(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性ベースポリマと、熱伝導性フィラと、固相から液相へと相変化するときに熱を吸収するパラフィン類または脂肪酸類からなる潜熱蓄熱材とを含有し、前記熱可塑性ベースポリマ１００重量部に対し、前記熱伝導性フィラが２０重量部〜１０６０重量部の範囲内であり、前記蓄熱材が５６０重量部〜１１００重量部の範囲内で配合されたポリマ組成物を成形してなり、ショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であることを特徴とする蓄熱ポリマ成形体。
【請求項２】
ポリ塩化ビニル樹脂からなる熱可塑性ベースポリマと、熱伝導性フィラと、固相から液相へと相変化するときに熱を吸収するパラフィン類または脂肪酸類からなる潜熱蓄熱材とを含有するポリマ組成物を成形してなり、ショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であることを特徴とする蓄熱ポリマ成形体。
【請求項３】
前記蓄熱材が、２０℃以上、５０℃未満の範囲内に相変化温度を有する潜熱蓄熱材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄熱ポリマ成形体。
【請求項４】
前記ポリマ組成物中における前記熱伝導性フィラと前記蓄熱材の合計の配合量は最大でも９５重量％であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の蓄熱ポリマ成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱による温度上昇を良好に抑える蓄熱ポリマ成形体に関するものであり、特に、自動車等のバッテリにおけるリチウムイオン電池等の二次電池の発熱源に対してその温度上昇を効果的に抑制して緩和することができる蓄熱ポリマ成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される電子部品等の自動車部品においては、小型化、高性能化等に伴い、その発熱量が高くなってきている。部品の発熱量が高くなると、部品や部品を収めた筺体内の温度が上昇して、その熱により部品や機器の機能が低下したり、誤作動が生じたり、破損したりする可能性がある。このため、各種自動車部品においては、発生する熱による温度上昇を抑える熱対策設計が非常に重要な課題になっている。
【０００３】
例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）等の自動車用動力電源として市場が拡大しているリチウムイオン電池（ＬＩＢ）等の二次電池のバッテリ（電池パック）では、小型化、高出力化等により、充放電時の際に二次電池で生じた熱が筺体内に滞留して二次電池の使用限界温度（例えば、リチウムイオン電池では通常、６０℃〜７０℃が使用限界温度）を超え、連続作動可能な時間が限定される問題がある。とりわけ、リチウムイオン電池では、温度上昇が高くなると、電解質が不安定となり発電要素が劣化して、電池性能が低下したり、電池寿命が短くなったりし、また、使用限界温度を超える高温状態が長く続く場合には、電池の破損が生じる恐れがあることから、電池温度が上昇し過ぎないようにする熱対策が必要である。
【０００４】
また、自動車は真夏の炎天下等の熱的に厳しい環境でも使用され、このような高温環境下での使用では、自動車の外気温が高くなることで、発熱源である二次電池を収めた筺体とその周辺との温度差が小さくなる。このため、対流熱や伝導熱の熱伝導による放熱では効率が悪く限界があり、このように周囲環境との温度差が小さくなる環境下では、温度上昇が速く長時間の連続作動可能な時間を確保するのが困難である。よって、環境変化による温度上昇を効果的に抑制できることが重要となってくる。
【０００５】
ここで、発熱源の熱対策部材として、特許文献１では、シリコーンゴムに熱伝導性粒子とマイクロカプセル化した蓄熱材粒子を充填した蓄熱性シリコーン材料が開示されており、特許文献２では、熱伝導性フィラとパラフィンワックスパウダーを充填したシリコーンエラストマからなる熱対策部材が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、多数のセルを有する樹脂からなるハニカム構造体を備え、各セル内に、蓄熱材が内包されたカプセルと、熱伝導性フィラとが充填されてなる蓄熱部材が開示されている。特許文献３によれば、ハニカム構造体に蓄熱材が内包されたカプセルと熱伝導性フィラとを充填させることによって、蓄熱部材が厚い場合であっても熱伝導性が良く、宇宙機の内部に設定される電子機器にも適用可能であることが記載されている。
【０００７】
更に、二次電池のバッテリに関し、特許文献４には、バッテリモジュール及びセル間の電気接続部に接続したヒートシンクが容易に熱を放散することができるように、パラフィン等の相変化材料からなる吸熱材料及び金属糸やグラファイト糸等の高い熱伝導性を有する繊維形部材を含んだシート部材でヒートシンクを構成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−２０８７２８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０２２６４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７８８６７号公報
【特許文献４】特表２０１２−５２３０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、発熱源（以下、放熱対象物とも呼ぶ）の熱対策として、熱対策部材を接触させて放熱対象物の昇温を抑制する設計においては、放熱対象物の熱が放熱対象物内に滞留しないように放熱対象物から速やかに熱を移動させる必要がある。そして、速やかな熱の移動は放熱対象物との密着性が高い程良好となり、密着性は熱対策部材が低硬度である程良好となる。
特に、リチウムイオン電池等の二次電池に熱対策部材を接触させる設計の場合、二次電池自体が熱膨張する場合、熱対策部材があると熱膨張が阻害されて二次電池には熱対策部材による応力が負荷されて二次電池の破損に繋がる事態が生ずる恐れがある。これを防止するためにその応力を吸収して二次電池を収納する筐体に内圧がかかるのを防止する必要がある。また、大容量化のためにリチウムイオン電池等の複数個のセルが連結された二次電池モジュールでは、各セルの寸法公差を吸収しセル間の温度ばらつきを防止する必要もある。これらのことからも、二次電池等の放熱対象物に接触させる熱対策部材は低硬度であることが望ましい。
【００１０】
ところが、特許文献１及び特許文献２の発明では、熱伝導性フィラの配合量が多く、材料としての熱伝導性能は良好となるが、この材料を成形した成形体では硬くなり過ぎて放熱対象物との密着性が劣り、結果として成形体としては熱の速やかな移動が損なわれ、所望の昇温抑制の性能が得られにくくなる。
【００１１】
