JPH11323319A - 潜熱蓄熱材組成物 - Google Patents

潜熱蓄熱材組成物

Info

Publication number
JPH11323319A
JPH11323319A JP12606898A JP12606898A JPH11323319A JP H11323319 A JPH11323319 A JP H11323319A JP 12606898 A JP12606898 A JP 12606898A JP 12606898 A JP12606898 A JP 12606898A JP H11323319 A JPH11323319 A JP H11323319A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calcium
heat storage
latent heat
storage material
material composition
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
JP12606898A
Other languages
English (en)
Inventor
Isamu Akiyama
勇 秋山
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.)
Takata Corp
Original Assignee
Takata 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 Takata Corp filed Critical Takata Corp
Priority to JP12606898A priority Critical patent/JPH11323319A/ja
Publication of JPH11323319A publication Critical patent/JPH11323319A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期に亘って融解−凝固のヒートサイクルを
繰り返しても相分離が起こらない酢酸ナトリウム3水塩
潜熱蓄熱材組成物を提供する。 【解決手段】 酢酸ナトリウム3水塩に、相分離防止材
として親水性フュームドシリカ、親水性フュームドアル
ミナ、及びカルシウム塩を配合した潜熱蓄熱材組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、酢酸ナトリウム3
水塩を主材とする潜熱蓄熱材組成物に係り、特に、融解
−凝固のヒートサイクルを繰り返しても相分離が起こら
ず、長期に亘って安定して潜熱を発生させることができ
る潜熱蓄熱材組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、蓄熱材としては物質の顕熱又
は潜熱を利用するものが知られている。そのうち、潜熱
を利用する蓄熱材は顕熱を利用する蓄熱材より単位重量
及び単位体積当たりの蓄熱量が大きいので、同じ量の熱
を蓄えるのに、顕熱を利用する蓄熱材より少量用いれば
良く、装置を小型化することができるという利点があ
る。また、潜熱を利用する蓄熱材は、顕熱を用いる蓄熱
材と異なり、その物質固有の凝固点(転移点)を持ち、
そこで一定温度で熱を放出する特徴を有する。中でも、
無機水和塩は大きな潜熱蓄熱量を有することが知られて
おり、更にその中でも酢酸ナトリウム3水塩は潜熱蓄熱
量が大きく、転移温度が58℃と暖房等の用途に適する
ことから、古くから有望視されている蓄熱材である。
【0003】しかし、この酢酸ナトリウム3水塩の融点
は調和融点ではなく包晶点であるので、本来の融点まで
冷却されても潜熱を放出せず冷却されてしまう過冷却現
象と、融解−凝固の熱サイクルを繰り返すと酢酸ナトリ
ウム無水塩結晶が成長し、この結晶が底部に沈降してし
まい所望の潜熱を発生できなくなる相分離現象が生ず
る。
【0004】この内、相分離現象の機構は次のように考
えられている。即ち、酢酸ナトリウム3水塩をその融点
58℃まで加熱すると、酢酸ナトリウム無水塩と水とに
分解する。次に、分解した無水塩が水に溶解する。しか
し、融点近傍の温度では無水塩は過飽和状態となり完全
には溶解しない。このとき溶解できなかった無水塩が、
微細結晶として、均質に近い状態で融液に分散していれ
ば、冷却固化時に周囲の水と反応して3水塩に復帰し易
いが、実際にはそうならず、無水塩結晶は肥大成長して
底部に沈殿し、無水塩結晶沈殿物と融液とに分離してし
まう。
【0005】酢酸ナトリウム3水塩の上記問題点のう
ち、過冷却現象の防止については、種々提案がなされて
おり、例えば、特開昭57−59981号公報には過冷
