CN113727849B - 蓄热部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种蓄热性优异且抑制了色调的经时变化的蓄热部件。本发明的蓄热部件具有蓄热片和着色层,所述蓄热片包含内含蓄热材料的微胶囊。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄热部件。
背景技术
近年来,内含蓄热材料、香料、染料及药剂成分等功能性材料的微胶囊受到关注。
例如,已知有内含石蜡类等相变物质(PCM;Phase Change Material)的微胶囊。具体而言,在专利文献1中公开了在由聚氨酯等形成的胶囊壁中内含蓄热材料的微胶囊。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-233342号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明人等对专利文献1中所记载的包含内含蓄热材料的微胶囊的蓄热片的特性进行了研究,结果发现存在色调的经时变化的问题。
鉴于上述情况,本发明的课题在于提供一种蓄热性优异且抑制了色调的经时变化的蓄热部件。
用于解决技术课题的手段
本发明人等对上述课题进行深入研究,结果发现能够根据以下结构来解决上述课题。
(1)一种蓄热部件,其具有:包含内含蓄热材料的微胶囊的蓄热片;及着色层。
(2)根据(1)所述的蓄热部件,其中,微胶囊的胶囊壁包含选自由聚氨酯脲、聚氨酯及聚脲组成的组中的至少一种。
(3)根据(1)或(2)所述的蓄热部件,其中,着色层的膜厚为15μm以下,
蓄热部件的光学浓度为1.0以上。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的蓄热部件,其中,着色层位于最外层。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的蓄热部件,其中,着色层包含选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的蓄热部件,其中,在着色层的与蓄热片相反的一侧的表面上还具有保护层。
(7)根据(6)所述的蓄热部件,其中,保护层包含选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的蓄热部件,其中,着色层的厚度为0.5~10μm。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的蓄热部件,其中,着色层的厚度相对于蓄热片的厚度的比率为1/20以下,
蓄热材料的含量相对于蓄热片总质量为65质量%以上。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的蓄热部件,其中,着色层包含黑色颜料。
(11)根据(10)所述的蓄热部件,其中,黑色颜料的含量相对于着色层总体积为2~30体积%。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的蓄热部件,其中,微胶囊的含量相对于蓄热片总质量为75质量%以上。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的蓄热部件,其中,蓄热部件的潜热容量为125J/ml以上。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的蓄热部件,其中,蓄热部件的潜热容量超过145J/g。
发明效果
根据本发明,能够提供一种蓄热性优异且抑制了色调的经时变化的蓄热部件。
附图说明
图1是蓄热部件的第1实施方式的剖视图。
图2是蓄热部件的第1实施方式的变形例的剖视图。
图3是蓄热部件的第1实施方式的变形例的剖视图。
图4是蓄热部件的第2实施方式的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
另外,本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指,包含记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值的范围。
本发明的蓄热部件的特征在于具有着色层。
本发明人等发现,包含含有蓄热材料的微胶囊的蓄热片的色调在处理或保管期间,有时因污染或经时变化等而发生变化。尤其,在微胶囊的胶囊壁包含选自由聚氨酯脲、聚氨酯及聚脲组成的组中的至少一种的情况下,上述色调的变化更显著地发生。因此,本发明人等通过与蓄热片分开设置着色层,在不损害蓄热片的蓄热性的情况下抑制色调变化。作为抑制色调变化的理由,可以考虑如下方面:即使在蓄热片本身的色调发生了变化的情况下,因存在着色层而不易视觉辨认该色调变化;及通过设置着色层,防止处理时的摩擦或来自外部的水侵入到蓄热片中,从而抑制微胶囊的物理/化学变化。另外,如后述的比较例所示,在蓄热片包含着色剂的情况下,蓄热片的蓄热性趋于降低。
《第1实施方式》
图1是蓄热部件的第1实施方式的剖视图。
蓄热部件10A具有蓄热片12和配置于蓄热片12上的着色层14。在蓄热部件10A中,通过将着色层14配置于视觉辨认侧,即使在蓄热片12发生了色调变化的情况下,也不易视觉辨认该变化,其结果,抑制了蓄热部件10A整体的色调变化。
以下,对各部件进行详细说明。
(蓄热片)
蓄热片包含内含蓄热材料的微胶囊。
微胶囊具有芯部和用于内含形成芯部的芯材料(被内含物(也称为内含成分。))的胶囊壁。
作为芯材料(内含成分),微胶囊内含蓄热材料。由于蓄热材料内含于微胶囊中,因此蓄热材料能够以与温度相应的相状态稳定存在。
(蓄热材料)
蓄热材料的种类并不受特别限制,可以从能够重复伴随与温度变化相应的溶解和凝固的状态变化的固相-液相之间的相变化的材料中适当选择。
蓄热材料的相变化优选基于蓄热材料本身所具有的熔点。
作为蓄热材料,例如,可以是能够将在蓄热片的外部产生的热作为显热储存的材料及能够将在蓄热片的外部产生的热作为潜热储存的材料(以下,也称为“潜热蓄热材料”。)中的任一种。蓄热材料优选能够释放所储存的热。
其中,从可交换热量的控制容易度及热量的大小的观点考虑,作为蓄热材料,优选潜热蓄热材料。
潜热蓄热材料是指,将在蓄热片的外部产生的热作为潜热进行蓄热,并将根据材料确定的熔点作为相变化温度而重复进行溶解和凝固之间的变化,由此能够进行基于潜热的热交换的材料。
潜热蓄热材料利用熔点下的溶解热及凝固点下的凝固热,能够伴随固体-液体间的相变化而进行蓄热并散热。
潜热蓄热材料的种类并不受特别限制,能够从具有熔点且能够相变化的化合物中选择。
作为潜热蓄热材料,例如,可举出冰(水);无机盐;石蜡(例如,异链烷烃、正链石蜡)等脂肪族烃;三(辛酸/癸酸)甘油酯、肉荳蔻酸甲酯(熔点16~19℃)、肉荳蔻酸异丙酯(熔点167℃)及邻苯二甲酸二丁酯(熔点-35℃)等脂肪酸酯系化合物;二异丙基萘(熔点67~70℃)等烷基萘系化合物、1-苯基-1-二甲苯基乙烷(熔点低于-50℃)等二芳基烷烃系化合物、4-异丙基联苯(熔点11℃)等烷基联苯系化合物、三芳基甲烷系化合物、烷基苯系化合物、苄基萘系化合物、二芳基亚烷基系化合物及芳基茚满系化合物等芳香族烃;山茶油、大豆油、玉米油、棉籽油、菜籽油、橄榄油、椰子油、蓖麻油及鱼油等天然动植物油;以及矿物油等。
蓄热材料的熔点并不受特别限制,根据发热的发热体的种类、发热体的发热温度、冷却后的温度或保持温度及冷却方法等适当选择即可。
蓄热材料优选选择在目标温度区域(例如,发热体的工作温度;以下,也称为“热控制区域”。)具有熔点的材料。
具体而言,蓄热材料的熔点根据热控制区域不同,但从应用于电子器件(尤其,小型或便携用电子器件)的观点考虑,作为蓄热材料,优选具有以下熔点的蓄热材料。
(1)作为蓄热材料(优选为潜热蓄热材料),优选熔点为0~80℃的蓄热材料。