また、特許文献３の発明では、金属等から形成されるハニカム構造体のセル内に蓄熱材が内包されたカプセルと熱伝導性フィラとを充填させる構造であり、セル内のカプセルと熱伝導性フィラを保持するための保形性が必要であることから、低硬度化とするのは困難である。なお、簡易な工具により形状を変化させ得るとの記載があるものの、基本的には成形自由度が低く、適用範囲が限定される。
【００１２】
更に、特許文献４のヒートシンクに吸熱材料や繊維系部材を配設する構造では、ヒートシンクが、ヒートシンクに設けたスリットに電気接続部が挿入されることによって接続される構造を有する。このため特許文献３と同様に保形性が重要であり、低硬度化することが困難である。
したがって、特許文献３及び特許文献４の発明においても、特許文献１及び特許文献２の発明と同様に所望の昇温抑制の性能が得られにくい。
【００１３】
そこで、本発明は、放熱対象物との密着性を高くでき、また、放熱対象物が膨張した場合にその応力を吸収でき、周囲との温度差が小さい環境下でも放熱対象物の温度上昇を抑制し緩和する効果が高い蓄熱ポリマ成形体の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の蓄熱ポリマ成形体は、熱可塑性ベースポリマと、熱伝導性フィラと、固相から液相へと相変化するときに熱を吸収するパラフィン類または脂肪酸類からなる潜熱蓄熱材とを含有するポリマ組成物を成形してなり、前記ポリマ組成物を成形した成形体のショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であるものである。
ここで、上記ショアＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したデュロメータタイプＡ（ＪＩＳ Ａ硬度計）の常温（２５℃）での測定値、ショアＤ硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したデュロメータタイプＤ（ＪＩＳ Ｄ硬度計）の常温（２５℃）での測定値である。
請求項１の蓄熱ポリマ成形体は、前記熱可塑性ベースポリマ１００重量部に対し、前記熱伝導性フィラが２０重量部〜１０６０重量部の範囲内で配合され、前記蓄熱材が５６０重量部〜１１００重量部の範囲内で配合されるものである。
【００１５】
請求項２の蓄熱ポリマ成形体は、ポリ塩化ビニル樹脂からなる熱可塑性ベースポリマと、熱伝導性フィラと、固相から液相へと相変化するときに熱を吸収するパラフィン類または脂肪酸類からなる潜熱蓄熱材とを含有するポリマ組成物を成形してなり、前記ポリマ組成物を成形した成形体のショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であるものである。
ここで、上記ショアＡ硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したデュロメータタイプＡ（ＪＩＳ Ａ硬度計）の常温（２５℃）での測定値、ショアＤ硬度はＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠したデュロメータタイプＤ（ＪＩＳ Ｄ硬度計）の常温（２５℃）での測定値である。
【００１６】
請求項３の蓄熱ポリマ成形体は、前記蓄熱材が２０℃以上５０℃未満の範囲内に相変化温度を有する潜熱蓄熱材であるものである。
【００１７】
請求項４の蓄熱ポリマ成形体は、前記ポリマ組成物中における前記熱伝導性フィラと前記蓄熱材の合計の最大配合量が９５重量％であるものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明の蓄熱ポリマ成形体によれば、熱伝導性フィラ及び蓄熱材が含有されている。この含有された熱伝導性フィラによって熱伝導経路が確保されるため、放熱対象物に接触させたときに放熱対象物の熱が伝導されやすく、放熱対象物から伝導された熱は蓄熱ポリマ成形体中に容易に拡散する。更に、蓄熱ポリマ成形体中には蓄熱材が含有されているため、蓄熱ポリマ成形体中に拡散した熱は蓄熱材に蓄熱されると共に、放熱対象物の周辺外部へも放熱される。このため、放熱対象物と放熱対象物の周辺外部との温度差が小さい環境下でも、放熱対象物の熱を逃して温度上昇を抑制し緩和することができる。特に、蓄熱ポリマ成形体の硬度がショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であることから、蓄熱ポリマ成形体は放熱対象物に良好な密着ができると共に、放熱対象物が膨張した場合にその応力を効率よく吸収でき、安定して放熱対象物の昇温抑制効果を発揮できる。
【００１９】
ここで、ショアＡ硬度が常温で３０未満のものは、成形体を射出成形や押出成形で形成するときに支障が生じやすくなり、一方で、ショアＤ硬度が６０を超えると、放熱対象物との密着性が悪くなり、放熱対象物が膨らんだときにその応力を吸収できず内圧の増加を抑制することができにくくなる。
したがって、ショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内とすることで、成形性も良く、放熱対象物に対して良好な密着を確保でき、放熱対象物が膨張した場合にはその応力を効率よく吸収できる。
加えて、ベースポリマが熱可塑性であることから、熱可塑性の特性を生かして複雑な形状にも成形可能であり、放熱対象物の形状や大きさに対応することができて、成形性や成形自由度（形状選択の自由度）が高く、幅広い放熱対象物に適用することができる。
【００２０】
請求項１の発明の蓄熱ポリマ成形体は、前記熱可塑性ベースポリマ１００重量部に対し、前記熱伝導性フィラが２０重量部〜１０６０重量部の範囲内で配合され、前記蓄熱材が５６０重量部〜１１００重量部の範囲内で配合される。
ここで、熱伝導性フィラの配合割合が少なすぎると、放熱対象物の熱を移動させる十分な熱伝導性が得られず、蓄熱材を配合しても放熱対象物の温度上昇を顕著に抑制して緩和する効果が得らない。一方で、配合割合が多すぎると、ポリマ組成物調製時の流動性が低下して成形性が低下したり、また、蓄熱ポリマ成形体が所定の硬度より高くなりすぎて放熱対象物との密着性が低下したりする。その結果、放熱対象物の熱を効果的に逃すことができず、放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和する効果が低下する。
また、蓄熱材の配合割合が少なすぎると、十分な蓄熱量が得られず、放熱対象物の周辺外部となる周囲環境との温度差が小さい場合に放熱対象物の温度上昇を顕著に抑制して緩和する効果が得らない。一方、配合割合が多すぎると、ポリマ組成物中のベースポリマの配合量が少なくなって必要な強度が得られなくなり、成形自体が困難となる場合がある。
熱伝導性フィラの配合がベースポリマ１００重量部に対して２０重量部〜１０６０重量部の範囲内であり、蓄熱材の配合がベースポリマ１００重量部に対して５６０重量部〜１１００重量部の範囲内であれば、必要な強度を有した成形が可能となり、また、所望の熱伝導性や蓄熱性と低い硬度の両立が確保される。これより、周囲との温度差が小さい環境下でも、確実に放熱対象物の温度上昇を効果的に抑制して緩和することが可能となる。
