JP2021008390A - Titanium oxide material, heat storage/radiation device, and method for producing titanium oxide material - Google Patents

Titanium oxide material, heat storage/radiation device, and method for producing titanium oxide material Download PDF

Info

Publication number
JP2021008390A
JP2021008390A JP2019124065A JP2019124065A JP2021008390A JP 2021008390 A JP2021008390 A JP 2021008390A JP 2019124065 A JP2019124065 A JP 2019124065A JP 2019124065 A JP2019124065 A JP 2019124065A JP 2021008390 A JP2021008390 A JP 2021008390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium oxide
heat
trititanium pentoxide
based material
phase transition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019124065A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7357200B2 (en
Inventor
嘉孝 中村
Yoshitaka Nakamura
嘉孝 中村
健太郎 椎
Kentaro Shii
健太郎 椎
達也 仲村
Tatsuya Nakamura
達也 仲村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority to JP2019124065A priority Critical patent/JP7357200B2/en
Publication of JP2021008390A publication Critical patent/JP2021008390A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7357200B2 publication Critical patent/JP7357200B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

To provide a titanium oxide material that contains trititanium pentoxide particles and readily exhibits excellent heat-absorbing properties.SOLUTION: A titanium oxide material contains trititanium pentoxide. The trititanium pentoxide has a phase transition temperature for phase transition to occur between solid phases, and has a median size D50 of 3 μm or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、酸化チタン系材料、蓄放熱デバイス、及び酸化チタン系材料の製造方法に関する。より詳細には、酸化チタン系材料、この酸化チタン系材料を備える蓄放熱デバイス、及び酸化チタン系材料の製造方法に関する。 The present invention relates to a titanium oxide-based material, a heat storage / heat dissipation device, and a method for manufacturing a titanium oxide-based material. More specifically, the present invention relates to a titanium oxide-based material, a storage / heat dissipation device including the titanium oxide-based material, and a method for producing the titanium oxide-based material.

五酸化三チタンは、加熱されることで固相−固相間の相転移を生じ、それに伴い吸熱する。五酸化三チタンは、この固相−固相間の相転移による吸熱の特性を利用して、蓄放熱材として用いることができる(特許文献1)。 When trititanium pentoxide is heated, it undergoes a phase transition between solid phases and absorbs heat accordingly. Trititanium pentoxide can be used as a heat storage and heat dissipation material by utilizing the characteristic of endothermic heat due to the phase transition between solid phases (Patent Document 1).

国際公開第2015/050269号International Publication No. 2015/050269

発明者らは、種々の形態の五酸化三チタンの利用を検討し、粒子状の五酸化三チタンの吸熱特性を利用したデバイスの開発を試みた。 The inventors examined the use of various forms of trititanium pentoxide, and attempted to develop a device utilizing the endothermic properties of particulate trititanium pentoxide.

しかし、発明者らが開発を進めたところ、粒子状の五酸化三チタンの相転移に伴う吸熱量は低く、安定した蓄放熱機能を有するデバイスを得られにくいことが判明した。 However, as the inventors proceeded with the development, it was found that the amount of heat absorbed by the phase transition of particulate trititanium pentoxide is low, and it is difficult to obtain a device having a stable heat storage and heat dissipation function.

本発明の課題は、五酸化三チタン粒子を含み、良好な吸熱特性を発揮しやすい酸化チタン系材料、及びこの酸化チタン系材料を備える蓄放熱デバイス、及び酸化チタン系材料の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles and easily exhibiting good endothermic characteristics, a heat storage and heat dissipation device provided with the titanium oxide-based material, and a method for producing the titanium oxide-based material. That is.

本開示の一態様に係る酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子を含有する。前記五酸化三チタン粒子は、固相−固相間で相転移する相転移温度を有し、かつメジアン径D50が3μm以上である。 The titanium oxide-based material according to one aspect of the present disclosure contains trititanium pentoxide particles. The trititanium pentoxide particles have a phase transition temperature at which a phase transition occurs between solid phases and have a median diameter D50 of 3 μm or more.

本開示の一態様に係る蓄放熱デバイスは、前記酸化チタン系材料を備える。 The heat storage / heat dissipation device according to one aspect of the present disclosure includes the titanium oxide-based material.

本開示の一態様に係る酸化チタン系材料の製造方法は、五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料の製造方法であり、塊状の五酸化三チタンを粉砕する工程を含む。 The method for producing a titanium oxide-based material according to one aspect of the present disclosure is a method for producing a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles, and includes a step of pulverizing massive trititanium pentoxide.

本開示の酸化チタン系材料、及び蓄放熱デバイスによれば、五酸化三チタン粒子を含み、良好な吸熱特性を発揮しやすい。 According to the titanium oxide-based material and the heat storage / heat dissipation device of the present disclosure, it contains trititanium pentoxide particles and easily exhibits good endothermic characteristics.

本開示の酸化チタン系材料の製造方法によれば、五酸化三チタン粒子を含み、良好な吸熱特性を発揮しやすい酸化チタン系材料が得られる。 According to the method for producing a titanium oxide-based material of the present disclosure, a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles and easily exhibiting good endothermic properties can be obtained.

図1は、本実施形態に係る酸化チタン系材料を加熱及び冷却した場合の温度と吸熱量との関係の一例を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing an example of the relationship between the temperature and the amount of heat absorbed when the titanium oxide-based material according to the present embodiment is heated and cooled. 図2は、実施例1〜6の酸化チタン系材料における五酸化三チタン粒子の各平均粒径(メジアン径D50)における吸熱量をプロットしたグラフである。FIG. 2 is a graph plotting the amount of heat absorbed at each average particle size (median diameter D50) of the trititanium pentoxide particles in the titanium oxide-based materials of Examples 1 to 6. 図3A〜Cは、実施例1,2及び実施例4の五酸化三チタン粒子の粉砕後の状態の例を示すSEM画像である。図3Dは、実施例6の五酸化三チタン粒子の状態の例を示すSEM画像である。3A to 3C are SEM images showing an example of the state of the trititanium pentoxide particles of Examples 1 and 4 after pulverization. FIG. 3D is an SEM image showing an example of the state of the trititanium pentoxide particles of Example 6. 図4A〜Fは、実施例1〜5及び比較例1の五酸化三チタン粒子の粒度分布の例を示すグラフである。4A to 4F are graphs showing examples of particle size distribution of trititanium pentoxide particles of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. 図5は、本実施の一態様の蓄放熱デバイスの例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of the heat storage / heat dissipation device of one embodiment of the present embodiment.

本実施の一態様に係る酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子を含有する。五酸化三チタン粒子は、固相−固相間で相転移する相転移温度を有し、かつメジアン径D50が3μm以上である。五酸化三チタン粒子のメジアン径が3μm以上であると、加熱による相転移に伴って吸熱し、更に吸熱状態の五酸化三チタンが放熱した後、再度加熱されると吸熱するという吸熱特性を有する。このため、本実施形態の酸化チタン系材料は、五酸化三チタンの粒子を含有していても、良好な吸熱特性を発揮しやすい。このため、酸化チタン系材料は、安定した蓄放熱機能を有する蓄放熱デバイス等に用いても、蓄放熱材料として安定して利用可能である。 The titanium oxide-based material according to one embodiment of the present embodiment contains trititanium pentoxide particles. The trititanium pentoxide particles have a phase transition temperature at which a phase transition occurs between solid phases and have a median diameter D50 of 3 μm or more. When the median diameter of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more, it has an endothermic property that it absorbs heat due to the phase transition due to heating, and after the heat-absorbing trititanium pentoxide dissipates heat, it absorbs heat when it is heated again. .. Therefore, the titanium oxide-based material of the present embodiment tends to exhibit good endothermic characteristics even if it contains particles of trititanium pentoxide. Therefore, the titanium oxide-based material can be stably used as a heat storage and heat dissipation material even if it is used for a heat storage and heat storage device having a stable heat storage and heat dissipation function.

本実施形態の酸化チタン系材料について、具体的に説明する。 The titanium oxide-based material of the present embodiment will be specifically described.

五酸化三チタンには、結晶構造の違いにより、β型の単斜晶の結晶構造を有するβ−五酸化三チタン(以下、β相ともいう)、α型の直方晶の結晶構造を有するα−五酸化三チタン(以下、α相ともいう)、及びλ型の単斜晶の結晶構造を有するλ−五酸化三チタン(以下、λ相ともいう)がある。五酸化三チタン粒子は、β相が加熱されるとα相に相転移し、α相が冷却されるとβ相に相転移する。さらに、五酸化三チタン粒子は、再度β相が加熱されてから冷却されると、同様に相転移する。つまり、五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料は熱可逆性を有する。 Due to the difference in crystal structure, trititanium pentoxide includes β-trititanium pentoxide (hereinafter, also referred to as β phase) having a β-type monoclinic crystal structure and α having an α-type rectangular crystal structure. There are −trititanium pentoxide (hereinafter, also referred to as α phase) and λ−trititanium pentoxide (hereinafter, also referred to as λ phase) having a λ-type monoclinic crystal structure. The trititanium pentoxide phase transitions to the α phase when the β phase is heated, and to the β phase when the α phase is cooled. Further, the trititanium pentoxide particles undergo a phase transition in the same manner when the β phase is heated again and then cooled. That is, the titanium oxide-based material containing the trititanium pentoxide particles has thermal reversibility.

本実施形態の五酸化三チタン粒子は、β相を含み、例えば図1に示される破線の熱的挙動のように、β相は、加熱されることで第一の吸熱相転移温度でα相へ相転移し、かつ第一の吸熱量を吸熱する。五酸化三チタン粒子は、更に第一の吸熱相転移温度で相転移したα相が冷却されてβ相に相転移した後、再度加熱されると、例えば図1に示される実線の熱的挙動のように、β相が第二の吸熱相転移温度でα相へ相転移し、かつ第二の吸熱量を吸熱する。そして、五酸化三チタン粒子の第一の吸熱量よりも第二の吸熱量の方が大きいことが好ましい。この場合、酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子を含有していても、高い吸熱量を維持しうるため、良好な吸熱特性を発揮しやすい。 The trititanium pentoxide particles of the present embodiment contain a β phase, and the β phase is heated to the α phase at the first endothermic phase transition temperature, for example, as shown by the thermal behavior of the broken line shown in FIG. It undergoes a phase transition to and absorbs the first endothermic amount. When the trititanium pentoxide particles are heated again after the α phase that has undergone a phase transition at the first endothermic phase transition temperature is cooled and undergoes a phase transition to the β phase, the thermal behavior of the solid line shown in FIG. As described above, the β phase undergoes a phase transition to the α phase at the second endothermic phase transition temperature, and absorbs the second endothermic amount. Then, it is preferable that the second heat absorption amount is larger than the first heat absorption amount of the trititanium pentoxide particles. In this case, the titanium oxide-based material can maintain a high endothermic amount even if it contains trititanium pentoxide particles, and therefore tends to exhibit good endothermic characteristics.