在使用熔点为0~80℃的蓄热材料的情况下,熔点低于0℃或超过80℃的材料不包含于蓄热材料中。在熔点低于0℃或超过80℃的材料中,处于液体状态的材料可以作为溶剂与蓄热材料并用。
(2)在上述(1)中,优选熔点为10~70℃的蓄热材料。
在使用熔点为10~70℃的蓄热材料的情况下,熔点低于10℃或超过70℃的材料不包含于蓄热材料中。在熔点低于10℃或超过70℃的材料中,处于液体状态的材料可以作为溶剂与蓄热材料并用。
(3)此外,在上述(2)中,优选熔点为15~50℃的蓄热材料。
在使用熔点为15~50℃的蓄热材料的情况下,熔点低于15℃或超过50℃的材料不包含于蓄热材料中。在熔点低于15℃或超过50℃的材料中,处于液体状态的材料可以作为溶剂与蓄热材料并用。
其中,从蓄热部件的蓄热性更优异的观点考虑,作为潜热蓄热材料,优选石蜡。
石蜡的熔点并不受特别限制,但从蓄热部件适用于各种用途的观点考虑,优选0℃以上,更优选15℃以上,进一步优选20℃以上。上限并不受特别限制,但优选80℃以下,更优选70℃以下,进一步优选50℃以下。
作为石蜡,从蓄热部件的蓄热性更优异的观点考虑,优选为脂肪族烃。脂肪族烃的碳原子数并不受特别限制,但优选14以上,更优选16以上。上限并不受特别限制,但多为26以下。
作为石蜡,优选熔点为0℃以上的脂肪族烃,更优选熔点为0℃以上且碳原子数14以上的脂肪族烃。
作为熔点为0℃以上的脂肪族烃,例如,可举出十四烷(熔点6℃)、十五烷(熔点10℃)、十六烷(熔点18℃)、十七烷(熔点22℃)、十八烷(熔点28℃)、十九烷(熔点32℃)、二十烷(熔点37℃)、二十一烷(熔点40℃)、二十二烷(熔点44℃)、二十三烷(熔点48~50℃)、二十四烷(熔点52℃)、二十五烷(熔点53~56℃)、二十七烷(熔点60℃)、二十八烷(熔点65℃)、二十九烷(熔点63~66℃)及三十烷(熔点64~67℃)等。
作为无机盐,优选无机水合物盐,例如,可举出碱金属的氯化物的水合物(例:氯化钠2水合物等)、碱金属的乙酸盐的水合物(例:乙酸钠水合物等)、碱金属硫酸盐的水合物(例:硫酸钠水合物等)、碱金属的硫代硫酸盐的水合物(例:硫代硫酸钠水合物等)、碱土类金属硫酸盐的水合物(例:硫酸钙水合物等)及碱土类金属的氯化物的水合物(例:氯化钙水合物等)。
蓄热材料可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。通过单独使用一种蓄热材料或使用多种熔点不同的蓄热材料,能够根据用途调节显现蓄热性的温度区域及蓄热量。
以在欲获得蓄热材料的蓄热作用的中心温度下具有熔点的蓄热材料为中心,通过在其前后混合具有熔点的蓄热材料而能够扩大可蓄热的温度区域。以将石蜡用作蓄热材料的情况为例进行具体说明,将在欲获得蓄热材料的蓄热作用的中心温度下具有熔点的石蜡a用作主材料,并将石蜡a和在石蜡a的前后具有碳原子数的其他石蜡进行混合,由此能够设计成蓄热片具有宽的温度区域(热控制区域)。
并且,在欲获得蓄热作用的中心温度下具有熔点的石蜡的含量并不受特别限制,但相对于蓄热材料总质量,优选80质量%以上,更优选90质量%以上,进一步优选95质量%以上。作为上限,可举出100质量%。
在将石蜡用作蓄热材料的情况下,可以单独使用一种石蜡,也可以混合使用两种以上。在使用多种熔点不同的石蜡的情况下,能够扩大显现蓄热性的温度区域。
在使用多种石蜡的情况下,从显现蓄热性的温度区域及蓄热量的观点考虑,主石蜡的含量并不受特别限制,但相对于石蜡总质量,优选80~100质量%,更优选90~100质量%,进一步优选95~100质量%。
另外,“主石蜡”是指,在所含有的多种石蜡中,含量最多的石蜡。主石蜡的含量相对于石蜡总质量,优选为50质量%以上。
并且,石蜡的含量并不受特别限制,但相对于蓄热材料(优选为潜热蓄热材料)总质量,优选80~100质量%,更优选90~100质量%,进一步优选95~100质量%。
蓄热片中的蓄热材料的含量并不受特别限制,但从蓄热部件的蓄热性更优异的观点考虑,相对于蓄热片总质量,优选65质量%以上,更优选75质量%以上,进一步优选80质量%以上。蓄热材料的含量的上限并不受特别限制,但从蓄热片的强度的观点考虑,相对于蓄热片总质量,优选99.9质量%以下,更优选99质量%以下,进一步优选98质量%以下。
(其他成分)
作为微胶囊的芯材料,可以内含除了上述蓄热材料以外的其他成分。作为可内含于微胶囊中作为芯材料的其他成分,例如,可举出溶剂及阻燃剂等添加剂。
芯材料中所占的蓄热材料的含量并不受特别限制,从蓄热片的蓄热性更优异的观点考虑,相对于芯材料总质量,优选80~100质量%,更优选90~100质量%。
微胶囊可以内含溶剂作为芯材料。
作为该情况的溶剂,可举出熔点偏离使用蓄热片的温度区域(热控制区域;例如,发热体的工作温度)的已叙述的蓄热材料。即,溶剂是指,在热控制区域中以液体状态不进行相变化的溶剂,并且与在热控制区域内引起相转移而产生吸热/散热反应的蓄热材料被区分。
芯材料中所占的溶剂的含量并不受特别限制,但相对于芯材料总质量,优选小于30质量%,更优选小于10质量%,进一步优选1质量%以下。下限并不受特别限制,可举出0质量%。
作为可内含于微胶囊中作为芯材料的其他成分,例如可举出紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、石蜡及抑臭剂等添加剂。
(胶囊壁(壁部))
微胶囊具有内含芯材料的胶囊壁。
微胶囊中的形成胶囊壁的材料并不受特别限制,例如可举出聚合物,更具体而言,可以举出聚氨酯脲、聚氨酯、聚脲、三聚氰胺树脂及丙烯酸树脂。
从能够减薄胶囊壁且蓄热部件的蓄热性更优异的观点考虑,胶囊壁优选包含聚氨酯脲、聚氨酯、聚脲或三聚氰胺树脂,更优选包含聚氨酯脲、聚氨酯或聚脲。
另外,聚氨酯是具有多个氨基甲酸酯键的聚合物,优选为多元醇与聚异氰酸酯的反应生成物。
并且,聚脲是具有多个脲键的聚合物,优选为多胺与聚异氰酸酯的反应生成物。
并且,聚氨酯脲是具有氨基甲酸酯键及脲键的聚合物,优选为多元醇、多胺及聚异氰酸酯的反应生成物。另外,当使多元醇与聚异氰酸酯反应时,聚异氰酸酯的一部分与水反应而成为多胺,其结果,有时会获得聚氨酯脲。
并且,微胶囊优选以变形的粒子存在。
在微胶囊是变形粒子的情况下,微胶囊能够不破裂而变形,并能够提高蓄热片中的微胶囊的填充率。其结果,能够增加蓄热片中的蓄热材料的量,能够实现更加优异的蓄热性。
另外,微胶囊不破裂而变形是指,无论变形量的程度如何,从对各个微胶囊未施加外压的状态下的形状产生变形。作为在微胶囊中产生的变形,在蓄热片内微胶囊彼此相互挤压的情况下,包括球面彼此接触而形成平面状的接触面的变形。
从微胶囊可以成为变形的粒子的观点考虑,作为形成胶囊壁的材料,优选聚氨酯脲、聚氨酯或聚脲。
如上所述,聚氨酯、聚脲及聚氨酯脲优选使用聚异氰酸酯来形成。
聚异氰酸酯是具有两个以上的异氰酸酯基的化合物,可举出芳香族聚异氰酸酯及脂肪族聚异氰酸酯。
作为芳香族聚异氰酸酯,例如可举出间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二甲苯-1,4-二异氰酸酯、二甲苯-1,3-二异氰酸酯、4-氯二甲苯-1,3-二异氰酸酯、2-甲基二甲苯基-1,3-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯及4,4’-二苯基六氟丙烷二异氰酸酯。
作为脂肪族聚异氰酸酯,例如可举出三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、丙烯-1,2-二异氰酸酯、丁烯-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,3-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,4-双(异氰酸酯甲基)环己烷、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯及氢化二甲苯基二异氰酸酯。
