JP2020125383A - Heat transport medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱輸送媒体に関するものである。 The present invention relates to heat transport media.
特許文献１に、熱輸送媒体が記載されている。この熱輸送媒体は、水と、オルトケイ酸エステルとを含む熱輸送媒体である。オルトケイ酸エステルは、イオン性腐食防止剤（すなわち、イオン性防錆剤）の代わりに用いられている。 Patent Document 1 describes a heat transport medium. This heat transport medium is a heat transport medium containing water and an orthosilicate ester. Orthosilicate esters are used in place of ionic corrosion inhibitors (ie, ionic rust inhibitors).
上記の熱輸送媒体によれば、イオン性防錆剤が含まれる従来の熱輸送媒体と比較して、イオン性防錆剤の含有量を減らすことができる。または、熱輸送媒体にイオン性防錆剤が含まれないようにすることができる。このため、イオン性防錆剤が含まれる従来の熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体の導電率を低くすることができる。 According to the above heat transport medium, the content of the ionic rust preventive agent can be reduced as compared with the conventional heat transport medium containing the ionic rust preventive agent. Alternatively, the heat transport medium may be free of ionic rust inhibitor. Therefore, the conductivity of the heat transport medium can be lowered as compared with the conventional heat transport medium containing the ionic rust preventive agent.
しかしながら、この熱輸送媒体中に、オルトケイ酸エステルを出発材料とした凝集体が生じる。この凝集体が熱輸送媒体の流路のつまりの原因になるという課題が本発明者によって見出された。 However, in this heat transport medium, agglomerates starting from orthosilicate ester are formed. The present inventors have found a problem that this aggregate causes the clogging of the flow path of the heat transport medium.
本発明は上記点に鑑みて、導電率が低く、かつ、熱輸送媒体中に生じる凝集体を小さく抑えることができる熱輸送媒体を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a heat transport medium having a low electric conductivity and capable of suppressing aggregates generated in the heat transport medium to be small.
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明によれば、
発熱体の熱を輸送する液状の熱輸送媒体は、
液状の基材と、
下記の式（I）、（II）または（III）で示されるＳｉ化合物とを含む。
In order to achieve the above object, according to the invention of claim 1,
The liquid heat transport medium that transports the heat of the heating element is
A liquid base material,
And a Si compound represented by the following formula (I), (II) or (III).
（式（I）中のＲ１〜Ｒ３は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基を表す。式（I）中のＺは、式中のＳｉと直接結合する酸素を含む基を表す。） (R 1 to R 3 in the formula (I) are the same or different from each other and represent a group containing no oxygen which is directly bonded to Si in the formula. Z in the formula (I) directly represents Si in the formula. Represents a group containing a bonded oxygen.)
（式（II）中のＲ１、Ｒ２は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基を表す。式（II）中のＺ１、Ｚ２は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含む基を表す。） (R 1 and R 2 in the formula (II) are the same or different from each other and represent a group containing no oxygen which is directly bonded to Si in the formula. Z 1 and Z 2 in the formula (II) are the same as each other. Or, differently, represents a group containing oxygen directly bonded to Si in the formula.)
（式（III）中のＲは、式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない非水溶性の基を表す。式（III）中のＺ１、Ｚ２、Ｚ３は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含む基を表す。） (R in the formula (III) represents a water-insoluble group containing no oxygen and directly bonded to Si in the formula. Z 1 , Z 2 , and Z 3 in the formula (III) are the same or different from each other. , Represents a group containing oxygen directly bonded to Si in the formula.)
これによれば、イオン性防錆剤が含まれる従来の熱輸送媒体と比較して、イオン性防錆剤の含有量を減らすことができる。または、熱輸送媒体にイオン性防錆剤が含まれないようにすることができる。このため、イオン性防錆剤が含まれる従来の熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体の導電率を低くすることができる。 According to this, compared with the conventional heat transport medium containing an ionic rust preventive, the content of the ionic rust preventive can be reduced. Alternatively, the heat transport medium may be free of ionic rust inhibitor. Therefore, the conductivity of the heat transport medium can be lowered as compared with the conventional heat transport medium containing the ionic rust preventive agent.
ところで、オルトケイ酸エステルの分子は、Ｓｉ原子に４つの酸素原子が直接結合している。これらの酸素原子に、別の原子または基が結合している。オルトケイ酸エステルの分子は、この酸素原子の部分で、Ｓｉを含む部分とそれ以外の部分とに分解される。分解後のＳｉを含む部分に、他のものが新たに結合する。すなわち、この酸素原子の部分で、加水分解、縮合重合等の反応が生じる。 By the way, in the molecule of orthosilicate, four oxygen atoms are directly bonded to the Si atom. Another atom or group is bonded to these oxygen atoms. The molecule of the orthosilicate ester is decomposed into a portion containing Si and a portion other than that at the oxygen atom portion. Others newly bond to the portion containing Si after decomposition. That is, reactions such as hydrolysis and condensation polymerization occur at the oxygen atom portion.
このため、オルトケイ酸エステルを含む熱輸送媒体では、オルトケイ酸エステルが分解したものに対して、その周りに位置する他のオルトケイ酸エステルが分解したものが結合する。その結合したものに対して、さらに別のオルトケイ酸エステルが分解したものが結合する。これが繰り返されることで、大きな凝集体が生じる。 Therefore, in the heat transport medium containing the orthosilicate ester, the decomposed orthosilicate ester is bonded to the decomposed other orthosilicate ester located around the decomposed orthosilicate ester. To the bound substance, a substance decomposed by another orthosilicate ester is bound. By repeating this, large aggregates are generated.
