JP7410609B1 - Heat storage material and heat storage film - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、フィルム化が容易で、かつ透明性を与えることができる新規な蓄熱材及び蓄熱フィルムを提供する。【解決手段】本発明は、非晶性主鎖と結晶性側鎖とを有する櫛形ポリマーを含む蓄熱材料であって、前記櫛形ポリマーのガラス転移温度が、結晶性側鎖の融点よりも高い、蓄熱材料に関する。また、本発明は、そのような蓄熱材料を含む、蓄熱フィルムに関する。【選択図】 図1The present invention provides a novel heat storage material and heat storage film that can be easily formed into a film and can provide transparency. The present invention provides a heat storage material including a comb-shaped polymer having an amorphous main chain and a crystalline side chain, wherein the comb-shaped polymer has a glass transition temperature higher than the melting point of the crystalline side chain. Regarding heat storage materials. The present invention also relates to a heat storage film containing such a heat storage material. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、蓄熱材及び蓄熱フィルムに関する。 The present invention relates to a heat storage material and a heat storage film.

近年、二酸化炭素排出量削減等の観点から、壁材、床材、天井材、屋根材等の建材において熱エネルギーを有効に活用するための研究及び開発が盛んに取り組まれている。そのための材料の1つとして、潜熱蓄熱材料が知られている。 In recent years, from the perspective of reducing carbon dioxide emissions, research and development have been actively conducted to effectively utilize thermal energy in building materials such as wall materials, floor materials, ceiling materials, and roof materials. A latent heat storage material is known as one of the materials for this purpose.

潜熱蓄熱材料は、固体から液体等の材料の相変化を利用することで熱エネルギーを蓄えることができる材料である。潜熱蓄熱材料は、断熱材とは異なり、蓄えた熱及び冷気は、必要なときに熱エネルギーとして利用することができるため、効率的に熱利用が可能である。特に、固体から液体への相変化は比較的取り扱いが容易で蓄熱できる熱量も高いため、ブロックコポリマー、パラフィン等の有機物、及び硫酸ナトリウム塩等の無機物において、多様な材料が知られている。 A latent heat storage material is a material that can store thermal energy by utilizing a phase change of the material, such as from solid to liquid. Unlike heat insulating materials, latent heat storage materials can use the stored heat and cold air as thermal energy when needed, so that heat can be used efficiently. In particular, a variety of materials are known, including block copolymers, organic substances such as paraffin, and inorganic substances such as sodium sulfate, because the phase change from solid to liquid is relatively easy to handle and the amount of heat that can be stored is high.

例えば、非特許文献1は、潜熱蓄熱材料のパラフィンがガラス間に充填された複層ガラスを用いた場合に建築物の熱効率が向上することを開示している。 For example, Non-Patent Document 1 discloses that the thermal efficiency of a building is improved when double-glazed glass in which paraffin, which is a latent heat storage material, is filled between the glass windows is used.

なお、非特許文献2には、ポリアルキルアクリルアミドの櫛形ポリマーがアルキル側鎖部分で結晶性を有すること、及びアルキル側鎖の結晶が融解する温度(融点)がその櫛形ポリマーのガラス転移温度よりも低いことが報告されている。 In addition, Non-Patent Document 2 states that the comb-shaped polymer of polyalkylacrylamide has crystallinity in the alkyl side chain portion, and that the temperature at which the crystals of the alkyl side chain melt (melting point) is lower than the glass transition temperature of the comb-shaped polymer. It has been reported that it is low.

Changyu Liu, et al., “Effect of PCM thickness and melting temperature on thermal performance of double glazing units”, Journal of Building Engineering, 11(2017), 87-95Changyu Liu, et al., “Effect of PCM thickness and melting temperature on thermal performance of double glazing units”, Journal of Building Engineering, 11(2017), 87-95 Kazuki Ebata, et al., “Nanophase Separation of Poly( N- alkyl acrylamides): The Dependence of the Formation of Lamellar Structures on Their Alkyl Side Chains”, Macromolecules, 2019, 52, 9773-9780Kazuki Ebata, et al., “Nanophase Separation of Poly( N- alkyl acrylamides): The Dependence of the Formation of Lamellar Structures on Their Alkyl Side Chains”, Macromolecules, 2019, 52, 9773-9780

従来技術の蓄熱材は、蓄熱及び放熱の過程で全て相変化を利用するため、その前後のいずれかで液体状態となることが前提であった。また、従来技術の蓄熱材は、粉末固体状態で用いられているため全て白濁している。また、パラフィンを用いる蓄熱材は、カプセル化する必要があるため、フィルム化することが困難である。ブロックコポリマーを用いる蓄熱材は、高分子の融解に伴う潜熱を利用するため、フィルム化できたとしても蓄熱及び放熱の過程において機械的特性が大きく変化するという課題がある。 Conventional heat storage materials all utilize phase changes during the heat storage and heat radiation processes, so they are assumed to be in a liquid state either before or after the process. In addition, all conventional heat storage materials are cloudy because they are used in a powdered solid state. Furthermore, a heat storage material using paraffin needs to be encapsulated, so it is difficult to form it into a film. Heat storage materials using block copolymers utilize the latent heat that accompanies the melting of polymers, so even if they can be made into a film, there is a problem in that their mechanical properties change significantly during the heat storage and heat radiation processes.

本発明は、固体状態を維持したままで蓄熱及び放熱が可能な新規な蓄熱材及び蓄熱フィルムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a novel heat storage material and heat storage film that can store and release heat while maintaining a solid state.

