JP6682082B2 - Large particle size heat storage microcapsule and its manufacturing method - Google Patents

Large particle size heat storage microcapsule and its manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、簡便に製造でき、PCM(相変化物質)蓄熱物質を高濃度で内包可能な200から2000μmサイズのマイクロカプセルおよびその製造・使用方法に関する。   The present invention relates to a microcapsule having a size of 200 to 2000 μm, which can be easily produced, and can contain a PCM (phase change substance) heat storage substance at a high concentration, and a method for producing and using the same.

氷蓄熱空調システムでPCM蓄熱マイクロカプセルを貯水槽に浸漬し省エネルギー効果を得るには、浸漬するマイクロカプセルはその周囲を水が流動でき、伝熱特性が良い、200から2000ミクロンサイズが望ましい。 In order to obtain the energy saving effect by immersing the PCM heat storage microcapsules in the water storage tank in the ice heat storage air conditioning system, it is preferable that the submerged microcapsules have a 200 to 2000 micron size because water can flow around them and the heat transfer characteristics are good.

前記記載の氷蓄熱空調システムで蓄熱マイクロカプセルを利用すれば、大きな省エネルギー効果があるにもかかわらず、このシステムがいまだに普及していないのはサイズの大きな、強靭な、漏れのない、過冷却を抑制した蓄熱マイクロカプセルが提供されていないためである。 Although the use of heat storage microcapsules in the ice heat storage air conditioning system described above has a large energy saving effect, this system is still not widely used for large size, strong, leak-free, supercooling. This is because the suppressed heat storage microcapsules are not provided.

漏れのないマイクロカプセルは、従来から、外壁膜をメラミン樹脂膜、ナイロン膜、ポリウレタン膜、架橋ポリマー膜等またはこれらを組み合わせて二重膜、三重膜にする方法が提案されている。 For leak-free microcapsules, conventionally, a method has been proposed in which the outer wall film is a melamine resin film, a nylon film, a polyurethane film, a cross-linked polymer film or the like, or a combination thereof to form a double film or a triple film.

これらの方法のいずれでも大きなサイズのマイクロカプセルを調製する場合には液滴が不安定という問題を抱えており、200から2000ミクロンサイズの強靭なマイクロカプセルの安定的な、大量製造上の問題は解決されていない。 When preparing large-sized microcapsules by any of these methods, there is a problem of droplet instability, and the problem of stable and mass production of tough microcapsules of 200 to 2000 micron size is Not resolved.

すなわち、大量の、大きな液滴を安定的に壊れずに保つことが難しい上に、外壁単量体の重合が進行して粘性が大きくなった場合の液滴同士の合一問題も解決が難しい課題として残されている。これらの方法で、大きいサイズのマイクロカプセルを調製したとしても、その強度に解決すべき課題を残している。 That is, it is difficult to stably maintain a large amount of large droplets without breaking them, and it is also difficult to solve the problem of coalescence of droplets when the viscosity of the outer wall monomer increases and the viscosity increases. It remains as an issue. Even if a large-sized microcapsule is prepared by these methods, there remains a problem to be solved in its strength.

また、中実粒子外壁を被覆する事で、強靭なマイクロカプセル調製技術は提供されているが100ミクロン以上の安定した中実粒子が無い事で、それ以上のサイズのマイクロカプセルを提供する技術は提供されていない。 In addition, by coating the outer wall of solid particles, a tough microcapsule preparation technology has been provided, but since there are no stable solid particles of 100 microns or more, a technology for providing microcapsules of a larger size is available. Not provided.

そこで、上述の特許出願された技術等による安定的に調製できる様々な10ミクロンから50ミクロンサイズの蓄熱マイクロカプセルを数個から数百個を安定的に接着して強靭な、漏れのない、過冷却を抑制した200から1000ミクロンサイズのマイクロカプセルとする技術も提案されているが、現状では充分ではない。 Therefore, several to several hundreds of various heat storage microcapsules of various sizes of 10 to 50 microns which can be stably prepared by the above-mentioned patent application technique are stably adhered to form a strong, leak-free, Techniques for forming microcapsules of 200 to 1000 micron size with suppressed cooling have been proposed, but they are not sufficient at present.

特開平4−82036号公報JP-A-4-82036 特開平5−163486号公報JP-A-5-163486 特開平7−213890号公報JP-A-7-213890 特開2001−247855号公報JP 2001-247855 A 特開2009−19857号公報JP, 2009-19857, A 特開2011−213750号公報JP, 2011-213750, A

特許文献5に記載されているように、冷熱蓄熱マイクロカプセルを氷蓄熱空調システムの貯水槽に浸漬した場合に、取扱い上、伝熱特性上、効果的なサイズは200〜2000ミクロンである。この範囲に当たる、200〜2000ミクロンサイズの冷熱蓄熱マイクロカプセルについては、上述の理由で調製技術が完成されていないために、実用化のネックになっており、解決しなければならない課題である。    As described in Patent Document 5, when the cold heat storage microcapsules are immersed in the water storage tank of the ice storage air conditioning system, the effective size is 200 to 2000 microns in terms of handling and heat transfer characteristics. With respect to the cold heat storage microcapsules of 200 to 2000 micron size, which falls within this range, the preparation technology has not been completed for the above reason, which is a bottleneck for practical use and is a problem to be solved.

