JP2528728B2

JP2528728B2 - 蓄熱材

Info

Publication number: JP2528728B2
Application number: JP2200916A
Authority: JP
Inventors: 千秋百瀬; 清中河原; 祐一林
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1990-07-27
Publication date: 1996-08-28
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JPH0485387A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は蓄熱材に関し、更に詳しくは蓄熱成分として
大量のパラフィン類を含有する新規な蓄熱材に関する。

〔従来の技術〕

従来蓄熱材はその原理から物質の顕熱を利用するも
の、物質の相変化潜熱を利用するもの、物質の化学反応
熱を利用するもの等がある。現在実用的な面より物質の
相変化潜熱を利用する蓄熱材が注目を集めており、蓄熱
式空調機器、蓄熱式建材、各種保温器具や装置等に利用
されつつある。

この相変化潜熱を利用する蓄熱材の一つとしてパラフ
ィン類を蓄熱成分として用いた所謂有機蓄熱材がある。
この有機蓄熱材は安価であるので従来から注目されてい
る。この場合、パラフィン類は固体から液体への相変化
時に蓄熱し、液体から固体への相変化時に放熱する作用
をなす。このためパラフィン類を利用するには液化時に
流動して漏れないような対策が要求される。現在、この
対策として（１）有機高分子の中空ボールやカプセル内
にパラフィン類を収容する方法、（２）溶融したパラフ
ィン浴にポリオレフィンのペレットやシート等の成形体
を浸漬して該ポリオレフィン成形体中にパラフィンを浸
漬含浸する方法等が提案されている。

しかし上記の各方法は、以下に述べる問題がある。即
ち、（１）の中空ボールやカプセルはそれを収容する有機高
分子の膜が厚い場合は、パラフィンを収容する容積が小
さくなって含有パラフィン量、而して蓄熱量が少なくな
る。逆に有機高分子の膜が薄い場合は、パラフィンを収
容する容積が大となるが、長期の使用中に膜が破れてパ
ラフィンが流出する問題がある。また更に、一般に中空
ボールやカプセルは、それらの多数個を大きな袋や箱内
に詰め込まれた状態で使用される場合が多く、中空ボー
ルやカプセル同志間に蓄熱の観点からは無駄な空間が必
然的に生じるので上記の袋や箱の全体を蓄熱材として見
たときには含有パラフィン量はそれ程大きくはならない
という欠点もある。

（２）の浸透含浸する方法は、その方法によってたとえ
ばポリオレフィン成形体に70重量％以上もの大量のパラ
フィンを含浸させ得ることが知られており、またパラフ
ィンを含浸したポリオレフィン成形体の場合は（１）に
おける膜の破損のような問題もない長所がある。しかし
ながらこの方法で製造した蓄熱材は、含浸パラフィンが
徐々に移行して蓄熱材の表面が比較的短期間内にべと付
くという致命的な欠点がある。蓄熱材の表面がパラフィ
ンによりべと付くと周囲の他物を汚染し、この汚染が種
々の問題を惹起する。

〔解決を要すべき問題点〕

本発明の課題は、大量のパラフィン類を含有し、而し
て蓄熱量が大きい蓄熱材を開発することにある。本発明
の他の課題は、大量のパラフィン類を含有するもパラフ
ィン類の移行並びにそれによる前記のようなべと付き問
題が改善された蓄熱材を開発することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の課題は、蓄熱成分としてのパラフィン類と、該
パラフィン類100重量部あたり５〜30重量部のバインダ
成分とが機械的手段にて混合されてなり、且つ、このバ
インダ成分か炭化水素系ゴム類とポリオレフィン系ポリ
マー類との少なくとも１種と、熱可塑性エラストマーと
を含有することを特徴とする蓄熱材によって達成され
る。

〔発明の構成並びに作用〕

上記バインダ成分とパラフィン類とを機械的手段にて
混合して一様な組成物とした場合、たとえ該パラフィン
類の使用量が上記の如く大量（この量はバインダ成分10
0重量部あたりのパラフィン類量に換算すると、333〜20
00重量部になる。）であっても、驚くべきことに、得ら
れた組成物は成形加工性に富み、しかもパラフィン類の
成形体表面への移行問題が後記実施例と比較例との対比
にて明らかにされる通り高度に改善される。機械的手段
による均一混合と言う一見常識的とも思われる手段に
て、上記特定のバインダ成分とパラフィン類とを混合す
ることにより、本発明者が知る限り従来何人も成し得な
かった本発明の目的が達成されることは、まさに予想外
のことと言わざるを得ない。

