(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、１，１−ジメチルエチレングリコール、１，２−ジメチルエチレングリコール、１−メチルトリメチレングリコール、２−メチルトリメチレングリコール、２−プロピルエチレングリコール、２−ブチルエチレングリコール、及び２，２−ジメチルトリメチレングリコールから選ばれるグリコール、水、或いはこれらの混合物よりなる基材中に、前記基材における双極子モーメント量を増加させるベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上からなる活性成分が、前記基材１００重量部に対して１〜１００重量部の割合で配合されていることを特徴とする高比熱組成物。
【請求項２】
基材がグリコールであって、同基材１００重量部に対して活性成分が３〜１００重量部の割合で配合されていることを特徴とする請求項１記載の高比熱組成物。
【請求項３】
基材が気体であることを特徴とする請求項１記載の高比熱組成物。
【請求項４】
基材が水蒸気であることを特徴とする請求項３記載の高比熱組成物。
【請求項５】
ベンゾフェノン基を持つ化合物が、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノンであることを特徴とする請求項１記載の高比熱組成物。
【請求項６】
ベンゾフェノン基を持つ化合物が、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルフォニックアシドであることを特徴とする請求項１記載の高比熱組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンクーラント、トランス冷却液、研削液、研磨液、床暖房用熱媒体、蓄冷剤、蓄熱剤、ソーラー用熱媒体などの用途に適用される液体状の主材として、あるいは床暖房用循環流体、熱交換器用流体、家庭用エアコンやビル用エアコン、大型冷凍庫などの冷媒といった用途に適用される気体状の主材として適用することができる高比熱組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車用クーラントやトランス冷却液の分野では、液体状の高比熱物質として水を用い、これに凝固点降下剤、腐食防止剤、安定剤、ｐＨ調整剤などを添加したものが多く実施されている。
【０００３】
その他、蓄冷剤や蓄熱剤、研削液、研磨液、床暖房用循環流体あるいは冷媒などの分野においても同じく、水は高比熱基材として多用されている。これは、「暖まり難いが一旦暖まった後は冷め難い」という言葉でも表現されているように、水が物質中で最も比熱が大きく（１ｃａｌ／Ｋ／ｇ）、しかも容易に入手でき、かつ安定性に優れているという理由からである。
【０００４】
このため、例えば自動車用クーラント、トランス冷却液、蓄冷剤、研削液、研磨液、床暖房用循環液、蓄熱剤などの各分野では、水を基準にして、その性能評価、設計がなされていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来より、水が最も比熱が高いという化学常識を打ち破り、水の比熱よりも大きな比熱を持つ高比熱組成物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、１，１−ジメチルエチレングリコール、１，２−ジメチルエチレングリコール、１−メチルトリメチレングリコール、２−メチルトリメチレングリコール、２−プロピルエチレングリコール、２−ブチルエチレングリコール、及び２，２−ジメチルトリメチレングリコールから選ばれるグリコール、水、或いはこれらの混合物よりなる基材中に、前記基材における双極子モーメント量を増加させるベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上からなる活性成分が、前記基材１００重量部に対して１〜１００重量部の割合で配合されていることを特徴とする高比熱組成物をその要旨とした。
【０００７】
本発明の高比熱組成物は、例えばエンジンクーラント、トランス冷却液、研削液、研磨液、床暖房用熱媒体、蓄冷剤、蓄熱剤、ソーラー用熱媒体などの用途に適用される液体状の主材として、あるいは床暖房用循環流体、熱交換器用流体、家庭用エアコンやビル用エアコン、大型冷凍庫などの冷媒といった用途に適用される気体状の主材として適用することができ、これにより、冷却、蓄熱、蓄冷、暖房といった性能を飛躍的に高めることができる。
【０００８】