これに対して、本発明の熱輸送媒体に含まれる、式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物の分子は、オルトケイ酸エステルと比較して、Ｓｉ原子に直接結合する酸素原子の数が少なく、分解と結合の化学反応が生じる部分が少ない。 On the other hand, the molecule of the Si compound represented by the formula (I), the formula (II) or the formula (III) contained in the heat transport medium of the present invention is directly attached to the Si atom as compared with the orthosilicate ester. The number of bonded oxygen atoms is small, and the chemical reaction between decomposition and bonding is small.
このため、オルトケイ酸エステルを含む熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体中で、このＳｉ化合物が分解したもの同士が結合することを抑制することができる。よって、熱輸送媒体中に生じる凝集体を小さく抑えることができる。 Therefore, as compared with the heat transport medium containing the orthosilicate, it is possible to suppress binding of the decomposed Si compounds in the heat transport medium. Therefore, aggregates generated in the heat transport medium can be suppressed to be small.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference numerals in parentheses that are given to the respective components and the like indicate an example of the correspondence relationship between the components and the like and specific components and the like described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the same or equivalent portions will be denoted by the same reference numerals for description.
（第１実施形態）
本実施形態の熱輸送媒体は、発熱体から受けた熱を輸送する。熱輸送媒体は、放熱部で熱を放熱する。熱輸送媒体は、使用状態において液状であり、相変化しない。熱輸送媒体は、発熱体を冷却する冷却システム、発熱体の熱を利用するシステム等に用いられる。
(First embodiment)
The heat transport medium of this embodiment transports the heat received from the heating element. The heat transport medium dissipates heat in the heat dissipating section. The heat transport medium is in a liquid state in use and does not change phase. The heat transport medium is used in a cooling system that cools a heating element, a system that uses the heat of the heating element, and the like.
熱輸送媒体は、液状の基材と、Ｓｉ化合物とを含み、イオン性防錆剤を含まない。本実施形態の熱輸送媒体は、オルトケイ酸エステルを含まない。 The heat transport medium contains a liquid base material and a Si compound, and does not contain an ionic anticorrosive agent. The heat transport medium of the present embodiment does not include orthosilicate ester.
基材は、熱輸送媒体のベースとなる材料である。液状の基材とは、使用状態で液体の状態であることを意味する。基材としては、凝固点降下剤が添加された水が用いられる。水が用いられるのは、水は熱容量が大きく、安価であり、粘性が低いからである。凝固点降下剤が水に添加されるのは、環境温度が氷点下であっても液体の状態を確保するためである。凝固点降下剤は、水に溶解し、水の凝固点を降下させる。凝固点降下剤としては、有機アルコール、例えば、アルキレングリコールまたはその誘導体が用いられる。アルキレングリコールとしては、例えば、モノエチレングリコール、モノプロピレングリコール、ポリグリコール、グリコールエーテル、グリセリンが単独または混合物として用いられる。凝固点降下剤としては、有機アルコールに限らず、無機塩等が用いられてもよい。 The base material is a material that is a base of the heat transport medium. The liquid substrate means that it is in a liquid state in use. Water to which a freezing point depressant is added is used as the base material. Water is used because it has a large heat capacity, is inexpensive, and has low viscosity. The freezing point depressant is added to water in order to ensure the liquid state even when the environmental temperature is below freezing. The freezing point depressant dissolves in water and lowers the freezing point of water. As the freezing point depressant, an organic alcohol such as alkylene glycol or its derivative is used. As the alkylene glycol, for example, monoethylene glycol, monopropylene glycol, polyglycol, glycol ether, and glycerin are used alone or as a mixture. The freezing point depressant is not limited to organic alcohols, and inorganic salts and the like may be used.
Ｓｉ化合物は、式（I）、式（II）または式（III）で示される。 The Si compound is represented by formula (I), formula (II) or formula (III).
式（I）中のＲ１〜Ｒ３は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基を表す。式（I）中のＺは、式中のＳｉと直接結合する酸素を含む基を表す。式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基は、水溶性と非水溶性のどちらであってもよい。式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基は、酸素を含まない基または式中のＳｉと直接結合していない酸素を含む基である。 R 1 to R 3 in the formula (I) are the same or different from each other and represent a group containing no oxygen which is directly bonded to Si in the formula. Z in the formula (I) represents an oxygen-containing group directly bonded to Si in the formula. The oxygen-free group in the formula, which is directly bonded to Si, may be either water-soluble or water-insoluble. The oxygen-free group directly bonded to Si in the formula is an oxygen-free group or an oxygen-containing group not directly bonded to Si in the formula.
酸素を含まない基としては、非置換または一部が置換された炭化水素基等が挙げられる。炭化水素基は、飽和または不飽和、環状、側鎖、直鎖、いずれか、もしくはそれらの組み合わせでも良い。炭化水素基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜１２のアリール基等が挙げられる。 Examples of the oxygen-free group include unsubstituted or partially substituted hydrocarbon groups. The hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, cyclic, side chain, straight chain, or a combination thereof. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
炭化水素基の一部が置換されたものとしては、炭化水素基の一部の水素がハロゲンまたは擬ハロゲンに置換されたものが挙げられる。ハロゲンとしては、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。擬ハロゲンは、ハロゲン原子に類似した性質を持つ原子団である。擬ハロゲンとしては、チオシアネート、ＣＮ等が挙げられる。炭化水素基の一部が置換されたものとしては、例えば、ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎが挙げられる。ｍ、ｎは、整数を表す。 Examples of the hydrocarbon group partially substituted include those in which a part of hydrogen of the hydrocarbon group is substituted with halogen or pseudohalogen. Examples of the halogen include chlorine, fluorine, bromine, iodine and the like. Pseudohalogen is an atomic group having properties similar to those of a halogen atom. Examples of the pseudohalogen include thiocyanate and CN. Examples of the hydrocarbon group partially substituted include CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) n . m and n represent integers.
