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储热片、储热构件及电子器件

文献发布时间:2023-06-19 11:55:48



技术领域

本发明涉及一种储热片、储热构件及电子器件。

背景技术

近年来,内含储热材料、香料、染料及医药品成分等的功能性材料的微胶囊受到关注。

例如,已知内含石蜡类等的相变化物质(PCM;Phase Change Material)的微胶囊。具体而言,在专利文献1中,公开有一种储热片,其具有:在由福尔马林树脂形成的胶囊壁上内含作为储热材料的石蜡的微胶囊;及福尔马林树脂,且孔隙率为10~30体积%。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2015/059855号

发明内容

发明要解决的技术课题

本发明人等,对如专利文献1中记载的包含内含储热材料的微胶囊的储热片进行评价时,发现在操作时,储热片有时产生缺陷(例如,裂痕及破裂)。

鉴于上述情况,本发明的课题在于提供一种抑制操作时的缺陷的产生的储热片、以及具有该储热片的储热构件及电子器件。

用于解决技术课题的手段

本发明人等对上述课题进行深入研究的结果,发现通过以下的结构能够解决上述课题。

[1]一种储热片,其包含内含储热材料的微胶囊,且孔隙率小于10体积%。

[2]根据[1]所述的储热片,其中,孔隙率为5体积%以下。

[3]根据[1]或[2]所述的储热片,其中,微胶囊的相邻比为80%以上。

[4]一种储热片,其包含内含储热材料的微胶囊,且微胶囊的相邻比为80%以上。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的储热片,其中,储热材料包含直链状的脂肪族烃,且直链状的脂肪族烃的含量相对于储热材料的总质量为98质量%以上。

[6]根据[1]~[5]中任一项所述的储热片,其中,储热材料的含量相对于储热片的总质量为50质量%以上。

[7]根据[1]~[6]中任一项所述的储热片,其中,微胶囊的胶囊壁由聚氨酯脲形成。

[8]根据[1]~[7]中任一项所述的储热片,其中,微胶囊的胶囊壁的厚度相对于微胶囊的体积基准的中值粒径的比例为0.0075以下。

[9]根据[1]~[8]中任一项所述的储热片,其中,微胶囊的胶囊壁的厚度为0.15μm以下。

[10]根据[1]~[9]中任一项所述的储热片,其中,微胶囊的变形率为35%以上。

[11]根据[1]~[10]中任一项所述的储热片,其中,水的含量相对于储热片的总质量为5质量%以下。

[12]根据[1]~[11]中任一项所述的储热片,其还含有粘结剂。

[13]根据[12]所述的储热片,其中,粘结剂包含水溶性聚合物,且水溶性聚合物的含量相对于粘结剂的总质量为90质量%以上。

[14]根据[13]所述的储热片,其中,水溶性聚合物为聚乙烯醇。

[15]根据[14]所述的储热片,其中,聚乙烯醇具有改性基团。

[16]根据[15]所述的储热片,其中,改性基团为选自由羧基或其盐及乙酰乙酰基组成的组中的至少一种的基团。

[17]一种储热构件,其具有[1]~[16]中任一项所述的储热片。

[18]根据[17]所述的储热构件,其具有:配置于储热片上的基材、配置于与基材中的储热片相反的面侧的密合层及配置于与密合层中的与基材相反的面侧的临时基材。

[19]一种电子器件,其具有[17]或[18]所述的储热构件及发热体。

[20]根据[19]所述的电子器件,其还具有选自由热管及均热板组成的组中的部件。

发明效果

根据本发明,能够提供一种抑制操作时的缺陷的产生的储热片、以及具有该储热片的储热构件及电子器件。

具体实施方式

以下,对本发明进行详细说明。

另外,在本说明书中,利用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。

后述的各种成分可以单独使用一种或也可以混合使用两种以上。例如,后述的聚异氰酸酯可以单独使用一种或也可以混合使用两种以上。

[储热片(第一实施方式)]

本发明的第一实施方式所涉及的储热片包含内含储热材料的微胶囊,且孔隙率小于10体积%。

根据第一实施方式所涉及的储热片,能够抑制操作时的缺陷的产生。推测这是由于以下原因。

认为储热片的孔隙率低的情况下,储热片中的微胶囊彼此的接触面积变大,因此储热片的强度提高。其结果,推测储热片的脆性变高,能够抑制操作储热片时的缺陷(例如,裂痕及破裂)的产生。

<微胶囊>

微胶囊具有芯部及用于内含构成芯部的芯材料(内含的物质(也称为内含成分。))的壁部。

微胶囊作为芯材料(内含成分)而内含储热材料。储热材料内含于微胶囊,因此储热材料能够以根据温度的相状态稳定地存在。

(储热材料)

储热材料的种类并无特别限制,能够使用根据温度变化而相变化的材料,优选为能够反复进行伴随根据温度变化的熔解与凝固的状态变化的固相-液相间的相变化的材料。

储热材料的相变化优选基于储热材料本身所具有的相变化温度,在固相-液相间的相变化的情况下,优选基于熔点。

作为储热材料,例如,可以是能够将在储热片的外部产生的热作为显热进行储存的材料、能够将在储热片的外部产生的热作为潜热进行储存的材料(以下,也称为“潜热储热材料”)及产生伴随可逆化学变化的相变化的材料等中的任一种。储热材料优选能够释放储存的热。

其中,从可传递热量的控制容易性及热量的大小的方面考虑,作为储热材料优选潜热储热材料。

潜热储热材料为将在储热片的外部产生的热作为潜热进行储热的材料。例如,是指在固相-液相间的相变化的情况下,将根据材料决定的熔点作为相变化温度,而反复进行熔解与凝固之间的变化,由此通过潜热进行热传递的材料。

关于潜热储热材料,在固相-液相间的相变化的情况下,利用熔点下的熔解热及凝固点下的凝固热,伴随固体-液体间的相变化进行储热,并且能够散热。

潜热储热材料的种类并无特别限制,能够从具有熔点且能够相变化的化合物中选择。

作为潜热储热材料,例如,可举出冰(水);无机盐;石蜡(例如,异链烷烃、正构石蜡)等的脂肪族烃;三(辛酸·癸酸)甘油酯、肉豆蔻酸甲酯(熔点16~19℃)、肉豆蔻酸异丙酯(熔点167℃)及邻苯二甲酸二丁酯(熔点-35℃)等的脂肪酸酯系化合物;二异丙基茶(熔点67~70℃)等的烷基萘系化合物、1-苯基-1-二甲苯基乙烷(小于熔点-50℃)等的二芳基烷烃系化合物、4-异丙基联苯(熔点11℃)等的烷基联苯系化合物、三芳基甲烷系化合物、烷基苯系化合物、苄基萘系化合物、二芳基亚烷基系化合物及芳基茚满系化合物等的芳烃;山茶油、大豆油、玉米油、棉籽油、菜籽油、橄榄油、椰子油、蓖麻油及鱼油等的天然动植物油;矿物油;二乙醚类;脂肪族二醇;糖;糖醇等。

储热材料的相变化温度并无特别限制,根据产生热的发热体的种类、发热体的发热温度、冷却后的温度或保持温度及冷却方法等适当选择即可。

关于储热材料,优选选择在目标温度区域(例如,发热体的动作温度;以下,也称为“热控制区域”。)具有相变化温度(优选为熔点)的材料。

储热材料的相变化温度根据热控制区域而不同,但优选为0~80℃,更优选为10~70℃。

从应用于电子器件(尤其,小型或便携式的电子器件)的方面考虑,作为储热材料,优选具有以下熔点的储热材料。

(1)作为储热材料(优选为潜热储热材料),优选熔点为0~80℃的储热材料。

在使用熔点为0~80℃的储热材料的情况下,熔点小于0℃或大于80℃的材料不包含在储热材料中。在熔点小于0℃或大于80℃的材料中,处于液体状态的材料作为溶剂,可以与储热材料并用。

(2)在上述(1)中,优选熔点为10~70℃的储热材料。

在使用熔点为10~70℃的储热材料的情况下,熔点小于10℃或大于70℃的材料不包含在储热材料中。在熔点小于10℃或大于70℃的材料中,处于液体状态的材料作为溶剂,可以与储热材料并用。

(3)进一步优选在上述(2)中熔点为15~50℃的储热材料。

在使用熔点为15~50℃的储热材料的情况下,熔点小于15℃或大于50℃的材料不包含在储热材料中。在熔点小于15℃或大于50℃的材料中,处于液体状态的材料作为溶剂,可以与储热材料并用。

(4)进一步优选在上述(2)中熔点为20~62℃的储热材料。

尤其,薄型或便携式笔记本电脑、平板电脑及智能手机等电子器件的发热体中,工作温度为20~65℃的较多,适合使用熔点为20~62℃的储热材料。在使用熔点为20~62℃的储热材料的情况下,熔点小于20℃或大于62℃的材料不包含在储热材料中。熔点小于20℃或大于62℃的材料中,处于液体状态的材料可以与储热材料并用来作为溶剂,从吸收多的发热体所散发的热的观点考虑,优选实质上不包含溶剂。

其中,从储热构件的储热性更优异的方面、能够降低胶囊的孔隙率的方面及能够提高胶囊相邻比的方面考虑,作为潜热储热材料,优选为脂肪族烃,更优选为石蜡。

脂肪族烃(优选为石蜡)的熔点并无特别限制,从应用于储热构件的各种用途的方面考虑,优选为0℃以上,更优选为15℃以上,进一步优选为20℃以上。上限并无特别限制,优选为80℃以下,更优选为70℃以下,进一步优选为60℃以下,尤其优选为50℃以下。

作为脂肪族烃,从储热构件的储热性更优异的方面考虑,优选为直链状的脂肪族烃。直链状的脂肪族烃的碳原子数并无特别限制,优选为14以上,更优选为16以上,进一步优选为17以上。上限并无特别限制,可优选使用26以下。

作为脂肪族烃,优选熔点为0℃以上的直链状的脂肪族烃,更优选熔点为0℃以上,且碳原子数14以上的直链状的脂肪族烃。

作为熔点为0℃以上的直链状的脂肪族烃(直链状的石蜡),例如,可举出正十四烷(熔点6℃)、正十五烷(熔点10℃)、正十六烷(熔点18℃)、正十七烷(熔点22℃)、正十八烷(熔点28℃)、正十九烷(熔点32℃)、正二十烷(熔点37℃)、正二十一烷(熔点40℃)、正二十二烷(熔点44℃)、正二十三烷(熔点48~50℃)、正二十四烷(熔点52℃)、正二十五烷(熔点53~56℃)、正二十六烷(熔点57℃)、正二十七烷(熔点60℃)、正二十八烷(熔点62℃)、正二十九烷(熔点63~66℃)及正三十烷(熔点66℃)。

其中,可以优选地使用正十七烷(熔点22℃)、正十八烷(熔点28℃)、正十九烷(熔点32℃)、正二十烷(熔点37℃)、正二十一烷(熔点40℃)、正二十二烷(熔点44℃)、正二十三烷(熔点48~50℃)、正二十四烷(熔点52℃)、正二十五烷(熔点53~56℃)、正二十六烷(熔点60℃)、正二十七烷(熔点60℃)或正二十八烷(熔点62℃)。

