JPH1143668A - 蓄熱材組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 −５℃付近に融点を有し、濃度変化に安定な
蓄熱材組成物の提供。 【解決手段】 コハク酸アルカリ金属塩１１〜２９重量
％及び水８９〜７１重量％からなることを特徴とする蓄
熱材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱材組成物に関
する。詳しくは、コハク酸アルカリ金属塩及び水からな
る、融解潜熱を利用する低温用蓄熱材組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】潜熱蓄熱材は、顕熱型蓄熱材に比べて蓄
熱密度が高く、相変化温度が一定であるため、熱の取り
出し温度が安定であるという利点を活かして実用化され
ている。潜熱蓄熱材として、氷、硫酸ナトリウム十水
塩、塩化カルシウム六水塩及び酢酸ナトリウム三水塩等
が知られている。中でも、深夜電力を利用した氷蓄熱シ
ステムが冷房用途に広く実用化されている。また、特開
平１−２４５０８２号公報には、果物や食品の冷却保存
等の分野に利用するために、無機塩を配合して０℃以下
に融点を有する無機塩と水の共晶組成物を利用した蓄熱
材組成物が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、０℃前後の
冷水を取り出すための融点−３〜−５℃の無機塩を配合
した水系蓄熱材組成物については、融点を無機塩の配合
量により調整するが、その融点は濃度変化に敏感であ
り、その調整が難しいという問題がある。加えて、無機
塩を配合した水系蓄熱材組成物は金属に対する腐食性が
あり、アイスオンコイル型やシェルアンドチューブ型に
は使用できないという問題もある。本発明の目的は、−
５℃付近に融点を有し、濃度変化に安定な蓄熱材組成物
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、コハク酸アルカリ金属塩及び
水を特定の割合で配合してなる組成物は、融点が−５℃
で安定することを見出し、本発明に到達した。即ち、本
発明の要旨は、コハク酸アルカリ金属塩１１〜２９重量
％及び水８９〜７１重量％からなることを特徴とする蓄
熱材組成物、にある。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるコハク酸アル
カリ金属塩とは、コハク酸のモノアルカリ金属塩又はジ
アルカリ金属塩を意味する。アルカリ金属としては、リ
チウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム
等が挙げられるが、この中、ナトリウム又はカリウムが
好ましく、ナトリウムがより好ましい。コハク酸アルカ
リ金属塩の具体例としては、例えばコハク酸二ナトリウ
ム塩、コハク酸一ナトリウム塩、コハク酸二カリウム
塩、コハク酸一カリウム塩、等が挙げられる。この中、
コハク酸二ナトリウム塩又はコハク酸一ナトリウム塩が
好ましい。

【０００６】コハク酸アルカリ金属塩の含有量は、１１
〜２９重量％、好ましくは１３〜２５重量％である。コ
ハク酸アルカリ金属塩の含有量が１１重量％より少ない
と、−５℃付近と−２℃付近に融点を持ち、潜熱蓄熱材
として一定の温度で融解したいため使用が困難である。
コハク酸アルカリ金属塩の含有量が２９重量％より多い
と、溶解度の関係からコハク酸アルカリ金属塩が晶析し
組成が均一とならないことに加えて、蓄熱量が小さくな
るという問題がある。なお、コハク酸アルカリ金属塩と
して水和塩を用いる場合には、その結晶水は蓄熱材組成
物の水分として計算する。

【０００７】本発明の蓄熱材組成物は必要に応じて、融
点以下まで冷却されても結晶化しない、いわゆる過冷却
現象を防止するために過冷却防止剤としてヨウ化銀、硫
化銅、臭素酸カリウム、リン酸三カリウム、リン酸カル
シウム、氷核生成菌やコレステロールを配合してもよ
く、ヨウ化銀、臭素酸カリウム及びリン酸三カリウムが
好ましい。これら、過冷却防止剤の配合量はコハク酸ナ
トリウムと水からなる蓄熱材組成物１００重量部に対し
て０．０１〜３重量部が好ましい。

【０００８】本発明の蓄熱材組成物は必要に応じて、水
不溶性吸水性樹脂及び／又はカルボキシメチルセルロー
ス等を増粘剤として配合しても良い。これら増粘剤の配
合量はコハク酸アルカリ金属塩と水からなる蓄熱材組成
物１００重量部に対して０．１〜５重量部が好ましい。
また、フェノール類、アミン類、ヒドロキシアミン類等
の酸化防止剤、クロム酸塩、ポリリン酸塩、亜硝酸ナト
リウム等の金属腐食防止剤、安息香酸ナトリウムや２，
６−ジ−ｔ−ブチルヒドロキシトルエン等の防腐剤を含
有してもよい。

