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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022052748
(43)【公開日】2022-04-04
(54)【発明の名称】蓄熱材組成物
(51)【国際特許分類】
C09K 5/06 20060101AFI20220328BHJP
【ＦＩ】
C09K5/06 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021152700
(22)【出願日】2021-09-18
(31)【優先権主張番号】P 2020158089
(32)【優先日】2020-09-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】303030209
【氏名又は名称】株式会社ヤノ技研
(74)【代理人】
【識別番号】100170025
【弁理士】
【氏名又は名称】福島 一
(72)【発明者】
【氏名】矢野 直達
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能な蓄熱材組成物を提供する。
【解決手段】本発明に係る蓄熱材組成物は、硝酸亜鉛を含む固液相変化材と、核形成材と、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材と、を含有する。核形成材は、水酸化バリウム又は塩化ストロンチウムであり、ケイ素含有微粉末は、フライアッシュ又はシリカゲルであり、炭素含有微粉末は、カーボンブラックである。核形成材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．００１重量％～０．１００重量％の範囲内であり、核形成補助材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．０５０重量％～５．０００重量％の範囲内である。これにより、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能となる。本発明に係る蓄熱材組成物は、様々な分野における蓄熱資材に有用である。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る蓄熱材組成物は、硝酸亜鉛を含む固液相変化材と、核形成材と、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材と、を含有する。核形成材は、水酸化バリウム又は塩化ストロンチウムであり、ケイ素含有微粉末は、フライアッシュ又はシリカゲルであり、炭素含有微粉末は、カーボンブラックである。核形成材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．００１重量％～０．１００重量％の範囲内であり、核形成補助材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．０５０重量％～５．０００重量％の範囲内である。これにより、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能となる。本発明に係る蓄熱材組成物は、様々な分野における蓄熱資材に有用である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
硝酸亜鉛を含む固液相変化材と、
核形成材と、
ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材と、
を含有する蓄熱材組成物。
核形成材と、
ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材と、
を含有する蓄熱材組成物。
【請求項2】
前記核形成材は、水酸化バリウム又は塩化ストロンチウムであり、
前記ケイ素含有微粉末は、フライアッシュ又はシリカゲルであり、
前記炭素含有微粉末は、カーボンブラックである、
請求項１に記載の蓄熱材組成物。
前記ケイ素含有微粉末は、フライアッシュ又はシリカゲルであり、
前記炭素含有微粉末は、カーボンブラックである、
請求項１に記載の蓄熱材組成物。
【請求項3】
前記核形成材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．００１重量％～０．１００重量％の範囲内であり、
前記核形成補助材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．０５０重量％～５．０００重量％の範囲内である、
請求項２に記載の蓄熱材組成物。
前記核形成補助材の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．０５０重量％～５．０００重量％の範囲内である、
請求項２に記載の蓄熱材組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、蓄熱材組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、所定の温度範囲における固体と液体との間の相変化（固液相変化）を利用して蓄熱（熱吸収）及び放熱（熱放出）を行う蓄熱材（潜熱蓄熱材、顕熱蓄熱材、蓄熱資材等）が知られている。蓄熱材は、例えば、多くの冷熱や温熱を必要とする建物（住宅やオフィスビル等）の冷暖房設備や工場の排熱回収設備等の様々な分野に幅広く利用されている。
【0003】
ここで、硝酸亜鉛を用いた蓄熱材に関する技術として、例えば、特開昭５９－１３８９８号公報（特許文献１）には、硝酸亜鉛６水和物に、発核剤として水酸化ストロンチウムまたはその８水和物および水酸化バリウムまたはその８水和物の少なくとも１種を添加してなる蓄熱材が開示されている。これにより、凝固時の過冷却の程度を軽減した潜熱型の蓄熱材を提供することが出来るとしている。
【0004】
又、特開昭６０－４４５７８号公報（特許文献２）には、酢酸ナトリウム３水塩と；硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸亜鉛、硝酸マグネシウムの無水物又は水和物の群より選ばれた１種以上の硝酸塩とから少なくともなる蓄熱材が開示されている。これにより、融点が酢酸ナトリウム６水塩に比較して低く、かつ蓄熱量の低下の少ない蓄熱材を提供することが出来るとしている。