作为储热材料,在使用直链状的脂肪族烃的情况下,直链状的脂肪族烃的含量相对于储热材料的含量优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上,尤其优选为98质量%以上。作为上限,可以举出100质量%。

作为无机盐,优选无机水和盐,例如,可举出碱金属氯化物水合物(例:氯化钠二水合物等)、碱金属乙酸盐水合物(例:乙酸钠水合物等)、碱金属硫酸盐水合物(例:硫酸钠水和物等)、碱金属硫代硫酸盐水合物(例:硫代硫酸钠水合物等)、碱土金属硫酸盐水合物(例:硫酸钙水合物等)及碱土金属氯化物水合物(例:氯化钙水合物等)。

作为脂肪族二醇,可举出1,6-己二醇及1,8-辛二醇。

作为糖及糖醇,可举出木糖醇、赤藓糖醇、半乳糖醇及二羟基丙酮。

关于储热材料,可以单独使用一种,也可以混合两种类以上使用。通过单独使用一种或使用多个熔点不同的储热材料,能够根据用途来调节呈现储热性的温度区域及储热量。

以在希望得到储热材料的储热作用的中心温度具有熔点的储热材料为中心,通过混合在其前后具有熔点的储热材料,能够扩大能够储热的温度区域。以作为储热材料使用石蜡的情况为例,进行具体说明,将在希望得到储热材料的储热作用的中心温度具有熔点的石蜡a用作中心材料,通过混合石蜡a和在石蜡a的前后具有碳原子数的其他石蜡,能够设计成储热片具有扩大的温度区域(热控制区域)。

并且,在希望得到储热作用的中心温度具有熔点的石蜡的含量并无特别限制,相对于储热材料总质量优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上,尤其优选为98质量%以上。作为上限,可以举出100质量%。

在作为储热材料使用石蜡的情况下,可以单独使用一种、也可以混合使用两种类以上石蜡。在使用多个熔点不同的石蜡的情况下,能够扩大呈现储热性的温度区域。在使用多个熔点不同的石蜡的的情况下,为了不降低吸热性,优选实质上不包含支链状的石蜡,仅为直链状的石蜡的混合物。其中,实质上不包含支链状的石蜡是指,支链状的石蜡的含量相对于石蜡的总质量为5质量%以下,优选为2质量%以下,进一步优选为1质量%以下。

另一方面,作为应用于电子器件的储热材料,还优选石蜡实质上为一种类。若实质上为一种类,则石蜡以高纯度填充在储热片,因此相对于电子器件的发热体的吸热性变良好。在此,实质上为一种类的石蜡是指,主石蜡的含量相对于石蜡总质量为95~100质量%,优选为98~100质量%。

在使用多个石蜡的情况下,从呈现储热性的温度区域及储热量的方面考虑,主石蜡的含量并无特别限制,但相对于石蜡总质量优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%,进一步有优选为95~100质量%。

另外,“主石蜡”是指,在所含有的多种石蜡中,含量最多的石蜡。主石蜡的含量相对于石蜡总质量优选为50质量%以上。

并且,石蜡的含量并无特别限制,储热材料(优选为潜热储热材料)相对于总质量优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%,进一步优选为95~100质量%,尤其优选为98~100质量%。

并且,石蜡优选直链状的石蜡,优选实质上不包含支链状的石蜡。这是因为通过包含直链状的石蜡,且实质上不包含支链状的石蜡,储热性进一步提高。作为其原因,推测为直链状的石蜡的分子彼此的缔合能够抑制支链状的石蜡的阻碍。

储热片中的储热材料的含量并无特别限制,从储热构件的储热性更优选的方面考虑,相对于储热片总质量优选为50质量%以上,更优选为65质量%以上,进一步优选为75质量%以上,尤其优选为80质量%以上。储热材料的含量的上限并无特别限制,从储热片的强度的方面考虑,相对于储热片总质量优选为99.9质量%以下,有优选为99质量%以下,进一步优选为98质量%以下。

(其他成分)

作为微胶囊的芯材料,可以内含除上述储热材料以外的其他成分。作为可以作为芯材料而内含于微胶囊的其他成分,例如,可举出溶剂及阻燃剂等的添加剂。

芯材料所占的储热材料的含量并无特别限制,从储热片的储热性更优异的方面考虑,相对于芯材料总质量优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%。

微胶囊可以内含溶剂作为芯材料。

作为这种情况下的溶剂,可举出熔点偏离使用储热片的温度区域(热控制区域;例如,发热体的动作温度)的已叙述的储热材料。即,溶剂是指,在热控制区域中,在液体状态下不会相变化的物质,与在热控制区域内发生相转移而发生吸热或散热反应的储热材料区别开来。

芯材料所占的溶剂的含量并无特别限制,相对于芯材料总质量优选小于30质量%,更优选小于10质量%,进一步优选为1质量%以下。下限并无特别限制,可举出0质量%。

作为可以作为芯材料而内含于微胶囊的其他成分,例如,可举出紫外线吸收剂、光稳定化剂、抗氧化剂、蜡及臭气抑制剂等的添加剂。

(胶囊壁(壁部))

微胶囊具有内含芯材料的胶囊壁。

形成微胶囊中的胶囊壁的材料并无特别限制,例如,可举出聚合物,更具体而言,可举出聚氨酯脲、聚氨酯、聚脲、三聚氰胺树脂及丙烯酸树脂。

从能够使胶囊壁变薄,储热构件的储热性更优异的方面考虑,胶囊壁优选包含聚氨酯脲、聚氨酯、聚脲或三聚氰胺树脂,更优选包含聚氨酯脲、聚氨酯或聚脲。

另外,聚氨酯是具有多个氨基甲酸酯键的聚合物,优选多元醇与聚异氰酸酯的反应生成物。

并且,聚脲是具有多个脲键的聚合物,优选多胺与聚异氰酸酯的反应生成物。

并且,聚氨酯脲是具有氨基甲酸酯键及脲键的聚合物,优选多元醇、多胺及聚异氰酸酯的反应生成物。另外,在使多元醇与聚界氰酸酯进行反应时,聚异氰酸酯的一部分与水反应而成为多胺,结果,有时可获得聚氨酯脲。

微胶囊的胶囊壁优选具有氨基甲酸酯键。具有氨基甲酸酯键的胶囊壁,例如,可使用上述聚氨酯脲或聚氨酯得到。

氨基甲酸酯键为运动性高的键,因此能够为胶囊壁提供热可塑性。并且,容易调节胶囊壁的柔性。因此,例如若加长制造储热片时的干燥时间,则微胶囊容易一边变形一边彼此键合。其结果,微胶囊容易形成紧密填充结构,因此能够进一步降低储热片的孔隙率且/或能够进一步提高后述微胶囊的相邻比。

并且,微胶囊优选以进行变形的粒子存在。

在微胶囊为变形的粒子的情况下,微胶囊能够不被破坏地变形,且能够提高储热片中的微胶囊的填充率。结果,能够增加储热片中的储热材料的量,而能够实现更优异的储热性。

另外,微胶囊不会被破坏地变形是指,与变形量的程度无关地,从没有对各个微胶囊施加外压的状态下的形状发生变形。作为微胶囊中产生的变形,包括在储热片内微胶囊彼此被相互挤压的情况下,球面彼此接触而形成平面状、或一面为凸状而另一面为凹状的接触面的变形。

从微胶囊可以成为变形的粒子的方面考虑,作为形成胶囊壁的材料,优选聚氨酯脲、聚氨酯或聚脲,更优选聚氨酯脲或聚氨酯,进一步优选聚氨酯脲。

如上所述,聚氨酯、聚脲及聚氨酯脲优选使用聚异氰酸酯来形成。

聚异氰酸酯为具有两个以上的异氰酸酯基的化合物,可举出芳香族聚界氰酸酯及脂肪族聚异氰酸酯。

作为芳香族聚异氰酸酯,例如,可举出间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、茶-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、3,3’-二甲氧基-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、二甲苯-1,4-二异氰酸酯、二甲苯-1,3-二异氰酸酯、4-氯亚二甲苯基-1,3-二异氰酸酯、2-甲基亚二甲苯基-1,3-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯及4,4’-二苯基六氟丙烷二异氰酸酯。

作为脂肪族聚异氰酸酯,例如,可举出三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,3-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、1,4-双(异氰酸酯甲基)环己烷、1,3-双(异氰酸酯甲基)环己烷、异佛尔酮二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯及氢化苯二甲苯基二异氰酸酯。

另外,在上述中,例示了2官能的芳香族聚异氰酸酯及脂肪族聚异氰酸酯,作为聚异氰酸酯,还可举出3官能以上的聚异氰酸酯(例如,3官能的三异氰酸酯及4官能的四异氰酸酯)。

更具体而言,作为聚异氰酸酯,也可以举出上述2官能的聚异氰酸酯的3聚体即缩二脲体或异氰脲酸酯体、三羟甲基丙烷等的多元醇与2官能的聚异氰酸酯的加成物、苯异氰酸酯的福尔马林缩合物、具有甲基丙烯酰氧基乙基异氰酸酯等的聚合性基团的聚异氰酸酯及赖氨酸三异氰酸酯。

关于聚异氰酸酯,在“聚氨酯树脂手册”(岩田敬治编辑、NIKKAN KOGYO SHIMBUN,LTD.发型(1987))中有记载。

其中,作为聚异氰酸酯,优选3官能以上的聚异氰酸酯。

作为3官能以上的聚异氰酸酯,例如,可举出3官能以上的芳香族聚异氰酸酯及3官能以上的脂肪族聚异氰酸酯。

作为3官能以上的聚异氰酸酯,也优选2官能的聚异氰酸酯与在分子中具有三个以上的活性氢基的化合物(例如,3官能以上的、多元醇、多胺、或多硫醇等)的加合物(加成物)即3官能以上的聚异氰酸酯(加合型的3官能以上的聚异氰酸酯)及2官能的聚异氰酸酯的3聚体(缩二脲型或异氰脲酸酯型)。

作为加合型的3官能以上的聚异氰酸酯,例如,可举出Takenate(注册商标)D-102、D-103、D-103H、D-103M2、P49-75S、D-110N、D-120N、D-140N、D-160N(以上,MitsuiChemicals,Inc.制)、Desmodule(注册商标)L75、UL57SP(Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.制)、Coronate(注册商标)HL、HX、L(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)、P301-75E(Asahi Kasei Corporation制)及Burnock(注册商标)D-750(DIC Corporation制)。

其中,作为加合型的3官能以上的聚异氰酸酯,优选Mitsui Chemicals,Inc.制的Takenate(注册商标)D-110N、D-120N、D-140N、D-160N或DIC Corporation制的Burnock(注册商标)D-750。

作为异氰脲酸酯型的3官能以上的聚异氰酸酯,例如,可举出Takenate(注册商标)D-127N、D-170N、D-170HN、D-172N、D-177N、D-204(Mitsui Chemicals,Inc.制)、SumidurN3300、Desmodule(注册商标)N3600、N3900、Z4470BA(Sumika Bayer Urethane)、Coronate(注册商标)HX、HK(Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制)、Duranate(注册商标)TPA-100、TKA-100、TSA-100、TSS-100、TLA-100、TSE-100(Asahi Kasei Corporation制)。