ここで、「第一の吸熱相転移温度」とは、五酸化三チタン粒子のβ相が加熱により初めてα相に相転移する際の温度である。「第二の吸熱相転移温度」とは、五酸化三チタン粒子のβ相が加熱により少なくとも一度、α相に相転移し、かつ冷却されてα相からβ相に相転移した後、再度加熱されることでβ相からα相に相転移する際の温度である。また、「第一の吸熱量」とは、五酸化三チタン粒子のβ相が、五酸化三チタンのDSC(Differential scannning calorimetry)測定に基づく熱的挙動を示すグラフにおいて任意のベースラインを引いたときに第一の相転移温度で吸熱するときの吸熱カーブから計算される吸熱量のことをいい、「第二の吸熱量」とは、五酸化三チタン粒子のβ相が、DSC測定に基づく熱的挙動を示すグラフにおいて任意のベースラインを引いたときに第二の相転移温度で吸熱するときの吸熱カーブから計算される吸熱量のことをいう。第一の吸熱相転移温度と第二の吸熱相転移温度とを特に区別しない場合は、単に「吸熱相転移温度」ともいい、第一の吸熱量と第二の吸熱量とを特に区別しない場合は、単に「吸熱量」ともいう。なお、DSC測定は、適宜の測定装置を用いて測定することが可能であり、測定条件は、例えば後掲の実施例で提示する条件であってよい。 Here, the "first endothermic phase transition temperature" is the temperature at which the β phase of the trititanium pentoxide particles undergoes a phase transition to the α phase for the first time by heating. The "second heat-absorbing phase transition temperature" means that the β-phase of trititanium pentoxide undergoes a phase transition to the α-phase at least once by heating, is cooled, and undergoes a phase transition from the α-phase to the β-phase, and then is heated again. This is the temperature at which the phase transition from the β phase to the α phase occurs. Further, the "first heat absorption amount" is defined as an arbitrary baseline drawn in the graph showing the thermal behavior of the β phase of the trititanium pentoxide particles based on the DSC (Differental scanning calorimetry) measurement of the trititanium pentoxide. Sometimes it refers to the amount of heat absorbed calculated from the heat absorption curve when heat is absorbed at the first phase transition temperature, and the "second amount of heat absorbed" is the β phase of trititanium pentoxide particles based on DSC measurement. It refers to the amount of heat absorbed calculated from the heat absorption curve when heat is absorbed at the second phase transition temperature when an arbitrary baseline is drawn in the graph showing thermal behavior. When the first endothermic phase transition temperature and the second endothermic phase transition temperature are not particularly distinguished, they are also simply referred to as "endothermic phase transition temperature", and when the first endothermic amount and the second endothermic amount are not particularly distinguished. Is also simply referred to as "heat absorption". The DSC measurement can be performed using an appropriate measuring device, and the measurement conditions may be, for example, the conditions presented in the examples described later.

本実施形態では、第一の吸熱相転移温度で吸熱する前の五酸化三チタン粒子のβ相と、第一の吸熱相転移温度で吸熱しα相を経た後に放熱して相転移した五酸化三チタン粒子のβ相とは、吸熱特性が異なる。本実施形態の五酸化三チタン粒子において、β相が第二の吸熱相転移温度で相転移してからα相に相転移し、更にα相が冷却されてβ相に相転移した後、再度加熱された場合、例えば加熱及び冷却による相転移を2回以上経た場合の吸熱相転移温度及び吸熱量は、第二の吸熱相転移温度及び第二の吸熱量とほぼ同等である。 In the present embodiment, the β phase of trititanium pentoxide particles before absorbing heat at the first endothermic phase transition temperature and the pentoxide undergoing phase transition by absorbing heat at the first endothermic phase transition temperature and then radiating heat after passing through the α phase. The endothermic characteristics are different from the β phase of the trititanium particles. In the trititanium pentoxide particles of the present embodiment, the β phase undergoes a phase transition at the second heat absorbing phase transition temperature, then undergoes a phase transition to the α phase, and the α phase is further cooled to undergo a phase transition to the β phase, and then again. When heated, for example, the heat-absorbing phase transition temperature and the amount of heat-absorbing when the phase transition by heating and cooling is performed two or more times are substantially the same as the second heat-absorbing phase transition temperature and the second heat-absorbing amount.

本実施形態において、五酸化三チタン粒子の第二の吸熱相転移温度は、第一の吸熱相転移温度よりも低い。第二の吸熱相転移温度は、例えば191℃以下である。この場合、酸化チタン系材料に、例えば200℃以上といった比較的高い温度に達する熱を与えたときに、第二の吸熱相転移温度を有する五酸化三チタン粒子は、より低い温度から熱を吸収することができる。 In the present embodiment, the second endothermic phase transition temperature of the trititanium pentoxide particles is lower than the first endothermic phase transition temperature. The second endothermic phase transition temperature is, for example, 191 ° C. or lower. In this case, when the titanium oxide-based material is subjected to heat reaching a relatively high temperature such as 200 ° C. or higher, the trititanium pentoxide particles having a second endothermic phase transition temperature absorb heat from a lower temperature. can do.

本実施形態の酸化チタン系材料における五酸化三チタン粒子の第二の吸熱量は、20J/g以上である。このため、酸化チタン系材料は、良好な吸熱特性を発揮しうる。 The second heat absorption amount of the trititanium pentoxide particles in the titanium oxide-based material of the present embodiment is 20 J / g or more. Therefore, the titanium oxide-based material can exhibit good endothermic properties.

五酸化三チタン粒子の第一の吸熱量が20J/g以上であることも好ましい。この場合、酸化チタン系材料は、特に優れた吸熱特性を有することができる。そのため、酸化チタン系材料を第一の吸熱相転移温度を超える温度での加熱によって吸熱特性を制御しなくても、蓄放熱材料として利用しやすい。 It is also preferable that the first heat absorption amount of the trititanium pentoxide particles is 20 J / g or more. In this case, the titanium oxide-based material can have particularly excellent endothermic properties. Therefore, the titanium oxide-based material can be easily used as a heat storage and heat dissipation material without controlling the endothermic characteristics by heating at a temperature exceeding the first endothermic phase transition temperature.

五酸化三チタン粒子の第二の吸熱量は、第一の吸熱量よりも多いことが好ましい。この場合、酸化チタン系材料は、優れた吸熱量を有する蓄放熱材料として好適に用いることができる。 The second heat absorption amount of the trititanium pentoxide particles is preferably larger than the first heat absorption amount. In this case, the titanium oxide-based material can be suitably used as a heat storage and heat dissipation material having an excellent heat absorption amount.

上記のような、酸化チタン系材料における五酸化三チタン粒子の吸熱特性は、五酸化チタン粒子の粒径を調整することにより実現可能である。 The endothermic characteristics of the trititanium pentoxide particles in the titanium oxide-based material as described above can be realized by adjusting the particle size of the titanium pentoxide particles.

本実施形態に係る酸化チタン系材料は、既に述べたとおり、五酸化三チタン粒子を含有する。五酸化三チタン粒子のメジアン径D50は3μm以上である。メジアン径D50とは、レーザー回折・散乱法により、体積基準で測定された粒度分布から算出され、その粒度分布における頻度の累計が50%となる平均粒子径である。メジアン径D50は、例えば日機装株式会社製のマイクロトラック粒度分布測定装置(型番 MT3000II)等の測定装置を用いて測定可能である。 As already described, the titanium oxide-based material according to the present embodiment contains trititanium pentoxide particles. The median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more. The median diameter D50 is an average particle diameter calculated from a particle size distribution measured on a volume basis by a laser diffraction / scattering method, and the cumulative frequency in the particle size distribution is 50%. The median diameter D50 can be measured using, for example, a measuring device such as a microtrack particle size distribution measuring device (model number MT3000II) manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

五酸化三チタン粒子のメジアン径D50は、15μm以上であることが好ましい。五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が15μm以上であると、五酸化三チタン粒子の第一の吸熱量が、メジアン径15μm未満である場合に比較して、大きい。このため、酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子が第一の吸熱相転移温度でのβ相からα相への相転移を経ていなくても、より高い吸熱量を達成でき、良好な吸熱特性を有する。このため、酸化チタン系材料は、蓄放熱材料として利用しやすい。また、この場合、例えば酸化チタン系材料を蓄放熱デバイスなどに適用するにあたって、熱履歴にばらつきを生じにくくすることができる。なお、五酸化三チタン粒子のメジアン径D50の上限は、500μm以下であれば好ましく、100μm以下であればより好ましい。 The median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is preferably 15 μm or more. When the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 15 μm or more, the first heat absorption amount of the trititanium pentoxide particles is larger than that when the median diameter is less than 15 μm. Therefore, the titanium oxide-based material is good because it can achieve a higher endothermic amount even if the trititanium pentoxide particles do not undergo a phase transition from the β phase to the α phase at the first endothermic phase transition temperature. Has endothermic properties. Therefore, the titanium oxide-based material is easy to use as a heat storage and heat dissipation material. Further, in this case, for example, when applying a titanium oxide-based material to a storage / heat dissipation device or the like, it is possible to make it difficult for the thermal history to vary. The upper limit of the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is preferably 500 μm or less, and more preferably 100 μm or less.

