A1 (de) 1981-03-09 1982-03-08 Waermespeichermaterial

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6153386A (ja) * 1984-08-21 1986-03-17 Hitachi Chem Co Ltd 蓄熱材
JPH10237434A (ja) * 1997-02-28 1998-09-08 Sumika Plast Kk 蓄熱材の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6153386A (ja) * 1984-08-21 1986-03-17 Hitachi Chem Co Ltd 蓄熱材
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