JP2004292483A - 保温又は放熱基材及びその製造方法並びに適用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】相変物質マイクロカプセルを電子機器などの基材表面へ吹き付け又は浸漬して付着させた放熱基材又はその製造方法
【解決手段】本発明は一種の保温と放熱基材及びその製造方法と応用方法で、工程（ａ）から工程（ｆ）までを含む。工程（ａ）は適切な相変物質を選択し、工程（ｂ）は工程（ａ）の相変物質と互いに溶解し、工程（ｃ）は工程（ｂ）ですでに溶解した相変物質が高分子材料を使用してマイクロカプセルを製造する。工程（ｄ）は工程（ｃ）で製造したマイクロカプセルを乾燥処理し、工程（ｅ）は工程（ｄ）のマイクロカプセルと接着剤、硬化剤などを混ぜ合わせ、工程（ｆ）は工程（ｅ）の物質を熱溶解、冷却、粉砕後、吹き付け或いは浸すなどの方法で基材表面に付着させる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は一種の保温と放熱基材及びその製造方法並びに適用方法に関するもので、特に相変物質をマイクロカプセル化した後、乾燥、接着剤或いは硬化剤などの結合剤を混入、吹き付け或いは浸漬浸するなどの工程処理を経て、保温及び放熱の基材を製造し、該基材は長時間に亘って使用すると、熱エネルギーが生ずるコンピューター、電子機器、電気機器、モーター、照明器具及び機械などの製品に用いられ、製品の放熱及び保温効果を向上させることができる放熱及び保温基材及びその製造方法並びに適用方法。
【０００２】
【従来の技術】一般に、コンピューター、電子機器、電気機器、モーター、照明器具及び機械などの製品は、ある一定の時間の作動過程を経た後、持続して熱エネルギーを発生すると、熱エネルギーは製品の本体及び周囲の環境に対する影響力がかなり大きく、しかしながら製品の効能及び使用時間が絶え間なく新機軸を打ち出し、改善されるに従って、相対的に生産される熱エネルギーが更に多くなることをもたらした。たとえば多くの大型電器装置或いはモーターの回転によって発生する熱は１００℃以上に達するが、これらは扇風機或いは放熱片を使用するという単純な放熱方法が採用されており、効果的に熱を伝導したり熱を放出することができない。高温下で操作すると、電器装置中の電子部品や機械の部品が正常に動作しなくなるという問題を引き起こしやすくなり、同時に製品の寿命も短くなり故障率が高くなるという問題をも引き起こす。また操作環境の温度が上昇し、人体に対して不快感を起こさせたり、ひいては火傷を負ったりして、操業上の安全性及び効果に深刻な影響を与えている。
【０００３】
ノート型パソコンを例にとると、その放熱方法の多くはＣＰＵの熱エネルギーが機械の外殻（又はカバーないし筐体ともいう。）に伝わり、機械の外殻から放熱する。よってその機械の外殻の放熱効率が相当な割合で重要性を占めることになる。
【０００４】
図１は、相変温物質マイクロカプセル混入建築構造物を示す斜視図である。図１に示すように、長い間マイクロカプセル化物（１１）はすべて混入方式で建築構造物の中に入れられることにより、たとえば、コンクリート、石膏板（１）、太陽エネルギー集熱板など温度をコントロールするという目的に達している。
【０００５】
図２は、相変温物質マイクロカプセルを塗布した織物を示す斜視図である。図２に示されるように、最近になって使用し始めたもので、マイクロカプセル化物（１１）が生地の繊維中に加工されるか或いは生地（２）上に塗布することにより、温度を調節し、機能的な織物をさらに快適なものにさせる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようとする課題はマイクロカプセル相変物質を吹き付けあるいは浸漬などの手段によって基材の表面に付着させ、放熱効果に優れた保温及び放熱基材及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
本発明が解決しようとするもう一つの課題は、継続して熱エネルギーを発散するコンピューター、電子機器（電子部品を含む）、電器、モーター、照明器具及び機械などの外殻或いは放熱器に上記製造した保温及び放熱基材を使い、これらの製品から発生する熱エネルギーをマイクロカプセル相変物質によってすばやく外部の冷空気と交換させ、放熱し、所定の温度を維持することで、製品の温度が引き続き上昇しないようにして、製品の使用寿命を延長させる放熱及び保温基材を電気製品に適用する方法を提供することにある。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
本発明の上述の目的を達するため、本発明は一つの保温と放熱基材の製造方法を提供し、それは下記のような工程を含む。
【０００９】
（ａ）相変物質の選択工程。適切な相変物質を選択する工程。
