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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024122126
(43)【公開日】2024-09-09
(54)【発明の名称】冷却液
(51)【国際特許分類】
C09K 5/06 20060101AFI20240902BHJP
F28D 20/02 20060101ALI20240902BHJP
F28F 23/00 20060101ALI20240902BHJP
【ＦＩ】
C09K5/06
C09K5/06 M ZAB
C09K5/06 L
F28D20/02 Z
F28F23/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023029491
(22)【出願日】2023-02-28
(71)【出願人】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100160691
【弁理士】
【氏名又は名称】田邊 淳也
(74)【代理人】
【識別番号】100144510
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 真由
(72)【発明者】
【氏名】橋本 俊輔
(72)【発明者】
【氏名】矢野 一久
(72)【発明者】
【氏名】山内 崇史
(72)【発明者】
【氏名】村松 憲志郎
(72)【発明者】
【氏名】太田 アウン
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 英明
(72)【発明者】
【氏名】小原 公和
(72)【発明者】
【氏名】茶木田 浩
(57)【要約】
【課題】冷却液の熱交換能力を向上させる他の技術を提供する。
【解決手段】ベース液体と、ベース液体中に含有される単分散性の微粒子と、を含む冷却液において、微粒子は、複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、球状シリカ多孔体の複数の細孔の中に含有される相変化材料と、中実なシリカ結晶で形成され、球状シリカ多孔体の複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、球状シリカ多孔体において、複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている。
【選択図】図２
【解決手段】ベース液体と、ベース液体中に含有される単分散性の微粒子と、を含む冷却液において、微粒子は、複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、球状シリカ多孔体の複数の細孔の中に含有される相変化材料と、中実なシリカ結晶で形成され、球状シリカ多孔体の複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、球状シリカ多孔体において、複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベース液体と、前記ベース液体中に含有される単分散性の微粒子と、を含む冷却液であって、
前記微粒子は、
複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、
前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中に含有される相変化材料と、
中実なシリカ結晶で形成され、前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、
前記球状シリカ多孔体において、
前記複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ前記球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている、
冷却液。
前記微粒子は、
複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、
前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中に含有される相変化材料と、
中実なシリカ結晶で形成され、前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、
前記球状シリカ多孔体において、
前記複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ前記球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている、
冷却液。
【請求項2】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記外殻部の厚みは、０．０５５μｍ以上である、
冷却液。
前記微粒子が有する前記外殻部の厚みは、０．０５５μｍ以上である、
冷却液。
【請求項3】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記ベース液体中に前記微粒子が分散されたときの前記微粒子の表面のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上である、
冷却液。
前記ベース液体中に前記微粒子が分散されたときの前記微粒子の表面のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上である、
冷却液。
【請求項4】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子の濃度は、３０重量％以下である、
冷却液。
前記微粒子の濃度は、３０重量％以下である、
冷却液。
【請求項5】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中心細孔直径が、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、
冷却液。
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中心細孔直径が、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、
冷却液。
【請求項6】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の２０％以内である、
冷却液。
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の２０％以内である、
冷却液。
【請求項7】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の直径が、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、
冷却液。
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の直径が、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、
冷却液。
【請求項8】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔容量が０．９［ｍｌ／ｇ］以上であって、単位細孔容量あたりの比表面積が１．４×１０9［ｍ2／ｍ3］以下である、
冷却液。
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔容量が０．９［ｍｌ／ｇ］以上であって、単位細孔容量あたりの比表面積が１．４×１０9［ｍ2／ｍ3］以下である、
冷却液。
【請求項9】
請求項１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記相変化材料は、糖アルコールおよびパラフィンの少なくともいずれか一方である、
冷却液。
前記微粒子が有する前記相変化材料は、糖アルコールおよびパラフィンの少なくともいずれか一方である、
冷却液。
【請求項10】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記外殻部は、原料の分子サイズが前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の細孔径より小さい、
冷却液。
前記微粒子が有する前記外殻部は、原料の分子サイズが前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の細孔径より小さい、
冷却液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却液に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、温度変化に応じて潜熱の吸収及び放出を生じる相変化物質（潜熱蓄熱材）を固体に保持し、蓄熱を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、有孔中空シリカ粒子に相変化物質が内包され、その表面に硬殻が形成された硬殻マイクロカプセル化潜熱輸送物質が開示されている。
【0003】
ところで、自動車、電動航空機、スーパーコンピュータ等の冷却系では、従来、液体の熱輸送流体（以下、「冷却液」と称する）を用いた熱輸送システムが採用されている。このような熱輸送システムにおいて、潜熱蓄熱材（以下、単に「蓄熱材」とも称する）を用いることにより温度制御性能を向上させる技術が検討されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【0004】
特許文献２には、冷却液としてのオイルと、別容器に貯留する蓄熱材とを切り替えて用いる電動モータの冷却装置が開示されている。この構成により、電動モータの温度上昇の抑制効果を向上させると共に冷却液の温度低下を抑制することが可能であると記載されている。
