JPS592829B2 - 吸熱用液体 - Google Patents
吸熱用液体Info
- Publication number
- JPS592829B2 JPS592829B2 JP56108854A JP10885481A JPS592829B2 JP S592829 B2 JPS592829 B2 JP S592829B2 JP 56108854 A JP56108854 A JP 56108854A JP 10885481 A JP10885481 A JP 10885481A JP S592829 B2 JPS592829 B2 JP S592829B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parts
- liquid
- activated carbon
- water
- propylene glycol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱による温水器及び集熱器の吸熱体として
有用な液状組成物に関するものであって、その目的とす
るところは吸熱性にすぐれ、且つ長期間にわたって安定
して使用することができる太陽熱吸熱用液体を提供する
ことにある。
有用な液状組成物に関するものであって、その目的とす
るところは吸熱性にすぐれ、且つ長期間にわたって安定
して使用することができる太陽熱吸熱用液体を提供する
ことにある。
従来、黒色の液体を太陽光線にあて、太陽熱を吸収させ
、次いで熱交換により通常の水道水を昇温させ、家庭用
や工業的用途に使用することは公知である。
、次いで熱交換により通常の水道水を昇温させ、家庭用
や工業的用途に使用することは公知である。
このような液状の吸熱体としては、黒色の染料を水に溶
解したもの、黒色の顔料等を水中に分散させたもの等が
使用されているが、染料を使用したものは長時間の光に
対する安定性に劣り実用的ではない。
解したもの、黒色の顔料等を水中に分散させたもの等が
使用されているが、染料を使用したものは長時間の光に
対する安定性に劣り実用的ではない。
一方カーボンブラック等の黒色顔料を使用したものは、
光に対する安定性はすぐれているが、長期間の使用の場
合、例えばカーボンブラックを分散剤により水中に分散
させたものを温水器及び集熱器のパイプ中に流し、太陽
熱を吸熱させ、次いで熱交換器により水道水を昇温させ
る場合は、分散しているカーボンブラックがパイプ内面
に析出沈着し熱吸収率等が低下し、また長期間の繰返し
の温度変化や太陽光の影響により分散安定性が低下する
ためカーボンブラックが沈澱し、吸熱体としての性能が
失われるという欠点がある。
光に対する安定性はすぐれているが、長期間の使用の場
合、例えばカーボンブラックを分散剤により水中に分散
させたものを温水器及び集熱器のパイプ中に流し、太陽
熱を吸熱させ、次いで熱交換器により水道水を昇温させ
る場合は、分散しているカーボンブラックがパイプ内面
に析出沈着し熱吸収率等が低下し、また長期間の繰返し
の温度変化や太陽光の影響により分散安定性が低下する
ためカーボンブラックが沈澱し、吸熱体としての性能が
失われるという欠点がある。
本発明者等は、上述の如き従来の吸熱用液体の欠点を解
決すべく鋭意研究の結果、吸熱用黒色材料として特定の
材料を選択し、且つ特定の分散剤と分散媒体とを組合せ
て使用することにより、上述の従来技術の欠点が解決さ
れた吸熱用液体が得られることを知見して本発明を完成
した。
決すべく鋭意研究の結果、吸熱用黒色材料として特定の
材料を選択し、且つ特定の分散剤と分散媒体とを組合せ
て使用することにより、上述の従来技術の欠点が解決さ
れた吸熱用液体が得られることを知見して本発明を完成
した。
すなわち、本発明は、分散用媒体、分散剤および黒色材
料からなる太陽熱吸熱用液体において、分散媒体がプロ
ピレングリコール、または水とプロピレングリコールと
の混合物であり、分散剤がポリビニルピロリドンであり
、且つ黒色材料が粉末状活性炭であることを特徴とする
太陽熱吸熱用液体である。