本発明者らは、以下の態様により、上記課題を解決できることを見出した。
《態様1》
非晶性主鎖と結晶性側鎖とを有する櫛形ポリマーを含む蓄熱材料であって、前記櫛形ポリマーのガラス転移温度が、結晶性側鎖の融点よりも高い、蓄熱材料。
《態様2》
前記櫛形ポリマーが、前記非晶性主鎖、前記結晶性側鎖、及び前記非晶性主鎖と前記結晶性側鎖とを連結する連結基とを有しており、前記連結基が、極性基を含む、態様1に記載の蓄熱材料。
《態様3》
前記連結基が、アミド基、ウレア基、ウレタン基、チオアミド基、チオウレア基、及びチオウレタン基からなる群から選択される1種以上の基を含む、態様2に記載の蓄熱材料。
《態様4》
前記結晶性側鎖が、C4~C30の炭化水素系基を含む、態様1に記載の蓄熱材料。
《態様5》
前記非晶性主鎖が、重合度が5~1000の炭化水素系主鎖である、態様1に記載の蓄熱材料。
《態様6》
前記櫛形ポリマーが、前記結晶性側鎖の結晶によるナノドメインを有するナノ相分離構造を有している、態様1に記載の蓄熱材料。
《態様7》
前記非晶性主鎖が、重合度が5~1000の炭化水素系主鎖であり、前記結晶性側鎖が、直鎖又は分岐鎖のC12~C18のアルキル基を含み、かつ前記連結基が、アミド基、ウレア基及びウレタン基からなる群から選択される1種以上の基を含む、態様1に記載の蓄熱材料。
《態様8》
態様1~7のいずれか一項に記載の蓄熱材料を含む、蓄熱フィルム。
《態様9》
ガラス基板上に厚さ100μmで形成された場合の波長400~800nmの吸収スペクトルの平均の吸光度が、0.5以下である、態様8に記載の蓄熱フィルム。
《態様10》
態様8に記載の蓄熱フィルムと、他のポリマーフィルムとを含む、積層蓄熱フィルム。
The present inventors have discovered that the above problem can be solved by the following aspects.
Aspect 1》
A heat storage material comprising a comb-shaped polymer having an amorphous main chain and a crystalline side chain, wherein the glass transition temperature of the comb-shaped polymer is higher than the melting point of the crystalline side chain.
Aspect 2》
The comb-shaped polymer has the amorphous main chain, the crystalline side chain, and a linking group that connects the amorphous main chain and the crystalline side chain, and the linking group has a polar The heat storage material according to aspect 1, comprising a group.
《Aspect 3》
The heat storage material according to aspect 2, wherein the connecting group includes one or more groups selected from the group consisting of an amide group, a urea group, a urethane group, a thioamide group, a thiourea group, and a thiourethane group.
《Aspect 4》
The heat storage material according to aspect 1, wherein the crystalline side chain contains a C 4 to C 30 hydrocarbon group.
《Aspect 5》
The heat storage material according to aspect 1, wherein the amorphous main chain is a hydrocarbon main chain having a degree of polymerization of 5 to 1000.
《Aspect 6》
The heat storage material according to aspect 1, wherein the comb-shaped polymer has a nanophase-separated structure having nanodomains formed by crystals of the crystalline side chains.
《Aspect 7》
The amorphous main chain is a hydrocarbon main chain with a degree of polymerization of 5 to 1000, the crystalline side chain contains a linear or branched C 12 to C 18 alkyl group, and the linking The heat storage material according to aspect 1, wherein the group includes one or more groups selected from the group consisting of an amide group, a urea group, and a urethane group.
《Aspect 8》
A heat storage film comprising the heat storage material according to any one of aspects 1 to 7.
《Aspect 9》
The heat storage film according to aspect 8, wherein the average absorbance of the absorption spectrum in the wavelength range of 400 to 800 nm is 0.5 or less when formed on a glass substrate to a thickness of 100 μm.
《Aspect 10》
A laminated heat storage film comprising the heat storage film according to aspect 8 and another polymer film.

本発明の蓄熱材及び蓄熱フィルムによれば、固体状態を維持したままで蓄熱及び放熱が可能であるため、取扱い性が非常に高い。1つの実施形態において、この蓄熱材及び蓄熱フィルムによれば、実用レベルの高い蓄熱性能及び放熱性能を容易に与えることができる。1つの実施形態において、この蓄熱材及び蓄熱フィルムによれば、フィルム化が容易で、かつ透明性を容易に与えることができる。従来技術の蓄熱材料は、相転移前後の両状態で透明とはならないが、本発明の1つの実施形態の蓄熱材料によれば、結晶性側鎖の結晶が融解する前後において、透明性を維持することができるため、窓ガラス、食品包装フィルム等の透明性が求められる用途において、非常に有利である。 According to the heat storage material and heat storage film of the present invention, it is possible to store and release heat while maintaining the solid state, so that the heat storage material and the heat storage film are very easy to handle. In one embodiment, this heat storage material and heat storage film can easily provide high heat storage performance and heat dissipation performance at a practical level. In one embodiment, this heat storage material and heat storage film can be easily formed into a film and easily impart transparency. The heat storage materials of the prior art do not become transparent both before and after the phase transition, but according to the heat storage material of one embodiment of the present invention, transparency is maintained before and after the crystal of the crystalline side chain melts. Therefore, it is very advantageous in applications where transparency is required, such as window glass and food packaging films.

図1は、実施例で作製した蓄熱積層フィルムの外観を示している。FIG. 1 shows the appearance of the heat storage laminate film produced in the example. 図2は、ポリオクタデシルアクリルアミドの示差走査熱量測定の結果を示している。FIG. 2 shows the results of differential scanning calorimetry of polyoctadecyl acrylamide. 図3は、蓄熱フィルムの光吸収スペクトルのグラフであり、蓄熱フィルムの透明性を示す。FIG. 3 is a graph of the light absorption spectrum of the heat storage film, showing the transparency of the heat storage film. 図4は、蓄熱積層フィルムの光吸収スペクトルのグラフであり、蓄熱フィルムの透明性を示す。FIG. 4 is a graph of the light absorption spectrum of the heat storage laminate film, showing the transparency of the heat storage film. 図5は、蓄熱フィルムの昇温及び降温試験の結果を示している。FIG. 5 shows the results of temperature increase and temperature decrease tests on the heat storage film. 図6は、蓄熱積層フィルムの昇温及び降温試験の結果を示している。FIG. 6 shows the results of temperature rise and temperature fall tests on the heat storage laminate film.

1つの実施形態において、本発明の蓄熱材料は、非晶性主鎖と結晶性側鎖とを有する櫛形ポリマーを含み、櫛形ポリマーのガラス転移温度は、結晶性側鎖の融点よりも高い。 In one embodiment, the heat storage material of the present invention includes a comb polymer having an amorphous main chain and a crystalline side chain, and the glass transition temperature of the comb polymer is higher than the melting point of the crystalline side chain.

他の1つの実施形態において、本発明の使用方法は、非晶性主鎖と結晶性側鎖とを有する櫛形ポリマーの蓄熱材料への使用方法であって、櫛形ポリマーのガラス転移温度は、結晶性側鎖の融点よりも高い。 In another embodiment, the method of use of the present invention is a method of using a comb-shaped polymer having an amorphous main chain and a crystalline side chain in a heat storage material, wherein the glass transition temperature of the comb-shaped polymer is higher than the melting point of the side chain.

ここで、「ガラス転移温度」と「融点」とは、櫛形ポリマーを示差走査熱量計(DSC)で測定した場合に測定されるDSC曲線から決定する。例えば、「ガラス転移温度」では、吸熱量のベースラインのシフトが起こり、「融点」では、吸熱量にピークが現れる。ここで、櫛形ポリマーの主鎖の一部は結晶性であってもよく、側鎖の一部も非晶性であってもよいが、「ガラス転移温度」は非晶性主鎖に起因するものであり、「融点」は、結晶性側鎖に起因するものをいう。また、非晶性及び結晶性は、この蓄熱材料が用いられる温度においての状態をいい、室温付近で用いられる場合には、非晶性主鎖及び結晶性側鎖は、それぞれ室温で非晶性及び結晶性であればよい。 Here, the "glass transition temperature" and "melting point" are determined from a DSC curve measured when a comb-shaped polymer is measured with a differential scanning calorimeter (DSC). For example, at the "glass transition temperature", a shift in the baseline of the endothermic amount occurs, and at the "melting point", a peak appears in the endothermic amount. Here, a part of the main chain of the comb-shaped polymer may be crystalline, and a part of the side chain may also be amorphous, but the "glass transition temperature" is due to the amorphous main chain. The "melting point" refers to the one resulting from crystalline side chains. In addition, amorphousness and crystallinity refer to the state at the temperature at which this heat storage material is used, and when used near room temperature, the amorphous main chain and crystalline side chain are respectively amorphous at room temperature. and crystallinity.

