WO2020217988A1 - 蓄熱部材 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a heat storage member.
- microcapsules containing functional materials such as heat storage materials, fragrances, dyes, and pharmaceutical ingredients have attracted attention.
- microcapsules containing a phase-changing substance (PCM; Phase Change Material) such as paraffins are known.
- PCM Phase Change Material
- Patent Document 1 discloses microcapsules in which a heat storage material is contained in a capsule wall formed of polyurethane or the like.
- a heat storage sheet containing microcapsules containing a heat storage material and A heat storage member having a colored layer (2) The heat storage member according to (1), wherein the capsule wall of the microcapsules contains at least one selected from the group consisting of polyurethane urea, polyurethane, and polyurea. (3) The film thickness of the colored layer is 15 ⁇ m or less. The heat storage member according to (1) or (2), wherein the optical density of the heat storage member is 1.0 or more. (4) The heat storage member according to any one of (1) to (3), wherein the colored layer is located on the outermost layer.
- the numerical range represented by using “-" in the present specification means a range including the numerical values before and after "-" as the lower limit value and the upper limit value.
- the heat storage member of the present invention is characterized by having a colored layer.
- the present inventors have found that the color of a heat storage sheet containing microcapsules containing a heat storage material may change during handling or storage due to stains, changes over time, or the like.
- the capsule wall of the microcapsules contains at least one selected from the group consisting of polyurethane urea, polyurethane, and polyurea, the above-mentioned change in color is more remarkable. Therefore, the present inventors suppress the color change without impairing the heat storage property of the heat storage sheet by providing the colored layer separately from the heat storage sheet.
- the reason why the color change is suppressed is that even if the color of the heat storage sheet itself changes, the presence of the colored layer makes it difficult to see the color change, and the colored layer is provided. It is considered that this prevents rubbing during handling or water from the outside from entering the heat storage sheet and suppresses physical and chemical changes in the microcapsules. As shown in the comparative example described later, when the heat storage sheet contains a colorant, the heat storage property of the heat storage sheet tends to decrease.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the first embodiment of the heat storage member.
- the heat storage member 10A has a heat storage sheet 12 and a colored layer 14 arranged on the heat storage sheet 12.
- the heat storage member 10A by arranging the colored layer 14 on the visual side, even if the color change of the heat storage sheet 12 occurs, it is difficult to visually recognize the change, and as a result, the color change of the entire heat storage member 10A Is suppressed.
- each member will be described in detail.
- the heat storage sheet contains microcapsules containing a heat storage material.
- the microcapsule has a core portion and a capsule wall for encapsulating a core material (encapsulated (also referred to as an encapsulated component)) forming the core portion.
- encapsulated also referred to as an encapsulated component
- the microcapsule contains a heat storage material as a core material (inclusion component). Since the heat storage material is contained in the microcapsules, the heat storage material can stably exist in a phase state according to the temperature.
- Heat storage material The type of heat storage material is not particularly limited, and can be appropriately selected from materials capable of repeating a phase change between a solid phase and a liquid phase accompanied by a state change of melting and solidification in response to a temperature change.
- the phase change of the heat storage material is preferably based on the melting point of the heat storage material itself.
- the heat storage material for example, a material capable of storing heat generated outside the heat storage sheet as sensible heat and a material capable of storing heat generated outside the heat storage sheet as latent heat (hereinafter, also referred to as "latent heat storage material”. ) Can be used.
- the heat storage material is preferably one that can release the stored heat.
- the latent heat storage material is preferable as the heat storage material in terms of ease of control of the amount of heat that can be transferred and transferred and the size of the amount of heat.
- the latent heat storage material stores heat generated outside the heat storage sheet as latent heat, and heat can be transferred by latent heat by repeating the change between melting and solidification with the melting point determined by the material as the phase change temperature. Refers to the material.
- the latent heat storage material utilizes the heat of fusion at the melting point and the heat of solidification at the freezing point, and can store heat with a phase change between solid and liquid, and can dissipate heat.
- the type of latent heat storage material is not particularly limited, and can be selected from compounds having a melting point and capable of phase change.
- Examples of the latent heat storage material include ice (water); inorganic salts; aliphatic hydrocarbons such as paraffin (for example, isoparaffin and normal paraffin); tri (capryl capric acid) glyceryl, methyl myristate (melting point 16-19 ° C.).
- Fatty acid ester compounds such as isopropyl myristate (melting point 167 ° C.) and dibutyl phthalate (melting point -35 ° C.); alkylnaphthalene compounds such as diisopropylnaphthalene (melting point 67-70 ° C.), 1-phenyl-1.
- -Diarylalkane compounds such as xylylethane (melting point less than -50 ° C), alkylbiphenyl compounds such as 4-isopropylbiphenyl (melting point 11 ° C), triarylmethane compounds, alkylbenzene compounds, benzylnaphthalene compounds, diarylalkylene compounds Compounds and aromatic hydrocarbons such as arylindan compounds; natural animal and vegetable oils such as camellia oil, soybean oil, corn oil, cottonseed oil, rapeseed oil, olive oil, palm oil, paraffin oil, and fish oil; mineral oil and the like. ..
- the melting point of the heat storage material is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the type of heating element that generates heat, the heating temperature of the heating element, the temperature or holding temperature after cooling, the cooling method, and the like.
- the heat storage material it is preferable to select a material having a melting point in a target temperature range (for example, the operating temperature of the heating element; hereinafter, also referred to as “heat control range”).
- a target temperature range for example, the operating temperature of the heating element; hereinafter, also referred to as “heat control range”.
- the melting point of the heat storage material differs depending on the heat control region, but in terms of application to electronic devices (particularly small or portable electronic devices), the heat storage material has the following melting points. Is preferable.
- a heat storage material having a melting point of 0 to 80 ° C. is preferable.
- the material having a melting point of less than 0 ° C. or more than 80 ° C. is not included in the heat storage material.
- the materials having a melting point of less than 0 ° C. or more than 80 ° C. the material in a liquid state may be used in combination with a heat storage material as a solvent.
- a heat storage material having a melting point of 10 to 70 ° C. is preferable.
- the material having a melting point of 10 to 70 ° C. When a heat storage material having a melting point of 10 to 70 ° C. is used, the material having a melting point of less than 10 ° C. or more than 70 ° C. is not included in the heat storage material. Among the materials having a melting point of less than 10 ° C. or more than 70 ° C., the material in a liquid state may be used in combination with a heat storage material as a solvent. (3) Further, in the above (2), a heat storage material having a melting point of 15 to 50 ° C. is preferable. When a heat storage material having a melting point of 15 to 50 ° C. is used, the material having a melting point of less than 15 ° C. or more than 50 ° C. is not included in the heat storage material. Among the materials having a melting point of less than 15 ° C. or more than 50 ° C., the material in a liquid state may be used in combination with a heat storage material as a solvent.
- paraffin is preferable as the latent heat storage material because the heat storage member has more excellent heat storage properties.
- the melting point of paraffin is not particularly limited, but from the viewpoint of application of the heat storage member to various uses, 0 ° C. or higher is preferable, 15 ° C. or higher is more preferable, and 20 ° C. or higher is further preferable.
- the upper limit is not particularly limited, but is preferably 80 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or lower, and even more preferably 50 ° C. or lower.
- the paraffin is preferably an aliphatic hydrocarbon because the heat storage member has more excellent heat storage property.
- the number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon is not particularly limited, but is preferably 14 or more, and more preferably 16 or more.
- the upper limit is not particularly limited, but it is often 26 or less.
- an aliphatic hydrocarbon having a melting point of 0 ° C. or higher is preferable, and an aliphatic hydrocarbon having a melting point of 0 ° C. or higher and having 14 or more carbon atoms is more preferable.
- Examples of aliphatic hydrocarbons having a melting point of 0 ° C. or higher include tetradecane (melting point 6 ° C.), pentadecane (melting point 10 ° C.), hexadecane (melting point 18 ° C.), heptadecane (melting point 22 ° C.), octadecane (melting point 28 ° C.), and the like.
- Nonadecan (melting point 32 ° C), Eikosan (melting point 37 ° C), Henikosan (melting point 40 ° C), Dokosan (melting point 44 ° C), Tricosan (melting point 48-50 ° C), Tetracosan (melting point 52 ° C), Pentacosan (melting point 53-56) °C), heptacosan (melting point 60 ° C.), octacosan (melting point 65 ° C.), nonakosan (melting point 63-66 ° C.), and triacontan (melting point 64-67 ° C.).
- an inorganic hydrate is preferable, and for example, an alkali metal chloride hydrate (eg, sodium chloride dihydrate, etc.) and an alkali metal acetate hydrate (eg, sodium acetate water).
- alkali metal sulfate hydrates eg, sodium sulfate hydrate, etc.
- alkali metal thiosulfate hydrates eg, sodium thiosulfate hydrate, etc.
- alkaline earth metals examples thereof include sulfate hydrates (eg, calcium sulfate hydrate, etc.) and alkaline earth metal chloride hydrates (eg, calcium chloride hydrate, etc.).
- the heat storage material one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
- the temperature range in which heat storage property is exhibited and the amount of heat storage can be adjusted according to the application.
- the temperature range in which heat can be stored can be expanded by mixing the heat storage material having a melting point at the center temperature at which the heat storage action of the heat storage material is desired, and the heat storage material having a melting point before and after the heat storage material.
- paraffin a having a melting point at the center temperature at which the heat storage action of the heat storage material is desired is used as the core material, and the number of carbon atoms before and after the paraffin a and the paraffin a
- the heat storage sheet can be designed to have a wide temperature range (heat control range).
- the content of paraffin having a melting point at the center temperature at which the heat storage action is desired is not particularly limited, but is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass or more, based on the total mass of the heat storage material. Is more preferable.
- the upper limit is 100% by mass.
- paraffin When paraffin is used as the heat storage material, one type of paraffin may be used alone, or two or more types may be mixed and used. When a plurality of paraffins having different melting points are used, the temperature range in which the heat storage property is exhibited can be widened. When a plurality of paraffins are used, the content of the main paraffin is not particularly limited in terms of the temperature range in which heat storage is exhibited and the amount of heat storage, but 80 to 100% by mass is preferable with respect to the total mass of paraffin. 90 to 100% by mass is more preferable, and 95 to 100% by mass is further preferable.
- the "main paraffin" refers to the paraffin having the highest content among the plurality of paraffins contained.
- the content of the main paraffin is preferably 50% by mass or more with respect to the total mass of paraffin.
- the content of paraffin is not particularly limited, but is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, and 95 to 100% by mass with respect to the total mass of the heat storage material (preferably latent heat storage material). More preferred.
- the content of the heat storage material in the heat storage sheet is not particularly limited, but 65% by mass or more is preferable, 75% by mass or more is more preferable, and 80% by mass or more is more preferable with respect to the total mass of the heat storage sheet in that the heat storage property of the heat storage member is more excellent. More preferably by mass% or more.
- the upper limit of the content of the heat storage material is not particularly limited, but in terms of the strength of the heat storage sheet, it is preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, and 98% by mass or less with respect to the total mass of the heat storage sheet. Is more preferable.
- the core material of the microcapsules may contain components other than the heat storage material described above.
- Other components that can be included in the microcapsules as the core material include, for example, a solvent and additives such as a flame retardant.
- the content of the heat storage material in the core material is not particularly limited, but 80 to 100% by mass is preferable, and 90 to 100% by mass is more preferable with respect to the total mass of the core material in that the heat storage property of the heat storage sheet is more excellent. ..
- the microcapsules may contain a solvent as a core material.
- the solvent in this case include the above-mentioned heat storage material whose melting point is outside the temperature range in which the heat storage sheet is used (heat control region; for example, the operating temperature of the heating element). That is, the solvent refers to a solvent that does not undergo a phase change in a liquid state in the heat control region, and is distinguished from a heat storage material that undergoes a phase transition in the heat control region to cause an endothermic reaction.
- the content of the solvent in the core material is not particularly limited, but is preferably less than 30% by mass, more preferably less than 10% by mass, and further preferably 1% by mass or less, based on the total mass of the core material.
- the lower limit is not particularly limited, but may be 0% by mass.
- Examples of other components that can be included in the microcapsules as the core material include additives such as an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antioxidant, a wax, and an odor suppressant.
- the microcapsules have a capsule wall that encloses the core material.
- the material for forming the capsule wall in the microcapsules is not particularly limited, and examples thereof include polymers, and more specifically, polyurethane urea, polyurethane, polyurea, melamine resin, and acrylic resin.
- the capsule wall preferably contains polyurethane urea, polyurethane, polyurea, or melamine resin, and may contain polyurethane urea, polyurethane, or polyurea, because the capsule wall can be made thinner and the heat storage member has better heat storage properties. More preferred.
- the polyurethane is a polymer having a plurality of urethane bonds, and is preferably a reaction product of a polyol and a polyisocyanate.
- the polyurea is a polymer having a plurality of urea bonds, and is preferably a reaction product of a polyamine and a polyisocyanate.
- the polyurethane urea is a polymer having a urethane bond and a urea bond, and is preferably a reaction product of a polyol, a polyamine, and a polyisocyanate.
