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WO2025009270A1 - 無機系潜熱蓄熱材組成物およびその利用 - Google Patents

無機系潜熱蓄熱材組成物およびその利用 Download PDF

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Publication number
WO2025009270A1
WO2025009270A1 PCT/JP2024/017928 JP2024017928W WO2025009270A1 WO 2025009270 A1 WO2025009270 A1 WO 2025009270A1 JP 2024017928 W JP2024017928 W JP 2024017928W WO 2025009270 A1 WO2025009270 A1 WO 2025009270A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composition
heat storage
storage material
calcium chloride
temperature
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.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/017928
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友晴 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Publication of WO2025009270A1 publication Critical patent/WO2025009270A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Definitions

  • the present invention relates to an inorganic latent heat storage material composition and its use.
  • controlled temperature a specified temperature range
  • Such items are also referred to as “items subject to temperature control.”
  • items subject to temperature control When transporting or storing items subject to temperature control, it is preferable to keep them cool or warm within the controlled temperature range for a specified period of time.
  • latent heat storage material compositions (sometimes called “PCM: Phase Change Materials”) have been developed that are suitable for (i) application to wall materials, floor materials, ceiling materials, etc., and/or (ii) for storing or transporting temperature-controlled items at a constant or nearly constant temperature that must be temperature-controlled at a controlled temperature above 0°C.
  • inorganic latent heat storage material compositions described in Patent Documents 1 and 2 are known.
  • the conventional inorganic latent heat storage material compositions described above have room for improvement in terms of thermal stability.
  • One embodiment of the present invention has been developed in consideration of the above problems, and its purpose is to provide an inorganic latent heat storage material composition that has high thermal stability.
  • the inventors conducted extensive research to solve the above problems, and as a result, completed the present invention.
  • the inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention is
  • the inorganic latent heat storage material composition contains calcium chloride hexahydrate and a metal soap composed of strontium ions and anions derived from a fatty acid.
  • a method for producing an inorganic latent heat storage material composition includes the steps of: A method for producing an inorganic latent heat storage material composition, comprising any one of the following mixing steps (A) to (C): A mixing step (A) of mixing calcium chloride hexahydrate with a metal soap comprising strontium ions and anions derived from a fatty acid; a mixing step (B) of mixing a dispersion containing a metal soap comprising strontium ions and an anion derived from a fatty acid with one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate; or a mixing step (C) of mixing a metal soap comprising strontium ions and an anion derived from a fatty acid with water and one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate.
  • an inorganic latent heat storage material composition with high thermal stability.
  • Reference numeral 201 is a perspective view showing a schematic example of a heat storage material according to one embodiment of the present invention
  • reference numeral 202 is an exploded perspective view showing a schematic example of a transport container according to one embodiment of the present invention.
  • Reference numeral 301 is a perspective view that shows the inside of a transport container according to one embodiment of the present invention
  • reference numeral 302 is a cross-sectional view that shows a schematic cross section of 301 taken along line AA.
  • the purpose of the PCM may be (i) to stably maintain an item subject to temperature control at a predetermined temperature, such as room temperature (e.g., 15° C. to 30° C.), and/or (ii) to maintain a living space at a predetermined temperature (e.g., 15° C. to 30° C.).
  • a predetermined temperature such as room temperature (e.g., 15° C. to 30° C.)
  • a predetermined temperature e.g., 15° C. to 30° C.
  • transporting or storing an item subject to temperature control stably at a predetermined temperature is referred to as “constant temperature transport”
  • applications for constant temperature transport may be referred to as “constant temperature transport applications”.
  • organic latent heat storage material compositions are primarily used as latent heat storage material compositions.
  • organic latent heat storage material compositions needed further improvement for one-way constant temperature transport applications due to the following reasons: (i) they are flammable, (ii) the raw materials of the latent heat storage material compositions are often hazardous materials subject to legal restrictions, (iii) the environmental impact is high in the event of leakage, and (iv) the raw materials of the latent heat storage material compositions are expensive.
  • inorganic latent heat storage material compositions that can solve all of the above-mentioned problems (i) to (iv) seen in organic latent heat storage material compositions.
  • inorganic latent heat storage material compositions several inorganic latent heat storage material compositions are known, such as those described in Patent Documents 1 and 2 above.
  • an inorganic latent heat storage material composition containing a metal soap composed of strontium ions and anions derived from fatty acids surprisingly has high thermal stability, leading to the completion of the invention.
  • An inorganic latent heat storage material composition contains (i) calcium chloride hexahydrate and (ii) a metal soap comprising a strontium ion and an anion derived from a fatty acid.
  • the “inorganic latent heat storage material composition” may be referred to as the “composition,” and the “inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention” may be referred to as the “composition.”
  • high thermal stability means that the difference between the freezing temperature and the supercooling temperature ( ⁇ supercooling) of the composition is small (e.g., less than 5.0°C) after a thermal stability test. That is, the present composition has the advantage that the ⁇ supercooling of the composition is small even after a thermal stability test.
  • the ⁇ supercooling of the composition is preferably less than 5.0°C, more preferably 4.5°C or less, more preferably 4.0°C or less, more preferably 3.5°C or less, even more preferably 3.0°C or less, even more preferably 2.5°C or less, and particularly preferably less than 2.5°C.
  • the composition can be used repeatedly.
  • "repeated use” in relation to an inorganic latent heat storage material composition means repeated melting and solidification of the composition. It is preferable that the difference between the freezing temperature and the supercooling temperature ( ⁇ supercooling) of the composition is small (e.g., less than 5.0°C) even after repeated use (e.g., after a cycle test).
  • the ⁇ supercooling of the composition is preferably 4.5°C or less, more preferably 4.0°C or less, more preferably 3.5°C or less, even more preferably 3.0°C or less, even more preferably 2.5°C or less, and particularly preferably less than 2.5°C.
  • the specific method of the cycle test will be described in detail in the examples below.
  • the difference between the freezing temperature and the supercooling temperature ( ⁇ supercooling) of the composition is small (e.g., less than 5.0°C) even before repeated use (e.g., immediately after the composition is manufactured or before the composition is used (e.g., before solidification)).
  • "before repeated use” may be referred to as "initial”.
  • the initial ⁇ supercooling of the composition is preferably 4.5°C or less, more preferably 4.0°C or less, more preferably 3.5°C or less, even more preferably 3.0°C or less, even more preferably 2.5°C or less, and particularly preferably less than 2.5°C.
  • the lower limit of the difference between the freezing temperature and the supercooling temperature of the composition is not particularly reduced and may be, for example, 0°C. In other words, in any of the above cases, there may be no difference between the freezing temperature and the supercooling temperature of the composition.
  • This composition has the advantage that, by using calcium chloride hexahydrate as the main agent, it is easy to produce a composition with a melting temperature of 15°C to 30°C.
  • inorganic latent heat storage material compositions are known that use, for example, sodium acetate trihydrate, sodium sulfate decahydrate, disodium hydrogen phosphate dodecahydrate, or sodium carbonate decahydrate as a main component.
  • the present composition Compared to such compositions that use inorganic salts other than calcium chloride hexahydrate as a main component, the present composition has the advantages that (i) the composition can be used more suitably in the temperature range assumed to be the environment in which humans live (human habitation), (ii) the temperature of items that are subject to temperature management can be stably maintained at around 15°C to 30°C, and (iii) the resulting composition has excellent durability and less odor.
  • the content of calcium chloride hexahydrate in the composition is not particularly limited and may be appropriately set based on the desired melting temperature and viscosity.
  • the composition preferably contains 50.00% by weight or more of calcium chloride hexahydrate, more preferably 55.00% by weight or more, more preferably 60.00% by weight or more, even more preferably 65.00% by weight or more, and particularly preferably 70.00% by weight or more, based on 100% by weight of the composition.
  • the content of calcium chloride hexahydrate in the composition is within the above-mentioned range, it has the advantages of (i) functioning efficiently as a heat storage material because the amount of latent heat per weight is large, (ii) the obtained composition can be used in a temperature range assuming a human living environment, and (iii) the obtained composition has excellent durability and little odor.
  • the upper limit of the content of calcium chloride hexahydrate in the composition is not particularly limited and may be, for example, 99.99% by weight or less based on 100% by weight of the composition.
  • the present composition contains a metal soap consisting of strontium ions and anions derived from fatty acids.
  • the metal soap can have the function of preventing supercooling of the composition. Therefore, the metal soap can be said to be a "supercooling inhibitor,” a "supercooling suppressant,” a "crystal nucleating agent,” a “nucleating agent,” or a “nucleating agent.”
  • the present composition has the advantage of having high thermal stability.
  • metal soap refers to a "metal soap consisting of strontium ions and anions derived from fatty acids.” More specifically, a metal soap refers to a substance in which a strontium ion (cation) and an anion (anion) derived from a fatty acid are ionicly bonded.
  • fatty acid F in the "anion derived from a fatty acid” may be referred to as "fatty acid F".
  • Fatty acid F is not particularly limited, and examples include conventionally known fatty acids having a hydrocarbon chain and a carboxyl group.
  • Fatty acid F is not limited to linear monocarboxylic acid.
  • Fatty acid F may have a functional group such as a hydroxyl group, and may have a cyclic structure.
  • the hydrocarbon chain in fatty acid F may be linear or may contain branched chains.
  • the hydrocarbon chain in fatty acid F may be saturated or unsaturated. From the viewpoint of suppressing decomposition due to oxidation of the hydrocarbon chain, it is preferable that the hydrocarbon chain in fatty acid F is a saturated hydrocarbon chain. In other words, it is preferable that fatty acid F is a saturated fatty acid.
  • the number of carbon atoms of fatty acid F is not particularly limited, but is preferably 6 or more, more preferably 8 or more, even more preferably 10 or more, and particularly preferably 12 or more. This configuration has the advantage that the metal soap has crystallinity suitable for controlling the particle size of the metal soap.
  • the number of carbon atoms of fatty acid F may be 14 or more, 16 or more, or 18 or more.
  • the upper limit of the carbon number of fatty acid F is not particularly limited, but may be 30 or less, 28 or less, 26 or less, 24 or less, 22 or less, 20 or less, or 18 or less.
  • the lower the carbon number of fatty acid F the lower the cohesive force of the metal soap, making it easier to maintain the particle size of the metal soap. Therefore, the upper limit of the carbon number of fatty acid F is preferably 18 or less, more preferably 16 or less, and even more preferably 14 or less.
  • Fatty acid F is preferably one or more selected from the group consisting of caprylic acid (n-octanoic acid), capric acid (n-decanoic acid), lauric acid (n-dodecanoic acid), myristic acid (n-tetradecanoic acid), palmitic acid (n-hexadecanoic acid) and stearic acid (n-octadecanoic acid), more preferably one or more selected from the group consisting of lauric acid, myristic acid, palmitic acid and stearic acid, and even more preferably lauric acid.
  • This configuration has the advantage that the metal soap has suitable crystallinity.
  • the metal soap is preferably one or more selected from the group consisting of strontium dicaprylate, strontium dicaprate, strontium dilaurate, strontium dimyristate, strontium dipalmitate, and strontium distearate, more preferably one or more selected from the group consisting of strontium dilaurate, strontium dimyristate, strontium dipalmitate, and strontium distearate, and even more preferably strontium dilaurate.
  • This configuration has the advantage that the metal soap has suitable crystallinity.
  • the content of the metal soap in 100% by weight of the composition is not particularly limited, but is preferably 0.01% to 0.10% by weight, more preferably 0.03% to 0.07% by weight, and even more preferably 0.03% to 0.05% by weight.
  • This configuration has the advantage of being able to form a good dispersion state of the metal soap in the composition.
  • the metal soap may be a substance obtained by reacting an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid.
  • water-soluble means that the substance has a solubility of 0.01 g/ml or more in water at 25°C.
  • Strontium salts are water-soluble. Therefore, in an aqueous solution containing a strontium salt, the strontium salt may be ionized, and strontium ions may be present in the aqueous solution.
  • the metal salt may be ionized, and an anion of the fatty acid (an anion derived from the fatty acid) may be present in the aqueous solution. Therefore, by reacting an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid, for example by mixing them, the strontium ion and the anion derived from the fatty acid may be ionically bonded in the resulting mixture, and a metal soap may be produced.
  • fatty acids with 8 or more carbon atoms are themselves poorly water-soluble, in an aqueous solution containing a fatty acid with 8 or more carbon atoms, the fatty acid cannot be ionized, and therefore the anion of the fatty acid cannot be present in the aqueous solution.
  • the strontium salt may be an inorganic salt, such as strontium chloride, strontium chloride hexahydrate, or strontium hydroxide octahydrate.
  • strontium salt one of the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the strontium salt is preferably one or more selected from the group consisting of strontium chloride and strontium chloride hexahydrate, since this can prevent or reduce corrosion of manufacturing equipment, etc.
  • water-soluble metal salts of fatty acids examples include alkali metal salts and alkaline earth metal salts.
  • the water-soluble metal salts of fatty acids one of the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the water-soluble metal salt of the fatty acid is preferably one or more selected from the group consisting of alkali metal salts and alkaline earth metal salts, more preferably one or more selected from the group consisting of alkali metal salts, and even more preferably one or more selected from the group consisting of sodium salts and potassium salts.
  • the above-mentioned fatty acid F is preferably used. Therefore, the preferred aspects of fatty acid F are also preferred for the fatty acid in the "water-soluble metal salt of a fatty acid”.
  • the water-soluble metal salt of a fatty acid is preferably one or more selected from the group consisting of sodium caprylate, sodium caprate, sodium laurate, sodium myristate, sodium palmitate, sodium stearate, potassium caprylate, potassium caprate, potassium laurate, potassium myristate, potassium palmitate, and potassium stearate.
  • This configuration has the advantage of being able to produce a homogeneous metal soap.
  • the metal soap contained in the present composition is a substance obtained by reacting an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid
  • the concentration of the strontium salt in the aqueous solution containing the strontium salt and the amount of the aqueous solution used, as well as the concentration of the metal salt in the aqueous solution containing the water-soluble metal salt of a fatty acid and the amount of the aqueous solution used are not particularly limited, but it is preferable that the amount of the metal soap in the resulting mixture (composition) is an amount that falls within the preferred range of the content of the metal soap in the composition described above.
  • the content of the metal soap in the resulting mixture (composition) can be adjusted to within a desired range.
  • the volume average particle size of the metal soap in the composition is not particularly limited, but is preferably 0.01 ⁇ m to 500.00 ⁇ m, more preferably 0.10 ⁇ m to 100.00 ⁇ m, and even more preferably 0.10 ⁇ m to 10.00 ⁇ m.
  • This configuration has the advantage that good nucleation as a crystal nucleating agent by the metal soap is possible, and a suitable dispersion state of the metal soap can be formed in the composition.
  • the volume average particle size of the metal soap in the composition can be measured with a particle size distribution measuring device that utilizes laser diffraction and/or dynamic light scattering.
  • the composition preferably further comprises one or more inorganic salts selected from the group consisting of bromide salts and chloride salts.
  • inorganic salt S “one or more inorganic salts selected from the group consisting of bromide salts and chloride salts” may be referred to as “inorganic salt S”.
  • the inorganic salt S may have (i) the function of adjusting the melting temperature and/or the solidification temperature of the composition, and/or (ii) the function of preventing supercooling of the composition.
  • a “substance capable of adjusting the melting temperature and/or the solidification temperature of the composition” may be referred to as a “melting point adjuster” or a “freezing point depressant”.
  • a “substance capable of preventing supercooling of the composition” may be referred to as a "supercooling prevention agent", “supercooling suppression agent”, “crystal nucleating agent", “nucleating agent”, or “nucleating agent”.