式中のＳｉと直接結合していない酸素を含む基としては、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、ニトロ基、スルホ基、エステル結合を含む基、エーテル結合を含む基等が挙げられる。 Examples of the oxygen-containing group not directly bonded to Si in the formula include an aldehyde group, a carbonyl group, a carboxyl group, a nitro group, a sulfo group, a group containing an ester bond, and a group containing an ether bond.
Ｚは、Ｏ−Ｒ４で表される基である。Ｒ４は、水素または炭化水素基等である。この炭化水素基には、非置換のものだけでなく、一部が置換されたものが含まれる。炭化水素基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜１２のアリール基等が挙げられる。Ｒ４は、酸素を含む基であってもよい。 Z is a group represented by OR 4 . R 4 is hydrogen, a hydrocarbon group or the like. This hydrocarbon group includes not only those which are unsubstituted but also those which are partially substituted. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. R 4 may be a group containing oxygen.
式（II）中のＲ１、Ｒ２は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基を表す。式（II）中のＺ１、Ｚ２は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含む基を表す。式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基の説明は、式（I）での説明と同じである。 R 1 and R 2 in the formula (II) are the same or different from each other and represent a group containing no oxygen which is directly bonded to Si in the formula. Z 1 and Z 2 in the formula (II) are the same or different from each other and represent a group containing oxygen directly bonded to Si in the formula. The description of the oxygen-free group directly bonded to Si in the formula is the same as that of the formula (I).
Ｚ１は、Ｏ−Ｒ４で表される基である。Ｚ２は、Ｏ−Ｒ５で表される基である。Ｒ４、Ｒ５は、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ４、Ｒ５は、水素または炭化水素基等である。この炭化水素基には、非置換のものだけでなく、一部が置換されたものが含まれる。炭化水素基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜１２のアリール基等が挙げられる。Ｒ４、Ｒ５は、酸素を含む基であってもよい。 Z 1 is a group represented by OR 4 . Z 2 is a group represented by OR 5 . R 4 and R 5 may be the same or different. R 4 and R 5 are hydrogen or a hydrocarbon group or the like. This hydrocarbon group includes not only those which are unsubstituted but also those which are partially substituted. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. R 4 and R 5 may be a group containing oxygen.
式（III）中のＲは、式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない非水溶性の基を表す。式（III）中のＺ１、Ｚ２、Ｚ３は、互いに同じまたは異なり、式中のＳｉと直接結合する酸素を含む基を表す。 R in the formula (III) represents a water-insoluble group containing no oxygen which is directly bonded to Si in the formula. Z 1 , Z 2 and Z 3 in the formula (III) are the same or different from each other and represent a group containing oxygen directly bonded to Si in the formula.
非水溶性の基とは、極性が無い基であり、水分子と水和しない基のことである。式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない基は、酸素を含まない基または式中のＳｉと直接結合していない酸素を含む基である。式中のＳｉと直接結合していない酸素を含む基の説明は、基式（I）での説明と同じである。 The water-insoluble group is a group having no polarity and does not hydrate with water molecules. The oxygen-free group directly bonded to Si in the formula is an oxygen-free group or an oxygen-containing group not directly bonded to Si in the formula. The description of the group containing oxygen which is not directly bonded to Si in the formula is the same as that of the basic formula (I).
式中のＳｉと直接結合する酸素を含まない非水溶性の基としては、例えば、アルキル基（例えば、メチル基、エチル基など）、不飽和炭化水素基（例えば、ビニル基、アリル基、メチレン基など）、環状炭化水素基（例えば、シクロヘキシル基、フェニル基など）が挙げられる。これらの基には、非置換のものだけでなく、一部が置換されたものが含まれる。 Examples of the water-insoluble group containing no oxygen and directly bonded to Si in the formula include an alkyl group (eg, methyl group, ethyl group, etc.), unsaturated hydrocarbon group (eg, vinyl group, allyl group, methylene group). Groups) and cyclic hydrocarbon groups (eg, cyclohexyl groups, phenyl groups, etc.). These groups include those which are partially substituted as well as those which are unsubstituted.
一部が置換されたものとしては、一部の水素がハロゲンまたは擬ハロゲンに置換されたものが挙げられる。ハロゲンとしては、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。擬ハロゲンは、ハロゲン原子に類似した性質を持つ原子団である。擬ハロゲンとしては、チオシアネート、ＣＮ等が挙げられる。一部が置換されたものとしては、例えば、ＣＦ３（ＣＦ２）ｍ（ＣＨ２）ｎが挙げられる。ｍ、ｎは、整数を表す。 Examples of partially substituted hydrogen include those in which some hydrogen is substituted with halogen or pseudohalogen. Examples of the halogen include chlorine, fluorine, bromine, iodine and the like. Pseudohalogen is an atomic group having properties similar to those of a halogen atom. Examples of the pseudohalogen include thiocyanate and CN. Examples of partially substituted ones include CF 3 (CF 2 ) m (CH 2 ) n . m and n represent integers.