- the microcapsules preferably exist as deformable particles.
- the microcapsules can be deformed without breaking, and the filling rate of the microcapsules in the heat storage sheet can be improved.
- the amount of the heat storage material in the heat storage sheet can be increased, and more excellent heat storage can be realized.
- the fact that the microcapsules are deformed without breaking means that the microcapsules are deformed from the shape in a state where no external pressure is applied, regardless of the degree of deformation.
- the deformation that occurs in the microcapsules includes a deformation in which the spherical surfaces come into contact with each other to form a flat contact surface when the microcapsules are pressed against each other in the heat storage sheet.
- Polyurethane urea, polyurethane, or polyurea is preferable as the material for forming the capsule wall in that the microcapsules can be deformable particles.
- polyurethane, polyurea, and polyurethane urea are preferably formed using polyisocyanate.
- the polyisocyanate is a compound having two or more isocyanate groups, and examples thereof include aromatic polyisocyanates and aliphatic polyisocyanates.
- aromatic polyisocyanate include m-phenylenediocyanate, p-phenylenediocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-.
- aliphatic polyisocyanate examples include trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, and cyclohexylene-1,3-diisocyanate.
- Cyclohexylene-1,4-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, 1,4-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatemethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate, lysine diisocyanate, and Hexamethylene diisocyanate can be mentioned.
- bifunctional aromatic polyisocyanates and aliphatic polyisocyanates have been exemplified, but trifunctional or higher functional polyisocyanates (for example, trifunctional triisocyanates and tetrafunctional tetraisocyanates) are also examples of polyisocyanates.
- the polyisocyanate includes a burette or isocyanurate, which is a trimeric of the above bifunctional polyisocyanate, an adduct of a polyol such as trimethylpropane and a bifunctional polyisocyanate, and benzene.
- Formalin condensate of isocyanate, polyisocyanate having a polymerizable group such as methacryloyloxyethyl isocyanate, and lysine triisocyanate are also mentioned.
- Polyisocyanates are described in the "Polyurethane Resin Handbook" (edited by Keiji Iwata, published by Nikkan Kogyo Shimbun (1987)).
- a trifunctional or higher functional polyisocyanate is preferable.
- the trifunctional or higher functional polyisocyanate include trifunctional or higher functional aromatic polyisocyanates and trifunctional or higher functional aliphatic polyisocyanates.
- the trifunctional or higher functional polyisocyanate is an adduct (addition) of a bifunctional polyisocyanate and a compound having three or more active hydrogen groups in the molecule (for example, a trifunctional or higher functional polyol, polyamine, polythiol, etc.).
- a trifunctional or higher polyisocyanate (adduct type trifunctional or higher polyisocyanate) and a trimeric of bifunctional polyisocyanate (biuret type or isocyanurate type) are also preferable.
- Examples of the adduct-type trifunctional or higher functional polyisocyanate include Takenate (registered trademark) D-102, D-103, D-103H, D-103M2, P49-75S, D-110N, D-120N, and D-.
- adduct-type trifunctional or higher functional isocyanates include Takenate (registered trademark) D-110N, D-120N, D-140N, D-160N manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., or Barnock manufactured by DIC Corporation. (Registered trademark) D-750 is preferable.
- Examples of the isocyanurate-type trifunctional or higher functional isocyanate include Takenate (registered trademark) D-127N, D-170N, D-170HN, D-172N, D-177N, and D-204 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).
- biuret-type trifunctional or higher functional isocyanates examples include Takenate (registered trademark) D-165N, NP1100 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), Death Module (registered trademark) N3200 (Sumitomo Chemical Bayer Urethane), and Duranate (registered trademark). ) 24A-100 (manufactured by Asahi Kasei Corporation).
- a polyol is a compound having two or more hydroxyl groups, and is, for example, a low molecular weight polyol (eg, aliphatic polyol, aromatic polyol), a polyether polyol, a polyester-based polyol, a polylactone-based polyol, a castor oil-based polyol. , Polyolefin-based polyols, and hydroxyl group-containing amine-based compounds.
- the low molecular weight polyol means a polyol having a molecular weight of 300 or less, for example, bifunctional low molecular weight polyols such as ethylene glycol, diethylene glycol, and propylene glycol, and glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, and penta. Examples thereof include trifunctional or higher functional low molecular weight polyols such as erithitol and sorbitol.
- Examples of the hydroxyl group-containing amine compound include amino alcohols as oxyalkylated derivatives of amino compounds.
- the amino alcohol include N, N, N', N'-tetrakis [2-hydroxypropyl] ethylenediamine, N, N, N', N, which are propylene oxide or ethylene oxide adducts of amino compounds such as ethylenediamine.
- '-Tetrakis [2-hydroxyethyl] ethylenediamine and the like can be mentioned.
- a polyamine is a compound having two or more amino groups (primary amino group or secondary amino group), and is a fat such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,3-propylenediamine, and hexamethylenediamine.
- Group polyvalent amines Epoxy compound adducts of aliphatic polyvalent amines; Alicyclic polyvalent amines such as piperazine; 3,9-bis-aminopropyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro- (5, 5) Examples thereof include heterocyclic diamines such as undecane.
- the mass of the capsule wall in the microcapsule is not particularly limited, but is preferably 12% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the heat storage material contained in the core portion.
- the fact that the mass of the capsule wall is 12% by mass or less with respect to the heat storage material which is the inclusion component indicates that the capsule wall is a thin wall.
- the lower limit of the mass of the capsule wall is not particularly limited, but in terms of maintaining the pressure resistance of the microcapsules, 1% by mass or more is preferable, 2% by mass or more is more preferable, and 3% by mass is based on the total mass of the heat storage material. The above is more preferable.
- the particle size of the microcapsules is not particularly limited, but the median diameter (D50) of the volume standard is preferably 1 to 80 ⁇ m, more preferably 10 to 70 ⁇ m, and even more preferably 15 to 50 ⁇ m.
- the median diameter of the volume standard of microcapsules can be controlled by changing the dispersion conditions.
- the standard median diameter of the volume of microcapsules is the volume of particles on the large diameter side and the small diameter side when the entire microcapsule is divided into two with the particle diameter at which the cumulative volume is 50% as a threshold. The diameter at which the total is equal.
- the median diameter of the volume standard of microcapsules is measured using Microtrack MT3300EXII (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
- the thickness (wall thickness) of the capsule wall of the microcapsules is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, more preferably 0.05 to 10 ⁇ m.
- the wall thickness refers to the average value obtained by calculating the individual wall thickness ( ⁇ m) of 20 microcapsules by a scanning electron microscope (SEM) and averaging them. Specifically, a liquid containing microcapsules is applied onto an arbitrary support and dried to form a coating film. A cross-sectional section of the obtained coating film is prepared, the cross section is observed using SEM, arbitrary 20 microcapsules are selected, and the cross section of each of these microcapsules is observed to measure the wall thickness. It is obtained by calculating the average value. In that case, the microcapsules for measuring the wall thickness are calculated for the microcapsules having an average particle size of ⁇ 10%.
- the content of the microcapsules in the heat storage sheet is not particularly limited, but is preferably 75% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and more preferably 85% by mass, based on the total mass of the heat storage sheet, in that the heat storage property of the heat storage member is more excellent. It is more preferably from to 99% by mass, and particularly preferably from 90 to 99% by mass.
- the method for producing microcapsules is not particularly limited, and a known method can be adopted.
- the capsule wall contains polyurethane urea, polyurethane, or polyurea
- the step of preparing an emulsion by dispersing the oil phase containing the heat storage material and the capsule wall material in the aqueous phase containing an emulsifier emulsification step.
- An interface polymerization method including a step of forming a capsule wall by polymerizing a capsule wall material at an interface between an oil phase and an aqueous phase to form a microcapsule containing a heat storage material (encapsulation step) can be mentioned.
- the capsule wall contains melamine resin
- the oil phase containing the heat storage material is dispersed in the aqueous phase containing the emulsifier to prepare an emulsified solution (emulsification step)
- the capsule wall material is added to the aqueous phase to emulsify.
- a core selvation method including a step of forming a polymer layer of a capsule wall material on the surface of a droplet to form a microcapsule containing a heat storage material (encapsulation step).
- the capsule wall material means a material capable of forming a capsule wall.
- an oil phase containing a heat storage material and a capsule wall material is dispersed in an aqueous phase containing an emulsifier to prepare an emulsion.
- the capsule wall material contains at least a polyisocyanate and at least one selected compound consisting of a polyol and a polyamine.
- the emulsion is formed by dispersing an oil phase containing a heat storage material and a capsule wall material in an aqueous phase containing an emulsifier.
- the oil phase contains at least a heat storage material and a capsule wall material, and may further contain other components such as a solvent and / or an additive, if necessary.
- the aqueous phase can include at least an aqueous medium and an emulsifier.
- the aqueous medium include water and a mixed solvent of water and a water-soluble organic solvent, and water is preferable.
- Water-soluble means that the amount of the target substance dissolved in 100% by mass of water at 25 ° C. is 5% by mass or more.
- the content of the aqueous medium is not particularly limited, but is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and 40 to 60% by mass with respect to the total mass of the emulsion which is a mixture of the oil phase and the aqueous phase. % Is more preferable.
- Examples of the emulsifier include a dispersant, a surfactant, or a combination thereof.
- the dispersant include a binder described later, and polyvinyl alcohol is preferable.
- Examples of the surfactant include a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant, and an amphoteric surfactant.
- One type of surfactant may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
- the content of the emulsifier is preferably more than 0% by mass and 20% by mass or less, more preferably 0.005 to 10% by mass, and 0.01 to 10 with respect to the total mass of the emulsion which is a mixture of the oil phase and the aqueous phase.
- the mass% is more preferable, and 1 to 5% by mass is particularly preferable.
- the aqueous phase may optionally contain other components such as UV absorbers, antioxidants, and preservatives.
- Dispersion refers to dispersing the oil phase as oil droplets in the aqueous phase (emulsification). Dispersion can be carried out using means commonly used to disperse the oil and aqueous phases (eg, homogenizers, manton gorries, ultrasonic dispersers, dissolvers, keddy mills, and other known dispersers).
- means commonly used to disperse the oil and aqueous phases eg, homogenizers, manton gorries, ultrasonic dispersers, dissolvers, keddy mills, and other known dispersers.
- the mixing ratio of the oil phase to the aqueous phase is preferably 0.1 to 1.5, more preferably 0.2 to 1.2, and even more preferably 0.4 to 1.0. ..
- the capsule wall material is polymerized at the interface between the oil phase and the aqueous phase to form the capsule wall, and microcapsules containing the heat storage material are formed.
- Polymerization is preferably carried out under heating.
- the reaction temperature in the polymerization is preferably 40 to 100 ° C, more preferably 50 to 80 ° C.
- the polymerization reaction time is preferably about 0.5 to 10 hours, more preferably about 1 to 5 hours.
- aqueous solution for example, water, an aqueous acetic acid solution, etc.
- a dispersant for preventing aggregation may be added to the reaction system during the polymerization.
- a charge regulator such as niglosin or any other auxiliary agent may be added to the reaction system during the polymerization.
- the heat storage sheet preferably contains a binder in addition to the microcapsules. Since the heat storage sheet contains a binder, the durability of the heat storage sheet is improved.
- the binder is not particularly limited as long as it is a polymer capable of forming a film, and examples thereof include a water-soluble polymer and an oil-soluble polymer.
- Water-soluble in a water-soluble polymer means that the amount of the target substance dissolved in 100% by mass of water at 25 ° C. is 5% by mass or more, and a more suitable water-soluble polymer has a dissolved amount of 10% by mass. It means that it is the above.
- Oil-soluble in an oil-soluble polymer means that the amount of the target substance dissolved in 100% by mass of water at 25 ° C. is less than 5% by mass.
- water-soluble polymer examples include polyvinyl alcohol and its modified products, polyacrylic acid amide and its derivatives, ethylene-vinyl acetate copolymer, styrene-maleic anhydride copolymer, ethylene-maleic anhydride copolymer, and isobutylene-anhydrous.
- Maleic anhydride copolymer, polyvinylpyrrolidone, ethylene-acrylic acid copolymer, vinyl acetate-acrylic acid copolymer, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, casein, gelatin, starch derivative, gum arabic, and sodium alginate can be mentioned. Alcohol is preferred.
- oil-soluble polymer examples include heat-storing polymers described in International Publication No. 2018/207387 and JP-A-2007-31610.
- a water-soluble polymer is preferable, a polyol is more preferable, and polyvinyl alcohol is further preferable.
- a water-soluble polymer By using a water-soluble polymer, the dispersibility when preparing an oil / water type (O / W (Oil in Water) type) microcapsule solution in which the core material is an oil-soluble material such as paraffin is maintained. Suitable for forming a heat storage sheet.
- polyvinyl alcohol include Kuraray Poval series manufactured by Kuraray Co., Ltd. (eg, Kuraray Poval PVA-217E, Kuraray Poval KL-318, etc.).
- the degree of polymerization of polyvinyl alcohol is preferably 500 to 5000, more preferably 1000 to 3000.