また、五酸化三チタン粒子のメジアン径D50は3μm以上15μm未満である場合、第一の吸熱量が第二の吸熱量に比較して非常に小さい。このため、メジアン径D50は3μm以上15μm未満である五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料は、放熱を経ることで、第二の吸熱相転移温度を超えて加熱されることにより、高い吸熱量を有しうる。このため、酸化チタン系材料は、上記吸熱特性に応じた応用が可能である。例えば、上記特性をもつ酸化チタン系材料を用いれば、2回以上の吸熱相転移温度を超える温度での加熱処理が必要な、例えばエポキシ樹脂及びシリコーン樹脂等といった熱硬化性樹脂の成分を含む樹脂材料において、1回目の加熱と2回目の加熱とで材料に与える熱量の制御ができうる。また、上記酸化チタン系材料を用いる場合、1回目と2回目の吸熱量(すなわち、第一の吸熱量及び第二の吸熱量)を評価することで、光学的な分析装置等によらなくても、酸化チタン系材料又は酸化チタン系材料を成分として含有する組成物の熱量を測定するだけで五酸化三チタン粒子のサイズを評価できる測定系としての利用も可能である。また、五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が、3μm以上15μm未満であると、酸化チタン系材料を成形する際の加工性を向上させることも可能である。メジアン径D50が3μm以上15μm未満である場合に上記のような吸熱特性を示す理由は、例えば次のように考えられる。例えば、後述の製造方法について説明する粉砕工程等により、五酸化三チタン粒子の粒径が小さくなる過程で五酸化三チタン粒子が周囲から機械的エネルギーや熱エネルギーを受けることで、結晶格子が乱れ、熱的振動を起こすβ相の割合が低減し、相対的に吸熱可能な量が低下する。しかし、第一の吸熱相転移温度を経ると、α相となり、続いて放熱されると、結晶格子の乱れが回復したβ相となり、すなわち再び吸熱可能な状態に戻る。これにより、β相が第二の吸熱相転移温度を超える温度まで加熱されると、第二の吸熱量が増大しうる、と考えられる。五酸化三チタン粒子のメジアン径D50は3μm以上11μm以下であることもより好ましい。なお、五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料について、粒径(メジアン径D50)と、吸熱特性との関係を確認した結果を、後掲の実施例で提示する。 Further, when the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more and less than 15 μm, the first heat absorption amount is very small as compared with the second heat absorption amount. Therefore, the titanium oxide-based material containing the trititanium pentoxide particles having a median diameter D50 of 3 μm or more and less than 15 μm is high because it is heated beyond the second endothermic phase transition temperature by passing heat dissipation. It may have an endothermic amount. Therefore, the titanium oxide-based material can be applied according to the above endothermic characteristics. For example, if a titanium oxide-based material having the above characteristics is used, a resin containing a component of a thermosetting resin such as an epoxy resin and a silicone resin, which requires heat treatment at a temperature exceeding the endothermic phase transition temperature two or more times. In the material, the amount of heat given to the material can be controlled by the first heating and the second heating. Further, when the titanium oxide-based material is used, the first and second heat absorption amounts (that is, the first heat absorption amount and the second heat absorption amount) are evaluated without using an optical analyzer or the like. It can also be used as a measurement system capable of evaluating the size of trititanium pentoxide particles only by measuring the calorific value of the titanium oxide-based material or the composition containing the titanium oxide-based material as a component. Further, when the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more and less than 15 μm, it is possible to improve the processability when molding the titanium oxide-based material. The reason for exhibiting the above-mentioned endothermic characteristics when the median diameter D50 is 3 μm or more and less than 15 μm is considered as follows, for example. For example, the crystal lattice is disturbed by the trititanium pentoxide particles receiving mechanical energy or thermal energy from the surroundings in the process of reducing the particle size of the trititanium pentoxide particles by the crushing step described later for the manufacturing method or the like. , The proportion of β phase that causes thermal vibration is reduced, and the amount of heat that can be absorbed is relatively reduced. However, after passing through the first endothermic phase transition temperature, it becomes the α phase, and when it is subsequently dissipated, it becomes the β phase in which the disorder of the crystal lattice is recovered, that is, it returns to the endothermic phase again. As a result, it is considered that the second endothermic amount can be increased when the β phase is heated to a temperature exceeding the second endothermic phase transition temperature. It is more preferable that the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more and 11 μm or less. The results of confirming the relationship between the particle size (median diameter D50) and the endothermic characteristics of the titanium oxide-based material containing the trititanium pentoxide particles will be presented in the examples below.

このように、本実施形態に係る酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子の粒径によって、吸熱特性を異ならせることが可能であり、加熱及び冷却によって吸放熱を伴う相転移を繰り返し行わせることも可能である。このため、繰り返し吸放熱機能を有する蓄放熱材料として好適に用いることができる。また、酸化チタン系材料は、加熱及び冷却による熱を授受した温度及び熱量を含む熱履歴を記憶することができる。 As described above, the titanium oxide-based material according to the present embodiment can have different endothermic characteristics depending on the particle size of the trititanium pentoxide particles, and the phase transition accompanied by heat absorption and heat dissipation is repeatedly performed by heating and cooling. It is also possible. Therefore, it can be suitably used as a heat storage and heat dissipation material having a function of repeatedly absorbing and radiating heat. Further, the titanium oxide-based material can store the heat history including the temperature and the amount of heat transferred by heating and cooling.

本実施形態に係る酸化チタン系材料は、本開示の効果を阻害しない限りにおいて、上記で説明したメジアン径D50が3μm以上の五酸化三チタン粒子以外の成分を含有してもよい。例えば、酸化チタン系材料は、加熱によりλ−五酸化三チタンに相転移する五酸化三チタン粒子を含有してもよい。また、例えば酸化チタン系材料は、他のチタンを含む酸化物を含んでもよく、チタンを含む酸化物以外の成分を含んでもよい。 The titanium oxide-based material according to the present embodiment may contain components other than the trititanium pentoxide particles having a median diameter D50 of 3 μm or more described above, as long as the effects of the present disclosure are not impaired. For example, the titanium oxide-based material may contain trititanium pentoxide particles that undergo a phase transition to λ-trititanium pentoxide by heating. Further, for example, the titanium oxide-based material may contain an oxide containing other titanium, or may contain a component other than the oxide containing titanium.

上記では、酸化チタン系材料を蓄放熱材料に適用する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、目的に応じて適宜の材料として適用することができ、例えば光学材料、半導体材料、及び電子材料等に用いてもよい。 In the above, the case where the titanium oxide-based material is applied to the heat storage and heat dissipation material has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and it can be applied as an appropriate material depending on the purpose, for example, an optical material, a semiconductor material, and the like. And may be used for electronic materials and the like.

[酸化チタン系材料の製造方法]
本実施形態の酸化チタン系材料の製造方法について説明する。
[Manufacturing method of titanium oxide-based material]
The method for producing the titanium oxide-based material of the present embodiment will be described.

五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料の製造方法であり、酸化チタン系材料の製造方法は、塊状の五酸化三チタンを粉砕する工程を含む。このため、酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子の粒径に応じた吸放熱特性を有することができる。 It is a method for producing a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles, and the method for producing a titanium oxide-based material includes a step of pulverizing massive trititanium pentoxide. Therefore, the titanium oxide-based material can have absorption and heat dissipation characteristics according to the particle size of the trititanium pentoxide particles.

塊状の五酸化三チタンを粉砕する方法は、特に制限されないが、例えば遊星ボールミル、アトライターミル、ビーズミル、及びハンマーミル等が挙げられる。粉砕するにあたっては、乾式であってもよいし、湿式であってもよい。なお、「塊状」とは、粒子状ではない形状のことを意味し、塊状とは、例えば最大粒径が0.5mm以上であるものが挙げられる。 The method for pulverizing the massive trititanium pentoxide is not particularly limited, and examples thereof include a planetary ball mill, an attritor mill, a bead mill, and a hammer mill. When pulverizing, it may be a dry type or a wet type. In addition, "lumpy" means a shape that is not particulate, and "lumpy" includes, for example, one having a maximum particle size of 0.5 mm or more.

以下、塊状の五酸化三チタンを湿式のボールミルで粉砕する場合を例に挙げて説明する。ただし、酸化チタン系材料の製造方法はこれに限られない。 Hereinafter, a case where massive trititanium pentoxide is pulverized with a wet ball mill will be described as an example. However, the method for producing a titanium oxide-based material is not limited to this.

まず、適宜の寸法を有する、原料となる塊状の五酸化三チタンを用意する。原料となる塊状の五酸化三チタンは、化学反応等によって合成することで得られたものであってもよいし、市販されているものであってもよい。塊状の五酸化三チタンの形状及び寸法は特に制限されないが、例えば塊状の五酸化三チタンの各々の粒径が0.8mm以上4.0mm以下であってよい。原料を、例えばジルコニア製の容器の中に入れてから、水を添加する。 First, a bulk trititanium pentoxide as a raw material having appropriate dimensions is prepared. The massive trititanium pentoxide used as a raw material may be obtained by synthesizing it by a chemical reaction or the like, or may be commercially available. The shape and size of the massive trititanium pentoxide are not particularly limited, but for example, the particle size of each of the massive trititanium pentoxide may be 0.8 mm or more and 4.0 mm or less. The raw material is placed in a container made of, for example, zirconia, and then water is added.

続いて、容器内に、粉砕用のジルコニア製のボールを投入してから、容器に蓋をして、粉砕装置(例えば遊星型ボールミル)に配置する。ボールの個数、材質、寸法も適宜調整すればよい。粉砕装置としては、例えばフリッチュ製(型番P−5)の遊星ボールミル等を挙げることができる。粉砕装置の回転数及び処理時間を適宜調整することで、原料の五酸化三チタンを粉砕することができる。粉砕にあたっての条件は、例えば回転数150rpm以上200rpm以下とすることができる。回転数が150rpm以上であれば、塊状の五酸化三チタン粒子を効率よく粉砕することができる。また、粉砕の処理時間は、5分以上120分以下とすることができる。 Subsequently, a zirconia ball for crushing is put into the container, and then the container is covered and placed in a crushing device (for example, a planetary ball mill). The number, material, and dimensions of the balls may be adjusted as appropriate. Examples of the crushing device include a planetary ball mill manufactured by Fritsch (model number P-5). The raw material trititanium pentoxide can be pulverized by appropriately adjusting the rotation speed and the processing time of the pulverizer. The conditions for pulverization can be, for example, a rotation speed of 150 rpm or more and 200 rpm or less. When the rotation speed is 150 rpm or more, the massive trititanium pentoxide particles can be efficiently pulverized. Further, the pulverization processing time can be 5 minutes or more and 120 minutes or less.

これにより、酸化チタン系材料における適宜の粒径を有する五酸化三チタン粒子が得られる。得られた五酸化三チタン粒子の平均粒径(メジアン径D50)は、既に説明したとおり、粒度分布測定によって得られた結果から算出される。本実施形態の酸化チタン系材料の製造方法で得られる五酸化三チタン粒子は、粉砕されることで適宜の平均粒径(メジアン径D50)を有することができる。 As a result, trititanium pentoxide particles having an appropriate particle size in the titanium oxide-based material can be obtained. The average particle size (median diameter D50) of the obtained trititanium pentoxide particles is calculated from the results obtained by the particle size distribution measurement as described above. The trititanium pentoxide particles obtained by the method for producing a titanium oxide-based material of the present embodiment can have an appropriate average particle size (median diameter D50) by being pulverized.

[蓄放熱デバイス]
本実施形態に係る蓄放熱デバイス1の概要について説明する。
[Heat storage device]
The outline of the heat storage / heat storage device 1 according to the present embodiment will be described.

