JP2019006864A - Heat storable composition, heat storable molded product and method for manufacturing heat storable molded product - Google Patents
Heat storable composition, heat storable molded product and method for manufacturing heat storable molded product Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019006864A JP2019006864A JP2017121901A JP2017121901A JP2019006864A JP 2019006864 A JP2019006864 A JP 2019006864A JP 2017121901 A JP2017121901 A JP 2017121901A JP 2017121901 A JP2017121901 A JP 2017121901A JP 2019006864 A JP2019006864 A JP 2019006864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- heat
- composition
- storage material
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は、蓄熱性組成物、蓄熱性成形体、及び蓄熱性成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat storage composition, a heat storage molded body, and a method for producing the heat storage molded body.
当該技術分野においては、相転移に伴って潜熱に相当する熱量を吸収及び放出する物質である潜熱蓄熱材が知られている。例えば、固体と液体との間の相転移(固体−液体相転移)に伴って吸熱及び放熱する潜熱蓄熱材(例えば、パラフィン等)を内包するマイクロカプセルをゴム材料に練り込むことにより温度調節機能や定温保持機能を有する蓄熱性ゴム材料を得ることが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In this technical field, a latent heat storage material that is a substance that absorbs and releases heat corresponding to latent heat in accordance with phase transition is known. For example, temperature control function by kneading a microcapsule containing a latent heat storage material (such as paraffin) that absorbs and dissipates heat with a phase transition between a solid and a liquid (solid-liquid phase transition). It has been proposed to obtain a heat storage rubber material having a constant temperature holding function (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のような蓄熱性ゴム材料の混練時及び使用時等においてマイクロカプセルが壊れて潜熱蓄熱材が流出し、例えばゴム材料の劣化及び変形、並びに蓄熱機能の低下等の問題に繋がる場合がある。更に、マイクロカプセル自体は蓄熱機能を備えないので、添加量当たりの蓄熱機能の発現度合いは潜熱蓄熱材自体よりも低くなってしまう。 However, when the heat storage rubber material is kneaded and used as described above, the microcapsule is broken and the latent heat storage material flows out, which may lead to problems such as deterioration and deformation of the rubber material and a decrease in the heat storage function. is there. Furthermore, since the microcapsule itself does not have a heat storage function, the degree of expression of the heat storage function per added amount is lower than that of the latent heat storage material itself.
一方、上記のような固体−液体相転移ではなく固体のままでの相転移(固体−固体相転移)に伴って吸熱及び放熱する潜熱蓄熱材も存在する。このような潜熱蓄熱材の具体例としては、例えば、V(1−X)CrXO2(0<X≦0.23)等、電子相転移に伴って吸熱及び放熱する潜熱蓄熱材を挙げることができる(特許文献2乃至5を参照)。電子相転移とは、電子の内部自由度である電荷・スピン・軌道の自由度のうちの何れか1つ以上の相転移である。 On the other hand, there is a latent heat storage material that absorbs and dissipates heat in accordance with a phase transition (solid-solid phase transition) in a solid state instead of the solid-liquid phase transition as described above. As a specific example of such a latent heat storage material, for example, a latent heat storage material that absorbs and dissipates heat with an electronic phase transition, such as V (1-X) Cr X O 2 (0 <X ≦ 0.23). (See Patent Documents 2 to 5). The electronic phase transition is one or more phase transitions among charge, spin, and orbital degrees of freedom that are internal degrees of freedom of electrons.
上記のような固体−固体相転移を利用する蓄熱材は以下のような特性を有する。
・固相状態のまま相転移が起こるのでマイクロカプセル等に蓄熱材を封入して蓄熱材が主材(例えば、ゴム材料等)に混入することを防ぐ必要が無い。
・例えば無機塩水和物等の固体−液体相転移とは異なり、相転移に伴う相分離及び/又は分解が生ずる虞が無い。
・相転移に伴う体積の変化が固体−液体相転移に比べて小さい。
The heat storage material using the solid-solid phase transition as described above has the following characteristics.
-Since the phase transition occurs in the solid state, it is not necessary to enclose the heat storage material in a microcapsule or the like to prevent the heat storage material from being mixed into the main material (for example, rubber material).
-Unlike solid-liquid phase transitions such as inorganic salt hydrates, there is no risk of phase separation and / or decomposition accompanying phase transitions.
-Volume change accompanying phase transition is small compared to solid-liquid phase transition.
上記のような相転移を示す物質には高い熱伝導率を有するものが多い。そこで、固体−固体相転移を利用する蓄熱材と他の熱伝導性粒子とをマトリックス樹脂中に分散させてなる蓄熱性組成物を放熱シートとして発熱体と放熱体との間に介在させることが提案されている(例えば、特許文献6を参照)。これによれば、当該シートの面内方向への熱の移動が促進され、発熱体から効果的に放熱させることができる。 Many of the substances exhibiting the phase transition as described above have high thermal conductivity. Therefore, a heat storage composition obtained by dispersing a heat storage material using solid-solid phase transition and other heat conductive particles in a matrix resin may be interposed between the heat generator and the heat radiator as a heat dissipation sheet. It has been proposed (see, for example, Patent Document 6). According to this, the movement of heat in the in-plane direction of the sheet is promoted, and heat can be effectively radiated from the heating element.
また、無機材料を主材とし、蓄熱材を分散材として、これらを混合分散させることにより、当該無機材料に補強材の役割を果たさせて、複合蓄熱材の強度を向上することが提案されている(例えば、特許文献7を参照)。これにより、所望の温度において蓄放熱可能であり且つ所望の機械的強度を備えた複合蓄熱材を得て、例えば内燃機関からの排熱を空気調和機による暖房時における空気の加熱等に利用することができる。 In addition, it has been proposed to improve the strength of the composite heat storage material by using the inorganic material as the main material and the heat storage material as the dispersion material, and mixing and dispersing them to make the inorganic material play the role of a reinforcing material. (For example, see Patent Document 7). Thus, a composite heat storage material that can store and release heat at a desired temperature and has a desired mechanical strength is obtained, and for example, exhaust heat from an internal combustion engine is used for heating air during heating by an air conditioner. be able to.
上述したように、当該技術分野においては、固体−固体相転移を利用する蓄熱材を含む蓄熱性組成物によって形成される蓄熱性成形体を利用して、発熱体から発生する熱を効率的に吸収して放出する様々な技術が提案されている。しかしながら、蓄熱性成形体には、上記のような放熱機能のみならず、例えば発熱体の冷却を低減する保温機能もまた求められる。即ち、当該技術分野においては、固体−固体相転移を利用する蓄熱材を含み且つ良好な保温機能を有する蓄熱性成形体を提供することができる技術が求められている。 As described above, in this technical field, heat generated from a heating element is efficiently generated using a heat storage molded body formed by a heat storage composition including a heat storage material using a solid-solid phase transition. Various techniques for absorbing and releasing have been proposed. However, the heat storage molded body is required to have not only the heat dissipation function as described above but also a heat retention function for reducing cooling of the heating element, for example. That is, in this technical field, there is a demand for a technique that can provide a heat storage molded article that includes a heat storage material that utilizes a solid-solid phase transition and that has a good heat retaining function.
本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明は、固体−固体相転移を利用する蓄熱材を含み且つ良好な保温機能を有する蓄熱性成形体を提供することを1つの目的とする。 The present invention has been made to address the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a heat storage molded article that includes a heat storage material using a solid-solid phase transition and has a good heat retaining function.
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、固体−固体相転移を利用する蓄熱材と、低い熱伝導率を有する結合材と、からなる蓄熱性組成物によれば、固体−固体相転移を利用する蓄熱材を含み且つ良好な保温機能を有する蓄熱性成形体を提供することができることを見出した。 Therefore, as a result of earnest research, the present inventor has achieved a solid-solid phase transition according to a heat storage composition comprising a heat storage material using a solid-solid phase transition and a binder having a low thermal conductivity. It has been found that a heat storage molded article including a heat storage material to be used and having a good heat retaining function can be provided.
上記に鑑み、本発明に係る蓄熱性組成物(以下、「本発明組成物」と称される場合がある。)は、蓄熱材と結合材とからなる蓄熱性組成物である。上記蓄熱材は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーに相当する熱量を吸収及び放出する物質である。上記結合材は、樹脂、エラストマー及びゴム並びにそれらの前駆物質から選ばれる1種以上の物質である。上記蓄熱材は、無機酸化物系化合物であってもよく、特定の二酸化バナジウム系化合物及び/又はLiVO2であってもよい(詳しくは後述する)。本発明組成物は、強化フィラーを更に含んでもよく、或いは特定の形状を有する熱伝導性フィラーを更に含んでもよい。 In view of the above, the heat storage composition according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the composition of the present invention”) is a heat storage composition composed of a heat storage material and a binder. The heat storage material is a substance that absorbs and releases heat corresponding to the transition enthalpy accompanying the solid-solid phase transition. The binder is one or more substances selected from resins, elastomers, rubbers, and precursors thereof. The heat storage material may be an inorganic oxide compound or a specific vanadium dioxide compound and / or LiVO 2 (details will be described later). The composition of the present invention may further include a reinforcing filler, or may further include a heat conductive filler having a specific shape.
本発明に係る蓄熱性成形体(以下、「本発明成形体」と称される場合がある。)は、本発明組成物からなる蓄熱性成形体である。熱伝導性フィラーを更に含む本発明組成物からなる本発明成形体においては、蓄熱材と結合材とからなる層である蓄熱材層と、熱伝導性フィラーと結合材とからなる層である熱伝導材層と、が交互に積層された層状構造を有してもよい。また、本発明成形体は、少なくとも一部の表面に形成された断熱性コーティングを更に含んでもよい。 The heat storage molded body according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the present invention molded body”) is a heat storage molded body made of the composition of the present invention. In the present invention formed of the composition of the present invention further comprising a heat conductive filler, a heat storage material layer that is a layer made of a heat storage material and a binder, and a heat that is a layer made of a heat conductive filler and a binder. The conductive material layer may have a layered structure in which the conductive material layers are alternately stacked. Moreover, this invention molded object may further contain the heat insulation coating formed in at least one part surface.
本発明に係る蓄熱性組成物の製造方法(以下、「本発明方法」と称される場合がある。)は、特定の形状を有する熱伝導性フィラーを含む蓄熱性組成物から蓄熱性成形体を製造する蓄熱性成形体の製造方法であって、以下の各工程を含む。
(1)蓄熱材と結合材と熱伝導性フィラーとを混合して蓄熱性組成物を調製する工程。
(2)上記蓄熱性組成物を型の中に充填し、所定の圧力下において上記結合材を硬化させて、蓄熱性成形体を得る工程。
The method for producing a heat storage composition according to the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the method of the present invention”) comprises a heat storage molded article from a heat storage composition containing a heat conductive filler having a specific shape. It is a manufacturing method of the heat storage molded object which manufactures, Comprising: Each following process is included.
(1) A step of preparing a heat storage composition by mixing a heat storage material, a binder, and a thermally conductive filler.
(2) A step of filling the heat storage composition in a mold and curing the binder under a predetermined pressure to obtain a heat storage molded body.
上記工程(1)において蓄熱材と結合材と熱伝導性フィラーとを混合して蓄熱性組成物を調製するとき、結合材と熱伝導性フィラーとを混合した後、結合材と熱伝導性フィラーとの混合物に蓄熱材を添加して更に混合するようにしてもよい。また、本発明方法は、上記蓄熱性成形体の少なくとも一部の表面に断熱性コーティングを形成する工程を更に含んでもよい。 When the heat storage composition is prepared by mixing the heat storage material, the binder and the heat conductive filler in the step (1), after the binder and the heat conductive filler are mixed, the binder and the heat conductive filler are mixed. A heat storage material may be added to the mixture and further mixed. Moreover, this invention method may further include the process of forming a heat insulation coating in the surface of at least one part of the said heat storage molded object.
本発明によれば、固体−固体相転移を利用する蓄熱材を含み且つ良好な保温機能を有する蓄熱性成形体を提供することができる。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal storage molded object which contains the thermal storage material using a solid-solid phase transition, and has a favorable heat retention function can be provided. Other objects, other features, and attendant advantages of the present invention will be readily understood from the description of each embodiment of the present invention described with reference to the following drawings.
《第1実施形態》
以下、本発明の第1実施形態に係る蓄熱性組成物(以降、「第1組成物」と称される場合がある。)について説明する。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage composition according to the first embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as “first composition”) will be described.
〈構成〉
第1組成物は、蓄熱材と結合材とからなる蓄熱性組成物である。蓄熱材は、熱を蓄える(蓄熱する)機能を備える物質である。蓄熱により、例えば、蓄熱材自身及び/又は蓄熱材が配設された環境等の温度を一定に保つことができる。或いは、太陽エネルギー及び排熱等の熱エネルギーを蓄熱材に蓄えて暖房に利用したり、消費電力が少ない(即ち、電力料金が安い)夜間に作っておいた氷を冷房に利用したりすることも、蓄熱の利用形態の一部である。
<Constitution>
The first composition is a heat storage composition composed of a heat storage material and a binder. The heat storage material is a substance having a function of storing heat (stores heat). By the heat storage, for example, the temperature of the heat storage material itself and / or the environment where the heat storage material is disposed can be kept constant. Or, heat energy such as solar energy and exhaust heat is stored in a heat storage material and used for heating, or ice produced at night with low power consumption (ie, low power charges) is used for cooling. Is also part of the form of heat storage.