（ｂ）溶解工程。工程（ａ）選定の相変物質がお互いに溶解する工程。
（ｃ）マイクロカプセル工程。工程（ｂ）ですでに溶解した相変物質が高分子材料を使用してマイクロカプセルを製造する工程。
（ｄ）乾燥工程。工程（ｃ）で製造したマイクロカプセルを乾燥処理する工程。
（ｅ）混入工程。工程（ｄ）で製造したマイクロカプセルと接着剤或いは硬化剤などを混ぜ合わせる工程。
（ｆ）塗装工程。混入工程（ｅ）で製造し得た物質を熱溶解して分散させ、冷却、粉砕させた後、吹き付け或いは浸すなどの方法で基材表面に付着させる工程。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の上述した目的及び所有する効果を下記の図と照らし合わせて説明する。
【００１１】
本発明は一種のマイクロカプセル相変物質即ち相変温マイクロカプセル及びその製造方法であり、マイクロカプセルの相変物質が熱の吸収及び放熱を持続することができるという特性を利用しており、温度を調節する効果を有している。その相変物質は直鎖アルキル、高級アルコール、有機酸などの物質が挙げられ、マイクロカプセルの外殻又は被膜は高分子材料、たとえばメチロールメラニン、尿素樹脂、或いはポリウレタンなどの高分子材料である。
【００１２】
マイクロカプセル相変物質は高分子材料が相変物質を包み覆い込むことにより作られ、その相変物質がマイクロカプセル化を経た後、相変物質は、高分子材料の被膜で包み込まれるので、相変物質が熱を吸収して液状となって流出してしまうことがなお。したがって、相変物質は、繰り返して使用っすることができ、相変物質をマイクロカプセル化することにより、相変物質を重複して使用することができる。
【００１３】
図３は本発明のプロセス図を示している。図３において、相変物質の選択工程（３１）は適切な相変物質又は相転移物質を選択する。溶解工程（３３）では、工程（３１）の相変物質が互いに溶解する。マイクロカプセル工程（３５）は、工程（３３）ですでに溶解した相変物質が高分子材料を使用して包み覆ってマイクロカプセルを製造する。乾燥工程（３７）では工程（３３）で製造したマイクロカプセルを乾燥処理する。混入工程（３９）は、工程（３７）で製造したマイクロカプセルと接着剤、硬化剤などを混ぜ合わせる。塗装工程（４０）は混入工程（３９）の物質を熱溶解で分散させ、冷却、粉砕後、吹き付け或いは浸漬などの方法で基材表面にそれを付着させる。
【００１４】
本発明は、図３に示すプロセスを基に、具体的な実施例で説明する。マイクロカプセルに使用される高分子材料として、メチロールメラミン、尿素樹脂或いはポリウレタン及びその他マイクロカプセルの高分子材料として包み覆うことのできるものが使用される。本発明で使用する相変温物質は、直鎖アルキル、高級アルコール、有機酸などの物質を含む。
【００１５】
（工程１．）相変温物質又は相転移物質として、テトラデカノールを選択する。
（工程２．）ＰＶＡ（２０％）を２等分、水を４０等分加えて６０℃まで加熱し、工程１．で得られたテトラデカノールを５等分加え、ミキサーを６０００ｒｐｍで回転させ５分間乳化させる。
（工程３．）メチロールメラミン樹脂を２７等分、水７３等分を加えて溶解する。
（工程４．）工程２で生産された乳液に工程３のものを加え、１Ｎ塩酸水溶液のｐＨ値を６にし、６０℃で約１時間反応させる。
（工程５．）反応完成後アンモニア水を加えてｐＨ値を９にし、温度が室温に達してからろ過乾燥する。
（工程６．）マイクロカプセル３等分を取り出し、エポキシ樹脂７等分を高温で溶解、分散を経た後、冷却、粉砕する。
（工程７．）コンピューターの外殻上に吹き付けたり浸したりして塗装する。
【００１６】
本発明において、製造後得たマイクロカプセル相変物質を付着したコンピューターの外殻が、効果的に放熱しているかという確認のため、下記のような実験を行った。
【００１７】
模擬試験 ＣＰＵを１２Ｗで加熱し、加熱面積は９ｍｍ×１１ｍｍ、模擬コンピューターの環境温度は３０℃、試験サンプルは以下の表１に示す通りである。
【００１８】
【表１】

【００１９】
加熱し、熱を均一化させた後、加熱した供試体（塊）の温度が平均均衡になったとき、温度データを記録し放熱効率を確認する。
【００２０】
表１において、サンプルＡはアルミニウム板、サンプルＢは二本の導熱管を取り付けたアルミニウム板、サンプルＣはマイクロカプセルの相変物質を付着したアルミニウム板、サンプルＤはマイクロカプセルの相変物質を付着し、且つ二本の導熱管を取り付けたアルミニウム板である。
【００２１】