- the number average molecular weight (Mn) of the binder is not particularly limited, but is preferably 20,000 to 300,000, more preferably 20,000 to 150,000 in terms of film strength.
- the measurement of molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
- GPC gel permeation chromatography
- HLC registered trademark
- -8020 GPC Tosoh Co., Ltd.
- TSKgel registered trademark
- Super Multipore HZ-H (4.6 mm ID ⁇ ) is used as a column.
- the measurement conditions are a sample concentration of 0.45% by mass, a flow rate of 0.35 ml / min, a sample injection amount of 10 ⁇ l, a measurement temperature of 40 ° C., and an RI (differential refractometer) detector.
- the calibration curve is "Standard sample TSK standard, polystyrene”: “F-40", “F-20”, “F-4”, “F-1”, “A-5000”, “A” of Tosoh Corporation. It is made from 8 samples of "-2500", “A-1000", and "n-propylbenzene”.
- the content of the binder in the heat storage sheet is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 1 to 11% by mass, in terms of the balance between the film strength of the heat storage sheet and the heat storage property of the heat storage member.
- the heat storage sheet may contain components other than the microcapsules and the binder.
- Other components include thermally conductive materials, flame retardants, UV absorbers, antioxidants, and preservatives.
- the content of the other components is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the total mass of the heat storage sheet.
- the lower limit is not particularly limited, but may be 0% by mass.
- the "thermal conductivity" of the thermally conductive material means a material having a thermal conductivity of 10 Wm -1 K -1 or more. Among them, the thermal conductivity of the heat conductive material is preferably 50 Wm -1 K -1 or more in terms of improving the heat dissipation of the heat storage sheet.
- the thermal conductivity (unit: Wm -1 K -1 ) is a value measured by a flash method at a temperature of 25 ° C. by a method compliant with Japanese Industrial Standards (JIS) R1611.
- the thickness of the heat storage sheet is not particularly limited, but is preferably 1 to 1000 ⁇ m, more preferably 1 to 500 ⁇ m. The thickness is determined by observing the cut surface of the heat storage sheet cut in parallel with the thickness direction with SEM, measuring 5 arbitrary points, and averaging the thicknesses of the 5 points.
- the latent heat capacity of the heat storage sheet is not particularly limited, but 115 J / ml or more is preferable, 120 J / ml or more is more preferable, and 130 J / ml or more is preferable in that the heat storage member has high heat storage property and is suitable for temperature control of the heat generating body that generates heat. / Ml or more is more preferable.
- the upper limit is not particularly limited, but it is often 300 J / ml or less.
- the latent heat capacity is defined as differential scanning calorimetry (DSC). It is a value calculated from the result of g calorimetry) and the thickness of the heat storage sheet.
- the latent heat capacity is preferably 150 J / g or more, more preferably 160 J / g or more.
- the upper limit is not particularly limited, but it is often 300 J / g or less.
- the volume ratio of the microcapsules in the heat storage sheet is not particularly limited, but is preferably 40% by volume or more, more preferably 60% by volume or more, still more preferably 80% by volume or more, based on the total volume of the heat storage sheet.
- the upper limit is not particularly limited, but may be less than 100% by volume.
- the volume ratio of the voids in the heat storage sheet is not particularly limited, but is preferably 50% by volume or less, more preferably 40% by volume or less, still more preferably 15% by volume or less, based on the total volume of the heat storage sheet. % Volume or less is particularly preferable.
- the lower limit is not particularly limited, but 0% by volume can be mentioned.
- the method for producing the heat storage sheet is not particularly limited, and known methods can be mentioned. For example, there is a method of applying a dispersion liquid containing microcapsules containing a heat storage material and a binder used as needed on a base material and drying the mixture. If necessary, the heat storage sheet alone can be obtained by peeling the base material from the laminate of the obtained base material and the heat storage sheet.
- the base material examples include a resin base material, a glass base material, and a metal base material.
- the resin contained in the resin base material include polyester (eg, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate), polyolefin (eg, polyethylene, polypropylene), and polyurethane.
- the thickness of the base material is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 1 to 25 ⁇ m, still more preferably 3 to 15 ⁇ m.
- the surface of the base material is preferably treated for the purpose of improving the adhesion to the heat storage sheet. Examples of the surface treatment method include corona treatment, plasma treatment, and application of a thin layer which is an easy-adhesion layer.
- the material constituting the easy-adhesion layer is not particularly limited, and examples thereof include resins, and more specific examples thereof include styrene-butadiene rubber, urethane resin, acrylic resin, silicone resin, and polyvinyl resin.
- the thickness of the easy-adhesion layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 ⁇ m, more preferably 0.5 to 2 ⁇ m.
- a peelable temporary base material may be used as the base material.
- the coating method examples include a die coating method, an air knife coating method, a roll coating method, a blade coating method, a gravure coating method, and a curtain coating method.
- the drying is preferably carried out in the range of 60 to 130 ° C.
- the coating film may be flattened.
- the flattening treatment method include a method of applying pressure to the coating film with a roller, a nip roller, a calendar or the like to increase the filling rate of microcapsules in the film.
- the colored layer is a layer arranged on the heat storage sheet.
- the colored layer it is possible to suppress the change in the appearance of the heat storage member even when the color of the heat storage sheet changes.
- rubbing during handling or intrusion of water or the like into the heat storage sheet can be suppressed, physical and chemical changes in the microcapsules can be suppressed, and as a result, color changes in the heat storage sheet itself can be suppressed.
- the colored layer may be arranged so as to be in contact with the heat storage sheet, or may be arranged on the heat storage sheet via another layer (for example, an adhesive layer or an adhesive layer).
- the colored layer contains a colorant in order to obtain the desired hue.
- the colorant include pigments and dyes, and pigments are preferable, black pigments are more preferable, and carbon black is further preferable, because they are excellent in weather resistance and can further suppress the change in the appearance of the heat storage member. preferable. When carbon black is used, the thermal conductivity of the colored layer is further improved.
- the pigment include various conventionally known inorganic pigments and organic pigments. Specific inorganic pigments include, for example, white pigments such as titanium dioxide, zinc oxide, lithopone, light calcium carbonate, white carbon, aluminum oxide, aluminum hydroxide, and barium sulfate, and carbon black, titanium black, and titanium. Examples thereof include black pigments such as carbon, iron oxide, and graphite.
- Examples of the organic pigment include the organic pigment described in paragraph 093 of JP-A-2009-256572.
- Examples of the organic pigment include C.I. I. Pigment Red 177, 179, 224, 242, 254, 255, 264 and other red pigments, C.I. I. Pigment Yellow 138, 139, 150, 180, 185 and other yellow pigments, C.I. I. Pigment Orange 36, 38, 71 and other orange pigments, C.I. I. Pigment Green Pigment Green 7, 36, 58 and other green pigments, C.I. I. Blue pigments such as Pigment Blue 15: 6 and C.I. I. Examples include purple pigments such as Pigment Violet 23.
- the colorant may be used alone or in combination of two or more.
- the content of the colorant (for example, black pigment) in the colored layer is not particularly limited, but is 2 to 30% by volume based on the total volume of the colored layer in that the change in the appearance of the heat storage member can be further suppressed. Preferably, 5 to 25% by volume is more preferable.
- the colored layer may contain a binder.
- the type of the binder is not particularly limited, and known materials can be mentioned, and a resin is preferable.
- a resin is preferable.
- As the resin a resin selected from the group consisting of fluororesins and siloxane resins is preferable because it has better water resistance and flame retardancy.
- the colored layer is preferably a layer having a crosslinked structure in that it can impart functions such as water resistance to the colored layer and suppress chemical changes in the microcapsules.
- the presence or absence of a crosslinked structure in the colored layer of the heat storage member is evaluated by the following method.
- the heat storage member is cut out in the stacking direction to prepare a sample having a size of 2 cm square.
- the obtained sample is immersed in 50 ml of water, stirred with a stirrer for 10 minutes, and the sample is taken out.
- the water solubility of the colored layer is evaluated by visually confirming whether or not the colored layer remains on the surface of the sample taken out.
- the heat storage member is cut out in the stacking direction to prepare a sample having a size of 2 cm square.
- the obtained sample is immersed in 50 ml of N, N-dimethylformamide (DMF), stirred with a stirrer for 10 minutes, and the sample is taken out.
- the solvent solubility of the colored layer is evaluated by visually confirming whether or not the colored layer remains on the surface of the sample taken out.
- the colored layer of the heat storage member is evaluated to have a crosslinked structure.
- fluororesin examples include known fluororesins.
- examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polyethylene trifluorochloride, and polytetrafluoropropylene.
- the fluororesin may be a homopolymer obtained by polymerizing a single monomer, or may be a copolymer of two or more types. Furthermore, a copolymer of these monomers and other monomers may be used.
- copolymer examples include a copolymer of tetrafluoroethylene and tetrafluoropropylene, a copolymer of tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride, a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene, and a copolymer of tetrafluoroethylene and propylene.
- Copolymer with, tetrafluoroethylene and vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether copolymer, chlorotrifluoroethylene and vinyl ether copolymer, and chlorotrifluoroethylene and per Examples thereof include a copolymer with fluorovinyl ether.
- fluororesin examples include Obbligato (registered trademark) SW0011F, SIFCLEAR-F101, F102 (manufactured by JSR), KYNAR AQUATEC (registered trademark) ARC, and FMA-12 (both manufactured by Arkema) manufactured by AGC Cortec. ..
- the siloxane resin is a polymer having a repeating unit having a siloxane skeleton, and a hydrolyzed condensate of a compound represented by the following formula (1) is preferable.
- Equation (1) Si (X) n (R) 4-n X represents a hydrolyzable group.
- the hydrolyzable group include an alkoxy group, a halogen group, an acetoxy group, and an isocyanate group.
- R represents a non-hydrolyzable group.
- non-hydrolytable group examples include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group), an aryl group (for example, a phenyl group, a trill group, and a mesityl group), and an alkenyl group (for example, vinyl).
- alkyl group for example, a methyl group, an ethyl group, and a propyl group
- aryl group for example, a phenyl group, a trill group, and a mesityl group
- an alkenyl group for example, vinyl
- haloalkyl group eg, ⁇ -chloropropyl group
- aminoalkyl group eg, ⁇ -aminopropyl group, and ⁇ - (2-aminoethyl) aminopropyl group
- epoxyalkyl group e.g, ⁇ -glycidoxypropyl group and ⁇ - (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group
- ⁇ -mercaptoalkyl group eth) acryloyloxyalkyl group ( ⁇ -methacryloyloxypropyl group
- Hydroxyalkyl groups eg, ⁇ -hydroxypropyl groups.
- n represents an integer of 1 to 4, preferably 3 or 4.
- the hydrolyzed condensate is intended to be a compound obtained by hydrolyzing a hydrolyzable group in the compound represented by the formula (1) and condensing the obtained hydrolyzate.
- the sex group may be hydrolyzed and a part of the hydrolyzate may be condensed (partially hydrolyzed condensate). That is, the hydrolyzed condensate may be a completely hydrolyzed condensate, a partially hydrolyzed condensate, or a mixture thereof.
- the content of the binder in the colored layer is not particularly limited, but is preferably 50 to 98% by volume and 75 to 95% by volume with respect to the total volume of the colored layer in that the change in the appearance of the heat storage member can be further suppressed. Is more preferable.
- the binder in the colored layer may be used alone or in combination of two or more.
- the colored layer may contain components other than the colorant and the binder.
- Other components include thermally conductive materials, flame retardants, UV absorbers, antioxidants, and preservatives.
- the thickness of the colored layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 ⁇ m, more preferably 0.1 to 15 ⁇ m, further preferably 0.5 to 10 ⁇ m, and particularly preferably 0.5 to 5 ⁇ m.
- the ratio of the thickness of the colored layer to the thickness of the heat storage sheet is preferably 1/20 or less, more preferably 1/30 or less.
- the lower limit is, for example, 1/1000 or more.
- the ratio of the thickness of the colored layer to the thickness of the heat storage member is preferably 1/20 or less, more preferably 1/30 or less.
- the lower limit is, for example, 1/1000 or more.
- the thinner the colored layer the higher the proportion of the heat storage sheet in the entire heat storage member, so that the heat storage property is more excellent.
- the thickness is determined by observing a cut section obtained by cutting the colored layer in parallel with the thickness direction with SEM, measuring 5 arbitrary points, and averaging the thicknesses of the 5 points.
- One of the preferred forms of the colored layer is a form in which the film thickness of the colored layer is 15 ⁇ m or less and the optical density of the colored layer is 1.0 or more.
- the optical density is preferably 1.2 or more.
- the upper limit is not particularly limited, but in many cases it is 6.0 or less.
- X-rite eXact manufactured by X-Rite
- the density status is measured at ISO status T and D50 / 2 ° without a filter.
- the K value is adopted as the OD value of Xrite.
