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技術 蓄冷剤

出願人 株式会社イーブライン鈴木六郎
発明者 鈴木六郎
出願日 2000年2月7日 (21年5ヶ月経過) 出願番号 2000-029258
公開日 2001年8月14日 (19年10ヶ月経過) 公開番号 2001-220575
状態 特許登録済
技術分野 一般的な熱交換又は熱伝達装置の細部5 熱効果発生材料
主要キーワード 内のり寸法 発泡スチロール箱 牛乳瓶 防蝕剤 比熱測定 固化温度 加熱槽 保冷剤
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この項目の情報は公開日時点(2001年8月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

比熱潜熱が大きくて、生産コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温度帯をもち、従来の蓄冷剤より保冷時間が長く、空調用冷媒として好適な蓄冷剤の提供を目的とする。

解決手段

1、6−ヘキサンジオール安息香酸ナトリウム及び水を混合して蓄冷剤とする。

概要

背景

従来、蓄冷剤としては、種々のものが提供されており、例えば、有機化合物などの潜熱型蓄冷剤や、金属、無機化合物などの顕熱型蓄冷剤が知られている。一般に、物質相変化に伴う潜熱を利用する潜熱型蓄冷剤は、相変化を伴わない顕熱を利用する顕熱型蓄冷剤に比べ、融点を含む狭い温度範囲に大量の熱を高密度貯蔵することができるため、蓄冷剤容量を小さくすることができ、また、蓄熱量が大きい割には、大きな温度差が生じないため、熱損失を少量に抑えることができるという利点がある。潜熱型蓄冷剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素炭素数2〜10のアルコールケトンエーテル無機塩類水溶液等が開示されている(特開昭62−62192号公報参照)。

概要

比熱、潜熱が大きくて、生産コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温度帯をもち、従来の蓄冷剤より保冷時間が長く、空調用冷媒として好適な蓄冷剤の提供を目的とする。

1、6−ヘキサンジオール安息香酸ナトリウム及び水を混合して蓄冷剤とする。

目的

しかしながら、従来の潜熱型蓄冷剤は、水—氷のように凍結温度が0℃付近のものがほとんどであるため、空調用の冷媒としては凍結温度が低すぎて、蓄冷に適したものであるとはいえなかった。また、従来の潜熱型蓄冷剤は、一般に潜熱、比熱が大きいとはいえず、蓄冷効果、長期安定性環境汚染等の点で十分ではなかった。一方、顕熱型蓄冷剤は、比熱が小さいために蓄冷能力が低いという問題があった。そこで、本発明は、比熱、潜熱が大きくて、生産コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温度帯をもち、保冷時間が長く、空調用の冷媒として好適な蓄冷剤の提供を目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

1、6−ヘキサンジオール安息香酸ナトリウム及び水を含むことを特徴とする蓄冷剤

請求項2

1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナトリウム及び水の割合が、それらの総重量に対して、それぞれ98〜8重量%、0.5〜3重量%、1.5〜89重量%の範囲にある請求項1記載の蓄冷剤。

技術分野

0001

本発明は、蓄冷剤に関し、特には、エコアイス型空調をはじめとする蓄熱分野において活用される蓄冷剤に関する。

背景技術

0002

従来、蓄冷剤としては、種々のものが提供されており、例えば、有機化合物などの潜熱型蓄冷剤や、金属、無機化合物などの顕熱型蓄冷剤が知られている。一般に、物質相変化に伴う潜熱を利用する潜熱型蓄冷剤は、相変化を伴わない顕熱を利用する顕熱型蓄冷剤に比べ、融点を含む狭い温度範囲に大量の熱を高密度貯蔵することができるため、蓄冷剤容量を小さくすることができ、また、蓄熱量が大きい割には、大きな温度差が生じないため、熱損失を少量に抑えることができるという利点がある。潜熱型蓄冷剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素炭素数2〜10のアルコールケトンエーテル無機塩類水溶液等が開示されている(特開昭62−62192号公報参照)。

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、従来の潜熱型蓄冷剤は、水—氷のように凍結温度が0℃付近のものがほとんどであるため、空調用冷媒としては凍結温度が低すぎて、蓄冷に適したものであるとはいえなかった。また、従来の潜熱型蓄冷剤は、一般に潜熱、比熱が大きいとはいえず、蓄冷効果、長期安定性環境汚染等の点で十分ではなかった。一方、顕熱型蓄冷剤は、比熱が小さいために蓄冷能力が低いという問題があった。そこで、本発明は、比熱、潜熱が大きくて、生産コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温度帯をもち、保冷時間が長く、空調用の冷媒として好適な蓄冷剤の提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0004

