(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を主成分に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、
前記潜熱蓄熱材は、ミョウバン水和物であり、前記添加剤は、融液状態にある前記ミョウバン水和物に対し、結晶化を誘起する過冷却防止剤であること、
前記過冷却防止剤は、炭素数６以上の脂肪酸に対し、その置換基であるカルシウムイオンにより、直鎖状に結合してなる脂肪酸塩であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
【請求項２】
請求項１に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
前記脂肪酸は、ステアリン酸であり、前記脂肪酸塩は、ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
【請求項３】
請求項１に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
前記脂肪酸は、ソルビン酸であり、前記脂肪酸塩は、ソルビン酸カルシウム（Ｃ１２Ｈ１４ＣａＯ４）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載する潜熱蓄熱材組成物において、
当該潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める前記過冷却防止剤の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、
前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方を含むものであること、
を特徴とする潜熱蓄熱材組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に、この潜熱蓄熱材の過冷却現象を抑える添加剤を配合した潜熱蓄熱材組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜熱蓄熱材（PCM：Phase Change Material）は、相変化に伴う大量の潜熱の出入りを利用して材料自身に蓄熱または材料自身から放熱が可能な材料であり、本来廃棄される排熱を蓄熱し、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことで、エネルギが無駄なく有効に活用できる。潜熱蓄熱材となる物質は、数多く存在するが、その中でも、例えば、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）（以下、「アンモニウムミョウバン」と称す。）等のミョウバン系の潜熱蓄熱材は、蓄熱性能に優れていることから、活用が期待されている。アンモニウムミョウバンの物性は、融点９３．５℃で、常温では白色の固体であり、融点以上の温度になると、無色透明の液体になる。
【０００３】
他方、潜熱蓄熱材には、融液状態から凝固点以下に冷却しても結晶化しない過冷却現象が生じてしまうことがある。過冷却現象が発現すると、一度融解したアンモニウムミョウバンは、融液状態のまま凝固せず、潜熱を放熱できなくなり、融液に衝撃を与える等の過冷却防止機構を設けない限り、アンモニウムミョウバンに蓄えた潜熱の時間差利用が不可能になってしまう。このような過冷却現象を防ぐため、一般的には、特許文献１に例示されているように、過冷却防止剤が、潜熱蓄熱材と共に配合される。過冷却防止剤は、融液状態にある潜熱蓄熱材の結晶化を誘起する添加剤である。
【０００４】
特許文献１は、主成分とするアンモニウムミョウバン（融点９４〜９５℃）に、その過冷却防止剤として、弗化カルシウム（ＣａＦ２）結晶と硫黄（Ｓ）結晶との混合物を加えた蓄熱材である。特許文献１は、弗化カルシウム結晶と硫黄結晶との混合物を、かごの中に収容して、アンモニウムミョウバンの融液の中に吊り下げる手段や、または弗化カルシウム結晶と硫黄結晶を、直にアンモニウムミョウバンの融液中に投入する手段を採っている。特許文献１では、何れの手段でも、アンモニウムミョウバンの融液の過冷却現象を解除するにあたり、アンモニウムミョウバンの融液中で、弗化カルシウム結晶と硫黄結晶とを、互いに接触または近接させておくことが、核生成を行う上で必要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５７−３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、過冷却防止剤は、弗化カルシウム結晶と硫黄結晶との混合物であるため、各々の結晶を混ぜ合わせる調整が適切な状態で行われていないと、過冷却現象を解除するのに必要な核が、アンモニウムミョウバンの融液中で生成し難くなってしまう虞がある。加えて、過冷却防止剤は、弗化カルシウム結晶と硫黄結晶との混合物であり、互いに接触または近接させておくことが、核生成を行う上で必要になっているため、特許文献１の蓄熱材を、例えば、自動車への車載、給食や弁当等の保温輸送等の用途で使用する場合、移動時に、弗化カルシウム結晶と硫黄結晶とが、大きく互いに離間してしまい、過冷却防止剤として機能しなくなる虞もある。それ故に、弗化カルシウム結晶と硫黄結晶との混合物を過冷却防止剤とした特許文献１の技術では、蓄熱材の使い勝手は良くない。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現を、より確実に抑制して、蓄えていた潜熱を放熱することができる潜熱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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物は、以下の構成を有する。
（１）相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を主成分に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、前記潜熱蓄熱材は、ミョウバン水和物であり、前記添加剤は、融液状態にある前記ミョウバン水和物に対し、結晶化を誘起する過冷却防止剤であること、前記過冷却防止剤は、炭素数６以上の脂肪酸に対し、その置換基であるカルシウムイオンにより、直鎖状に結合してなる脂肪酸塩であること、を特徴とする。
（２）（１）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記脂肪酸は、ステアリン酸であり、前記脂肪酸塩は、ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）であること、を特徴とする。
（３）（１）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記脂肪酸は、ソルビン酸であり、前記脂肪酸塩は、ソルビン酸カルシウム（Ｃ１２Ｈ１４ＣａＯ４）であること、を特徴とする。
