JPWO2019221134A1 - Heat storage moldings, curable compositions and articles - Google Patents
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Abstract
本発明の一側面は、樹脂と、樹脂中に分散され、蓄熱成分を内包したマイクロカプセルと、を含有し、樹脂が、水溶性エポキシ化合物の硬化物を含む、蓄熱成形体である。One aspect of the present invention is a heat storage molded product containing a resin and microcapsules dispersed in the resin and containing a heat storage component, and the resin contains a cured product of a water-soluble epoxy compound.
Description
本開示は、蓄熱成形体、硬化性組成物及び物品に関する。 The present disclosure relates to heat storage molded articles, curable compositions and articles.
蓄熱材は、蓄えたエネルギーを必要に応じて熱として取り出すことのできる材料である。この蓄熱材は、省エネ、排熱利用、急激な温度上昇下降の抑制等を目的に、空調設備、床暖房設備、冷蔵庫、自動車内外装材、ICチップ等の電子部品、キャニスター等の自動車部品、保温容器などの用途で利用されている。 The heat storage material is a material that can take out the stored energy as heat as needed. This heat storage material is used for energy saving, exhaust heat utilization, suppression of rapid temperature rise and fall, etc., for air conditioning equipment, floor heating equipment, refrigerators, automobile interior / exterior materials, electronic parts such as IC chips, automobile parts such as canisters, etc. It is used for applications such as heat insulation containers.
蓄熱の方式としては、物質の相変化を利用した潜熱蓄熱が、熱量の大きさの点から広く利用されている。潜熱蓄熱としては、水−氷の相変化を利用したものがよく知られている。水−氷の相変化は、熱量の大きさでは有利であるが、相変化温度が大気下において0℃と限定されてしまうため、適用範囲も限定されてしまう。そのため、−30〜120℃の相変化温度を有する潜熱蓄熱材料として、炭化水素が利用されている。 As a heat storage method, latent heat storage utilizing the phase change of a substance is widely used in terms of the amount of heat. As the latent heat storage, the one utilizing the phase change of water-ice is well known. The phase change of water-ice is advantageous in terms of the amount of heat, but the range of application is also limited because the phase change temperature is limited to 0 ° C. in the atmosphere. Therefore, hydrocarbons are used as latent heat storage materials having a phase change temperature of -30 to 120 ° C.
しかし、相変化により液体となる炭化水素を蓄熱材として用いるためには、密閉性の高い容器又はフィルムに炭化水素を封入する必要がある。一方で、蓄熱材を容器に封入した場合、蓄熱材の適応場所が著しく限定される。そこで、現在では、メラミン樹脂等で形成された外殻(シェル)内に潜熱蓄熱材料を封入した蓄熱性マイクロカプセルが利用されている。 However, in order to use a hydrocarbon that becomes liquid due to a phase change as a heat storage material, it is necessary to enclose the hydrocarbon in a highly airtight container or film. On the other hand, when the heat storage material is sealed in a container, the applicable place of the heat storage material is remarkably limited. Therefore, at present, heat storage microcapsules in which a latent heat storage material is sealed in an outer shell (shell) formed of a melamine resin or the like are used.
蓄熱性マイクロカプセルは、例えば樹脂等の材料中に分散させて使用される。蓄熱性マイクロカプセルを使用する場合、省エネ、長時間の吸熱・放熱等を維持するために、樹脂中の蓄熱性マイクロカプセルの充填密度を大きくすることにより、蓄熱密度を大きくする必要がある。例えば特許文献1には、繊維構造体に蓄熱性マイクロカプセルを担持したものを加熱プレスすることにより、蓄熱密度が70J/cm3以上である蓄熱性シートが開示されている。The heat storage microcapsules are used by being dispersed in a material such as a resin. When using heat storage microcapsules, it is necessary to increase the heat storage density by increasing the filling density of the heat storage microcapsules in the resin in order to maintain energy saving, heat absorption / heat dissipation for a long time, and the like. For example,
また、蓄熱性マイクロカプセルを含む蓄熱材は、例えば成形型に流し込むことでシート状に成形される場合がある。このような場合、成形時に蓄熱性マイクロカプセルが破損せず、蓄熱材料が漏洩しないことが要求される。例えば特許文献2には、塩化ビニル樹脂粒子及び蓄熱材を含有するビニルゾル塗工液のゾルキャスト膜を用いた蓄熱シートが開示されている。
Further, the heat storage material containing the heat storage microcapsules may be molded into a sheet shape by, for example, pouring it into a molding mold. In such a case, it is required that the heat storage microcapsules are not damaged during molding and the heat storage material does not leak. For example,
特許文献1に記載されているように、蓄熱密度を向上させるためには、例えば60質量%以上の蓄熱性マイクロカプセルを添加することが望ましい。一方で、添加量に比例して剛直性が高く成形性に劣る成形体になるため、蓄熱性マイクロカプセルの破損を防ぎつつ成形性を確保する観点からは、特許文献2に記載されているように、蓄熱性マイクロカプセルの添加量を例えば30質量%程度まで減少させる必要がある。つまり、大きな蓄熱量と優れた成形性とは互いにトレードオフの関係にあり、両方を同時に満足する蓄熱成形体を実現することは容易でない。
As described in
そこで、本発明の一側面は、蓄熱量及び成形性に優れる蓄熱成形体を提供することを目的とする。 Therefore, one aspect of the present invention is to provide a heat storage molded product having an excellent heat storage amount and moldability.
本発明者らは、蓄熱性マイクロカプセルと共に水溶性エポキシ化合物を用いることにより、蓄熱性マイクロカプセルを水に分散させた状態で蓄熱成形体の成形が可能となるため、蓄熱性マイクロカプセルの含有量を増やしても成形性を確保でき、その結果、大きな蓄熱量も得られることを見出した。 By using a water-soluble epoxy compound together with the heat storage microcapsules, the present inventors can mold the heat storage molded body in a state where the heat storage microcapsules are dispersed in water, and therefore, the content of the heat storage microcapsules. It was found that formability can be ensured even if the amount of heat is increased, and as a result, a large amount of heat storage can be obtained.
本発明の一側面は、樹脂と、樹脂中に分散され、蓄熱成分を内包したマイクロカプセルと、を含有し、樹脂が、水溶性エポキシ化合物の硬化物を含む、蓄熱成形体である。この蓄熱成形体は、蓄熱量及び成形性に優れる。 One aspect of the present invention is a heat storage molded product containing a resin and microcapsules dispersed in the resin and containing a heat storage component, and the resin contains a cured product of a water-soluble epoxy compound. This heat storage molded body is excellent in heat storage amount and moldability.
本発明の他の一側面は、水溶性エポキシ化合物と、蓄熱成分を内包したマイクロカプセルと、を含有する硬化性組成物である。この硬化組成物を用いることにより、上述した蓄熱量及び成形性に優れる蓄熱成形体が好適に得られる。 Another aspect of the present invention is a curable composition containing a water-soluble epoxy compound and microcapsules containing a heat storage component. By using this cured composition, the above-mentioned heat storage molded product having excellent heat storage amount and moldability can be preferably obtained.
上記の各側面において、水溶性エポキシ化合物は、グリシジルエーテル化合物であってよく、好ましくは、下記式(1)で表される化合物である。
蓄熱成形体は、例えば曲面に貼り付けられて使用されることがあるため、適用対象の形状(例えば曲面)に応じて変形可能なように柔軟性を有していることが望ましいところ、水溶性エポキシ化合物が式(1)で表される化合物である場合、蓄熱量及び成形性に加えて、柔軟性にも優れる蓄熱成形体が得られる。 Since the heat storage molded body may be used by being attached to a curved surface, for example, it is desirable that the heat storage molded body has flexibility so that it can be deformed according to the shape to be applied (for example, a curved surface). When the epoxy compound is a compound represented by the formula (1), a heat storage molded body having excellent flexibility in addition to the amount of heat storage and moldability can be obtained.