【0005】
又、特開昭６０－２０３６９０号公報（特許文献３）には、硝酸亜鉛６水塩に、水酸化マグネシウム、メタ硅酸マグネシウム、オルト硅酸マグネシウム、メタ硅酸マグネシウムカルシウム及び水酸化亜鉛からなる群の中から選ばれた化合物を硝酸亜鉛の飽和水溶液に対する溶解度以上添加した蓄熱材が開示されている。これにより、硝酸亜鉛６水塩を主体とする蓄熱材を提供することが出来るとしている。
【0006】
又、特開昭６１－８９２８４号公報（特許文献４）には、塩化カルシウム６水塩を主成分とする蓄熱材組成物中に、弗化亜鉛４水塩及び／又は硝酸亜鉛６水塩を凝固点調節剤として配合してなる蓄熱材組成物が開示されている。これにより、特定の化合物を凝固点調節剤として使用することによって、少ない配合率で凝固点を広い範囲の任意の温度に設定することができ、しかも高レベルの潜熱量を有する蓄熱材組成物を比較的安価に提供することが出来るとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開昭５９－１３８９８号公報
【特許文献2】特開昭６０－４４５７８号公報
【特許文献3】特開昭６０－２０３６９０号公報
【特許文献4】特開昭６１－８９２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
地球環境の温暖化に伴い、周囲環境は高温化しつつある。そのため、高温環境でも固液相変化を起こし、蓄熱・放熱の効果を得ることが出来る蓄熱材組成物が求められるようになっている。
【0009】
ここで、硝酸亜鉛を固液相変化材として用いた蓄熱材組成物では、核形成材を添加したとしても、例えば、周囲環境の温度の下限が、比較的高い３０度の場合、液体から固体への相変化が生じず、蓄熱・放熱の効果が得られないという課題がある。この課題に対して、上述した特許文献１－４に記載の技術では解決することは出来ない。
【0010】
そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能な蓄熱材組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る蓄熱材組成物は、硝酸亜鉛を含む固液相変化材と、核形成材と、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材と、を含有する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施例１－３と、比較例１の蓄熱材組成物の成分表である。
【図2】５回目のヒートサイクルにおける実施例１－３と、比較例１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフである。
【図3】実施例４－６と、比較例１の蓄熱材組成物の成分表である。
【図4】５回目のヒートサイクルにおける実施例４－６と、比較例１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフである。
【図5】実施例７－８の蓄熱材組成物の成分表である。
【図6】１５回目から１７回目までのヒートサイクルにおける実施例７－８の蓄熱材組成物の温度変化のグラフである。
【図7】実施例１－２、９の蓄熱材組成物の成分表である。
【図8】３５回目のヒートサイクルにおける実施例１－２、９の蓄熱材組成物の温度変化のグラフである。
【図9】実施例５、１０の蓄熱材組成物の成分表である。
【図10】２５回目のヒートサイクルにおける実施例５、１０の蓄熱材組成物の温度変化のグラフである。
【図11】実施例１１の蓄熱材組成物の成分表である。
【図12】６回目のヒートサイクルにおける実施例１１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【0015】
本発明者は、硝酸亜鉛を固液相変化材として用いた蓄熱材組成物を長年研究しているが、硝酸亜鉛を含有する蓄熱材組成物は、環境温度が、例えば、８０度から３０度の温度まで下がっても、硝酸亜鉛の固液相変化材が液体から固体へ相変化せず、蓄熱・放熱の効果が得られないことを確認している。
【0016】
又、蓄熱材組成物に核形成材を添加した上で、環境温度が、例えば、８０度から３０度の温度まで下がっても、やはり、硝酸亜鉛の相変化が生じないことを確認している。
【0017】
そこで、本発明者は、更に、核形成補助材に着目し、後述する実施例に基づいて、本発明を完成させたのである。
【0018】
即ち、本発明に係る蓄熱材組成物は、硝酸亜鉛を含む固液相変化材と、核形成材と、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材と、を含有する。これにより、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能となる。
【0019】
つまり、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を添加することで、環境温度が、例えば、８０度から３０度の温度まで下がると、核形成材の核形成を促すことが可能となり、硝酸亜鉛の固液相変化材を液体から固体へ相変化させ、蓄熱・放熱の効果を得ることが可能となる。
【0020】
このように、硝酸亜鉛を含む固液相変化材に対して核形成材と核形成補助材の組み合わせにより、核形成材の核形成を促進することが出来るため、８０度から３０度までの高温環境下であっても、蓄熱材組成物の蓄熱・放熱を可能とするのである。
【0021】
又、高温から低温へ下げた後に再度高温へ上げるヒートサイクルにおいて、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末の核形成補助材の存在により、蓄熱材組成物の融解と凝固の繰り返しを可能とし、蓄熱材組成物の蓄熱・放熱を安定して行わせ、過冷却現象を抑える。そのため、長期間の繰り返し使用も可能となる。
【0022】
ここで、硝酸亜鉛を含む固液相変化材の種類に特に限定は無いが、例えば、硝酸亜鉛の無水物｛Ｚｎ（ＮＯ３）２｝やその六水和物｛Ｚｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ｝を採用することが出来る。又、硝酸亜鉛は、無水物と六水和物とを適宜組み合わせても良い。