上記問題は、200〜2000μmの大粒径な、空洞を多く持つ多孔質球粒子内にPCM蓄熱物質を含浸させ、球粒子表面にメラミン膜、アミド膜、ウレタン膜またはウレア膜を単独または複合して被覆させたマイクロカプセルを提供する事で解決できる。   The above problem is caused by impregnating a porous sphere particle having a large particle size of 200 to 2000 μm and having many cavities with a PCM heat storage substance, and forming a melamine film, an amide film, a urethane film or a urea film on the surface of the sphere particle alone or in combination. The problem can be solved by providing microcapsules coated with

本発明に係るマイクロカプセル製造法は以下の通りである。 The method for producing microcapsules according to the present invention is as follows.

S.Kiyoyama,H.Ueno,K.Shiomori,Y.Kawano and Y.Hatate,“Preparation of Cross−Linked Microcapsules Entrapping Inorganic Salt by In−situ Polymerization in(W/O/W)Emulsion System”,Journal of Chemical Engineering of Japan,Vol.34,No.1,pp.36−42(2001)等に掲載)によって、200〜2000μmサイズの空洞を多く持つ多孔質球粒子を得る第一工程と、多孔質粒子表面を被覆する材料をポリウレア膜およびポリアミド膜の複合膜とする場合にはPCM蓄熱有機物媒体に予め、ポリイソシアナートと酸クロライドを溶解させておき、この蓄熱有機物媒体溶液を第一工程で得た多孔質粒子に含浸させる事で、200〜2000μmサイズの蓄熱有機物媒体で満たされた球形粒子を得る第二工程と、別個に用意したポリアミンを溶解した水相に対して、この粒子群相を分散させ、水相のPHを中性或いは弱アルカリにする事で、球粒子表面にポリアミド樹脂被膜を生成させ、その後、40〜90℃に加温する事によって、ポリウレア樹脂壁を内側から形成させる第三工程と、を有する事を特徴とする。  S. Kiyoyama, H .; Ueno, K .; Shiomori, Y .; Kawano and Y. Hatate, "Preparation of Cross-Linked Microcapsules Entrapping Inorganic Salt by In-situ Polymerization in (W / O / W) Emulsion Venouring Effort. 34, No. 1, pp. 36-42 (2001)), a first step of obtaining porous sphere particles having many cavities of 200 to 2000 μm size, and a material for coating the surface of the porous particles as a composite membrane of polyurea membrane and polyamide membrane. In this case, polyisocyanate and acid chloride are previously dissolved in the PCM heat storage organic medium, and the heat storage organic medium solution is impregnated into the porous particles obtained in the first step, thereby heat storage of 200 to 2000 μm size. The second step of obtaining spherical particles filled with an organic medium, and dispersing this particle group phase into a separately prepared aqueous phase in which polyamine is dissolved to make the pH of the aqueous phase neutral or weakly alkaline. Then, a third step of forming a polyurea resin wall from the inside by forming a polyamide resin coating on the surface of the spherical particles and then heating to 40 to 90 ° C., It is characterized by having.

上述の製造方法における、マイクロカプセルのサイズおよび空隙率は第一工程のW/O/Wエマルション形成時の操作条件を変える事により容易にコントロールできる。The size and porosity of the microcapsules in the above-mentioned production method can be easily controlled by changing the operating conditions during the formation of the W 1 / O / W 2 emulsion in the first step.

実施例1の第一工程で得られた多孔質粒子の走査型電子顕微鏡写真。3 is a scanning electron micrograph of the porous particles obtained in the first step of Example 1. 実施例1で調製したPCM蓄熱マイクロカプセルのDSC測定結果。3 is a DSC measurement result of the PCM heat storage microcapsules prepared in Example 1.