（４）（２）または（３）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、当該潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める前記過冷却防止剤の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内であること、を特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材組成物において、前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方を含むものであること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成を有する本発明の潜熱蓄熱材組成物の作用・効果について説明する。
（１）相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を主成分に、該潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、潜熱蓄熱材は、ミョウバン水和物であり、添加剤は、融液状態にあるミョウバン水和物に対し、結晶化を誘起する過冷却防止剤であること、過冷却防止剤は、炭素数６以上の脂肪酸に対し、その置換基であるカルシウムイオンにより、直鎖状に結合してなる脂肪酸塩であること、を特徴とする。
【００１０】
この特徴により、このような脂肪酸塩は、結晶化に必要な潜熱蓄熱材の核生成に積極的に寄与するため、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物の潜熱蓄熱材では、過冷却防止剤により調整された凝固温度は、潜熱蓄熱材単体の融解温度に対し、これまで困難とされてきた温度差を概ね１０℃前後以内に収めることが可能になる。
【００１１】
従って、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物によれば、ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現をより確実に抑制して、蓄熱していた潜熱を放熱することができている、という優れた効果を奏する。
【００１２】
（２）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、脂肪酸は、ステアリン酸であり、脂肪酸塩は、ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）であること、を特徴とする。また、（３）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、脂肪酸は、ソルビン酸であり、脂肪酸塩は、ソルビン酸カルシウム（Ｃ１２Ｈ１４ＣａＯ４）であること、を特徴とする。
【００１３】
このような特徴により、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物を、融液状態から冷却する過程において、潜熱蓄熱材の凝固温度と融解温度との乖離を抑制して、蓄えていた潜熱を放熱することができる。また、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物において、潜熱の蓄熱と、蓄えた潜熱の放熱との一連のプロセスが、複数サイクルにわたって繰り返し行われても、凝固温度と融解温度は、サイクル毎にほとんど変動しない。そのため、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物は、充填された蓄熱材充填容器の内外で、液相と固相との相変化に伴って、熱を蓄えるときや、蓄えた熱を必要に応じて取り出すときに、安定した状態で使用することができる。
【００１４】
（４）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、当該潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める過冷却防止剤の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内であること、を特徴とする。この特徴により、本発明の潜熱蓄熱材組成物の蓄熱量は、潜熱蓄熱材単体における体積当たりの潜熱の蓄熱量に比べ、大幅に低下することがない。
【００１５】
（５）に記載する潜熱蓄熱材組成物において、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方を含むものであること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、例えば、約４００ｋＪ／Ｌという、潜熱蓄熱材の中でも、大きな蓄熱量を有した物性になる。また、アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の実施例１〜３に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。
【図２】実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験１〜４で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。
【図３】実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験３の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ステアリン酸カルシウムとした場合の結果である。
【図４】図３に続き、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験１，２，４の結果をまとめて示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ステアリン酸カルシウムとした場合の結果である。
【図５】実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験５で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。
【図６】実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験５の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、カリウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ステアリン酸カルシウムとした場合の結果である。
【図７】実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験６〜８で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。
【図８】実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、２サイクル繰り返した実験６，７の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ソルビン酸カルシウムとした場合の結果である。
【図９】図８に続き、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動について、１サイクル分を測定した実験８の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ソルビン酸カルシウムとした場合の結果である。
