JPS5949271B2 - 畜熱体 - Google Patents

畜熱体

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JPS5949271B2
JPS5949271B2 JP7146582A JP7146582A JPS5949271B2 JP S5949271 B2 JPS5949271 B2 JP S5949271B2 JP 7146582 A JP7146582 A JP 7146582A JP 7146582 A JP7146582 A JP 7146582A JP S5949271 B2 JPS5949271 B2 JP S5949271B2
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JP
Japan
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heat storage
heat
unsaturated polyester
polyester resin
sodium sulfate
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Expired
Application number
JP7146582A
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English (en)
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JPS58189285A (ja
Inventor
周一郎 落合
淳次 大上
修 播磨
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硫酸ナトリウム10水塩の潜熱を利用する蓄熱
体およびその製法に関する。
太陽熱、地熱などの自然エネルギー、あるいはポテンシ
ャルの低い廃熱を回収し、利用するには、一時蓄熱し必
要な時に取出しうるようにすることが重要である。
蓄熱する手段としては、比熱の大きい水などの顕熱を利
用することが考えられるが、蓄熱容積が大きくなること
、温度の上昇、下降範囲が大きく、例えば放熱温度を一
定にすることができなくなる。蓄熱する別の手段は、有
機材料、無機水和塩などの潜熱を利用することができる
固液相変化に伴なう潜熱量は顕熱量より圧倒的に大きい
から、蓄熱容積を小さくできるし、相変化温度において
潜熱の出入れが可能であるから、放熱温度を一定にする
効果と、蓄熱分の熱損失が小さくなる利点がある。尚、
潜熱を利用する蓄熱材においても、加熱冷却間の顕熱分
は当然利用しうる。しかしながら、潜熱を利用する蓄熱
材料では、常に凝固の際の過冷却の問題を生じる。
そこで、蓄熱材料中に核剤を分散させて過冷却を防止す
ることが考えられるが、核剤の沈降による分離等効果が
持続しない。USP4、003、426号明細書あるい
は特開昭56−42098号公報においては、無機水和
塩を熱硬化性樹脂の中に分散して固定しているが、核剤
が均一に分散しないため無機水和塩の中で核剤と接触し
ない部分は過冷却を生じ、蓄熱特性が低下するという問
題があつた。又、無機水和塩の量が多くなると、未硬化
の熱硬化性樹脂と無機水和塩を混合した際に、熱硬化性
樹脂が無機水和塩中に分散する形になり、無機水和塩を
熱硬化性樹脂中に固定できなくなることもあつた。本発
明者は上記従来の欠点を解消すべく鋭意研究した結果、
硫酸ナトリウム10水塩を主体とする蓄熱剤と不飽和ポ
リエステル樹脂の系において、ポリアクリル酸ナトリウ
ムで増粘された蓄熱剤を硬化された不飽和ポリエステル
樹脂中に分散させることにより、硫酸ナトリウム10水
塩の過冷却が有効に防止され、安定な蓄熱特性を有する
蓄熱体を得るに至つた。
本発明蓄熱体は、硫酸ナトリウム10水塩100重量部
、硼酸ナトリウム10水塩4〜7重量部、ポリアクリル
酸ナトリウム4〜7重量部からなる蓄熱剤が、20〜1
50重量部の不飽和ポリエステル樹脂硬化体内に、分散
されてなることを特徴とする。
本発明は潜熱を利用する蓄熱剤の主体として硫酸ナトリ
ウム10水塩を使用する。