第一工程で使用する試薬は、以下の通りである。内水相(W)は塩化ナトリウム、塩化カルシウム等の塩を溶解した水相で構成されている。油相(O)は油溶性分散安定剤とラジカル重合開始剤及び有機溶媒を含む単量体で構成されている。また、外水相(W)は水溶性分散安定剤を含む水相で構成されている。油溶性分散安定剤としてポリグリセリン縮合リシノレイン酸、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等が挙げられる。少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。 The reagents used in the first step are as follows. The inner aqueous phase (W 1 ) is composed of an aqueous phase in which salts such as sodium chloride and calcium chloride are dissolved. The oil phase (O) is composed of an oil-soluble dispersion stabilizer, a radical polymerization initiator, and a monomer containing an organic solvent. The external water phase (W 2 ) is composed of an aqueous phase containing a water-soluble dispersion stabilizer. Examples of the oil-soluble dispersion stabilizer include polyglycerin condensed ricinoleic acid and polyoxyethylene lauryl ether. They may be used alone or in combination of two or more.

ラジカル重合開始剤としてα,α−アゾビスイソブチロニトリルやアゾビスシクロヘキサンカルボニトリルのようなアゾ化合物やクメンヒドロペルオキシド、t-ブチルヒドロペルオキシド、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルのような過酸化物を例示することができる。少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。 Azo compounds such as α, α-azobisisobutyronitrile and azobiscyclohexanecarbonitrile as radical polymerization initiators, and peroxides such as cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide and lauroyl peroxide. Can be illustrated. They may be used alone or in combination of two or more.

単量体として、単官能性または架橋性単量体があり、スチレン、アクリロニトリル、クロロスチレン、スチレンメチルスチレン、エチルスチレン、メトキシスチレン、ニトロスチレン、アミノスチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸シクロヘキシル、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、ビニルフェニルエーテル、ビニルメチルエーテル、ビニルシクロヘキシルエーテル、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリエート、トリエチレンジメタクリエート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等が挙げられる。少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。 Monomers include monofunctional or crosslinkable monomers, styrene, acrylonitrile, chlorostyrene, styrene methylstyrene, ethylstyrene, methoxystyrene, nitrostyrene, aminostyrene, methyl methacrylate, methyl acrylate, acrylic acid. Ethyl, phenyl acrylate, cyclohexyl acrylate, vinyl acetate, vinyl formate, vinyl phenyl ether, vinyl methyl ether, vinyl cyclohexyl ether, divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, triethylene dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, etc. Can be mentioned. They may be used alone or in combination of two or more.

外水相中の水溶性分散安定剤として、スチレン-無水マレイン酸共重合体加水分解物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、レシチン、ゼラチン、アラビアゴム、カゼイン、デキストリン、ペクチン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ポリアクリル酸、ポリオキシエチレンが付加したトリあるいはジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンが付加したアルコールエーテル、ポリオキシエチレンが付加したソルビタンオレエート等のツイーン系界面活性剤、ソルビタンオレエート等のスパン系界面活性剤、ポリアクリル酸塩、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース)、多価アルコール(グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、マルチトール、キシリトール等))が挙げられる。水溶性分散安定剤は、少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。 As a water-soluble dispersion stabilizer in the external water phase, styrene-maleic anhydride copolymer hydrolyzate, sodium dodecylbenzenesulfonate, lecithin, gelatin, gum arabic, casein, dextrin, pectin, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl Ether, polyacrylic acid, polyoxyethylene-added tri- or distyryl phenyl ether, polyoxyethylene-added alcohol ether, polyoxyethylene-added sorbitan oleate and other tween surfactants, sorbitan oleate, etc. Spun surfactants, polyacrylic acid salts, cellulose derivatives (alkali metal salts of carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydrid Roxypropylethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose), polyhydric alcohols (glycerin, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, maltitol, Xylitol etc.)). The water-soluble dispersion stabilizer is used alone or in combination of two or more.

第二工程で用いる使用する試薬は、PCM蓄熱有機物媒体、クロライド系重合性反応性物質、イソシアネート基を有する重合性反応物質であり以下の通りである。 The reagents used in the second step are a PCM heat storage organic substance medium, a chloride-based polymerizable reactive substance, and a polymerizable reactive substance having an isocyanate group, and are as follows.

第二工程で用いるPCM蓄熱有機物媒体として、パラフィンワックス、脂肪酸、脂肪酸エステル等が、少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。   As the PCM heat storage organic substance medium used in the second step, paraffin wax, fatty acid, fatty acid ester and the like are used at least alone or in combination of two or more kinds.

第二工程で用いるクロライド系重合性反応性物質としては、マロニルジクロライド、琥珀酸クロライド、グルタルジクロライド、アジポイルジクロライド、セバコイルジクロライド、塩化フマリン、塩化フマリル、塩化イタコニル、テレフタル酸クロライド、トリメソイルクロライド等が挙げられる。少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。 As the chloride-based polymerizable reactive substance used in the second step, malonyl dichloride, succinic acid chloride, glutar dichloride, adipoyl dichloride, sebacyl dichloride, fumarine chloride, fumaryl chloride, itaconyl chloride, terephthalic acid chloride, trimesoyl chloride. Etc. They may be used alone or in combination of two or more.