【図１０】比較例１〜６に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験９〜１４で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。
【図１１】比較例１〜４に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験９〜１２の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とした上で、添加剤をそれぞれ、硫酸カルシウム（実験９）、弗化カルシウム（実験１０）、乳酸カルシウム（実験１１）、ステアリン酸マグネシウム（実験１２）とした場合の結果である。
【図１２】図１１に続き、比較例５，６に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動について、１サイクル分を測定した実験１３，１４の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とした上で、添加剤をそれぞれ、ステアリン酸（実験１３）、パルミチン酸（実験１４）とした場合の結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施形態）
以下、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物について、実施形態（実施例１〜３）を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
潜熱蓄熱材組成物は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材を主成分に、この潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる。潜熱蓄熱材組成物は、熱供給源から提供された熱を潜熱蓄熱材に一時的に蓄えた後、熱需要先で、潜熱蓄熱材に蓄えた潜熱による熱エネルギを、その時間差をもって活用する目的で用いられる。
【００１９】
例えば、日常の食生活において、潜熱蓄熱材組成物に蓄えた潜熱を放熱することにより、配膳するまでの間、給食や料理を保温する場合や、食事するまでの間、弁当や食材を保温する場合等がある。その他、潜熱蓄熱材組成物は、潜熱蓄熱材の融点に近い温度帯域で、潜熱による熱エネルギを利用可能な用途向けに使用される。
【００２０】
潜熱蓄熱材組成物は、所定の収容手段の空間内に収容された充填容器（図示省略）に、漏れのない態様で、液密かつ気密に充填される。潜熱蓄熱材組成物は、充填された充填容器の内外を通じて、蓄えた潜熱を必要に応じて取り出すことができ、蓄熱とその放熱のサイクルを複数回繰り返して使用される。
【００２１】
本発明に係る潜熱蓄熱材組成物では、潜熱蓄熱材は、ミョウバン水和物である。添加剤は、融液状態にあるミョウバン水和物に対し、結晶化を誘起する過冷却防止剤である。過冷却防止剤は、炭素数６以上の脂肪酸に対し、その置換基であるカルシウムイオンにより、直鎖状に結合してなる脂肪酸塩である。
【００２２】
次に、潜熱蓄熱材組成物の構成について、実施例１〜３を挙げて、具体的に説明する。図１は、実施形態の実施例１〜３に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。図１に示すように、実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物１は、潜熱蓄熱材１０と、添加剤２０（過冷却防止剤２０）との混合物である。潜熱蓄熱材組成物１全体の重量に占める過冷却防止剤２０の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内である。
【００２３】
（実施例１）
はじめに、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物について、説明する。実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物１Ａ（１）では、潜熱蓄熱材１０は、アンモニウムミョウバン十二水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水：ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）（以下、「アンモニウムミョウバン」と称する場合もある。）（潜熱蓄熱材１０Ａ）である。アンモニウムミョウバンは、水和数１２、分子量［ｇ／ｍｏｌ］４５３．３４、密度［ｇ／ｃｍ３］１．６４、融点９３．５℃、常温では固体で、水に可溶な物性を有する。そのため、アンモニウムミョウバンが単体で、融点未満の温度で加熱されたとしても、ほとんど溶融することなく、潜熱を蓄えることもできない。
【００２４】
過冷却防止剤２０において、脂肪酸はステアリン酸であり、その肪酸塩は、ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）（過冷却防止剤２０Ａ）である。ステアリン酸カルシウムは、分子量［ｇ／ｍｏｌ］６０７．０３、密度［ｇ／ｃｍ３］１．０８、融点１４５〜１６０℃、融点より低い温度では、結晶または粉末による白色の固体で、水に難溶な物性である。ステアリン酸カルシウムは、食品添加物として使用可能なステアリン酸塩類の一つである。潜熱蓄熱材組成物１Ａ全体の重量に占めるステアリン酸カルシウム（過冷却防止剤２０Ａ）の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内であり、より好ましくは、５ｗｔ％以上、１０ｗｔ％以下の範囲内である。
【００２５】
（実施例２）
次に、実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物について、説明する。実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｂ（１）では、潜熱蓄熱材１０は、カリウムミョウバン十二水和物（硫酸カリウムアルミニウム・１２水：ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）（以下、「カリミョウバン」と称する場合もある。）（潜熱蓄熱材１０Ｂ）である。カリミョウバンは、水和数１２、分子量［ｇ／ｍｏｌ］４７４．３８８、密度［ｇ／ｃｍ３］１．７５、融点９２．５℃、常温では固体で、水に可溶な物性を有する。そのため、カリミョウバンが単体で、融点未満の温度で加熱されたとしても、ほとんど溶融することなく、潜熱を蓄えることもできない。過冷却防止剤２０は、ステアリン酸カルシウム（過冷却防止剤２０Ａ）である。
【００２６】
なお、潜熱蓄熱材１０を、実施例１では、アンモニウムミョウバンとし、実施例２では、カリミョウバンとした。しかしながら、アンモニウムミョウバンやカリミョウバン以外にも、潜熱蓄熱材は、例えば、クロムミョウバン（ＣｒＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、鉄ミョウバン（ＦｅＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）等でも良く、１価の陽イオンの硫酸塩ＭＩ２（ＳＯ４）と、３価の陽イオンの硫酸塩ＭＩＩＩ２（ＳＯ４）３との複硫酸塩である「ミョウバン」に、水和物を有した「ミョウバン水和物」であれば、何でも良い。