另外,上述中例示出2官能的芳香族聚异氰酸酯及脂肪族聚异氰酸酯,但作为聚异氰酸酯,也可举出3官能以上的聚异氰酸酯(例如,3官能的三异氰酸酯及4官能的四异氰酸酯)。
更具体而言,作为聚异氰酸酯,也可举出上述2官能的聚异氰酸酯的三聚体即滴定管体或异氰脲酸酯体、三羟甲基丙烷等多元醇和2官能的聚异氰酸酯的加成物、苯异氰酸酯的福尔马林缩合物、甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等具有聚合性基的聚异氰酸酯及赖氨酸三异氰酸酯。
关于聚异氰酸酯,记载于“聚氨酯树脂手册”(岩田敬治编著、日刊工业新闻社发行(1987))。
其中,作为聚异氰酸酯,优选3官能以上的聚异氰酸酯。
作为3官能以上的聚异氰酸酯,例如可举出3官能以上的芳香族聚异氰酸酯及3官能以上的脂肪族聚异氰酸酯。
作为3官能以上的聚异氰酸酯,也优选2官能的聚异氰酸酯和在分子中具有3个以上的活性氢基的化合物(例如,3官能以上的多元醇、多胺或多硫醇等)的加合物(加成物)即3官能以上的聚异氰酸酯(加合型3官能以上的聚异氰酸酯)及2官能的聚异氰酸酯的三聚体(缩二脲型或异氰脲酸酯型)。
作为加合型3官能以上的聚异氰酸酯,例如可举出TAKENATE(注册商标)D-102、D-103、D-103H、D-103M2、P49-75S、D-110N、D-120N、D-140N、D-160N(以上,Mitsui Chemicals,Inc.制)、Desmodur(注册商标)L75、UL57SP(Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.制)、Coronate(注册商标)HL、HX、L(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)、P301-75E(Asahi Kasei Corporation制)、Barnock(注册商标)D-750(DIC Corporation制)。
其中,作为加合型3官能以上的聚异氰酸酯,优选Mitsui Chemicals,Inc.制的TAKENATE(注册商标)D-110N、D-120N、D-140N、D-160N或DIC Corporation制的Barnock(注册商标)D-750。
作为异氰脲酸酯型3官能以上的聚异氰酸酯,例如可举出TAKENATE(注册商标)D-127N、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N、D-204(Mitsui Chemicals,Inc.制)、SUMIDURN3300、Desmodur(注册商标)N3600、N3900、Z4470BA(Sumika Bayer Urethane)、Coronate(注册商标)HX、HK(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)、Duranate(注册商标)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(Asahi Kasei Corporation制)。
作为缩二脲型3官能以上的聚异氰酸酯,例如可举出TAKENATE(注册商标)D-165N、NP1100(Mitsui Chemicals,Inc.制)、Desmodur(注册商标)N3200(Sumika BayerUrethane)、Duranate(注册商标)24A-100(Asahi Kasei Corporation制)。
多元醇是具有两个以上的羟基的化合物,例如可举出低分子多元醇(例如:脂肪族多元醇、芳香族多元醇)、聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、聚内酯系多元醇、蓖麻油系多元醇、聚烯烃系多元醇及含羟基胺系化合物。
另外,低分子多元醇是指分子量为300以下的多元醇,例如可举出乙二醇、二乙二醇及丙二醇等2官能的低分子多元醇、以及甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、新戊四醇及山梨糖醇等3官能以上的低分子多元醇。
另外,作为含羟基胺系化合物,例如作为胺基化合物的氧烷基化衍生物等,可举出氨基醇。作为氨基醇,例如可举出乙二胺等氨基化合物的环氧丙烷或环氧乙烷加成物即N,N,N’,N’-四[2-羟丙基]乙二胺、N,N,N’,N’-四[2-羟乙基]乙二胺等。
多胺是具有两个以上的氨基(伯氨基或仲氨基)的化合物,可举出二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,3-丙二胺及六亚甲基二胺等脂肪族多胺;脂肪族多胺的环氧化合物加成物;哌嗪等脂环式多胺;3,9-双-氨基丙基-2,4,8,10-四氧杂螺-(5,5)十一烷等杂环式二胺。
微胶囊中的胶囊壁的质量并不受特别限制,但相对于芯部中所包含的蓄热材料总质量,优选12质量%以下,更优选10质量%以下。胶囊壁的质量相对于内含成分即蓄热材料为12质量%以下表示胶囊壁是薄壁。通过将胶囊壁设为薄壁,蓄热片中所占的内含蓄热材料的微胶囊的含量提高,其结果,蓄热部件的蓄热性变得更优异。
并且,胶囊壁的质量的下限并不受特别限制,但从确保微胶囊的耐压性的观点考虑,相对于蓄热材料总质量,优选1质量%以上,更优选2质量%以上,进一步优选3质量%以上。
(微胶囊的物性)
微胶囊的粒径并不受特别限制,体积标准的中值粒径(D50)优选为1~80μm,更优选为10~70μm,进一步优选为15~50μm。
微胶囊的体积标准的中值粒径能够通过变更分散条件来控制。
在此,微胶囊的体积标准的中值粒径是指,在将整个微胶囊以累计体积为50%的粒径为阈值分成两种的情况下,在大径侧和小径侧的粒子的总体积相等的直径。微胶囊的体积标准的中值粒径是使用Microtrac MT3300EXII(Nikkiso Co.,Ltd.制)来测量。
微胶囊的胶囊壁的厚度(壁厚)并不受特别限制,但优选0.01~10μm,更优选0.05~10μm。
壁厚是指,利用扫描型电子显微镜(SEM)求出20个微胶囊各个的壁厚(μm)并进行平均的平均值。
具体而言,将包含微胶囊的液体涂布于任意的支撑体上,并使其干燥来形成涂膜。制作所获得的涂膜的剖面切片,使用SEM观察该剖面,选择任意的20个微胶囊,观察这些各个微胶囊的剖面并测量壁厚,通过计算平均值来求出壁厚。在该情况下,测量壁厚的微胶囊针对平均粒径±10%大小的微胶囊进行计算。
蓄热片中的微胶囊的含量并不受特别限制,但从蓄热部件的蓄热性更优异的观点考虑,相对于蓄热片总质量,优选75质量%以上,更优选80质量%以上,进一步优选85~99质量%,尤其优选90~99质量%。
(微胶囊的制造方法)
微胶囊的制造方法并不受特别限制,能够采用公知的方法。
例如,可举出包括如下工序的界面聚合法:在胶囊壁包含聚氨酯脲、聚氨酯或聚脲的情况下,将包含蓄热材料和胶囊壁材料的油相分散于包含乳化剂的水相中来制备乳化液的工序(乳化工序);及使胶囊壁材料在油相与水相的界面上聚合来形成胶囊壁,形成内含蓄热材料的微胶囊的工序(胶囊化工序)。
在胶囊壁包含三聚氰胺树脂的情况下,可举出包括如下工序的凝聚法:将包含蓄热材料的油相分散于包含乳化剂的水相中来制备乳化液的工序(乳化工序);及将胶囊壁材料添加到水相中,在乳化液滴的表面形成由胶囊壁材料形成的高分子层,形成内含蓄热材料的微胶囊的工序(胶囊化工序)。
另外,胶囊壁材料是指,可形成胶囊壁的材料。
以下,对界面聚合法的各工序进行详细说明。
在界面聚合法的乳化工序中,将包含蓄热材料和胶囊壁材料的油相分散于包含乳化剂的水相中来制备乳化液。另外,在胶囊壁材料中,至少包含聚异氰酸酯和选自由多元醇及多胺组成的组中的至少一种化合物。
乳化液通过使包含蓄热材料和胶囊壁材料的油相分散于包含乳化剂的水相中来形成。
油相至少包含蓄热材料及胶囊壁材料,根据需要,可以进一步包含溶剂和/或添加剂等其他成分。
水相至少能够包含水性介质及乳化剂。