作为缩二脲型的3官能以上的聚异氰酸酯,例如,可举出Takenate(注册商标)D-165N、NP1100(Mitsui Chemicals,Inc.制)、Desmodule(注册商标)N3200(Sumika BayerUrethane)、Duranate(注册商标)24A-100(Asahi Kasei Corporation制)。

多元醇是具有两个以上的羟基的化合物,例如,可举出低分子多元醇(例:脂肪族多元醇、芳香族多元醇)、聚醚系多元醇、聚酯系多元醇、聚内酯系多元醇、蓖麻油系多元醇、聚烯烃系多元醇及含羟基的胺系化合物。

另外,低分子多元醇是指分子量为300以下的多元醇,例如,可举出乙二醇、二乙二醇及丙二醇等2官能的低分子多元醇、以及甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、季戊四醇及山梨糖醇等3官能以上的低分子多元醇。

另外,作为含羟基的胺系化合物,例如,作为氨化合物的烷氧基化衍生物等,可举出氨醇。作为氨醇,例如,可举出乙二胺等氨化合物的环氧丙烷或环氧乙烷加成物,即N,N,N’,N’-四[2-羟丙基]乙二胺及N,N,N’,N’-四[2-羟乙基]乙二胺等。

多胺是具有2个以上的氨基(伯氨基或仲氨基)的化合物,可以举出二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1,3-丙二胺及六亚甲基二胺等脂肪族多胺;脂肪族多胺的环氧化合物加成物;哌嗪等脂环式多胺;以及3,9-双-氨基丙基-2,4,8,10-四氧杂螺-(5,5)十一烷等杂环式二胺。

微胶囊中的胶囊壁的质量并无特别限制,相对于芯部所含的储热材料总质量优选为12质量%以下,更优选为10质量%以下。胶囊壁的质量相对于作为内含成分的储热材料为12质量%以下,表示胶囊壁为薄壁。通过将胶囊壁设为薄壁,可以提高内含储热片中所占的储热材料的微胶囊的含量,结果,使储热构件的储热性更优异。

并且,胶囊壁的质量的下限并无特别限制,从保持微胶囊的耐压性的方面考虑,相对于储热材料总质量,优选为1质量%以上,更优选为2质量%以上,进一步优选为3质量%以上。

(微胶囊的物性)

-粒径-

微胶囊的粒径并无特别限制,以体积基准的中值粒径(Dm)计优选为1~80μm,更优选为10~70μm,进一步优选为15~50μm。微胶囊的粒径越小,越能够减小微胶囊间的空隙,能够扩大微胶囊彼此的接触面积,因此能够进一步抑制操作时的缺陷的产生。从该方面考虑,微胶囊的粒径以体积基准的中值粒径(Dm)计优选为40μm以下,更优选为30μm以下,进一步优选为20μm以下,尤其优选为19μm以下。

通过变更后述的针对微胶囊的制造方法进行说明的方法的乳化工序中的分散的条件,能够控制微胶囊的体积基准的中值粒径。

在此,微胶囊的体积基准的中值粒径是指,在将粒径作为阈值而将微胶囊整体分为两个的情况下,大径侧与小径侧的粒子体积的合计成为等量的粒径。微胶囊的体积基准的中值粒径使用微轨迹MT3300EXII(Nikkiso Co.,Ltd.制)并通过激光衍射·散射法测量。

另外,作为微胶囊的分取方法,将储热片浸渍在水中24小时以上,将得到水分散液通过离心分离而能够得到分离的微胶囊。

-粒径分布-

微胶囊的粒径分布并无特别限制,优选通过以下式计算出的微胶囊的体积基准的中值粒径的CV(Coefficient of Variation:变异系数)值(相关系数)为10~100%。

CV值=标准偏差σ/中值粒径×100

另外,标准偏差σ可以基于根据上述中值粒径的测量方法测量的微胶囊的体积基准的粒径计算。

-壁的厚度-

微胶囊的胶囊壁的厚度(壁厚)并无特别限制,但越薄越容易变形,而容易减少空隙和/或扩大微胶囊彼此的接触面积,因此能够进一步抑制操作时的缺陷的产生。具体而言,优选为10μm以下,更优选小于0.2μm,进一步优选为0.15μm以下,尤其优选为0.11μm以下。另一方面,通过具有一定程度的厚度,能够保持胶囊壁的强度,因此壁厚优选为0.01μm以上,更优选为0.05μm以上。

壁厚是指,通过扫描型电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope)求出任意20个微胶囊的每个壁厚(μm)并进行平均的平均值。

具体而言,制作储热片的截面切片,使用SEM观察其截面,对于通过上述测量方法计算出的中值粒径±10%大小的微胶囊,选择20个微胶囊。对于这些每个所选择的微胶囊,观察截面并测量壁厚,计算20个微胶囊的平均值,由此求出微胶囊的壁厚。

将上述的微胶囊的体积基准的中值粒径设为Dm[单位:μm],将上述的微胶囊的胶囊壁的厚度设为δ[单位:μm]的情况下,微胶囊的胶囊壁的厚度相对于微胶囊的体积基准的中值粒径的比例(δ/Dm)优选为0.02以下,更优选为0.0075以下,进一步优选为0.006以下,尤其优选为0.005以下。若δ/Dm为0.0075以下,则制造储热片时微胶囊容易变形,因此能够特别降低储热片的孔隙率且/或特别提高后述的微胶囊的相邻比。

从维持微胶囊的强度的观点考虑,δ/Dm的下限值优选为0.001以上,更优选为0.0015以上,进一步优选为0.0025以上。

-变形率-

微胶囊的变形率并无特别限制,从能够降低胶囊的孔隙率的观点及提高胶囊相邻比的方面考虑,变形率越大越优选。在此,微胶囊的变形率是指通过以下方法测量的值。

从薄片化之前的涂布液直接取出或者利用溶剂从储热片溶出,由此取出15个粒径为平均值的±10%以内的微胶囊。将该微胶囊利用设定为内含成分熔融的温度+5℃的热板进行加热,以使内含成分熔融。对于内含成分熔融的状态的微胶囊,使用压痕硬度计,使0.1mm角的平面压头接触之后,通过以最大压入荷载1mN进行压入,测量了平面压头下沉的距离的最大值(最大压入深度)。

根据上述的测量结果,计算出(最大压入深度(单位:μm))/(微胶囊的中值粒径Dm(单位:μm))×100的值,将对所测量的15个进行平均的平均值设为微胶囊的变形率。变形率越大,表示微胶囊变形越大。另外,作为压痕硬度计,能够使用FISCHER INSTRUMENTS K.K.制HM2000型微小硬度计。

作为微胶囊的变形率,优选为30%以上,更优选为35%以上,进一步优选为40%以上,尤其优选为50%以上。变形率的值越大,越能够提高储热构件的密合力。尤其,若变形率为35%以上,则从储热构件的密合力更优异的方面考虑,为优选。对于上限并无特别限制,例如,为100%以下,从制造时等的操作的容易性的观点考虑,优选为60%以下。

微胶囊的变形率能够根据如下进行调整,即,例如,微胶囊的胶囊壁的厚度、微胶囊的胶囊壁的厚度相对于微胶囊的体积基准的中值粒径的比例(δ/Dm)及形成胶囊壁的材料。

储热片中的微胶囊的含量并无特别限制,从储热构件的储热性更优异的方面考虑,相对于储热片总质量优选为75质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为85~99质量%,尤其优选为90~99质量%。

(微胶囊的制造方法)

微胶囊的制造方法并无特别限制,能够采用公知的方法。

例如,可举出包括如下工序的界面聚合法:在胶囊壁包含聚氨酯脲、聚氨酯或聚脲的情况下,将包含储热材料与胶囊壁材料的油相分散于包含乳化剂的水相中来制备乳化液的工序(乳化工序);及使胶囊壁材料在油相与水相的界面聚合而形成胶囊壁,来形成内含储热材料的微胶囊的工序(胶囊化工序)。

可举出包括如下工序的凝聚法:在胶囊壁包含三聚氰胺树脂的情况下,将包含储热材料的油相分散于包含乳化剂的水相来制备乳化液的工序(乳化工序);及将胶囊壁材料添加于水相,而在乳化液滴的表面形成基于胶囊壁材料的高分子层,来形成内含储热材料的微胶囊的工序(胶囊化工序)。

另外,胶囊壁材料是指能够形成胶囊壁的材料。

在以下中,对界面聚合法的各工序进行详细叙述。

在界面聚合法的乳化工序中,将包含储热材料与胶囊壁材料的油相分散于包含乳化剂的水相来制备乳化液。另外,胶囊壁材料中至少包含聚异氰酸酯和选自由多元醇及多胺组成的组中的至少一种化合物。

乳化液可通过将包含储热材料和胶囊壁材料的油相分散于包含乳化剂的水相来形成。

油相至少包含储热材料及胶囊壁材料,根据需要,还可以包含溶剂和/或添加剂等的其他成分。作为可以包含于油相的溶剂,从分散稳定性优异的方面考虑,优选非水溶性有机溶剂,更优选乙酸乙酯,甲基乙基酮或甲苯。

水相至少能够包含水性介质及乳化剂。

作为水性介质,可举出水及水与水溶性有机溶剂的混合溶剂,优选水。“水溶性”是指,对象物质相对于25℃的水100质量%的溶解量为5质量%以上。

水性介质的含量并无特别限制,相对于油相与水相的混合物即乳化液总质量,优选为20~80质量%,更优选为30~70质量%,进一步优选为40~60质量%。

作为乳化剂,可举出分散剂、表面活性剂及它们的组合。

作为分散剂,例如,可举出后述的粘结剂,优选聚乙烯醇。

作为表面活性剂,可举出非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及两性表面活性剂。表面活性剂可以单独使用一种,也可以混合使用两种类以上。

乳化剂的含量相对于油相与水相的混合物即乳化液总质量,优选大于0质量%且20质量%以下,更优选为0.005~10质量%,进一步优选为0.01~10质量%,尤其优选为1~5质量%。

根据需要,水相也可以包含紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂等其他成分。

分散是指,将油相作为油滴而分散于水相(乳化)。分散能够使用通常用于油相与水相的分散的方法(例如,均化机、高压乳化机(Menton Gorin)、超声波分散机、溶解器、卡迪磨(Keddy Mill)及其他公知的分散装置)进行。

油相相对于水相的混合比(油相质量/水相质量)优选为0.1~1.5,更优选为0.2~1.2,进一步优选为0.4~1.0。

-胶囊化工序-

在胶囊化工序中,使胶囊壁材料在油相与水相的界面聚合而形成胶囊壁,来形成内含储热材料的微胶囊。

优选在加热下进行聚合。聚合中的反应温度优选为40~100℃,更优选为50~80℃。并且,聚合的反应时间优选为0.5~10小时左右,更优选为1~5小时左右。

为了在聚合中防止微胶囊彼此的凝聚,优选进一步添加水性溶液(例如,水、乙酸水溶液等)来降低微胶囊彼此的碰撞概率。

并且,也优选进行充分的搅拌。

而且,也可以在聚合中向反应体系添加凝聚防止用分散剂。

而且,根据需要,也可以在聚合中向反应体系添加苯胺黑等电荷调节剂、或其他任意辅助剂。

<粘结剂>

储热片除了微胶囊以外,优选包含粘结剂。通过储热片包含粘结剂,储热片的耐久性提高。

作为粘结剂,只要是能够形成膜的聚合物,则并无特别限制,可举出水溶性聚合物及油溶性聚合物。

水溶性聚合物中的“水溶性”是指,对象物质的溶解量相对于25℃的水100质量%为5质量%以上,更优选的水溶性聚合物是指,溶解量为10质量%以上。

油溶性聚合物中的“油溶性”是指,对象物质的溶解量相对于25℃的水100质量%小于5质量%。

作为水溶性聚合物,可举出聚乙烯醇(未改性的聚乙烯醇及改性聚乙烯醇)、聚丙烯酰胺及其衍生物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、异丁烯-马来酸酐共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、乙烯-丙烯酸共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物、羧甲基纤维索、甲基纤维素、酪蛋白、明胶、淀粉衍生物、阿拉伯橡胶及藻酸钠。