蓄熱成形体において、マイクロカプセルの含有量は、蓄熱成形体の全量を基準として10〜80質量%であってよく、マイクロカプセルの粒子径は、0.2〜100μmであってよく、樹脂の含有量は、蓄熱成形体の全量を基準として10〜80質量%であってよい。蓄熱成形体は、100J/g以上の蓄熱容量を有していてよい。 In the heat storage molded product, the content of the microcapsules may be 10 to 80% by mass based on the total amount of the heat storage molded product, the particle size of the microcapsules may be 0.2 to 100 μm, and the resin content. The amount may be 10 to 80% by mass based on the total amount of the heat storage molded product. The heat storage molded product may have a heat storage capacity of 100 J / g or more.
硬化性組成物は、硬化剤を更に含有してよく、水を更に含有してよい。 The curable composition may further contain a curing agent and may further contain water.
蓄熱成形体は、上記の硬化性組成物の硬化物を含んでよい。 The heat storage molded product may contain a cured product of the above curable composition.
本発明の他の一側面は、熱源と、熱源と熱的に接触するように設けられた上記の蓄熱成形体と、を備える物品である。 Another aspect of the present invention is an article comprising a heat source and the heat storage molded body provided so as to be in thermal contact with the heat source.
本発明の一側面によれば、蓄熱量及び成形性に優れる蓄熱成形体を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a heat storage molded product having an excellent heat storage amount and moldability.
以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
図1は、蓄熱成形体の一実施形態を示す断面図である。図1に示すように、一実施形態に係る蓄熱成形体1は、樹脂2と、蓄熱成分を内包したマイクロカプセル(以下、単に「マイクロカプセル」又は「蓄熱性マイクロカプセル」ともいう)3とを含有している。マイクロカプセル3は、一次粒子又は凝集した状態で樹脂2中に分散している。蓄熱成形体1は、例えばシート状に成形されている。シート状の蓄熱成形体1の厚みは、例えば、0.1mm以上であってよく、5mm以下であってよい。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a heat storage molded product. As shown in FIG. 1, the heat storage molded
樹脂2は、蓄熱成形体1のマトリックスを構成している。樹脂の含有量は、蓄熱成形体の全量を基準として、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下であり、10〜80質量%、30〜80質量%、又は50〜80質量%であってもよい。
The
樹脂2は、水溶性エポキシ化合物の硬化物である。水溶性エポキシ化合物は、エポキシ基を有し、水100gに対して1g以上溶解する化合物である。なお、水溶性エポキシ化合物が水に溶解していることは目視により確認できる。水溶性エポキシ化合物は、例えば、室温(25℃)で液状であってよい。
水溶性エポキシ化合物は、例えば、グリシジルエーテル化合物であってよい。グリシジルエーテル化合物は、例えば、多価アルコールの水酸基の一部又は全部における水素原子がグリシジル基で置換された化合物であってよい。多価アルコールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の2価アルコールであってよく、グリセロール等の3価アルコールであってよく、ソルビトール、ポリグリセロール等の4価以上のアルコールであってもよい。 The water-soluble epoxy compound may be, for example, a glycidyl ether compound. The glycidyl ether compound may be, for example, a compound in which hydrogen atoms in some or all of the hydroxyl groups of the polyhydric alcohol are substituted with glycidyl groups. The polyhydric alcohol may be, for example, a dihydric alcohol such as ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol or polypropylene glycol, a trihydric alcohol such as glycerol, or a tetrahydric or higher alcohol such as sorbitol or polyglycerol. There may be.
以上のような水溶性エポキシ化合物(グリシジルエーテル化合物)としては、グリセロールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの水溶性エポキシ化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of the water-soluble epoxy compound (glycidyl ether compound) as described above include glycerol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, sorbitol polyglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, and polypropylene. Glycoldiglycidyl ether and the like can be mentioned. These water-soluble epoxy compounds may be used alone or in combination of two or more.
水溶性エポキシ化合物(グリシジルエーテル化合物)を構成する多価アルコールは、直鎖状であっても分岐状であってもよく、柔軟性に優れる観点から、好ましくは直鎖状である。同様の観点から、直鎖状の多価アルコールで構成される水溶性エポキシ化合物(グリシジルエーテル化合物)の含有量は、水溶性エポキシ化合物全量を基準として、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。 The polyhydric alcohol constituting the water-soluble epoxy compound (glycidyl ether compound) may be linear or branched, and is preferably linear from the viewpoint of excellent flexibility. From the same viewpoint, the content of the water-soluble epoxy compound (glycidyl ether compound) composed of the linear polyhydric alcohol is preferably 10% by mass or more, more preferably 20 based on the total amount of the water-soluble epoxy compound. It is mass% or more, more preferably 30 mass% or more.
水溶性エポキシ化合物の含有量は、蓄熱成形体の全量を基準として、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは40質量%以下であり、10〜80質量%、30〜80質量%、50〜80質量%、10〜60質量%、30〜60質量%、50〜60質量%、10〜40質量%、又は30〜40質量%であってもよい。 The content of the water-soluble epoxy compound is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, and preferably 80% by mass or less, based on the total amount of the heat storage molded body. More preferably 60% by mass or less, further preferably 40% by mass or less, 10 to 80% by mass, 30 to 80% by mass, 50 to 80% by mass, 10 to 60% by mass, 30 to 60% by mass, 50 to 50 to It may be 60% by mass, 10 to 40% by mass, or 30 to 40% by mass.
水溶性エポキシ化合物は、蓄熱成形体1の柔軟性に優れる観点から、好ましくは、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル及びポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(これらをまとめて「(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル」ともいう)からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、蓄熱成形体1の柔軟性に更に優れる観点から、より好ましくは、下記式(1)で表される化合物である。
水溶性エポキシ化合物を硬化させるために、硬化剤を用いてもよく、硬化促進剤を更に用いてもよい。すなわち、樹脂2は、水溶性エポキシ化合物及び硬化剤を含む組成物の硬化物であってもよく、水溶性エポキシ化合物、硬化剤及び硬化促進剤を含む組成物の硬化物であってもよい。当該組成物は、例えば、熱によって硬化する熱硬化性組成物である。硬化剤及び硬化促進剤は、水溶性エポキシ化合物の種類に応じて適宜選択される。
A curing agent may be used or a curing accelerator may be further used to cure the water-soluble epoxy compound. That is, the
硬化剤としては、例えば、イソシアネート系硬化剤、フェノール系硬化剤、イミダゾール系硬化剤、酸無水物系硬化剤、カルボン酸系硬化剤、アミン系硬化剤等が用いられる。 As the curing agent, for example, an isocyanate-based curing agent, a phenol-based curing agent, an imidazole-based curing agent, an acid anhydride-based curing agent, a carboxylic acid-based curing agent, an amine-based curing agent and the like are used.