料からなる太陽熱吸熱用液体において、分散媒体がプロ
ピレングリコール、または水とプロピレングリコールと
の混合物であり、分散剤がポリビニルピロリドンであり
、且つ黒色材料が粉末状活性炭であることを特徴とする
太陽熱吸熱用液体である。
次に本発明を更に詳細に説明すると、本発明の液状組成
物を構成する成分の使用割合は、液状組成物１００重量
部中、粉末状活性炭は約０．００１〜１０重量部割合、
好ましくは約０．０１〜２重量部割合であり、この範囲
の下限以下の量になると太陽熱の吸収が不十分となり、
一方、その上限を越えると太陽光線が液の内部に届かず
、熱吸収が不十分となる。
物を構成する成分の使用割合は、液状組成物１００重量
部中、粉末状活性炭は約０．００１〜１０重量部割合、
好ましくは約０．０１〜２重量部割合であり、この範囲
の下限以下の量になると太陽熱の吸収が不十分となり、
一方、その上限を越えると太陽光線が液の内部に届かず
、熱吸収が不十分となる。
分散量は約０．００１〜２０重量部割合、好ましくは約
０．５〜５重量部の割合であり、この範囲の下限以下の
量になると活性炭粉末の分散安定性が低下する。
０．５〜５重量部の割合であり、この範囲の下限以下の
量になると活性炭粉末の分散安定性が低下する。
一方、その上限を越えると粘度が高くなりすぎ、熱交換
の効率が低下することになる。
の効率が低下することになる。
分散媒体は主として粉末活性炭と分散剤の残りの重量部
であり、約７０重量部割合以上、好ましくは約９３重量
部割合以上で使用する。
であり、約７０重量部割合以上、好ましくは約９３重量
部割合以上で使用する。
この範囲の下限以下では得られる吸熱用液体の粘度や濃
度が高くなりすぎ、すでに述べたように熱交換の効率が
低下したり熱吸収率が不十分となる。
度が高くなりすぎ、すでに述べたように熱交換の効率が
低下したり熱吸収率が不十分となる。
本発明で使用する活性炭は、有機物質を炭化して得られ
るもので、従来は脱色、脱臭、吸着触媒として使用され
ているものであり、着色剤や充填剤として使用されてい
る各種のカーボンブラックとは、その粒子構造が異なる
ものである。
るもので、従来は脱色、脱臭、吸着触媒として使用され
ているものであり、着色剤や充填剤として使用されてい
る各種のカーボンブラックとは、その粒子構造が異なる
ものである。
このような活性炭は、塩化亜鉛法、水蒸気法等、いずれ
の製造方法によるものでよいが、その粒径は約ｌＯμ以
下、好ましくは約５μ以下である必要がある。
の製造方法によるものでよいが、その粒径は約ｌＯμ以
下、好ましくは約５μ以下である必要がある。
このような粉末状活性炭は、市販の粒状活性炭を通常の
粉砕機により粉砕するか、あるいはその分散処理時に分
散と同時に磨砕し、その粒径な調整することにより、容
易に得ることができる。
粉砕機により粉砕するか、あるいはその分散処理時に分
散と同時に磨砕し、その粒径な調整することにより、容
易に得ることができる。
本発明で使用する分散剤は、ビニルピロリドンの重合体
であり、例えば、その平均分子量が約５０００程度から
約５０００００程度の種々のものが知られており、これ
らの公知のポリビニルピロリドンはいずれも本発明にお
いて使用することができる。
であり、例えば、その平均分子量が約５０００程度から
約５０００００程度の種々のものが知られており、これ
らの公知のポリビニルピロリドンはいずれも本発明にお
いて使用することができる。
このようなポリビニルピロリドンは従来から顔料等の分
散剤（保護コロイド）として良く知られたものであるが
、活性炭粉末をプロピレングリコール、または水−プロ
ピレングリコール中に安定に分散させる分散剤としては
知られていない。
散剤（保護コロイド）として良く知られたものであるが
、活性炭粉末をプロピレングリコール、または水−プロ
ピレングリコール中に安定に分散させる分散剤としては
知られていない。
本発明者の詳細な研究によれば、分散媒体がプロピレン
グリコールか、あるいは少量の水を含有するプロピレン
グリコールである場合は、比較的低分子量のポリビニル