Ｚ１は、Ｏ−Ｒ４で表される基である。Ｚ２は、Ｏ−Ｒ５で表される基である。Ｚ３は、Ｏ−Ｒ６で表される基である。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、同じであっても異なっていてもよい。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、水素または炭化水素基等である。この炭化水素基には、非置換のものだけでなく、一部が置換されたものが含まれる。炭化水素基としては、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数６〜１２のアリール基等が挙げられる。Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は、酸素を含む基であってもよい。 Z 1 is a group represented by OR 4 . Z 2 is a group represented by OR 5 . Z 3 is a group represented by OR 6 . R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different. R 4 , R 5 , and R 6 are hydrogen, a hydrocarbon group, or the like. This hydrocarbon group includes not only those which are unsubstituted but also those which are partially substituted. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. R 4 , R 5 , and R 6 may be a group containing oxygen.
式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物は、例えば、オルトケイ酸エステルを経由して製造される。 The Si compound represented by the formula (I), the formula (II) or the formula (III) is produced, for example, via an orthosilicate ester.
式（I）、式（II）および式（III）で示されるＳｉ化合物のいずれか１つのみが、熱輸送媒体に含まれる場合に限られない。式（I）、式（II）および式（III）で示されるＳｉ化合物の２つ以上が、熱輸送媒体に含まれていてもよい。 It is not limited to the case where only one of the Si compounds represented by formula (I), formula (II) and formula (III) is contained in the heat transport medium. Two or more of the Si compounds represented by formula (I), formula (II) and formula (III) may be contained in the heat transport medium.
式（I）、式（II）および式（III）で示されるＳｉ化合物は、熱輸送媒体に防錆の機能を持たせるための化合物である。このＳｉ化合物が熱輸送媒体に含まれることで、熱輸送媒体は防錆の機能を有する。このため、熱輸送媒体にイオン性防錆剤が含まれなくてもよい。 The Si compounds represented by the formula (I), the formula (II) and the formula (III) are compounds for imparting a rust preventive function to the heat transport medium. By including this Si compound in the heat transport medium, the heat transport medium has a function of rust prevention. Therefore, the heat transport medium may not contain the ionic rust preventive agent.
熱輸送媒体にイオン性防錆剤が含まれない。このため、熱輸送媒体にイオン系防錆剤が含まれる場合と比較して、熱輸送媒体の導電率を低くすることができる。具体的には、熱輸送媒体の導電率を、５０μＳ／ｃｍ以下、好ましくは、１μＳ／ｃｍ以上５μＳ／ｃｍ以下にすることができる。 The heat transport medium does not contain ionic rust inhibitor. Therefore, the conductivity of the heat transport medium can be lowered as compared with the case where the heat transport medium contains an ionic rust preventive. Specifically, the conductivity of the heat transport medium can be 50 μS/cm or less, preferably 1 μS/cm or more and 5 μS/cm or less.
なお、熱輸送媒体には、防錆剤としてのアゾール誘導体が含まれていてもよい。 The heat transport medium may contain an azole derivative as a rust preventive.
ところで、オルトケイ酸エステルの分子は、Ｓｉ原子に４つの酸素原子が直接結合している。これらの酸素原子に、別の原子または基が結合している。オルトケイ酸エステルの分子は、この酸素原子の部分で、Ｓｉを含む部分とそれ以外の部分とに分解される。分解後のＳｉを含む部分に、他のものが新たに結合する。すなわち、この酸素原子の部分で、加水分解、縮合重合等の反応が生じる。 By the way, in the molecule of orthosilicate, four oxygen atoms are directly bonded to the Si atom. Another atom or group is bonded to these oxygen atoms. The molecule of the orthosilicate ester is decomposed into a portion containing Si and a portion other than that at the oxygen atom portion. Others newly bond to the portion containing Si after decomposition. That is, reactions such as hydrolysis and condensation polymerization occur at the oxygen atom portion.
このため、オルトケイ酸エステルを含む熱輸送媒体では、オルトケイ酸エステルが分解したものに対して、その周りに位置する他のオルトケイ酸エステルが分解したものが結合する。その結合したものに対して、さらに別のオルトケイ酸エステルが分解したものが結合する。これが繰り返されることで、大きな凝集体が生じる。 Therefore, in the heat transport medium containing the orthosilicate ester, the decomposed orthosilicate ester is bonded to the decomposed other orthosilicate ester located around the decomposed orthosilicate ester. To the bound substance, a substance decomposed by another orthosilicate ester is bound. By repeating this, large aggregates are generated.
これに対して、本実施形態の熱輸送媒体に含まれる、式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物の分子は、オルトケイ酸エステルと比較して、Ｓｉ原子に直接結合する酸素原子の数が少なく、分解と結合の化学反応が生じる部分が少ない。 On the other hand, the molecule of the Si compound represented by the formula (I), the formula (II) or the formula (III) contained in the heat transport medium of the present embodiment has a Si atom compared to the orthosilicate ester. The number of oxygen atoms directly bonded is small, and the chemical reaction between decomposition and bonding is small.
このため、オルトケイ酸エステルを含む熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体中で、このＳｉ化合物が分解したもの同士が結合することを抑制することができる。よって、熱輸送媒体中に生じる凝集体を小さく抑えることができる。 Therefore, as compared with the heat transport medium containing the orthosilicate, it is possible to suppress binding of the decomposed Si compounds in the heat transport medium. Therefore, aggregates generated in the heat transport medium can be suppressed to be small.
