JPH0680956A - 蓄熱材組成物およびその製造法 - Google Patents
蓄熱材組成物およびその製造法Info
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- JPH0680956A JPH0680956A JP23683792A JP23683792A JPH0680956A JP H0680956 A JPH0680956 A JP H0680956A JP 23683792 A JP23683792 A JP 23683792A JP 23683792 A JP23683792 A JP 23683792A JP H0680956 A JPH0680956 A JP H0680956A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水、無機塩の水溶液および無機水和塩等の潜
熱蓄熱材組成物に有効なの過冷却防止剤の提供。 【構成】 潜熱蓄熱材組成物に、１〜２００μｍの粒子
径を有する結晶性の発核剤を存在させる。
熱蓄熱材組成物に有効なの過冷却防止剤の提供。 【構成】 潜熱蓄熱材組成物に、１〜２００μｍの粒子
径を有する結晶性の発核剤を存在させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水、無機塩の水溶液お
よび無機水和塩等の蓄熱材組成物の発核剤に関するもの
である。
よび無機水和塩等の蓄熱材組成物の発核剤に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術および課題】水、無機塩の水溶液および無
機水和塩を潜熱蓄熱材として使用する際、過冷却現象の
問題があり、各種蓄熱材に適する過冷却防止剤が検討さ
れてきた。過冷却防止剤の機構は明かではないが、硫酸
ナトリウムにホウ酸ナトリウム、塩化カルシウムに炭酸
バリウムなどがよく知られている。炭酸ナトリウム１０
水和塩を主体とする潜熱蓄熱材の過冷却防止のために、
特定の発核剤を使用し、その粒子径を調節することが特
公昭５７ー３６３０４号公報に記載されている。それに
よると、炭酸ナトリウム１０水和塩に添加する水酸化ス
トロンチウム、水酸化バリウムおよび四ホウ酸ナトリウ
ムの粒子径を１００μｍ以下にすることが好ましく、粒
子径が小さければ添加量は少なくてよく、粒子径が大き
くなると添加量は増大するとされている。しかしなが
ら、従来提案されている発核剤は、過冷却度が比較的高
く、蓄熱材の過冷却防止効果が充分であるとは言い難
い。
機水和塩を潜熱蓄熱材として使用する際、過冷却現象の
問題があり、各種蓄熱材に適する過冷却防止剤が検討さ
れてきた。過冷却防止剤の機構は明かではないが、硫酸
ナトリウムにホウ酸ナトリウム、塩化カルシウムに炭酸
バリウムなどがよく知られている。炭酸ナトリウム１０
水和塩を主体とする潜熱蓄熱材の過冷却防止のために、
特定の発核剤を使用し、その粒子径を調節することが特
公昭５７ー３６３０４号公報に記載されている。それに
よると、炭酸ナトリウム１０水和塩に添加する水酸化ス
トロンチウム、水酸化バリウムおよび四ホウ酸ナトリウ
ムの粒子径を１００μｍ以下にすることが好ましく、粒
子径が小さければ添加量は少なくてよく、粒子径が大き
くなると添加量は増大するとされている。しかしなが
ら、従来提案されている発核剤は、過冷却度が比較的高
く、蓄熱材の過冷却防止効果が充分であるとは言い難
い。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、発核剤の
基本動作原理を鋭意検討した結果、発核剤の粒子径を１
〜２００μｍとすることで発核性能が優れて良くなるこ
とを見いだした。後述するが、発核剤の粒子径を変え発
核剤を１個だけ添加した系で発核剤の効果を調べたとこ
ろ、粒子径が小さい方が大きい方よりも発核効果が優れ
ていることが判った。表面積は粒子径が大きい方が大き
いにもかかわらず、発核効果は粒子径が小さい方が優れ
ている。これは発核剤の表面積によるのではなく、粒子
径が小さくなると表面エネルギーが減少し、核生成に必
要な自由エネルギー変化が小さくなるために発核しやす
くなると考えられる。又、粒子径が１μｍより小さくな
ると、その溶解度が著しく上昇して溶解してしまうの
で、１μｍ以上であることが必須であることを実験的に
見いだした。