作为油溶性聚合物,例如,可举出国际公开第2018/207387号及日本特开2007-031610号公报中记载的、具有储热性的聚合物。

其中,作为粘结剂,优选水溶性聚合物,更优选多元醇,进一步优选聚乙烯醇,尤其优选改性聚乙烯醇。通过使用水溶性聚合物,适合在维持芯材料制备石蜡等油溶性材料即油/水型(O/W(Oil in Water)型)的微胶囊液时的分散性的状态下,形成储热片。并且,在使用改性聚乙烯醇的情况下,能够优选降低储热片的孔隙率且/或能够优选提高后述微胶囊的相邻比。

在聚乙烯醇中,例如通过皂化反应,将聚乙酸乙烯酯的乙酸基的至少一部分取代为羟基,来得到未改性的聚乙烯醇。聚乙烯醇可以是仅聚乙酸乙烯酯的乙酸基的一部分取代为羟基的聚乙烯醇(部分皂化聚乙烯醇),也可以是全部的聚乙酸乙烯酯的乙酸基取代为羟基的聚乙烯醇(完全皂化聚乙烯醇)。

改性聚乙烯醇是指具有改性基团的聚乙烯醇。从能够进一步降低储热片的孔隙率的方面和/或能够进一步提高后述微胶囊的相邻比的方面考虑,改性基团优选选自由羧基或其盐及乙酰乙酰基组成的组中的至少一种的基团,更优选选自由羧基或其盐及乙酰乙酰基组成的组中的至少一种的基团。

作为羧基的盐,优选羧基的金属盐,更优选羧基的钠盐。

改性聚乙烯醇例如能够通过将具有改性基团的单体与乙烯基酯(例如,乙酸乙烯酯等)共聚合而得的聚合物进行皂化而得到。并且,改性聚乙烯醇也可以通过使未改性的聚乙烯醇中的羟基或乙酸基与具有改性基团的化合物进行反应而得到。

作为聚乙烯醇,例如,可举出KURARAY CO.,LTD.制的Kuraray Poval系列(例:Kuraray Poval PVA-217E、Kuraray Poval KL-318等)、Mitsubishi ChemicalCorporation制的Gosenex系列(例:Gosenex Z-320等)、JAPAN VAM&POVAL CO.,LTD.制的A系列(例:AP-17等)。

聚乙烯醇的聚合度优选为500~5000,更优选为1000~3000,进一步优选为2000~3000。

粘结剂的数均分子量(Mn)并无特别限制,从膜强度的方面考虑,优选为20,000~300,000,更优选为20,000~150,000。

分子量的测量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的值。

基于凝胶渗透色谱法(GPC)的测量中,作为测量装置,使用HLC(注册商标)-8020GPC(Tosoh Corporation),作为管柱,使用三根TSKgel(注册商标)Super MultiporeHZ-H(4.6mmID×15cm、Tosoh Corporation),作为洗脱液,使用THF(四氢呋喃)。并且,作为测量条件,将试样浓度设为0.45质量%、将流速设为0.35ml/min、将样品注入量设为10μl、及将测量温度设为40℃,并且使用RI(微分折射)检测器进行测量。

校准曲线通过Tosoh Corporation的“标准试样TSK standard,polystyrene”:“F-40”、“F-20”、“F-4”、“F-1”、“A-5000”、“A-2500”、“A-1000”及“正丙苯”这八个样品进行制作。

储热片中的粘结剂的含量并无特别限制,但从储热片的膜强度及储热构件的储热性的平衡的方面考虑,优选为0.1~20质量%,更优选为1~11质量%。

在粘结剂包含水溶性聚合物的情况下,从能够提高储热材料相对于储热片的总质量的含有比例,且能够进一步提高储热片的储热性的方面考虑,水溶性聚合物的含量相对于粘结剂的总质量优选为85质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上。上限优选为100质量%。

<水>

储热片可以含有水,但是,若储热片所含的水分蒸发,则水分蒸发的部分有时成为储热片中的空隙。因此,从抑制空隙发生的方面考虑,优选储热片中的水的含量少。具体而言,从进一步抑制储热片中的空隙的发生的方面考虑,储热片中的水的含量相对于储热片的总质量优选为5质量%以下,更优选为2质量%以下,进一步优选为1质量%以下。

储热片中的水的含量的下限并无特别限制,可举出0质量%。

储热片中的水的含量的测量方法如下。首先,将储热片在25%RH、40℃的恒温恒湿槽内保存24小时,从而得到储热片A。将从恒温恒湿槽取出的储热片A在100℃下干燥3小时,从而得到储热片B。测量如此得到的储热片A及储热片B的质量,并将根据以下式得到的值设为储热片中的水的含量。

储热片中的水的含量(质量%)=100×{(储热片A的质量)-(储热片B的质量)}/(储热片A的质量)

<其他成分>

储热片可以包含除微胶囊及粘结剂以外的其他成分。作为其他成分,可举出导热性材料、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂。

上述其他成分的含量相对于储热片总质量优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。下限并无特别限制,可举出0质量%。

另外,关于导热性材料的“导热性”,优选导热系数为10Wm

导热系数(单位:Wm

<储热片的物性>

(厚度)

储热片的厚度并无特别限制,优选为1~1000μm。

厚度设为用SEM观察与厚度方向平行地切割储热片而得的切割面,测量5个任意的点,并将5个点的厚度进行平均而得的平均值。

(潜热容量)

储热片的潜热容量并无特别限制,但从储热构件的储热性高,且适于散热的发热体的温度调节的方面考虑,优选为115J/ml以上,更优选为120J/ml以上,进一步优选为130J/ml以上。上限并无特别限制,优选为300J/ml以下。

潜热容量为根据差示扫描热量测量(DSC;Differential scanning calorimetry)的结果与储热片的厚度而计算出的值。

另外,在从有限的空间内呈现高储热量的观点考虑的情况下,认为储热量适合以“J/ml(每单位体积的储热量)”捕捉,但在考虑电子器件等用途的情况下,电子器件的重量也变得重要。因此,若采用在有限的质量内呈现高储热性的捕捉方法,则有时以“J/g(每单位质量的储热量)”来捕捉为适合。在这种情况下,作为潜热容量优选为150J/g以上,更优选为160J/g以上。上限并无特别限制,优选为300J/g以下。

(微胶囊的体积率)

储热片中所占的微胶囊的体积率并无特别限制,相对于储热片的总体积优选为60体积%以上,更优选为80体积%以上,进一步优选为90体积%以上。上限并无特别限制,可举出100体积%以下。

(孔隙率)

储热片的孔隙率是指储热片中所占的空隙的体积率。在此,空隙是指,在储热片的内部,不存在构成储热片的材料(固体及液体),而被构成储热片的材料包围的区域,通常被气体(主要为空气)填满。

储热片的孔隙率相对于储热片的总体积小于10体积%,从能够进一步抑制操作时的储热片的缺陷的产生的方面考虑,优选为5体积%以下,更优选为4体积%以下,进一步优选为3体积%以下,尤其优选为2体积%以下。储热片的孔隙率的下限并无特别限制,可举出0体积%。

并且,通过储热片的孔隙率小于10体积%,能够进一步提高每单位体积的储热量。

并且,通过储热片的孔隙率小于10体积%,微胶囊彼此的接触面积扩大,因此有储热片的弹性模量变高的倾向。由此,经由后述的密合层而将储热片与其他部件贴合的情况下,通过微胶囊储热片的刚性增加。其结果,剥离储热片与其他部件时的力(粘合力)中,储热片弯曲时所需的力增大,因此储热片与其他部件的密合性(用于将储热片从其他部件剥离时所需的力)提高。

作为将储热片的孔隙率设为小于10体积%的方法的一例,可举出加长制造储热片时的干燥时间的方法、提高制造储热片时的干燥温度的方法、使用壁厚薄的微胶囊的方法、使用δ/Dm的值小的微胶囊的方法及组合它们的两个以上的方法。

基于通过以X射线CT(X-ray Computed Tomography)法为测量原理的公知的X射线CT装置得到的图像数据计算储热片的孔隙率。

具体而言,对储热片的面内方向的1mm×1mm的任意的区域,通过X射线CT法沿储热片的膜厚方向进行扫描,区别气体(空气)和除此以外(固体及液体)。然后,根据对沿膜厚方向进行扫描而得到的多个扫描层进行图像处理而得的三维图像数据,求出存在于所扫描的区域的气体(空隙部分)的体积和所扫描的区域的总体积(气体、固体及液体的合计体积)。然后,将相对于扫描区域的总体积的、气体的体积的比例设为储热片的孔隙率(体积%)。

(微胶囊的相邻比)

微胶囊的相邻比是表示储热片所含的微胶囊彼此的相邻(接触)程度的指标,根据使用SEM观察储热片的截面而得的图像(以下也记载为“SEM截面图像”),使用以下的式求出。

相邻比(%)=微胶囊的相邻部的长度的合计(μm)/微胶囊的外周的长度(μm)×100

在本说明书中“微胶囊彼此相邻”是指,两个微胶囊的胶囊壁间的距离相对于通过上述的方法计算出的中值粒径为5%以下。并且,上述式中的“相邻部”是指,在微胶囊的外周中,与其他微胶囊的距离(壁间距离)为胶囊直径的5%以下的区间。

关于微胶囊的相邻比,具体而言,通过一下方法求出。以使相对于储热片(或储热构件),维持储热片中的微胶囊的形状及配置的方式,沿主表面的法线方向对储热片进行切割而制作切片,来得到SEM截面图像。此时的储热片的切片的制作方法并无特别限制,例如,可举出使用切片机制作储热片的极薄的切片,利用SEM观察所得到的切片的方法。从所得到的图像,选择具有通过上述的测量方法计算出的中值粒径±10%的大小的20个微胶囊,并测量所选择的微胶囊的外周的长度。并且,在所选择的微胶囊中,测量在外周中与其他微胶囊的距离为中值粒径的5%以下的相邻部的长度。根据所得到的微胶囊的外周的总长(μm)及相邻部的长度的合计(μm),使用上述式,计算相邻比,并求出20个微胶囊的相邻比的平均值。

从抑制操作时的缺陷的产生的方面考虑,储热片中的微胶囊的相邻比优选为80%以上,更优选为85%以上,进一步优选为90%以上,尤其优选为96%以上。上限并无特别限制,例如,可以是99.9%以下。

并且,通过微胶囊的体积比在上述范围内,能够进一步提高每单位体积的储热量。

并且,通过微胶囊的体积比在上述范围内,有微胶囊彼此的接触面积变宽,且储热片的弹性模量变高的倾向。其结果,与储热片的孔隙率较低的情况同样地,储热片与其他部件的密合性提高。