また、本実施形態の熱輸送媒体では、図１に示すように、式（I）、（II）または（III）で示されるＳｉ化合物を前駆体としたＳｉを含む化合物３４が、流路形成部３０の表面に結合する。具体的には、このＳｉ化合物のうち酸素を含む部分が加水分解される。これによって、このＳｉ化合物は、Ｓｉを含む部分とそれ以外の部分とに分解される。分解後のＳｉを含む部分が有する水酸基と、流路形成部３０の表面に存在する水酸基とにおいて、脱水縮合が生じる。これにより、分解後のＳｉを含む部分は、流路形成部３０の表面に結合する。流路形成部３０は、熱輸送媒体が流れる流路を形成する部分である。この化合物が流路形成部３０の表面を覆うことで、流路形成部３０の表面が熱輸送媒体に触れることによる流路形成部３０の劣化を抑制することができる。
Further, in the heat transport medium of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the Si-containing
また、本実施形態の熱輸送媒体において、Ｓｉ化合物が式（I）で示される化合物である場合、式（I）中のＲ１〜Ｒ３の少なくとも２つは、互いに分子量が異なり、酸素を含まない基であることが好ましい。この例としては、Ｒ１〜Ｒ３の１つがフェニル基であり、別の１つがメチル基であり、さらに別の１つがエチル基である場合が挙げられる。また、Ｓｉ化合物が式（II）で示される化合物の場合、式（II）中のＲ１、Ｒ２は、互いに分子量が異なり、酸素を含まない基であることが好ましい。この例としては、Ｒ１、Ｒ２の一方がフェニル基であり、他方がメチル基である場合が挙げられる。 Further, in the heat transport medium of the present embodiment, when the Si compound is a compound represented by the formula (I), at least two of R 1 to R 3 in the formula (I) have different molecular weights from each other and oxygen It is preferably a group not containing. An example of this is a case where one of R 1 to R 3 is a phenyl group, another one is a methyl group, and another one is an ethyl group. When the Si compound is a compound represented by the formula (II), R 1 and R 2 in the formula (II) are preferably groups having different molecular weights and containing no oxygen. An example of this is a case where one of R 1 and R 2 is a phenyl group and the other is a methyl group.
これらによれば、分子量が異なる基のそれぞれの分子量が、分子量が少ない方の基と同じ分子量で均一である場合と比較して、流路形成部３０の表面に結合する化合物３４の１分子当たりの被覆面積を大きくできる可能性がある。被覆面積は、この化合物３４が流路形成部３０の表面を覆う面積である。このため、熱輸送媒体が流路形成部３０の表面に触れることを、より抑制することができる。
According to these, as compared with the case where the respective molecular weights of the groups having different molecular weights are the same and the same molecular weight as the group having the smaller molecular weight, per molecule of the
また、本実施形態の熱輸送媒体において、Ｓｉ化合物が式（I）で示される化合物である場合、式（I）中のＲ１〜Ｒ３の少なくとも１つは、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基であることが好ましい。また、Ｓｉ化合物が式（II）で示される化合物である場合、式（II）中のＲ１、Ｒ２の少なくとも一方は、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基であることが好ましい。また、Ｓｉ化合物が式（III）で示される化合物である場合、式（III）中のＲは、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基であることが好ましい。 Further, in the heat transport medium of the present embodiment, when the Si compound is the compound represented by the formula (I), at least one of R 1 to R 3 in the formula (I) does not contain oxygen, and halogen or It is preferably a group containing pseudo halogen. Further, when the Si compound is a compound represented by the formula (II), at least one of R 1 and R 2 in the formula (II) is preferably a group containing no oxygen and containing halogen or pseudohalogen. .. When the Si compound is the compound represented by the formula (III), R in the formula (III) is preferably a group containing no halogen and containing halogen or pseudohalogen.
これらによれば、式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物を前駆体とし、流路形成部３０の表面に結合する化合物３４に、化学的反発性を持たせることができる。このため、ハロゲンまたは擬ハロゲンが含まれない場合と比較して、熱輸送媒体が流路形成部３０の表面に触れることを、より抑制することができる。
According to these, the Si compound represented by the formula (I), the formula (II), or the formula (III) is used as a precursor, and the
また、本実施形態では、熱輸送媒体に、イオン性防錆剤が含まれない。しかしながら、熱輸送媒体の導電率が低ければ、熱輸送媒体に、イオン性防錆剤が含まれていてもよい。すなわち、熱輸送媒体にオルトケイ酸エステルが含まれることで、イオン性防錆剤が含まれる従来の熱輸送媒体と比較して、イオン性防錆剤の含有量を減らすことができる。このため、イオン性防錆剤が含まれる従来の熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体の導電率を低くすることができる。 Further, in the present embodiment, the heat transport medium does not contain an ionic rust preventive agent. However, if the conductivity of the heat transport medium is low, the heat transport medium may contain an ionic anticorrosive agent. That is, the inclusion of the orthosilicate ester in the heat transport medium can reduce the content of the ionic rust inhibitor as compared with the conventional heat transport medium containing the ionic rust inhibitor. Therefore, the conductivity of the heat transport medium can be lowered as compared with the conventional heat transport medium containing the ionic rust preventive agent.
（第２実施形態）
本実施形態では、熱輸送媒体は、オルトケイ酸エステルをさらに含む。オルトケイ酸エステルは、Ｓｉに４つの酸素原子が直接結合している化合物である。オルトケイ酸エステルとしては、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシランが挙げられる。システム１０の他の構成は、第１実施形態と同じである。熱輸送媒体がオルトケイ酸エステルを含む場合であっても、第１実施形態の効果を得ることができる。さらに、次の効果を得ることができる。
(Second embodiment)
In this embodiment, the heat transport medium further comprises an orthosilicate ester. The orthosilicate ester is a compound in which four oxygen atoms are directly bonded to Si. Examples of the orthosilicate ester include tetraalkoxysilane such as tetraethoxysilane. The other configuration of the system 10 is the same as that of the first embodiment. Even if the heat transport medium contains an orthosilicate ester, the effect of the first embodiment can be obtained. Furthermore, the following effects can be obtained.