本発明において上記バインダ成分とパラフィン類とは
機械的手段にて一様な組成物を得るべく混合されること
が肝要である。該機械的手段にての混合とは、パラフィ
ン類とバインダ成分の双方中の少なくとも１成分の溶融
物に残余の成分が少なくとも膨潤好ましくは溶解するこ
とにより、あるいは高温度により、混合対象となる何れ
の成分も外力にて流動変形し得る状態において撹拌、混
合、あるいは混練する行為を意味する。

たとえば100〜200℃に保持されたパラフィン類の溶融
物にバインダ成分を溶解し、得られる高温度の溶液を撹
拌混合する態様、混合各成分が軟化する温度、たとえば
50〜250℃の２本ロール、バンバリーミキサ、押出機、
２軸混練押出機等の通常の混練機を使用して混練混合す
る態様等が例示される。混合の程度は、可及的に充分で
あることが好ましいが、一般には１〜150分程度の混合
を行って目視にて一様に混合されたと判断される程度で
本発明の目的は達成される。

本発明に於いて蓄熱成分として使用されるパラフィン
類としては、JIS K 7121（プラスチックの転移温度測定
方法）に従って測定したT_maxが使用温度、即ち室温〜10
0℃好ましくは室温〜80℃前後の温度域にある有機化合
物が使用される。但しこの際の室温とは、本発明の蓄熱
材がその稼働中に遭遇する最低温度を意味する。

パラフィン類の好ましい具体例としては、各種パラフ
ィン、ロウ、ワックス等、ステアリン酸、パルミチン酸
等の脂肪酸やポリエチレングリコール等のアルコール類
等を例示することが出来る。

上記した使用温度において、パラフィン類のあるもの
は唯１つの結晶転移温度を有し（この場合はその温度が
T_maxとなる。）、またあるものは２以上の多数の結晶転
移温度を有する。２種以上のパラフィン類の混合物も２
以上の多数の結晶転移温度を有する場合が多い。それら
の場合においては、最高の結晶転移温度がT_maxに該当す
る。本発明で使用するパラフィン類は、必ずしも明確な
融点（全体が固体から液体に相変化する温度）を示すも
のに限定しないが、多くのパラフィン類については、一
般にT_maxが融点に該当する。使用温度において２以上の
多数の結晶転移温度を有するパラフィン類の場合、それ
ら全ての結晶転移温度を蓄熱に利用することが出来る。

これ等パラフィン類の１種が、または２種以上が同時
に使用される。２種以上を使用する場合、互いの最高結
晶転移温度の異なる２種以上を使用することが特に好ま
しい。その場合は、パラフィン類の選択とその比率を自
由に選択することにより蓄熱温度や放熱温度を適宜に調
節することができる大きな利点がある。併用される２種
以上のパラフィン類の選択は特に制限はないが、互いに
混合性の良いものが好ましい。２種以上のパラフィン類
の混合比率も特に制限はなく、任意の比率で使用しうる
が、希望する蓄熱温度、放熱温度をえる目的からして、
通常各々５〜95重量％の範囲で使用する。好ましい併用
例、その割合は後述する実施例で示される。

本発明に於いてバンイダ成分としては、炭化水素系ゴ
ム類とポリオレフィン系ポリマーの少なくとも１種と、
熱可塑性エラストマーとを必ず併用する。以下にこれ等
の成分について説明する。

（１）．ポリオレフィン系ポリマー類：ポリメチレン、
ポリエチレン、ポリプロピレンなどのα−オレフィンの
ホモポリマー、メチレンを主体としてエチレン、プロピ
レン等が共重合したもの、エチレンを主体としてメチレ
ン、プロピレン、さらには炭素数４〜12のα−オレフィ
ン等が共重合したもの、プロピレンを主体として他のオ
レフィンが共重合したもの、などのオレフィン同志のコ
ポリマー、エチレン、プロピレン、ブテンなどのα−オ
レフィンと他のモノマー、たとえば酢酸ビニル、アクリ
ル酸エチル、メタクリル酸エチル等、とのコポリマー及
び、これ等の軽度にハロゲン化されたポリマー等が挙げ
られる。これ等は、非結晶性〜低結晶性でも良いし、結
晶性でも良い。非結晶性〜低結晶性のものは、炭化水素
ゴム類に分類される場合もある。