第二工程で用いるイソシアネート基を有する重合性反応物質としては、フェニルイソシアネート、トリレンイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート等が用いられる。少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。この中には、デスモジュールLのようなトルイジンイソシアネートとヘキサントリオールの付加物も含まれる。 As the polymerizable reactant having an isocyanate group used in the second step, phenyl isocyanate, tolylene isocyanate, phenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate and the like are used. They may be used alone or in combination of two or more. This also includes an adduct of toluidine isocyanate and hexanetriol such as Desmodur L.

第三工程で新たに用いるアミン系重合性反応性物質としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、p−フェニレンジアミン、2−メチルピペラジン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。少なくとも単独でもしくは2種類以上併せて用いられる。 As the amine-based polymerizable reactive substance newly used in the third step, ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, p-phenylenediamine, 2-methylpiperazine, diethylenetriamine, triethylenetetramine. Etc. They may be used alone or in combination of two or more.

以下、本発明に従いPCM蓄熱材を内包する200から2000μmのマイクロカプセルを製造する各工程、並びに、得られたマイクロカプセルの特徴と用途に沿って本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described in accordance with each step of producing microcapsules of 200 to 2000 μm containing a PCM heat storage material according to the present invention, and the features and applications of the obtained microcapsules.

(第一工程)多孔質構造を有する大粒子径を持つマイクロカプセルの調製は以下の通りである。重合禁止剤の除去を行った架橋剤単量体ジビニルベンゼンやトリメタクリル酸トリメチロールプロパンに、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸、ラジカル重合開始剤アゾビスバレロニトリル及び有機溶媒トルエンからなる有機相(O相)に塩化ナトリウム水溶液(W相)を加え、激しく混合し、W/Oエマルションを形成する。このW/Oエマルションを、予め用意した水溶性分散安定剤ポリビニルアルコールを溶解させた外水相Wに加え撹拌混合し、W/O/Wエマルションを形成させる。その後、窒素雰囲気下、重合反応を完結させる。重合反応終了後、調製したマイクロカプセルを100μmメッシュでろ過し、蒸留水で洗浄し、真空乾燥し、回収する。 (First step) The preparation of microcapsules having a large particle size and having a porous structure is as follows. An organic compound consisting of the cross-linking agent monomer divinylbenzene and trimethylolpropane trimethacrylate with the removal of the polymerization inhibitor, an oil-soluble surfactant polyglycerin condensed ricinoleic acid, a radical polymerization initiator azobisvaleronitrile and an organic solvent toluene. An aqueous sodium chloride solution (W 1 phase) is added to the phase (O phase) and mixed vigorously to form a W 1 / O emulsion. This W 1 / O emulsion is added to the external water phase W 2 in which the water-soluble dispersion stabilizer polyvinyl alcohol prepared in advance is added and mixed by stirring to form a W 1 / O / W 2 emulsion. Then, the polymerization reaction is completed in a nitrogen atmosphere. After completion of the polymerization reaction, the prepared microcapsules are filtered through a 100 μm mesh, washed with distilled water, vacuum dried, and collected.

(第二工程)テレフタル酸クロライドやジフェニルメタンジイソシアネートを溶解したPCM溶剤であるテトラデカンを用意する。この有機液に予め、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸を加え、先に得られた上述の多孔質マイクロカプセルを投入・撹拌し、場合によっては真空操作を繰り返す事によって脱気して、有機液をマイクロカプセル内部まで充分馴染ませ、マイクロカプセル中に有機液を充満させる。 (Second step) Tetradecane, which is a PCM solvent in which terephthalic acid chloride and diphenylmethane diisocyanate are dissolved, is prepared. In advance to this organic liquid, the oil-soluble surfactant polyglycerin condensed ricinoleic acid is added, and the above-mentioned porous microcapsules obtained above are added and stirred, and in some cases, degassing by repeating vacuum operation, The organic liquid is well adapted to the inside of the microcapsules, and the microcapsules are filled with the organic liquid.

(第三工程)マイクロカプセル外殻にポリアミド膜を形成させるため、ヘキサメチレンジアミンを溶解した水溶液を用意する。この水溶液にポリビニルアルコールを分散安定剤として加え、上述の有機液を充満させたマイクロカプセルを投入して撹拌・混合しつつ、液を弱アルカリ性に保ち、マイクロカプセル外壁をポリアミド膜で被覆する。この後、反応温度を上げてマイクロカプセル内壁にポリウレア膜を形成させることによって内部にPCM 蓄熱媒体を含む丈夫な漏れのないマイクロカプセルが得られる。 (Third step) In order to form a polyamide film on the outer shell of the microcapsule, an aqueous solution in which hexamethylenediamine is dissolved is prepared. To this aqueous solution, polyvinyl alcohol is added as a dispersion stabilizer, and the microcapsules filled with the above-mentioned organic liquid are charged and stirred and mixed while keeping the liquid weakly alkaline, and the outer wall of the microcapsules is coated with a polyamide film. Thereafter, the reaction temperature is raised to form a polyurea film on the inner wall of the microcapsule, whereby a strong, leakproof microcapsule containing a PCM heat storage medium can be obtained.