【0005】
特許文献３には、潜熱蓄熱材が封入されたマイクロカプセル、そのマイクロカプセルが分散された基剤及び防錆剤を含有する冷却液組成物が開示されている。マイクロカプセルの形状を凹状にすることにより、潜熱蓄熱材の融解、凝固時の熱伝導性が向上すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１５／０２５５２９号
【特許文献2】特開２０１８－１８２８５４号公報
【特許文献3】特許第２０１３－１１２６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に記載の技術では、硬殻を形成する際に有孔中空シリカ粒子から相変化材料が流出し、マイクロカプセルにおける相変化材料の充填率が低下する可能性がある。また、特許文献２に記載の技術では、蓄熱材を貯留する別容器が必要であるため、システムが複雑化し、コストが増加する。また、特許文献３の技術では、マイクロカプセルの形状が球状でないため、冷却液の流路内の縮流部などで閉塞の虞がある。
【0008】
本発明は、冷却液の熱交換能力を向上させる他の技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【0010】
（１）本発明の一形態によれば、ベース液体と、前記ベース液体中に含有される単分散性の微粒子と、を含む冷却液が提供される。この冷却液に含まれる前記微粒子は、複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中に含有される相変化材料と、中実なシリカ結晶で形成され、前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、前記球状シリカ多孔体において、前記複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ前記球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている。
【0011】
この構成によれば、冷却液において、相変化材料を内包する単分散性の微粒子を、ベース液体中に含有する。微粒子が潜熱蓄熱体として機能するため、例えば、電動化車両において、電池やモータの冷却液としてこの構成の冷却液を利用すると、相変化材料が融解/凝固している間は熱を吸収/放出し続けるため、その融点付近で温度が維持される。このため、電池やモータなどの高温物体や、ラジエータ内における低温の外部空気と、冷却液との温度差が大きくなり、熱交換能力を向上させることができる。ここで、熱交換能力＝冷却液密度×体積流量×比熱×温度差である。
【0012】
また、微粒子が外殻部を備えるため、仮に、微粒子が有機溶媒に接触したとしても、微粒子に内包される相変化材料の溶出を抑制することができる。そのため、仮に冷却液に有機溶媒が混入したとしても相変化材料の溶出を抑制することができ、冷却液の熱交換性能の低下を抑制することができる。また、ベース液体として、有機溶媒を含む水系の熱媒体（いわゆる、エマルション系クーラント）や、有機系の熱媒体を用いることができる。
【0013】
また、微粒子が単分散性であるため、ベース液体の中で単分散され、微粒子が凝集することによる熱交換能力の低下を抑制することができる。ここで、単分散性とは、粒子の大きさが略均一であって凝集せずに散らばりやすい状態のことをいう。例えば、平均粒子径に対する粒子径分布の幅の割合（％）が±１５％以下であると「単分散性」であるといえる。
【0014】
また、微粒子が有する球状シリカ多孔体は、複数の細孔が球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されており、細孔の一端が開放されていないため、相変化材料の漏洩をより抑制することができる。さらに、細孔の形状が略円柱状であるため、相変化材料は毛管力で保持され、仮に、相変化材料が有機溶媒に溶融しても、外部への漏洩を抑制することができる。その結果、微粒子の蓄熱の安定性を向上させることができ、冷却液の熱交換能力の低下を抑制することができる。
【0015】
（２）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記外殻部の厚みは、０．０５５μｍ以上であってもよい。このようにすると、冷却液に有機溶媒が混入した場合や、ベース液体として有機系の熱媒体を用いる場合にも、相変化材料の溶出をより抑制することができる。そのため、冷却液の熱交換能力の低下を抑制することができる。
【0016】
（３）上記形態の冷却液であって、前記ベース液体中に前記微粒子が分散されたときの前記微粒子の表面のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上であってもよい。このようにすると、ベース液体中の多孔質微粒子の単分散性を、より良好にすることができる。
【0017】
（４）上記形態の冷却液であって、前記微粒子の濃度は、３０重量％以下であってもよい。このようにすると、冷却液の粘性の増大を抑制し、冷却液の流動時に流路のオリフィス部などで閉塞が生じることを抑制することができる。
【0018】
（５）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中心細孔直径が、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であってもよい。このようにすると、球状シリカ多孔体の細孔に十分な量の相変化材料が充填された微粒子を含む冷却液となるため、微粒子による蓄熱性をさらに向上させることができ、より冷却液の熱交換能力を向上させることができる。
【0019】
（６）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の２０％以内であってもよい。このようにすると、球状シリカ多孔体の細孔径の均一性が高いため、毛管力がより均一に働き、相変化材料の充填率を向上させることができ、微粒子の蓄熱性をさらに向上させることができる。そのため、冷却液の熱交換能力を向上させることができる。
【0020】
（７）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の直径が、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であってもよい。このようにすると、冷却液における微粒子の単分散性を向上させることができ、冷却液の熱交換能力の低下をより抑制することができる。
【0021】
（８）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、細孔容量が０．９［ｍｌ／ｇ］以上であって、単位細孔容量あたりの比表面積が１．４×１０9［ｍ2／ｍ3］以下であってもよい。このようにすると、潜熱蓄熱材として有効にはたらく相変化材料の割合を増やし、蓄熱密度を増大させることができるため、冷却液の熱交換能力をさらに向上させることができる。
【0022】
（９）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記相変化材料は、糖アルコールおよびパラフィンの少なくともいずれか一方であってもよい。糖アルコールは蓄熱密度が大きいため、良好な蓄熱性を有する微粒子を提供することができる。パラフィンは、過冷却度が小さいため、蓄熱効率の低下を抑制することができる。そのため、冷却液の熱交換能力を良好にすることができる。
【0023】
（１０）上記形態の冷却液であって、前記微粒子が有する前記外殻部は、原料の分子サイズが前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の細孔径より小さくてもよい。このようにすると、微粒子の外殻部の原料の分子が球状シリカ多孔体の細孔の内部で架橋して細孔を塞ぎやすいため、外殻部の緻密性を向上させることができ、相変化材料の溶出をより抑制することができる。そのため、冷却液の熱交換能力の低下をより抑制することができる。
【0024】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、冷却液を用いる熱輸送システム、その熱輸送システムを備えるシステム、冷却液の製造方法などの形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】実施形態における熱輸送システムの概略構成を示す説明図である。
【図2】実施形態の冷却液を説明するための説明図である。
【図3】微粒子の概略構成と微粒子における蓄熱を概念的に示す説明図である。
【図4】球状シリカ多孔体の構成を概念的に示す説明図である。
【図5】実施形態の冷却液の放熱力向上の概念を示す説明図である。
【図6】冷却液中の微粒子の濃度が１０ｗｔ％の場合の冷却液温度の試算結果を示す図である。
【図7】冷却液中の微粒子の濃度が２０ｗｔ％の場合の冷却液温度の試算結果を示す図である。
【図8】冷却液中の微粒子濃度と伝熱向上比率との関係を示す図である。
【図9】冷却液中の各微粒子濃度における伝熱向上比率を示す図である。
【図10】微粒子の製造工程の一例を示す工程図である。
【図11】実施例１～３と比較例１～３に用いられる球状シリカ多孔体の製造方法を概念的に示す説明図である。
【図12】実施例１、２の微粒子のＳＥＭ像である。
【図13】比較例１の微粒子のＳＥＭ像である。
【図14】ＳＥＭ像より得られる各微粒子の諸元を示す図である。
【図15】熱分析より得られる微粒子の諸元を示す図である。
【図16】耐久性試験結果を示す図である。
【図17】相変化材料のＴＧＡ曲線を示す図である。
【図18】相変化材料のＤＳＣ曲線を示す図である。
【図19】実施例２、３の微粒子のＳＥＭ像である。
【図20】実施例２、３および比較例１の微粒子のＳＥＭ像より得られる諸元を示す図である。
【図21】実施例２、３および比較例１の微粒子の熱分析より得られる諸元を示す図である。