作为水性介质,可举出水及水和水溶性有机溶剂的混合溶剂,优选水。“水溶性”是指,对象物质相对于25℃的水100质量%的溶解量为5质量%以上。
水性介质的含量并不受特别限制,相对于油相和水相的混合物即乳化液总质量,优选20~80质量%,更优选30~70质量%,进一步优选40~60质量%。
作为乳化剂,可举出分散剂或表面活性剂或这些的组合。
作为分散剂,例如可举出后述的粘合剂,优选聚乙烯醇。
作为表面活性剂,可举出非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及两性表面活性剂。表面活性剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种以上。
乳化剂的含量相对于油相与水相的混合物即乳化液总质量,优选超过0质量%且20质量%以下,更优选0.005~10质量%,进一步优选0.01~10质量%,尤其优选1~5质量%。
水相也可以根据需要包含紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂等其他成分。
分散是指,使油相作为油滴而分散于水相中(乳化)。分散能够使用在油相与水相的分散中通常使用的方法(例如均质机、高压乳化机(Manton Gaulin)、超声波分散机、溶解器、卡迪磨(Keddy Mill)及其他公知的分散装置)来进行。
油相与水相的混合比(油相质量/水相质量)优选0.1~1.5,更优选0.2~1.2,进一步优选0.4~1.0。
(胶囊化工序)
在胶囊化工序中,使胶囊壁材料在油相与水相的界面聚合而形成胶囊壁,由此形成内含蓄热材料的微胶囊。
聚合优选在加热下进行。聚合中的反应温度优选40~100℃,更优选50~80℃。并且,聚合的反应时间优选0.5~10小时左右,更优选1~5小时左右。
在聚合中,为了防止微胶囊彼此的凝聚,优选进一步加入水性溶液(例如,水、乙酸水溶液等)来降低微胶囊彼此的碰撞概率。
并且,优选进行充分的搅拌。
此外,也可以在聚合中向反应体系中添加防止凝聚用分散剂。
此外,根据需要,也可以在聚合中向反应体系中添加苯胺黑等电荷调节剂或其他任意的辅助剂。
(粘合剂)
蓄热片除了微胶囊以外,优选还包含粘合剂。通过蓄热片包含粘合剂,蓄热片的耐久性提高。
作为粘合剂,只要是能够形成膜的聚合物,则并无特别限制,可举出水溶性聚合物及油溶性聚合物。
水溶性聚合物中的“水溶性”是指,对象物质相对于25℃的水100质量%的溶解量为5质量%以上,更优选的水溶性聚合物是指溶解量为10质量%以上。
油溶性聚合物中的“油溶性”是指,对象物质相对于25℃的水100质量%的溶解量小于5质量%。
作为水溶性聚合物,可举出聚乙烯醇及其改性物、聚丙烯酰胺及其衍生物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、异丁烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、羧甲基纤维素、甲基纤维素、酪蛋白、明胶、淀粉衍生物、阿拉伯胶及藻酸钠,优选聚乙烯醇。
作为油溶性聚合物,例如可举出国际公开第2018/207387号及日本特开2007-31610号公报中所记载的具有蓄热性的聚合物。
其中,作为粘合剂,优选水溶性聚合物,更优选多元醇,进一步优选聚乙烯醇。通过使用水溶性聚合物,适合在维持芯材料制备石蜡等油溶性材料即油/水型(O/W(Oil inWater)型)微胶囊液时的分散性的状态下,形成蓄热片。
作为聚乙烯醇,例如,可举出KURARAY CO.,LTD制KURARAY POVAL系列(例:KURARAYPOVAL PVA-217E、KURARAY POVAL KL-318等)。
聚乙烯醇的聚合度优选500~5000,更优选1000~3000。
粘合剂的数均分子量(Mn)并不受特别限制,但从膜强度的观点考虑,优选20,000~300,000,更优选20,000~150,000。
分子量的测量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的值。
在通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行的测量中,作为测量装置而使用HLC(注册商标)-8020GPC(TOSOH CORPORATION),作为管柱,使用3根TSKgel(注册商标)SuperMultipore HZ-H(4.6mm ID×15cm、TOSOH CORPORATION),作为洗脱液,使用THF(四氢呋喃)。并且,作为测量条件,将试样浓度设为0.45质量%、将流速设为0.35ml/min、将样品注入量设为10μl及将测量温度设为40℃,并且使用RI(示差折射率)检测器进行测量。
校准曲线由TOSOH CORPORATION的“标准试样TSK standard,polystyrene”:“F-40”,“F-20”,“F-4”,“F-1”,“A-5000”,“A-2500”,“A-1000”及“正丙基苯”这8个样品来制作。
蓄热片中的粘合剂的含量并不受特别限制,但从蓄热片的膜强度及蓄热部件的蓄热性的平衡的观点考虑,优选0.1~20质量%,更优选1~11质量%。
(其他成分)
蓄热片也可以包含除了微胶囊及粘合剂以外的其他成分。作为其他成分,可举出导热性材料、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂。
相对于蓄热片总质量,上述其他成分的含量优选10质量%以下,更优选5质量%以下。下限并不受特别限制,可举出0质量%。
另外,导热性材料的“导热性”表示导热率为10Wm-1K-1以上的材料。其中,作为导热性材料的导热率,从蓄热片的散热性良好的观点考虑,优选为50Wm-1K-1以上。
导热率(单位:Wm-1K-1)是利用闪光法在25℃的温度下,利用按照日本工业标准(JIS)R1611的方法测量的值。
(蓄热片的物性)
蓄热片的厚度并不受特别限制,优选1~1000μm,更优选1~500μm。
厚度设为用SEM观察与厚度方向平行地裁切了蓄热片的裁切面,测量任意的5个点,并对5个点的厚度进行平均的平均值。
蓄热片的潜热容量并不受特别限制,但从蓄热部件的蓄热性高且适于调节发热的发热体的温度的观点考虑,优选115J/ml以上,更优选120J/ml以上,进一步优选130J/ml以上。上限并无特别限制,多为300J/ml以下。
潜热容量是根据差示扫描量热法(DSC;Differential scanning calorimetry)的结果和蓄热片的厚度计算的值。
另外,在考虑到在有限的空间内显现高蓄热量的观点的情况下,认为蓄热量适合以“J/ml(每单位体积的蓄热量)”来捕捉,但在考虑到电子器件等的用途的情况下,电子器件的重量也变得重要。因此,若采用在有限的质量内显现出高蓄热性的捕捉方法,则有时以“J/g(每单位质量的蓄热量)”来捕捉为适当。在该情况下,作为潜热容量,优选150J/g以上,更优选160J/g以上。上限并无特别限制,多为300J/g以下。
蓄热片中所占的微胶囊的体积率并不受特别限制,但相对于蓄热片的总体积,优选40体积%以上,更优选60体积%以上,进一步优选80体积%以上。上限并不受特别限制,可举出小于100体积%。
并H,蓄热片中所占的孔隙的体积率并不受特别限制,但相对于蓄热片的总体积,优选50体积%以下,更优选40体积%以下,进一步优选15体积%以下,尤其优选10%体积以下。下限并无特别限制,可举出0体积%。
(蓄热片的制造方法)
蓄热片的制造方法并不受特别限制,可举出公知的方法。例如,可举出通过将包含内含蓄热材料的微胶囊和根据需要使用的粘合剂的分散液涂布于基材上并使其干燥来制作的方法。
另外,根据需要,能够通过从所获得的基材和蓄热片的层叠体剥离基材而获得蓄热片的单体。
作为基材,例如可举出树脂基材、玻璃基材及金属基材。作为树脂基材中所包含的树脂,可举出聚酯(例:聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃(例:聚乙烯、聚丙烯)及聚氨酯。
