吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液
【課題】吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対してマイクロカプセル化壁の破壊が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法を提供する。
【解決手段】内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体として水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有し、該カプセル壁体の該密閉空間に封入される物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つを含有する吸・放熱カプセル。また、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することにより、上記の吸・放熱カプセルを製造できる。
【解決手段】内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体として水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有し、該カプセル壁体の該密閉空間に封入される物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つを含有する吸・放熱カプセル。また、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することにより、上記の吸・放熱カプセルを製造できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶媒水に溶解する相転移物質のマイクロカプセルは、特開２００１−１８１６１２公報（特許文献１）に記載されている。この特許文献では、相転移物質として硫酸ナトリウム１０水和物や塩化カルシウム６水和物等の無機塩水和物を、カプセル壁形成物質であるビニルモノマー、重合開始剤、分散剤を含む溶液中に分散させ、カプセル壁形成物質溶液に溶媒水に溶解する相転移物質が分散したＷ／Ｏエマルションを得て、前記Ｗ／Ｏエマルションを、分散剤を含有する水溶液中に分散させ、Ｗ／Ｏ／Ｗ系エマルションを調製し、カプセル壁形成物質を重合させることにより、カプセル壁形成物質に点在した相転移物質を備えた吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００３】
特開２００７−０３１５９７公報（特許文献２）では、相転移物質として水酸化バリウム８水和物（融点７８℃）、フッ素系溶媒としてパーフルオロカーボン（商品名「フロリナートＦＣ３２５５」、住友スリーエム社製）及びフッ素系界面活性剤（商品名「フタージェント１５０」、ネオス社製）を相転移物質の融点以上の温度（８５℃）で、高圧乳化機を用いて乳化分散液を調製した後に、マイクロカプセル化剤であるスチレンモノマー、ジビニルベンゼンモノマー及び重合開始剤である４，４−アゾビス−４−シアノバレリック酸（商品名「ＡＶＣＣ」、大塚化学社製）を分散液の攪拌下に添加し、相転移物質粒子の界面でビニルモノマーを重合させ、内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された相転移物質を備えた吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００４】
特開２００５−２０３１４８公報（特許文献３）では、相転移物質として水酸化バリウム８水和物（融点７８℃）粒子をフッ素オイル（パーフルオロカーボン）に分散させて、分散液にシランカップリング剤を添加し、シランカップリング剤を無機粒子である相転移物質の水酸化バリウム８水和物粒子の界面に吸着させた後に、分散液の温度を５５℃程度の温度にすることにより、相転移物質粒子界面でのシランカップリング剤を重合させ、フッ素系溶媒中で吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００５】
特開２００７−３３０８７２公報（特許文献４）では、相転移物質として無機塩水和物（水酸化バリウム８水和物、酢酸ナトリウム３水和物）を用いて、無機塩水和物に添加した水を開始剤として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーで相転移物質としての無機塩水和物の界面にマイクロカプセル壁を形成し、吸・放熱カプセル及び非水溶性溶媒に該吸・放熱カプセルを分散した吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００６】
特開２００７−２４４９３５公報（特許文献５）では、相転移物質（潜熱蓄熱材）としての水に不溶性なパラフィンワックス、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸を水中に分散させ、アミン系重合性反応性物質を含むアルカリ水溶液を添加し、相転移物質粒子界面でナイロン膜を形成させ、その後に、イソシアネート基や二重結合を有する重合性反応物質を含む数ｎｍ〜１０μｍの分散液よりなるＯ／Ｗエマルションを添加して界面重合あるいはラジカル重合反応を行わせることにより、ナイロン膜表面に重合膜を形成し、吸・放熱カプセルを得ている。
【０００７】
特開２００８−２２１０４６公報（特許文献６）では、相転移物質（相変化物質）としての水に不溶性なヘキサデカンを、メラミン粉末のホルムアルデヒド水溶液に加熱分散することにより、メラミン樹脂からなる外郭（１５１ｎｍ〜３００ｎｍ厚み）を形成させ、その後に、ポリビニルアルコールなどの反応性物質にて被覆し、吸・放熱カプセルを得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１８１６１２公報
【特許文献２】特開２００７−０３１５９７公報
【特許文献３】特開２００５−２０３１４８公報
【特許文献４】特開２００７−３３０８７６公報
【特許文献５】特開２００７−２４４９３５公報
【特許文献６】特開２００８−２２１０４６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献１に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、カプセル化剤もモノマー等で構成される油中に、溶媒水に溶解する相転移物質の液滴を分散させ、Ｏ／Ｗエマルションを形成させてから、溶媒水にＯ／Ｗエマルションを分散させているため、カプセル全体における相転移物質の体積分率を相転移物質の液滴の最密充填状態以上にすることができず、カプセル全体の体積に対する相転移物質の体積分率の割合を実質的に６０体積％以上とすることは困難である。
【００１０】
また、一度Ｏ／Ｗエマルションを形成させてから、溶媒水にＯ／Ｗエマルションを分散させているため、カプセルの粒子径は相転移物質の液滴の粒子径より大きくなる問題を有している。
【００１１】
前記特許文献２に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、相転移物質として無機塩水和物である水酸化バリウム８水和物や水酸化ストロンチウム８水和物を用いており、吸・放熱カプセルのカプセル壁が破壊された場合には、劇物である水酸化バリウムや水酸化ストロンチウムが溶出してしまう問題を有している。また、相転移物質としての無機塩水和物は、融解・凝固の繰返しにより水和水が脱離してしまい、融解・凝固を安定的に行なうことができないという問題を有している。
【００１２】
また、相転移物質として無機塩水和物の粒子を得た後に、カプセル化剤としてのビニルモノマー及びラジカル重合開始剤を添加し、前記無機水和物粒子と分散媒体の界面でカプセル化剤の重合反応を進行させているが、前記無機水和物粒子と分散媒体の界面以外でもカプセル化剤の重合反応が生じる可能性があり、相転移物質を含まないカプセル粒子が生成してしまうという問題を有している。
【００１３】
前記特許文献３に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、相転移物質として無機塩水和物である水酸化バリウム８水和物を用い、シランカップリング剤により、相転移物質内に含まれる水を用いて重合しているため、前記無機水和物粒子と分散媒体の界面のみでカプセル化剤の重合反応を進行させることができるが、シランカップリング剤の重合によりエタノール等のアルコールが生成するため、生成したアルコールの作用で、吸・放熱カプセルの分散性が著しく低下する問題を有している。
【００１４】
前記特許文献４に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、前記特許文献１〜３の問題点を改善しているが、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーで相転移物質としての無機塩水和物の界面にマイクロカプセル壁を形成した場合、マイクロカプセル化壁に弾力性がなく、相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮により、マイクロカプセル化壁が破けてしまうという欠点を有している。
【００１５】
また、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーで形成したマイクロカプセル化粒子は壁面が有機性であるので、有機溶媒に分散させ吸・放熱カプセル分散液を得る場合は問題がないが、引火性がないフッ素系溶媒に分散させる場合は、マイクロカプセル化壁とフッ素系溶媒の親和性が弱く、吸・放熱カプセル分散液の安定性が悪くなるという問題を有している。
【００１６】
前記特許文献５及び６に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルの製造方法は、水溶性溶媒中で、非水溶性相転移物質をその周囲において２段階でマイクロカプセル化する方法であるが、相転移物質が糖アルコール、尿素、チオ尿素等の水溶性物質である場合には、上記の方法ではマイクロカプセル化壁を形成することはできない。
【００１７】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、安全性の高い相転移物質を使用し、融解・凝固の繰返し時において、水溶性相転移物質の膨張・収縮に十分耐えうるマイクロカプセル化壁を有する吸・放熱カプセル、及びフッ素系溶媒に分散させた場合に、分散安定性の高い吸・放熱カプセル分散液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意検討した。その結果、本発明者は、従来技術の現状に留意しつつ鋭意研究を重ねた結果、内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された封入物質としての、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質とを備えた吸・放熱カプセルであって、前記封入物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つからなる相転移物質を含有することにより、安全性の高い相転移物質を使用し、前記カプセル壁体として水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することにより、相転移物質の膨張・収縮に十分耐えうるマイクロカプセル化壁を有する吸・放熱カプセル、及びフッ素系溶媒に分散させた場合に、分散安定性の高い吸・放熱カプセル分散液を見出し、また、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することにより、上記の吸・放熱カプセルを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
すなわち、本発明は下記の吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法に関するものである。
（１）内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された封入物質としての、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質とを備えた吸・放熱カプセルであって、かつ、前記封入物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つからなる相転移物質を含有する吸・放熱カプセルにおいて、前記カプセル壁体として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することを特徴とする吸・放熱カプセル。
（２）前記カプセル壁体の水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率が４０／６０から６０／４０であることを特徴とする前記（１）に記載の吸・放熱カプセル。
（３）前記封入物質として水又は多価アルコール類を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の吸・放熱カプセル。
（４）前記多価アルコール類がエチレングリコール、ジエチレングリコール及びグリセリンの少なくとも１つからなることを特徴とする前記（３）に記載の吸・放熱カプセル。
（５）前記吸・放熱カプセルの粒子径が１０〜５０μｍであり、かつ、吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の吸・放熱カプセル。
（６）フッ素系分散媒体と、該分散媒体に分散された前記（１）〜（５）のいずれかに記載の吸・放熱カプセルを含むことを特徴とする吸・放熱カプセル分散液。
（７）前記（６）に記載の吸・放熱カプセル分散液であって、相転移物質を分散液に対して１０〜４０質量％、かつ、フッ素系界面活性剤を相転移物質に対して２〜３０質量％、グリコール系流動促進剤を相転移物質に対して１０〜１００質量％含有することを特徴とする上記吸・放熱カプセル分散液。
（８）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の吸・放熱カプセルの製造方法であって、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することを特徴とする上記方法。
（９）前記１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーによりカプセル化壁を形成する際に、相転移物質に対して２〜５０質量％の界面活性剤を含有させることを特徴する前記（８）に記載の吸・放熱カプセルの製造方法。
【００２０】
前記（１）に記載の吸・放熱カプセルは、相転移物質として水酸化バリウム８水和物や水酸化ストロンチウム８水和物のような強塩基性の劇物を用いておらず、吸・放熱カプセルが破壊された場合に、分散液に劇物が溶出しない特徴を有している。また、水和水の脱離により融解・凝固の繰返し安定性の低い無機塩水和物を相転移物質として用いていないため、融解・凝固の繰返し耐久性に高い吸・放熱カプセルを得ることができる。更に、前記カプセル壁体として水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することにより、マイクロカプセル化壁に弾力性が生じ、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え、マイクロカプセル化壁の破壊が少ない吸・放熱カプセルを得ることができる。
【００２１】
前記（２）に記載の吸・放熱カプセルによれば、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率を４０／６０から６０／４０に制御することで、より弾力の高いマイクロカプセル化壁とすることができる、また、マイクロカプセル化壁にフッ素系ポリマーを含有しているため、マイクロカプセル化壁とフッ素系溶媒の親和性が向上する。
【００２２】
前記（３）に記載の吸・放熱カプセルによれば、封入物質として、水又は多価アルコール類を含有することにより、相転移物質と該相転移物質を分散するウレタンモノマー又はウレタンポリマー溶液の界面で重合反応が継続するため、確実にマイクロカプセル化した吸・放熱カプセルを得ることができる。封入物質として水を含有する場合は、相転移物質と該相転移物質を分散するウレタンモノマー又はウレタンポリマー溶液の界面で、水とイソシアネート基を有するウレタンモノマー又はウレタンポリマーが反応し、該ウレタンモノマー又はウレタンポリマーの末端がアミンとなり、該末端が別のウレタンモノマー又はウレタンポリマーと反応するため、該界面で重合反応が継続する。また、分子量が小さい水は重合反応中に速やかに該相転移物質の内部から該界面に移動できるため、該界面で重合反応が継続し、確実にマイクロカプセル化した吸・放熱カプセルを得ることができる。封入物質として多価アルコール類を含有する場合は、相転移物質と該相転移物質を分散するウレタンモノマー又はウレタンポリマー溶液の界面で、アルコール基とイソシアネート基を有するウレタンモノマー又はウレタンポリマーが反応し、該ウレタンモノマー又はウレタンポリマーの末端が水酸基となり、該末端が別のウレタンモノマー又はウレタンポリマーと反応するため、該界面で重合反応が継続する。
【００２３】
前記（４）に記載の吸・放熱カプセルによれば、封入物質として、多価アルコール類であって分子量が小さいエチレングリコール、ジエチレングリコール又はグリセリンを含有することにより、これらは重合反応中に速やかに該相転移物質の内部から該界面に移動できるため、該界面で重合反応が継続し、確実にマイクロカプセル化した吸・放熱カプセルを得ることができる。
【００２４】
前記（５）に記載の吸・放熱カプセルによれば、吸・放熱カプセルの粒子径が１０〜５０μｍであるために、吸・放熱カプセル分散液を移送するポンプのメカニカルシールの隙間に侵入することのない吸・放熱カプセルを得ることができる。また吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％であるために、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え、マイクロカプセル化壁の破壊が少ない吸・放熱カプセルを得ることができる。
【００２５】
前記（６）に記載の吸・放熱カプセル分散液によれば、分散媒体に引火性のないフッ素系分散媒体を用いているので、引火性のない吸・放熱カプセル分散液を得ることができる。また、マイクロカプセル化壁にフッ素系ポリマーを含有しているため、マイクロカプセル化壁とフッ素系溶媒の親和性が向上し、フッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル分散液を得ることができる。
【００２６】
前記（７）に記載の吸・放熱カプセル分散液によれば、吸・放熱カプセル中に相転移物質を分散液に対して１０〜４０質量％、かつ、フッ素系界面活性剤を相転移物質に対して２〜３０質量％、グリコール系流動促進剤を相転移物質に対して１０〜１００質量％含有することにより、マイクロカプセル化水溶性相転移物質粒子の凝集を防止し、水溶性相転移物質粒子の沈降が少なく安定化されたマイクロカプセル化水溶性相転移物質のフッ素系溶媒の分散液を得ることができる。
【００２７】
前記（８）に記載の吸・放熱カプセルの製造方法によれば、吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率を２〜１０％とすることができるために、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え、マイクロカプセル化壁の破壊が少ない吸・放熱カプセルを提供することができる。