ピロリドンがすぐれた分散安定性を示し、プロピレング
リコールと水との混合媒体であるときは比較的高分子量
のポリビニルピロリドンがすぐれた分散安定性を示すこ
とを見い出した。
グリコールか、あるいは少量の水を含有するプロピレン
グリコールである場合は、比較的低分子量のポリビニル
ピロリドンがすぐれた分散安定性を示し、プロピレング
リコールと水との混合媒体であるときは比較的高分子量
のポリビニルピロリドンがすぐれた分散安定性を示すこ
とを見い出した。
更に、分散媒体が水のみ（プロピレングリコール不含）
である場合は、活性炭粉末に対し、良好な分散性を示さ
ないが、プロピレングリコール中か、あるいはプロピレ
ングリコール−水系においてすぐれた分散性を示すこと
からして、本発明におけるすぐれた分散効果はポリビニ
ルピロリドンとプロピレングリコールとの相乗効果によ
るものと考えられる。
である場合は、活性炭粉末に対し、良好な分散性を示さ
ないが、プロピレングリコール中か、あるいはプロピレ
ングリコール−水系においてすぐれた分散性を示すこと
からして、本発明におけるすぐれた分散効果はポリビニ
ルピロリドンとプロピレングリコールとの相乗効果によ
るものと考えられる。
本発明で使用する分散媒体は、前述の通り、プロピレン
グリコール、または水とプロピレングリコールとの混合
物であり、このような分散媒体において初めて活性炭粉
末が前記の分散剤により良好且つ安定に分散し得ること
を知見したものである。
グリコール、または水とプロピレングリコールとの混合
物であり、このような分散媒体において初めて活性炭粉
末が前記の分散剤により良好且つ安定に分散し得ること
を知見したものである。
プロピレングリコールは分散媒体であるとともに分散助
剤および冬期使用時の凍結防止剤としても機能するもの
であり、水との混合物である場合は、少なくとも約１５
チのプロピレングリコールが存在するべきである。
剤および冬期使用時の凍結防止剤としても機能するもの
であり、水との混合物である場合は、少なくとも約１５
チのプロピレングリコールが存在するべきである。
本発明の吸熱用液体の必須成分は上述の通りであるが、
その他各種の水溶性高分子物や乳化剤、安定剤、防腐剤
、防錆剤等の各種の添加剤を必要Ｋ 応じて添加するこ
とができる。
その他各種の水溶性高分子物や乳化剤、安定剤、防腐剤
、防錆剤等の各種の添加剤を必要Ｋ 応じて添加するこ
とができる。
本発明の吸熱用液体は、上述の成分を配合し、これを通
常の分散機、例えばボールミル、ホモミキサー、アトラ
イター、サンドミル、コロイドミル、ロール等の分散機
により分散処理することにより容易に調製することがで
きる。
常の分散機、例えばボールミル、ホモミキサー、アトラ
イター、サンドミル、コロイドミル、ロール等の分散機
により分散処理することにより容易に調製することがで
きる。
このようにして得られた本発明の吸熱用液体は、均一な
黒色の液体であり、太陽熱温水器及び集熱器の吸熱用液
体として有用なものである。
黒色の液体であり、太陽熱温水器及び集熱器の吸熱用液
体として有用なものである。
すなわち、このような用途においては長期間にわたって
無数回の昇温、降温を繰返すものであり、また太陽光線
に常時（昼間）さらされるものであるが、このような過
酷な条件下で長期間良好な分散安定性を保持することが
できる。
無数回の昇温、降温を繰返すものであり、また太陽光線
に常時（昼間）さらされるものであるが、このような過
酷な条件下で長期間良好な分散安定性を保持することが
できる。
更に、従来のカーボンブラックを使用した場合は、その
カーボンブラックが温水器及び集熱器のパイプ等の循環
機器の内面に析出沈着し、熱吸収性や熱交換性を著しく
減少する傾向があるのに対し、本発明の吸熱用液体はこ
のような傾向を殆んど示すことがない。
カーボンブラックが温水器及び集熱器のパイプ等の循環
機器の内面に析出沈着し、熱吸収性や熱交換性を著しく
減少する傾向があるのに対し、本発明の吸熱用液体はこ
のような傾向を殆んど示すことがない。