基材的厚度并不受特别限制,但优选1~100μm,更优选1~25μm,进一步优选3~15μm。
关于基材,以提高与蓄热片的密合性为目的,优选对基材表面进行处理。作为表面处理方法,例如,可举出电晕处理、等离子体处理及赋予作为易粘接层的薄层等。
构成易粘接层的材料并不受特别限制,可举出树脂,更具体而言,可举出苯乙烯-丁二烯橡胶、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂及聚乙烯树脂。
易粘接层的厚度并不受特别限制,但优选0.1~5μm,更优选0.5~2μm。
另外,作为基材,可以使用可剥离的临时基材。
作为涂布方法,例如可举出模涂法、气刀涂布法、辊涂法、刮涂法、凹版涂布法及帘涂法。
在水溶剂的情况下,优选在60~130℃的范围内进行干燥。
在进行干燥的工序中,对涂膜可以实施平坦化处理。作为平坦化处理的方法,可举出用辊、轧辊及压延等对涂膜施加压力以提高膜中的微胶囊的填充率的方法。
并且,为了减少蓄热片中的孔隙率,优选为如下方法:使用容易变形的微胶囊;当形成涂膜时缓慢地进行干燥;或者不是一次形成厚的涂膜,而是分成多次进行涂布等。
<着色层>
着色层是配置于上述蓄热片上的层。通过设置着色层,在蓄热片的色调发生变化时,也能够抑制蓄热部件外观的色调变化。并且,能够抑制处理时的摩擦、或水等侵入到蓄热片中,并能够抑制微胶囊的物理/化学变化,其结果,也能够抑制蓄热片本身的色调变化。
另外,着色层可以配置成与蓄热片接触,也可经由其他层(例如,粘接层或粘合层)配置于蓄热片上。
着色层为了获得目标色相而包含着色剂。
作为着色剂,可举出颜料及染料,从耐候性优异且能够进一步抑制蓄热部件外观的色调变化的观点考虑,优选颜料,更优选黑色颜料,进一步优选碳黑。另外,在使用碳黑的情况下,着色层的导热性进一步提高。
作为颜料,可举出以往公知的各种无机颜料及有机颜料。
作为具体的无机颜料,例如可举出二氧化钛、氧化锌、锌钡白、轻质碳酸钙、白碳、氧化铝、氢氧化铝及硫酸钡等白色颜料,以及碳黑、钛黑、钛碳、氧化铁及石墨等黑色颜料。
作为有机颜料,例如可举出日本特开2009-256572号公报的0093段中所记载的有机颜料。
作为有机颜料,例如可举出C.I.Pigment Red 177、179、224、242、254、255、264等红色颜料、C.I.Pigment Yellow 138、139、150、180、185等黄色颜料、C.I.Pigment Orange36、38、71等橙色颜料、C.I.Pigment Green 7、36、58等绿色颜料、C.I.Pigment Blue 15:6等蓝色颜料及C.I.Pigment Violet 23等紫色颜料。
着色剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
着色层中的着色剂(例如,黑色颜料)的含量并不受特别限制,但从能够进一步抑制蓄热部件外观的色调变化的观点考虑,相对于着色层总体积优选2~30体积%,更优选5~25体积%。
着色层可以包含粘合剂。
粘合剂的种类并不受特别限制,可举出公知的材料,优选树脂。
从耐水性及阻燃性更良好的观点考虑,作为树脂,优选选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。通过着色层包含耐水性良好的选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂,能够抑制微胶囊的化学变化,并能够抑制蓄热片的色调变化。从对着色层赋予耐水性等功能,能够抑制微胶囊的化学变化的观点考虑,着色层优选为具有交联结构的层。
在本说明书中,通过以下方法评价在蓄热部件所具有的着色层中是否存在交联结构。
首先,沿层叠方向切取蓄热部件,制作2cm见方大小的样品。将所获得的样品浸渍于50ml的水中,用搅拌器搅拌10分钟,并取出样品。目视确认在取出样品的表面是否残留有着色层,由此评价着色层的水溶解性。
接着,沿层叠方向切取蓄热部件,制作2cm见方大小的样品。将所获得的样品浸渍于50ml的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,用搅拌器搅拌10分钟,并取出样品。目视确认在取出样品的表面是否残留有着色层,由此评价着色层的溶剂溶解性。
上述试验的结果,在评价为几乎不溶解于水及DMF中的任一种而残留有着色层的情况下,评价为蓄热部件所具有的着色层具有交联结构。
作为氟树脂,可举出公知的氟树脂。作为氟树脂,例如可举出聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯三氟乙烯及聚四氟丙烯。
氟树脂可以是将单独的单体聚合而成的均聚物,也可以将两种以上共聚而成。此外,可以是这些单体与其他单体的共聚物。
作为共聚物,例如可举出四氟乙烯与四氟丙烯的共聚物、四氟乙烯与偏二氟乙烯的共聚物、四氟乙烯与乙烯的共聚物、四氟乙烯与丙烯的共聚物、四氟乙烯与乙烯醚的共聚物、四氟乙烯与全氟乙烯醚的共聚物、三氟氯乙烯与乙烯醚的共聚物及三氟氯乙烯与全氟乙烯醚的共聚物。
作为氟树脂,例如可举出AGC COAT-TECH Co.,Ltd.制的Obbligato(注册商标)SW0011F、SIFCLEAR-F101、F102(JSR Corporation制)、KYNAR AQUATEC(注册商标)ARC、FMA-12(均为Arkema公司制)。
硅氧烷树脂是具有包含硅氧烷骨架的重复单元的聚合物,优选由下述式(1)表示的化合物的水解缩合物。
式(1)Si(X)n(R)4-n
X表示水解性基。作为水解性基,例如可举出烷氧基、卤素基、乙酰氧基及异氰酸酯基。
R表示非水解性基。作为非水解性基,例如可举出烷基(例如,甲基、乙基及丙基)、芳基(例如,苯基、甲苯基及均三甲苯基)、烯基(例如,乙烯基及烯丙基)、卤烷基(例如,γ-氯丙基)、氨基烷基(例如,γ-氨基丙基及γ-(2-氨基乙基)氨基丙基)、环氧烷基(例如,γ-环氧丙氧基丙基及β-(3,4-环氧环己基)乙基)、γ-巯基烷基、(甲基)丙烯酰氧基烷基(γ-甲基丙烯酰氧基丙基)、以及羟烷基(例如,γ-羟丙基)。
n表示1~4的整数,优选3或4。
上述水解缩合物表示由式(1)表示的化合物中的水解性基进行水解并对所获得的水解物进行缩合来获得的化合物。另外,作为上述水解缩合物,可以为所有水解性基被水解且水解物全部被缩合的水解缩合物(完全水解缩合物),也可以为一部分水解性基被水解且一部分水解物被缩合的水解缩合物(部分水解缩合物)。即,上述水解缩合物可以为完全水解缩合物、部分水解缩合物或这些的混合物。
着色层中的粘合剂的含量并不受特别限制,但从能够进一步抑制蓄热部件外观的色调变化的观点考虑,相对于着色层总体积优选50~98体积%,更优选75~95体积%。
着色层中的粘合剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
着色层可以包含除了着色剂及粘合剂以外的其他成分。作为其他成分,可举出导热性材料、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂。
着色层的厚度并不受特别限制,但优选0.1~100μm,更优选0.1~15μm,进一步优选0.5~10μm,尤其优选0.5~5μm。着色层的厚度与蓄热片的厚度之比优选1/20以下,更优选1/30以下。作为下限,例如为1/1000以上。
着色层的厚度与蓄热部件的厚度之比优选1/20以下,更优选1/30以下。作为下限,例如为1/1000以上。着色层越薄,越能够使蓄热片在蓄热部件整体中所占的比例高,因此蓄热性更优异。
厚度设为用SEM观察与厚度方向平行地裁切了着色层的裁切面,测量任意的5个点的厚度,并对5个点的厚度进行平均的平均值。
作为着色层的优选方式之一,可举出着色层的膜厚为15μm以下,着色层的光学浓度为1.0以上的方式。若光学浓度在上述范围内,则在着色层薄的情况下,也能够进一步抑制蓄热部件外观的色调变化。