却防止材としてピロリン酸ナトリウムを添加すること
が、また、特開昭60−92383号公報にはリン酸1
水素2ナトリウムを添加することが報告されている。
【0006】一方、相分離現象の防止については、特開
昭57−31982号公報に相分離防止材としてポリア
クリル酸ナトリウムを添加することが、また、特開昭5
8−79081号公報にはカルボン酸を添加すること
が、また、特開昭60−58480号公報にはキサンタ
ンガムを添加することが報告されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の実験によれ
ば、酢酸ナトリウム3水塩の過冷却現象については、ピ
ロリン酸ナトリウムやリン酸1水素2ナトリウムの配合
により、ほぼ解決することができた。しかしながら、酢
酸ナトリウム3水塩の相分離現象については、特開昭5
7−31982号公報に記載されるポリアクリル酸ナト
リウムや特開昭58−79081号公報に記載されるカ
ルボン酸では、数十サイクルの融解−凝固で相分離が生
じ、発熱しなくなることが判明した。また、特開昭60
−58480号公報に記載されるキサンタンガムでは、
これらの分離防止材よりは良好な結果が得られたが、4
00サイクルを超える融解−凝固でキサンタンガムが熱
劣化することで相分離が起きることが判明した。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決し、長期
に亘って融解−凝固のヒートサイクルを繰り返しても相
分離が起こらない酢酸ナトリウム3水塩潜熱蓄熱材組成
物を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の潜熱蓄熱材組成
物は、酢酸ナトリウム3水塩又はその共融物と相分離防
止材とを含む潜熱蓄熱材組成物において、該相分離防止
材として、親水性フュームドシリカ、親水性フュームド
アルミナ及びカルシウム塩を含有することを特徴とす
る。
【0010】即ち、本発明者は、長期の融解−凝固で安
定して発熱する酢酸ナトリウム3水塩潜熱蓄熱材を得る
べく研究を重ねた結果、相分離防止材としてフュームド
シリカ、フュームドアルミナ及びカルシウム塩を用いる
ことにより、優れた効果が得られることを見出し、本発
明を完成させた。
【0011】本発明において、上記の相分離防止材がど
のように作用して良好な相分離防止作用が得られたのか
は明らかではないが、シリカ、アルミナ及びカルシウム
塩の各々単独又はこれらのうち2種の併用では長期の安
定した分散性が得られなかったことから、これらの微細
な粒子がバランス良く互いに保持しあうように組成物全
体に分散することにより、酢酸ナトリウムの無水塩結晶
が沈降することなく微細なまま融液中に均一分散保持さ
れ、全体として長期安定性に優れた潜熱蓄熱材組成物が
形成されるものと考えられる。
【0012】特に、本発明では、シリカ及びアルミナに
対し、カルシウムイオンが何らかの作用を奏するものと
推定される。即ち、酒石酸カルシウムでは良好な分散性
が得られるが、酒石酸ナトリウムでは十分な分散性が得
られない。
【0013】本発明において、フュームドシリカとフュ
ームドアルミナの重量比は95:5〜50:50である
ことが好ましく、また、フュームドシリカとフュームド
アルミナの合計含有量は酢酸ナトリウム3水塩又はその
共融物100重量部当たり3〜25重量部であることが
好ましい。
【0014】フュームドシリカ及びフュームドアルミナ
の平均粒径は、好ましくは0.1μm以下である。
【0015】カルシウム塩としては、ギ酸カルシウム、
酢酸カルシウム、塩化カルシウム、酒石酸カルシウム及
び乳酸カルシウムよりなる群から選ばれる1種又は2種
以上を用いることができ、その含有量は酢酸ナトリウム
3水塩又はその共融物100重量部当たり0.1〜30
重量部であることが好ましい。
【0016】本発明の潜熱蓄熱材組成物は、更に過冷却
防止材としてピロリン酸ナトリウム及び/又はリン酸1
水素2ナトリウムを含有しても良い。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0018】本発明の潜熱蓄熱材組成物は、融点58℃
の酢酸ナトリウム3水塩(CH3COONa・3H2O)
又はその共融物を主材とし、相分離防止材として、フュ
ームドシリカ、フュームドアルミナ及びカルシウム塩を
含むものである。
【0019】相分離防止材として用いられるフュームド
シリカ、フュームドアルミナは、親水性の無水物であっ
て、その一次粒子の平均粒径が0.1μm以下、好まし
くは0.05μm以下の微小径を持つものが好ましい。
粒径の大きいもの、例えば数μmの粒径になると沈降し
やすくなり、良好な相分離防止効果が得られない。
