JPS60195179A - 過冷却防止材 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、太陽熱、電気エネルギー等を蓄熱し給湯、暖
房に利用される蓄熱材組成物に関する。

従来例の構成とその問題点 近年、蓄熱密度が大きく、かつ、一定温度の熱の取り出
しができる潜熱形蓄熱材の給湯、暖房等への応用研究が
さかんに行われている。潜熱形蓄熱材としでは、蓄熱密
度　コスト・安全性の点から水和塩型蓄熱材が有力視さ
れている。ところが、一般に水和塩型蓄熱材には過冷却
、相分離という問題があり実用」二の大きな障害となっ
ていた。

たとえば、ＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０などのような水
和塩を蓄熱材として用い、凝固時にその融解潜熱を暖房
等に有効に利用するためには、融解−凝固を順調に繰り
返し行わせる必要がある。このため過冷却防止用基材が
少量蓄熱拐に加えられるのが常である。ここで、過冷却
防止用基材とは、蓄熱材中にあって、溶解し去ることな
く液体状態の蓄熱材がその融点よりわずかでも冷却され
たときに／ζだぢに不均質核発生作用を発揮して、前記
蓄熱材の微少結晶をその表面に生成し、固化を促進する
作用を有するものである。ＣＨ３ＣＯＯＮａ３Ｈ２０の
過冷却防止用基材としては特公昭５Ｂ−２７３０１号公
報に示されるように、ＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０で表
面を被覆されたピロリン酸すトリウム・１０水塩Ｎａ４
Ｐ２０７１０Ｈ２０がある。Ｎａ　、、ｐ２ｏ７１１０
Ｈ２０を２重量％添加したＣＨ３ＣＯ０Ｎ＆　・３Ｈ２
０ば１，０００回以上、７０〜４０”Ｑのヒートサイク
ル試験において順調に融解、η（固を繰り返した。

Ｎａ　４　Ｐ２０７・１０Ｈ２０の過冷却防止機能の詳
細な原因については現在のところ明らかではないが、−
底表面でＣＨ３ＣＯＯＮａ　３Ｈ２０の結晶を形成した
Ｎａ４Ｐ２００７−１０Ｈ２０粒子表面にＩｄ　ＣＨ３
ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０が［りび融解］、でし１つだ後も
なんらかの痕跡が残りそれが有効にＣＨ３ＣＯＯＮａ３
Ｈ２０の結晶化に作用するものとにえられる。Ｃｌｔな
る吸着拐、例えば、Ａｌ２Ｏ３，カーボンブラック、〜
・等にＮａ４Ｐ２０７１０Ｈ２０と同様の処理をしても
一時的には過冷却防止機能金有するがただちに機能が低
下するということから単純なＣＨ３ＣＯＯＮａ・３Ｈ２
０ノＮａ４Ｐ２０７１０Ｈ２０吸着理論では説明できな
い。Ｎａ４Ｐ２　Ｃ７１０Ｈ２０は特異な再生機能を有
していると言える。

一方、ＣＨ３ＣＯＯＮａ　３Ｈ２０を身体採暖装置、例
えば、蓄熱式ホットベストとして用いる最大の利点は晶
熱完Ｙ後はコードレスになる点にあり、実用性を８慮す
ると短時間に蓄熱を完了し数時間放熱を持続できるもの
でなければならない。数時間の放熱時間を可能とするＧ
Ｈ：、ＣＯＯＮ　ａ・３Ｈ２０の量は本質的に多く、か
つ、厚みが犬となり、短筒間に蓄熱を完了するためには
ヒータ線等の加熱器の出力を大きくとる必要があった。