【００２７】
また、「ミョウバン」に含まれる３価の金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等の金属イオンでも良い。さらに、潜熱蓄熱材は、このような「ミョウバン水和物」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材であっても良い。
【００２８】
（実施例３）
次に、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物について、説明する。実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｃ（１）では、潜熱蓄熱材１０は、アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０Ａ）である。また、過冷却防止剤２０において、脂肪酸はソルビン酸であり、その肪酸塩は、ソルビン酸カルシウム（Ｃ１２Ｈ１４ＣａＯ４）（過冷却防止剤２０Ｂ）である。ソルビン酸カルシウムは、分子量［ｇ／ｍｏｌ］２６２．３２、密度［ｇ／ｃｍ３］１．２０５、結晶または粉末による白色の固体、水に難溶で、昇華性を有さない物性である。ソルビン酸カルシウムは、食品の保存料等、食品添加物として使用されるソルビン酸塩類の一つである。潜熱蓄熱材組成物１Ｃ全体の重量に占めるソルビン酸カルシウム（過冷却防止剤２０Ｂ）の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内であり、より好ましくは、１ｗｔ％以上、５ｗｔ％以下の範囲内である。
【００２９】
＜検証実験の実施＞
次に、潜熱蓄熱材組成物において、潜熱蓄熱材で過冷却現象の発現を回避するにあたり、過冷却防止剤の効果を検証する目的で、実験１〜１４を行った。実験１〜１４では、試料として、潜熱蓄熱材組成物１（または潜熱蓄熱材組成物）を５０ｇ、アルミラミネート袋に封入した試料入パックを用いた。実験１〜４の試料は、前述した実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物１Ａ（１）である。実験５の試料は、前述した実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｂ（１）である。実験６〜８の試料は、前述した実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物１Ｃ（１）である。
【００３０】
実験９の試料は、比較例１に係る潜熱蓄熱材組成物である。実験１０の試料は、比較例２に係る潜熱蓄熱材組成物である。実験１１の試料は、比較例３に係る潜熱蓄熱材組成物である。実験１２の試料は、比較例４に係る潜熱蓄熱材組成物である。実験１３の試料は、比較例５に係る潜熱蓄熱材組成物である。実験１４の試料は、比較例６に係る潜熱蓄熱材組成物である。
【００３１】
実験１〜１４では、前処理として、各実験とも、ウォーターバス内で調整した９８℃の温水に浸水させ、試料入パック内の潜熱蓄熱材組成物１等の温度を９８℃にすることにより、潜熱蓄熱材組成物１等を完全に融解させた。そして、潜熱蓄熱材１０と過冷却防止剤２０等とが均一に混合した状態で、潜熱蓄熱材組成物１等が融液になっていることを事前に確認した後、ウォーターバス内から試料入パックを取出して、空冷により、融液状態の潜熱蓄熱材組成物１等を、凝固して完全な固体状態になるまで冷却した。
【００３２】
前処理後、恒温槽内で、大気圧の下、表面に熱電対を貼付した試料入パックに対し、１サイクル内にある昇温プロセスと降温プロセスとを、交互に複数サイクル（実験８，１３，１４は１サイクルのみ）繰り返することにより、試料入パック内の潜熱蓄熱材組成物１等の相変化に伴う潜熱の挙動を観察した。併せて、検証実験では、１サイクル目の昇温・降温プロセスについて、潜熱蓄熱材組成物１等の融解開始温度、凝固開始温度の測定も行った。
【００３３】
具体的には、昇温プロセスでは、恒温槽内をヒータで加熱することにより、試料入パック内の潜熱蓄熱材組成物１等を、１サイクル目では室温から９８℃になるまで昇温速度２０℃／ｈ．で加熱した。昇温プロセスの後、高温側保温プロセスでは、恒温槽内でこの試料入パックを８時間、９８℃（高温側保持温度）に保温した。
【００３４】
８時間経過後、降温プロセスでは、恒温槽内の温度を制御することにより、高温側保持温度９８℃に保温されていた潜熱蓄熱材組成物１等を、２８℃になるまで降温速度２０℃／ｈ．で冷却した。そして、降温プロセスの後、低温側保温プロセスでは、恒温槽内で試料入パックを２時間、２８℃（低温側保持温度）に保温した。このような昇温プロセスから高温側保温プロセス、降温プロセスを経て、低温側保温プロセスに至るまでの一連のプロセスを、１サイクルとした。
【００３５】
続く２サイクル目では、２８℃から９８℃になるまで昇温速度２０℃／ｈ．で加熱して、１サイクル目と同様に、この試料入パックを８時間、高温側保持温度９８℃で保温した。そして、８時間経過後、高温側保持温度９８℃に保温されていた潜熱蓄熱材組成物１等を、２８℃になるまで降温速度２０℃／ｈ．で冷却した後、試料入パックを２時間、低温側保持温度２８℃に保温した。３サイクル目以降でも、このような２サイクル目の昇温・降温プロセスを、繰り返し連続で行った。
【００３６】
また、各実験とも、グラフ化した１サイクル目の昇温・降温プロセスに基づいて、昇温プロセス中に、固相から液相に変化し始めるときの温度（融解開始温度）と、降温プロセス中に、液相から固相に変化し始めるときの温度（凝固開始温度）を、熱電対で検知した温度より確認した。
【００３７】
＜実験１〜４の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ａ（実施例１）；潜熱蓄熱材１０Ａと過冷却防止剤２０Ａとの混合物
・潜熱蓄熱材１０；アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）
・過冷却防止剤２０Ａ；ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）
・潜熱蓄熱材１０Ａと過冷却防止剤２０Ａの含有割合（潜熱蓄熱材１０Ａ：過冷却防止剤２０Ａ）（ｗｔ％）
９９：１（実験１）、９７：３（実験２）、９５：５（実験３）、９０：１０（実験４）
・昇温・降温プロセスのサイクル数；４
【００３８】
＜実験５の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｂ（実施例２）；潜熱蓄熱材１０Ｂと過冷却防止剤２０Ａとの混合物
・潜熱蓄熱材１０Ｂ；カリウムミョウバン十二水和物（硫酸カリウムアルミニウム・１２水：ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）
・過冷却防止剤２０Ａ；ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）
・潜熱蓄熱材１０Ｂと過冷却防止剤２０Ａの含有割合（ｗｔ％）
潜熱蓄熱材１０Ｂ：過冷却防止剤２０Ａ＝９５：５
・昇温・降温プロセスのサイクル数；４
【００３９】
