JP7357200B2 - Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material - Google Patents

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

Info

Publication number
JP7357200B2
JP7357200B2 JP2019124065A JP2019124065A JP7357200B2 JP 7357200 B2 JP7357200 B2 JP 7357200B2 JP 2019124065 A JP2019124065 A JP 2019124065A JP 2019124065 A JP2019124065 A JP 2019124065A JP 7357200 B2 JP7357200 B2 JP 7357200B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
titanium oxide
trititanium pentoxide
phase transition
phase
heat
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.)
Active
Application number
JP2019124065A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021008390A (en
Inventor
嘉孝 中村
健太郎 椎
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

Images

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)

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/dissipation device, and a method for manufacturing a titanium oxide-based material. More specifically, the present invention relates to a titanium oxide material, a heat storage/dissipation device including the titanium oxide material, and a method for manufacturing the titanium oxide 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)。 Trititanium pentoxide undergoes a phase transition between solid phase and solid phase when heated, and absorbs heat accordingly. Trititanium pentoxide can be used as a heat storage/radiation material by utilizing the heat absorption property due to this solid phase-solid phase transition (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 investigated the use of various forms of trititanium pentoxide and attempted to develop a device that utilizes 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 became clear that the amount of heat absorbed by the phase transition of particulate trititanium pentoxide was low, making it difficult to obtain a device with stable heat storage and release functions.

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 material containing trititanium pentoxide particles and easily exhibiting good heat absorption properties, a heat storage/dissipation device including the titanium oxide material, and a method for producing the titanium oxide material. That's true.

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。 A titanium oxide-based material according to one embodiment of the present disclosure contains trititanium pentoxide particles. The trititanium pentoxide particles have a phase transition temperature that causes a phase transition between solid phase and solid phase, 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。 A heat storage/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。 A method for producing a titanium oxide material according to one embodiment of the present disclosure is a method for producing a titanium oxide material containing trititanium pentoxide particles, and includes a step of pulverizing bulk 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/dissipation device of the present disclosure, it contains trititanium pentoxide particles and tends to exhibit good heat absorption 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 material of the present disclosure, a titanium oxide 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 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。FIGS. 3A to 3C are SEM images showing examples of the state of the trititanium pentoxide particles of Examples 1, 2 and 4 after pulverization. FIG. 3D is a 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 distributions 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 diagram illustrating an example of a heat storage/dissipation device according to one aspect 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 aspect of the present embodiment contains trititanium pentoxide particles. The trititanium pentoxide particles have a phase transition temperature that causes a phase transition between solid phase and solid phase, 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 in that it absorbs heat as a result of phase transition due to heating, and further, after the endothermic state of trititanium pentoxide radiates heat, it absorbs heat when heated again. . Therefore, the titanium oxide-based material of the present embodiment tends to exhibit good endothermic properties even if it contains particles of trititanium pentoxide. Therefore, titanium oxide-based materials can be stably used as heat storage and radiation materials even when used in heat storage and radiation devices and the like that have stable heat storage and radiation functions.

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 this embodiment will be specifically explained.

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 has β-trititanium pentoxide (hereinafter also referred to as β phase), which has a β-type monoclinic crystal structure, and α-trititanium pentoxide, which has an α-type rectangular crystal structure. - 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. Trititanium pentoxide particles undergo a phase transition to an α phase when the β phase is heated, and a phase transition to the β phase when the α phase is cooled. Furthermore, when the β phase of the trititanium pentoxide particles is heated again and then cooled, the particles similarly undergo a phase transition. In other words, the titanium oxide material containing trititanium pentoxide particles has thermoreversibility.