硬化剤は、好ましくは、有機溶剤又は水に溶解する硬化剤であり、より好ましくは水に溶解する硬化剤(水溶性硬化剤)である。硬化剤は、好ましくは、水溶性イミダゾール系硬化剤、水溶性カルボン酸系硬化剤、水溶性アミン系硬化剤等の水溶性硬化剤である。これらの硬化剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 The curing agent is preferably an organic solvent or a curing agent that dissolves in water, and more preferably a curing agent that dissolves in water (water-soluble curing agent). The curing agent is preferably a water-soluble curing agent such as a water-soluble imidazole-based curing agent, a water-soluble carboxylic acid-based curing agent, and a water-soluble amine-based curing agent. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
硬化剤は、水溶性エポキシ化合物との反応性に優れる観点から、好ましくは水溶性アミン系硬化剤である。水溶性エポキシ化合物が有機溶剤にも溶解する場合(例えば、水溶性エポキシ化合物が(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテルである場合)、硬化剤は、イソシアネート系硬化剤、フェノール系硬化剤、酸無水物系硬化剤等の有機溶剤に溶解する硬化剤であってもよい。 The curing agent is preferably a water-soluble amine-based curing agent from the viewpoint of excellent reactivity with the water-soluble epoxy compound. When the water-soluble epoxy compound is also soluble in an organic solvent (for example, when the water-soluble epoxy compound is (poly) ethylene glycol diglycidyl ether), the curing agent is an isocyanate-based curing agent, a phenol-based curing agent, or an acid anhydride. It may be a curing agent that dissolves in an organic solvent such as a system curing agent.
イソシアネート系硬化剤としては、例えば、トリレンジイソシアネート(2,4−若しくは2,6−トリレンジイソシアネート、又はその混合物)(TDI)、フェニレンジイソシアネート(m−若しくはp−フェニレンジイソシアネート、又はその混合物)、4,4’−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(4,4’−、2,4’−若しくは2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、又はその混合物)(MDI)、4,4’−トルイジンジイソシアネート(TODI)、4,4’−ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(1,3−若しくは1,4−キシリレンジイソシアネート、又はその混合物)(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(1,3−若しくは1,4−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、又はその混合物)(TMXDI)、ω,ω’−ジイソシアネート−1,4−ジエチルベンゼンなどが挙げられる。イソシアネート系硬化剤としては、トリメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート)、1,5−ペンタメチレンジイソシアネート(PDI)、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、2,4,4−または2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプエート等の脂肪族ジイソシアネート、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロペンテンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート(1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート)、3−イソシアナトメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(イソホロンジイソシアネート)(IPDI)、メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(4,4’−、2,4’−または2,2’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、これらのtrans,trans−体、trans,cis−体、cis,cis−体、又はその混合物)(H12MDI)、メチルシクロヘキサンジイソシアネート(メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート)、ノルボルナンジイソシアネート(各種異性体又はその混合物)(NBDI)、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(1,3−若しくは1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン又はその混合物)(H6XDI)等の脂環族ジイソシアネートなども挙げられる。 Examples of the isocyanate-based curing agent include tolylene diisocyanate (2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, or a mixture thereof) (TDI), phenylenediisocyanate (m- or p-phenylenediisocyanate, or a mixture thereof). 4,4'-diphenyldiisocyanate, 1,5-naphthalenediisocyanate (NDI), diphenylmethane diisocyanate (4,4'-, 2,4'-or 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, or a mixture thereof) (MDI), 4 , 4'-toluidine diisocyanate (TODI), aromatic diisocyanates such as 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, xylylene diisocyanate (1,3- or 1,4-xylylene diisocyanate, or a mixture thereof) (XDI), tetramethyl Examples thereof include xylylene diisocyanate (1,3- or 1,4-tetramethylxylylene diisocyanate, or a mixture thereof) (TMXDI), ω, ω'-diisocyanate-1,4-diethylbenzene and the like. Examples of the isocyanate-based curing agent include trimethylene diisocyanate, 1,2-propylene diisocyanate, butylene diisocyanate (tetramethylene diisocyanate, 1,2-butylene diisocyanate, 2,3-butylene diisocyanate, 1,3-butylene diisocyanate), 1,5. An aliphatic diisocyanate such as −pentamethylene diisocyanate (PDI), 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), 2,4,4- or 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,6-diisocyanate methylcapate. , 1,3-Cyclopentane diisocyanate, 1,3-cyclopentene diisocyanate, cyclohexane diisocyanate (1,4-cyclohexane diisocyanate, 1,3-cyclohexane diisocyanate), 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanate (1,3-cyclohexanediisocyanate) Isophorone diisocyanate) (IPDI), methylene bis (cyclohexamethylene diisocyanate) (4,4'-, 2,4'-or 2,2'-methylene bis (cyclohexamethylene diisocyanate), these trans, trans-forms, trans, cis-forms, cis, cis-form or a mixture thereof) (H12MDI), methylcyclohexane diisocyanate (methyl-2,4-cyclohexane diisocyanate, methyl-2,6-cyclohexane diisocyanate), norbornan diisocyanate (various isomers or a mixture thereof) (NBDI) , Alicyclic diisocyanate such as bis (isocyanatomethyl) cyclohexane (1,3- or 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane or a mixture thereof) (H6XDI) and the like.
フェノール系硬化剤としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、4,4’−ビフェニルフェノール、テトラメチルビスフェノールA、ジメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、ジメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、ジメチルビスフェノールS、テトラメチル−4,4’−ビフェノール、ジメチル−4,4’−ビフェニルフェノール、1−(4−ヒドロキシフェニル)−2−[4−(1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)エチル)フェニル]プロパン、2,2’−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデン−ビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、トリスヒドロキシフェニルメタン、レゾルシノール、ハイドロキノン、ピロガロール、ジイソプロピリデン骨格を有するフェノール類;1,1−ジ−4−ヒドロキシフェニルフルオレン等のフルオレン骨格を有するフェノール類;クレゾール類;エチルフェノール類;ブチルフェノール類;オクチルフェノール類;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ナフトール類等の各種フェノールを原料とするノボラック樹脂、キシリレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン骨格含有フェノールノボラック樹脂、ビフェニル骨格含有フェノールノボラック樹脂、フルオレン骨格含有フェノールノボラック樹脂、フラン骨格含有フェノールノボラック樹脂等の各種ノボラック樹脂などが挙げられる。 Examples of the phenolic curing agent include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, 4,4'-biphenylphenol, tetramethylbisphenol A, dimethylbisphenol A, tetramethylbisphenol F, dimethylbisphenol F, tetramethylbisphenol S, and dimethyl. Bisphenol S, tetramethyl-4,4'-biphenol, dimethyl-4,4'-biphenylphenol, 1- (4-hydroxyphenyl) -2- [4- (1,1-bis- (4-hydroxyphenyl)) Ethyl) phenyl] propane, 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4'-butylidene-bis (3-methyl-6-tert-butylphenol), trishydroxyphenylmethane , Resolsinol, hydroquinone, pyrogallol, phenols having a diisopropyridene skeleton; phenols having a fluorene skeleton such as 1,1-di-4-hydroxyphenylfluorene; cresols; ethylphenols; butylphenols; octylphenols; bisphenols Novolac resin made from various phenols such as A, bisphenol F, bisphenol S, naphthols, xylylene skeleton-containing phenol novolac resin, dicyclopentadiene skeleton-containing phenol novolac resin, biphenyl skeleton-containing phenol novolac resin, fluorene skeleton-containing phenol novolac resin. , Various novolak resins such as furan skeleton-containing phenol novolak resin and the like.