蓄放熱デバイス1は、上記で説明した酸化チタン系材料を備える。蓄放熱デバイス1は、蓄放熱デバイス1の周囲にある熱を吸熱する機能を有する。すなわち、本実施形態の蓄放熱デバイス1は、吸熱可能であり、それにより吸収した熱を蓄えることができるため、熱を蓄える蓄熱装置、及び蓄放熱装置等の装置に適用可能である。この場合、蓄放熱デバイス1は、吸熱デバイスとして機能しうる。具体的には、蓄放熱デバイス1は、例えば周囲の熱が伝達されることにより、蓄放熱デバイス1の温度が上昇し、蓄放熱デバイス1における酸化チタン系材料がその相転移温度を超える温度に達すると、熱を吸収する。そして、蓄放熱デバイス1は、吸収した熱を蓄えうる。これにより、蓄放熱デバイス1は、蓄放熱デバイス1の周囲にある、例えば電子部品、電子デバイス、及び電子機器などの発熱部分から生じた熱により、電子部品、電子デバイス、及び電子機器等の温度が上昇した場合であっても、蓄放熱デバイス1が蓄熱することで、周囲の温度を高温にまで上昇することを抑制しうる。したがって、蓄放熱デバイス1は、周囲の発熱部品等の温度が上昇しすぎること(発熱による暴走など)を抑制可能である。 The heat storage / heat storage device 1 includes the titanium oxide-based material described above. The heat storage / heat storage device 1 has a function of absorbing heat around the heat storage / heat storage device 1. That is, since the heat storage / heat storage device 1 of the present embodiment can absorb heat and can store the absorbed heat, it can be applied to a heat storage device for storing heat and a device such as a heat storage / heat storage device. In this case, the heat storage / heat storage device 1 can function as an endothermic device. Specifically, in the heat storage / heat dissipation device 1, for example, the temperature of the heat storage / heat storage device 1 rises due to the transfer of ambient heat, and the titanium oxide-based material in the heat storage / heat dissipation device 1 reaches a temperature exceeding the phase transition temperature. When it reaches, it absorbs heat. Then, the heat storage / heat dissipation device 1 can store the absorbed heat. As a result, the heat storage / heat dissipation device 1 has the temperature of the electronic component, the electronic device, the electronic device, etc. due to the heat generated from the heat generating portion of the electronic component, the electronic device, the electronic device, etc., around the storage / heat dissipation device 1. Even when the temperature rises, the heat storage and heat storage device 1 can prevent the ambient temperature from rising to a high temperature. Therefore, the heat storage / heat dissipation device 1 can suppress the temperature of the surrounding heat-generating parts and the like from rising too high (runaway due to heat generation, etc.).

蓄放熱デバイス1は、酸化チタン系材料が蓄熱した熱を放熱する機能を有することも好ましい。この場合、蓄放熱デバイス1は、放熱(発熱)デバイスとして機能しうる。このため、蓄放熱デバイス1は、例えば熱の供給を必要とする熱供給装置等に適用可能である。熱供給装置としては、例えば車両等に搭載される空調装置内の流体を加熱する流体加熱装置、内燃機関内を流動する作動流体を加熱する流体加熱装置、及び半導体装置等の流体流路における流体加熱装置等が挙げられる。蓄放熱デバイス1の放熱は、酸化チタン系材料に熱を与えることで蓄熱状態としたα相の五酸化三チタン粒子を冷却し、五酸化三チタン粒子が相転移する温度以上に冷却されることで達成しうる。なお、蓄熱状態のα相の五酸化三チタンは、上記のとおり、冷却されることで吸熱した熱を放熱しうるが、急冷されない限り、加熱時に相転移温度で吸熱した熱量をそのまま一気に放出するものではない。ここでいう、急冷とは、例えば冷却速度100℃/min以上で冷却する場合をいう。 It is also preferable that the heat storage / heat dissipation device 1 has a function of dissipating the heat stored in the titanium oxide-based material. In this case, the heat storage / heat dissipation device 1 can function as a heat dissipation (heat generation) device. Therefore, the heat storage / heat dissipation device 1 can be applied to, for example, a heat supply device that requires heat supply. Examples of the heat supply device include a fluid heating device that heats a fluid in an air conditioner mounted on a vehicle or the like, a fluid heating device that heats a working fluid flowing in an internal combustion engine, and a fluid in a fluid flow path such as a semiconductor device. Examples include a heating device. The heat dissipation of the heat storage / heat dissipation device 1 is to cool the α-phase trititanium pentoxide particles that have been put into a heat storage state by applying heat to the titanium oxide-based material, and to cool the temperature above the temperature at which the trititanium pentoxide particles undergo a phase transition. Can be achieved with. As described above, the α-phase trititanium pentoxide in the heat storage state can dissipate the heat absorbed by cooling, but unless it is rapidly cooled, the amount of heat absorbed at the phase transition temperature during heating is released at once. It's not a thing. The term "quenching" as used herein means, for example, a case of cooling at a cooling rate of 100 ° C./min or more.

蓄放熱デバイス1における酸化チタン系材料の五酸化三チタン粒子は、吸熱して相転移する際に、物性変化が生じうる。このため、蓄放熱デバイス1は、五酸化三チタン粒子の物性変化を検出することで蓄放熱デバイス1の周囲の温度が相転移温度に達しているか否かを検知できる。このため、蓄放熱デバイス1を温度センサとしても利用可能であり、この場合、例えば蓄放熱デバイス1を、蓄放熱デバイス1を用いた検出結果に基づく制御動作を行う電子デバイス等の電子機器にも適用可能である。また、蓄放熱デバイス1は、相転移温度で熱を吸収するため、吸収する熱量を検知する対象としてもよい。この場合、酸化チタン系材料が蓄熱可能な熱エネルギーの総量(吸熱量)に対して、温度変化が生じた際の吸収・放出可能な熱エネルギーの量を検知することができる。すなわち、蓄放熱デバイス1は、熱量センサとしても利用可能である。なお、蓄放熱デバイス1の用途は前記のみに限られず、例えば蓄放熱デバイス1は、蓄放熱機能を有するシートとして使用されてもよい。 The trititanium pentoxide particles of the titanium oxide-based material in the storage / heat dissipation device 1 may undergo a change in physical properties when they absorb heat and undergo a phase transition. Therefore, the storage / heat dissipation device 1 can detect whether or not the temperature around the storage / heat dissipation device 1 has reached the phase transition temperature by detecting the change in the physical properties of the trititanium pentoxide particles. Therefore, the heat storage / heat dissipation device 1 can also be used as a temperature sensor. In this case, for example, the heat storage / heat storage device 1 can also be used in an electronic device such as an electronic device that performs a control operation based on a detection result using the heat storage / heat dissipation device 1. Applicable. Further, since the storage / heat dissipation device 1 absorbs heat at the phase transition temperature, it may be a target for detecting the amount of heat to be absorbed. In this case, it is possible to detect the amount of heat energy that can be absorbed and released when a temperature change occurs with respect to the total amount of heat energy (heat absorption amount) that the titanium oxide-based material can store heat. That is, the heat storage / heat dissipation device 1 can also be used as a heat quantity sensor. The application of the heat storage / heat dissipation device 1 is not limited to the above, and for example, the heat storage / heat storage device 1 may be used as a sheet having a heat storage / heat dissipation function.

蓄放熱デバイス1が例えばセンサとして機能する場合について、具体的に説明する。 A case where the storage / heat storage device 1 functions as, for example, a sensor will be specifically described.

蓄放熱デバイス1は、既に説明したとおり、酸化チタン系材料を備えるため、五酸化三チタン粒子の固相−固相間の相転移に伴う物性の変化に基づいて、温度変化又は吸熱量の変化を検知することができる。このため、蓄放熱デバイス1は、例えば温度又は吸熱量を検知するためのセンサとして機能するセンサ素子として用いることができる。この場合、センサ素子は、例えば五酸化三チタン粒子の温度が相転移温度を超えた場合に、相転移に伴う五酸化三チタン粒子の物性の不連続な変化又はこの変化に起因して生じる現象を出力しうる。 As described above, since the storage / heat dissipation device 1 includes a titanium oxide-based material, a temperature change or a change in heat absorption amount is based on a change in physical properties accompanying a phase transition between solid phases of trititanium pentoxide particles. Can be detected. Therefore, the heat storage / heat dissipation device 1 can be used as a sensor element that functions as a sensor for detecting, for example, temperature or heat absorption. In this case, the sensor element causes, for example, a discontinuous change in the physical properties of the trititanium pentoxide particles due to the phase transition or a phenomenon caused by this change when the temperature of the trititanium pentoxide particles exceeds the phase transition temperature. Can be output.

蓄放熱デバイス1がセンサ素子として機能する場合、センサ素子の出力としては、相転移に伴って変化する物性である電気伝導度(電気伝導率)、色、磁性(磁化率)、体積変化(比重変化)、又は熱伝導度(熱伝導率)等が挙げられる。 When the storage / heat dissipation device 1 functions as a sensor element, the output of the sensor element includes electrical conductivity (electrical conductivity), color, magnetism (magnetic susceptibility), and volume change (specific gravity), which are physical properties that change with the phase transition. (Change) or thermal conductivity (thermal conductivity) and the like.

電気伝導度に関しては、酸化チタン系材料の五酸化三チタンにおいて、β相は半導体であり、λ相、及びα相は導電体である。そのため、センサ素子は電気伝導度の変化を出力することができる。なお、センサ素子は、一定電流が流されている場合の電気伝導度の変化に伴う電圧の変化、一定電圧が印加されている場合の電気伝導度の変化に伴う電流の変化といった、電気伝導度の変化に伴って生じる現象を出力してもよい。 Regarding electrical conductivity, in trititanium pentoxide, which is a titanium oxide-based material, the β phase is a semiconductor, and the λ phase and the α phase are conductors. Therefore, the sensor element can output the change in electrical conductivity. The sensor element has electrical conductivity such as a change in voltage due to a change in electrical conductivity when a constant current is flowing, and a change in current due to a change in electrical conductivity when a constant voltage is applied. You may output the phenomenon that occurs with the change of.

色に関しては、例えばβ−五酸化三チタンは赤色又は赤褐色、λ−五酸化三チタンは黒青色又は青色である。このため、センサ素子は、酸化チタン系材料の五酸化三チタン粒子相転移による色の変化を出力することができる。 Regarding the color, for example, β-trititanium pentoxide is red or reddish brown, and λ-trititanium pentoxide is black blue or blue. Therefore, the sensor element can output the color change due to the trititanium pentoxide particle phase transition of the titanium oxide-based material.

