JP2016196578A - Latent heat storage material composition, latent heat storage body, heat storage floor heating and air conditioning system - Google Patents
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Abstract
【課題】担持材料への担持により潜熱蓄熱材の性能を損なうことがなく、また、凝固と融解による相転移を繰り返すヒートサイクル下においても、担持材料からの潜熱蓄熱材料の滲み出しや相分離がなく、安定なゲル状態を維持できる潜熱蓄熱材組成物、および潜熱蓄熱体を提供する。【解決手段】本発明の潜熱蓄熱材組成物は、炭素数12以上50以下のn−パラフィンからなる潜熱蓄熱材料(A)を50質量%以上94質量%以下、潜熱蓄熱材料(A)を担持する担持材料(B)として水素添加処理されたスチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体を6質量%以上50質量%以下の割合で含むことを特徴とする。【選択図】なしAn object of the present invention is to prevent the latent heat storage material from exuding or phase separation from the support material even under a heat cycle in which the performance of the latent heat storage material is not impaired by the support on the support material and the phase transition due to solidification and melting is repeated. And a latent heat storage material composition capable of maintaining a stable gel state, and a latent heat storage body. The latent heat storage material composition of the present invention carries a latent heat storage material (A) composed of n-paraffin having 12 to 50 carbon atoms and a latent heat storage material (A) of 50 mass% to 94 mass%. The support material (B) includes a hydrogenated styrene-ethylene / propylene block copolymer in a proportion of 6 mass% to 50 mass%. [Selection figure] None
Description
本発明は、潜熱蓄熱材組成物、特に、炭素数が12以上50以下のn−パラフィンを潜熱蓄熱材料として使用し、このn−パラフィンを、熱可塑性エラストマーを含む担持材料により固定化した潜熱蓄熱材組成物、潜熱蓄熱材組成物を用いてなる潜熱蓄熱体、蓄熱式床暖房および空調システムに関する。 The present invention uses a latent heat storage material composition, particularly an n-paraffin having 12 to 50 carbon atoms as a latent heat storage material, and the n-paraffin is immobilized by a support material containing a thermoplastic elastomer. The present invention relates to a material composition, a latent heat storage body using a latent heat storage material composition, a heat storage type floor heating, and an air conditioning system.
物質の相転移潜熱を蓄熱に利用する技術が知られている。その中でも、n−パラフィンの相転移潜熱を利用する技術は、炭素数が12以上50以下の範囲のn−パラフィンから適切な選択を行うことにより、広範な生活環境温度(−20℃〜100℃)に対応した相転移温度が利用可能であって、蓄熱密度が高く、相変化を繰り返しても特性が劣化しないこと、腐食性がないこと等の優れた特徴を有している。 A technique that utilizes the phase change latent heat of a substance for heat storage is known. Among them, the technique using the latent heat of phase transition of n-paraffin has a wide range of living environment temperature (-20 ° C to 100 ° C) by appropriately selecting n-paraffin having a carbon number of 12 or more and 50 or less. ) Can be used, has a high heat storage density, has excellent characteristics such as no deterioration of properties and no corrosiveness even when the phase change is repeated.
n−パラフィンの優れた特性を生かした蓄熱材として、熱可塑性エラストマーを担持材料とし、n−パラフィンを溶融混練で固定化(ゲル化)した蓄熱材が提案されている。 As a heat storage material utilizing the excellent characteristics of n-paraffin, a heat storage material has been proposed in which a thermoplastic elastomer is used as a support material and n-paraffin is fixed (gelled) by melt kneading.
熱可塑性エラストマーのうち、グラフト-ブロックコポリマーまたはブロックコポリマーには、たとえば、エチレン、またはブタジエンやイソプレンなどのジエンから選択される、1または2以上の任意選択で共役型でもよいエチレン結合を含む少なくとも1種のエチレン性モノマーと、少なくとも1種のビニルポリマーブロック、さらに適切にはスチレンポリマーブロックとの重合によって生じる少なくとも1種のブロックを含むものが含まれる。エチレン性モノマーが、任意選択で共役型でもよい2以上のエチレン結合を含むとき、重合後に残存するエチレン結合は、一般に重合後に水素化される。したがって、既知の方法では、イソプレンの重合は、水素化後に、エチレン−プロピレンブロックの生成をもたらし、ブタジエンの重合は、水素化後に、エチレン−ブチレンブロックの生成をもたらす。 Of the thermoplastic elastomers, the graft-block copolymer or block copolymer contains at least one ethylene bond which may be one or more optionally conjugated, for example selected from ethylene or dienes such as butadiene and isoprene. Included are those comprising at least one block resulting from the polymerization of certain ethylenic monomers with at least one vinyl polymer block, and more suitably with a styrene polymer block. When the ethylenic monomer contains two or more ethylene bonds that may optionally be conjugated, the ethylene bonds remaining after polymerization are generally hydrogenated after polymerization. Thus, in known methods, the polymerization of isoprene results in the formation of ethylene-propylene blocks after hydrogenation, and the polymerization of butadiene results in the formation of ethylene-butylene blocks after hydrogenation.