基本動作原理を鋭意検討した結果、発核剤の粒子径を１
〜２００μｍとすることで発核性能が優れて良くなるこ
とを見いだした。後述するが、発核剤の粒子径を変え発
核剤を１個だけ添加した系で発核剤の効果を調べたとこ
ろ、粒子径が小さい方が大きい方よりも発核効果が優れ
ていることが判った。表面積は粒子径が大きい方が大き
いにもかかわらず、発核効果は粒子径が小さい方が優れ
ている。これは発核剤の表面積によるのではなく、粒子
径が小さくなると表面エネルギーが減少し、核生成に必
要な自由エネルギー変化が小さくなるために発核しやす
くなると考えられる。又、粒子径が１μｍより小さくな
ると、その溶解度が著しく上昇して溶解してしまうの
で、１μｍ以上であることが必須であることを実験的に
見いだした。
【０００４】本発明は、潜熱蓄熱材組成物に１〜２００
μｍの粒子径を有する結晶性の発核剤を存在させること
を特徴とするものである。該粒子径は、好ましくは１〜
５０μｍ、より好ましくは１〜２０μｍのものである。
１〜２００μｍの粒子径の発核剤を得る方法として、二
通り考えられる。一つは、粉砕によって所望の粒子径を
得る方法である。粉砕機は、ジェットミル、ボールミ
ル、自由粉砕機およびハンマーミルなど所望の粒子径を
得られるものであれば何を用いても良い。粉砕を行うと
発核剤の表面に荒れが生じて、そのとつ部の高さ（粒
径）が１μｍ程度となり、極めて良好な発核が可能とな
る。第２の方法としては、化学的に発核剤自体を発核さ
せ所望の粒子径を得る方法である。つまり、発核剤自体
が目的温度（蓄熱材の融点または凝固点）以上で発核も
しくは晶析するような濃度に蓄熱材組成物を調整し、理
想とする１μｍ付近の粒子径を得ることができる。
μｍの粒子径を有する結晶性の発核剤を存在させること
を特徴とするものである。該粒子径は、好ましくは１〜
５０μｍ、より好ましくは１〜２０μｍのものである。
１〜２００μｍの粒子径の発核剤を得る方法として、二
通り考えられる。一つは、粉砕によって所望の粒子径を
得る方法である。粉砕機は、ジェットミル、ボールミ
ル、自由粉砕機およびハンマーミルなど所望の粒子径を
得られるものであれば何を用いても良い。粉砕を行うと
発核剤の表面に荒れが生じて、そのとつ部の高さ（粒
径）が１μｍ程度となり、極めて良好な発核が可能とな
る。第２の方法としては、化学的に発核剤自体を発核さ
せ所望の粒子径を得る方法である。つまり、発核剤自体
が目的温度（蓄熱材の融点または凝固点）以上で発核も
しくは晶析するような濃度に蓄熱材組成物を調整し、理
想とする１μｍ付近の粒子径を得ることができる。
【０００５】本発明が対象とする蓄熱材は、水、無機塩
の水溶液および無機水和塩など従来公知の各種蓄熱材、
およびそれらに対する発核剤を包含する。その代表例を
挙げれば、下記のとおりである： 蓄熱剤 発核剤 硫酸ナトリウム10水和塩 ホウ酸ナトリウム 塩化カルシウム6水和塩 水酸化バリウム、炭酸ストロンチ ウム 酢酸ナトリウム3水和塩 ピロリン酸ナトリウム、炭酸ナト リウム 硫酸アルミニウムアンモニウム12水和塩 硫酸アルミニウムセシウム 硫酸アルミニウムルビジウム 硫酸アルミニウムカリウム12水和塩 硫酸セシウム、塩化セシウム 炭酸セシウム リン酸水素二ナトリウム12水和塩 リン酸三カルシウム、 塩化カルシウム
の水溶液および無機水和塩など従来公知の各種蓄熱材、
およびそれらに対する発核剤を包含する。その代表例を
挙げれば、下記のとおりである： 蓄熱剤 発核剤 硫酸ナトリウム10水和塩 ホウ酸ナトリウム 塩化カルシウム6水和塩 水酸化バリウム、炭酸ストロンチ ウム 酢酸ナトリウム3水和塩 ピロリン酸ナトリウム、炭酸ナト リウム 硫酸アルミニウムアンモニウム12水和塩 硫酸アルミニウムセシウム 硫酸アルミニウムルビジウム 硫酸アルミニウムカリウム12水和塩 硫酸セシウム、塩化セシウム 炭酸セシウム リン酸水素二ナトリウム12水和塩 リン酸三カルシウム、 塩化カルシウム
【０００６】
【実施例】 実施例１ 撹拌槽中にて３０８Ｋで３０分間加熱融解した硫酸ナト
リウム１０水和塩水溶液を一度濾過した後、２８８Ｋに
まで冷却して結晶を析出させ飽和水溶液を調整した。２
８８Ｋの硫酸ナトリウム１０水和塩飽和水溶液４０mlを
ガラス製遠沈管に採取し、結晶粒子径（Ｌａ）が０．９
μｍ〜２．３２mmの所定粒子径のホウ酸ナトリウム１０
水和塩結晶一個を（００１）面が遠沈管低部に触れるよ