【0023】
尚、硝酸亜鉛以外の他の固液相変化材は、相変化の温度範囲が異なるものの、所定の温度範囲において、硝酸亜鉛と同様の相変化を行い、蓄熱及び放熱を生じさせるため、他の固液相変化材を含有しても構わない。他の固液相変化材は、例えば、塩化カルシウム、酢酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム等を挙げることが出来る。これらは無水物であってもその水和物であっても構わない。更に、他の固液相変化材は、１種類でも良いし、２種類以上を適宜組み合わせても良い。
【0024】
又、固液相変化材の濃度に特に限定は無いが、例えば、全蓄熱材組成物に対して７５．０００重量％～９９．５００重量％の範囲内であると好ましく、８０．０００重量％～９９．５００重量％の範囲内であると更に好ましい。
【0025】
又、核形成材の種類に特に限定は無いが、例えば、水酸化バリウム｛Ｂａ（ＯＨ）２｝、塩化バリウム（ＢａＣｌ２）、二酸化バリウム（ＢａＣＯ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、硝酸バリウム｛Ｂａ（ＮＯ３）２｝、臭化カリウム（ＫＢｒ）、臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）、塩化ストロンチウム（ＳｒＣｌ２）、水酸化ストロンチウム｛Ｓｒ（ＯＨ）２｝等を挙げることが出来る。これらの核形成材は、種類によって、水和物を形成するため、無水物やその水和物を用いても良いし、これらを適宜組み合わせても良い。
【0026】
又、核形成材は、１種類でも良いし、２種類以上を適宜組み合わせても良い。核形成材を２種類以上添加する場合、その割合に特に限定は無く、例えば、第一の核形成材の水酸化バリウムと第二の核形成材の水酸化ストロンチウムとの混合割合は、重量比で１．０：０．２～１．０：２．０の範囲内であると好ましく、重量比で１．０：０．５～１．０：１．５の範囲内であると更に好ましい。
【0027】
又、核形成材の濃度に特に限定は無いが、例えば、全蓄熱材組成物に対して０．００１重量％～０．１００重量％の範囲内であると好ましく、０．００１重量％～０．０５０重量％の範囲内であると更に好ましい。
【0028】
又、核形成補助材のケイ素含有微粉末の種類に特に限定は無いが、例えば、フライアッシュ、シリカゲル、珪砂（石英砂）、ガラスビーズ、スラグ粉末、シリカセメント、珪藻土、マイクロシリカ（珪石粉末）等を挙げることが出来る。これらのケイ素含有微粉末は、１種類でも良いし、２種類以上を適宜組み合わせても良い。
【0029】
又、ケイ素含有微粉末の平均粒子径に特に限定は無いが、例えば、０．０１μｍ～１００．００μｍの範囲内であると好ましく、０．１μｍ～５０．００μｍの範囲内であると更に好ましい。尚、ケイ素含有微粉末の平均粒子径は、例えば、光子相関法（動的光散乱法）やレーザ回折／散乱法（静的光散乱法）を採用して測定することが出来る。
【0030】
又、核形成補助材の炭素含有微粉末の種類に特に限定は無いが、例えば、カーボンブラック、黒鉛（グラファイト）微粉末、カーボンファイバー微粉末、カーボンナノチューブ微粉末等を挙げることが出来る。これらの炭素含有微粉末は、１種類でも良いし、２種類以上を適宜組み合わせても良い。
【0031】
ここで、カーボンブラックとは、天然ガス、炭化水素ガスの気相熱分解や不完全燃焼によって生成する微粉の球状又は鎖状の導電性物質を意味する。カーボンブラックの種類に特に限定は無いが、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック等を挙げることが出来る。これらの種類のカーボンブラックは適宜組み合わせても良い。
【0032】
又、炭素含有微粉末の平均粒子径に特に限定は無いが、例えば、０．０１μｍ～１００．００μｍの範囲内であると好ましく、０．１μｍ～５０．００μｍの範囲内であると更に好ましい。尚、炭素含有微粉末の平均粒子径は、上述と同様に、例えば、光子相関法やレーザ回折／散乱法を採用して測定することが出来る。
【0033】
又、核形成補助材は、１種類でも良いし、２種類以上を適宜組み合わせても良い。核形成補助材を２種類以上添加する場合、その割合に特に限定は無く、例えば、第一の核形成補助材のケイ素含有微粉末と第二の核形成材の炭素含有微粉末との混合割合は、重量比で１．０：０．２～１．０：２．０の範囲内であると好ましく、重量比で１．０：０．５～１．０：１．５の範囲内であると更に好ましい。
【0034】
又、核形成補助材の濃度に特に限定は無いが、例えば、全蓄熱材組成物に対して０．０５重量％～５．０００重量％の範囲内であると好ましく、０．１０重量％～３．０００重量％の範囲内であると更に好ましい。
【0035】
又、核形成材と核形成補助材との混合比率に特に限定は無いが、例えば、核形成材と核形成補助材との混合割合は、重量比で１．０：０．２～１．０：２．０の範囲内であると好ましく、重量比で１．０：０．５～１．０：１．５の範囲内であると更に好ましい。
【0036】
又、蓄熱材組成物は、固液相変化材と核形成材と核形成補助材以外に他の添加物を添加しても構わない。他の添加物として、例えば、融点調整材、増粘材等を挙げることが出来る。他の添加物の濃度は、全蓄熱材組成物に対して０．００１重量％～２０．０００重量％の範囲内であると好ましく、０．００１重量％～１０．０００重量％の範囲内であると更に好ましい。
【0037】
又、蓄熱材組成物の使用方法に特に限定は無いが、例えば、蓄熱材組成物を容器に充填・密封した物を蓄熱資材として使用する方法を挙げることが出来る。蓄熱材組成物の熱伝導率が高いため、容器の形状に特に限定は無く、例えば、板状、円柱状等、用途に合わせて適宜設計変更可能である。
【0038】
又、蓄熱材組成物の用途に特に限定は無く、例えば、冷暖房設備、工場の排熱回収設備、ビニールハウス等の農業関連設備、端末装置、携帯端末装置等の電子機器、自動車・バス等に利用される位置特定装置等の蓄熱資材として用いることが出来る。蓄熱資材の利用方法としては、昼間の周囲環境から蓄熱し、夜間の周囲環境へ放熱することで、熱エネルギーの有効利用を図ることが出来る。特に、本発明に係る蓄熱材組成物は、高温環境下であっても蓄熱・放熱が可能となるため、