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 this embodiment include a β phase, and as shown in the thermal behavior of the broken line shown in FIG. and absorbs the first amount of heat. When trititanium pentoxide particles undergo a phase transition at the first endothermic phase transition temperature, the α phase is further cooled to undergo a phase transition to the β phase, and then heated again, the thermal behavior shown by the solid line shown in FIG. As shown, the β phase undergoes a phase transition to the α phase at the second endothermic phase transition temperature, and absorbs the second endothermic amount. Further, it is preferable that the second endothermic amount of the trititanium pentoxide particles is larger than the first endothermic amount. In this case, the titanium oxide-based material can maintain a high amount of heat absorption even if it contains trititanium pentoxide particles, and therefore tends to exhibit good heat absorption 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 upon heating. "Second endothermic phase transition temperature" means that the β phase of the trititanium pentoxide particles undergoes a phase transition to the α phase at least once by heating, and after being cooled and the phase transition occurs from the α phase to the β phase, heating is performed again. This is the temperature at which the phase transition occurs from the β phase to the α phase. In addition, the "first endothermic amount" refers to the amount by which the β phase of trititanium pentoxide particles draws an arbitrary baseline on a graph showing the thermal behavior based on DSC (differential scanning calorimetry) measurement of trititanium pentoxide. Sometimes, it refers to the amount of endotherm calculated from the endothermic curve when endothermic at the first phase transition temperature. The amount of heat absorbed is calculated from the endothermic curve when heat is absorbed at the second phase transition temperature when an arbitrary baseline is drawn on a 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 temperatures," and when the first endothermic amount and the second endothermic amount are not particularly distinguished. is also simply called "absorption amount". Note that 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 below.

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 this embodiment, the β phase of trititanium pentoxide particles before absorbing heat at the first endothermic phase transition temperature, and the phase transition of trititanium pentoxide particles after absorbing heat at the first endothermic phase transition temperature and passing through the α phase, dissipating heat and undergoing a phase transition. It has different endothermic properties from the β phase of trititanium particles. In the trititanium pentoxide particles of this embodiment, the β phase undergoes a phase transition at the second endothermic phase transition temperature, then undergoes a phase transition to the α phase, and then the α phase is further cooled and undergoes a phase transition to the β phase, and then again. When heated, the endothermic phase transition temperature and endothermic amount, for example, when the phase transition by heating and cooling is performed two or more times, are approximately the same as the second endothermic phase transition temperature and the second endothermic 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 this 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 heat is applied to the titanium oxide-based material to reach a relatively high temperature such as 200°C or higher, the trititanium pentoxide particles having the 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 endothermic amount of the trititanium pentoxide particles in the titanium oxide-based material of this embodiment is 20 J/g or more. Therefore, titanium oxide-based materials 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 endothermic 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/dissipation material without controlling its endothermic properties by heating it 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 endothermic amount of the trititanium pentoxide particles is preferably larger than the first endothermic amount. In this case, the titanium oxide-based material can be suitably used as a heat storage/dissipation material having an excellent amount of heat absorption.

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 properties of the trititanium pentoxide particles in the titanium oxide-based material as described above can be achieved 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 mentioned, the titanium oxide material according to this embodiment contains trititanium pentoxide particles. The median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is 3 μm or more. The median diameter D50 is calculated from the particle size distribution measured on a volume basis by a laser diffraction/scattering method, and is the average particle diameter at which the cumulative frequency in the particle size distribution is 50%. The median diameter D50 can be measured, for example, using a measuring device such as 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 endothermic amount of the trititanium pentoxide particles is larger than when the median diameter is less than 15 μm. Therefore, titanium oxide-based materials can achieve a higher endothermic amount even if the trititanium pentoxide particles have not undergone a phase transition from the β phase to the α phase at the first endothermic phase transition temperature. It has endothermic properties. Therefore, titanium oxide-based materials are easy to use as heat storage and radiation materials. Further, in this case, when applying the titanium oxide-based material to a heat storage/dissipation device, for example, it is possible to prevent variations in thermal history from occurring. Note that the upper limit of the median diameter D50 of the trititanium pentoxide particles is preferably 500 μm or less, 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 endothermic amount is very small compared to the second endothermic amount. Therefore, a titanium oxide material containing trititanium pentoxide particles having a median diameter D50 of 3 μm or more and less than 15 μm has a high It can have an endothermic amount. Therefore, titanium oxide based materials can be applied according to the above-mentioned endothermic properties. For example, if titanium oxide-based materials with the above characteristics are used, resins containing thermosetting resin components such as epoxy resins and silicone resins that require heat treatment at temperatures exceeding the endothermic phase transition temperature twice or more can be used. The amount of heat applied to the material can be controlled during the first heating and second heating. In addition, when using the above titanium oxide-based material, it is possible to evaluate the first and second endothermic amounts (i.e., the first endothermic amount and the second endothermic amount) without using an optical analyzer, etc. It is also possible to use the present invention as a measurement system that can evaluate the size of trititanium pentoxide particles simply by measuring the calorific value of a titanium oxide material or a composition containing a titanium oxide 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 also possible to improve the processability when molding the titanium oxide-based material. The reason why the above endothermic characteristics are exhibited when the median diameter D50 is 3 μm or more and less than 15 μm is considered to be, for example, as follows. For example, in the process of reducing the particle size of trititanium pentoxide particles during the pulverization process described in the manufacturing method described below, trititanium pentoxide particles receive mechanical energy and thermal energy from their surroundings, resulting in disordered crystal lattices. , the proportion of the β phase that causes thermal oscillations decreases, and the relative amount of heat absorption decreases. However, after passing through the first endothermic phase transition temperature, it becomes an α phase, and when heat is subsequently released, it becomes a β phase in which the crystal lattice disorder has been restored, that is, it returns to a state in which it can absorb heat again. Therefore, it is considered that when the β phase is heated to a temperature exceeding the second endothermic phase transition temperature, the second endothermic amount can increase. It is also 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 endothermic properties of titanium oxide-based materials containing trititanium pentoxide particles will be presented in 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。 In this way, the titanium oxide-based material according to the present embodiment can have different endothermic properties depending on the particle size of the trititanium pentoxide particles, and can undergo repeated phase transitions accompanied by heat absorption and release by heating and cooling. It is also possible. Therefore, it can be suitably used as a heat storage and release material having a repeated heat absorption and release function. Further, the titanium oxide-based material can memorize a thermal history including the temperature and amount of heat received and received 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 as 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 upon heating. Further, for example, the titanium oxide-based material may contain other oxides containing titanium, or may contain components other than oxides 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 as a heat storage/dissipation material has been described as an example, but the application is not limited to this, and it can be applied as an appropriate material depending on the purpose. For example, it can be applied as an optical material, a semiconductor material, It may also be used in electronic materials, etc.