作为将微胶囊的体积比设为上述范围内的方法的一例,可举出作为使储热片的孔隙率降低的方法而记载的方法。

(微胶囊的纵横比)

如上所述,优选使储热片所含的微胶囊变形。其中,微胶囊的纵横比优选为1.2以上,更优选为1.5以上,进一步优选为2.0以上。

若微胶囊的纵横比在上述范围,则微胶囊的填充率提高,由此微胶囊彼此的接触面积变宽、储热片的强度提高,能够进一步抑制操作时的储热片的缺陷的产生。并且,由于微胶囊的填充率提高,储热材料的量增加,能够实现更优异的储热性。

微胶囊的纵横比的上限并无特别限制,例如,可以是10以下。

根据储热片的SEM截面图像,利用以下的方法求出微胶囊的纵横比。与上述的相邻比的计算方法同样地,在得到SEM截面图像之后,从所得到的图像选择20个微胶囊。在外切于所选择的各微胶囊的外周的平行的两根切线中,将以使切线间距离成为最大的方式选择的平行的两根切线的距离设为长边的长度L。并且,在与给予长度L的平行的两根切线正交,且外切于微胶囊的外周的平行的两根切线中,将以使切线间距离成为最大的方式选择的切线间距离设为短边的长度S。根据所得到的长边的长度L(μm)及短边的长度S(μm),并使用以下的式,计算出纵横比,求出20个微胶囊的平均值。

纵横比=L(μm)/S(μm)

作为将微胶囊的纵横比设为上述范围内的方法的一例,可举出作为使储热片的孔隙率降低的方法而记载的方法。

(微胶囊的形状)

并且,储热片所含的微胶囊优选具有通过与其他微胶囊的接触等形成的平坦部或凹部。

具体而言,优选通过以下方法观察的储热片中的微胶囊具有两个部位以上平坦部及凹部。通过与上述的相邻比的计算方法相同的方法得到SEM截面图像之后,选择20个微胶囊。接着,根据SEM截面图像,确认所选择的微胶囊形成有至少两个以上的微胶囊相邻而成的部分,且是否满足所选择的微胶囊的外形具有两个部位以上沿着相邻的微胶囊的外形而形成的直线状或凹状的部分的条件。在所选择的20个微胶囊中,满足上述的条件的微胶囊的个数优选为5个以上,更优选为10个以上,进一步优选为20个。

(弹性模量)

储热片的弹性模量(拉伸弹性模量)并无特别限制,优选为1700MPa以上,更优选为2000MPa以上,进一步优选为3700MPa以上,尤其优选为4000MPa以上。

储热片的弹性模量的上限并无特别限制,优选为10000MPa以下。

另外,储热片的弹性模量(拉伸弹性模量)根据JIS K 7161-1:2014进行测量。

[储热片(第二实施方式)]

本发明的第二实施方式所涉及的储热片包含内含储热材料的微胶囊,且微胶囊的相邻比为80%以上。

根据第二实施方式所涉及的储热片,能够抑制操作时的缺陷的产生。认为储热片的相邻比高的情况下,储热片中的微胶囊彼此的接触面积变宽,因此储热片的强度提高。其结果,推测储热片的脆性变高,能够抑制操作储热片时的缺陷(例如,裂痕及破裂)的产生。

关于本实施方式的储热片所含的微胶囊的组成(芯材料(储热材料)及形成胶囊壁的材料等)、物性(粒径及胶囊壁的厚度等)、含量以及制造方法还包括其优选的方式,与已说明的第一实施方式的储热片所含的微胶囊相同。

并且,关于本实施方式的储热片所含的粘结剂及水等微胶囊以外的成分,还包括其优选的方式,与已说明的第一实施方式的储热片相同。

本实施方式所涉及的储热片所含的微胶囊的相邻比为80%以上,从能够进一步抑制操作时的缺陷的产生的方面考虑,优选为85%以上,更优选为90%以上,进一步优选为96%以上。上限并无特别限制,例如,可以是99.9%以下。

并且,通过微胶囊的相邻比为80%以上,能够进一步提高每单位体积的储热量。

并且,通过微胶囊的相邻比为80%以上,有微胶囊彼此的接触面积变宽、储热片的弹性模量变高的倾向。由此,经由后述的密合层而将储热片与其他部件贴合的情况下,通过微胶囊储热片的刚性增加。其结果,剥离储热片与其他部件时的力(粘合力)中,储热片弯曲时所需的力增大,因此储热片与其他部件的密合性(用于将储热片从其他部件剥离时所需的力)提高。

关于微胶囊的相邻比的测量方法及调整微胶囊的相邻比的方法,如针对第一实施方式的储热片已说明的那样。

从能够抑制操作时的储热片的缺陷的产生的方面考虑,本实施方式所涉及的储热片的孔隙率相对于储热片的总体积优选小于10体积%,更优选为5体积%以下,进一步优选为4体积%以下,尤其优选为3体积%以下,最优选为2体积%以下。储热片的孔隙率的下限并无特别限制,可举出0体积%。

并且,通过储热片的孔隙率在上述的范围内,能够进一步提高每单位体积的储热量。

并且,通过储热片的孔隙率在上述的范围内,微胶囊彼此的接触面积变宽,因此有储热片的弹性模量变高的倾向。由此,经由后述的密合层而将储热片与其他部件贴合的情况下,通过微胶囊储热片的刚性增加。其结果,剥离储热片与其他部件时的力(粘合力)中,储热片弯曲时所需的力增大,因此储热片与其他部件的密合性(用于将储热片从其他部件剥离时所需的力)提高。

关于微胶囊的孔隙率的测量方法及调整微胶囊的孔隙率的方法,如针对第一实施方式的储热片已说明的那样。

在本实施方式的储热片的物性中,厚度、潜热容量、微胶囊的体积率、微胶囊的纵横比、微胶囊的形状及弹性模量还包含其优选的方式,与已说明的第一实施方式的储热片相同。

[储热片的制造方法]

储热片(包含第一实施方式的储热片或第二实施方式的储热片。以下相同。)的制造方法并无特别限制,可举出公知的方法。例如,可举出通过将包含上述微胶囊和根据需要所使用的上述粘结剂等的分散液涂布于基材上,并使其干燥来制作的方法。

另外,根据需要,通过从所得到的基材与储热片的层叠体剥离基材,能够得到储热片的单体。

作为基材,例如,可举出树脂基材、玻璃基材及金属基材。作为树脂基材所含的树脂,可举出聚酯(例:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚烯烃(例:聚乙烯、聚丙烯)及聚氨酯。并且,优选在基材上追加提高面方向或膜厚方向的导热性,使热从发热部分迅速向储热部位扩散的功能。更优选将金属基材和石墨薄片或石墨烯片等的导热性材料组合而成的基材。

基材的厚度并无特别限制,优选为1~100μm,更优选为1~25μm,进一步优选为3~15μm。

关于基材,以提高与储热片的密合性为目的,优选对基材的表面进行处理。作为表面处理方法,例如,可举出电晕处理、等离子体处理及赋予作为易粘接层的薄层等。

构成易粘接层的材料并无特别限制,可举出树脂,更具体而言,可举出苯乙烯-丁二烯橡胶、氨基甲酸酯树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂及聚乙烯基树脂。

易粘接层的厚度并无特别限制,优选为0.1~5μm,更优选为0.5~2μm。

另外,作为基材,可以使用能够剥离的临时基材。

作为涂布方法,例如,可举出模涂法、气刀涂布法、辊涂法、刮涂法、凹版涂布法及帘涂法。

干燥温度的优选范围还取决于干燥时的含水量,但在水的情况下,从能够进一步抑制储热片的孔隙率的方面考虑和/或能够进一步提高微胶囊的相邻比的方面考虑,优选为20~130℃,更优选为30~120℃,进一步优选为33~100℃。

干燥时间优选在膜中的水分即将干燥之前结束,从能够进一步降低储热片的孔隙率的方面考虑和/或能够进一步提高微胶囊的相邻比的方面考虑,在其范围中,优选为30秒以上,更优选为1分钟以上。从储热片的生产效率的方面考虑,干燥时间的上限越短越好。

可以在进行干燥的工序中,对涂布膜实施平坦化处理。作为平坦化处理的方法,可举出通过辊、送料辊及压延机等向涂布膜施加压力而提高膜中的微胶囊的填充率的方法。

并且,为了减少储热片中的孔隙率和/或进一步提高微胶囊的相邻比,优选如下方法:使用容易变形的(变形率大的)微胶囊;缓慢地进行形成涂布膜时的干燥;或分多次进行涂布而不一次性形成厚膜的涂布层等。

[储热片的用途]

本发明的储热片能够应用于各种用途,例如,能够用于如下用途:电子器件(例如,移动电话(尤其智能手机)、移动信息终端、个人电脑(尤其便携式个人电脑)、游戏机及遥控器等);适于白天温度快速上升或室内的冷暖气时的温度调节的建材(例如,地板、顶棚材料及墙壁材料等);适于根据环境温度的变化或运动时或休息时的体温变化等而进行温度调节的衣类(例如,内衣、外套、防寒服及手套等);床上用品;储存不必要的排出热而将其作为热能利用的排热利用系统;等。

其中,优选用于电子器件(尤其便携式的电子器件)。其原因如下。

作为抑制由电子器件的发热引起的温度上升的方法,使用了通过空气的流动而将热向电子器件的外部排出的方法及通过热管或散热器等而使热扩散至电子器件的壳体整体的方法。然而,从近年来的电子器件的薄型化及防水性的方面考虑,电子器件的气密性提高,而难以采用通过空气的流动而将热排出的方法,因此在上述方法中,使用使热扩散至电子器件的壳体整体的方法。因此,电子器件的温度上升的抑制是有限的。

这对该问题,通过向电子器件内导入上述的储热片,能够保持电子器件的气密性及防水性的同时,抑制电子器件的温度上升。即,通过储热片,能够在电子器件内形成储存一定时间热的部分,因此能够将电子器件内的发热体的表面温度保持在任意的温度区域。

[储热构件]

本发明的储热构件具有上述的储热片(包含第一实施方式的储热片或第二实施方式的储热片)。储热构件可以是卷方式。并且,可以从卷方式或片方式的储热构件切成所希望的大小或形状,或者进行冲压来制作。

储热构件进一步优选具有保护层。并且,从操作的方面考虑,储热构件优选在储热片上具有基材。

<保护层>

保护层为配置在储热片上的层,在储热构件具有基材的情况下,可以配置于与储热片中的基材相反的一侧的面侧。保护层具有保护储热片的功能。

保护层可以配置成与储热片接触,也可以隔着其他层配置在储热片上。

构成保护层的材料并无特别限制,优选树脂,从耐水性及阻燃性变更良好的方面考虑,优选选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。

作为氟树脂可举出公知的氟树脂。作为氟树脂,例如,可举出聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚三氟乙烯及聚四氟丙烯。

氟树脂可以是聚合单独的单体而成的均聚物,也可以是共聚两种类以上的聚合物。而且,也可以是这些单体与其他单体的共聚物。

作为共聚物,例如,可举出四氟乙烯和四氟丙烯共聚物、四氟乙烯和偏氟乙烯的共聚物、四氟乙烯和乙烯的共聚物、四氟乙烯和丙烯的共聚物、四氟乙烯和乙烯基醚的共聚物、四氟乙烯和全氟乙烯基醚的共聚物、氯三氟乙烯和乙烯基醚的共聚物及氯三氟乙烯和全氟乙烯基醚的共聚物。