- the method for forming the colored layer is not particularly limited, and known methods can be mentioned. For example, a method in which a composition for forming a colored layer containing a colorant and a binder or a precursor thereof is brought into contact with a heat storage sheet, and a coating film formed on the heat storage sheet is cured as necessary. Further, a method of laminating colored sheets having a colorant can be mentioned. In terms of thinning the colored layer, the method using the colored layer forming composition is preferable. Hereinafter, the above method will be described in detail.
- the colorants and binders contained in the composition for forming a colored layer are as described above.
- the precursor of the binder contained in the composition for forming a colored layer means a component that becomes a binder by a curing treatment, and examples thereof include a compound represented by the above formula (1).
- the colored layer forming composition may contain a solvent (for example, water and an organic solvent), if necessary.
- the method of bringing the colored layer forming composition into contact with the heat storage sheet is not particularly limited, and the method of applying the colored layer forming composition onto the heat storage sheet and the method of immersing the heat storage sheet in the colored layer forming composition are immersed.
- the method can be mentioned.
- a method of applying the composition for forming a colored layer a dip coater, a die coater, a slit coater, a bar coater, an extrusion coater, a curtain flow coater, a known coating device such as spray coating, and gravure printing , Screen printing, offset printing, and a method using a printing device such as inkjet printing.
- the colored layer may be provided on the entire surface of the heat storage sheet, or may be partially provided in a pattern. It is preferable that the colored layer is provided on the entire surface of the heat storage sheet in that the change in the appearance of the heat storage member can be further suppressed.
- One of the preferable forms of the heat storage member is a form in which the film thickness of the colored layer is 15 ⁇ m or less and the optical density of the heat storage member is 1.0 or more.
- the film thickness of the colored layer is 15 ⁇ m or less
- the optical density of the heat storage member is 1.0 or more
- the content of the heat storage material is relative to the total mass of the heat storage sheet. , 65% by mass or more.
- the heat storage member By having the above-mentioned configuration of the heat storage member, it is possible to suppress a change in the appearance of the heat storage member while maintaining the excellent heat storage property of the heat storage member.
- the ratio of the thickness of the colored layer to the thickness of the heat storage sheet is 1/20 or less, and the content of the heat storage material is 65% by mass with respect to the total mass of the heat storage sheet.
- the above-mentioned forms can be mentioned.
- the ratio of the thickness of the colored layer to the thickness of the heat storage sheet is 1/20 or less, the optical density of the heat storage member is 1.0 or more, and the content of the heat storage material is high.
- the heat storage member may include a member other than the heat storage sheet and the colored layer.
- the heat storage member may include the above-mentioned base material at a position adjacent to the heat storage sheet. More specifically, as shown in FIG. 2, the heat storage member includes a base material 16, a heat storage sheet 12 arranged on the base material 16, and a colored layer 14 arranged on the heat storage sheet 12. It may be the heat storage member 10B.
- the heat storage member may have the above-mentioned easy-adhesion layer between the heat storage sheet and the base material. Further, in the first embodiment of the heat storage member, the heat storage member may have an adhesive layer or an adhesive layer between the heat storage sheet and the colored layer.
- the colored layer is preferably located at the outermost layer of the heat storage member. That is, in the first embodiment of the heat storage member, the colored layer is preferably arranged on the outermost side (particularly, the most visible side) of the heat storage member. In this case, the colored layer also functions as a protective layer that protects the heat storage sheet.
- the heat storage member may have an adhesion layer selected from the group consisting of an adhesive layer and an adhesive layer on the side opposite to the colored layer side of the heat storage sheet. More specifically, as the heat storage member, as shown in FIG. 3, the adhesion layer 18, the base material 16 arranged on the adhesion layer 18, the heat storage sheet 12 arranged on the base material 16, and the heat storage.
- the heat storage member 10C may have a colored layer 14 arranged on the sheet 12.
- the adhesive layer includes an adhesive layer and an adhesive layer.
- the material of the pressure-sensitive adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include known pressure-sensitive adhesives.
- Examples of the pressure-sensitive adhesive include an acrylic pressure-sensitive adhesive, a rubber-based pressure-sensitive adhesive, and a silicone-based pressure-sensitive adhesive.
- the acrylic pressure-sensitive adhesive refers to a pressure-sensitive adhesive containing a polymer of (meth) acrylic monomer ((meth) acrylic polymer).
- the adhesive layer may further contain a tackifier.
- the material of the adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include known adhesives.
- Examples of the adhesive include urethane resin adhesives, polyester adhesives, acrylic resin adhesives, ethylene vinyl acetate resin adhesives, polyvinyl alcohol adhesives, polyamide adhesives, and silicone adhesives.
- the method for forming the adhesive layer is not particularly limited, and for example, a method of transferring the adhesive layer onto the base material and a method of applying a pressure-sensitive adhesive or a composition containing an adhesive onto the base material to form the adhesive layer. Can be mentioned.
- the thickness of the adhesion layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 ⁇ m, more preferably 1 to 25 ⁇ m, and even more preferably 5 to 15 ⁇ m.
- a release sheet may be attached to the surface of the adhesion layer opposite to the heat storage sheet side.
- the release sheet include a sheet in which a release material such as silicone is attached on a support such as polyethylene terephthalate or polypropylene.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the second embodiment of the heat storage member.
- the heat storage member 10D has a heat storage sheet 12, a colored layer 14 arranged on the heat storage sheet 12, and a protective layer 20 arranged on the colored layer 14. That is, in the heat storage member 10D, the protective layer 20 is arranged on the side of the colored layer 14 opposite to the heat storage sheet 12 side.
- the heat storage member 10D which is the second embodiment of the heat storage member, has the same member as the heat storage member 10A, which is the first embodiment of the heat storage member, except that the heat storage member 10D has a protective layer 20.
- the same reference numerals are given, and the description thereof will be omitted below.
- the protective layer will be described in detail below.
- the protective layer is a layer arranged on the side opposite to the heat storage sheet side of the colored layer.
- the protective layer has a function of protecting the colored layer and the heat storage sheet.
- the material constituting the protective layer is not particularly limited, and a resin is preferable, and a resin selected from the group consisting of a fluororesin and a siloxane resin is preferable.
- the preferred forms of the fluororesin and the siloxane resin are the same as the preferred forms of the fluororesin and the siloxane resin which may be contained in the coloring layer described above.
- the protective layer preferably has a crosslinked structure.
- the protective layer may contain components other than the resin.
- Other components include thermally conductive materials, flame retardants, UV absorbers, antioxidants, and preservatives.
- the thickness of the protective layer is not particularly limited, but is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 0.01 to 25 ⁇ m, and even more preferably 0.5 to 15 ⁇ m.
- the thickness is determined by observing the cut surface obtained by cutting the protective layer in parallel with the thickness direction with SEM, measuring 5 arbitrary points, and averaging the thicknesses of the 5 points.
- the method for forming the protective layer is not particularly limited, and known methods can be mentioned.
- a method of laminating the layer on the colored layer can be mentioned.
- the method of using the protective layer forming composition will be described in detail.
- the resin contained in the protective layer forming composition is as described above.
- the resin precursor means a component that becomes a resin by curing treatment, and examples thereof include a compound represented by the above formula (1).
- the composition for forming a protective layer may contain a solvent (for example, water and an organic solvent), if necessary.
- the method of contacting the protective layer forming composition with the colored layer is not particularly limited, and the method of applying the protective layer forming composition onto the colored layer and the method of immersing the colored layer in the protective layer forming composition are performed.
- the method can be mentioned.
- Examples of the method for applying the protective layer forming composition include a dip coater, a die coater, a slit coater, a bar coater, an extrusion coater, a curtain flow coater, a known coating device such as spray coating, and gravure printing. , Screen printing, offset printing, and a method using a printing device such as inkjet printing.
- the latent heat capacity of the heat storage member is not particularly limited, but 115 J / ml or more is preferable, 120 J / ml or more is more preferable, 125 J / ml or more is further preferable, and 130 J / ml or more is preferable in that it is suitable for temperature control of a heating element that generates heat. / Ml or more is particularly preferable.
- the upper limit is not particularly limited, but it is often 300 J / ml or less.
- the latent heat capacity of the heat storage member is preferably more than 145 J / g, more preferably 150 J / g or more, and even more preferably 160 J / g or more.
- the upper limit is not particularly limited, but it is often 300 J / g or less.
- the latent heat capacity of the heat storage member can be measured by the same method as the latent heat capacity of the heat storage sheet.
- the heat storage member may include a member other than the heat storage sheet, the colored layer, and the protective layer.
- the heat storage member may have the above-mentioned base material at a position adjacent to the heat storage sheet.
- the heat storage member may have the above-mentioned easy-adhesion layer between the heat storage sheet and the base material.
- the heat storage member may have an adhesive layer or an adhesive layer between the heat storage sheet and the colored layer.
- the heat storage member may have an adhesion layer selected from the group consisting of an adhesive layer and an adhesive layer on the side opposite to the colored layer side of the heat storage sheet.
- the heat storage member of the present invention can be applied to various uses.
- the heat storage member can be used as a heat storage heat dissipation member for stable operation by maintaining the surface temperature of the heat generating portion in the electronic device in an arbitrary temperature range.
- building materials suitable for temperature control during rapid temperature rise during the day or indoor heating and cooling for example, floor materials, roofing materials, wall materials, etc.
- changes in environmental temperature or during exercise or at rest Clothing suitable for temperature control according to changes in body temperature for example, underwear, coat, winter clothes, gloves, etc.
- Bedding Exhaust heat utilization system that stores unnecessary exhaust heat and uses it as heat energy, etc. Can be suitably used for the above applications.
- Example 1> Preparation of microcapsule dispersion 72 parts by mass of Eikosan (latent heat storage material; aliphatic hydrocarbon having a melting point of 37 ° C. and 20 carbon atoms) was heated and dissolved at 60 ° C. to obtain a solution A to which 120 parts by mass of ethyl acetate was added. Next, 0.05 parts by mass of N, N, N', N'-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine (ADEKA polyether EDP-300, ADEKA Corporation) is added to the stirring solution A to make a solution. I got B.
- Eikosan latent heat storage material
- the median diameter D50 of the obtained dispersion liquid based on the volume standard of the microcapsules was 20 ⁇ m.
- the thickness of the capsule wall of the microcapsules was 0.1 ⁇ m.
- composition 1 for Forming Colored Layer The following components were mixed to prepare a composition 1 for forming a colored layer.
- KYNAR Aquatec ARC Arkema, solid content concentration 44% by mass; fluororesin
- Epocross WS-700 Epocross WS-700
- FUJI JET BLACK B-15 manufactured by Fuji Dye Co., Ltd., solid content concentration 15% by mass, carbon black
- Taien E manufactured by Taihei Kagaku Sangyo Co., Ltd .
- flame retardant solid content concentration 20% by mass aqueous dispersion Diluted in liquid
- Neugen LP-70 Manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (diluted in an aqueous solution with a solid content concentration of 2% by mass
- surfactant
- PET polyethylene terephthalate
- An optical adhesive sheet MO-3015 (thickness: 5 ⁇ m) manufactured by Lintec Corporation was attached to a PET substrate having a thickness of 12 ⁇ m to form an adhesive layer.
- Nippon Latex LX407C4E manufactured by ZEON CORPORATION
- Nippon Latex LX407C4C manufactured by ZEON CORPORATION
- Aquabrid EM-13 (Daicel Fine Chem Ltd.) on the surface of the PET substrate opposite to the side having the adhesive layer.
- a styrene-butadiene rubber system having a thickness of 1.3 ⁇ m was applied by applying an aqueous solution in which and was mixed and dissolved so that the solid content concentration was 22: 77.5: 0.5 (mass basis), and dried at 115 ° C. for 2 minutes.
- An easy-adhesion layer made of resin was formed, and a PET base material (A) with an easy-adhesion layer and an adhesive layer was prepared.
- the heat storage sheet forming composition 1 is placed on the surface of the easy-adhesive layer and the PET substrate (A) with the adhesive layer on the opposite side of the easy-adhesive layer from the PET substrate so that the mass after drying is 133 g / m 2.
- the thickness of the heat storage sheet was 190 ⁇ m.
- the composition 1 for forming a colored layer was applied to the surface of the heat storage sheet opposite to the PET base material and dried to form a colored layer 1 having a thickness of 3 ⁇ m to prepare a heat storage member 1.
- the content of the microcapsules in the heat storage sheet was 91% by mass with respect to the total mass of the heat storage sheet.
- the content of the heat storage material (icosane) in the heat storage sheet was 85% by mass with respect to the total mass of the heat storage sheet.
- Example 2 The heat storage member 2 was produced according to the same procedure as in Example 1 except that the colored layer forming composition 2 described later was used instead of the colored layer forming composition 1.
- composition 2 for Forming Colored Layer The following components were mixed to prepare a composition 2 for forming a colored layer. Pure water 4.3 parts by mass 1M sodium hydroxide aqueous solution 0.4 parts by mass X-12-1098 (manufactured by Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd., solid content concentration 30% by mass) 47.2 parts by mass Snowtex XL (Nissan Chemical Co., Ltd.