蓄熱の機構は、顕熱蓄熱と潜熱蓄熱とに大別される。顕熱蓄熱は、物質の大きな比熱を利用する機構である。例えば、湯たんぽ等は水の大きな比熱を利用して人間の身体及び/又は寝具等を暖める。一方、潜熱蓄熱は、相転移時の転移エンタルピーを利用する機構である。例えば、氷によって飲み物を冷やすことは、氷の融解熱(融解エンタルピー)を利用する潜熱蓄熱に相当する。潜熱蓄熱によれば、相転移に伴う転移エンタルピーを利用して、対象物の温度を一定に保ったり、一定の温度を維持しつつ熱の出し入れをしたりすることができる。 The heat storage mechanism is roughly divided into sensible heat storage and latent heat storage. Sensible heat storage is a mechanism that utilizes the large specific heat of a substance. For example, a hot water bottle or the like uses a large specific heat of water to warm a human body and / or bedding. On the other hand, latent heat storage is a mechanism that utilizes the transition enthalpy at the time of phase transition. For example, cooling a drink with ice corresponds to latent heat storage using the melting heat (melting enthalpy) of ice. According to the latent heat storage, the temperature of the object can be kept constant or heat can be taken in and out while maintaining the constant temperature by using the transition enthalpy accompanying the phase transition.
従来開発されてきた潜熱蓄熱によって蓄熱することが可能な材料(潜熱蓄熱材)としては、例えば、無機塩水和物(例えば、芒硝(グラウバー塩)及び酢酸ナトリウム等)、有機物(例えば、パラフィン及び脂肪酸等)、及び融解塩(溶融塩)等を挙げることができる。これらは何れも固体−液体相転移に伴う大きい転移エンタルピーを利用する蓄熱材である。 Examples of materials that can be stored by latent heat storage that have been developed in the past (latent heat storage materials) include, for example, inorganic salt hydrates (for example, sodium nitrate (Glauber salt) and sodium acetate), organic substances (for example, paraffin and fatty acids) Etc.), and molten salt (molten salt). These are all heat storage materials that utilize a large transition enthalpy associated with a solid-liquid phase transition.
上記のように固体−液体相転移に伴うエンタルピー変化が大きいことは蓄熱材として重要な特性であるが、それ以外にも蓄熱材に要求される特性がある。例えば、蓄熱材の熱伝導率が低い場合、当該蓄熱材そのもの若しくは当該蓄熱材を含む蓄熱性成形体の表面の面内及び/又は表面と内部との間等において温度分布(温度差)が生じてしまい、当該蓄熱性成形体全体としての蓄熱機能を十分に発揮することができない場合がある(例えばパラフィン等の有機材料の熱伝導率は低い)。 The large enthalpy change accompanying the solid-liquid phase transition as described above is an important characteristic as a heat storage material, but there are other characteristics required for the heat storage material. For example, when the thermal conductivity of the heat storage material is low, a temperature distribution (temperature difference) occurs in the surface of the heat storage material itself or the surface of the heat storage molded body containing the heat storage material and / or between the surface and the inside. Therefore, the heat storage function of the heat storage molded body as a whole may not be sufficiently exhibited (for example, the thermal conductivity of organic materials such as paraffin is low).
更に、相転移に伴って相分離及び/又は分解が生ずると、蓄熱効果が低減したり、相分離及び/又は分解による生成物が主材及び/又は結合材に混入して主材及び/又は結合材の劣化及び/又は変形等の問題に繋がったりする虞がある(最悪の場合、蓄熱材として利用することができなくなる)。従って、相転移に伴う相分離及び分解が生じないことも蓄熱材に要求される。 Further, when phase separation and / or decomposition occurs along with the phase transition, the heat storage effect is reduced, or products from the phase separation and / or decomposition are mixed into the main material and / or the binder, and the main material and / or There is a possibility that it may lead to problems such as deterioration and / or deformation of the binding material (in the worst case, it cannot be used as a heat storage material). Therefore, it is also required for the heat storage material that phase separation and decomposition accompanying phase transition do not occur.
そこで、第1組成物を構成する蓄熱材は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーに相当する熱量を吸収及び放出する物質である。このような蓄熱材の具体例としては、例えば電子相転移に伴って吸熱及び放熱する潜熱蓄熱材を挙げることができる。前述したように、電子相転移とは、電子の内部自由度である電荷・スピン・軌道の自由度のうちの何れか1つ以上の相転移である。このような蓄熱材のより具体的な例としては、結晶構造の変化に伴って蓄熱する材料を挙げることができる。 Therefore, the heat storage material constituting the first composition is a substance that absorbs and releases heat corresponding to the transition enthalpy accompanying the solid-solid phase transition. As a specific example of such a heat storage material, for example, a latent heat storage material that absorbs and dissipates heat along with an electronic phase transition can be given. As described above, the electronic phase transition is one or more phase transitions among the degrees of freedom of charge, spin, and orbit, which are internal degrees of freedom of electrons. As a more specific example of such a heat storage material, a material that stores heat as the crystal structure changes can be cited.
上記のような蓄熱材においては固相状態を維持したまま相転移が起こる。従って、例えばパラフィン等のように蓄熱に伴って融解して液化したり、例えば無機塩水和物等のように相転移時の相分離及び/又は分解が生じたりすることが無い。即ち、固体−液体相転移ではなく固体−固体相転移が起こるので、マイクロカプセル等の容器に蓄熱材を封入する必要が無く、分離及び/又は分解による生成物が主材及び/又は結合材に混入して主材及び/又は結合材の劣化及び/又は変形等の問題に繋がる懸念も無い。 In the heat storage material as described above, the phase transition occurs while maintaining the solid state. Therefore, it does not melt and liquefy with heat accumulation, such as paraffin, and does not cause phase separation and / or decomposition during phase transition, such as inorganic salt hydrate. That is, since a solid-solid phase transition occurs instead of a solid-liquid phase transition, it is not necessary to enclose a heat storage material in a container such as a microcapsule, and a product obtained by separation and / or decomposition becomes a main material and / or a binder. There is also no concern that it will lead to problems such as deterioration and / or deformation of the main material and / or binder.
更に、上記のような蓄熱材においては、例えば第1組成物の調製過程における結合材との混練時等において温度が上昇してもパラフィン等のように融解する虞が無く固体状態が維持されるので、結合材との混練も容易である。尚、蓄熱材の粒径は特に限定されないが、加工性、分散性、及び安定性等の観点から、0.1μm乃至100μm程度の粒径が望ましい。 Furthermore, in the heat storage material as described above, even if the temperature rises, for example, during kneading with the binder in the preparation process of the first composition, there is no risk of melting like paraffin and the solid state is maintained. Therefore, kneading with the binder is easy. The particle size of the heat storage material is not particularly limited, but a particle size of about 0.1 μm to 100 μm is desirable from the viewpoint of processability, dispersibility, stability, and the like.
ところで、第1組成物において上記蓄熱材をそのまま(即ち、何らかの付加的な処理を施すこと無く)使用することはできるが、例えば蓄熱材と結合材との組み合わせ等によっては、蓄熱材と結合材との親和性が不十分となり稠密な蓄熱性成形体を得ることが困難な場合があり得る。或いは、例えば熱硬化性ポリマーを結合材として適用する場合において上記蓄熱材をそのまま使用すると当該熱硬化性ポリマーの硬化が阻害される場合がある。 By the way, although the said thermal storage material can be used as it is in the 1st composition (namely, without giving any additional process), for example, depending on the combination of a thermal storage material and a binding material, etc., a thermal storage material and a binding material are used. There is a case where it is difficult to obtain a dense heat-retaining molded body due to insufficient affinity. Alternatively, for example, in the case where a thermosetting polymer is applied as a binder, if the heat storage material is used as it is, curing of the thermosetting polymer may be inhibited.
そこで、第1組成物において、上記蓄熱材に表面処理を施すことにより、上記のような問題を低減してもよい。このような表面処理の具体例としては、例えば、有機シラン系化合物又はチタン酸エステル系化合物による表面処理を挙げることができる。具体的には、蓄熱材の表面に有機シラン系化合物又はチタン酸エステル系化合物を接触させ、吸着又は化学結合した状態にすることにより化学的に安定な状態とする。 Therefore, in the first composition, the above problem may be reduced by subjecting the heat storage material to a surface treatment. Specific examples of such surface treatment include surface treatment with an organosilane compound or titanate ester compound. Specifically, an organosilane compound or a titanate ester compound is brought into contact with the surface of the heat storage material and brought into an adsorbed or chemically bonded state, thereby obtaining a chemically stable state.
有機シラン系化合物の具体例としては、例えば、R(CH3)aSi(OR’)3−aによって表されるアルコキシシラン又はその部分加水分解物を挙げることができる。式中、Rは1個乃至20個の炭素原子を含む非置換アルキル基又は置換アルキル基であり、R’は1個乃至4個の炭素原子を含むアルキル基であり、aは0又は1の数値である。チタン酸エステル系化合物の具体例としては、例えば、テトラブチルチタネートを始めとするアルキルチタネートを挙げることができる。 Specific examples of the organosilane compound include alkoxysilane represented by R (CH 3 ) a Si (OR ′) 3-a or a partial hydrolyzate thereof. Wherein R is an unsubstituted alkyl group or substituted alkyl group containing 1 to 20 carbon atoms, R ′ is an alkyl group containing 1 to 4 carbon atoms, and a is 0 or 1 It is a numerical value. Specific examples of the titanate ester compound include alkyl titanates including tetrabutyl titanate.
ところで、前述したように、当該技術分野においては、固体−固体相転移を利用する蓄熱材を含む蓄熱性組成物によって形成される蓄熱性成形体を利用して、発熱体から発生する熱を効率的に吸収して放出する様々な技術が提案されている。前述した先行技術文献において開示されている蓄熱性組成物においても、発熱体を冷やす「放熱機能」を高めるために熱伝導性粒子が添加されている。また、蓄熱性組成物の主材として無機材料を採用した場合においても、蓄熱性組成物全体としての熱伝導率が増大し、放熱機能は高まるが、保温機能は低下する。しかしながら、前述したように、蓄熱性成形体には、放熱機能のみならず、例えば発熱体の冷却を低減する保温機能もまた求められる。 By the way, as mentioned above, in the said technical field, the heat generated from a heat generating body is efficiently utilized using the heat storage molded object formed with the heat storage composition containing the heat storage material using a solid-solid phase transition. Various techniques have been proposed for absorbing and releasing. Also in the heat storage composition disclosed in the above-mentioned prior art documents, thermally conductive particles are added to enhance the “heat dissipation function” for cooling the heating element. Moreover, also when an inorganic material is employ | adopted as a main material of a heat storage composition, the heat conductivity as the whole heat storage composition increases, a heat dissipation function increases, but a heat retention function falls. However, as described above, the heat storage molded body is required to have not only a heat radiating function but also a heat retaining function for reducing cooling of the heating element, for example.
そこで、第1組成物を構成する結合材は、樹脂、エラストマー及びゴム並びにそれらの前駆物質から選ばれる1種以上の物質である。 Therefore, the binder constituting the first composition is one or more substances selected from resins, elastomers, rubbers, and precursors thereof.
結合材は、蓄熱材のバインダーとしての機能を発揮して組成物の成形性を向上させる。結合材としての樹脂は、熱硬化性樹脂であってもよく、或いは熱可塑性樹脂であってもよい。ここでいう「樹脂」にはエラストマー及びゴムも含まれる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及びメラミン樹脂等を挙げることができるが、これらに限定されない。熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエステル、ナイロン等のポリアミド、ABS樹脂、メタクリル樹脂、ポリフェニレンスルフィド,弗素樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリエステル、及びポリイミド、並びにこれらの共重合体、ポリマーアロイ、及びブレンド(混合物)等を挙げることができるが、これらに限定されない。 The binder exhibits a function as a binder of the heat storage material and improves the moldability of the composition. The resin as the binder may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. The “resin” used herein includes elastomers and rubbers. Specific examples of the thermosetting resin include, but are not limited to, an epoxy resin, a phenol resin, an unsaturated polyester resin, and a melamine resin. Specific examples of the thermoplastic resin include, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides such as polyester and nylon, ABS resin, methacrylic resin, polyphenylene sulfide, fluorine resin, polysulfone, polyetherimide, polyethersulfone, and polyetherketone. , Polyether ether ketone, liquid crystal polyester, and polyimide, and copolymers, polymer alloys, and blends (mixtures) of these, but are not limited thereto.
熱可塑性エラストマー(TPE)の具体例としては、例えば、スチレン系TPE、オレフィン系TPE、塩化ビニル系TPE、ウレタン系TPE、エステル系TPE、アミド系TPE、塩素化ポエチレン系TPE、シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン系TPE、トランス−1,4−ポリイソプレン系TPE、フッ素系TPE等を挙げることができる。ゴムの具体例としては、例えば、天然ゴム(ASTM略語NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、1,2−ポリブタジエン(1,2−BR)、スチレン−ブタジエン(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、二トリルゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレンゴム(EPM、EPDM)、クロロスルホン化プリエチレン(CSM)、アクリルゴム(ACM、ANM)、エピクロルヒドリンゴム(CO、ECO)、多硫化ゴム(T)、シリコーンゴム、フッ素ゴム(FKM)、及びウレタンゴム(U)等を挙げることができるが、これらに限定されない。 Specific examples of the thermoplastic elastomer (TPE) include, for example, styrene TPE, olefin TPE, vinyl chloride TPE, urethane TPE, ester TPE, amide TPE, chlorinated polyethylene TPE, syndiotactic-1 , 2-polybutadiene-based TPE, trans-1,4-polyisoprene-based TPE, fluorine-based TPE, and the like. Specific examples of rubber include, for example, natural rubber (ASTM abbreviation NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), 1,2-polybutadiene (1,2-BR), styrene-butadiene (SBR), chloroprene. Rubber (CR), nitrile rubber (NBR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM), chlorosulfonated preethylene (CSM), acrylic rubber (ACM, ANM), epichlorohydrin rubber (CO, ECO) , Polysulfide rubber (T), silicone rubber, fluorine rubber (FKM), urethane rubber (U), and the like, but are not limited thereto.