式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物は、例えば、オルトケイ酸エステルを経由して製造される。この場合、式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物は、オルトケイ酸エステルよりも製造コストが高くなる。そこで、このＳｉ化合物とオルトケイ酸エステルとのうちＳｉ化合物のみを熱輸送媒体が含む場合と比較して、Ｓｉ化合物の含有量を減らし、その減らした分に対応する量のオルトケイ酸エステルを加える。これにより、Ｓｉ化合物のみを熱輸送媒体が含む場合と比較して、熱輸送媒体の製造コストを安くすることができる。 The Si compound represented by the formula (I), the formula (II) or the formula (III) is produced, for example, via an orthosilicate ester. In this case, the production cost of the Si compound represented by formula (I), formula (II) or formula (III) is higher than that of the orthosilicate ester. Therefore, compared with the case where the heat transport medium contains only the Si compound of the Si compound and the orthosilicate, the content of the Si compound is reduced, and the amount of the orthosilicate ester corresponding to the reduced amount is added. As a result, the manufacturing cost of the heat transport medium can be reduced as compared with the case where the heat transport medium contains only the Si compound.
本実施形態においては、熱輸送媒体に対するオルトケイ酸エステルの質量割合は、熱輸送媒体に対するＳｉ化合物の質量割合よりも高いことが好ましい。これによれば、オルトケイ酸エステルの質量割合がＳｉ化合物の質量割合よりも低いときと比較して、熱輸送媒体の製造コストを安くすることができる。 In the present embodiment, the mass ratio of the orthosilicate ester to the heat transport medium is preferably higher than the mass ratio of the Si compound to the heat transport medium. According to this, compared with the case where the mass ratio of the orthosilicate is lower than the mass ratio of the Si compound, the manufacturing cost of the heat transport medium can be reduced.
なお、熱輸送媒体中のＳｉ化合物とオルトケイ酸エステルとの質量の合計値に対するＳｉ化合物の質量の割合は、５割未満が好ましく、１割以下がより好ましい。Ｓｉ化合物の割合が０．１割以上であれば、式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物による効果が得られる。 The mass ratio of the Si compound to the total mass of the Si compound and the orthosilicate in the heat transport medium is preferably less than 50%, more preferably 10% or less. When the ratio of the Si compound is 0.1% or more, the effect of the Si compound represented by the formula (I), the formula (II) or the formula (III) can be obtained.
ここで、図２に、第２実施形態の熱輸送媒体と比較例の熱輸送媒体とのそれぞれについて、本発明者が行った被膜の均一性の分析結果と腐食性の評価結果とを示す。本発明者は、第２実施形態の熱輸送媒体と比較例の熱輸送媒体とのそれぞれに対して、被膜分析用の試験体と、腐食性評価用の試験体とを、一週間浸漬した。第２実施形態の熱輸送媒体と比較例の熱輸送媒体とのそれぞれの基材は、凝固点降下剤を含む水である。第２実施形態の熱輸送媒体は、Ｓｉ化合物と、ＴＥＯＳ（すなわち、テトラエトキシシラン）とを含む。このＳｉ化合物は、式（III）に示す化合物である。式（III）中のＲは、酸素を含まず、ハロゲンを含む基である。ＴＥＯＳは、Tetraethyl orthosilicateの略である。比較例の熱輸送媒体は、Ｓｉ化合物とＴＥＯＳとのうちＴＥＯＳのみを含む。試験体は、アルミニウム板である。 Here, FIG. 2 shows an analysis result of the uniformity of the coating film and an evaluation result of corrosiveness performed by the present inventor for each of the heat transport medium of the second embodiment and the heat transport medium of the comparative example. The inventor of the present invention immersed a test sample for film analysis and a test sample for evaluating corrosiveness into the heat transport medium of the second embodiment and the heat transport medium of the comparative example for one week. The base material of each of the heat transport medium of the second embodiment and the heat transport medium of the comparative example is water containing a freezing point depressant. The heat transport medium of the second embodiment contains a Si compound and TEOS (that is, tetraethoxysilane). This Si compound is a compound represented by the formula (III). R in the formula (III) is a group containing oxygen but not halogen. TEOS is an abbreviation for Tetraethyl orthosilicate. The heat transport medium of the comparative example contains only TEOS out of the Si compound and TEOS. The test body is an aluminum plate.
そして、皮膜の均一性の分析では、本発明者は、被膜分析用の試験体の表面に形成された皮膜のＳｉ−Ｏ成分の分布をＥＰＭＡ（すなわち、電子線マイクロアナライザ）により分析した。図２中のＳｉ−Ｏの分布を示す図は、ＥＰＭＡにより被膜中のＯ成分についてマッピングした図である。図２中のＳ−Ｏの分布は、試験体内でのＯ成分の量を比較するものである。この分布において、比較例と第２実施形態とに、同じ模様の部分がある。しかしながら、この同じ模様の部分は、Ｏ成分の絶対値が同じであることを示すものではない。 Then, in the analysis of the uniformity of the film, the present inventor analyzed the distribution of the Si-O component of the film formed on the surface of the sample for film analysis by EPMA (that is, electron beam microanalyzer). The diagram showing the distribution of Si-O in FIG. 2 is a diagram in which the O component in the coating film is mapped by EPMA. The S-O distribution in FIG. 2 compares the amounts of O components in the test body. In this distribution, the comparative example and the second embodiment have the same pattern portion. However, the portions having the same pattern do not indicate that the absolute values of the O components are the same.