このような性能は活性炭の本来の物性からして全熱予期
し得ないものであった。
し得ないものであった。
更に本発明の吸熱用液体はイオン性の成分を含有しない
ため、温水器及び集熱器の金属部分を腐蝕することもな
い。
ため、温水器及び集熱器の金属部分を腐蝕することもな
い。
次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明する０な
お、文中、部またはチとあるのは重量基準である。
お、文中、部またはチとあるのは重量基準である。
実施例 ｌ
活性炭（二相化学工業、強力太閤ゴールドＡ）５部、ポ
リビニルピロリドン（ＧＡＦ、ＰＶＰＫ−３０）５部、
プロピレングリコール５０部および水４０部を配合し、
サンドミルにより分散処理し、活性炭の粒径が５μ以下
の分散体を調整した。
リビニルピロリドン（ＧＡＦ、ＰＶＰＫ−３０）５部、
プロピレングリコール５０部および水４０部を配合し、
サンドミルにより分散処理し、活性炭の粒径が５μ以下
の分散体を調整した。
この分散体１部、水６２部、プロピレングリコール３５
部、およびポリビニルピロリドンＣＰＶＰ Ｋ−９０
）２部を均一ニ混合攪拌Ｌ、凍結点−１５℃の本発明の
吸熱用液体を調製した。
部、およびポリビニルピロリドンＣＰＶＰ Ｋ−９０
）２部を均一ニ混合攪拌Ｌ、凍結点−１５℃の本発明の
吸熱用液体を調製した。
この液体を８０℃で６ケ月間連続加熱処理した後、顕微
鏡により活性炭の分散性を調べたところ、活性炭の分散
性は、加熱前と同様に良好であった。
鏡により活性炭の分散性を調べたところ、活性炭の分散
性は、加熱前と同様に良好であった。
実施例 ２
活性炭（二相化学工業、精製太閤ＹＶ−０）５部、ポリ
ビニルピロリドン（ＧＡＦ、ＰＶＰＫ−１５）５部、プ
ロピレングリコール５０部および水４０部を混合し、サ
ンドミルで活性炭の粒径５μ以下になるまでサンドミル
で分散処理し、分散体を調整した。
ビニルピロリドン（ＧＡＦ、ＰＶＰＫ−１５）５部、プ
ロピレングリコール５０部および水４０部を混合し、サ
ンドミルで活性炭の粒径５μ以下になるまでサンドミル
で分散処理し、分散体を調整した。
この分散体１部、プロピレングリ：７一ル９７部および
ＰＶＰＫ−１５２部を混合し、攪拌して本発明の吸熱用
液体を得た。
ＰＶＰＫ−１５２部を混合し、攪拌して本発明の吸熱用
液体を得た。
この吸熱用液体を６０℃で６ケ月間ガラス管中を強制循
環させた後、活性炭の分散性を確認するために水で５０
倍に希釈し、分光々変針で透過率を測定したところ、強
制循環前の液体（５９倍希釈）の透過率曲線と一致し、
強制循環しても分散安定性がすぐれており、また、ガラ
ス管の内壁に活性炭の析出沈着は全く認められなかった
。
環させた後、活性炭の分散性を確認するために水で５０
倍に希釈し、分光々変針で透過率を測定したところ、強
制循環前の液体（５９倍希釈）の透過率曲線と一致し、
強制循環しても分散安定性がすぐれており、また、ガラ
ス管の内壁に活性炭の析出沈着は全く認められなかった
。
実施例 ３
活性炭（二相化学工業、精製太閤ＷＶ−１）５部、ポリ
ビニルピロリドン５０％水溶液（平均分子量約１６万）
２０部および水７５部を使用し、実施例１と同様にして
活性炭の粒待フＥ ５μ以下の分散体を得た。
ビニルピロリドン５０％水溶液（平均分子量約１６万）
２０部および水７５部を使用し、実施例１と同様にして
活性炭の粒待フＥ ５μ以下の分散体を得た。
この分散体１部、水４５部、上記のポリビニルピロリド
ン水溶液４部およびプロピレングリコール５０部を均一
に混合し、凍結点３０℃の吸熱用液体を得た。
ン水溶液４部およびプロピレングリコール５０部を均一
に混合し、凍結点３０℃の吸熱用液体を得た。
この吸熱用液体を内径５ＩＩＬ７ＩＬの蛇管に入れ、そ
の両端をゴム栓にて密栓し、温度６３℃のウニサオメー
ター中で１０００時間照射し、活性炭の分散性を顕微鏡
にて調べたところ、照射前の分散性と変わらず良好であ
り、ガラス管内壁への活性炭の析出沈着も全く生じなか
った。
の両端をゴム栓にて密栓し、温度６３℃のウニサオメー