第1組成物における結合材の配合割合は特に限定されないが、典型的には、第1組成物全体に対して30重量%乃至99重量%程度である。一方、第1組成物における蓄熱材の配合割合もまた特に限定されないが、典型的には、第1組成物全体に対して1重量%乃至70重量%程度である。第1組成物における蓄熱材の配合割合は、例えば、第1組成物の用途において蓄熱すべき熱量の大きさ等に応じて適宜設定することができる。 The blending ratio of the binder in the first composition is not particularly limited, but is typically about 30% to 99% by weight with respect to the entire first composition. On the other hand, the mixing ratio of the heat storage material in the first composition is not particularly limited, but is typically about 1% by weight to 70% by weight with respect to the entire first composition. The blending ratio of the heat storage material in the first composition can be appropriately set according to, for example, the amount of heat to be stored in the application of the first composition.
〈効果〉
第1組成物においては固−固相転移に伴う転移エンタルピーに相当する熱量を吸収及び放出する物質を蓄熱材として用いるので、例えばパラフィン等の固−液相転移を伴う蓄熱材のように例えばマイクロカプセル等の容器を必要とすること無く、例えば射出成形及びプレス成形等の様々な工法により、設計自由度の高い成形体(部品)を提供することができる。
<effect>
In the first composition, a substance that absorbs and releases heat corresponding to the transition enthalpy associated with the solid-solid phase transition is used as the heat storage material. Without requiring a container such as a capsule, a molded body (part) having a high degree of design freedom can be provided by various methods such as injection molding and press molding.
また、蓄熱性組成物による蓄熱量をできるだけ大きくする観点からは、例えば組成物としての一体性を確保することができる限りにおいて、蓄熱材以外の構成成分の含有率をできるだけ少なくすることが望ましい。第1組成物は、上記のように蓄熱材及び結合材のみからなり、例えば熱伝導性粒子等のその他の材料を含まない。従って、蓄熱性組成物全体としての蓄熱量を大きくすることができる。 Further, from the viewpoint of increasing the amount of heat stored by the heat storage composition as much as possible, it is desirable to reduce the content of constituent components other than the heat storage material as much as possible, as long as the integrity of the composition can be ensured. A 1st composition consists only of a heat storage material and a binder as mentioned above, for example, does not contain other materials, such as a heat conductive particle. Therefore, the heat storage amount as the whole heat storage composition can be increased.
更に、前述した従来技術に係る蓄熱性組成物とは異なり、第1組成物は熱伝導性粒子を含まないので、第1組成物全体として高い保温機能を発揮することができる。 Furthermore, unlike the heat storage composition according to the prior art described above, since the first composition does not contain heat conductive particles, the first composition as a whole can exhibit a high heat retaining function.
加えて、蓄熱材の特性に応じた温度域において吸熱及び放熱が起こるので、例えばエンジンオイル等の対象物を保温する場合、対象物の温度が上記温度域から過度に逸脱することを低減することができる。その結果、対象物及び/又は対象物の近傍にある他の物品(例えば自動車部品等)の耐用年数を延ばしたり、排熱利用による省エネルギー化を促進したりすることができる。 In addition, since heat absorption and heat dissipation occur in a temperature range according to the characteristics of the heat storage material, for example, when keeping an object such as engine oil, the temperature of the object is prevented from excessively deviating from the above temperature range. Can do. As a result, it is possible to extend the useful life of the object and / or other articles in the vicinity of the object (for example, automobile parts, etc.), and promote energy saving by using exhaust heat.
《第2実施形態》
以下、本発明の第2実施形態に係る蓄熱性組成物(以降、「第2組成物」と称される場合がある。)について説明する。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage composition according to the second embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as “second composition”) will be described.
〈構成〉
前述したように、蓄熱材の熱伝導率が低い場合、当該蓄熱材そのもの若しくは当該蓄熱材を含む蓄熱性成形体の表面の面内及び/又は表面と内部との間等において温度分布(温度差)が生じてしまい、当該蓄熱性成形体全体としての蓄熱機能を十分に発揮することができない場合がある。このような問題を回避するためには、高い熱伝導率を有する蓄熱材を使用することが望ましい。
<Constitution>
As described above, when the thermal conductivity of the heat storage material is low, the temperature distribution (temperature difference) between the surface of the heat storage material itself or the surface of the heat storage molded body containing the heat storage material and / or between the surface and the inside. ) May occur, and the heat storage function of the heat storage molded body as a whole may not be sufficiently exhibited. In order to avoid such a problem, it is desirable to use a heat storage material having a high thermal conductivity.
一方、一般的には、例えばパラフィン等の有機材料は、無機材料よりも低い熱伝導率を有する。このような観点からは、有機材料からなる蓄熱材よりも無機材料からなる蓄熱材の方が好ましく、無機酸化物系化合物からなる蓄熱材がより好ましい。 On the other hand, generally, organic materials such as paraffin have lower thermal conductivity than inorganic materials. From such a viewpoint, a heat storage material made of an inorganic material is more preferable than a heat storage material made of an organic material, and a heat storage material made of an inorganic oxide compound is more preferable.
そこで、第2組成物は、上述した第1組成物であって、蓄熱材が無機酸化物系化合物である、蓄熱性組成物である。 Therefore, the second composition is the above-described first composition, and is a heat storage composition in which the heat storage material is an inorganic oxide compound.
〈効果〉
第2組成物においては、有機材料からなる蓄熱材に比べて、より高い熱伝導率を有する無機酸化物系化合物からなる蓄熱材が採用される。従って、蓄熱材そのもの若しくは蓄熱性成形体の表面の面内及び/又は表面と内部との間等における温度分布(温度差)を低減することができる。その結果、当該蓄熱性成形体全体としての蓄熱機能を十分に発揮することができる。
<effect>
In the second composition, a heat storage material made of an inorganic oxide compound having higher thermal conductivity than that of an organic material is used. Therefore, the temperature distribution (temperature difference) in the surface of the heat storage material itself or the surface of the heat storage molded body and / or between the surface and the inside can be reduced. As a result, the heat storage function as the whole heat storage molded body can be sufficiently exhibited.
《第3実施形態》
以下、本発明の第3実施形態に係る蓄熱性組成物(以降、「第3組成物」と称される場合がある。)について説明する。
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage composition according to the third embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “third composition”) will be described.
〈構成〉
上述したように、第2組成物においては、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーに相当する熱量を吸収及び放出する無機酸化物系化合物を蓄熱材として採用している。このような蓄熱材の具体例は、例えば、前述した特許文献2乃至特許文献5において開示されている。
<Constitution>
As described above, in the second composition, an inorganic oxide compound that absorbs and releases heat corresponding to the transition enthalpy accompanying the solid-solid phase transition is employed as the heat storage material. Specific examples of such a heat storage material are disclosed in, for example, Patent Document 2 to Patent Document 5 described above.
そこで、第3組成物は、上述した第2組成物であって、蓄熱材が下記一般式(X)によって表される二酸化バナジウム系化合物及び/又はLiVO2である、蓄熱性組成物である。 Therefore, the third composition is the above-described second composition, and is a heat storage composition in which the heat storage material is a vanadium dioxide compound and / or LiVO 2 represented by the following general formula (X).
上記一般式(X)において、Mは4価、5価又は6価の原子価を有する元素であり、Xは0以上であり且つ1未満である数値である。 In the above general formula (X), M is an element having a tetravalent, pentavalent or hexavalent valence, and X is a numerical value which is 0 or more and less than 1.
〈効果〉
上記一般式(X)によって表される二酸化バナジウム系化合物においては、Mによって表される元素の種類と、Xによって表される元素Mの導入割合と、の組み合わせを調整することにより、蓄熱材としての蓄熱特性(例えば、吸熱温度、放熱温度、及び蓄熱量等)を調節することができる。
<effect>
In the vanadium dioxide compound represented by the general formula (X), by adjusting the combination of the type of the element represented by M and the introduction ratio of the element M represented by X, as a heat storage material The heat storage characteristics (for example, the endothermic temperature, the heat radiation temperature, the amount of heat storage, etc.) can be adjusted.
従って、第3組成物によれば、上記一般式(X)においてMによって表される元素の種類及びXによって表される元素Mの導入割合を調整することにより、その用途に応じた蓄熱特性を達成し、所望の温度域において保温機能を発揮することができる。 Therefore, according to the third composition, by adjusting the type of the element represented by M and the introduction ratio of the element M represented by X in the general formula (X), the heat storage characteristics according to the application can be obtained. It can be achieved and the heat retaining function can be exhibited in a desired temperature range.
《第4実施形態》
以下、本発明の第4実施形態に係る蓄熱性組成物(以降、「第4組成物」と称される場合がある。)について説明する。
<< 4th Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage composition according to the fourth embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “fourth composition”) will be described.
〈構成〉
上述したように、第3組成物は、上述した第2組成物であって、蓄熱材が上記一般式(X)によって表される二酸化バナジウム系化合物及び/又はLiVO2である、蓄熱性組成物である。また、上記一般式(X)においてMによって表される元素は、4価、5価又は6価の原子価を有する種々の元素から選択することができる。また、上記一般式(X)における元素Mの導入割合を表すXは、例えば、第3組成物の用途に応じた蓄熱特性を達成して所望の温度域において保温機能を発揮することができるように設定される。
<Constitution>
As described above, the third composition is the second composition described above, wherein the heat storage material is a vanadium dioxide compound and / or LiVO 2 represented by the general formula (X). It is. In addition, the element represented by M in the general formula (X) can be selected from various elements having a tetravalent, pentavalent, or hexavalent valence. Moreover, X representing the introduction ratio of the element M in the general formula (X) can achieve, for example, a heat storage function in a desired temperature range by achieving heat storage characteristics according to the application of the third composition. Set to
第4組成物において、上記一般式(X)におけるMは、Cr、W、Mo、Nb、Ta、Os、Ir、Ru、及びReからなる群より選ばれる1種以上の元素である。また、Xは0以上であり且つ0.5以下である数値である。 In the fourth composition, M in the general formula (X) is one or more elements selected from the group consisting of Cr, W, Mo, Nb, Ta, Os, Ir, Ru, and Re. X is a numerical value that is 0 or more and 0.5 or less.
〈効果〉
第4組成物によれば、Mによって表される元素の種類と、Xによって表される元素Mの導入割合と、の組み合わせを調整することにより、蓄熱材としての蓄熱特性(例えば、吸熱温度、放熱温度、及び蓄熱量等)を調節することにより、その用途に応じた蓄熱特性をより確実に達成し、所望の温度域において保温機能をより確実に発揮することができる。
<effect>
According to the fourth composition, by adjusting the combination of the type of the element represented by M and the introduction ratio of the element M represented by X, the heat storage characteristics (for example, endothermic temperature, By adjusting the heat radiation temperature, the amount of heat storage, etc., the heat storage characteristics corresponding to the application can be achieved more reliably, and the heat retaining function can be more reliably exhibited in a desired temperature range.
《第5実施形態》
以下、本発明の第5実施形態に係る蓄熱性組成物(以降、「第5組成物」と称される場合がある。)について説明する。
<< 5th Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage composition according to the fifth embodiment of the present invention (hereinafter, may be referred to as “fifth composition”) will be described.
〈構成〉
ところで、これまで説明してきた本発明の第1実施形態乃至第4実施形態に係る蓄熱性組成物(第1組成物乃至第4組成物)は、上述したように、固体−固体相転移を伴う蓄熱材と、樹脂、エラストマー及びゴム並びにそれらの前駆物質から選ばれる1種以上の物質である結合材と、のみからなる蓄熱性組成物である。
<Constitution>
By the way, the heat storage composition (1st composition thru | or 4th composition) which concerns on 1st Embodiment thru | or 4th Embodiment of this invention demonstrated so far is accompanied by solid-solid phase transition as mentioned above. A heat storage composition comprising only a heat storage material and a binder that is one or more substances selected from resins, elastomers, rubbers, and precursors thereof.
従って、用途によっては、これらの蓄熱性組成物から製造される蓄熱性成形体の機械的強度が不十分である場合も想定される。このような場合は、成形体の機械的強度を増大させるための構成要素を追加してもよい。 Therefore, depending on the application, it may be assumed that the mechanical strength of the heat storage molded body produced from these heat storage compositions is insufficient. In such a case, you may add the component for increasing the mechanical strength of a molded object.
そこで、第5組成物は、上述した第1組成物乃至第4組成物の何れかであって、強化フィラーを更に含む、蓄熱性組成物である。 Therefore, the fifth composition is any one of the first to fourth compositions described above, and is a heat storage composition further including a reinforcing filler.