基材としては水やグリコール、或いはこれらの混合物を用いている。グリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、１，１−ジメチルエチレングリコール、１，２−ジメチルエチレングリコール、１−メチルトリメチレングリコール、２−メチルトリメチレングリコール、２−プロピルエチレングリコール、２−ブチルエチレングリコール、及び２，２−ジメチルトリメチレングリコールから選ばれるものを用いる。特にこれらの中でもエチレングリコールやプロピレングリコールは、水に対する溶解性、腐食防止性の点で好ましい。
【０００９】
当該高比熱組成物を床暖房用循環流体、熱交換器用流体、家庭用エアコンやビル用エアコン、大型冷凍庫などに用いられる冷媒などの用途に適用する場合（基材が気体である場合）は、水蒸気、水にエチレングリコールやプロピレングリコールなどのグリコール類を混合し、これを気化させたものを用いる。
【００１０】
尚、基材中には、上述の成分の他、例えば腐食防止剤、染料、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、制電剤、安定剤、湿潤剤、あるいはマイカ鱗片、ガラス片、グラスファイバー、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、バライト、沈降硫酸バリウム等の物質などを必要に応じて適宜加えることができる。
【００１１】
上述の基材は、熱エネルギーが加わることで、図２に示すように基材１１内部の存在する双極子１２に変位が生じる。双極子１２に変位が生じるとは、基材１１内部における各双極子１２が回転したり、位相がズレれたりすることをいう。
図１に示すようなエネルギーが加わる前の基材１１内部における双極子１２の配置状態は安定な状態にあると言える。ところが、図２に示すように、エネルギーが加わることで、基材内部の存在する双極子１２に変位が生じたとき、基材１１内部における各双極子１２は不安定な状態に置かれることになり、各双極子１２は、図１に示す安定な状態に戻ろうとする。
【００１２】
このとき、エネルギーの消費が生じるのである。こうした、基材内部における双極子の変位、双極子の復元作用によるエネルギー消費を通じて、「暖まり難いが一旦暖まった後は冷め難い」という高比熱効果が生じるものと考えられる。
【００１３】
このようなエネルギーの消費のメカニズムを考えるとき、図１及び図２に示すような基材１１内部における双極子モーメントの量が大きく関与していることが解る。すなわち基材１１内部における双極子モーメントの量が大きいとき、その基材１１の持つエネルギーの消費は高くなるのである。
【００１４】
基材における双極子モーメントの量は、上述した基材を構成する成分の種類により様々に異なっている。また、同一の基材成分を用いたとしても、エネルギーが加わったときの温度により、基材に生じる双極子モーメントの量は変わる。また、基材に加わるエネルギーの大小によっても、双極子モーメントの量は変わる。このため、高比熱組成物として適用するときの温度、エネルギーの大きさなどを考慮して、そのとき最も大きな双極子モーメント量となる基材成分を適宜選択して用いるのが望ましい。
【００１５】
ただ、基材成分の選択に際しては、基材における双極子モーメント量だけに限らず、当該高比熱組成物の適用される用途や使用形態に応じて、取り扱い性、成形性、入手容易性、温度性能（耐熱性や耐寒性）、耐候性、価格なども考慮するのが望ましい。
【００１６】
この基材に、基材における双極子モーメント量を増加させる活性成分が配合されているのである。活性成分とは、基材における双極子モーメントの量を飛躍的に増加させる成分であり、当該活性成分そのものが双極子モーメント量が大きいもの、あるいは活性成分そのものの双極子モーメント量は小さいが、当該活性成分を配合することで、基材における双極子モーメント量を飛躍的に増加させることができる成分をいう。
【００１７】
例えば所定の温度条件、エネルギーの大きさとしたときの、基材１１に生じる双極子モーメントの量が、これに活性成分を配合することで、図３に示すように、同じ条件の下で３倍とか、１０倍とかいった量に増加することになるのである。これに伴って、前述のエネルギーが加わったときの双極子の復元作用によるエネルギー消費量も飛躍的に増大することになり、予測を遥かに超えた高比熱効果が生じることになると考えられる。
【００１８】
このような作用効果を導く活性成分としては、例えば２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（ＨＭＢＰ）、２−ハイドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン−５−スルフォニックアシド（ＨＭＢＰＳ）などのベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００１９】