作为氟树脂,例如,可举出AGC COAT-TECH Co.,Ltd.制的Obligato(注册商标)SW0011F、SIFCLEAR-F101、F102(JSR Corporation.制)、KYNAR AQUATEC(注册商标)ARC、FMA-12(均为Arkema制)。

硅氧烷树脂为具有包含硅氧烷骨架的重复单元的聚合物,优选为由下述式(1)表示的化合物的水解缩合物。

式(1) Si(X)

X表示水解性基。作为水解性基,例如,可举出烷氧基、卤代基、乙酰氧基及异氰酸酯基。

R表示非水解性基。作为非水解性基,例如,可举出烷基(例如,甲基、乙基及丙基)、芳基(例如,苯基、甲苯基及均三甲苯基)、烯基(例如,乙烯基及烯丙基)、卤代烷基(例如,γ-氯丙基)、氨基烷基(例如,γ-氨基丙基及γ-(2-氨基乙基)氨基丙基)、环氧烷基(例如,γ-环氧丙氧基丙基及β-(3,4-环氧环己基)乙基)、γ-巯基烷基、(甲基)丙烯酰氧基烷基(γ-甲基丙烯酰氧基丙基)、以及、羟基烷基(例如,γ-羟丙基)。

n表示1~4的整数,优选为3或4。

上述水解缩合物是指,式(1)中所表示化合物中的水解性基水解,将所得到的水解物进行缩合而得到的化合物。另外,作为上述水解缩合物,可以是所有水解性基被水解,且水解物被全部缩合的物质(完全水解缩合物),也可以是一部分的水解性基被水解,一部分的水解物缩合的物质(部分水解缩合物)。即,上述水解缩合物可以是完全水解缩合物、部分水解缩合物或它们的混合物。

作为保护层,例如,可以使用日本特开2018-202696号公报、日本特开2018-183877号公报、口本特开2018-111793号公报中记载的、包含公知的硬涂层剂的层或硬涂层膜。并且,从储热性的观点考虑,可以使用国际公开第2018/207387号及日本特开2007-031610号公报中记载的、含有具有储热性的聚合物的保护层。

保护层可以含有除树脂以外的其他成分。作为其他成分,可举出导热性材料、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂。

作为阻燃剂,并无特别限制,能够使用公知的材料。例如,能够使用“阻燃剂·阻燃材料的活用技术”(CMC出版)记载的阻燃剂等,可以优选使用卤素系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机系阻燃剂。在电子用途中期望抑制卤索混入的情况等时,可以优选使用磷系阻燃剂及无机系阻燃剂。

作为磷系阻燃剂,可举出磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、三(二甲苯基)磷酸酯、磷酸甲苯基苯基酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等磷酸酯系材料、其他芳香族磷酸酯、芳香族缩合磷酸酯、聚磷酸盐类、次膦酸金属盐、红磷等。

并且,还优选与阻燃剂并用而包含阻燃助剂。作为阻燃助剂,例如,可举出季戊四醇、亚磷酸、22氧化4亚盐12硼7水合物等。

保护层的厚度并无特别限制,优选为50μm以下,更优选为0.01~25μm,进一步优选为0.5~15μm。

厚度设为用SEM观察与厚度方向平行地切割保护层而得的切割面,测量5个任意的点,并将5个点的厚度进行平均而得的平均值。

保护层的形成方法并无特别限制,可举出公知的方法。例如,可举出使包含树脂或其前体的保护层形成用组合物与储热片接触,并根据需要对形成于储热片上的涂膜实施固化处理的方法及将保护层贴合于储热片上的方法。

以下,对使用保护层形成用组合物的方法进行详细叙述。

保护层形成用组合物中所含的树脂如上所述。

另外,树脂的前体是指通过固化处理而成为树脂的成分,例如,可举出在上述式(1)中表示的化合物。

根据需要,保护层形成用组合物可以包含溶剂(例如,水及有机溶剂)。

使保护层形成用组合物与储热片接触的方法并无特别限制,可举出将保护层形成用组合物涂布于储热片上的方法及将储热片浸渍于保护层形成用组合物中的方法。

另外,作为涂布保护层形成用组合物的方法,可举出使用浸渍涂布机、模涂布机、狭缝涂布机、棒涂布机、挤压涂布机、幕涂流动涂布机及喷涂等的公知的涂布装置、以及、凹版印刷、丝网印刷、胶版印刷及喷墨印刷等的印刷装置的方法。

<密合层>

以提高后述发热体与储热片的密合性为目的,可以在与基材的储热片相反的面侧配置密合层。作为密合层,可举出粘合层及粘接层。

粘合层的材料并无特别限制,可举出公知的粘结剂。

作为粘结剂,例如,可举出丙烯酸系粘结剂、橡胶系粘结剂及硅酮系粘结剂。并且,作为粘结剂的例,可举出“剥离纸·剥离膜及粘合胶带的特性评价及其控制技术”、信息机构、2004年、第2章中记载的丙烯酸系粘结剂、紫外线固化型粘结剂及硅酮粘结剂等。

此外,丙烯酸系粘结剂是指,包含(甲基)丙烯酸单体的聚合物((甲基)丙烯聚合物)的粘结剂。

粘合层可以进一步包含增粘剂。

粘接层的材料并无特别限制,可举出公知的粘接剂。

作为粘接剂,例如,可举出氨基甲酸酯树脂粘接剂、聚酯粘接剂、丙烯酸树脂粘接剂、乙烯乙酸乙烯基树脂粘接剂、聚乙烯醇粘接剂、聚酰胺粘接剂及硅酮粘接剂。

密合层的形成方法并无特别限制,例如,可举出在储热片上转印密合层的方法及将包含粘结剂或粘接剂的组合物涂布于储热片上而形成密合层的方法。

密合层的厚度并无特别限制,优选为0.5~100μm,更优选为1~25μm,进一步优选为1~15μm。

<阻燃层>

储热构件可以具有阻燃层。阻燃层的位置并无特别限制,可以与保护层成为一体,也可以作为其他层而设置。作为其他层而设置的情况下,优选层叠于上述保护层与上述储热片之间。并且,在与保护层成为一体的情况下,是指上述保护层具有阻燃性的功能。尤其,在潜热储热材料为如石蜡那样的易燃材料的情况下,通过具有阻燃性的保护层或阻燃层,能够使储热构件整体具有阻燃性。

作为阻燃性的保护层及阻燃层,只要为阻燃性,则并无特别限制,优选由聚醚醚酮树脂、聚碳酸酯树脂、硅酮树脂、含氟树脂等阻燃性有机树脂、玻璃膜等无机原材料形成。在此,关于玻璃膜,例如,能够将硅烷偶联剂或硅氧烷低聚物涂布于储热片上,进行加热或干燥而形成。

作为形成阻燃性保护层的方法,可以在上述保护层的树脂中混合阻燃剂来形成。作为阻燃剂,可优选举出上述阻燃剂及二氧化硅等的无机粒子。关于无机粒子的量、种类,能够根据面状和/或膜质而与树脂的种类一同进行调整。无机粒子的尺寸优选为0.01~1μm,更优选为0.05~0.3μm,进一步优选为0.1~0.2μm。

无机粒子的含量相对于保护层的总质量,优选为0.1~50质量%,更优选为1~40质量%。

从储热量及阻燃性的观点考虑,阻燃剂的含量相对于保护层的总质量优选为0.1~20质量%,更优选为1~15质量%,进一步优选为1~5质量%。并且,从储热量及阻燃性的观点考虑,阻燃性的保护层的厚度优选为0.1~20μm,更优选为0.5~15μm,尤其优选为0.5~10μm。

<着色层>

储热构件可以具有着色层。通过设置着色层,即使在储热片的色调发生变化时,也能够抑制储热构件的外观上的色调变化。并且,能够抑制操作时的摩擦或水等侵入储热片,能够抑制微胶囊的物理性或化学性变化,其结果,能够抑制储热片本身的色调变化。

着色层可以与保护层成为一体,也可以以与储热片接触的方式作为其他层而配置。

着色层能够得到目标色相,因此优选包含着色剂。

作为着色剂,可举出颜料及染料,从耐候性优异,且能够进一步抑制储热构件的外观的色调变化的方面考虑,优选颜料,更优选为黑色颜料,进一步优选为炭黑。另外,在使用炭黑的情况下,着色层的导热性进一步提高。

作为颜料,可举出以往公知的各种无机颜料及有机颜料。

作为具体的无机颜料,例如,可举出二氧化钛、氧化锌、锌钡白、轻质碳酸钙、白碳墨、氧化铝、氢氧化铝及硫酸钡等白色颜料、以及炭黑、钛黑、钛碳、氧化铁及石墨等黑色颜料。

作为有机颜料,例如,可举出日本特开2009-256572号公报的0093段中记载的有机颜料。

作为有机颜料,例如,可举出C.I.Pigment Red 177、179、224、242、254、255、264等红色颜料,C.I.Pigment Yellow 138、139、150、180、185等黄色颜料,C.I.Pigment Orange36、38、71等橙色颜料,C.I.Pigment Green 7、36、58等绿色颜料,C.I.Pigment Blue 15:6等青色颜料及C.I.Pigment VioleL 23等紫色颜料。

着色剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。

着色层中的着色剂(例如,黑色颜料)的含量并无特别限制,从能够进一步抑制储热构件的外观的色调变化的方面考虑,相对于着色层总体积优选为2~30体积%,更优选为5~25体积%。

着色层可以优选含有粘结剂。

粘结剂的种类并无特别限制,可举出公知的材料,优选为树脂。

作为树脂,从耐水性及阻燃性变更优异的方面考虑,优选为选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂。通过着色层包含耐水性良好的、选自由氟树脂及硅氧烷树脂组成的组中的树脂,能够抑制微胶囊的化学变化,能够抑制储热片的色调变化。

氟树脂及硅氧烷树脂的具体例如上述。

着色层中的粘结剂的含量并无特别限制,从能够进一步抑制储热构件的外观的色调变化的方面考虑,相对于着色层总体积优选为50~98体积%,更优选为75~95体积%。

着色层中的粘结剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。

着色层可以包含除着色剂及粘结剂以外的其他成分。作为其他成分,可举出导热性材料、阻燃剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂及防腐剂。

着色层的厚度并无特别限制,优选为0.1~100μm,更优选为0.5~10μm。

厚度设为用SEM观察与厚度方向平行地切割着色层而得的切割面,测量5个任意的点,并将5个点的厚度进行平均而得的平均值。

作为着色层的优选方式之一,可举出着色层的膜厚为15μm以下,着色层的光学浓度为1.0以上的方式。只要光学浓度在上述范围,则即使着色层薄的情况下,也能够进一步抑制储热构件的外观的色调变化。

上述光学浓度优选为1.2以上。上限并无特别限制,优选为6.0以下。

作为上述光学浓度的测量方法,使用X-rite eXact(X-Rite Inc.制),在无滤光器、浓度状态为ISO状态T、D50/2°下进行测量。另外,作为光学浓度,Xrite的OD值采用K值。