このような熱可塑性エラストマーとしては、例えば、BASF社によって「Luvitol HSB」の名称で販売されている、ポリスチレン−ポリイソプレン(以下、「SI」と略すことがある)、ポリスチレン−ポリブタジエン(以下、「SB」と略すことがある)などの「ジブロック」または「トリブロック」型、クレイトンポリマージャパン社によって「Kraton」の名称で販売されている、ポリスチレン−エチレン/プロピレン(以下、「SEP」と略すことがある;Kraton G1701EU、G1702HU、1651HU)、ポリスチレン−エチレン/ブチレン(以下、「SEB」と略すことがある)、ポリスチレン−エチレン/ブチレン−スチレン(以下、「SEBS」と略すことがある;Kraton G1651HU)などの「ジブロック」または「トリブロック」型のブロックコポリマー等が挙げられる。
これらの熱可塑性エラストマーは、一般に、水素化または非水素化ジエンコポリマーとして知られている。
As such a thermoplastic elastomer, for example, polystyrene-polyisoprene (hereinafter sometimes abbreviated as “SI”), polystyrene-polybutadiene (hereinafter referred to as “SI”) sold by BASF under the name of “Luvitol HSB”. “Diblock” or “Triblock” type, such as “SB”, and polystyrene-ethylene / propylene (hereinafter abbreviated as “SEP”) sold by Kraton Polymer Japan under the name “Kraton” Kraton G1701EU, G1702HU, 1651HU), polystyrene-ethylene / butylene (hereinafter abbreviated as “SEB”), polystyrene-ethylene / butylene-styrene (hereinafter abbreviated as “SEBS”; Kraton) G1651 U) "diblock" or "triblock" type block copolymer, and the like, such as.
These thermoplastic elastomers are generally known as hydrogenated or non-hydrogenated diene copolymers.
近年、熱可塑性エラストマーからなる担持材料の1種として、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、エチレン−エチレン/ブチレン−エチレンブロック共重合体(以下、「CEBC」と略すことがある)等の水添ジエン系共重合体を使用する蓄熱材組成物が開発されている(例えば、特許文献1〜4参照)。 In recent years, styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (SEBS), ethylene-ethylene / butylene-ethylene block copolymer (hereinafter referred to as “CEBC”) is one type of support material made of thermoplastic elastomer. A heat storage material composition that uses a hydrogenated diene copolymer such as that described above has been developed (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
しかしながら、SEBSやCEBCを担持体とする場合、これを合成樹脂容器に密封し、相転移温度を挟んで温度を繰り返し昇降する、所謂、ヒートサイクルの担持材料として試験を行うと、蓄熱材料の滲み出しや相分離などの不具合を起こす場合があり、さらなる改良が望まれている。また、特許文献3および4では、水添ジエン系共重合体の例としてポリスチレン−エチレン/プロピレン(SEP)が例示されているが、ヒートサイクルの担持材料として使用できるか否かについては、何ら記載されていない。 However, when SEBS or CEBC is used as a carrier, it is sealed in a synthetic resin container, and the temperature is repeatedly raised and lowered across the phase transition temperature. In some cases, problems such as discharge and phase separation may occur, and further improvements are desired. Patent Documents 3 and 4 exemplify polystyrene-ethylene / propylene (SEP) as an example of a hydrogenated diene copolymer, but no mention is made as to whether it can be used as a support material for heat cycle. It has not been.
本発明の目的は、凝固と融解の相転移を幾度も繰り返すヒートサイクル下においても、潜熱蓄熱材料であるn−パラフィンの担持材料からの滲み出しや相分離がなく(相溶性が高い)、潜熱蓄熱材料を高濃度で担持材料に混合しても安定なゲル状態を維持できる潜熱蓄熱材組成物、潜熱蓄熱体、蓄熱式床暖房および空調システムを提供することにある。 The object of the present invention is that there is no oozing or phase separation from the support material of n-paraffin, which is a latent heat storage material (high compatibility), even under a heat cycle in which the phase transition between solidification and melting is repeated many times, and the latent heat An object of the present invention is to provide a latent heat storage material composition, a latent heat storage body, a thermal storage floor heating system, and an air conditioning system that can maintain a stable gel state even when the heat storage material is mixed with the support material at a high concentration.