- Example 3 The heat storage sheet forming composition 1 is placed on the surface of the easy-adhesion layer and the PET base material (A) with an adhesive layer produced in Example 1 on the opposite side of the easy-adhesion layer from the PET base material, and the mass after drying is increased.
- a heat storage sheet was formed by applying and drying with a bar coater so as to be 133 g / m 2 .
- the composition 3 for forming a colored layer which will be described later, was applied to the surface of the heat storage sheet opposite to the PET base material and dried to form the colored layer 3 having a thickness of 1 ⁇ m.
- the protective layer forming composition 1 described later was applied to the surface of the colored layer 3 opposite to the heat storage sheet and dried to form the protective layer 1 having a thickness of 3 ⁇ m to prepare the heat storage member 3. ..
- composition 3 for Forming Colored Layer The following components were mixed to prepare a composition 3 for forming a colored layer.
- Epocross WS-700 (manufactured by Nippon Catalyst Co., Ltd., solid content concentration 25% by mass; curing agent) 4 .7 parts by mass FUJI JET BLACK B-15 (manufactured by Fuji Dye Co., Ltd., solid content concentration 15% by mass, carbon black) 26.2 parts by mass Neugen LP-70 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (solid content concentration) Dilute to 2% by mass aqueous solution); Surface active agent) 0.7 parts by mass
- composition 1 for Forming Protective Layer The following components were mixed to prepare a protective layer forming composition 1.
- KYNAR Aquatec ARC manufactured by Archema, solid content concentration 44% by mass; fluororesin
- Epocross WS-700 manufactured by Nippon Catalyst Co., Ltd., solid content concentration 25% by mass; curing agent
- Taien E manufactured by Taihei Kagaku Sangyo Co., Ltd .
- flame retardant diluted in aqueous dispersion with solid content concentration of 20% by mass
- Neugen LP-70 manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (solid content concentration 2% by mass) Diluted in aqueous solution
- Surface active agent 1.6 parts by mass
- Example 4 The heat storage member 4 was produced according to the same procedure as in Example 1 except that the protective layer forming composition 2 described later was used instead of the protective layer forming composition 1.
- composition 2 for forming a protective layer
- a protective layer forming composition 2 Pure water 5.3 parts by mass 1M aqueous sodium hydroxide solution 0.6 parts by mass X-12-1098 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd., solid content concentration 30% by mass) 70.0 parts by mass Snowtex XL (Nissan Chemical Co., Ltd. Made by Co., Ltd., solid content concentration 40% by mass, average particle size 60 nm) 22.5 parts by mass Neugen LP-70 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (diluted in solid content concentration 2% by mass aqueous solution); surfactant) 1.6 parts by mass
- Example 5 The heat storage member 5 was produced according to the same procedure as in Example 1 except that the protective layer forming composition 3 described later was used instead of the protective layer forming composition 1.
- composition for forming a protective layer 3 The following components were mixed to prepare a protective layer forming composition 3. 72 parts by mass of the above hydrolyzate Snowtex OYL (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., solid content concentration 20% by mass, average particle size 60 nm) 27 parts by mass Neugen LP-70 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (solid content concentration) Diluted in 2% by mass aqueous solution); Surfactant) 1 part by mass
- ⁇ Comparative example 2> 1.5 parts by mass of side chain alkylbenzene sulfonic acid amine salt (Neogen T, Daiichi Kogyo Seiyaku) and sodium bis (3,3,4,5,4) with respect to 1000 parts by mass of the obtained microcapsule dispersion.
- the optical density (OD) K value of each of the obtained heat storage members was measured from the colored layer side or the protective layer side using X-rite eXact (manufactured by X-Rite). In addition, about Comparative Example 2, it corresponds to the optical density of the heat storage sheet containing carbon black.
- the latent heat capacity of the obtained heat storage member was calculated from the result of differential scanning calorimetry and the thickness of the heat storage sheet and the heat storage member. The results are shown in Table 1. Moreover, the obtained heat storage member was used by being attached to another base material prepared separately.
- the "Colorant volume%” column represents the content (volume%) of the colorant (carbon black) with respect to the total volume of the colored layer.
- “changed (yellow)” means that the color has changed to yellow.
- the heat storage member of the present invention showed a desired effect.
- Heat storage member 12 Heat storage sheet 14 Colored layer 16 Base material 18 Adhesive layer 20 Protective layer
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Abstract
Description
例えば、パラフィン類等の相変化物質(PCM;Phase Change Material)を内包するマイクロカプセルが知られている。具体的には、特許文献1には、ポリウレタン等から形成されるカプセル壁に蓄熱材を内包するマイクロカプセルが開示されている。
本発明は、上記実情に鑑みて、蓄熱性に優れると共に、経時での色味変化が抑制された蓄熱部材を提供することを課題とする。
着色層と、を有する蓄熱部材。
(2) マイクロカプセルのカプセル壁が、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、及び、ポリウレアからなる群から選択される少なくとも1種を含む、(1)に記載の蓄熱部材。
(3) 着色層の膜厚が15μm以下であり、
蓄熱部材の光学濃度が1.0以上である、(1)又は(2)に記載の蓄熱部材。
(4) 着色層が、最外層に位置する、(1)~(3)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(5) 着色層が、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂を含む、(1)~(4)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(6) 着色層の蓄熱シートとは反対側の面に、更に保護層を有する、(1)~(5)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(7) 保護層が、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂を含む、(6)に記載の蓄熱部材。
(8) 着色層の厚みが、0.5~10μmである、(1)~(7)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(9) 蓄熱シートの厚みに対する着色層の厚みの比率が1/20以下であり、
蓄熱材の含有量が、蓄熱シート全質量に対して、65質量%以上である、(1)~(8)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(10) 着色層が、黒色顔料を含む、(1)~(9)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(11) 黒色顔料の含有量が、着色層全体積に対して、2~30体積%である、(10)に記載の蓄熱部材。
(12) マイクロカプセルの含有量が、蓄熱シート全質量に対して、75質量%以上である、(1)~(11)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(13) 蓄熱部材の潜熱容量が、125J/ml以上である、(1)~(12)のいずれかに記載の蓄熱部材。
(14) 蓄熱部材の潜熱容量が、145J/g超である、(1)~(13)のいずれかに記載の蓄熱部材。
なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明者らは、蓄熱材を含むマイクロカプセルを含む蓄熱シートの色味がハンドリング又は保管の間に、汚れ又は経時変化等により変化する場合があることを見出している。特に、マイクロカプセルのカプセル壁が、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、及び、ポリウレアからなる群から選択される少なくとも1種を含む場合、上記色味の変化がより顕著に生じる。そこで、本発明者らは、着色層を蓄熱シートとは別に設けることにより、蓄熱シートの蓄熱性を損なうことなく、色味変化を抑制している。色味変化が抑制される理由としては、蓄熱シート自体の色味が変化した場合であっても、着色層の存在によってその色味変化を視認しづらくしている点、及び、着色層を設けることにより、ハンドリング時のこすれ、又は、外部からの水が蓄熱シートに侵入することを防止して、マイクロカプセルの物理的・化学的変化を抑制している点が考えられる。なお、後述する比較例に示すように、蓄熱シートが着色剤を含む場合、蓄熱シートの蓄熱性が低下する傾向がある。
図1は、蓄熱部材の第1実施形態の断面図である。
蓄熱部材10Aは、蓄熱シート12と、蓄熱シート12上に配置された着色層14とを有する。蓄熱部材10Aにおいては、着色層14を視認側に配置することにより、蓄熱シート12の色味変化が生じた場合でも、その変化を視認しづらくし、結果として、蓄熱部材10A全体の色味変化を抑制している。
以下、各部材について詳述する。
蓄熱シートは、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを含む。
マイクロカプセルは、コア部と、コア部をなすコア材(内包されるもの(内包成分ともいう。))を内包するためのカプセル壁と、を有する。
蓄熱材の種類は特に制限されず、温度変化に応じた融解と凝固との状態変化を伴う固相-液相間の相変化を繰り返すことができる材料から、適宜選択できる。