【図22】耐久性試験結果を示す図である。
【図23】シェル源の主な諸元を示す図である。
【図24】実施例１の微粒子のＳＥＭ像である。
【図25】比較例１、２の微粒子のＳＥＭ像である。
【図26】比較例３の微粒子のＳＥＭ像である。
【図27】実施例１、および比較例１～３の微粒子のＳＥＭ像より得られる諸元を示す図である。
【図28】実施例１および比較例１～３の微粒子の熱分析より得られる諸元を示す図である。
【図29】耐久性試験結果を示す図である。
【図30】外殻部の形成を概念的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
＜実施形態＞
図１は、実施形態における熱輸送システム１１００の概略構成を示す説明図である。熱輸送システム１１００は、冷却液ＣＬ（液体の熱媒体）を用いて、熱源を放熱させるシステムである。本実施形態の冷却液ＣＬは、ベース液体と、単分散性の微粒子とを含む。
図１は、実施形態における熱輸送システム１１００の概略構成を示す説明図である。熱輸送システム１１００は、冷却液ＣＬ（液体の熱媒体）を用いて、熱源を放熱させるシステムである。本実施形態の冷却液ＣＬは、ベース液体と、単分散性の微粒子とを含む。
【0027】
熱輸送システム１１００は、第１熱交換器１１０と、第２熱交換器１２０と、冷却液タンク１３０と、バルブ１４０と、冷却液ＣＬを送液するポンプ１５０と、を備える。第１熱交換器１１０と、第２熱交換器１２０と、冷却液タンク１３０と、ポンプ１５０とは、配管６２、６３、６４、６５を介して環状に接続されている。冷却液ＣＬは、ポンプ１５０によって、配管６２、６３、６４、６５を介して、第１熱交換器１１０、第２熱交換器１２０、冷却液タンク１３０の順に循環している。
【0028】
第１熱交換器１１０は、冷却液ＣＬを用いて熱源を放熱させる。本実施形態では、熱源として、電気自動車に搭載された電池ＣＥを例示する。
【0029】
第２熱交換器１２０は、第１熱交換器１１０の下流に配置されており、第１熱交換器１１０を通過した冷却液ＣＬを放熱させる。本実施形態では、第２熱交換器１２０としてラジエータを例示する。
【0030】
冷却液タンク１３０は、内部に冷却液ＣＬを有する。冷却液ＣＬは、上述の通り、ベース液体と、単分散性の微粒子と、を含んでいる。図１では、冷却液ＣＬに含まれる微粒子を拡大して図示している。
【0031】
配管６４上にはバルブ１４０が設けられており、例えば、電気自動車の運転中に開弁される。
【0032】
図２は、本実施形態の冷却液ＣＬを説明するための説明図である。本実施形態の冷却液ＣＬは、ベース液体Ｌと、ベース液体Ｌ中に含まれる単分散性の微粒子Ｐを含む。ここで、単分散性とは、粒子の大きさが略均一であって凝集せずに散らばりやすい状態のことをいう。例えば、平均粒子径に対する粒子径分布の幅の割合（％）が±１５％以下であると「単分散性」であるといえる。微粒子Ｐは単分散性であるため、冷却液ＣＬが静置されている場合に微粒子Ｐが沈殿していても、熱輸送システム１１００が駆動され、冷却液ＣＬが受放熱部を循環すると、微粒子Ｐはベース液体Ｌ中に単分散される。図２では、微粒子Ｐに斜線ハッチングを付して示し、一部の微粒子Ｐに符号を付して、残余の微粒子Ｐの符号の図示を省略している。
【0033】
冷却液ＣＬにおいて、ベース液体Ｌ中に微粒子Ｐが分散されたときの微粒子Ｐの表面のゼータ電位の絶対値は、特に限定されないが、１６．２ｍＶ以上が好ましい。このようにすると、例えば、本願出願人の特許第７１９４１２９号に記載されたように、ベース液体Ｌ中の微粒子Ｐの単分散性を、より良好にすることができる。なお、特許第７１９４１２９号に記載されているように、微粒子Ｐの外殻部３００の厚みを制御することで、微粒子Ｐ表面のゼータ電位を制御することが可能である。ゼータ電位は、Ｄｙｎａｍｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ（ＤＬＳ）により測定することができる。
【0034】
冷却液ＣＬにおける微粒子Ｐの濃度は、３０ｗｔ％以下が好ましく、より好ましくは２０ｗｔ％以下である。冷却液ＣＬにおける微粒子Ｐの濃度は、３０ｗｔ％以下にすると、冷却液ＣＬの粘性の増加を抑制することができ、冷却液ＣＬの流動時に、流路のオリフィス部などで閉塞が生じるのを抑制することができる。
【0035】
【0036】
・ベース液体：
ベース液体Ｌは、液体の熱媒体であり、その組成は特に限定されるものではなく、目的に応じて組成を選択することができる。ベース液体Ｌは、例えば、水、アルコール水溶液等種々の液体を用いることができる。ベース液体Ｌは、水系クーラント、非水系クーラント、エマルション系クーラントの何れであってもよい。水系クーラントとしては、水と、水と互溶する凝固点降下剤とを混合した、水系クーラント（いわゆる、不凍液：例えば、凝固点≦－２０℃）である。水の割合は任意だが、３０～５０ｗｔ％が好ましい。凝固点降下剤としては、アルコール系が好ましい。粘性低減の観点からは、メタノール、エタノール、n-プロパノール、ｉ-プロパノールなどのアルコール類が好ましく、低蒸気圧や実績の観点からは、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類が好ましい。また、凝固点降下剤としてポリアルキレングリコール、グリコールエーテル等の他のグリコール類を用いてもよい。さらに、防錆剤を添加してもよい。水による金属腐食を抑制し、金属イオン溶出も抑制される。防錆剤は、絶縁性の観点から、非イオン系防錆剤が好ましい。また、対Ｃｕ防錆の観点からは、トリアゾール系防錆剤などが好ましく、対Ａｌ防錆の観点からは、シリコン系防錆剤などが好ましい。非水系クーラントとしては、例えばオイルやフッ素系媒体など高電気絶縁性のクーラントがある。高電気絶縁性のクーラントは電気部品である電池やインバータ、モータ、ＥＣＵ、ＣＰＵなどの冷却に好適であり、さらに高電気絶縁性であることから液浸型の高性能冷却も可能である。
ベース液体Ｌは、液体の熱媒体であり、その組成は特に限定されるものではなく、目的に応じて組成を選択することができる。ベース液体Ｌは、例えば、水、アルコール水溶液等種々の液体を用いることができる。ベース液体Ｌは、水系クーラント、非水系クーラント、エマルション系クーラントの何れであってもよい。水系クーラントとしては、水と、水と互溶する凝固点降下剤とを混合した、水系クーラント（いわゆる、不凍液：例えば、凝固点≦－２０℃）である。水の割合は任意だが、３０～５０ｗｔ％が好ましい。凝固点降下剤としては、アルコール系が好ましい。粘性低減の観点からは、メタノール、エタノール、n-プロパノール、ｉ-プロパノールなどのアルコール類が好ましく、低蒸気圧や実績の観点からは、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類が好ましい。また、凝固点降下剤としてポリアルキレングリコール、グリコールエーテル等の他のグリコール類を用いてもよい。さらに、防錆剤を添加してもよい。水による金属腐食を抑制し、金属イオン溶出も抑制される。防錆剤は、絶縁性の観点から、非イオン系防錆剤が好ましい。また、対Ｃｕ防錆の観点からは、トリアゾール系防錆剤などが好ましく、対Ａｌ防錆の観点からは、シリコン系防錆剤などが好ましい。非水系クーラントとしては、例えばオイルやフッ素系媒体など高電気絶縁性のクーラントがある。高電気絶縁性のクーラントは電気部品である電池やインバータ、モータ、ＥＣＵ、ＣＰＵなどの冷却に好適であり、さらに高電気絶縁性であることから液浸型の高性能冷却も可能である。
【0037】
・微粒子：
図３は、微粒子Ｐの概略構成と微粒子Ｐにおける蓄熱を概念的に示す説明図である。図３では、微粒子Ｐの一部を切欠いて、内部構成を図示している。微粒子Ｐは、複数の細孔１０を有する球状シリカ多孔体１００と、細孔１０内に在る相変化材料２００と、球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０を塞ぐ外殻部３００と、を有する。
図３は、微粒子Ｐの概略構成と微粒子Ｐにおける蓄熱を概念的に示す説明図である。図３では、微粒子Ｐの一部を切欠いて、内部構成を図示している。微粒子Ｐは、複数の細孔１０を有する球状シリカ多孔体１００と、細孔１０内に在る相変化材料２００と、球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０を塞ぐ外殻部３００と、を有する。
【0038】
球状シリカ多孔体１００の細孔１０の形状は略円柱状である。複数の細孔１０は、細孔径が均一であり、かつ球状シリカ多孔体１００の中心から表面に向かって放射状に配列されている。図において、一部の細孔１０、および一部の相変化材料２００に符号を付し、他の部分の符号の付与を省略している。図３は、微粒子Ｐを概念的に示したものであり、細孔の数は図示されたものより多くても少なくてもよい。また、相変化材料２００が細孔１０の全体に亘り充填されている例を図示しているが、細孔１０の一部に相変化材料２００が充填されていてもよい。また、外殻部３００が球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０の全部を塞ぐ例を図示しているが、外殻部３００は、複数の細孔１０の少なくとも一部を塞いでいればよい。
【0039】
相変化材料２００は、温度変化に応じて潜熱の吸収および放出を生じる。微粒子Ｐは、相変化材料２００の相変化（固体、液体）を利用して熱を吸収・放出させる。詳しくは、球状シリカ多孔体１００に保持されている相変化材料２００が固体の相変化材料２００Ｓ（図３の上段）から液体の相変化材料２００Ｌ（図３の下段）へ変化するとき、融解点付近で周囲の熱を吸収し、融解点付近の温度を維持しようとし、逆に液体の相変化材料２００Ｌ（図３の下段）から固体の相変化材料２００Ｓ（図１の上段）に変化するときに凝固点付近で周囲に熱を放出し、完全に凝固するまで凝固点付近の温度を維持しようとする。すなわち、微粒子Ｐは相変化材料２００の凝固、融解に伴う潜熱の吸放出を利用して蓄熱する。図３では、固体の相変化材料２００にクロスハッチングを付し、符号２００Ｓを示し、液体の相変化材料２００にドットハッチングを付し、符号２００Ｌを示している。