このマイクロカプセルは、多孔質構造を持つ球状粒子であり、粒子径は、主として第一工程における内水相中の塩濃度で制御でき、円の度が高いほど粒子径は大きくなる。マイクロカプセル強度は、第二工程におけるクロライド系重合性反応性物質やイソシアネート基を有する重合性反応物質の濃度で制御でき、これらの濃度が高い程、マイクロカプセル強度は増大する。   The microcapsules are spherical particles having a porous structure, and the particle size can be controlled mainly by the salt concentration in the inner aqueous phase in the first step, and the higher the degree of circle, the larger the particle size. The microcapsule strength can be controlled by the concentrations of the chloride-based polymerizable reactive substance and the isocyanate group-containing polymerizable reactive substance in the second step. The higher the concentration, the higher the microcapsule strength.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

(第一工程) 重合禁止剤の除去を行った架橋単量体ジビニルベンゼン9.8g、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン25.5g、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸4.5g、重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル0.5g及び有機溶媒トルエン4.5gからなる有機相を用意した。氷冷下、この有機相に塩化ナトリウム6.0 モル/リッター水溶液5.0gを投入し、ホモジナイザーで8000rpm、10分間、撹拌混合し、(W/O)エマルションを調製した。この(W/O)エマルションを部分けん化型ポリビニルアルコール9.0gおよびドデシル硫酸ナトリウム1.1gを溶解させた外水相(W相)450gに加え250rpmで撹拌混合し、(W/O/W)エマルションを形成した。その後、窒素雰囲気下、250rpm、70℃で重合反応を進行させ5時間で重合を終了した。調製したマイクロカプセルを100μmメッシュでろ過し、蒸留水で洗浄、真空乾燥後、多孔質マイクロカプセルを回収した。収率は86%であった。 (First step) Cross-linking monomer divinylbenzene from which the polymerization inhibitor was removed, 9.8 g, trimethylolpropane trimethacrylate, 25.5 g, oil-soluble surfactant, polyglycerin condensed ricinoleic acid, 4.5 g, polymerization initiator An organic phase composed of 0.5 g of azobisdimethylvaleronitrile and 4.5 g of an organic solvent toluene was prepared. Under ice cooling, 5.0 g of sodium chloride 6.0 mol / liter aqueous solution was added to this organic phase, and the mixture was stirred and mixed with a homogenizer at 8000 rpm for 10 minutes to prepare a (W 1 / O) emulsion. This (W 1 / O) emulsion was added to 450 g of an external water phase (W 2 phase) in which 9.0 g of partially saponified polyvinyl alcohol and 1.1 g of sodium dodecyl sulfate were dissolved, and the mixture was stirred and mixed at 250 rpm to obtain (W 1 / O). / W 2) to form an emulsion. Then, the polymerization reaction was allowed to proceed at 250 rpm and 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the polymerization was completed in 5 hours. The prepared microcapsules were filtered with a 100 μm mesh, washed with distilled water and vacuum dried, and then the porous microcapsules were collected. The yield was 86%.

(第二工程)テレフタル酸クロライド0.5gとジフェニルメタンジイソシアネート0.5gを溶解したPCM溶剤であるテトラデカン溶液50gを用意する。この有機液に、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸1gを加え、さらに上述の方法で得た空洞を多く持つ多孔質マイクロカプセル5.0gを投入・撹拌し溶液にマイクロカプセルを充分馴染ませた。マイクロカプセル中に残存する気体は、この系を真空ポンプで脱気する事で取り除き、マイクロカプセルに有機液体を充分取り込ませ、100μmメッシュ中に保持した。 (Second step) 50 g of a tetradecane solution which is a PCM solvent in which 0.5 g of terephthalic acid chloride and 0.5 g of diphenylmethane diisocyanate are dissolved is prepared. To this organic liquid, 1 g of oil-soluble surfactant polyglycerin-condensed ricinoleic acid was added, and 5.0 g of porous microcapsules with many cavities obtained by the above method were added and stirred to sufficiently adapt the microcapsules to the solution. It was The gas remaining in the microcapsules was removed by degassing this system with a vacuum pump, and the organic liquid was sufficiently taken into the microcapsules and kept in a 100 μm mesh.