ター中で１０００時間照射し、活性炭の分散性を顕微鏡
にて調べたところ、照射前の分散性と変わらず良好であ
り、ガラス管内壁への活性炭の析出沈着も全く生じなか
った。
実施例 ４
実施例１の吸熱用液体を太陽熱温水器に入れ、強匍脈環
させながら６ケ月間の暴露試験を実施した後、この吸熱
用液体を水で１０倍に希釈し、分光光度計で透過率を測
定したところ暴露前の液体（１０倍希釈）の透過率曲線
と一致し、暴露後も変化が認められなかった。
させながら６ケ月間の暴露試験を実施した後、この吸熱
用液体を水で１０倍に希釈し、分光光度計で透過率を測
定したところ暴露前の液体（１０倍希釈）の透過率曲線
と一致し、暴露後も変化が認められなかった。
Claims (1)
- １ 分散用媒体、分散剤および黒色材料からなる太陽熱
吸熱用液体において、分散用媒体がプロピレングリコー
ル、または水とプロピレングリコールとの混合物であり
、分散剤がポリビニルピロリドンであり、且つ黒色材料
が粉末状活性炭であることを特徴とする太陽熱吸熱用液
体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108854A JPS592829B2 (ja) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | 吸熱用液体 |
| AU85937/82A AU531792B2 (en) | 1981-07-14 | 1982-07-12 | Liquid for absorption of solar heat |
| US06/397,983 US4482467A (en) | 1981-07-14 | 1982-07-14 | Liquid for absorption of solar heat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56108854A JPS592829B2 (ja) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | 吸熱用液体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5811352A JPS5811352A (ja) | 1983-01-22 |
| JPS592829B2 true JPS592829B2 (ja) | 1984-01-20 |
Family
ID=14495275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56108854A Expired JPS592829B2 (ja) | 1981-07-14 | 1981-07-14 | 吸熱用液体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592829B2 (ja) |
| AU (1) | AU531792B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105820801A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-03 | 山东普希环保科技有限公司 | 一种环保经济型丙二醇防冻防沸液 |
-
1981
- 1981-07-14 JP JP56108854A patent/JPS592829B2/ja not_active Expired
-
1982
- 1982-07-12 AU AU85937/82A patent/AU531792B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU531792B2 (en) | 1983-09-08 |
| AU8593782A (en) | 1983-01-20 |
| JPS5811352A (ja) | 1983-01-22 |
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