JP2017045647A

JP2017045647A - 温度制御装置

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Publication number: JP2017045647A
Application number: JP2015167964A
Authority: JP
Inventors: 井関　清治; Seiji Izeki; 清治井関
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2015-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: JP6527793B2

Abstract

【課題】本発明は、従来のような冷却装置を設ける必要がないシンプルかつコンパクトな構成を有し、しかも対象物の温度を高度に制御することができる温度制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の温度制御装置は、断熱材の片面に熱応答性部材を有する温度制御部材を含み、
前記温度制御部材は、温度制御部材Ａを含み、
前記温度制御部材Ａは、予め定められた温度Ｘ以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｘ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ａを有しており、
予め定められた温度Ｘ未満の時には、前記温度制御部材は対象物の表面を覆っており、
予め定められた温度Ｘ以上になった時には、前記温度制御部材Ａの熱応答性部材ａが伸長して、前記温度制御部材Ａと対象物との間隔が広がって対象物の熱が外部に放出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物の温度を制御するための温度制御装置に関する。

断熱材は多くの分野で使用されており、例えば、充電池は、その性能を十分に発揮させるための適切な温度範囲が存在するため、寒冷地等の気温の低い場所では充電池の温度を下げないために断熱材が用いられている。

しかし、充電池を断熱材等で覆うと、充電池を使用したときに発生した熱を放出することが出来なくなるため、充電池の温度が上昇し、その性能が低下する。

従来、この問題を解決するために、充電池を断熱材で覆い、充電池の温度が一定以上に達したときにファン等で冷却する温度制御装置が知られている（特許文献１）。

しかし、従来の温度制御装置は断熱材と共に冷却装置を設ける必要があり、温度制御装置が大型になるという問題があった。さらに、冷却装置として冷却ファン等を設けた場合は、冷却時に継続的にファンを回す電力が必要となる上、非常に複雑な配線の構成等が必要となる等の問題もあった。また、冷却装置としてヒートパイプ等を備えた場合（特許文献２）も同様に、その構造は非常に複雑かつ大きくなるという問題があった。

特開２００１−７６７７１号公報特開平１０−５５８２７号公報

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、従来のような冷却装置を設ける必要がないシンプルかつコンパクトな構成を有し、しかも対象物の温度を高度に制御することができる温度制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、対象物の温度を制御する温度制御装置であって、
断熱材の片面に熱応答性部材を有する温度制御部材を含み、
前記温度制御部材は、温度制御部材Ａを含み、
前記温度制御部材Ａは、予め定められた温度Ｘ以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｘ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ａを有しており、
予め定められた温度Ｘ未満の時には、前記温度制御部材は対象物の表面を覆っており、
予め定められた温度Ｘ以上になった時には、前記温度制御部材Ａの熱応答性部材ａが伸長して、前記温度制御部材Ａと対象物との間隔が広がって対象物の熱が外部に放出される、温度制御装置に関する。

前記温度制御部材は、温度制御部材Ｂを含み、
前記温度制御部材Ｂは、予め定められた温度Ｙ（ただし、温度Ｙ＞温度Ｘ）以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｙ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ｂを有しており、
予め定められた温度Ｙ以上になった時には、前記温度制御部材Ｂの熱応答性部材ｂが伸長して、前記温度制御部材Ｂと対象物との間隔が広がって対象物の熱がさらに外部に放出される態様であってもよい。

前記温度制御部材は、温度制御部材Ｃを含み、
前記温度制御部材Ｃは、予め定められた温度Ｚ（ただし、温度Ｚ＞温度Ｙ）以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｚ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ｃを有しており、
予め定められた温度Ｚ以上になった時には、前記温度制御部材Ｃの熱応答性部材ｃが伸長して、前記温度制御部材Ｃと対象物との間隔が広がって対象物の熱がさらに外部に放出される態様であってもよい。