硫酸ナトリウム10水塩は単斜晶で融点32℃、凝固潜
熱は60ca1/9〔93ca1/Cc〕である。従つ
て、単位容積当りの凝固潜熱は水(=80ca1/Cc
)より大きく、例えば温度差10℃の水の顕熱量(=1
0ca1/Cc)よりはるかに大きい。融点は室温より
やや高く、太陽熱を集熱し、放熱して直接的に室内を暖
房するのに好都合である。尚、硫酸ナトリウム10水塩
の比熱は固体1ca1/Ccl液体0.6ca1/Cc
であり、10℃加熱されれば6〜10ca1/Ccの顕
熱量が蓄熱されるが、放熱される時に顕熱分も同時に放
熱され、暖房等に使用される。硫酸ナトリウム10水塩
中には硼酸ナトリウム10水塩とポリアクリル酸ナトリ
ウムが混合されている。
硼酸ナトリウム10水塩は粒状の固体で存在し、硫酸ナ
トリウム10水塩に接触して、その結晶核の形成を促進
する。硼酸ナトリウム10水塩は硫酸ナトリウム10水
塩100重量部に対して4〜7重量部が使用される。本
発明においては、硫酸ナトリウム10水塩を主体とする
蓄熱剤が、ポリアクリル酸ナトリウムを含有することを
特徴の一つとしている。
ポリアクリル酸ナトリウムは蓄熱剤を増粘するのであり
、架橋型のポリアクリル酸ナトリウムは特に好ましい。
ポリアクリル酸ナトリウムは硫酸ナトリウム10水塩溶
液の粘度を40℃において、数センチポイズから数万ポ
イズ程度に増粘し、硼酸ナトリウム10水塩の沈降を防
止して均一分散させ硫酸ナトリウム10水塩と硼酸ナト
リウム10水塩の接触を有効に保つと共に、この発明の
主眼である硫酸ナトリウム10水塩の微小分散化を防ぐ
。ポリアクリル酸ナトリウムは硫酸ナトリウム10水塩
100重量部に対し、4〜7重量部とされる。ポリアク
リル酸ナトリウムが4重量部未満になれば、増粘効果が
小さく硫酸ナトリウム10水塩の微小分散化を防止でき
ず、7重量部を越えると粘調になり過ぎると共に、蓄熱
材全体の潜熱量が減少してしまう。硫酸ナトリウム10
水塩と硫酸ナトリウム10水塩とポリアクリル酸ナトリ
ウムとからなる蓄熱剤と、不飽和ポリエステル樹脂未硬
化物は混合され、不飽和ポリエステル樹脂未硬化物中に
硫酸ナトリウム10水塩を主体とする蓄熱剤が分散され
る。
蓄熱剤は大きさ数10μ〜数闘の単位で、一部が連続し
た状態で不飽和ポリエステル未硬化物の中に分散する。
これはポリアクリル酸ナトリウムによる増粘効果である
。本発明において不飽和ポリエステル樹脂は、飽和有機
酸、不飽和有機酸、グリコール、モノマー成分の混合物
である。
飽和有機酸としてはフタル酸、イソフタル酸、テレフタ
ル酸、テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、
琥珀酸、アジピン酸、セバチン酸、などから選ばれ、不
飽和有機酸としてはマレイン酸、フマール酸などから選
ばれ、グリコールとしてはエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフエノ
ールA1及びビスフエノールAのエポキシ化物などから
選ばれ、モノマー成分としてはスチレン、メチルアクリ
レート、メチルメタアクリレート、アクリルニトリルな
どから選ばれる。不飽和ポリエステル樹脂には、更に過
酸化ベンゾイルなどの重合触媒と、硬化温度が低い場合
に必要に応じて触媒を分解するジメチルアニリン、エチ
レンジアミンなどの分解補助剤が予じめあるいは硬化反
応時に投入される。不飽和ポリエステル樹脂は硫酸ナト
リウム10水塩100重量部に対し25〜150重量部
が使用される。不飽和ポリエステル樹脂が25重量部未
満であると樹脂量が少ないので、蓄熱剤の中に不飽和ポ
リエステル樹脂が島状態で分散し易く、蓄熱剤を有効に
固定化することが難しくなる。不飽和ポリエステル樹脂
が150重量部を越えると、蓄熱材全体の潜熱量が小さ
くなる。
そして、例えば重合触媒を溶解させた不飽和ポリエステ
ル樹脂未硬化物に、融解させた硫酸ナトリウム10水塩
と硼酸ナトリウム10水塩とポリアクリル酸ナトリウム
からなる蓄熱剤を攪拌しながら加える。
蓄熱剤は細分化され、数10μから数鴎の大きさの粒状
になるが、一部分は連続した状態となる。部分的に連続
した状態とは、蓄熱剤の粒子が完全に独立分散するので