【００２１】
請求項２の発明の蓄熱ポリマ成形体によれば、熱伝導性フィラ及び蓄熱材が含有されている。この含有された熱伝導性フィラによって熱伝導経路が確保されるため、放熱対象物に接触させたときに放熱対象物の熱が伝導されやすく、放熱対象物から伝導された熱は蓄熱ポリマ成形体中に容易に拡散する。更に、蓄熱ポリマ成形体中には蓄熱材が含有されているため、蓄熱ポリマ成形体中に拡散した熱は蓄熱材に蓄熱されると共に、放熱対象物の周辺外部へも放熱される。このため、放熱対象物と放熱対象物の周辺外部との温度差が小さい環境下でも、放熱対象物の熱を逃して温度上昇を抑制し緩和することができる。特に、蓄熱ポリマ成形体の硬度がショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であることから、蓄熱ポリマ成形体は放熱対象物に良好な密着ができると共に、放熱対象物が膨張した場合にその応力を効率よく吸収でき、安定して放熱対象物の昇温抑制効果を発揮できる。
【００２２】
ここで、ショアＡ硬度が常温で３０未満のものは、成形体を射出成形や押出成形で形成するときに支障が生じやすくなり、一方で、ショアＤ硬度が６０を超えると、放熱対象物との密着性が悪くなり、放熱対象物が膨らんだときにその応力を吸収できず内圧の増加を抑制することができにくくなる。
したがって、ショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内とすることで、成形性も良く、放熱対象物に対して良好な密着を確保でき、放熱対象物が膨張した場合にはその応力を効率よく吸収できる。
加えて、ポリ塩化ビニル樹脂からなるベースポリマが熱可塑性であることから、熱可塑性の特性を生かして複雑な形状にも成形可能であり、放熱対象物の形状や大きさに対応することができて、成形性や成形自由度（形状選択の自由度）が高く、幅広い放熱対象物に適用することができる。
【００２３】
請求項３の発明の蓄熱ポリマ成形体によれば、前記蓄熱材が２０℃以上５０℃未満の範囲内に相変化温度を有する潜熱蓄熱材である。蓄熱材が２０℃以上５０℃未満の範囲内に相変化温度を有する潜熱蓄熱材であることから放熱対象物からの熱をすばやく取り込むことができ、放熱対象物からの熱を十分に蓄えることができる。これによって、放熱対象物の温度上昇を効率よく抑えることができる。
【００２４】
請求項４の発明の蓄熱ポリマ成形体によれば、前記ポリマ組成物中における前記熱伝導性フィラと前記蓄熱材の合計の配合量が最大でも９５重量％である。前記熱伝導性フィラと前記蓄熱材の合計配合量を９５重量％以下とすることで、蓄熱ポリマ成形体の硬度を所定の範囲内に収めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は昇温抑制効果の評価試験装置の説明図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係る蓄熱ポリマ成形体による昇温抑制効果を評価する試験において、２０℃の温度調整下で評価試験を行ったときの放熱対象物と蓄熱ポリマ成形体との境面の温度の経時的な測定結果を比較例との比較で示したグラフである。
【図３】図３は本発明の実施例１に係る蓄熱ポリマ成形体による昇温抑制効果を評価する試験において、３５℃の温度調整下で評価試験を行ったときの放熱対象物と蓄熱ポリマ成形体との境面の温度の経時的な測定結果を比較例との比較で示したグラフである。
【図４】図４は本発明の実施例２乃至実施例９に係る蓄熱ポリマ成形体について昇温抑制効果の評価試験を３５℃の温度調整下で行ったときの放熱対象物と蓄熱ポリマ成形体との境面の温度の経時的な測定結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体は、熱可塑性ベースポリマと、熱伝導性フィラと、蓄熱材とを含有するポリマ組成物を成形してなるものである。
【００２７】
熱可塑性ベースポリマとしては熱可塑性樹脂が使用でき、例えば、エンジニアリング・プラスチック（エンプラ）に属するポリアミド４６（ＰＡ４６）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂（ナイロン等）、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等や、スーパー・エンジニアリング・プラスチック（スーパーエンプラ）に属するポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）樹脂、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、液晶ポリマ（ＬＣＰ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアミドイミド樹脂等や、汎用樹脂に属するポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリルニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂、アクリル（ＰＭＭＡ）樹脂等が挙げられ、これら１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
【００２８】
また、熱可塑性エラストマも使用でき、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマ（ＴＰＳ）、オレフィン系熱可塑性エラストマ（ＴＰＯ）、塩化ビニル系熱可塑性エラストマ（ＴＰＶＣ）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマ（ＴＰＵ）、ポリアミド系熱可塑性エラストマ（ＴＢＡ）、ポリエステル系熱可塑性エラストマ（ＴＰＥＥ）等が挙げられ、これら１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
【００２９】
本発明を実施する場合には、これらの中でも、高い耐熱性、機械的物性、耐薬品性、難燃焼性（低燃焼性）・自己消火性等を有し電気・電子機器部品材料、自動車部品材料等に広く使用できるスチレン系、オレフィン系、塩化ビニル系の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマが好ましい。特に、ポリ塩化ビニル樹脂等の溶融温度が比較的低いものを使用することで、成形時に高温条件下とする必要がないことから、使用可能な蓄熱材の選択幅が広くなる。即ち、ベースとなるポリマ材料の溶融温度が高い場合、成形時に高い熱量を加える必要があることから、後述する蓄熱材として蓄熱カプセルを使用したときカプセルの材質によっては溶融してしまい、カプセル内の蓄熱材が染み出す恐れがある。しかし、ベースとなるポリマ材料の溶融温度が比較的低いものを使用した際には、そのような問題が生じないことから、蓄熱材の選択自由度を高めることができる。