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を進めた結果、炭素数が12以上50以下のn−パラフィンを潜熱蓄熱材料とし、該潜熱蓄熱材料の担持材料としてスチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体を所定の割合で用いることにより、ヒートサイクル下においても高い相溶性とゲル安定性を有する潜熱蓄熱材組成物、および潜熱蓄熱体を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have used n-paraffin having 12 to 50 carbon atoms as a latent heat storage material, and styrene-ethylene / propylene as a support material for the latent heat storage material. It has been found that by using a block copolymer in a predetermined ratio, a latent heat storage material composition having high compatibility and gel stability even under a heat cycle and a latent heat storage body can be obtained, and the present invention is completed. It came to.
すなわち、本発明は、潜熱により蓄熱可能な潜熱蓄熱材料(A)と、前記潜熱蓄熱材料(A)を担持する担持材料(B)とを含む潜熱蓄熱材組成物であって、前記潜熱蓄熱材料(A)は炭素数が12以上50以下のn−パラフィンからなり、前記担持材料(B)は、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体であって、前記潜熱蓄熱材料(A)を50質量%以上94質量%以下、前記担持材料(B)を6質量%以上50質量%以下の割合で含んでなることを特徴とする。 That is, the present invention is a latent heat storage material composition comprising a latent heat storage material (A) capable of storing heat by latent heat and a support material (B) carrying the latent heat storage material (A), wherein the latent heat storage material (A) is composed of n-paraffin having 12 to 50 carbon atoms, and the support material (B) is a styrene-ethylene / propylene block copolymer, and the latent heat storage material (A) is 50% by mass. It is characterized by comprising 94% by mass or less and the support material (B) in a proportion of 6% by mass or more and 50% by mass or less.
また、本発明の潜熱蓄熱体は、上記に記載の潜熱蓄熱材組成物を包装材料中に充填してなることを特徴とする。 Moreover, the latent heat storage body of the present invention is characterized by filling the packaging material with the latent heat storage material composition described above.
本発明によれば、ヒートサイクル下においても高い相溶性とゲル安定性を有するとともに、担持材料との混合による著しい潜熱熱量低下がなく、潜熱蓄熱材料の性能を損なうことがない潜熱蓄熱材組成物、潜熱蓄熱体を提供することが可能となる。 According to the present invention, the latent heat storage material composition has high compatibility and gel stability even under a heat cycle, does not significantly decrease the latent heat amount due to mixing with the support material, and does not impair the performance of the latent heat storage material. It becomes possible to provide a latent heat storage body.
本発明に係る潜熱蓄熱材組成物、および潜熱蓄熱体の好適な実施形態について、更に詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Preferred embodiments of the latent heat storage material composition and the latent heat storage body according to the present invention will be described in more detail. However, the description of the constituent elements described below is an example of the embodiment of the present invention. Is not limited to these contents, and various modifications can be made within the scope of the gist thereof.
本発明に係る潜熱蓄熱材組成物は、潜熱により蓄熱可能な潜熱蓄熱材料(A)と、前記潜熱蓄熱材料(A)を担持する担持材料(B)とを含む潜熱蓄熱材組成物であって、潜熱蓄熱材料(A)は炭素数が12以上50以下のn−パラフィンからなり、担持材料(B)は、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体であって、潜熱蓄熱材料(A)を50質量%以上94質量%以下、担持材料(B)を6質量%以上50質量%以下の割合で含んでなることを特徴とする。 The latent heat storage material composition according to the present invention is a latent heat storage material composition comprising a latent heat storage material (A) capable of storing heat by latent heat and a support material (B) carrying the latent heat storage material (A). The latent heat storage material (A) is made of n-paraffin having 12 to 50 carbon atoms, the support material (B) is a styrene-ethylene / propylene block copolymer, and the latent heat storage material (A) is 50 The support material (B) is contained in a proportion of 6% by mass or more and 50% by mass or less.
<潜熱蓄熱材料(A)>
まず、潜熱蓄熱材料(A)について説明する。本発明に係る潜熱蓄熱材料(A)は、炭素数が12以上50以下のn−パラフィンである。これらのn−パラフィンは、通常、石油留分から精留によって得られる。精製技術の制約から、それぞれの炭素数のn−パラフィンには、数質量%の隣接した炭素数のn−パラフィンを含有することがあるが、本発明の潜熱蓄熱材料(A)としての使用には支障はない。なお、潜熱蓄熱材料(A)として使用するn−パラフィンは、合成したものを使用してもよいが、石油留分由来のものを用いる方が、簡便かつ安価である。以下、本明細書では、精留によって得られた数質量%程度の不純物を含むn−パラフィン、または合成により得られた純度が高いn−パラフィンを、特に区別することなく、特定の炭素数を有するn−パラフィンとして記載する。
<Latent heat storage material (A)>
First, the latent heat storage material (A) will be described. The latent heat storage material (A) according to the present invention is n-paraffin having 12 to 50 carbon atoms. These n-paraffins are usually obtained from a petroleum fraction by rectification. Due to the limitations of the refining technology, n-paraffins with each carbon number may contain n-paraffins with adjacent carbon number of several mass%, but they are used as the latent heat storage material (A) of the present invention. There is no hindrance. The n-paraffin used as the latent heat storage material (A) may be synthesized, but it is simpler and cheaper to use one derived from a petroleum fraction. Hereinafter, in the present specification, a specific carbon number is determined without particularly distinguishing n-paraffins containing impurities of about several mass% obtained by rectification, or n-paraffins having high purity obtained by synthesis. It is described as having n-paraffin.