イミダゾール系硬化剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ−[1,2−a]ベンズイミダゾール、2,4−ジアミノ−6(2’−メチルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6(2’−ウンデシルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6(2’−エチル,4−メチルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6(2’−メチルイミダゾール(1’))エチル−s−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、2−メチルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−3,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニル−3,5−ジシアノエトキシメチルイミダゾール等が挙げられる。イミダゾール系硬化剤は、水溶性に優れる観点から、好ましくは、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、又は1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾールである。 Examples of the imidazole-based curing agent include 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1 -Cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2 -Methylimidazole, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo- [1,2-a] benzimidazole, 2,4-diamino-6 (2'-methylimidazole (1')) ethyl-s-triazine, 2, 4-Diamino-6 (2'-undecylimidazole (1')) ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6 (2'-ethyl, 4-methylimidazole (1')) ethyl-s-triazine , 2,4-Diamino-6 (2'-methylimidazole (1')) ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2-methylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 2- Examples thereof include phenyl-3,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenyl-3,5-dicyanoethoxymethylimidazole and the like. From the viewpoint of excellent water solubility, the imidazole-based curing agent is preferably 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, or 1-cyanoethyl-2. -Phenylimidazole.
酸無水物系硬化剤としては、例えば、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコール無水トリメリット酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物等の芳香族カルボン酸無水物;アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の脂肪族カルボン酸の無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ナジック酸無水物、ヘット酸無水物、ハイミック酸無水物等の脂環式カルボン酸無水物等が挙げられる。 Examples of the acid anhydride-based curing agent include phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid anhydride, ethylene glycol anhydride trimellitic anhydride, and biphenyltetracarboxylic acid anhydride. Aromatic carboxylic acid anhydrides such as; aliphatic carboxylic acid anhydrides such as azelaic acid, sebacic acid, dodecanedic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, nagic acid anhydride, het acid anhydride. , Hymic acid anhydride and the like alicyclic carboxylic acid anhydride and the like.
カルボン酸系硬化剤としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid-based curing agent include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid.
アミン系硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、m−キシリレンジアミン等の芳香族アミン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、イソフォロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルジシクロヘキシル)メタン、ポリエーテルジアミン等の脂肪族アミン;ジシアンジアミド、1−(o−トリル)ビグアニド等のグアニジン類などが挙げられる。アミン系硬化剤は、水溶性に優れる観点から、好ましくは、ジエチレントリアミン又はトリエチレンテトラミンである。 Examples of amine-based curing agents include diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulphon, diaminodiphenylether, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, and m-xylyl. Aromatic amines such as range amines, ethylenediamine, diethylenediamine, isophoronediamine, bis (4-amino-3-methyldicyclohexyl) methane, aliphatic amines such as polyetherdiamine; dicyandiamide, 1- (o-tolyl) biguanide, etc. Guanidins and the like. The amine-based curing agent is preferably diethylenetriamine or triethylenetetramine from the viewpoint of excellent water solubility.
硬化剤の含有量は、水溶性エポキシ化合物100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上又は1質量部以上であってよく、50質量部以下、20質量部以下、又は10質量部以下であってよい。 The content of the curing agent may be, for example, 0.1 part by mass or more or 1 part by mass or more, and 50 parts by mass or less, 20 parts by mass or less, or 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the water-soluble epoxy compound. It may be:
蓄熱性マイクロカプセル3は、蓄熱成分と、蓄熱成分を内包する外殻(シェル)とを有している。蓄熱成分は、蓄熱可能な成分であればよく、例えば、相転移に伴う蓄熱性を有する成分であってよい。蓄熱成分としては、使用目的に応じて目標温度に適合する相転移温度を有するものが適宜選択される。蓄熱成分は、実用範囲で蓄熱効果を得る観点から、例えば−30〜120℃に固相/液相の相転移を示す固相/液相転移点(融点)を有する。
The
蓄熱成分は、例えば、鎖状の飽和炭化水素化合物(パラフィン系炭化水素化合物)、天然ワックス、石油ワックス、ポリエチレングリコール、糖アルコール等の有機化合物、又は、無機化合物の水和物、結晶構造変化を示す無機化合物等の無機化合物であってよい。蓄熱成分は、安価で毒性が低く、所望の相転移温度を有するものを容易に選択できる観点から、好ましくは鎖状の飽和炭化水素化合物(パラフィン系炭化水素化合物)である。なお、本明細書において、「鎖状」とは、直鎖状又は分岐鎖状を意味する。 The heat storage component may be, for example, a chain saturated hydrocarbon compound (paraffinic hydrocarbon compound), a natural wax, an petroleum wax, an organic compound such as polyethylene glycol or sugar alcohol, or a hydrate of an inorganic compound or a change in crystal structure. It may be an inorganic compound such as the indicated inorganic compound. The heat storage component is preferably a chain saturated hydrocarbon compound (paraffin-based hydrocarbon compound) from the viewpoint of being inexpensive, having low toxicity, and being able to easily select a compound having a desired phase transition temperature. In addition, in this specification, a "chain" means a linear or a branched chain.
鎖状の飽和炭化水素化合物は、具体的には、n−デカン(C10(炭素数、以下同様)、−29℃(転移点(融点)、以下同様)、n−ウンデカン(C11、−25℃)、n−ドデカン(C12、−9℃)、n−トリデカン(C13、−5℃)、n−テトラデカン(C14、6℃)、n−ペンタデカン(C15、9℃)、n−ヘキサデカン(C16、18℃)、n−ヘプタデカン(C17、21℃)、n−オクタデカン(C18、28℃)、n−ナノデカン(C19、32℃)、n−エイコサン(C20、37℃)、n−ヘンイコサン(C21、41℃)、n−ドコサン(C22、46℃)、n−トリコサン(C23、47℃)、n−テトラコサン(C24、50℃)、n−ペンタコサン(C25、54℃)、n−ヘキサコサン(C26、56℃)、n−ヘプタコサン(C27、60℃)、n−オクタコサン(C28、65℃)、n−ノナコサン(C29、66℃)、n−トリアコンタン(C30、67℃)、n−テトラコンタン(C40、81℃)、n−ペンタコンタン(C50、91℃)、n−ヘキサコンタン(C60、98℃)、n−ヘクタン(C100、115℃)等であってよい。鎖状の飽和炭化水素化合物は、これらの直鎖状の飽和炭化水素化合物と同様の炭素数を有する分岐状の飽和炭化水素化合物であってもよい。鎖状の飽和炭化水素化合物は、これらの1種又は2種以上であってよい。 Specifically, the chain saturated hydrocarbon compound is n-decane (C10 (carbon number, the same applies hereinafter), −29 ° C. (transition point (melting point), the same applies hereinafter), n-undecane (C11, -25 ° C.). ), N-dodecane (C12, -9 ° C), n-tridecan (C13, -5 ° C), n-tetradecane (C14, 6 ° C), n-pentadecane (C15, 9 ° C), n-hexadecane (C16, 18 ° C.), n-heptadecane (C17, 21 ° C.), n-octadecane (C18, 28 ° C.), n-nanodecane (C19, 32 ° C.), n-eicosane (C20, 37 ° C.), n-henicosan (C21, 41 ° C.), n-docosane (C22, 46 ° C.), n-tricosane (C23, 47 ° C.), n-tetracosane (C24, 50 ° C.), n-pentacosane (C25, 54 ° C.), n-hexacontane (C26, 56 ° C.), n-heptacosane (C27, 60 ° C.), n-octacosane (C28, 65 ° C.), n-nonakosan (C29, 66 ° C.), n-triacontane (C30, 67 ° C.), n-tetracontane (C30, 67 ° C.) C40, 81 ° C.), n-pentacontane (C50, 91 ° C.), n-hexacontane (C60, 98 ° C.), n-hexacontane (C100, 115 ° C.), etc. Chain saturated hydrocarbon compounds. May be a branched saturated hydrocarbon compound having the same number of carbon atoms as these linear saturated hydrocarbon compounds. The chain saturated hydrocarbon compound may be one or more of these. It may be there.
