JP2016030246A

JP2016030246A - 吸液体

Info

Publication number: JP2016030246A
Application number: JP2014154505A
Authority: JP
Inventors: 金山　学; Manabu Kanayama; 学金山
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-03-07

Abstract

【課題】吸液性及び保液性が良好であって、表面の強度があり、かつかつ車載用水冷式電池の吸液体として使用された際に異音を生じ難く、自動車部材に求められる吸音性や断熱性が良好な吸液体の提供を目的とする。【解決手段】水冷式電池６１が載置される車両の電池載置部７１と水冷式電池６１との間に配置される吸液体１０であり、液体の含浸性を有するウレタンフォーム又はメラミンフォームからなる発泡体２１と、前記発泡体２１の両面に接着された繊維体３１、４１との三層構造からなり、車両の電池載置部側の面を、車両の電池載置部７１の凹凸部分が嵌まる凹凸形状に賦形した。【選択図】図２

Description

本発明は、吸液体に関し、特には車載用水冷式電池から冷却液が漏れた際にその冷却液を吸収するために好適な吸液体に関する。

リチウムイオン電池等の二次電池の超高密度化に伴って、特に自動車用途においては、電池に対する冷却性を高めるため、これまでの空冷式よりも冷却効率の高い水冷式に転換することが行われつつある。

車載用電池を水冷式にすると、衝突事故などが起きた際に冷却液が漏れた場合、その漏れた冷却液によって新たな車両故障を引き起こす虞がある。そのため、漏れた冷却液を吸収するため、一般的な用途に用いられている吸水体を用いることを試みた。

しかし、従来の吸水体は、単なる発泡体からなるものであり、車載用水冷式電池に使用されることを考慮したものではないため、保液性が良好で無かったり、振動等によって水冷式電池や車体の水冷式電池載置部などと擦れあって、吸水体の表面が傷付いたり異音を生じたりする問題がある。さらに、自動車用途に求められる吸音性や断熱性についても、従来の吸水体は考慮されていなかった。

特開平１０−１４０１３号公報特開２０１３−８９３４１号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、吸液性及び保液性が良好であって、かつ表面の強度があり、車載用水冷式電池の吸液体として使用された際に異音を生じ難く、自動車部材に求められる吸音性や断熱性が良好な吸液体の提供を目的とする。

請求項１の発明は、液体の含浸性を有する発泡体の両面に繊維体が接着された吸液体に係る。
請求項２の発明は、請求項１において、前記発泡体がウレタンフォームからなることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１において、前記発泡体がメラミンフォームからなることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記発泡体の片面に接着された繊維体が親水性を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記吸液体は、水冷式電池が載置される車両の電池載置部と前記水冷式電池との間に配置されることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５において、前記吸液体における前記車両の電池載置部側の面は、前記車両の電池載置部の凹凸部分が嵌まる凹凸形状に賦形されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、液体の含浸性を有する発泡体とその両面の繊維体とによって、吸液体は吸液性及び保液性（含浸した液体の保持性）が良好となり、かつ発泡体が繊維体で保護されるために表面の強度が向上する。さらに、請求項１の発明の吸液体は、車載用水冷式電池の吸液体として使用された際に、擦られても発泡体と繊維体によって異音を生じ難く、かつ、自動車部材に求められる吸音性や断熱性が良好である。

請求項２の発明によれば、発泡体がウレタンフォームからなるため、吸液体の耐久性が高く、かつ安価なものにできる。
請求項３の発明によれば、発泡体がメラミンフォームからなるため、吸液体の吸液性が高くなり、しかもメラミンフォームの両面が繊維体で保護されるため、吸液体表面の強度が高くなる。
請求項４の発明によれば、発泡体の片面に接着された繊維体が親水性を有することにより、吸液体の吸液性が高くなる。

請求項５の発明によれば、前記吸液体は、水冷式電池が載置される車両の電池載置部と前記水冷式電池との間に配置されることにより、水冷式電池の冷却装置から漏れる冷却液を吸液して保液し、かつ水冷式電池や車両の電池載置部と擦られても異音の発生を防ぎ、吸音性や断熱性を発揮することができる。

請求項６の発明によれば、吸液体における車両の電池載置部側の面は、車両の電池載置部の凹凸部分が嵌まる凹凸形状に賦形されているため、吸液体が車両の電池載置部の凹部にも入り込んで充分な体積を有することになり、吸液体による吸液量及び保液量を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る吸液体の一部を示す断面図である。本発明の一実施形態に係る吸液体の使用状態の例を示す断面図である。本発明の吸液体の製造時の例を示す断面図である