【0040】
（１）球状シリカ多孔体１００
図４は、球状シリカ多孔体１００の構成を概念的に示す説明図である。図４では、図３と同様に、球状シリカ多孔体１００の一部を切欠いて、細孔１０の形状および配列を図示している。細孔１０は、断面にハッチングを付して示している。図示するように、球状シリカ多孔体１００は、複数の略円柱状の細孔１０を有し、複数の細孔１０は球状シリカ多孔体１００の中心から表面に向かって放射状に配列されている。複数の細孔１０の配列は、微粒子ＰをＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過電子顕微鏡）により観察することにより確認することができる。なお、微粒子Ｐの細孔に金属（例えば、白金）を導入してＴＥＭにより観察することにより、より鮮明に複数の細孔の配列を確認することができる。
図４は、球状シリカ多孔体１００の構成を概念的に示す説明図である。図４では、図３と同様に、球状シリカ多孔体１００の一部を切欠いて、細孔１０の形状および配列を図示している。細孔１０は、断面にハッチングを付して示している。図示するように、球状シリカ多孔体１００は、複数の略円柱状の細孔１０を有し、複数の細孔１０は球状シリカ多孔体１００の中心から表面に向かって放射状に配列されている。複数の細孔１０の配列は、微粒子ＰをＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：透過電子顕微鏡）により観察することにより確認することができる。なお、微粒子Ｐの細孔に金属（例えば、白金）を導入してＴＥＭにより観察することにより、より鮮明に複数の細孔の配列を確認することができる。
【0041】
複数の細孔１０が球状シリカ多孔体１００の中心から表面に向かって放射状に配列されており、細孔１０の一端が開放されていないため、相変化材料２００の漏洩をより抑制することができる。また、細孔１０の形状が略円柱状であるため、相変化材料２００は毛管力で保持され、仮に、相変化材料が有機溶媒に溶融しても、外部への漏洩を抑制することができ、保持の安定性を維持することができる。
【0042】
複数の細孔１０の中心細孔直径は、特に限定されないが、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。球状シリカ多孔体１００の細孔１０の直径が小さすぎると相変化材料２００の導入が困難な場合がある。また、球状シリカ多孔体１００の細孔１０内への相変化材料２００の導入は、細孔１０の毛管力を利用して行われるため、球状シリカ多孔体１００の細孔１０の直径が大きすぎても毛管力が有効に働かず、相変化材料２００が十分に充填されない場合がある。相変化材料２００の充填量が十分でないと、微粒子Ｐによる蓄熱量が小さくなる。球状シリカ多孔体１００の細孔１０の中心細孔直径が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であると、十分な量の相変化材料２００が充填され、微粒子Ｐによる蓄熱性を向上させることができる。
【0043】
球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０の細孔径は均一である。ここで、細孔径が均一であるとは、細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の３５％以内であることを意味する。中心細孔直径とは、細孔径分布曲線において、１ｎｍより大きい範囲で極大ピークを示した細孔直径をいう。球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０は、細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の２５％以内であることが好ましい。より好ましくは２０％以内である。このようにすると、球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０の細孔径の均一性が高いため、毛管力がより均一に働き、相変化材料２００の充填率を向上させることができるため、より蓄熱性が高い微粒子Ｐにすることができる。
【0044】
球状シリカ多孔体１００の直径は特に限定されないが、数百ｎｍオーダーにするのが好ましい。球状シリカ多孔体１００の直径は１０ｎｍ以上３００００ｎｍ以下がより好ましい。このようにすると、複数の微粒子Ｐをベース液体Ｌに分散させる場合の単分散性を向上させることができる。球状シリカ多孔体１００は、複数の細孔１０の細孔径が均一であり、かつ複数の細孔１０が球状シリカ多孔体１００の中心から表面に向かって放射状に配列されているため、「規則性が高い細孔を有する球状シリカ多孔体」ともいえる。
【0045】
球状シリカ多孔体１００の複数の細孔の細孔容量および単位細孔容量あたりの比表面積は特に限定されないが、細孔容量が０．９［ｍｌ／ｇ］以上であって、単位細孔容量あたりの比表面積が１．４×１０9［ｍ2／ｍ3］以下であるのが好ましい。このようにすると、潜熱蓄熱材として有効にはたらく相変化材料２００の割合が多くなるため、蓄熱密度が高い微粒子Ｐとすることができる。
【0046】
球状シリカ多孔体１００は、特許５４８０４６１号に記載の方法により合成することができる。合成時において、界面活性剤の種類を変更することにより、細孔１０の直径を調整することができる。また、合成後に界面活性剤を別の界面活性剤に置換する、膨潤剤を導入する、酸性条件下で水熱処理する等により、細孔径を拡大することができる。球状シリカ多孔体１００の形状（直径、複数の細孔の配列、細孔直径、細孔容量）、その効果の詳細、および製造方法は、例えば、本願出願人による既出願である特願２０２１－１９６７４３、特願２０２１－１９６７４５に記載された通りである。
【0047】
（２）相変化材料２００
微粒子Ｐにおいて、球状シリカ多孔体１００の細孔１０内には相変化材料２００が保持されている（図３）。相変化材料２００は、特に限定されないが、糖アルコールは蓄熱密度が大きく、良好な蓄熱性を有する蓄熱体を提供することができるため、好ましい。また、パラフィンは、過冷却度が小さく、蓄熱効率の低下を抑制することができるため、好ましい。糖アルコールとしては、エリスリトールが好ましく、パラフィンとしては直鎖パラフィンが好ましい。その他、マンニトール、ガラクチトール、キシリトール、ソルビトール、リビトール等の糖アルコール、無機リン酸塩等の無機塩、分岐パラフィン、無機水和物等を相変化材料２００として用いることができる。相変化材料の種類とその効果の詳細は、例えば、本願出願人による既出願である特願２０２１－１９６７４３、特願２０２１－１９６７４５に記載された通りである。
微粒子Ｐにおいて、球状シリカ多孔体１００の細孔１０内には相変化材料２００が保持されている（図３）。相変化材料２００は、特に限定されないが、糖アルコールは蓄熱密度が大きく、良好な蓄熱性を有する蓄熱体を提供することができるため、好ましい。また、パラフィンは、過冷却度が小さく、蓄熱効率の低下を抑制することができるため、好ましい。糖アルコールとしては、エリスリトールが好ましく、パラフィンとしては直鎖パラフィンが好ましい。その他、マンニトール、ガラクチトール、キシリトール、ソルビトール、リビトール等の糖アルコール、無機リン酸塩等の無機塩、分岐パラフィン、無機水和物等を相変化材料２００として用いることができる。相変化材料の種類とその効果の詳細は、例えば、本願出願人による既出願である特願２０２１－１９６７４３、特願２０２１－１９６７４５に記載された通りである。
【0048】
（３）外殻部３００
外殻部３００は、中実なシリカ結晶で形成され、球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０の少なくとも一部を塞ぐ。ここで、「中実なシリカ結晶」とは、緻密性が高く、実質的に孔を有さない、いわゆる無孔質のシリカ結晶をいう。外殻部３００が中実であることは、微粒子ＰのＴＥＭ像で確認することができる。図３では、外殻部３００として、外殻第１層３１０と、外殻第２層３２０を有する２層構造を例示したが、外殻部は１層であってもよいし、３層以上であってもよい。
外殻部３００は、中実なシリカ結晶で形成され、球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０の少なくとも一部を塞ぐ。ここで、「中実なシリカ結晶」とは、緻密性が高く、実質的に孔を有さない、いわゆる無孔質のシリカ結晶をいう。外殻部３００が中実であることは、微粒子ＰのＴＥＭ像で確認することができる。図３では、外殻部３００として、外殻第１層３１０と、外殻第２層３２０を有する２層構造を例示したが、外殻部は１層であってもよいし、３層以上であってもよい。
【0049】
外殻部３００の原料（以下、「シェル源」とも称する）は、中実なシリカ結晶を形成するものであれば、得に限定されないが、シェル源の分子サイズが球状シリカ多孔体１００の細孔１０の細孔径より小さいものが好ましい。例えば、外殻部３００の原料として、テトラエチルオルソシリケート（以下、「ＴＥＯＳ」とも表示する）を用いると、分子径が小さいため、球状シリカ多孔体１００の複数の細孔１０の内部で架橋して細孔を塞ぎやすく、緻密性が高い外殻部３００が形成される。微粒子Ｐの製造方法については、後述する。
【0050】
＜冷却液温度の試算＞
図５は、本実施形態の冷却液の放熱力向上の概念を示す説明図である。図５（Ａ）は、第２熱交換器１２０としてのラジエータにおける冷却液の出口温度の試算条件を示し、図５（Ｂ）は、その試算結果を概念的に示す。図５（Ｂ）において、本実施形態の一例の冷却液を実線で示し、比較例の冷却液を破線で示す。
図５は、本実施形態の冷却液の放熱力向上の概念を示す説明図である。図５（Ａ）は、第２熱交換器１２０としてのラジエータにおける冷却液の出口温度の試算条件を示し、図５（Ｂ）は、その試算結果を概念的に示す。図５（Ｂ）において、本実施形態の一例の冷却液を実線で示し、比較例の冷却液を破線で示す。