磁性に関しては、β−五酸化三チタンは非磁性であり、α−五酸化三チタン及びλ−五酸化三チタンは常磁性である。このため、センサ素子は、酸化チタン系材料の五酸化三チタン粒子の相転移による磁性の変化を出力できる。 In terms of magnetism, β-trititanium pentoxide is non-magnetic, and α-trititanium pentoxide and λ-trititanium pentoxide are paramagnetic. Therefore, the sensor element can output the change in magnetism due to the phase transition of the trititanium pentoxide particles of the titanium oxide-based material.

熱伝導率に関しては、酸化チタン系材料の五酸化三チタン粒子は、相転移に伴い比熱が変化するため、例えばその比熱の変化に基づく、熱伝導率及び熱拡散率等の変化を出力してもよい。 Regarding the thermal conductivity, since the specific heat of the trititanium pentoxide particle of the titanium oxide material changes with the phase transition, for example, the change in thermal conductivity and thermal diffusivity based on the change in the specific heat is output. May be good.

また、体積に関しては、酸化チタン系材料の五酸化三チタン粒子の相転移に際しては体積変化が生じうるため、その体積変化又は比重変化に基づく物性の変化を出力してもよい。 Further, regarding the volume, since the volume change may occur at the time of the phase transition of the trititanium pentoxide particles of the titanium oxide-based material, the change in physical properties based on the volume change or the change in specific gravity may be output.

なお、センサ素子の出力は上記に制限されない。また、上記で説明した出力は、蓄放熱デバイス1がセンサ素子として機能する場合に限らず、蓄放熱デバイス1自体の出力であってもよい。 The output of the sensor element is not limited to the above. Further, the output described above is not limited to the case where the storage / heat storage device 1 functions as a sensor element, and may be the output of the storage / heat storage device 1 itself.

センサ素子は、例えば酸化チタン系材料を含有する成形体を備える。成形体は、上記で説明した五酸化三チタン粒子を含有していればよく、センサ素子の使用目的を阻害しない限り、成形体は、必要により五酸化三チタン以外の成分を含有してもよい。五酸化三チタン以外の成分としては、例えばバインダとして機能する樹脂成分が挙げられる。そのため、成形体は、酸化チタン系材料を樹脂成分などに配合して調製した組成物から作製されてもよい。成形体は適宜の形状を有することができる。例えば、酸化チタン系材料を成形機で成形して、円柱形状の成形体を得ることができるが、これに限定されない。センサ素子の寸法は用途などに応じて適宜調整すればよい。成形体の形状は、シート状であることも好ましい。すなわち、蓄放熱デバイス1がシート状であることも好ましい。なお、蓄放熱デバイス1がシート状である場合については、後に詳述する。 The sensor element includes, for example, a molded product containing a titanium oxide-based material. The molded product may contain the trititanium pentoxide particles described above, and the molded product may contain components other than trititanium pentoxide, if necessary, as long as the intended use of the sensor element is not impaired. .. Examples of components other than trititanium pentoxide include resin components that function as binders. Therefore, the molded product may be produced from a composition prepared by blending a titanium oxide-based material with a resin component or the like. The molded body can have an appropriate shape. For example, a titanium oxide-based material can be molded with a molding machine to obtain a cylindrical molded body, but the present invention is not limited to this. The dimensions of the sensor element may be appropriately adjusted according to the application and the like. The shape of the molded body is also preferably sheet-like. That is, it is also preferable that the storage / heat dissipation device 1 has a sheet shape. The case where the heat storage / heat dissipation device 1 is in the form of a sheet will be described in detail later.

センサ素子は、成形体に電気的に接続されている電極を備えてもよい。センサ素子は、例えば二つ電極を備え、二つの電極の間に成形体が介在するように電極と成形体とが積層されている。センサ素子が電極を備えると、センサ素子は、電極を通じて出力を発することができる。なお、センサ素子自体は電極を備えず、センサ素子から出力を得る場合にセンサ素子に電極を電気的に接続してもよい。 The sensor element may include electrodes that are electrically connected to the molded body. The sensor element includes, for example, two electrodes, and the electrodes and the molded body are laminated so that the molded body is interposed between the two electrodes. When the sensor element includes an electrode, the sensor element can emit an output through the electrode. The sensor element itself does not have an electrode, and the electrode may be electrically connected to the sensor element when an output is obtained from the sensor element.

電極は、例えば金属、導電性酸化物、カーボン材料、又は導電性高分子などから作製される。金属としては、例えば、Al、Ag、Au、Cu、又はPtなどが挙げられる。導電性酸化物としては、例えば、酸化インジウムスズ(ITO:Indium Tin Oxide)などが挙げられる。カーボン材料としては、例えば、グラファイトなどが挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、又はポリアセチレン系ポリマーなどが挙げられる。 The electrode is made of, for example, a metal, a conductive oxide, a carbon material, a conductive polymer, or the like. Examples of the metal include Al, Ag, Au, Cu, Pt and the like. Examples of the conductive oxide include indium tin oxide (ITO: Indium Tin Oxide). Examples of the carbon material include graphite and the like. Examples of the conductive polymer include a polythiophene-based polymer, a polyaniline-based polymer, and a polyacetylene-based polymer.

センサ素子の出力を検出する装置は、例えば電気抵抗値変化を検出する装置を例に挙げたが、これには限られない。例えば、センサ素子の出力を検出する装置は、比熱変化を適宜の方法で検出可能に構成された比熱測定装置、色変化を検出するように構成されたスペクトル測定装置、磁性変化を検出する磁性測定器、又は比重の変化を測定する比重測定器などであってもよい。 The device for detecting the output of the sensor element is, for example, a device for detecting a change in the electric resistance value, but the device is not limited to this. For example, the device for detecting the output of the sensor element is a specific heat measuring device configured to detect a specific thermal change by an appropriate method, a spectrum measuring device configured to detect a color change, and a magnetic measurement for detecting a magnetic change. It may be a device, a specific gravity measuring device for measuring a change in specific gravity, or the like.

このように、本実施形態に係る蓄放熱デバイス1は、周囲の外的刺激に応答可能な種々の用途のセンサとして用いることができる。すなわち、蓄放熱デバイス1は、温度を検知するセンサとしての機能を有することができる。例えば、蓄放熱デバイス1は、センサ素子単体であってもよいし、センサ機能とそれ以外の機能を備えるデバイスであってよい。 As described above, the heat storage / heat dissipation device 1 according to the present embodiment can be used as a sensor for various purposes capable of responding to external stimuli in the surroundings. That is, the heat storage / heat dissipation device 1 can have a function as a sensor for detecting the temperature. For example, the heat storage / heat dissipation device 1 may be a sensor element alone, or may be a device having a sensor function and other functions.

蓄放熱デバイス1の用途について、図5を参照し、具体的な例を挙げて説明する。 The application of the storage / heat dissipation device 1 will be described with reference to FIG. 5 with a specific example.

図5では、蓄放熱デバイス1は、シート状に形成されている。具体的には、蓄放熱デバイス1は、シート材11と、第一電極12と、第二電極13と、検出部16とを備える。シート材11は、メジアン径D50が3μm以上である五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料を含む。シート材11は、吸熱と放熱とのいずれか一方又は両方の機能を有しうる。第一電極12は、シート材11の第一面11a上に配置されている。第二電極13は、シート材11の第一面11aとは反対側の第二面11b上に配置されている。第一電極12と第二電極13とは、シート材11を介して電気的に接続されており、図5では、シート材11の反対側に各々位置する一対の電極である。検出部16は、第一電極12と第二電極13とを介してシート材11と電気的に接続されている。このため、蓄放熱デバイス1は、シート材11で、蓄放熱デバイス1の外部又は内部にある、例えば発熱体4からの熱を検知することができる。 In FIG. 5, the heat storage / heat storage device 1 is formed in a sheet shape. Specifically, the heat storage / dissipation device 1 includes a sheet material 11, a first electrode 12, a second electrode 13, and a detection unit 16. The sheet material 11 contains a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles having a median diameter D50 of 3 μm or more. The sheet material 11 may have one or both functions of endothermic and heat dissipation. The first electrode 12 is arranged on the first surface 11a of the sheet material 11. The second electrode 13 is arranged on the second surface 11b on the side opposite to the first surface 11a of the sheet material 11. The first electrode 12 and the second electrode 13 are electrically connected to each other via the sheet material 11, and in FIG. 5, they are a pair of electrodes located on opposite sides of the sheet material 11. The detection unit 16 is electrically connected to the sheet material 11 via the first electrode 12 and the second electrode 13. Therefore, the heat storage / heat dissipation device 1 can detect heat from, for example, a heating element 4 located outside or inside the heat storage / heat storage device 1 with the sheet material 11.

一対の電極である第一電極12及び第二電極13の位置、形状、及び寸法は特に制限されない。例えば、第一電極12及び第二電極13はいずれも、シート材11の同一面上(例えば第一面11a上)に配置されていてもよい。第一電極12及び第二電極13の各々は、上記のセンサ素子における電極について説明したものと同じであってよい。 The positions, shapes, and dimensions of the first electrode 12 and the second electrode 13 which are a pair of electrodes are not particularly limited. For example, both the first electrode 12 and the second electrode 13 may be arranged on the same surface of the sheet material 11 (for example, on the first surface 11a). Each of the first electrode 12 and the second electrode 13 may be the same as those described for the electrodes in the sensor element described above.

検出部16は、第一電極12及び第二電極13を使用してシート材11の電気特性を検出できる。これにより、例えば蓄放熱デバイス1と、熱を発生しうる発熱体4とが熱的に接続されていると、蓄放熱デバイス1は、検出部16でシート材11における酸化チタン系材料の電気特性の変化を検出することで、相転移温度に達する温度に到達したことを検出可能である。 The detection unit 16 can detect the electrical characteristics of the sheet material 11 by using the first electrode 12 and the second electrode 13. As a result, for example, when the storage / heat dissipation device 1 and the heating element 4 capable of generating heat are thermally connected, the storage / heat dissipation device 1 has the electrical characteristics of the titanium oxide-based material in the sheet material 11 at the detection unit 16. By detecting the change in, it is possible to detect that the temperature has reached the phase transition temperature.

検出部16は、例えば電気抵抗を検出する機能を有する電気抵抗検出器であってもよい。この場合、蓄放熱デバイス1は、検出部16によって、例えばシート材11における五酸化三チタンが、例えば発熱体4が発した熱を受けて相転移温度に到達したことを検出できる。 The detection unit 16 may be, for example, an electric resistance detector having a function of detecting electric resistance. In this case, the storage / heat dissipation device 1 can detect, for example, that the trititanium pentoxide in the sheet material 11 has reached the phase transition temperature by receiving the heat generated by the heating element 4, for example.