これらの蓄熱成分を内包する外殻(シェル)は、好ましくは、蓄熱成分の転移点(融点)よりも充分に高い耐熱温度を有する材料で形成されている。外殻を形成する材料は、蓄熱成分の転移点(融点)に対して、例えば30℃以上、より好ましくは40℃以上、更に好ましくは50℃以上の耐熱温度を有する。なお、耐熱温度は、示差熱熱重量同時測定装置(例えばTG−DTA6300(株式会社日立ハイテクサイエンス製))を用いて、マイクロカプセルの重量減少を測定した際に、1%重量減少した温度として定義される。 The outer shell (shell) containing these heat storage components is preferably formed of a material having a heat resistant temperature sufficiently higher than the transition point (melting point) of the heat storage components. The material forming the outer shell has a heat resistant temperature of, for example, 30 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, still more preferably 50 ° C. or higher with respect to the transition point (melting point) of the heat storage component. The heat-resistant temperature is defined as the temperature at which the weight loss of the microcapsules is measured by 1% when the weight loss of the microcapsules is measured using a differential thermogravimetric simultaneous measuring device (for example, TG-DTA6300 (manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation)). Will be done.
外殻を形成する材料としては、蓄熱成形体の用途に応じた強度を有する材料が適宜選択される。外殻は、好ましくは、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリカ等で形成されていてよい。メラミン樹脂を主成分とする外殻を有するマイクロカプセルとしては、例えば三菱製紙株式会社製のサーモメモリーFP−16,FP−25,FP−31,FP−39、三木理研工業株式会社製のリケンレジンPMCD−15SP,25SP,32SP等が例示される。アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレート樹脂)を主成分とする外殻を有するマイクロカプセルとしては、BASF社製のMicronalDS5001X,5040X等が例示される。シリカを主成分とする外殻を有するマイクロカプセルとしては、三木理研工業社製のリケンレジンLA−15,LA−25,LA−32等が例示される。 As the material for forming the outer shell, a material having strength according to the use of the heat storage molded product is appropriately selected. The outer shell is preferably made of melamine resin, acrylic resin, urethane resin, silica or the like. Examples of microcapsules having an outer shell containing melamine resin as a main component include ThermoMemory FP-16, FP-25, FP-31, FP-39 manufactured by Mitsubishi Paper Mills Limited, and Riken Resin PMCD manufactured by Miki Riken Kogyo Co., Ltd. -15SP, 25SP, 32SP and the like are exemplified. Examples of microcapsules having an outer shell containing an acrylic resin (polymethylmethacrylate resin) as a main component include Micronal DS5001X and 5040X manufactured by BASF. Examples of microcapsules having an outer shell containing silica as a main component include Liken Resins LA-15, LA-25, and LA-32 manufactured by Miki Riken Kogyo Co., Ltd.
蓄熱成分の含有量は、マイクロカプセルの全量を基準として、蓄熱効果を更に高める観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは60質量%以上であり、蓄熱成分の体積変化によるマイクロカプセルの破損を抑制する観点から、好ましくは80質量%以下であり、20〜80質量%又は60〜80質量%であってもよい。 The content of the heat storage component is preferably 20% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, based on the total amount of the microcapsules, from the viewpoint of further enhancing the heat storage effect, and the microcapsules are damaged due to the volume change of the heat storage component. From the viewpoint of suppressing the above, it is preferably 80% by mass or less, and may be 20 to 80% by mass or 60 to 80% by mass.
蓄熱性マイクロカプセル3は、マイクロカプセルの熱伝導性、比重等を調節する目的で、外殻内に、黒鉛、金属粉、アルコール等を更に含んでいてもよい。
The
蓄熱性マイクロカプセル3の粒子径(平均粒径)は、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.2μm以上、より好ましくは0.5μm以上であり、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下であり、0.1〜100μm、0.1〜50μm、0.2〜100μm、0.2〜50μm、0.5〜100μm、又は0.5〜50μmであってもよい。蓄熱性マイクロカプセルの粒子径(平均粒径)は、レーザ回折式粒子径分布測定装置(例えばSALD−2300(株式会社島津製作所製)を用いて測定される。
The particle size (average particle size) of the heat-storing
マイクロカプセル(粉体状態)の蓄熱容量は、より高い蓄熱密度を有する蓄熱性成形体を得ることができる観点から、好ましくは100J/g以上、より好ましくは150J/g以上、更に好ましくは200J/g以上である。蓄熱容量は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される。 The heat storage capacity of the microcapsules (powder state) is preferably 100 J / g or more, more preferably 150 J / g or more, still more preferably 200 J / g, from the viewpoint of obtaining a heat storage molded product having a higher heat storage density. It is g or more. The heat storage capacity is measured by differential scanning calorimetry (DSC).
マイクロカプセルの含有量は、蓄熱効果を更に高める観点から、蓄熱成形体の全量を基準として、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、特に好ましくは60質量%以上である。マイクロカプセルの含有量は、蓄熱成形体からのマイクロカプセルの脱落を抑制する観点から、蓄熱成形体の全量を基準として、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。マイクロカプセルの含有量は、蓄熱成形体の全量を基準として、10〜90質量%、10〜85質量%、10〜80質量%、30〜90質量%、30〜85質量%、30〜80質量%、50〜90質量%、50〜85質量%、50〜80質量%、60〜90質量%、60〜85質量%、又は60〜80質量%であってよい。 From the viewpoint of further enhancing the heat storage effect, the content of the microcapsules is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, based on the total amount of the heat storage molded product. It is 60% by mass or more. The content of the microcapsules is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, still more preferably 80, based on the total amount of the heat storage molded body, from the viewpoint of suppressing the microcapsules from falling off from the heat storage molded body. It is less than mass%. The content of the microcapsules is 10 to 90% by mass, 10 to 85% by mass, 10 to 80% by mass, 30 to 90% by mass, 30 to 85% by mass, and 30 to 80% by mass based on the total amount of the heat storage molded body. %, 50-90% by mass, 50-85% by mass, 50-80% by mass, 60-90% by mass, 60-85% by mass, or 60-80% by mass.
マイクロカプセルの製造方法については、界面重合法、in−situ重合法、液中硬化被覆法、コアセルベート法等の従来の公知の製造方法から、蓄熱成分及びシェルの材質等に応じて適切な方法を選択すればよい。 Regarding the method for producing microcapsules, from the conventionally known production methods such as the interfacial polymerization method, the in-situ polymerization method, the in-liquid curing coating method, and the coacervate method, an appropriate method is used according to the heat storage component, the shell material, and the like. You can select it.