  • the inorganic salt S may be referred to as a “melting point adjuster” or a “freezing point depressant”, and/or a “supercooling prevention agent”, “supercooling suppression agent”, “crystal nucleating agent”, “nucleating agent”, or “nucleating agent”.
  • calcium chloride hexahydrate and strontium salts are not included in inorganic salts S.
  • calcium chloride hexahydrate, strontium salts strontium bromide and strontium chloride, and main agent precursors calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate are not considered to be inorganic salts S.
  • the amounts of calcium chloride hexahydrate, strontium salts strontium bromide and strontium chloride, and main agent precursors calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate used are not included in the total amount of inorganic salts S used.
  • Bromide salts are preferably water-soluble inorganic salts, such as metal bromides and ammonium bromide.
  • Metal bromides include lithium bromide, sodium bromide, potassium bromide, calcium bromide, magnesium bromide, iron bromide, zinc bromide, barium bromide, etc.
  • As bromide salts one of the above compounds may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the bromide salt preferably contains one or more selected from the group consisting of sodium bromide, potassium bromide, and ammonium bromide, more preferably one or more selected from the group consisting of sodium bromide, potassium bromide, and ammonium bromide, and even more preferably sodium bromide and potassium bromide.
  • chloride salt water-soluble inorganic salts are preferred, and examples thereof include metal chlorides and ammonium chloride.
  • metal chlorides include lithium chloride, sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, iron chloride, zinc chloride, aluminum chloride, barium chloride, and cobalt chloride.
  • the chloride salt one of the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the chloride salt preferably contains sodium chloride, and more preferably is sodium chloride, because it is easily available and is a versatile melting point adjuster.
  • sodium bromide, potassium bromide, calcium bromide, ammonium bromide, iron bromide, zinc bromide, barium bromide, sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, iron chloride, zinc chloride and cobalt chloride can function as melting point adjusters.
  • sodium chloride and barium chloride can function as supercooling prevention agents. In other words, sodium chloride can function as both a "melting point adjuster" and a "supercooling prevention agent.”
  • the inorganic salt S is preferably one or more selected from the group consisting of sodium bromide, potassium bromide, potassium chloride and sodium chloride, and more preferably one or more selected from the group consisting of potassium bromide and potassium chloride.
  • the total content of inorganic salt S in the composition is not particularly limited and may be appropriately selected according to the content of calcium chloride hexahydrate in the composition.
  • the composition preferably contains inorganic salt S in a total amount of 1.0% to 45.0% by weight, more preferably 2.0% to 40.0% by weight, even more preferably 3.0% to 35.0% by weight, and particularly preferably 5.0% to 30.0% by weight, based on 100% by weight of the composition.
  • This configuration has the advantages that (i) when the obtained composition is used in building materials such as wall materials, floor materials, ceiling materials, and roof materials, the temperature of the space near the building material or the space covered by the building material can be maintained at an appropriate temperature (for example, 15°C to 30°C) with high accuracy, and (ii) the obtained composition can stably maintain the temperature of an item to be temperature-controlled at around 15°C to 30°C.
  • the composition may further contain a melting point adjuster other than inorganic salt S that can function as a melting point adjuster (hereinafter, sometimes referred to as "other melting point adjusters").
  • other melting point adjusters include (i) ammonium salts other than ammonium bromide and ammonium chloride, (ii) metal halides other than metal bromides and metal chlorides, (iii) metal non-halides, and (iv) urea.
  • the content of ammonium salt contained in the composition is preferably small, since it is easy to handle, has a small environmental impact, and has little odor.
  • the content of ammonium salt contained in the composition is preferably 1.00% by weight or less, more preferably 0.50% by weight or less, even more preferably 0.10% by weight or less, even more preferably 0.01% by weight or less, and particularly preferably 0.00% by weight, based on the total weight of the composition (100% by weight).
  • the composition preferably further contains a lower alcohol.
  • the lower alcohol can have a function of adjusting the melting temperature and/or the freezing temperature of the composition.
  • the lower alcohol can be called a "melting point adjuster” or a "freezing point depressant.”
  • the lower alcohols include alcohols having 5 or less carbon atoms.
  • Specific examples of the lower alcohols include methanol, ethanol, 2-propanol, ethylene glycol, and glycerol. Among these, ethanol is particularly preferred as a lower alcohol.
  • the content of lower alcohols in the composition is not particularly limited and can be set appropriately depending on the amount of calcium chloride hexahydrate in the composition.
  • the composition preferably contains 0.50% to 5.00% by weight of lower alcohols, and more preferably 1.00% to 3.00% by weight, based on 100% by weight of the composition. This composition has the advantage that the melting temperature can be easily adjusted.
  • the present composition preferably further contains a cellulose derivative.
  • the cellulose derivative may have the function of increasing the viscosity of the composition and/or the function of making the composition gel-like.
  • a "substance capable of increasing the viscosity of the composition” or a “substance capable of making the composition gel-like” may be referred to as a "thickening agent” or a “gelling agent”, respectively. That is, the cellulose derivative can be said to be a "thickening agent” or a "gelling agent”.
  • the present composition contains a cellulose derivative
  • it has the advantage that the composition is in a gel state in a temperature environment above the melting temperature.
  • Cellulose derivatives are thermosetting thickeners. Therefore, when the present composition contains a cellulose derivative, it also has the advantage that the composition can be produced efficiently and stably.
  • cellulose derivatives include carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose.
  • the cellulose derivative preferably contains hydroxyethyl cellulose, and more preferably is hydroxyethyl cellulose, because (i) it is nonionic and does not affect inorganic ions dissolved in the composition, and (ii) it can turn an aqueous solution with a high ion concentration into a gel.
  • inorganic salt here is not limited to the inorganic salt S described above, but also includes other inorganic salts
  • precipitation of the inorganic salt may occur over time due to temperature changes.
  • the cellulose derivative not only (i) can turn the composition into a gel, but also (ii) can efficiently disperse the ions of the inorganic salt dissolved in the composition. As a result, the cellulose derivative can inhibit the precipitation of the inorganic salt in the composition.
  • the cellulose derivative in the composition does not affect the melting and/or solidification behavior of the composition, and enables the composition to maintain a high latent heat of fusion.
  • the composition contains a cellulose derivative, it has the advantage that the composition remains in a gel state even after a cycle test or a thermal stability test at the environmental temperature in which the composition is expected to be used.
  • the composition contains a cellulose derivative, the composition remains in a gel state even when in a molten state, and the shape of the composition can be maintained at a certain shape. As a result, even when the composition is in a molten state, there is no risk of environmental pollution, making it possible to reduce the environmental burden.
  • the content of the cellulose derivative in the composition is not particularly limited and can be set appropriately depending on the amount of calcium chloride hexahydrate in the composition.
  • the composition preferably contains 0.3% to 7.0% by weight of the cellulose derivative, more preferably 0.5% to 6.0% by weight, and even more preferably 1.0% to 5.0% by weight, based on 100% by weight of the composition.
  • This composition has the advantages that (i) aggregation and precipitation of salts (both inorganic salts and organic salts) dissolved in the composition can be prevented, (ii) the composition has good handleability, and (iii) the composition is in a gel state in a temperature environment exceeding the melting temperature of the composition.
  • the composition may further contain a thickener other than a cellulose derivative.
  • thickeners other than a cellulose derivative include water-absorbent resins, gelatin, agar, xanthan gum, gum arabic, guar gum, carrageenan, konjac, etc.
  • water-absorbent resins include starch-based resins, acrylate-based resins, and poval-based resins.
  • silica include fumed silica, precipitated silica, and silica gel.
  • the calcium chloride hexahydrate and inorganic salts contained in the composition are often dissolved in the composition in an ionic state. Therefore, as a thickener other than a cellulose derivative, a nonionic thickener is preferred, as it does not affect the inorganic ions dissolved in the composition, and guar gum and/or dextrin are more preferred.
  • the total content of thickeners in the composition is not particularly limited and can be set appropriately depending on the amount of calcium chloride hexahydrate in the composition.
  • the total content of thickeners in the composition is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 2 to 6 parts by weight, per 100 parts by weight of calcium chloride hexahydrate.
  • This composition has the advantages that (i) aggregation and precipitation of salt dissolved in the composition can be prevented, (ii) the composition has good handleability, and (iii) the composition is in a gel state in a temperature environment exceeding the melting temperature of the composition.
  • the composition may further include a benzoate.
  • the benzoate may have the function of preventing the composition from being supercooled. Therefore, the benzoate may be called a "supercooling inhibitor", a “supercooling inhibitor”, a "crystal nucleating agent", a "nucleating agent” or a “nucleating agent”.
  • the benzoate may also have the function of preventing the composition from being spoiled. Therefore, the benzoate may be called a "preservative".
  • benzoate salts include (i) metal salts of benzoic acid such as sodium benzoate, potassium benzoate, lithium benzoate, and calcium benzoate, and (ii) ammonium benzoate.
  • benzoate salts one of the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • the benzoate preferably includes one or more selected from the group consisting of metal salts of benzoic acid and ammonium benzoate, more preferably one or more selected from the group consisting of metal salts of benzoic acid and ammonium benzoate, more preferably one or more selected from the group consisting of sodium benzoate, potassium benzoate and ammonium benzoate, and particularly preferably sodium benzoate.
  • the amount of benzoate contained in this composition is not particularly limited.
  • organic solvents e.g., monocyclic aromatic compounds, more specifically, benzene, toluene, xylene, ethylenebenzene, cumene, paracymene, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dipropyl phthalate, etc.
  • room temperature e.g. 15°C to 30°C
  • the content of organic solvents e.g., monocyclic aromatic compounds that are volatile at room temperature in 100 parts by weight of the total weight of the composition is preferably 50.0 parts by weight or less, 10.0 parts by weight or less, 5.0 parts by weight or less, 1.0 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or less, or 0.1 parts by weight or less (the lower limit is 0.0 parts by weight).
  • the total content of one or more compounds selected from the group consisting of benzene, toluene, xylene, ethylenebenzene, cumene, paracymene, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, and dipropyl phthalate per 100 parts by weight of the total weight of the composition is 50.0 parts by weight or less, 10.0 parts by weight or less, 5.0 parts by weight or less, 1.0 parts by weight or less, 0.5 parts by weight or less, or 0.1 parts by weight or less (the lower limit is 0.0 parts by weight).
  • the composition may contain other components as necessary, as long as they do not impair the effect of one embodiment of the present invention.
  • other components include solvents, alcohols other than lower alcohols, preservatives, fragrances, colorants, defoamers, flame retardants, light resistance stabilizers, UV absorbers, storage stabilizers, foam regulators, lubricants, antifungal agents, antibacterial agents, polymers, other organic compounds, and other inorganic compounds.
  • the solvent is preferably water in order to increase the flame retardancy of the composition.
  • Alcohols other than the above-mentioned lower alcohols include higher alcohols (e.g., alcohols having 6 or more carbon atoms, such as capryl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, and linoleyl alcohol). Higher alcohols may have the function of adjusting the melting temperature and/or solidification temperature of the composition.
  • higher alcohols e.g., alcohols having 6 or more carbon atoms, such as capryl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, and linoleyl alcohol.
  • Higher alcohols may have the function of adjusting the melting temperature and/or solidification temperature of the composition.
  • the melting temperature of the composition is not particularly limited.
  • the composition preferably has a melting temperature of 15°C to 30°C, more preferably 17°C to 28°C, and even more preferably 18°C to 25°C.
  • This configuration has the advantages that (i) the obtained composition is suitably applied to a house, and the latent heat of the composition can be utilized to easily create a comfortable living environment, and (ii) the obtained composition can stably maintain the temperature of an item to be temperature-controlled at around 15°C to 30°C.
  • the method for measuring the melting temperature of the composition will be described in detail in the examples below.
  • the "melting temperature” may also be referred to as the "melting point".
  • the freezing temperature of the composition is not particularly limited.
  • the composition preferably has a freezing temperature of 15°C to 30°C, more preferably 17°C to 28°C, and even more preferably 20°C to 25°C.
  • This configuration has the advantages that (i) the obtained composition can be suitably applied to a house, and thereby the latent heat of the composition can be utilized to easily create a comfortable living environment, and (ii) the obtained composition can stably maintain the temperature of an item to be subjected to temperature management at approximately 15°C to 30°C.
  • the "freezing temperature” is sometimes referred to as the "freezing point”.
  • the "melting temperature” and the “freezing temperature” are sometimes collectively referred to as the "phase change temperature” or the "phase transition temperature”.
  • the present composition can be suitably used as a latent heat storage material that utilizes (i) the composition absorbing thermal energy during phase transition from a solidified state (solid) to a molten state (liquid or gel state), and (ii) the composition releasing thermal energy during phase transition from a molten state (liquid or gel state) to a solidified state (solid).
  • the "molten state” can also be called the "melted state”.
  • the present composition can maintain, for example, the room temperature at a desired temperature below the ambient temperature even in a high-temperature environment (e.g., summer) by absorbing thermal energy during the phase transition from the solidified state to the molten state.
  • the present composition can maintain, for example, the room temperature at a desired temperature above the ambient temperature even in a low-temperature environment (e.g., winter) by releasing thermal energy during the phase transition from the molten state to the solidified state.
  • the room temperature can be maintained at a desired temperature (e.g., 15°C to 30°C) even in both high-temperature and low-temperature environments.
  • the inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention can be suitably used in various applications requiring heat storage performance, such as building materials such as wall materials, floor materials, ceiling materials, and roofing materials.
  • the inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention can be suitably used for constant temperature transport applications of items that require temperature management, such as reactive substances (e.g., adhesives, etc.), precision instruments, semiconductors, pharmaceuticals, investigational drugs, and specimens.
  • the method for producing (preparing) the composition is not particularly limited.
  • the composition can be prepared by any technique known in the technical field of inorganic latent heat storage material compositions.
  • the composition can be prepared, for example, by mixing the above-mentioned components.
  • Inorganic latent heat storage material composition a method for producing an inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention will be described, but other than the matters detailed below, the description in [2. Inorganic latent heat storage material composition] will be used as appropriate.
  • the "method for producing an inorganic latent heat storage material composition” may be referred to as the "production method”
  • the “method for producing an inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention” may be referred to as the "present production method”.
  • Inorganic latent heat storage material composition] can be used as the “amount used", “amount blended", or “amount added” of a certain substance (component) in the method for producing the composition.
  • Calcium chloride hexahydrate is commercially available. Meanwhile, calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate are also commercially available. In this manufacturing method, only calcium chloride hexahydrate, which is the main agent, may be used. Meanwhile, in this manufacturing method, one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate may be used in place of a part or all of calcium chloride hexahydrate, which is the main agent.
  • Calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate all (i) form a hydrate (or a hydrate with a higher hydration number) upon contact with water, and (ii) generate heat upon the formation of the hydrate, i.e., exhibit a positive heat of solution.
  • Calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate all can form calcium chloride hexahydrate, which is the main agent, upon contact with water.
  • main agent precursors calcium chloride anhydrous, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate.
  • the method for producing the inorganic latent heat storage material composition preferably includes any one of the following mixing steps (A) to (C): A mixing step (A) of mixing calcium chloride hexahydrate with a metal soap comprising strontium ions and anions derived from a fatty acid; a mixing step (B) of mixing a dispersion containing a metal soap comprising strontium ions and an anion derived from a fatty acid with one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate; or a mixing step (C) of mixing a metal soap comprising strontium ions and an anion derived from a fatty acid with water and one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate.