[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。
[Method for manufacturing titanium oxide material]
A method for manufacturing a titanium oxide-based material according to 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。 This is a method for producing a titanium oxide material containing trititanium pentoxide particles, and the method for producing a titanium oxide material includes a step of pulverizing bulk trititanium pentoxide. Therefore, the titanium oxide-based material can have heat absorbing and dissipating characteristics depending on 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 bulk trititanium pentoxide is not particularly limited, and examples thereof include a planetary ball mill, an attriter mill, a bead mill, and a hammer mill. The pulverization may be carried out either dry or wet. Note that the term "agglomerate" means a shape that is not particulate, and examples of the agglomerate include those 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 will be described using as an example a case where bulk trititanium pentoxide is pulverized using a wet ball mill. However, the method for producing titanium oxide-based materials 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, bulk trititanium pentoxide having appropriate dimensions is prepared as a raw material. The bulk trititanium pentoxide used as a raw material may be synthesized by chemical reaction or the like, or may be commercially available. Although the shape and size of the bulk trititanium pentoxide are not particularly limited, for example, the particle size of each chunk of trititanium pentoxide may be 0.8 mm or more and 4.0 mm or less. The raw materials are placed in a container made of zirconia, for example, 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, zirconia balls for crushing are placed in the container, the container is covered, and the container is placed in a crushing device (for example, a planetary ball mill). The number, material, and dimensions of the balls may also be adjusted as appropriate. Examples of the crushing device include a planetary ball mill manufactured by Fritsch (model number P-5). By appropriately adjusting the rotation speed and processing time of the pulverizer, trititanium pentoxide as a raw material can be pulverized. The conditions for crushing can be, for example, a rotation speed of 150 rpm or more and 200 rpm or less. If the rotation speed is 150 rpm or more, bulk trititanium pentoxide particles can be efficiently crushed. Moreover, the processing time for pulverization 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 are obtained. The average particle diameter (median diameter D50) of the obtained trititanium pentoxide particles is calculated from the results obtained by particle size distribution measurement, as already explained. 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/dissipation device]
An overview of the heat storage/dissipation device 1 according to this embodiment will be explained.

