(57)【要約】【課題】長期間安定に使用することができ、凝固／融解温度の乖離（過冷却現象）を防止することで凝固しやすく蓄熱効率が向上され、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護の目的のための蓄熱装置や蓄熱システムを構成する材料として好適な蓄熱体の製造方法を提供する。【解決手段】結晶核剤、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする混合物を水中油滴型に分散することにより得られた蓄熱体を相変化させた後、再度分散する蓄熱体の製造方法、好ましくは、ラインミキサーを用いて蓄熱体を再度分散する蓄熱体の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶核剤、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする混合物を水中油滴型に分散することにより得られた蓄熱体を相変化させた後、再度分散する
ことを特徹とする蓄熱体の製造方法。
【請求項２】
前記蓄熱体の製造方法は、ラインミキサーを用いて蓄熱体を再度分散する
ことを特徴とする請求項１記載の蓄熱体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱体の製造方法に関する。蓄熱体とは、相変化により蓄熱性を有する油性物質を必須成分としてなる水分散体を含んでなり、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房装置における熱貯蔵システムに用いることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
潜熱を利用した油性蓄熱物質として、脂肪族炭化水素、脂肪酸、脂肪酸エステルが知られている。このような油性蓄熱物質は、固体から液体への相変化時に放熱し、液体から固体への相変化時に吸熱するという特性があり、これを熱貯蔵システムに利用して冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために活かそうとする技術が注目されている。例えば、油性蓄熱物質を含む蓄熱体を用いた蓄熱装置としては、蓄熱体を蓄熱槽と冷凍機との間で循環させることにより蓄熱体を冷却固化し、その融解時の吸熱効果を冷房に活かそうとするものが利用されている。
【０００３】
このような油性蓄熱物質を有効に利用するために、油性蓄熱物質と水との水中油型エマルションを作製して使用する方法が提案されている。例えば、熱搬送システム用媒体に関し、連続相である水と、蓄熱材としてのパラフィンの一つであるテトラデカンを混ぜてドレッシングを作り、ホモジナイザーを用いてテトラデカンを分散させたものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、飽和炭化水素を用いたエマルジョンからなる蓄熱材に関し、相変化を伴う飽和炭化水素としてノルマルヘキサデカン、核発生剤としてノルマルオクタデカン、界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル、分散媒として水を用い、これらをミキサーにて攪拌したものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、これらの技術における油性蓄熱物質を水に分散させたエマルションタイプの蓄熱体は、蓄熱体の相変化による凝固／融解の繰り返しにより、エマルションが崩壊（油性物質と水が分離）し、長期的に使用できない問題点があった。
【０００４】
このような問題点を解決するために、エマルジョン蓄熱体、蓄熱槽、配管、循環ポンプ及びヒートポンプから構成されたクレイシステムが開示されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながら、このような蓄熱システムにおいては、エマルジョン蓄熱材における分散体が崩壊し、油層と水層とに分離した場合、崩壊した分散体を再乳化するためには、循環ポンプを複数個使用する必要があり効率が悪く、また、この蓄熱システムの蓄熱体では、過冷却を防止し、凝固しやすくて蓄熱効率を充分に向上させる点等において工夫の余地があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−２２２８９４号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２０００−３３６３５０号公報（第２、３頁）
【特許文献３】
特開平６−２４９５８７号公報（第１−３頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、長期間安定に使用することができ、凝固／融解温度の乖離（過冷却現象）を防止することで凝固しやすく蓄熱効率が向上された蓄熱体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、相変化により蓄熱性を有する油性物質を用いた蓄熱体の製造方法について種々検討した結果、相変化により蓄熱性を有する油性物質を水性媒体に分散したものが安全性が高く、各種の熱貯蔵システムに広く用いることができることに着目し、相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散剤により水性媒体に水中油滴型に分散させて分散体の形態とする蓄熱体の製造方法が有用であることを見いだした。そして、結晶核剤を含有させた蓄熱体を相変化させた後、再度分散する工程を行うことによって相変化により蓄熱性を有する油性物質の分散体が相変化の繰り返し等で崩壊した場合でも、再分散により油性物質が水性媒体中に分散した状態を維持することが可能となり、更に凝固／融解温度乖離（過冷却現象）を防止することができ、凝固しやすくて蓄熱効率が向上した蓄熱体を製造することを見いだし、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護の目的のための蓄熱装置や蓄熱システムを構成する材料として好適な蓄熱体を製造できることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００８】