潜熱蓄熱材料(A)として特に有用なn−パラフィンは、相転移温度が、保冷〜住居環境温度範囲の−10℃〜30℃の範囲にある、炭素数が12以上18以下のn−パラフィンであり、例えば、n−ドデカン、n−トリデカン、n−テトラデカン、n−ペンタデカン、n−ヘキサデカン、n−ヘプタデカン、およびn−オクタデカンの割合が50質量%以上であることが好ましい。潜熱蓄熱材料(A)として特に好ましいのは、相転移潜熱量の大きい、炭素数が偶数のn−テトラデカン、n−ヘキサデカン、n−オクタデカンを主として含むものである。 The n-paraffin particularly useful as the latent heat storage material (A) is an n-paraffin having a phase transition temperature in the range of -10 ° C. to 30 ° C. in the range of cold insulation to residential environment temperature and having 12 to 18 carbon atoms. For example, it is preferable that the ratio of n-dodecane, n-tridecane, n-tetradecane, n-pentadecane, n-hexadecane, n-heptadecane, and n-octadecane is 50% by mass or more. Particularly preferred as the latent heat storage material (A) is a material mainly containing n-tetradecane, n-hexadecane and n-octadecane having a large amount of latent heat of phase transition and an even number of carbon atoms.
潜熱蓄熱材料(A)は、炭素数が14以上18以下のn−パラフィンの割合が50質量%以上であるものがより好ましく、炭素数が14以上18以下のn−パラフィンからなり、かつ、この範囲にあるいずれかのn−パラフィン、特にn−テトラデカン、n−ヘキサデカン、またはn−オクタデカンを50質量%以上含むものが特に好ましい。 The latent heat storage material (A) is more preferably one in which the ratio of n-paraffins having 14 to 18 carbon atoms is 50% by mass or more, consisting of n-paraffins having 14 to 18 carbon atoms, and this Particularly preferred are those containing 50% by mass or more of any n-paraffin in the range, particularly n-tetradecane, n-hexadecane, or n-octadecane.
潜熱蓄熱材料(A)としては、炭素数が14以上18以下のn−パラフィンからなり、かつ、この範囲にあるいずれかのn−パラフィン、特にn−テトラデカン、n−ヘキサデカン、またはn−オクタデカンを95質量%以上含むものがさらに好ましい。 The latent heat storage material (A) is made of n-paraffin having 14 to 18 carbon atoms and any n-paraffin, particularly n-tetradecane, n-hexadecane, or n-octadecane in this range. What contains 95 mass% or more is still more preferable.
<担持材料(B)>
次に、潜熱蓄熱材料(A)を担持する担持材料(B)について説明する。担持材料(B)は、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)である。
<Supporting material (B)>
Next, the carrying material (B) carrying the latent heat storage material (A) will be described. The support material (B) is a styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1).
スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)の基本構造は、スチレンを繰り返し単位とする結晶構造であるハードセグメントブロックと、水素添加処理後も共役ジエン化合物に由来する分岐の存在により非晶構造であるソフトセグメントブロックを有するものである。1H−NMRで構造決定を行えば、オレフィン領域に検出される水素原子は極めて微量(数%以下)である。本発明に係るスチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)は、共役ジエンとしてイソプレンを使用したスチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(SEP)であることが好ましく、例えば、クレイトンポリマージャパン(株)からクレイトン(登録商標)G(SEPタイプ)、「1701EU」、「1702HU」の商品名で販売されるものが例示される。 The basic structure of the styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) is an amorphous structure due to the presence of a hard segment block that is a crystalline structure having styrene as a repeating unit and a branch derived from a conjugated diene compound even after hydrogenation treatment. Which has a soft segment block. If the structure is determined by 1H-NMR, the amount of hydrogen atoms detected in the olefin region is extremely small (several percent or less). The styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) according to the present invention is preferably a styrene-ethylene / propylene block copolymer (SEP) using isoprene as a conjugated diene. For example, Kraton Polymer Japan Co., Ltd. ) From Clayton (registered trademark) G (SEP type), “1701EU”, “1702HU”.
スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)は、示差走査式熱量測定法(DSC法)により測定した場合に、ハードセグメント由来の融解ピークを有することが好ましく、80〜120℃の範囲に融解ピークを有することが更に好ましい。 このピークが検出されないスチレン−エチレン/プロピレンンブロック共重合体(B1)は、担持材料(B)としての担持機能が不足する場合がある。 The styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) preferably has a melting peak derived from a hard segment when measured by a differential scanning calorimetry (DSC method) and melts in the range of 80 to 120 ° C. More preferably, it has a peak. The styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) in which this peak is not detected may lack the supporting function as the supporting material (B).
本発明に係るスチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)は、1種単独で用いることもできるが、2種以上を混合して用いることもできる。 The styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) according to the present invention can be used alone or in combination of two or more.
以上、本発明に係る担持材料(B)は、潜熱蓄熱材料(A)の担持性に優れるスチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)を使用することにより、n−パラフィンの担持体としての優れた特性を確保することができる。 As described above, the support material (B) according to the present invention is an n-paraffin support by using the styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) excellent in supportability of the latent heat storage material (A). Excellent characteristics can be ensured.
<潜熱蓄熱材組成物>
本発明に係る蓄熱材組成物は、潜熱蓄熱材料(A)を50質量%以上94質量%以下、担持材料(B)を6質量%以上50質量%以下の割合で含んでなる。潜熱蓄熱材料(A)の割合が50質量%未満、または担持材料(B)の割合が50質量%より大きい場合、十分な蓄熱量を確保できない場合がある。また、潜熱蓄熱材料(A)の割合が94質量%より大きい、または担持材料(B)の割合が6質量%未満の場合、潜熱蓄熱材料(A)が担持材料(B)から漏れ出す可能性がある。潜熱蓄熱材料(A)を50質量%以上94質量%以下、担持材料(B)を6質量%以上50質量%以下の割合で含んでなる潜熱蓄熱材組成物が好ましい。
<Latent heat storage material composition>
The heat storage material composition according to the present invention comprises the latent heat storage material (A) in a proportion of 50 mass% to 94 mass% and the support material (B) in a ratio of 6 mass% to 50 mass%. When the ratio of the latent heat storage material (A) is less than 50% by mass or the ratio of the support material (B) is more than 50% by mass, a sufficient amount of heat storage may not be ensured. Further, when the ratio of the latent heat storage material (A) is greater than 94% by mass or the ratio of the support material (B) is less than 6% by mass, the latent heat storage material (A) may leak from the support material (B). There is. A latent heat storage material composition comprising the latent heat storage material (A) in a proportion of 50 mass% to 94 mass% and the support material (B) in a ratio of 6 mass% to 50 mass% is preferable.
続いて、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物の製造について説明する。本発明に係る蓄熱材料組成物は、所定量の潜熱蓄熱材料(A)、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)を機械的手段により強制的に混練、好ましくは、溶融混練して得ることができる。 Subsequently, the production of the latent heat storage material composition according to the present invention will be described. The heat storage material composition according to the present invention is obtained by forcibly kneading, preferably melt-kneading a predetermined amount of latent heat storage material (A) and styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) by mechanical means. be able to.
溶融混練は少なくとも潜熱蓄熱材料(A)、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)が溶融する温度以上で行うことが好ましい。混合は機械的手段による混合である限り、各種の混合手段がいずれも採用され、代表的な手段として、撹拌、混合、混練であり、当該機能を有する機器としては、攪拌機、混合器、混練機、そして、ゴム加工や熱可塑性樹脂加工に用いられる、2本ロール、バンバリーミキサー、押出機、2軸混練押出機等が挙げられる。 The melt kneading is preferably performed at least at a temperature at which the latent heat storage material (A) and the styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) are melted. As long as mixing is mixing by mechanical means, any of various mixing means is adopted, and typical means are stirring, mixing, and kneading, and equipment having the functions includes a stirrer, a mixer, and a kneading machine. And the two rolls used for rubber processing or thermoplastic resin processing, a Banbury mixer, an extruder, a biaxial kneading extruder, etc. are mentioned.