  • the device used to mix the components is not particularly limited, and known devices such as mixers such as intensive mixers, stirrers, and shakers can be used as appropriate.
  • a dispersion liquid containing a metal soap composed of strontium ions and anions derived from a fatty acid is mixed with one or more main agent precursors.
  • a dispersion preparation step of preparing a dispersion containing a metal soap may be further performed before the mixing step (B).
  • the present manufacturing method further includes a dispersion preparation step of preparing a dispersion containing a metal soap before the mixing step (B), and in the mixing step (B), the dispersion prepared by the dispersion preparation step may be mixed with one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate.
  • the dispersion preparation step is not particularly limited as long as a dispersion in which the metal soap is dispersed in a solvent (e.g., water) can be obtained.
  • a solvent e.g., water
  • the solvent is preferably water
  • the dispersion is preferably an aqueous dispersion.
  • the dispersion preparation process may be, for example, a process of mixing water and a metal soap.
  • a mixture (dispersion) containing metal soap can be prepared by reacting an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid.
  • an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid
  • the aqueous solution containing a strontium salt and the aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid may be brought into contact with each other, for example, by simply mixing them.
  • the dispersion preparation step may be a step of mixing an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid. Since a dispersion in which the metal soap is uniformly or approximately uniformly dispersed in the solvent can be obtained, it is preferable that the dispersion preparation step is a step of preparing the dispersion containing the metal soap by reacting an aqueous solution containing a strontium salt with an aqueous solution containing the water-soluble metal salt of the fatty acid.
  • the mixing step (B) instead of the main agent calcium chloride hexahydrate, one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate are used as the main agent precursor.
  • the main agent precursor reacts with water to become the main agent calcium chloride hexahydrate. Therefore, the mixing step (B) can be said to be a step of preparing a mixture containing calcium chloride hexahydrate and a metal soap, i.e., an inorganic latent heat storage material composition.
  • the total amount of calcium chloride anhydrous, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate used can be appropriately set so that the content of calcium chloride hexahydrate in the final composition is the desired amount.
  • the base precursor generates heat as the hydrate is formed, and exhibits a positive heat of solution.
  • the base precursor to be mixed with the aqueous solution is a solid, rather than a solution state in which it has been mixed with water in advance.
  • the mixing step (B) is preferably a step of mixing a dispersion liquid containing a metal soap with one or more solid compounds selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate.
  • water, an inorganic salt S and/or a cellulose derivative may be further mixed as desired.
  • the method and timing of mixing the water, the inorganic salt S and/or the cellulose derivative are not particularly limited.
  • the mixing step (B) may be (i) a step of mixing a dispersion of metal soap, inorganic salt S, and one or more types of main agent precursors, or (ii) a step of mixing a dispersion in which inorganic salt S is dissolved and metal soap is dispersed, and one or more types of main agent precursors.
  • the mixing step (B) is preferably a step of mixing a dispersion in which inorganic salt S is dissolved and metal soap is dispersed, and one or more types of main agent precursors.
  • a dispersion in which the inorganic salt S is dissolved and the metal soap is dispersed is prepared.
  • water, metal soap, and inorganic salt S may be mixed to prepare a dispersion in which the inorganic salt S is dissolved and the metal soap is dispersed,
  • an aqueous solution containing a strontium salt and inorganic salt S may be reacted with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid to prepare a dispersion in which the inorganic salt S is dissolved and the metal soap is dispersed, or
  • an aqueous solution containing a strontium salt may be reacted with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid and inorganic salt S to prepare a dispersion in which the inorganic salt S is dissolved and the metal soap is dispersed.
  • the dispersion preparation step in case A is preferably a step of preparing a dispersion in which the inorganic salt S is dissolved and the metal soap is dispersed by reacting an aqueous solution containing a strontium salt and inorganic salt S with an aqueous solution containing a water-soluble metal salt of a fatty acid.
  • the mixing step (B) may be (i) a step of mixing a dispersion of a metal soap, a cellulose derivative, and one or more types of base precursors, or (ii) a step of mixing a dispersion in which the cellulose derivative and the metal soap are dispersed, and one or more types of base precursors.
  • the mixing step (C) one or more main agent precursors selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate are used in place of the main agent calcium chloride hexahydrate.
  • the main agent precursor reacts with water to become the main agent calcium chloride hexahydrate. Therefore, the mixing step (C) can be said to be a step of preparing a mixture containing calcium chloride hexahydrate and a metal soap, i.e., an inorganic latent heat storage material composition.
  • the total amount of calcium chloride anhydrous, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate used can be appropriately set so that the content of calcium chloride hexahydrate in the final composition is the desired amount.
  • the base precursor generates heat as the hydrate is formed, and exhibits a positive heat of solution.
  • the base precursor to be mixed with the aqueous solution is a solid, rather than a solution state in which it has been mixed with water in advance.
  • the mixing step (C) is preferably a step of mixing a solid metal soap, water, and one or more solid compounds selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate.
  • mixing step (C) water, an inorganic salt S and/or a cellulose derivative may be further mixed as desired.
  • the mixing step (C) there are no particular limitations on the method and timing of mixing the water, the inorganic salt S and/or the cellulose derivative.
  • the mixing step (C) may be (i) a step of mixing a metal soap, inorganic salt S, water, and one or more solid compounds selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate, or (ii) a step of mixing a metal soap, an aqueous solution containing inorganic salt S, and one or more solid compounds selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate, and calcium chloride tetrahydrate.
  • the mixing step (C) may be (i) a step of mixing a metal soap, a cellulose derivative, water, and one or more solid compounds selected from the group consisting of calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate, or (ii) a step of mixing a metal soap, a dispersion liquid in which the cellulose derivative is dispersed, and one or more solid compounds selected from the group consisting of calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate.
  • the mixture (composition) obtained by the mixing step may further be mixed with an inorganic salt S and/or a cellulose derivative.
  • any of the mixing steps (A), (B), and (C) it is preferable to stir the mixture obtained by the mixing step.
  • one component may be added to the stirred component while stirring the other component.
  • the device used for stirring and any known device may be used as appropriate.
  • the stirring conditions There are no particular limitations on the stirring conditions.
  • the mixture obtained by the mixing step may be heated in order to improve production efficiency.
  • the device used for the heating is not particularly limited, and any known device may be used as appropriate.
  • the heating may be performed using a heating means provided in the device used to stir the mixture.
  • the heating temperature of the mixture is not particularly limited.
  • a base precursor is used as in the mixing steps (B) and (C)
  • the temperature of the mixture may increase due to the reaction between water and the base precursor in the mixture obtained in the mixing step. Therefore, in the mixing steps (B) and (C), the same advantages as when the mixture is heated can be obtained without using a separate heating means.
  • the heat storage material may be any material that contains (has) the inorganic latent heat storage material composition described above, and other configurations, materials, and the like are not limited.
  • the heat storage material according to one embodiment of the present invention can be used as a latent heat storage material by (i) absorbing thermal energy while the inorganic latent heat storage material composition forming the heat storage material undergoes a phase transition (in other words, melts) from a solidified state (solid) to a molten state (liquid or gel state), and (ii) absorbing thermal energy while the inorganic latent heat storage material composition forming the heat storage material undergoes a phase transition (in other words, solidifies) from a molten state (liquid or gel state) to a solidified state (solid).
  • a phase transition in other words, melts
  • a phase transition in other words, melts
  • a phase transition in other words, solidifies
  • the heat storage material according to one embodiment of the present invention may be a container or bag filled with the inorganic latent heat storage material composition described above.
  • the container or bag is preferably formed mainly from a resin (e.g., a synthetic resin) from the viewpoint of preventing liquid leakage caused by rust and corrosion due to the inorganic latent heat storage material composition.
  • a resin e.g., a synthetic resin
  • the heat storage material according to one embodiment of the present invention contains the inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention described above and a resin.
  • the resin examples include polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polystyrene, nylon, and polyester.
  • These materials may be used alone, or in order to improve heat resistance and barrier properties, two or more of these materials may be used in combination (for example, a multi-layer structure may be used). From the standpoint of handling and cost, it is preferable to use containers or bags made of polyethylene.
  • the shape of the container or bag is not particularly limited, but from the viewpoint of efficient heat exchange between the inorganic latent heat storage material composition and the item to be temperature controlled or the space around it via the container or bag, a shape that is thin and ensures a large surface area is preferred.
  • container or bag More specific examples of the container or bag include the container or bag disclosed in Japanese Patent Publication No. 2015-78307. This document is incorporated herein by reference.
  • the melting temperature, solidification temperature, supercooling temperature and ⁇ supercooling of the heat storage material can be considered to be the same as the melting temperature, solidification temperature, supercooling temperature and ⁇ supercooling of the inorganic latent heat storage material composition contained in the heat storage material.
  • Transport Containers The transport container according to one embodiment of the present invention need only contain (have) the heat storage material according to one embodiment of the present invention described above, and other specific configurations, materials, etc. are not particularly limited.
  • FIG. 1 An example of a transport container according to one embodiment of the present invention is shown in FIG. 1.
  • 201 in FIG. 1 is a perspective view that shows a schematic of a heat storage material 10 according to one embodiment of the present invention
  • 202 in FIG. 1 is an exploded perspective view that shows a schematic of a transport container 1 according to one embodiment of the present invention.
  • the opening of the heat storage material 10 of this embodiment is blocked by a heat storage material lid 11.
  • the heat storage material 10 is filled with an inorganic latent heat storage material composition 20 according to one embodiment of the present invention through the opening, and the heat storage material 10 can be stored or placed in an insulated container 40 for use.
  • the transport container according to one embodiment of the present invention includes the heat storage material and the insulated container according to one embodiment of the present invention described above.
  • the materials for the heat storage material 10 and the heat storage material lid 11 are not particularly limited, and any conventionally known material can be used as appropriate.
  • the insulated container 40 is configured to have thermal insulation properties, for example, by using a box body 41 and a lid 42 that fits into the opening 410 of the box body.
  • the material of the insulated container 40 is not particularly limited as long as it has thermal insulation properties, but foamed plastic is preferably used from the viewpoint of being lightweight, inexpensive, and capable of preventing condensation.
  • Vacuum insulation material is preferably used as the material of the insulated container 40 from the viewpoint of having very high thermal insulation properties, a long temperature retention time, and being capable of preventing condensation.
  • foamed polyurethane, polystyrene, polyethylene, polypropylene, AS resin, ABS resin, etc. are used as the foamed plastic.
  • vacuum insulation material is used, for example, with silica powder, glass wool, glass fiber, etc. as the core material.
  • the insulated container 40 may be composed of a combination of foamed plastic and vacuum insulation material.
  • the insulated container 40 with high thermal insulation performance can be obtained by means of (i) covering the outer or inner surfaces of the box body 41 and the lid 42 made of foamed plastic with vacuum insulation material, or (ii) embedding vacuum insulation material inside the walls constituting the box body 41 and the lid 42 made of foamed plastic.
  • FIG. 2 301 in FIG. 2 is a perspective view that shows the inside of the transport container 1, and 302 in FIG. 2 is a cross-sectional view that shows a schematic cross section of line A-A in 301 in FIG. 2.
  • the insulating container 40 includes a box body 41 and a lid 42
  • the transport container 1 according to one embodiment of the present invention includes the insulating container 40, the heat storage material 10, and a spacer 6.
  • the transport container according to one embodiment of the present invention includes the heat storage material, insulating container, and spacer according to one embodiment of the present invention described above.
  • the transport container 1 can also include a spacer 6 to (1) fill the space between the surface of the lid 42 covering the space inside the box body, the side part 412 of the box body, and the bottom part 411 of the box body and the heat storage material 10 when storing or placing the heat storage material 10 in the transport container 1, and (2) to secure the space 5 to store the item to be temperature controlled as shown in 302 of FIG. 2.
  • the transport container 1 is provided with 10 heat storage materials 10, but the number of heat storage materials provided in the transport container 1 is not particularly limited as long as it is one or more. From the viewpoint of storing or transporting the items to be temperature controlled for a long period of time and/or stably at a controlled temperature, the number of heat storage materials 10 provided in the transport container 1 is preferably two or more, more preferably four or more, even more preferably six or more, and particularly preferably ten or more. The number of heat storage materials 10 provided in the transport container 1 may be appropriately selected depending on the size of the heat storage materials 10, the storage or transport time of the items to be temperature controlled, the outside air temperature during storage or transport of the items to be temperature controlled, etc.
  • the material of the spacer 6 is not particularly limited, but examples include polyurethane, polystyrene, polyethylene, polypropylene, AS resin, ABS resin, and foamed plastics made from these resins.
  • a pair of spacers 6 are arranged facing each other inside the insulated container 40.
  • the transport container 1 according to one embodiment of the present invention is provided with the spacers 6, which determines the position of the heat storage material 10, making it possible to easily pack the material.
  • the size and number of the spacers 6 provided in the transport container 1 are not particularly limited, and may be set appropriately depending on the size of the transport container 1, the heat storage material 10, and the item to be temperature managed, etc.
  • the transport container 1 has one space 5 for storing an item to be temperature controlled, but the number of spaces 5 provided in the transport container 1 is not particularly limited as long as it is one or more, and the transport container 1 may have multiple spaces 5.
  • the space 5 may be divided and used by disposing a heat storage material 10 and/or a spacer 6 in one space 5.
  • a transport container according to one embodiment of the present invention can store or transport items that require temperature control (items subject to temperature control) for long periods of time while maintaining the appropriate controlled temperature, regardless of the outside air temperature. Furthermore, since the transport container according to one embodiment of the present invention is equipped with a heat storage material that includes the inorganic latent heat storage material composition, the above-mentioned appropriate controlled temperature can be stably achieved.
  • reactive substances such as adhesives, precision instruments, semiconductors, pharmaceuticals, investigational drugs, specimens, etc. may require a controlled temperature of 15°C to 30°C for storage or transportation.
  • the controlled temperature in the transport container according to one embodiment of the present invention is not particularly limited, but is preferably within the range of 15°C to 30°C, for example. In other words, it is preferable that the transport container according to one embodiment of the present invention is capable of maintaining the items subject to temperature control within the range of 15°C to 30°C for a long period of time.
  • the transport container according to one embodiment of the present invention can also be called an "insulating container.”
  • Examples of uses for a transport container that stores or transports items subject to temperature control while maintaining the temperature at 15°C to 30°C include the storage and/or transportation of items subject to temperature control, such as reactive substances such as adhesives, precision instruments, semiconductors, pharmaceuticals, investigational drugs, specimens, etc.
  • one embodiment of the present invention includes the following configuration.
  • An inorganic latent heat storage material composition comprising calcium chloride hexahydrate and a metal soap comprising strontium ions and anions derived from a fatty acid.
  • a heat storage material comprising the inorganic latent heat storage material composition described in any one of [1] to [8].
  • a method for producing an inorganic latent heat storage material composition comprising any one of the following mixing steps (A) to (C): A mixing step (A) of mixing calcium chloride hexahydrate with a metal soap comprising strontium ions and anions derived from a fatty acid; a mixing step (B) of mixing a dispersion containing a metal soap comprising strontium ions and an anion derived from a fatty acid with one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate; or a mixing step (C) of mixing a metal soap comprising strontium ions and an anion derived from a fatty acid with water and one or more selected from the group consisting of calcium chloride anhydrate, calcium chloride dihydrate and calcium chloride tetrahydrate.
  • the inorganic latent heat storage material compositions obtained in the examples and comparative examples were filled into polypropylene cryovials with a volume of 2 ml together with a thermocouple.
  • the cryovials were left in an environment of 5°C or less for a certain period of time, and the temperature of the composition in the cryovial was reduced to 5°C or less and solidified.