(第三工程)マイクロカプセル外殻にポリアミド膜を形成させるため、ヘキサメチレンジアミン5.3gを溶解した水溶液200g用意した。この水溶液にはマイクロカプセル粒子を安定的に分散させるために分散安定剤としてポリビニルアルコール2gを加えた。ジアミン、PVAを含む、この溶液に上述の100μmメッシュ中のマイクロカプセル5gを投入し、撹拌・混合しつつ、液を弱アルカリ性に保ち、マイクロカプセル外壁をポリアミド膜で被覆した。この後、反応温度を70℃に上げて3時間維持し、マイクロカプセル内壁にポリウレア膜を形成させることによって内部にPCM 蓄熱媒体を含む丈夫な漏れのないマイクロカプセルが得られた。 (Third step) In order to form a polyamide film on the outer shell of the microcapsule, 200 g of an aqueous solution in which 5.3 g of hexamethylenediamine was dissolved was prepared. To this aqueous solution, 2 g of polyvinyl alcohol was added as a dispersion stabilizer in order to stably disperse the microcapsule particles. To this solution containing diamine and PVA, 5 g of the above-mentioned microcapsules in a 100 μm mesh was put, and while stirring and mixing, the liquid was kept weakly alkaline, and the outer wall of the microcapsules was coated with a polyamide film. Thereafter, the reaction temperature was raised to 70 ° C. and maintained for 3 hours, and a polyurea film was formed on the inner wall of the microcapsule to obtain a robust and leak-free microcapsule containing a PCM heat storage medium inside.

(第一工程) 重合禁止剤の除去を行った架橋単量体ジビニルベンゼン9.8g、トリメタクリル酸トリメチロールプロパン25.5g、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸4.5g、重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル0.5g及び有機溶媒トルエン4.5gからなる有機相を用意した。氷冷下、この有機相に塩化ナトリウム6.0 モル/リッター水溶液5.0gを投入し、ホモジナイザーで8000rpm、10分間、撹拌混合し、(W/O)エマルションを調製した。この(W/O)エマルションを部分けん化型ポリビニルアルコール9.0gおよびドデシル硫酸ナトリウム1.1gを溶解させた外水相(W相)450gに加え250rpmで撹拌混合し、(W/O/W)エマルションを形成した。その後、窒素雰囲気下、250rpm、70℃で重合反応を進行させ5時間で重合を終了した。調製したマイクロカプセルを100μmメッシュでろ過し、蒸留水で洗浄、真空乾燥後、多孔質マイクロカプセルを回収した。収率は90%であった。 (First step) Cross-linking monomer divinylbenzene from which the polymerization inhibitor was removed, 9.8 g, trimethylolpropane trimethacrylate, 25.5 g, oil-soluble surfactant, polyglycerin condensed ricinoleic acid, 4.5 g, polymerization initiator An organic phase composed of 0.5 g of azobisdimethylvaleronitrile and 4.5 g of an organic solvent toluene was prepared. Under ice cooling, 5.0 g of sodium chloride 6.0 mol / liter aqueous solution was added to this organic phase, and the mixture was stirred and mixed with a homogenizer at 8000 rpm for 10 minutes to prepare a (W 1 / O) emulsion. This (W 1 / O) emulsion was added to 450 g of an external water phase (W 2 phase) in which 9.0 g of partially saponified polyvinyl alcohol and 1.1 g of sodium dodecyl sulfate were dissolved, and the mixture was stirred and mixed at 250 rpm to obtain (W 1 / O). / W 2) to form an emulsion. Then, the polymerization reaction was allowed to proceed at 250 rpm and 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the polymerization was completed in 5 hours. The prepared microcapsules were filtered with a 100 μm mesh, washed with distilled water and vacuum dried, and then the porous microcapsules were collected. The yield was 90%.

(第二工程)テレフタル酸クロライド0.5gおよびヘキサメチレンジイソシアネートとヘキサントリオールとの3:1モル付加物1gを溶解したPCM溶剤であるテトラデカン溶液50gを用意する。この有機液に、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸1gを加え、さらに上述の方法で得た空洞を多く持つ多孔質マイクロカプセル5.0gを投入・撹拌し溶液にマイクロカプセルを充分馴染ませた。マイクロカプセル中に残存する気体は、この系を真空ポンプで脱気する事で取り除き、マイクロカプセルに有機液体を充分取り込ませ、100μmメッシュ中に保持した。 (Second step) 50 g of a tetradecane solution which is a PCM solvent in which 0.5 g of terephthalic acid chloride and 1 g of a 3: 1 molar adduct of hexamethylene diisocyanate and hexanetriol are dissolved is prepared. To this organic liquid, 1 g of oil-soluble surfactant polyglycerin-condensed ricinoleic acid was added, and 5.0 g of porous microcapsules with many cavities obtained by the above method were added and stirred to sufficiently adapt the microcapsules to the solution. It was The gas remaining in the microcapsules was removed by degassing this system with a vacuum pump, and the organic liquid was sufficiently taken into the microcapsules and kept in a 100 μm mesh.