【００３０】
なお、熱可塑性ベースポリマの配合は、ポリマ組成物中において５重量％〜４０重量％の範囲内であるのが好ましい。配合割合が少なすぎると脆くなり強度が不足してしまう一方で、配合割合が多すぎると、ポリマ組成物全体における熱伝導性フィラ及び蓄熱材の配合割合が少なくなることから、放熱対象物の温度上昇抑制効果が十分に得られず、実用的でなくなる。熱可塑性ベースポリマの配合が、ポリマ組成物全体において５重量％〜４０重量％の範囲内であれば、得られる蓄熱ポリマ成形体において、安定的な強度を確保でき、放熱対象物に対する効果的な温度上昇抑制効果を発揮することができる。
【００３１】
熱伝導性フィラは、電気的に絶縁性であっても導電性であってもよく、絶縁性の熱伝導性フィラとしては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、酸化ベリリウム、酸化銅、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム等の金属酸化物や、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素等の金属窒化物や、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、水酸化カルシウム、水酸化スズ等の金属水酸化物や、炭化珪素、ダイヤモンド等の炭素化合物や、マグネサイト、炭酸マグネシウム、ホウ化チタン、チタン酸カルシウム、石英等が挙げられる。
【００３２】
導電性の熱伝導性フィラとしては、黒鉛、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維（特に石炭ピッチ系（Pitch）、ＰＡＮ系が好ましい）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）等の炭素化合物や、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス、チタン、ＳＵＳ等の金属粉末または金属繊維、酸化スズ等の金属酸化物、フェライト類等の金属系化合物が使用できる。
なお、導電性の熱伝導性フィラをシリカ等で被覆することにより、導電性フィラに絶縁性を付与した絶縁性フィラとし、これを熱伝導性フィラとして使用することも可能である。また、熱伝導性フィラは、シランカップリング処理、チタネートカップリング処理、エポキシ処理、ウレタン処理、酸化処理等の表面処理が施されていてもよい。このような表面処理が施されていることで、樹脂界面との親和性が向上したり、混合・混練等の作業性が容易であったりする。更に、高熱伝導率を達成できる範囲内であれば、原料等に由来する不純物が少量含まれていても良い。
【００３３】
これらは、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できるが、絶縁性または導電性の電気特性については、蓄熱ポリマ成形体を用いる部材等に応じて選択される。
絶縁性の熱伝導性フィラについては、熱伝導性、成形体のそり等の観点から、窒化ホウ素等の窒素化合物が好適である。なお、窒化ホウ素は、ｃ−ＢＮ（立方晶構造）、ｗ−ＢＮ（ウルツ鉱構造）、ｈ−ＢＮ（六方晶構造）、ｒ−ＢＮ（菱面体晶構造）、ｔ−ＢＮ（乱層構造）等の何れの構造であっても良いが、グラファイトと類似の構造を有する六方晶構造型が好ましい。六方晶構造の窒化ホウ素を用いることにより、成形体を得る際に用いる成型機や金型の摩耗を低減できる。また、窒化ホウ素の形状には、球状のものと鱗片状のものがあり、本発明には何れも用いることができるが、鱗片状のものを用いると、絶縁性に優れ、機械的特性が良好な成形体が得られる。
導電性の熱伝導性フィラでは、安価で、かつ、熱伝導性や導電性を効果的に向上できる点から、炭素繊維等の炭素化合物が好適である。
【００３４】
なお、熱伝導性フィラの形状としては、例えば、繊維状、板状、球状、鱗片状、棒状、粒子状、粉末状、ロッド状、チューブ状、曲板状、針状、曲板状、針状等の形状があるが、何れの形状のものでも使用可能である。
また、熱伝導性フィラの中位径（≒平均粒子径）は、好ましくは１μｍ〜３００μｍの範囲内であり、より好ましくは２μｍ〜２５０μｍの範囲内である。熱伝導性フィラの粒子径が小さすぎると、ポリマ組成物調製時に凝集が生じ易くなり均一な高分散性に欠け、また、成形性が劣ってくる。その結果、蓄熱ポリマ成形体において安定した熱伝導性を確保できなくなる場合がある。そして、成形性が劣ることで放熱対象物との密着性が低下して、蓄熱ポリマ成形体による熱伝導効果が低下する恐れがある。一方、粒子径が大きすぎると、充填性が低下し、また、均一な分布に欠け、安定して十分な熱伝導性が得られなくなる場合がある。また、外観に悪影響を及ぼす恐れがあり、更に、シート状に成形した際には、脆くなり裂け易くなる可能性がある。熱伝導性フィラの中位径（≒平均粒子径）が１μｍ〜３００μｍの範囲内、より好ましくは２μｍ〜２５０μｍの範囲内であれば、安定した高い熱伝導性を確保することが可能となる。なお、中位径（≒平均粒子径）の異なるものを２種以上混合した場合には、小径粒子と大径粒子の取合せによって充填性を高めることが可能となる。
【００３５】
因みに、ＪＩＳ Ｚ ８９０１「試験用粉体及び試験用粒子」の本文及び解説の用語の定義によれば、中位径とは、粉体の粒径分布において、ある粒子径より大きい個数（または質量）が、全粉体のそれの５０％を占めるときの粒子径（直径）、即ち、オーバサイズ５０％の粒径であり、通常、メディアン径または５０％粒子径といいＤ50と表わされる。定義的には、平均粒子径と中位径で粒子群のサイズを表現されるが、ここでは、商品説明の表示、レーザ回折・散乱法によって測定した値である。
そして、この「レーザ回折・散乱法によって測定した中位径」とは、レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算重量部が５０％となる粒子径（Ｄ50）をいう。
なお、上記数値は、厳格なものでなく概ねであり、当然、測定等による誤差を含む概略値であり、数割の誤差を否定するものではない。この誤差の観点から見ると、平均粒子径との差も僅少であり、平均粒子径≒中位径であり、平均粒子径＝中位径と見做すこともできる。
【００３６】
また、熱伝導性フィラは、熱伝導率が０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内であるものが好ましい。熱伝導率が小さいものでは、十分な熱伝導性を確保するために多量に配合する必要が生じ、蓄熱ポリマ成形体の低硬度化を達成するのが困難となる。一方で、熱伝導率が高いものは、価格が高く入手も困難となる。熱伝導率が０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲内である熱伝導性フィラを使用することで、高い熱伝導性及び低硬度の両立が確保され、また、低コスト化を図ることができる。
【００３７】