＜実験６〜８の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物１Ｃ（実施例３）；潜熱蓄熱材１０Ａと過冷却防止剤２０Ｂとの混合物
・潜熱蓄熱材１０Ａ；アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）
・過冷却防止剤２０Ｂ；ソルビン酸カルシウム（Ｃ１２Ｈ１４ＣａＯ４）
・潜熱蓄熱材１０Ａと過冷却防止剤２０Ｂの含有割合（潜熱蓄熱材１０Ａ：過冷却防止剤２０Ｂ）（ｗｔ％）
９９：１（実験６）、９７：３（実験７）、９５：５（実験８）
・昇温・降温プロセスのサイクル数；実験６，７は２、実験８は１
【００４０】
＜実験９〜１４の条件＞
・潜熱蓄熱材組成物；潜熱蓄熱材１０Ａと添加剤との混合物
・潜熱蓄熱材１０Ａ；アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）
・添加剤；硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）（比較例１に係る実験９）、弗化カルシウム（ＣａＦ２）（比較例２に係る実験１０）、乳酸カルシウム（Ｃ６Ｈ１０ＣａＯ６）（比較例３に係る実験１１）、ステアリン酸マグネシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＭｇＯ４）（比較例４に係る実験１２）、ステアリン酸（Ｃ１８Ｈ３６Ｏ２）（比較例５に係る実験１３）、パルミチン酸（Ｃ１６Ｈ３２Ｏ２）（比較例６に係る実験１４）
・添加剤の密度［ｇ／ｃｍ３］；硫酸カルシウムは２．９６、弗化カルシウムは３．１８、乳酸カルシウムは１．４９４、ステアリン酸マグネシウムは１．０２、ステアリン酸は０．８４７、パルミチン酸は０．８５３
・潜熱蓄熱材１０Ａと添加剤の含有割合（潜熱蓄熱材１０Ａ：添加剤）（ｗｔ％）
９５：５（実験９〜１４）
・昇温・降温プロセスのサイクル数；実験９〜１２は４、実験１３，１４は１
【００４１】
＜実験１〜４の結果＞
図２は、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験１〜４で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。図３は、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験３の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ステアリン酸カルシウムとした場合の結果である。図４は、図３に続き、実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験１，２，４の結果をまとめて示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ステアリン酸カルシウムとした場合の結果である。
【００４２】
なお、図３及び図４に記載された注釈欄で、英文字と記号からなる表記は、潜熱蓄熱材の構成成分の内容と、過冷却防止剤の構成成分の内容を示すものであり、その詳細は、次の通りである。また、下記に定義した表記は、図６以降のグラフについても準用
・「Ａｌ＊Ａｌｕｍ」；アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０Ａ）
・「ステアリン酸Ｃａ」；ステアリン酸カルシウム（過冷却防止剤２０Ａ）
【００４３】
また、図３、図４のほか、後述する図６、図８、図９、図１１、及び図１２に示すグラフでは、昇温プロセスにおいて、恒温槽内の雰囲気温度は、加熱制御の下で、時間の経過共に、昇温速度２０℃／ｈ．で上限９８℃になるまで、略線形性を有した挙動で変化しながら上昇した。試料入パック内の潜熱蓄熱材組成物１等（試料）の温度は、恒温槽内の加熱開始以降、雰囲気温度の変動と同様、略線形性を有した挙動で変化しながら上昇した。
【００４４】
しかしながら、試料の温度が、上限９８℃に近づいた高温域になると、雰囲気温度変化の挙動から外れて変化し始め、時間が経過しても、しばらくの間、試料は、温度上昇せず、一定の温度を維持した状態（潜熱蓄熱現象）を経ながら、恒温槽内の温度変化に追従しない挙動で温度変化した。検証実験では、変化し続ける温度推移の中で、潜熱蓄熱事象の発現により、試料の温度が、それまで概ね等価であった雰囲気温度と離れ始めた時刻ｔを基に、この時刻ｔに対応する温度Ｔｅを、試料の「融解開始温度」と定義している。
【００４５】
また、降温プロセスにおいて、恒温槽内の雰囲気温度は、冷却制御の下で、時間の経過共に、降温速度２０℃／ｈ．で下限２８℃になるまで、略線形性を有した挙動で変化しながら下降した。試料の温度は、恒温槽内の冷却開始以降、雰囲気温度の変動と同様、略線形性を有した挙動で変化しながら下降した。
【００４６】
しかしながら、試料によっては、試料の温度が、下限２８℃に向かう途上の温度域になると、雰囲気温度変化の挙動から外れて変化し始め、時間が経過しても、しばらくの間、試料は、温度下降せず、一定の温度を維持した状態（潜熱放熱現象）を経ながら、恒温槽内の温度変化に追従しない挙動で温度変化した。検証実験では、変化し続ける温度推移の中で、潜熱放熱現象の発現により、試料の温度が、それまで概ね等価であった雰囲気温度と離れ始めた時刻ｔを基に、この時刻ｔに対応する温度Ｔｒを、試料の「融解開始温度」と定義している。
【００４７】
図２〜図４に示すように、実験１，２の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ１，２は９４℃、凝固開始温度Ｔｒ１，２は８３℃であり、融解開始温度Ｔｅ１，２と凝固開始温度Ｔｒ１，２との温度差ΔＴは、１１℃であった。２サイクル目以降についても、１サイクル目のグラフと同じような挙動をなす測定結果であった。
【００４８】
実験３の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ３は８６℃、凝固開始温度Ｔｒ３は８２℃であり、融解開始温度Ｔｅ３と凝固開始温度Ｔｒ３との温度差ΔＴは、４℃であった。２サイクル目以降についても、１サイクル目のグラフと同じような挙動をなす測定結果であった。
【００４９】
実験４の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ４は９３℃、凝固開始温度Ｔｒ４は８４℃であり、融解開始温度Ｔｅ４と凝固開始温度Ｔｒ４との温度差ΔＴは、９℃であった。２サイクル目以降についても、１サイクル目のグラフと同じような挙動をなす測定結果であった。
【００５０】
＜実験５の結果＞
図５は、実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験５で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。図６は、実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験５の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、カリウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ステアリン酸カルシウムとした場合の結果である。
【００５１】
なお、図６に記載された注釈欄で、英文字と記号からなる表記は、潜熱蓄熱材の構成成分の内容と、過冷却防止剤の構成成分の内容を示すものであり、潜熱蓄熱材の詳細は、次の通りである。