（２）．熱可塑性エラストマー類：ゴム並びにプラスチ
ックスの分野で「熱可塑性エラストマー」として知られ
ている、あるいは知られ得るもののうち、少なくとも前
記した室温以上で且つ使用したパラフィン類のT_max＋10
℃の温度域では、好ましくは少なくとも室温以上で且つ
T_max＋20℃の温度域では、ゴム弾性を有するものが使用
される。勿論、T_max＋20℃より高温度でもゴム弾性を持
続するものも使用出来る。具体的にはスチレン系、オレ
フィン系、ウレタン系、エステル系等の各種の従来公知
の熱可塑性エラストマーのなかから上記条件に適合した
ものが適宜に選択して使用される。好ましい具体例とし
ては、スチレン系ブロック共重合体エラストマー及びオ
レフィン系エラストマーである。この際のスチレン系ブ
ロック共重合体エラストマーとしては、たとえばＡ−Ｂ
−Ａ（但しＡはポリスチレン、Ｂはポリブタジエン、ポ
リイソプレン、またはこれ等に水素を付加したエチレン
・ブチレン等を示す）を例示出来る。またオレフィン系
熱可塑性エラストマーとしては、たとえばエチレン−プ
ロピレン共重合体やエチレン−プロピレン−ジエン三元
共重合体にポリエチレンまたはポリプロピレンが混合さ
れた混合物、エチレン−プロピレン共重合体やエチレン
−プロピレン−ジエン三元共重合体にエチレンまたはプ
ロピレンがグラフト重合されたもの等を例示することが
出来る。

（３）．炭化水素系ゴム類：天然ゴム、スチレン−ブタ
ジエン−共重合ゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、エ
チレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレ
ン−ジエン三元共重合体ゴム、エチレン−酢酸ビニル共
重合体ゴム、エチレン−エチルアクリレート共重合体ゴ
ム等が例示される。

バインダ成分は架橋性、非架橋性のいずれであっても
よいが、架橋して用いる場合は架橋状態で、非架橋のま
ま用いる場合は非架橋の状態で、それぞれプラスチック
ス性であるよりもゴム的性質を有するもののほうがパラ
フィン類を安定に内蔵し得て、移行の問題が一層少ない
ので特に好ましい。この観点からは、（２）の熱可塑性
エラストマー類、（３）の炭化水素系ゴム、及び（１）
のポレオレフィン系ポリマー類では、エチレンを主体と
して炭素数４〜12のα−オレフィン等が共重合したも
の、エチレン、プロピレン、ブテンなどのα−オレフィ
ンと他のモノマー、たとえば酢酸ビニル、アクリル酸エ
チル、メタクリル酸エチル等、とのコポリマー等、ある
いはその加硫体や架橋体が好ましい。ポリエチレン、ポ
リプロピレン等のα−オレフィンホモポリマーでもその
架橋体も好ましいものの１種である。

バインダ成分の使用量は、パラフィン類100重量部に
対して５〜30重量部である。５重量部未満では、得られ
る組成物の柔軟性が低下して脆くなる傾向があると共に
T_max以上に於いてパラフィン類が滲み出し、あるいは溶
融し易くなる傾向があり、一方30重量部を超える過大量
ではパラフィン類の使用量が少なくなって蓄熱量もそれ
に比例して少なくなる。而してバインダ成分の好ましい
使用量は、パラフィン類100重量部に対して10〜30重量
部である。