(第三工程)マイクロカプセル外殻にポリアミド膜を形成させるため、ヘキサメチレンジアミン5.3gを溶解した水溶液200g用意した。この水溶液にはマイクロカプセル粒子を安定的に分散させるために分散安定剤としてポリビニルアルコール2gを加えた。ジアミン、PVAを含む、この溶液に上述の100μmメッシュ中のマイクロカプセル5gを投入し、撹拌・混合しつつ、液を弱アルカリ性に保ち、マイクロカプセル外壁をポリアミド膜で被覆した。この後、反応温度を70℃に上げて3時間維持し、マイクロカプセル内壁にポリウレタン膜を形成させることによって内部にPCM 蓄熱媒体を含む丈夫な漏れのないマイクロカプセルが得られた。 (Third step) In order to form a polyamide film on the outer shell of the microcapsule, 200 g of an aqueous solution in which 5.3 g of hexamethylenediamine was dissolved was prepared. To this aqueous solution, 2 g of polyvinyl alcohol was added as a dispersion stabilizer in order to stably disperse the microcapsule particles. To this solution containing diamine and PVA, 5 g of the above-mentioned microcapsules in a 100 μm mesh was put, and while stirring and mixing, the liquid was kept weakly alkaline, and the outer wall of the microcapsules was coated with a polyamide film. Thereafter, the reaction temperature was raised to 70 ° C. and maintained for 3 hours, and a polyurethane film was formed on the inner wall of the microcapsule to obtain a robust, leak-free microcapsule containing a PCM heat storage medium inside.

(第一工程) 重合禁止剤の除去を行った架橋単量体トリメタクリル酸トリメチロールプロパン30.5g、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸4.5g、重合開始剤アゾビスジメチルバレロニトリル0.5g及び有機溶媒ベンゼン4.5gからなる有機相を用意した。氷冷下、この有機相に塩化ナトリウム6.0 モル/リッター水溶液5.0gを投入し、ホモジナイザーで8000rpm、10分間、撹拌混合し、(W/O)エマルションを調製した。この(W/O)エマルションを部分けん化型ポリビニルアルコール9.0gおよびドデシル硫酸ナトリウム1.1gを溶解させた外水相(W相)450gに加え250rpmで撹拌混合し、(W/O/W)エマルションを形成した。その後、窒素雰囲気下、250rpm、70℃で重合反応を進行させ5時間で重合を終了した。調製したマイクロカプセルを100μmメッシュでろ過し、蒸留水で洗浄、真空乾燥後、多孔質マイクロカプセルを回収した。収率は92%であった。 (First step) 30.5 g of trimethylolpropane trimethacrylate, a cross-linking monomer from which a polymerization inhibitor has been removed, 4.5 g of an oil-soluble surfactant polyglycerin-condensed ricinoleic acid, a polymerization initiator azobisdimethylvaleronitrile 0 An organic phase composed of 0.5 g and an organic solvent of benzene 4.5 g was prepared. Under ice cooling, 5.0 g of sodium chloride 6.0 mol / liter aqueous solution was added to this organic phase, and the mixture was stirred and mixed with a homogenizer at 8000 rpm for 10 minutes to prepare a (W 1 / O) emulsion. This (W 1 / O) emulsion was added to 450 g of an external water phase (W 2 phase) in which 9.0 g of partially saponified polyvinyl alcohol and 1.1 g of sodium dodecyl sulfate were dissolved, and the mixture was stirred and mixed at 250 rpm to obtain (W 1 / O). / W 2) to form an emulsion. Then, the polymerization reaction was allowed to proceed at 250 rpm and 70 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the polymerization was completed in 5 hours. The prepared microcapsules were filtered with a 100 μm mesh, washed with distilled water and vacuum dried, and then the porous microcapsules were collected. The yield was 92%.

(第二工程)テレフタル酸クロライド0.5gとジフェニルメタンジイソシアネート0.5gおよびヘキサメチレンジイソシアネートとヘキサントリオールとの3:1モル付加物1gをを溶解したPCM溶剤であるテトラデカン溶液50gを用意する。この有機液に、油溶性界面活性剤ポリグリセリン縮合リシノレイン酸1gを加え、さらに上述の方法で得た多孔質マイクロカプセル5.0gを投入・撹拌し溶液にマイクロカプセルを充分馴染ませた。マイクロカプセル中に残存する気体は、この系を真空ポンプで脱気する事で取り除き、マイクロカプセルに有機液体を充分取り込ませ、100μmメッシュ中に保持した。 (Second step) 50 g of a tetradecane solution, which is a PCM solvent, in which 0.5 g of terephthalic acid chloride, 0.5 g of diphenylmethane diisocyanate, and 1 g of a 3: 1 molar adduct of hexamethylene diisocyanate and hexanetriol are dissolved is prepared. To this organic liquid, 1 g of oil-soluble surfactant polyglycerin condensed ricinoleic acid was added, and 5.0 g of the porous microcapsules obtained by the above-mentioned method was added and stirred to sufficiently adapt the microcapsules to the solution. The gas remaining in the microcapsules was removed by degassing this system with a vacuum pump, and the organic liquid was sufficiently taken into the microcapsules and kept in a 100 μm mesh.