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/dissipation device 1 includes the titanium oxide-based material described above. The heat storage/dissipation device 1 has a function of absorbing heat around the heat storage/dissipation device 1 . That is, the heat storage/dissipation device 1 of the present embodiment is capable of absorbing heat and can thereby store the absorbed heat, and therefore can be applied to devices such as a heat storage device that stores heat and a heat storage/dissipation device. In this case, the heat storage/dissipation device 1 can function as a heat absorption device. Specifically, the heat storage/dissipation device 1 is configured such that the temperature of the heat storage/dissipation device 1 increases due to the transfer of ambient heat, for example, and the titanium oxide-based material in the heat storage/dissipation device 1 reaches a temperature exceeding its phase transition temperature. Once reached, it absorbs heat. The heat storage/dissipation device 1 can then store the absorbed heat. As a result, the heat storage/dissipation device 1 uses the heat generated from the heat generating parts of the electronic components, electronic devices, electronic equipment, etc. around the heat storage/dissipation device 1 to raise the temperature of the electronic components, electronic devices, electronic equipment, etc. Even if the temperature rises, the heat storage/dissipation device 1 stores heat, thereby suppressing the surrounding temperature from rising to a high temperature. Therefore, the heat storage/dissipation device 1 can prevent the temperature of surrounding heat-generating components from rising too much (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/radiation device 1 has a function of radiating heat stored in the titanium oxide material. In this case, the heat storage/dissipation device 1 can function as a heat dissipation (heat generation) device. Therefore, the heat storage/dissipation device 1 can be applied to, for example, a heat supply device that requires heat supply. Examples of heat supply devices include, for example, a fluid heating device that heats fluid in an air conditioner installed in a vehicle, a fluid heating device that heats working fluid flowing in an internal combustion engine, and a fluid heating device that heats fluid in a fluid flow path of a semiconductor device, etc. Examples include heating devices. The heat dissipation of the heat storage/dissipation device 1 is carried out by cooling the α-phase trititanium pentoxide particles that have been brought into a heat storage state by applying heat to the titanium oxide-based material, and are cooled to a temperature higher than the temperature at which the trititanium pentoxide particles undergo a phase transition. It can be achieved with As mentioned above, alpha-phase trititanium pentoxide in a heat storage state can radiate the absorbed heat when cooled, but unless rapidly cooled, the heat absorbed at the phase transition temperature during heating will be released all at once. It's not a thing. The term "quenching" used herein refers to, for example, 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。 When the trititanium pentoxide particles of the titanium oxide-based material in the heat storage/dissipation device 1 absorb heat and undergo a phase transition, physical properties may change. Therefore, the heat storage and release device 1 can detect whether the temperature around the heat storage and release device 1 has reached the phase transition temperature by detecting changes in the physical properties of the trititanium pentoxide particles. Therefore, the heat storage and release device 1 can also be used as a temperature sensor. Applicable. Furthermore, since the heat storage/dissipation device 1 absorbs heat at a phase transition temperature, it may be used as a target for detecting the amount of absorbed heat. In this case, it is possible to detect the amount of thermal energy that can be absorbed and released when a temperature change occurs, relative to the total amount of thermal energy that can be stored (endothermic amount) by the titanium oxide-based material. That is, the heat storage/dissipation device 1 can also be used as a calorie sensor. Note that the use of the heat storage and release device 1 is not limited to the above, and for example, the heat storage and release device 1 may be used as a sheet having a heat storage and release 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 in which the heat storage/dissipation device 1 functions, for example, as 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 already explained, since the heat storage/dissipation device 1 includes a titanium oxide-based material, the temperature change or the heat absorption amount changes based on the change in physical properties accompanying the phase transition between the solid phase and the solid phase of the trititanium pentoxide particles. can be detected. Therefore, the heat storage/dissipation device 1 can be used as a sensor element that functions as a sensor for detecting the temperature or the amount of heat absorbed, for example. In this case, the sensor element detects, for example, when the temperature of trititanium pentoxide particles exceeds the phase transition temperature, a discontinuous change in the physical properties of trititanium pentoxide particles due to phase transition, or a phenomenon that occurs due to this change. 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 heat storage/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 phase transition. change) or thermal conductivity (thermal conductivity).

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 α phase are conductors. Therefore, the sensor element can output changes in electrical conductivity. Note that the sensor element has electrical conductivity, such as a change in voltage due to a change in electrical conductivity when a constant current is applied, and a change in current due to a change in electrical conductivity when a constant voltage is applied. It is also possible to output a phenomenon that occurs as a result of a change in .

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 a color change due to phase transition of trititanium pentoxide particles 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。 Regarding magnetism, β-trititanium pentoxide is non-magnetic, while α-trititanium pentoxide and λ-trititanium pentoxide are paramagnetic. Therefore, the sensor element can output a change in magnetism due to phase transition of 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 thermal conductivity, trititanium pentoxide particles, which are titanium oxide based materials, change their specific heat due to phase transition, so for example, changes in thermal conductivity and thermal diffusivity based on changes in specific heat can be output. Good too.

