(57)【要約】      （修正有）【課題】壁、床、あるいは天井等の内部に簡単に配設することができ、壁、床、あるいは天井等の表装材を介して室内との間で効率よく熱交換を行うことができる蓄熱材を提供する。【解決手段】蓄熱材１は、アルミラミネートフィルム製の袋３と、この袋３の内部に充填された複合組成物５とを備えてなる。複合組成物５は、パーライトにパラフィンを担持させてなるもので、この複合組成物５が、大気圧より低い圧力条件を設定して真空パックされている。このような蓄熱材１であれば、複合組成物５がアルミラミネートフィルム製の袋３に充填されて真空パックされているので、液状、ゲル状、粉体状、粒子状等の蓄熱材とは異なり、壁、床、あるいは天井等の内部に簡単に配設することができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
パーライトにパラフィンを担持させてなる複合組成物を、アルミラミネートフィルム製の袋に充填して真空パックしてなる
ことを特徴とする蓄熱材。
【請求項２】
前記パラフィンは、炭素数が１２〜２０のｎ−パラフィンである
ことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱材。
【請求項３】
前記パーライトは、平均粒子径が５〜５０μｍ、吸油量が１５０〜５００ｍｌ／１００ｇである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄熱材。
【請求項４】
前記アルミラミネートフィルムは、前記袋の外面側から内面側に向かってＰＥＴ、ＰＥ、Ａｌ、ＰＥ、ＰＥを積層してなる５層構造のフィルムで、当該フィルム全体の厚さが９０〜２００μｍである
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蓄熱材。
【請求項５】
前記真空パックを行う際の圧力条件が、−７０ｋＰａ以下に設定されたものである
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄熱材。
【請求項６】
パーライトにパラフィンを担持させてなる複合組成物を、アルミラミネートフィルム製の袋に充填して真空パックしてなり、
前記パラフィンは、炭素数が１２〜２０のｎ−パラフィンであり、
前記パーライトは、平均粒子径が５〜５０μｍ、吸油量が１５０〜５００ｍｌ／１００ｇであり、
前記アルミラミネートフィルムは、前記袋の外面側から内面側に向かってＰＥＴ、ＰＥ、Ａｌ、ＰＥ、ＰＥを積層してなる５層構造のフィルムで、当該フィルム全体の厚さが９０〜２００μｍであり、
前記真空パックを行う際の圧力条件が、−７０ｋＰａ以下に設定されたものである
ことを特徴とする蓄熱材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、蓄熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パラフィンを利用して構成された蓄熱材が種々提案されている。
例えば、下記特許文献１には、パラフィンワックスを、金属脂肪酸塩、アミド含有化合物、ベントン又はシリカから選ばれる１種以上の物質からなるマトリックスに、７０〜９５ｗｔ％含有してなる蓄熱材が記載されている。
【０００３】
また、下記特許文献２には、潜熱蓄熱剤が含浸した多孔質担持体の外面を、潜熱蓄熱剤を通過させない封入層で覆った構造の潜熱蓄熱材が記載されている。潜熱蓄熱剤としては、パラフィン、ワックス、無機塩類水和物が挙げられており、また、多孔質担持体としては、発泡ガラス、発泡粘土、発泡フライアッシュ、発泡頁岩、珪質頁岩、発泡ウレタン、発泡フェノール、発泡スチレンが挙げられている。また、封入層としては、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルメラミン樹脂、フッ素樹脂、アルコキシシラン系樹脂、ビニル樹脂などの有機樹脂が挙げられている。
【特許文献１】特開平５−３２９６４号公報
【特許文献２】特開２００４−７５７１１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の蓄熱材を壁、床、あるいは天井等の内部に配設することにより、壁、床、あるいは天井等の表装材を介して、室内と蓄熱材との間で熱交換を行うことができれば、室内を快適な温度に維持することができるものと期待される。
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の蓄熱材そのものは、高粘度の液体あるいはゲル状といった不定形材料であるため、上記のような表装材の裏側に配設することは容易ではない。