本発明の温度制御装置は、断熱材の片面に熱応答性部材を有する温度制御部材によって構成されており、対象物の温度がある温度未満の時には、温度制御部材は対象物の表面を覆っているため断熱性に優れる。そして、本発明の温度制御装置は、対象物の温度がある温度になった時には、温度制御部材の熱応答性部材が伸長して、温度制御部材と対象物との間隔が広がって対象物の熱が外部に放出されるため冷却性（放熱性）に優れる。したがって、本発明によれば、温度によって断熱性と冷却性を大きく切り替えることができるため、従来のような冷却装置を設ける必要がないシンプルかつコンパクトな構成の温度制御装置を提供することができる。また、温度によって応答性の異なる複数の温度制御部材を用いた場合には、段階的に対象物の温度を制御することが可能であり、対象物の温度を高度に制御することができる。

本発明の温度制御装置が対象物の周囲に設けられた状態の一例を示す概略図

本発明の温度制御装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の温度制御装置が対象物の周囲（６面）に設けられた状態の一例を示す概略図（断面図）である。

図１（ａ）は、予め定められた温度Ｘ未満の時の温度制御装置の状態を示す概略図である。温度制御装置１は、断熱材２の片面に熱応答性部材ａ（３）を有する２つの温度制御部材Ａと、断熱材２の片面に熱応答性部材ｂ（４）を有する２つの温度制御部材Ｂと、断熱材２の片面に熱応答性部材ｃを有する２つの温度制御部材Ｃ（図示せず）とによって構成されている。本発明の温度制御装置１は、少なくとも１つの温度制御部材Ａを有していればよいが（残りは通常の断熱材でよい）、２つ以上の温度制御部材Ａを有することが好ましい。また、本発明の温度制御装置１は、さらに、少なくとも１つの温度制御部材Ｂを有することが好ましく、２つ以上の温度制御部材Ｂを有することがより好ましい。また、本発明の温度制御装置１は、さらに、少なくとも１つの温度制御部材Ｃを有することが好ましく、２つ以上の温度制御部材Ｃを有することがより好ましい。また、対象物５の周囲（例えば６面）に、温度によって応答性の異なる６つの温度制御部材Ａ〜Ｆをそれぞれ設けることも可能である。温度によって応答性の異なる複数の温度制御部材を用いることにより、段階的に対象物の温度を制御することが可能であり、対象物の温度を高度に制御することができる。なお、本発明の温度制御装置１が有する前記温度制御部材及び通常の断熱材の数は特に制限されず、対象物５の温度を制御する観点から適宜設計することができる。

図１（ａ）に示すように、予め定められた温度Ｘ未満の時には、前記温度制御部材Ａ〜Ｃは対象物５の表面を覆っており、温度制御装置１は断熱性を発揮している。

断熱材２は特に制限されず、公知のものを用いることができ、例えば、ポリウレタン発泡体及びポリスチレン発泡体などの樹脂発泡体が挙げられる。

熱応答性部材ａは、予め定められた温度Ｘ以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｘ未満のときには元の形状に戻る特性を有する。熱応答性部材ｂは、予め定められた温度Ｙ（ただし、温度Ｙ＞温度Ｘ）以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｙ未満のときには元の形状に戻る特性を有する。熱応答性部材ｃは、予め定められた温度Ｚ（ただし、温度Ｚ＞温度Ｙ）以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｚ未満のときには元の形状に戻る特性を有する。

当該特性を有する材料としては、例えば、液晶エラストマーが挙げられる。当該液晶エラストマーとしては、例えば、液晶ポリウレタンエラストマー、液晶シリコーンエラストマー、液晶アクリレートエラストマー、ポリＮ置換（メタ）アクリルアミド（例えば、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリビニルエーテル等が挙げられる。