ここで、熱伝導性フィラの配合は、蓄熱ポリマ成形体において所望とする硬度及び熱伝導性の双方を満足するように設定され、単体または複数組み合わせて用いられる。熱伝導性フィラの配合割合が少なすぎると、放熱対象物の熱を移動させる十分な熱伝導性が得られず、蓄熱材を配合しても放熱対象物の温度上昇を顕著に抑制して緩和する効果が得らない。一方で、配合割合が多すぎると、ポリマ組成物調製時の流動性が低くなって成形性が低下したり、蓄熱ポリマ成形体の硬度が高くなったりするため、放熱対象物との密着性が低下して、放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和する効果が低下する。また、熱伝導性フィラ単体では硬度が所望の範囲とすることができない場合には、別の熱伝導性フィラとの組み合わせによって所望の範囲とする。
そこで、熱伝導性フィラの配合は、熱可塑性ベースポリマ１００重量部に対して２０重量部〜１０６０重量部の範囲内とするのが好ましい。該範囲内であれば、放熱対象物において高い熱伝導性及び低硬度の両立が確保され、周囲（放熱対象物の周辺外部）との温度差が小さい環境下でも、放熱対象物の温度上昇を効果的に抑制して緩和することができる。
【００３８】
蓄熱材としては、蓄熱方式の違いにより潜熱蓄熱材、顕熱蓄熱材、化学蓄熱材が挙げられるが、蓄熱性（蓄熱密度等）、安定性、安全性、コスト、耐久性等の観点から、材料の相が特定温度で変化するときの潜熱を有する相変化材料からなる潜熱蓄熱材が最適である。
ここで、潜熱蓄熱材としては、固液相転移型の潜熱蓄熱材、電子相転移型の潜熱蓄熱材、固固相転移型の潜熱蓄熱材が挙げられる。
【００３９】
具体的に、電子相転移型の潜熱蓄熱材としては、例えば、バナジウム酸化物、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＶＳ2、ＬｉＶＯ2、ＮａＮｉＯ2、ＲＥＢａＦｅ2Ｏ5、ＲＥＢａＣｏ2Ｏ5.5（ここでＲＥはＹ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｔｂ等の希土類元素）等が挙げられる。
固固相転移型の潜熱蓄熱材としては、例えば、マルテンサイト変態を生じる材料（ＮｉＴｉ、ＣｕＺｎＡｌ、ＣｕＡｌＮｉ等の形状記憶合金）、サーモクロミック材料（Ｎ，Ｎ−ジエチルエチレンジアミン銅錯体等）、柔粘性結晶（トリメチロールエタン、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール等）、磁気相転移物質（Ｍｎ−Ｚｎフェライト、ＮｉＦe合金等）、常誘電体−強誘電体転移物質（ＢａＴｉＯ3等）が挙げられる。
【００４０】
固液相転移型の潜熱蓄熱材としては、ｎ−テトラデカン、ｎ−ペンタデカン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−ヘプタデカン、ｎ−オクタデカン、ｎ−エイコサン、ｎ−ノナデカン、ｎ−イコサン、ｎ−ヘンイコサン、ｎ−ドコサン、ｎ−トリコサン、ｎ−テトラコサン、ｎ−ペンタコサン、ｎ−ヘキサコサン、ｎ−ヘプタコサン、ｎ−オクタコサン、ｎ−ノナコサン、ｎ−トリアコンタン、ｎ−ヘントリアコンタン、ｎ−ドトリアコンタン、ｎ−トリトリアコンタン、パラフィンワックス等のパラフィン類や、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキギン酸、ヘンイコシル酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、トリアコンタン酸、ヒドロキシステアリン酸、セバシン酸、クロトン酸、エライジン酸、エルカ酸、ネルボン酸等の脂肪酸類（脂肪酸エステルを含む）や、ナフタレン、ベンゼン、p-キシレン等の芳香族炭化水素化合物や、セチルアルコール、ステアリルアルコール、テトラデカノール、ドデカノール、キシリトール、エリスリトール、ペンタエリスリトール、マン二トール、ソルビトール、ガラクチトール、スレイトール、ポリエチレングリコール等のアルコール類や、プロピオンアミド、アセトアミド等のアミド類や、ポリエチレンや、塩化カルシウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、酢酸カリウム水和物、水酸化ナトリウム水和物、水酸化カリウム水和物、水酸化ストロンチウム水和物、水酸化バリウム水和物、塩化ナトリウム水和物、塩化マグネシウム水和物、塩化亜鉛水和物、硝酸リチウム水和物、硝酸マグネシウム水和物、硝酸カルシウム水和物、硝酸アルミニウム水和物、硝酸カドミウム、硝酸鉄水和物、硝酸亜鉛水和物、硝酸マンガン水和物、硫酸リチウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、硫酸マグネシウム水和物、硫酸カルシウム水和物、硫酸カリウムアルミニウム水和物、硫酸アルミニウムアンモニウム水和物、チオ硫酸ナトリウム水和物、リン酸カリウム水和物、リン酸ナトリウム水和物、リン酸水素カリウム水和物、リン酸水素ナトリウム水和物、ホウ酸ナトリウム水和物、臭化カルシウム水和物、フッ化カリウム水和物、炭酸ナトリウム水和物、塩化カルシウム六水塩、炭酸水素カリウム水溶液、硫酸ナトリウム十水塩等の無機水和物・無機系共晶物等が挙げられる。
【００４１】
これらのうち潜熱蓄熱材としては、固液相転移型の潜熱蓄熱材の使用が好適である。
この固液相転移型の潜熱蓄熱材とは、熱を吸収する際に固相から液相へと相変化し、その相変化（融解）の潜熱によって熱を蓄える（吸収する）相変化型の蓄熱材（相変化材）のことである。固液相転移型の潜熱蓄熱材の中でも、特にパラフィン類、脂肪酸類（脂肪酸エステルを含む）等の有機系化合物は、比較的大きい潜熱を有し単位体積当たりの蓄熱量が大きく、融解と凝固を繰り返しても安定した放熱と蓄熱作用が得られる。また、腐食し難く、安価であり、更に分子量等に応じて相変化温度（融点）を容易に調節できるため相変化温度（融点）を異にした材料種が多く存在し、材料の選択幅が広い。このため、好ましく用いられる。
【００４２】
なお、これら潜熱蓄熱材は、１種を単独で用いても良いし２種以上の材料の混合物や共晶を用いても良いし、１種以上の材料を主成分として更に他の副成分（安息香酸、尿素、水等）を添加した混合物を用いてもよい。
【００４３】