蓄熱材の相変化は、蓄熱材自体が有する融点に基づくことが好ましい。
なかでも、授受可能な熱量の制御のしやすさ、及び、熱量の大きさの点で、蓄熱材としては、潜熱蓄熱材が好ましい。
潜熱蓄熱材は、融点での融解熱及び凝固点での凝固熱を利用し、固体-液体間の相変化を伴って蓄熱し、また放熱できる。
潜熱蓄熱材としては、例えば、氷(水);無機塩;パラフィン(例えば、イソパラフィン、ノルマルパラフィン)等の脂肪族炭化水素;トリ(カプリル・カプリン酸)グリセリル、ミリスチン酸メチル(融点16~19℃)、ミリスチン酸イソプロピル(融点167℃)、及び、フタル酸ジブチル(融点-35℃)等の脂肪酸エステル系化合物;ジイソプロピルナフタレン(融点67~70℃)等のアルキルナフタレン系化合物、1-フェニル-1-キシリルエタン(融点-50℃未満)等のジアリールアルカン系化合物、4-イソプロピルビフェニル(融点11℃)等のアルキルビフェニル系化合物、トリアリールメタン系化合物、アルキルベンゼン系化合物、ベンジルナフタレン系化合物、ジアリールアルキレン系化合物、及び、アリールインダン系化合物等の芳香族炭化水素;ツバキ油、大豆油、コーン油、綿実油、菜種油、オリーブ油、ヤシ油、ひまし油、及び、魚油等の天然動植物油;鉱物油等が挙げられる。
蓄熱材は、目的とする温度領域(例えば、発熱体の動作温度;以下、「熱制御領域」ともいう。)に融点を持つ材料が選択されることが好ましい。
具体的には、蓄熱材の融点は熱制御領域に応じて異なるが、電子デバイス(特に、小型又は携帯用の電子デバイス)への適用の点で、蓄熱材として、以下の融点を有する蓄熱材が好ましい。
(1)蓄熱材(好ましくは潜熱蓄熱材)としては、融点が0~80℃の蓄熱材が好ましい。
融点が0~80℃の蓄熱材を用いる場合、融点が0℃未満又は80℃超の材料は蓄熱材には含まれない。融点が0℃未満又は80℃超の材料のうち、液体の状態にある材料は、溶媒として蓄熱材と併用されてもよい。
(2)上記(1)の中では、融点が10~70℃の蓄熱材が好ましい。
融点が10~70℃の蓄熱材を用いる場合、融点が10℃未満又は70℃超の材料は蓄熱材には含まれない。融点が10℃未満又は70℃超の材料のうち、液体の状態にある材料は、溶媒として蓄熱材と併用されてもよい。
(3)更に、上記(2)の中では、融点が15~50℃の蓄熱材が好ましい。
融点が15~50℃の蓄熱材を用いる場合、融点が15℃未満又は50℃超の材料は蓄熱材には含まれない。融点が15℃未満又は50℃超の材料のうち、液体の状態にある材料は、溶媒として蓄熱材と併用されてもよい。
パラフィンの融点は特に制限されないが、蓄熱部材の各種用途への適用の点で、0℃以上が好ましく、15℃以上がより好ましく、20℃以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、50℃以下が更に好ましい。
パラフィンとしては、蓄熱部材の蓄熱性がより優れる点で、脂肪族炭化水素であることが好ましい。脂肪族炭化水素の炭素数は特に制限されないが、14以上が好ましく、16以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、26以下の場合が多い。
パラフィンとしては、融点が0℃以上の脂肪族炭化水素が好ましく、融点が0℃以上であって、かつ、炭素数14以上の脂肪族炭化水素がより好ましい。
蓄熱材の蓄熱作用を得たい中心温度に融点を持つ蓄熱材を中心に、その前後に融点を持つ蓄熱材を混合することで、蓄熱可能な温度領域を拡げることができる。蓄熱材としてパラフィンを用いる場合を例に具体的に説明すると、蓄熱材の蓄熱作用を得たい中心温度に融点を持つパラフィンaを中心材料として用い、パラフィンaと、パラフィンaの前後に炭素数を有する他のパラフィンと、を混合することで、蓄熱シートが広い温度領域(熱制御領域)を持つように設計できる。
また、蓄熱作用を得たい中心温度に融点を持つパラフィンの含有量は特に制限されないが、蓄熱材全質量に対して、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上が更に好ましい。上限としては、100質量%が挙げられる。
複数のパラフィンを使用する場合には、蓄熱性を発現する温度領域及び蓄熱量の点で、主たるパラフィンの含有量は特に制限されないが、パラフィン全質量に対して、80~100質量%が好ましく、90~100質量%がより好ましく、95~100質量%が更に好ましい。
なお、「主たるパラフィン」とは、含有される複数のパラフィンのうち、最も含有量の多いパラフィンのことを指す。主たるパラフィンの含有量は、パラフィン全質量に対して50質量%以上であることが好ましい。
また、パラフィンの含有量は特に制限されないが、蓄熱材(好ましくは潜熱蓄熱材)全質量に対して、80~100質量%が好ましく、90~100質量%がより好ましく、95~100質量%が更に好ましい。
マイクロカプセルのコア材としては、上述した蓄熱材以外の他の成分が内包されていてもよい。マイクロカプセルにコア材として内包し得る他の成分としては、例えば、溶媒、及び、難燃剤等の添加剤が挙げられる。
コア材に占める蓄熱材の含有量は特に制限されないが、蓄熱シートの蓄熱性がより優れる点で、コア材全質量に対して、80~100質量%が好ましく、90~100質量%がより好ましい。
この場合の溶媒としては、融点が、蓄熱シートが使用される温度領域(熱制御領域;例えば、発熱体の動作温度)から外れている既述の蓄熱材が挙げられる。即ち、溶媒は、熱制御領域において液体の状態で相変化しないものを指し、熱制御領域内において相転移を起こして吸放熱反応が生じる蓄熱材と区別される。
マイクロカプセルは、コア材を内包するカプセル壁を有する。
マイクロカプセルにおけるカプセル壁を形成する材料は特に制限されず、例えば、ポリマーが挙げられ、より具体的には、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、ポリウレア、メラミン樹脂、及び、アクリル樹脂が挙げられる。
カプセル壁を薄くでき、蓄熱部材の蓄熱性がより優れる点で、カプセル壁は、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、ポリウレア、又は、メラミン樹脂を含むことが好ましく、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、又は、ポリウレアを含むことがより好ましい。
なお、ポリウレタンとはウレタン結合を複数有するポリマーであり、ポリオールとポリイソシアネートとの反応生成物であることが好ましい。
また、ポリウレアとはウレア結合を複数有するポリマーであり、ポリアミンとポリイソシアネートとの反応生成物であることが好ましい。
また、ポリウレタンウレアとはウレタン結合及びウレア結合を有するポリマーであり、ポリオールと、ポリアミンと、ポリイソシアネートとの反応生成物であることが好ましい。なお、ポリオールとポリイソシアネートとを反応させる際に、ポリイソシアネートの一部が水と反応してポリアミンとなり、結果的にポリウレタンウレアが得られることがある。
マイクロカプセルが変形する粒子である場合、マイクロカプセルが壊れずに変形でき、蓄熱シート中におけるマイクロカプセルの充填率を向上させることができる。結果、蓄熱シートにおける蓄熱材の量を増やすことが可能になり、より優れた蓄熱性を実現できる。
なお、マイクロカプセルが壊れずに変形するとは、変形量の程度は問わず、個々のマイクロカプセルに外圧が与えられていない状態での形状から変形することを意味する。マイクロカプセルに生じる変形としては、蓄熱シート内においてマイクロカプセル同士が互いに押され合った場合に、球面同士が接触して平面状の接触面ができる変形が含まれる。
マイクロカプセルが変形する粒子となり得る点で、カプセル壁を形成する材料としては、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、又は、ポリウレアが好ましい。
芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、ナフタレン-1,4-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-ビフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、キシリレン-1,4-ジイソシアネート、キシリレン-1,3-ジイソシアネート、4-クロロキシリレン-1,3-ジイソシアネート、2-メチルキシリレン-1,3-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、及び、4,4’-ジフェニルヘキサフルオロプロパンジイソシアネートが挙げられる。
より具体的には、ポリイソシアネートとしては、上記の2官能のポリイソシアネートの3量体であるビューレット体もしくはイソシアヌレート体、トリメチロールプロパン等のポリオールと2官能のポリイソシアネートとの付加体、ベンゼンイソシアネートのホルマリン縮合物、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等の重合性基を有するポリイソシアネート、及び、リジントリイソシアネートも挙げられる。
ポリイソシアネートについては「ポリウレタン樹脂ハンドブック」(岩田敬治編、日刊工業新聞社発行(1987))に記載されている。
3官能以上のポリイソシアネートとしては、例えば、3官能以上の芳香族ポリイソシアネート、及び、3官能以上の脂肪族ポリイソシアネートが挙げられる。
3官能以上のポリイソシアネートとしては、2官能のポリイソシアネートと分子中に3つ以上の活性水素基を有する化合物(例えば、3官能以上の、ポリオール、ポリアミン、又はポリチオール等)とのアダクト体(付加物)である3官能以上のポリイソシアネート(アダクト型である3官能以上のポリイソシアネート)、及び、2官能のポリイソシアネートの3量体(ビウレット型又はイソシアヌレート型)も好ましい。
なかでも、アダクト型の3官能以上のポリイソシアネートとしては、三井化学株式会社製のタケネート(登録商標)D-110N、D-120N、D-140N、D-160N、又は、DIC株式会社製のバーノック(登録商標)D-750が好ましい。
イソシアヌレート型の3官能以上のポリイソシアネートとしては、例えば、タケネート(登録商標)D-127N、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N、D-204(三井化学株式会社製)、スミジュールN3300、デスモジュール(登録商標)N3600、N3900、Z4470BA(住化バイエルウレタン)、コロネート(登録商標)HX、HK(日本ポリウレタン株式会社製)、デュラネート(登録商標)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(旭化成株式会社製)が挙げられる。
ビウレット型の3官能以上のポリイソシアネートとしては、例えば、タケネート(登録商標)D-165N、NP1100(三井化学株式会社製)、デスモジュール(登録商標)N3200(住化バイエルウレタン)、デュラネート(登録商標)24A-100(旭化成株式会社製)が挙げられる。
なお、低分子ポリオールとは、分子量が300以下のポリオールを意味し、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、及び、プロピレングリコール等の2官能の低分子ポリオール、並びに、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、及び、ソルビトール等の3官能以上の低分子ポリオールが挙げられる。
また、カプセル壁の質量の下限は特に制限されないが、マイクロカプセルの耐圧性を保つ点で、蓄熱材全質量に対して、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましい。
マイクロカプセルの粒径は特に制限されないが、体積標準のメジアン径(D50)で1~80μmが好ましく、10~70μmがより好ましく、15~50μmが更に好ましい。
マイクロカプセルの体積標準のメジアン径は、分散の条件を変更することにより、制御できる。
ここで、マイクロカプセルの体積標準のメジアン径とは、マイクロカプセル全体を体積累計が50%となる粒子径を閾値に2つに分けた場合に、大径側と小径側での粒子の体積の合計が等量となる径をいう。マイクロカプセルの体積標準のメジアン径は、マイクロトラックMT3300EXII(日機装株式会社製)を用いて測定される。
壁厚は、20個のマイクロカプセルの個々の壁厚(μm)を走査型電子顕微鏡(SEM)により求めて平均した平均値をいう。
具体的には、マイクロカプセルを含む液を任意の支持体上に塗布し、乾燥させて塗布膜を形成する。得られた塗布膜の断面切片を作製し、SEMを用いてその断面を観察し、任意の20個のマイクロカプセルを選択して、それら個々のマイクロカプセルの断面を観察して壁厚を測定して平均値を算出することにより求められる。その場合、壁厚を測定するマイクロカプセルは、平均粒径±10%の大きさのマイクロカプセルについて算出する。
マイクロカプセルの製造方法は特に制限されず、公知の方法が採用できる。
例えば、カプセル壁がポリウレタンウレア、ポリウレタン、又は、ポリウレアを含む場合、蓄熱材とカプセル壁材とを含む油相を、乳化剤を含む水相に分散して乳化液を調製する工程(乳化工程)と、カプセル壁材を油相と水相との界面で重合させてカプセル壁を形成し、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを形成する工程(カプセル化工程)と、を含む界面重合法が挙げられる。
カプセル壁がメラミン樹脂を含む場合は、蓄熱材を含む油相を、乳化剤を含む水相に分散して乳化液を調製する工程(乳化工程)と、カプセル壁材を水相に添加し、乳化液滴の表面にカプセル壁材による高分子層を形成し、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを形成する工程(カプセル化工程)を含むコアセルベーション法が挙げられる。
なお、カプセル壁材とは、カプセル壁を形成し得る材料を意味する。
以下では、界面重合法の各工程について詳述する。
乳化液は、蓄熱材とカプセル壁材とを含む油相を、乳化剤を含む水相に分散させることにより形成される。
油相は、少なくとも蓄熱材及びカプセル壁材を含み、必要に応じて、溶媒、及び/又は、添加剤等の他の成分を更に含んでいてもよい。
水相は、少なくとも水性媒体及び乳化剤を含むことができる。
水性媒体としては、水、及び、水と水溶性有機溶剤との混合溶媒が挙げられ、水が好ましい。「水溶性」とは、25℃の水100質量%に対する対象物質の溶解量が5質量%以上であることを意味する。
水性媒体の含有量は特に制限されないが、油相と水相との混合物である乳化液全質量に対して、20~80質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましく、40~60質量%が更に好ましい。
分散剤としては、例えば、後述するバインダーが挙げられ、ポリビニルアルコールが好ましい。
界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、及び、両性界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種類以上を混合して使用してもよい。
乳化剤の含有量は、油相と水相との混合物である乳化液全質量に対し、0質量%超20質量%以下が好ましく、0.005~10質量%がより好ましく、0.01~10質量%が更に好ましく、1~5質量%が特に好ましい。
水相は、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤、及び、防腐剤等の他の成分を含んでいてもよい。
カプセル化工程では、カプセル壁材を油相と水相との界面で重合させてカプセル壁を形成し、蓄熱材を内包するマイクロカプセルを形成する。
また、充分な攪拌を行うことも好ましい。
更に、重合中に反応系に凝集防止用の分散剤を添加してもよい。
更に、必要に応じて、重合中に反応系にニグロシン等の荷電調節剤、又はその他任意の補助剤を添加してもよい。
蓄熱シートは、マイクロカプセル以外に、バインダーを含むことが好ましい。蓄熱シートがバインダーを含むことで、蓄熱シートの耐久性が向上する。
水溶性ポリマーにおける「水溶性」とは、25℃の水100質量%に対する対象物質の溶解量が5質量%以上であることを意味し、より好適な水溶性ポリマーは、溶解量が10質量%以上であることを意味する。