ここで、注意すべきことは、本発明ではその選択する相変物質によって、コンピューター、電子機器、電子部品、電器、モーター、照明器具及び機械などの発熱源温度及びそのまわりの環境温度まで考慮すべき、すなわち相変物質の相変温度が、発熱源の温度及びその環境の温度の間まで下がり、よって発熱源が放出した熱エネルギーを吸収することができる。吸収したエネルギーが飽和状態にならず、また温度が相変温度に到達しないとき、熱は外界環境のわりと冷たい空気と熱交換をし、もともとの発熱源が、生産した熱が相変物質の吸収によって温度が急速に上昇しないように作用する。さらに、外界環境の冷気と熱交換することにより、相変温物質マイクロカプセルが付着されている基材が、相変物質の相変温度の区間に維持し、さらに低い温度とさえなり、相変物質の熱交換を通して発熱の効能に達する。
【００２２】
図４は、放熱基材又は保温基材を示す斜視図である。図５は、コンピューターディスプレーの外殻を示す斜視図であり、図６は、コンピューター本体の外殻を示す斜視図である。図７は、ノート型パソコンの外殻を示す斜視図である。更に詳しくは、図４は、本発明の製造後得た保温と放熱基材は基板（４）及びマイクロカプセル相変物質（４１）を含み、その特に持続して発熱する設備装置に対し、たとえばコンピューターディスプレーの外殻（図５）、コンピューター本体の外殻（図６）、ノート型パソコンの外殻（図７）、電子機器、モーター、照明器具及び機械など製品の外殻は完全に放熱及び保温の優れた効果を奏し、電器製品内部の電子部品の使用寿命を維持することができる。
【００２３】
上述した如く、本発明は更に充分に明らかになったが、わずかに実例の説明にかかわらず、本発明は、これらに制限されることなく、それですべては同じ創作精神のもと本発明に関連するどのような修飾或いは変更もすべて本発明の意図の保護範疇を含むものである。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、上述の放熱効果の結果からわかるように、本発明の相変温物質マイクロカプセルを付着されているアルミニウム板、コンピューターディスプレーの外殻、コンピューター本体の外殻、ノート型パソコンの外殻、電子機器、モーター、照明器具及び機械など製品の外殻は、模擬ＣＰＵ加熱供試体の如く、発生した熱を効果的に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】習知の応用略図を示す。
【図２】習知の応用図を示す。
【図３】本発明のプロセス図を示す。
【図４】本発明の放熱及び保温基材を示す斜視図である。
【図５】本発明のコンピューターディスプレーの外殻を示す斜視図である。
【図６】本発明のコンピューター本体の外殻を示す示す斜視図である。
【図７】本発明のノート型パソコンの外殻を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 石膏板
１１ マイクロカプセル
２ 生地
４ 基板
４１ マイクロカプセル相変物質又は相変温物質マイクロカプセル
５ コンピュータースディスプレーの外殻
６ コンピューター本体の外殻
７ ノート型パソコン外殻

Claims (8)

1. 下記の工程：
   適切な相変物質を選択する工程（ａ）と、
   工程（ａ）の相変物質を互いに溶解させる工程（ｂ）と、
   工程（ｂ）ですでに溶解した相変物質を高分子材料に分散してマイクロカプセル相変物質を製造する工程（ｃ）と、
   工程（ｃ）で製造されたマイクロカプセルを乾燥処理する工程（ｄ）と、
   工程（ｄ）のマイクロカプセルと結合剤とを混合する工程（ｅ）と、
   工程（ｅ）で得られた物質を熱溶解を経て分散、冷却、粉砕した後、吹き付け或いは浸漬などの方法で基材表面にそれを付着させる工程（ｆ）とを含む保温又は放熱基材の製造方法。
2. 工程（ａ）の相変物質は直鎖アルキル、高級アルコール、有機酸であることを特徴とする請求項１に記載の保温又は放熱基材の製造方法。
3. 工程（ａ）の相変物質はエコノサン、テトラデカノール、ヘキサデカノール、ヘキサデジル酸、メチルヘキサデジル酸エステルであることを特徴とする請求項１に記載の保温又は放熱基材の製造方法。
4. 基材と請求項１記載のマイクロカプセル相変物質とを含むことを特徴とする保温又は放熱基材。
5. マイクロカプセル相変物質を製造する相変物質は直鎖アルキル、高級アルコール、有機酸であることを特徴とする請求項４に記載の保温と放熱基材。
6. マイクロカプセル相変物質を製造する相変物質はエコノサン、テトラデカノール、ヘキサデカノール、ヘキサデジル酸、メチルヘキサデジル酸エステルであることを特徴とする請求項５に記載の保温と放熱基材。
7. 持続して発熱する電器製品の外殻に保温又は放熱基材を使用することにより、速やかに電器内部で発生した熱がマイクロカプセル相変物質を通じて外界の冷気と熱交換し、電器製品内部の電子部品の耐用寿命を維持することを特徴とする保温又は放熱基材の適用方法。
8. 前記の電器製品はコンピューター、電子機器及び機械設備などの機械の外殻或いは放熱片であることを特徴とする請求項７に記載の保温と放熱基材の適用方法。

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