通常、非晶性部分及び結晶性部分を有するポリマーは、低温から高温になるに従って、まずガラス転移温度に達して非晶性部分の運動が始まる。さらに高温になると結晶化が起こり、その後融点に達して結晶性部分の結晶部分が融解する。それに対して、本発明者らは、非晶性主鎖と結晶性側鎖とを有する一部の櫛形ポリマーの場合、まず結晶性側鎖の結晶部分が融解してその部分の運動が始まり、その後に非晶性主鎖の運動が始まることを見出した。この場合、通常は融点よりも低いガラス転移温度が、結晶性側鎖の融点よりも高い温度で観測される。 Generally, as a polymer having an amorphous portion and a crystalline portion increases from a low temperature to a high temperature, the glass transition temperature is reached first, and the amorphous portion begins to move. When the temperature is further increased, crystallization occurs, and then the melting point is reached and the crystalline portion of the crystalline portion melts. In contrast, the present inventors found that in the case of some comb-shaped polymers that have an amorphous main chain and a crystalline side chain, the crystalline part of the crystalline side chain first melts and the movement of that part begins. We found that the movement of the amorphous main chain begins after that. In this case, a glass transition temperature, usually below the melting point, is observed at a temperature above the melting point of the crystalline side chains.

そして、本発明者は、そのような櫛形ポリマーが蓄熱材料として極めて有用になることを見出した。すなわち、潜熱蓄熱材料は、通常、液体と固体との間の相変化を利用することで熱エネルギーを蓄えることができるが、本発明で用いる櫛形ポリマーによれば、ガラス転移温度以下の固体状態のままで、結晶性側鎖の結晶融解及び結晶化を起こすことができ、これにより吸熱及び放熱をすることができるため、取扱性が非常に高くなる。また、本発明で用いる櫛形ポリマーによれば、実用レベルの高い蓄熱及び放熱性能を容易に与えることができる。さらに、このような櫛形ポリマーは、フィルム化が容易で、かつ透明性を容易に与えることができるため、従来技術の蓄熱材料では想定されにくい窓ガラス、食品包装フィルム等の透明性が求められる用途において、非常に有利である。 The present inventors have discovered that such a comb-shaped polymer is extremely useful as a heat storage material. In other words, latent heat storage materials can normally store thermal energy by utilizing phase change between liquid and solid, but according to the comb-shaped polymer used in the present invention, it is possible to store thermal energy by utilizing a phase change between a liquid and a solid. As it is, the crystalline side chains can undergo crystal melting and crystallization, which can absorb and radiate heat, making it extremely easy to handle. Moreover, according to the comb-shaped polymer used in the present invention, it is possible to easily provide high heat storage and heat dissipation performance at a practical level. Furthermore, such comb-shaped polymers are easy to form into films and can easily provide transparency, so they can be used in applications that require transparency, such as window glass and food packaging films, which are difficult to imagine with conventional heat storage materials. It is very advantageous.

櫛形ポリマーのガラス転移温度は、例えば30℃以上、40℃以上、50℃以上、又は60℃以上であってもよく、120℃以下、100℃以下、90℃以下、又は80℃以下であってもよい。例えば、櫛形ポリマーのガラス転移温度は、30℃以上120℃以下、又は50℃以上100℃以下であることができる。 The glass transition temperature of the comb polymer may be, for example, 30°C or higher, 40°C or higher, 50°C or higher, or 60°C or higher, and 120°C or lower, 100°C or lower, 90°C or lower, or 80°C or lower. Good too. For example, the glass transition temperature of the comb-shaped polymer can be 30°C or more and 120°C or less, or 50°C or more and 100°C or less.

櫛形ポリマーの結晶性側鎖の融点は、例えば-30℃以上、-20℃以上、-10℃以上、0℃以上、10℃以上、又は20℃以上であってもよく、50℃以下、40℃以下、20℃以下、10℃以下、又は0℃以下であってもよい。例えば、櫛形ポリマーの融点は、-30℃以上50℃以下、又は0℃以上40℃以下であることができる。 The melting point of the crystalline side chain of the comb-shaped polymer may be, for example, -30°C or higher, -20°C or higher, -10°C or higher, 0°C or higher, 10°C or higher, or 20°C or higher, and 50°C or lower, 40°C or higher. The temperature may be below 0°C, below 20°C, below 10°C, or below 0°C. For example, the melting point of the comb polymer can be -30°C or more and 50°C or less, or 0°C or more and 40°C or less.

櫛形ポリマーのガラス転移温度は、例えば、30℃以上、40℃以上、50℃以上、又は60℃以上であってもよく、80℃以下、70℃以下、60℃以下、又は50℃以下で、結晶性側鎖の融点よりも高くてよい。例えば、櫛形ポリマーのガラス転移温度は、30℃以上80℃以下で、結晶性側鎖の融点よりも高くてよい。 The glass transition temperature of the comb polymer may be, for example, 30°C or higher, 40°C or higher, 50°C or higher, or 60°C or higher, and 80°C or lower, 70°C or lower, 60°C or lower, or 50°C or lower, It may be higher than the melting point of the crystalline side chain. For example, the glass transition temperature of the comb-shaped polymer may be greater than or equal to 30° C. and less than or equal to 80° C., and may be higher than the melting point of the crystalline side chain.

櫛形ポリマーの個数平均分子量(Mn)は、例えば5000以上、10000以上、15000以上、20000以上、又は30000以上であってもよく、200000以下、100000以下、80000以下、60000以下、又は50000以下であってもよい。例えば、櫛形ポリマーの個数平均分子量(Mn)は、5000以上200000以下、又は20000以上100000以下であることができる。ここで、個数平均分子量(Mn)は、実施例に記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィによって標準ポリスチレン換算で決定する。 The number average molecular weight (Mn) of the comb-shaped polymer may be, for example, 5000 or more, 10000 or more, 15000 or more, 20000 or more, or 30000 or more, and 200000 or less, 100000 or less, 80000 or less, 60000 or less, or 50000 or less. It's okay. For example, the number average molecular weight (Mn) of the comb-shaped polymer can be 5,000 or more and 200,000 or less, or 20,000 or more and 100,000 or less. Here, the number average molecular weight (Mn) is determined in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography as described in Examples.

櫛形ポリマーの分子量分布(Mw/Mn)は、例えば1.0以上、1.2以上、1.5以上、2.0以上、又は2.5以上であってもよく、5.0以下、4.0以下、又は3.0以下であってもよい。例えば、櫛形ポリマーの分子量分布(Mw/Mn)は、1.0以上5.0以下、又は2.0以上4.0以下であることができる。分子量分布(Mw/Mn)も、実施例に記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィによって標準ポリスチレン換算で決定する。 The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the comb-shaped polymer may be, for example, 1.0 or more, 1.2 or more, 1.5 or more, 2.0 or more, or 2.5 or more, and 5.0 or less, 4 It may be .0 or less, or 3.0 or less. For example, the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the comb-shaped polymer can be 1.0 or more and 5.0 or less, or 2.0 or more and 4.0 or less. The molecular weight distribution (Mw/Mn) is also determined in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography as described in Examples.