図１に示す本発明の一実施形態に係る吸液体１０は、水冷式電池が載置される車両の電池載置部と前記水冷式電池との間に配置されるものであり、発泡体２１と、前記発泡体２１の両面に接着された繊維体３１、４１とからなる。前記吸液体１０は、図示の例では板状からなり、車両の電池載置部側の面（下面）１１は、車両の電池載置部の凹凸形状部分が嵌まる凹凸形状１３に賦形され、他面（上面）１２が平面になっている。符号１４は凹部、１５は凸部である。なお、前記凹部１４においても前記発泡体２１は厚みが残されている。

前記発泡体２１は、液体の含浸性を有するものであり、ウレタンフォーム、メラミンフォームが好ましい。ウレタンフォームとしては、軟質または半硬質が好ましく、密度（ＪＩＳＫ７２２２）１０〜６０ｋｇ／ｍ^３、硬さ（ＪＩＳＫ６４００−２、２５％ＩＬＤ）により測定した硬さが５０〜１５０Ｎが好ましい。一方、メラミンフォームとしては、ＪＩＳＫ７２２２により測定した密度が５．０〜３０ｋｇ／ｍ^３が好ましい。前記発泡体２１の厚みは、限定されないが、通常５〜２０ｍｍ程度が好ましい。

前記繊維体３１、４１は、前記発泡体２１の表面を保護すると共に保液性を高めるものである。前記繊維体３１、４１としては、限定されず、繊維系の不織布、織物等を挙げることができる。特に繊維系の不織布が好適である。不織布としては、ニードルパンチ法、スパンポンド法、サーマルボンド法など、何れの方法により形成されたものでもよい。不織布の目付量は、前記発泡体２１の保護及び保液性向上のために３０ｇ／ｍ^２〜１５０ｇ／ｍ^２がより好ましい。なお、下記の熱硬化性接着剤をあらかじめ含浸させた不織布等を用いてもよい。

また、前記発泡体２１の少なくとも片面の繊維体４１を、親水性を有するものとして、該親水性を有する繊維体４１を水冷式電池側となる上面部とするのが好適である。上面部の繊維体４１を、親水性を有するものとすることで、水冷式電池から冷却液が漏れた場合などに、冷却液の吸液性がより良好なものとなる。親水性を有する繊維体としては、不織布に親水化剤を含浸させて後処理したものや、熱可塑性繊維に親水化剤を添加、混練りしたものなどを挙げることができる。熱可塑性繊維に添加する親水化剤としては、特に限定されず、従来公知の界面活性剤等の親水化剤を挙げることができる。

一方、水冷式電池とは反対側となる下面部の繊維体３１は、撥水性を有する繊維体とすることもできる。下面部の繊維体３１を、撥水性を有するものとすることで、水冷式電池から冷却液が漏れて前記発泡体２１に保持された場合などに、冷却液を下面部の繊維体３１から外部へ漏れにくくすることができる。撥水性の繊維体としては、不織布に撥水剤を含浸させて後処理したものや、熱可塑性繊維に撥水剤を添加、混練りしたものなどを挙げることができる。撥水剤としては、特に限定されず、フッ素系化合物、ポリオレフィン系化合物、シリコーン化合物等を挙げることができる。

前記発泡体２１と前記繊維体３１、４１を接着する接着剤は、これらを接着可能であればよく、熱硬化性接着剤やホットメルト接着剤のような加熱により接着力を呈するものでもよいが、より好ましくは熱硬化性接着剤が好ましい。熱硬化性接着剤としては、加熱することで樹脂中の硬化剤が活性化し、硬化する例えば、メラミン、フェノール、エポキシ、レゾルシノール系樹脂、等を挙げることができるが、特に熱硬化性接着剤は、前記吸液体１０を熱プレスで製造する場合に、熱プレス時に賦形と同時に前記発泡体２１と前記繊維体３１、４１の接着を行うことができるため、作業性がよい。熱硬化性接着剤としては、１価および多価フェノールからなる熱硬化性タイプのレゾルシノール系樹脂(ＤＦＫ樹脂)、等を挙げることができる。なお、このレゾルシノール系樹脂(ＤＦＫ樹脂)には、樹脂の一部に疎水基又は親水基を導入することにより、撥水性のものや親水性のものがあり、不織布と発泡体とを接着するとともにそれぞれ撥水性や親水性を付与することができる。

また、ホットメルト接着剤としては、融点が９０〜１３０℃程度である熱可塑性樹脂からなり、シート状、より好ましくは不織布状（繊維状）が好ましい。このホットメルトシートに用いられる熱可塑性樹脂は、ポリアミド、ポリエステルなどが好ましい。不織布状のホットメルト（シート）は、熱可塑性樹脂を溶融してノズルから吐出して糸状となし、糸状が融着してシート状になっているものであり、吸液体の吸液速度や吸液性の観点から好ましい。