【００２８】
前記（９）に記載の吸・放熱カプセルの製造方法によれば、硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーによりカプセル化壁を形成する際に、相転移物質に対して２〜５０質量％の界面活性剤を含有させているために、吸・放熱カプセルの合一が少ない吸・放熱カプセルを提供することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対してマイクロカプセル化壁の破壊が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例７で得られた吸・放熱カプセルの光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態について、以下のとおり説明する。
水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーは、末端にイソシアネート基を有して、水と反応して重合反応を起こすものであれば特に限定されないが、トリレンジイソシナート（ＴＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマー、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマー、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマー、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマーを例示できる。これらは単独で又は組み合わせて用いることができる。
【００３２】
市販の水硬化型のウレタンのモノマーとしては、三井化学ポリウレタン製のコスモネートＴ６５、Ｔ８０、Ｔ１００（ＴＤＩ系）、コスモネートＰＨ、Ｍ５０、１００、２００、３００（ＭＤＩ系）、タケネート７００（ＨＤＩ系）、タケネート５００（ＸＤＩ系）、タケネート６００（Ｈ６ＸＤＩ系）を例示できる。
【００３３】
市販の水硬化型のウレタンのプレポリマーとしては、三井化学ポリウレタン製のオレスターＭ８３−４２ＭＢＰ、Ｍ３７−３３Ｊ、Ｍ３７−５０ＳＳ、Ｍ７５−５０ＳＳ、タケネートＭ−４１７ＢＡ、Ｍ−４０８、Ｍ−４０２（ＴＤＩ系）、タケネートＭ４０５−ＢＡ（ＭＤＩ系）、タケネートＭ−６３１Ｎ（ＨＤＩ系）、タケネートＭ−６０５Ｎ（Ｈ６ＸＤＩ系）を例示できる。
【００３４】
上記のうち、１段目マイクロカプセル化に用いる硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーとしては、室温（２５℃）湿度６０％雰囲気で２時間以下の硬化時間を有するウレタンのモノマー又はプレポリマーが好ましく、市販の水硬化型のウレタンのプレポリマーとしては、オレスターＭ８３−４２ＭＢＰ、Ｍ３７−３３Ｊ、Ｍ３７−５０ＳＳ、Ｍ７５−５０ＳＳ、タケネートＭ−４１７ＢＡ、Ｍ−４０８を例示できる。
【００３５】
上記のうち、２段目マイクロカプセル化に用いるウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーとしては、その硬化速度は特に制限されないが、一般的には室温（２５℃）湿度６０％雰囲気で３時間以下の硬化時間を有するウレタンのモノマー又はプレポリマーが好ましく、市販の水硬化型のウレタンのプレポリマーとしては、タケネートＭ−４０２、Ｍ−４０５−ＢＡ、Ｍ−６３１Ｎ、Ｍ−６０５Ｎを例示できる。
【００３６】
本発明におけるカプセル壁体を構成するマイクロカプセル化剤として使用するフッ素系ポリマーは、分子内に水酸基を有しており、炭素骨格に少なくとも１つのフッ素原子が結合しているポリマーであれば特に限定はされない。
【００３７】
本発明で使用する分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基を有するフッ素系ビニルモノマーと水酸基を有さないビニルモノマーとを用いて共重合することによって製造することができる。
【００３８】
水酸基を有するフッ素系ビニルモノマーとしては、ＣＸ2＝ＣＸ1−Ｒf−ＣＨ2ＯＨを挙げることができる。式中Ｘ、Ｘ1は同一又は異なり、水素原子又はフッ素原子、Ｒfは炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基、炭素数１〜４０の含フッ素オキシアルキレン基、炭素数１〜４０のエーテル結合を含む含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜４０のエーテル結合を含む含フッ素オキシアルキレン基を表す。
【００３９】
水酸基を有するフッ素系ビニルモノマーとしては、より具体的には
ＣＦ2＝ＣＦ−Ｒf1−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、Ｒf1は炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基又はＯＲf2、ただし、Ｒf2は炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜４０のエーテル結合を含む２価の含フッ素アルキレン基である。
【００４０】
また、ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2−ＯＲf3−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、−Ｒf3は炭素数１〜３９の２価の含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜３９のエーテル結合を含む２価の含フッ素アルキレン基を表わす。
【００４１】
また、ＣＨ2＝ＣＦＣＦ2−Ｒf4−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、−Ｒf4は炭素数１〜３９の２価の含フッ素アルキレン基、又はＯＲf5（Ｒf5は炭素数１〜３９の２価の含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜３９のエーテル結合を含む２価の含フッ素アルキレン基）を表わす。
【００４２】
また、ＣＨ2＝ＣＨ−Ｒf6−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、Ｒf6は炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基である。
【００４３】
一方、水酸基を有さないビニルモノマーとしては、フッ素系ビニルモノマー、例えばテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）類、ＣＨ2＝ＣＦ−（ＣＦ2）n−Ｘ、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＦ2）n−Ｘ、（ただし、Ｘはいずれも水素原子、塩素原子又はフッ素原子、ｎは、いずれも１〜５の整数）が挙げられる。
【００４４】
分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとしては、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体が好ましい。
【００４５】
本発明で使用する分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、過半量の水酸基を有さないフッ素系ビニルモノマーと少量の水酸基を有するビニルモノマーとを用いて共重合することによって製造することもできる。
【００４６】
水酸基を有さないフッ素系ビニルモノマーとしては、フルオロオレフィン、例えばテトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレンが挙げられる。
【００４７】
水酸基を有するビニルモノマーとしては、ヒドロキシアルキルビニルエーテルが挙げられる。ヒドロキシアルキルビニルエーテルは、アルキル鎖上に置換水酸基を含有するアルキルビニルエーテルである。アルキルビニルエーテルとしては、炭素数３〜８の直鎖状又は分岐状の脂肪族アルキルビニルエーテル、例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル及び類似の低級アルキルビニルエーテルが挙げられる。
【００４８】
分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとしては、ヒドロキシアルキルビニルエーテルとフルオロオレフィンとの共重合体が好ましい。同様に、アルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、及びフルオロオレフィンエーテルの三元共重合体を含むフッ素系ポリマーも好ましい。フッ素系共重合体又は三元共重合体は、モル％基準で、フルオロオレフィン３０％ないし７０％と、ヒドロキシアルキルビニルエーテル単位を含むビニルエーテル単位３０ないし７０％を含み得る。ヒドロキシアルキルビニルエーテル単位は、通常、分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーの１モル％ないし３０モル％を構成する。該分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーの水酸基価は通常２ないし２００であり、好ましくは５ないし１５０である。適当な分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、アルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル及びトリフルオロエチレンの三元共重合体及びルミフロン（Lumiflon）ポリマー類として公知の市販されている共重合体である。
【００４９】
米国特許第４，９１６，１８８号は、分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーが、モル％基準で４５％ないし４８％のフッ素系モノマー、１％ないし３０％、好ましくは２％ないし５％のヒドロキシアルキルビニルエーテルモノマー、残量のアルキルビニルエーテルモノマーを含むものが好ましいことを述べている。このフッ素系ポリマーは、周囲温度で固体であり、約３５℃よりも高い、好ましくは３５℃ないし５０℃の軟化点又はＴg を有し、ＡＳＴＭ Ｄ ３０１６、Ｄ ３５３６−７６及びＤ ３５９３−８０によるＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィ）により測定される８，０００ないし１６，０００、好ましくは１０，０００ないし１４，０００の数平均分子量を有する。そのような種類のフッ素系ポリマーも本発明に用いるのに適している。そのようなポリマーはルミフロンＬＦ−２００Ｄと称され、旭硝子株式会社より販売されている。
【００５０】
分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、通常約８，０００ないし約１６，０００、好ましくは約９，０００ないし約１３，０００、更に好ましくは約１０，０００ないし約１１，０００の数平均分子量を有する。
【００５１】
本発明に用いられる好ましい分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、旭硝子株式会社により製造されたルミフロンＬＦ−７１０Ｆである。ルミフロンＬＦ−７１０Ｆは水酸基価４６±５、Ｔg ５５、平均分子量１０，０００及び融点１００℃を有する。ルミフロンＬＦ−７１０Ｆは炭素及びフッ素の交互配列を有し、優れた耐候性能を示す。そのようなポリマーは水酸基及びカルボキシル基の両方を有する。
【００５２】
前記フッ素系ポリマーは単独で又は組み合わせて用いることができるが、フッ素系界面活性剤の添加効果を高めるために、カプセル壁体を構成するマイクロカプセル化剤のうち、前記フッ素系ポリマーの配合量を１０質量％〜９０質量％とすることが好ましく、質量３０％〜７０質量％とすることがさらに好ましい。水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率が４０／６０から６０／４０であることが好ましく、４５／５５から５５／４５であることがさらに好ましい。
【００５３】
本発明の吸・放熱カプセル分散液においてフッ素系分散媒体として用いるフッ素系溶媒としては、炭素骨格に少なくとも１つのフッ素原子が結合している溶媒であれば特に限定されない。パーフルオロポリエーテル、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテルなどを例示できる。これらのフッ素系溶媒は単独で使用しても差し支えないし、混合して使用しても差し支えない。フッ素系溶媒は、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質の融解温度の低下も引き起こさず、吸・放熱カプセル分散液も引火性を有しない特徴を有しているため、吸・放熱カプセル分散液として好ましい。
【００５４】
本発明における水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質（以下「水溶性相転移物質」という。）は、糖アルコール、尿素、チオ尿素のいずれかであれば特に限定されず、糖アルコールとしては、エリスリトール、スレイトール、キシリトール、ソルビトール、マルチトールなどの糖アルコール類を例示できる。
【００５５】
相転移物質を溶解する水混和性有機溶媒としては、相転移物質である糖アルコール、尿素、チオ尿素を溶解する溶媒であれば特に限定されず、１価アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）、多価アルコール類（エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）及びエステル類（酢酸メチル、酢酸エチルなど）を例示できる。
【００５６】
これらの水溶性相転移物質は、単独で使用しても差し支えないし、混合して使用しても差し支えない。また、融解点を調節するために、水又は相転移物質に溶解する物質を含んでも差し支えない。相転移物質に溶解する物質としては、相転移物質よりも融解温度が低く、相転移物質に相転移温度以上で溶解するものであれば特に限定されないが、１価アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）、多価アルコール類（エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）及びエステル類（酢酸メチル、酢酸エチルなど）を例示できる。
【００５７】
マイクロカプセル化反応の開始剤となる封入物質として水又は多価アルコール類を水溶性相転移物質に添加することが好ましい。多価アルコール類としては、２価以上のアルコールであり、相転移物質に相転移温度以上で溶解するものであれば特に限定されないが、相転移物質中に拡散してマイクロカプセル化表面で、ウレタンモノマー又はプレポリマーと反応するために、分子量は大きくないほうが好ましく、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びグリセリンを例示できる。
【００５８】
水溶性相転移物質に添加するマイクロカプセル化反応の開始剤となる水又は多価アルコール類の量は、相転移物質に対して、１質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がさらに好ましい。１質量％未満の場合は、融解温度調節の効果や重合開始剤の効果が発揮されず、２０質量％を超える場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が低下し好ましくない。
【００５９】
相転移物質の相転移温度を調節する物質である相転移物質の凝固温度を調整する過冷却防止剤としては、相転移物質の融解温度より高融解温度を有し、相転移物質の凝固の際の種結晶となり得る物質であれば特に限定されない。
【００６０】
過冷却防止剤としては、無機塩類、金属酸化物、金属、有機物などを例示し得る。
【００６１】
無機塩類としては、相転移物質の融解温度より高融解温度を有する物質であれば特に限定されず、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、塩化マグネシウム、炭酸ナトリウム、ホウ砂などを例示できる。
【００６２】
金属酸化物としては、酸化銅、酸化銀、酸化亜鉛、酸化ニッケル、アルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニアなどの微細粒子を例示できる。
【００６３】
金属としては、白金、金、銀、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、ニッケルなどの微細粒子を例示できる。
【００６４】
有機物としては、マンニトール、ペンタエリスリトールなどを例示できる。
【００６５】
これらの過冷却防止剤は、単独で用いても良く、複数種類を併用してもかまわない。また、相転移物質の過冷却が大きくない場合は用いなくてもかまわない。過冷却防止剤の相転移物質に対する含有量は、０．１質量％〜１０質量％が好ましい。０．１質量％未満の場合は、過冷却防止の効果が発揮されず、１０質量％を超える場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が低下し好ましくない。
【００６６】
分散媒体には、吸・放熱カプセルの分散性を向上させるため、界面活性剤を含んでも構わない。本発明における界面活性剤は、特に限定されないが、各種公知の非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤を例示しうる。また、使用する界面活性剤は、１種類又は２種類以上の併用のいずれでもかまわない。
【００６７】
非イオン性界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等を例示できる。
【００６８】
また、陰イオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ロジン石鹸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルのスルホコハク酸塩等を例示できる。
【００６９】
また、陽イオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、逆性石鹸等を例示できる。
【００７０】
フッ素系媒体に分散させる界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤では、ヘキサフルオロプロペンオリゴマーのポリオキシエチレンエーテル、陰イオン性界面活性剤では、ヘキサフルオロプロペンオリゴマーのスルホン酸塩、ホスホン酸塩、カルボン酸塩、陽イオン性界面活性剤では、ヘキサフルオロプロペンオリゴマーが好ましい。
【００７１】
本発明に用いられる好ましいフッ素系界面活性剤は、株式会社ネオス製のＫＢ−Ｌ１１０、ＫＢ−Ｌ１０９及びＫＢ−Ｌ１１５である。
【００７２】
吸・放熱カプセル分散液の安全性の観点から、フッ素系溶媒分散液の安全性の観点から、添加するグリコール系流動促進剤は、引火点は高いほうが好ましく、その観点からは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールのエーテル又はエステルが好ましい。
【００７３】