液晶エラストマーとしては、活性水素基を有するメソゲン基含有化合物にアルキレンオキシド及び／又はスチレンオキシドを付加した液晶性化合物と、当該液晶性化合物の活性水素基と反応する化合物とを反応させて得られる液晶エラストマーを用いることが好ましい。前記液晶性化合物は、液晶性が発現する温度範囲が低い。そのため、当該液晶性化合物を用いることにより、無溶媒でかつ液晶性が発現した状態で反応硬化を行って液晶エラストマーを得ることができる。前記液晶エラストマーは、原料である前記液晶性化合物の液晶性が発現する温度範囲が低く、かつ架橋によるネットワーク構造を有するため、低温（例えば、０〜８０℃）で液晶性とゴム弾性を有する。当該液晶エラストマーは、メソゲン基が一軸方向に配向しているため、熱が加わることによりメソゲン基の配向度が減少して配向方向に縮むと共に配向方向に対して垂直方向に伸び、熱を除くことによりメソゲン基の配向度が増加して配向方向に伸びると共に配向方向に対して垂直方向に縮むという特徴的な応答挙動を示す。

前記メソゲン基含有化合物は、低温（例えば、０〜８０℃）で液晶エラストマーに液晶性とゴム弾性を発現させる観点から、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。

（式中、Ｘは活性水素基であり、Ｒ_１は単結合、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、又は−ＣＨ＝Ｎ−であり、Ｒ_２は単結合、又は−Ｏ−であり、Ｒ_３は単結合、又は炭素数１〜２０のアルキレン基である。ただし、Ｒ_２が−Ｏ−であり、かつＲ_３が単結合である場合を除く。）

Ｘとしては、例えば、ＯＨ、ＳＨ、ＮＨ_２、ＣＯＯＨ、又は二級アミンなどが挙げられる。

液晶相から等方相へ、又は等方相から液晶相への転移温度（Ｔｉ）が、０〜１００℃である液晶エラストマーを得るために、ビフェニル骨格（Ｒ_１が単結合）を有する化合物を用いることが好ましい。また、Ｒ_３がアルキレン基の場合、炭素数は２〜１０であることが好ましい。

付加するアルキレンオキシドは特に制限されず、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシド、２，３−ブチレンオキシド、シクロヘキセンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、メチルグリシジルエーテル、及びアリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。付加するスチレンオキシドは、ベンゼン環にアルキル基、アルコキシル基、又はハロゲンなどの置換基を有していてもよい。液晶相から等方相へ、又は等方相から液晶相への転移温度（Ｔｉ）が、０〜１００℃である液晶エラストマーを得るために、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシド、２，３−ブチレンオキシド、及びスチレンオキシドからなる群より選択される少なくとも１種のオキシドを付加することが好ましい。

また、アルキレンオキシド及び／又はスチレンオキシドは、一般式（１）で表される化合物１モルに対して２〜１０モル付加することが好ましく、２〜８モル付加することがより好ましい。付加モル数が２モル未満の場合には、液晶性化合物の液晶性が発現する温度範囲を十分に下げることが難しくなり、無溶媒でかつ液晶性が発現した状態で反応硬化を行うことが困難になる傾向にある。一方、付加モル数が１０モルを超える場合には、液晶性化合物が液晶性を発現しなくなる傾向にある。

前記液晶性化合物は、液晶相から等方相へ、又は等方相から液晶相への転移温度（Ｔｉ）が、１５〜１５０℃であることが好ましく、より好ましくは２５〜１２５℃である。

前記液晶性化合物は、１種で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

前記液晶性化合物の活性水素基と反応する化合物としては、例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、シラノール基含有化合物、ハロゲン化物、カルボン酸、アルコールなどが挙げられる。特に、液晶相から等方相へ、又は等方相から液晶相への転移温度（Ｔｉ）が、０〜１００℃である液晶エラストマーを得るために、イソシアネート化合物を用いることが好ましい。以下、液晶エラストマーについて、液晶ポリウレタンエラストマーを例に挙げて説明する。

液晶ポリウレタンエラストマーの原料であるイソシアネート化合物は、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用できる。例えば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−キシリレンジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