【実施例0039】
以下に、本発明における実施例、比較例等を具体的に説明するが、本発明の適用が本実施例などに限定されるものではない。
【0040】
＜実施例１＞
固液相変化材（硝酸亜鉛六水和物）｛Ｚｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ｝を９９．４９５重量％、核形成材（水酸化バリウム）｛Ｂａ（ＯＨ）２｝を０．００５重量％、核形成補助材（フライアッシュ）を０．５００重量％に調整して蓄熱材組成物を製造した。蓄熱材組成物の凝固点（融点）は、硝酸亜鉛により３５℃に設定した。この製造した蓄熱材組成物を実施例１とした。尚、核形成材の濃度は、核形成補助剤の効果を確認するために、低濃度としている。
固液相変化材（硝酸亜鉛六水和物）｛Ｚｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ｝を９９．４９５重量％、核形成材（水酸化バリウム）｛Ｂａ（ＯＨ）２｝を０．００５重量％、核形成補助材（フライアッシュ）を０．５００重量％に調整して蓄熱材組成物を製造した。蓄熱材組成物の凝固点（融点）は、硝酸亜鉛により３５℃に設定した。この製造した蓄熱材組成物を実施例１とした。尚、核形成材の濃度は、核形成補助剤の効果を確認するために、低濃度としている。
【0041】
＜比較例１＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．９８０重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物（ＳｒＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）を０．０１０重量％添加し、核形成補助材を添加しないこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を比較例１とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．９８０重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物（ＳｒＣｌ２・２Ｈ２Ｏ）を０．０１０重量％添加し、核形成補助材を添加しないこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を比較例１とした。
【0042】
＜実施例２＞
実施例１の蓄熱材組成物において、核形成補助材のフライアッシュをカーボンブラック（ファーネスブラック）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例２とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、核形成補助材のフライアッシュをカーボンブラック（ファーネスブラック）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例２とした。
【0043】
＜実施例３＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９８．９９５重量％とし、核形成補助材として、フライアッシュ０．５００重量％とともにシリカゲルを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例３とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９８．９９５重量％とし、核形成補助材として、フライアッシュ０．５００重量％とともにシリカゲルを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例３とした。
【0044】
＜実施例４＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４８０重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例４とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４８０重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例４とした。
【0045】
＜実施例５＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材のフライアッシュをカーボンブラック（ファーネスブラック）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例５とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材のフライアッシュをカーボンブラック（ファーネスブラック）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例５とした。
【0046】
＜実施例６＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９８．９８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュ０．５００重量％とともにシリカゲルを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例６とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９８．９８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．０１０重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュ０．５００重量％とともにシリカゲルを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例６とした。
【0047】
＜評価方法＞
実施例１－６と、比較例１の蓄熱材組成物について、各蓄熱材組成物の周囲温度を所定の時間で約８０℃から約３０℃まで下げた（冷却）後に、再び約３０℃から８０℃まで上げる（加熱）操作のヒートサイクルを所定回数繰り返すことで、各蓄熱材組成物の温度変化を測定した。