蓄熱成形体1は、マイクロカプセル3と樹脂2との界面の接着性を向上させる観点から、好ましくは表面処理剤を更に含有する。表面処理剤は、例えば、カップリング剤であってよい。カップリング剤としては、アミノシラン系カップリング剤、エポキシシラン系カップリング剤、フェニルシラン系カップリング剤、アルキルシラン系カップリング剤、アルケニルシラン系カップリング剤、アルキニルシラン系カップリング剤、ハロアルキルシラン系カップリング剤、シロキサン系カップリング剤、ヒドロシラン系カップリング剤、シラザン系カップリング剤、アルコキシシラン系カップリング剤、クロロシラン系カップリング剤、(メタ)アクリルシラン系カップリング剤、アミノシラン系カップリング剤、イソシアヌレートシラン系カップリング剤、ウレイドシラン系カップリング剤、メルカプトシラン系カップリング剤、スルフィドシラン系カップリング剤、イソシアネートシラン系カップリング剤等が挙げられる。カップリング剤は、樹脂との反応性の観点から、好ましくはアミノシラン系カップリング剤である。
The heat storage molded
蓄熱成形体1は、必要に応じて、その他の添加剤を更に含有することができる。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、着色剤、フィラー、結晶核剤、熱安定剤、熱伝導材、可塑剤、発泡剤、難燃剤、制振剤、難燃助剤(例えば金属酸化物)等が挙げられる。その他の添加剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
The heat storage molded
本実施形態に係る蓄熱成形体1は、以上のような構成を備えることにより、例えば100J/g以上の蓄熱容量を有することができる。したがって、蓄熱成形体は、蓄熱材として好適に用いられる。
The heat storage molded
また、この蓄熱成形体1は、柔軟性に優れている。本明細書において、「柔軟性に優れる」とは、蓄熱成形体1の長さ50mm×幅5mm×厚さ3mmの試験片に対し、試験片の長さ方向の一端を平面上に固定し他端を厚さ方向に持ち上げたときに、平面から他端までの高さが10mm以上となることを意味する。なお、蓄熱成形体1が長さ50mm×幅5mm×厚さ3mmより大きい場合は、当該蓄熱成形体1から所定の大きさの試験片を切り出せばよい。
Further, the heat storage molded
続いて、蓄熱成形体の製造方法について説明する。一実施形態に係る蓄熱成形体の製造方法は、上述した水溶性エポキシ化合物及びマイクロカプセルを含有する硬化性組成物を調製する調製工程と、硬化性組成物を成形する成形工程とを備える。 Subsequently, a method for manufacturing the heat storage molded product will be described. The method for producing a heat storage molded product according to an embodiment includes a preparation step for preparing a curable composition containing the above-mentioned water-soluble epoxy compound and microcapsules, and a molding step for molding the curable composition.
硬化性組成物は、水溶性エポキシ化合物及びマイクロカプセルに加えて、上述した硬化剤を更に含有してよく、上述した表面処理剤を更に含有してよく、水を更に含有してよい。硬化性組成物が水を含有する場合、水は、硬化性組成物中の水以外の成分と分離した状態であってよい。 In addition to the water-soluble epoxy compound and microcapsules, the curable composition may further contain the above-mentioned curing agent, may further contain the above-mentioned surface treatment agent, and may further contain water. When the curable composition contains water, the water may be in a state of being separated from the components other than water in the curable composition.
調製工程は、例えば、上述した各成分を自公転ミキサーで混合する混合工程を有している。例えば、硬化性組成物が、マイクロカプセル、水溶性エポキシ化合物及び硬化剤を含有する場合、混合工程では、例えば自公転ミキサーにより、まず、マイクロカプセルと水溶性エポキシ化合物とを1000〜3000rpm、1〜10分間の条件で混合し、次いで、硬化剤を加えて、1000〜3000rpm、30秒間〜10分間の条件で更に混合してよい。 The preparation step includes, for example, a mixing step of mixing the above-mentioned components with a revolution mixer. For example, when the curable composition contains microcapsules, a water-soluble epoxy compound and a curing agent, in the mixing step, for example, a self-revolving mixer is used to first mix the microcapsules and the water-soluble epoxy compound at 1000 to 3000 rpm, 1 to 1. The mixture may be mixed under the condition of 10 minutes, then the curing agent may be added, and the mixture may be further mixed under the condition of 1000 to 3000 rpm for 30 seconds to 10 minutes.
マイクロカプセルは、好ましくは、予め水に分散させた水分散液の状態で調製工程に供される。すなわち、調製工程においては、好ましくは、マイクロカプセルの水分散液と、水溶性エポキシ化合物と、水溶性硬化剤を含む硬化剤と、必要に応じて表面処理剤等のその他の成分とを用いて、硬化性組成物を調製する。水分散液中のマイクロカプセルの含有量は、例えば、10質量%以上であってよく、50質量%以下であってよい。 The microcapsules are preferably subjected to the preparation step in the form of an aqueous dispersion previously dispersed in water. That is, in the preparation step, preferably, an aqueous dispersion of microcapsules, a water-soluble epoxy compound, a curing agent containing a water-soluble curing agent, and if necessary, other components such as a surface treatment agent are used. , Prepare a curable composition. The content of the microcapsules in the aqueous dispersion may be, for example, 10% by mass or more and 50% by mass or less.
硬化性組成物中の水溶性エポキシ化合物、マイクロカプセル及び硬化剤の含有量は、上述した蓄熱成形体中の水溶性エポキシ化合物、マイクロカプセル及び硬化剤の含有量と同様であってよい。ただし、「蓄熱成形体の全量を基準として」は、「硬化性組成物中の不揮発分全量を基準として」と読み替える。なお、「硬化性組成物中の不揮発分」とは、後述する揮発工程において揮発しない成分(例えば、水溶性エポキシ化合物、マイクロカプセル、硬化剤等)を意味する。 The content of the water-soluble epoxy compound, microcapsules and curing agent in the curable composition may be the same as the content of the water-soluble epoxy compound, microcapsules and curing agent in the heat storage molded product described above. However, "based on the total amount of the heat storage molded product" should be read as "based on the total amount of the non-volatile content in the curable composition". The "nonvolatile component in the curable composition" means a component that does not volatilize in the volatilization step described later (for example, a water-soluble epoxy compound, microcapsules, a curing agent, etc.).
調製工程では、混合工程の後に、必要に応じて、混合後の硬化性組成物を脱泡する脱泡工程を更に行ってもよい。脱泡工程では、例えば、1000〜3000rpm、30秒間〜10分間の条件で脱泡してよい。 In the preparation step, after the mixing step, if necessary, a defoaming step of defoaming the cured curable composition after mixing may be further performed. In the defoaming step, for example, defoaming may be performed under the conditions of 1000 to 3000 rpm for 30 seconds to 10 minutes.
成形工程では、例えば、調製工程で得られた硬化性組成物を成形型に流し込み成形する。より具体的には、成形工程では、加熱溶融成形法、ゲルキャスティング法等の湿潤成形法によって、硬化性組成物を成形する。成形工程における成形方法は、マイクロカプセルが安価かつ入手容易な水分散系のマイクロカプセルである場合に好適である観点から、好ましくはゲルキャスティング法である。 In the molding step, for example, the curable composition obtained in the preparation step is poured into a molding die for molding. More specifically, in the molding step, the curable composition is molded by a wet molding method such as a heat melt molding method or a gel casting method. The molding method in the molding step is preferably a gel casting method from the viewpoint that the microcapsules are suitable when they are inexpensive and easily available water-dispersion type microcapsules.
例えば硬化性組成物が水を含有する場合は、成形工程の後に、水を揮発させる揮発工程を更に実施してもよい。揮発工程では、例えば、20〜30℃、大気圧の条件下で、1〜10日間乾燥させてよく、60〜100℃、負圧(例えば−0.05〜−0.2MPa)の条件下で、1〜7日間乾燥させてよく、これらの両方を実施してもよい。 For example, when the curable composition contains water, a volatilization step of volatilizing water may be further carried out after the molding step. In the volatilization step, for example, it may be dried under the conditions of 20 to 30 ° C. and atmospheric pressure for 1 to 10 days, and under the conditions of 60 to 100 ° C. and negative pressure (for example, -0.05 to -0.2 MPa). , May be dried for 1-7 days, or both may be performed.