上記強化フィラーは、第5組成物から製造される蓄熱性成形体の機械的強度を増大させることができる構成要素である限り特に限定されず、その用途において要求される機械的強度に応じて、当該技術分野において使用されている様々な強化フィラーの中から適宜選択することができる。このような強化フィラーの具体例としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド及びセルロース等を始めとする種々の樹脂からなる繊維状、針状、柱状、鱗片状、板状又は扁平状の形状を有する強化フィラーを挙げることができる。 The reinforcing filler is not particularly limited as long as it is a component capable of increasing the mechanical strength of the heat storage molded article produced from the fifth composition, depending on the mechanical strength required in its use, It can select suitably from the various reinforcement fillers currently used in the said technical field. Specific examples of such reinforcing fillers include, for example, reinforcing fillers having a fibrous, needle-like, columnar, scale-like, plate-like, or flat-like shape made of various resins including polyamide, polyimide, and cellulose. Can be mentioned.
尚、第5組成物から製造される蓄熱性成形体が発揮すべき保温機能を損なわない範疇においては、例えばカーボン(炭素)、ガラス、セラミックス及び金属等、樹脂に比べて高い熱伝導率を有する材料によって形成される強化フィラーを使用してもよい。 In addition, in the category which does not impair the heat retention function which the heat storage molded object manufactured from the 5th composition should exhibit, it has high heat conductivity compared with resin, such as carbon (carbon), glass, ceramics, and metals, for example. Reinforcing fillers formed by the material may be used.
〈効果〉
上記のように第5組成物は、本発明に係る蓄熱性組成物であって、強化フィラーを更に含む蓄熱性組成物である。従って、第5組成物によれば、当該組成物から製造される蓄熱性成形体の用途に公的な強化フィラーを選択することにより、必要な機械的強度を容易に且つ確実に達成することができる。
<effect>
As described above, the fifth composition is a heat storage composition according to the present invention, and further includes a reinforcing filler. Therefore, according to the fifth composition, it is possible to easily and surely achieve the necessary mechanical strength by selecting an official reinforcing filler for the use of the heat storage molded article produced from the composition. it can.
《第6実施形態》
以下、本発明の第6実施形態に係る蓄熱性組成物(以降、「第6組成物」と称される場合がある。)について説明する。
<< 6th Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage composition according to the sixth embodiment of the present invention (hereinafter may be referred to as “sixth composition”) will be described.
〈構成〉
ところで、本明細書の冒頭において述べたように、上述してきたような保温機能のみならず、発熱体等の高温の物体から熱を効率的に吸収して放出する放熱機能もまた、蓄熱性組成物からなる蓄熱性成形体が発揮すべき機能の1つである。このように放熱機能を発揮する蓄熱性成形体もまた、上述してきたような蓄熱性組成物から製造することができる。
<Constitution>
By the way, as described at the beginning of the present specification, not only the heat retention function as described above but also a heat dissipation function that efficiently absorbs and releases heat from a high-temperature object such as a heating element has a heat storage composition. This is one of the functions to be exhibited by a heat storage molded article made of a product. Thus, the heat storage molded object which exhibits a heat dissipation function can also be manufactured from the heat storage composition as mentioned above.
但し、上述してきた本発明の第1実施形態乃至第5実施形態に係る蓄熱性組成物の何れにおいても保温機能に重きが置かれていた。換言すれば、上述してきた第1組成物乃至第5組成物は、熱伝導率があまり高くならないようにして、保温機能を十分に確保するように構成されている。従って、本発明組成物からなる蓄熱性成形体に十分な放熱機能を発揮させるためには、本発明組成物が熱伝導性フィラーを更に含む必要がある。 However, in any of the heat storage compositions according to the first to fifth embodiments of the present invention described above, the heat retaining function is emphasized. In other words, the first composition to the fifth composition described above are configured so as to ensure a sufficient heat-retaining function so that the thermal conductivity is not so high. Therefore, in order for the heat storage molded body made of the composition of the present invention to exhibit a sufficient heat dissipation function, the composition of the present invention needs to further contain a heat conductive filler.
そこで、第6組成物は、上述した第1組成物乃至第4組成物の何れかであって、繊維状、針状、柱状、鱗片状、板状又は扁平状の形状を有する熱伝導性フィラーを更に含む、蓄熱性組成物である。 Therefore, the sixth composition is any one of the first to fourth compositions described above, and has a fibrous shape, a needle shape, a column shape, a scale shape, a plate shape, or a flat shape. Is a heat storage composition.
熱伝導性フィラーは、第6組成物からなる蓄熱性成形体における蓄熱材への熱の伝達を促進する役割を果たす。熱伝導性フィラーの配合割合は特に限定されないが、加工性、分散性及び安定性等の観点から、蓄熱性組成物全体に対して1重量%乃至50重量%程度であることが望ましい。 A heat conductive filler plays the role which accelerates | stimulates transmission of the heat | fever to the heat storage material in the heat storage molded object which consists of a 6th composition. The blending ratio of the heat conductive filler is not particularly limited, but is preferably about 1% by weight to 50% by weight with respect to the entire heat storage composition from the viewpoint of processability, dispersibility, stability, and the like.
熱伝導性フィラーを構成する材料は、良好な熱伝導性を発揮し且つ蓄熱材及び結合材との親和性が高く且つ蓄熱材及び結合材との混練が容易である限り、特に限定されない。熱伝導性フィラーを構成する材料の具体例としては、例えば、カーボン(炭素)、ガラス、セラミックス及び金属等を挙げることができる。カーボンの具体例としては、例えば、黒鉛、グラファイト及びグラフェン等を挙げることができる。セラミックスの具体例としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、窒化アルミ、窒化ホウ素及び水酸化アルミ等を挙げることができる。 The material constituting the thermally conductive filler is not particularly limited as long as it exhibits good thermal conductivity, has high affinity with the heat storage material and the binding material, and can be easily kneaded with the heat storage material and the binding material. Specific examples of the material constituting the thermally conductive filler include carbon (carbon), glass, ceramics and metal. Specific examples of carbon include graphite, graphite, and graphene. Specific examples of ceramics include alumina, silica, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, and aluminum hydroxide.
熱伝導性フィラーは、上記のように、繊維状、針状又は柱状の細長い形状、或いは、鱗片状、板状又は扁平状の平たい形状を有する。前者(細長い形状)の場合、熱伝導性フィラーの径は特に限定されないが、加工性、分散性及び安定性等の観点からは、例えば0.5μm乃至40μm程度であることが望ましい。熱伝導性フィラーの長さもまた特に限定されないが、1μm乃至6000μm程度であると、後述するような蓄熱材との層状構造を形成し易い。一方、後者(平たい形状)の場合、熱伝導性フィラーのアスペクト比は特に限定されないが、1乃至400程度であると、後述するような蓄熱材との層状構造を形成し易い。 As described above, the heat conductive filler has a fiber-like, needle-like or columnar elongated shape, or a scale-like, plate-like or flat-like flat shape. In the case of the former (elongated shape), the diameter of the heat conductive filler is not particularly limited, but is preferably about 0.5 μm to 40 μm from the viewpoint of processability, dispersibility, stability, and the like. The length of the heat conductive filler is also not particularly limited, but if it is about 1 μm to 6000 μm, it is easy to form a layered structure with a heat storage material as described later. On the other hand, in the latter case (flat shape), the aspect ratio of the thermally conductive filler is not particularly limited, but if it is about 1 to 400, it is easy to form a layered structure with a heat storage material as described later.
熱伝導性フィラーとして炭素繊維を使用する場合、炭素繊維の種類は特に限定されないが、メソフェーズピッチ系炭素繊維は、黒鉛結晶の発達した高密度な長繊維を製造することができるため、熱伝導率等の観点から良好である。また、カーボンナノチューブ及び気相法炭素繊維(例えば、VGCF(登録商標)等)、グラファイト及びグラフェン等のカーボン材料を使用してもよい。 When carbon fiber is used as the thermally conductive filler, the type of carbon fiber is not particularly limited, but mesophase pitch-based carbon fiber can produce high-density long fibers with developed graphite crystals. From the viewpoint of the above. Further, carbon materials such as carbon nanotubes, vapor grown carbon fibers (for example, VGCF (registered trademark)), graphite, and graphene may be used.
〈効果〉
上記のように、第6組成物に含まれる熱伝導性フィラーは、繊維状、針状、柱状、鱗片状、板状又は扁平状の形状を有する。従って、フィラーが繊維状、針状又は柱状の形状を有する場合は長手方向に熱が伝導され易く、フィラーが鱗片状、板状又は扁平状の形状を有する場合は面内方向に熱が伝導され易い。個々のフィラーが完全には離間しておらず、少なくとも部分的には重なっている場合は、熱の伝導経路が更に拡張される。
<effect>
As described above, the thermally conductive filler contained in the sixth composition has a fibrous shape, a needle shape, a columnar shape, a scale shape, a plate shape, or a flat shape. Therefore, when the filler has a fiber-like, needle-like or columnar shape, heat is easily conducted in the longitudinal direction, and when the filler has a scale-like, plate-like or flat-like shape, heat is conducted in the in-plane direction. easy. If the individual fillers are not completely spaced apart and at least partially overlap, the heat conduction path is further expanded.
上記の結果、第6組成物からなる蓄熱性成形体へと外部から伝導された熱は、上記のように拡張された伝導経路を介して、当該成形体の内部に効率良く拡散し、当該成形体の内部に分散されている蓄熱材へと効率良く到達して、蓄熱材によって迅速に吸収される。即ち、当該成形体は、外部から伝導された熱を効率良く且つ迅速に吸収し、蓄積することができる。逆に、第6組成物からなる蓄熱性成形体において蓄熱材に蓄えられた熱を外部へと放出するときには、上述した熱の伝導経路を介して、効率良く且つ迅速に放熱することができる。 As a result of the above, the heat conducted from the outside to the heat storage molded body made of the sixth composition is efficiently diffused into the molded body through the conduction path expanded as described above, and the molding is performed. It efficiently reaches the heat storage material dispersed in the body and is quickly absorbed by the heat storage material. That is, the molded body can absorb and accumulate heat conducted from the outside efficiently and quickly. Conversely, when the heat stored in the heat storage material in the heat storage molded body made of the sixth composition is released to the outside, it can be radiated efficiently and quickly through the heat conduction path described above.
更に、蓄熱材によって吸収することが可能な熱量を全て吸収してしまい、それ以上の熱量を蓄熱材が吸収することができない状況においては、蓄熱材によって吸収されなかった(余剰の)熱量を、上述した熱の伝導経路を介して、効率良く且つ迅速に通過させることができる。 Furthermore, in the situation where the amount of heat that can be absorbed by the heat storage material is absorbed, and the heat storage material cannot absorb more heat, the amount of heat that is not absorbed by the heat storage material (surplus), It can be passed efficiently and quickly through the heat conduction path described above.
以上のように、第6組成物からなる蓄熱性成形体によれば、外部から伝達された熱を、効率良く且つ迅速に蓄熱材に吸収させたり又は蓄熱材から放出させたり、或いはその内部を効率良く且つ迅速に通過させたりすることができる。即ち、第6組成物からなる蓄熱性成形体は優れた放熱機能を発揮することができる。 As described above, according to the heat storage molded body made of the sixth composition, the heat transferred from the outside can be efficiently and quickly absorbed into the heat storage material or released from the heat storage material, or the inside thereof. It can be passed efficiently and quickly. That is, the heat storage molded object which consists of a 6th composition can exhibit the outstanding heat dissipation function.
《第7実施形態》
以下、本発明の第7実施形態に係る蓄熱性成形体(以降、「第7成形体」と称される場合がある。)について説明する。
<< 7th Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage molded object (henceforth a 7th molded object) which concerns on 7th Embodiment of this invention is demonstrated.
〈構成〉
ところで、本明細書の冒頭において述べたように、本発明は、蓄熱性組成物のみならず、本発明に係る蓄熱性組成物からなる蓄熱性成形体にも関する。即ち、第7成形体は、上述した第1組成物乃至第6組成物の何れかの蓄熱性組成物からなる蓄熱性成形体である。
<Constitution>
By the way, as stated at the beginning of the present specification, the present invention relates not only to the heat storage composition but also to a heat storage molded body made of the heat storage composition according to the present invention. That is, a 7th molded object is a heat storage molded object which consists of a heat storage composition in any one of the 1st composition thru | or the 6th composition mentioned above.
蓄熱性組成物から第7成形体を製造するための具体的な方法は、例えば、蓄熱性組成物を構成する蓄熱材及び結合材(並びに蓄熱性組成物がフィラーを更に含む場合はフィラー)の性質及び配合比等に応じて、当該技術分野において広く知られている種々の成形方法の中から適宜選択することができる。 A specific method for producing the seventh molded body from the heat storage composition is, for example, a heat storage material and a binder constituting the heat storage composition (and a filler when the heat storage composition further includes a filler). Depending on the properties, blending ratio, etc., various molding methods widely known in the art can be appropriately selected.
例えば、熱可塑性樹脂を結合材として採用する場合、第7成形体の構成要素を二軸押出混練機によって均一に混合してペレット化し、このようにして得られたペレットを二軸押出機によって所望の大きさ及び形状を有する金型のキャビティ中に射出成形することにより、第7成形体を得ることができる。或いは、熱硬化性樹脂を結合材として採用する場合、当該熱硬化性樹脂の前駆物質と蓄熱材と(蓄熱性組成物がフィラーを更に含む場合はフィラーと)を所望の大きさ及び形状を有する金型のキャビティ中に充填し、所定の温度及び圧力において所定の期間に亘って保持することにより熱硬化性樹脂を硬化させて、第7成形体を得ることができる。 For example, when a thermoplastic resin is used as a binder, the components of the seventh molded body are uniformly mixed and pelletized by a twin-screw extrusion kneader, and the pellets thus obtained are desired by a twin-screw extruder. The seventh molded body can be obtained by injection molding into a cavity of a mold having a size and shape of. Alternatively, when a thermosetting resin is employed as the binder, the precursor of the thermosetting resin and the heat storage material (and the filler when the heat storage composition further includes a filler) have a desired size and shape. The seventh molded body can be obtained by filling the cavity of the mold and holding the thermosetting resin at a predetermined temperature and pressure for a predetermined period to cure the thermosetting resin.