また、上記特許文献１には、ガラス質の板製の密封容器２内に蓄熱材を充填してなる建材１０が例示されているが、ガラス質の板のような硬質な材料で密封容器２を形成した場合、密封容器２の表面および表装材の裏面の双方が硬質な面になるため、両者を隙間なく密着させることは容易ではなく、これが原因で、表装材から蓄熱材への熱伝導効率が低下してしまうおそれがあった。
【０００６】
さらに、上記特許文献１に記載の建材１０そのものが、表装材を兼ねた表面を備えていれば、上記のような密着性に関する問題は解消されるものの、この場合、表装材としての利用に耐える意匠性に富んだ数多くのバリエーションを持った建材１０を用意しなければならなくなる、という別の問題があった。
【０００７】
一方、上記特許文献２に記載の蓄熱材の場合、個々の粒子に封入層を形成している都合上、どうしても個々の粒子が相応に粗大な粒子となる。そのため、このような粗大な潜熱蓄熱材粒子を上記のような表装材の裏側に配設しても、やはり、潜熱蓄熱材粒子と表装材の裏面との間には無数の隙間ができてしまうため、これらが原因で、表装材から蓄熱材への熱伝導効率が低下してしまうおそれがあった。
【０００８】
また、このような粗大な潜熱蓄熱材粒子は、充填したときに粒子間にも隙間ができやすく、しかも、パラフィンの滲出を防ぐために封入層の厚さを十二分に厚くすると、封入層が断熱層として作用するので、粒子間における熱伝導効率を向上させることも容易ではなかった。
【０００９】
さらに、上記特許文献２には、石膏ボード、木片集積ボード、セメントボード、タイル、瓦、セラミック材、塗料、シート材などの原料に潜熱蓄熱材を配合することも開示されているが、潜熱蓄熱材のみを充填した場合に比べれば、単位体積の領域に含まれる潜熱蓄熱材の絶対量が少なくなるので、このような建築材料を上記のような表装材の裏側に配置しても、潜熱蓄熱材による効果は相応に弱くなってしまうという問題がある。
【００１０】
つまり、上記特許文献１，２に記載のものでは、壁、床、あるいは天井等の内部に簡単に配設することができないか、あるいは、仮に簡単に配設できるとしても、壁、床、あるいは天井等の表装材を介して、室内と蓄熱材との間で効率よく熱交換を行うことが容易ではない、という問題があった。
【００１１】
加えて、上記の他にも、次のような問題もあった。
すなわち、上記特許文献１に記載の蓄熱材の場合は、高粘度の液体やゲル状の蓄熱材であることから、重力の作用で容器の下方へ集まりやすいため、どうしても容器の上部に相応のデッドスペースができてしまうという問題があった（例えば、特許文献１：図２（Ａ）参照）。
【００１２】
また、上記特許文献２に記載の蓄熱材でも、所定の空間内に蓄熱材を充填した場合には、無数にある粒子間の隙間が経時変化で詰まってゆくことから、重力の作用で容器の下方へ集まりやすいため、どうしても封入空間の上部に相応のデッドスペースができてしまうという問題があった。
【００１３】
したがって、例えば、壁の内部に配設した場合等には、蓄熱材が下方へ集まって、上部にデッドスペースができるのを避けることができない、という問題があった。
本考案は、これらの諸問題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、壁、床、あるいは天井等の内部に簡単に配設することができ、壁、床、あるいは天井等の表装材を介して室内との間で効率よく熱交換を行うことができる蓄熱材を提供することにある。また、第２の目的は、重力の作用を受けても下方へ集まりにくく、上部にデッドスペースができにくい蓄熱材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本考案においては、次のような特徴的構成を採用した。
請求項１に記載の蓄熱材は、パーライトにパラフィンを担持させてなる複合組成物を、アルミラミネートフィルム製の袋に充填して真空パックしてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の蓄熱材は、請求項１に記載の蓄熱材において、前記パラフィンは、炭素数が１２〜２０のｎ−パラフィンであることを特徴とする。