はなく一部分が相互にくつつき合つて連続体となつて存
在している状態となることを意味する。
次いで、加熱して不飽和ポリエステル樹脂を硬化させる
蓄熱剤と不飽和ポリエステル樹脂硬化体の分散状態は光
学顕微鏡で観察できる。蓄熱剤と不飽和ポリエステル樹
脂のいずれかを染色し、硬化体の切片を作成して光学顕
微鏡で見ると、蓄熱剤が数10μから数Mmの粒状とな
り、不飽和ポリエステル樹脂硬化体に囲まれているのが
観察される。しかしながら、硬化体表面に電極をたて電
気抵抗を測定することにより、蓄熱剤が粒状に独立して
いるのではなく、一部が連続していることが分かる。
硬化体表面に1儂の間隔に電極をたてた所、蓄熱剤が連
続したものは数キロΩであり、蓄熱剤の粒が完全に独立
しているものは数メガΩであつた。本発明蓄熱体は、硫
酸ナトリウム10水塩と硼酸ナトリウム10水塩とポリ
アクリル酸ナトリウムからなる増粘された蓄熱剤を、不
飽和ポリエステル樹脂硬化体の中に分散させているので
、不飽和ポリエステル樹脂硬化体が仕切りとなつて蓄熱
剤が固定化され、硫酸ナトリウム10水塩と硼酸ナトリ
ウム10水塩との分離が防止され硼酸ナトリウム10水
塩と接触せずに硫酸ナトリウム10水塩が過冷却を生じ
ることがない。
〈実施例〉 硫酸ナトリウム10水塩5009を40℃に加熱して融
解させ、硼酸ナトリウム10水塩259を加え、攪拌器
に入れてポリアクリル酸ナトリウム259を加えて攪拌
し粘調を液状の蓄熱剤とした。
一方、不飽和ポリエステル樹脂(三井東圧株式会社工ス
ターSA2Ol)2009に過酸化ベンゾイル29と油
性染料(カラーインデツクスSOlventRed−2
4)0.059を加え攪拌した。
次に、各々の蓄熱剤、不飽和ポリエステル樹脂未硬化物
を秤量し、次表の試料とした。A,B,C共、不飽和ポ
リエステル脂肪未硬化物を攪拌しながら、蓄熱剤融液を
加え混合した。
分解補助冊としてジメチルアニリンを、不飽和ポリエス
テル樹脂100重量部に対し、0.3重量部加わえ、3
5℃で不飽和ポリエステル樹脂を硬化させ本発明蓄熱体
を得た。蓄熱体の表面に、1cm間隔に電極をたて電気
抵抗を測定した所約3キロΩであり、蓄熱剤の相が部分
的に連続していることが確認された。
蓄熱材の薄片を形成し、光学顕微鏡でその表面を観察し
た所、20μ〜2の大きさの蓄熱剤が分散しており、不
飽和ポリエステル樹脂の硬化体に囲まれている状態であ
つた。
蓄熱体を熱量測定器に入れ、潜熱量を測定した所、試料
A,B,Cはそれぞれ27.8ca1/9(36.3c
a1/Cc)、30.6ca1/9(41.6.ca1
/Cc)、32.7caI/9(44.7ca1/Cc
)であつた。
更に、名蓄熱体を35℃及び20℃の恒温水槽に1時間
毎に浸漬し、300回の加熱冷却を繰返したが、いずれ
も初期の性能を失なわず、潜熱の蓄熱、放出を行つてい
ることが確認された。
く比較例〉実施例と同様に調整した蓄熱材を1109、
不飽和ポリエステル樹脂未硬化物209を秤量し混合し
、実施例と同様に確化させた。
光学顕微鏡により硬化体の試料の薄片を観察したが、不
飽和ポリエステル樹脂硬化体が独立して蓄熱剤の中に細
かく分散しており、加熱冷却した時に蓄熱剤の硫酸ナト
リウム10水塩と硼酸ナトリウム10水塩の分離を防止
できず、過冷却を生じて潜熱を取出すことができなかつ
た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 硫酸ナトリウム10水塩100重量部、硼酸ナトリ
    ウム10水塩4〜7重量部、ポリアクリル酸ナトリウム
    4〜7重量部からなる蓄熱剤が、25〜150重量部の
    不飽和ポリエステル樹脂硬化体内に分散されていること
    を特徴とする蓄熱体。
JP7146582A 1982-04-30 1982-04-30 畜熱体 Expired JPS5949271B2 (ja)

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JPS60222990A (ja) * 1984-04-20 1985-11-07 株式会社東芝 紙葉類判別装置

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