液晶ポリウレタンエラストマー内に架橋点を導入してネットワーク化するために、３官能以上のイソシアネート化合物を併用することが好ましく、特に３官能のイソシアネート化合物を併用することが好ましい。３官能以上のイソシアネート化合物としては、例えば、トリフェニルメタントリイソシアネート、トリス（イソシアネートフェニル）チオホスフェート、リジンエステルトリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，８−ジイソシアネート−４−イソシアネートメチルオクタン、及びビシクロヘプタントリイソシアネートなどのトリイソシアネート、テトライソシアネートシランなどのテトライソシアネートが挙げられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、多量化ジイソシアネートを用いてもよい。多量化ジイソシアネートとは、３つ以上のジイソシアネートが付加することにより多量化したイソシアネート変性体又はそれらの混合物である。イソシアネート変性体としては、例えば、１）トリメチロールプロパンアダクトタイプ、２）ビュレットタイプ、３）イソシアヌレートタイプなどが挙げられる。

ジイソシアネートと３官能のイソシアネート化合物を併用する場合、前者／後者＝１９／１〜１／１（重量比）で配合することが好ましい。

前記液晶エラストマーの効果を損なわない範囲で高分子量ポリオールを用いてもよい。高分子量ポリオールとしては、液晶ポリウレタンエラストマー内に架橋点を導入してネットワーク化するために、水酸基数３以上の高分子量ポリオールを用いてもよい。水酸基数は３であることが好ましい。高分子量ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びポリエステルポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

高分子量ポリオールの他に、前記液晶エラストマーの効果を損なわない範囲で活性水素基含有低分子量化合物を用いてもよい。活性水素基含有低分子量化合物とは、分子量が４００未満の化合物であり、例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、２，２，６，６−テトラキス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオール；エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、及びジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミン；モノエタノールアミン、２−（２−アミノエチルアミノ）エタノール、及びモノプロパノールアミン等のアルコールアミンなどが挙げられる。これら活性水素基含有低分子量化合物は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

前記液晶エラストマーは、原料として前記液晶性化合物を５０〜９０重量％含むことが好ましく、より好ましくは６０〜８０重量％である。液晶性化合物の配合量を多くしてメソゲン基の含有量を多くすることにより、温度変化によって大きく変形する液晶エラストマーを得ることができる。本発明においては、前記液晶性化合物を用いているため、液晶性化合物の含有量を多くしても得られる液晶エラストマーは低弾性率である。液晶性化合物の含有量が５０重量％未満の場合には、液晶エラストマーの液晶が発現し難くなる傾向にある。一方、液晶性化合物の含有量が９０重量％を超える場合には、分子内に架橋点を導入し難くなるため、硬化し難くなる傾向にある。

前記液晶ポリウレタンエラストマーは、ポリウレタン原料組成物を加熱してウレタン化反応によって硬化させることにより得られる。そして、ウレタン化反応中に、液晶性化合物が液晶性を発現した状態で、液晶性化合物のメソゲン基を一軸方向に配向させ、メソゲン基を配向させた状態で硬化させる。メソゲン基を一軸方向に配向させる方法は特に制限されないが、例えば、配向膜上でウレタン化反応を行う方法、ウレタン化反応時に電場又は磁場をかけて配向させる方法、半硬化状態の時に延伸する方法などが挙げられる。

活性水素基を有するメソゲン基含有化合物に、アルキレンオキシド及び／又はスチレンオキシドを付加することによりメソゲン基の熱的安定性が低下し、それにより液晶性が発現する温度範囲を低下させることが出来る。当該液晶性化合物を用いることにより、無溶媒でかつ液晶性が発現した状態で反応硬化を行うことができる。液晶性が発現した状態で反応硬化を行うことにより、メソゲンの結晶性を阻害して結晶相の形成を防ぐことができる。