【０００９】本発明の蓄熱材組成物の調合方法は、特に
限定されないが、コハク酸アルカリ金属塩と水、必要に
応じて添加剤を混合して均一に分散させればよい。より
均一に分散させるためには、蓄熱材組成物を４０〜７０
℃まで加熱し、撹拌混合する方法が挙げられる。

【００１０】本発明の蓄熱材組成物の使用方法として
は、例えば、蓄熱容器に蓄熱材組成物を充填するカプセ
ル型、蓄熱容器を必要としないシェルアンドチューブ
型、クラッシュアイス型等が挙げられる。カプセル型
は、蓄熱材組成物をカプセル等の蓄熱容器に注入し、蓄
熱容器を密封することにより得られる。カプセルの材質
は、鉄、アルミニウム等の金属、高密度ポリエチレンや
ポリプロピレン及びポリカーボネート等のプラスチック
等が挙げられ、高密度ポリエチレンが好ましい。カプセ
ルの形状は、特に限定されず、例えば、球状、板状、パ
イプ状、くびれ筒状、双子球状、波板状等が挙げられ、
用途に応じて適宜選択される。シェルアンドチューブ型
は、シェル側に本発明蓄熱材組成物を充填し、チューブ
側をブライン等の不凍液を流し、チューブの周りに蓄熱
材を凍結させる方法である。クラッシュアイス方式はシ
ャーベット方式とも呼ばれ、シャーベット状の氷を作
り、これを循環するものである。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。

【００１２】実施例１及び２ コハク酸ナトリウム水溶液はコハク酸二ナトリウム六水
塩として販売されているキシダ化学社製試薬１級と純水
を用いて表−１に示す重量％になるよう配合し、５０℃
で撹拌しながら完全に融解させた。得られた蓄熱材組成
物５０ｇを５０ｃｃのガラスねじ口瓶（日電理化硝子株
式会社製ＳＶ−５０）に入れ、ねじ口瓶の底から１ｃｍ
の高さの温度を熱電対を用いて測定した。蓄熱材組成物
が充填されたガラスねじ口瓶を温度制御された水槽に入
れ、蓄熱材の融解温度を測定した。水槽の温度を−９℃
に保持し、実施例１及び２の蓄熱材組成物を完全に凝固
させた後、７．５℃／時の昇温速度で６℃まで加熱し、
６℃で保持し蓄熱材組成物の融解温度を測定した。水槽
の水温の温度変化を図−１（５）に示す。実施例１（図
−１（１））は６０分から１４０分にかけて、実施例２
（図−１（２））は６０分から１３０分にかけて、蓄熱
材組成物の温度が−５℃で変化せず、−５℃で融解して
いることが分かる。

【００１３】比較例１及び２ 表−１に示す重量％に配合した以外は実施例１と同様に
評価した。比較例１（図−１（３））は−５℃付近と−
２℃から０℃にかけて融解温度が二カ所存在している。
比較例２（図−１（４））は、−９℃まで冷却しても凝
固しなかった。また、２３℃においても一部コハク酸二
ナトリウムが溶解せず沈殿しているので、蓄熱材組成物
としては不適である。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【発明の効果】本発明の蓄熱材組成物は−５℃付近に融
点を有し、且つ濃度変化に安定であるので、果物や食品
の冷却保存用等に有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例及び比較例に用いられた蓄熱材
組成物の凝固融解温度曲線及び水槽中の水温の変化を示
す。

【符号の説明】

（１） 実施例１ （２） 実施例２ （３） 比較例１ （４） 比較例２ （５） 水温の変化

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千原 彰一 茨城県稲敷郡阿見町中央八丁目３番１号 三菱化学株式会社筑波研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コハク酸アルカリ金属塩１１〜２９重量
   ％及び水８９〜７１重量％からなることを特徴とする蓄
   熱材組成物。
2. 【請求項２】 ヨウ化銀、臭素酸カリウム及びリン酸三
   カリウムから選ばれる少なくとも一種を該蓄熱材組成物
   １００重量部に対して０．０１〜３重量部配合すること
   を特徴とする請求項１に記載の蓄熱材組成物。
3. 【請求項３】 水不溶性吸水性樹脂及び／又はカルボキ
   シメチルセルロースを該蓄熱材組成物１００重量部に対
   して０．１〜５重量部配合することを特徴とする請求項
   １に記載の蓄熱材組成物。