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 volume, since a volume change may occur during a phase transition of trititanium pentoxide particles of a titanium oxide-based material, changes in physical properties based on the volume change or specific gravity change 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。 Note that the output of the sensor element is not limited to the above. Moreover, the output explained above is not limited to the case where the heat storage/dissipation device 1 functions as a sensor element, but may be the output of the heat storage/dissipation 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 body containing a titanium oxide-based material. The molded body only needs to contain the trititanium pentoxide particles described above, and the molded body may contain components other than trititanium pentoxide as necessary, as long as they do not impede the intended use of the sensor element. . Components other than trititanium pentoxide include, for example, a resin component that functions as a binder. Therefore, the molded body may be made 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 molded body is not limited thereto. The dimensions of the sensor element may be adjusted as appropriate depending on the application. It is also preferable that the shape of the molded body is sheet-like. That is, it is also preferable that the heat storage/dissipation device 1 is sheet-shaped. Note that the case where the heat storage/dissipation device 1 is sheet-shaped 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 an electrode electrically connected to the molded body. The sensor element includes, for example, two electrodes, and the electrodes and the molded body are stacked so that the molded body is interposed between the two electrodes. When the sensor element includes electrodes, the sensor element can generate an output through the electrodes. Note that the sensor element itself does not include an electrode, and when obtaining an output from the sensor element, the electrode may be electrically connected to 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, or a conductive polymer. Examples of the metal include Al, Ag, Au, Cu, and Pt. Examples of the conductive oxide include indium tin oxide (ITO). Examples of the carbon material include graphite. Examples of the conductive polymer include polythiophene polymers, polyaniline polymers, and polyacetylene polymers.

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。 Although the device for detecting the output of the sensor element is, for example, a device for detecting a change in electrical resistance value, it is not limited thereto. For example, a device for detecting the output of a sensor element includes a specific heat measuring device configured to detect changes in specific heat using an appropriate method, a spectral measuring device configured to detect color changes, and a magnetic measuring device configured to detect changes in magnetism. It may also be a specific gravity measuring device that measures changes in specific gravity.

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。 In this way, the heat storage/dissipation device 1 according to the present embodiment can be used as a sensor for various uses that can respond to external stimuli in the surroundings. That is, the heat storage/dissipation device 1 can have a function as a sensor that detects temperature. For example, the heat storage/dissipation device 1 may be a single sensor element, 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 heat storage/dissipation device 1 will be explained by giving a specific example with reference to FIG. 5.

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/dissipation 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 section 16 . The sheet material 11 includes a titanium oxide material containing trititanium pentoxide particles having a median diameter D50 of 3 μm or more. The sheet material 11 may have one or both of heat absorption and heat radiation functions. 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 of the sheet material 11, which is opposite to the first surface 11a. The first electrode 12 and the second electrode 13 are electrically connected 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/dissipation device 1 can detect heat from, for example, the heating element 4 outside or inside the heat storage/dissipation device 1 using 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 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 using the first electrode 12 and the second electrode 13. Thereby, for example, when the heat storage/dissipation device 1 and the heating element 4 that can generate heat are thermally connected, the heat storage/dissipation device 1 detects the electrical properties of the titanium oxide-based material in the sheet material 11 using the detection unit 16. By detecting the change in , it is possible to detect that the temperature reaching the phase transition temperature has been reached.

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 electrical resistance detector having a function of detecting electrical resistance. In this case, the heat storage/dissipation device 1 can detect, by the detection unit 16, 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/dissipation device 1 . The heating element 4 may be, for example, a heat-generating component that generates heat when supplied with power from an external power source or the like. A heat-generating component refers to an electronic component that converts a part of the energy given for driving into heat and releases the heat, for example. Heat generating components are not particularly limited, but specific examples of heat generating components include integrated circuits such as a central processing unit (CPU), power management IC (PMIC), power amplifier (PA), transceiver IC, and voltage regulator (VR). (IC); At least one type selected from the group consisting of light emitting elements such as light emitting diodes (LEDs), incandescent light bulbs, and semiconductor lasers; active elements such as field effect transistors (FETs); passive elements such as coils, capacitors, and resistors; including. Other examples of the heating element 4 include, specifically, home appliances, lighting equipment, medical equipment, electric furnaces, switchboards, water heaters, anti-fog equipment, anti-freeze equipment, 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 phase transition of trititanium pentoxide in the titanium oxide-based material in the sheet material 11, for example. There may be. In particular, it is preferable that the heat storage/dissipation device 1 detects a change in the physical properties of the titanium oxide-based material in either or both of the electrical conductivity and thermal conductivity. There is no particular restriction on the number of detection sections 16 in the heat storage/dissipation device 1, and the number of detection sections 16 may be one or more.