上述光学浓度优选1.2以上。上限并不受特别限制,但多为6.0以下。
作为上述光学浓度的测量方法,使用X-rite eXact(X-Rite Inc.制),以无滤光片、浓度状态为ISO状态T、D50/2°进行测量。另外,作为光学浓度,在Xrite的0D值中采用K值。
着色层的形成方法并无特别限制,可举出公知的方法。例如,可举出如下方法:使包含着色剂及粘合剂或其前体的着色层形成用组合物与蓄热片接触,根据需要,对形成于蓄热片上的涂膜实施固化处理的方法;及贴合具有着色剂的着色片的方法。在减薄着色层的观点上,优选使用上述着色层形成组合物。
以下,对上述方法进行详细说明。
着色层形成用组合物中所包含的着色剂及粘合剂如上所述。
着色层形成用组合物中所包含的粘合剂的前体是指,通过固化处理而成为粘合剂的成分,例如可举出由上述式(1)表示的化合物。
着色层形成用组合物根据需要可以包含溶剂(例如,水及有机溶剂)。
使着色层形成用组合物和蓄热片接触的方法并不受特别限制,可举出将着色层形成用组合物涂布于蓄热片上的方法及在着色层形成用组合物中浸渍蓄热片的方法。
另外,作为涂布着色层形成用组合物的方法,可举出利用浸渍涂布机、模涂机、狭缝涂布机、棒涂机、挤压涂布机、幕涂流动涂布机及喷涂机等公知的涂布装置、以及凹版印刷、丝网印刷、胶版印刷及喷墨印刷等印刷装置的方法。
着色层可以设置于蓄热片的整个表面,也可以在局部设置成图案状。
从能够进一步抑制蓄热部件外观的色调变化的观点考虑,优选在蓄热片的整个表面设置着色层。
作为蓄热部件的优选方式之一,可举出着色层的膜厚为15μm以下,蓄热部件的光学浓度为1.0以上的方式。若光学浓度在上述范围内,则在着色层薄的情况下,也能够进一步抑制蓄热部件外观的色调变化。
作为蓄热部件的更优选方式之一,可举出着色层的膜厚为15μm以下,蓄热部件的光学浓度为1.0以上,蓄热材料的含量相对于蓄热片总质量为65质量%以上的方式。通过将蓄热部件设为上述结构,能够使蓄热部件的蓄热性优异的同时,抑制蓄热部件外观的色调变化。
作为蓄热部件的另一优选方式之一,可举出着色层的厚度与蓄热片的厚度之比为1/20以下,蓄热材料的含量相对于蓄热片总质量为65质量%以上的方式。
作为蓄热部件的更优选的另一方式,可举出着色层的厚度与蓄热片的厚度之比为1/20以下,蓄热部件的光学浓度为1.0以上,蓄热材料的含量相对于蓄热片总质量为65质量%以上的方式。通过将蓄热部件设为上述结构,能够使蓄热部件的蓄热性优异的同时,抑制蓄热部件外观的色调变化。
在蓄热部件的第1实施方式中,蓄热部件可以包含除了蓄热片和着色层以外的其他部件。
例如,蓄热部件可以在与蓄热片相邻的位置包含上述基材。更具体而言,如图2所示,作为蓄热部件,可以是具有基材16、配置于基材16上的蓄热片12、配置于蓄热片12上的着色层14的蓄热部件10B。
并且,在蓄热部件的第1实施方式中,蓄热部件可以在蓄热片与基材之间具有上述易粘接层。
并且,在蓄热部件的第1实施方式中,蓄热部件可以在蓄热片与着色层之间具有粘接层或粘合层。
在蓄热部件的第1实施方式中,着色层优选位于蓄热部件的最外层。即,在蓄热部件的第1实施方式中,着色层优选在蓄热部件中配置于最外侧(尤其,最靠视觉辨认侧)。在该情况下,着色层也作为保护蓄热片的保护层发挥功能。
并且,在蓄热部件的第1实施方式中,蓄热部件可以在蓄热片的与着色层侧相反的一侧具有选自由粘合层及粘接层组成的组中的密合层。更具体而言,如图3所示,作为蓄热部件,可以是具有密合层18、配置于密合层18上的基材16、配置于基材16上的蓄热片12、配置于蓄热片12上的着色层14的蓄热部件10C。
如上所述,作为密合层,可举出粘合层及粘接层。
粘合层的材料并不受特别限制,可举出公知的粘结剂。
作为粘结剂,例如可举出丙烯酸系粘结剂、橡胶系粘结剂及硅酮系粘结剂。并且,作为粘结剂的示例,也可举出在“剥离纸·剥离膜及粘合带的特性评价及其控制技术”、信息机构、2004年、第2章中记载的丙烯酸系粘结剂、紫外线固化型粘结剂及硅酮粘结剂等。
另外,丙烯酸系粘结剂是指包含(甲基)丙烯酸单体的聚合物((甲基)丙烯聚合物)的粘结剂。
粘合层可以进一步包含增粘剂。
粘接层的材料并不受特别限制,可举出公知的粘接剂。
作为粘接剂,例如,可举出氨基甲酸酯树脂粘接剂、聚酯粘接剂、丙烯酸树脂粘接剂、乙烯醋酸乙烯基树脂粘接剂、聚乙烯醇粘接剂、聚酰胺粘接剂及硅酮粘接剂。
密合层的形成方法并不受特别限制,例如可举出在基材上转印密合层的方法及将包含粘结剂或粘接剂的组合物涂布于基材上而形成密合层的方法。
密合层的厚度并不受特别限制,但优选1~100μm,更优选1~25μm,进一步优选5~15μm。
密合层的与蓄热片侧相反的一侧的表面可以贴合剥离片。作为剥离片,例如可举出在聚对苯二甲酸乙二酯或聚丙烯等支撑体上附设有硅酮等离型材料的片材。
《第2实施方式》
图4是蓄热部件的第2实施方式的剖视图。
蓄热部件10D具有蓄热片12、配置于蓄热片12上的着色层14、配置于着色层14上的保护层20。即,在蓄热部件10D中,在着色层14的与蓄热片12侧相反的一侧配置有保护层20。
蓄热部件的第2实施方式的蓄热部件10D除了具有保护层20这一点以外,具有与蓄热部件的第1实施方式的蓄热部件10A相同的部件,对于相同的部件标注相同的符号,以下,省略说明。
以下,对保护层进行详细说明。
(保护层)
保护层是配置于着色层的与蓄热片侧相反的一侧的层。保护层具有保护着色层及蓄热片的功能。
构成保护层的材料并不受特别限制,但优选树脂,优选选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。
氟树脂及硅氧烷树脂的优选方式与可以包含于上述着色层中的氟树脂及硅氧烷树脂的优选方式相同。
保护层优选具有交联结构。
保护层也可以包含除了树脂以外的其他成分。作为其他成分,可举出导热性材料、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂。
保护层的厚度并不受特别限制,但优选50μm以下,更优选0.01~25μm,进一步优选0.5~15μm。
厚度设为用SEM观察与厚度方向平行地裁切了保护层的裁切面,测量任意的5个点,并对5个点的厚度进行平均的平均值。
保护层的形成方法并无特别限制,可举出公知的方法。例如,可举出如下方法:使包含树脂或其前体的保护层形成用组合物与着色层接触,根据需要,对形成于着色层上的涂膜实施固化处理的方法;及将保护层贴合于着色层上的方法。
以下,对使用保护层形成用组合物的方法进行详细说明。
保护层形成用组合物中所包含的树脂如上所述。
另外,树脂的前体表示通过固化处理成为树脂的成分,例如可举出由上述式(1)表示的化合物。
保护层形成用组合物根据需要可以包含溶剂(例如,水及有机溶剂)。
使保护层形成用组合物与着色层接触的方法并不受特别限制,可举出将保护层形成用组合物涂布于着色层上的方法及在保护层形成用组合物中浸渍着色层的方法。
另外,作为涂布保护层形成用组合物的方法,可举出利用浸渍涂布机、模涂机、狭缝涂布机、棒涂机、挤压涂布机、幕涂流动涂布机及喷涂机等公知的涂布装置、以及凹版印刷、丝网印刷、胶版印刷及喷墨印刷等印刷装置的方法。
(蓄热部件的物性)
蓄热部件的潜热容量并不受特别限制,但从适于调节发热的发热体的温度的观点考虑,优选115J/ml以上,更优选120J/ml以上,进一步优选125J/ml以上,尤其优选130J/ml以上。上限并无特别限制,多为300J/ml以下。
并且,蓄热部件的潜热容量优选超过145J/g,更优选150J/g以上,进一步优选160J/g以上。上限并无特别限制,多为300J/g以下。
蓄热部件的潜热容量能够通过与蓄热片的潜热容量相同的方法来测量。
在蓄热部件的第2实施方式中,蓄热部件可以包含除了蓄热片、着色层及保护层以外的其他部件。
例如,在蓄热部件的第2实施方式中,蓄热部件可以在与蓄热片相邻的位置具有上述基材。
并且,在蓄热部件的第2实施方式中,蓄热部件可以在蓄热片与基材之间具有上述易粘接层。