吸・放熱カプセル分散液の安定性の観点から、添加するグリコール系流動促進剤は、両末端水酸基がエーテル又はエステル結合した、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＥＥＡ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＢｕＥＡ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（ＴＥＧ−ＤＭＥ）が特に好ましい。
【００７４】
相転移物質粒子の表面にマイクロカプセル壁を形成する際の、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含有する溶媒に溶融した相転移物質を分散させる方法は、相転移物質のマイクロ粒子を形成できるものであれば特に限定されないが、微細な相転移物質粒子を得るために、ホモミキサーや高圧乳化機による乳化分散や膜乳化装置による分散方法が好ましい。
【００７５】
ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを溶解する溶媒は、ウレタンモノマー又はプレポリマーを溶解し、相転移物質をほとんど溶解しない溶媒であり、相転移物質の融点以上の沸点を有する溶媒であれば特に限定されないが、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ノナン、デカン、ドデカンなどの炭化水素溶媒を例示できる。
【００７６】
相転移物質を水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含有する溶媒に分散する場合に、相転移物質界面の界面張力を低下させ、相転移物質粒子を安定化させる界面活性剤を添加する必要は必ずしもないが、相転移物質粒子の合一、相転移物質粒子の粒子径を小さくするためには、相転移物質に対して、好ましくは２〜５０質量％、さらに好ましくは５〜２０質量％の界面活性剤を１段目のマイクロカプセル化時に含有させる。
【００７７】
吸・放熱カプセルの粒子径は、分散液の安定性の観点からは小さく、吸・放熱カプセル分散液を移送するポンプのメカニカルシールの隙間に入り込まない観点からは、数１０μｍ以上であることが好ましく、両方の観点から、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜３０μｍの吸・放熱カプセルの粒子径が選択される。
【００７８】
吸・放熱カプセルのカプセル壁体の厚みは、吸・放熱カプセルの強度の観点からは、厚いほうが好ましく、相転移物質をカプセル内に多く含む観点からは、薄いほうが好ましい。その両方の観点から、吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率は、好ましくは２〜１０％、さらに好ましくは５〜１０％である。
【００７９】
吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％である吸・放熱カプセルを製造するには、相転移物質の融点以上の温度（スレイトールの場合は９０℃）とした水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含有する溶媒が温度維持され攪拌されている状態のところへ、溶融した相転移物質を添加することにより、相転移物質の分散と同時に、相転移物質の界面でウレタン化反応を促進する水又は多価アルコール類とウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを反応させてマイクロカプセル壁を形成させる。
【００８０】
この１段目マイクロカプセル化のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの溶媒中の濃度としては、ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解していれば特に限定されないが、３〜３０質量％の間で選択される。ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマー濃度が低いとカプセル化壁の形成が十分でなく、濃度が高いとウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含む溶媒全体がゲル化してしまう。吸・放熱カプセル径の合一を防ぎつつ、比較的短時間にマイクロカプセル化反応を行うには、溶媒中のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマー濃度が１０〜２０質量％であることが特に好ましい。
【００８１】
１段目マイクロカプセル化に使用するウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの硬化速度は速いので、１段目マイクロカプセル化反応時間は、１０〜３０分であることが好ましく、１５〜２５分であることがさらに好ましい。１０分より反応時間が短いとカプセル化壁体の形成が十分でなく、３０分より長いと時間を無駄に使用するだけでなく、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解してきた水又は多価アルコール類により反応促進され、相転移物質界面以外で反応するため好ましくない。
【００８２】
１段目マイクロカプセル化における吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率は、２％以下であるが、２段目のマイクロカプセル化工程において、相転移物質粒子の合一を防止するには十分な厚みである。
【００８３】
１段目マイクロカプセル化には、分散した相転移物質粒子を安定化させ、粒子の合一を防止するために、相転移物質に対して好ましくは２〜５０質量％、さらに好ましくは５〜２０質量％の界面活性剤を含む。
【００８４】
２段目マイクロカプセル化に移行する前には、吸・放熱カプセルを濾過し、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを分離し、新しく調製したウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含む溶媒を１段目のマイクロカプセル化と同様に準備し、濾別した吸・放熱カプセルを溶媒中に再分散することが好ましい。
【００８５】
この２段目マイクロカプセル化のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの溶媒中の濃度としては、ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解していれば特に限定されないが、好ましくは３〜１５質量％、さらに好ましくは５〜１２質量％の間で選択される。
【００８６】
２段目マイクロカプセル化に使用するウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの２段目マイクロカプセル化反応時間は、３０〜９０分であることが好ましく、３５〜４５分であることがさらに好ましい。３０分より反応時間が短いとカプセル化壁体の形成が十分でなく、９０分より長いと時間を無駄に使用するだけでなく、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解してきた水又は多価アルコール類により反応促進され、相転移物質界面以外で反応するため好ましくない。
【００８７】
２段目マイクロカプセル化を行うことにより、吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２％〜１０％、好ましくは５％〜１０％に増加し、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え得るようになる。
【００８８】
２段目マイクロカプセル化には、粒子の合一を防止するために、相転移物質に対して２〜５０質量％、好ましくは５〜２０質量％の界面活性剤を含んでもよい。
【００８９】
２段目マイクロカプセル化終了後に、吸・放熱カプセルを濾過し、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを分離する。
【００９０】
吸・放熱カプセルを分散媒体へ分散する場合、吸・放熱カプセル分散液に対する吸・放熱カプセル体積分率は、１０体積％〜５０体積％であることが好ましく、１５体積％〜３０体積％であることがさらに好ましい。１０体積％未満の場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が少なく、蓄熱媒体としての効果が小さく好ましくない。５０体積％を超える場合は、吸・放熱カプセル分散液の粘度が著しく増加して好ましくない。
【００９１】
吸・放熱カプセルをフッ素系溶媒に分散する場合、相転移物質を吸・放熱カプセル分散液に対して好ましくは１０〜４０質量％、さらに好ましくは１５〜３０質量％含有させる。１０質量％未満の場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が少なく、蓄熱媒体としての効果が小さく好ましくない。４０質量％を超える場合は、吸・放熱カプセル分散液の粘度が著しく増加して好ましくない。
【００９２】
吸・放熱カプセルをフッ素系溶媒に分散する場合、吸・放熱カプセルを安定化させるために、フッ素系界面活性剤を、相転移物質に対して好ましくは２〜３０質量％、さらに好ましくは５〜２０質量％含有させる。２質量％未満のフッ素系界面活性剤の添加量では、分散液の安定性が十分ではなく、３０質量％を超えると、分散液に粘度が増大し好ましくない。
【００９３】
吸・放熱カプセルのフッ素系溶媒の分散に、グリコール系流動促進剤を含有させても良い。グリコール系流動促進剤の添加量としては、相転移物質に対して、好ましくは１０〜１００質量％、さらに好ましくは２０〜８０質量％である。１０質量％未満のグリコール系流動促進剤の添加量では、流動性の改善が十分ではなく、１００質量％を超えると、分散液中の相転移物質の割合が低下し好ましくない。
【００９４】
前記によれば、吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対してマイクロカプセル化壁の破壊が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００９５】
１．１段階カプセル化反応による吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液の製造
（実施例１）
モレキュラシーブ３Ａ（ナカライテスク株式会社製）で脱水したトルエン（ナカライテスク株式会社製、試薬特級）に、トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８（三井武田ケミカル株式会社製）及びフッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆ（旭硝子株式会社製）を６０質量％となるように調製したトルエン溶液９０ｍｌをホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱し、マイクロカプセル化剤溶液容器に準備した。ここで、タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は５０／５０質量％とした。更に、フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）を５０質量％となるように調製したトルエン溶液を調製し、６ｍｌを樹脂トルエン溶液に添加した。一方、スレイトール（エーピーアイ・コーポレーション社製）にイオン交換水を１０質量％となるように添加したもの１０ｍｌを、９０℃まで加熱し、スレイトール溶融液を調製し、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持されたタケネートＭ−４０８、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆ、ならびにＫＢ−Ｌ１１０が溶解しているトルエン溶液中に、スレイトール溶融液を約３分で流し入れた。スレイトール溶融液を流し入れた後も、タケネートＭ−４０８、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆ、ならびにＫＢ−Ｌ１１０が溶解しているトルエン溶液は９０℃に保ちつつ３０分攪拌を継続し、マイクロカプセル化反応を完結させた。その後、マイクロカプセル化分散液を室温まで冷却し、パーフルオロカーボン（商品名「フロリナートＦＣ３２８３」、住友スリーエム社製）を４０ｍｌ添加し、２分間マグネチックスターラーで均一攪拌した。攪拌終了後、室温で３０分静置して、上層にトルエン、下層にマイクロカプセル化された水溶性相転移物質の分散液６３ｇを得た。このマイクロカプセル化水溶性相転移物質粒子のフッ素系溶媒分散液６３ｇ中には、パーフルオロカーボン３９．６ｇ、スレイトール１３ｇ、マイクロカプセル６．５ｇ、フッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）３．９ｇを含有している。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８４質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も８２質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ１０ｇであった。すなわち、分散液質量の１６質量％が分離したことになる。
【００９６】
（実施例２）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は４０／６０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５．５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８０質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も７９質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ７ｇであった。すなわち、分散液質量の１１質量％が分離したことになる。
【００９７】
（実施例３）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は６０／４０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８５質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も８３質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ１６ｇであった。すなわち、分散液質量の２５質量％が分離したことになる。
【００９８】
（実施例４）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は２０／８０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には６０質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も５０質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ５ｇであった。すなわち、分散液質量の８質量％が分離したことになる。
【００９９】
（実施例５）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は８０／２０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８２質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も７７質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ２５ｇであった。すなわち、分散液質量の４０質量％が分離したことになる。
【０１００】
（実施例６）
相転移物質として、スレイトール（エーピーアイ・コーポレーション社製）１０ｇを使用した。１段目マイクロカプセル化反応には、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８（三井武田ケミカル株式会社製）３ｇ、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆ（旭硝子株式会社製）３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が１６質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａ（ナカライテスク株式会社製）で脱水したトルエン（ナカライテスク株式会社製、試薬特級）３１．５ｇに溶解したトルエン溶液３８ｇを、ホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱した。一方、スレイトール１０ｇにイオン交換水１ｇ（１０質量％）を添加したもの１１ｇを、９０℃まで加熱し、スレイトール溶融液を調製し、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持された上記トルエン溶液３８ｇ中に添加した。トルエン溶液は９０℃に保ちつつ２０分攪拌を継続し、１段目のマイクロカプセル化反応を完結させた。反応終了後、反応液を室温まで急冷し、デカンテーションにて吸・放熱カプセルから未反応のマイクロカプセル化剤を含むトルエン溶液を分離した。
【０１０１】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に９７質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．１５μｍと計算され、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、１．５％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルの一部が、合一しており、十分にカプセル壁が形成できていないと推察された。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１０２】
（比較例１）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は０／１００質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得ようと試みたが、フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子を得ることはできず、マイクロカプセル化剤、水溶性相転移物質が合一した塊を得た。
【０１０３】
（比較例２）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は１００／０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が４μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８０質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も７５質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ３２ｇであった。すなわち、分散液質量の５１質量％が分離したことになる。
【０１０４】