【0020】また、フュームドシリカとフュームドアル
ミナの重量比は95:5〜50:50の範囲にあること
が好ましく、より好ましくはフュームドシリカ:フュー
ムドアルミナ=95:5〜75:25の範囲である。重
量でフュームドシリカよりフュームドアルミナのほうが
多くなると分散性が低下し、良好な相分離防止効果を得
ることができない。
【0021】更に、フュームドシリカとフュームドアル
ミナの添加量は酢酸ナトリウム3水塩100重量部に対
して合計で3〜25重量部程度が良く、より好ましくは
7〜15重量部程度である。この添加量が少なすぎると
十分な相分離防止効果が得られないが、多すぎると蓄熱
量の低下を招くため、上記範囲においてなるべく少なく
するのが好ましい。
【0022】相分離防止材として同時に用いられるカル
シウム塩としては、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、
塩化カルシウム、酒石酸カルシウム、及び乳酸カルシウ
ム等が挙げられ、これらは1種を単独で或いは2種以上
を併用して用いることができる。ここで、ギ酸カルシウ
ムは無水塩、酢酸カルシウムは無水塩,1水塩,2水
塩、塩化カルシウムは無水塩,1水塩,2水塩,4水
塩,6水塩、酒石酸カルシウムは無水塩,4水塩、乳酸
カルシウムは無水塩から5水塩までのものを用いること
ができる。上記の内、結晶水の異なる塩を持つものにお
いては、酢酸カルシウムにおいては1水塩、塩化カルシ
ウムにおいては2水塩、酒石酸カルシウムにおいては4
水塩、乳酸カルシウムにおいては5水塩が特に好まし
い。なお、カルシウム塩であっても、炭酸カルシウム、
フッ化カルシウム、グルコン酸カルシウムなどでは、分
散効果が劣る場合があるため、上記のカルシウム塩を用
いるのが好ましい。
【0023】これらのカルシウム塩の添加量は、酢酸ナ
トリウム3水塩100重量部当たり0.1〜30重量部
が好ましく、特に好ましくは5〜15重量部である(な
お、この含有割合にはカルシウム塩の結晶水は含めな
い。)。
【0024】本発明においては、酢酸ナトリウム3水塩
の安定化の目的で少量の水を加えても良い。ただし、水
の添加により融点の低下の問題を生じるため、水の添加
量は酢酸ナトリウム3水塩100重量部に対して10重
量部以下とするのが望ましい。
【0025】本発明の潜熱蓄熱材組成物は、更に過冷却
防止材としてピロリン酸ナトリウム及び/又はリン酸1
水素2ナトリウムを含有していても良く、この場合、過
冷却防止材の含有量は酢酸ナトリウム3水塩100重量
部当り1〜20重量部であることが好ましい(なお、こ
の含有割合には過冷却防止材中の結晶水は含めな
い。)。
【0026】本発明の潜熱蓄熱材組成物はまた、更に必
要に応じて、チオ硫酸ナトリウム、塩化カリウム、エチ
レングリコール等の融点調節剤や界面活性剤等を含有し
ていても良い。
【0027】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0028】実施例1〜7、比較例1,2 主材酢酸ナトリウム3水塩100gに、相分離防止材と
して表1に示す配合比のフュームドシリカ(平均一次粒
径0.012μm)とフュームドアルミナ(平均一次粒
径0.013μm)の混合物10gと塩化カルシウム2
水塩10gと、更に核形成材(過冷却防止材)としてピ
ロリン酸ナトリウム10水塩5gを混合し、この混合物
を70℃のウオーターバス中で溶解し、十分に攪拌し
た。その後、この混合物の一部約25gを直径18mm
のポリプロピレン製試験管に入れ、シリコン栓で封止し
た。
【0029】このようにセットした試料を30℃と70
℃のウオーターバス中に25分ずつ交互に入れる温度サ
イクル試験を100サイクル行い、試料の分散性を観察
した。
【0030】その結果、フュームドシリカとフュームド
アルミナと塩化カルシウムを併用したもの(実施例1〜
7)、特にこれらのうち、フュームドシリカ:フューム
ドアルミナ=95:5〜50:50(重量比)としたも
の(実施例2〜6)は、表1に示すように100サイク
ルでも相分離がみられず、良好な均一分散性を示した。
【0031】
【表1】
【0032】実施例8 酢酸ナトリウム3水塩100gに相分離防止材としてフ
ュームドシリカ8.5g、フュームドアルミナ1.5
g、酢酸カルシウム1水塩15g、及び核形成材として
リン酸1水素2ナトリウム12水塩5gの混合物を70
℃のウオーターバス中で溶解し、十分に攪拌した。その
後、その混合物の一部約25gを直径18mmのポリプ
ロピレン製試験管に入れ、シリコン栓で封止した。ま
た、シリコン栓の中央に熱電対を通し、熱電対の先端が
試験管の中の蓄熱材配合物のほぼ中央に位置するように
セットした。
【0033】このようにセットした試料を30℃と70