(第三工程)マイクロカプセル外殻にポリアミド膜を形成させるため、ヘキサメチレンジアミン5.3gを溶解した水溶液200g用意した。この水溶液にはマイクロカプセル粒子を安定的に分散させるために分散安定剤としてポリビニルアルコール2gを加えた。ジアミン、PVAを含む、この溶液に上述の100μmメッシュ中のマイクロカプセル5gを投入し、撹拌・混合しつつ、液を弱アルカリ性に保ち、マイクロカプセル外壁をポリアミド膜で被覆した。この後、反応温度を70℃に上げて3時間維持し、マイクロカプセル内壁にポリウレタンとポリウレアの複合膜を形成させることによって内部にPCM 蓄熱媒体を含む丈夫な漏れのないマイクロカプセルが得られた。
(Third step) In order to form a polyamide film on the outer shell of the microcapsule, 200 g of an aqueous solution in which 5.3 g of hexamethylenediamine was dissolved was prepared. To this aqueous solution, 2 g of polyvinyl alcohol was added as a dispersion stabilizer in order to stably disperse the microcapsule particles. To this solution containing diamine and PVA, 5 g of the above-mentioned microcapsules in a 100 μm mesh was put, and while stirring and mixing, the liquid was kept weakly alkaline, and the outer wall of the microcapsules was coated with a polyamide film. Then, the reaction temperature was raised to 70 ° C. and maintained for 3 hours, and a composite film of polyurethane and polyurea was formed on the inner wall of the microcapsule to obtain a robust and leak-free microcapsule containing a PCM heat storage medium inside.

Claims (2)

200〜2000μmサイズの多孔質マイクロカプセルにPCM媒体を充満させ、内壁をポリウレア膜とし、外皮膜をポリアミド膜とすることを特徴とする大粒径な蓄熱マイクロカプセル。 A heat storage microcapsule having a large particle size, characterized in that a porous PCM having a size of 200 to 2000 μm is filled with a PCM medium, a polyurea film is used as an inner wall, and a polyamide film is used as an outer film. 単量体と油溶性界面活性剤と有機溶媒とラジカル重合開始剤からなる有機相(O相)に、塩水溶液(W相)を加え、(W/O)エマルションを形成し、これを水溶性分散安定剤を溶解させた外水相(W)に加え、(W/O/W)エマルション形成し、昇温する事で重合反応を完結させて調製した、200〜2000μmサイズの多孔質粒子を形成する工程と
前記記載の工程で得られた多孔質粒子をポリイソシアナートと酸クロライドを溶解したPCM蓄熱有機物媒体溶液に含浸し、PCM蓄熱媒体含有粒子を形成する工程と
ポリアミンを溶解した水相に、前記記載の工程で得られたPCM蓄熱媒体含有粒子を分散し、水相のPHを中性或いは弱アルカリ性にする事で、PCM蓄熱媒体含有粒子表面にポリアミド樹脂被膜を生成させ、その後、昇温する事によって、ポリウレア樹脂壁を内側から形成させる樹脂被覆PCM蓄熱粒子形成工程とを有することを特徴とする大粒径な蓄熱マイクロカプセルの製造法。
An aqueous salt solution (W 1 phase) is added to an organic phase (O phase) consisting of a monomer , an oil-soluble surfactant, an organic solvent and a radical polymerization initiator to form a (W 1 / O) emulsion, which is in addition to the external aqueous phase obtained by dissolving a water-soluble dispersion stabilizer (W 2), (W 1 / O / W 2) to form an emulsion, it was prepared to complete the polymerization reaction by heating, 200 to 2000 A step of forming porous particles of a size and a step of impregnating the porous particles obtained in the above-mentioned step with a PCM heat storage organic medium solution in which polyisocyanate and acid chloride are dissolved to form PCM heat storage medium containing particles; By dispersing the PCM heat storage medium-containing particles obtained in the above-described step in the polyamine-dissolved water phase to make the pH of the water phase neutral or weakly alkaline, a polyamide resin film is formed on the surface of the PCM heat storage medium-containing particles. To Made was, then, by raising the temperature, the preparation of large grain size of the heat storage microcapsules; and a resin-coated PCM heat storage particles forming step of forming a polyurea resin wall from the inside.
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