〈効果〉
第7成形体が第1組成物乃至第5組成物の何れかからなる蓄熱性成形体である場合、第1組成物乃至第5組成物に関する説明において既に述べたように、第7成形体は優れた保温機能を発揮することができる。
<effect>
In the case where the seventh molded body is a heat storage molded body composed of any one of the first composition to the fifth composition, as already described in the description regarding the first composition to the fifth composition, the seventh molded body is Excellent thermal insulation function can be demonstrated.
具体的には、例えば、自動車等のエンジンのオイルパンとして第7成形体を成形してもよい。この場合、エンジンを循環するオイル及びシリンダー等を通してオイルパンが暖められて蓄熱材に熱が蓄積される。そして、例えば駐停車時及び/又はアイドリングストップの作動時等においてエンジンからの発熱が止まってオイルが冷え始めても、オイルの温度が所定の温度(蓄熱材の放熱温度)に達すると蓄熱材に蓄えられていた熱が放出される。その結果、オイルの温度の低下が遅れる。即ち、エンジンオイルが所定の温度(蓄熱材の放熱温度)未満に低下する可能性が低減される。 Specifically, for example, the seventh molded body may be molded as an oil pan of an engine such as an automobile. In this case, the oil pan is warmed through the oil circulating through the engine, the cylinder, etc., and heat is accumulated in the heat storage material. For example, even when parking and stopping and / or idling stop is activated, even if heat generation from the engine stops and the oil starts to cool, if the oil temperature reaches a predetermined temperature (heat dissipation temperature of the heat storage material), it is stored in the heat storage material. The heat that has been done is released. As a result, the decrease in oil temperature is delayed. That is, the possibility that the engine oil falls below a predetermined temperature (heat radiation temperature of the heat storage material) is reduced.
或いは、例えば「エネファーム」と称される家庭用燃料電池コージェネレーションシステムが備える貯湯タンクとして第7成形体を成形してもよい。この場合、当該システムによる発電時の排熱によって温められた湯(水)によって貯湯タンクが暖められて蓄熱材に熱が蓄積される。貯湯タンクは例えば外気等によって冷却されるが、貯湯タンクの温度が所定の温度(蓄熱材の放熱温度)に達すると蓄熱材に蓄えられていた熱が放出される。その結果、貯湯タンク内に貯められている湯の温度の低下が遅れる。即ち、貯湯タンク内の湯の温度が所定の温度(蓄熱材の放熱温度)未満に低下する可能性が低減される。 Or you may shape | mold a 7th molded object as a hot water storage tank with which a domestic fuel cell cogeneration system called "ENE FARM" is equipped, for example. In this case, the hot water storage tank is warmed by hot water (water) warmed by exhaust heat during power generation by the system, and heat is accumulated in the heat storage material. The hot water storage tank is cooled by, for example, outside air, but when the temperature of the hot water storage tank reaches a predetermined temperature (heat radiation temperature of the heat storage material), the heat stored in the heat storage material is released. As a result, the temperature drop of the hot water stored in the hot water storage tank is delayed. That is, the possibility that the temperature of the hot water in the hot water storage tank falls below a predetermined temperature (heat radiation temperature of the heat storage material) is reduced.
以上のように、第1組成物乃至第5組成物の何れかからなる第7成形体によれば、外部から伝達された熱を、一旦蓄熱材に吸収させておき、第7成形体の温度が所定の温度(蓄熱材の放熱温度)以下に低下したときは、蓄熱材に蓄えられていた熱を蓄熱材から放出させて、第7成形体の温度が所定の温度(蓄熱材の放熱温度)未満に低下する可能性が低減される。即ち、第1組成物乃至第5組成物の何れかからなる第7成形体は優れた保温機能を発揮することができる。 As described above, according to the seventh molded body made of any one of the first composition to the fifth composition, the heat transferred from the outside is once absorbed in the heat storage material, and the temperature of the seventh molded body is When the temperature drops below a predetermined temperature (heat release temperature of the heat storage material), the heat stored in the heat storage material is released from the heat storage material, and the temperature of the seventh molded body becomes the predetermined temperature (heat release temperature of the heat storage material). ) Is less likely to drop below. That is, the seventh molded body made of any one of the first composition to the fifth composition can exhibit an excellent heat retaining function.
一方、第7成形体が第6組成物からなる蓄熱性成形体である場合、第6組成物に関する説明において既に述べたように、第6組成物は熱伝導性フィラーを更に含んでいるので、第7成形体は優れた放熱機能を発揮することができる。 On the other hand, when the seventh molded body is a heat storage molded body made of the sixth composition, as already described in the description of the sixth composition, the sixth composition further includes a thermally conductive filler. The seventh molded body can exhibit an excellent heat dissipation function.
具体的には、第7成形体は、例えば発熱を伴う素子及び/又は部位等である発熱部の冷却・放熱を目的として配設されるヒートシンクとして成形することができる。この場合、第6組成物に関する説明において既に述べたように、第7成形体へと外部から伝導された熱は、熱伝導性フィラーによって拡張された伝導経路を介して、第7成形体の内部に効率良く拡散し、第7成形体の内部に分散されている蓄熱材へと効率良く到達し、蓄熱材によって迅速に吸収される。即ち、第7成形体は、外部から伝導された熱を効率良く且つ迅速に吸収し、蓄積することができる。 Specifically, the seventh molded body can be molded as a heat sink that is disposed for the purpose of cooling and radiating heat of a heat generating portion that is an element and / or a part that generates heat, for example. In this case, as already described in the description of the sixth composition, the heat conducted from the outside to the seventh molded body passes through the conduction path expanded by the thermally conductive filler, and the inside of the seventh molded body. And efficiently reaches the heat storage material dispersed inside the seventh molded body, and is quickly absorbed by the heat storage material. That is, the seventh molded body can efficiently and quickly absorb and accumulate heat conducted from the outside.
そして、ヒートシンクとしての第7成形体の上記発熱部と接していない表面においては、上記とは逆に、蓄熱材に蓄えられた熱が第7成形体から外部へと放出される。このときにも上述した熱の伝導経路を介して、効率良く且つ迅速に放熱することができる。 And on the surface which is not in contact with the heat generating part of the seventh molded body as a heat sink, the heat stored in the heat storage material is released from the seventh molded body to the outside, contrary to the above. Also at this time, heat can be radiated efficiently and quickly through the heat conduction path described above.
更に、蓄熱材によって吸収することが可能な熱量を全て吸収してしまい、それ以上の熱量を蓄熱材が吸収することができない状況においては、蓄熱材によって吸収されなかった(余剰の)熱量を、上述した熱の伝導経路を介して、効率良く且つ迅速に通過させて外部へと放熱することができる。 Furthermore, in the situation where the amount of heat that can be absorbed by the heat storage material is absorbed, and the heat storage material cannot absorb more heat, the amount of heat that is not absorbed by the heat storage material (surplus), The heat can be radiated to the outside through the heat conduction path described above efficiently and quickly.
以上のように、第6組成物からなる第7成形体によれば、外部から伝達された熱を、効率良く且つ迅速に蓄熱材に吸収させたり又は蓄熱材から放出させたり、或いはその内部を効率良く且つ迅速に通過させたりすることができる。即ち、第6組成物からなる蓄熱性成形体は優れた放熱機能を発揮することができる。 As described above, according to the seventh molded body made of the sixth composition, the heat transferred from the outside is efficiently and quickly absorbed into or released from the heat storage material, or the inside It can be passed efficiently and quickly. That is, the heat storage molded object which consists of a 6th composition can exhibit the outstanding heat dissipation function.
《第8実施形態》
以下、本発明の第8実施形態に係る蓄熱性成形体(以降、「第8成形体」と称される場合がある。)について説明する。
<< Eighth Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage molded object (henceforth an 8th molded object) which concerns on 8th Embodiment of this invention is demonstrated.
〈構成〉
第8成形体は、上述した第6組成物からなる蓄熱性成形体である。加えて、第8成形体は、主として蓄熱材と結合材とからなる層である蓄熱材層と、主として熱伝導性フィラーと結合材とからなる層である熱伝導材層と、が交互に積層された層状構造を有する。このような層状構造は、例えば、第6組成物を型の中に充填して所定の圧力下において結合材を硬化させることによって形成することができる。
<Constitution>
The 8th molded object is a heat storage molded object which consists of a 6th composition mentioned above. In addition, the eighth molded body is formed by alternately stacking a heat storage material layer that is a layer mainly composed of a heat storage material and a binder, and a heat conductive material layer that is a layer mainly composed of a thermally conductive filler and a binder. Having a layered structure. Such a layered structure can be formed, for example, by filling the sixth composition into a mold and curing the binder under a predetermined pressure.
〈効果〉
第8成形体においては、上記のように蓄熱材層と熱伝導材層とが交互に積層された層状構造が形成されている。その結果、第8成形体に外部から伝導された熱は、熱伝導材層においては当該層の面内方向(二次元的)に拡散し、隣接する蓄熱材層に含まれる蓄熱材によって吸熱される。当該蓄熱材層の内部においては蓄熱材を経由して当該層状構造の積層方向(厚み方向)に熱が伝わる。このようにして次の熱伝導材層へと伝導された熱は、当該次の熱伝導材層において面内方向(二次元的)に拡散し、次の蓄熱材層に含まれる蓄熱材によって吸熱される。
<effect>
In the eighth molded body, a layered structure in which the heat storage material layers and the heat conductive material layers are alternately stacked as described above is formed. As a result, the heat conducted from the outside to the eighth molded body diffuses in the in-plane direction (two-dimensional) of the layer in the heat conductive material layer and is absorbed by the heat storage material included in the adjacent heat storage material layer. The Inside the heat storage material layer, heat is transmitted through the heat storage material in the stacking direction (thickness direction) of the layered structure. The heat conducted to the next heat conductive material layer in this way is diffused in the in-plane direction (two-dimensional) in the next heat conductive material layer, and the heat is absorbed by the heat storage material included in the next heat storage material layer. Is done.
上記のように、第8成形体に外部から伝導された熱は、第8成形体の内部において、層状構造の面内方向のみならず積層方向においても拡散される。その結果、発熱部を効果的に冷却し、放熱することができる。結果として、第8成形体が取り付けられた物品及び/又は部位等の放熱性が高まり、当該物品及び/又は部位等の信頼性を向上させることができる。 As described above, the heat conducted from the outside to the eighth molded body is diffused not only in the in-plane direction of the layered structure but also in the stacking direction inside the eighth molded body. As a result, the heat generating portion can be effectively cooled and radiated. As a result, the heat dissipation of the article and / or part to which the eighth molded body is attached can be improved, and the reliability of the article and / or part can be improved.
《第9実施形態》
以下、本発明の第9実施形態に係る蓄熱性成形体(以降、「第9成形体」と称される場合がある。)について説明する。
<< Ninth Embodiment >>
Hereinafter, the heat storage molded object (henceforth a "9th molded object" may be called) which concerns on 9th Embodiment of this invention is demonstrated.
〈構成〉
第9成形体は、上述した第7成形体又は第8成形体であって、少なくとも一部の表面に形成された断熱性コーティングを更に含む蓄熱性成形体である。断熱性コーティングは、例えば断熱塗料及び遮熱塗料等、熱の伝導を有効に妨げる(即ち、低い熱伝導率を有する)材料によって構成される被膜である。従って、断熱性コーティングが形成された面においては、第9成形体の内部から外部への熱の伝達(放熱)が有効に低減される。
<Constitution>
The ninth molded body is the above-described seventh molded body or eighth molded body, and is a heat storage molded body that further includes a heat insulating coating formed on at least a part of the surface. The heat insulating coating is a film made of a material that effectively prevents heat conduction (ie, has a low thermal conductivity) such as a heat insulating paint and a heat shielding paint. Therefore, on the surface on which the heat insulating coating is formed, the transfer of heat from the inside of the ninth molded body to the outside (heat radiation) is effectively reduced.
尚、断熱性コーティングを形成する領域は、例えば、第9成形体の用途において熱の授受を行う必要の無い領域として定めることができる。具体的には、例えば、第9成形体によって熱を吸収しようとする対象物(発熱体)と第9成形体との接触領域及び第9成形体によって熱を提供しようとする対象物(吸熱体)と第9成形体との接触領域を除く全ての表面上に断熱性コーティングを形成してもよい。尚、断熱性コーティングを形成するための方法は特に限定されず、当業者に周知の各種塗布方法の中から適宜選択することができる。 In addition, the area | region which forms a heat insulating coating can be defined as an area | region which does not need to give and receive heat in the use of a 9th molded object, for example. Specifically, for example, an object (heat-absorbing body) that provides heat by a contact area between the ninth molded body and a contact area between the ninth molded body (heat generating element) and the ninth molded body. ) And the ninth molded body may be formed on all surfaces except the contact area. In addition, the method for forming the heat insulating coating is not particularly limited, and can be appropriately selected from various coating methods well known to those skilled in the art.