ポリウレタン原料組成物中の液晶性化合物の含有量は５０〜９０重量％であることが好ましく、より好ましくは６０〜８０重量％である。ポリウレタン原料組成物は無溶媒条件下で各原料成分を混合して調整する。

前記液晶ポリウレタンエラストマーは、プレポリマー法により製造してもよく、ワンショット法により製造してもよい。なお、第３級アミン系等の公知のウレタン反応を促進する触媒を使用してもかまわない。

前記液晶エラストマーは、液晶相から等方相へ、又は等方相から液晶相への転移温度（Ｔｉ）が、０〜１００℃であることが好ましく、より好ましくは０〜８５℃である。

前記予め定められた温度Ｘ、Ｙ、及びＺは、前記熱応答性部材ａ〜ｃを構成する材料に応じて適宜調整することができる。一例としては、前記熱応答性部材ａ〜ｃの材料として液晶ポリウレタンエラストマーを用いた場合、前記予め定められた温度Ｘ、Ｙ、及びＺの調整は、前記液晶ポリウレタンエラストマーのＴｉを調整することによって行うことが出来る。前記液晶ポリウレタンエラストマーのＴｉは、種々の手法により調整することが出来る。例えば、前記一般式（１）で表されるメソゲンジオールのアルキレンオキサイドの付加数が大きいと前記Ｔｉが小さくなり、当該付加数が小さいとＴｉが大きくなることから、当該アルキレンオキサイドの付加数を調整することによりＴｉを調整することができる。他の例としては、前記液晶ポリウレタンエラストマー内に架橋点が多いとＴｉが小さくなり、当該架橋点が少ないとＴｉが大きくなることから、架橋剤を調整することによりＴｉを調整することができる。他の例としては、液晶性発現の元となるメソゲンの凝集を阻害する方向に配合を調整するとＴｉが小さくなり、凝集を誘起する方向に配合を調整するとＴｉが大きくなることから、メソゲンの凝集を調整することによりＴｉを調整することができる。また、前記メソゲンジオールの含有量が多くなるほどＴｉは高くなるので、当該含有量を調整することによっても液晶ポリウレタンエラストマーのＴｉを調整することができる。液晶ポリウレタンエラストマーの原料であるイソシアネート化合物として高結晶性イソシアネート化合物、芳香環含有イソシアネート化合物を用いるとＴｉが高くなる傾向があることから、イソシアネート化合物の種類によってＴｉを調整することができる。

前記熱応答性部材ａ、ｂ、又はｃは、予め定められた温度Ｘ、Ｙ、又はＺ以上の時に液晶相から等方相に相転移するモノドメイン構造を有することが好ましい。前記熱応答性部材ａ〜ｃの材料として前記液晶ポリウレタンエラストマーを用いる場合、モノドメインの配向方向が縮む方向になり、配向方向に対して垂直方向が伸びる方向になる。そのため、モノドメインの配向方向を断熱材２の平面に対して平行にしておくことが好ましい。また、前記熱応答性部材ａ〜ｃの材料として液晶ポリウレタンエラストマーを用いる場合、配向方向の縮み量は、例えば、モノドメインの配向度、架橋度、及び液晶性発現の元となるメソゲンの凝集度などを調整することにより調整することができる。

前記熱応答性部材ａ〜ｃは、温度制御装置の断熱性能を向上させるために、空隙を有することが好ましい。熱応答性部材ａ〜ｃの材料として液晶エラストマーを用いる場合、発泡液晶エラストマーを用いることが好ましい。断熱性能の観点から発泡率は高い方が好ましいが、発泡率が高すぎると前記熱応答性部材ａ〜ｃの機能が発現し難くなるため、液晶エラストマーの種類に応じて発泡率を適宜調整する。発泡液晶エラストマーは、例えば、メカニカルフロス法、中空フィラーを含有させる方法、及び発泡剤により発泡させる方法などにより製造することができる。