上記方法により得られた潜熱蓄熱材組成物は、次いで適宜な形状に成形され潜熱蓄熱材組体となる。潜熱蓄熱材組成物の使用目的に合わせて適宜な形状の潜熱蓄熱材組成物とされるが、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物は任意の形状への附形が可能であり、任意の包装材料に充填した潜熱蓄熱体として使用することもできる。特に、0.01〜1mm程度の厚みを有する透明性の合成樹脂からなる包装材料に充填して使用することは、相転移の観察が外部から容易であり、また、一定の大きさの包装材料に充填することで、外気との接触を遮断し、酸化劣化の抑制された一定の規格を有する潜熱蓄熱体とすることが可能となるので、好ましい。この観点から、好ましい包装材料は、酸素透過性が抑制された合成樹脂フィルムからなる包装材料であり、例えば、ポリアミドを含む多層フィルムからなる包装材料である。 The latent heat storage material composition obtained by the above method is then molded into an appropriate shape to form a latent heat storage material assembly. The latent heat storage material composition is appropriately shaped according to the intended use of the latent heat storage material composition, but the latent heat storage material composition according to the present invention can be attached to any shape, and can be packaged in any manner. It can also be used as a latent heat storage body filled with a material. In particular, filling a packaging material made of a transparent synthetic resin having a thickness of about 0.01 to 1 mm makes it easy to observe the phase transition from the outside, and a packaging material of a certain size. It is preferable to fill the, since it is possible to make a latent heat storage body having a certain standard in which contact with outside air is blocked and oxidation deterioration is suppressed. From this viewpoint, a preferable packaging material is a packaging material made of a synthetic resin film in which oxygen permeability is suppressed, for example, a packaging material made of a multilayer film containing polyamide.
また、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物には、他の熱可塑性エラストマー、あるいは、熱可塑性樹脂(例えば、低結晶性α‐オレフィン−エチレン共重合体)を用いた蓄熱材組成物に添加される、各種添加剤、充填材等を添加することができることは言うまでもない。 Further, the latent heat storage material composition according to the present invention is added to the heat storage material composition using other thermoplastic elastomer or thermoplastic resin (for example, low crystalline α-olefin-ethylene copolymer). Needless to say, various additives, fillers, and the like can be added.
本発明に係る潜熱蓄熱体組成物を包装材料に充填した潜熱蓄熱体は、蓄熱式床暖房装置に使用することができる。例えば、断熱材層を有する基礎床と床材との間に潜熱蓄熱体を設置し、面上ヒータ等の加熱手段により潜熱蓄熱材を潜熱蓄熱材料(A)の融点以上に加熱して潜熱蓄熱体に蓄熱させることにより、蓄熱式床暖房装置として使用することができる。 The latent heat storage body which filled the packaging material with the latent heat storage body composition which concerns on this invention can be used for a thermal storage type floor heating apparatus. For example, a latent heat storage body is installed between a foundation floor having a heat insulating material layer and the floor material, and the latent heat storage material is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the latent heat storage material (A) by heating means such as a surface heater. By storing heat in the body, it can be used as a regenerative floor heater.
また、本発明に係る潜熱蓄熱体組成物を包装材料に充填した潜熱蓄熱体は、空調システムに使用することができる。例えば、空調機で冷却または加熱された空調用冷媒を、潜熱蓄熱体が配置された熱交換器に供給し、潜熱蓄熱体と熱交換して蓄熱させることにより、空調システムとして使用することができる。 Moreover, the latent heat storage body which filled the packaging material with the latent heat storage body composition which concerns on this invention can be used for an air conditioning system. For example, it can be used as an air conditioning system by supplying air conditioning refrigerant cooled or heated by an air conditioner to a heat exchanger in which a latent heat storage body is disposed and exchanging heat with the latent heat storage body to store heat. .
以下に実施例、比較例を以って本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例により本発明が限定される訳ではない。 The present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
実施例において使用された各化学品は、市場から入手したものを、精製することなく使用した。以下、実施例に使用した潜熱蓄熱材料(A)、および、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)、比較例に使用したスチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(B2)、エチレン−エチレン/共役ジエン−エチレンブロック共重合体(B3)を示す。
<潜熱蓄熱材料(A)>
n−テトラデカン(C14)(JX日鉱日石エネルギー社製「TS−4(商品名)」)
n−ヘキサデカン(C16)(JX日鉱日石エネルギー社製「TS−6(商品名)」)
Each chemical used in the examples was obtained from the market without purification. Hereinafter, the latent heat storage material (A) used in the examples, the styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1), the styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (B2) used in the comparative examples, and ethylene. -An ethylene / conjugated diene-ethylene block copolymer (B3) is shown.