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 heat storage/dissipation device 1 is not limited to the above configuration, and may include members having appropriate functions. For example, the heat storage/dissipation device 1 may include a control section 17 that controls the operation of the heat storage/dissipation device 1 or the heat generating body 4 based on the result detected by the detection section 16 . When the heat storage/dissipation device 1 includes the control unit 17, even if the heat storage/dissipation device 1 receives excessive heat from the heat generating body 4, for example, the operation of the heat storage/dissipation device 1 can be relaxed or stopped. Further, the heat storage/dissipation device 1 may include a support member (not shown) that supports the sheet material 11, the first electrode 12, and the second electrode 13, for example. The material, size, 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 only 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 place the titanium pentoxide in a zirconia container. Trititanium oxide (10 to 20 g) and 150 g of water were added. 450 g of zirconia balls (ball diameter φ10 mm) were placed in a container, and the container was placed on a pulverizer and pulverized at a rotation speed of 150 to 200 rpm. As a grinding device, a planetary ball mill (manufactured by Fritsch, model number P-5) was used. The specific conditions for 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, trititanium pentoxide particles having a particle size distribution shown in FIG. 4A were obtained by treating 10 g of trititanium pentoxide at a rotation speed of 150 rpm for 120 minutes. Note that FIG. 3A is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles obtained in Example 1 using 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, trititanium pentoxide particles having a particle size distribution shown in FIG. 4B were obtained by treating 20 g of trititanium pentoxide at a rotation speed of 150 rpm for 120 minutes. Note that FIG. 3B is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles obtained in Example 2 using 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, trititanium pentoxide particles having a particle size distribution shown in FIG. 4C were obtained by treating 20 g of trititanium pentoxide at a rotation speed of 150 rpm for 30 minutes. 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, trititanium pentoxide particles having a particle size distribution shown in FIG. 4D were obtained by treating 20 g of trititanium pentoxide at a rotation speed of 150 rpm for 15 minutes. Note that FIG. 3C is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles obtained in Example 3 using 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, trititanium pentoxide particles having a particle size distribution shown in FIG. 4E were obtained by treating 20 g of trititanium pentoxide at a rotation speed of 200 rpm for 5 minutes. 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 the 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。 Furthermore, in Example 6, the size of particles as a sample used for measurement with a DSC device was measured without performing the pulverization treatment of Examples 1 to 5 above (see Table 1). Note that FIG. 3D is an SEM image obtained by measuring the trititanium pentoxide particles of Example 6 using an 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-based materials The phase transition temperature and endothermic amount at the time of phase transition of the trititanium pentoxide particles of each Example and Reference Example obtained in (1) were measured by differential scanning calorimetry. For the measurement, a DSC device (model number DSC 220c, manufactured by Seiko Electronics Industries) 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 to room temperature at a cooling rate of 10°C/min. 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 endothermic 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 the trititanium pentoxide particles of Example 4, where the broken line indicates the thermal behavior due to the first temperature increase and temperature decrease, and the solid line indicates the thermal behavior due to the second temperature increase and decrease. It shows thermal behavior due to 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 endothermic amount 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 a white circle is the amount of heat absorbed during the first temperature increase, and the plot indicated by a black square is the amount of heat absorbed during the second temperature increase.

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 Reference Example, the amount of heat absorbed, and the phase transition temperature.