発熱体4は、特に制限されず、蓄放熱デバイス1の周囲又は内部に設けられるものであってよい。発熱体4は、例えば外部電源等からの給電により発熱する発熱部品等であってよい。発熱部品とは、例えば駆動するために与えられたエネルギーの一部を熱に変換して放出する電子部品をいう。発熱部品は、特に制限されないが、発熱部品の具体的な例は、中央処理装置(CPU)、パワーマネージメントIC(PMIC)、パワーアンプ(PA)、トランシーバーIC、ボルテージレギュレータ(VR)などの集積回路(IC);発光ダイオード(LED)、白熱電球、半導体レーザーなどの発光素子;電界効果トランジスタ(FET)などの能動素子;コイル、コンデンサ、抵抗などの受動素子等からなる群から選択される少なくとも一種を含む。発熱体4の他の例として、具体的には、家電製品、照明器具、医療機器、電気炉、配電盤、湯沸かし器、防曇器具、凍結防止器具等を挙げることができる。 The heating element 4 is not particularly limited and may be provided around or inside the heat storage / radiation device 1. The heating element 4 may be, for example, a heating component or the like that generates heat by supplying power from an external power source or the like. The heat-generating component is, for example, an electronic component that converts a part of energy given for driving into heat and releases it. The heat-generating component is not particularly limited, but specific examples of the heat-generating component include integrated circuits such as a central processing device (CPU), a power management IC (PMIC), a power amplifier (PA), a transceiver IC, and a voltage regulator (VR). (IC); Light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs), incandescent bulbs, semiconductor lasers; Active elements such as field effect transistors (FETs); Passive elements such as coils, capacitors, resistors, etc. At least one selected from the group. including. Specific examples of the heating element 4 include home appliances, lighting fixtures, medical equipment, electric furnaces, switchboards, water heaters, anti-fog devices, anti-freezing devices, and the like.

検出部16は、例えばシート材11における酸化チタン系材料における五酸化三チタンが相転移の際に変化しうる、熱伝導率、磁性、比重、及び波長特性等の物性の変化を検出するものであってもよい。特に、蓄放熱デバイス1は、酸化チタン系材料の電気伝導率と熱伝導率とのうちのいずれか一方又は両方の物性の変化を検出することが好ましい。蓄放熱デバイス1における検出部16の数に特に制限はなく、検出部16の数は1つであってもよいし、複数であってもよい。 The detection unit 16 detects changes in physical properties such as thermal conductivity, magnetism, specific gravity, and wavelength characteristics, which may change during a phase transition of trititanium pentoxide in a titanium oxide-based material in the sheet material 11, for example. There may be. In particular, the heat storage / heat dissipation device 1 preferably detects changes in the physical properties of either or both of the electric conductivity and the thermal conductivity of the titanium oxide-based material. The number of detection units 16 in the storage / heat dissipation device 1 is not particularly limited, and the number of detection units 16 may be one or a plurality.

蓄放熱デバイス1は、上記の構成に限られず、適宜の機能を有する部材を備えていてもよい。例えば、蓄放熱デバイス1は、検出部16で検出した結果に基づいて蓄放熱デバイス1又は発熱体4の動作を制御する制御部17を備えてもよい。蓄放熱デバイス1が制御部17を備えると、例えば蓄放熱デバイス1が発熱体4から過剰な熱を受けた場合であっても、蓄放熱デバイス1の動作を緩和、又は停止することができる。また、蓄放熱デバイス1は、例えばシート材11、第一電極12、及び第二電極13を支持する支持部材(不図示)を備えてもよい。支持部材の材質、寸法、及び形状は、特に制限されない。 The storage / heat dissipation device 1 is not limited to the above configuration, and may include a member having an appropriate function. For example, the heat storage / heat dissipation device 1 may include a control unit 17 that controls the operation of the heat storage / heat storage device 1 or the heating element 4 based on the result detected by the detection unit 16. When the storage / heat storage device 1 includes the control unit 17, the operation of the storage / heat storage device 1 can be relaxed or stopped even when the storage / heat storage device 1 receives excessive heat from the heating element 4, for example. Further, the heat storage / heat dissipation device 1 may include, for example, a support member (not shown) that supports the sheet material 11, the first electrode 12, and the second electrode 13. The material, dimensions, and shape of the support member are not particularly limited.

以下、本発明の具体的な実施例を提示する。ただし、本発明は実施例のみに制限されない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be presented. However, the present invention is not limited to the examples.

(1)酸化チタン系材料の作製
原料として、株式会社メルク製の五酸化三チタン(品番100097、最小粒径0.8mm、最大粒径4.0mm)を用意し、ジルコニア製の容器に、五酸化三チタンを(10〜20g)、水150gを投入した。容器に、ジルコニア製のボール(ボール径φ10mm)を450g投入して、粉砕装置に上記の容器を載置し、回転数150〜200rpmで粉砕処理を行った。粉砕装置としては、遊星ボールミル(フリッチュ製:型番P−5)を使用した。各実施例における具体的な粉砕処理の条件は下記のとおりである。
(1) Preparation of titanium oxide-based material Prepare trititanium pentoxide (product number 100097, minimum particle size 0.8 mm, maximum particle size 4.0 mm) manufactured by Merck Co., Ltd. as a raw material, and put it in a zirconia container. Titanium oxide (10 to 20 g) and 150 g of water were added. 450 g of a zirconia ball (ball diameter φ10 mm) was put into a container, the above container was placed on a crushing device, and crushing was performed at a rotation speed of 150 to 200 rpm. As a crushing device, a planetary ball mill (manufactured by Fritsch: model number P-5) was used. The specific conditions of the pulverization treatment in each example are as follows.

実施例1では、10gの五酸化三チタンを、150rpmの回転数で、120分間処理を行うことで、図4Aに示す粒度分布を有する五酸化三チタン粒子を得た。なお、図3Aは、実施例1で得られた五酸化三チタン粒子のSEM(走査電子顕微鏡)により測定して得られたSEM画像である。メジアン径D50は、3.164μmであった。 In Example 1, 10 g of trititanium pentoxide was treated at a rotation speed of 150 rpm for 120 minutes to obtain trititanium pentoxide particles having the particle size distribution shown in FIG. 4A. FIG. 3A is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles obtained in Example 1 with an SEM (scanning electron microscope). The median diameter D50 was 3.164 μm.

実施例2では、20gの五酸化三チタンを、150rpmの回転数で、120分間処理を行うことで、図4Bに示す粒度分布を有する五酸化三チタン粒子を得た。なお、図3Bは、実施例2で得られた五酸化三チタン粒子のSEM(走査電子顕微鏡)により測定して得られたSEM画像である。メジアン径D50は、5.713μmであった。 In Example 2, 20 g of trititanium pentoxide was treated at a rotation speed of 150 rpm for 120 minutes to obtain trititanium pentoxide particles having the particle size distribution shown in FIG. 4B. FIG. 3B is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles obtained in Example 2 by an SEM (scanning electron microscope). The median diameter D50 was 5.713 μm.

実施例3では、20gの五酸化三チタンを、150rpmの回転数で、30分間処理を行うことで、図4Cに示す粒度分布を有する五酸化三チタン粒子を得た。メジアン径D50は、10.21μmであった。 In Example 3, 20 g of trititanium pentoxide was treated at a rotation speed of 150 rpm for 30 minutes to obtain trititanium pentoxide particles having the particle size distribution shown in FIG. 4C. The median diameter D50 was 10.21 μm.

実施例4では、20gの五酸化三チタンを、150rpmの回転数で、15分間処理を行うことで、図4Dに示す粒度分布を有する五酸化三チタン粒子を得た。なお、図3Cは、実施例3で得られた五酸化三チタン粒子のSEM(走査電子顕微鏡)により測定して得られたSEM画像である。メジアン径D50は、16.49μmであった。 In Example 4, 20 g of trititanium pentoxide was treated at a rotation speed of 150 rpm for 15 minutes to obtain trititanium pentoxide particles having the particle size distribution shown in FIG. 4D. FIG. 3C is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles obtained in Example 3 with an SEM (scanning electron microscope). The median diameter D50 was 16.49 μm.

実施例5では、20gの五酸化三チタンを、200rpmの回転数で、5分間処理を行うことで、図4Eに示す粒度分布を有する五酸化三チタン粒子を得た。メジアン径D50は、21.39μmであった。 In Example 5, 20 g of trititanium pentoxide was treated at a rotation speed of 200 rpm for 5 minutes to obtain trititanium pentoxide particles having the particle size distribution shown in FIG. 4E. The median diameter D50 was 21.39 μm.

なお、比較例1の五酸化三チタン粒子は、実施例1の五酸化三チタン(3g)を、200rpmの回転数で、120分間処理を行うことにより得た。比較例1の五酸化三チタン粒子は、図4Fに示す粒度分布を有し、メジアン径D50は、1.572μmであった。 The trititanium pentoxide particles of Comparative Example 1 were obtained by treating trititanium pentoxide (3 g) of Example 1 at a rotation speed of 200 rpm for 120 minutes. The trititanium pentoxide particles of Comparative Example 1 had a particle size distribution shown in FIG. 4F, and the median diameter D50 was 1.572 μm.

また、実施例6は、上記実施例1〜5の粉砕処理を行わず、DSC装置による測定に用いるサンプルとしての粒子のサイズを測定した(表1参照)。なお、図3Dは、実施例6の五酸化三チタン粒子のSEM(走査電子顕微鏡)により測定して得られたSEM画像である。 Further, in Example 6, the size of the particles as a sample used for the measurement by the DSC device was measured without performing the pulverization treatment of Examples 1 to 5 (see Table 1). Note that FIG. 3D is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles of Example 6 by SEM (scanning electron microscope).

(2)酸化チタン系材料の評価
(1)で得られた各実施例及び参考例の五酸化三チタン粒子の相転移温度と相転移時の吸熱量を、示差走査熱量測定法で測定した。測定に当たってはDSC装置(セイコー電子工業製 型番DSC 220c)を用い、Airガスを100mL/min流し、昇温速度を10℃/minで室温から300℃まで昇温した。300℃に到達した後、降温(冷却)速度を10℃/minで室温まで冷却した。室温に到達した後、再度昇温速度を10℃/minで室温から300℃まで昇温した。その結果から得られた相転移温度、及び吸熱量を下記表1に示す。
(2) Evaluation of Titanium Oxide Material The phase transition temperature and heat absorption amount of the trititanium pentoxide particles of each Example and Reference Example obtained in (1) were measured by differential scanning calorimetry. In the measurement, a DSC device (model number DSC 220c manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.) was used, Air gas was flowed at 100 mL / min, and the temperature was raised from room temperature to 300 ° C at a heating rate of 10 ° C./min. After reaching 300 ° C., the temperature was lowered (cooled) at 10 ° C./min to room temperature. After reaching room temperature, the temperature was raised again from room temperature to 300 ° C. at a rate of 10 ° C./min. The phase transition temperature and heat absorption amount obtained from the results are shown in Table 1 below.