バインダ成分の架橋や加硫（以下それらをまとめて架
橋という）を所望する場合は、それらはパラフィン類と
の混合中あるいは混合の後に行われる。

架橋の方法としては、一般に用いられるている化学架
橋、シラン架橋（水架橋）、及び照射架橋等いずれも採
用出来る。

上記組成物を化学架橋するためには、用いたバインダ
成分を架橋させうる化学架橋剤を使用する。

該化学架橋剤としては、前記（３）の炭化水素系ゴム
類では硫黄系架橋剤が好ましく用いられ、また天然ゴ
ム、スチレン−ブタジエン−共重合ゴム、ブチルゴムで
はｐ−キシレンジオキシム等のオキシム類架橋剤も使用
出来る。また天然ゴム、エチレン−プロピレン共重合体
ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴ
ム、エチレン酢酸ビニル共重合体ゴム等や（１）のポリ
オレフィン系ポリマー類ではジクミルパーオキサイド等
の有機過酸化物架橋剤も用いることが出来る。該化学架
橋剤の使用量はバインダ成分100重量部に対し、0.5〜20
重量部程度が好ましい。

また上記の化学架橋に於いて、硫黄系架橋剤を用いる
場合には必要に応じ架橋促進剤を使用することも出来
る。この架橋促進剤としては、たとえばジフェニルグア
ニジン等のグアニジン系促進剤、２−メルカプトベンゾ
チアゾール等のチアゾール系促進剤、テトラメチルチウ
ラムジスルフィド等のチウラム系促進剤を例示出来、そ
の他アルデヒド−アミン系化合物、アルデヒド−アンモ
ニア系化合物、ジチオカルバメート系化合物等の、通常
ゴムの加硫促進剤として用いられるものを使用すること
が出来る。更には酸化亜鉛等の金属酸化物、トリエタノ
ールアミン等のアミン類も使用出来る。オキシム類を架
橋剤として使用した場合には、硫黄、上記加硫促進剤の
他に酸化鉛を助剤として使用することが好ましい。

有機過酸化物を架橋剤として用いた場合には、硫黄、
オキシム類、上記加硫促進剤の他にビニル−トリス（β
−メトキシエトキシ）シラン等のシラン系カップリング
剤、アクリルエステル系化合物等を架橋助剤として使用
することもできる。

これ等の架橋促進剤、架橋助剤等の使用量は、所望の
架橋度を得るに適した量で使用されれば良く、バインダ
成分100重量部に対し、通常０〜30重量部程度である。

化学架橋の方法は、いずれの架橋剤を用いた場合で
も、通常のゴム、プラスチックスの架橋の場合と同様の
温度並びに時間の加熱で、従って通常100〜250℃、数分
〜数時間の加熱でよい。

シラン架橋するためには、加水分解しうるシラン系化
合物、及び有機過酸化物を用いる。

シラン系化合物としては、一般式RR′SiY₂（但し、Ｒ
は１価のオレフィン性不飽和を含む炭化水素基又はハイ
ドロカーボンオキシ基、Ｙは加水分解しうる有機基、
Ｒ′は基Ｒまたは基Ｙを表す）で表される化合物が使用
され、具体例としてはビニルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン
等があげられる。シラン系化合物は、バインダ成分100
重量部に対して一般に0.05〜10重量部、特に0.5〜５中
部で使用さる。該シラン系化合部は、後記する有機過酸
化物の作用により、バインダ成分にグラフトされ、かつ
水によりバインダ成分間に架橋点を形成する作用をな
す。

有機過酸化物としては、その分解温度以上、特に100
℃以上の温度に於いて前記バインダ成分に遊離ラジカル
を発生させ得る化合物が使用され、具体例してたとえば
ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル2,5−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３等が挙げられる。有
機過酸化物は、前記バインダ成分100重量部に対して一
般に0.005〜２重量部、特に0.05〜0.5重量部で使用され
る。

シラン架橋に於いては、必要に応じてシラン系化合物
の縮合触媒を使用することも出来る。この際の縮合触媒
としては、通常シラノール縮合触媒として知られている
ものが使用され、たとえばジブチル錫ジラウレート、酢
酸第一錫、ナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛の如きカルボ
ン酸塩、チタン酸エステル、キレート化合物の如き有機
金属化合物等が挙げられる。この種縮合触媒の使用量は
前記バインダ成分100重量部に対し、0.1重量部以下程度
であり、該縮合触媒は水による架橋反応を促進する効果
を有する。