・「Ｋ＊Ａｌｕｍ」；カリミョウバン（潜熱蓄熱材１０Ｂ）
【００５２】
図５及び図６に示すように、実験５の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ５は９１℃、凝固開始温度Ｔｒ５は７６℃であり、融解開始温度Ｔｅ５と凝固開始温度Ｔｒ５との温度差ΔＴは、１５℃であった。２サイクル目以降についても、１サイクル目のグラフと同じような挙動をなす測定結果であった。
【００５３】
＜実験６〜８の結果＞
図７は、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験６〜８で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。図８は、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、２サイクル繰り返した実験６，７の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ソルビン酸カルシウムとした場合の結果である。図９は、図８に続き、実施例３に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動について、１サイクル分を測定した実験８の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とし、過冷却防止剤を、ソルビン酸カルシウムとした場合の結果である。
【００５４】
なお、図８及び図９に記載された注釈欄で、英文字と記号からなる表記は、潜熱蓄熱の構成成分の内容と、過冷却防止剤の構成成分の内容を示すものであり、過冷却防止剤の詳細は、次の通りである。
・「ソルビン酸Ｃａ」；ソルビン酸カルシウム（過冷却防止剤２０Ｂ）
【００５５】
図７及び図８に示すように、実験６の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ６は９４℃、凝固開始温度Ｔｒ６は８４℃であり、融解開始温度Ｔｅ６と凝固開始温度Ｔｒ６との温度差ΔＴは、１０℃であった。２サイクル目についても、１サイクル目のグラフと同じような挙動をなす測定結果であった。
【００５６】
実験７の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ７は９５℃、凝固開始温度Ｔｒ７は８４℃であり、融解開始温度Ｔｅ７と凝固開始温度Ｔｒ７との温度差ΔＴは、１１℃であった。２サイクル目についても、１サイクル目のグラフと同じような挙動をなす測定結果であった。
【００５７】
また、図７及び図９に示すように、実験８の結果では、１サイクル目の昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ８は９２℃、凝固開始温度Ｔｒ８は８４℃であり、融解開始温度Ｔｅ８と凝固開始温度Ｔｒ８との温度差ΔＴは、８℃であった。
【００５８】
＜実験９〜１４の結果＞
図１０は、比較例１〜６に係る潜熱蓄熱材組成物に関する実験９〜１４で、実験条件と、融解開始温度、凝固開始温度、及びその温度差による測定結果とを、まとめて掲載した表である。図１１は、比較例１〜４に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動を、４サイクル繰り返した実験９〜１２の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とした上で、添加剤をそれぞれ、硫酸カルシウム（実験９）、弗化カルシウム（実験１０）、乳酸カルシウム（実験１１）、ステアリン酸マグネシウム（実験１２）とした場合の結果である。図１２は、図１１に続き、比較例５，６に係る潜熱蓄熱材組成物による蓄熱とその放熱の挙動について、１サイクル分を測定した実験１３，１４の結果を示すグラフであり、潜熱蓄熱材を、アンモニウムミョウバン十二水和物とした上で、添加剤をそれぞれ、ステアリン酸（実験１３）、パルミチン酸（実験１４）とした場合の結果である。
【００５９】
なお、図１１及び図１２に記載された注釈欄で、英文字と記号からなる表記は、潜熱蓄熱材組成物の構成成分の内容と、添加剤の構成成分の内容を示すものであり、添加剤の詳細は、次の通りである。
・「硫酸Ｃａ」；硫酸カルシウム
・「弗化Ｃａ」；弗化カルシウム
・「乳酸Ｃａ」；乳酸カルシウム
・「ステアリン酸Ｍｇ」；ステアリン酸マグネシウム
【００６０】
図１０及び図１１に示すように、実験９の結果では、昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ９は９４℃、凝固開始温度Ｔｒ９は７４℃であり、融解開始温度Ｔｅ９と凝固開始温度Ｔｒ９との温度差ΔＴは、２０℃であった。
【００６１】
実験１０，１２の結果では、昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ１０，１２は９３℃であったが、潜熱放熱現象は発現せず、凝固開始温度Ｔｒや温度差ΔＴは存在しない。実験１１の結果では、昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ１１は９２℃であったが、潜熱放熱現象は発現せず、凝固温度Ｔｒや温度差ΔＴは存在しない。
【００６２】
また、図１０及び図１１に示すように、実験１３の結果では、昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ１３は９４℃、凝固開始温度Ｔｒ１３は６２℃であり、融解開始温度Ｔｅ１３と凝固開始温度Ｔｒ１３との温度差ΔＴは、３２℃であった。
【００６３】
実験１４の結果では、昇温・降温プロセスにおいて、融解開始温度Ｔｅ１４は９４℃、凝固開始温度Ｔｒ１４は３３℃であり、融解開始温度Ｔｅ１４と凝固開始温度Ｔｒ１４との温度差ΔＴは、６１℃であった。
【００６４】
＜考察＞
潜熱蓄熱材は、その融解温度以上の加熱により、固体状態から融液状態への相変化時に、潜熱を蓄熱し、融解温度以下の温度で冷却する過程において、融液状態から固体状態への相変化時に、蓄えている潜熱を外部に放熱する。検証実験では、潜熱蓄熱材組成物１等が、高温側保持温度９８℃に保温していた高温側保温プロセスから移行して、融解温度より低い２８℃まで冷却する降温プロセス下の状態になれば、潜熱蓄熱材組成物１等の主成分である潜熱蓄熱材１０は本来、理論上、融液状態から固体状態への相変化により、蓄えている潜熱を外部に放熱し、この放熱に伴って、潜熱蓄熱材組成物１等の状態温度は、一時的に上昇するはずである。
【００６５】
しかしながら、比較例２〜４では、実験１０〜１２の結果より、潜熱蓄熱材組成物からの潜熱放熱の挙動が確認できていない。このことから、アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０Ａ）が、融点９３．５℃より低い温度になっても、固体状態への相変化を起こさない過冷却現象が、潜熱蓄熱材１０Ａで発現していることが判る。その理由として、添加剤が、弗化カルシウム（比較例２）、乳酸カルシウム（比較例３）、ステアリン酸マグネシウム（比較例４）とも、過冷却防止剤として機能していないことから、このような過冷却現象を解除するのに必要な核が、アンモニウムミョウバンの融液中に形成されず、潜熱蓄熱材１０Ａに過冷却現象が発現したものと考えられる。