油溶性ポリマーにおける「油溶性」とは、25℃の水100質量%に対する対象物質の溶解量が5質量%未満であることを意味する。
ポリビニルアルコールとしては、例えば、株式会社クラレ製のクラレポバールシリーズ(例:クラレポバールPVA-217E、クラレポバールKL-318等)が挙げられる。
ポリビニルアルコールの重合度は、500~5000が好ましく、1000~3000がより好ましい。
分子量の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される値である。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による測定は、測定装置として、HLC(登録商標)-8020GPC(東ソー(株))を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標)Super Multipore HZ-H(4.6mmID×15cm、東ソー(株))を3本用い、溶離液として、THF(テトラヒドロフラン)を用いる。また、測定条件としては、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35ml/min、サンプル注入量を10μl、及び測定温度を40℃とし、RI(示差屈折)検出器を用いて行う。
検量線は、東ソー(株)の「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F-40」、「F-20」、「F-4」、「F-1」、「A-5000」、「A-2500」、「A-1000」、及び、「n-プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
蓄熱シートは、マイクロカプセル及びバインダー以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、熱伝導性材料、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、及び、防腐剤が挙げられる。
上記他の成分の含有量は、蓄熱シート全質量に対して、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。下限は特に制限されないが、0質量%が挙げられる。
なお、熱伝導性材料の「熱伝導性」とは、熱伝導率が10Wm-1K-1以上である材料をいう。なかでも、熱伝導性材料の熱伝導率としては、蓄熱シートの放熱性が良好になる点で、50Wm-1K-1以上であることが好ましい。
熱伝導率(単位:Wm-1K-1)は、フラッシュ法にて25℃の温度下、日本工業規格(JIS)R1611に準拠した方法により測定される値である。
蓄熱シートの厚みは特に制限されないが、1~1000μmが好ましく、1~500μmがより好ましい。
厚みは、蓄熱シートを厚み方向と平行に裁断した裁断面をSEMで観察し、任意の点を5点測定し、5点の厚みを平均した平均値とする。
潜熱容量は、示差走査熱量測定(DSC;Differential scannin
g calorimetry)の結果と蓄熱シートの厚みとから算出される値である。
なお、限られた空間内で高い蓄熱量を発現するという点で考えた場合、蓄熱量は「J/ml(単位体積当たりの蓄熱量)」で捉えることが適切と考えられるが、電子デバイス等の用途を考慮した場合は、電子デバイスの重さも重要となる。そのため、限られた質量内において高い蓄熱性を発現するという捉え方をすると、「J/g(単位質量当たりの蓄熱量)」で捉えることが適当な場合がある。この場合には、潜熱容量としては、150J/g以上が好ましく、160J/g以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、300J/g以下の場合が多い。
また、蓄熱シート中に占める空隙の体積率は特に制限されないが、蓄熱シートの全体積に対して、50体積%以下が好ましく、40体積%以下がより好ましく、15体積%以下が更に好ましく、10%体積以下が特に好ましい。下限は特に制限されないが、0体積%が挙げられる。
蓄熱シートの製造方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。例えば、蓄熱材を内包したマイクロカプセルと必要に応じて使用されるバインダーとを含む分散液を、基材上に塗布し、乾燥させることで作製する方法が挙げられる。
なお、必要に応じて、得られた基材と蓄熱シートとの積層体から基材を剥がすことで、蓄熱シートの単体を得ることができる。
基材の厚みは特に制限されないが、1~100μmが好ましく、1~25μmがより好ましく、3~15μmが更に好ましい。
基材は、蓄熱シートとの密着性を向上させる目的で、基材の表面を処理することが好ましい。表面処理方法としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、及び、易接着層である薄層の付与等が挙げられる。
易接着層の厚みは特に制限されないが、0.1~5μmが好ましく、0.5~2μmがより好ましい。
乾燥は、水溶媒の場合、60~130℃の範囲で行うことが好ましい。
乾燥を行う工程では、塗布膜に対して、平坦化処理を施してもよい。平坦化処理の方法としては、ローラー、ニップローラー、及び、カレンダー等で塗布膜に圧力をかけて膜中のマイクロカプセルの充填率を上げる方法が挙げられる。
着色層は、上記蓄熱シート上に配置される層である。着色層を設けることにより、蓄熱シートの色味が変化した際にも、蓄熱部材の見た目の色味変化を抑制できる。また、ハンドリング時のこすれ、又は、蓄熱シートへの水等の侵入を抑制でき、マイクロカプセルの物理的・化学的変化を抑制でき、結果として、蓄熱シート自体の色味変化を抑制もできる。
なお、着色層は、蓄熱シートと接触するように配置されていてもよいし、他の層(例えば、接着層又は粘着層)を介して蓄熱シート上に配置されていてもよい。
着色剤としては、顔料、及び、染料が挙げられ、耐候性に優れ、かつ、蓄熱部材の見た目の色味変化をより抑制できる点で、顔料が好ましく、黒色顔料がより好ましく、カーボンブラックが更に好ましい。なお、カーボンブラックを使用する場合、着色層の熱伝導性がより向上する。
顔料としては、従来公知の種々の無機顔料及び有機顔料が挙げられる。
具体的な無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、リトポン、軽質炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、及び、硫酸バリウム等の白色顔料、並びに、カーボンブラック、チタンブラック、チタンカーボン、酸化鉄、及び、黒鉛等の黒色顔料が挙げられる。
有機顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 177、179、224、242、254、255、264等の赤色顔料、C.I.Pigment Yellow 138、139、150、180、185等の黄色顔料、C.I.Pigment Orange 36、38、71等の橙色顔料、C.I.Pigment Green 7、36、58等の緑色顔料、C.I.Pigment Blue 15:6等の青色顔料、及び、C.I.Pigment Violet 23等の紫色顔料が挙げられる。
着色剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を使用してもよい。
バインダーの種類は特に制限されず、公知の材料が挙げられ、樹脂が好ましい。
樹脂としては、耐水性、及び、難燃性がより良好となる点で、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂が好ましい。耐水性が良好な、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂を着色層が含むことで、マイクロカプセルの化学変化を抑制でき、蓄熱シートの色味変化を抑制できる。着色層に耐水性などの機能を付与し、マイクロカプセルの化学変化を抑制できる点で、着色層は架橋構造を有する層であることが好ましい。
本明細書では、蓄熱部材が有する着色層中における架橋構造の有無を、以下の方法により評価する。
まず、蓄熱部材を積層方向に切り取り、2cm角のサイズのサンプルを作製する。得られたサンプルを50mlの水に浸漬させ、スターラーを用いて10分間攪拌し、サンプルを取り出す。取り出したサンプルの表面に着色層が残存しているか否かを目視で確認することにより、着色層の水溶解性を評価する。
次に、蓄熱部材を積層方向に切り取り、2cm角のサイズのサンプルを作製する。得られたサンプルを50mlのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)に浸漬させ、スターラーを用いて10分間攪拌し、サンプルを取り出す。取り出したサンプルの表面に着色層が残存しているか否かを目視で確認することにより、着色層の溶剤溶解性を評価する。
上記試験の結果、水及びDMFのいずれに対しても殆ど溶解せず、着色層が残存していると評価される場合、蓄熱部材が有する着色層は架橋構造を有するものと評価される。
フッ素樹脂は、単独のモノマーを重合したホモポリマーでもよいし、2種類以上を共重合したものでもよい。さらには、これらのモノマーと他のモノマーとの共重合体でもよい。
共重合体としては、例えば、テトラフルオロエチレンとテトラフルオロプロピレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとプロピレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとビニルエーテルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとパーフロロビニルエーテルとの共重合体、クロロトリフルオロエチレンとビニルエーテルとの共重合体、及び、クロロトリフルオロエチレンとパーフロロビニルエーテルとの共重合体が挙げられる。
フッ素樹脂としては、例えば、AGCコーテック社製のオブリガート(登録商標)SW0011F、SIFCLEAR-F101、F102(JSR社製)、KYNAR AQUATEC(登録商標)ARC、FMA-12(ともにアルケマ社製)が挙げられる。
式(1) Si(X)n(R)4-n
Xは、加水分解性基を表す。加水分解性基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン基、アセトキシ基、及び、イソシアネート基が挙げられる。
Rは、非加水分解性基を表す。非加水分解性基としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、及び、プロピル基)、アリール基(例えば、フェニル基、トリル基、及び、メシチル基)、アルケニル基(例えば、ビニル基、及び、アリル基)、ハロアルキル基(例えば、γ-クロロプロピル基)、アミノアルキル基(例えば、γ-アミノプロピル基、及び、γ-(2-アミノエチル)アミノプロピル基)、エポキシアルキル基(例えば、γ-グリシドキシプロピル基、及び、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチル基)、γ-メルカプトアルキル基、(メタ)アクリロイルオキシアルキル基(γ-メタクリロイルオキシプロピル基)、及び、ヒドロキシアルキル基(例えば、γ-ヒドロキシプロピル基)が挙げられる。
nは、1~4の整数を表し、3又は4が好ましい。
上記加水分解縮合物とは、式(1)で表される化合物中の加水分解性基が加水分解し、得られた加水分解物を縮合して得られる化合物を意図する。なお、上記加水分解縮合物としては、すべての加水分解性基が加水分解され、かつ、加水分解物がすべて縮合されているもの(完全加水分解縮合物)であっても、一部の加水分解性基が加水分解され、一部の加水分解物が縮合しているもの(部分加水分解縮合物)であってもよい。つまり、上記加水分解縮合物は、完全加水分解縮合物、部分加水分解縮合物、又は、これらの混合物であってもよい。
着色層中におけるバインダーは、1種単独で使用してもよく、2種以上を使用してもよい。
蓄熱部材の厚みに対する着色層の厚みの比率は、1/20以下が好ましく、1/30以下がより好ましい。下限としては、例えば、1/1000以上である。着色層が薄いほど、蓄熱部材全体が占める蓄熱シートの割合を高くすることができるため、蓄熱性により優れる。
厚みは、着色層を厚み方向と平行に裁断した裁断面をSEMで観察し、任意の点を5点測定し、5点の厚みを平均した平均値とする。
上記光学濃度は、1.2以上が好ましい。上限は特に制限されないが、6.0以下の場合が多い。
上記光学濃度の測定方法としては、X-rite eXact(X-Rite社製)を用いて、フィルタなし、濃度ステータスはISOステータスT、D50/2°で測定する。なお、光学濃度としては、XriteのOD値で、K値を採用する。
以下、上記方法について詳述する。
着色層形成用組成物に含まれるバインダーの前駆体とは、硬化処理によりバインダーとなる成分を意味し、例えば、上述した式(1)で表される化合物が挙げられる。
着色層形成用組成物は、必要に応じて、溶媒(例えば、水及び有機溶媒)を含んでいてもよい。
なお、着色層形成用組成物を塗布する方法としては、ディップコーター、ダイコーター、スリットコーター、バーコーター、エクストルージョンコーター、カーテンフローコーター、及び、スプレー塗布等の公知の塗布装置、並びに、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、及び、インクジェット印刷等の印刷装置を用いる方法が挙げられる。
着色層は、蓄熱シートの全面に設けてもよいし、一部に模様状に設けてもよい。
蓄熱部材の見た目の色味変化をより抑制できる点で、着色層は蓄熱シートの全面に設けることが好ましい。
蓄熱部材のより好適形態の一つとしては、着色層の膜厚が15μm以下であり、蓄熱部材の光学濃度が1.0以上であり、蓄熱材の含有量が、蓄熱シート全質量に対して、65質量%以上である形態が挙げられる。蓄熱部材を上記構成とすることで、蓄熱部材の蓄熱性を優れたものとしたまま蓄熱部材の見た目の色味変化を抑制できる。
蓄熱部材の別の好適形態の一つとしては、蓄熱シートの厚みに対する着色層の厚みの比率が1/20以下であり、蓄熱材の含有量が、蓄熱シート全質量に対して、65質量%以上である形態が挙げられる。
蓄熱部材のより好適な別の形態としては、蓄熱シートの厚みに対する着色層の厚みの比率が1/20以下であり、蓄熱部材の光学濃度が1.0以上であり、蓄熱材の含有量が、蓄熱シート全質量に対して、65質量%以上である形態が挙げられる。蓄熱部材を上記構成とすることで、蓄熱部材の蓄熱性を優れたものとしたまま蓄熱部材の見た目の色味変化を抑制できる。
例えば、蓄熱部材は、蓄熱シートに隣接する位置に上述した基材を含んでいてもよい。より具体的には、蓄熱部材としては、図2に示すように、基材16と、基材16上に配置された蓄熱シート12と、蓄熱シート12上に配置された着色層14とを有する蓄熱部材10Bであってもよい。
また、蓄熱部材の第1実施形態において、蓄熱部材は、蓄熱シートと基材との間に、上述した易接着層を有していてもよい。
また、蓄熱部材の第1実施形態において、蓄熱部材は、蓄熱シートと着色層との間に、接着層又は粘着層を有していてもよい。
蓄熱部材の第1実施形態において、着色層は蓄熱部材の最外層に位置することが好ましい。つまり、蓄熱部材の第1実施形態において、着色層は、蓄熱部材中で最も外側(特に、最も視認側)に配置されることが好ましい。この場合、着色層は、蓄熱シートを保護する保護層としても機能する。
粘着層の材料は特に制限されず、公知の粘着剤が挙げられる。
粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、及び、シリコーン系粘着剤が挙げられる。また、粘着剤の例として、「剥離紙・剥離フィルム及び粘着テープの特性評価とその制御技術」、情報機構、2004年、第2章に記載のアクリル系粘着剤、紫外線硬化型粘着剤、及び、シリコーン粘着剤等が挙げられる。
なお、アクリル系粘着剤とは、(メタ)アクリルモノマーの重合体((メタ)アクリルポリマー)を含む粘着剤をいう。
粘着層は、更に、粘着付与剤を含んでいてもよい。
接着剤としては、例えば、ウレタン樹脂接着剤、ポリエステル接着剤、アクリル樹脂接着剤、エチレン酢酸ビニル樹脂接着剤、ポリビニルアルコール接着剤、ポリアミド接着剤、及び、シリコーン接着剤が挙げられる。