図２に示すように、比較例の熱輸送媒体では、Ｏ成分が少ない部分が島状に存在していたことから、被膜中のＳｉ−Ｏの分布が不均一であった。このため、被膜の厚さは不均一である。一方、第２実施形態の熱輸送媒体では、被膜中のＳｉ−Ｏの分布が均一であった。このため、被膜の厚さは均一である。 As shown in FIG. 2, in the heat transport medium of the comparative example, since the portion containing a small amount of O component was present in an island shape, the distribution of Si—O in the coating film was non-uniform. Therefore, the thickness of the coating is not uniform. On the other hand, in the heat transport medium of the second embodiment, the Si-O distribution in the coating was uniform. Therefore, the thickness of the coating is uniform.
また、本発明者は、腐食性評価用の試験体の腐食の有無を確認した。具体的には、本発明者は、各試験体に電流を流し、各試験体の電流密度を測定した。そして、本発明者は、電流密度が０．６５μＡ／ｃｍ２未満の場合を腐食無しとし、電流密度が０．６５μＡ／ｃｍ２を超えた場合を腐食ありとして、評価した。図２中の〇は腐食が無かったことを示している。図２中の×は腐食があったことを示している。図２に示すように、比較例の熱輸送媒体では、試験体が腐食していた。一方、第２実施形態の熱輸送媒体では、試験体は腐食していなかった。 Further, the present inventor confirmed the presence or absence of corrosion of the test body for corrosiveness evaluation. Specifically, the present inventor passed an electric current through each test body and measured the current density of each test body. Then, the present inventor evaluated that there was no corrosion when the current density was less than 0.65 μA/cm 2 , and there was corrosion when the current density exceeded 0.65 μA/cm 2 . The circles in FIG. 2 indicate that there was no corrosion. The X in FIG. 2 indicates that there was corrosion. As shown in FIG. 2, in the heat transport medium of Comparative Example, the test body was corroded. On the other hand, in the heat transport medium of the second embodiment, the test body was not corroded.
（他の実施形態）
（１）上記した各実施形態では、熱輸送媒体の基材として、凝固点降下剤が添加された水が用いられていた。しかしながら、熱輸送媒体の基材として、有機溶剤が用いられてもよい。
(Other embodiments)
(1) In each of the above-described embodiments, water to which the freezing point depressant is added is used as the base material of the heat transport medium. However, an organic solvent may be used as the base material of the heat transport medium.
（２）本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能であり、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 (2) The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be appropriately modified within the scope of the claims, and includes various modifications and modifications within the equivalent range. Further, the above embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless a combination is obviously impossible. Further, in each of the above-mentioned embodiments, it is needless to say that the elements constituting the embodiment are not necessarily indispensable except when explicitly indicated as being indispensable and when it is considered to be indispensable in principle. Yes. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when numerical values such as the number of components of the embodiment, numerical values, amounts, ranges, etc. are mentioned, it is clearly limited to a particular number when explicitly stated to be essential. It is not limited to the specific number except for the case where it is done. Further, in each of the above-mentioned embodiments, when referring to the material, shape, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc., unless specifically stated or in principle limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. However, the material, shape, positional relationship, etc. are not limited.
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、発熱体の熱を輸送する液状の熱輸送媒体は、液状の基材と、式（I）、（II）または（III）で示されるＳｉ化合物とを含む。これによれば、オルトケイ酸エステルを含む熱輸送媒体と比較して、熱輸送媒体中で、このＳｉ化合物が分解したもの同士が結合することを抑制することができる。よって、熱輸送媒体中に生じる凝集体を小さく抑えることができる。
(Summary)
According to the first aspect shown in part or all of each of the above embodiments, the liquid heat transport medium that transports the heat of the heating element is the liquid base material and the formula (I), (II) or And a Si compound represented by (III). According to this, as compared with the heat transport medium containing the orthosilicate, it is possible to suppress binding of the decomposed Si compounds in the heat transport medium. Therefore, aggregates generated in the heat transport medium can be suppressed to be small.
また、この熱輸送媒体では、式（I）、（II）または（III）で示されるＳｉ化合物を前駆体としたＳｉを含む化合物が、流路形成部の表面に結合する。流路形成部は、熱輸送媒体が流れる流路を形成する部分である。この化合物が流路形成部の表面を覆うことで、流路形成部の表面が熱輸送媒体に触れることによる流路形成部の劣化を抑制することができる。 Further, in this heat transport medium, a compound containing Si, which is a precursor of the Si compound represented by the formula (I), (II) or (III), is bonded to the surface of the flow path forming portion. The flow passage forming portion is a portion that forms a flow passage through which the heat transport medium flows. By covering the surface of the flow path forming portion with this compound, deterioration of the flow path forming portion due to the surface of the flow path forming portion coming into contact with the heat transport medium can be suppressed.
また、第２の観点によれば、Ｓｉ化合物は、前記式（I）または前記式（II）で示される化合物である。式（I）中のＲ１〜Ｒ３の少なくとも２つは、互いに分子量が異なり、酸素を含まない基である。式（II）中のＲ１、Ｒ２は、互いに分子量が異なり、酸素を含まない基である。 Further, according to the second aspect, the Si compound is a compound represented by the formula (I) or the formula (II). At least two of R 1 to R 3 in the formula (I) are groups having different molecular weights and containing no oxygen. R 1 and R 2 in the formula (II) are groups having different molecular weights and containing no oxygen.