Figure 0007357200000001
Figure 0007357200000001

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。 For the trititanium pentoxide particles of Examples 1 to 3, the amount of heat absorbed by the first temperature increase was small, but the amount of heat absorbed by the second temperature increase was significantly increased compared to the first temperature increase. In Examples 4 and 5, the amount of heat absorbed by the first temperature increase was 20 J/g or more, and the amount of heat absorbed by the second temperature increase further increased. Moreover, Example 5 exhibited the same thermal behavior as that 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 was observed due to the first temperature increase. In addition, although endotherm was observed due to the second temperature increase, the amount of endotherm was lower than in 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 trititanium pentoxide particles is 10 μm or less (Examples 1 to 3), the amount of heat absorbed in the first time is very small (approximately 0 J/g), but the amount of heat absorbed in the second time is very small (approximately 0 J/g). It was suggested that the amount of heat was 20 J/g or more. Furthermore, in Examples 1 to 5, it was suggested that as the median diameter D50 increases, the second phase transition temperature increases more than the first phase transition temperature. Furthermore, in Example 6, the phase transition temperature and endothermic amount did not change between the first and second times due to temperature increase, but the endothermic amount was 20 J/g or more in both the first and second times. Furthermore, in Comparative Example 1, the amount of heat absorbed during the first temperature increase was 0 J/g, so a 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 it undergoes a phase transition between solid phase and solid phase, 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 undergo a reversible phase transition by heating and cooling, and can have an excellent amount of heat absorption. 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 titanium oxide-based material of the second aspect, in the first aspect, the trititanium pentoxide particles include a β phase, and the β phase changes to an α phase at the first endothermic phase transition temperature by being heated. transfers and absorbs the first amount of endothermic heat. After the α phase is cooled and undergoes a phase transition to the β phase, when heated again, the α phase undergoes a phase transition to the α phase at a second endothermic phase transition temperature, and absorbs a second endothermic amount. The trititanium pentoxide particles have a second endothermic amount larger than the first endothermic 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 undergo a reversible phase transition by heating and cooling, and can have an excellent amount of heat absorption.

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 material of the third aspect has a second endothermic 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 undergo a reversible phase transition by heating and cooling, and can be suitably used as a heat storage/dissipation material having an excellent amount of heat absorption.

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 titanium oxide material of the fourth aspect, in the second or third aspect, the second endothermic phase transition temperature is lower 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 lower temperature than conventional trititanium pentoxide, and can also undergo a reversible phase transition by heating and cooling.
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 the titanium oxide material of the fifth aspect, in any one of the second to fourth aspects, the second endothermic phase transition temperature is 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 that reaches 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 according to 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。 In the titanium oxide material of the seventh aspect, in any one of the first to sixth aspects, the median diameter D50 of trititanium pentoxide particles is 15 μm or more.

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 has a higher 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。 In the titanium oxide material according to the eighth aspect, in any one of the first to sixth aspects, the median diameter D50 of trititanium pentoxide particles is 3 μm or more and less than 15 μm.

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 trititanium pentoxide particles is 3 μm or more, trititanium pentoxide can have heat absorption and radiation properties 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 memorized by heating at a temperature exceeding the first phase transition temperature. On the other hand, in this case, trititanium pentoxide can have a high amount of endothermic heat in the second and subsequent heating by undergoing heat radiation.

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/dissipation device (1) according to the ninth aspect includes the 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 physical properties of trititanium pentoxide particles of a titanium oxide-based material due to 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/dissipation device (1) of the tenth aspect absorbs or radiates 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 heat storage/dissipation device (1) can detect that the temperature of the detection target exceeds the phase transition temperature, and can store a thermal history indicating that the temperature of the detection target has exceeded 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/dissipation device (1) of the eleventh aspect detects a change in the physical properties of one or both of the electrical conductivity and 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 physical properties of trititanium pentoxide particles in a titanium oxide-based material due to phase transition, or a phenomenon caused by this change. Further, it can be used as a sensor for various purposes that can respond to external stimuli in the surroundings.

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。 A 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 whose particle size is controlled are obtained.

1 蓄放熱デバイス 1 Heat storage/dissipation device

Claims (11)