これらの実施例１〜５及び比較例１〜２の結果を表１にまとめるが、内部に水溶性相転移物質を含有する吸・放熱カプセルにおいて、カプセル壁体として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有する場合、吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対して、吸・放熱カプセル内の水溶性相転移物質の減少量が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中でフッ素系溶媒の分離量が減少した。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
２．２段階カプセル化反応による吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液の製造
吸・放熱カプセルの製造
（実施例７）
＜１段目マイクロカプセル化反応＞
１回の吸・放熱カプセルの調製に、相転移物質として、スレイトール（エーピーアイ・コーポレーション社製）１０ｇを使用した。１段目マイクロカプセル化反応には、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８（三井武田ケミカル株式会社製）３ｇ、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆ（旭硝子株式会社製）３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が１６質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａ（ナカライテスク株式会社製）で脱水したトルエン（ナカライテスク株式会社製、試薬特級）３１．５ｇに溶解したトルエン溶液３８ｇを、ホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱した。一方、スレイトール１０ｇにイオン交換水１ｇ（１０質量％）を添加したもの１１ｇを、９０℃まで加熱し、スレイトール溶融液を調製し、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持された上記トルエン溶液３８ｇ中に添加した。トルエン溶液は９０℃に保ちつつ２０分攪拌を継続し、１段目のマイクロカプセル化反応を完結させた。反応終了後、反応液を室温まで急冷し、デカンテーションにて吸・放熱カプセルから未反応のマイクロカプセル化剤を含むトルエン溶液を分離した。
【０１０７】
＜２段目マイクロカプセル化反応＞
２段目マイクロカプセル化反応には、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン系のプレポリマーであるタケネートＭ−６０５Ｎを３ｇ、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆを３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が１０質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン５４ｇに溶解したトルエン溶液６０．５ｇを、ホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱した。一方、１段目マイクロカプセル化で得られた上記吸・放熱カプセルを、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持された上記トルエン溶液６０．５ｇ中に添加した。トルエン溶液は９０℃に保ちつつ４０分攪拌を継続し、２段目のマイクロカプセル化反応を完結させた。反応終了後、反応液を室温まで急冷し、デカンテーションにて吸・放熱カプセルから未反応のマイクロカプセル化剤を含むトルエン溶液を分離した。分離した吸・放熱カプセルは、モレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン５０ｇで洗浄し、未反応のマイクロカプセル化剤を完全に除去し、室温減圧にて溶剤であるトルエンを除去し乾燥した吸・放熱カプセルを得た。
【０１０８】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、図１に示すように、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８２質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．９２μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、９．２％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８８℃と測定された。
【０１０９】
（実施例８）
１段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（タケネートＭ−４０８を３ｇ、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆを３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が５質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン１１４ｇに溶解した以外は実施例７と同じ操作を行った。
【０１１０】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に９４質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．２７μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、２．７％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８８℃と測定された。
【０１１１】
（実施例９）
２段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（タケネートＭ−６０５Ｎを３ｇ、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆを３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が５質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン１１４ｇに溶解した以外は実施例７と同じ操作を行った。
【０１１２】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８４質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．８１μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、８．１％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１１３】
（実施例１０）
２段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇを添加しない以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１１４】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８８質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．５８μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、５．８％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１１５】
（実施例１１）
スレイトール１０ｇにカプセル化反応の促進剤として、イオン交換水１ｇ（１０質量％）の代わりにジエチレングリコール（ＤＥＧ）１ｇ（１０質量％）とし、１段目マイクロカプセル化反応時間を１２０分、２段目マイクロカプセル化反応時間を１２０分に変更した以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１１６】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８４質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．８０μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、８．０％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７２℃と測定された。
【０１１７】
（比較例３）
１段目マイクロカプセル化反応にマイクロカプセル化剤として、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆを含まず、トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８だけで６ｇ、２段目マイクロカプセル化反応にマイクロカプセル化剤として、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆを含まず、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン系のプレポリマーであるタケネートＭ６０５Ｎだけで６ｇとした以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１１８】
分離した吸・放熱カプセルを、モレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン５０ｇで洗浄したところ、吸・放熱カプセルは凝集し、大きな塊となり、粒子径が１０〜５０μｍの吸・放熱カプセルは形成していなかった。
【０１１９】
（比較例４）
１段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇを添加しない以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１２０】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に１００質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０μｍと計算され、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、０％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、合一して大きな塊となり、十分にカプセル壁が形成できていないと推察された。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１２１】
（比較例５）
１段目マイクロカプセル化反応において、マイクロカプセル化剤である硬化時間の速いトリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８に代えて、硬化時間の遅い１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン系のプレポリマーであるタケネートＭ−６０５Ｎを用い、１段目マイクロカプセル化反応時間を２０分から６０分に延長した以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１２２】
２段目マイクロカプセル化反応の終了時点で反応溶液全体にゲル化が見られ、吸・放熱カプセルを得ることはできなかった。
【０１２３】
以上の実施例７〜１１について、相転移物質（ＰＣＭ）の種、カプセル化反応の促進剤種、添加量、１段目及び２段目のマイクロカプセル化反応におけるカプセル化剤種とフッ素系ポリマー比率、反応温度、反応時間、カプセル化剤添加量、カプセル化剤のトルエン溶液中濃度、界面活性剤の添加量、吸・放熱カプセルの直径、カプセル壁厚み、カプセル壁比率、相転移物質（ＰＣＭ）の含有率、相転移物資（ＰＣＭ）の融解温度、２回の吸・放熱サイクル実施後のカプセル壁の維持を表２に示す。同じように、実施例６及び７と比較例３〜５について表３に示す。
【０１２４】
【表２】
【０１２５】
【表３】
【０１２６】
吸・放熱カプセル分散液の製造
（実施例１２）
実施例７で調製した吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）にパーフルオロカーボン（フロリナートＦＣ３２８３、住友スリーエム社製）を５６ｇ（相転移物質に対し５．６倍）、フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）を１．２５ｇ（相転移物質に対し１２．５質量％）、グリコール系流動促進剤として、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＢｕＥＡ）５ｇ（相転移物質に対し５０質量％）を常温にて添加攪拌し、吸・放熱カプセル分散液７５．１５ｇを調製した。吸・放熱カプセル分散液に含まれる相転移物質の含有量は１３．３質量％となる。分散媒体であるパーフルオロカーボン（フロリナートＦＣ３２８３）の密度は、１．８２ｇ／ｃｍ３であるので、吸・放熱カプセル分散液に含まれる相転移物質の体積分率はおよそ２０体積％となる。
【０１２７】
このように調製した吸・放熱カプセル分散液を無攪拌条件下で、９０℃で３０分加熱後に室温まで放置冷却の繰返し吸・放熱サイクルを１０回実施した後に、分散状態を確認したところ、比重差が大きいため静置状態では２相分離していたが、攪拌を加えると元の分散状態に復帰した。吸・放熱サイクルを１０回実施後の吸・放熱カプセルを示差熱分析計ＤＳＣ３１００により、融解潜熱及び融解温度を測定したところ、吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８３質量％のスレイトールが含有され、スレイトールの融解温度は８８℃と測定され、吸・放熱サイクルを実施する前の値をほぼ維持していた。
【０１２８】
（実施例１３）
フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、０．５ｇ（相転移物質に対し５質量％）とした以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製し、同様の吸・放熱サイクルを実施した。
【０１２９】
吸・放熱サイクルを１０回実施後において、静置状態では２相分離していたが、攪拌を加えると元の分散状態に復帰した。また、吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８３質量％のスレイトールが含有され、スレイトールの融解温度は８７℃と測定され、吸・放熱サイクルを実施する前の値をほぼ維持していた。
【０１３０】
（比較例６）
フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、添加しなかった以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製し、同様の吸・放熱サイクルを実施した。
【０１３１】
吸・放熱サイクルを１０回実施後において、静置状態で２相分離し、攪拌を加えても元の分散状態に戻らなかった。
【０１３２】
（比較例７）
フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、５ｇ（相転移物質に対し５０質量％）とした以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製したが、非常に高粘度で流動性のない分散液が得られた。
【０１３３】
（比較例８）
グリコール系流動促進剤として、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＢｕＥＡ）を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、添加しなかった以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製したが、非常に高粘度で流動性のない分散液が得られた。
【０１３４】
実施例１２、１３及び比較例６〜８について、吸・放熱カプセル種及び分散液に対する相転移物質（ＰＣＭ）の含有量（質量％）、界面活性剤種及び添加量、流動促進剤種及び添加量、１０回吸・放熱サイクル後の攪拌時の分散状態、サイクル前後の吸・放熱カプセルの相転移物質含有量を表４に示す。
【０１３５】
【表４】
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明の吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液の用途としては、自動車エンジンや燃料電池の冷却液媒体、蓄熱システムの熱移送媒体などの用途が挙げられる。従来の熱移送媒体に比較して、単位体積当りの見掛け比熱が大きいため、媒体の循環流量を小さくすることができ、省エネルギーに貢献できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶媒水に溶解する相転移物質のマイクロカプセルは、特開２００１−１８１６１２公報（特許文献１）に記載されている。この特許文献では、相転移物質として硫酸ナトリウム１０水和物や塩化カルシウム６水和物等の無機塩水和物を、カプセル壁形成物質であるビニルモノマー、重合開始剤、分散剤を含む溶液中に分散させ、カプセル壁形成物質溶液に溶媒水に溶解する相転移物質が分散したＷ／Ｏエマルションを得て、前記Ｗ／Ｏエマルションを、分散剤を含有する水溶液中に分散させ、Ｗ／Ｏ／Ｗ系エマルションを調製し、カプセル壁形成物質を重合させることにより、カプセル壁形成物質に点在した相転移物質を備えた吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００３】
特開２００７−０３１５９７公報（特許文献２）では、相転移物質として水酸化バリウム８水和物（融点７８℃）、フッ素系溶媒としてパーフルオロカーボン（商品名「フロリナートＦＣ３２５５」、住友スリーエム社製）及びフッ素系界面活性剤（商品名「フタージェント１５０」、ネオス社製）を相転移物質の融点以上の温度（８５℃）で、高圧乳化機を用いて乳化分散液を調製した後に、マイクロカプセル化剤であるスチレンモノマー、ジビニルベンゼンモノマー及び重合開始剤である４，４−アゾビス−４−シアノバレリック酸（商品名「ＡＶＣＣ」、大塚化学社製）を分散液の攪拌下に添加し、相転移物質粒子の界面でビニルモノマーを重合させ、内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された相転移物質を備えた吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００４】
特開２００５−２０３１４８公報（特許文献３）では、相転移物質として水酸化バリウム８水和物（融点７８℃）粒子をフッ素オイル（パーフルオロカーボン）に分散させて、分散液にシランカップリング剤を添加し、シランカップリング剤を無機粒子である相転移物質の水酸化バリウム８水和物粒子の界面に吸着させた後に、分散液の温度を５５℃程度の温度にすることにより、相転移物質粒子界面でのシランカップリング剤を重合させ、フッ素系溶媒中で吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００５】