特に、潜熱蓄熱材として固液相転移型等の相変化材を使用する場合には、必要とする相変化温度（固液相転移型の相変化材の場合、融点に相当）に応じた材料、即ち、目的の温度範囲に相変化温度（融点）を有する材料が選択される。例えば、本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体を自動車に搭載されるリチウムイオン電地のバッテリに適用する場合、電池（放熱対象物）の作動温度の範囲内（温度変化の範囲内）に相変化温度（融点）を有する固液相転移型の潜熱蓄熱材を使用することで、電池の温度が上昇しようとする際に、潜熱蓄熱材が固体から液体へ相変化することによって相変化の融解熱により潜熱を吸収するため、電池の温度上昇を抑制することが可能となる。具体的には、性能や耐久性等の観点から、相変化温度が２０℃以上、５０℃未満の範囲内にあるものが好ましい。相変化温度が２０℃未満のものでは、高温下において蓄熱容量がすぐに限界を超えて、効果的に電池の温度上昇を抑制することができない。また、電池の作動時以外でもバッテリの周囲の温度変化により相変化の繰り返しが生じやすいため、性能低下や劣化の速度が速く耐久性に欠ける。一方、リチウムイオン電地の使用限界温度が通常、６０℃〜７０℃であることから、相変化温度が５０℃以上のものでは相変化の潜熱をほとんど利用できず、相変化して蓄熱するまでに電池の発熱温度が高くなりすぎ、リチウムイオン電地の作動時間を長くすることができない。相変化温度が２０℃以上、５０℃未満の範囲内にある潜熱蓄熱材を使用することで、放熱対象物からの熱をすばやく取り込むことができ、放熱対象物からの熱を十分に蓄えることができて、放熱対象物の温度上昇を効率よく抑えることができる。
なお、相変化温度（融点）の異なる２種以上の材料を混合して用いることも可能である。
【００４４】
因みに、固液相転移型の潜熱蓄熱材は、融点以上で液体に相変化するため、相変化による溶融時の染み出しや混入時の分散性を考慮すると、カプセル内に内包して粒子状の蓄熱カプセル（マイクロカプセル）として使用されることもある。潜熱蓄熱材がカプセル内に内包されることによって、形状が安定化されるため、取扱いが容易となり、分散安定性も高いものとなる。このため、蓄熱材の蓄熱性を十分に生かすことができ、少ない量でも高い蓄熱効果を得ることが可能となる。
なお、蓄熱カプセルの外殻を構成する膜材（カプセル膜材）としては、界面重合法、インサイチュー（iｎ−situ）法等の手法で得られるポリスチレン、アクリル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアクリルアミド、エチルセルロース、ポリウレタン類、アミノ類、メラミン等の樹脂や、カルボキシメチルセルロースまたはアラビアゴムとゼラチンとのコアセルベーション法を利用した樹脂が挙げられる。これらの中でも、物理的、化学的に安定で熱的にも強く、加工性も良好な熱硬化性樹脂皮膜を形成する膜材が好ましく、例えば、インサイチュー法によるメラミン樹脂皮膜、尿素樹脂皮膜を用いた蓄熱カプセルが好ましい。
【００４５】
なお、蓄熱材を内包した蓄熱カプセルは、レーザ回折式粒度分布による体積平均粒子径（レーザ回折式粒度分布測定装置を用いてレーザ回折・散乱法によって得られた粒度分布において積算体積部が５０％となる粒子径（Ｄ50）をいう）が１μｍ〜１００μｍの範囲内であるものを使用するのが好ましい。体積平均粒子径が小さすぎるものでは、ポリマ組成物の調製時や成形時の物理的圧力（機械的せん断力や衝撃等の外力等）により破壊される恐れがある。また、ポリマ組成物の調製時に粘度が上昇して均一な高分散性が低下し、成形性も劣ってくる。その結果、蓄熱ポリマ成形体において安定した十分な蓄熱性が発揮されない可能性がある。更に、成形性が劣ることで放熱対象物との密着性が低下して、放熱対象物の温度上昇抑制効果が低下する恐れがある。一方で、体積平均粒子径が大きすぎると、充填性が低下し、また、均一な分布に欠け、安定した高い蓄熱性の確保が困難となる。体積平均粒子径が１μｍ〜１００μｍの範囲内である蓄熱カプセルを使用することで、安定した十分な蓄熱性を得ることができる。より好ましい体積平均粒子径は、５μｍ〜５０μｍの範囲内である。
また、蓄熱材や蓄熱材を内包した蓄熱マイクロカプセルの形状は、特に限定されるものでなく、例えば、球状、楕円状、だるま型、錘型、箱形、棒状等のものが使用される。なお、蓄熱カプセルは、シート状、ペレット状、ゲル状、粒子（パウダー）状、顆粒状、液状等の何れの形態で配合しても構わない。なお、本発明を実施する場合、蓄熱材を内包した蓄熱カプセルの他にも、例えば、蓄熱材を樹脂等でパッキングしたもの等の使用も可能である。
【００４６】
ここで、潜熱蓄熱材の配合は、熱可塑性ベースポリマ１００重量部に対して４０重量部〜１１００重量部の範囲内とするのが好ましい。配合割合が少なすぎると、十分な蓄熱量が得られず、放熱対象物と放熱対象物の周囲との温度差が小さい場合に放熱対象物の温度上昇を顕著に抑制して緩和する効果が得られない。一方で、配合割合が多すぎると、ポリマ組成物中の熱可塑性ベースポリマの配合量が少なくなって必要な強度が得られなくなり、場合によっては成形自体が不能となる。蓄熱カプセルの配合が、熱可塑性ベースポリマ１００重量部に対して４０重量部〜１１００重量部の範囲内であれば、蓄熱ポリマ成形体において、必要な強度を有した成形が可能となり、低硬度化及び高い蓄熱性の両立を確保することが可能となる。これによって周囲との温度差が小さい環境下でも、放熱対象物の温度上昇を効果的に抑制して緩和することができる。
【００４７】
更に、蓄熱材は、蓄熱量が１０ＫＪ／ｍ2（ＫＪ／Ｋｇ）〜２５０ＫＪ／ｍ2（ＫＪ／Ｋｇ）の範囲内であるものが好ましい。蓄熱量が少ないと、特に放熱対象物と放熱対象物の周囲との温度差が小さい場合に放熱対象物の熱量を多く蓄熱できないことで放熱対象物の温度上昇を顕著に抑制して緩和する効果が得らない。十分な蓄熱性を確保するために蓄熱材を多量に配合することも考えられるが、蓄熱材を多量に配合した場合、蓄熱ポリマ成形体において低硬度化を達成するのが困難となる。一方で、蓄熱量が２５０ＫＪ／ｍ2（ＫＪ／Ｋｇ）のものは、価格が高くなる。蓄熱量が１０ＫＪ／ｍ2（ＫＪ／Ｋｇ）〜２５０ＫＪ／ｍ2（ＫＪ／Ｋｇ）の範囲内である蓄熱材を使用することで、高い蓄熱性が確保され、周囲との温度差が小さい環境下でも放熱対象物の温度上昇を効果的に抑制して緩和することができる。
【００４８】
本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体は、熱可塑性ベースポリマと、熱伝導性フィラと、蓄熱材とを少なくとも含有するポリマ組成物から形成されるが、本発明を実施する場合、必要に応じて、強度や剛性を向上させるための補強充填材を、蓄熱ポリマ成形体の硬度が所定の硬度範囲内になる限りにおいてポリマ組成物に配合することも可能である。
【００４９】
本実施の形態のポリマ組成物に適宜配合される補強充填材としては、例えば、シリカ、タルク、マイカ、カオリン、ベントナイト、パイロフェライト、ウォラストナイト、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、チタン酸カリウム、ゾノトライト、石膏繊維、アルミボレート、ＭＯＳ、アラミド繊維、炭素繊維（カーボンファイバー）、ガラス繊維（グラスファイバー、チョップドファイバー、ミルドファイバー）等の各種繊維系、ガラスフレーク、ポリオキシベンゾイルウィスカー等が挙げられ、これら１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
【００５０】