【0051】
ここでは、下記の試算条件で、冷却液温度の試算を行った。
［実施形態の冷却液］
ベース液体：濃度５０ｗｔ％のエチレングリコール水溶液
微粒子の蓄熱密度：７０Ｊ／ｇ（充填率：３７ｖｏｌ％）
相変化材料（蓄熱材）：直鎖パラフィン（Ｒｕｂｉｔｈｅｒｍ， ＲＴ９０ＨＣ）
［比較例の冷却液］
濃度５０ｗｔ％のエチレングリコール水溶液
［ラジエータ］
空気側放熱面積：２０．３５３ｍ2
冷却水側放熱面積：３．３４７ｍ2
風速：４ｍ／ｓ
基準放熱能力：６８．７ｋＷ （比較例の冷却液を用いた場合）
ラジエータサイズ（ｍｍ）：８７３（高さ），３３４（幅），４８（奥行き）
本明細書中では、重量％濃度をｗｔ％とも示し、体積％濃度をｖｏｌ％とも示す。
［実施形態の冷却液］
ベース液体：濃度５０ｗｔ％のエチレングリコール水溶液
微粒子の蓄熱密度：７０Ｊ／ｇ（充填率：３７ｖｏｌ％）
相変化材料（蓄熱材）：直鎖パラフィン（Ｒｕｂｉｔｈｅｒｍ， ＲＴ９０ＨＣ）
［比較例の冷却液］
濃度５０ｗｔ％のエチレングリコール水溶液
［ラジエータ］
空気側放熱面積：２０．３５３ｍ2
冷却水側放熱面積：３．３４７ｍ2
風速：４ｍ／ｓ
基準放熱能力：６８．７ｋＷ （比較例の冷却液を用いた場合）
ラジエータサイズ（ｍｍ）：８７３（高さ），３３４（幅），４８（奥行き）
本明細書中では、重量％濃度をｗｔ％とも示し、体積％濃度をｖｏｌ％とも示す。
【0052】
図５（Ｂ）に示すとおり、冷却液がラジエータに導入され、ラジエータ内を流通する間に、冷却液と空気との間で熱交換がなされ冷却液が放熱し、冷却液の温度が低下する。本実施形態の冷却液を用いた場合、ラジエータに導入された後、暫くは、相変化材料が液体から固体へ相変化しており（凝固）、熱を放出し続けているため、相変化材料の融点付近で温度が維持される。そのため、図示するように、ラジエータの冷却液入口から、ある距離までの間は、冷却液の温度が低下しない。そのため、本実施形態の冷却液と空気の温度との温度差が大きく、比較例の冷却液と比較して、放熱能力を向上させることができる。
【0053】
図６は、冷却液中の微粒子の濃度が１０ｗｔ％の場合の冷却液温度の試算結果を示す図である。図６に示す試算結果は、上記の試算条件で、冷却液中の微粒子の濃度を１０ｗｔ％として、Ｅｘｃｅｌ上の１Ｄシミュレーションにより試算した結果である。図示の通り、本実施形態の冷却液は、ラジエータ出口において、冷却液温度が、比較例の冷却液より低くなっている。すなわち、本実施形態の冷却液は、比較例の冷却液と比較して、熱交換能力が向上される。
【0054】
図７は、冷却液中の微粒子の濃度が２０ｗｔ％の場合の冷却液温度の試算結果を示す図である。図７に示す試算結果も上記と同じ試算方法により試算したものである。図示の通り、本実施形態の冷却液は、ラジエータ出口において、冷却液温度が、比較例の冷却液より低くなっている。そして、この例の冷却液は、図６に示す例よりも、ラジエータ出口における冷却液温度を低下させることができる。すなわち、冷却液中の微粒子の濃度を高めることにより、冷却液の熱交換能力を向上させることができる。
【0055】
図８は、冷却液中の微粒子濃度と伝熱向上比率との関係を示す図である。ここでは、上記の試算条件に示す冷却液において微粒子の濃度を変更して、放熱出力Ｑ［ｋＷ］を下記（式１）により算出した。そして、微粒子を含まない（すなわち、微粒子濃度０ｗｔ％）場合（上記の比較例）に対する伝熱量の比を、伝熱向上比率として示している。すなわち、微粒子を含まない（微粒子濃度０ｗｔ％）場合の伝熱向上比率を１としている。
Ｑ＝ρＣｐＦ（Ｔ1－Ｔ2）・・・（式１）
ここで、ρ：密度［ｋｇ／ｍ3］、Ｃｐ：比熱［ｋＪ／ｋｇＫ］、
Ｆ：体積流量［ｍ3／ｓ］、Ｔ1：ラジエータ入口温度［℃］、
Ｔ2：ラジエーター出口温度[℃]
Ｑ＝ρＣｐＦ（Ｔ1－Ｔ2）・・・（式１）
ここで、ρ：密度［ｋｇ／ｍ3］、Ｃｐ：比熱［ｋＪ／ｋｇＫ］、
Ｆ：体積流量［ｍ3／ｓ］、Ｔ1：ラジエータ入口温度［℃］、
Ｔ2：ラジエーター出口温度[℃]
【0056】
図９は、冷却液中の各微粒子濃度における伝熱向上比率を示す図である。図９は、図８に示したのと同じ試算結果を示している。図８、図９に示す微粒子濃度の冷却液は、微粒子を含まない冷却液（比較例）と圧力損失が同等である。
【0057】
図８、図９に示すように、本実施形態の冷却液（微粒子を含む）において、微粒子濃度を高くするほど伝熱向上比率を向上させることができる。また、本実施形態の冷却液における微粒子濃度が少なくとも３０ｗｔ％までの範囲では、微粒子を含まない冷却液（比較例）と圧力損失が同等であり、圧力損失の低下を抑制しつつ、冷却液の熱交換能力を向上させることができる。
【0058】
なお、冷却液温度の試算、伝熱の試算において設定した試算条件（ベース液体の組成、微粒子の蓄熱密度、相変化材料の種類）と異なる条件の冷却液であっても、実施形態の冷却液であれば、図５～図９に示したのと同様の傾向になる。例えば、ベース液体として、水や、グリコール水溶液等を用いた場合にも、冷却液が蓄熱体としての微粒子を含むことにより、ベース液体のみを冷却液として用いる場合（比較例）と比較して、冷却液の温度上昇および温度低下を遅らせることができる。そのため、発熱体や、低温の外部空気等と、冷却液との温度差が比較例より大きくなり、熱交換能力を向上させることができる。また、微粒子の蓄熱密度、相変化材料の種類が異なっても、同様の理由により、ベース液体のみを冷却液として用いる場合と比較して、熱交換能力を向上させることができる。
【0059】
＜微粒子の詳細＞
以下に、本実施形態の冷却液ＣＬに含まれる蓄熱体としての微粒子Ｐの製造方法、性能について、実施例と共に説明する。
［製造方法］
図１０は、実施形態の微粒子Ｐの製造工程の一例を示す工程図である。
まず、相変化材料を導入した球状シリカ多孔体と、シェル源の液体を準備する（工程Ｐ１０２）。シェル源の液体として、例えば、ＴＥＯＳ１００％の液体を準備する。次に、準備した球状シリカ多孔体を、シェル源の液体に添加し、撹拌しながら所定の温度、時間保持する（工程Ｐ１０４）。例えば、室温にて２４時間保持する。工程Ｐ１０４により、球状シリカ多孔体１００の表面に外殻第１層３１０が形成される（図１）。
以下に、本実施形態の冷却液ＣＬに含まれる蓄熱体としての微粒子Ｐの製造方法、性能について、実施例と共に説明する。
［製造方法］
図１０は、実施形態の微粒子Ｐの製造工程の一例を示す工程図である。
まず、相変化材料を導入した球状シリカ多孔体と、シェル源の液体を準備する（工程Ｐ１０２）。シェル源の液体として、例えば、ＴＥＯＳ１００％の液体を準備する。次に、準備した球状シリカ多孔体を、シェル源の液体に添加し、撹拌しながら所定の温度、時間保持する（工程Ｐ１０４）。例えば、室温にて２４時間保持する。工程Ｐ１０４により、球状シリカ多孔体１００の表面に外殻第１層３１０が形成される（図１）。
【0060】
工程Ｐ１０４によって生成された液体１をろ過し、外殻第１層３１０が形成された粒子を取り出し乾燥して粒子１を得る（工程Ｐ１０６）。例えば、４５℃にて２４時間乾燥する。
【0061】
次に、粒子１を水溶液に浸漬し、水和処理を行い、液体２を得る（工程Ｐ１０８）。例えば、粒子１をエチレングリコール（ＥＧ）水溶液に浸漬し、室温にて２４時間放置する。エチレングリコール水溶液は、例えば、エチレングリコール：水の重量比は１：１である。水和処理により、粒子１の表面のシラノール基の割合を増大させることができる。
【0062】
工程Ｐ１０８によって生成された液体２をろ過して、粒子を取り出し乾燥して粒子２を得る（工程Ｐ１１０）。例えば、４５℃にて２４時間乾燥する。なお、工程Ｐ１０８（水和処理）、工程１１０は、行わなくてもよい。
【0063】
工程Ｐ１１０によって得られた粒子２を、シェル源の液体に添加し、撹拌しながら所定の温度、時間保持する（工程Ｐ１１２）。工程Ｐ１０４と同様に、シェル源の液体として、例えば、ＴＥＯＳ１００％の液体を用い、室温にて２４時間保持する。工程Ｐ１１２により、外殻第１層３１０の上に外殻第２層３２０が形成される（図１）。工程Ｐ１０４、および工程Ｐ１１２を、「外殻層形成工程」とも呼ぶ。
【0064】
工程Ｐ１１２によって生成された液体３をろ過し、外殻第１層３１０および外殻第２層３２０が形成された粒子を取り出し乾燥して粒子３を得る（工程Ｐ１０６）。例えば、４５℃にて２４時間乾燥する。粒子３が実施形態の微粒子Ｐに相当する。
【0065】
工程Ｐ１０２において準備する相変化材料を導入した球状シリカ多孔体は、予め作製されてもよいし、工程Ｐ１０２において作製されてもよい。相変化材料を導入した球状シリカ多孔体は、所定量の球状シリカ多孔体１００に対して、融点以上に加熱することで融解させた所定量の液状の相変化材料２００Ｌを混合することで合成することができる。液状の相変化材料２００Ｌは、毛管力により球状シリカ多孔体１００の細孔１０内へ導入され、保持される。また、相変化材料が導入される球状シリカ多孔体１００は、例えば、ベースとなる球状シリカ多孔体に対して処理を行うことにより、細孔径を拡大することができる。
【0066】
なお、図１０に示した微粒子Ｐの製造方法は、一例であり、工程の一部を省略することができる。製造方法の他の例は、以下の微粒子の実施例において説明する。
［微粒子の実施例］
［微粒子の実施例］
【0067】
実施例１～３と比較例１～３により本実施形態の冷却液に含まれる微粒子を更に具体的に説明するが、本発明の冷却液に含まれる微粒子は以下の実施例に限定されるものではない。実施例と比較例は、いずれも、略同一形状（粒子径、細孔径、細孔容量等）の球状シリカ多孔体の細孔に同種の相変化材料を充填した微粒子である。実施例と比較例は、それぞれ、外殻部の有無、外殻部の層数、外殻部の厚み、外殻部の原料（シェル源）が異なる。実施例１～３および比較例１～３は、相変化材料として直鎖パラフィン（ＲＴ９０ＨＣ， Ｒｕｂｉｔｈｅｒｍ社）を用いた。
【0068】
＜サンプルの製造方法＞
図１１は、実施例１～３と比較例１～３に用いられる球状シリカ多孔体１００の製造方法を概念的に示す説明図である。図１１は、図１と同様に、球状シリカ多孔体の一部を切欠いて、内部構成を図示している。