図２に前記吸液体１０を車載用水冷式電池６１の液漏れ用に使用する例を示す。前記車載用水冷式電池６１は、リチウムイオン電池６３と水冷装置６５とからなる。水冷装置６５は循環する冷却水によってリチウムイオン電池６３を冷却するように構成され、車両の電池載置部７１に前記吸液体１０を介して載置される。

前記車両の電池載置部７１は、上面が補強用に凹凸形状７３となっている。前記吸液体１０は、前記凹凸形状１３を下向きにし、前記凹凸形状１３が前記電池載置部７１の凹凸形状７３に嵌まるように配置される。前記吸液体１０は、前記車載用水冷式電池６１の底面より大きい寸法とされ、前記車載用水冷式電池６１の底面の外方へはみ出した部分１５は、上方へ折り曲げられて前記車載用水冷式電池６１の側面に重ねられ、テープなどの結束具や係合具で固定される。また、前記はみ出した部分１５等には穴をあけることも可能である。これにより、ボデー本体等との取付等のための位置決めの利用に供することができる。

自動車の事故等によって前記車載用水冷式電池６１から冷却液が漏れる事態になった場合、漏れた冷却液は、前記車載用水冷式電池６１と前記電池載置部７１間に介在する前記吸液体１０に含浸して（吸液されて）、保持（保液）され、広い範囲に流出することが防がれる。その際、前記電池載置部７１の凹凸形状７３の凹部にも前記吸液体１０が存在するため、前記吸液体１０による吸液量及び保液量が多く、漏れた冷却液が拡散するのを効果的に防ぐことができる。

前記吸液体１０の製造方法について説明する。前記吸液体１０の製造は、熱プレスによって行うのが、作業性の点で好ましい。例えば、図３に示すように、前記繊維体３１、４１と前記発泡体２１における少なくとも一方の接着面（図示の例では繊維体３１、４１の接着面）に熱硬化性接着剤５１、５３を塗布した後、前記繊維体３１と前記発泡体２１及び前記繊維体４１を、熱プレス下型８１と熱プレス上型８３で熱プレスすることにより行う。

前記熱プレス下型８１と前記熱プレス上型８３には、前記熱硬化性樹脂５１、５３を硬化温度に加熱するための加熱手段（図示せず）、例えば電熱ヒーター等が埋設されている。また、図示の例では、前記熱プレス上型８３の型面には、前記電池載置部７１の凹凸形状７３を反転させた凹凸形状８７が形成されている。

前記熱プレスによって、前記繊維体３１、４１と前記発泡体２１の賦形及び接着が行われ、図１に示した前記吸液体１０が得られる。

次に示す部材を用いて熱プレスによって実施例１〜６の吸液体を製造した。
発泡体１：密度（ＪＩＳＫ７２２２）９．５ｋｇ／ｍ^３、厚み１５ｍｍのメラミンフォーム、品名：市販品（ＢＡＳＦ社製、商品名「バソテクトＴＧ」
発泡体２：密度（ＪＩＳＫ７２２２）９．５ｋｇ／ｍ^３、厚み１５ｍｍのメラミンフォーム、品名：市販品（ＢＡＳＦ社製、商品名「バソテクトＧ＋」
発泡体３：密度（ＪＩＳＫ７２２２）１６ｋｇ／ｍ^３、硬さ（ＪＩＳＫ６４００−２）１７Ｎ、厚み１５ｍｍのポリエーテルウレタンフォーム、品名：ＥＪＱ、（株）イノアックコーポレーション製
繊維体１：品名「メーユカペーパー（親水処理タイプ）」、レゾルシノール系樹脂(ＤＦＫ樹脂)が含浸されたポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)繊維からなる不織布（不織布の目付量が８０ｇ／ｍ^２）、 (有限会社デーエフケー、商品名：メーユカペーパー、タイプ名：ＸＰ４０１１４−１)。
繊維体２：ポリエチレンテレフタラート(ＰＥＴ)繊維からなる不織布、目付量８０ｇ／ｍ^２。
接着剤１：１価および多価フェノールからなる熱硬化性タイプのレゾルシノール系樹脂(ＤＦＫ樹脂、親水タイプ)
接着剤２：不織布状ホットメルトシート。ポリアミド樹脂製で融点１１０℃、目付量３０ｇ／ｍ^２。

実施例１の製造は、発泡体１の両側に接着剤２としての不織布状ホットメルトシートを配置し、さらにその両側に親水処理が未処理の繊維体２（ＰＥＴ繊維からなる不織布、目付量８０ｇ／ｍ^２。）を配置した状態で平らな熱板で挟み、４５秒間熱プレスすることにより行った。熱プレス時の温度は１９０℃、圧縮程度は３３％（元厚み１５ｍｍを圧縮して１０ｍｍに圧縮成形）である。