蓄熱時にヒータ線より供給される熱は、ＣＨ３ＣＯＯＮ
ａ・３Ｈ２０への蓄熱および外部への放熱損に費やされ
る。ヒータ線加熱によるＧＨ３’ＣＯＯＮａ・３Ｈ２０
の温度制御は下限がＣＨ３ＣＯＯＮａ　・３Ｈ２０の融
点５８°Ｃ１上限が過冷却防止用基材であるＮａＰ２０
７１０Ｈ２０の耐熱温度との間で行われる。その後の研
究でＮａ４Ｐ２０７１０Ｈ２０の耐熱温度は約８０’Ｃ
であることが判明した。すると、ヒータ線加熱によるＣ
Ｈ３ＣＯＯＮａ　３Ｈ２０（７）　１１１ｆ度制御幅は
約２０’Ｃとなり、温度制御器、および、製品のばらつ
きを考慮するとこの温度幅内で制御することは非常に困
難である。さらに、通電中何らかの原因でヒータ線、お
よび、ＣＨ３ＣＯＯＮａ　３Ｈ２０収納容器の一部が極
度に断熱された状態、すなわち、局所保温状態には断熱
された部位の外部への放熱ロスは低下しヒータ線から放
出される熱はほとんどＣＨ３ＣＯＯＮａ　・３Ｈ２０お
よびＮａ４Ｐ２０７・１０Ｈ２０に供給される。その結
果、容易にＮａ４　Ｐ２０７−１０Ｈ２０ば８０°Ｃ以
上の温度下にさらされる。すると、Ｎａ４Ｐ２０７・１
０Ｈ２０の過冷却防止機能が低下し、ＣＨ３ＣＯ０Ｎ＆
・３Ｈ２０の融Ｍ潜熱を有効に利用することができなか
った。

発明の目的 本発明はかかる従来の問題を解消するもので耐熱温度が
高く、安定１〜だ過冷却防止機能を有する過冷却防止材
を提供することを目的とする。

発明の構成 この目的を達成するために本発明の過冷却防１１・。

材は、過冷却防止用基材を吸着させた多孔性吸着材の表
面を潜熱形蓄熱材で被覆したものである。

この構成により過冷却防止用基材を多孔性吸着材に保持
できるとともにその際の吸着エネルギーに見合う耐熱性
を過冷却防止用基材に付写できる。

実施例の説明 以下、本発明の詳細な説明する。

過冷却防ｔｌｒ用基材としてＮａ４Ｐ２Ｏ７・１０Ｈ２
０５０重量部に蒸留水５０重量部を加えて約８０’Ｃに
加温してすべて融解した。そのＮａ４　Ｐ２０７水溶液
中にカーボン粉末（１０ｏメツシー）４０重量部を加え
て撹拌し、自然冷却した。その後、下部に沈殿している
カーボン粉末層を取り出して室温中に放置した。これに
よりカーボン粉末の表面および内部にＮＩＬ４　Ｐ２０
７・１０Ｈ２０の結晶が何着したカーボン粉末処理品が
得られた。これを７０’Ｃに加熱されてすべて融解して
いるＣＨ３ＣＯＯＮａ　・３Ｈ２０１００重量部中に投
与して撹拌混合下、約１時間７０’Ｃに保持した。その
後、自然冷却し下部のカーボン粉本処理品層を取り出し
室ｉｒ、Ｘ中に放置した。これによりカーボン粉末処理
品に（＝Ｊ着しているＮａ４Ｐ２０・？１０Ｈ２０結晶
の内部および表面にＣＨ３Ｃ００Ｎａ３Ｈ２０が付着し
た過冷却防止材が得られた。この過冷却防止材２重量部
をＣＨ３ＣＯＯＮａ−３Ｈ２０１００屯旬一部中に入れ
、恒温槽中８５°Ｃで連続加熱した。そして、任意の経
過時間後取り出して過冷却が４０″Ｃ以上で破れるかど
うか追跡した。比較対象サンプルとして特公昭５８−２
７３０１号公報に示されたＣＨ３ＣＯＯＮａ−３Ｈ２０
１００重量部とＮａ４Ｐ２Ｏ７・１０Ｈ２０２重量部か
ら成る組成物を同時に実験に供した。その結果、比較対
象サンプルは約１０時間で過冷却を起こすが、本発明に
よる過冷却防止材を用いたものは１０００時間経過後も
安定して融解・凝固を繰り返した。寸だ、カーボン粉末
の代わりに１１２０．１粉本を用いた場合も同様な耐熱
温度の向」二を確認した。