実施例１－６と、比較例１の蓄熱材組成物について、各蓄熱材組成物の周囲温度を所定の時間で約８０℃から約３０℃まで下げた（冷却）後に、再び約３０℃から８０℃まで上げる（加熱）操作のヒートサイクルを所定回数繰り返すことで、各蓄熱材組成物の温度変化を測定した。
【0048】
＜評価結果＞
図１には、実施例１－３と、比較例１の蓄熱材組成物の成分表を示す。図２には、５回目のヒートサイクルにおける実施例１－３と、比較例１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。図２に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、２種類の核形成材の水酸化バリウムと塩化ストロンチウムが添加されている比較例１の蓄熱材組成物では、過冷却を起こして、グラフの立ち上がりが見られないことが理解される。一方、１種類の核形成材に１種類のケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末の核形成補助材を添加されている実施例１－２の蓄熱材組成物では、過冷却を起こさずに、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られていることが理解される。更に、１種類の核形成材に２種類のケイ素含有微粉末の核形成補助材を添加されている実施例３の蓄熱材組成物では、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
図１には、実施例１－３と、比較例１の蓄熱材組成物の成分表を示す。図２には、５回目のヒートサイクルにおける実施例１－３と、比較例１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。図２に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、２種類の核形成材の水酸化バリウムと塩化ストロンチウムが添加されている比較例１の蓄熱材組成物では、過冷却を起こして、グラフの立ち上がりが見られないことが理解される。一方、１種類の核形成材に１種類のケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末の核形成補助材を添加されている実施例１－２の蓄熱材組成物では、過冷却を起こさずに、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られていることが理解される。更に、１種類の核形成材に２種類のケイ素含有微粉末の核形成補助材を添加されている実施例３の蓄熱材組成物では、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0049】
又、ヒートサイクルの加熱時において、実施例１－３の蓄熱材組成物では、比較例１の蓄熱材組成物と比較して、単位時間当たりの加熱温度が大きく、加熱速度が速くなり、グラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0050】
図３には、実施例４－６と、比較例１の蓄熱材組成物の成分表を示す。図４には、５回目のヒートサイクルにおける実施例４－６と、比較例１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。図４に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、２種類の核形成材に１種類のケイ素含有微粉末の核形成補助材を添加されている実施例４－５の蓄熱材組成物では、上述と同様に、過冷却を起こさずに、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られていることが理解される。更に、２種類の核形成材に２種類のケイ素含有微粉末の核形成補助材を添加されている実施例６の蓄熱材組成物では、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0051】
又、ヒートサイクルの加熱時において、実施例４－６の蓄熱材組成物では、比較例１の蓄熱材組成物と比較して、単位時間当たりの加熱温度が大きく、加熱速度が速くなり、グラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0052】
＜実施例７＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９７．９８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．００５重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュを０．５００重量％、シリカゲルを０．５００重量％、カーボンブラックを１．０００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例７とした。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９７．９８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．００５重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュを０．５００重量％、シリカゲルを０．５００重量％、カーボンブラックを１．０００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例７とした。
【0053】