本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、1、6−ヘキサンジオール安息香酸ナトリウム及び水を含むことを特徴とする蓄冷剤である。

発明を実施するための最良の形態

0005

本発明による蓄冷剤の成分である1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナトリウム及び水の割合は、所望の凍結固化温度帯となるように、適宜調節すればよいが、それらの総重量に対して、1、6−ヘキサンジオールが98〜8重量%、安息香酸ナトリウムが0.5〜3重量%、水が1.5〜89重量%の範囲とすると、本発明の効果を得る点において好適である。すなわち、本発明を構成する各成分が上記割合にある場合、得られる蓄冷剤の比熱は、示差走査熱量計DSC−30,TA−3000、メトラー社製、商品名)を用いて測定した場合、約5.1〜9.8kJ/(kg・℃)の範囲の値となり、また、固液相間の転移における潜熱は、示差走査熱量計(SEIKO−SSC/5200H、セイコーインスツルメント社製、商品名)を用いて測定した場合、約199.9〜319.2J/gの範囲の値となるため、極めて高い数値の比熱、潜熱を有する蓄冷剤が得られる。

0006

本発明による蓄冷剤の成分割合のうち、1、6−ヘキサンジオールと水の配合割合と、得られる蓄冷剤の固化温度との関係を示したグラフ図1である。本発明の蓄冷剤において、例えば、固化温度を5℃とするには、1、6−ヘキサンジオールを70重量%、安息香酸ナトリウムを1〜2重量%、水を29〜28重量%とし、固化温度を10℃とするには、1、6−ヘキサンジオールを80重量%、安息香酸ナトリウムを1〜2重量%、水を19〜18重量%とすればよい。また、本発明の蓄冷剤を構成する成分のうち、安息香酸ナトリウムは、0.5〜3重量%の範囲内で適宜添加することにより、蓄冷剤の固化温度を上昇させ、耐腐食性を促進させる等の効果を奏する。さらに、本発明の蓄冷剤を構成する成分のうち、水については、得られる蓄冷剤を長期間使用する場合は、特に精製水を使用するのがよい。本発明の蓄冷剤には、上記1、6−ヘキサンジオール、安息香酸ナトリウム及び水のほかに、安定化剤防蝕剤着色剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で添加したものも含まれる。

0007

本発明の蓄冷剤は、1、6−ヘキサンジオールと安息香酸ナトリウムと水を混合することによって製造される。具体的には、例えば、前記した所定の割合の水に所定の割合の安息香酸ナトリウムを添加、混合して、安息香酸ナトリウムが十分に溶解した水溶液を作製する。次に、この水溶液に所定の割合の液化した1、6−ヘキサンジオールを添加し、溶存酸素混入しないように、適当な回転速度で十分混合する。これにより、本発明の蓄冷剤が得られる。なお、本発明の蓄冷剤の一成分である1、6−ヘキサンジオールは、約20℃で固化した状態であるため、水、安息香酸ナトリウムと1、6−ヘキサンジオールを撹拌、混合する前に1、6−ヘキサンジオールを加熱槽で液化する必要がある。

0008

次に、本発明の蓄冷剤について実施例により具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

0009

(実施例1)安息香酸ナトリウムと精製水を表1に示す組成に混合して安息香酸ナトリウムが十分に溶解した水溶液を作製した。次に、この水溶液に表1に示す組成の液化した1、6−ヘキサンジオールを添加し、溶存酸素が混入しないようにして、十分混合することにより、凍結温度が+5℃の蓄冷剤(+5℃固化タイプ)を作製した。

0010

(実施例2)表1に示すとおり、1、6−ヘキサンジオールと精製水の配合割合を変えた以外は実施例1と同様の条件、方法により、凍結温度が+10℃の蓄冷剤(+10℃固化タイプ)を作製した。

0011

(実施例3)表1に示すとおり、1、6−ヘキサンジオールと精製水の配合割合を変えた以外は実施例1と同様の条件、方法により、凍結温度が+25℃の蓄冷剤(+25℃固化タイプ)を作製した。