シラン架橋に於いては、架橋に先立って、前記したシ
ラン化合物を予めバインダ成分にグラフトさせておく必
要がある。このグラフト工程は次のようにして行う。

まず、パラフィン類とバインダ成分、必要に応じて使
用される後述するような各種の添加剤さらにシラン系化
合物、及び有機過酸化物等の所定量を互いに予備的に混
合する。この混合は２本ロール等の通常の混合機で混合
しても良いが、かきまぜる程度でも良い。尚、この際シ
ラン系化合物は輝散し易いので極力密閉状態で添加する
のが良く、また次工程の押出機等の密閉混合機内で直接
混合するのが良い。

予備混合された組成物は次いで有機酸化合物の分解温
度以上、好ましくは140℃以上に設定された密閉混合機
内で少なくとも30秒以上充分に混合される。この工程で
有機過酸化物がバインダ成分にラジカルを発生させ、シ
ラン系化合物がグラフトされる。而してバインダ成分が
水架橋性となり、しかもパラフィン類とも均一に混合さ
れることによって水架橋性の均一組成物が得られる。こ
の際の密閉混合機としては、押出機、二軸混練押出機等
の通常のものが使用できる。かくして得た均一組成物、
あるいはそれを所望の形状に成形加工した物品の水架橋
は、通常の水架橋性有機高分子と同様に、含有水分や空
気中の水分等の極僅かな水分によって進行するので特に
架橋操作を施さなくても良いが、必要な場合は温水に浸
漬する等の手段により促進架橋させても良い。

照射架橋に於いては、必要に応じ照射架橋助剤が用い
られる。この場合の架橋助剤は一般的に用いられるもの
が全て用いられ、たとえばトリアリルイソシアネート、
トリアリルシアネート、トリメチロールプロパン、トリ
メタクリレート、ジアリルイソフタレート等が例示され
る。この架橋助剤の使用量はバインダ成分100重量部に
対し、0.05〜10重量部、特に0.5〜５重量部で使用され
る。一般的には本蓄熱材成形後に、あるいは可能な場合
は成形中〜前に、放射線や電子線等にて約５〜30Mradの
線量を照射して架橋する。

本発明の蓄熱材を架橋するに際しては、いずれの架橋
方法を採用するにしてもその架橋度はJIS C 3005に従っ
て測定してゲル分率にして１重量％以上（下記の注参
照）、好ましくは２重量％以上である。架橋度が１％以
上、好ましくは２％以上とすることにより、蓄熱材の温
度が使用したパラフィン類のT_max以上となっても溶融や
滴下することなく形状保持を可能とする。

注：本発明においてゲル分率は、測定に供した組成物全
重量に対する検出ゲル分の重量％と定義される。以下に
おいても同様である。

本発明においては、以下に述べるような種々の変形実
施態様が包含される。

本発明の蓄熱材を直接熱交換型蓄熱装置に適用する場
合、本発明蓄熱材に比重調節材を混合して該装置で使用
する熱媒体の比重と同一比重としておくと、本発明蓄熱
材の浮き上がりや沈降の問題がなくなる。この結果、熱
媒体との熱交換が効率良く行われ、惹いては蓄熱性及び
放熱性が大きく向上し、特に100℃以下の低温度エネル
ギー源からの熱の回収に極めて有効となる。比重調節材
としては、熱媒体の比重が本蓄熱材の比重より大の場合
には高比重材が用いられ、逆の場合には低比重材が用い
られる。

高比重材としては、比重１以上、好ましくは２〜15程
度のものであり、好ましい具体例は、各種金属、金属酸
化物、無機質フィラー等を例示でき、更に詳しくは金属
としてはアルミニウム、鉄や鉛の粉末、金属酸化物とし
ては、ZnO、TiO、PbO等、また無機質フィラーとして
は、タルク、クレー、シリカ、炭酸カルシウム、ガラス
等が例示できる。低比重材としては、ガス（一般的に発
泡させる）、シラスバルーン等のバルーン、各種発泡体
等が用いられる。一般的に上記したパラフィン類と、有
機高分子性バインダ成分とからなる組成物の比重は0.8
〜1.0程度であるので、高比重材を含させることが多
い。これら比重調節材は、使用する熱媒体の種類に応じ
て蓄熱材の比重がこの熱媒体の比重とほぼ同一となるよ
うに適当な量で配合される。また表面を箔等で覆うこと
も可能である。