図１１は、実施例１～３と比較例１～３に用いられる球状シリカ多孔体１００の製造方法を概念的に示す説明図である。図１１は、図１と同様に、球状シリカ多孔体の一部を切欠いて、内部構成を図示している。
【0069】
実施例１～３と比較例１～３に用いられる球状シリカ多孔体は、特開２０１１－１１１３３２、特開２００７－４５７０１を参照して、ベースとなる球状シリカ多孔体１００Ａ（以下、ベース球状シリカ多孔体とも称する）に対して処理を行うことにより、細孔径を拡大したものである。
【0070】
ベースとなる球状シリカ多孔体１００Ａ（図１１上段）は、特許５４８０４６１号に記載の方法における、界面活性剤をヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１６Ｃｌ）からオクタデシルトリメチルアンモニウムクロリド（Ｃ１８Ｃｌ）に変更し、同方法により合成した。球状シリカ多孔体１００Ａの細孔１０Ａ内に残留した界面活性剤１２ＡはＣ１８Ｃｌである。球状シリカ多孔体１００Ａの細孔の中心細孔直径は２．０ｎｍである。
【0071】
球状シリカ多孔体１００Ａ １．０ｇに対して、膨潤剤１４（トリメチルベンゼン，ＴＭＢ）を２．２６ｇ、エタノールを３０ｃｃ、純水を３０ｃｃ、混合／分散し、１００℃で三日間保持した。膨潤剤１４が界面活性剤１２Ａの疎水性部分に侵入することにより細孔径が５．５ｎｍに拡大した球状シリカ多孔体１００Ｂが得られた。合成された球状シリカ多孔体１００Ｂを、５５０℃で８時間焼成することにより界面活性剤１２Ａおよび膨潤剤１４を除去し、球状シリカ多孔体１００を得た。
【0072】
所定量の球状シリカ多孔体１００に対して、融点以上に加熱することで融解させた所定量の液状の相変化材料（直鎖パラフィン）を混合することにより、球状シリカ多孔体１００の細孔１０内に相変化材料を導入した。
【0073】
まず、実施例２の微粒子の製造方法について、図１０に基づいて説明する。
相変化材料としての直鎖パラフィンを導入した球状シリカ多孔体と、シェル源（ＴＥＯＳ１００％）の液体を準備し（工程Ｐ１０２）、準備した球状シリカ多孔体を、シェル源の液体に添加し、撹拌しながら室温にて２４時間保持した（工程Ｐ１０４）。これにより、球状シリカ多孔体の表面に外殻第１層が形成された（図１）。
相変化材料としての直鎖パラフィンを導入した球状シリカ多孔体と、シェル源（ＴＥＯＳ１００％）の液体を準備し（工程Ｐ１０２）、準備した球状シリカ多孔体を、シェル源の液体に添加し、撹拌しながら室温にて２４時間保持した（工程Ｐ１０４）。これにより、球状シリカ多孔体の表面に外殻第１層が形成された（図１）。
【0074】
工程Ｐ１０４によって生成された液体１をろ過し、外殻第１層が形成された粒子を取り出し４５℃にて２４時間乾燥し、粒子１を得た（工程Ｐ１０６）。
【0075】
次に、粒子１をエチレングリコール（ＥＧ）水溶液に浸漬し、室温にて２４時間放置し（水和処理）、液体２を得た（工程Ｐ１０８）。エチレングリコール水溶液のエチレングリコール：水の重量比は１：１である。工程Ｐ１０８によって生成された液体２をろ過して、粒子を取り出し、４５℃にて２４時間乾燥して粒子２を得た（工程Ｐ１１０）。粒子２は、外殻第１層の表面のシラノール基の割合を増大させたものである。
【0076】
工程Ｐ１１０によって得られた粒子２を、シェル源（ＴＥＯＳ１００％）の液体に添加し、撹拌しながら室温にて２４時間保持した（工程Ｐ１１２）。これにより、外殻第１層の上に外殻第２層が形成された（図１）。工程Ｐ１１２によって生成された液体３をろ過し、外殻第１層および外殻第２層が形成された粒子を取り出し、４５℃にて２４時間乾燥して実施例２の微粒子を得た（工程Ｐ１０６）。
【0077】
実施例３の微粒子は、実施例１の微粒子の製造工程のうち、工程Ｐ１０８、１１０を除くすべての工程を順に行うことにより得られた。すなわち、実施例３の微粒子も、実施例２の微粒子と同様に、２層構造（外殻第１層と外殻第２層）の外殻部を有する。
【0078】
実施例１、および比較例２、３の微粒子は、図１０に示す微粒子の製造工程のうち、工程Ｐ１０２、Ｐ１０４、Ｐ１０６を順に行うことにより得られた。すなわち、実施例１、および比較例２、３の微粒子は、球状シリカ多孔体の表面に１層の外殻部が形成された微粒子である。すなわち、これらの微粒子は、外殻部として、外殻第１層のみを有する。実施例１、および比較例２、３は、互いに外殻部の原料（シェル源）が異なり、順に、ＴＥＯＳ１００％、ＴＥＯＳ／エタノール、パーヒドロポリシラザン（以下、ＰＨＰＳとも称する）である。比較例１の微粒子は、外殻部を有さない微粒子である。
【0079】
＜外殻部の厚さの比較＞
上述の実施例１、２、および比較例１を用いて、外殻部の厚さの違いによる微粒子の耐久性の違いについて説明する。ここで、耐久性は、有機溶媒に浸漬した場合の相変化材料の充填率の変化および有効蓄熱材の割合の変化を用いて評価している。
上述の実施例１、２、および比較例１を用いて、外殻部の厚さの違いによる微粒子の耐久性の違いについて説明する。ここで、耐久性は、有機溶媒に浸漬した場合の相変化材料の充填率の変化および有効蓄熱材の割合の変化を用いて評価している。
【0080】
図１２は、実施例１、２の微粒子のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：走査電子顕微鏡）像である。図１３は、比較例１の微粒子のＳＥＭ像である。図１４は、ＳＥＭ像より得られる各微粒子の諸元を示す図である。図１４では、微粒子の平均粒子径と外殻部の厚みを示している。平均粒子径は、ＳＥＭ像を用いて、それぞれ、２００個の微粒子の直径を実測し、その算術平均を用いている。実施例１、２の微粒子の外殻部が均一な厚みであると仮定して、各微粒子の平均粒子径を用いて、外殻部の厚みを以下の通り算出した。比較例１は、外殻部が形成されていない球状シリカ多孔体であるため、実施例１、２それぞれの平均粒子径から比較例１の平均粒子径を減じて、２で除した値を、実施例１、２それぞれの外殻部の厚みとした。
【0081】
図１４に示すように、実施例１の微粒子は外殻部の厚みが０．５５μｍである。実施例２の微粒子は外殻部の厚みが０．１１μｍであり、実施例１の微粒子より外殻部が厚い。比較例１の微粒子は、外殻部を有さない。
【0082】
図１５は、熱分析より得られる微粒子の諸元を示す図である。図１５では、微粒子の耐久性評価として、有機溶媒への浸漬前後の相変化材料の充填率、蓄熱密度、有効蓄熱材の割合の変化を示している。球状シリカ多孔体の細孔内に在る相変化材料は、有効蓄熱材と無効蓄熱材とに分けられ、有効蓄熱材は融解／凝固によって潜熱を生み出せるものである（後に詳述する）。すなわち、微粒子としては、有効蓄熱材が多いことが好ましいため、耐久性試験では有効蓄熱材に割合の変化に注目している。耐久性試験では、有機溶媒としてのトルエン（液体）１０ｍｌに、微粒子０．１ｇを添加し、攪拌しながら６０℃で３時間保持した。その後、ろ過し、４５℃にて２４時間乾燥した粒子を用いて評価を行った。
【0083】
図１６は、耐久性試験結果を示す図である。図１５、図１６に示すように、比較例１の微粒子では、トルエン浸漬後、有効蓄熱材はほとんど残っていない。これに対し、実施例１の微粒子は、トルエン浸漬後、有効蓄熱材が減少しているものの、半分以上残っている。さらに、実施例２の蓄熱材では、浸漬後も有効蓄熱材の充填率に変化がない。すなわち、微粒子において、外殻部が形成されていることにより、有効蓄熱材の溶出が抑制されたといえる。さらに、外殻部を厚くすることにより、有効蓄熱材の溶出を、さらに抑制することができた。実施例２の微粒子では、上述の通り、外殻層形成工程を２回行っているため（図３：工程Ｐ１０４、Ｐ１１２）、外殻部の緻密性が向上したと考えられる。実施例１、２の微粒子によれば、有機溶媒に浸漬した際の有効蓄熱材の溶出を、抑制することができた。
【0084】
充填率は、全細孔容量のうち、導入した相変化材料（以下、「ＰＣＭ」とも呼ぶ）が占める割合を表し、熱重量・示差熱同時測定（ＴＧ－ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ―Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｅｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）から推定できる。この例では、熱重量・示差熱同時測定装置Ｔｈｅｒｍｏｐｌｕｓ ＴＧ－８１２０ （ＲＩＧＡＫＵ製）を用いて測定した。
【0085】
図１７は、相変化材料のＴＧＡ（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ：熱重量分析）曲線を示す図である。１５０～７００℃における重量減少分をＰＣＭ由来の有機分率として、細孔内におけるＰＣＭの充填率を算出した。具体的には、下記の（式１）により算出した。
【0086】
充填率［ｖｏｌ％］＝有機分率／ＰＣＭ密度／細孔容量×１００ … （式１）
【0087】
微粒子において、シリカ多孔体に保持されているＰＣＭのＰＣＭ密度は、例えば、以下の方法で測定することができる。微粒子を加熱して蒸発したＰＣＭのガスを、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ／ＭＳ）により分析した質量情報を用いて算出することができる。
【0088】
実施例、比較例において、略同一形状の球状シリカ多孔体を用いており、細孔容量は、１．３０～１．８０［ｍｌ／ｇ］である。細孔容量［ｍｌ／ｇ］は、測定した窒素吸着等温線から、ＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ、Ｅｍｍｅｔｔ、およびＴｅｌｌｅｒ）プロットより推定した。
【0089】
図１８は、相変化材料のＤＳＣ曲線を示す図である。図１８（ａ）はエリスリトール、図１８（ｂ）は直鎖パラフィンの代表的な示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）曲線である。図示するように、吸熱ピークと放熱ピークの差が過冷却度である。また、図示するように、吸熱曲線のピーク面積（図においてハッチングを付して示す）が蓄熱量に相当する。