着色层的形成方法并无特别限制,可举出公知的方法。例如,可举出使包含着色剂及粘结剂或其前体的着色层形成用组合物与储热片接触,并根据需要,对形成于储热片上的涂膜实施固化处理的方法。

以下,对上述方法进行详细说明。

着色层形成用组合物中所含的着色剂及粘结剂如上所述。

着色层形成用组合物中所含的粘结剂的前体是指,通过固化处理而称为粘结剂的成分,例如,可举出在上述式(1)中表示的化合物。

着色层形成用组合物可以根据需要含有溶剂(例如,水及有机溶剂)。

使着色层形成用组合物与储热片接触的方法并无特别限制,可举出将着色层形成用组合物涂布于储热片上的方法及将储热片浸渍于着色层形成用组合物中的方法。

另外,作为涂布着色层形成用组合物的方法,与在涂布保护层形成用组合物的方法中例举的方法相同。

着色层可以设置于储热片的整个面上,也可以在一部分上设置成图案状。

<其他部件>

储热构件可以具有:配置于与储热片中的保护层相反的面侧的基材、配置于与上述基材中的储热片相反的面侧的密合层及配置于与上述密合层中的上述基材相反的面侧的临时基材。由此,能够在储热构件的保管时及输送时等中,抑制储热片的损伤等。

关于基材及密合层,如上所述。并且,临时基材的具体例与基材的具体例相同。优选为具有剥离面的基材。

在使用储热构件时,从储热构件剥离临时基材。

[电子器件]

本发明的电子器件具有上述储热构件与发热体。

关于储热构件(储热片、密合层及保护层)如上所述。

<发热体>

发热体为电子器件中的有时会发热的部件,例如,可举出CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit:图形处理单元)、SRAM(Static Random Access Memory:静态随机存取存储器)及RF(Radio Frequency:射频)器件等SoC(Systems on a Chip:片上系统)、相机、LED封装、电力电子设备以及电池(尤其锂离子二次电池)。

发热体可以配置成与储热构件接触,也可以隔着其他层(例如,后述的导热材料)而配置于储热构件。

<导热材料>

电子器件优选还具有导热材料。

导热材料是指,具有将从发热体产生的热传导至其他介质的功能的材料。

作为导热材料的“导热性”,优选导热系数为10Wm

作为电子器件可以具有的导热材料,例如,可举出金属板、散热片、及硅氧脂,优选使用金属板或散热片。

电子器件优选具有:上述储热构件、配置于储热构件上的导热材料、及配置于与导热材料中的储热构件相反的面侧的发热体。并且,电子器件更优选具有:上述储热构件、配置于储热构件上的金属板、及配置于与金属板中的储热构件相反的面侧的发热体。

在上述储热构件具有保护层的情况下,作为电子器件的优选方式之一,可举出具有如下的方式,即,上述储热构件、配置于与上述储热构件中的上述保护层相反的面侧的金属板、及配置于与上述金属板中的上述储热构件相反的面侧的发热体。换言之,优选依次层叠有保护层、储热片、金属板及发热体的方式。

(金属板)

金属板具有保护发热体及将从发热体产生的热传递至储热片的功能。

金属板的与设置有发热体的面相反一侧的面可以与储热片接触,也可以隔着其他层(例如,散热片、密合层或基材)配置有储热片。

作为构成金属板的材料,可以举出铝、铜及不锈钢。

(散热片)

散热片是具有将从发热体产生的热传递至其他介质的功能的片材,优选具有散热材料。作为散热材料,例如,可举出碳、金属(例如,银、铜、铝、铁、铂、不锈钢及镍)、以及硅。

作为散热片的具体例,可以举出铜箔片、金属覆膜树脂片、含金属的树脂片及石墨烯片,可以优选地使用石墨烯片。散热片的厚度并无特别限制,优选为10~500μm,更优选为20~300μm。

<热管、均热板>

电子器件优选还具有选自由热管及均热板组成的组中的热输送部件。

热管及均热板均由金属等形成,且至少具备具有中空结构的部件及被封入其内部空间的热传递介质即工作流体,在高温部(蒸发部)中工作流体蒸发(汽化)而吸收热,在低温部(冷凝部)中所汽化的工作流体冷凝而释放热。热管及均热板具有通过工作流体在其内部相变化,从与高温部接触的部件向与低温部接触的部件输送热的功能。

在电子器件具有储热构件及选自由热管及均热板组成的组中的热输送部件的情况下,优选储热构件与热管或均热板接触,更优选储热构件与热管或均热板的低温部接触。

并且,在电子器件具有储热构件及选自由热管及均热板组成的组中的热输送部件的情况下,优选储热构件所具有的本发明的储热片中所含的储热材料的相变化温度与热管或均热板工作的温度区域重叠。作为热管或均热板工作的温度区域,例如,可举出在各自的内部,工作流体能够相变化的温度的范围。

热管至少具有管状部件及被封入其内部空间的工作流体。关于热管,优选在管状部件的内壁具有成为基于毛细管现象的工作流体的流路的芯(wick)结构,并且具有设置有成为在其内侧汽化的工作流体的通路的内部空间的截面结构。作为管状部件的形状,可举出圆管状、角管状及扁平的椭圆管状等。管状部件可以具有弯曲部。并且,热管也可以是具有管状部件以弯曲状连结的结构的弯曲热管。

均热板至少包括具有中空结构的平板状的部件及被封入其内部空间的工作流体。均热板优选在平板状部件的内面具有与热管相同的芯结构。在均热板中,大致通过从与平板状部件的一个主表面接触的部件吸收热,并向与另一主表面接触的部件释放热,来输送热。

关于构成热管及均热板的材料,只要为导热性高的材料则并无特别限制,可举出铜及铝等金属。

作为被封入热管及均热板的内部空间的工作流体,例如,可举出水、甲醇、乙醇及替代氟利昂,可以根据应用的电子器件的温度范围适当选择来使用。

<其他部件>

电子器件可以包含保护层、储热片、导热材料、散热体及除上述热输送部件以外的其他部件。作为其他部件,可举出基材及密合层。关于基材及密合层,如上所述。

电子器件可以在储热片与金属板之间具有选自由散热片、基材及密合层组成的组中的至少一种部件。在储热片与金属板之间,配置散热片、基材及密合层中的两个以上的部件的情况下,优选以从储热片侧朝向金属板侧依次成为基材、密合层及散热片的方式配置。

并且,电子器件可以在金属板与发热体之间具有散热片。

关于电子器件的具体例,如上所述,因此省略其说明。

实施例

以下,通过实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明只要不脱离其宗旨,则并不限定于以下实施例。

<实施例1>

(微胶囊分散液的制备)

将正二十烷(潜热储热材料;熔点37℃、碳原子数20的脂肪族烃纯度99.5%)72质量份在60℃下加热溶解,得到了添加有乙酸乙酯120质量份的溶液A。

接着,将N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺(ADEKA聚醚EDP-300、ADEKACORPORATION)0.05质量份加入到正在搅拌的溶液A中,得到了溶液B。

而且,将溶解于甲基乙基酮1质量份中的甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物(BARNOCK D-750、DIC CORPORATION)4.0质量份加入到正在搅拌的溶液B中,得到了溶液C。

而且,在水140质量份中溶解有聚乙烯醇(KURARAY POVAL(注册商标)KL-318(KURARAY CO.,LTD制;PVA(Polyvinyl alcohol))7.4质量份作为粘结剂的溶液中,加入上述溶液C,进行了乳化分散。对乳化分散后的乳化液中加入水250质量份,一边搅拌所得到的溶液一边加热至70℃,持续搅拌1小时之后,冷却至30℃。在冷却后的液体中进一步加入水来调整浓度,得到了具有聚氨酯脲的胶囊壁的内含正二十烷的微胶囊分散液。分散液的固体成分浓度为14质量%。

另外,用作聚乙烯醇的Kuraray Poval KL-318是具有羧基或其盐作为改性基团的改性聚乙烯醇。

所得到的分散液中的、以微胶囊的体积基准计的中值粒径Dm为20μm。并且,微胶囊的胶囊壁的厚度δ为0.1μm。

并且,使用FISCHER INSTRUMENTS K.K.制HM2000型微小硬度计作为压痕硬度计,通过上述的方法测量从所得到的分散液取出的微胶囊的变形率的结果,微胶囊的变形率为41%。

(储热片形成用组合物的制备)

向所得到的微胶囊分散液1000质量份,加入侧链烷基苯磺酸胺盐(NEOGEN T、DKSCo.Ltd.)1.5质量份、1,2-双(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基氧基羰基)乙磺酸钠(W-AHE、FUJIFILM Corporation制)0.15质量份及聚氧乙烯烷基醚(Neugen LP-90、第一工業制薬)0.15质量份,并进行混合而得到了储热片形成用组合物1。

(易粘接层及带粘合层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材(A)的制作)

将LINTEC Corporation制的光学粘结片MO-3015(厚度:5μm)贴附在厚度6μm的PET基材而形成了粘合层。

在PET基材的与具有粘合层侧相反一侧的面涂布将Nippol Latex LX407C4E(ZeonCorporation制)和Nippol Latex LX407C4C(Zeon Corporation制)和AQUA BRID EM-13(DAICEL FINECHEM LTD.)以固体成分浓度成为22∶77.5∶0.5(质量基准)的方式混合并溶解的水溶液,并且在115℃下干燥2分钟,形成由厚度1.3μm的苯乙烯-丁二烯橡胶系树脂构成的易粘接层,而准备了易粘接层及带粘合层的PET基材(A)。

(储热构件1的制作)

在易粘接层及带粘合层的PET基材(A)的易粘接层的面,以干燥后的质量成为172g/m

另外,关于干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量,通过上述方法进行测量的结果,储热片中的水的含量相对于储热片的总质量为10质量%。并且,以相同的方式对静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量进行测量的结果,储热片中的水的含量相对于储热片的总质量小于1质量%。由储热片形成用组合物1构成的层的厚度为190μm。

另外,储热片中的微胶囊的含量相对于储热片总质量为91质量%。并且,储热片中的储热材料(正二十烷)的含量相对于储热片总质量为85质量%。

<实施例2>

将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在90℃下20分钟,除此以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片2而制备了储热构件2。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

<实施例3>

将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在100℃下15分钟,除此以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片3而制作了储热构件3。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

<实施例4>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺的量从0.05质量份变更为0.025质量份,将甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的量从4.0质量份变更为2.0质量份。

并且,将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在100℃下15分钟。

除了这些条件以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片4而制作了储热构件4。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

<实施例5>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的聚乙烯醇的量从7.4质量份变更为14.8质量份。

并且,将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在90℃下20分钟。

除了这些条件以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片5而制作了储热构件5。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

<实施例6>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的聚乙烯醇的种类变更为KurarayPoval(注册商标)45-88(KURARAY CO.,LTD.;PVA)。

并且,将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在90℃下20分钟。

除了这些条件以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片6而制作了储热构件6。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

另外,作为聚乙烯醇所使用的Kuraray Poval45-88是部分皂化的未改性的聚乙烯醇。

<实施例7>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的聚乙烯醇的种类变更为Gosenex(注册商标)Z320(Mitsubishi Chemical Corporation;PVA)。

并且,将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在90℃下20分钟。

除了这些条件以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片7而制作了储热构件7。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