本発明の蓄熱材が比較的高温度に熱せられるような場
合、例えば蓄熱式床暖房等に用いられる場合には、JIS
K 2220「滴点試験方法」の5.4項で測定した滴点が少な
くとも80℃、好ましくは少なくとも100℃のものが実用
上望ましい。本発明蓄熱材の滴点は、必要に応じて適点
向上剤を添加することにより高めることができる。この
際使用する滴点向上剤としては、本発明蓄熱材の滴点の
上昇が達成し得るもの、好ましくはパラフィン類と炭化
水素系高分子性バインダ成分とからなる組成物の滴点を
少なくとも５℃上昇せしめうるもの、特に好ましくは10
℃上昇せしめ得るもの、別言すれば滴点向上剤自体の融
点もしくは軟化点が80℃以上、好ましくは100℃以上の
ものが有効に使用される。なお、本発明蓄熱材の製造時
における混練性の観点から融点もしくは軟化点が200℃
未満好ましくは180℃未満の滴点向上剤が好ましい。

かかる滴点向上剤としては、分子量800〜6000のポリ
エチレンワックス類、ステアリン酸マグネシウム、ステ
アリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム等の脂
肪酸と金属、たとえばLi、Mg、Al、Ca、Ba、Zn、Cd、Pd
等との金属石鹸類、メチレンビス・ステアロアミド、エ
チレンビス・オレイルアミド、エチレンビスステアロア
ミド等の脂肪酸アミド類（アマイドワックス類）、シリ
カ、クレー等の無機フィラー類、ポリウレア等の反応型
滴点向上剤類等が例示できる。これら滴点向上剤の使用
量は、パラフィン類と炭化水素系高分子性バインダ成分
との２成分のみからなる組成物100重量部に対して１〜1
0重量部程度である。

本発明蓄熱材は、一般に実用形状において充分な機械
的強度を有することが好ましい。良好な機械的強度を有
すると、蓄熱のための外部からのエネルギー供給、蓄熱
後の高温度における初期形状の維持等が容易となる。蓄
熱材を建材として使用する場合にも有利である。また深
夜電力を利用する蓄熱式床暖房にこの種の蓄熱材を適用
しようとする場合、機械的強度が高いと自重で変形する
等の問題がなく、而して限られた空間内に能率良くしか
も所望の形状あるいは配置状態に設置することが可能と
なる。

本発明蓄熱材は、かかる目的から必要に応じて補強材
を適用してその機械的強度を向上させることができる。
補強材としては、ガラス繊維、セラミック繊維、ロック
ウール、カーボン繊維、金属繊維、金属線等の無機繊維
・線類、ポリアミド、ポリエステル、フェノール樹脂、
麻、木綿、パルプ、ジュート等の合成または天然の有機
繊維等が例示される。それら繊維はたとえば外径１〜10
00μｍ程度であり、アスペクト比（長さ：外径の比）に
して10〜1000程度に細断して組成物に混合してもよく、
あるいは紐、ワイヤ、不織布、織布、網等の状態で用い
てもよい。一般に本発明蓄熱材が板やシート状である場
合、不織布、織布、網等の補強材を１枚以上内蔵積層す
る状態で使用するのが好ましく、本発明蓄熱材が細いあ
るいは太い長尺体である場合は中心に紐、ワイヤ等の補
強材をその中心に入れる状態で使用するのが好ましい。
またパラフィン類と有機高分子性バインダ成分とからな
る組成物の板の片面、好ましくは両面に金網を配して補
強するも好ましい。本発明蓄熱材を構成する組成物は、
成形加工性に優れているのでシート状、棒状、ハネカム
状、管状等種々の形態に成形、あるいは成形架橋して実
用に供し得るが上記の細断補強材の混合は、本発明蓄熱
材のあらゆる形態に対して一般に有効であり、またその
上に紐、ワイヤ、不織布、織布、網等補強材を併用する
もよい。

機械的混合にて調製された本発明蓄熱材組成物は、そ
のままで、あるいは若干冷却して成形される。成形は型
に流し込み所望のシート状、板状としても良く、また本
発明蓄熱材はパラフィン類のT_max以下になると固形化す
るのでブロック状にした後、ペレット化してプレス成形
機、押出成形機、射出成形機等、通常の成形機を用いて
所望の形状に成形される。またフイルム、布、繊維等の
上に付着、あるいは塗布、あるいは含浸させてシート
状、板状としても良い。更にまたポリエチレン等の袋に
パック詰めにして冷却過程でシート、板状とすることも
できる。