特開２００７−３３０８７２公報（特許文献４）では、相転移物質として無機塩水和物（水酸化バリウム８水和物、酢酸ナトリウム３水和物）を用いて、無機塩水和物に添加した水を開始剤として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーで相転移物質としての無機塩水和物の界面にマイクロカプセル壁を形成し、吸・放熱カプセル及び非水溶性溶媒に該吸・放熱カプセルを分散した吸・放熱カプセル分散液を得ている。
【０００６】
特開２００７−２４４９３５公報（特許文献５）では、相転移物質（潜熱蓄熱材）としての水に不溶性なパラフィンワックス、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸を水中に分散させ、アミン系重合性反応性物質を含むアルカリ水溶液を添加し、相転移物質粒子界面でナイロン膜を形成させ、その後に、イソシアネート基や二重結合を有する重合性反応物質を含む数ｎｍ〜１０μｍの分散液よりなるＯ／Ｗエマルションを添加して界面重合あるいはラジカル重合反応を行わせることにより、ナイロン膜表面に重合膜を形成し、吸・放熱カプセルを得ている。
【０００７】
特開２００８−２２１０４６公報（特許文献６）では、相転移物質（相変化物質）としての水に不溶性なヘキサデカンを、メラミン粉末のホルムアルデヒド水溶液に加熱分散することにより、メラミン樹脂からなる外郭（１５１ｎｍ〜３００ｎｍ厚み）を形成させ、その後に、ポリビニルアルコールなどの反応性物質にて被覆し、吸・放熱カプセルを得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１８１６１２公報
【特許文献２】特開２００７−０３１５９７公報
【特許文献３】特開２００５−２０３１４８公報
【特許文献４】特開２００７−３３０８７６公報
【特許文献５】特開２００７−２４４９３５公報
【特許文献６】特開２００８−２２１０４６公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記特許文献１に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、カプセル化剤もモノマー等で構成される油中に、溶媒水に溶解する相転移物質の液滴を分散させ、Ｏ／Ｗエマルションを形成させてから、溶媒水にＯ／Ｗエマルションを分散させているため、カプセル全体における相転移物質の体積分率を相転移物質の液滴の最密充填状態以上にすることができず、カプセル全体の体積に対する相転移物質の体積分率の割合を実質的に６０体積％以上とすることは困難である。
【００１０】
また、一度Ｏ／Ｗエマルションを形成させてから、溶媒水にＯ／Ｗエマルションを分散させているため、カプセルの粒子径は相転移物質の液滴の粒子径より大きくなる問題を有している。
【００１１】
前記特許文献２に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、相転移物質として無機塩水和物である水酸化バリウム８水和物や水酸化ストロンチウム８水和物を用いており、吸・放熱カプセルのカプセル壁が破壊された場合には、劇物である水酸化バリウムや水酸化ストロンチウムが溶出してしまう問題を有している。また、相転移物質としての無機塩水和物は、融解・凝固の繰返しにより水和水が脱離してしまい、融解・凝固を安定的に行なうことができないという問題を有している。
【００１２】
また、相転移物質として無機塩水和物の粒子を得た後に、カプセル化剤としてのビニルモノマー及びラジカル重合開始剤を添加し、前記無機水和物粒子と分散媒体の界面でカプセル化剤の重合反応を進行させているが、前記無機水和物粒子と分散媒体の界面以外でもカプセル化剤の重合反応が生じる可能性があり、相転移物質を含まないカプセル粒子が生成してしまうという問題を有している。
【００１３】
前記特許文献３に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、相転移物質として無機塩水和物である水酸化バリウム８水和物を用い、シランカップリング剤により、相転移物質内に含まれる水を用いて重合しているため、前記無機水和物粒子と分散媒体の界面のみでカプセル化剤の重合反応を進行させることができるが、シランカップリング剤の重合によりエタノール等のアルコールが生成するため、生成したアルコールの作用で、吸・放熱カプセルの分散性が著しく低下する問題を有している。
【００１４】
前記特許文献４に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルは、前記特許文献１〜３の問題点を改善しているが、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーで相転移物質としての無機塩水和物の界面にマイクロカプセル壁を形成した場合、マイクロカプセル化壁に弾力性がなく、相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮により、マイクロカプセル化壁が破けてしまうという欠点を有している。
【００１５】
また、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーで形成したマイクロカプセル化粒子は壁面が有機性であるので、有機溶媒に分散させ吸・放熱カプセル分散液を得る場合は問題がないが、引火性がないフッ素系溶媒に分散させる場合は、マイクロカプセル化壁とフッ素系溶媒の親和性が弱く、吸・放熱カプセル分散液の安定性が悪くなるという問題を有している。
【００１６】
前記特許文献５及び６に記載した特徴を有する吸・放熱カプセルの製造方法は、水溶性溶媒中で、非水溶性相転移物質をその周囲において２段階でマイクロカプセル化する方法であるが、相転移物質が糖アルコール、尿素、チオ尿素等の水溶性物質である場合には、上記の方法ではマイクロカプセル化壁を形成することはできない。
【００１７】
本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、安全性の高い相転移物質を使用し、融解・凝固の繰返し時において、水溶性相転移物質の膨張・収縮に十分耐えうるマイクロカプセル化壁を有する吸・放熱カプセル、及びフッ素系溶媒に分散させた場合に、分散安定性の高い吸・放熱カプセル分散液を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明者等は、前記目的を達成するために鋭意検討した。その結果、本発明者は、従来技術の現状に留意しつつ鋭意研究を重ねた結果、内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された封入物質としての、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質とを備えた吸・放熱カプセルであって、前記封入物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つからなる相転移物質を含有することにより、安全性の高い相転移物質を使用し、前記カプセル壁体として水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することにより、相転移物質の膨張・収縮に十分耐えうるマイクロカプセル化壁を有する吸・放熱カプセル、及びフッ素系溶媒に分散させた場合に、分散安定性の高い吸・放熱カプセル分散液を見出し、また、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することにより、上記の吸・放熱カプセルを製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１９】
すなわち、本発明は下記の吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法に関するものである。
（１）内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された封入物質としての、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質とを備えた吸・放熱カプセルであって、かつ、前記封入物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つからなる相転移物質を含有する吸・放熱カプセルにおいて、前記カプセル壁体として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することを特徴とする吸・放熱カプセル。
（２）前記カプセル壁体の水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率が４０／６０から６０／４０であることを特徴とする前記（１）に記載の吸・放熱カプセル。
（３）前記封入物質として水又は多価アルコール類を含有することを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の吸・放熱カプセル。
（４）前記多価アルコール類がエチレングリコール、ジエチレングリコール及びグリセリンの少なくとも１つからなることを特徴とする前記（３）に記載の吸・放熱カプセル。
（５）前記吸・放熱カプセルの粒子径が１０〜５０μｍであり、かつ、吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の吸・放熱カプセル。
（６）フッ素系分散媒体と、該分散媒体に分散された前記（１）〜（５）のいずれかに記載の吸・放熱カプセルを含むことを特徴とする吸・放熱カプセル分散液。
（７）前記（６）に記載の吸・放熱カプセル分散液であって、相転移物質を分散液に対して１０〜４０質量％、かつ、フッ素系界面活性剤を相転移物質に対して２〜３０質量％、グリコール系流動促進剤を相転移物質に対して１０〜１００質量％含有することを特徴とする上記吸・放熱カプセル分散液。
（８）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の吸・放熱カプセルの製造方法であって、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することを特徴とする上記方法。
（９）前記１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーによりカプセル化壁を形成する際に、相転移物質に対して２〜５０質量％の界面活性剤を含有させることを特徴する前記（８）に記載の吸・放熱カプセルの製造方法。
【００２０】
前記（１）に記載の吸・放熱カプセルは、相転移物質として水酸化バリウム８水和物や水酸化ストロンチウム８水和物のような強塩基性の劇物を用いておらず、吸・放熱カプセルが破壊された場合に、分散液に劇物が溶出しない特徴を有している。また、水和水の脱離により融解・凝固の繰返し安定性の低い無機塩水和物を相転移物質として用いていないため、融解・凝固の繰返し耐久性に高い吸・放熱カプセルを得ることができる。更に、前記カプセル壁体として水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することにより、マイクロカプセル化壁に弾力性が生じ、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え、マイクロカプセル化壁の破壊が少ない吸・放熱カプセルを得ることができる。
【００２１】
前記（２）に記載の吸・放熱カプセルによれば、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率を４０／６０から６０／４０に制御することで、より弾力の高いマイクロカプセル化壁とすることができる、また、マイクロカプセル化壁にフッ素系ポリマーを含有しているため、マイクロカプセル化壁とフッ素系溶媒の親和性が向上する。
【００２２】
前記（３）に記載の吸・放熱カプセルによれば、封入物質として、水又は多価アルコール類を含有することにより、相転移物質と該相転移物質を分散するウレタンモノマー又はウレタンポリマー溶液の界面で重合反応が継続するため、確実にマイクロカプセル化した吸・放熱カプセルを得ることができる。封入物質として水を含有する場合は、相転移物質と該相転移物質を分散するウレタンモノマー又はウレタンポリマー溶液の界面で、水とイソシアネート基を有するウレタンモノマー又はウレタンポリマーが反応し、該ウレタンモノマー又はウレタンポリマーの末端がアミンとなり、該末端が別のウレタンモノマー又はウレタンポリマーと反応するため、該界面で重合反応が継続する。また、分子量が小さい水は重合反応中に速やかに該相転移物質の内部から該界面に移動できるため、該界面で重合反応が継続し、確実にマイクロカプセル化した吸・放熱カプセルを得ることができる。封入物質として多価アルコール類を含有する場合は、相転移物質と該相転移物質を分散するウレタンモノマー又はウレタンポリマー溶液の界面で、アルコール基とイソシアネート基を有するウレタンモノマー又はウレタンポリマーが反応し、該ウレタンモノマー又はウレタンポリマーの末端が水酸基となり、該末端が別のウレタンモノマー又はウレタンポリマーと反応するため、該界面で重合反応が継続する。
【００２３】
前記（４）に記載の吸・放熱カプセルによれば、封入物質として、多価アルコール類であって分子量が小さいエチレングリコール、ジエチレングリコール又はグリセリンを含有することにより、これらは重合反応中に速やかに該相転移物質の内部から該界面に移動できるため、該界面で重合反応が継続し、確実にマイクロカプセル化した吸・放熱カプセルを得ることができる。
【００２４】
前記（５）に記載の吸・放熱カプセルによれば、吸・放熱カプセルの粒子径が１０〜５０μｍであるために、吸・放熱カプセル分散液を移送するポンプのメカニカルシールの隙間に侵入することのない吸・放熱カプセルを得ることができる。また吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％であるために、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え、マイクロカプセル化壁の破壊が少ない吸・放熱カプセルを得ることができる。
【００２５】
前記（６）に記載の吸・放熱カプセル分散液によれば、分散媒体に引火性のないフッ素系分散媒体を用いているので、引火性のない吸・放熱カプセル分散液を得ることができる。また、マイクロカプセル化壁にフッ素系ポリマーを含有しているため、マイクロカプセル化壁とフッ素系溶媒の親和性が向上し、フッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル分散液を得ることができる。
【００２６】
前記（７）に記載の吸・放熱カプセル分散液によれば、吸・放熱カプセル中に相転移物質を分散液に対して１０〜４０質量％、かつ、フッ素系界面活性剤を相転移物質に対して２〜３０質量％、グリコール系流動促進剤を相転移物質に対して１０〜１００質量％含有することにより、マイクロカプセル化水溶性相転移物質粒子の凝集を防止し、水溶性相転移物質粒子の沈降が少なく安定化されたマイクロカプセル化水溶性相転移物質のフッ素系溶媒の分散液を得ることができる。
【００２７】
前記（８）に記載の吸・放熱カプセルの製造方法によれば、吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率を２〜１０％とすることができるために、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え、マイクロカプセル化壁の破壊が少ない吸・放熱カプセルを提供することができる。
【００２８】
前記（９）に記載の吸・放熱カプセルの製造方法によれば、硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーによりカプセル化壁を形成する際に、相転移物質に対して２〜５０質量％の界面活性剤を含有させているために、吸・放熱カプセルの合一が少ない吸・放熱カプセルを提供することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対してマイクロカプセル化壁の破壊が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例７で得られた吸・放熱カプセルの光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の一実施形態について、以下のとおり説明する。
水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーは、末端にイソシアネート基を有して、水と反応して重合反応を起こすものであれば特に限定されないが、トリレンジイソシナート（ＴＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマー、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマー、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマー、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）系のモノマーあるいはプレポリマーを例示できる。これらは単独で又は組み合わせて用いることができる。
【００３２】
市販の水硬化型のウレタンのモノマーとしては、三井化学ポリウレタン製のコスモネートＴ６５、Ｔ８０、Ｔ１００（ＴＤＩ系）、コスモネートＰＨ、Ｍ５０、１００、２００、３００（ＭＤＩ系）、タケネート７００（ＨＤＩ系）、タケネート５００（ＸＤＩ系）、タケネート６００（Ｈ６ＸＤＩ系）を例示できる。
【００３３】
市販の水硬化型のウレタンのプレポリマーとしては、三井化学ポリウレタン製のオレスターＭ８３−４２ＭＢＰ、Ｍ３７−３３Ｊ、Ｍ３７−５０ＳＳ、Ｍ７５−５０ＳＳ、タケネートＭ−４１７ＢＡ、Ｍ−４０８、Ｍ−４０２（ＴＤＩ系）、タケネートＭ４０５−ＢＡ（ＭＤＩ系）、タケネートＭ−６３１Ｎ（ＨＤＩ系）、タケネートＭ−６０５Ｎ（Ｈ６ＸＤＩ系）を例示できる。
【００３４】
上記のうち、１段目マイクロカプセル化に用いる硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーとしては、室温（２５℃）湿度６０％雰囲気で２時間以下の硬化時間を有するウレタンのモノマー又はプレポリマーが好ましく、市販の水硬化型のウレタンのプレポリマーとしては、オレスターＭ８３−４２ＭＢＰ、Ｍ３７−３３Ｊ、Ｍ３７−５０ＳＳ、Ｍ７５−５０ＳＳ、タケネートＭ−４１７ＢＡ、Ｍ−４０８を例示できる。
【００３５】
上記のうち、２段目マイクロカプセル化に用いるウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーとしては、その硬化速度は特に制限されないが、一般的には室温（２５℃）湿度６０％雰囲気で３時間以下の硬化時間を有するウレタンのモノマー又はプレポリマーが好ましく、市販の水硬化型のウレタンのプレポリマーとしては、タケネートＭ−４０２、Ｍ−４０５−ＢＡ、Ｍ−６３１Ｎ、Ｍ−６０５Ｎを例示できる。
【００３６】
本発明におけるカプセル壁体を構成するマイクロカプセル化剤として使用するフッ素系ポリマーは、分子内に水酸基を有しており、炭素骨格に少なくとも１つのフッ素原子が結合しているポリマーであれば特に限定はされない。
【００３７】
本発明で使用する分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、例えば、水酸基を有するフッ素系ビニルモノマーと水酸基を有さないビニルモノマーとを用いて共重合することによって製造することができる。
【００３８】