すなわち本発明は、結晶核剤、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする混合物を水中油滴型に分散することにより得られた蓄熱体を相変化させた後、再度分散する蓄熱体の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
【０００９】
本発明の蓄熱体の製造方法においては、結晶核剤、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする製造原料を水中油滴型に分散させることにより得られた蓄熱体を、蓄熱装置等で用いることにより相変化による凝固／融解の繰り返しを行った後に、該蓄熱体を再度分散させる工程を含んでなるが、このような再度分散する工程においては、すでに油性物質が分散状態にある蓄熱体を攪拌することにより、油性物質の分散状態を維持する形態や、油性物質が分離している蓄熱体を再分散することにより、油性物質が充分に分散された状態とする形態が挙げられ、これらのいずれか又はこれら組み合わせた形態に対して本発明の製造方法が適用されることになる。
上記凝固／融解の繰り返しとは、相変化により蓄熱性を有する油性物質に、潜熱として熱を蓄え、蓄えた熱を放熱する作業の繰り返しを行うことを意味し、本発明においては、凝固／融解を１回のみ行う場合も含むものである。
【００１０】
本発明における蓄熱体は、油性物質中に結晶核剤を含有するものであり、この結晶核剤としては、蓄熱体を凝固させる際に結晶核となり得る物質であればよいが、相変化により蓄熱性を有する油性物質と結晶構造の似た物質であることが好ましく、また、油性物質より融点が高く、早い段階から凝固が起こる物質であることが好ましい。更に、油性物質の融点よりも１０〜１００℃高い相変化温度を有する物質であることがより好ましい。結晶核剤の融点が油性物質の融点よりも１０℃未満であっても１００℃を超えても、結晶核剤としての機能が低下し、凝固／融解温度の乖離（過冷却現象）を充分には防止できないおそれがある。
【００１１】
上記結晶核剤としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質としてノルマルペンタデカンを用いた場合には、ノルマルヘプタデカン、ノルマルオクタデカン、ノルマルノナデカン、ノルマルエイコサン、ノルマルドコサン、ノルマルトリコサン、ノルマルテトラコサン、ノルマルペンタコサン等の飽和炭化水素、１−オクタデセン等の不飽和炭化水素、ステアリン酸等の高級脂肪酸、オクタデカノール等の高級アルコール、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタンエステル、ショ糖ステアリン酸エステル等のショ糖脂肪酸エステル、トリステアリン等のグリセリン脂肪酸エステル、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド等が挙げられる。これらの中でもショ糖脂肪酸エステル、飽和炭化水素が好ましい。これらの結晶核剤は、必要により２種類以上組み合わせて使用してもよい。
【００１２】
上記結晶核剤の添加量としては、油性物質１００質量％に対して、０．５質量％以上であることが好ましく、また、２０質量％以下であることが好ましい。０．５質量％未満であると、過冷却を充分には防止できないおそれがあり、２０質量％を超えると、蓄熱体に占める蓄熱性を有する油性物質の含有量が低下するので、蓄熱効率を充分には向上できないおそれがある。より好ましくは、１質量％以上であり、また、１０質量％以下である。
【００１３】
本発明の蓄熱体の製造方法において、相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散する方法としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質を、分散剤を用いて水性媒体中に水中油滴型に分散することができる方法であれば特に限定されない。例えば、ラインミキサー、プロペラ攪拌機、高速回転攪拌機、ホモミキサー、高圧ホモジナイザー、コロイドミル、ロールミル、ローラーミル、サンドミル、ボールミル、超音波乳化機、真空式練合機、真空式乳化機、解放式乳化機等が挙げられる。また、蓄熱体を搬送するポンプを用いて再分散を行っても構わない。上記再分散を実施するにあたっては、上記に挙げた機械を必要に応じて併用してもよいが、蓄熱体を相変化させた後、再度分散する工程を簡便に行い、かつ設備投資を抑える点から、ラインミキサーのみを用いることが好ましい。