蓄熱に要する長時間はさほど問題とならず、寧ろ放熱
を緩慢化させて長時間使用することが要求される場合、
本発明の蓄熱材を発泡状態にて使用することが勧められ
る。蓄熱材の発泡は、一般に蓄熱材の成形時に、もしく
は成形後に行われる。たとえば押出成形、プレス成形、
射出成形等の工程で発泡させても良いし、成形した後に
加熱発泡する方法も採用出来る。

発泡は任意の方法で行ってもよい。たとえば重炭酸ナ
トリウム、N,N′−ジニトロソ・ペンタメチレンテトラ
ミン、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニト
リル、P,P′−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジ
ド、トルエンスルホニルヒドラジド等の分解性発泡剤を
用いる化学発泡方法、フロン、空気、窒素、炭酸ガス、
水等の膨張性発泡剤を用いる物理発泡方法等である。特
に均一発泡させる必要はないが、周知の成核剤を併用し
て均一発泡させることも好ましい。

蓄熱材の発泡度（発泡体中に占める空隙部の容積％）
は、本発明蓄熱材の使用目的によって変わるが５％程度
の低度発泡でもかなり放熱量遅延効果があり、一般には
10〜90％程度が適当である。

なお良好な発泡成形品を得るためには、一般に組成物
は架橋されていることが好ましい。組成物の架橋は前記
した各種の方法で行なってよく、成形工程や発泡工程の
前、中、後のいずれの段階で行ってもよい。架橋の方法
としては、前記した化学架橋、シラン架橋、及び照射架
橋等、いずれも採用出来る。蓄熱材を架橋するに際し
て、いずれの架橋方法を採用するにしても、その架橋度
（組成物全体としての見掛け上のゲル分率）は、JIS C
3005に従って測定して１重量％以上、特に２重量％以上
とすることが好ましい。架橋度を１％以上、好ましくは
２％以上とすることにより、蓄熱材の温度が使用したパ
ラフィン類のT_max以上となってもそれが溶融や滴下する
ことなく形状保持を可能とする。

本発明蓄熱材はその使用に際しては、原則的には従来
のこの種蓄熱材の使用態様がすべて採用出来るが、特に
シート状の本発明蓄熱材を防護フィルム、たとえばポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等のフィルム
で被覆し、この上から更にアルミニウムの如き金属箔を
用いて均熱化層を設けるのが好ましい。また前記フィル
ムとアルミニウム等の金属箔をはり合わせたラミネート
フィルムで被覆しても良い。

本発明に於いては、更に上記成分の他に必要に応じて
各種の添加剤を配合することができる。たとえば、老化
防止剤、酸化防止剤、着色剤、顔料、帯電防止剤の他、
用途に応じて防黴剤、難燃剤、防鼡剤を、更には伝熱性
向上のために金属粉、金属繊維、金属酸化物、カーボ
ン、カーボンファイバー等を使用することが出来る。

〔実施例〕以下に実施例並びに比較例を示して本発明を詳しく説
明する。以下において部、％は特に記載しない限り、す
べて重量部、重量％である。

また各種物性は以下の方法で測定した。

滲み出し試験： 25℃で60分保持し、30分かけてパラフィン類の融点よ
りも20℃高い温度に加熱してその温度に60分保持し、60
分かけて再び25℃に冷却するヒートサイクルを４回行
う。４回目に加熱した時における蓄熱材の表面を調べ、
パラフィン類の滲み出しが全く見られず乾燥状態にある
場合を優、パラフィンの滲み出しが僅かに生じて多少粘
着性が増大するが概して乾燥状態にあると見做し得る場
合を良、パラフィンの滲み出しのために表面が濡れた状
態となる場合を不良と評価する。

最大蓄熱温度：本発明の蓄熱材は、使用したパラフィン
類の示す結晶転移温度特性が反映した蓄熱特性を示す。
最大蓄熱温度とは、最も大きな蓄熱あるいは吸熱を示す
温度であって、多くの場合パラフィン類のT_maxまたは融
点において、あるいはその近傍温度で現れる。この温度
をJIS K 7121に準じてDSC装置で測定した。