これによれば、分子量が異なる基のそれぞれの分子量が、分子量が少ない方の基と同じ分子量で均一である場合と比較して、流路形成部の表面に結合する化合物の１分子当たりの被覆面積を大きくできる可能性がある。被覆面積は、この化合物が流路形成部の表面を覆う面積である。このため、熱輸送媒体が流路形成部の表面に触れることを、より抑制することができる。よって、流路形成部の劣化をより抑制することができる。 According to this, as compared with the case where the respective molecular weights of the groups having different molecular weights have the same molecular weight and the same molecular weight as the group having the smaller molecular weight, the coating per molecule of the compound bonded to the surface of the flow path forming portion is There is a possibility that the area can be increased. The coating area is the area where this compound covers the surface of the flow path forming portion. Therefore, it is possible to further prevent the heat transport medium from coming into contact with the surface of the flow path forming portion. Therefore, the deterioration of the flow path forming portion can be further suppressed.
また、第３の観点によれば、式（I）中のＲ１〜Ｒ３の少なくとも１つは、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基である。式（II）中のＲ１、Ｒ２の少なくとも一方は、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基である。式（III）中のＲは、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基である。 Further, according to the third aspect , at least one of R 1 to R 3 in the formula (I) is a group containing no oxygen and containing halogen or pseudohalogen. At least one of R 1 and R 2 in the formula (II) is a group containing no oxygen and containing halogen or pseudohalogen. R in the formula (III) is a group containing no oxygen and containing halogen or pseudohalogen.
これによれば、流路形成部の表面に結合する化合物に、化学的反発性を持たせることができる。このため、ハロゲンまたは擬ハロゲンが含まれない場合と比較して、熱輸送媒体が流路形成部の表面に触れることを、より抑制することができる。よって、流路形成部の劣化をより抑制することができる。 According to this, the compound that binds to the surface of the flow path forming portion can be made to have chemical repulsion. Therefore, it is possible to further prevent the heat transport medium from coming into contact with the surface of the flow path forming portion, as compared with the case where no halogen or pseudo halogen is contained. Therefore, the deterioration of the flow path forming portion can be further suppressed.
また、第４の観点によれば、熱輸送媒体は、オルトケイ酸エステルをさらに含む。熱輸送媒体がオルトケイ酸エステルを含む場合であっても、第１の観点の効果を得ることができる。さらに、次の効果を得ることができる。 Further, according to the fourth aspect, the heat transport medium further contains an orthosilicate ester. Even when the heat transport medium contains an orthosilicate, the effect of the first aspect can be obtained. Furthermore, the following effects can be obtained.
式（I）、式（II）または式（III）で示されるＳｉ化合物は、オルトケイ酸エステルを経由して製造される。この場合、このＳｉ化合物は、オルトケイ酸エステルよりも製造コストが高くなる。そこで、このＳｉ化合物とオルトケイ酸エステルとのうちＳｉ化合物のみを熱輸送媒体が含む場合と比較して、Ｓｉ化合物の含有量を減らし、その分、オルトケイ酸エステルを加える。これにより、Ｓｉ化合物のみを熱輸送媒体が含む場合と比較して、熱輸送媒体の製造コストを安くすることができる。 The Si compound represented by the formula (I), the formula (II) or the formula (III) is produced via an orthosilicate ester. In this case, the Si compound has a higher production cost than the orthosilicate ester. Therefore, compared with the case where the heat transport medium contains only the Si compound of the Si compound and the orthosilicate, the content of the Si compound is reduced, and the orthosilicate is added correspondingly. As a result, the manufacturing cost of the heat transport medium can be reduced as compared with the case where the heat transport medium contains only the Si compound.
また、第５の観点によれば、熱輸送媒体に対するオルトケイ酸エステルの質量割合は、熱輸送媒体に対するＳｉ化合物の質量割合よりも高い。これによれば、オルトケイ酸エステルの質量割合がＳｉ化合物の質量割合よりも低いときと比較して、熱輸送媒体の製造コストを安くすることができる。 Further, according to the fifth aspect, the mass ratio of the orthosilicate ester to the heat transport medium is higher than the mass ratio of the Si compound to the heat transport medium. According to this, compared with the case where the mass ratio of the orthosilicate is lower than the mass ratio of the Si compound, the manufacturing cost of the heat transport medium can be reduced.
３０ 流路形成部
３４ Ｓｉを含む化合物
30
Claims (5)
液状の基材と、
下記の式（I）、（II）または（III）で示されるＳｉ化合物とを含む、熱輸送媒体。
A liquid base material,
A heat transport medium containing a Si compound represented by the following formula (I), (II) or (III).
前記式（I）中のＲ１〜Ｒ３の少なくとも２つは、互いに分子量が異なり、酸素を含まない基であり、
前記式（II）中のＲ１、Ｒ２は、互いに分子量が異なり、酸素を含まない基である、請求項１に記載の熱輸送媒体。 The Si compound is a compound represented by the formula (I) or the formula (II),
At least two of R 1 to R 3 in the formula (I) are groups having different molecular weights and containing no oxygen,
The heat transport medium according to claim 1, wherein R 1 and R 2 in the formula (II) are groups having different molecular weights from each other and containing no oxygen.
前記式（II）中のＲ１、Ｒ２の少なくとも一方は、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基であり、
前記式（III）中のＲは、酸素を含まず、ハロゲンまたは擬ハロゲンを含む基である、請求項１に記載の熱輸送媒体。 At least one of R 1 to R 3 in the above formula (I) is a group containing no oxygen and containing halogen or pseudohalogen,
At least one of R 1 and R 2 in the formula (II) is a group containing no halogen and containing halogen or pseudohalogen,
The heat transport medium according to claim 1, wherein R in the formula (III) is a group containing no oxygen and containing halogen or pseudohalogen.
The heat transport medium according to claim 4, wherein a mass ratio of the orthosilicate ester to the heat transport medium is higher than a mass ratio of the Si compound to the heat transport medium.
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