【0090】
有効蓄熱材割合は、細孔内を占める全ＰＣＭのうち、融解／凝固によって潜熱を生み出せるＰＣＭの割合を表し、示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）により推定できる（潜熱蓄熱密度［Ｊ／ｇ］）。本実施例では、－２０℃～１５０℃の条件で、１０℃／ｍｉｎの昇温／降温速度により、示差走査熱量計ＤＳＣ Ｑ１０００（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製）を用いて示差走査熱量測定を実施した。一方、無効蓄熱材は、全ＰＣＭから有効蓄熱材を差し引いたものである。
【0091】
有効蓄熱材は、下記（式２）、（式３）を用いて算出することができる。
有効蓄熱材［ｖｏｌ％］＝みかけ潜熱／ＰＣＭ潜熱×１００ … （式２）
みかけ潜熱＝蓄熱量／ＰＣＭ密度／細孔容量 … （式３）
有効蓄熱材［ｖｏｌ％］＝みかけ潜熱／ＰＣＭ潜熱×１００ … （式２）
みかけ潜熱＝蓄熱量／ＰＣＭ密度／細孔容量 … （式３）
【0092】
【0093】
図１９は、実施例２、３の微粒子のＳＥＭ像である。図２０は、実施例２、３および比較例１の微粒子のＳＥＭ像より得られる諸元を示す図である。図２０では、図１４と同様に、微粒子の平均粒子径と外殻部の厚みを示しており、平均粒子径、および外殻部の厚みの算出方法は、図１４と同じである。
【0094】
上述の通り、実施例２の微粒子は、図１０に記載の全ての工程を行って微粒子を製造しており、水和処理を行っている。実施例３の微粒子は、実施例２の微粒子の製造工程のうち、工程Ｐ１０８、１１０を除くすべての工程を順に行って微粒子を製造しており、水和処理を行っていない。
【0095】
図２０に示すように、実施例２の微粒子の外殻部の厚みは０．１１μｍであり、実施例３の微粒子の外殻部の厚みは０．０８μｍであり、水和処理を行うことにより外殻部の厚みを厚くすることができた。微粒子の製造方法において、外殻第１層を形成した後に水和処理を行うと、外殻第１層の表面のシラノール基の割合が増大するため、外殻第２層が形成されやすくなり、外殻部の厚みを厚くすることができる。なお、実施例３の微粒子の外殻部の厚みは、実施例１の微粒子の外殻厚み（図１４：０．０５５μｍ）より厚く、外殻第２層が形成されているといえる。すなわち、水和処理を行わなくても、外殻第２層を形成することができるものの、水和処理を行うことにより、外殻部の厚みを厚くすることができる。
【0096】
【0097】
図２２は、耐久性試験結果を示す図である。図２１、図２２に示すように、比較例１の微粒子では、トルエン浸漬後、有効蓄熱材はほとんど残っていない。これに対し、実施例３の微粒子では、トルエン浸漬後、有効蓄熱材が減少しているものの、半分以上残っている。さらに、実施例２の微粒子では、トルエン浸漬後も有効蓄熱材の充填率に変化がない。すなわち、複数層の外殻部を有する微粒子の製造方法において、外殻部の層を形成する間に水和処理を行うことにより、外殻部の厚みを厚くすることができ、有機溶媒への浸漬後の蓄熱材の溶出をより抑制することができる。また、実施例３の微粒子は、２層構造の外殻部で、外殻部の厚みは０．０８μｍであって、実施例１の微粒子（図１４：１層構造の外殻部、厚み０．０５５μｍ）より外殻部の厚みが厚いものの、有機溶媒浸漬後の有効蓄熱材割合は、第１実施例の微粒子と同じである。この結果から、実施例３の微粒子は外殻部の緻密性が低かったと考えられる。すなわち、複数層構造の外殻部を有する微粒子の製造方法において、水和処理を行うことにより、外殻部の緻密性を向上させることができる。
【0098】
＜シェル源の比較＞
ここでは、外殻部の原料（シェル源）としてＴＥＯＳとＰＨＰＳを用い、シェル源の違いによる微粒子の耐久性の違いについて、図２３～図３０を用いて説明する。
図２３は、シェル源の主な諸元を示す図である。図示するように、実施例１～３の微粒子では、シェル源としてＴＥＯＳ１００％の液体が用いられている。比較例２の微粒子では、溶媒としてエタノールを用い、ＴＥＯＳとエタノールの重量比が１：１のＴＥＯＳ溶液が、シェル源として用いられている。比較例３の微粒子では、シェル源としてＰＨＰＳ溶液が用いられている。ここでは、ＰＨＰＳとして、Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００（Ｍｅｒｃｋ製）とＤｕｒａｚａｎｅ２８００（Ｍｅｒｃｋ製）を、重量比１：１で混合した。Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００とＤｕｒａｚａｎｅ２８００の溶媒はジブチルエーテル（以下、ＤＢＥとも称する）である。Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００のＰＨＰＳ濃度は２０％であり、Ｄｕｒａｚａｎｅ２８００のＰＨＰＳ濃度は１５％である。Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００は触媒を含有せず、硬化スピードが遅く、一方、Ｄｕｒａｚａｎｅ２８００は、アミン系の触媒を含有し、硬化スピードが非常に早い。図２３では、ＰＨＰＳの溶媒として、キシレンも記載している。他の例において、ＰＨＰＳとして、例えば、Ｄｕｒａｚａｎｅ２６００（Ｍｅｒｃｋ製）等の他のＰＨＰＳを用いてもよい。Ｄｕｒａｚａｎｅ２６００は、溶媒はキシレンであり、ＰＨＰＳ濃度が１５％、アミン系触媒を含有し、硬化スピードが早い。
ここでは、外殻部の原料（シェル源）としてＴＥＯＳとＰＨＰＳを用い、シェル源の違いによる微粒子の耐久性の違いについて、図２３～図３０を用いて説明する。
図２３は、シェル源の主な諸元を示す図である。図示するように、実施例１～３の微粒子では、シェル源としてＴＥＯＳ１００％の液体が用いられている。比較例２の微粒子では、溶媒としてエタノールを用い、ＴＥＯＳとエタノールの重量比が１：１のＴＥＯＳ溶液が、シェル源として用いられている。比較例３の微粒子では、シェル源としてＰＨＰＳ溶液が用いられている。ここでは、ＰＨＰＳとして、Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００（Ｍｅｒｃｋ製）とＤｕｒａｚａｎｅ２８００（Ｍｅｒｃｋ製）を、重量比１：１で混合した。Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００とＤｕｒａｚａｎｅ２８００の溶媒はジブチルエーテル（以下、ＤＢＥとも称する）である。Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００のＰＨＰＳ濃度は２０％であり、Ｄｕｒａｚａｎｅ２８００のＰＨＰＳ濃度は１５％である。Ｄｕｒａｚａｎｅ２２００は触媒を含有せず、硬化スピードが遅く、一方、Ｄｕｒａｚａｎｅ２８００は、アミン系の触媒を含有し、硬化スピードが非常に早い。図２３では、ＰＨＰＳの溶媒として、キシレンも記載している。他の例において、ＰＨＰＳとして、例えば、Ｄｕｒａｚａｎｅ２６００（Ｍｅｒｃｋ製）等の他のＰＨＰＳを用いてもよい。Ｄｕｒａｚａｎｅ２６００は、溶媒はキシレンであり、ＰＨＰＳ濃度が１５％、アミン系触媒を含有し、硬化スピードが早い。
【0099】
図２４は、実施例１の微粒子のＳＥＭ像である。図２５は、比較例１、２の微粒子のＳＥＭ像である。図２６は、比較例３の微粒子のＳＥＭ像である。図２７は、実施例１、および比較例１～３の微粒子のＳＥＭ像より得られる諸元を示す図である。図２７では、図１４と同様に、微粒子の平均粒子径と外殻部の厚みを示しており、平均粒子径、および外殻部の厚みの算出方法は、図１４と同じである。
【0100】
実施例１、および比較例２、３は、上述の通り、図１０に示す製造工程の工程Ｐ１０２～工程Ｐ１０６を順に行うことにより製造されており、外殻部は１層構造である。図２７に示す通り、実施例１の微粒子の外殻部のシェル源は、ＴＥＯＳ１００％であり、比較例２の微粒子の外殻部のシェル源はＴＥＯＳ／エタノール（重量比が１：１）、比較例３の微粒子の外殻部のシェル源はＰＨＰＳである。比較例２、３の微粒子は、実施例１の微粒子と比較して外殻部の厚みが薄い。
【0101】
【0102】
図２９は、耐久性試験結果を示す図である。図２８、図２９に示すように、比較例１の微粒子（外殻部なし）では、トルエン浸漬後（耐久性試験後）、有効蓄熱材はほとんど残っていない。比較例２の微粒子では、トルエン浸漬前であっても、有効蓄熱材の充填率が比較例１の半分程度になっており、有効蓄熱材の充填率が低い。比較例２の微粒子はシェル源がエタノールを含むため、外殻部を形成する際に、エタノールと相変化材料との間の相互作用により有効蓄熱材割合が減少したと考えられる。そして、比較例２の微粒子では、トルエン浸漬後、比較例１の微粒子と同様に、有効蓄熱材はほとんど残っていない。
【0103】
比較例３の微粒子は、トルエン浸漬前において、比較例１の微粒子（外殻部なし）より相変化材料の充填率が減少しているものの、有効蓄熱材の充填率は比較例２の微粒子ほど減少していないため、外殻形成時の相変化材料とＰＨＰＳ／ＤＢＥとの相互作用の影響はほとんどないと考えられる。比較例３の微粒子では、トルエン浸漬後、比較例１、２の微粒子と比較すると有効蓄熱材が残っているものの、実施例１と比較すると、有効蓄熱材の充填率が低く、トルエン浸漬により、有効蓄熱材が溶出し、また、有効蓄熱材の一部が無効化したと考えられる。すなわち、ＴＥＯＳ１００％をシェル源として用いた場合には、ＰＨＰＳをシェル源として用いるよりも、外殻部の緻密性を向上させることができ、有効蓄熱材の溶出をより抑制することができると考えられる。外殻部の緻密性が不完全な場合（欠陥が多い）には、有機溶媒が球状シリカ多孔体の細孔内に浸入し相変化材料を溶解させ、溶解された相変化材料が外部に流れ出すと考えられる。
【0104】