  • the cryovials were placed in an ultra-low temperature thermostatic bath (Cryoporter (registered trademark) CS-75CP, manufactured by Synix Co., Ltd.). Next, the temperature of the thermostatic bath was raised from 5°C to 50°C at a heating rate of 1.0°C/min.
  • the temperature of the composition in the thermostatic bath was monitored with a thermocouple during the temperature rise process of the thermostatic bath, and the obtained results (temperature) were plotted against time to obtain a graph.
  • the temperature of the composition changed in the following order (1) to (3) compared with the temperature of the thermostatic bath, which was raised at a constant rate: (1) The temperature rose from 5° C. to a certain temperature (temperature T1 ) at a constant or approximately constant rate; (2) The temperature hardly changed from temperature T1 to a certain temperature (temperature T2 ) due to the latent heat of the composition; (3) At temperature T2 , the temperature began to rise again. The midpoint temperature between temperatures T1 and T2 was calculated as the melting temperature of the composition.
  • the inorganic latent heat storage material compositions obtained in the examples and comparative examples were filled into the cryovials having a volume of 2 ml together with a thermocouple.
  • the cryovials were left in an environment of 50° C. or higher for a certain period of time, and the temperature of the composition in the cryovial was increased to 50° C. or higher and melted.
  • the cryovials were left stationary in the ultra-low temperature thermostatic bath. Next, the temperature of the thermostatic bath was decreased from 50° C. to 5° C. at a rate of 1.0° C./min.
  • the temperature of the composition in the thermostatic bath was monitored with a thermocouple during the temperature decrease process of the thermostatic bath, and the obtained results (temperature) were plotted against time to obtain a graph.
  • the temperature of the composition changed in the following order (1) to (3) compared with the temperature of the thermostatic bath, which decreased at a constant rate: (1) The temperature was decreased from 50° C. to a certain temperature (temperature T4 ) at a constant or approximately constant rate; (2) After the temperature rises slightly from T4 to a certain temperature (temperature T5 ), the composition hardly changes from temperature T5 to a certain temperature (temperature T6 ) due to the latent heat of the composition; (3) At temperature T6 , the temperature began to decrease again.
  • the temperature T4 was defined as the supercooling temperature of the composition
  • the temperature T5 was defined as the solidification temperature of the composition.
  • the difference (temperature difference) between the temperature T4 (supercooling temperature) and the temperature T5 (solidification temperature) was calculated as ⁇ supercooling (°C) of the composition.
  • compositions in which the above (2) and (3) were not observed This means that the composition did not solidify while the temperature of the thermostatic bath was lowered from 50°C to 5°C at a temperature drop rate of 1.0°C/min.
  • "-" is indicated in the columns for solidification temperature, supercooling temperature, and ⁇ supercooling in Table 2.
  • cycle tests were carried out by the following methods (1) to (6): (1) The composition was loaded into the cryovial along with a thermocouple; (2) leaving the cryovial in an environment of 5°C or less for a certain period of time to reduce the temperature of the composition in the cryovial to 5°C or less; (3) The cryovial was placed in the ultra-low temperature incubator; (4) Next, the temperature of the thermostatic bath was increased from 5° C. to 50° C. at a rate of 1.0° C./min; (5) Subsequently, the temperature of the thermostatic bath was decreased from 50° C. to 5° C. at a rate of 1.0° C./min; (6) The above operations (4) and (5) (collectively referred to as a temperature change cycle) were repeated a total of 20 times.
  • Thermal Stability Test In order to evaluate the degree of thermal stability of the composition, i.e., the degree of ⁇ supercooling of the composition after the thermal stability test, the thermal stability test was carried out by the following methods (1) to (5): (1) The composition was loaded into the cryovial along with a thermocouple; (2) The cryovial was left in an environment of 50° C. or higher, and the composition in the cryovial was left standing at 50° C. for 24 hours; (3) leaving the cryovial in an environment of 5°C or less for a certain period of time to reduce the temperature of the composition in the cryovial to 5°C or less; (4) The cryovial was placed in the ultra-low temperature incubator; (5) Next, the temperature of the thermostatic bath was increased from 5° C. to 50° C. at a temperature increase rate of 1.0° C./min; (6) Next, the temperature of the thermostatic chamber was decreased from 50° C. to 5° C. at a rate of 1.0° C./min.
  • Example 1 Water was mixed with calcium chloride dihydrate, a main agent precursor, to obtain calcium chloride hexahydrate. The amount of water mixed with calcium chloride dihydrate was adjusted so that the total amount of water reacted with the total amount of calcium chloride dihydrate to form calcium chloride hexahydrate.
  • Examples 2 to 4, Comparative Examples 1 to 10 The compositions of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 10 were produced in the same manner as in Example 1, except that the type and amount of each component was changed so as to obtain compositions having the composition shown in Table 1.
  • Table 1 the content of each component in the composition is shown in weight percent.
  • the melting temperature, solidification temperature, and supercooling temperature of the obtained compositions were calculated by the above-mentioned method at the initial stage, after the cycle test, and after the thermal stability test. Furthermore, the degree of ⁇ supercooling of the compositions was evaluated at the initial stage, after the cycle test, and after the thermal stability test. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Example 5 (Aqueous solution preparation process) 31.93 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of potassium bromide, and 0.1 parts by weight of strontium chloride hexahydrate were added to a BeMixer (manufactured by Yasuda Finetech Co., Ltd.), and the mixture was stirred until all the raw materials in the BeMixer were completely dissolved in water and a colorless and transparent aqueous solution was obtained. Then, 1.0 part by weight of a 5% (w/w) aqueous solution of potassium laurate was added to the obtained aqueous solution, and the obtained mixture was stirred for 10 minutes with the BeMixer. By this operation, a dispersion containing strontium dilaurate as a metal soap was obtained.
  • Cellulose derivative addition step 1.0 parts by weight of hydroxyethyl cellulose was added to the mixture obtained as a cellulose derivative, and the temperature of the mixture obtained was raised to 50°C. The mixture was stirred for 60 minutes while maintaining the temperature of the mixture at 50°C to obtain a gel composition.
  • Table 1 the content of each component in the composition is shown in weight percent.
  • the melting temperature, solidification temperature, and supercooling temperature of the obtained composition were calculated by the above-mentioned method at the initial stage, after the cycle test, and after the thermal stability test. Furthermore, the degree of ⁇ supercooling of the composition was evaluated at the initial stage, after the cycle test, and after the thermal stability test. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Example 6 to 11 The compositions of Examples 6 to 11 were produced in the same manner as Example 5, except that the type and amount of each component were changed so that the compositions shown in Table 1 were obtained.
  • Table 1 the content of each component in the composition is shown in weight percent.
  • the composition of Example 6 contained strontium dimyristate as the metal soap, and the composition of Example 7 contained strontium distearate as the metal soap.
  • the melting temperature, solidification temperature, and supercooling temperature of the obtained compositions were calculated by the above-mentioned method at the initial stage, after the cycle test, and after the thermal stability test. Furthermore, the degree of ⁇ supercooling of the compositions was evaluated at the initial stage, after the cycle test, and after the thermal stability test. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Examples 5-11 calcium chloride dihydrate was used as the base precursor rather than the base (calcium chloride hexahydrate).
  • the total amount of calcium chloride dihydrate in the mixture reacted with the total amount of water in the mixture to form calcium chloride hexahydrate.
  • the amount of calcium chloride hexahydrate contained in the composition was calculated and is shown in Table 1 under the column "Calcium chloride hexahydrate.”
  • an inorganic latent heat storage material composition having high thermal stability.
  • the inorganic latent heat storage material composition according to one embodiment of the present invention can be suitably used as a heat storage material, for example, (i) in wall materials, floor materials, ceiling materials, roof materials, and undercoats for floor mats, and (ii) in constant temperature transport applications for items that require temperature management.

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Abstract

熱安定性が高い無機系潜熱蓄熱材組成物を提供することを目的とする。塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を含む無機系潜熱蓄熱材組成物を提供することにより、上記課題を解決する。