図1は、実施例4の五酸化三チタン粒子のDSC測定を行った結果を示すグラフであり、破線は1回目の昇温及び降温による熱的挙動を示し、実線は2回目の昇温及び降温による熱的挙動を示している。 FIG. 1 is a graph showing the results of DSC measurement of trititanium pentoxide particles of Example 4, the broken line shows the thermal behavior due to the first temperature rise and fall, and the solid line shows the second temperature rise and temperature decrease. It shows the thermal behavior due to the temperature drop.

図2は、各実施例及び参考例の五酸化三チタン粒子のメジアン径D50に対する、DSC測定により得られた結果から算出した吸熱量をプロットしたグラフである。白丸で示すプロットが1回目の昇温時における吸熱量であり、黒四角で示すプロットが2回目の昇温時における吸熱量である。 FIG. 2 is a graph plotting the amount of heat absorbed calculated from the results obtained by DSC measurement with respect to the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles of each Example and Reference Example. The plot indicated by the white circle is the amount of heat absorbed during the first temperature rise, and the plot indicated by the black square is the amount of heat absorbed during the second temperature rise.

表1には、各実施例及び参考例の五酸化三チタン粒子のメジアン径D50と、吸熱量及び相転移温度の関係を示す。 Table 1 shows the relationship between the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles of each example and the reference example, the amount of heat absorbed, and the phase transition temperature.

実施例1〜3の五酸化三チタン粒子は、1回目の昇温による吸熱量は僅かであったが、2回目の昇温による吸熱量は1回目の昇温時に比べて大きく増加した。実施例4及び5では、1回目の昇温による吸熱量は20J/g以上であり、2回目の昇温による吸熱量は更に増加した。また、実施例5は、図1に示す実施例4の熱的挙動と同様の挙動を示した。 The amount of heat absorbed by the trititanium pentoxide particles of Examples 1 to 3 was small due to the first temperature rise, but the amount of heat absorbed by the second temperature rise was significantly increased as compared with the first temperature rise. In Examples 4 and 5, the amount of heat absorbed by the first temperature rise was 20 J / g or more, and the amount of heat absorbed by the second temperature rise was further increased. Further, Example 5 showed the same behavior as the thermal behavior of Example 4 shown in FIG.

比較例1では、1回目の昇温による吸熱は見られなかった。また、2回目の昇温によって吸熱は見られたが、いずれの実施例よりも低い吸熱量であった。 In Comparative Example 1, no endotherm due to the first temperature rise was observed. In addition, although heat absorption was observed by the second temperature rise, the amount of heat absorption was lower than that of any of the examples.

これにより、五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が10μm以下である場合(実施例1〜3)、1回目の吸熱量がごく僅か(約0J/g)であるのに対し、2回目の吸熱量が20J/g以上となることが示唆された。また、実施例1〜5において、メジアン径D50が大きくなるにつれて、2回目の相転移温度が1回目の相転移温度よりも増加することが示唆された。また、実施例6においては、昇温により相転移温度及び吸熱量は、1回目と2回目とで変化がなかったが、1回目及び2回目ともに吸熱量は20J/g以上であった。また、比較例1においては、1回目の昇温において吸熱量が0J/gであったため、相転移温度は得られなかった。 As a result, when the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 10 μm or less (Examples 1 to 3), the amount of heat absorbed in the first time is very small (about 0 J / g), whereas the amount of heat absorbed in the second time is very small. It was suggested that the calorific value would be 20 J / g or more. Further, in Examples 1 to 5, it was suggested that as the median diameter D50 increased, the second phase transition temperature increased more than the first phase transition temperature. Further, in Example 6, the phase transition temperature and the heat absorption amount did not change between the first time and the second time due to the temperature rise, but the heat absorption amount was 20 J / g or more in both the first time and the second time. Further, in Comparative Example 1, since the heat absorption amount was 0 J / g at the first temperature rise, the phase transition temperature could not be obtained.

[まとめ]
以上から明らかなように、本開示の第1の態様の酸化チタン系材料は、五酸化三チタン粒子を含有する。五酸化三チタンは、固相−固相間で相転移する相転移温度を有し、かつメジアン径D50が3μm以上である。
[Summary]
As is clear from the above, the titanium oxide-based material of the first aspect of the present disclosure contains trititanium pentoxide particles. Trititanium pentoxide has a phase transition temperature at which a phase transition occurs between solid phases and has a median diameter D50 of 3 μm or more.

第1の態様によれば、酸化チタン系材料は、加熱及び冷却によって可逆的に相転移可能であり、かつ優れた吸熱量を有することができる。これにより、酸化チタン系材料は、五酸化酸三チタン粒子を含み、良好な吸熱特性を発揮しやすい。 According to the first aspect, the titanium oxide-based material can reversibly undergo a phase transition by heating and cooling, and can have an excellent heat absorption amount. As a result, the titanium oxide-based material contains trititanium pentoxide particles and tends to exhibit good endothermic properties.

第2の態様の酸化チタン系材料は、第1の態様において、五酸化三チタン粒子は、β相を含み、β相は、加熱されることで第一の吸熱相転移温度でα相へ相転移し、かつ第一の吸熱量を吸熱する。α相は、冷却されてβ相に相転移した後、再度加熱されると第二の吸熱相転移温度でα相へ相転移し、かつ第二の吸熱量を吸熱する。五酸化三チタン粒子は、第一の吸熱量よりも第二の吸熱量の方が大きい。 In the first aspect, the titanium oxide-based material of the second aspect contains the β phase of the trititanium pentoxide particles, and the β phase is heated to the α phase at the first endothermic phase transition temperature. It transfers and absorbs the first endothermic amount. The α phase undergoes a phase transition to the β phase after being cooled, and then undergoes a phase transition to the α phase at the second endothermic phase transition temperature when heated again, and absorbs the second endothermic amount. The trititanium pentoxide particles have a second heat absorption amount larger than that of the first heat absorption amount.

第2の態様によれば、酸化チタン系材料は、加熱及び冷却によって可逆的に相転移可能であり、かつ優れた吸熱量を有することができる。 According to the second aspect, the titanium oxide-based material can reversibly undergo a phase transition by heating and cooling, and can have an excellent heat absorption amount.

第3の態様の酸化チタン系材料は、第2の態様において、第二の吸熱量が20J/g以上である。 The titanium oxide-based material of the third aspect has a second heat absorption amount of 20 J / g or more in the second aspect.

第3の態様によれば、酸化チタン系材料は、加熱及び冷却によって可逆的に相転移可能であり、かつ優れた吸熱量を有する蓄放熱材料として好適に用いることができる。 According to the third aspect, the titanium oxide-based material can be suitably used as a heat storage and heat dissipation material which can reversibly undergo a phase transition by heating and cooling and has an excellent heat absorption amount.

第4の態様の酸化チタン系材料は、第2又は3の態様において、第一の吸熱相転移温度よりも前記第二の吸熱相転移温度の方が低い。 In the second or third aspect, the titanium oxide-based material of the fourth aspect has a lower endothermic phase transition temperature than the first endothermic phase transition temperature.

第4の態様によれば、酸化チタン系材料は、従来の五酸化三チタンよりも低い温度であっても、吸熱することができ、加熱及び冷却によっても可逆的に相転移可能である。
できる。
According to the fourth aspect, the titanium oxide-based material can absorb heat even at a temperature lower than that of the conventional trititanium pentoxide, and can reversibly undergo a phase transition by heating and cooling.
it can.

第5の態様の酸化チタン系材料は、第2から第4の態様のいずれか一つにおいて、第二の吸熱相転移温度は、191℃以下である。 In any one of the second to fourth aspects, the titanium oxide-based material of the fifth aspect has a second endothermic phase transition temperature of 191 ° C. or lower.

第5の態様によれば、例えば200℃以上等の比較的高温に達する熱を、より低温から吸収することができる。 According to the fifth aspect, heat reaching a relatively high temperature such as 200 ° C. or higher can be absorbed from a lower temperature.

第6の態様の酸化チタン系材料は、第2から第5の態様のいずれか一つにおいて、第一の吸熱量が20J/g以上である。 The titanium oxide-based material of the sixth aspect has a first heat absorption amount of 20 J / g or more in any one of the second to fifth aspects.

第6の態様によれば、酸化チタン系材料は、特に優れた吸熱特性を有することができる。 According to the sixth aspect, the titanium oxide-based material can have particularly excellent endothermic properties.

第7の態様の酸化チタン系材料は、第1から第6の態様のいずれか一つにおいて、五酸化三チタン粒子メジアン径D50が15μm以上である。 The titanium oxide-based material of the seventh aspect has a trititanium pentoxide particle median diameter D50 of 15 μm or more in any one of the first to sixth aspects.

第7の態様によれば、五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が15μm以上であると、第一の相転移温度を超える温度での加熱を経なくても、酸化チタン系材料は、より高い吸熱量を達成できる。 According to the seventh aspect, when the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 15 μm or more, the titanium oxide-based material is higher even without heating at a temperature exceeding the first phase transition temperature. The amount of heat absorption can be achieved.

第8の態様に係る酸化チタン系材料は、第1から第6の態様のいずれか一つにおいて、五酸化三チタン粒子メジアン径D50が3μm以上15μm未満である。 The titanium oxide-based material according to the eighth aspect has a trititanium pentoxide particle median diameter D50 of 3 μm or more and less than 15 μm in any one of the first to sixth aspects.

第8の態様によれば、五酸化三チタン粒子メジアン径D50が3μm以上であると、上記のとおり、五酸化三チタンは吸放熱特性を有することができる。特に五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が15μm未満であると、第一の相転移温度を超える温度での加熱では、相転移温度の熱履歴を記憶することができる。一方、この場合、五酸化三チタンは、放熱を経ることで、2回目以降の加熱において、高い吸熱量を有しうる。 According to the eighth aspect, when the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more, the trititanium pentoxide can have absorption and heat dissipation characteristics as described above. In particular, when the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is less than 15 μm, the thermal history of the phase transition temperature can be stored when heating at a temperature exceeding the first phase transition temperature. On the other hand, in this case, the trititanium pentoxide can have a high amount of heat absorption in the second and subsequent heatings by passing heat dissipation.

第9の態様の蓄放熱デバイス(1)は、第1から第8の態様のいずれか一つの酸化チタン系材料を備える。 The heat storage / heat dissipation device (1) of the ninth aspect includes a titanium oxide-based material according to any one of the first to eighth aspects.