〈効果〉
第9成形体においては、上記発熱体から熱を吸収してから上記吸熱体へと熱を放熱する(戻す)までの期間において、第9成形品とこれらの物体との接触領域以外の領域からの熱の放出が断熱性コーティングによって低減される。従って、第9成形体によれば、保温効果を大幅に向上させることができる。例えば、第9成形体をコップ状に成形し、その外面上に断熱性コーティングを形成することにより、当該コップの保温機能を向上させて、その内容物(例えば、湯等)の温度の低下を有効に低減することができる。
<effect>
In the ninth molded body, from the region other than the contact area between the ninth molded product and these objects during the period from the absorption of heat from the heating element to the release (returning) of heat to the heat absorbing body. The heat release is reduced by the insulating coating. Therefore, according to the 9th molded object, the heat retention effect can be improved significantly. For example, the ninth molded body is molded into a cup shape, and a heat insulating coating is formed on the outer surface thereof, thereby improving the heat retaining function of the cup and reducing the temperature of its contents (for example, hot water). It can be effectively reduced.
《第10実施形態》
以下、本発明の第10実施形態に係る蓄熱性成形体の製造方法(以降、「第10方法」と称される場合がある。)について説明する。
<< 10th Embodiment >>
Hereinafter, the manufacturing method of the heat storage molded object which concerns on 10th Embodiment of this invention (henceforth a "10th method" may be called.) Is demonstrated.
〈構成〉
本明細書の冒頭において述べたように、本発明は、本発明は、蓄熱性組成物及び蓄熱性成形体のみならず、本発明に係る蓄熱性成形体の製造方法にも関する。特に、第10方法は、熱伝導性フィラーを含む第6組成物から優れた放熱特性を有する第8成形体を製造する方法である。
<Constitution>
As described at the beginning of the present specification, the present invention relates not only to the heat storage composition and the heat storage molded body but also to the method for producing the heat storage molded body according to the present invention. In particular, the tenth method is a method for producing an eighth molded body having excellent heat dissipation characteristics from a sixth composition containing a thermally conductive filler.
即ち、第10方法は、第6組成物から第8成形体を製造する蓄熱性成形体の製造方法であって、以下の各工程を含む。
(1)蓄熱材と結合材と熱伝導性フィラーとを混合して蓄熱性組成物を調製する工程。
(2)上記蓄熱性組成物を型の中に充填し、所定の圧力下において上記結合材を硬化させて、蓄熱性成形体を得る工程。
That is, the tenth method is a method for manufacturing a heat storage molded body for manufacturing the eighth molded body from the sixth composition, and includes the following steps.
(1) A step of preparing a heat storage composition by mixing a heat storage material, a binder, and a thermally conductive filler.
(2) A step of filling the heat storage composition in a mold and curing the binder under a predetermined pressure to obtain a heat storage molded body.
上記工程(1)において蓄熱材と結合材と熱伝導性フィラーとを混合するための具体的な方法は、例えば、蓄熱材、結合材及び熱伝導性フィラーの性状等に応じて、当該技術分野において周知の混合方法の中から適宜選択することができる。また、上記工程(2)において結合材を硬化させるための具体的な方法は、例えば、結合材の性状等に応じて、当該技術分野において周知の硬化方法の中から適宜選択することができる。 The specific method for mixing the heat storage material, the binder, and the heat conductive filler in the step (1) is, for example, according to the properties of the heat storage material, the binder, and the heat conductive filler. Can be appropriately selected from known mixing methods. In addition, a specific method for curing the binder in the step (2) can be appropriately selected from curing methods well known in the technical field according to, for example, the properties of the binder.
例えば、熱可塑性樹脂を結合材として採用する場合、第6組成物の構成要素を二軸押出混練機によって加熱しながら均一に混合し、所望の大きさ及び形状を有する金型のキャビティ中に射出成形した後に冷却することにより、第8成形体を得ることができる。或いは、熱硬化性樹脂を結合材として採用する場合、当該熱硬化性樹脂の前駆物質と蓄熱材と熱伝導性フィラーとを所望の大きさ及び形状を有する金型のキャビティ中に充填し、所定の温度及び圧力において所定の期間に亘って保持することにより熱硬化性樹脂を硬化させて、第8成形体を得ることができる。 For example, when a thermoplastic resin is used as a binder, the components of the sixth composition are uniformly mixed while being heated by a twin-screw extrusion kneader, and injected into a mold cavity having a desired size and shape. By cooling after molding, an eighth molded body can be obtained. Alternatively, when a thermosetting resin is employed as a binder, the precursor of the thermosetting resin, a heat storage material, and a heat conductive filler are filled into a cavity of a mold having a desired size and shape, The thermoset resin can be cured by holding it at a temperature and pressure for a predetermined period of time to obtain an eighth molded body.
〈効果〉
前述したように、第8成形体においては、蓄熱材層と熱伝導材層とが交互に積層された層状構造が形成されており、第8成形体に外部から伝導された熱は、第8成形体の内部において、層状構造の面内方向のみならず積層方向においても拡散される。その結果、発熱部を効果的に冷却し、放熱することができる。結果として、第8成形体が取り付けられた物品及び/又は部位等の放熱性が高まり、当該物品及び/又は部位等の信頼性を向上させることができる。
<effect>
As described above, in the eighth molded body, a layered structure in which the heat storage material layers and the heat conductive material layers are alternately stacked is formed, and the heat conducted from the outside to the eighth molded body is the eighth. In the molded body, it is diffused not only in the in-plane direction of the layered structure but also in the stacking direction. As a result, the heat generating portion can be effectively cooled and radiated. As a result, the heat dissipation of the article and / or part to which the eighth molded body is attached can be improved, and the reliability of the article and / or part can be improved.
《第11実施形態》
以下、本発明の第11実施形態に係る蓄熱性成形体の製造方法(以降、「第11方法」と称される場合がある。)について説明する。
<< 11th Embodiment >>
Hereinafter, the manufacturing method of the heat storage molded object which concerns on 11th Embodiment of this invention (henceforth a "11th method" may be called.) Is demonstrated.
〈構成〉
上述したように、第10方法に含まれる工程(1)において蓄熱材と結合材と熱伝導性フィラーとを混合するための具体的な方法は、例えば、蓄熱材、結合材及び熱伝導性フィラーの性状等に応じて、当該技術分野において周知の混合方法の中から適宜選択することができる。しかしながら、蓄熱材、結合材及び熱伝導性フィラーの性状等によっては、結合材と蓄熱材と熱伝導性フィラーとの混合順序を特定の順序とすることにより、蓄熱材層と熱伝導材層とが交互に積層された層状構造をより確実に形成することができる。
<Constitution>
As described above, specific methods for mixing the heat storage material, the binder, and the heat conductive filler in the step (1) included in the tenth method include, for example, the heat storage material, the binder, and the heat conductive filler. Depending on the nature of the material, etc., it can be appropriately selected from mixing methods well known in the art. However, depending on the properties of the heat storage material, the binder, and the thermally conductive filler, the mixing order of the binder, the heat storage material, and the heat conductive filler is set to a specific order, so that the heat storage material layer and the heat conductive material layer It is possible to more reliably form a layered structure in which are alternately stacked.
そこで、第11方法においては、上記工程(1)において蓄熱材と結合材と熱伝導性フィラーとを混合して蓄熱性組成物を調製するとき、結合材と熱伝導性フィラーとを混合した後、結合材と熱伝導性フィラーとの混合物に蓄熱材を添加して更に混合する。 Therefore, in the eleventh method, when the heat storage material is prepared by mixing the heat storage material, the binder, and the heat conductive filler in the step (1), after the binder and the heat conductive filler are mixed. The heat storage material is added to the mixture of the binder and the heat conductive filler and further mixed.
〈効果〉
第11方法によれば、結合材と蓄熱材と熱伝導性フィラーとの混合順序を上記順序とすることにより、蓄熱材層と熱伝導材層とが交互に積層された層状構造をより確実に形成することができる。従って、第8成形体に外部から伝導された熱は、第8成形体の内部において、層状構造の面内方向のみならず積層方向においても、より良好に拡散される。その結果、発熱部を更に効果的に冷却し、放熱することができる。結果として、第8成形体が取り付けられた物品及び/又は部位等の放熱性が高まり、当該物品及び/又は部位等の信頼性を向上させることができる。
<effect>
According to the eleventh method, by setting the mixing order of the binder, the heat storage material, and the heat conductive filler to the order described above, the layered structure in which the heat storage material layers and the heat conductive material layers are alternately stacked is more reliably obtained. Can be formed. Therefore, the heat conducted to the eighth molded body from the outside is more favorably diffused not only in the in-plane direction of the layered structure but also in the stacking direction inside the eighth molded body. As a result, the heat generating portion can be further effectively cooled and radiated. As a result, the heat dissipation of the article and / or part to which the eighth molded body is attached can be improved, and the reliability of the article and / or part can be improved.
《第12実施形態》
以下、本発明の第12実施形態に係る蓄熱性成形体の製造方法(以降、「第12方法」と称される場合がある。)について説明する。
<< Twelfth Embodiment >>
Hereinafter, the manufacturing method of the heat storage molded object which concerns on 12th Embodiment of this invention (henceforth a "12th method" may be called.) Is demonstrated.
〈構成〉
第12方法は、前述した第9成形体の製造方法であって、特に、熱伝導性フィラーを含む第9成形体の製造方法である。即ち、第12方法は、上述した第10方法又は第11方法であって、蓄熱性成形体の少なくとも一部の表面に断熱性コーティングを形成することを更に含む、蓄熱性成形体の製造方法である。
<Constitution>
The twelfth method is a method for manufacturing the ninth molded body described above, and in particular, a method for manufacturing the ninth molded body including a thermally conductive filler. That is, the twelfth method is the above-described tenth method or eleventh method, and further includes forming a heat insulating coating on at least a part of the surface of the heat storage molded body. is there.
尚、断熱性コーティングの構成、断熱性コーティングが形成される領域、及び断熱性コーティングを形成するための方法については、第9成形体に関する説明において既に述べたので、ここでは説明を繰り返さない。 Since the structure of the heat insulating coating, the region where the heat insulating coating is formed, and the method for forming the heat insulating coating have already been described in the description of the ninth molded body, the description will not be repeated here.
〈効果〉
第12方法によって製造される第9成形体においては、上記発熱体から熱を吸収してから上記吸熱体へと熱を放熱する(戻す)までの期間において、第9成形品とこれらの物体との接触領域以外の領域からの熱の放出が断熱性コーティングによって低減される。従って、第12方法によれば、大幅に向上された保温効果を発揮する蓄熱性成形体を得ることができる。
<effect>
In the ninth molded body produced by the twelfth method, the ninth molded article, these objects, and the like in a period from the time when heat is absorbed from the heating element to the time when heat is radiated (returned) to the heat absorbing body. The heat release from areas other than the contact area is reduced by the insulating coating. Therefore, according to the twelfth method, it is possible to obtain a heat storage molded body that exhibits a greatly improved heat retaining effect.
(A)高い保温機能を呈する蓄熱性成形体
1)実施例及び比較例に係る組成物の調製
本実施例においては、68℃において蓄熱する蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)及び結合材としてのポリプロピレン樹脂(PP)を選定し、これら2種類の構成要素を以下の表1に列挙する配合比にて配合して、実施例A1乃至実施例A4に係る蓄熱性組成物を調製した。一方、比較例としては、蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)、結合材としてのポリプロピレン樹脂(PP)及び熱伝導性フィラーとしての塊状アルミナ(Al2O3)を選定し、これら3種類の構成要素を以下の表1に列挙する配合比にて配合して、比較例A1乃至比較例A5に係る組成物を調製した。
(A) Thermal storage molded article exhibiting high heat retention function 1) Preparation of compositions according to examples and comparative examples In this example, vanadium dioxide (VO 2 ) as a thermal storage material that stores heat at 68 ° C. and a binder A polypropylene resin (PP) was selected and these two types of components were blended in the blending ratios listed in Table 1 below to prepare heat storage compositions according to Examples A1 to A4. On the other hand, as a comparative example, vanadium dioxide (VO 2 ) as a heat storage material, polypropylene resin (PP) as a binder, and bulk alumina (Al 2 O 3 ) as a heat conductive filler are selected. Components were blended at the blending ratios listed in Table 1 below to prepare compositions according to Comparative Examples A1 to A5.
それぞれの組成物から評価用試料としての成形体を作製し、示差走査熱量測定(DSC)により蓄熱量を評価した。更に、作成した成形体の中に湯を入れて保温時間を測定することにより保温機能を評価した。それぞれの評価用試料の作成並びに各評価結果については以下に詳しく説明する。 A molded body as a sample for evaluation was prepared from each composition, and the amount of heat storage was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC). Furthermore, the heat retaining function was evaluated by putting hot water into the formed body and measuring the heat retaining time. The creation of each evaluation sample and each evaluation result will be described in detail below.
2)評価用試料の作製
評価用試料としての各成形体を以下の手順に従って作成した。
(1)各組成物の構成要素となる材料を、二軸押出混練機を用いて均一に混合し、ペレットを作製した。
(2)上記ペレットを金型にて射出成形し、図1に示すような蓋付きのコップ状の成形体を作製した。
(3)各成形体を凡そ直径4mm×厚み2mmの形状に機械加工してDSC用の試料片を作製した。
2) Preparation of evaluation sample Each molded body as an evaluation sample was prepared according to the following procedure.
(1) The material used as the component of each composition was uniformly mixed using the twin-screw extrusion kneader, and the pellet was produced.
(2) The pellets were injection molded with a mold to produce a cup-shaped molded body with a lid as shown in FIG.
(3) Each molded body was machined into a shape of approximately 4 mm in diameter and 2 mm in thickness to produce a sample piece for DSC.