請求項３に記載の蓄熱材は、請求項１または請求項２に記載の蓄熱材において、前記パーライトは、平均粒子径が５〜５０μｍ、吸油量が１５０〜５００ｍｌ／１００ｇであることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の蓄熱材は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蓄熱材において、前記アルミラミネートフィルムは、前記袋の外面側から内面側に向かってＰＥＴ、ＰＥ、Ａｌ、ＰＥ、ＰＥを積層してなる５層構造のフィルムで、当該フィルム全体の厚さが９０〜２００μｍであることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の蓄熱材は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蓄熱材において、前記真空パックを行う際の圧力条件が、−７０ｋＰａ以下に設定されたものであることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の蓄熱材は、パーライトにパラフィンを担持させてなる複合組成物を、アルミラミネートフィルム製の袋に充填して真空パックしてなり、前記パラフィンは、炭素数が１２〜２０のｎ−パラフィンであり、前記パーライトは、平均粒子径が５〜５０μｍ、吸油量が１５０〜５００ｍｌ／１００ｇであり、前記アルミラミネートフィルムは、前記袋の外面側から内面側に向かってＰＥＴ、ＰＥ、Ａｌ、ＰＥ、ＰＥを積層してなる５層構造のフィルムで、当該フィルム全体の厚さが９０〜２００μｍであり、前記真空パックを行う際の圧力条件が、−７０ｋＰａ以下に設定されたものであることを特徴とする。
【００１９】
以下、本考案について、さらに詳細に説明する。
本考案において利用するパーライトは、真珠岩、松脂岩、黒曜石などの原石を粉砕、焼成して発泡させた多孔質材料であり、パラフィンを吸収、担持するための担体となる成分として利用されている。本考案においては、このパーライトを担体として採用しているので、他の無機多孔質材料（例えば、シリカゲルやゼオライト）を担体として採用した場合よりも、蓄熱材としての性能が良好なものとなる。具体的には、パラフィンをシリカゲルやゼオライトなどの多孔質担体に担持させた場合、多孔質担体内の数ｎｍの径の細孔内に担持されたパラフィンと担体粒子間に担持されたパラフィンとでは、パラフィンの融点に違いが生じる傾向がある。そのため、この温度差が大きい場合には、一方が融解する温度に達しても他方が融解する温度に達しないことがあり、この場合、他方が融解しない分だけ融解潜熱を奪うことができず、蓄熱性能が低くなる。この点、パーライトを担体として用いると、多孔質担体内部の数μｍの径の細孔内に担持されたパラフィンと担体粒子間に担持されたパラフィンとでは、パラフィンの融解する温度にほとんど差異が無く、この温度の差異を例えばシリカゲルやゼオライトを担体として利用した場合よりも小さくすることができるので、蓄熱材としての性能が良好なものとなる。
【００２０】
また、本考案において利用するパーライトは、平均粒子径が５〜５０μｍ、吸油量が１５０〜５００ｍｌ／１００ｇのものであると好ましい。この平均粒子径が５μｍを下回ると、個々のパーライト粒子におけるパラフィンを担持可能な内部空間が小さくなりすぎ、その分、蓄熱材としての性能が低下する傾向があるので不利である。一方、平均粒子径が５０μｍを上回ると、粒子間に隙間ができやすく、粒子間における熱伝導効率が悪くなり、やはり、蓄熱材としての性能が低下する傾向がある。吸油量は、１５０ｍｌ／１００ｇを下回ると、担持可能なパラフィンの絶対量が少なくなるため、蓄熱材としての性能が低下する傾向がある。なお、吸油量は、５００ｍｌ／１００ｇを上回っても構わないが、そのようなパーライトを入手することは容易ではない。
【００２１】
また、本考案において、パラフィンは、所定の目標温度付近に融点を持ち、融点を超えて環境温度が変化したときに融解し、その融解に伴って周囲から熱を奪う成分である。目標温度は任意に選定されるので、一概には特定できないが、炭素数が１２〜２０のｎ−パラフィンを用いると、融点が約−１０〜３７℃となるので、一般的な用途で利用される温度域をほぼカバーすることができる。
【００２２】
このパラフィンは融点以上の温度条件下でパーライトと混合され、これにより、液状のパラフィンをパーライトに含浸させ、均一に混合することにより、パーライトにパラフィンを担持させてなる複合組成物とされる。そして、この複合組成物がアルミラミネートフィルム製の袋に充填される。
【００２３】
アルミラミネートフィルム製の袋は、袋の内部の成分が袋の外部へ漏出したり揮発したりするのを防止する機能、袋の外部から内部へ空気が侵入するのを防止する機能、不定形材料である複合組成物を袋の形状に維持する機能、袋の外面に接触した部材の形状に追従して変形することで袋の外面に接触した部材に密着する機能、および、袋の外部と内部との間で良好に熱を伝達する機能を兼ね備えたものである。一例を挙げれば、例えば、袋の外面側から内面側に向かってＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、Ａｌ（アルミニウム）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）を積層してなる５層構造のフィルムを用いると、十分に高い気密性、液密性を確保することができるとともに、Ａｌの作用で良好な熱伝導性も確保することができる。また、そのフィルム厚を９０〜２００μｍとすることで、袋の柔軟性も確保し、袋の外面に接触した部材に対する密着性を確保することができる。