Description

無機系潜熱蓄熱材組成物およびその利用
 本発明は、無機系潜熱蓄熱材組成物およびその利用に関する。
 近年、環境上の観点から、建材の技術分野において、室内暖房時に発生する熱エネルギー等をより有効に活用するための研究および開発が盛んに取り組まれている。
 また、接着剤等の反応性物質、精密機器、半導体、医薬品、治験薬および検体等の中には、所定の温度(以下、「管理温度」と称する場合がある。)の範囲内で取り扱われることが好ましい物品がある。そのような物品を「温度管理対象物品」とも称する。温度管理対象物品を輸送または保管する場合には、温度管理対象物品を所定の時間、管理温度の範囲内にて保冷または保温することが好ましい。
 従来、(i)壁材、床材、天井材等に適用するために、および/または、(ii)0℃を超える管理温度にて温度管理されるべき温度管理対象物品を一定温度または略一定温度で保管または輸送するために、適した潜熱蓄熱材組成物(「PCM:Phase Change Materials(相変化材料)」と称される場合もある。)が幾つか開発されている。
 例えば、特許文献1および2に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物が知られている。
国際公開第2022/158484号公報 日本国特開2021-143304号公報
 上述のような従来の無機系潜熱蓄熱材組成物は、熱安定性の観点から、改善の余地があった。
 本発明の一実施形態は、前記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、熱安定性が高い無機系潜熱蓄熱材組成物を提供することである。
 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。
 すなわち本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物は、
 塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を含む無機系潜熱蓄熱材組成物である。
 また、本発明の他の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法は、
 下記の混合工程(A)~(C)の何れか1つを含む、無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法である:
 塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を混合する混合工程(A);
 ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む分散液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(B);または
 ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、水と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(C)。
 本発明の一実施形態によれば、熱安定性が高い無機系潜熱蓄熱材組成物を提供することができる。
201は本発明の一実施形態に係る蓄熱材の一例を、概略的に示す斜視図であり、202は本発明の一実施形態に係る輸送容器の一例を、概略的に示す分解斜視図である。 301は本発明の一実施形態に係る輸送容器の内部を概略的に示す斜視図であり、302は301のA-A線断面を模式的に表す断面図である。
 本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせて得られる実施形態または実施例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。なお、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。
 〔1.本発明の一実施形態の技術的思想〕
 PCMの目的として、(i)温度管理対象物品を、室温(例えば15℃~30℃)等の所定の温度で安定的に保持すること、および/または、(ii)居住空間を所定の温度(例えば15℃~30℃)に保持すること、等が挙げられる。本明細書において、所定の温度で安定的に(例えば、一定温度または略一定温度で)温度管理対象物品を輸送または保管することを「定温輸送」と称し、定温輸送のための用途を「定温輸送用途」と称する場合がある。
 潜熱蓄熱材組成物としては有機系潜熱蓄熱材組成物が主に使用されているのが現状であった。
 しかしながら、有機系潜熱蓄熱材組成物は、(i)可燃性であること、(ii)潜熱蓄熱材組成物の原料が法規制対象の危険物に該当する場合が多いこと、(iii)漏洩時の環境負荷が高いこと、および(iv)潜熱蓄熱材組成物の原料が高コストであること、等の理由から、ワンウェイで使用される定温輸送用途として、さらなる改良が必要であった。
 そのため、潜熱蓄熱材組成物の技術分野において、有機系潜熱蓄熱材組成物にみられる上述した(i)~(iv)の課題をすべて解決できる潜熱蓄熱材組成物として、無機系の潜熱蓄熱材組成物に対するニーズが高まっている。無機系潜熱蓄熱材組成物としても、上述した特許文献1および2のように幾つかの無機系潜熱蓄熱材組成物が知られている。
 しかしながら、本発明者らは、従来の無機系潜熱蓄熱材組成物には、熱安定性が低い、例えば熱に対して劣化しやすい、という課題が存在することを独自に見出した。
 そのため、本発明者らは、熱安定性が高い無機系潜熱蓄熱材組成物を得るべく、鋭意検討を重ねた。
 鋭意検討の結果、本発明者は、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む無機系潜熱蓄熱材組成物が、驚くべきことに、熱安定性が高い、という新規知見を独自に見出し、発明を完成させるに至った。
 〔2.無機系潜熱蓄熱材組成物〕
 本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物は、(i)塩化カルシウム6水和物と、(ii)ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を含む。
 本明細書において、「無機系潜熱蓄熱材組成物」を「組成物」と称する場合があり、「本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物」を「本組成物」と称する場合がある。
 本組成物は、上述した構成を有するため、熱安定性が高いという利点を有する。
 本明細書において、「熱安定性が高い」とは、熱安定性試験後、組成物の凝固温度と過冷却温度との差(Δ過冷却)が小さい(例えば、5.0℃未満)であることを意図する。すなわち、本組成物は、熱安定性試験後であっても組成物のΔ過冷却が小さいという利点を有する。本発明の一実施形態において、熱安定性試験後、組成物のΔ過冷却は、5.0℃未満であることが好ましく、4.5℃以下であることがより好ましく、4.0℃以下であることがより好ましく、3.5℃以下であることがより好ましく、3.0℃以下であることがさらに好ましく、2.5℃以下であることがよりさらに好ましく、2.5℃未満であることが特に好ましい。熱安定性試験の具体的な方法、凝固温度の測定方法および過冷却温度の測定方法については、後の実施例において詳説する。
 本組成物は、繰り返し使用することができる。ここで、無機系潜熱蓄熱材組成物に関する「繰り返し使用」とは、当該組成物の融解および凝固を繰り返すことを意図する。本組成物は、繰り返し使用後(例えば、サイクル試験後)においても、組成物の凝固温度と過冷却温度との差(Δ過冷却)が小さい(例えば、5.0℃未満)ことが好ましい。本発明の一実施形態において、サイクル試験後、組成物のΔ過冷却は、4.5℃以下であることが好ましく、4.0℃以下であることがより好ましく、3.5℃以下であることがより好ましく、3.0℃以下であることがさらに好ましく、2.5℃以下であることがよりさらに好ましく、2.5℃未満であることが特に好ましい。サイクル試験の具体的な方法については、後の実施例において詳説する。
 本組成物は、繰り返し使用前(例えば、組成物の製造直後あるいは組成物の使用前(例えば凝固前))においても、組成物の凝固温度と過冷却温度との差(Δ過冷却)が小さい(例えば、5.0℃未満)ことが好ましい。本明細書において、「繰り返し使用前」を「初期」と称する場合がある。本発明の一実施形態において、初期の、組成物のΔ過冷却は、4.5℃以下であることが好ましく、4.0℃以下であることがより好ましく、3.5℃以下であることがより好ましく、3.0℃以下であることがさらに好ましく、2.5℃以下であることがよりさらに好ましく、2.5℃未満であることが特に好ましい。
 熱安定性試験後、サイクル試験後、または組成物の製造直後もしくは組成物の使用前の何れにおいても、組成物の凝固温度と過冷却温度との差(Δ過冷却)の下限値は特に減されず、例えば0℃であってもよい。すなわち、上記いずれの場合においても、組成物の凝固温度と過冷却温度との差が無くてもよい。
 (2-1.(a)塩化カルシウム6水和物)
 本組成物中においては、塩化カルシウム6水和物の含有量が最も多い。それ故、塩化カルシウム6水和物は本組成物における主剤と見做すことができ、「主剤」と称される場合もある。
 本組成物は主剤として塩化カルシウム6水和物が使用されることにより、15℃~30℃の融解温度を有する組成物を容易に製造することができる、という利点を有する。
 塩化カルシウム6水和物を主剤とする本組成物以外に、例えば酢酸ナトリウム3水和物、硫酸ナトリウム10水和物、リン酸水素二ナトリウム12水和物または炭酸ナトリウム10水和物等を主剤とする無機系潜熱蓄熱材組成物が知られている。そのような、塩化カルシウム6水和物以外の無機塩を主剤とする組成物と比較して、本組成物は、(i)当該組成物を人間が住む環境(人間の住環境)であると想定された温度帯でより好適に使用できること、(ii)15℃~30℃付近で安定的に、温度管理対象物品を温度保持可能であること、および(iii)得られる組成物が耐久性に優れ、かつ臭いがより少ないこと、という利点を有する。
 本組成物における塩化カルシウム6水和物の含有量は特に限定されず、所望の融解温度および粘度等に基づき適宜設定され得る。本組成物は、塩化カルシウム6水和物を、組成物100重量%に対して、50.00重量%以上含むことが好ましく、55.00重量%以上含むことがより好ましく、60.00重量%以上含むことがより好ましく、65.00重量%以上含むことがさらに好ましく、70.00重量%以上含むことが特に好ましい。本組成物中の塩化カルシウム6水和物の含有量が上述した範囲内である場合、(i)重量あたりの潜熱量が大きくなるため、蓄熱材として効率良く機能すること、(ii)得られる組成物を人間の住環境を想定した温度帯で使用できること、および(iii)得られる組成物が耐久性に優れ、かつ臭いが少ないこと、等の利点を有する。本組成物における塩化カルシウム6水和物の含有量の上限値は特に限定されず、組成物100重量%に対して、例えば99.99重量%以下であってもよい。
 (2-2.金属石鹸)
 本組成物は、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む。前記金属石鹸は、組成物の過冷却を防止する機能、を有し得る。それゆえ、前記金属石鹸は、「過冷却防止剤」、「過冷却抑制剤」、「結晶核剤」、「核剤」もしくは「核形成剤」といえる。本組成物が前記金属石鹸を含むことにより、本組成物は熱安定性が高いという利点を有する。
 本明細書において、特記する場合を除き、単に「金属石鹸」と表記する場合は、「ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸」を意図する。金属石鹸は、より具体的には、ストロンチウムイオン(カチオン)と、脂肪酸に由来する陰イオン(アニオン)とがイオン結合した物質を意図する。
 本明細書において、「脂肪酸に由来する陰イオン」における脂肪酸を「脂肪酸F」と称する場合がある。脂肪酸Fとしては、特に限定されず、例えば、炭化水素鎖とカルボキシル基とを有する従来公知の脂肪酸が挙げられる。脂肪酸Fは、鎖状モノカルボン酸に限定されるものではない。脂肪酸Fとしては、脂肪酸Fは、水酸基等の官能基を有していてもよく、環状構造を有していてもよい。
 脂肪酸Fにおける炭化水素鎖は、直鎖状であってもよく、分岐鎖を含んでいてもよい。
 脂肪酸Fにおける炭化水素鎖は、飽和であってもよく、不飽和であってもよい。炭化水素鎖の酸化による分解等を抑制する観点から、脂肪酸Fの炭化水素鎖は、飽和炭化水素鎖であることが好ましい。換言すれば、脂肪酸Fは、飽和脂肪酸であることが好ましい。
 脂肪酸Fの炭素数は、特に限定されないが、6以上が好ましく、8以上がより好ましく、10以上がさらに好ましく、12以上が特に好ましい。当該構成によると、金属石鹸が金属石鹸の粒径制御に好適な結晶性を有するという利点を有する。脂肪酸Fの炭素数は、14以上、16以上または18以上であってもよい。
 脂肪酸Fの炭素数の上限値は、特に限定されないが、30以下、28以下、26以下、24以下、22以下、20以下または18以下であってもよい。脂肪酸Fの炭素数が少ないほど金属石鹸の凝集力が低くなるため、金属石鹸の粒径の維持が容易となる。それゆえ、脂肪酸Fの炭素数の上限値は、18以下であることが好ましく、16以下であることがより好ましく、14以下であることがさらに好ましい。
 脂肪酸Fは、カプリル酸(n-オクタン酸)、カプリン酸(n-デカン酸)、ラウリン酸(n-ドデカン酸)、ミリスチン酸(n-テトラデカン酸)、パルミチン酸(n-ヘキサデカン酸)およびステアリン酸(n-オクタデカン酸)からなる群から選択される1種以上であることが好ましく、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸およびステアリン酸からなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、ラウリン酸であることがさらに好ましい。当該構成によると、金属石鹸が好適な結晶性を有するという利点を有する。
 金属石鹸は、ジカプリル酸ストロンチウム、ジカプリン酸ストロンチウム、ジラウリン酸ストロンチウム、ジミリスチン酸ストロンチウム、ジパルミチン酸ストロンチウムおよびジステアリン酸ストロンチウムからなる群から選択される1種以上であることが好ましく、ジラウリン酸ストロンチウム、ジミリスチン酸ストロンチウム、ジパルミチン酸ストロンチウムおよびジステアリン酸ストロンチウムからなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、ジラウリン酸ストロンチウムであることがさらに好ましい。当該構成によると、金属石鹸が好適な結晶性を有するという利点を有する。
 本発明の一実施形態において、組成物100重量%中、金属石鹸の含有量は、特に限定されないが、0.01重量%~0.10重量%であることが好ましく、0.03重量%~0.07重量%であることがより好ましく、0.03重量%~0.05重量%であることがさらに好ましい。当該構成によると、組成物中に金属石鹸の良好な分散状態を形成できるという利点を有する。
 金属石鹸は、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させてなる物質であってもよい。本明細書において、物質が「水溶性である」とは、当該物質の「25℃の水に対する溶解度が0.01g/ml以上である」ことを意図する。ストロンチウム塩は水容性である。そのため、ストロンチウム塩を含む水溶液中でストロンチウム塩は電離し得、水溶液中にはストロンチウムイオンが存在し得る。脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液中で当該金属塩は電離し得、水溶液中には当該脂肪酸の陰イオン(当該脂肪酸に由来する陰イオン)が存在し得る。それゆえ、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液とを、例えば混合する等して、反応させることにより、得られた混合物中でストロンチウムイオンと脂肪酸に由来する陰イオンとがイオン結合し、金属石鹸が生成し得る。換言すれば、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより、得られる混合物中にて金属石鹸が生成されている蓋然性が高い。したがい、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させてなる混合物中には金属石鹸が存在すると見做すことができる。一方、脂肪酸の水溶性ではない(すなわち難水溶性である)金属塩を含む水溶液中では、当該金属塩は電離し得ないため、水溶液中には当該脂肪酸の陰イオンが存在し得ない。また、炭素数が8以上の脂肪酸それ自身も難水溶性であるため、炭素数が8以上の脂肪酸を含む水溶液中では、当該脂肪酸は電離し得ず、水溶液中には当該脂肪酸の陰イオンが存在し得ない。本明細書において、物質が「難水溶性である」とは、当該物質の「25℃の水に対する溶解度が0.01g/ml未満である」ことを意図する。それゆえ、(i)(i-a)脂肪酸の水溶性ではない金属塩を含む水溶液、または(i-b)炭素数が8以上の脂肪酸を含む水溶液と、(ii)ストロンチウム塩を含む水溶液と、を混合させる場合、得られる混合物中では金属石鹸が生成し得ず、金属石鹸が生成されていない蓋然性が高いといえる。したがい、(i)(i-a)脂肪酸の水溶性ではない金属塩を含む水溶液、または(i-b)炭素数が8以上の脂肪酸を含む水溶液と、(ii)ストロンチウム塩を含む水溶液と、を混合してなる混合物中には金属石鹸が存在しないと見做すことができる。
 ストロンチウム塩としては、無機塩が挙げられ、例えば塩化ストロンチウム、塩化ストロンチウム6水和物、水酸化ストロンチウム8水和物等が挙げられる。ストロンチウム塩としては、上述した化合物のうち1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 製造設備等の腐食を防止または低減することができることから、ストロンチウム塩は、塩化ストロンチウムおよび塩化ストロンチウム6水和物からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。
 脂肪酸の水溶性の金属塩としては、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩等が挙げられる。脂肪酸の水溶性の金属塩としては、上述した化合物のうち1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 均質な金属石鹸を生成することができることから、脂肪酸の水溶性の金属塩は、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からなる群から選択される1種以上であることが好ましく、アルカリ金属塩からなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、ナトリウム塩およびカリウム塩からなる群から選択される1種以上であることがさらに好ましい。
 「脂肪酸の水溶性の金属塩」における脂肪酸としては、上述した脂肪酸Fが好ましく挙げられる。そのため、脂肪酸Fにおいて好ましい態様が、「脂肪酸の水溶性の金属塩」における脂肪酸においても好ましい。
 脂肪酸の水溶性の金属塩は、カプリル酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、カプリル酸カリウム、カプリン酸カリウム、ラウリン酸カリウム、ミリスチン酸カリウム、パルミチン酸カリウムおよびステアリン酸カリウムからなる群から選択される1種以上であることが好ましい。当該構成によると、均質な金属石鹸を生成することができるという利点を有する。
 本組成物に含まれる金属石鹸が、ストロンチウム塩を含む水溶液と脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液とを反応させてなる物質である場合、ストロンチウム塩を含む水溶液中でのストロンチウム塩の濃度および当該水溶液の使用量、並びに、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液中での金属塩の濃度および当該水溶液の使用量は、いずれも、特に限定されないが、得られる混合物(組成物)中での金属石鹸の量が、上述した組成物中における金属石鹸の含有量の好ましい範囲内になる量であることが好ましい。換言すれば、ストロンチウム塩を含む水溶液中でのストロンチウム塩の濃度および当該水溶液の使用量、並びに、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液中での金属塩の濃度および当該水溶液の使用量等を、それぞれ、調整することにより、得られる混合物(組成物)中での金属石鹸の含有量を所望の範囲内に調節することができる。
 本組成物中の金属石鹸の体積平均粒子径は、特に限定されないが、0.01μm~500.00μmであることが好ましく、0.10μm~100.00μmであることがより好ましく、0.10μm~10.00μmであることがさらに好ましい。当該構成によると、金属石鹸による結晶核剤としての良好な核形成が可能となり、組成物中で金属石鹸の好適な分散状態を形成できるという利点を有する。なお、組成物中の金属石鹸の体積平均粒子径は、レーザー回折および/または動的光散乱を利用する粒径分布測定装置で測定することができる。
 (2-3.無機塩S)
 本組成物は、塩化カルシウム6水和物および金属石鹸に加えて、さらに、臭化物塩および塩化物塩からなる群から選択される1種以上の無機塩を含むことが好ましい。本明細書において、「臭化物塩および塩化物塩からなる群から選択される1種以上の無機塩」を「無機塩S」と称する場合がある。