こうして耐熱温度を８０’Ｃから８５°Ｃに約６°Ｃ向
上させることができた。この原因について以下述べる。

比較対象サンプルに用いる過冷却防止材の場合、そ（０
１１１体白身（Ｎａ４Ｐ２０７１０Ｈ２０）の耐熱温度
が過冷却防止材として用いる際の上限温度となる。すな
わち、過冷却防止機能を有する過冷却防止材の上限温度
はＮａ４Ｐ２０７　・１０Ｈ２０の融点（８０℃）に一
致しＮａ４Ｐ２Ｏ７１０Ｈｚｏ表面に形成されたＣＨ３
ＣＯ０Ｎ２Ｌ３Ｈ２０ノ結晶化ノ痕跡がそ（Ｄ　Ｈｆ、
体であるＮａ４Ｐ２０・７１ｏＨ２０の融解とともに消
失すると考えられる。一方、本発明による過冷却防止材
は過冷却防止用基材であるＮＪ　Ｐ２０７・１０Ｈ２０
がカーボン粉末、アルミナ粉末、等の多孔性吸着材に吸
着されており吸着エネルギーに見合う耐熱性が付与され
ている。すなわち、多孔性吸着材は過冷却防止用基材の
保持体として作用しＣＨ３ＣＯＯＮａ　３Ｈ２０の結晶
化の痕跡を有するＮａ４　Ｐ２０７・１０Ｈ２０を強固
に捕捉できる。そのために過冷却防止材としての耐熱温
度を約６°Ｃ向上させることができたと考えられる。

上記実施例では蓄熱材としてＣＨ３ＣＯＯＮａ１３Ｈ２
Ｇ。

過冷却防止用基材としてＮａ４Ｐ２Ｏ７・１０Ｈ２０を
用いた。なお、カーボン粉末、アルミナ粉末を本実施例
に用いた理由としてはその空孔径が太きく（Ｓ００八以
上）　Ｎａ４　Ｐ２０７・１０Ｈ２０のように比較重重
ばった分子でも十分捕捉できるためである。

上記実施例ではＣＨ３Ｇ０ＯＮｌＬ３Ｈ２０−Ｎａ４Ｐ
２０７゜１０Ｈ２０系に限定して述べたが、その他の例
えばＮａ４　Ｓ０４−１０Ｈ２０−ＮＪ（Ｓ４０７１０
Ｈ２０系等にも適用できることは言う寸でもない。

発明の効果 以上述べたように本発明のもつとも重要な点は過冷却防
止用基材の耐熱性をその基材が多孔性吸着材に吸着する
際の吸着エネルギーによシ向上さぜた点にあり、一般に
水和塩型蓄熱材には水和塩型の過冷却防止用基材が用い
られるがＣＨ３Ｃ００Ｎａ３Ｈ２０以外の水和塩にも十
分適用できる。よって、本発明による過冷却防止材は応
用範囲が広く、かつ、それらの過冷却防止用基材の耐熱
温度を高めることができる点で有効である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）過冷却防止用基材を吸着させた多孔性吸着材の表
   面を潜熱形蓄熱材で被覆した過冷却防止拐。
2. （２）潜熱形蓄熱材としてＧＨ３ＣＯＯＮａ　・３Ｈ２
   ０、過冷却防１１―用基材どしてＮＪＰ２０７、多孔性
   吸着材としてカーボン粉末、またはアルミナ粉末をそれ
   ぞれ用いる特許請求の範囲第１項記載の過冷却防止用基
   材。