また、結晶核剤、相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散剤を用いて水性媒体に水中油滴型に分散する方法としても、ラインミキサーを用いて分散することが好ましく、さらに得られた該蓄熱体を相変化させた後、ラインミキサーにより再分散することが好ましく、このような形態が本発明の好ましい実施形態の一つである。なお、本発明の製造方法において、結晶核剤の添加時期としては、蓄熱体を相変化させる前であれば特に限定されるものではない。
【００１４】
上記蓄熱体の製造においては、結晶核剤、相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体及び分散剤を必須とする混合物を水中油滴型に分散した蓄熱体を得る為に使用した同じ水槽や分散槽で蓄熱体を相変化させた後、再度分散を行ってもよい。また水中油滴型に分散した蓄熱体を得る為に使用した水槽や分散槽から蓄熱体を抜き出した後、蓄熱システム等に使用する別の水槽や分散槽へ投入して、蓄熱体を相変化させた後、再度分散を行ってもよい。さらに水中油滴型に分散した蓄熱体を相変化させた後、同じ水槽や分散槽で再度分散を行ってもよく、水槽や分散槽から蓄熱体を抜き出した後、別の水槽や分散槽へ投入して、再度分散を行ってもよい。
【００１５】
上記ラインミキサーは、槽中の材料を直接攪拌するものではなく、槽中の材料が通過する配管の途中に設置される邪魔板、突起物、機械的攪拌によって分散を行う分散装置を意味する。
上記ラインミキサーとしては、ミキサー自体に相変化により蓄熱性を有する油性物質を分散できるモーター等の攪拌駆動部を有するタイプや、ミキサー自体に攪拌駆動部を有しないタイプがある。なお、攪拌駆動部を有しないミキサーを用いる場合には、製造原料等を送液するための循環ポンプが必要となる。
【００１６】
上記攪拌駆動部を有するタイプのラインミキサーとしては、ミキサーとしてだけでなく、ポンプとしての能力も有するものが好適である。この場合、配管にポンプを設置する必要がなく、製造設備の簡略化の点で好適であるが、ポンプとしての能力が不足する場合には、追加的にポンプを設置してもよい。このようなラインミキサーとしては、高速で回転するローターを備えたインラインミキサー４５０ＬＳ型（シルバーソン社製）、Ｔ．Ｋ．パイプラインホモミキサーＰＬ−２Ｓ型（特殊機化工業社製）等が挙げられる。このようなラインミキサーは、例えば、ローターが高速で回転することによる強力な吸引力、遠心力及びせん断力により、製造原料等を攪拌及び分散することとなる。
【００１７】
上記攪拌駆動部を有しないタイプのラインミキサーとしては、ポンプ等により生じる流体の流れを利用して攪拌するものが好適である。このようなラインミキサーとしては、スタティック型ミキサーであるＯＨＲ（Ｏｒｉｇｉｎａｌ  Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）ラインミキサーＭＸ−８型（西華産業社製）、スタティックミキサー（ノリタケカンパニーリミテド社製）、分散君（フジキン社製）、ラインミキサーＳＭＸ型、ＳＭＶ型（コークグリッジ社製）等が挙げられる。このようなラインミキサーは、例えば、長方形の板を１８０°ねじった形をしたエレメントや、きのこ状の衝突体をラインミキサー内に有し、これらのエレメントや衝突体の作用により、材料を攪拌及び分散することとなる。
【００１８】
上記ラインミキサーを用いて再度分散する方法として、例えば、相変化した後に蓄熱体が貯留されることとなる槽に配管が接続されており、その配管の途中にラインミキサーが設置される形態が好ましい。ラインミキサーの設置において、設置数や設置位置としては、製造規模、蓄熱体等の特性、配管を通過する蓄熱体等の速度や単位時間あたりの流量等によって適宜設定すればよいが、槽の近辺にラインミキサーが設置されることが好ましい。また、蓄熱体等をラインミキサーに供給する形態としては、槽中の蓄熱体等を、配管によりラインミキサーに供給してもよく、複数の配管をラインミキサーに接続することにより蓄熱体等を供給してもよい。
【００１９】
上記蓄熱体の製造形態において、ラインミキサーを配管の途中に設置する場合、ラインミキサーが設置された配管に蓄熱体を１回だけ通過させることにより分散してもよく、２回以上通過させることにより分散してもよい。また、槽中の蓄熱体等をラインミキサーが設置された配管を用いて循環させることにより分散してもよい。
上記蓄熱体の製造形態においては、槽中の蓄熱体等をラインミキサーが設置された配管を用いて循環させることが好ましく、これにより、蓄熱体の分散状態の維持、崩壊した分散体の再分散等のいずれの形態においても、簡便にかつ廉価に油性物質を再度分散する工程を行うことができ、また、製造原料を分散することによる蓄熱体の製造もできることとなる。
【００２０】
以下に本発明の製造形態について、図を用いて更に詳しく説明する。
図１は、本発明の製造方法における製造装置１を用いた実施の一形態を示した模式図である。この製造装置１は、蓄熱体を供給する槽２と、それ自体にポンプ能力を有するラインミキサー３と、ラインミキサー３を介して接続されている配管４及び５と、得られた分散体の抜き出し配管６とにより構成されている。配管４は、槽２の底部に接続されており、ラインミキサー３に繋がっている。配管５は、ラインミキサー３に接続されており、槽２に繋がっている。このような製造装置１で蓄熱体を再度分散する場合においては、槽２内の蓄熱体を相変化させた後、配管４を通ってラインミキサー３に送液される。この蓄熱体は、ラインミキサー３で攪拌により分散され、分散体として配管５を通って槽２に戻る。槽２に戻った分散体は、再び配管４を通ってラインミキサー３に送液されることとなる。このような製造方法においては、すでに油性物質が分散状態にある蓄熱体を槽２に投入することにより、分散体の分散状態を維持することができることになる。また、油性物質が分離した場合においても、分散体の再分散及び維持が可能となる。