℃のウオーターバス中に25分ずつ交互に入れる温度サ
イクル試験を行った。その結果、この試料は1500サ
イクルでも相分離がみられず、発熱ピークも1サイクル
目と殆ど変わらず、固化開始温度も約56℃で殆ど変化
しなかった。
【0034】なお、このときのヒートサイクルの水温変
化と、1サイクル目及び1500サイクル目の発熱ピー
クを図1に示す。
【0035】実施例9 実施例8において酢酸カルシウム1水塩の代わりに塩化
カルシウム2水塩10gと酒石酸カルシウム4水塩1g
を用いたこと以外は同様にして試料を作製し、同様に温
度サイクル試験を行った。
【0036】その結果、この試料も1500サイクルで
も相分離がみられず、発熱ピークも1サイクル目と殆ど
変わらず、固化開始温度も約53℃で殆ど変化しなかっ
た。
【0037】なお、このときのヒートサイクルの水温変
化と、1サイクル目及び1500サイクル目の発熱ピー
クを図2に示す。
【0038】比較例3 実施例8において、酢酸カルシウム1水塩を添加しなか
ったこと以外は同様にして試料を作製し、同様に温度サ
イクル試験を行った。
【0039】その結果、この試料は百数十サイクルで相
分離が生じてしまい、その際には発熱ピークも大幅に小
さくなった。
【0040】比較例4 実施例8において、フュームドシリカとフュームドアル
ミナを添加しなかったこと以外は同様にして試料を作製
し、同様に温度サイクル試験を行った。
【0041】その結果、この試料は十数サイクルで相分
離が生じてしまい、その際には発熱ピークも大幅に小さ
くなった。
【0042】比較例5 実施例8において、フュームドシリカ、フュームドアル
ミナ及び酢酸カルシウム1水塩の代りに、キサンタンガ
ム2gを添加したこと以外は同様にして試料を作製し、
同様に温度サイクル試験を行った。
【0043】その結果、この試料は400サイクル前後
で相分離が生じてしまい、発熱ピークは500〜700
サイクルで大幅に小さくなった。
【0044】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の潜熱蓄熱材
組成物によれば、融解−凝固のヒートサイクルを多数回
繰り返しても相分離を起こすことなく、長期に亘って安
定して潜熱を放出する、実用上優れた特徴を備える潜熱
蓄熱材組成物が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例8におけるヒートサイクルの水温変化
と、1サイクル目及び1500サイクル目の発熱ピーク
を示すグラフである。
【図2】実施例9におけるヒートサイクルの水温変化
と、1サイクル目及び1500サイクル目の発熱ピーク
を示すグラフである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酢酸ナトリウム3水塩又はその共融物と
    相分離防止材とを含む潜熱蓄熱材組成物において、該相
    分離防止材として、親水性フュームドシリカ、親水性フ
    ュームドアルミナ及びカルシウム塩を含有することを特
    徴とする潜熱蓄熱材組成物。
  2. 【請求項2】 前記フュームドシリカとフュームドアル
    ミナの重量比が95:5〜50:50であることを特徴
    とする請求項1に記載の潜熱蓄熱材組成物。
  3. 【請求項3】 前記フュームドシリカとフュームドアル
    ミナの合計含有量が酢酸ナトリウム3水塩又はその共融
    物100重量部当たり3〜25重量部であることを特徴
    とする請求項1又は2に記載の潜熱蓄熱材組成物。
  4. 【請求項4】 前記フュームドシリカ及びフュームドア
    ルミナの平均粒径が0.1μm以下であることを特徴と
    する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の潜熱蓄熱
    材組成物。
  5. 【請求項5】 前記カルシウム塩がギ酸カルシウム、酢
    酸カルシウム、塩化カルシウム、酒石酸カルシウム及び
    乳酸カルシウムよりなる群から選ばれる1種又は2種以
    上であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか
    1項に記載の潜熱蓄熱材組成物。
  6. 【請求項6】 前記カルシウム塩の含有量が酢酸ナトリ
    ウム3水塩又はその共融物100重量部当たり0.1〜
    30重量部であることを特徴とする請求項1ないし5の
    いずれか1項に記載の潜熱蓄熱材組成物。
  7. 【請求項7】 更に過冷却防止材としてピロリン酸ナト
    リウム及び/又はリン酸1水素2ナトリウムを含有する
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記