3)示差走査熱量測定(DSC)
株式会社リガク製の高感度示差走査熱量計DSC8230を用いて、空気雰囲気中、30℃から400℃の温度範囲の昇温過程及び降温過程において示差走査熱量測定を実施した。得られたDSCチャートの一例を図2に示す。実施例A1乃至A4及び比較例A1乃至A5に係る各試料につき、上記温度範囲における総吸熱量(J/g)を蓄熱量として算出した結果もまた表1に列挙する。
3) Differential scanning calorimetry (DSC)
Using a high-sensitivity differential scanning calorimeter DSC8230 manufactured by Rigaku Corporation, differential scanning calorimetry was performed in an air atmosphere in a temperature rising process and a temperature falling process in a temperature range from 30 ° C to 400 ° C. An example of the obtained DSC chart is shown in FIG. The results of calculating the total heat absorption amount (J / g) in the above temperature range as the heat storage amount for each sample according to Examples A1 to A4 and Comparative Examples A1 to A5 are also listed in Table 1.
表1から明らかであるように、蓄熱量の大きさは、蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)の配合比の大きさにほぼ比例した。この蓄熱量が大きい蓄熱組成物ほど、より高い蓄熱機能を発揮し、より長期間に亘って湯を保温することができる。 As apparent from Table 1, the magnitude of the heat storage amount was almost proportional to the compounding ratio of vanadium dioxide (VO 2 ) as the heat storage material. A heat storage composition having a larger amount of heat storage can exhibit a higher heat storage function and can keep hot water for a longer period of time.
4)保温機能の評価
図3に示すように、100℃に沸騰させた湯を評価用試料としての成形体に流し込み、蓋を閉じた。そして、熱電対を用いて湯の温度変化をモニタリングした結果を図4のグラフに示す。但し、図4のグラフにおいては、実施例A3及びA4並びに比較例A4及びA5についての測定結果は省略した。湯の温度が室温に到達するのに要した時間(保温機能)を、ポリプロピレンのみからなる比較例A1に係る成形体を基準として算出した結果もまた表1に列挙する。
4) Evaluation of heat retention function As shown in FIG. 3, hot water boiled to 100 ° C. was poured into a molded body as an evaluation sample, and the lid was closed. And the result of having monitored the temperature change of hot water using the thermocouple is shown in the graph of FIG. However, in the graph of FIG. 4, the measurement results for Examples A3 and A4 and Comparative Examples A4 and A5 were omitted. Table 1 also lists the results of calculating the time required for the hot water temperature to reach room temperature (heat retention function) based on the molded body according to Comparative Example A1 made of only polypropylene.
図4及び表1に示した結果から、蓄熱材の配合比が多い試料ほど湯を長時間に亘って保温することができることが判る。更に、熱伝導性フィラーが配合されていない実施例A1乃至A4と熱伝導性フィラーが配合されている比較例A2乃至A5との比較から、熱伝導性フィラーが配合されていない方が、蓄熱材の蓄熱温度(本実施例においては68℃)付近において湯の温度が一定に維持される期間が認められ、その結果、より長い期間に亘って湯を保温することができたことが確認された。 From the results shown in FIG. 4 and Table 1, it can be seen that the sample having a higher blending ratio of the heat storage material can keep hot water for a longer time. Furthermore, from the comparison between Examples A1 to A4 in which no thermally conductive filler is blended and Comparative Examples A2 to A5 in which a thermally conductive filler is blended, the heat storage material is not blended with the thermally conductive filler. A period during which the temperature of the hot water was kept constant was recognized near the heat storage temperature (68 ° C. in this example), and as a result, it was confirmed that the hot water could be kept warm for a longer period. .
5)蓄熱材の分散状態の観察
実施例A1乃至A4に係る各成形体の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察し、各成形体における蓄熱材の分散状態を観察した結果の一例を図5に示す。(a)に示すSEM写真及び(b)に示す模式図によって示されているように、実施例A1乃至A4に係る各成形体においては結合材(ポリプロピレン樹脂)中に蓄熱材が均質に分散しておることが確認された。これにより、実施例A1乃至A4に係る各成形体においては良好な保温機能が達成されたものと判断される。
5) Observation of dispersion state of heat storage material An example of the result of observing the cross section of each molded body according to Examples A1 to A4 with a scanning electron microscope (SEM) and observing the dispersion state of the heat storage material in each molded body As shown in FIG. As shown by the SEM photograph shown in (a) and the schematic diagram shown in (b), in each molded body according to Examples A1 to A4, the heat storage material is uniformly dispersed in the binder (polypropylene resin). It was confirmed that Thereby, in each molded object which concerns on Example A1 thru | or A4, it is judged that the favorable heat retention function was achieved.
6)評価結果の纏め
以上の評価結果より、本発明に係る蓄熱性組成物から製造される蓄熱性成形体によれば、従来技術に係る成形体に比べて、より高い蓄熱機能が達成され、その結果として、より高い保温機能が達成されることが確認された。
6) Summary of evaluation results From the above evaluation results, according to the heat storage molded body produced from the heat storage composition according to the present invention, a higher heat storage function is achieved compared to the molded body according to the prior art, As a result, it was confirmed that a higher heat retention function was achieved.
(B)高い放熱機能を呈する蓄熱性成形体
1)実施例及び比較例に係る組成物の調製
本実施例においても、上述した(A)における保温機能の評価と同様に、68℃において蓄熱する蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)を選定した。但し、結合材としては、ポリプロピレン樹脂(PP)に代えて、フェノール樹脂(PF)を選定し、更に熱伝導性フィラーとして炭素繊維(CF)を選定した。これら3種類の構成要素を以下の表2に列挙する配合比にて配合して、実施例B1乃至実施例B3に係る蓄熱性組成物を調製した。一方、比較例としては、蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)、結合材としてのフェノール樹脂(PF)及び熱伝導性フィラーとしての塊状アルミナ(Al2O3)を選定し、これら3種類の構成要素を以下の表2に列挙する配合比にて配合して、比較例B1乃至比較例B3に係る組成物を調製した。
(B) Thermal storage molded product exhibiting high heat dissipation function 1) Preparation of compositions according to examples and comparative examples Also in this example, heat is stored at 68 ° C. as in the evaluation of the heat retention function in (A) described above. Vanadium dioxide (VO 2 ) as a heat storage material was selected. However, instead of polypropylene resin (PP), phenol resin (PF) was selected as the binder, and carbon fiber (CF) was selected as the heat conductive filler. These three types of components were blended at the blending ratios listed in Table 2 below to prepare heat storage compositions according to Examples B1 to B3. On the other hand, as a comparative example, vanadium dioxide (VO 2 ) as a heat storage material, phenol resin (PF) as a binder, and bulk alumina (Al 2 O 3 ) as a heat conductive filler are selected. The constituents were blended at the blending ratios listed in Table 2 below to prepare compositions according to Comparative Examples B1 to B3.
それぞれの組成物から評価用試料としての成形体を作製し、示差走査熱量測定(DSC)により蓄熱量を評価した。更に、作成した成形体を用いて放熱機能を評価した。それぞれの評価用試料の作成並びに各評価結果については以下に詳しく説明する。 A molded body as a sample for evaluation was prepared from each composition, and the amount of heat storage was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC). Furthermore, the heat dissipation function was evaluated using the formed body. The creation of each evaluation sample and each evaluation result will be described in detail below.
2)評価用試料の作製
評価用試料としての各成形体を以下の手順に従って作成した。
(1)液状のフェノール樹脂(PF)と熱伝導性フィラー(実施例については炭素繊維(CF)、比較例については塊状アルミナ)とを混合した後、蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)を添加し、三元系の複合材料を調製した。但し、比較例B1はフェノール樹脂(PF)のみからなる一元系の組成物として調製した。
(2)離型処理を施した50mm四方×厚み5mmのキャビティを備える金型に上記複合材料(比較例B1はフェノール樹脂(PF)のみ)を充填し、300乃至400kgf/cm2の圧力及び150℃の温度において10分間に亘って保持してフェノール樹脂(PF)を硬化させることにより、5mmの厚みを有する成形体を作製した。
(3)各成形体を凡そ直径4mm×厚み2mmの形状に機械加工してDSC用の試料を作製した。
2) Preparation of evaluation sample Each molded body as an evaluation sample was prepared according to the following procedure.
(1) After mixing a liquid phenolic resin (PF) and a thermally conductive filler (carbon fiber (CF) in the example, massive alumina in the comparative example), vanadium dioxide (VO 2 ) as a heat storage material is mixed. A ternary composite material was prepared by addition. However, Comparative Example B1 was prepared as a one-component composition consisting only of phenolic resin (PF).
(2) The above composite material (Comparative Example B1 is phenol resin (PF) only) filled in a mold having a cavity of 50 mm square and 5 mm thickness subjected to mold release treatment, and a pressure of 300 to 400 kgf / cm 2 and 150 A molded body having a thickness of 5 mm was prepared by curing the phenol resin (PF) by holding at a temperature of 10 ° C. for 10 minutes.
(3) Each molded body was machined into a shape of approximately 4 mm in diameter and 2 mm in thickness to produce a DSC sample.
3)示差走査熱量測定(DSC)
株式会社リガク製の高感度示差走査熱量計DSC8230を用いて、空気雰囲気中、30℃から400℃の温度範囲の昇温過程及び降温過程において示差走査熱量測定を実施した。実施例B1乃至B3及び比較例B1乃至B3に係る各試料につき、上記温度範囲における総吸熱量(J/g)を蓄熱量として算出した結果もまた表2に列挙する。
3) Differential scanning calorimetry (DSC)
Using a high-sensitivity differential scanning calorimeter DSC8230 manufactured by Rigaku Corporation, differential scanning calorimetry was performed in an air atmosphere in a temperature rising process and a temperature falling process in a temperature range from 30 ° C to 400 ° C. Table 2 also lists the results of calculating the total heat absorption amount (J / g) in the above temperature range as the heat storage amount for each sample according to Examples B1 to B3 and Comparative Examples B1 to B3.
表2から明らかであるように、蓄熱量の大きさは、蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)の配合比の大きさにほぼ比例した。この蓄熱量が大きい蓄熱組成物ほど、より高い蓄熱機能を発揮し、より多くの熱量を発熱源から吸収することができる。 As apparent from Table 2, the magnitude of the heat storage amount was almost proportional to the blending ratio of vanadium dioxide (VO 2 ) as the heat storage material. The heat storage composition having a larger amount of heat storage exhibits a higher heat storage function and can absorb a larger amount of heat from the heat source.
4)放熱機能の評価
図6に示すように、上述した各種成形体を15mm四方の大きさに切り出して、15mm四方×厚み1.27mmの板状のセラミックヒーターの一方の面に接合し、セラミックヒーターの反対側の面には熱電対を取り付けた。この状態においてセラミックヒーターに5Wの電力を印加して、セラミックヒーターの温度変化をモニタリングした結果を図7のグラフに示す。セラミックヒーターの温度が室温から80℃まで到達するのに要した時間(放熱機能)もまた表2に列挙する。
4) Evaluation of heat dissipation function As shown in FIG. 6, the above-mentioned various molded bodies are cut into a 15 mm square size and bonded to one surface of a 15 mm square × thickness 1.27 mm plate-shaped ceramic heater. A thermocouple was attached to the opposite side of the heater. The graph of FIG. 7 shows the result of monitoring the temperature change of the ceramic heater by applying 5 W power to the ceramic heater in this state. The time required for the temperature of the ceramic heater to reach from 80 ° C. to room temperature (heat radiation function) is also listed in Table 2.
図6及び表2に示した結果から、熱伝導性フィラーとして繊維状のカーボン(炭素繊維)を採用した実施例B1乃至B3に係る蓄熱性成形体は、蓄熱材も熱伝導性フィラーも含まない比較例B1に係る成形体のみならず、熱伝導性フィラーとして塊状のアルミナを採用した比較例B2及びB3に係る蓄熱性成形体よりも、セラミックヒーターの温度上昇を抑えていることが判る。これは即ち、実施例B1乃至B3に係る蓄熱性成形体が、比較例B1乃至B3に係る成形体よりも良好な放熱機能を発揮していることを示している。 From the results shown in FIG. 6 and Table 2, the heat storage molded bodies according to Examples B1 to B3 that employ fibrous carbon (carbon fiber) as the heat conductive filler do not contain a heat storage material or a heat conductive filler. It can be seen that not only the molded body according to Comparative Example B1, but also the heat storage molded body according to Comparative Examples B2 and B3, in which massive alumina is used as the heat conductive filler, suppresses the temperature rise of the ceramic heater. This indicates that the heat storage molded bodies according to Examples B1 to B3 exhibit a better heat dissipation function than the molded bodies according to Comparative Examples B1 to B3.
5)蓄熱材及び熱伝導性フィラーの分散状態の観察
実施例B1乃至B3に係る各成形体の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察し、各成形体における蓄熱材及び熱伝導性フィラーの分散状態を観察した結果の一例を図8に示す。図8の(b)においては、(a)に示すSEM写真において観察される、主として蓄熱材と結合材とからなる層である蓄熱材層が楕円により、主として熱伝導性フィラーと結合材とからなる層である熱伝導材層が四角形により、それぞれ指し示されている。図8から明らかであるように、当該蓄熱性成形体は、蓄熱材層と熱伝導材層とが交互に積層された層状構造を有する。
5) Observation of dispersion state of heat storage material and thermal conductive filler The cross section of each molded body according to Examples B1 to B3 was observed with a scanning electron microscope (SEM), and the heat storage material and the thermal conductive filler in each molded body were observed. An example of the result of observing the dispersion state is shown in FIG. In (b) of FIG. 8, the heat storage material layer, which is a layer mainly composed of the heat storage material and the binder, observed in the SEM photograph shown in (a) is an ellipse, mainly from the thermally conductive filler and the binder. Each of the heat conductive material layers, which is a layer to be formed, is indicated by a square. As is apparent from FIG. 8, the heat storage molded body has a layered structure in which heat storage material layers and heat conductive material layers are alternately stacked.