【００６６】
すなわち、比較例２の弗化カルシウムは、潜熱蓄熱材１０であるアンモニウムミョウバン等のミョウバン水和物に不溶で、密度３．１８［ｇ／ｃｍ３］である。比較例２に係る潜熱蓄熱材組成物の融液では、アンモニウムミョウバンの密度１．６４［ｇ／ｃｍ３］との密度差が、１．５４［ｇ／ｃｍ３］と比較的大きくなっていることに起因して、アンモニウムミョウバンと弗化カルシウムとが、互いに分離し易くなっている。その結果、アンモニウムミョウバンと弗化カルシウムでは、界面で互いに接触する面積が、より小さくなってしまい、この界面を起点に、過冷却現象を解除するのに必要な核が、発生し難い状態になっている。それ故に、このような核がアンモニウムミョウバンの融液中に生成されず、潜熱蓄熱材１０Ａに過冷却現象が発現したものと考えられ、弗化カルシウムは、アンモニウムミョウバンの過冷却防止剤として機能していないものと推察される。
【００６７】
比較例３の乳酸カルシウムは、密度１．４９４［ｇ／ｃｍ３］であり、比較例３に係る潜熱蓄熱材組成物の融液では、アンモニウムミョウバンとの密度差は、比較的小さくなっている。しかしながら、乳酸カルシウムは、ミョウバン水和物に溶けるため、過冷却現象を解除するのに必要な核が、アンモニウムミョウバンに生成し難いものと推察される。
【００６８】
比較例４のステアリン酸マグネシウムは、密度１．０２［ｇ／ｃｍ３］であり、比較例４に係る潜熱蓄熱材組成物の融液では、アンモニウムミョウバンとの密度差は、０．６２［ｇ／ｃｍ３］と比較的小さくなっている。しかも、ステアリン酸マグネシウムは、水に難溶で、アンモニウムミョウバンにほとんど溶けないが、過冷却現象を解除するのに必要な核は、アンモニウムミョウバンに生成されず、アンモニウムミョウバンに対し、過冷却防止剤として機能していないものと推察される。その理由については、現段階で解明できていない。
【００６９】
比較例１の硫酸カルシウムは、潜熱蓄熱材１０であるアンモニウムミョウバン等のミョウバン水和物に難溶で、密度２．９６［ｇ／ｃｍ３］である。比較例１に係る潜熱蓄熱材組成物では、実験９の結果より、融解開始温度Ｔｅ９（９４℃）との温度差ΔＴを２０℃としながらも、凝固温度Ｔｒ９（７４℃）で潜熱蓄熱材組成物からの潜熱放熱の挙動は確認できている。
【００７０】
この温度差ΔＴが２０℃となっている理由として、比較例１に係る潜熱蓄熱材組成物では、アンモニウムミョウバンと硫酸カルシウムとの密度差が、ある程度大きくなっていることに起因して、アンモニウムミョウバンと硫酸カルシウムとが、互いに分離し易くなっている。その結果、アンモニウムミョウバンと硫酸カルシウムでは、界面で互いに接触する面積が、より小さくなってしまい、この界面を起点に、過冷却現象を解除するのに必要な核が、発生し難い状態になっている。それ故に、このような核がアンモニウムミョウバンの融液中に生成されず、潜熱蓄熱材１０Ａに過冷却現象が発現したものと考えられ、硫酸カルシウムは、アンモニウムミョウバンの過冷却防止剤として、適切に機能していないものと推察される。
【００７１】
また、比較例５のステアリン酸は、密度０．８４７［ｇ／ｃｍ３］であり、比較例５に係る潜熱蓄熱材組成物の融液では、アンモニウムミョウバンとの密度差は、０．７９３［ｇ／ｃｍ３］と比較的小さい。しかも、ステアリン酸は、水に難溶である。すなわち、ステアリン酸は、アンモニウムミョウバンにほとんど溶けず、アンモニウムミョウバンとの密度差もある程度小さくなっていることから、アンモニウムミョウバンと互いにある程度接触できている状態にあると考えられる。実際に、過冷却現象を解除するのに必要な核が、ステアリン酸の存在によって、アンモニウムミョウバンに生成されているが、実験１３の結果では、凝固開始温度Ｔｒ１３が、融解開始温度Ｔｅ１３に対し、３０℃以上の温度差ΔＴで乖離している。
【００７２】
また、比較例６のパルミチン酸は、密度０．８５３［ｇ／ｃｍ３］であり、比較例６に係る潜熱蓄熱材組成物の融液では、アンモニウムミョウバンとの密度差は、０．７８７［ｇ／ｃｍ３］と比較的小さい。しかも、パルミチン酸は不溶である。すなわち、パルミチン酸は、アンモニウムミョウバンに溶けず、アンモニウムミョウバンとの密度差もある程度小さくなっていることから、アンモニウムミョウバンと互いにある程度接触できている状態にあると考えられる。実際に、過冷却現象を解除するのに必要な核が、パルミチン酸の存在によって、アンモニウムミョウバンに生成されているが、実験１４の結果では、凝固開始温度Ｔｒ１４が、融解開始温度Ｔｅ１４に対し、６０℃以上の温度差ΔＴで乖離している。
【００７３】
一般的には、融解温度と凝固温度との温度差が、目安である１０℃を大幅に超えてしまうと、実用上、潜熱蓄熱材組成物の使い勝手は良くないとされる。比較例５，６に係る潜熱蓄熱材組成物では、融解開始温度Ｔｅ１３，１４と凝固開始温度Ｔｒ１３，１４との温度差ΔＴが、双方とも３０℃を上回っている。その理由については、現段階で解明できていないが、ステアリン酸やパルミチン酸は、アンモニウムミョウバンに対し、適切な過冷却防止剤として機能していない。
【００７４】
これに対し、実施例１〜３では何れも、実験１〜８の結果より、潜熱蓄熱材組成物からの潜熱放熱の挙動が確認できており、融解開始温度Ｔｅと凝固開始温度Ｔｒとの温度差ΔＴが、目安となる概ね１０℃前後に収まっている。このように、温度差ΔＴが概ね１０℃前後に収まったのは、潜熱蓄熱材組成物１に配合した添加剤２０に、新水基と疎水基の双方を併せ持つステアリン酸塩やソルビン酸塩を用いているためだと考えられ、これらのステアリン酸塩、ソルビン酸塩により、ミョウバン水和物とする潜熱蓄熱材１０において、結晶化を誘起する核生成が、添加剤２０によって活発的に生じ得ているためと推察される。但し、添加剤２０がステアリン酸塩（但し、ステアリン酸マグネシウムを除く）やソルビン酸塩であることによって、温度差ΔＴが概ね１０℃前後に収まるメカニズム等の理由については、現段階で解明できていない。
【００７５】
次に、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１の作用・効果について説明する。
【００７６】
本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０を主成分に、該潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤２０を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、潜熱蓄熱材１０は、ミョウバン水和物であり、添加剤は、融液状態にあるミョウバン水和物に対し、結晶化を誘起する過冷却防止剤２０であること、過冷却防止剤２０は、炭素数６以上の脂肪酸に対し、その置換基であるカルシウムイオンにより、直鎖状に結合してなる脂肪酸塩であること、を特徴とする。
【００７７】
この特徴により、過冷却防止剤２０は、結晶化に必要な潜熱蓄熱材１０の核生成に積極的に寄与するため、潜熱蓄熱材組成物１の潜熱蓄熱材１０では、過冷却防止剤２０により調整された凝固開始温度Ｔｒは、潜熱蓄熱材１０単体の融解温度に対し、これまで困難とされてきた温度差ΔＴを概ね１０℃前後以内に収まることができる。
【００７８】