 無機塩Sは、(i)組成物の融解温度および/もしくは凝固温度を調節する機能、並びに/または、(ii)組成物の過冷却を防止する機能、を有し得る。「組成物の融解温度および/または凝固温度を調節し得る物質」は、「融点調整剤」または「凝固点降下剤」と称される場合がある。「組成物の過冷却を防止し得る物質」は、「過冷却防止剤」、「過冷却抑制剤」、「結晶核剤」、「核剤」または「核形成剤」と称される場合もある。すなわち、無機塩Sは、「融点調整剤」もしくは「凝固点降下剤」、および/または、「過冷却防止剤」、「過冷却抑制剤」、「結晶核剤」、「核剤」もしくは「核形成剤」といえる。
 本明細書において、上述した塩化カルシウム6水和物およびストロンチウム塩、並びに、後述するセルロース誘導体、安息香酸塩および主剤前駆体は、無機塩Sに含めない。例えば、塩化カルシウム6水和物、ストロンチウム塩である臭化ストロンチウムおよび塩化ストロンチウム、並びに主剤前駆体である塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物は、無機塩Sとして見做さない。それゆえ、塩化カルシウム6水和物、ストロンチウム塩である臭化ストロンチウムおよび塩化ストロンチウム、並びに主剤前駆体である塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物の各使用量は無機塩Sの合計使用量に含めない。
 臭化物塩としては、水溶性無機塩が好ましく、例えば金属臭化物および臭化アンモニウム等が挙げられる。
 金属臭化物としては、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化カルシウム、臭化マグネシウム、臭化鉄、臭化亜鉛、臭化バリウム等が挙げられる。臭化物塩としては、上述した化合物のうち1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 上述した臭化物塩の中でも、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウム等は、少量の使用で、得られる組成物の融解温度および/または凝固温度を所望の温度(例えば15℃~30℃)に調節することができる。そのため、臭化物塩は、臭化ナトリウム、臭化カリウムおよび臭化アンモニウムからなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、臭化ナトリウム、臭化カリウムおよび臭化アンモニウムからなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、臭化ナトリウムおよび臭化カリウムであることがより好ましい。
 塩化物塩としては、水溶性無機塩が好ましく、例えば金属塩化物および塩化アンモニウム等が挙げられる。金属塩化物としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化鉄、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、塩化バリウム、塩化コバルト等が挙げられる。塩化物塩としては、上述した化合物のうち1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 入手が容易であること、また融点調整剤として汎用的であることから、塩化物塩は、塩化ナトリウムを含むことが好ましく、塩化ナトリウムであることがより好ましい。
 上述した無機塩Sのうち、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化カルシウム、臭化アンモニウム、臭化鉄、臭化亜鉛、臭化バリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化鉄、塩化亜鉛および塩化コバルトは、融点調整剤として機能し得る。また、上述した無機塩Sのうち、塩化ナトリウムおよび塩化バリウムは、過冷却防止剤として機能し得る。すなわち、塩化ナトリウムは「融点調整剤」および「過冷却防止剤」の両方として機能し得る。
 少量の使用により、得られる組成物の融解温度および/または凝固温度を所望の温度(例えば15℃~30℃)に調節できることから、無機塩Sは、臭化ナトリウム、臭化カリウム、塩化カリウムおよび塩化ナトリウムからなる群から選択される1種以上であることが好ましく、臭化カリウムおよび塩化カリウムからなる群から選択される1種以上であることがより好ましい。
 本組成物における無機塩Sの合計含有量は、特に限定されず、当該組成物中の塩化カルシウム6水和物の含有量に合わせて適宜選択され得る。本組成物は、無機塩Sを合計で、組成物100重量%に対して、1.0重量%~45.0重量%含むことが好ましく、2.0重量%~40.0重量%含むことがより好ましく、3.0重量%~35.0重量%含むことがさらに好ましく、5.0重量%~30.0重量%含むことが特に好ましい。当該構成であれば、(i)得られる組成物を壁材、床材、天井材、屋根材等の建材に用いるときに、当該建材部材の近傍の空間、または当該建材で覆われた空間の温度を適切な温度(例えば15℃~30℃)に高精度で維持できること、および(ii)得られる組成物は、15℃~30℃付近で安定的に、温度管理対象物品を温度保持可能であること、という利点を有する。
 本組成物は、融点調整剤として機能し得る無機塩S以外の融点調整剤(以下、「その他の融点調整剤」と称する場合がある。)をさらに含んでいてもよい。その他の融点調整剤としては例えば、(i)臭化アンモニウムおよび塩化アンモニウム以外のアンモニウム塩、(ii)金属臭化物および金属塩化物以外の金属ハロゲン化物、(iii)金属非ハロゲン化物、(iv)尿素等を挙げることができる。
 取り扱い性に優れ、環境負荷が小さく、かつ臭いが少ないことから、本組成物に含まれるアンモニウム塩の含有量は、少ないことが好ましい。本組成物に含まれるアンモニウム塩の含有量は、当該組成物の総重量100重量%に対して、1.00重量%以下であることが好ましく、0.50重量%以下であることがより好ましく、0.10重量%以下であることがさらに好ましく、0.01重量%以下であることがさらに好ましく、0.00重量%であることが特に好ましい。
 (2-4.低級アルコール類)
 本組成物は、塩化カルシウム6水和物および金属石鹸に加えて、さらに、低級アルコール類を含むことが好ましい。低級アルコール類は、組成物の融解温度および/もしくは凝固温度を調節する機能を有し得る。すなわち、低級アルコール類は、「融点調整剤」または「凝固点降下剤」といえる。
 前記低級アルコール類としては、炭素数5以下のアルコールが挙げられる。前記低級アルコール類として、具体的には、メタノール、エタノール、2-プロパノール、エチレングリコール、グリセロール等が挙げられる。これらの中でも、低級アルコール類としては、エタノールが特に好ましい。
 本組成物における低級アルコール類の含有量は、特に限定されず、当該組成物中の塩化カルシウム6水和物の量に応じて適宜設定され得る。本組成物は、低級アルコール類を、組成物100重量%に対して、0.50重量%~5.00重量%含むことが好ましく、1.00重量%~3.00重量%含むことがより好ましい。当該構成であれば、融解温度の調整が容易であるという利点を有する。
 (2-5.セルロース誘導体)
 本組成物は、塩化カルシウム6水和物および金属石鹸に加えて、さらに、セルロース誘導体を含むことが好ましい。セルロース誘導体は、組成物の粘度を増加させる機能、および/または、組成物をゲル状にできる機能を有し得る。「組成物の粘度を増加させ得る物質」または「組成物をゲル状にし得る物質」は、それぞれ、「増粘剤」または「ゲル化剤」と称される場合がある。すなわち、セルロース誘導体は、「増粘剤」または「ゲル化剤」といえる。
 本組成物がセルロース誘導体を含む場合、融解温度を超える温度環境下において組成物がゲル状態である、という利点を有する。セルロース誘導体は熱硬化型の増粘剤である。そのため、本組成物がセルロース誘導体を含む場合、当該組成物は、効率的かつ安定的に製造され得るという利点も有する。
 セルロース誘導体としては、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げられる。(i)ノニオン性であるため組成物中に溶解している無機イオンに影響を与えないこと、および(ii)高イオン濃度の水溶液をゲル状とすることができることから、セルロース誘導体は、ヒドロキシエチルセルロースを含むことが好ましく、ヒドロキシエチルセルロースであることがより好ましい。
 組成物においては、含有する無機塩(ここでいう「無機塩」は上述した無機塩Sに限定されず、その他の無機塩も含んでいる)の濃度に依存して、温度変化により、経時的に、無機塩の析出が起こる場合がある。本組成物がセルロース誘導体を含む場合、セルロース誘導体は、(i)本組成物をゲル状にできるだけでなく、(ii)本組成物中に溶解している無機塩のイオンを効率的に分散させることができる。これにより、セルロース誘導体は、本組成物における無機塩の析出を抑止することができる。
 セルロース誘導体は組成物中において、組成物の融解および/または凝固挙動に影響を与えず、かつ当該組成物が高い融解潜熱量を維持することを可能とする。また、本組成物がセルロース誘導体を含む場合、当該組成物の使用が想定される環境温度下におけるサイクル試験または熱安定性試験の何れかを行った後であっても、当該組成物がゲル状態であるという利点も有する。さらに、本組成物がセルロース誘導体を含む場合、組成物が溶融状態であっても、ゲル状態となり、組成物の形状を一定の形状に留めることができる。その結果、組成物が溶融状態であっても、環境を汚染する虞が無く、環境負荷を低減することが可能となる。
 本組成物におけるセルロース誘導体の含有量は、特に限定されず、当該組成物中の塩化カルシウム6水和物の量に応じて適宜設定され得る。本組成物は、セルロース誘導体を、組成物100重量%に対して、0.3重量%~7.0重量%含むことが好ましく、0.5重量%~6.0重量%含むことがより好ましく、1.0重量%~5.0重量%含むことがさらに好ましい。当該構成によると、(i)組成物中に溶解している塩(無機塩および有機塩の両方)の凝集および析出を防ぐことができ、(ii)組成物のハンドリング性が良く、(iii)組成物の融解温度を超える温度環境下において、組成物がゲル状態であるという利点を有する。
 本組成物は、セルロース誘導体以外の増粘剤をさらに含んでいてもよい。セルロース誘導体以外の増粘剤としては例えば、吸水性樹脂、ゼラチン、寒天、キサンタンガム、アラビアガム、グアーガム、カラギーナン、蒟蒻等が挙げられる。吸水性樹脂としては、澱粉系樹脂、アクリル酸塩系樹脂、ポバール系樹脂等が挙げられる。シリカとしては、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、シリカゲル等が挙げられる。
 組成物に含まれている塩化カルシウム6水和物および無機塩等は、組成物中で溶解してイオンの状態になっていることが多い。そのため、セルロース誘導体以外の増粘剤としては、組成物中に溶解している無機イオンに影響を与えないことから、ノニオン性増粘剤が好ましく、グアーガムおよび/またはデキストリンがより好ましい。
 本組成物における増粘剤の合計含有量(セルロース誘導体と、セルロール誘導体以外の増粘剤との合計含有量)は、特に限定されず、当該組成物中の塩化カルシウム6水和物の量に応じて適宜設定され得る。本組成物における増粘剤の合計含有量は、塩化カルシウム6水和物100重量部に対して、1重量部~10重量部が好ましく、2重量部~6重量部がより好ましい。当該構成によると、(i)組成物中に溶解している塩の凝集および析出を防ぐことができ、(ii)組成物のハンドリング性が良く、(iii)組成物の融解温度を超える温度環境下において、組成物がゲル状態であるという利点を有する。
 (2-6.安息香酸塩)
 本組成物は、安息香酸塩をさらに含んでいてもよい。安息香酸塩は、組成物の過冷却を防止する機能を有し得る。そのため、安息香酸塩は、「過冷却防止剤」、「過冷却抑制剤」、「結晶核剤」、「核剤」または「核形成剤」といえる。また、安息香酸塩は、組成物の腐敗を防止する機能も有し得る。そのため、安息香酸塩は、「防腐剤」ともいえる。
 安息香酸塩としては、(i)安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウム、安息香酸リチウムおよび安息香酸カルシウム等の安息香酸の金属塩、並びに(ii)安息香酸アンモニウム等が挙げられる。安息香酸塩としては、上述した化合物のうち1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 水溶性が高く、組成物の過冷却の程度をより小さくできることから、安息香酸塩は、安息香酸の金属塩および安息香酸アンモニウムからなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、安息香酸の金属塩および安息香酸アンモニウムからなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウムおよび安息香酸アンモニウムからなる群から選択される1種以上であることがより好ましく、安息香酸ナトリウムであることが特に好ましい。
 本組成物中における安息香酸塩の含有量は、特に限定されない。
 (2-7.有機溶剤)
 組成物の難燃性をより高くするために、本組成物における、常温(例えば15℃~30℃)にて揮発性を有する有機溶剤(例えば単環芳香族化合物、より具体的にはベンゼル、トルエン、キシレン、エチレンベンゼン、クメン、パラシメン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルおよびフタル酸ジプロピル等)の含有量は少ないことが好ましい。具体的には、本組成物の総重量100重量部中における常温にて揮発性を有する有機溶剤(例えば単環芳香族化合物)の含有量は、50.0重量部以下、10.0重量部以下、5.0重量部以下、1.0重量部以下、0.5重量部以下または0.1重量部以下であることが好ましい(下限値は0.0重量部)。本組成物の総重量100重量部中における、ベンゼル、トルエン、キシレン、エチレンベンゼン、クメン、パラシメン、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルおよびフタル酸ジプロピルからなる群より選択される1種以上の化合物の合計の含有量は、50.0重量部以下、10.0重量部以下、5.0重量部以下、1.0重量部以下、0.5重量部以下または0.1重量部以下であることが好ましい(下限値は0.0重量部)。
 (2-8.その他の成分)
 本組成物では、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない限り、必要に応じて、その他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、溶媒、低級アルコール類以外のアルコール類、保存料、香料、着色剤、消泡剤、難燃剤、耐光性安定剤、紫外線吸収剤、貯蔵安定剤、気泡調整剤、潤滑剤、防カビ剤、抗菌剤、高分子ポリマー、その他の有機化合物、または、その他の無機化合物等が挙げられる。
 前記溶媒としては、組成物の難燃性をより高くするために、水が好ましい。
 前記低級アルコール類以外のアルコール類としては、高級アルコール類(例えば、炭素数6以上のアルコールであって、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール、リノリルアルコール等)を挙げることができる。高級アルコール類は、組成物の融解温度および/もしくは凝固温度を調節する機能を有し得る。
 (2-9.物性)
 以下、本組成物の物性について説明する。
 (融解温度)
 本組成物が有する融解温度は特に限定されない。本組成物は、15℃~30℃の融解温度を有することが好ましく、17℃~28℃の融解温度を有することがより好ましく、18℃~25℃の融解温度を有することがさらに好ましい。当該構成によると、(i)得られる組成物を住宅に好適に適応することにより、当該組成物の潜熱を利用して住環境を快適な環境に容易に整えることができること、および(ii)得られる組成物は、15℃~30℃付近で安定的に、温度管理対象物品を温度保持可能であること、という利点を有する。組成物の融解温度の測定方法については、後の実施例において詳説する。「融解温度」は、「融点」と称される場合もある。
 (凝固温度)
 本組成物が有する凝固温度は特に限定されない。本組成物は、15℃~30℃の凝固温度を有することが好ましく、17℃~28℃の凝固温度を有することがより好ましく、20℃~25℃の凝固温度を有することがさらに好ましい。当該構成によると、(i)得られる組成物を住宅に好適に適応することにより、当該組成物の潜熱を利用して住環境を快適な環境に容易に整えることができること、および(ii)得られる組成物は、15℃~30℃付近で安定的に、温度管理対象物品を温度保持可能であること、という利点を有する。「凝固温度」は、「凝固点」と称される場合もある。「融解温度」および「凝固温度」を総称して、「相変化温度」または「相転移温度」と称する場合もある。
 (2-10.用途)
 本組成物は、(i)組成物が凝固状態(固体)から溶融状態(液体またはゲル状態)に相転移する間に熱エネルギーを吸収すること、および、(ii)組成物が溶融状態(液体またはゲル状態)から凝固状態(固体)に相転移する間に熱エネルギーを放出すること、を利用した潜熱型の蓄熱材に好適に利用できるものである。「溶融状態」は、「融解状態」ともいえる。
 例えば、本組成物は、凝固状態から溶融状態に相転移する間に熱エネルギーを吸収することによって、高温環境下(例えば、夏)においても、例えば室内の温度を、環境温度以下の所望の温度に保持することができる。さらに、本組成物は、溶融状態から凝固状態に相転移する間に熱エネルギーを放出することによって、低温環境下(例えば、冬)においても、例えば室内の温度を、環境温度以上の所望の温度に保持することができる。つまり、本発明の一実施形態にかかる無機系潜熱蓄熱材組成物によれば、高温環境下および低温環境下の何れであっても、例えば室内の温度を、所望の温度(例えば、15℃~30℃)に維持することができる。
 本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物は、蓄熱性能が求められる種々の用途、例えば、壁材、床材、天井材、屋根材等の建材部材において好適に利用され得る。また、本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物は、反応性物質(例えば接着剤等)、精密機器、半導体、医薬品、治験薬および検体等の温度管理対象物品の定温輸送用途に好適に利用され得る。
 〔3.無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法〕
 本組成物の製造方法(調製方法)としては特に限定されない。無機系潜熱蓄熱材組成物の技術分野において公知である任意の技術を用いて、本組成物を調製することができる。本組成物は、例えば、上述した各成分を混合することにより、調製することができる。
 以下、本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法について説明するが、以下に詳説した事項以外は、適宜、〔2.無機系潜熱蓄熱材組成物〕の記載を援用する。本明細書において、「無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法」を「製造方法」と称する場合があり、「本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法」を「本製造方法」と称する場合がある。また、〔2.無機系潜熱蓄熱材組成物〕の項において、ある物質(成分)について「含有量」として記載された各態様は、組成物の製造方法において、ある物質(成分)に関する「使用量」、「配合量」または「添加量」として援用できる。
 塩化カルシウム6水和物は市販されており、入手可能である。一方、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物も、それぞれ、市販されており、入手可能である。本製造方法において、主剤である塩化カルシウム6水和物のみを使用してもよい。一方、本製造方法において、主剤である塩化カルシウム6水和物の一部または全量に代えて、塩化カルシウム無水物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上を使用してもよい。塩化カルシウム無水物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物は、いずれも、(i)水との接触により水和物(または、より水和数の多い水和物)を形成し、かつ(ii)水和物の形成に伴い発熱する、すなわち正の溶解熱を示す。塩化カルシウム無水物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物は、いずれも、水との接触により、主剤である塩化カルシウム6水和物を形成し得る。塩化カルシウム6水和物の一部または全量に代えて、塩化カルシウム無水物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上を使用した場合であっても、塩化カルシウム6水和物を含む本組成物を得ることができる。それゆえ、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物は、いずれも、「主剤前駆体」といえる。以下、「塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物」を総称して、「主剤前駆体」と称する場合がある。
 無機系潜熱蓄熱材組成物を効率的に提供することができることから、本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法は、下記の混合工程(A)~(C)の何れか1つを含むことが好ましい:
 塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を混合する混合工程(A);
 ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む分散液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(B);または
 ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、水と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(C)。
 本製造方法において、各成分を混合するために用いる装置としては、特に限定されず、インテンシブミキサー等のミキサー、スターラーおよび振とう機等の公知の装置を適宜使用できる。
 (3-1.混合工程(A))
 混合工程(A)では、少なくとも、塩化カルシウム6水和物と、金属石鹸とを混合する。混合工程(A)において、任意で、水、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体を、さらに混合してもよい。混合工程(A)において、水、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体の混合方法および混合のタイミングについては、特に限定されない。例えば、塩化カルシウム6水和物と無機塩Sとをあらかじめ混合し、混合物を調製する。次いで、当該混合物と、金属石鹸とを混合してもよい。さらに、得られた混合物と、セルロース誘導体とを混合してもよい。
 (3-2.混合工程(B))
 混合工程(B)では、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む分散液と、1種以上の主剤前駆体と、を混合する。
 混合工程(B)を実施する場合、混合工程(B)の前に、金属石鹸を含む分散液を調製する分散液調製工程をさらに実施してもよい。換言すれば、本製造方法は、混合工程(B)の前に、金属石鹸を含む分散液を調製する分散液調製工程をさらに含み、混合工程(B)では、分散液調製工程により調製された分散液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合してもよい。
 (分散液調製工程)
 分散液調製工程としては、溶媒(例えば、水)中に、金属石鹸が分散してなる分散液を得ることができる限り、特に限定されない。溶媒は水であることが好ましく、分散液は水性分散液であることが好ましい。
 分散液調製工程は、例えば、水と、金属石鹸とを混合する工程であってもよい。
 上述したように、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより、金属石鹸を含む混合物(分散液)を調製することができる。ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させるためには、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を接触させればよく、例えば、これらを単に混合すればよい。それゆえ、分散液調製工程は、ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を混合する工程であってもよい。溶媒中に、均一または略均一に金属石鹸が分散してなる分散液を得ることができることから、分散液調製工程は、ストロンチウム塩を含む水溶液と、前記脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより前記金属石鹸を含む分散液を調製する工程であることが好ましい。
 混合工程(B)では、主剤である塩化カルシウム6水和物に代えて、主剤前駆体として、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上を使用する。上述したように、主剤前駆体は水と反応して、主剤である塩化カルシウム6水和物となる。それゆえ、混合工程(B)は、塩化カルシウム6水和物および金属石鹸を含む混合物、すなわち無機系潜熱蓄熱材組成物を調製する工程ともいえる。
 混合工程(B)において、塩化カルシウム無水物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物の合計使用量は、最終的に得られる組成物中の塩化カルシウム6水和物の含有量が所望の量となるように、適宜設定され得る。
 主剤前駆体は、水和物の形成に伴い発熱し、正の溶解熱を示す。主剤前駆体の水和による発熱を最大限利用するために、水溶液と混合する主剤前駆体は、予め水と混合した溶液の状態ではなく、固体であることが好ましい。すなわち、混合工程(B)は、金属石鹸を含む分散液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上の固体状の化合物と、を混合する工程であることが好ましい。
 混合工程(B)において、任意で、水、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体を、さらに混合してもよい。混合工程(B)において、水、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体の混合方法および混合のタイミングについては、特に限定されない。
 混合工程(B)において、無機塩Sをさらに混合する場合(以下、「場合A」とも称する。)について説明する。場合Aにおいて、混合工程(B)は、(i)金属石鹸の分散液と、無機塩Sと、1種以上の主剤前駆体と、を混合する工程であってもよく、(ii)無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸が分散している分散液と、1種以上の主剤前駆体と、を混合する工程であってもよい。均一溶解性を高める観点から、場合Aにおいて、混合工程(B)は、無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸が分散している分散液と、1種以上の主剤前駆体と、を混合する工程であることが好ましい。
 場合Aにおける分散液調製工程では、無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸が分散している分散液を調製する。場合Aにおける分散液調製工程では、例えば、(i)水と、金属石鹸と、無機塩Sとを混合して、無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸が分散している分散液を調製してもよく、(ii)ストロンチウム塩および無機塩Sを含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより、無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸を含む分散液を調製してもよく、(iii)ストロンチウム塩を含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩および無機塩Sを含む水溶液と、を反応させることにより、無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸を含む分散液を調製してもよい。均一溶解性をさらに高める観点から、場合Aにおける分散液調製工程は、ストロンチウム塩および無機塩Sを含む水溶液と、脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより、無機塩Sが溶解しており、かつ金属石鹸を含む分散液を調製する工程であることが好ましい。
 混合工程(B)において、セルロース誘導体をさらに混合する場合、混合工程(B)は、(i)金属石鹸の分散液と、セルロース誘導体と、1種以上の主剤前駆体と、を混合する工程であってもよく、(ii)セルロース誘導体および金属石鹸が分散している分散液と、1種以上の主剤前駆体と、を混合する工程であってもよい。
 (3-3.混合工程(C))
 混合工程(C)では、固体状の金属石鹸と、水と、1種以上の主剤前駆体と、を混合する。
 混合工程(C)では、主剤である塩化カルシウム6水和物に代えて、主剤前駆体として、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上を使用する。上述したように、主剤前駆体は水と反応して、主剤である塩化カルシウム6水和物となる。それゆえ、混合工程(C)は、塩化カルシウム6水和物および金属石鹸を含む混合物、すなわち無機系潜熱蓄熱材組成物を調製する工程ともいえる。
 混合工程(C)において、塩化カルシウム無水物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物の合計使用量は、最終的に得られる組成物中の塩化カルシウム6水和物の含有量が所望の量となるように、適宜設定され得る。
 主剤前駆体は、水和物の形成に伴い発熱し、正の溶解熱を示す。主剤前駆体の水和による発熱を最大限利用するために、水溶液と混合する主剤前駆体は、予め水と混合した溶液の状態ではなく、固体であることが好ましい。すなわち、混合工程(C)は、固体状の金属石鹸と、水と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上の固体状の化合物と、を混合する工程であることが好ましい。
 混合工程(C)において、任意で、水、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体を、さらに混合してもよい。混合工程(C)において、水、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体の混合方法および混合のタイミングについては、特に限定されない。
 混合工程(C)において、無機塩Sをさらに混合する場合、混合工程(C)は、(i)金属石鹸と、無機塩Sと、水と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上の固体状の化合物と、を混合する工程であってもよく、(ii)金属石鹸と、無機塩Sを含む水溶液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上の固体状の化合物と、を混合する工程であってもよい。
 混合工程(C)において、セルロース誘導体をさらに混合する場合、混合工程(C)は、(i)金属石鹸と、セルロース誘導体と、水と、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上の固体状の化合物と、を混合する工程であってもよく、(ii)金属石鹸と、セルロース誘導体が分散している分散液と、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上の固体状の化合物と、を混合する工程であってもよい。
 混合工程(A)、(B)および(C)の何れでの工程であっても、混合工程によって得られた混合物(組成物)に対して、さらに、無機塩Sおよび/またはセルロース誘導体を混合してもよい。
 混合工程(A)、(B)および(C)の何れでの工程であっても、混合工程によって得られた混合物を攪拌することが好ましい。あるいは、何れかの成分を撹拌しながら、撹拌されている当該成分のところに、他の成分を添加してもよい。攪拌に用いる装置としては特に限定されず、公知の装置を適宜使用することができる。当該攪拌の条件としては特に限定されない。
 混合工程(A)、(B)および(C)の何れでの工程であっても、生産効率を向上させるために、混合工程によって得られた混合物を加熱してもよい。当該加熱に用いる装置としては特に限定されず、公知の装置を適宜使用することができる。当該加熱は、例えば、混合物の攪拌に用いる装置に備えられた加熱手段を使用してもよい。混合物の加熱温度としては、特に限定されない。なお、混合工程(B)および(C)のように主剤前駆体を使用する場合、混合工程で得られた混合物中において水と主剤前駆体とが反応することにより混合物の温度が上昇し得る。そのため、混合工程(B)および(C)では、別途の加熱手段を用いることなく、混合物を加熱したときと同様の利点を得ることができる。
 〔4.蓄熱材〕
 本発明の一実施形態に係る蓄熱材は、上述した無機系潜熱蓄熱材組成物を含む(備える)ものであればよく、その他の構成、材料等については限定されるものではない。
 本発明の一実施形態に係る蓄熱材は、(i)該蓄熱材を形成する無機系潜熱蓄熱材組成物が凝固状態(固体)から溶融状態(液体またはゲル状態)に相転移する(換言すれば、融解する)間に熱エネルギーを吸収することによって、および(ii)該蓄熱材を形成する無機系潜熱蓄熱材組成物が溶融状態(液体またはゲル状態)から凝固状態(固体)に相転移する(換言すれば、凝固する)間に熱エネルギーを吸収することによって、潜熱型の蓄熱材として利用できるものである。
 例えば、本発明の一実施形態に係る蓄熱材は、上述した無機系潜熱蓄熱材組成物が容器または袋等に充填されたものであり得る。
 前記容器または袋は、無機系潜熱蓄熱材組成物による錆びおよび腐食に起因する、液漏れを防ぐという観点から、主に樹脂(例えば合成樹脂)で形成されたものであることが好ましい。換言すれば、本発明の一実施形態に係る蓄熱材は、上述した本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物および樹脂を含む。
 前記樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ナイロンおよびポリエステル等が挙げられる。
 これらの素材は、1種類を単独で使用してもよく、耐熱性およびバリアー性を高めるために、これらの素材のうち2種類以上を組み合わせて使用する(例えば、多層構造としたものを使用する等)こともできる。取り扱い、およびコストの点より、ポリエチレンからなる容器または袋を用いることが好ましい。
 前記容器または袋の形状としては、特に限定されないが、容器または袋を介して無機系潜熱蓄熱材組成物と温度管理対象物品またはその周辺の空間との間で効率良く熱交換を行うという観点から、厚みが薄く、且つ表面積を大きく確保できる形状が好ましい。これらの容器または袋に対して、無機系潜熱蓄熱材組成物を充填することによって、蓄熱材を形成することができる。
 なお、前記容器または袋のさらに具体的な例は、日本国特開2015-78307号公報に開示の容器または袋を用いることができる。当該文献は、本明細書中において参考文献として援用される。
 本発明の一実施形態に係る蓄熱材の融解温度、凝固温度、過冷却温度およびΔ過冷却は、それぞれ、当該蓄熱材が備える無機系潜熱蓄熱材組成物の融解温度、凝固温度、過冷却温度およびΔ過冷却と同一であるとみなすことができる。
 次に「輸送容器」について説明する。
 〔5.輸送容器〕
 本発明の一実施形態に係る輸送容器は、上述した本発明の一実施形態に係る蓄熱材を含む(備える)ものであればよく、その他の具体的な構成、材料等については特に限定されるものではない。
 本発明の一実施形態に係る輸送容器の一例を図1に示す。図1の201は、本発明の一実施形態に係る蓄熱材10を、概略的に示す斜視図であり、図1の202は、本発明の一実施形態に係る輸送容器1を、概略的に示す分解斜視図である。
 図1の201および202に示すように、本実施形態の蓄熱材10の開口は、蓄熱材の蓋11によって塞がれている。蓄熱材10の中には、前記開口を介して本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物20が充填されており、該蓄熱材10は、断熱容器40内に収納または配置して使用することができる。換言すれば、本発明の一実施形態に係る輸送容器は、上述した本発明の一実施形態に係る蓄熱材および断熱容器を含む。
 蓄熱材10および蓄熱材の蓋11の素材としては、特に限定されず、従来公知のものを適宜使用することがきる。
 前記断熱容器40は、例えば箱体41とその箱体の開口部410に嵌合する蓋42と、を用いることで、断熱性を有するよう構成される。
 断熱容器40の素材としては、断熱性を有するものであれば特に限定されないが、軽量および安価であり、且つ結露を防止することができるという観点からは、発泡プラスチックが、好適に用いられる。断熱容器40の素材としてはまた、断熱性が非常に高く、温度保持時間が長く、且つ結露を防止することができるという観点からは、真空断熱材が、好適に用いられる。発泡プラスチックとしては、具体的には、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、AS樹脂またはABS樹脂等を発泡させたものが用いられる。また、真空断熱材としては、例えば、芯材にシリカ粉、グラスウール、またはガラス繊維等を用いたものが用いられる。さらに断熱容器40は、発泡プラスチックと真空断熱材との組合せにより構成されていてもよい。その場合には、(i)発泡プラスチックからなる箱体41および蓋42の外面もしくは内面を真空断熱材で覆う、または、(ii)発泡プラスチックからなる箱体41および蓋42を構成する壁の内部に真空断熱材を埋設させる、等の手段により、断熱性能の高い断熱容器40が得られる。
 図2の301は、輸送容器1の内部を概略的に示す斜視図であり、図2の302は、図2の301のA-A線断面を模式的に表す断面図である。
 図1の202に示すように、断熱容器40は、箱体41と蓋42とを備え、本発明の一実施形態に係る輸送容器1は、断熱容器40と蓄熱材10とスペーサー6とを備えている。換言すれば、本発明の一実施形態に係る輸送容器は、上述した本発明の一実施形態に係る蓄熱材、断熱容器およびスペーサーを含む。図1および図2に示すように、本発明の一実施形態に係る輸送容器1は、蓄熱材10を該輸送容器1内に収納または配置する際に、(1)箱体内の空間を覆う蓋42の表面、箱体の側面部412、および箱体の底面部411と、当該蓄熱材10との間の空間を埋めるために、且つ、(2)図2の302に示すように、温度管理対象物品を収容する空間5を確保するために、スペーサー6を備えることもできる。
 図1および図2では、輸送容器1は10個の蓄熱材10を備えているが、輸送容器1が備える蓄熱材の数は1個以上であれば特に限定されない。温度管理対象物品を長時間および/または安定的に管理温度下で保管または輸送する観点から、輸送容器1が備えている蓄熱材10は、好ましくは2個以上、より好ましくは4個以上、さらに好ましくは6個以上、特に好ましくは10個以上である。輸送容器1が備える蓄熱材10の数は、蓄熱材10の大きさ、温度管理対象物品の保管または輸送時間、並びに温度管理対象物品の保管または輸送時の外気温度等によって、適宜選択されてもよい。
 スペーサー6の素材としては、特に限定されないが、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、AS樹脂またはABS樹脂並びにこれらの樹脂を発泡させた発泡プラスチックが用いられる。
 本発明の一実施形態では、断熱容器40の内部に一対のスペーサー6を対向させて配置させている。本発明の一実施形態に係る輸送容器1は、スペーサー6を備えることにより、蓄熱材10の配置位置が定まるため、パッキングを容易に行うことを可能とする。輸送容器1が備えるスペーサー6の大きさおよび数は、特に限定されず、輸送容器1、蓄熱材10および温度管理対象物品の大きさ等によって、適宜設定されてもよい。
 図1および図2では、輸送容器1は、温度管理対象物品を収容する空間5を1個備えているが、輸送容器1が備える空間5の数は1個以上であれば特に限定されず、複数の空間5を備えていてもよい。例えば、1つの空間5の中に蓄熱材10および/またはスペーサー6を配置することにより、空間5を分割して使用してもよい。
 本発明の一実施形態に係る輸送容器であれば、外気温度に左右されず、温度管理の必要な物品(温度管理対象物品)を、適当な管理温度に維持した状態で、長時間にわたって保管または輸送できる。さらに、本発明の一実施形態に係る輸送容器は、本無機系潜熱蓄熱材組成物を含む蓄熱材を備えるため、上記の適切な管理温度を安定して発現することができる。
 温度管理対象物品のなかでも、接着剤等の反応性物質、精密機器、半導体、医薬品、治験薬および検体等の保管または輸送には、管理温度として15℃~30℃が必要とされる場合がある。本発明の一実施形態に係る輸送容器における管理温度は、特に限定されないが、例えば、15℃~30℃の範囲内であることが好ましい。換言すると、本発明の一実施形態に係る輸送容器は、温度管理対象物品を、長時間にわたって、15℃~30℃の範囲内に維持することができるものであることが好ましい。このことから、本発明の一実施形態に係る輸送容器は、「保温容器」ともいえる。15℃~30℃に維持して保管または輸送する輸送容器の使用用途としては、例えば、接着剤等の反応性物質、精密機器、半導体、医薬品、治験薬および検体等の温度管理対象物品の保管および/または輸送が挙げられる。
 なお、前記断熱容器のさらに具体的な構成としては、日本国特開2015-78307号公報に開示されている構成を用いることができる。当該文献は、本明細書中において参考文献として援用される。
 すなわち本発明の一実施形態は、以下の構成を含むものである。