更に、本発明を実施する場合には、柔軟性や加工性等を改良するためにポリブテン系、ポリイソブチレン系、プロセスオイル系（パラフィン系プロセスオイル等）、フタル酸エステル系、エポキシエステル系、ニトリル系、塩素化物系の軟化剤、特に、ベースポリマに熱可塑性樹脂を使用したときには、必要に応じて熱可塑性樹脂を可塑化し、また分散性を高め作業性や柔軟性を改良するために可塑剤が配合される。可塑剤は、ポリマ組成物に可塑性を付与できるものであれば、特に限定されず、例えば、塩化ビニル樹脂系の熱可塑性樹脂の可塑剤としては、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジヘキシルフタレート（ＤＨＰ）、ジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、ジ−ｎ−オクチルフタレート（ＤｎＯＰ）、ジイソオクチルフタレート（ＤＩＯＰ）、ジデシルフタレート（ＤＤＰ）、ジノニルフタレート（ＤＮＰ）、ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ）、ジメチルフタレート（ＤＭＰ）、ジエチルフタレート（ＤＥＰ）、ビス−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＥＨＰ）、ジイソデシルフタレート（ＤＩＤＰ）、Ｃ6〜Ｃ10混合高級アルコールフタレート、ブチルベンジルフタレート（ＢＢＰ）、オクチルベンジルフタレート、ノニルベンジルフタレート、ジメチルシクロヘキシルフタレート（ＤＭＣＨＰ）等のエステル類や、アジピン酸ポリエステル、フタル酸系ポリエステル等のポリエステル類等が使用される。これらは１種を単独でまたは２種以上を適宜組み合わせて使用することが可能である。中でも、フタル酸エステルは最も一般的な可塑剤で入手も容易で低コストであり、特に、環境負荷とならない点、取り扱い易さ、溶解性、貯蔵安定性等を考えると、フタル酸エステルの中でもフタル酸ジイソノニル（ＤＩＮＰ）やジオクチルフタレート（ＤＯＰ）が最も一般的に使用される。
【００５１】
そして、本実施の形態のポリマ組成物を構成するこれら原料は、通常、ディスパー、プラネタリーミキサー、ビーズミル、ヘンシェルミキサー、Ｖ型ブレンダー、メカノケミカル装置、スタティックミキサー、ダイナミックミキサー、タンブラー、スーパーミキサー、プラストミル、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール、フィーダールーダー、ブラベンダー、エクストルーダ等の混合・混練機により混合され、必要に応じて脱泡処理され、その後、公知の成形加工法によって所望の形状に成形して蓄熱ポリマ成形体とされる。
【００５２】
成形加工法としては、ポリマ組成物について一般に用いられている成形法、例えば、圧縮成形（プレス成形）、射出成形、押出成形、ブロー成形、ガスアシスト等の中空成形、真空成形、カレンダー成形、異型成形、回転成形、トランスファー成形、フィルム成形、発泡成形（超臨界流体も含む）、熱成形、積層成形等が利用できる。
【００５３】
成形形態としては、放熱対象物の構造や放熱対象物への適用形態等に応じて、シート状、フィルム状、成型品等に成形することができる。
例えば、リチウムイオン電池等の二次電池パックに適用する場合には、ポリマ組成物をシート状や、二次電池パック筐体に成形し、このように成形した蓄熱ポリマ成形体をリチウムイオン電池等の放熱対象物に密着させることで、放熱対象物であるリチウムイオン電池等の温度上昇を効果的に抑制して緩和することが可能である。
【００５４】
更に詳しく説明すると、放熱対象物としてリチウムイオン電池が複数配された電池パックの個々のリチウム電池間にシート状蓄熱ポリマ成形体を介在させたときや、仕切りを有する筐体を蓄熱ポリマ組成物で成形し、この筐体内に個々のリチウムイオン電池を収納したときを想定する。このような状態にあるとき、個々のリチウム電池はシート状蓄熱ポリマ成形体または蓄熱ポリマ成形筐体と密着して効率よく熱の移動が図られ、個々のリチウム電池は使用時に温度上昇が抑えられる。このとき、複数のリチウム電池の一部の温度が高くなったとしても、蓄熱ポリマ成形体が蓄熱性を有することから隣のリチウム電池に熱を伝達することがなく、隣のリチウム電池が本来の昇温以上に温度が上昇することを防ぐことができる。
【００５５】
また、リチウム電池の一部が異常発熱を起こし、この異常発熱したリチウム電池が膨張しても蓄熱ポリマ成形体の硬度が後述するように所定の低硬度に設定されているため、膨張したリチウム電池による膨張圧（内圧）の上昇を吸収することができる。これによって隣のリチウム電池は膨張圧上昇による影響を受けることがない。
【００５６】
このように、本発明の蓄熱ポリマ成形体は後述する所定の硬度と蓄熱性を備えていることから、放熱対象物の温度上昇を効率的に抑えることができ、放熱対象物を収納している筺体の収納容器の膨張圧上昇を効率的に抑えて収納容器や放熱対象物が破損される事態を回避することが可能となる。
また、蓄熱ポリマ成形体は熱伝導性を有しているため、蓄熱ポリマ成形体に移動した熱は、筐体の収納容器から外部へと放散が行われ、これによってもリチウム電池の温度上昇が抑制される。
【００５７】
ここで、シート状に成形する方法としては、例えば、圧縮成形（プレス成形）、押出成形、カレンダー成形等が挙げられ、筐体に成形するには射出成形等が挙げられる。なお、このときのシートの厚さは、０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内が好ましい。シートの厚さを０．３ｍｍ以上とすることで、蓄熱ポリマ成形体において十分な熱伝導性及び蓄熱性を確保でき、また、シートの厚さを１０ｍｍ以下とすることで、接触熱抵抗を低く抑え、放熱対象物の熱を効率的に逃すことができ、放熱対象物の温度上昇を効果的に抑制して緩和する効果を確保できる。筐体の厚さは筐体保持のため最低１．０ｍｍ以上の厚みが好適である。また、筐体の最大厚みはシートと同じ理由で１０ｍｍ以下が好適である。
【００５８】
このようにして形成される本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体によれば、熱伝導性フィラ及び蓄熱材が含有されていることで、熱伝導性フィラによって熱伝導経路が確保され、放熱対象物に接触させたときに放熱対象物の熱が伝導されやすく、放熱対象物から伝導された熱は熱伝導経路で拡散されて、蓄熱材に吸収されて蓄熱されると共に、放熱対象物の周辺外部にも放散される。
特に、放熱対象物と放熱対象物の周辺外部との温度差が小さい環境下では、放熱対象物の熱を吸収して蓄熱する蓄熱材が有効に機能することで、周囲との温度差が小さくても放熱対象物の温度上昇が効果的に抑制され緩和される。
【００５９】