水酸基を有するフッ素系ビニルモノマーとしては、ＣＸ2＝ＣＸ1−Ｒf−ＣＨ2ＯＨを挙げることができる。式中Ｘ、Ｘ1は同一又は異なり、水素原子又はフッ素原子、Ｒfは炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基、炭素数１〜４０の含フッ素オキシアルキレン基、炭素数１〜４０のエーテル結合を含む含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜４０のエーテル結合を含む含フッ素オキシアルキレン基を表す。
【００３９】
水酸基を有するフッ素系ビニルモノマーとしては、より具体的には
ＣＦ2＝ＣＦ−Ｒf1−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、Ｒf1は炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基又はＯＲf2、ただし、Ｒf2は炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜４０のエーテル結合を含む２価の含フッ素アルキレン基である。
【００４０】
また、ＣＦ2＝ＣＦＣＦ2−ＯＲf3−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、−Ｒf3は炭素数１〜３９の２価の含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜３９のエーテル結合を含む２価の含フッ素アルキレン基を表わす。
【００４１】
また、ＣＨ2＝ＣＦＣＦ2−Ｒf4−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、−Ｒf4は炭素数１〜３９の２価の含フッ素アルキレン基、又はＯＲf5（Ｒf5は炭素数１〜３９の２価の含フッ素アルキレン基又は炭素数１〜３９のエーテル結合を含む２価の含フッ素アルキレン基）を表わす。
【００４２】
また、ＣＨ2＝ＣＨ−Ｒf6−ＣＨ2ＯＨ
を挙げることができる。式中、Ｒf6は炭素数１〜４０の２価の含フッ素アルキレン基である。
【００４３】
一方、水酸基を有さないビニルモノマーとしては、フッ素系ビニルモノマー、例えばテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、ビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブテン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）類、ＣＨ2＝ＣＦ−（ＣＦ2）n−Ｘ、ＣＨ2＝ＣＨ−（ＣＦ2）n−Ｘ、（ただし、Ｘはいずれも水素原子、塩素原子又はフッ素原子、ｎは、いずれも１〜５の整数）が挙げられる。
【００４４】
分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとしては、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体が好ましい。
【００４５】
本発明で使用する分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、過半量の水酸基を有さないフッ素系ビニルモノマーと少量の水酸基を有するビニルモノマーとを用いて共重合することによって製造することもできる。
【００４６】
水酸基を有さないフッ素系ビニルモノマーとしては、フルオロオレフィン、例えばテトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン及びクロロトリフルオロエチレンが挙げられる。
【００４７】
水酸基を有するビニルモノマーとしては、ヒドロキシアルキルビニルエーテルが挙げられる。ヒドロキシアルキルビニルエーテルは、アルキル鎖上に置換水酸基を含有するアルキルビニルエーテルである。アルキルビニルエーテルとしては、炭素数３〜８の直鎖状又は分岐状の脂肪族アルキルビニルエーテル、例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル及び類似の低級アルキルビニルエーテルが挙げられる。
【００４８】
分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとしては、ヒドロキシアルキルビニルエーテルとフルオロオレフィンとの共重合体が好ましい。同様に、アルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、及びフルオロオレフィンエーテルの三元共重合体を含むフッ素系ポリマーも好ましい。フッ素系共重合体又は三元共重合体は、モル％基準で、フルオロオレフィン３０％ないし７０％と、ヒドロキシアルキルビニルエーテル単位を含むビニルエーテル単位３０ないし７０％を含み得る。ヒドロキシアルキルビニルエーテル単位は、通常、分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーの１モル％ないし３０モル％を構成する。該分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーの水酸基価は通常２ないし２００であり、好ましくは５ないし１５０である。適当な分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、アルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル及びトリフルオロエチレンの三元共重合体及びルミフロン（Lumiflon）ポリマー類として公知の市販されている共重合体である。
【００４９】
米国特許第４，９１６，１８８号は、分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーが、モル％基準で４５％ないし４８％のフッ素系モノマー、１％ないし３０％、好ましくは２％ないし５％のヒドロキシアルキルビニルエーテルモノマー、残量のアルキルビニルエーテルモノマーを含むものが好ましいことを述べている。このフッ素系ポリマーは、周囲温度で固体であり、約３５℃よりも高い、好ましくは３５℃ないし５０℃の軟化点又はＴg を有し、ＡＳＴＭ Ｄ ３０１６、Ｄ ３５３６−７６及びＤ ３５９３−８０によるＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィ）により測定される８，０００ないし１６，０００、好ましくは１０，０００ないし１４，０００の数平均分子量を有する。そのような種類のフッ素系ポリマーも本発明に用いるのに適している。そのようなポリマーはルミフロンＬＦ−２００Ｄと称され、旭硝子株式会社より販売されている。
【００５０】
分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、通常約８，０００ないし約１６，０００、好ましくは約９，０００ないし約１３，０００、更に好ましくは約１０，０００ないし約１１，０００の数平均分子量を有する。
【００５１】
本発明に用いられる好ましい分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーは、旭硝子株式会社により製造されたルミフロンＬＦ−７１０Ｆである。ルミフロンＬＦ−７１０Ｆは水酸基価４６±５、Ｔg ５５、平均分子量１０，０００及び融点１００℃を有する。ルミフロンＬＦ−７１０Ｆは炭素及びフッ素の交互配列を有し、優れた耐候性能を示す。そのようなポリマーは水酸基及びカルボキシル基の両方を有する。
【００５２】
前記フッ素系ポリマーは単独で又は組み合わせて用いることができるが、フッ素系界面活性剤の添加効果を高めるために、カプセル壁体を構成するマイクロカプセル化剤のうち、前記フッ素系ポリマーの配合量を１０質量％〜９０質量％とすることが好ましく、質量３０％〜７０質量％とすることがさらに好ましい。水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率が４０／６０から６０／４０であることが好ましく、４５／５５から５５／４５であることがさらに好ましい。
【００５３】
本発明の吸・放熱カプセル分散液においてフッ素系分散媒体として用いるフッ素系溶媒としては、炭素骨格に少なくとも１つのフッ素原子が結合している溶媒であれば特に限定されない。パーフルオロポリエーテル、パーフルオロカーボン、ハイドロフルオロエーテルなどを例示できる。これらのフッ素系溶媒は単独で使用しても差し支えないし、混合して使用しても差し支えない。フッ素系溶媒は、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質の融解温度の低下も引き起こさず、吸・放熱カプセル分散液も引火性を有しない特徴を有しているため、吸・放熱カプセル分散液として好ましい。
【００５４】
本発明における水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質（以下「水溶性相転移物質」という。）は、糖アルコール、尿素、チオ尿素のいずれかであれば特に限定されず、糖アルコールとしては、エリスリトール、スレイトール、キシリトール、ソルビトール、マルチトールなどの糖アルコール類を例示できる。
【００５５】
相転移物質を溶解する水混和性有機溶媒としては、相転移物質である糖アルコール、尿素、チオ尿素を溶解する溶媒であれば特に限定されず、１価アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）、多価アルコール類（エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）及びエステル類（酢酸メチル、酢酸エチルなど）を例示できる。
【００５６】
これらの水溶性相転移物質は、単独で使用しても差し支えないし、混合して使用しても差し支えない。また、融解点を調節するために、水又は相転移物質に溶解する物質を含んでも差し支えない。相転移物質に溶解する物質としては、相転移物質よりも融解温度が低く、相転移物質に相転移温度以上で溶解するものであれば特に限定されないが、１価アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど）、多価アルコール類（エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリンなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなど）及びエステル類（酢酸メチル、酢酸エチルなど）を例示できる。
【００５７】
マイクロカプセル化反応の開始剤となる封入物質として水又は多価アルコール類を水溶性相転移物質に添加することが好ましい。多価アルコール類としては、２価以上のアルコールであり、相転移物質に相転移温度以上で溶解するものであれば特に限定されないが、相転移物質中に拡散してマイクロカプセル化表面で、ウレタンモノマー又はプレポリマーと反応するために、分子量は大きくないほうが好ましく、エチレングリコール、ジエチレングリコール及びグリセリンを例示できる。
【００５８】
水溶性相転移物質に添加するマイクロカプセル化反応の開始剤となる水又は多価アルコール類の量は、相転移物質に対して、１質量％〜２０質量％が好ましく、５質量％〜１５質量％がさらに好ましい。１質量％未満の場合は、融解温度調節の効果や重合開始剤の効果が発揮されず、２０質量％を超える場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が低下し好ましくない。
【００５９】
相転移物質の相転移温度を調節する物質である相転移物質の凝固温度を調整する過冷却防止剤としては、相転移物質の融解温度より高融解温度を有し、相転移物質の凝固の際の種結晶となり得る物質であれば特に限定されない。
【００６０】
過冷却防止剤としては、無機塩類、金属酸化物、金属、有機物などを例示し得る。
【００６１】
無機塩類としては、相転移物質の融解温度より高融解温度を有する物質であれば特に限定されず、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、塩化マグネシウム、炭酸ナトリウム、ホウ砂などを例示できる。
【００６２】
金属酸化物としては、酸化銅、酸化銀、酸化亜鉛、酸化ニッケル、アルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニアなどの微細粒子を例示できる。
【００６３】
金属としては、白金、金、銀、パラジウム、イリジウム、ルテニウム、ニッケルなどの微細粒子を例示できる。
【００６４】
有機物としては、マンニトール、ペンタエリスリトールなどを例示できる。
【００６５】
これらの過冷却防止剤は、単独で用いても良く、複数種類を併用してもかまわない。また、相転移物質の過冷却が大きくない場合は用いなくてもかまわない。過冷却防止剤の相転移物質に対する含有量は、０．１質量％〜１０質量％が好ましい。０．１質量％未満の場合は、過冷却防止の効果が発揮されず、１０質量％を超える場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が低下し好ましくない。
【００６６】
分散媒体には、吸・放熱カプセルの分散性を向上させるため、界面活性剤を含んでも構わない。本発明における界面活性剤は、特に限定されないが、各種公知の非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤を例示しうる。また、使用する界面活性剤は、１種類又は２種類以上の併用のいずれでもかまわない。
【００６７】
非イオン性界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等を例示できる。
【００６８】
また、陰イオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、ロジン石鹸、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテルのスルホコハク酸塩等を例示できる。
【００６９】
また、陽イオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、逆性石鹸等を例示できる。
【００７０】
フッ素系媒体に分散させる界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤では、ヘキサフルオロプロペンオリゴマーのポリオキシエチレンエーテル、陰イオン性界面活性剤では、ヘキサフルオロプロペンオリゴマーのスルホン酸塩、ホスホン酸塩、カルボン酸塩、陽イオン性界面活性剤では、ヘキサフルオロプロペンオリゴマーが好ましい。
【００７１】
本発明に用いられる好ましいフッ素系界面活性剤は、株式会社ネオス製のＫＢ−Ｌ１１０、ＫＢ−Ｌ１０９及びＫＢ−Ｌ１１５である。
【００７２】
吸・放熱カプセル分散液の安全性の観点から、フッ素系溶媒分散液の安全性の観点から、添加するグリコール系流動促進剤は、引火点は高いほうが好ましく、その観点からは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールのエーテル又はエステルが好ましい。
【００７３】
吸・放熱カプセル分散液の安定性の観点から、添加するグリコール系流動促進剤は、両末端水酸基がエーテル又はエステル結合した、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＥＥＡ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＢｕＥＡ）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（ＴＥＧ−ＤＭＥ）が特に好ましい。
【００７４】
相転移物質粒子の表面にマイクロカプセル壁を形成する際の、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含有する溶媒に溶融した相転移物質を分散させる方法は、相転移物質のマイクロ粒子を形成できるものであれば特に限定されないが、微細な相転移物質粒子を得るために、ホモミキサーや高圧乳化機による乳化分散や膜乳化装置による分散方法が好ましい。
【００７５】
ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを溶解する溶媒は、ウレタンモノマー又はプレポリマーを溶解し、相転移物質をほとんど溶解しない溶媒であり、相転移物質の融点以上の沸点を有する溶媒であれば特に限定されないが、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ノナン、デカン、ドデカンなどの炭化水素溶媒を例示できる。
【００７６】
相転移物質を水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含有する溶媒に分散する場合に、相転移物質界面の界面張力を低下させ、相転移物質粒子を安定化させる界面活性剤を添加する必要は必ずしもないが、相転移物質粒子の合一、相転移物質粒子の粒子径を小さくするためには、相転移物質に対して、好ましくは２〜５０質量％、さらに好ましくは５〜２０質量％の界面活性剤を１段目のマイクロカプセル化時に含有させる。
【００７７】
吸・放熱カプセルの粒子径は、分散液の安定性の観点からは小さく、吸・放熱カプセル分散液を移送するポンプのメカニカルシールの隙間に入り込まない観点からは、数１０μｍ以上であることが好ましく、両方の観点から、好ましくは１０〜５０μｍ、さらに好ましくは１５〜３０μｍの吸・放熱カプセルの粒子径が選択される。
【００７８】
吸・放熱カプセルのカプセル壁体の厚みは、吸・放熱カプセルの強度の観点からは、厚いほうが好ましく、相転移物質をカプセル内に多く含む観点からは、薄いほうが好ましい。その両方の観点から、吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率は、好ましくは２〜１０％、さらに好ましくは５〜１０％である。
【００７９】
吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％である吸・放熱カプセルを製造するには、相転移物質の融点以上の温度（スレイトールの場合は９０℃）とした水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含有する溶媒が温度維持され攪拌されている状態のところへ、溶融した相転移物質を添加することにより、相転移物質の分散と同時に、相転移物質の界面でウレタン化反応を促進する水又は多価アルコール類とウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを反応させてマイクロカプセル壁を形成させる。
【００８０】
この１段目マイクロカプセル化のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの溶媒中の濃度としては、ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解していれば特に限定されないが、３〜３０質量％の間で選択される。ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマー濃度が低いとカプセル化壁の形成が十分でなく、濃度が高いとウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含む溶媒全体がゲル化してしまう。吸・放熱カプセル径の合一を防ぎつつ、比較的短時間にマイクロカプセル化反応を行うには、溶媒中のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマー濃度が１０〜２０質量％であることが特に好ましい。
【００８１】