 〔1〕塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を含む無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔2〕さらに、臭化物塩および塩化物塩からなる群から選択される1種以上の無機塩を含む、〔1〕に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔3〕さらに、低級アルコール類を含む、〔1〕または〔2〕に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔4〕前記脂肪酸は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸およびステアリン酸からなる群から選択される1種以上である、〔1〕~〔3〕の何れか1つに記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔5〕前記無機系潜熱蓄熱材組成物100重量%中、前記金属石鹸の含有量は、0.01重量%~0.10重量%である、〔1〕~〔4〕の何れか1つに記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔6〕前記金属石鹸は、ストロンチウム塩を含む水溶液と、前記脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させてなる、〔1〕~〔5〕の何れか1つに記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔7〕前記金属塩は、ナトリウム塩およびカリウム塩からなる群から選択される1種以上である、〔6〕に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔8〕さらに、セルロース誘導体を含む、〔1〕~〔7〕の何れか1つに記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
 〔9〕〔1〕~〔8〕の何れか1つに記載の無機系潜熱蓄熱材組成物を含む、蓄熱材。
 〔10〕〔9〕に記載の蓄熱材を含む、輸送容器。
 〔11〕下記の混合工程(A)~(C)の何れか1つを含む、無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法:
 塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を混合する混合工程(A);
 ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む分散液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(B);または
 ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、水と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(C)。
 〔12〕前記混合工程(B)の前に、ストロンチウム塩を含む水溶液と、前記脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより前記金属石鹸を含む分散液を調製する分散液調製工程をさらに含み、前記混合工程(B)では、前記分散液調製工程により調製された前記分散液と、前記塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する、〔11〕に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法。
 以下、実施例および比較例によって本発明の一実施形態をより詳細に説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
 (測定方法および評価方法)
 実施例および比較例における測定方法および評価方法は以下の通りである。
 (融解温度)
 実施例および比較例にて得られた無機系潜熱蓄熱材組成物を容積2mlのポリプロピレン製クライオバイアルに、熱電対と共に、充填した。当該クライオバイアルを、5℃以下の環境下で一定時間放置し、クライオバイアル中の組成物の温度を5℃以下にするとともに、凝固させた。当該クライオバイアルを、超低温恒温槽(サイニクス社製、クライオポーター(登録商標)CS-75CP)内に静置した。次いで、恒温槽の温度を5℃から50℃まで、1.0℃/分の昇温速度にて、昇温させた。この間、恒温槽の温度上昇過程において、恒温槽内の組成物の温度を熱電対にてモニターし、得られた結果(温度)を時間に対してプロットし、グラフを得た。得られたグラフにおいて、組成物の温度は、一定速度で上昇する恒温槽の温度と比較して、次の(1)~(3)の順で変化した:
 (1)5℃からある温度(温度Tとする)まで一定速度または略一定速度で上昇した;(2)温度Tからある温度(温度Tとする)まで、組成物の潜熱によりほとんど変化しなくなった;
 (3)温度Tを境に、上昇を再開した。
温度Tと温度Tとの中点の温度を、組成物における融解温度として算出した。
 (過冷却温度および凝固温度)
 実施例および比較例にて得られた無機系潜熱蓄熱材組成物を容積2mlの前記クライオバイアルに、熱電対と共に、充填した。当該クライオバイアルを、50℃以上の環境下で一定時間放置し、クライオバイアル中の組成物の温度を50℃以上にするとともに、融解させた。当該クライオバイアルを、前記超低温恒温槽内に静置した。次いで、恒温槽の温度を50℃から5℃まで、1.0℃/分の降温速度にて、降温させた。この間、恒温槽の温度下降過程において、恒温槽内の組成物の温度を熱電対にてモニターし、得られた結果(温度)を時間に対してプロットし、グラフを得た。得られたグラフにおいて、組成物の温度は、一定速度で下降する恒温槽の温度と比較して、次の(1)~(3)の順で変化した:
 (1)50℃からある温度(温度Tとする)まで一定速度または略一定速度で下降した;
 (2)温度Tからある温度(温度Tとする)まで少し上昇した後、温度Tからある温度(温度Tとする)まで、組成物の潜熱によりほとんど変化しなくなった;
 (3)温度Tを境に、下降を再開した。
温度Tを組成物における過冷却温度とし、温度Tを組成物における凝固温度とした。また、温度T(過冷却温度)と温度T(凝固温度)との差(温度差)を、組成物におけるΔ過冷却(℃)として算出した。
 なお、上記(2)および(3)が観察されない組成物も存在した。これは、恒温槽の温度を50℃から5℃まで、1.0℃/分の降温速度にて、降温させる間、組成物が凝固しなかったことを意味する。そのような組成物では、表2において凝固温度、過冷却温度およびΔ過冷却の欄に「-」と表記した。
 (初期のΔ過冷却の評価)
 初期(製造後、使用(凝固)前)のΔ過冷却の値(℃)に基づき、以下の基準で初期のΔ過冷却の程度を評価した。
2(優良):Δ過冷却が2.5℃未満
1(良好):Δ過冷却が2.5℃以上5.0℃未満
0(不良):Δ過冷却が5℃以上、または上述の測定方法において恒温槽の温度を50℃から5℃まで降温させる間に組成物が凝固しない。
 (サイクル試験)
 繰り返し使用後の、組成物のΔ過冷却の程度を評価するため、以下(1)~(6)の方法によりサイクル試験を行った:
 (1)組成物を前記クライオバイアルに、熱電対と共に、充填した;
 (2)当該クライオバイアルを、5℃以下の環境下で一定時間放置し、クライオバイアル中の組成物の温度を5℃以下にした;
 (3)当該クライオバイアルを、前記超低温恒温槽内に静置した;
 (4)次いで、恒温槽の温度を5℃から50℃まで、1.0℃/分の昇温速度にて、昇温させた;
 (5)続いて、恒温槽の温度を50℃から5℃まで、1.0℃/分の降温速度にて、降温させた;
 (6)前記(4)および(5)の操作((4)および(5)を合わせて変温サイクルと称する)を合計20回行った。
 (サイクル試験後のΔ過冷却の評価)
 上記サイクル試験における最後(20回目)の変温サイクルの過程において、恒温槽内の組成物の温度を熱電対にてモニターし、得られた結果(温度)を時間に対してプロットし、グラフを得た。次いで、得られたグラフから、上述した方法により、組成物における融解温度、凝固温度、過冷却温度を算出した。さらに、Δ過冷却を算出し、上述した(初期のΔ過冷却の評価)と同じ基準で、サイクル試験後のΔ過冷却の程度を評価した。
 (熱安定性試験)
 組成物の熱安定性の程度、すなわち、熱安定性試験後の組成物のΔ過冷却の程度を評価するため、以下(1)~(5)の方法により熱安定性試験を行った:
 (1)組成物を前記クライオバイアルに、熱電対と共に、充填した;
 (2)当該クライオバイアルを、50℃以上の環境下で放置し、クライオバイアル中の組成物の温度が50℃の状態で24時間静置した;
 (3)当該クライオバイアルを、5℃以下の環境下で一定時間放置し、クライオバイアル中の組成物の温度を5℃以下にした;
 (4)当該クライオバイアルを、前記超低温恒温槽内に静置した;
 (5)次いで、恒温槽の温度を5℃から50℃まで、1.0℃/分の昇温速度にて、昇温させた;
 (6)続いて、恒温槽の温度を50℃から5℃まで、1.0℃/分の降温速度にて、降温させた。
 (熱安定性試験後のΔ過冷却の評価)
 上記熱安定性試験における(5)および(6)の過程において、恒温槽内の組成物の温度を熱電対にてモニターし、得られた結果(温度)を時間に対してプロットし、グラフを得た。次いで、得られたグラフから、上述した方法により、組成物における融解温度、凝固温度、過冷却温度を算出した。さらに、Δ過冷却を算出し、上述した(初期のΔ過冷却の評価)と同じ基準で、熱安定性試験後のΔ過冷却の程度を評価した。
 以下、実施例および比較例について説明する。
 [実施例1]
 水と主剤前駆体である塩化カルシウム2水和物とを混合して、塩化カルシウム6水和物を得た。ここで、塩化カルシウム2水和物と混合した水の全量が塩化カルシウム2水和物の全量と反応して塩化カルシウム6水和物を形成するよう、混合する水の量を調整した。
 続いて、BeMixer(ヤスダファインテック株式会社製)に、得られた塩化カルシウム6水和物97.04重量部と、臭化カリウム2.91重量部と、を添加し、BeMixer内の全ての原料が完全に溶解して、無色透明の混合物が得られるまで攪拌した。
 次いで、得られた混合物に対して、金属石鹸であるジラウリン酸ストロンチウム0.05重量部をさらに添加し、得られた混合物をBeMixerで10分間攪拌した。かかる操作により、組成物を得た。表1において、組成物中の各成分の含有量を重量%で示した。表1において、脂肪酸および脂肪酸の水溶性の金属塩の欄において、それらが有する炭素数を、炭素の元素記号であるCの後に記載した。例えば、ラウリン酸であれば、炭素数が12であるため、「ラウリン酸 C12」と表記した。得られた組成物について、上述の方法により、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、融解温度、凝固温度および過冷却温度を算出した。さらに、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、組成物のΔ過冷却の程度を評価した。それらの結果を表2および3に示す。
 [実施例2~4、比較例1~10]
 表1に示す組成の組成物が得られるように各成分の種類および配合量を変更した以外は、実施例1と同じ方法により、実施例2~4および比較例1~10の組成物を製造した。表1において、組成物中の各成分の含有量を重量%で示した。また、実施例1と同様に、得られた組成物について、上述の方法により、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、融解温度、凝固温度および過冷却温度を算出した。さらに、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、組成物のΔ過冷却の程度を評価した。それらの結果を表2および3に示す。
 [実施例5]
 (水溶液調製工程)
 BeMixer(ヤスダファインテック株式会社製)に、水31.93重量部と、臭化カリウム0.3重量部と、塩化ストロンチウム6水和物0.1重量部と、を添加し、BeMixer内の全ての原料が水に完全に溶解して、無色透明の水溶液が得られるまで攪拌した。その後、得られた水溶液に、ラウリン酸カリウムの5(重量/重量)%水溶液を1.0重量部添加し、得られた混合物をBeMixerで10分間攪拌した。かかる操作により、金属石鹸としてジラウリル酸ストロンチウムを含む分散液を得た。
 (主剤前駆体添加工程)
 得られた水溶液に、主剤前駆体として塩化カルシウム2水和物67.1重量部を添加し、得られた混合物を攪拌した。
 (セルロース誘導体添加工程)
 得られた混合物にセルロース誘導体としてヒドロキシエチルセルロース1.0重量部を添加し、得られた混合物の温度を50℃に昇温し、混合物の温度を50℃で維持しながら混合物を60分間攪拌することでゲル状の組成物を得た。表1において、組成物中の各成分の含有量を重量%で示した。得られた組成物について、上述の方法により、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、融解温度、凝固温度および過冷却温度を算出した。さらに、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、組成物のΔ過冷却の程度を評価した。それらの結果を表2および3に示す。
 [実施例6~11]
 表1に示す組成の組成物が得られるように各成分の種類および配合量を変更した以外は、実施例5と同じ方法により、実施例6~11の組成物を製造した。表1において、組成物中の各成分の含有量を重量%で示した。なお、実施例6の組成物は金属石鹸としてジミリスチン酸ストロンチウムを含み、実施例7の組成物は金属石鹸としてジステアリン酸ストロンチウムを含んでいた。得られた組成物について、上述の方法により、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、融解温度、凝固温度および過冷却温度を算出した。さらに、初期、サイクル試験後および熱安定性試験後のそれぞれにおいて、組成物のΔ過冷却の程度を評価した。それらの結果を表2および3に示す。
 実施例5~11では主剤(塩化カルシウム6水和物)ではなく、主剤前駆体として塩化カルシウム2水和物を使用した。混合物中の塩化カルシウム2水和物の全量は、混合物中の水の全量と反応し、塩化カルシウム6水和物を形成した。組成物中に含まれる塩化カルシウム6水和物の量を算出して、表1の「塩化カルシウム6水和物」の欄に示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 本発明の一実施形態によると、熱安定性が高い無機系潜熱蓄熱材組成物を提供することができる。本発明の一実施形態に係る無機系潜熱蓄熱材組成物は、蓄熱材として、例えば、(i)壁材、床材、天井材、屋根材およびフロアマット用下地材等において好適に利用することができ、(ii)温度管理対象物品の定温輸送用途にも好適に利用することができる。

Claims (12)

  1.  塩化カルシウム6水和物と、
     ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を含む無機系潜熱蓄熱材組成物。
  2.  さらに、臭化物塩および塩化物塩からなる群から選択される1種以上の無機塩を含む、請求項1に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  3.  さらに、低級アルコール類を含む、請求項1に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  4.  前記脂肪酸は、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸およびステアリン酸からなる群から選択される1種以上である、請求項1に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  5.  前記無機系潜熱蓄熱材組成物100重量%中、前記金属石鹸の含有量は、0.01重量%~0.10重量%である、請求項1に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  6.  前記金属石鹸は、ストロンチウム塩を含む水溶液と、前記脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させてなる、請求項1に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  7.  前記金属塩は、ナトリウム塩およびカリウム塩からなる群から選択される1種以上である、請求項6に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  8.  さらに、セルロース誘導体を含む、請求項1に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物。
  9.  請求項1~8の何れか1項に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物を含む、蓄熱材。
  10.  請求項9に記載の蓄熱材を含む、輸送容器。
  11.  下記の混合工程(A)~(C)の何れか1つを含む、無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法:
     塩化カルシウム6水和物と、ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、を混合する混合工程(A);
     ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸を含む分散液と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(B);または
     ストロンチウムイオンおよび脂肪酸に由来する陰イオンからなる金属石鹸と、水と、塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する混合工程(C)。
  12.  前記混合工程(B)の前に、ストロンチウム塩を含む水溶液と、前記脂肪酸の水溶性の金属塩を含む水溶液と、を反応させることにより前記金属石鹸を含む分散液を調製する分散液調製工程をさらに含み、
     前記混合工程(B)では、前記分散液調製工程により調製された前記分散液と、前記塩化カルシウム無水和物、塩化カルシウム2水和物および塩化カルシウム4水和物からなる群から選択される1種以上と、を混合する、請求項11に記載の無機系潜熱蓄熱材組成物の製造方法。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS539596B2 (ja) * 1974-11-08 1978-04-06
JPS57141479A (en) * 1981-02-25 1982-09-01 Matsushita Electric Works Ltd Heat-accumulating agent
JPS57164184A (en) * 1981-04-02 1982-10-08 Mitsubishi Electric Corp Heat-accumulating material
JPS5899695A (ja) * 1981-12-09 1983-06-14 Hitachi Ltd 蓄熱材料
JPS601279A (ja) * 1983-06-17 1985-01-07 Mitsui Petrochem Ind Ltd 蓄熱剤組成物
JPS60155285A (ja) * 1984-01-23 1985-08-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 蓄熱材組成物
JPS6462382A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Kubota Ltd Heat storage material composition
WO2007099798A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Yano R & D Corp. 蓄熱材組成物
JP2022090880A (ja) * 2020-12-08 2022-06-20 スズキ株式会社 潜熱蓄熱装置およびそれに用いる過冷却防止媒体の製造方法
WO2022255281A1 (ja) * 2021-05-31 2022-12-08 株式会社カネカ 蓄熱剤組成物の製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS539596B2 (ja) * 1974-11-08 1978-04-06
JPS57141479A (en) * 1981-02-25 1982-09-01 Matsushita Electric Works Ltd Heat-accumulating agent
JPS57164184A (en) * 1981-04-02 1982-10-08 Mitsubishi Electric Corp Heat-accumulating material
JPS5899695A (ja) * 1981-12-09 1983-06-14 Hitachi Ltd 蓄熱材料
JPS601279A (ja) * 1983-06-17 1985-01-07 Mitsui Petrochem Ind Ltd 蓄熱剤組成物
JPS60155285A (ja) * 1984-01-23 1985-08-15 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 蓄熱材組成物
JPS6462382A (en) * 1987-09-01 1989-03-08 Kubota Ltd Heat storage material composition
WO2007099798A1 (ja) * 2006-02-28 2007-09-07 Yano R & D Corp. 蓄熱材組成物
JP2022090880A (ja) * 2020-12-08 2022-06-20 スズキ株式会社 潜熱蓄熱装置およびそれに用いる過冷却防止媒体の製造方法
WO2022255281A1 (ja) * 2021-05-31 2022-12-08 株式会社カネカ 蓄熱剤組成物の製造方法

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