【００２１】
次に、本発明における蓄熱体を構成する相変化により蓄熱性を有する油性物質、水性媒体、分散剤について説明する。
本発明における油性物質は、相変化により蓄熱性を有するものである。すなわち相変化又は相転移の際の潜熱を利用する潜熱蓄熱を蓄熱性として有し、蓄熱密度が高く、一定温度付近での蓄熱や放熱が可能なものである。これにより、例えば、顕熱蓄熱、潜熱蓄熱、化学反応蓄熱等の熱エネルギーを貯蔵し、放出することが可能となる。
【００２２】
上記油性物質を構成する成分としては、パラフィンやα−オレフィン等の炭化水素化合物；高級脂肪酸類；高級脂肪酸エステル類；高級アルコール類等の化合物が好適であり、具体的には、Ｃ14パラフィン、Ｃ15パラフィン、Ｃ16パラフィン等の常温で液体である中級パラフィン；Ｃ17パラフィン、Ｃ18パラフィン、Ｃ19パラフィン、Ｃ20パラフィン、Ｃ21パラフィン、Ｃ22パラフィン、Ｃ23パラフィン、Ｃ24パラフィン、Ｃ25パラフィン等の常温付近で固体である高級パラフィン；１−デカノール等の高級アルコールが好適である。これらの中でも、取り扱いが便宜であることから、ビル空調用の蓄熱体の場合、常温（２５℃）及び常圧（約１０１．３ｋＰａ）において液体であるものを、相変化により蓄熱性を有する油性物質を構成する成分として用いることが好ましい。また、容易に入手でき、また、広い温度範囲に用いることができる蓄熱体を簡便にかつ安定的に製造することができることから、パラフィンが好ましく、ビル空調の冷熱用途等の場合、パラフィンの中でもペンタデカンを含むことが好ましい。
【００２３】
上記油性物質としては、単独成分のものを使用してもよいが、相変化により蓄熱性を有する油性物質の種類と配合比率を任意に調整することで、使用する蓄熱温度に融点を合わせることができる。冷房用途として使用する場合、約５〜２０℃に融点を持つ相変化により蓄熱性を有する油性物質を選択すればよい。また暖房用途として使用する場合には、約４０〜６０℃に融点を持つ相変化により蓄熱性を有する油性物質を選択すればよい。
【００２４】
上記油性物質の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質の種類や蓄熱体の使用形態、要求される蓄熱効率に応じて適宜設定すればよいが、蓄熱体１００質量％中１０質量％以上とすることが好ましく、また、１００質量％以下とすることが好ましい。１０質量％未満であると、蓄熱効率や蓄熱性能が低下するおそれがある。より好ましくは、２０質量％以上であり、また、７５質量％以下である。
【００２５】
本発明による蓄熱体において、水性媒体とは水を必須成分とするものであるが、水と水に溶解する溶媒との混合物を用いることができ、例えば、水とメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、アセトニトリル、エチレングリコール、ジエチレングリコール等との混合溶媒が好適である。水性媒体中の水の割合は、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。更に好ましくは、水のみを用いることである。
上記水性媒体の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質１００質量％に対して、５．０質量％以上とすることが好ましく、また、９００質量％以下とすることが好ましい。
【００２６】
本発明における分散剤としては、ノニオン系界面活性剤を必須成分としてなるものであることが好ましく、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンソルビタンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル等のソルビタンエステル系化合物；ショ糖脂肪酸エステル；ポリオキシエチレンアルキルエーテル；ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル；ポリオキシエチレンアルキルエステル；ポリグリセリンアルキルエステル；脂肪酸エステル；脂肪酸石鹸；アルキルアミンエチレンオキサイド付加体；コレステロール等のステロール類が好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリオキシエチレン（エチレンオキサイド付加モル数２０以上）アルキル（総炭素数１５以上）エーテルを必須成分としてなるものであることが好ましい。このような必須成分において、エチレンオキサイドの付加モル数は２０以上で、好ましくは１００以下、より好ましくは５０以下である。また総炭素数は１５以上で、好ましくは４０以下、より好ましくは３０以下である。
この中でより好ましくは、エチレンオキサイド付加モル数が２０以上であるポリオキシエチレンステアリルエーテルである。
【００２７】