＜実施例８＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９７．９８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．００５重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュを０．５００重量％、シリカゲルを１．０００重量％、カーボンブラックを０．５重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例８とした。尚、図５には、実施例７－８の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例７－８については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９７．９８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．００５重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュを０．５００重量％、シリカゲルを１．０００重量％、カーボンブラックを０．５重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例８とした。尚、図５には、実施例７－８の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例７－８については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
【0054】
＜評価結果＞
図６には、１５回目から１７回目までのヒートサイクルにおける実施例７－８の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図６には、雰囲気温度も併せて示した。図６に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、３種類の核形成補助材を添加されている実施例７－８の蓄熱材組成物では、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られていることが理解される。又、ヒートサイクルの加熱時において、実施例７－８の蓄熱材組成物では、単位時間当たりの加熱温度が大きく、加熱速度が速くなり、グラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
図６には、１５回目から１７回目までのヒートサイクルにおける実施例７－８の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図６には、雰囲気温度も併せて示した。図６に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、３種類の核形成補助材を添加されている実施例７－８の蓄熱材組成物では、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られていることが理解される。又、ヒートサイクルの加熱時において、実施例７－８の蓄熱材組成物では、単位時間当たりの加熱温度が大きく、加熱速度が速くなり、グラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0055】
＜実施例９＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９８．９９５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウムを０．００５重量％添加し、塩化ストロンチウム二水和物を転嫁せず、核形成補助材として、フライアッシュを添加せず、シリカゲルを０．５００重量％、カーボンブラックを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例９とした。尚、図７には、実施例１－２、９の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例１－２、９については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９８．９９５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウムを０．００５重量％添加し、塩化ストロンチウム二水和物を転嫁せず、核形成補助材として、フライアッシュを添加せず、シリカゲルを０．５００重量％、カーボンブラックを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例９とした。尚、図７には、実施例１－２、９の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例１－２、９については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
【0056】
＜評価結果＞
図８には、３５回目のヒートサイクルにおける実施例１－２、９の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図８には、雰囲気温度も併せて示した。図８に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、１種類の核形成材と２種類の核形成補助材を添加されている実施例９の蓄熱材組成物であっても、実施例１－２の蓄熱材組成物と同様に、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られ、且つ、放熱に対するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
図８には、３５回目のヒートサイクルにおける実施例１－２、９の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図８には、雰囲気温度も併せて示した。図８に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、１種類の核形成材と２種類の核形成補助材を添加されている実施例９の蓄熱材組成物であっても、実施例１－２の蓄熱材組成物と同様に、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られ、且つ、放熱に対するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0057】