密着層の厚みは特に制限されないが、1~100μmが好ましく、1~25μmがより好ましく、5~15μmが更に好ましい。
図4は、蓄熱部材の第2実施形態の断面図である。
蓄熱部材10Dは、蓄熱シート12と、蓄熱シート12上に配置された着色層14と、着色層14上に配置された保護層20とを有する。つまり、蓄熱部材10Dにおいては、着色層14の蓄熱シート12側とは反対側に、保護層20が配置されている。
蓄熱部材の第2実施形態である蓄熱部材10Dは、保護層20を有する点以外は、蓄熱部材の第1実施形態である蓄熱部材10Aは同様の部材を有しており、同一の部材には同じ符号を付して、以下では説明は省略する。
以下では、保護層について詳述する。
保護層は、着色層の蓄熱シート側とは反対側に配置される層である。保護層は、着色層及び蓄熱シートを保護する機能を有する。
保護層を構成する材料は特に制限されず、樹脂が好ましく、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂が好ましい。
フッ素樹脂及びシロキサン樹脂の好適形態は、上述した着色層に含まれていてもよいフッ素樹脂及びシロキサン樹脂の好適形態と同じである。
保護層は架橋構造を有することが好ましい。
厚みは、保護層を厚み方向と平行に裁断した裁断面をSEMで観察し、任意の点を5点測定し、5点の厚みを平均した平均値とする。
以下、保護層形成用組成物を用いる方法について詳述する。
なお、樹脂の前駆体とは、硬化処理により樹脂となる成分を意味し、例えば、上述した式(1)で表される化合物が挙げられる。
保護層形成用組成物は、必要に応じて、溶媒(例えば、水及び有機溶媒)を含んでいてもよい。
なお、保護層形成用組成物を塗布する方法としては、ディップコーター、ダイコーター、スリットコーター、バーコーター、エクストルージョンコーター、カーテンフローコーター、及び、スプレー塗布等の公知の塗布装置、並びに、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、及び、インクジェット印刷等の印刷装置を用いる方法が挙げられる。
蓄熱部材の潜熱容量は特に制限されないが、熱を発する発熱体の温度調節に好適である点で、115J/ml以上が好ましく、120J/ml以上がより好ましく、125J/ml以上が更に好ましく、130J/ml以上が特に好ましい。上限は特に制限されないが、300J/ml以下の場合が多い。
また、蓄熱部材の潜熱容量は、145J/g超が好ましく、150J/g以上がより好ましく、160J/g以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、300J/g以下の場合が多い。
蓄熱部材の潜熱容量は、蓄熱シートの潜熱容量と同様の方法で測定できる。
例えば、蓄熱部材の第2実施形態において、蓄熱部材は、蓄熱シートに隣接する位置に上述した基材を有していてもよい。
また、蓄熱部材の第2実施形態において、蓄熱部材は、蓄熱シートと基材との間に、上述した易接着層を有していてもよい。
また、蓄熱部材の第2実施形態において、蓄熱部材は、蓄熱シートと着色層との間に、接着層又は粘着層を有していてもよい。
また、蓄熱部材の第2実施形態において、蓄熱部材は、蓄熱シートの着色層側とは反対側に粘着層及び接着層からなる群から選択される密着層を有していてもよい。
例えば、蓄熱部材を、電子機器内の発熱部の表面温度を任意の温度域に保持させることにより、安定作動させるための蓄熱放熱部材として用いることができる。
更には、日中の急激な温度上昇又は室内での暖冷房時の温調に適した建材(例えば、床材、屋根材、及び、壁材等);環境温度の変化又は運動時もしくは安静時の体温変化等に応じた調温に適した衣類(例えば、下着、上着、防寒着、及び、手袋等);寝具;不要な排出熱を蓄えて熱エネルギーとして利用する排熱利用システム、等の用途に好適に用いることができる。
(マイクロカプセル分散液の調製)
エイコサン(潜熱蓄熱材;融点37℃、炭素数20の脂肪族炭化水素)72質量部を60℃に加熱溶解し、酢酸エチル120質量部を加えた溶液Aを得た。
次に、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン(アデカポリエーテルEDP-300、株式会社ADEKA)0.05質量部を、攪拌している溶液Aに加えて溶液Bを得た。
更に、メチルエチルケトン1質量部に溶解したトリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物(バーノックD-750、DIC株式会社)4.0質量部を、攪拌している溶液Bに加え、溶液Cを得た。
そして、水140質量部にバインダーとしてポリビニルアルコール(クラレポバール(登録商標)KL-318(株式会社クラレ製;PVA))7.4質量部を溶解した溶液中に、上記の溶液Cを加えて、乳化分散した。乳化分散後の乳化液に水250質量部を加え、得られた溶液を攪拌しながら70℃まで加温し、1時間攪拌を継続した後、30℃に冷却した。冷却後の液に更に水を加えて濃度を調整し、ポリウレタンウレアのカプセル壁を有するエイコサン内包マイクロカプセルの分散液を得た。分散液の固形分濃度は、14質量%であった。
得られたマイクロカプセル分散液1000質量部に対して、側鎖アルキルベンゼンスルホン酸アミン塩(ネオゲンT、第一工業製薬)を1.5質量部、ナトリウム=ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル)=2-スルフイナトオキシスクシナート(W-AHE、富士フイルム株式会社製)を0.15質量部、及び、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(ノイゲンLP-90、第一工業製薬)0.15質量部を加え、混合して蓄熱シート形成用組成物1を得た。
以下の成分を混合して、着色層形成用組成物1を調製した。
KYNAR Aquatec ARC(Arkema社製、固形分濃度44質量%;フッ素樹脂) 24.2質量部
エポクロス WS-700(日本触媒株式会社製、固形分濃度25質量%;硬化剤) 21.4質量部
FUJI JET BLACK B-15(冨士色素(株)製、固形分濃度15質量%、カーボンブラック) 33.2質量部
タイエンE(太平化学産業(株)製;難燃剤、固形分濃度20質量%水分散液に希釈) 20.0質量部
ノイゲンLP-70(第一工業製薬(株)製(固形分濃度2質量%水溶液に希釈);界面活性剤) 1.2質量部
リンテック株式会社製の光学粘着シートMO-3015(厚み:5μm)を厚み12μmのPET基材に貼り付けて粘着層を形成した。
PET基材の粘着層を有する側とは反対側の面に、Nippol Latex LX407C4E(日本ゼオン株式会社製)とNippol Latex LX407C4C(日本ゼオン株式会社製)とアクアブリッド EM-13(ダイセルファインケム株式会社)とを固形分濃度で22:77.5:0.5(質量基準)となるように混合溶解した水溶液を塗布し、115℃で2分間乾燥して、厚み1.3μmのスチレン-ブタジエンゴム系樹脂からなる易接着層を形成し、易接着層及び粘着層付きPET基材(A)を用意した。
易接着層及び粘着層つきPET基材(A)の易接着層のPET基材とは反対側の面に、蓄熱シート形成用組成物1を、乾燥後の質量が133g/m2となるように、バーコーターにより塗布、乾燥させて、蓄熱シートを形成した。蓄熱シートの厚みは190μmであった。
次いで、蓄熱シートのPET基材とは反対側の面に、着色層形成用組成物1を塗布して、乾燥して、厚み3μmの着色層1を形成して、蓄熱部材1を作製した。
なお、蓄熱シート中におけるマイクロカプセルの含有量は、蓄熱シート全質量に対して、91質量%であった。また、蓄熱シート中における蓄熱材(エイコサン)の含有量は、蓄熱シート全質量に対して、85質量%であった。
着色層形成用組成物1のかわりに、後述する着色層形成用組成物2を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、蓄熱部材2を作製した。
以下の成分を混合して、着色層形成用組成物2を調製した。
純水 4.3質量部
1M 水酸化ナトリウム水溶液 0.4質量部
X-12-1098(信越化学工業(株)製、固形分濃度30質量%) 47.2質量部
スノーテックスXL(日産化学(株)製、固形分濃度40質量%、平均粒子径60nm) 15.2質量部
FUJI JET BLACK B-15(冨士色素(株)製、固形分濃度15質量%、カーボンブラック) 31.7質量部
ノイゲンLP-70(第一工業製薬(株)製(固形分濃度2質量%水溶液に希釈);界面活性剤) 1.2質量部
実施例1で作製された易接着層及び粘着層つきPET基材(A)の易接着層のPET基材とは反対側の面に、蓄熱シート形成用組成物1を、乾燥後の質量が133g/m2となるように、バーコーターにより塗布、乾燥させて、蓄熱シートを形成した。
次いで、蓄熱シートのPET基材とは反対側の面に、後述する着色層形成用組成物3を塗布して、乾燥して、厚み1μmの着色層3を形成した。
次いで、着色層3の蓄熱シートとは反対側の面に、後述する保護層形成用組成物1を塗布して、乾燥して、厚み3μmの保護層1を形成し、蓄熱部材3を作製した。
以下の成分を混合して、着色層形成用組成物3を調製した。
純水 46質量部
KYNAR Aquatec ARC(Arkema社製、固形分濃度44質量%;フッ素樹脂) 22.4質量部
エポクロス WS-700(日本触媒株式会社製、固形分濃度25質量%;硬化剤) 4.7質量部
FUJI JET BLACK B-15(冨士色素(株)製、固形分濃度15質量%、カーボンブラック) 26.2質量部
ノイゲンLP-70(第一工業製薬(株)製(固形分濃度2質量%水溶液に希釈);界面活性剤) 0.7質量部
以下の成分を混合して、保護層形成用組成物1を調製した。
KYNAR Aquatec ARC(Arkema社製、固形分濃度44質量%;フッ素樹脂) 36.3質量部
エポクロス WS-700(日本触媒株式会社製、固形分濃度25質量%;硬化剤) 32.1質量部
タイエンE(太平化学産業(株)製;難燃剤、固形分濃度20質量%水分散液に希釈) 30.0質量部
ノイゲンLP-70(第一工業製薬(株)製(固形分濃度2質量%水溶液に希釈);界面活性剤) 1.6質量部
保護層形成用組成物1のかわりに、後述する保護層形成用組成物2を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、蓄熱部材4を作製した。
以下の成分を混合して、保護層形成用組成物2を調製した。
純水 5.3質量部
1M 水酸化ナトリウム水溶液 0.6質量部
X-12-1098(信越化学工業(株)製、固形分濃度30質量%) 70.0質量部
スノーテックスXL(日産化学(株)製、固形分濃度40質量%、平均粒子径60nm) 22.5質量部
ノイゲンLP-70(第一工業製薬(株)製(固形分濃度2質量%水溶液に希釈);界面活性剤) 1.6質量部
保護層形成用組成物1のかわりに、後述する保護層形成用組成物3を用いた以外は、実施例1と同様の手順に従って、蓄熱部材5を作製した。
以下の成分を混合して、2時間撹拌して、加水分解液を調製した。
純水 69質量部
酢酸(富士フイルム和光純薬(株)製) 0.4質量部
X-12-1098(信越化学工業(株)製、固形分濃度30質量%) 24.6質量部
KBE-04(信越化学工業(株)製、固形分濃度100%) 6質量部
以下の成分を混合して、保護層形成用組成物3を調製した。
上記加水分解液 72質量部
スノーテックスOYL(日産化学(株)製、固形分濃度20質量%、平均粒子径60nm) 27質量部
ノイゲンLP-70(第一工業製薬(株)製(固形分濃度2質量%水溶液に希釈);界面活性剤) 1質量部
着色層1を設けなった以外は、実施例1と同様の手順に従って、蓄熱部材C1を作製した。
得られたマイクロカプセル分散液1000質量部に対して、側鎖アルキルベンゼンスルホン酸アミン塩(ネオゲンT、第一工業製薬)を1.5質量部、ナトリウム=ビス(3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル)=2-スルフイナトオキシスクシナート(W-AHE、富士フイルム株式会社製)を0.15質量部、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(ノイゲンLP-90、第一工業製薬)0.15質量部及び、カーボンブラック(FUJI JET BLACK B-15、冨士色素(株)製、固形分濃度15質量%)224質量部を加え、混合して蓄熱シート形成用組成物2を得た。
蓄熱シート形成組成物1を蓄熱シート形成組成物2に変更した以外は、比較例1と同様の手順に従って、蓄熱部材C2を作製した。
上記で得られた蓄熱部材を用いて、以下の評価を実施した。
得られた各蓄熱部材を着色層側又は保護層側からX-rite eXact(X-Rite社製)を用いて、着色層の光学濃度(OD)K値を測定した。なお、比較例2に関しては、カーボンブラックを含む蓄熱シートの光学濃度に該当する。
得られた蓄熱部材の潜熱容量を、示差走査熱量測定の結果と蓄熱シート及び蓄熱部材の厚みとから算出した。
結果を表1に示す。
また、得られた蓄熱部材は、別途用意した他の基材に付設して用いた。
得られた各蓄熱部材を0.3mm厚のアルミ板に貼り付け、蓄熱部材側から接炎したこと以外は、UL94HB規格(Underwriters Laboratories Inc.)により試験を行い、合否を判定した。
なお、表1において、「Pass」は合格を示し、「Fail」は不合格を示す。
得られた各蓄熱部材を、温度60℃、湿度90%の恒温槽にいれて240時間放置した。加熱処理を施した蓄熱部材と、加熱処理を施す前の蓄熱部材との色味を目視にて観察して、色味の変化がない場合を「変化なし」、色味の変化がある場合を「変化あり」と判定した。なお、「変化あり」の場合、変化した色味を合わせて示す。
表1中、「変化あり(黄色)」は、色味が黄色に変化したことを意味する。
12 蓄熱シート
14 着色層
16 基材
18 密着層
20 保護層
Claims (14)
- 蓄熱材を内包するマイクロカプセルを含む蓄熱シートと、
着色層と、を有する蓄熱部材。 - 前記マイクロカプセルのカプセル壁が、ポリウレタンウレア、ポリウレタン、及び、ポリウレアからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の蓄熱部材。
- 前記着色層の膜厚が15μm以下であり、
前記蓄熱部材の光学濃度が1.0以上である、請求項1又は2に記載の蓄熱部材。 - 前記着色層が、最外層に位置する、請求項1~3のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 前記着色層が、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 前記着色層の前記蓄熱シートとは反対側の面に、更に保護層を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 前記保護層が、フッ素樹脂及びシロキサン樹脂からなる群から選択される樹脂を含む、請求項6に記載の蓄熱部材。
- 前記着色層の厚みが、0.5~10μmである、請求項1~7のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 前記蓄熱シートの厚みに対する前記着色層の厚みの比率が1/20以下であり、
前記蓄熱材の含有量が、蓄熱シート全質量に対して、65質量%以上である、請求項1~8のいずれか1項に記載の蓄熱部材。 - 前記着色層が、黒色顔料を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 前記黒色顔料の含有量が、前記着色層全体積に対して、2~30体積%である、請求項10に記載の蓄熱部材。
- 前記マイクロカプセルの含有量が、前記蓄熱シート全質量に対して、75質量%以上である、請求項1~11のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 蓄熱部材の潜熱容量が、125J/ml以上である、請求項1~12のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
- 蓄熱部材の潜熱容量が、145J/g超である、請求項1~13のいずれか1項に記載の蓄熱部材。
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