上記分散剤としてはまた、両性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン−アニオン系界面活性剤及びカチオン系界面活性剤を適宜使用してもよい。それら界面活性剤として、アルキルスルホン酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩；アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸及びその塩；ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のアルキル（フェニル）エーテル硫酸エステル塩；テトラデセンスルホン酸ナトリウム等のα−オレフィンスルホン酸塩；スルホコハク酸塩；エーテルスルホン酸塩；エーテルカルボン酸及びその塩；ラウリン酸アミドプロピルベタイン等のベタイン類；ジアルキルアンモニウムクロライド等の第４級アンモニウムが好ましい。
更にその他の分散剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルスルホン、マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリジアリルアミン、ポリエチレンイミン、カルボキシルメチセルロース、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、可溶性デンプン、デキストリン、アラビアゴム、キトサン、寒天、ゼラチン、大豆カゼイン、ポリビニルスルホン酸、（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸（メタ）アクリル酸エステル共重合体等を用いることもできる。
【００２８】
上記分散剤の使用量としては、相変化により蓄熱性を有する油性物質１００質量％に対して、０．１質量％以上とすることが好ましく、また、３０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．０質量％以上であり、また、２０質量％以下である。
【００２９】
本発明による蓄熱体には、更に、以下に記載する機能を有する添加剤を含有させることもできる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
（１）伝熱向上用：鉄、銅等の金属粉：金属繊維；金属酸化物；カーボン；カーボンファイバー等。
（２）比重調整用：砂；粘土；石；鉛、鉄等の金属粉等。
【００３０】
（３）難燃性付与用：水；水ゲル；金属粉；炭酸カルシウム等の無機化合物；臭素系、塩素系、リン系等の難燃剤等。なお、難燃性には、燃焼性の低減、延焼防止、水蒸気による引火点の消滅、燃焼熱量低減効果等を含む。
（４）凝固点調整用：ワックス類等。
（５）酸化防止や経時的な劣化防止用：フェノール系、チオ系、リン系等の酸化防止剤等。
（６）その他：着色剤、顔料、帯電防止剤、防菌剤等。
【００３１】
上記添加剤の使用量としては、例えば、燃焼性を低減させるために、炭酸カルシウムを用いる場合には、相変化により蓄熱性を有する油性物質に対して、１０〜４０質量％とすることが好ましい。
【００３２】
上記油性物質には、潜熱性を調整するための包接化合物を添加してもよい。
上記包接化合物としては、Ｃ4Ｈ8・Ｏ・１７Ｈ2Ｏ、（ＣＨ3）3Ｎ・１０．２５Ｈ2Ｏ、（Ｃ4Ｈ9）4ＮＣＨＯ2・３２Ｈ2Ｏ、（Ｃ4Ｈ9）4ＮＣＨ3ＣＯ2・３２Ｈ2Ｏが好適である。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３３】
本発明の製造方法によって得られる蓄熱体の使用形態としては、乳化物状の水分散体の形態とすることが好ましく、また、包装材に充填された形態の蓄熱体として用いてもよい。このような本発明の製造方法によって得られる蓄熱体は、本発明の好ましい実施形態の１つである。
【００３４】
本発明の製造方法によって得られる蓄熱体は、乳化物状や包装状態等の形態で各種の蓄熱装置に用いられるものであるが、このような蓄熱装置としては、（１）蓄熱体が熱搬送媒体となって熱交換を行うものや、（２）蓄熱体が貯留される蓄熱槽を備えてなり、熱媒体の熱交換を行うことができるもの等が挙げられる。
【００３５】
上記（１）の蓄熱装置としては、水分散した蓄熱体を用いた蓄熱装置が好ましく、蓄熱体が蓄熱槽と熱交換器との間を循環することにより、又は、蓄熱槽の外部を循環することにより熱交換する蓄熱装置等が挙げられ、このような蓄熱装置により地域冷暖房システム用や、ビル空調システム用の熱搬送媒体システムである蓄熱システムが形成されることになる。
【００３６】
上記（２）の蓄熱装置は、蓄熱体が貯留される蓄熱槽を備えてなり、熱媒体の熱交換を行うことができるものであるが、蓄熱体を貯留してなる蓄熱装置が好ましく、このような蓄熱装置によっても蓄熱システムが形成されることになる。
上記蓄熱体を貯留してなる蓄熱装置としては、蓄熱槽に熱交換手段を備えることで蓄熱装置の外部で循環する熱媒体に対して熱エネルギーを授受できるようにしたものが好適であり、例えば、蓄熱体が貯留する蓄熱槽中に熱媒体の熱交換を行う熱交換器を備えたものや、蓄熱槽中に乳化物状の水分散体が貯留したまま熱媒体のみが蓄熱槽を通過するようにしたもの等が挙げられる。
このような本発明の製造方法により製造されてなる蓄熱体を用いてなる蓄熱装置又は蓄熱システムもまた、本発明の好ましい実施形態の１つである。
【００３７】
本発明の蓄熱体を用いた蓄熱装置又は蓄熱システムの好ましい形態としては、乳化物状の水分散体の形態である蓄熱体を用い、ラインミキサー等の分散装置が備えつけられている蓄熱装置又は蓄熱システム、すなわち本発明の製造方法を適用した蓄熱装置又は蓄熱システムである。このような形態とすることにより、蓄熱体の分散状態が維持され、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができる蓄熱装置又は蓄熱システムとすることができることになる。また、蓄熱槽内の油性物質の分散体が相変化の繰り返しにより崩壊した場合でも、蓄熱装置に取り付けられたラインミキサー等の分散装置を用いることで、再分散させることができる。