以上説明した蓄熱成形体1は、様々な分野に活用され得る。蓄熱成形体1は、例えば、自動車、建築物、公共施設、地下街等における空調設備(空調設備の効率向上)、工場等における配管(配管の蓄熱)、自動車のエンジン(当該エンジン周囲の保温)、電子部品(電子部品の昇温防止)、下着の繊維などに用いられる。
The heat storage molded
次に、蓄熱成形体1を備える物品及びその製造方法について、蓄熱成形体1を設ける対象として電子部品を例に挙げて説明する。
Next, an article provided with the heat storage molded
図2は、物品及びその製造方法の一実施形態を示す模式断面図である。一実施形態の物品の製造方法では、まず、図2(a)に示すように、蓄熱成形体を設ける対象である物品として電子部品11を用意する。電子部品11は、例えば、基板12と、基板12上に設けられた半導体チップ(熱源)13とを備えている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an article and a method for manufacturing the article. In the method of manufacturing an article of one embodiment, first, as shown in FIG. 2A, an
続いて、図2(b)に示すように、シート状の蓄熱成形体1を、基板12及び半導体チップ13上に、基板12及び半導体チップ13のそれぞれと熱的に接触するように配置する。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, the sheet-shaped heat storage molded
これにより、基板12と、半導体チップ13と、基板12及び半導体チップ13上に設けられた蓄熱成形体1(硬化性組成物の硬化物)とを備える物品14Aが得られる。
As a result, the
上記実施形態では、熱源13における露出した表面の全部を覆うように蓄熱成形体1を配置したが、他の一実施形態では、熱源における露出した表面の一部を覆うように蓄熱成形体を配置してもよい。
In the above embodiment, the heat storage molded
図3(a)は、物品の他の一実施形態を示す模式断面図である。図3(a)に示すように、他の一実施形態に係る物品14Bでは、蓄熱成形体1は、例えば半導体チップ(熱源)13における露出した表面の一部に接触して(一部を覆うように)配置されていてよい。蓄熱成形体1が配置される場所(蓄熱成形体1が半導体チップ13に接触する場所)は、図3(a)では半導体チップ13の側面部分であるが、半導体チップ13のいずれの面上であってもよい。
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the article. As shown in FIG. 3A, in the
図3(b)は、物品の他の一実施形態を示す模式断面図である。図3(b)に示すように、他の一実施形態に係る物品14Cでは、蓄熱成形体1は、基板12における半導体チップ13が設けられた面とは反対側の面に配置されている。本実施形態では、蓄熱成形体1は、半導体チップ13に直接接していないが、基板12を介して半導体チップ13と熱的に接触している。蓄熱成形体1が配置される場所は、半導体チップ13に熱的に接触していれば、基板12のいずれの面上であってもよい。この場合でも、熱源(半導体チップ)13で発生する熱は、基板12を介して蓄熱成形体1に効率良く伝導し、蓄熱成形体1で好適に蓄えられる。
FIG. 3B is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of the article. As shown in FIG. 3B, in the
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
実施例で用いたシート状の蓄熱成形体は、以下のとおり、ゲルキャスティング法により作製した。比較例で用いたシート状の成形体は、常温常圧で硬化させた。各組成を表1に示す。 The sheet-shaped heat storage molded product used in the examples was produced by the gel casting method as follows. The sheet-shaped molded product used in the comparative example was cured at normal temperature and pressure. Each composition is shown in Table 1.
(実施例1)
50mLのポリプロピレン容器に、水溶性エポキシ化合物としてエチレングリコールジグリシジルエーテル(式(1)におけるnが1である化合物、デナコールEX810、ナガセケムテックス株式会社製)25.4質量部、蓄熱性マイクロカプセルの水分散液(蓄熱性マイクロカプセルの含有量:40質量%、三木理研工業株式会社製、平均粒径:2.7μm、蓄熱成分の融点:5℃)175質量部を加え、自転公転ミキサーで2000rpm、2分間攪拌混合し、水溶性エポキシ化合物とマイクロカプセルの混合分散液を作製した。この混合分散液に、硬化剤としてジエチレントリアミン(東京化成株式会社製)4.6質量部を添加し、2000rpm、1分間攪拌混合し、2200rpm、30秒間脱泡することで、硬化性組成物を作製した。この硬化性組成物を用いて、ゲルキャスティング法により成形体を得た。具体的には、硬化性組成物を成形型へ注型後、その場ゲル化反応により固化させ、湿潤な硬化体を得た。得られた硬化体を25℃にて3日間乾燥後、80℃、−0.1MPaの負圧の条件下で3日間真空乾燥し、蓄熱成形体を得た。(Example 1)
In a 50 mL polypropylene container, 25.4 parts by mass of ethylene glycol diglycidyl ether (compound having n of 1 in the formula (1), Denacol EX810, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) as a water-soluble epoxy compound, heat-storing microcapsules. Add 175 parts by mass of an aqueous dispersion (content of heat storage microcapsules: 40% by mass, manufactured by Miki Riken Kogyo Co., Ltd., average particle size: 2.7 μm, melting point of heat storage component: 5 ° C), and use a rotation / revolution mixer at 2000 rpm. The mixture was stirred and mixed for 2 minutes to prepare a mixed dispersion of a water-soluble epoxy compound and microcapsules. To this mixed dispersion, 4.6 parts by mass of diethylenetriamine (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.) was added as a curing agent, and the mixture was stirred and mixed at 2000 rpm for 1 minute and defoamed at 2200 rpm for 30 seconds to prepare a curable composition. did. Using this curable composition, a molded product was obtained by a gel casting method. Specifically, the curable composition was cast into a molding die and then solidified by an in-situ gelling reaction to obtain a wet cured product. The obtained cured product was dried at 25 ° C. for 3 days and then vacuum dried at 80 ° C. and −0.1 MPa for 3 days to obtain a heat storage molded product.
(実施例2)
水溶性エポキシ化合物としてポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(式(1)におけるnが22である化合物、デナコールEX861、ナガセケムテックス株式会社製)28.9質量部、硬化剤としてジエチレントリアミン1.1質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして蓄熱成形体を作製した。(Example 2)
28.9 parts by mass of polyethylene glycol diglycidyl ether (compound having n of 22 in the formula (1), Denacol EX861, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) was used as the water-soluble epoxy compound, and 1.1 parts by mass of diethylenetriamine was used as the curing agent. A heat storage molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the heat storage molded body was produced.
(実施例3)
水溶性エポキシ化合物としてソルビトールポリグリシジルエーテル(デナコールEX614、ナガセケムテックス株式会社製)26.7質量部、硬化剤としてエチレントリアミン3.3質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして蓄熱成形体を作製した。(Example 3)
Heat storage was performed in the same manner as in Example 1 except that 26.7 parts by mass of sorbitol polyglycidyl ether (Denacol EX614, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) was used as the water-soluble epoxy compound and 3.3 parts by mass of ethylene triamine was used as the curing agent. A molded body was produced.
(比較例1)
50mLのポリプロピレン容器に、水に不溶なエポキシ樹脂としてエポマウント(リファインテック株式会社製)29.1質量部、ジエチレントリアミン0.9質量部、蓄熱性マイクロカプセル(パウダー状)70質量部を加え、自転公転ミキサーで2000rpm、3分間攪拌混合し、エポキシ樹脂とマイクロカプセルの混合物を作製した。この混合物は液状分の極端に少ない塊であり、成形加工できなかった。(Comparative Example 1)
To a 50 mL polypropylene container, add 29.1 parts by mass of Epomount (manufactured by Refine Tech Co., Ltd.), 0.9 parts by mass of diethylenetriamine, and 70 parts by mass of heat-storing microcapsules (powder) as a water-insoluble epoxy resin, and rotate. A mixture of epoxy resin and microcapsules was prepared by stirring and mixing with a revolving mixer at 2000 rpm for 3 minutes. This mixture was an extremely small mass of liquid content and could not be molded.