并且,在蓄热部件的第2实施方式中,蓄热部件可以在蓄热片与着色层之间具有粘接层或粘合层。
并且,在蓄热部件的第2实施方式中,蓄热部件可以在蓄热片的与着色层侧相反的一侧具有选自由粘合层及粘接层组成的组中的密合层。
本发明的蓄热部件能够适用于各种用途。
例如,通过使电子设备内的发热部的表面温度保持在任意的温度区域内,能够将蓄热部件用作用于稳定运行的蓄热散热部件。
此外,能够适合使用于如下用途:适合于白天的温度急剧上升或室内供冷暖时调节温度的建筑材料(例如地板材料、屋面材料、墙壁材料等);适合于根据环境温度的变化或运动时或休息时的体温变化进行温度调节的衣物(例如内衣、上衣、防寒服及手套等);寝具;储存不必要的排热而作为热能利用的排热利用系统等。
实施例
以下,通过实施例更进一步对本发明进行具体说明,本发明只要不超过其主旨,则并不限定于以下实施例。
<实施例1>
(微胶囊分散液的制备)
在60℃下加热溶解二十烷(潜热蓄热材料;熔点37℃、碳原子数20的脂肪族烃)72质量份来获得了添加有乙酸乙酯120质量份的溶液A。
接着,将N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺(ADEKA聚醚EDP-300,ADEKACORPORATION)0.05质量份添加到搅拌中的溶液A中,由此获得了溶液B。
此外,将溶解于甲基乙基酮1质量份的甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物(BARNOCKD-750、DIC CORPORATION)4.0质量份添加到搅拌中的溶液B中,由此获得了溶液C。
然后,在水140质量份中溶解了作为粘合剂的聚乙烯醇(KURARAY POVAL(注册商标)KL-318(KURARAY CO.,LTD制;PVA))7.4质量份的溶液中,添加上述溶液C进行了乳化分散。对乳化分散后的乳化液添加水250质量份,将所获得的溶液一边搅拌一边加温至70℃,持续搅拌1小时之后,冷却至30℃。在冷却后的液体中进一步添加水来调整浓度,由此获得了具有聚胺酯脲的胶囊壁的内含二十烷的微胶囊的分散液。分散液的固体成分浓度为14质量%。
所获得的分散液中,微胶囊的体积标准的中值粒径D50为20μm。并且,微胶囊的胶囊壁的厚度为0.1μm。
(蓄热片形成用组合物的制备)
对所获得的微胶囊分散液1000质量份添加侧链烷基苯磺酸胺盐(NEOGEN T、DKSCo.Ltd.)1.5质量份、钠=双(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)=2-亚磺酰氧基琥珀酸酯(W-AHE、FUJIFILM Corporation制)0.15质量份及聚氧化烯烷基醚(NOIGEN LP-90、DKSCo.Ltd.)0.15质量份并进行混合,从而得到蓄热片形成用组合物1。
(着色层形成用组合物1的制备)
混合以下成分而制备出着色层形成用组合物1。
KYNAR Aquatec ARC(Arkema公司制、固体成分浓度为44质量%;氟树脂)24.2质量份
EPOCROS WS-700(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制、固体成分浓度为25质量%;固化剂)21.4质量份
FUJI JET BLACK B-15(Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度为15质量%、碳黑)33.2质量份
TAIEN E(Taihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制;阻燃剂、稀释成固体成分浓度为20质量%的水分散液)20.0质量份
NOIGEN LP-70(DKS Co.Ltd.制(稀释成固体成分浓度为2质量%的水溶液);表面活性剂)1.2质量份
(带易粘接层及粘合层的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)基材(A)的制作)
将LINTEC Corporation制的光学粘结片MO-3015(厚度:5μm)贴附于厚度12μm的PET基材上而形成了粘合层。
在PET基材的与具有粘合层的一侧相反的一侧的表面上,涂布将Nippol LatexLX407C4E(Zeon Corporation制)、Nippol Latex LX407C4C(Zeon Corporation制)、AQUABRID EM-13(DAICEL FINECHEM LTD.)以固体成分浓度计成为22:77.5:0.5(质量基准)的方式混合溶解的水溶液,并在115℃下干燥2分钟,从而形成由厚度为1.3μm的苯乙烯-丁二烯橡胶系树脂构成的易粘接层,准备了带易粘接层及粘合层的PET基材(A)。
(蓄热部件1的制作)
在带易粘接层及粘合层的PET基材(A)的与易粘接层的PET基材相反的一侧的表面上,以干燥后的质量成为133g/m2的方式,由棒涂布机来涂布蓄热片形成用组合物1并使其干燥,从而形成了蓄热片。蓄热片的厚度为190μm。
接着,在蓄热片的与PET基材相反的一侧的表面上,涂布着色层形成用组合物1并将其干燥,从而形成厚度为3μm的着色层1,并制作出蓄热部件1。
另外,蓄热片中的微胶囊的含量相对于蓄热片总质量为91质量%。并且,蓄热片中的蓄热材料(二十烷)的含量相对于蓄热片总质量为85质量%。
<实施例2>
除了使用后述的着色层形成用组合物2来代替着色层形成用组合物1以外,按照与实施例1相同的顺序制作出蓄热部件2。
(着色层形成用组合物2的制备)
混合以下成分而制备出着色层形成用组合物2。
纯水4.3质量份
1M氢氧化钠水溶液0.4质量份
X-12-1098(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制、固体成分浓度为30质量%)47.2质量份
SNOWTEX XL(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES.LTD.制、固体成分浓度为40质量%、平均粒径为60nm)15.2质量份
FUJI JET BLACK B-15(Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度为15质量%、碳黑)31.7质量份
NOIGEN LP-70(DKS Co.Ltd.制(稀释成固体成分浓度为2质量%的水溶液);表面活性剂)1.2质量份
<实施例3>
在实施例1中制作出的带易粘接层及粘合层的PET基材(A)的与易粘接层的PET基材相反的一侧的表面上,以干燥后的质量成为133g/m2的方式,由棒涂布机来涂布蓄热片形成用组合物1并使其于燥,从而形成了蓄热片。
接着,在蓄热片的与PET基材相反的一侧的表面上,涂布后述的着色层形成用组合物3并进行干燥,从而形成了厚度为1μm的着色层3。
接着,在着色层3的与蓄热片相反的一侧的表面上,涂布后述的保护层形成用组合物1并进行干燥,从而形成厚度为3μm的保护层1,制作出蓄热部件3。
(着色层形成用组合物3的制备)
混合以下成分而制备出着色层形成用组合物3。
纯水46质量份
KYNAR Aquatec ARC(Arkema公司制、固体成分浓度为44质量%;氟树脂)22.4质量份
EPOCROS WS-700(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制、固体成分浓度为25质量%;固化剂)4.7质量份
FUJI JET BLACK B-15(Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度为15质量%、碳黑)26.2质量份
NOIGEN LP-70(DKS Co.Ltd.制(稀释成固体成分浓度为2质量%的水溶液);表面活性剂)0.7质量份
(保护层形成用组合物1的制备)
混合以下成分而制备出保护层形成用组合物1。