櫛形ポリマーの平均重合度は、6以上、8以上、10以上、20以上、又は50以上であってもよく、1000以下、500以下、300以下、100以下、50以下、30以下、又は20以下であってもよい。この平均重合度は、例えば6以上1000以下又は8以上300以下であってもよい。平均重合度は、実施例に記載のゲルパーミエーションクロマトグラフィによって標準ポリスチレン換算で分子量を求めて決定することができる。櫛形ポリマーの分子量、重合度等を調整することによって、蓄熱材の使用温度範囲、透明性等を変更することができる。 The average degree of polymerization of the comb-shaped polymer may be 6 or more, 8 or more, 10 or more, 20 or more, or 50 or more, and 1000 or less, 500 or less, 300 or less, 100 or less, 50 or less, 30 or less, or 20 or less. It may be. This average degree of polymerization may be, for example, 6 or more and 1000 or less, or 8 or more and 300 or less. The average degree of polymerization can be determined by calculating the molecular weight in terms of standard polystyrene by gel permeation chromatography as described in the Examples. By adjusting the molecular weight, degree of polymerization, etc. of the comb-shaped polymer, the operating temperature range, transparency, etc. of the heat storage material can be changed.

1つの実施形態において、蓄熱材料は、非晶性主鎖、結晶性側鎖、及び非晶性主鎖と結晶性側鎖とを連結する連結基とを有しており、連結基が、極性基を含む櫛形ポリマーを含む。このような連結基を有する櫛形ポリマーは、連結基が周囲の化学基と分子間相互作用をすることによって、非晶性主鎖の運動の自由度を低下させることができ、それにより非晶性主鎖が運動を開始するよりも先に、結晶性側鎖の結晶を融解させることができる。したがって、このような蓄熱材料は、固体状態を維持したままで蓄熱及び放熱が可能である。 In one embodiment, the heat storage material has an amorphous main chain, a crystalline side chain, and a linking group that connects the amorphous main chain and the crystalline side chain, and the linking group has a polar Includes comb-shaped polymers containing groups. A comb-shaped polymer having such a linking group can reduce the degree of freedom of movement of the amorphous main chain due to intermolecular interaction between the linking group and surrounding chemical groups. The crystals of the crystalline side chains can be melted before the main chain begins to move. Therefore, such a heat storage material can store and release heat while maintaining its solid state.

極性基としては、周囲の化学基と分子間相互作用をすることによって、非晶性主鎖の運動の自由度を低下させることができれば限定されないが、例えば酸素、窒素、硫黄、リン、ハロゲン等を含むことができる。例えば、連結基としては、エステル基、チオエステル、エーテル基、チオエーテル、カルボニル基、アミド基、アミンオキシド基、アミノ基及びポリオキシアルキレン基の少なくとも1種により形成される基が挙げられる。 The polar group is not limited as long as it can reduce the degree of freedom of movement of the amorphous main chain through intermolecular interaction with surrounding chemical groups, but examples include oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, halogen, etc. can include. For example, the linking group includes a group formed by at least one of an ester group, a thioester, an ether group, a thioether, a carbonyl group, an amide group, an amine oxide group, an amino group, and a polyoxyalkylene group.

連結基としては、特に二級アミノ基を含むことができ、二級アミノ基に加えて、エーテル基、エステル基、チオエーテル基、及び/又はチオエステル基を含むことができる。この場合には、連結基による分子間相互作用、例えば水素結合が強く働き、非晶性主鎖の運動の自由度を低下させやすい。 The linking group may in particular contain a secondary amino group, and in addition to the secondary amino group may contain an ether group, an ester group, a thioether group, and/or a thioester group. In this case, intermolecular interactions due to the linking group, such as hydrogen bonds, act strongly, and the degree of freedom of movement of the amorphous main chain tends to be reduced.

具体的には、連結基としては、特に、アミド基(-CO-NH-)、ウレア基(-NH-CO-NH-)、ウレタン基(-NH-CO-O-)、チオアミド基(-CS-NH-)、チオウレア基(-NH-CS-NH-)、及びチオウレタン基(-NH-CS-O-、-NH-CO-S-、又は-NH-CS-S-)からなる群から選択される1種以上の基を含むことができる。 Specifically, examples of the linking group include an amide group (-CO-NH-), a urea group (-NH-CO-NH-), a urethane group (-NH-CO-O-), and a thioamide group (- CS-NH-), thiourea group (-NH-CS-NH-), and thiourethane group (-NH-CS-O-, -NH-CO-S-, or -NH-CS-S-) can include one or more groups selected from the group.

櫛形ポリマーの主鎖は、非晶性を有するが、本発明の有利な効果を有する限り、その一部は結晶性を有していてもよい。櫛形ポリマーの主鎖は、結晶性側鎖が構成する結晶によるナノドメインと共にナノ相分離構造と呼ばれる構造を構成することができ、櫛形ポリマーの全体を非晶性のガラス状態とすることができる。 Although the main chain of the comb-shaped polymer is amorphous, a portion thereof may be crystalline as long as the advantageous effects of the present invention are achieved. The main chain of the comb-shaped polymer can form a structure called a nanophase-separated structure together with crystal nanodomains formed by crystalline side chains, and the entire comb-shaped polymer can be in an amorphous glass state.

櫛形ポリマーの非晶性主鎖の繰り返し単位としては、本発明の有利な効果が得られる範囲であれば特に限定されないが、例えば炭化水素系基を挙げることができる。本明細書において、炭化水素系基とは、ヘテロ原子(例えば、酸素、窒素、硫黄、リン、ハロゲン等)を含んでいてもよく、分岐していてもよく、また環状基を含んでいてもよい、炭化水素基をいう。例えば、櫛形ポリマーの非晶性主鎖は、不飽和炭化水素基を重合して得られるものであってよい。 The repeating unit of the amorphous main chain of the comb-shaped polymer is not particularly limited as long as the advantageous effects of the present invention can be obtained, and examples include hydrocarbon groups. In this specification, a hydrocarbon group may contain a hetero atom (for example, oxygen, nitrogen, sulfur, phosphorus, halogen, etc.), may be branched, or may contain a cyclic group. Good, refers to a hydrocarbon group. For example, the amorphous main chain of the comb polymer may be obtained by polymerizing unsaturated hydrocarbon groups.

櫛形ポリマーの側鎖は、結晶性を有するが、本発明の有利な効果を有する限り、その一部が非晶性であってもよい。櫛形ポリマーの側鎖は、ナノサイズの凝集体を構成することができ、ナノ相分離構造のナノドメインとなることができる。この凝集体は、例えばその平均の長径が100nm以下、50nm以下、30nm以下、20nm以下、10nm以下、又は5nm以下であることができ、それにより櫛形ポリマーを可視光に対して透明にすることができる。この凝集体のサイズは、非特許文献2に記載のように、X線回折によって決定することができる。 The side chains of the comb-shaped polymer have crystallinity, but some of them may be amorphous as long as the advantageous effects of the present invention are achieved. The side chains of the comb-shaped polymer can constitute nano-sized aggregates and can become nanodomains with a nanophase-separated structure. The aggregates can, for example, have an average major axis of 100 nm or less, 50 nm or less, 30 nm or less, 20 nm or less, 10 nm or less, or 5 nm or less, thereby making the comb polymer transparent to visible light. can. The size of this aggregate can be determined by X-ray diffraction, as described in Non-Patent Document 2.