うにすばやく添加し、恒温槽内での試料溶液温度の安定
を確認した後、３０K/Hrの冷却速度で所定の温度まで冷
却し、遠沈管中心部に設置した熱電対により発熱温度を
測定し、記録計に記録し待ち時間を測定した。なお、実
験は毎回新しく調整した飽和溶液を使用し、操作温度２
８１Ｋ、２８２Ｋ、２８３Ｋ、２８４Ｋで、結晶を添加
しない場合のブランク実験を含めて延べ１６５サンプル
を使用した。また発核剤は静置で冷却法により一次核発
生させて作成したもので、肉眼で確認できる範囲で表面
のきれいな結晶を選別して使用した。以上の実験から、
ホウ酸ナトリウム１０水和塩結晶の各粒子径幅に対する
各操作温度時の表面エネルギーσを求め、その結果を表
１に示した。各操作温度条件でホウ酸ナトリウム１０水
和塩の粒子径幅が小さくなるほど表面エネルギーが減少
していることが判る。粒子径が小さくなると表面エネル
ギーが小さくなり、発核効果が大きくなり結晶が成長し
易くなる。
リウム１０水和塩水溶液を一度濾過した後、２８８Ｋに
まで冷却して結晶を析出させ飽和水溶液を調整した。２
８８Ｋの硫酸ナトリウム１０水和塩飽和水溶液４０mlを
ガラス製遠沈管に採取し、結晶粒子径（Ｌａ）が０．９
μｍ〜２．３２mmの所定粒子径のホウ酸ナトリウム１０
水和塩結晶一個を（００１）面が遠沈管低部に触れるよ
うにすばやく添加し、恒温槽内での試料溶液温度の安定
を確認した後、３０K/Hrの冷却速度で所定の温度まで冷
却し、遠沈管中心部に設置した熱電対により発熱温度を
測定し、記録計に記録し待ち時間を測定した。なお、実
験は毎回新しく調整した飽和溶液を使用し、操作温度２
８１Ｋ、２８２Ｋ、２８３Ｋ、２８４Ｋで、結晶を添加
しない場合のブランク実験を含めて延べ１６５サンプル
を使用した。また発核剤は静置で冷却法により一次核発
生させて作成したもので、肉眼で確認できる範囲で表面
のきれいな結晶を選別して使用した。以上の実験から、
ホウ酸ナトリウム１０水和塩結晶の各粒子径幅に対する
各操作温度時の表面エネルギーσを求め、その結果を表
１に示した。各操作温度条件でホウ酸ナトリウム１０水
和塩の粒子径幅が小さくなるほど表面エネルギーが減少
していることが判る。粒子径が小さくなると表面エネル
ギーが小さくなり、発核効果が大きくなり結晶が成長し
易くなる。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【発明の効果】従来、蓄熱剤組成物が発核剤の融解温度
以上になると発核効果がなくなり、蓄熱材として機能し
なくなることが指摘されている。そのため、耐熱効果の
高い、つまり蓄熱材の融点と発核剤の融点の温度差が大
きい発核剤を用いることが検討されているが、発核剤の
融点よりも温度が上昇してしまい発核剤が融解した時点
で発核効果はなくなる。しかしなら、本発明において
は、発核剤自体の発核もしくは晶析により発核剤の粒子
径を得るので、発核剤が一旦融解しても、再び発核する
ためにその発核効果が失われることはない。
以上になると発核効果がなくなり、蓄熱材として機能し
なくなることが指摘されている。そのため、耐熱効果の
高い、つまり蓄熱材の融点と発核剤の融点の温度差が大
きい発核剤を用いることが検討されているが、発核剤の
融点よりも温度が上昇してしまい発核剤が融解した時点
で発核効果はなくなる。しかしなら、本発明において
は、発核剤自体の発核もしくは晶析により発核剤の粒子
径を得るので、発核剤が一旦融解しても、再び発核する
ためにその発核効果が失われることはない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 正博 三重県四日市市川尻町1000番地 三菱油化 エンジニアリング株式会社四日市支社内
Claims (3)
- 【請求項１】 水、無機塩の水溶液および無機水和塩の
いずれかの相転移現象を利用した潜熱蓄熱材組成物にお
いて、該組成物中に１〜２００μｍの粒子径を有する結
晶性の発核剤を存在させることを特徴とする潜熱蓄熱材
組成物。 - 【請求項２】 前記発核剤が粉砕により１〜２００μｍ
の粒子径に調製されたものである請求項１記載の潜熱蓄
熱材組成物。 - 【請求項３】 前記発核剤が、蓄熱材に発核剤を溶液状
態で添加し、その際該蓄熱材の冷却時に発核剤の結晶が
生成するように発核剤溶液の濃度を調整することによ
り、調製されたものであることを特徴とする請求項１記