KYNAR Aquatec ARC(Arkema公司制、固体成分浓度为44质量%;氟树脂)36.3质量份
EPOCROS WS-700(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制、固体成分浓度为25质量%;固化剂)32.1质量份
TAIEN E(Taihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制;阻燃剂、稀释成固体成分浓度为20质量%的水分散液)30.0质量份
NOIGEN LP-70(DKS Co.Ltd.制(稀释成固体成分浓度为2质量%的水溶液);表面活性剂)1.6质量份
<实施例4>
除了使用后述的保护层形成用组合物2来代替保护层形成用组合物1以外,按照与实施例1相同的顺序制作出蓄热部件4。
(保护层形成用组合物2的制备)
混合以下成分而制备出保护层形成用组合物2。
纯水5.3质量份
1M氢氧化钠水溶液0.6质量份
X-12-1098(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制、固体成分浓度为30质量%)70.0质量份
SNOWTEX XL(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES.LTD.制、固体成分浓度为40质量%、平均粒径为60nm)22.5质量份
NOIGEN LP-70(DKS Co.Ltd.制(稀释成固体成分浓度为2质量%的水溶液);表面活性剂)1.6质量份
<实施例5>
除了使用后述的保护层形成用组合物3来代替保护层形成用组合物1以外,按照与实施例1相同的顺序制作出蓄热部件5。
(水解溶液的制备)
混合以下成分并搅拌2小时,从而制备出水解溶液。
纯水69质量份
乙酸(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制)0.4质量份
X-12-1098(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制、固体成分浓度为30质量%)24.6质量份
KBE-04(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制、固体成分浓度为100%)6质量份
(保护层形成用组合物3)
混合以下成分而制备出保护层形成用组合物3。
上述水解溶液72质量份
SNOWTEX OYL(NISSAN CHEMICAL INDUSTRIES.LTD.制、固体成分浓度为20质量%、平均粒径为60nm)27质量份
NOIGEN LP-70(DKS Co.Ltd.制(稀释成固体成分浓度为2质量%的水溶液);表面活性剂)1质量份
<比较例1>
除了未设置着色层1以外,按照与实施例1相同的顺序制作出蓄热部件C1。
<比较例2>
对所获得的微胶囊分散液1000质量份,添加侧链烷基苯磺酸胺盐(NEOGEN T、DKSCo.Ltd.)1.5质量份、钠=双(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基)=2-亚磺酰氧基琥珀酸酯(W-AHE、FUJIFILM Corporation制)0.15质量份、聚氧化烯烷基醚(NOIGEN LP-90、DKSCo.Ltd.)0.15质量份及碳黑(FUJI JETBLACK B-15、Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度为15质量%)224质量份并进行混合,从而得到了蓄热片形成用组合物2。
除了将蓄热片形成组合物1变更为蓄热片形成组合物2以外,按照与比较例1相同的顺序制作出蓄热部件C2。
<评价>
使用上述中所获得的蓄热部件来实施了以下评价。
(光学浓度的测量)
将所获得的各蓄热部件,从着色层侧或保护层侧使用X-rite eXact(X-Rite Inc.制)测量了着色层的光学浓度(OD)K值。另外,关于比较例2,相当于包含碳黑的蓄热片的光学浓度。
(潜热容量的测量)
根据差示扫描热量计的结果和蓄热片及蓄热部件的厚度,计算所获得的蓄热部件的潜热容量。
将结果示于表1中。
并且,所获得的蓄热部件附设于另外准备的其他基材上而使用。
(阻燃性的评价)
将所获得的各蓄热部件贴附于0.3mm厚度的铝板上,并从蓄热部件侧接触火焰,除此以外,根据UL94HB标准(Underwriters Laboratories Inc.)进行试验并判定是否合格。
另外,在表1中,“Pass”表示合格,“Fail”表示不合格。
(色调变化的评价)
将所获得的各蓄热部件在温度60℃、湿度90%的恒温槽中放置了240小时。目视观察已实施加热处理的蓄热部件和实施加热处理之前的蓄热部件的色调,将没有色调变化的情况判定为“无变化”,将有色调变化的情况判定为“有变化”。另外,在“有变化”的情况下,一并显示己变化的色调。
表1中,“着色剂的体积%”一栏表示相对于着色层总体积的着色剂(碳黑)的含量(体积%)。
表1中,“有变化(黄色)”是指,色调变成黄色。
[表1]
如表1所示,本发明的蓄热部件显示出所期望的效果。
符号说明
10A,10B,10C,10D-蓄热部件,12-蓄热片,14-着色层,16-基材,18-密合层,20-保护层。
Claims (14)
1.一种蓄热部件,其具有:
包含内含蓄热材料的微胶囊的蓄热片;及
着色层,
所述着色层的厚度为0.1μm~5μm,
所述着色层为具有交联结构的层,
所述着色层为涂膜。
2.根据权利要求1所述的蓄热部件,其中,
所述微胶囊的胶囊壁包含选自由聚氨酯脲、聚氨酯及聚脲组成的组中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述蓄热部件的光学浓度为1.0以上。
4.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述着色层位于最外层。
5.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述着色层包含选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。
6.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
在所述着色层的与所述蓄热片相反的一侧的表面上还具有保护层。
7.根据权利要求6所述的蓄热部件,其中,
所述保护层包含选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。
8.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述着色层的厚度为0.5μm~5μm。
9.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述着色层的厚度相对于所述蓄热片的厚度的比率为1/20以下,
所述蓄热材料的含量相对于蓄热片总质量为65质量%以上。
10.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述着色层包含黑色颜料。
11.根据权利要求10所述的蓄热部件,其中,
所述黑色颜料的含量相对于所述着色层总体积为2体积%~30体积%。
12.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
所述微胶囊的含量相对于所述蓄热片总质量为75质量%以上。
13.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
蓄热部件的潜热容量为125J/ml以上。
14.根据权利要求1或2所述的蓄热部件,其中,
蓄热部件的潜热容量超过145J/g。
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