(比較例2)
50mLのポリプロピレン容器に、水に不溶なエポキシ樹脂としてエポマウント(リファインテック株式会社製)67.9質量部、蓄熱性マイクロカプセル(パウダー状)30質量部を加え、自転公転ミキサーで2000rpm、3分間攪拌混合し、エポキシ樹脂とマイクロカプセルの混合液を作製した。この混合分散液に硬化剤としてジエチレントリアミン2.1質量部を添加し、2000rpm、1分30秒間攪拌脱泡することで、ワニスを作製した。このワニスを金属製成形容器に流し込み、24時間25℃にて硬化させ、蓄熱成形体を作製した。(Comparative Example 2)
To a 50 mL polypropylene container, add 67.9 parts by mass of Epomount (manufactured by Refine Tech Co., Ltd.) and 30 parts by mass of heat-storing microcapsules (powder) as a water-insoluble epoxy resin, and use a rotation / revolution mixer at 2000 rpm for 3 minutes. The mixture was stirred and mixed to prepare a mixed solution of epoxy resin and microcapsules. A varnish was prepared by adding 2.1 parts by mass of diethylenetriamine as a curing agent to this mixed dispersion and stirring and defoaming at 2000 rpm for 1 minute and 30 seconds. This varnish was poured into a metal molding container and cured at 25 ° C. for 24 hours to prepare a heat storage molded product.
[成形性の評価]
成形体を作製できた場合(実施例1〜3及び比較例2)を「A」、成形体を作製できなかった場合(比較例1)を「B」として、成形性を評価した。結果を表1に示す。[Evaluation of moldability]
The moldability was evaluated with the case where the molded product could be produced (Examples 1 to 3 and Comparative Example 2) as "A" and the case where the molded product could not be produced (Comparative Example 1) as "B". The results are shown in Table 1.
[蓄熱量の評価]
実施例1〜3及び比較例2の各蓄熱成形体を、示差走査熱量測定計(パーキンエルマー社製、型番DSC8500)を用いて測定し、蓄熱量を算出した。具体的には、10℃/分で100℃まで昇温し、100℃で5分間保持した後、10℃/分の速度で−30℃まで降温し、次いで−30℃で3分間保持した後、10℃/分の速度で100℃まで再び昇温して熱挙動を測定した。融解ピークの面積を蓄熱量とした。結果を表1に示す。[Evaluation of heat storage]
Each heat storage molded product of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 was measured using a differential scanning calorimetry meter (manufactured by PerkinElmer, model number DSC8500), and the heat storage amount was calculated. Specifically, the temperature is raised to 100 ° C. at 10 ° C./min, held at 100 ° C. for 5 minutes, then lowered to -30 ° C. at a rate of 10 ° C./min, and then held at -30 ° C. for 3 minutes. The temperature was raised again to 100 ° C. at a rate of 10 ° C./min and the thermal behavior was measured. The area of the melting peak was taken as the amount of heat storage. The results are shown in Table 1.
[柔軟性の評価]
実施例1〜3及び比較例2の各蓄熱成形体から、長さ50mm×幅5mm×厚さ3mmの試験片を作製した。試験片の長さ方向の一端を平面上に固定し、他端を厚さ方向に持ち上げたときに、蓄熱成形体が破損せずに平面から他端までの高さが10mm以上となるように持ち上げられた場合を「A」、そうでない場合を「B」として、柔軟性を評価した。結果を表1に示す。[Evaluation of flexibility]
From each of the heat storage molded bodies of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, test pieces having a length of 50 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 3 mm were prepared. When one end of the test piece in the length direction is fixed on a flat surface and the other end is lifted in the thickness direction, the height from the flat surface to the other end is 10 mm or more without damaging the heat storage molded body. The flexibility was evaluated with "A" when it was lifted and "B" when it was not lifted. The results are shown in Table 1.
[液漏れ及び揮発性の評価]
実施例1〜3及び比較例2の各蓄熱成形体について、80℃の温度にて大気雰囲気下で1000時間静置前後の重量変化を測定し、重量減少率(%)を測定した。結果を表1に示す。[Evaluation of liquid leakage and volatility]
For each of the heat storage molded products of Examples 1 to 3 and Comparative Example 2, the weight change before and after standing for 1000 hours in an air atmosphere at a temperature of 80 ° C. was measured, and the weight reduction rate (%) was measured. The results are shown in Table 1.
実施例に示すように、本発明の蓄熱成形体は、蓄熱量及び成形性に優れており、加えて、液漏れ及び揮発を抑制できる。また、水溶性エポキシ化合物として、上記式(1)で表される化合物を用いた場合(実施例1,2)、それ以外の水溶性エポキシ化合物を用いた場合(実施例3)に比べて、柔軟性にも優れる蓄熱成形体が得られる。 As shown in Examples, the heat storage molded product of the present invention is excellent in heat storage amount and moldability, and in addition, can suppress liquid leakage and volatilization. Further, as the water-soluble epoxy compound, when the compound represented by the above formula (1) is used (Examples 1 and 2), as compared with the case where other water-soluble epoxy compounds are used (Example 3), A heat storage molded product having excellent flexibility can be obtained.
一方、水溶性エポキシ化合物ではないエポキシ樹脂を用い、実施例1〜3と同量のマイクロカプセルを用いた場合(比較例1)、成形体を作製することができない。また、水溶性エポキシ化合物ではないエポキシ樹脂を用い、成形体を作製できる程度にマイクロカプセルの量を減らした場合(比較例2)、実施例1〜3に比べて蓄熱量に劣る。 On the other hand, when an epoxy resin that is not a water-soluble epoxy compound is used and the same amount of microcapsules as in Examples 1 to 3 is used (Comparative Example 1), a molded product cannot be produced. Further, when the amount of microcapsules is reduced to the extent that a molded product can be produced by using an epoxy resin that is not a water-soluble epoxy compound (Comparative Example 2), the amount of heat storage is inferior to that of Examples 1 to 3.
本発明の一側面の蓄熱成形体は、蓄熱量及び成形性に優れているため、充分な蓄熱効果を示す成形体として使用可能である。また、本発明の他の一側面の蓄熱成形体は、柔軟性にも優れているため、住宅、自動車等の曲面に貼り付けて使用することも可能である。 Since the heat storage molded product on one side of the present invention is excellent in heat storage amount and moldability, it can be used as a molded product exhibiting a sufficient heat storage effect. Further, since the heat storage molded product on the other side of the present invention is also excellent in flexibility, it can be used by being attached to a curved surface of a house, an automobile, or the like.
1…蓄熱成形体、2…樹脂、3…蓄熱性マイクロカプセル、11…電子部品、12…基板、13…半導体チップ(熱源)、14A,14B,14C…物品。 1 ... Heat storage molded body, 2 ... Resin, 3 ... Heat storage microcapsule, 11 ... Electronic component, 12 ... Substrate, 13 ... Semiconductor chip (heat source), 14A, 14B, 14C ... Article.
Claims (14)
前記樹脂が、水溶性エポキシ化合物の硬化物を含む、蓄熱成形体。It contains a resin and microcapsules dispersed in the resin and containing a heat storage component.
A heat storage molded product in which the resin contains a cured product of a water-soluble epoxy compound.
前記熱源と熱的に接触するように設けられた、請求項1〜7及び13のいずれか一項に記載の蓄熱成形体と、を備える物品。With a heat source
An article comprising the heat storage molded article according to any one of claims 1 to 7 and 13, which is provided so as to be in thermal contact with the heat source.
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