【００２４】
なお、袋の形状や容量は、任意であるが、床、壁、天井等の内部に敷き詰める用途には、例えば、厚さ３〜５０ｍｍ程度の板状の蓄熱材となるような形態の袋を用いると好ましい。あるいは、円筒の棒状の蓄熱材となるような形態の袋を用いてもよいし、小さな袋が縦横に複数配列されて全体としてシート状になっているような形態のものであってもよい。
【００２５】
このような袋に上記複合組成物を充填したら真空パックされる。真空パックは、常法に従って実施すればよく、具体的には、例えば、大気圧より低い圧力条件下で複合組成物を袋内に充填して袋の開口部をヒートシールする、といった方法で実施すればよい。真空パックを行う際の圧力条件は、望ましくは−７０ｋＰａ以下、さらに望ましくは−８０ｋＰａ程度に設定するとよく、これにより、袋と複合組成物との密着性が十分に高くなって袋の外部とパラフィンとの間における熱伝導効率が向上する。しかも、袋のだぶつきが解消されて袋全体が引き締まり、これに伴って、複合組成物の充填密度も高くなって複合組成物粒子間の隙間は小さくなるので、蓄熱材全体の形態安定性はきわめて高くなる。その結果、重力が作用しても袋の上部にある複合組成物が袋の下部へ集まってしまうことがなくなり、袋の上部にデッドスペースができないようになる。
【００２６】
また、袋の上部にデッドスペースができにくいのは、担体として採用したパーライトの物性も好影響を与えているものと推察される。すなわち、担体として、シリカゲルやゼオライトを採用した場合には、パーライトを採用した場合に比べ、袋の上部にデッドスペースができやすい傾向がある。その理由は、明確には解明されていないが、例えば、パーライトの流動性がシリカゲルやゼオライトよりも小さいとか、パラフィンとの間に作用する摩擦力がシリカゲルやゼオライトよりも大きい等、いくつかの要因が考えられ、これらの要因のいくつかが作用する結果、パーライトを担体として利用した場合に、蓄熱材の形態安定性が向上するのではないかと推察される。
【００２７】
以上説明したような蓄熱材によれば、蓄熱能力を持つ不定形の複合組成物を利用しているものの、その複合組成物がアルミラミネートフィルム製の袋に充填されて真空パックされているので、上記特許文献１に記載のような高粘度の液状ないしゲル状の組成物や粉体状の組成物とは異なり、壁、床、あるいは天井等の内部に簡単に配設することができる。
【００２８】
しかも、アルミラミネートフィルム製の袋の局所局所は柔軟に変形するので、壁、床、あるいは天井等の表装材の裏側に圧接配置するだけで、表装材の裏側の僅かな凹凸や曲面にフィットする。したがって、上記特許文献１に記載のような硬質な容器に蓄熱材を封入したものとは異なり、表装材との間に隙間ができないように配置することができ、表装材を介して室内との間で効率よく熱交換を行うことができる。また、上記特許文献２に記載のような、個々の粒子に封入層を設けたものとも異なり、より細かな粒子を用いることができるので、粒子間の隙間を低減でき、粒子間における熱伝導効率も改善することができる。
【００２９】
さらに、上記複合組成物をアルミラミネートフィルム製の袋に充填して真空パックしたことにより、大気圧の作用で袋が引き締まり、複合組成物の充填密度が高くなるので、上記特許文献１，２に記載の蓄熱材料を単に容器内に封入したものに比べ、重力の作用を受けても下方へ集まりにくく、上部にデッドスペースができにくい。したがって、例えば、壁の内部に配置するような用途にも好適である。
【００３０】
加えて、パラフィンを担持させる担体としてパーライトを採用したので、シリカゲル等の他の無機多孔質担体を採用した場合に比べ、パラフィンの融解潜熱を効果的に利用して蓄熱性能を上げることができ、且つ、重力の作用を受けても下方へ集まりにくい複合組成物を得ることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本考案の実施形態について一例を挙げて説明する。
図１（ａ）および同図（ｂ）に示すように、蓄熱材１は、アルミラミネートフィルム製の袋３と、この袋３の内部に充填された複合組成物５とを備えてなる。
【００３２】