従って、図9に示す模式図に記載された矢印によって表されているように、当該蓄熱性成形体に外部の発熱源(本実施例においてはセラミックヒーター)から伝導された熱は、当該成形体の内部において、層状構造の面内方向のみならず積層方向においても、より良好に拡散される。より詳しくは、熱伝導性フィラーとしての炭素繊維(CF)と結合材としてのフェノール樹脂(PF)とからなる熱伝導材層においては主として面内方向に、熱伝導材層の間に挟まれた蓄熱材としての二酸化バナジウム(VO2)と結合材としてのフェノール樹脂(PF)とからなる蓄熱材層においては主として積層方向(厚み方向)に、熱が良好に拡散される。その結果、発熱源であるセラミックヒーターからの放熱が極めて効果的に行われ、結果として、実施例B1乃至B3に係る蓄熱性成形体が接合されたセラミックヒーターの温度上昇が抑えられたものと考えられる。 Therefore, as represented by the arrows described in the schematic diagram shown in FIG. 9, the heat conducted from the external heat source (in this embodiment, the ceramic heater) to the heat storage molded body is the molded body. In the inside, the layer structure is diffused better not only in the in-plane direction but also in the stacking direction. More specifically, in the heat conductive material layer composed of carbon fiber (CF) as the heat conductive filler and phenol resin (PF) as the binder, the heat conductive material layer is sandwiched between the heat conductive material layers mainly in the in-plane direction. In the heat storage material layer composed of vanadium dioxide (VO 2 ) as the heat storage material and phenol resin (PF) as the binder, heat is diffused satisfactorily mainly in the stacking direction (thickness direction). As a result, heat dissipation from the ceramic heater, which is a heat source, was performed extremely effectively, and as a result, the temperature rise of the ceramic heater to which the heat storage molded bodies according to Examples B1 to B3 were joined was suppressed. It is done.
6)評価結果の纏め
以上の評価結果より、本発明に係る蓄熱性組成物から製造される蓄熱性成形体によれば、従来技術に係る成形体に比べて、より高い放熱機能が達成され、その結果として、より高い冷却機能が達成されることが確認された。
6) Summary of evaluation results From the above evaluation results, according to the heat storage molded body produced from the heat storage composition according to the present invention, a higher heat dissipation function is achieved compared to the molded body according to the prior art, As a result, it was confirmed that a higher cooling function was achieved.
また、実施例B1乃至B3の中では、熱伝導性フィラーを最も多く含む実施例B2係る蓄熱性成形体及び蓄熱材を最も多く含む実施例B3係る蓄熱性成形体の何れよりも、実施例B1に係る蓄熱性成形体の方が、より高い放熱機能を発揮した。このことから、本発明に係る蓄熱性成形体において高い放熱機能を発揮させるためには、蓄熱材による蓄熱量の大きさと熱伝導性フィラーによる熱伝導速度との間で適切なバランスを撮ることが重要であることを示唆しているものと考えられる。 Further, among Examples B1 to B3, Example B1 is more than Example B1 of Example B2 that contains the most heat conductive filler and Example B3 that contains the most heat storage material. The heat storage molded product according to the above exhibited a higher heat dissipation function. From this, in order to exhibit a high heat dissipation function in the heat storage molded body according to the present invention, it is possible to take an appropriate balance between the amount of heat stored by the heat storage material and the heat conduction speed by the heat conductive filler. It seems to suggest that it is important.
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成を有する幾つかの実施形態及び実施例につき、時に添付図面を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施形態及び実施例に限定されると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることが可能であることは言うまでも無い。 In the foregoing, for the purpose of illustrating the present invention, several embodiments and examples having specific configurations have been described with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is illustrative only. It should be understood that the present invention should not be construed as being limited to the embodiments and examples, and that modifications can be made as appropriate within the scope of the matters described in the claims and the specification.
Claims (12)
前記蓄熱材は、固体−固体相転移に伴う転移エンタルピーに相当する熱量を吸収及び放出する物質であり、
前記結合材は、樹脂、エラストマー及びゴム並びにそれらの前駆物質から選ばれる1種以上の物質である、
蓄熱性組成物。 A heat storage composition comprising a heat storage material and a binder,
The heat storage material is a substance that absorbs and releases heat corresponding to a transition enthalpy associated with a solid-solid phase transition,
The binder is one or more substances selected from resins, elastomers and rubbers and their precursors.
Thermal storage composition.
前記蓄熱材は、無機酸化物系化合物である、
蓄熱性組成物。 A heat storage composition according to claim 1,
The heat storage material is an inorganic oxide compound.
Thermal storage composition.
前記蓄熱材は、下記一般式(X)によって表される二酸化バナジウム系化合物及び/又はLiVO2であり、
蓄熱性組成物。 A heat storage composition according to claim 2,
The heat storage material is a vanadium dioxide compound and / or LiVO 2 represented by the following general formula (X),
Thermal storage composition.
前記一般式(X)において、Mは、Cr、W、Mo、Nb、Ta、Os、Ir、Ru、及びReからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、Xは0以上であり且つ0.5以下である数値である、
蓄熱性組成物。 A heat storage composition according to claim 3,
In the general formula (X), M is one or more elements selected from the group consisting of Cr, W, Mo, Nb, Ta, Os, Ir, Ru, and Re, and X is 0 or more and A numerical value that is 0.5 or less,
Thermal storage composition.
強化フィラーを更に含む、
蓄熱性組成物。 It is a heat storage composition described in any one of Claims 1 thru / or 4, Comprising:
Further comprising a reinforcing filler,
Thermal storage composition.
繊維状、針状、柱状、鱗片状、板状又は扁平状の形状を有する熱伝導性フィラーを更に含む、
蓄熱性組成物。 It is a heat storage composition described in any one of Claims 1 thru / or 4, Comprising:
It further includes a thermally conductive filler having a fibrous shape, a needle shape, a columnar shape, a scale shape, a plate shape, or a flat shape,
Thermal storage composition.
前記蓄熱材と前記結合材とからなる層である蓄熱材層と、
前記熱伝導性フィラーと前記結合材とからなる層である熱伝導材層と、
が交互に積層された層状構造を有する、
蓄熱性成形体。 A heat storage molded article comprising the heat storage composition according to claim 6,
A heat storage material layer which is a layer composed of the heat storage material and the binder;
A heat conductive material layer which is a layer made of the heat conductive filler and the binder;
Has a layered structure in which the layers are alternately stacked,
Thermal storage molded product.
少なくとも一部の表面に形成された断熱性コーティングを更に含む、
蓄熱性成形体。 A heat storage molded product according to claim 7 or claim 8,
Further comprising a thermal barrier coating formed on at least a portion of the surface;
Thermal storage molded product.
前記蓄熱材と前記結合材と前記熱伝導性フィラーとを混合して前記蓄熱性組成物を調製すること、
前記蓄熱性組成物を型の中に充填し、所定の圧力下において前記結合材を硬化させて、蓄熱性成形体を得ること、
を含む、蓄熱性成形体の製造方法。 It is a manufacturing method of the heat storage molded object which manufactures the heat storage molded object described in Claim 8 from the heat storage composition described in Claim 6,
Mixing the heat storage material, the binder and the heat conductive filler to prepare the heat storage composition;
Filling the heat storage composition in a mold and curing the binder under a predetermined pressure to obtain a heat storage molded body;
The manufacturing method of the heat storage molded object containing this.
前記蓄熱材と前記結合材と前記熱伝導性フィラーとを混合して前記蓄熱性組成物を調製するとき、前記結合材と前記熱伝導性フィラーとを混合した後、前記結合材と前記熱伝導性フィラーとの混合物に前記蓄熱材を添加して更に混合する、
蓄熱性成形体の製造方法。 A method for producing a heat storage molded article according to claim 10,
When the heat storage composition is prepared by mixing the heat storage material, the binder, and the heat conductive filler, the binder and the heat conduction are mixed after the binder and the heat conductive filler are mixed. Adding the heat storage material to the mixture with the conductive filler and further mixing,
Manufacturing method of heat storage molded object.
前記蓄熱性成形体の少なくとも一部の表面に断熱性コーティングを形成すること、
を更に含む、蓄熱性成形体の製造方法。 A method for producing a heat storage molded body according to claim 10 or claim 11,
Forming a heat insulating coating on at least a part of the surface of the heat storage molded article,
The manufacturing method of the heat storage molded object which contains further.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017121901A JP2019006864A (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Heat storable composition, heat storable molded product and method for manufacturing heat storable molded product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017121901A JP2019006864A (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Heat storable composition, heat storable molded product and method for manufacturing heat storable molded product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019006864A true JP2019006864A (en) | 2019-01-17 |
Family
ID=65028346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017121901A Pending JP2019006864A (en) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | Heat storable composition, heat storable molded product and method for manufacturing heat storable molded product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019006864A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020195956A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Heat-insulating member and electronic appliance |
CN112299848A (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-02 | 国家能源投资集团有限责任公司 | High-temperature heat storage material, preparation method thereof, composite material, application thereof and high-temperature heat storage device |
WO2021028991A1 (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-18 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Resin composition, heat storage material, and article |
WO2021246429A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 三菱パワー株式会社 | Heat storage body cartridge and heat storage device |
-
2017
- 2017-06-22 JP JP2017121901A patent/JP2019006864A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020195956A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Heat-insulating member and electronic appliance |
JPWO2020195956A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ||
CN112299848A (en) * | 2019-07-25 | 2021-02-02 | 国家能源投资集团有限责任公司 | High-temperature heat storage material, preparation method thereof, composite material, application thereof and high-temperature heat storage device |
WO2021028991A1 (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-18 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Resin composition, heat storage material, and article |
JPWO2021028991A1 (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-18 | ||
CN114207020A (en) * | 2019-08-09 | 2022-03-18 | 昭和电工材料株式会社 | Resin composition, heat storage material, and article |
KR20220045144A (en) * | 2019-08-09 | 2022-04-12 | 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 | Resin composition, heat storage material, and article |
JP7375819B2 (en) | 2019-08-09 | 2023-11-08 | 株式会社レゾナック | Resin compositions, heat storage materials, and articles |
KR102696054B1 (en) | 2019-08-09 | 2024-08-16 | 가부시끼가이샤 레조낙 | Resin compositions, heat accumulators, and articles |
WO2021246429A1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-12-09 | 三菱パワー株式会社 | Heat storage body cartridge and heat storage device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2019006864A (en) | Heat storable composition, heat storable molded product and method for manufacturing heat storable molded product | |
Yao et al. | Construction of 3D skeleton for polymer composites achieving a high thermal conductivity | |
KR101875960B1 (en) | Composites for High radiant heat and thermal management and a fabrication process thereof | |
Altay et al. | Synergistic effects of graphene nanoplatelets in thermally conductive synthetic graphite filled polypropylene composite | |
JP5309989B2 (en) | Thermally conductive resin material and molded body thereof | |
WO2014080743A1 (en) | Highly filled high thermal conductive material, method for manufacturing same, composition, coating liquid and molded article | |
JP5814688B2 (en) | Thermally conductive resin composition and heat dissipation material containing the same | |
Li et al. | Boron nitride whiskers and nano alumina synergistically enhancing the vertical thermal conductivity of epoxy-cellulose aerogel nanocomposites | |
Ren et al. | Composite phase change material based on reduced graphene oxide/expanded graphite aerogel with improved thermal properties and shape‐stability | |
KR101781374B1 (en) | Long fiber reinforced thermoplastic resin composition with excellent thermal conductivity and EMI shielding effectiveness and article prepared therefrom | |
JP7333914B2 (en) | Thermally conductive resin molding and its manufacturing method | |
Sheng et al. | Enhanced thermal conductivity and stability of boron nitride/phenyl silicone rubber composites via surface modification and grain alignment | |
Cao et al. | Flexible composite phase change material with improved hydrophobicity and thermal conductivity characters for thermal management | |
Wu et al. | Synergistic enhancement of thermal conductivity by addition of graphene nanoplatelets to three‐dimensional boron nitride scaffolds for polyamide 6 composites | |
Danial et al. | Recent advances on the enhanced thermal conductivity of graphene nanoplatelets composites: a short review | |
Wang et al. | Multilayered ultrahigh molecular weight polyethylene/natural graphite/boron nitride composites with enhanced thermal conductivity and electrical insulation by hot compression | |
KR101355472B1 (en) | High thermal conductive resin composition | |
US20210024801A1 (en) | Phase Change Materials Composite Formulations | |
Jiang et al. | Eco-friendly synthesis of graphene nanoplatelets via a carbonation route and its reinforcement for polytetrafluoroethylene composites | |
Aftab et al. | The application of carbon materials in latent heat thermal energy storage (LHTES) | |
JP7211923B2 (en) | Composition for heat-dissipating moldings | |
EP1770324A1 (en) | Heat insulating material | |
CN112707697A (en) | Cement-based composite mortar doped with carbon-based material and preparation method thereof | |
Kee et al. | Light absorptive polymeric form-stable composite phase change material for thermal storage | |
Hamzah et al. | Effect of the Printing Orientation on the Mechanical Properties and Thermal and Electrical Conductivity of ABS-ZnFe 2 O 4 Composites |