<Latent heat storage material (A)>
n-Tetradecane (C14) (“TS-4 (trade name)” manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation)
n-Hexadecane (C16) (“TS-6 (trade name)” manufactured by JX Nippon Oil & Energy Corporation)
<スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)>
クレイトンG1701EU (クレイトンポリマー社製)
<Styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1)>
Clayton G1701EU (manufactured by Clayton Polymer)
<スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(B2)>
クレイトンG1651HU (クレイトンポリマー社製)
<Styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (B2)>
Clayton G1651HU (manufactured by Clayton Polymer)
<エチレン−エチレン・共役ジエン−エチレンブロック共重合体(B3)>
ダイナロン(登録商標)6360B (JSR社製)
<Ethylene-ethylene / conjugated diene-ethylene block copolymer (B3)>
Dynalon (registered trademark) 6360B (manufactured by JSR)
<潜熱蓄熱材組成物の製造>
表1および表2に示す種類および配合量で、潜熱蓄熱材料(A)と、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(B2)、エチレン−エチレン・共役ジエン−エチレンブロック共重合体(B3)から選択される担持材料(B)とを溶融混練し、実施例1〜6、および比較例1〜7にかかる潜熱蓄熱材組成物を作製した。溶融混練は、密閉式チャンバーを用い、回転数300rpm、温度90℃で、60分間行った。
<Manufacture of latent heat storage material composition>
The latent heat storage material (A), the styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1), the styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (B2), ethylene, in the types and blending amounts shown in Table 1 and Table 2. -Melt-kneading a support material (B) selected from ethylene / conjugated diene-ethylene block copolymer (B3) to produce latent heat storage material compositions according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 did. The melt-kneading was performed for 60 minutes using a sealed chamber at a rotation speed of 300 rpm and a temperature of 90 ° C.
<ヒートサイクル試験>
実施例1〜6、および比較例1〜7の処方で製造した潜熱蓄熱材組成物を加熱融解した後、細いガラス管(φ=5mm)に流し込み、室温に下げて固化して、ヒートサイクル試験の評価試料とした。各潜熱蓄熱材組成物が含有するn-パラフィンの融点に対し、−5〜−15℃以下の範囲にある恒温槽A、および、+5〜+15℃以上の範囲にある恒温槽Bを用意し、評価試料を恒温槽A、Bに交互に浸漬して、潜熱蓄熱材組成物の相転移を最高300回繰り返した後、相分離の有無を評価した。ヒートサイクル試験は、評価試料を融点より低い温度とした恒温槽Aに浸漬し、潜熱蓄熱材組成物中のn-パラフィンの凝固・固化相転移を目視により確認した後(組成物全体の白濁化)、融点より高い温度とした恒温槽Bに評価試料を浸漬し、潜熱蓄熱材組成物中のn-パラフィンの溶解・液化相転移を目視により確認(組成物全体の透明化)すること(固化および液化を各1回)を繰り返し(300回)行った。ヒートサイクル300回後に潜熱蓄熱材料(A)がブリードアウト(相分離発生)しないものを「○」、300回未満でブリードアウト(相分離発生)したものを「×」と評価した。なお、両恒温槽の温度差は、概ね、15℃〜30℃の範囲である。結果を表1および表2に示す。
<Heat cycle test>
After heat-melting the latent heat storage material composition produced by the formulations of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7, it was poured into a thin glass tube (φ = 5 mm), solidified by lowering to room temperature, and heat cycle test It was set as the evaluation sample. For each n-paraffin melting point contained in each latent heat storage material composition, a constant temperature bath A in the range of −5 to −15 ° C. or lower and a constant temperature bath B in the range of +5 to + 15 ° C. or higher are prepared, The evaluation samples were alternately immersed in the thermostats A and B, and the phase transition of the latent heat storage material composition was repeated up to 300 times, and then the presence or absence of phase separation was evaluated. In the heat cycle test, the evaluation sample was immersed in a constant temperature bath A having a temperature lower than the melting point, and after confirming the solidification / solidification phase transition of n-paraffin in the latent heat storage material composition by visual observation (whitening of the entire composition) ), Immersing the evaluation sample in a constant temperature bath B having a temperature higher than the melting point, and visually confirming the dissolution and liquefaction phase transition of the n-paraffin in the latent heat storage material composition (solidification of the entire composition) And liquefaction was repeated once (300 times). The material in which the latent heat storage material (A) did not bleed out (occurrence of phase separation) after 300 heat cycles was evaluated as “◯”, and the material that bleeded out (occurrence of phase separation) in less than 300 times was evaluated as “x”. In addition, the temperature difference of both thermostats is the range of 15 to 30 degreeC in general. The results are shown in Tables 1 and 2.