活性成分における双極子モーメント量は、基材における双極子モーメント量と同様に活性成分の種類により様々に異なる。また、同一の活性成分を用いたとしても、エネルギーが加わったときの温度により、基材に生じる双極子モーメントの量も変わる。また、基材に加わるエネルギーの大小によっても、双極子モーメントの量は変わる。このため、高比熱組成物として適用するときの温度、エネルギーの大きさを考慮して、そのとき最も大きな双極子モーメント量となる活性成分を選択して用いるのが望ましい。
【００２０】
尚、当該高比熱組成物を床暖房用循環流体、熱交換器用流体、家庭用エアコンやビル用エアコン、大型冷凍庫などに用いられる冷媒などの用途に適用する場合（基材が気体である場合）は、基材と沸点が近い活性成分を選択し使用するのが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の高比熱組成物について詳しく説明する。まず、本発明の高比熱組成物を自動車用エンジンクーラントに適用した場合の形態について説明する。このエンジンクーラントは、基材中に活性成分が、基材１００重量部に対して３〜１００重量部の割合で含まれているものである。
【００２２】
基材としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなどのグリコール類が好ましい。特にこれらの中でもエチレングリコールやプロピレングリコールが、水に対する溶解性、腐食防止性の点で好ましい。
【００２３】
活性成分としては、例えばＨＭＢＰ、ＨＭＢＰＳなどのベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上を挙げることができる。
【００２４】
このエンジンクーラント中には、金属の腐食を防止するため、燐酸のアルカリ金属塩若しくはアミン塩、Ｃ6〜Ｃ12の脂肪族１塩基酸、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、Ｃ6〜Ｃ12の脂肪族２塩基酸、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩などの脂肪族カルボン酸塩、安息香酸、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、一般式Ｒ−Ｃ6Ｈ4−ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基）の構造を有するアルキル安息香酸、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、一般式ＲＯ−Ｃ6Ｈ4−ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基）の構造を有するアルコキシ安息香酸、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、一般式ＲＯ−Ｃ6Ｈ4−ＣＨ＝ＣＯＯＨ（ＲはＣ1〜Ｃ5のアルキル基またはアルコキシ基）の構造を有するケイ皮酸、アルキルケイ皮酸、アルコキシケイ皮酸、そのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩などの芳香族カルボン酸塩、モリブデン酸塩、タングスデン酸、バナジン酸塩から選ばれる１種若しくは２種以上、硝酸アルカリ金属塩、珪酸のアルカリ金属塩、亜硝酸のアルカリ金属塩といった腐食抑制剤、その他消泡剤、着色剤などを添加することができる。
【００２５】
次に、本発明の組成物を工作機械温度制御媒体液に適用した場合の形態について説明する。この媒体液は、水を基材とし、基材中に活性成分が、基材１００重量部に対して１〜１００重量部の割合で含まれているものである。
【００２６】
尚、活性成分は、前述のエンジンクーラントと同じくＨＭＢＰ、ＨＭＢＰＳなどのベンゾフェノン基を持つ化合物の中から選ばれた１種若しくは２種以上を用いる。
【００２７】
その他、粘度調整剤として、メチルアルコールやエチルアルコールなどのアルコール類、エチレングリコールやプロピレングリコールなどのグリコール類など、ｐＨ調整剤として、メチルアミン、トリエチルアミンなどの脂肪族アミン、錆止め剤として、カプリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、シリコーンなどの消泡剤、ポリメタクリレート、ポリイソブチレンなどの流動点降下剤などを適宜配合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
図１は、基材における双極子を示した模式図である。
図２は、エネルギーが加わったときの基材における双極子の状態を示した模式図である。
図３は、活性成分が配合されたときの基材における双極子の状態を示した模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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