【００３８】
本発明の製造方法は、長期間安定に使用することができ、凝固／融解温度の乖離（過冷却現象）を防止することで凝固しやすく蓄熱効率が向上された蓄熱体を製造できることから、冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護等の目的のために好適に用いることができる蓄熱装置又は蓄熱システムを構成する蓄熱体の製造方法として優れたものである。
【００３９】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「質量％」を意味するものとする。
【００４０】
実施例１
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．０部に添加し溶解した水溶液と油性物質であるペンタデカン５０．０部に結晶核剤としてショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ、融点約４７℃）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）１を得た。蓄熱体１の平均粒子径は２．６μｍであった。
【００４１】
得られた蓄熱体１について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）には、マックサイエンス社の示差走査熱量ＤＳＣ−３１００Ｓを使用した。測定条件としては、２５℃から−２０℃まで２℃／分の速度で冷却した後、−２０℃から２５℃まで２℃／分の速度で昇温した。
その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、８．２℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．２℃であった。
【００４２】
次に同容器中、５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体１の平均粒子径は２．６μｍであった。また所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、８．２℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．１℃であった。
【００４３】
実施例２
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．０部に添加し溶解した水溶液と油性物質であるペンタデカン５０．０部に結晶核剤としてソルビタントリステアレート（花王社製：レオドールＳＰ−Ｓ３０、融点５４℃）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化杜製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）２を得た。蓄熱体２の平均粒子径は２．６μｍであった。
【００４４】
得られた蓄熱体２について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、９．４℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．４℃であった。
次に同容器中、５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体２の平均粒子径は２．５μｍであった。また所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、８．５℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．１℃であった。
【００４５】
実施例３
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．５部に添加し溶解した水溶液と油性物質であるペンタデカン４７．５部に結晶核剤としてパラフィンワックス（日本精鑞社製：パラフィンワックスＰＷ１３０、融点５５℃）２．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）３を得た。蓄熱体３の平均粒子径は３．０μｍであった。
【００４６】
得られた蓄熱体３について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、８．４℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．２℃であった。
次に同容器中、５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体３の平均粒子径は２．６μｍであった。また所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、８．１℃、融解温度（融解ピーク温度）は、９．６℃であった。
【００４７】
実施例４