櫛形ポリマーの結晶性側鎖としては、本発明の有利な効果が得られる範囲であれば特に限定されないが、例えば炭化水素系基を挙げることができる。例えば、炭化水素系基としては、直鎖又は分岐鎖を有するアルキル基を特に挙げることができる。 The crystalline side chain of the comb-shaped polymer is not particularly limited as long as the advantageous effects of the present invention can be obtained, and examples thereof include hydrocarbon groups. For example, as hydrocarbon groups, mention may especially be made of straight-chain or branched alkyl groups.

結晶性側鎖の炭素数としては、例えば4以上、6以上、8以上、10以上、12以上、又は15以上であってもよく、また50以下、40以下、30以下、25以下、20以下、又は18以下であってもよい。その炭素数は、例えば4~50又は10~30とすることができる。結晶性側鎖の炭素数を調整することによって、蓄熱材の使用温度範囲等を変更することができる。 The number of carbon atoms in the crystalline side chain may be, for example, 4 or more, 6 or more, 8 or more, 10 or more, 12 or more, or 15 or more, or 50 or less, 40 or less, 30 or less, 25 or less, or 20 or less. , or 18 or less. The number of carbon atoms can be, for example, 4 to 50 or 10 to 30. By adjusting the number of carbon atoms in the crystalline side chain, the operating temperature range of the heat storage material can be changed.

櫛形ポリマーの製造方法は特に限定されないが、例えば、主鎖及び連結基の一部となる部位を含む第1の前駆体化合物に、連結基の一部及び側鎖となる部位を含む第2の前駆体化合物を反応させた後、主鎖となる部位を重合させて得ることができる。また、第1の前駆体化合物を重合させた後に、第2の前駆体化合物をグラフトさせることもできる。 The method for producing the comb-shaped polymer is not particularly limited, but for example, a first precursor compound containing a main chain and a part that becomes a part of a linking group is mixed with a second precursor compound containing a part of a linking group and a part that becomes a side chain. It can be obtained by reacting a precursor compound and then polymerizing a portion that will become the main chain. Alternatively, the second precursor compound can be grafted after the first precursor compound has been polymerized.

例えば、アルキル側鎖を有するポリ(メタ)アクリルアミドを製造する場合には、塩化アクリロイル等のハロゲン化(メタ)アクリロイルと、アルキルアミンとを反応させて、N-アルキル(メタ)アクリルアミドを得て、その後、有機溶媒中でラジカル重合することによって櫛形ポリマーを製造することができる。例えば、アルキルアミンのアルキル基の種類及び数を調整することによって、櫛形ポリマーの側鎖を変更することができる。 For example, when producing poly(meth)acrylamide having an alkyl side chain, a halogenated (meth)acryloyl such as acryloyl chloride is reacted with an alkylamine to obtain N-alkyl(meth)acrylamide, Thereafter, a comb-shaped polymer can be produced by radical polymerization in an organic solvent. For example, by adjusting the type and number of alkyl groups in the alkylamine, the side chains of the comb polymer can be changed.

このように製造された櫛形ポリマーは、1つのモノマーに1つの側鎖がぶら下がった構造を有する1つの繰り返し単位を有しているが、このようなモノマーを他のモノマーと共重合させることによって、ブロック状又はランダム状で複数種の繰返し単位を有するコポリマーであってもよい。櫛形ポリマーは、側鎖を有する繰り返し単位が、50mol%以上、70mol%以上、80mol%以上、90mol%以上、95mol%以上、又は100mol%であることが好ましい。 The comb-shaped polymer produced in this way has one repeating unit with a structure in which one side chain is suspended from one monomer, but by copolymerizing such a monomer with another monomer, It may be a copolymer having multiple types of repeating units in a block or random pattern. The comb-shaped polymer preferably has repeating units having side chains in an amount of 50 mol% or more, 70 mol% or more, 80 mol% or more, 90 mol% or more, 95 mol% or more, or 100 mol%.

櫛形ポリマーは、高い蓄熱性能及び放熱性能を有することができ、得られる潜熱量は、例えば5J/g以上、10J/g以上、20J/g以上、又は30J/g以上であることができ、200J/g以下、100J/g以下、80J/g以下、50J/g以下、又は30J/g以下であってもよい。櫛形ポリマーによって得られる潜熱量は、例えば5J/g以上200J/g以下、又は30J/g以上50J/g以下であってもよい。 The comb-shaped polymer can have high heat storage performance and heat dissipation performance, and the amount of latent heat obtained can be, for example, 5 J/g or more, 10 J/g or more, 20 J/g or more, or 30 J/g or more, and 200 J/g or more. /g or less, 100 J/g or less, 80 J/g or less, 50 J/g or less, or 30 J/g or less. The amount of latent heat obtained by the comb-shaped polymer may be, for example, 5 J/g or more and 200 J/g or less, or 30 J/g or more and 50 J/g or less.

本発明の有利な効果を失わない限り、蓄熱材料は、その用途に応じて、櫛形ポリマーの他に、他の物質を含むことができる。例えば、蓄熱材料は、櫛形ポリマーと他のポリマーとをブレンドして用いることができ、そのようなポリマーとしては、例えばポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物が挙げられる。蓄熱材料は、その用途に応じて、必要に応じて、充填剤、滑材、帯電防止剤、離型剤、可塑剤、酸化防止剤、防菌剤、防かび剤、紫外線吸収剤等の任意的添加剤を更に含有することができる。 Depending on its application, the heat storage material can contain other substances besides the comb polymer, as long as the advantageous effects of the invention are not lost. For example, the heat storage material can be used by blending a comb-shaped polymer with another polymer, such as a polystyrene resin, a polyester resin, an acrylic resin, a polyamide resin, or a polyvinyl alcohol resin. , polyurethane resins, polyolefin resins, polycarbonate resins, polysulfone resins, derivatives thereof, and mixtures thereof. The heat storage material may contain fillers, lubricants, antistatic agents, mold release agents, plasticizers, antioxidants, antibacterial agents, fungicides, ultraviolet absorbers, etc. as necessary depending on its use. Additional additives may also be included.

蓄熱材料は、櫛形ポリマーを10質量%以上、10質量%以上、30質量%以上、50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上で含有してもよく、100質量%以下、95質量%以下、90質量%以下、80質量%以下、60質量%以下、又は40質量%以下で含有してもよい。例えば、蓄熱材料は、櫛形ポリマーを10質量%以上100質量%以下で含むことができる。 The heat storage material may contain the comb-shaped polymer in an amount of 10% by mass or more, 10% by mass or more, 30% by mass or more, 50% by mass or more, 70% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more, and 100% by mass or more. It may be contained in an amount of not more than 95% by mass, not more than 90% by mass, not more than 80% by mass, not more than 60% by mass, or not more than 40% by mass. For example, the heat storage material can contain 10% by mass or more and 100% by mass or less of the comb-shaped polymer.

1つの実施形態において、本発明は、上記のような蓄熱材料を含む蓄熱フィルムに関する。蓄熱材料をフィルムとして用いる場合、窓ガラスに貼り付けたり、包装用フィルムの一部として用いたりすることによって、様々な用途で使用できるため好ましい。 In one embodiment, the present invention relates to a thermal storage film comprising a thermal storage material as described above. When the heat storage material is used as a film, it is preferable because it can be used for various purposes, such as by pasting it on window glass or using it as part of a packaging film.