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以上であり、
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、
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 that causes a phase transition between solid phase and solid phase, and have a median diameter D50 of 3 μm or more,
The trititanium pentoxide particles include a β phase,
The β phase undergoes a phase transition to the α phase at a first endothermic phase transition temperature when heated, and absorbs a first amount of endothermic heat,
After the α phase is cooled and undergoes a phase transition to the β phase, when heated again, the α phase undergoes a phase transition to the α phase at a second endothermic phase transition temperature, and absorbs a second endothermic amount,
The second amount of heat absorption is larger than the first amount of heat absorption,
Titanium oxide material.
前記第二の吸熱量が20J/g以上である、
請求項に記載の酸化チタン系材料。
the second endothermic amount is 20 J/g or more;
The titanium oxide material according to claim 1 .
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1又は2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 material according to claim 1 or 2 .
前記第二の吸熱相転移温度は、191℃以下である、
請求項1から3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 less,
The titanium oxide material according to any one of claims 1 to 3 .
前記第一の吸熱量が20J/g以上である、
請求項1から4のいずれか一項に記載の酸化チタン系材料。
the first endothermic amount is 20 J/g or more;
The titanium oxide material according to any one of claims 1 to 4 .
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 material according to any one of claims 1 to 5 .
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 material according to any one of claims 1 to 5 .
請求項1から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。
comprising the titanium oxide-based material according to any one of claims 1 to 7 ,
Heat storage/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、
請求項に記載の蓄放熱デバイス。
absorbing or releasing heat at the phase transition temperature of the titanium oxide-based material;
The heat storage/dissipation device according to claim 8 .
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8又は9に記載の蓄放熱デバイス。
Detecting one or both of the physical properties of electrical conductivity and thermal conductivity caused by heating or cooling,
The heat storage/dissipation device according to claim 8 or 9 .
請求項1から7のいずれか一項に記載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 material containing the trititanium pentoxide particles according to any one of claims 1 to 7 ,
Including the process of crushing bulk trititanium pentoxide,
A method for producing titanium oxide based materials.
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 JP2021008390A (en) 2021-01-28
JP7357200B2 true 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)

Families Citing this family (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 (3)

* 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
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

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6317795B2 (en) * 2016-09-28 2018-04-25 沖電気工業株式会社 Optical receiver, level detection circuit, and receiver

Patent Citations (3)

* 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
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

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021008390A (en) 2021-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mahmoud et al. Electrical and mechanical properties of bismuth oxide nanowire/poly (vinyl acetate)
JP7357200B2 (en) Titanium oxide material, heat storage/dissipation device, and method for producing titanium oxide material
Kim et al. Fabrication and enhanced thermoelectric properties of alumina nanoparticle‐dispersed Bi0. 5Sb1. 5Te3 matrix composites
Tang et al. Thermoelectric properties of Ca 3 Co 4 O 9+ δ with Lu substitution
TWI656667B (en) Thermoelectric materials and their manufacturing method
Wu et al. Low thermal conductivity and enhanced zT values of porous and nanostructured Cu1− xNix alloys
Liu et al. High‐Temperature Transport Property of In 2− x Ce x O 3 (0≤ x≤ 0.10) Fine Grained Ceramics
TWI555243B (en) Thermoelectric materials and their manufacturing method
Kim et al. Thermoelectric properties of Cu-dispersed bi 0.5 sb 1.5 te 3
JP5410245B2 (en) Spherical alumina powder, its production method and use.
WO2019054259A1 (en) Control device, secondary battery system, and vehicle
Kulbachinskii et al. Thermoelectric Properties of Sb 2 Te 3-Based Nanocomposites with Graphite
Lyashkov et al. Structure and electrical properties of polymer composites based on tungsten oxide varistor ceramics
CN110249440B (en) Thermoelectric sintered body and thermoelectric element
JP7442117B2 (en) Trititanium pentoxide-based material, heat storage/dissipation device, heat management system, and method for producing trititanium pentoxide-based material
KR20170043938A (en) Thermoelectric nanocomposite and process for producing the same
Yadav et al. Temperature sensors based on semiconducting oxides: an overview
Suriwong et al. Thermoelectric properties of Bi2Te3 disk fabricated from rice kernel‐like Bi2Te3 powder
KR101612492B1 (en) Thermoelectric materials
Wang et al. Study of voltage-controlled characteristics for thermoelectric coolers
Chen et al. Broadband Absorption and Photothermal Conversion Properties of Oxygen‐Deficient TiO2 Aqueous Nanofluids
Jung et al. Thermoelectric properties of Au nanoparticle‐supported Sb1. 6 B i0. 4 T e3 synthesized by a γ‐ray irradiation method
Dedkov et al. Thermal radiation of nanoparticles occurring at a heated flat surface in vacuum
KR101624306B1 (en) Method for manufacturing thermoelectric materials
Venkatesu et al. Morphological and impedance studies in diluted Mn-doped CdS nanocomposites

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