図１（ｂ）は、予め定められた温度Ｘ以上になった時の温度制御装置の状態を示す概略図である。

対象物５が発熱し、予め定められた温度Ｘ以上になると、前記熱応答性部材ａ（３）が伸長して前記温度制御部材Ａと対象物５との間隔が広がって、隣接する断熱材２の間に隙間が生じ、当該隙間から対象物５の熱が外部に放出されやすくなり、対象物５は冷却される。

図１（ａ）に示す温度制御装置の状態と図１（ｂ）に示す温度制御装置の状態は、予め定められた温度Ｘを境に可逆的に変化する。

図１（ｃ）は、予め定められた温度Ｙ（ただし、温度Ｙ＞温度Ｘ）以上になった時の温度制御装置の状態を示す概略図である。

対象物５がさらに発熱し、予め定められた温度Ｙ以上になると、前記熱応答性部材ｂ（４）が伸長して前記温度制御部材Ｂと対象物５との間隔が広がって、隣接する断熱材２の間の隙間が大きくなり、当該隙間から対象物５の熱がさらに外部に放出されやすくなり、対象物５はさらに冷却される。

図１（ｂ）に示す温度制御装置の状態と図１（ｃ）に示す温度制御装置の状態は、予め定められた温度Ｙを境に可逆的に変化する。

対象物５がさらに発熱し、予め定められた温度Ｚ（ただし、温度Ｚ＞温度Ｙ）以上になると、前記熱応答性部材ｃが伸長して前記温度制御部材Ｃと対象物５との間隔が広がって、隣接する断熱材２の間の隙間が大きくなり、当該隙間から対象物５の熱がさらに外部に放出されやすくなり、対象物５はさらに冷却される（図示せず）。

以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

＜測定・評価方法＞
〔熱応答性部材の液晶相から等方相への転移温度（Ｔｉ）の測定〕
Ｔｉは、示差走査熱量分析器ＤＳＣ（株式会社日立ハイテクサイエンス社製、商品名：Ｘ−ＤＳＣ７０００）を用いて、２０℃／分の条件で測定した。

〔伸長率の評価〕
熱応答性部材を４０℃及び６０℃に加熱した時の長さを測定し、２０℃における長さと比較した。

製造例１
〔液晶性化合物であるメソゲンジオールＡの合成〕
反応容器にＢＨ６（１００ｇ）、ＫＯＨ３．８ｇ、及びＤＭＦ６００ｍｌを入れて混合し、その後、プロピレンオキシドをＢＨ６（１モル）に対して４当量添加し、加圧条件下で１２０℃で２時間反応させた。その後、シュウ酸３．０ｇを添加して付加反応を停止させ、吸引ろ過により塩を除去し、さらにＤＭＦを減圧蒸留により除去して、目的物であるメソゲンジオールＡ（構造異性体を含んでいてもよい）を得た。当該反応を下記化学式２に示す。

（式中、ｍ＋ｎ＝４である。）

製造例２
〔液晶性化合物であるメソゲンジオールＢの合成〕
反応容器にＢＨ６（１００ｇ）、ＫＯＨ３．８ｇ、及びＤＭＦ６００ｍｌを入れて混合し、その後、プロピレンオキシドをＢＨ６（１モル）に対して３当量添加し、加圧条件下で１２０℃で２時間反応させた。その後、シュウ酸３．０ｇを添加して付加反応を停止させ、吸引ろ過により塩を除去し、さらにＤＭＦを減圧蒸留により除去して、目的物であるメソゲンジオールＢ（構造異性体を含んでいてもよい）を得た。当該反応を下記化学式３に示す。

（式中、ｍ＋ｎ＝３である。）

実施例１
前記メソゲンジオールＡ１００ｇ、ヘキサメチレンジイソシアネート２３ｇ、ＨＤＩ系イソシアヌレート（住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールＮ３３００）６ｇ、及び触媒（ＴＥＤＡ−Ｌ３３、東ソー社製）１ｇを１００℃で混合した。その後、反応溶液を予め１００℃に加温した金型内に流し入れ、１００℃で３０分硬化させて、所定のサイズの半硬化状態の液晶ポリウレタンエラストマーを得た。金型から脱型した後、２０℃で試料を一軸方向に伸長することで、液晶ポリウレタンエラストマーからなる熱応答性部材ａを作製した。