最大蓄熱温度：本発明蓄熱材は、使用したパラフィン類
の示す結晶転移温度特性が反映した蓄熱特性を示す。最
大蓄熱温度とは、最も多きな蓄熱あるいは吸熱を示す温
度であって、多くの場合パラフィン類のT_maxまたは融点
において、あるいはその近傍温度で現れる。この温度を
JIS K 7121に準じてDSC装置で測定した。

形状保持性1:2mm厚の板から10mm角の小片を切り出し、
これを５枚重ねて高さ10mm（10mm立方体）の試験試料を
得る。これを80℃の温度に保持したオーブン中にて120
分加熱し、この加熱後にける試料の変化有無を目視観察
する。略々原形を保っているものを良とし、変形したも
のや溶融したものを不良とした。

形状保持性2:300mlのビーカーに、各種蓄熱材を100g入
れ、いったん溶融した後水平状態で蓄熱成分の融点以下
で固化したものを、20度傾けた状態で80℃で24時間オー
ブン中に放置し、その後外観を観察した。固化していた
ときと同じ状態で存在していた場合を良、そうでない場
合を不良とした。

滲み出し性1:各蓄熱材をポリエチレンフィルム袋中に封
入し、最大蓄熱温度よりも20℃高い温度に24時間放置し
てパラフィン類が分離しているかどうかを目視観察し
た。ほとんど以上のないものを良とした。不良は明らか
に分離が認められるものである。

滲み出し性2:50×50×5mmの蓄熱材を下記温度プログラ
ムにしたオーブン中に20サイクル放置し、滲み出し性を
評価した。

尚第１及び第２表において、組成物の割合は全て部数
で示されている。

尚、架橋度はJIS C−3005に準じ、溶剤としてキシレ
ンを用いキシレンの沸点で抽出することによって測定し
た。

実施例１〜２及び比較例１〜６第１及び２表に示す組成について充分均一に混合した
後、成形して厚さ5mmの蓄熱材を得た。この際、130℃〜
180℃に加熱した容器中で充分攪拌混合し、溶融混合物
を型に流し込んで成形した。

各実施例及び比較例につき、第１表及び第２表に示す
特性を前記の方法で測定した。ただし最大蓄熱温度、蓄
熱温度範囲、最大放熱温度、放熱温度範囲についてはJI
S K 7121に準じてDSC装置で測定した。

これらの特性は、使用したパラフィン類の示す結晶転
移温度特性が反映した本蓄熱材の蓄熱、放熱特性を表す
もので、最大蓄熱温度とは、最も大きな蓄熱或いは吸熱
を示す温度であり、この最大蓄熱温度以外に目立った蓄
熱を示す温度がある場合にはかかる温度を、またある温
度範囲で蓄熱が認められた場合にはその温度範囲を「蓄
熱温度範囲」として示した。一方、放熱についても蓄熱
と同様に最大放熱温度、及び放熱温度範囲を用いて示し
た。

〔発明の効果〕本発明の蓄熱材は、30kcal/kg以上、好ましくは35kca
l/kg以上の高いレベルの潜熱を有し、しかも使用したパ
ラフィン類のT_maxまたは融点近傍の高温度においても溶
融、滴下、相分離、液体のブリード等の面で大きく改善
されており、シート状に成形しても割れることがなく適
度な柔軟性を有する。以上により本発明の蓄熱材は、た
とえば深夜電力を利用する蓄熱式床暖房、蓄熱槽等に適
用して施工が容易であり、しかも長期安全運転上に頗る
有利である。またマット等の民生用、蓄熱用建材等とし
ても有用である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蓄熱成分としてのパラフィン類と、該パラ
フィン類100重量部あたり５〜30重量部のバインダ成分
とが機械的手段にて混合されてなり、且つ該バインダ成
分として、炭化水素系ゴム類とポリオレフィン系樹脂と
の少なくとも１種と室温以上で且つ使用したパラフィン
類のTmax＋10℃の温度域ではそれ自身でゴム弾性を有す
る熱可塑性エラストマーとを併用することを特徴とする
蓄熱材。
【請求項２】上記バインダ成分が、最終的に架橋されて
なる特許請求の範囲第１項の蓄熱材。