第9の態様では、相転移に伴う酸化チタン系材料の五酸化三チタン粒子の物性の不連続な変化又はこの変化に起因して生じる現象を出力することができる。 In the ninth aspect, it is possible to output a discontinuous change in the physical properties of the trititanium pentoxide particles of the titanium oxide-based material due to the phase transition, or a phenomenon caused by this change.

第10の態様の蓄放熱デバイス(1)は、第9の態様において、酸化チタン系材料の相転移温度で吸熱又は放熱する。 In the ninth aspect, the heat storage / heat dissipation device (1) of the tenth aspect absorbs heat or dissipates heat at the phase transition temperature of the titanium oxide-based material.

第10の態様によれば、蓄放熱デバイス(1)では、検知対象の温度が相転移温度を超えたことを検知でき、かつ相転移温度を超えたという熱履歴を記憶させることができる。 According to the tenth aspect, the storage / heat dissipation device (1) can detect that the temperature of the detection target exceeds the phase transition temperature, and can store the thermal history that the temperature exceeds the phase transition temperature.

第11の態様の蓄放熱デバイス(1)は、第9又は第10の態様において、酸化チタン系材料の電気伝導率と熱伝導率とのうちいずれか一方又は両方の物性の変化を検出する。 The heat storage / heat dissipation device (1) of the eleventh aspect detects a change in the physical properties of either one or both of the electric conductivity and the thermal conductivity of the titanium oxide-based material in the ninth or tenth aspect.

第11の態様では、相転移に伴う酸化チタン系材料における五酸化三チタン粒子の物性の不連続な変化又はこの変化に起因して生じる現象を出力することができる。また、周囲の外的刺激に応答可能な種々の用途のセンサとして用いることができる。 In the eleventh aspect, it is possible to output a discontinuous change in the physical properties of the trititanium pentoxide particles in the titanium oxide-based material accompanying the phase transition, or a phenomenon caused by this change. In addition, it can be used as a sensor for various purposes capable of responding to external stimuli around it.

第12の態様の五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料の製造方法は、五酸化三チタンを粉砕する工程を含む。 The method for producing a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles according to a twelfth aspect includes a step of pulverizing trititanium pentoxide.

第12の態様によれば、粒径が制御された五酸化三チタン粒子が得られる。 According to the twelfth aspect, trititanium pentoxide particles having a controlled particle size can be obtained.

1 蓄放熱デバイス 1 Storage and heat dissipation device

Claims (12)

五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料であって、
前記五酸化三チタン粒子は、固相−固相間で相転移する相転移温度を有し、かつメジアン径D50が3μm以上である、
酸化チタン系材料。
A titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles.
The trititanium pentoxide particles have a phase transition temperature at which a phase transition occurs between solid phases and have a median diameter D50 of 3 μm or more.
Titanium oxide material.
前記五酸化三チタン粒子は、β相を含み、
前記β相は、加熱されることで第一の吸熱相転移温度でα相へ相転移し、かつ第一の吸熱量を吸熱し、
前記α相は、冷却されてβ相に相転移した後、再度加熱されると第二の吸熱相転移温度でα相へ相転移し、かつ第二の吸熱量を吸熱し、
前記第一の吸熱量よりも前記第二の吸熱量の方が大きい、
請求項1に記載の酸化チタン系材料。
The trititanium pentoxide particles contain a β phase and contain a β phase.
When the β phase is heated, the phase transitions to the α phase at the first endothermic phase transition temperature, and the first endothermic amount is absorbed.
The α phase undergoes a phase transition to the β phase after being cooled, and then undergoes a phase transition to the α phase at the second endothermic phase transition temperature when heated again, and absorbs the second endothermic amount.
The second heat absorption amount is larger than the first heat absorption amount.
The titanium oxide-based material according to claim 1.
前記第二の吸熱量が20J/g以上である、
請求項2に記載の酸化チタン系材料。
The second heat absorption amount is 20 J / g or more.
The titanium oxide-based material according to claim 2.
前記第一の吸熱相転移温度よりも前記第二の吸熱相転移温度の方が低い、
請求項2又は3に記載の酸化チタン系材料。
The second endothermic phase transition temperature is lower than the first endothermic phase transition temperature.
The titanium oxide-based material according to claim 2 or 3.
前記第二の吸熱相転移温度は、191℃以下である、
請求項2から4のいずれか一項に記載の酸化チタン系材料。
The second endothermic phase transition temperature is 191 ° C. or lower.
The titanium oxide-based material according to any one of claims 2 to 4.
前記第一の吸熱量が20J/g以上である、
請求項2から5のいずれか一項に記載の酸化チタン系材料。
The first heat absorption amount is 20 J / g or more.
The titanium oxide-based material according to any one of claims 2 to 5.
前記五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が15μm以上である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の酸化チタン系材料。
The median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 15 μm or more.
The titanium oxide-based material according to any one of claims 1 to 6.
前記五酸化三チタン粒子のメジアン径D50が3μm以上15μm未満である、
請求項1から6のいずれか一項に記載の酸化チタン系材料。
The median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more and less than 15 μm.
The titanium oxide-based material according to any one of claims 1 to 6.
請求項1から8のいずれか一項に記載の酸化チタン系材料を備える、
蓄放熱デバイス。
The titanium oxide-based material according to any one of claims 1 to 8 is provided.
Storage and heat dissipation device.
前記酸化チタン系材料の相転移温度で吸熱又は放熱する、
請求項9に記載の蓄放熱デバイス。
Endothermic or heat dissipates at the phase transition temperature of the titanium oxide material.
The storage and heat storage device according to claim 9.
加熱又は冷却により生じる電気伝導率と熱伝導率とのうちいずれか一方又は両方の物性を検出する、
請求項9又は10に記載の蓄放熱デバイス。
Detects the physical properties of either or both of the electrical conductivity and thermal conductivity generated by heating or cooling.
The storage and heat storage device according to claim 9 or 10.
五酸化三チタン粒子を含有する酸化チタン系材料の製造方法であり、
塊状の五酸化三チタンを粉砕する工程を含む、
酸化チタン系材料の製造方法。
A method for producing a titanium oxide-based material containing trititanium pentoxide particles.
Including the step of crushing the massive trititanium pentoxide,
A method for manufacturing a titanium oxide-based material.
JP2019124065A 2019-07-02 2019-07-02 Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material Active JP7357200B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019124065A JP7357200B2 (en) 2019-07-02 2019-07-02 Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019124065A JP7357200B2 (en) 2019-07-02 2019-07-02 Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021008390A true JP2021008390A (en) 2021-01-28
JP7357200B2 JP7357200B2 (en) 2023-10-06

Family

ID=74199526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019124065A Active JP7357200B2 (en) 2019-07-02 2019-07-02 Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7357200B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116606128A (en) * 2023-05-23 2023-08-18 赤峰暖捷新型建材有限责任公司 Solid heat storage material and preparation method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004156130A (en) * 2002-09-11 2004-06-03 Sumitomo Titanium Corp Titanium oxide porous sintered compact for production of metal titanium by direct electrolysis process, and its manufacturing method
JP2018056731A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 沖電気工業株式会社 Optical receiver, level detection circuit and receiver
WO2018180759A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Time change element, physical property time change prediction device, and electric breaking device
WO2019054259A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Control device, secondary battery system, and vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004156130A (en) * 2002-09-11 2004-06-03 Sumitomo Titanium Corp Titanium oxide porous sintered compact for production of metal titanium by direct electrolysis process, and its manufacturing method
JP2018056731A (en) * 2016-09-28 2018-04-05 沖電気工業株式会社 Optical receiver, level detection circuit and receiver
WO2018180759A1 (en) * 2017-03-30 2018-10-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 Time change element, physical property time change prediction device, and electric breaking device
WO2019054259A1 (en) * 2017-09-15 2019-03-21 パナソニックIpマネジメント株式会社 Control device, secondary battery system, and vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116606128A (en) * 2023-05-23 2023-08-18 赤峰暖捷新型建材有限责任公司 Solid heat storage material and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP7357200B2 (en) 2023-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Farzanehnia et al. Experimental investigation of multiwall carbon nanotube/paraffin based heat sink for electronic device thermal management
Li et al. Optimizing electronic quality factor toward high‐performance Ge1− x− yTaxSbyTe thermoelectrics: the role of transition metal doping
Shi et al. Enhanced thermoelectric properties of hydrothermally synthesized n-type Se&Lu-codoped Bi 2 Te 3
Kim et al. Fabrication and enhanced thermoelectric properties of alumina nanoparticle‐dispersed Bi0. 5Sb1. 5Te3 matrix composites
JP7357200B2 (en) Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material
Liu et al. High‐Temperature Transport Property of In 2− x Ce x O 3 (0≤ x≤ 0.10) Fine Grained Ceramics
Kim et al. Thermoelectric properties of Cu-dispersed bi 0.5 sb 1.5 te 3
Zhang et al. Synthesis and thermoelectric properties of Mn-doped AgSbTe2 compounds
WO2019054259A1 (en) Control device, secondary battery system, and vehicle
CN102532757B (en) Polymer dielectric substance and preparation method thereof
Nandi et al. Ultrahigh Infrared Photoresponse in Titanium Sesquioxide at Mott‐Insulator Transition
Laghari et al. Thermal energy harvesting of highly conductive graphene-enhanced paraffin phase change material
JP7442117B2 (en) Trititanium pentoxide-based material, heat storage/dissipation device, heat management system, and method for producing trititanium pentoxide-based material
Suriwong et al. Thermoelectric properties of Bi2Te3 disk fabricated from rice kernel‐like Bi2Te3 powder
Wang et al. Study of voltage-controlled characteristics for thermoelectric coolers
CN107831810A (en) Semiconductor automatic thermostatic device
CN103173650B (en) Thermoelectric material, method for manufacturing the same, and thermoelectric module including the same
Jung et al. Thermoelectric properties of Au nanoparticle‐supported Sb1. 6 B i0. 4 T e3 synthesized by a γ‐ray irradiation method
Chen et al. Broadband Absorption and Photothermal Conversion Properties of Oxygen‐Deficient TiO2 Aqueous Nanofluids
CN108640683A (en) A kind of nano composite thermoelectric materials and preparation method thereof
Venkatesu et al. Morphological and impedance studies in diluted Mn-doped CdS nanocomposites
Haryanti et al. Cooling system design based on thermoelectric using fan motor on-off control
Park et al. Fully transparent thermoelectric devices constructed with solution-processable ZnO and ITO nanomaterials
Ali Structural, ac conductivity and dielectric properties of 3-formyl chromone
JP2017523373A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220407

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230808

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230901

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7357200

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151