実施例２
前記メソゲンジオールＢ１００ｇ、ヘキサメチレンジイソシアネート２５ｇ、ＨＤＩ系イソシアヌレート（住化バイエルウレタン株式会社製、スミジュールＮ３３００）７ｇ、整泡剤（Ｂ−８０１７、ゴールドシュミット社製）１ｇ、及び触媒（ＴＥＤＡ−Ｌ３３、東ソー社製）１ｇを１００℃で混合した。そして、撹拌翼を用いて、回転数９００ｒｐｍで反応系内に気泡を取り込むように約１分間激しく撹拌を行った。その後、反応溶液を予め１００℃に加温した金型内に流し入れ、１００℃で３０分硬化させて、所定のサイズの半硬化状態の液晶ポリウレタンエラストマーを得た。金型から脱型した後、２０℃で試料を一軸方向に伸長することで、発泡液晶ポリウレタンエラストマーからなる熱応答性部材ｂを作製した。

熱応答性部材ａ及びｂに係る測定・評価結果を表１に示す。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、上記の説明はあらゆる点において本発明の一例にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことが可能である。

本発明の温度制御装置は、対象物の温度を制御するための温度制御装置として利用することができる。

１温度制御装置
２断熱材
３熱応答性部材ａ
４熱応答性部材ｂ
５対象物
Ａ温度制御部材Ａ
Ｂ温度制御部材Ｂ

Claims

対象物の温度を制御する温度制御装置であって、
断熱材の片面に熱応答性部材を有する温度制御部材を含み、
前記温度制御部材は、温度制御部材Ａを含み、
前記温度制御部材Ａは、予め定められた温度Ｘ以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｘ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ａを有しており、
予め定められた温度Ｘ未満の時には、前記温度制御部材は対象物の表面を覆っており、
予め定められた温度Ｘ以上になった時には、前記温度制御部材Ａの熱応答性部材ａが伸長して、前記温度制御部材Ａと対象物との間隔が広がって対象物の熱が外部に放出される、温度制御装置。
前記温度制御部材は、温度制御部材Ｂを含み、
前記温度制御部材Ｂは、予め定められた温度Ｙ（ただし、温度Ｙ＞温度Ｘ）以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｙ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ｂを有しており、
予め定められた温度Ｙ以上になった時には、前記温度制御部材Ｂの熱応答性部材ｂが伸長して、前記温度制御部材Ｂと対象物との間隔が広がって対象物の熱がさらに外部に放出される、請求項１に記載の温度制御装置。
前記温度制御部材は、温度制御部材Ｃを含み、
前記温度制御部材Ｃは、予め定められた温度Ｚ（ただし、温度Ｚ＞温度Ｙ）以上の時には伸長し、予め定められた温度Ｚ未満のときには元の形状に戻る特性を有する熱応答性部材ｃを有しており、
予め定められた温度Ｚ以上になった時には、前記温度制御部材Ｃの熱応答性部材ｃが伸長して、前記温度制御部材Ｃと対象物との間隔が広がって対象物の熱がさらに外部に放出される、請求項２に記載の温度制御装置。
前記熱応答性部材は、予め定められた温度以上の時に液晶相から等方相に相転移するモノドメイン構造を有する請求項１〜３のいずれかに記載の温度制御装置。
前記熱応答性部材のモノドメインの配向方向は、前記断熱材の平面に対して平行である請求項４に記載の温度制御装置。
前記熱応答性部材は、液晶ポリウレタンエラストマーを含む請求項１〜５のいずれかに記載の温度制御装置。
前記熱応答性部材は、空隙を有する請求項１〜６のいずれかに記載の温度制御装置。