他の1つの実施形態において、本発明の使用方法は、上記のような櫛形ポリマーの蓄熱フィルムへの使用方法である。 In another embodiment, the method of use of the present invention is the use of a comb-shaped polymer as described above in a thermal storage film.

1つの実施形態において、蓄熱フィルムは、可視光に対して透明であることができる。従来技術の蓄熱材料をフィルム化したとしても、蓄熱及び放熱の全過程で透明とすることができなかったのに対して、本発明の蓄熱フィルムは、蓄熱及び放熱の全過程で透明であることができる。ここで、透明とは、ガラス基板上に厚さ100μmでフィルムを形成した場合に、波長400~800nmの吸収スペクトルの平均の吸光度が、0.5以下であることをいい、特に0.3以下、0.1以下、0.05以下、又は0.01以下であることをいう。 In one embodiment, the thermal storage film can be transparent to visible light. Even if the heat storage material of the prior art was made into a film, it could not be made transparent during the entire process of heat storage and heat dissipation, whereas the heat storage film of the present invention is transparent during the entire process of heat storage and heat dissipation. I can do it. Here, transparent means that when a film is formed to a thickness of 100 μm on a glass substrate, the average absorbance of the absorption spectrum in the wavelength range of 400 to 800 nm is 0.5 or less, particularly 0.3 or less. , 0.1 or less, 0.05 or less, or 0.01 or less.

このような蓄熱フィルムは、建築物等の窓、車におけるフロント・リアガラス、生鮮食品を覆う食品フィルム、植物生産におけるビニールハウス等において、非常に好適に用いることができる。 Such a heat storage film can be very suitably used in windows of buildings, front and rear windows of cars, food films covering fresh foods, vinyl greenhouses for plant production, and the like.

蓄熱フィルムの厚みは、特に限定されず、例えば10μm以上、50μm以上、100μm以上、500μm以上、1mm以上、又は5mm以上であってもよく、100mm以下、10mm以下、1mm以下、500μm以下、100μm以下、又は50μm以下であってもよい。 The thickness of the heat storage film is not particularly limited, and may be, for example, 10 μm or more, 50 μm or more, 100 μm or more, 500 μm or more, 1 mm or more, or 5 mm or more, and 100 mm or less, 10 mm or less, 1 mm or less, 500 μm or less, or 100 μm or less. , or 50 μm or less.

蓄熱フィルムの成形方法としては、溶液キャスト法(溶液流延法)、溶融押出法、カレンダー法、圧縮成形法等、公知の方法を使用することができる。これらの中でも、溶液キャスト法、溶融押出法を挙げることができる。溶液キャスト法を行うための装置としては、例えば、ドラム式キャスティングマシン、バンド式キャスティングマシン、スピンコーター等が挙げられる。溶融押出法としては、Tダイ法、インフレーション法等が挙げられる。溶融押出法によりフィルムを成形する場合は、延伸することにより延伸フィルムとしてもよい。 As a method for forming the heat storage film, known methods such as a solution casting method (solution casting method), a melt extrusion method, a calendar method, a compression molding method, etc. can be used. Among these, the solution casting method and the melt extrusion method can be mentioned. Examples of devices for performing the solution casting method include a drum-type casting machine, a band-type casting machine, a spin coater, and the like. Examples of the melt extrusion method include the T-die method and the inflation method. When a film is formed by melt extrusion, it may be stretched to form a stretched film.

蓄熱フィルムは、他のポリマーフィルムと積層させて積層蓄熱フィルムとして用いることができる。他のポリマーフィルムを基材フィルムとして用いることによって、様々な用途に使用することができる。 The heat storage film can be laminated with other polymer films and used as a laminated heat storage film. By using other polymer films as the base film, it can be used for various applications.

他のポリマーフィルムとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系フィルム、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート等のポリエステル系フィルム、6-ナイロン、6,6-ナイロン等のポリアミド系フィルム、ポリスチレン系フィルム、塩化ビニル系フィルム、及び合成紙等を挙げることができる。 Examples of other polymer films include polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyester films such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamide films such as 6-nylon and 6,6-nylon, polystyrene films, Examples include vinyl chloride film and synthetic paper.

積層蓄熱フィルムを得る場合には、蓄熱フィルムと他のポリマーフィルムとを、共押出し、熱圧着、押出しラミネート、ドライラミネート等の公知の方法でラミネートすることができる。 When obtaining a laminated heat storage film, the heat storage film and another polymer film can be laminated by a known method such as coextrusion, thermocompression bonding, extrusion lamination, dry lamination, or the like.

本発明を以下の実施例でさらに具体的に説明をするが、本発明はこれによって限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited thereto.

《製造例》
〈櫛形ポリマー〉
N-オクタデシルアミン(3.60g)をクロロホルム(60mL)に溶解し、0℃で攪拌した。この溶液にトリエチルアミン(2.00mL)を加え、次いで塩化アクリロイル(1.17mL)を滴下して加えた。塩化アクリロイルの添加後、メタノール(5mL)の添加に先立って、反応混合物を20℃で4時間攪拌した。その後、溶媒の大部分を減圧下で蒸発させ、THF(120mL)を添加した。得られた沈殿物を濾過し、濾液を減圧下で蒸発させ、N-オクタデシルアクリルアミド(ODA)の白色固体を析出させた。
《Manufacturing example》
<Comb-shaped polymer>
N-octadecylamine (3.60 g) was dissolved in chloroform (60 mL) and stirred at 0°C. To this solution was added triethylamine (2.00 mL) followed by acryloyl chloride (1.17 mL) dropwise. After the addition of acryloyl chloride, the reaction mixture was stirred at 20° C. for 4 hours prior to the addition of methanol (5 mL). Then most of the solvent was evaporated under reduced pressure and THF (120 mL) was added. The resulting precipitate was filtered and the filtrate was evaporated under reduced pressure to precipitate a white solid of N-octadecyl acrylamide (ODA).

この白色固体をメタノール(300mL)に溶解し、ODAの再結晶を促進するために冷蔵庫で1日間保存した。得られた結晶の同定をプロトンNMR測定により行った。続いて、ODAをトルエンに溶解させ、開始剤として1mol%の2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)を加えて60℃で12h反応させることでフリーラジカル重合を行った。重合溶媒を濃縮し、貧溶媒としてアセトニトリルを用い、再沈殿操作によって櫛形ポリマーのポリオクタデシルアクリルアミド(p(ODA))を生成した。 This white solid was dissolved in methanol (300 mL) and stored in the refrigerator for 1 day to promote recrystallization of ODA. The obtained crystals were identified by proton NMR measurement. Subsequently, free radical polymerization was performed by dissolving ODA in toluene, adding 1 mol % of 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator, and reacting at 60° C. for 12 hours. The polymerization solvent was concentrated, and a comb-shaped polymer polyoctadecyl acrylamide (p(ODA)) was produced by reprecipitation using acetonitrile as a poor solvent.

以上の反応式を以下に示す。 The above reaction formula is shown below.