ところで、潜熱蓄熱材組成物１は、例えば、厨房で調理された温かな料理や、前もって温められた食材を、ホテルや飲食店等において、食事をするテーブルに配膳するまでの間に行う保温のほか、学校や施設等で給食や弁当を飲食場所で食事するまでの間に行う保温や、店で購入した弁当を食事するまでの間に行う保温等の用途に使用することができる。また、潜熱蓄熱材組成物１は、宅配ピザ等のように、概ね一定温度で保温した状態で食料関連物品を輸送したい場合にも使用することができる。
【００７９】
特に、給食や弁当等の飲食物を保温する場合、飲食物を、調理衛生管理上、６５℃以上で管理しなければならず、潜熱蓄熱材組成物では、凝固開始温度を、融解温度９２〜９３℃に対し、最も低くても７０℃近傍までに収めることが重要である。本実施形態では、潜熱蓄熱材組成物１は、７５℃を上回る融解開始温度Ｔｒを有する物性となっているため、給食や弁当等の飲食物でも、より安全に保温することができる。
【００８０】
従って、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１によれば、ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材１０に対し、過冷却現象の発現をより確実に抑制して、蓄熱していた潜熱を放熱することができている、という優れた効果を奏する。
【００８１】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、過冷却防止剤２０は、ステアリン酸カルシウム（Ｃ３６Ｈ７０ＣａＯ４）であること、を特徴とする。また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、過冷却防止剤２０は、ソルビン酸カルシウム（Ｃ１２Ｈ１４ＣａＯ４）であること、を特徴とする。
【００８２】
このような特徴により、潜熱蓄熱材組成物１を、融液状態から冷却する過程において、潜熱蓄熱材１０の凝固開始温度Ｔｒと融解開始温度Ｔｅとの乖離を抑制して、蓄えていた潜熱を放熱することができる。また、潜熱蓄熱材組成物１において、潜熱の蓄熱と、蓄えた潜熱の放熱との一連のプロセスが、複数サイクルにわたって繰り返し行われても、凝固開始温度Ｔｒと融解開始温度Ｔｅは、サイクル毎にほとんど変動しない。そのため、潜熱蓄熱材組成物１は、充填された蓄熱材充填容器の内外で、液相と固相との相変化に伴って、熱を蓄えるときや、蓄えた熱を必要に応じて取り出すときに、安定した状態で使用することができる。
【００８３】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、当該潜熱蓄熱材組成物全体の重量に占める過冷却防止剤２０の配合割合は、０ｗｔ％より大きく、１０ｗｔ％以下の範囲内であること、を特徴とする。
【００８４】
この特徴により、潜熱蓄熱材組成物１を、融液状態から冷却する過程において、潜熱蓄熱材１０の融解温度と凝固温度の乖離を抑制すると共に、体積当たりの潜熱の蓄熱量について、潜熱蓄熱材単体での蓄熱量に比べ、大幅に低下することがなく、実用上、十分な熱量の潜熱を放熱することができる。その理由として、過冷却防止剤２０自体は、蓄熱性能を具備していないため、過冷却防止剤２０が、このような配合割合を超えてむやみ配合されていると、体積当たりの潜熱の蓄熱量について、潜熱蓄熱材組成物１の蓄熱量が、潜熱蓄熱材１０単体での蓄熱量に比べ、大幅に低下してしまう。しかしながら、過冷却防止剤２０の配合割合が、上述の範囲内であれば、潜熱蓄熱材組成物１の蓄熱量は、大幅に低下することもない。
【００８５】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材組成物１では、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン十二水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン十二水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）の少なくともいずれか一方を含むものであること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン十二水和物やカリウムミョウバン十二水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。また、潜熱蓄熱材組成物１は、蓄熱性能を具備していない過冷却防止剤２０を含んでいても、例えば、約４００ｋＪ／Ｌという、潜熱蓄熱材の中でも、大きな蓄熱量を有した物性となる。
【００８６】
以上において、本発明を実施形態の実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施形態の実施例１〜３に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【００８７】
例えば、実施形態の実施例２では、実験５より、潜熱蓄熱材１０Ｂと過冷却防止剤２０Ａとの配合割合（ｗｔ％）を、９５：５とする潜熱蓄熱材組成物１Ｂを例示した。しかしながら、実施例２では、潜熱蓄熱材組成物１Ｂにおいて、潜熱蓄熱材１０Ｂと過冷却防止剤２０Ａとの配合割合は、あくまでも実験５に挙げた一例に過ぎず、実施形態に限定されるものではなく、潜熱蓄熱材組成物の使用上、支障が生じなければ、潜熱蓄熱材組成物１Ｂに対し、潜熱蓄熱材１０Ｂと過冷却防止剤２０Ａとの配合割合は、適宜変更可能である。
【００８８】
また、実施形態において、過冷却防止剤を構成する脂肪酸を、実施例１，２では、ステアリン酸とし、実施例３では、ソルビン酸としたが、過冷却防止剤を構成する脂肪酸は、ステアリン酸、ソルビン酸以外にも、種々変更可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  潜熱蓄熱材組成物
１０，１０Ａ，１０Ｂ  潜熱蓄熱材
２０，２０Ａ，２０Ｂ  添加剤、過冷却防止剤
【要約】
【課題】ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現を、より確実に抑制して、蓄えていた潜熱を放熱することができる潜熱蓄熱材組成物を提供する。
【解決手段】潜熱蓄熱材組成物１は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０を主成分に、潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物において、潜熱蓄熱材１０は、ミョウバン水和物であり、添加剤は、融液状態にあるミョウバン水和物に対し、結晶化を誘起する過冷却防止剤２０であること、過冷却防止剤２０は、炭素数６以上の脂肪酸に対し、その置換基であるカルシウムイオンにより、直鎖状に結合してなる脂肪酸塩である。
【選択図】図１【図１】
0006778840.tif 000002
【図２】
0006778840.tif 000003
【図３】
0006778840.tif 000004
【図４】
0006778840.tif 000005
【図５】
0006778840.tif 000006
【図６】
0006778840.tif 000007
【図７】
0006778840.tif 000008
【図８】
0006778840.tif 000009
【図９】
0006778840.tif 000010
【図１０】
0006778840.tif 000011
【図１１】
0006778840.tif 000012
【図１２】
0006778840.tif 000013