0012

0013

(比較例)1、4−ブタンジオール973gとポリエチレングリコール(ポリエチレングリコール20000、和光純薬社製、商品名)27gを十分に混合して、特開平—255943号公報に開示された蓄冷剤を作製した。

0014

比熱測定)実施例1(+5℃固化タイプ)及び実施例2(+10℃固化タイプ)の蓄冷剤について、示差走査熱量計(DSC−30,TA−3000、メトラー社製、商品名)を用いて、それぞれの比熱を測定した。その結果、実施例1の蓄冷剤は、7.43kJ/(kg・℃)、実施例2の蓄冷剤は、8.21kJ/(kg・℃)であった。

0015

(潜熱測定)実施例1(+5℃固化タイプ)及び実施例2(+10℃固化タイプ)の蓄冷剤について、示差走査熱量計(SEIKO−SSC/5200H、セイコーインスツルメント社製、商品名)を用いて、それぞれの固液相間の転移における潜熱を測定した。その結果、実施例1の蓄冷剤は、227.6J/g、実施例2の蓄冷剤は、218.4J/gであった。

0016

(蓄冷持続時間試験肉厚2cmの密閉式発泡スチロール箱内のり寸法:横22cm×縦60cm×奥行18cm)に180ml入り牛乳瓶2本を入れ、熱電温度計センサー牛乳の中に挿入し、測定器を密閉式発泡スチロール箱の外に設置した。そして、前記密閉式発泡スチロール箱内に実施例1あるいは実施例2の蓄冷剤及び比較例の蓄冷剤を各々400ml入れ、牛乳の温度を経時的に測定して、別々に蓄冷持続時間実験を行った。このときの時間経過と牛乳の温度との関係を図2に示す。図2からわかるように、本発明の実施例では、保冷後5〜8時間の間、それぞれ一定の温度を示すが、比較例の蓄冷剤では、保冷後4時間までは温度が減少し、その後は温度が上昇している。

0017

(温度降下・上昇試験)実施例1〜3の各蓄冷剤100mlを50℃に加熱した後、各蓄冷剤を0℃の環境に放置することにより、各蓄冷剤の温度の変化(降下)と時間の経過を測定し、その結果を図3(実施例1)、図4(実施例2)、図5(実施例3)にそれぞれ示した。図3図5より、各蓄冷剤の所定の凍結温度(+5、+10、+25℃)まで達する時間は、1239〜455秒で、凍結温度が高いほど、その時間は短いことがわかる。また、実施例1〜3の各蓄冷剤100mlを0℃付近にまで冷却して固化した後、各蓄冷剤を100℃の環境に放置することにより、各蓄冷剤の温度の変化(上昇)と時間の経過を測定し、その結果を図6(実施例1)、図7(実施例2)、図8(実施例3)にそれぞれ示した。図6図8より、各蓄冷剤の所定の凍結温度(+5、+10、+25℃)が保持できる時間は75〜603秒で、凍結温度が高いほど、その保持時間は長いことがわかる。

発明の効果

0018

本発明の蓄冷剤は、比熱、潜熱が高く、製造コストも低く、−10℃以上、特に5〜26℃の範囲に凍結温度帯をもち、保冷時間が長く、環境汚染の心配がない等の種々の効果を奏するものである。以上のように、本発明の蓄冷剤は、空調用の冷媒、携帯用保冷剤食品鮮度保持剤等として有用であり、特にエコアイス型空調をはじめとする蓄熱分野で使用するのに適している。

図面の簡単な説明

0019

図11、6−ヘキサンジオールと水の配合割合と、得られる蓄冷剤の固化温度との関係を示したグラフである。
図2実施例1、実施例2、及び比較例の蓄冷剤の蓄冷持続時間を示すグラフである。
図3実施例1の蓄冷剤の温度変化(降下)と時間の経過を示すグラフである。
図4実施例2の蓄冷剤の温度変化(降下)と時間の経過を示すグラフである。
図5実施例3の蓄冷剤の温度変化(降下)と時間の経過を示すグラフである。
図6実施例1の蓄冷剤の温度変化(上昇)と時間の経過を示すグラフである。
図7実施例2の蓄冷剤の温度変化(上昇)と時間の経過を示すグラフである。
図8実施例3の蓄冷剤の温度変化(上昇)と時間の経過を示すグラフである。

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