本実施形態において、袋３は、ＰＥＴ層（厚さ１２μｍ）、ＰＥ層（厚さ１５μｍ）、Ａｌ層（厚さ７μｍ）、ＰＥ層（厚さ１５μｍ）、およびＰＥ層（厚さ４０μｍ）を持つ５層構造のアルミラミネートフィルムによって構成されたものである。より詳しくは、袋３は、上記５層構造のアルミラミネートフィルムを、ＰＥＴ層が外面、ＰＥ層が内面となるように二つ折りするとともに、二つ折りした１辺以外の３辺を熱融着部３ａとして、この熱融着部３ａをヒートシールしたものである。なお、熱融着部３ａは、３辺のうち、あらかじめ２辺だけがヒートシールされるとともに、残り１辺は開口部とされ、この状態で複合組成物５が袋３内に充填される。そして、複合組成物５の充填後に、開口部となっていた残り１辺もヒートシールされる。袋３の大きさは、蓄熱材の使用目的に応じて任意に設定可能であるが、本実施形態においては、縦４０ｃｍ、横２３ｃｍ、厚さ５ｃｍのものを利用した。
【００３３】
また、複合組成物５は、パーライトにパラフィンを担持させてなるものである。本実施形態においては、市販のパーライト（昭和化学工業株式会社製、商品名：トプコ＃３４、平均粒子径：２５μｍ、吸油量：３８０ｍｌ／１００ｇ）と、市販のｎ−パラフィン（株式会社ジャパンエナジー製、商品名：ＴＳ−８７、炭素数：１８、融点２８℃）を利用して、複合組成物５を調製した。パーライトにパラフィンを担持させるための具体的手順や条件は任意であるが、一例を挙げれば、本実施形態においては、ｎ−パラフィンを恒温機で５０℃に加熱して融解させ、融解したｎ−パラフィン３５ｋｇとパーライト１５ｋｇとを、シグマニーダーにて１５分間混合することにより、所期の複合組成物５を得た。そして、この複合組成物５を、上述の袋３を利用して、真空包装機にて大気圧より低い圧力条件を設定して（本実施形態においては、−８０ｋＰａ）真空パックした。
【００３４】
以上のように構成された蓄熱材１によれば、複合組成物５がアルミラミネートフィルム製の袋３に充填されて真空パックされているので、液状、ゲル状、粉体状、粒子状等の蓄熱材とは異なり、壁、床、あるいは天井等の内部に簡単に配設することができる。
【００３５】
また、この蓄熱材１において、袋３の局所局所は柔軟に変形し、壁、床、あるいは天井等の表装材の裏側に圧接配置するだけで、表装材の裏側の僅かな凹凸や曲面にフィットするので、硬質な容器に蓄熱材を封入したものとも異なり、表装材との間に隙間ができないように配置することができ、表装材を介して室内との間で効率よく熱交換を行うことができる。
【００３６】
さらに、この蓄熱材１において、複合組成物５は、粒子の表面に封入層を設けたものではないので、そのような封入層を設ける場合に比べ、より細かな粒子からなる複合組成物５を用いることができ、複合組成物５内の粒子間の隙間を低減でき、粒子間における熱伝導効率も改善することができる。
【００３７】
また、この蓄熱材１においては、複合組成物５を袋３に充填して真空パックしたことにより、大気圧の作用で袋３が引き締まり、複合組成物５の充填密度が高くなるので、蓄熱材料を単に容器内に封入したものに比べ、重力の作用を受けても下方へ集まりにくく、上部にデッドスペースができにくいものとなる。したがって、この蓄熱材１であれば、例えば、壁の内部に配置するような用途にも好適である。
【００３８】
加えて、この蓄熱材１においては、パラフィンを担持させる担体としてパーライトを採用したので、シリカゲル等の他の無機多孔質担体を採用した場合に比べ、パラフィンの融解潜熱を効果的に利用して蓄熱性能を上げることができ、且つ、重力の作用を受けても下方へ集まりにくい複合組成物５を得ることができる。
【００３９】
以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態では、平板状の蓄熱材１を図示したが、袋の形態は任意であり、袋の形態を変えることにより、様々な形態の蓄熱材を構成することができる。より具体的には、円筒の棒状の蓄熱材となるような形態の袋を用いてもよいし、小さな袋が縦横に複数配列されて全体としてシート状になっているような形態のものであってもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、室温２８℃前後における蓄熱性能が発揮されるように、炭素数１８、融点２８℃のｎ−パラフィンを利用したが、蓄熱性能を発揮させる目標温度は任意に変えることができ、それに応じてパラフィンの炭素数も任意に変更することができる。また、異なる炭素数のパラフィンをブレンドすることもでき、これにより、パラフィンの溶融温度を調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本考案の実施形態として例示した蓄熱材を示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・蓄熱材、３・・・袋、３ａ・・・熱融着部、５・・・複合組成物。
【図１】
0003115086.tif 000003