Figure 0007410609000002
Figure 0007410609000002

〈蓄熱フィルム〉
櫛形ポリマーとして、pODAを用いてガラス基板上にキャスト法によってフィルムを形成した。触針段差計で測定をした膜厚は100μmであった。
<Thermal storage film>
A film was formed on a glass substrate by a casting method using pODA as a comb-shaped polymer. The film thickness measured with a stylus stepmeter was 100 μm.

〈蓄熱積層フィルム〉
市販のラップ(NEW ポリラップ,宇部フィルム株式会社)上に、pODAフィルムをキャスト法により作製した。なお取り扱い上、ガラス基板上に市販ラップを敷き、その上にpODAフィルムを作製した。ラップ上にpODAをキャストすると、図1に示すようにラップにシワがよったものの透明性は維持されていた。これは溶媒が乾燥する際にpODAが収縮するためと考えられる。
<Thermal storage laminated film>
A pODA film was produced by a casting method on a commercially available wrap (NEW Polywrap, Ube Film Co., Ltd.). For handling purposes, a commercially available plastic wrap was placed on the glass substrate, and a pODA film was produced thereon. When pODA was cast on the plastic wrap, the plastic wrap was wrinkled but remained transparent as shown in Figure 1. This is thought to be because pODA contracts when the solvent dries.

《評価及び結果》
〈ガラス転移温度及び融点〉
櫛形ポリマーのガラス転移温度及び融点を、示差走査熱量計(DSC;DSC 8231,株式会社リガク)を用いて、50mL/分の窒素流量で、昇温速度10℃/分で測定した。
《Evaluation and results》
<Glass transition temperature and melting point>
The glass transition temperature and melting point of the comb-shaped polymer were measured using a differential scanning calorimeter (DSC; DSC 8231, Rigaku Corporation) at a nitrogen flow rate of 50 mL/min and a temperature increase rate of 10° C./min.

pODAのDSC測定の結果を図2に示す。 The results of DSC measurement of pODA are shown in FIG. 2.

図2のpODAのDSCスペクトルは31.9℃に大きな吸熱ピークを有しており、また82.3℃付近にベースラインのシフトを示している。前者は一次の相転移であることから、極性主鎖と疎水性のアルキル鎖のナノ相分離により凝集したアルキル鎖の融解に由来すると考えられる。一方後者は、二次の相転移であり、ガラス転移温度である。これらの温度差が50℃以上であることから、ポリオクタデシルアクリルアミドの蓄熱材料は、その機械的特性が大きく変化することなく、潜熱蓄熱機能を示すことが分かった。 The DSC spectrum of pODA in FIG. 2 has a large endothermic peak at 31.9°C, and also shows a baseline shift around 82.3°C. Since the former is a first-order phase transition, it is thought to originate from the melting of alkyl chains aggregated by nanophase separation of a polar main chain and a hydrophobic alkyl chain. The latter, on the other hand, is a second-order phase transition and is the glass transition temperature. Since the difference in these temperatures was 50° C. or more, it was found that the heat storage material of polyoctadecyl acrylamide exhibits a latent heat storage function without significantly changing its mechanical properties.

〈分子量〉
pODAについて、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC;Shodex GPC-101,株式会社レゾナック)によって、標準ポリスチレンを用いて測定した。カラムとして(TSKgel Super HZ2000,TSKgel Super HZ3000,TSKgel Super HZ4000,TSKgel Super HZM-M,東ソー株式会社)をこの順に連結したものを用いた。
<Molecular weight>
The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of pODA were measured by gel permeation chromatography (GPC; Shodex GPC-101, Resonac Co., Ltd.) using standard polystyrene. The columns used were columns (TSKgel Super HZ2000, TSKgel Super HZ3000, TSKgel Super HZ4000, TSKgel Super HZM-M, Tosoh Corporation) connected in this order.

その結果、pODAの数平均分子量は、40000であり、分子量分布(Mw/Mn)は、3.4であった。 As a result, the number average molecular weight of pODA was 40,000, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was 3.4.

〈光吸収スペクトル〉
ガラス基板のみのサンプルと、蓄熱フィルムが形成されているガラス基板のサンプルとで、紫外可視近赤外分光法(UV3600i Plus,株式会社島津製作所)によって波長300nm~800nmの範囲の光に対する吸光度を測定した。
<Light absorption spectrum>
Measure the absorbance of light in the wavelength range of 300 nm to 800 nm using ultraviolet-visible-near-infrared spectroscopy (UV3600i Plus, Shimadzu Corporation) for a sample of only a glass substrate and a sample of a glass substrate on which a heat storage film is formed. did.

また、ガラス基板上に市販のラップのみを積層したサンプルと、ガラス基板上に市販のラップを積層してpODAをコーティングしたサンプルとの両方について、同様の測定を行った。 Further, similar measurements were performed on both a sample in which only a commercially available plastic wrap was laminated on a glass substrate, and a sample in which a commercially available plastic wrap was laminated on a glass substrate and coated with pODA.

それらの結果を、図3及び図4に示す。 The results are shown in FIGS. 3 and 4.

図3に示されるように、ガラス基板のみのサンプルと蓄熱フィルムが形成されているガラス基板のサンプルとでは、可視光の範囲において、実質的に同様の吸光度となっており、蓄熱フィルムが透明であることが分かる。 As shown in Figure 3, the sample with only a glass substrate and the sample with a glass substrate on which a heat storage film is formed have substantially the same absorbance in the visible light range; I understand that there is something.

また、図4に示されるように、ガラス基板上にラップのみを積層したサンプルと、ガラス基板上にラップを積層してpODAをコーティングしたサンプルとを比較すると、pODAフィルムがコーティングされているサンプルは、特異な吸収ピークを示さず、ラップがしわ形成したことに起因する散乱によるバックグランドが増加しただけであった。 Furthermore, as shown in Figure 4, when comparing a sample in which only a plastic wrap was laminated on a glass substrate and a sample in which a plastic wrap was laminated on a glass substrate and coated with pODA, it was found that the sample coated with a pODA film was , no unique absorption peak was shown, and only an increase in the background due to scattering caused by the wrinkle formation of the wrap.

〈昇温及び降温試験〉
ガラス基板上に形成された上記の蓄熱フィルムについて、ガラス基板上にファイバー温度計をつけ23℃で20秒間放置した後に、ガラス基板側を下にして48℃のホットプレートに置いて、温度変化を測定した。その後基板をホットプレートから取り出し、室温に放置した。同様にして、ガラスのみについても測定を行った。
〈Temperature rise and fall test〉
Regarding the above heat storage film formed on a glass substrate, a fiber thermometer was attached to the glass substrate and left at 23°C for 20 seconds, and then placed on a hot plate at 48°C with the glass substrate side facing down to observe temperature changes. It was measured. Thereafter, the substrate was removed from the hot plate and left at room temperature. In the same way, measurements were also made on glass alone.

また、ガラス基板上にラップのみを積層したサンプルと、ガラス基板上にラップを積層してpODAフィルムをコーティングしたサンプルとの両方について、同様の測定を行った。 In addition, similar measurements were performed on both a sample in which only a wrap was laminated on a glass substrate and a sample in which a wrap was laminated on a glass substrate and coated with a pODA film.

それらの温度推移を図5及び図6に示す。 The temperature changes are shown in FIGS. 5 and 6.