実施例1〜6にかかる潜熱蓄熱材組成物は、潜熱蓄熱材料(A)に用いるn−パラフィンの種類と添加量を変更したものである。得られた潜熱蓄熱材組成物は、消防法の20℃における液状確認試験において流動性を示さず、n−パラフィンのブリードも認められなかった。また、ヒートサイクル試験においても、300回までブリードアウトは認められなかった。さらに、実施例1の潜熱熱量は210J/gで、同一の潜熱蓄熱材料(A)を同一比率で使用する比較例3、比較例4に比べ11〜13J/g高い値を示した。実施例4では潜熱熱量は221J/gで、同一組成比率の比較例6に比べ21J/g高い値を示した。 The latent heat storage material composition according to Examples 1 to 6 is obtained by changing the type and addition amount of n-paraffin used for the latent heat storage material (A). The obtained latent heat storage material composition showed no fluidity in the liquid confirmation test at 20 ° C. of the Fire Service Act, and no n-paraffin bleed was observed. In the heat cycle test, no bleed out was observed up to 300 times. Furthermore, the amount of latent heat of Example 1 was 210 J / g, which was 11 to 13 J / g higher than Comparative Examples 3 and 4 using the same latent heat storage material (A) at the same ratio. In Example 4, the amount of latent heat was 221 J / g, which was 21 J / g higher than that of Comparative Example 6 having the same composition ratio.
比較例1の潜熱蓄熱材組成物は、潜熱蓄熱材料(A)に用いるn−パラフィンの添加量を5質量%に変更したものである。比較例2〜3では担持材料(B)として、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(B2)を5〜10質量%用いた。比較例4〜7では潜熱蓄熱材料(A)に用いるn−パラフィンの種類と添加量を変更し、担持材料(B)として、エチレン−エチレン・共役ジエン−エチレンブロック共重合体(B3)に変更したものである。比較例1は、消防法の20℃における液状確認試験において流動性を示し、消防法における危険物に該当した。比較例2〜7は、消防法の20℃における液状確認試験において流動性を示さなかった。ヒートサイクル試験において、比較例1〜4、6および7は、300回未満でn−パラフィンのブリードアウトが発生したが、比較例5はn−パラフィンのブリードも認められず、また、ヒートサイクル試験においても、300回までブリードアウトは認められなかった。なお、比較例5は潜熱熱量が182J/gであり、同一の潜熱蓄熱材料(A)を同一の比率で使用する実施例2に比べ、10J/g低い値を示した。 The latent heat storage material composition of Comparative Example 1 is obtained by changing the amount of n-paraffin added to the latent heat storage material (A) to 5% by mass. In Comparative Examples 2-3, 5-10% by mass of styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymer (B2) was used as the support material (B). In Comparative Examples 4 to 7, the type and amount of n-paraffin used in the latent heat storage material (A) were changed, and the support material (B) was changed to ethylene-ethylene / conjugated diene-ethylene block copolymer (B3). It is a thing. Comparative Example 1 exhibited fluidity in a liquid confirmation test at 20 ° C. according to the Fire Service Act, and corresponded to a dangerous substance in the Fire Service Act. Comparative Examples 2-7 did not show fluidity in the liquid confirmation test at 20 ° C. of the Fire Service Act. In the heat cycle test, in Comparative Examples 1 to 4, 6 and 7, n-paraffin bleed out occurred less than 300 times, but in Comparative Example 5, no n-paraffin bleed was observed, and the heat cycle test Also, no bleed out was observed up to 300 times. In Comparative Example 5, the amount of latent heat was 182 J / g, which was 10 J / g lower than Example 2 using the same latent heat storage material (A) at the same ratio.
以上のように、潜熱蓄熱材料(A)としてn−パラフィンを使用し、担持材料(B)として、スチレン−エチレン/プロピレンブロック共重合体(B1)を含み、潜熱蓄熱材料(A)と担持材料(B)とを所定の割合で含んでなる本発明の潜熱蓄熱材組成物は、保冷〜住居環境温度範囲において蓄熱密度が高いだけでなく、ヒートサイクル下においてもブリードアウトの発生を低減することができる。 As described above, n-paraffin is used as the latent heat storage material (A), the styrene-ethylene / propylene block copolymer (B1) is included as the support material (B), and the latent heat storage material (A) and the support material are included. The latent heat storage material composition of the present invention comprising (B) at a predetermined ratio not only has a high heat storage density in the cold insulation to residential environment temperature range, but also reduces the occurrence of bleed out even under a heat cycle. Can do.
本発明の潜熱蓄熱材組成物および潜熱蓄熱体は、蓄熱式床暖房、空調システム等の各種用途に好適に利用できる。
The latent heat storage material composition and latent heat storage body of the present invention can be suitably used for various applications such as a heat storage type floor heating system and an air conditioning system.
Claims (6)
An air conditioning system using the latent heat storage body according to claim 4.
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|---|---|---|---|---|
| JP2022149663A (en) * | 2021-03-25 | 2022-10-07 | 三菱ケミカルインフラテック株式会社 | Heat storage resin composition, sheet, and molding |
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2015
- 2015-04-03 JP JP2015077045A patent/JP2016196578A/en active Pending
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