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノステアレート（花王社製：レオドールＴＷ−Ｓ１２０）１．５部を水４８．０部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４質量％、ペンタデカン７３．５質量％、ヘキサデカン６．９質量％、ヘプタデカン０．２質量％）５０．０部に結晶核剤としてショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ、融点約４７℃）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）４を得た。蓄熱体４の平均粒子径は３．０μｍであった。
【００４８】
得られた蓄熱体４について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）には、マックサイエンス社の示差走査熱量ＤＳＣ−３１００Ｓを使用した。測定条件としては、２５℃から−２０℃まで２℃／分の速度で冷却した後、−２０℃から２５℃まで２℃／分の速度で昇温した。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、６．８℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．２℃であった。
次に同容器中、５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体４の平均粒子径は２．９μｍであった。また所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、７．０℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．４℃であった。
【００４９】
実施例５
循環ポンプ、ラインミキサー（攪拌駆動部を有しないタイプ：ＯＨＲ流体工学研究所設計：ＯＨＲラインミキサーＭＸ−８型）、それと配管を付帯した混合槽にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．０部に添加し溶解した水溶液と油性物質として灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４質量％、ペンタデカン７３．５質量％、ヘキサデカン６．９質量％、ヘプタデカン０．２質量％）５０．０部に結晶核剤としてショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ）０．５部を溶解した液を投入した。循環ポンプを起動し、パラフィンの分散を開始した。所定時間後ポンプを停止し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）５を得た。蓄熱体５の平均粒子径は２．８μｍであった。
【００５０】
得られた蓄熱体５について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度を求めた。凝固温度（凝固開始温度）は、７．７℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．５℃であった。
次に混合槽より蓄熱体５を抜き出し、循環ポンプ、ラインミキサー（攪拌駆動部を有しないタイプ：ＯＨＲ流体工学研究所設計：ＯＨＲラインミキサーＭＸ−８型）、それと配管を付帯した蓄熱水槽へ投入した。５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解する凝固融解の繰り返しを５回行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体５の平均粒子径は２．８μｍであった。また所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、７．９℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．４℃であった。
【００５１】
実施例６
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部、ポリマー分散剤としてポリビニルピロリドン（日本触媒社製：分子量約１２万）０．５部を水４７．５部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４質量％、ペンタデカン７３．５質量％、へキサデカン６．９質量％、ヘプタデカン０．２質量％）５０．０部に結晶核剤としてショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ、融点約４７℃）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）６を得た。蓄熱体６の平均粒子径は２．８μｍであった。
【００５２】
得られた蓄熱体６について、所定の条体下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、６．８℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．２℃であった。
次に先の容器より蓄熱体６を取り出し、別の容器中で、５℃の油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体５の平均粒子径は２．７μｍであった。また所定の条体下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、７．８℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．４℃であった。