載の潜熱蓄熱材組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23683792A JPH0680956A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 蓄熱材組成物およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23683792A JPH0680956A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 蓄熱材組成物およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0680956A true JPH0680956A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17006525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23683792A Pending JPH0680956A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 蓄熱材組成物およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680956A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002030280A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Sumitomo Chem Co Ltd | 塩水和物の過冷却防止剤顆粒の製造方法 |
| JP2002062073A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-28 | Nkk Corp | 水和物スラリーの製造方法および装置 |
| US6755572B1 (en) | 1999-11-15 | 2004-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Antifriction bearing |
| WO2010004975A1 (ja) | 2008-07-08 | 2010-01-14 | 株式会社ジェイテクト | 車軸用軸受装置 |
| JP2014189582A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toppan Forms Co Ltd | 保冷具 |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP23683792A patent/JPH0680956A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6755572B1 (en) | 1999-11-15 | 2004-06-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Antifriction bearing |
| JP2002030280A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Sumitomo Chem Co Ltd | 塩水和物の過冷却防止剤顆粒の製造方法 |
| JP2002062073A (ja) * | 2000-08-15 | 2002-02-28 | Nkk Corp | 水和物スラリーの製造方法および装置 |
| JP4617548B2 (ja) * | 2000-08-15 | 2011-01-26 | Ｊｆｅエンジニアリング株式会社 | 水和物スラリーの製造方法、水和物スラリーの製造装置および水溶液 |
| WO2010004975A1 (ja) | 2008-07-08 | 2010-01-14 | 株式会社ジェイテクト | 車軸用軸受装置 |
| JP2014189582A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toppan Forms Co Ltd | 保冷具 |
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