１段目マイクロカプセル化に使用するウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの硬化速度は速いので、１段目マイクロカプセル化反応時間は、１０〜３０分であることが好ましく、１５〜２５分であることがさらに好ましい。１０分より反応時間が短いとカプセル化壁体の形成が十分でなく、３０分より長いと時間を無駄に使用するだけでなく、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解してきた水又は多価アルコール類により反応促進され、相転移物質界面以外で反応するため好ましくない。
【００８２】
１段目マイクロカプセル化における吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率は、２％以下であるが、２段目のマイクロカプセル化工程において、相転移物質粒子の合一を防止するには十分な厚みである。
【００８３】
１段目マイクロカプセル化には、分散した相転移物質粒子を安定化させ、粒子の合一を防止するために、相転移物質に対して好ましくは２〜５０質量％、さらに好ましくは５〜２０質量％の界面活性剤を含む。
【００８４】
２段目マイクロカプセル化に移行する前には、吸・放熱カプセルを濾過し、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを分離し、新しく調製したウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを含む溶媒を１段目のマイクロカプセル化と同様に準備し、濾別した吸・放熱カプセルを溶媒中に再分散することが好ましい。
【００８５】
この２段目マイクロカプセル化のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの溶媒中の濃度としては、ウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解していれば特に限定されないが、好ましくは３〜１５質量％、さらに好ましくは５〜１２質量％の間で選択される。
【００８６】
２段目マイクロカプセル化に使用するウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーの２段目マイクロカプセル化反応時間は、３０〜９０分であることが好ましく、３５〜４５分であることがさらに好ましい。３０分より反応時間が短いとカプセル化壁体の形成が十分でなく、９０分より長いと時間を無駄に使用するだけでなく、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーが溶媒に溶解してきた水又は多価アルコール類により反応促進され、相転移物質界面以外で反応するため好ましくない。
【００８７】
２段目マイクロカプセル化を行うことにより、吸・放熱カプセル径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２％〜１０％、好ましくは５％〜１０％に増加し、マイクロカプセル化壁内の相転移物質の吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に耐え得るようになる。
【００８８】
２段目マイクロカプセル化には、粒子の合一を防止するために、相転移物質に対して２〜５０質量％、好ましくは５〜２０質量％の界面活性剤を含んでもよい。
【００８９】
２段目マイクロカプセル化終了後に、吸・放熱カプセルを濾過し、未反応のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーを分離する。
【００９０】
吸・放熱カプセルを分散媒体へ分散する場合、吸・放熱カプセル分散液に対する吸・放熱カプセル体積分率は、１０体積％〜５０体積％であることが好ましく、１５体積％〜３０体積％であることがさらに好ましい。１０体積％未満の場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が少なく、蓄熱媒体としての効果が小さく好ましくない。５０体積％を超える場合は、吸・放熱カプセル分散液の粘度が著しく増加して好ましくない。
【００９１】
吸・放熱カプセルをフッ素系溶媒に分散する場合、相転移物質を吸・放熱カプセル分散液に対して好ましくは１０〜４０質量％、さらに好ましくは１５〜３０質量％含有させる。１０質量％未満の場合は、吸・放熱の有効物質である相転移物質の含有量が少なく、蓄熱媒体としての効果が小さく好ましくない。４０質量％を超える場合は、吸・放熱カプセル分散液の粘度が著しく増加して好ましくない。
【００９２】
吸・放熱カプセルをフッ素系溶媒に分散する場合、吸・放熱カプセルを安定化させるために、フッ素系界面活性剤を、相転移物質に対して好ましくは２〜３０質量％、さらに好ましくは５〜２０質量％含有させる。２質量％未満のフッ素系界面活性剤の添加量では、分散液の安定性が十分ではなく、３０質量％を超えると、分散液に粘度が増大し好ましくない。
【００９３】
吸・放熱カプセルのフッ素系溶媒の分散に、グリコール系流動促進剤を含有させても良い。グリコール系流動促進剤の添加量としては、相転移物質に対して、好ましくは１０〜１００質量％、さらに好ましくは２０〜８０質量％である。１０質量％未満のグリコール系流動促進剤の添加量では、流動性の改善が十分ではなく、１００質量％を超えると、分散液中の相転移物質の割合が低下し好ましくない。
【００９４】
前記によれば、吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対してマイクロカプセル化壁の破壊が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中で分散安定性の高い吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液とその製造方法を提供することができる。
【実施例】
【００９５】
１．１段階カプセル化反応による吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液の製造
（実施例１）
モレキュラシーブ３Ａ（ナカライテスク株式会社製）で脱水したトルエン（ナカライテスク株式会社製、試薬特級）に、トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８（三井武田ケミカル株式会社製）及びフッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆ（旭硝子株式会社製）を６０質量％となるように調製したトルエン溶液９０ｍｌをホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱し、マイクロカプセル化剤溶液容器に準備した。ここで、タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は５０／５０質量％とした。更に、フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）を５０質量％となるように調製したトルエン溶液を調製し、６ｍｌを樹脂トルエン溶液に添加した。一方、スレイトール（エーピーアイ・コーポレーション社製）にイオン交換水を１０質量％となるように添加したもの１０ｍｌを、９０℃まで加熱し、スレイトール溶融液を調製し、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持されたタケネートＭ−４０８、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆ、ならびにＫＢ−Ｌ１１０が溶解しているトルエン溶液中に、スレイトール溶融液を約３分で流し入れた。スレイトール溶融液を流し入れた後も、タケネートＭ−４０８、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆ、ならびにＫＢ−Ｌ１１０が溶解しているトルエン溶液は９０℃に保ちつつ３０分攪拌を継続し、マイクロカプセル化反応を完結させた。その後、マイクロカプセル化分散液を室温まで冷却し、パーフルオロカーボン（商品名「フロリナートＦＣ３２８３」、住友スリーエム社製）を４０ｍｌ添加し、２分間マグネチックスターラーで均一攪拌した。攪拌終了後、室温で３０分静置して、上層にトルエン、下層にマイクロカプセル化された水溶性相転移物質の分散液６３ｇを得た。このマイクロカプセル化水溶性相転移物質粒子のフッ素系溶媒分散液６３ｇ中には、パーフルオロカーボン３９．６ｇ、スレイトール１３ｇ、マイクロカプセル６．５ｇ、フッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）３．９ｇを含有している。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８４質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も８２質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ１０ｇであった。すなわち、分散液質量の１６質量％が分離したことになる。
【００９６】
（実施例２）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は４０／６０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５．５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８０質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も７９質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ７ｇであった。すなわち、分散液質量の１１質量％が分離したことになる。
【００９７】
（実施例３）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は６０／４０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８５質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も８３質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ１６ｇであった。すなわち、分散液質量の２５質量％が分離したことになる。
【００９８】
（実施例４）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は２０／８０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には６０質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も５０質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ５ｇであった。すなわち、分散液質量の８質量％が分離したことになる。
【００９９】
（実施例５）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は８０／２０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が５μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８２質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も７７質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ２５ｇであった。すなわち、分散液質量の４０質量％が分離したことになる。
【０１００】
（実施例６）
相転移物質として、スレイトール（エーピーアイ・コーポレーション社製）１０ｇを使用した。１段目マイクロカプセル化反応には、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８（三井武田ケミカル株式会社製）３ｇ、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆ（旭硝子株式会社製）３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が１６質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａ（ナカライテスク株式会社製）で脱水したトルエン（ナカライテスク株式会社製、試薬特級）３１．５ｇに溶解したトルエン溶液３８ｇを、ホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱した。一方、スレイトール１０ｇにイオン交換水１ｇ（１０質量％）を添加したもの１１ｇを、９０℃まで加熱し、スレイトール溶融液を調製し、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持された上記トルエン溶液３８ｇ中に添加した。トルエン溶液は９０℃に保ちつつ２０分攪拌を継続し、１段目のマイクロカプセル化反応を完結させた。反応終了後、反応液を室温まで急冷し、デカンテーションにて吸・放熱カプセルから未反応のマイクロカプセル化剤を含むトルエン溶液を分離した。
【０１０１】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に９７質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．１５μｍと計算され、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、１．５％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルの一部が、合一しており、十分にカプセル壁が形成できていないと推察された。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１０２】
（比較例１）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は０／１００質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得ようと試みたが、フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子を得ることはできず、マイクロカプセル化剤、水溶性相転移物質が合一した塊を得た。
【０１０３】
（比較例２）
タケネートＭ−４０８とルミフロンＬＦ−７１０Ｆの樹脂比率は１００／０質量％とした以外は、実施例１の方法で、フッ素系溶媒分散液６３ｇを得た。フッ素系溶媒に分散されたマイクロカプセル化された水溶性相転移物質粒子をレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９１０（株式会社堀場製作所製）により測定し、体積平均径が４μｍであることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有されるスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、加熱冷却を同一サンプルにて１０回繰り返した融解潜熱量の変化をスレイトールの文献値と比較することにより求めた。吸・放熱カプセル粒子中には８０質量％のスレイトールを含有し、１０回加熱冷却を繰り返した後も７５質量％のスレイトール含有率を示した。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７０℃〜７５℃と測定された。この吸・放熱カプセル分散液を、室温で２４時間静置後に上層に分離したマイクロカプセル化粒子分散液を分離し、下層のフッ素系溶媒（パーフルオロカーボン）の質量を測定したところ３２ｇであった。すなわち、分散液質量の５１質量％が分離したことになる。
【０１０４】
これらの実施例１〜５及び比較例１〜２の結果を表１にまとめるが、内部に水溶性相転移物質を含有する吸・放熱カプセルにおいて、カプセル壁体として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有する場合、吸・放熱カプセルの吸・放熱に伴う相転移物質の膨張・収縮に対して、吸・放熱カプセル内の水溶性相転移物質の減少量が少なく、安全性の高いフッ素系溶媒中でフッ素系溶媒の分離量が減少した。
【０１０５】
【表１】
【０１０６】
２．２段階カプセル化反応による吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液の製造
吸・放熱カプセルの製造
（実施例７）
＜１段目マイクロカプセル化反応＞
１回の吸・放熱カプセルの調製に、相転移物質として、スレイトール（エーピーアイ・コーポレーション社製）１０ｇを使用した。１段目マイクロカプセル化反応には、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８（三井武田ケミカル株式会社製）３ｇ、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆ（旭硝子株式会社製）３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が１６質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａ（ナカライテスク株式会社製）で脱水したトルエン（ナカライテスク株式会社製、試薬特級）３１．５ｇに溶解したトルエン溶液３８ｇを、ホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱した。一方、スレイトール１０ｇにイオン交換水１ｇ（１０質量％）を添加したもの１１ｇを、９０℃まで加熱し、スレイトール溶融液を調製し、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持された上記トルエン溶液３８ｇ中に添加した。トルエン溶液は９０℃に保ちつつ２０分攪拌を継続し、１段目のマイクロカプセル化反応を完結させた。反応終了後、反応液を室温まで急冷し、デカンテーションにて吸・放熱カプセルから未反応のマイクロカプセル化剤を含むトルエン溶液を分離した。
【０１０７】
＜２段目マイクロカプセル化反応＞
２段目マイクロカプセル化反応には、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン系のプレポリマーであるタケネートＭ−６０５Ｎを３ｇ、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆを３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が１０質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン５４ｇに溶解したトルエン溶液６０．５ｇを、ホモジナイザーにて１６０００ｒｐｍで回転しつつ、９０℃まで加熱した。一方、１段目マイクロカプセル化で得られた上記吸・放熱カプセルを、１６０００ｒｐｍで撹拌されている９０℃に攪拌下で維持された上記トルエン溶液６０．５ｇ中に添加した。トルエン溶液は９０℃に保ちつつ４０分攪拌を継続し、２段目のマイクロカプセル化反応を完結させた。反応終了後、反応液を室温まで急冷し、デカンテーションにて吸・放熱カプセルから未反応のマイクロカプセル化剤を含むトルエン溶液を分離した。分離した吸・放熱カプセルは、モレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン５０ｇで洗浄し、未反応のマイクロカプセル化剤を完全に除去し、室温減圧にて溶剤であるトルエンを除去し乾燥した吸・放熱カプセルを得た。