    載の潜熱蓄熱材組成物。
JP12606898A 1998-05-08 1998-05-08 潜熱蓄熱材組成物 Pending JPH11323319A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12606898A JPH11323319A (ja) 1998-05-08 1998-05-08 潜熱蓄熱材組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12606898A JPH11323319A (ja) 1998-05-08 1998-05-08 潜熱蓄熱材組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11323319A true JPH11323319A (ja) 1999-11-26

Family

ID=14925831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12606898A Pending JPH11323319A (ja) 1998-05-08 1998-05-08 潜熱蓄熱材組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11323319A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015122255A1 (ja) * 2014-02-13 2015-08-20 北川工業株式会社 蓄熱材
JP2015169366A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 古河電気工業株式会社 太陽熱集熱装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015122255A1 (ja) * 2014-02-13 2015-08-20 北川工業株式会社 蓄熱材
JP2015169366A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 古河電気工業株式会社 太陽熱集熱装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4451383A (en) Recyclable hot pad
US4391267A (en) Heat storage material
JP7448158B2 (ja) 相転移材料として使用するための金属硝酸塩系組成物
US4331556A (en) Heat storage material
CN106221675A (zh) 一种相变储能介质
JPH11323319A (ja) 潜熱蓄熱材組成物
US4406805A (en) Hydrated MgCl2 reversible phase change compositions
JPH11323320A (ja) 潜熱蓄熱材組成物
Kimura et al. Melt supercooling behavior and crystal growth of Ba (B1− xMx) 2O4 (M: Al or Ga)
JPH0680956A (ja) 蓄熱材組成物およびその製造法
JPS5821942B2 (ja) 蓄熱剤組成物
JP4100590B2 (ja) 潜熱蓄熱材組成物及び蓄熱方法
JPS6251311B2 (ja)
Pask The Al 2 O 3-Sio 2 System: Logical Analysis of Phenomenological Experimental Data
GB2055054A (en) Combination of chemicals and method for generating heat at a controlled temperature and a hot pack containing such a combination
JPS63218786A (ja) 潜熱蓄熱剤組成物
EP0029504B1 (en) Hydrated magnesium nitrate reversible phase change compositions and their preparation
JPS581714B2 (ja) 蓄熱剤組成物
JPS60130673A (ja) 蓄熱材
JPH1135930A (ja) 潜熱蓄冷材
JPS58117277A (ja) 蓄熱材
JPH10237434A (ja) 蓄熱材の製造方法
JPS58195748A (ja) 蓄熱材
JPS5941382A (ja) 蓄熱材
JPS6044578A (ja) 蓄熱材