実施例２、４、６の製造は、各発泡体１，２，３の発泡体の表側（電池側）に親水性の繊維体１を配置し、発泡体の裏面側に接着剤２としての不織布状ホットメルトシートを配置し、さらにその外側に親水処理が未処理の繊維体２（ＰＥＴ繊維からなる不織布、目付量８０ｇ／ｍ^２。）を配置した状態で平らな熱板で挟み、４５秒間熱プレスすることにより行った。熱プレス時の温度は１９０℃、圧縮程度は３３％（元厚み１５ｍｍを圧縮して１０ｍｍに圧縮成形）である。

実施例３、５，７の製造は、各発泡体１、２，３の両側に親水性の繊維体１（接着剤１を含浸させた不織布、不織布自体の目付量が８０ｇ／ｍ^２であり、この不織布に含浸させた親水タイプのＤＦＫ樹脂の目付量が３５ｇ／ｍ^２である。）を配置した状態で平らな熱板で挟み、４５秒間熱プレスすることにより行った。熱プレス時の温度は１９０℃、圧縮程度は３３％（元厚み１５ｍｍを圧縮して１０ｍｍに圧縮成形）である。
さらに、比較例１〜３については、表１のように発泡体、繊維体を選択して、上記実施例１〜７のように製造した。なお、繊維体がない場合であっても、同じ条件で熱圧縮成形した。

前記各実施例及び各比較例について、吸液速度、保液量、保液率を測定した。
吸液速度は、吸液体の繊維体上に水滴１ｍｌを滴下し、吸液体内に水滴が完全に浸透するまでの時間を測定した。
保液量及び保液率については、まず、試験前の吸液体の重量（Ａ）を測定し、次に、容器内の水に吸液体を浸漬し３０秒放置後、吸液体を手で５回圧縮して吸液体の内部の気泡を水と置換させて吸液体の内部を水で満たした後、吸液体を水から取り出して直ちに重量（Ｂ）を測定する。さらに金網の上で吸液体を６０秒放置した後に吸液体の重量（Ｃ）を測定し、次の式で算出した。なお、評価用の吸液体は５ｃｍ×５ｃｍ（厚みは１ｃｍ）とした。
保液量（ｇ）＝Ｃ−Ａ
保液量率（％）＝（保液量／吸液体の試験片の容積）×１００
保液率（％）＝１００×｛（Ｃ−Ａ）／（Ｂ−Ａ）｝
実施例及び比較例の測定結果は表１のとおりである。

繊維体（不織布）を発泡体の両面に有しない比較例１、３及び発泡体の下面のみに繊維体（不織布）を有する比較例２は、熱プレスによる成形性が悪く加工性の評価が×であった。これに対し、実施例１〜７は、発泡体の両面に繊維体を重ねて熱成形しているため、熱圧縮により成形されるとともに、発泡体と接着し、加工性が○となっている。これにより、ウレタンフォームやメラミン発泡体等の発泡体の弾性復元力によるスプリングバックを防止し、賦形性に優れることがわかる。
さらに、発泡体の表面に繊維体が存在することにより、保液量率が１００％を超え、発泡体の両面に繊維体を有する実施例１〜７では保液量率が１０５％を超えている。また、発泡体の表面に繊維体が存在することにより、耐久性、耐摩耗性が向上し、使用による耐久性に優れることとなる。

一方、繊維体（不織布）を積層しないで、熱圧縮により凹凸加工しただけの比較例１、３は、長期間の使用により、形状が崩れ、表面に傷が入りやすく、傷みやすい。
さらに、発泡体の表側（電池側）に親水性の繊維体がある実施例２〜７は、吸液速度に優れ、また、保液量、保液量率、保液率に優れる。
一方、発泡体の表側（電池側）に親水性の繊維体がない比較例１、３は、保液率に劣る。

なお、前記車載用水冷式電池は図示の例に限られず、水冷により冷却する他の構造のものに対しても本発明の吸液体を使用することができる。

１０吸液体
２１発泡体
３１、４１繊維体

Claims

液体の含浸性を有する発泡体の両面に繊維体が接着されたことを特徴とする吸液体。
前記発泡体がウレタンフォームからなることを特徴とする請求項１に記載の吸液体。
前記発泡体がメラミンフォームからなることを特徴とする請求項１に記載の吸液体。
前記発泡体の片面に接着された繊維体が親水性を有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の吸液体。
前記吸液体は、水冷式電池が載置される車両の電池載置部と前記水冷式電池との間に配置されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の吸液体。
前記吸液体における前記車両の電池載置部側の面は、前記車両の電池載置部の凹凸部分が嵌まる凹凸形状に賦形されていることを特徴とする請求項５に記載の吸液体。