＜実施例１０＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．００５重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュとシリカゲルを添加せずに、カーボンブラックを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例１０とした。尚、図９には、実施例５、１０の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例５、１０については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４８５重量％とし、核形成材として、水酸化バリウム０．００５重量％とともに、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュとシリカゲルを添加せずに、カーボンブラックを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例１０とした。尚、図９には、実施例５、１０の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例５、１０については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
【0058】
＜評価結果＞
図１０には、２５回目のヒートサイクルにおける実施例５、１０の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図１０には、雰囲気温度も併せて示した。図１０に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、２種類の核形成材と１種類の核形成補助材を添加されている実施例１０の蓄熱材組成物であっても、実施例５の蓄熱材組成物と同様に、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られ、且つ、放熱に対するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
図１０には、２５回目のヒートサイクルにおける実施例５、１０の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図１０には、雰囲気温度も併せて示した。図１０に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、２種類の核形成材と１種類の核形成補助材を添加されている実施例１０の蓄熱材組成物であっても、実施例５の蓄熱材組成物と同様に、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られ、且つ、放熱に対するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0059】
＜実施例１１＞
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４９０重量％とし、核形成材として、水酸化バリウムを添加せず、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュとシリカゲルを添加せずに、カーボンブラックを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例１１とした。尚、図１１には、実施例１１の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例１１については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
実施例１の蓄熱材組成物において、固液相変化材を９９．４９０重量％とし、核形成材として、水酸化バリウムを添加せず、塩化ストロンチウム二水和物を０．０１０重量％添加し、核形成補助材として、フライアッシュとシリカゲルを添加せずに、カーボンブラックを０．５００重量％添加したこと以外は、実施例１と同様にして調整して蓄熱材組成物を製造した。この製造した蓄熱材組成物を実施例１１とした。尚、図１１には、実施例１１の蓄熱材組成物の成分表を示す。実施例１１については、冷却温度を約１５℃とし、加熱温度を約８０度として、上述と同様の評価方法で評価した。
【0060】
＜評価結果＞
図１２には、６回目のヒートサイクルにおける実施例１１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図１２には、雰囲気温度も併せて示した。図１２に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、１種類の核形成材と１種類の核形成補助材を添加されている実施例１１の蓄熱材組成物であっても、上述と同様に、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られ、且つ、放熱に対するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
図１２には、６回目のヒートサイクルにおける実施例１１の蓄熱材組成物の温度変化のグラフを示す。又、図１２には、雰囲気温度も併せて示した。図１２に示すように、ヒートサイクルの冷却時において、１種類の核形成材と１種類の核形成補助材を添加されている実施例１１の蓄熱材組成物であっても、上述と同様に、吸熱に対応するグラフの立ち上がりが見られ、且つ、放熱に対するグラフの立ち上がりが早くなっていることが理解される。
【0061】
これにより、硝酸亜鉛を含む固液相変化材と、核形成材とに、ケイ素含有微粉末又は炭素含有微粉末を含む核形成補助材を添加することで、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能となることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【0062】
以上のように、本発明に係る蓄熱材組成物は、様々な分野における蓄熱資材に有用であり、高温環境下であっても、蓄熱・放熱が可能となるとともに、安定的に繰り返し使用が可能な蓄熱材組成物として有効である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