另外,作为聚乙烯醇所使用的Gosenex(注册商标)Z320是具有乙酰乙酰基作为改性基团的改性聚乙烯醇。

<实施例8>

将Kuraray Poval45-88变更为Kuraray Pova125-88E,除此以外,以与实施例6相同的方式,形成储热片8而制作了储热构件8。

另外,作为聚乙烯醇所使用的Kuraray Pova125-88E是部分皂化的未改性的聚乙烯醇。

<实施例9>

将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在100℃下12分钟,除此以外,以与实施例1相同的方式,在易粘接层及带粘合层的PET基材(A)的易粘接层面形成了储热片9。之后,在储热片9的易粘接层上,涂布下述保护层形成用组合物1,并在60℃、2分钟的干燥条件下进行干燥,从而形成了保护层1。保护层1的膜厚为3μm。将其作为储热构件9。

(保护层形成用组合物1的制备)

混合以下的成分,制备了保护层形成用组合物1。

KYNAR Aquatec ARC(Arkema公司制、固体成分浓度44质量%;氟树脂)24.2质量份

EPOCROS WS-700(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制、固体成分浓度25质量%;固化剂)21.4质量份

FUJI JET BLACK B-15(Fuj i Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度15质量%、炭黑)33.2质量份

TAIEN E(aihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制;阻燃剂、在固体成分浓度20质量%水分散液中稀释)20.0质量份

Neugen LP-70(DKS Co.Ltd.制(在固体成分浓度2质量%水溶液中稀释);表面活性剂)1.2质量份

<实施例10>

将保护层形成组合物1变更为保护层形成组合物2,除此以外,以与实施例9相同的方式,形成储热片10及保护层2而制作了储热构件10。

(保护层形成用组合物2的制备)

混合以下的成分而制备了保护层形成用组合物2。

纯水4.3质量份

1M氢氧化钠水溶液0.4质量份

X-12-1098(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制、固体成分浓度30质量%)47.2质量份

SNOWTEX XL(Nissan Chemical Corporation制、固体成分浓度40质量%、二氧化硅粒子、平均粒径60nm)15.2质量份

FUJI JET BLACK B-15(Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度15质量%、炭黑)31.7质量份

Neugen LP-70(DKS Co.Ltd.制(在固体成分浓度2质量%水溶液中稀释);表面活性剂)1.2质量份

<实施例11>

将保护层形成组合物1变更为保护层形成组合物3,除此以外,以与实施例9相同的方式,形成储热片11及保护层3而制作了储热构件11。

(保护层形成用组合物3的制备)

混合以下的成分而制备了保护层形成用组合物3。

KYNAR Aquatec ARC(Arkema公司制、固体成分浓度44质量%;氟树脂)11.4质量份

EPOCROS WS-700(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制、固体成分浓度25质量%;固化剂)10.1质量份

FUJI JET BLACK B-15(Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度15质量%、炭黑)15.63质量份

TAIEN E(aihei Chemical I ndustrial Co.,Ltd.制;阻燃剂、在固体成分浓度20质量%水分散液中稀释)15.6质量份(中值粒径0.4μm(用玻璃珠粉碎制备))

Neugen LP-70(DKS Co.Ltd.制(在固体成分浓度0.5质量%水溶液中稀释);表面活性剂)11.7质量份

1,2-双(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基氧基羰基)乙磺酸钠(W-AHE、FUJIFILMCorporation制)(在固体成分浓度0.5质量%水溶液中稀释);表面活性剂)11.7质量份

纯水30.1质量份

<实施例12>

将储热片形成用组合物1的干燥后的质量以成为干燥后质量143g/m

(保护层形成用组合物4的制备)

混合以下的成分而制备了保护层形成用组合物4。

KYNAR Aquatec ARC(Arkema公司制、固体成分浓度44质量%;氟树脂)16.3质量份

EPOCROS WS-700(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制、固体成分浓度25质量%;固化剂)14.4质量份

FUJI JET BLACK B-15(Fuji Pigment Co.,Ltd.制、固体成分浓度15质量%、炭黑)22.4质量份

TAIEN E(aihei Chemical Industrial Co.,Ltd.制;阻燃剂、在固体成分浓度20质量%水分散液中稀释)13.5质量份(中值粒径0.4μm(用玻璃珠粉碎制备))

Neugen LP-70(DKS Co.Ltd.制(在固体成分浓度0.5质量%水溶液中稀释);表面活性剂)16.7质量份

1,2-双(3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基氧基羰基)乙磺酸钠(W-AHE、FUJIFILMCorporation制)(在固体成分浓度0.5质量%水溶液中稀释);表面活性剂)16.7质量份

<实施例13>

在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,提高乳化分散时的转速、加长时间,除此以外,以与实施例1相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<实施例14>

在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,降低乳化分散时的转速、缩短时间,除此以外,以与实施例1相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<实施例15>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺的量变更为0.082质量份,将甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的量变更为6.5质量份,且在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,提高乳化分散时的转速、加长时间,除此以外,以与实施例1相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<实施例16>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺的量变更为0.054质量份、将甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的量变更为4.3质量份,且在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,提高乳化分散时的转速、加长时间,除此以外,以与实施例1相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<实施例17>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺的量变更为0.045质量份、将甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的量变更为3.6质量份,且在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,降低乳化分散时的转速、缩短时间,除此以外,以与实施例1相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<实施例18>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺的量变更为0.068质量份、将甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的量变更为5.5质量份,且在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,降低乳化分散时的转速、缩短时间,除此以外,以与实施例1相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<实施例19>

在内含正二十烷的微胶囊的分散液的制备工序中,提高乳化分散时的转速、加长时间,除此以外,以与实施例3相同的方式,制作了储热片及储热构件。

<比较例1>

将在实施例1的“微胶囊分散液的制备”中使用的N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺的量从0.05质量份变更为0.1质量份、将甲苯二异氰酸酯的三羟甲基丙烷加成物的量从4.0质量份变更为8.0质量份。

除了该条件以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片C1而制作了储热构件C1。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

<比较例2>

将储热片形成用组合物的涂布后的干燥条件变更为在30℃下180分钟,除此以外,按照与实施例1相同的步骤,形成储热片C2而制作了储热构件C2。

另外,干燥后且静置于恒温恒湿槽之前的储热片中的水的含量及静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量均与实施例1相同。

<评价>

实施了以下的评价。将评价结果示于下述表1。

并且,关于实施例2~实施例19以及比较例1及比较例2,分别将按照与实施例1相同的步骤测量的、微胶囊的以体积基准计的中值粒径Dm、微胶囊的胶囊壁的厚度δ、微胶囊的胶囊壁的厚度δ相对于微胶囊的体积基准的中值粒径Dm的比例(δ/Dm)及微胶囊的变形率示于表1。

另外,关于实施例8~实施例19,静置于恒温恒湿槽之后的储热片中的水的含量相对于储热片的总质量均为5质量%以下。

(孔隙率的测量)

使用X射线CT装置,按照上述的方法对储热片的孔隙率进行了计算。

另外,关于孔隙率,使用储热构件,利用X射线CT装置仅对储热片部分进行了分析(即,在不从储热构件剥离储热片的情况下,实施了测量。)。

(微胶囊的相邻比的测量)

按照上述的方法对储热片的微胶囊的相邻比进行了计算。

另外,以保持微胶囊的形态及配置的方式沿主表面的法线方向切割储热构件,根据所得到的切片中的储热片部分的SEM截面图像求出微胶囊的相邻比(即,在不从储热构件剥离储热片的情况下,实施了测量。)。

(潜热容量的测量)

根据差示扫描热量测量的结果和储热片的厚度计算出了所得到的储热片的潜热容量。

另外,在进行储热构件的潜热容量的测量之后,通过计算减去基材及保护层的厚度及质量分来计算储热片的储热容量。

并且,对于储热构件的潜热容量,也一并示于表中。

(缺陷的测量)

将储热构件以24mm×50mm进行切割来准备了测量用样品。目视观察抓住测量用样品的短边的两侧的1cm,并沿测量样品的长度方向拉伸1cm时的、储热片中的缺陷(裂痕及破裂)的产生方式。

1:均未看到裂痕及破裂、或能看到一个裂痕和/或破裂

2:虽然能看到两个以上裂痕和/或破裂,但少

3:裂痕和/或破裂多

(拉伸弹性模量的测量)

将储热构件以24mm×50mm进行切割来准备了测量用样品。按照JIS K 7161-1:2014测量将测量用样品的两端沿长度方向拉伸时的应力,关于对于应变应力以线形变化的范围,通过倾角除以截面积来求出。

(密合力的测量)

按照JIS-Z0237的规格,以粘合层接触于BA(bright annealed finish)精加工的SUS(Steel Use Stainless)304基材上的方式,配置试验用薄片之后,从试验用薄片上按压荷载2kg的辊,使SUS304基材与试验用薄片贴合。从贴合起经过1分钟之后,在180°剥离、300mm/min的条件下,将试验用薄片从SUS304基材剥离。将试验用薄片的剥离所需的力设为密合力(N/mm)。

[表1]

[表2]

如表1及表2所示,能够确认到使用孔隙率小于10体积%的储热片的情况(实施例1~实施例19)与使用孔隙率为10体积%以上的储热片的情况(比较例1及比较例2)相比,能够抑制操作时的缺陷的产生,且包含这些的储热构件的密合力优异。

并且,如表1及表2所示,能够确认到使用相邻比为80%以上的储热片的情况(实施例1~实施例19)与使用相邻比小于80%的储热片的情况(比较例1及比较例2)相比,能够抑制操作时的缺陷的产生,且包含这些的储热构件的密合力优异。

关于在实施例1~实施例19中制作的储热构件,将易粘接层及带粘合层的PET基材(A)的粘合层粘附于CPU的金属盖面的结果,确认到即使CPU发热,储热片面也不会变热。

并且,确认到,即使使在实施例1~实施例19中制作的储热构件与热管的一端部接触,使热管的另一个端部与CPU接触,也可以抑制CPU的发热。

将正二十烷变更为正十七烷(熔点22℃、碳原子数17的脂肪族烃),除此以外,以与实施例1相同的方式制作储热构件,将易粘接层及带粘合层的PET基材(A)的粘合层粘附于锂离子电池,以与上述相同的方式进行试验的结果,确认到即使电池发热,储热片面的温度也不易变热。

并且,将正二十烷分别变更为正十八烷(熔点28℃、碳原子数18的脂肪族烃)、正十九烷(熔点32℃、碳原子数19的脂肪族烃)、正二十一烷(熔点40℃、碳原子数21的脂肪族烃)、正二十二烷(熔点44℃、碳原子数22的脂肪族烃)、正二十三烷(熔点49℃、碳原子数23的脂肪族烃)、正二十四烷(熔点52℃、碳原子数24的脂肪族烃)、正二十五烷(熔点54℃、碳原子数25的脂肪族烃)、正二十六烷(熔点60℃、碳原子数26的脂肪族烃),以与实施例1相同的方式制作了8种类储热构件。将易粘接层及带粘合层的PET基材(A)的粘合层粘附于CPU的金属盖面,以与上述相同的方式进行试验的结果,确认到即使CPU发热,储热片面也不易变热。

相关技术
  • 储热片、储热构件、电子器件以及储热片的制造方法
  • 储热片、储热构件及电子器件
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