【０１０８】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、図１に示すように、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８２質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．９２μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、９．２％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８８℃と測定された。
【０１０９】
（実施例８）
１段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（タケネートＭ−４０８を３ｇ、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆを３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が５質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン１１４ｇに溶解した以外は実施例７と同じ操作を行った。
【０１１０】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に９４質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．２７μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、２．７％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８８℃と測定された。
【０１１１】
（実施例９）
２段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し６０質量％のマイクロカプセル化剤６ｇ（タケネートＭ−６０５Ｎを３ｇ、ルミフロンＬＦ−７１０Ｆを３ｇ）、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇをマイクロカプセル化剤の濃度が５質量％となるようにモレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン１１４ｇに溶解した以外は実施例７と同じ操作を行った。
【０１１２】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８４質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．８１μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、８．１％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１１３】
（実施例１０）
２段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇを添加しない以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１１４】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８８質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．５８μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、５．８％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１１５】
（実施例１１）
スレイトール１０ｇにカプセル化反応の促進剤として、イオン交換水１ｇ（１０質量％）の代わりにジエチレングリコール（ＤＥＧ）１ｇ（１０質量％）とし、１段目マイクロカプセル化反応時間を１２０分、２段目マイクロカプセル化反応時間を１２０分に変更した以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１１６】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８４質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０．８０μｍ、すなわち、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、８．０％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、球形の形状を維持していた。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、７２℃と測定された。
【０１１７】
（比較例３）
１段目マイクロカプセル化反応にマイクロカプセル化剤として、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆを含まず、トリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８だけで６ｇ、２段目マイクロカプセル化反応にマイクロカプセル化剤として、フッ素系ポリマーであるルミフロンＬＦ−７１０Ｆを含まず、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン系のプレポリマーであるタケネートＭ６０５Ｎだけで６ｇとした以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１１８】
分離した吸・放熱カプセルを、モレキュラシーブ３Ａで脱水したトルエン５０ｇで洗浄したところ、吸・放熱カプセルは凝集し、大きな塊となり、粒子径が１０〜５０μｍの吸・放熱カプセルは形成していなかった。
【０１１９】
（比較例４）
１段目マイクロカプセル化反応において、スレイトールに対し５質量％のフッ素系界面活性剤（ＫＢ−Ｌ１１０）０．５ｇを添加しない以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１２０】
乾燥した吸・放熱カプセルは、光学顕微鏡で観察し、粒子径が２０μｍ程度の球形粒子であることを確認した。吸・放熱カプセル粒子中に含有される相転移物質のスレイトール量は、示差熱分析計ＤＳＣ３１００（株式会社マックサイエンス社製）により、融解潜熱量及び融解温度を測定した。吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に１００質量％のスレイトールが含有され、カプセル壁体厚みは０μｍと計算され、吸・放熱カプセル径２０μｍ（半径１０μｍ）に対し、０％のカプセル壁体の厚み比率となった。２回の吸・放熱サイクルの繰返し後、吸・放熱カプセルは、合一して大きな塊となり、十分にカプセル壁が形成できていないと推察された。また、示差熱分析計ＤＳＣ３１００の測定結果より、吸・放熱カプセル中のスレイトールの融解温度は、８７℃と測定された。
【０１２１】
（比較例５）
１段目マイクロカプセル化反応において、マイクロカプセル化剤である硬化時間の速いトリレンジイソシアネート系のプレポリマーであるタケネートＭ−４０８に代えて、硬化時間の遅い１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン系のプレポリマーであるタケネートＭ−６０５Ｎを用い、１段目マイクロカプセル化反応時間を２０分から６０分に延長した以外は、実施例７と同じ操作を行った。
【０１２２】
２段目マイクロカプセル化反応の終了時点で反応溶液全体にゲル化が見られ、吸・放熱カプセルを得ることはできなかった。
【０１２３】
以上の実施例７〜１１について、相転移物質（ＰＣＭ）の種、カプセル化反応の促進剤種、添加量、１段目及び２段目のマイクロカプセル化反応におけるカプセル化剤種とフッ素系ポリマー比率、反応温度、反応時間、カプセル化剤添加量、カプセル化剤のトルエン溶液中濃度、界面活性剤の添加量、吸・放熱カプセルの直径、カプセル壁厚み、カプセル壁比率、相転移物質（ＰＣＭ）の含有率、相転移物資（ＰＣＭ）の融解温度、２回の吸・放熱サイクル実施後のカプセル壁の維持を表２に示す。同じように、実施例６及び７と比較例３〜５について表３に示す。
【０１２４】
【表２】
【０１２５】
【表３】
【０１２６】
吸・放熱カプセル分散液の製造
（実施例１２）
実施例７で調製した吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）にパーフルオロカーボン（フロリナートＦＣ３２８３、住友スリーエム社製）を５６ｇ（相転移物質に対し５．６倍）、フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０（株式会社ネオス製）を１．２５ｇ（相転移物質に対し１２．５質量％）、グリコール系流動促進剤として、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＢｕＥＡ）５ｇ（相転移物質に対し５０質量％）を常温にて添加攪拌し、吸・放熱カプセル分散液７５．１５ｇを調製した。吸・放熱カプセル分散液に含まれる相転移物質の含有量は１３．３質量％となる。分散媒体であるパーフルオロカーボン（フロリナートＦＣ３２８３）の密度は、１．８２ｇ／ｃｍ３であるので、吸・放熱カプセル分散液に含まれる相転移物質の体積分率はおよそ２０体積％となる。
【０１２７】
このように調製した吸・放熱カプセル分散液を無攪拌条件下で、９０℃で３０分加熱後に室温まで放置冷却の繰返し吸・放熱サイクルを１０回実施した後に、分散状態を確認したところ、比重差が大きいため静置状態では２相分離していたが、攪拌を加えると元の分散状態に復帰した。吸・放熱サイクルを１０回実施後の吸・放熱カプセルを示差熱分析計ＤＳＣ３１００により、融解潜熱及び融解温度を測定したところ、吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８３質量％のスレイトールが含有され、スレイトールの融解温度は８８℃と測定され、吸・放熱サイクルを実施する前の値をほぼ維持していた。
【０１２８】
（実施例１３）
フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、０．５ｇ（相転移物質に対し５質量％）とした以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製し、同様の吸・放熱サイクルを実施した。
【０１２９】
吸・放熱サイクルを１０回実施後において、静置状態では２相分離していたが、攪拌を加えると元の分散状態に復帰した。また、吸・放熱カプセルの融解潜熱量からカプセル中に８３質量％のスレイトールが含有され、スレイトールの融解温度は８７℃と測定され、吸・放熱サイクルを実施する前の値をほぼ維持していた。
【０１３０】
（比較例６）
フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、添加しなかった以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製し、同様の吸・放熱サイクルを実施した。
【０１３１】
吸・放熱サイクルを１０回実施後において、静置状態で２相分離し、攪拌を加えても元の分散状態に戻らなかった。
【０１３２】
（比較例７）
フッ素系界面活性剤ＫＢ−Ｌ１１０を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、５ｇ（相転移物質に対し５０質量％）とした以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製したが、非常に高粘度で流動性のない分散液が得られた。
【０１３３】
（比較例８）
グリコール系流動促進剤として、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート（ＤＥＧ−ＭＢｕＥＡ）を吸・放熱カプセル１１．９ｇ（相転移物質で１０ｇ）に対して、添加しなかった以外は、実施例１２と同じ方法で吸・放熱カプセル分散液を調製したが、非常に高粘度で流動性のない分散液が得られた。
【０１３４】
実施例１２、１３及び比較例６〜８について、吸・放熱カプセル種及び分散液に対する相転移物質（ＰＣＭ）の含有量（質量％）、界面活性剤種及び添加量、流動促進剤種及び添加量、１０回吸・放熱サイクル後の攪拌時の分散状態、サイクル前後の吸・放熱カプセルの相転移物質含有量を表４に示す。
【０１３５】
【表４】
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明の吸・放熱カプセル及び吸・放熱カプセル分散液の用途としては、自動車エンジンや燃料電池の冷却液媒体、蓄熱システムの熱移送媒体などの用途が挙げられる。従来の熱移送媒体に比較して、単位体積当りの見掛け比熱が大きいため、媒体の循環流量を小さくすることができ、省エネルギーに貢献できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された封入物質としての、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質とを備えた吸・放熱カプセルであって、かつ、前記封入物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つからなる相転移物質を含有する吸・放熱カプセルにおいて、前記カプセル壁体として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することを特徴とする吸・放熱カプセル。
【請求項２】
前記カプセル壁体の水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率が４０／６０から６０／４０であることを特徴とする請求項１に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項３】
前記封入物質として水又は多価アルコール類を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項４】
前記多価アルコール類がエチレングリコール、ジエチレングリコール及びグリセリンの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項３に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項５】
前記吸・放熱カプセルの粒子径が１０〜５０μｍであり、かつ、吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項６】
フッ素系分散媒体と、該分散媒体に分散された請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸・放熱カプセルを含むことを特徴とする吸・放熱カプセル分散液。
【請求項７】
請求項６に記載の吸・放熱カプセル分散液であって、相転移物質を分散液に対して１０〜４０質量％、かつ、フッ素系界面活性剤を相転移物質に対して２〜３０質量％、グリコール系流動促進剤を相転移物質に対して１０〜１００質量％含有することを特徴とする上記吸・放熱カプセル分散液。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸・放熱カプセルの製造方法であって、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することを特徴とする上記方法。
【請求項９】
前記１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーによりカプセル化壁を形成する際に、相転移物質に対して２〜５０質量％の界面活性剤を含有させることを特徴する請求項８に記載の吸・放熱カプセルの製造方法。
【請求項１】
内部に密閉空間を形成する膜状のカプセル壁体と、該カプセル壁体の該密閉空間に封入された封入物質としての、水又は水混和性有機溶媒に溶解する相転移物質とを備えた吸・放熱カプセルであって、かつ、前記封入物質として、糖アルコール、尿素及びチオ尿素の少なくとも１つからなる相転移物質を含有する吸・放熱カプセルにおいて、前記カプセル壁体として、水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとを含有することを特徴とする吸・放熱カプセル。
【請求項２】
前記カプセル壁体の水硬化性のウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーと分子内に水酸基を有するフッ素系ポリマーとの質量比率が４０／６０から６０／４０であることを特徴とする請求項１に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項３】
前記封入物質として水又は多価アルコール類を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項４】
前記多価アルコール類がエチレングリコール、ジエチレングリコール及びグリセリンの少なくとも１つからなることを特徴とする請求項３に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項５】
前記吸・放熱カプセルの粒子径が１０〜５０μｍであり、かつ、吸・放熱カプセルの粒子径に対するカプセル壁体の厚みの比率が２〜１０％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吸・放熱カプセル。
【請求項６】
フッ素系分散媒体と、該分散媒体に分散された請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸・放熱カプセルを含むことを特徴とする吸・放熱カプセル分散液。
【請求項７】
請求項６に記載の吸・放熱カプセル分散液であって、相転移物質を分散液に対して１０〜４０質量％、かつ、フッ素系界面活性剤を相転移物質に対して２〜３０質量％、グリコール系流動促進剤を相転移物質に対して１０〜１００質量％含有することを特徴とする上記吸・放熱カプセル分散液。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸・放熱カプセルの製造方法であって、１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより界面活性剤の共存下でカプセル化壁を形成した後に、２段目マイクロカプセル化としてウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーにより更なるカプセル化壁を形成することを特徴とする上記方法。
【請求項９】
前記１段目マイクロカプセル化として硬化速度の速いウレタンモノマー又はウレタンプレポリマーによりカプセル化壁を形成する際に、相転移物質に対して２〜５０質量％の界面活性剤を含有させることを特徴する請求項８に記載の吸・放熱カプセルの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１６８５３８（Ｐ２０１０−１６８５３８Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１７７３１（Ｐ２００９−２１７７３１）
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１８日（２００９．９．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]