図３０は、外殻部の形成を概念的に示す説明図である。図３０（ａ）はシェル源がＴＥＯＳの例を示し、図３０（ｂ）はシェル源がＰＨＰＳの例を示す。図３０において、シェル源ＴＥＯＳに符号３００ｔを付し、シェル源ＰＨＰＳに３００ｐを付している。図３０（ａ）と図３０（ｂ）に示す球状シリカ多孔体１００の細孔１０の細孔径は同一である。ＴＥＯＳは分子径が小さいため、図示するように、細孔１０内で架橋して細孔を塞ぐことができる。ＰＨＰＳは、分子径が大きいため、細孔１０上部を架橋して細孔を塞ぐことができる。図３０（ａ）に示すように、シェル源ＴＥＯＳが細孔内で架橋して細孔を塞ぐことができると、架橋距離が短くなるため、緻密性が高い外殻部を形成することができるため、有機溶媒の浸入を抑制することができ、相変化材料の溶出をより抑制することができる。そのため、外殻部のシェル源の分子径が球状シリカ多孔体の細孔径より小さいことが好ましい。一方、分子径が球状シリカ多孔体の細孔径以上であるシェル源ＰＨＰＳが、図３０（ｂ）に示すように細孔１０の上部を架橋して細孔を塞ぐ場合、架橋距離が長くなり、緻密性が低くなると考えられる。なお、微粒子の外殻部の元素分析を行い、例えば、外殻部に窒素原子（Ｎ）が残っていたら、シェル源がＰＨＰＳであると推測でき、分子径を推測することができる。
【0105】
以上説明したように、実施例の微粒子によれば、比較例１の微粒子と比較して、中実なシリカ結晶で形成された外殻部を有するため、有機溶媒に浸漬された際の有効蓄熱材の溶出を抑制することができ、微粒子の耐久性を向上させることができる。
【0106】
また、実施例の微粒子によれば、比較例２、３の微粒子と比較して、外殻部の厚みが０．５５μｍ以上であり、十分な厚みを有するため、より有効蓄熱材の溶出を抑制することができた。細孔の規則性が高く、かつ細孔の中心細孔直径が１ｎｍ以上２０ｎｍ以下であるため、十分な蓄熱密度を得ることができ、十分な蓄熱性を得ることができた。
【0107】
＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0108】
・上記実施形態において、電気自動車に搭載された電池ＣＥの熱を放熱させる熱輸送システム１１００を例示したが、熱源として、例えば、燃料電池、インバータ、モータジェネレータ等を用いてもよい。また、冷却液は、空調設備、プラント等種々の物の冷却に用いることができる。
【0109】
・上記実施形態において、第２熱交換器１２０としてラジエータを例示したが、冷凍サイクル低圧側のチラー等を用いてもよい。すなわち、第２熱交換器１２０は、冷媒、空気を用いて、放熱することができる。
【0110】
以上、実施形態、実施例に基づき本発明について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【0111】
本発明は、以下の適用例としても実現することが可能である。
［適用例１］
ベース液体と、前記ベース液体中に含有される単分散性の微粒子と、を含む冷却液であって、
前記微粒子は、
複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、
前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中に含有される相変化材料と、
中実なシリカ結晶で形成され、前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、
前記球状シリカ多孔体において、
前記複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ前記球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている、
冷却液。
［適用例２］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記外殻部の厚みは、０．０５５μｍ以上である、
冷却液。
［適用例３］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記ベース液体中に前記微粒子が分散されたときの前記微粒子の表面のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上である、
冷却液。
［適用例４］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子の濃度は、３０重量％以下である、
冷却液。
［適用例５］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中心細孔直径が、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、
冷却液。
［適用例６］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の２０％以内である、
冷却液。
［適用例７］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の直径が、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、
冷却液。
［適用例８］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔容量が０．９［ｍｌ／ｇ］以上であって、単位細孔容量あたりの比表面積が１．４×１０9［ｍ2／ｍ3］以下である、
冷却液。
［適用例９］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記相変化材料は、糖アルコールおよびパラフィンの少なくともいずれか一方である、
冷却液。
［適用例１０］
適用例１から適用例９のいずれか一項に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記外殻部は、原料の分子サイズが前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の細孔径より小さい、
冷却液。
［適用例１］
ベース液体と、前記ベース液体中に含有される単分散性の微粒子と、を含む冷却液であって、
前記微粒子は、
複数の略円柱状の細孔が形成された球状シリカ多孔体と、
前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中に含有される相変化材料と、
中実なシリカ結晶で形成され、前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の少なくとも一部を塞ぐ外殻部と、を有し、
前記球状シリカ多孔体において、
前記複数の細孔は、細孔径が均一であり、かつ前記球状シリカ多孔体の中心から表面に向かって放射状に配列されている、
冷却液。
［適用例２］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記外殻部の厚みは、０．０５５μｍ以上である、
冷却液。
［適用例３］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記ベース液体中に前記微粒子が分散されたときの前記微粒子の表面のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上である、
冷却液。
［適用例４］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子の濃度は、３０重量％以下である、
冷却液。
［適用例５］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の中心細孔直径が、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下である、
冷却液。
［適用例６］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔径分布曲線の細孔径が１ｎｍより大きい範囲における標準偏差が中心細孔直径の２０％以内である、
冷却液。
［適用例７］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の直径が、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下である、
冷却液。
［適用例８］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔は、
細孔容量が０．９［ｍｌ／ｇ］以上であって、単位細孔容量あたりの比表面積が１．４×１０9［ｍ2／ｍ3］以下である、
冷却液。
［適用例９］
適用例１に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記相変化材料は、糖アルコールおよびパラフィンの少なくともいずれか一方である、
冷却液。
［適用例１０］
適用例１から適用例９のいずれか一項に記載の冷却液であって、
前記微粒子が有する前記外殻部は、原料の分子サイズが前記球状シリカ多孔体の前記複数の細孔の細孔径より小さい、
冷却液。
【符号の説明】
【0112】
１０…細孔
１２Ａ…界面活性剤
１４…膨潤剤
６２…配管
１００、１００Ａ、１００Ｂ…球状シリカ多孔体
１１０…第１熱交換器
１２０…第２熱交換器
１３０…冷却液タンク
１４０…バルブ
１５０…ポンプ
２００、２００Ｌ、２００Ｓ…相変化材料
３００…外殻部
３１０…外殻第１層
３２０…外殻第２層
１１００…熱輸送システム
ＣＥ…電池
ＣＬ…冷却液
Ｌ…ベース液体
Ｐ…微粒子
１２Ａ…界面活性剤
１４…膨潤剤
６２…配管
１００、１００Ａ、１００Ｂ…球状シリカ多孔体
１１０…第１熱交換器
１２０…第２熱交換器
１３０…冷却液タンク
１４０…バルブ
１５０…ポンプ
２００、２００Ｌ、２００Ｓ…相変化材料
３００…外殻部
３１０…外殻第１層
３２０…外殻第２層
１１００…熱輸送システム
ＣＥ…電池
ＣＬ…冷却液
Ｌ…ベース液体
Ｐ…微粒子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】