【００５３】
実施例７
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部、ポリマー分散剤としてポリアクリル酸ナトリウム（日本触媒社製：アクアリックＤＬ３６５、分子量約５千）０．５部を水４７．５部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４質量％、ペンタデカン７３．５質量％、へキサデカン６．９質量％、ヘプタデカン０．２質量％）５０．０部に結晶核剤としてショ糖脂肪酸エステル（第一工業製薬社製：シュガーワックスＡ−１０Ｅ、融点約４７℃）０．５部を溶解した液を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる蓄熱体（水分散体）７を得た。蓄熱体７の平均粒子径は２．７μｍであった。
【００５４】
得られた蓄熱体７について、所定の条体下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、７．６℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．４℃であった。
次に先の容器より蓄熱体７を取り出し、別の容器中で、５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の蓄熱体６の平均粒子径は２．７μｍであった。また所定の条体下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、７．７℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．４℃であった。
【００５５】
比較例１
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル（日本油脂杜製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．５部に添加し溶解した水溶液と油性物質であるペンタデカン５０．０部を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる比較蓄熱体（水分散体）１を得た。比較蓄熱体１の平均粒子径は２．８μｍであった。
【００５６】
得られた比較蓄熱体１について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、０．６℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．３℃であった。
次に同容器中、−５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の比較蓄熱体１の平均粒子径は２．６μｍであった。また所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、０．８℃、融解温度（融解ピーク温度）は、１０．４℃で大きな過冷却が認められた。
【００５７】
比較例２
容器にノニオン界面活性剤としてポリオキシエチレン（２０）ステアリルエーテル（日本油脂社製：ノニオンＳ−２２０）１．５部を水４８．５部に添加し溶解した水溶液と油性物質である灯油より蒸留したパラフィン（テトラデカン１９．４質量％、ペンタデカン７３．５質量％、ヘキサデカン６．９質量％、へプタデカン０．２質量％）５０．０部を投入した。攪拌機（特殊機化社製：ＴＫホモミキサ−）を用いて乳化し、パラフィンが分散した水分散体を得た。これにより本発明にかかる比較蓄熱体（水分散体）２を得た。比較蓄熱体２の平均粒子径は２．９μｍであった。
【００５８】
得られた比較蓄熱体２について、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことにより凝固温度と融解温度を求めた。その結果、凝固温度（凝固開始温度）は、−０．５℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．２℃であった。
次に同容器中、−５℃で油性物質の凝固を行い、１２℃で融解を行った後、再度分散を行った。再分散後の比較蓄熱体２の平均粒子径は２．９μｍであった。また、所定の条件下で示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行ったところ、凝固温度（凝固開始温度）は、−０．４℃、融解温度（融解ピーク温度）は、８．５℃で大きな過冷却が認められた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の蓄熱体の製造方法は、上述のような構成よりなり、長期間安定に使用することができ、凝固／融解温度の乖離（過冷却現象）を防止することで凝固しやすく蓄熱効率が向上された蓄熱体の製造できるものである。また、蓄熱体を効率よく製造できることでシステムの運転が容易にできるので、オフィスビルや工場等の大型建造物用や家庭用等の冷暖房エネルギーの省力化や効率化、環境保護の目的のための蓄熱装置や蓄熱システムを構成する材料の製造方法として優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の製造方法における製造装置１を用いた実施の一形態を示した模式図である。
【符号の説明】
１  製造装置
２  槽
３  ラインミキサー
４、５、６  配管
【図１】
2004210859.tif 000002