図5に示されるように、ガラス基板のみの測定では、ホットプレートに設置して(20秒時点)すぐ温度上昇が観測されたのに対し、pODAがコーティングされたガラス基板では、それより2秒遅れて温度上昇が観測され、その傾きも緩やかであった。また、最大温度がガラス基板のみの場合は、43.2℃であったのに対し、pODAがコーティングされたガラス基板では、42.2℃と1℃低下していた。 As shown in Figure 5, when measuring only the glass substrate, a temperature increase was observed immediately after placing it on the hot plate (at 20 seconds), whereas for the glass substrate coated with pODA, it was observed that the temperature increased within 2 seconds. A delayed rise in temperature was observed, and its slope was gradual. Furthermore, in the case of only the glass substrate, the maximum temperature was 43.2°C, whereas in the case of the glass substrate coated with pODA, it was 42.2°C, which was 1°C lower.

さらに、ガラス基板をホットプレートから取り出し(80秒時点)、室温に放置したところ、ガラス基板のみの場合は速やかに温度が低下したのに対し、pODAがコーティングされたガラス基板は緩やかに低下している。これは、ホットプレートに設置した際にはアルキル側鎖が融解し熱を吸収した事で、高温になるのを抑制したのに対し、ホットプレートから取り出した場合には、融解したアルキル鎖がナノ結晶化を引き起こすことで発熱したためであるといえる。なお、この温度変化においてpODAの透明性に変化はなかった。これよりpODAフィルムが、透明性を維持したまま、潜熱蓄熱機能を示すことが分かった。 Furthermore, when the glass substrate was removed from the hot plate (at 80 seconds) and left at room temperature, the temperature of the glass substrate alone decreased rapidly, whereas the temperature of the glass substrate coated with pODA decreased slowly. There is. This is because when placed on a hot plate, the alkyl side chains melted and absorbed heat, suppressing the rise in temperature. However, when taken out from the hot plate, the molten alkyl chains melted and absorbed heat. This can be said to be due to heat generation caused by crystallization. Note that there was no change in the transparency of pODA during this temperature change. This revealed that the pODA film exhibits a latent heat storage function while maintaining transparency.

図6に示されるように、図5の場合と同様に、ガラス基板上のラップにpODAフィルムをコーティングしたサンプルは、温度の立ち上がりの遅れ時間が長くなり、その立ち上がりも緩やかであった。さらに到達温度は、ラップのみの場合と比較して、0.5℃低かった。 As shown in FIG. 6, as in the case of FIG. 5, the sample in which the wrap on the glass substrate was coated with the pODA film had a longer delay time in temperature rise, and the temperature rise was also gradual. Furthermore, the temperature reached was 0.5°C lower than in the case of wrapping only.

なお、ラップにpODAフィルムをコーティングしたサンプルでも、その透明性は維持されていた。このようにpODAは、硬いガラス基板上だけでなく、柔らかなラップに容易に塗布可能であり、かつその透明性及び潜熱蓄熱機能を維持する事がわかった。これは、潜熱蓄熱の起源である結晶性側鎖の融解及び結晶化が、ガラス転移温度以下で起こるため、フィルムのガラス状態が維持されているためであるといえる。 Note that even in the sample where the wrap was coated with pODA film, its transparency was maintained. Thus, it was found that pODA can be easily applied not only to hard glass substrates but also to soft wraps, and maintains its transparency and latent heat storage function. This can be said to be because the glass state of the film is maintained because the melting and crystallization of the crystalline side chains, which are the origin of latent heat storage, occur below the glass transition temperature.

なお、オクタデシルアミンのオクタデシル基(アルキル基)の炭素数を12~17にそれぞれ変更して、側鎖の長さが様々な櫛形ポリマーを得て同様の実験を行ったところ、その融点に応じて適切な温度範囲等が変わったものの、概ね同様の結果が得られた。




In addition, when the number of carbon atoms in the octadecyl group (alkyl group) of octadecylamine was changed to 12 to 17, and comb-shaped polymers with various side chain lengths were obtained and similar experiments were conducted, Although the appropriate temperature range etc. were changed, generally the same results were obtained.




Claims (8)

非晶性主鎖と結晶性側鎖とを有する櫛形ポリマーを含む蓄熱材料であって、前記櫛形ポリマーのガラス転移温度が、結晶性側鎖の融点よりも高く、
前記櫛形ポリマーが、前記非晶性主鎖、前記結晶性側鎖、及び前記非晶性主鎖と前記結晶性側鎖とを連結する連結基とを有しており、かつ
前記連結基が、アミド基、ウレア基、ウレタン基、チオアミド基、チオウレア基、及びチオウレタン基からなる群から選択される1種以上の基を含む、蓄熱材料。
A heat storage material comprising a comb-shaped polymer having an amorphous main chain and a crystalline side chain, the glass transition temperature of the comb-shaped polymer being higher than the melting point of the crystalline side chain,
The comb-shaped polymer has the amorphous main chain, the crystalline side chain, and a linking group that connects the amorphous main chain and the crystalline side chain, and
A heat storage material, wherein the linking group includes one or more groups selected from the group consisting of an amide group, a urea group, a urethane group, a thioamide group, a thiourea group, and a thiourethane group .
前記結晶性側鎖が、C~C30の炭化水素系基を含む、請求項1に記載の蓄熱材料。 The heat storage material according to claim 1, wherein the crystalline side chain contains a C 4 to C 30 hydrocarbon group. 前記非晶性主鎖が、重合度が5~1000の炭化水素系主鎖である、請求項1に記載の蓄熱材料。 The heat storage material according to claim 1, wherein the amorphous main chain is a hydrocarbon main chain having a degree of polymerization of 5 to 1000. 前記櫛形ポリマーが、前記結晶性側鎖の結晶によるナノドメインを有するナノ相分離構造を有している、請求項1に記載の蓄熱材料。 The heat storage material according to claim 1, wherein the comb-shaped polymer has a nanophase-separated structure having nanodomains formed by crystals of the crystalline side chains. 前記非晶性主鎖が、重合度が5~1000の炭化水素系主鎖であり、前記結晶性側鎖が、直鎖又は分岐鎖のC12~C18のアルキル基を含み、かつ前記連結基が、アミド基、ウレア基及びウレタン基からなる群から選択される1種以上の基を含む、請求項1に記載の蓄熱材料。 The amorphous main chain is a hydrocarbon main chain with a degree of polymerization of 5 to 1000, the crystalline side chain contains a linear or branched C 12 to C 18 alkyl group, and the linking The heat storage material according to claim 1, wherein the group includes one or more groups selected from the group consisting of an amide group, a urea group, and a urethane group. 請求項1~のいずれか一項に記載の蓄熱材料を含む、蓄熱フィルム。 A heat storage film comprising the heat storage material according to any one of claims 1 to 5 . ガラス基板上に厚さ100μmで形成された場合の波長400~800nmの吸収スペクトルの平均の吸光度が、0.5以下である、請求項に記載の蓄熱フィルム。 The heat storage film according to claim 6 , wherein the average absorbance of the absorption spectrum in the wavelength range of 400 to 800 nm is 0.5 or less when formed on a glass substrate to a thickness of 100 μm. 請求項に記載の蓄熱フィルムと、他のポリマーフィルムとを含む、積層蓄熱フィルム。 A laminated heat storage film comprising the heat storage film according to claim 6 and another polymer film.
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