ここで、熱伝導性フィラを含有せず蓄熱材のみ含有する場合、本発明に使用するベースポリマとなる熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマは一般に熱伝導性が低いものが多いため、放熱対象物の熱が効率的に蓄熱材に伝導されにくく蓄熱材の蓄熱性を十分に生かすことができないうえ、外部にも放熱されにくい。このため、放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和する効果が小さく、特に、外部に放熱されにくいことで、蓄熱材の蓄熱容量の限界を超えるのがはやく、蓄熱材の蓄熱容量の限界を超えた場合には、蓄熱ポリマ成形体の温度が高くなり、放熱対象物の温度上昇速度が増大する。したがって、蓄熱材のみの配合では、放熱対象物に対する温度上昇を抑制して緩和する効果に限度があり、放熱対象物と放熱対象物の周辺外部との温度差が小さい環境下では、効果的に放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和することができない。
【００６０】
しかし、本発明では、蓄熱材のみならず熱伝導性フィラを含有していることで、熱伝導性フィラによって熱伝導経路が確保されるため、放熱対象物の熱が効率的に蓄熱材に伝導されやすく蓄熱材の蓄熱性を十分に生かすことができ、また、外部にも放熱されやすくなる。即ち、熱伝導性フィラによって放熱対象物の熱を効率よく伝えて逃すことができると共に、蓄熱材によって放熱対象物の熱を蓄熱することもできる。このため、周囲との温度差が小さい環境下でも、効果的に放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和することができる。
【００６１】
このように本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体によれば、熱可塑性ベースポリマに熱伝導が劣る材料を使用しても熱伝導性フィラによって熱伝導路が確保され、放熱対象物に接触させたときに放熱対象物の熱が蓄熱ポリマ成形体に効率的に伝導され、放熱対象物からの熱を蓄熱材によって蓄熱可能としつつ、放熱対象物の周辺外部への放熱も確保されるため、放熱対象物の熱を効率的に逃し、放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和することが可能となる。勿論、熱伝導性に優れる材料を熱可塑性ベースポリマに使用すれば更なる温度上昇抑制効果が期待できる。
【００６２】
また、本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体によれば、熱可塑性ベースポリマに熱伝導性フィラ及び蓄熱材を配合しており、ベースとなるポリマが熱可塑性であるため、ポリマ組成物を調製する時に適度な流動性や粘度を示して、熱伝導性フィラ及び蓄熱材が均一に高分散されやすく、成形性も良好となる。熱伝導性フィラ及び蓄熱材が均一に高分散されることで、熱伝導性フィラによる熱伝導性及び蓄熱材による蓄熱性を効果的に発揮させることができる。
【００６３】
このとき、熱伝導性フィラと蓄熱材の配合量は蓄熱ポリマ成形体の硬度が所定の低硬度の範囲内となる範囲で要求仕様に合わせて適宜決定される。蓄熱ポリマ成形体の硬度を所定の低硬度の範囲内とすることで、放熱対象物が凹凸形状である場合にもそれに十分に追随し、放熱対象物との接触面積が大きく高い密着性を得ることが可能である。これにより、接触熱抵抗や放熱対象物との間隙で生じる断熱性が低減し、放熱対象物の熱が伝導されやすくなることで蓄熱材によって蓄熱されると共に、放熱対象物の熱を効率的に逃すことができる。よって、放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和する効果を十分に発揮させることができる。
【００６４】
ここで、所定の低硬度の範囲内とは、放熱対象物との良好な密着性を確保でき、かつ、放熱対象物の膨張を吸収できる硬度の範囲内である。例えば、リチウムイオン電池等の二次電池バッテリで使用する場合においては、ショアＡ硬度で３０以上、ショアＤ硬度が６０以下（常温時の測定）の範囲内とするが最適である。
蓄熱ポリマ成形体をリチウムイオン電池等の二次電池の放熱対象物に接触させて放熱対象物の温度上昇の抑制を図る場合、蓄熱ポリマ成形体のショアＤ硬度が６０を超えるものでは、放熱対象物との密着性が悪く、放熱対象物が膨らんだときにその応力を吸収できず内圧の増加を抑制することができにくくなる。蓄熱ポリマ成形体のショアＤ硬度が６０以下であると、放熱対象物である電池との高い密着性を確保できるうえ、劣化により電池自体が膨らんだ場合でもその応力を吸収して内圧がかかるのを防止し、破損を防ぐことができる。また、防振・防音といった振動対策にも有効である。更に、大容量化のために二次電池の複数個のセルが連結された二次電池モジュールにおいては、各セルの寸法公差をも吸収して、セル間の温度ばらつきを防止し、全体で高い温度抑制効果を得ることができる。
ただし、ショアＡ硬度が３０未満のものは、射出成形や押出成形といった成形方法を採用した場合に成形時に不具合が生じ成形不能となりやすく不適である。
そこで、蓄熱ポリマ成形体のショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内であれば、成形性も良く、放熱対象物に対して良好な密着を確保でき、放熱対象物が膨張した場合にはその応力を効率よく吸収できる。
【００６５】
そして、本発明者の実験研究によれば、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計配合量を最大でも９５重量％とすることで、蓄熱ポリマ成形体のショアＡ硬度を３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内に収めることができることを確認している。即ち、熱伝導性フィラと蓄熱材の合計配合量を９５重量％以下とすることで、所定の低硬度を確保できる。
【００６６】
また、蓄熱材として固液相転移型の潜熱蓄熱材を使用した場合には、放熱対象物の作動による温度上昇に伴い、固体から液体に相変化することによって潜熱を吸収する一方で、放熱対象物の作動停止による温度低下に伴い、液体から固体に相変化することによって潜熱を放出する。特に固液相転移型の潜熱蓄熱材は、状態変化がゆっくりであり、熱量が外部から供給されない場合には、蓄熱した潜熱を徐々に外部に放熱するという性質を有している。
このような性質により、自動車に搭載されるリチウムイオン電池等の二次電池バッテリ等で使用する蓄熱ポリマ成形体において相変化温度（融点）が５０℃未満の比較的低い潜熱蓄熱材を用いた場合、冬場の低温環境下のように自動車の車外の環境温度とバッテリ等の二次電池温度の差が大きくなる際には、リチウムイオン電池等二次電池の作動停止後、蓄熱ポリマ成形体に吸収された潜熱の放出によりリチウムイオン電池等の二次電池の保温が促され、電池の温度低下が緩和されることで、低温化による起電力の低下を防止して、起動時や充電時の電池性能を良好に保持することができる。
【００６７】
以上説明してきたように、本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体によれば、熱伝導性フィラによって熱伝導経路を確保しつつ、放熱対象物の熱を蓄熱材に吸収して蓄熱させることにより、放熱対象物と放熱対象物の周辺外部との温度差が小さい環境下では、放熱対象物の温度上昇の効果的な抑制・緩和を可能とし、温度差が大きい環境下では放熱対象物の保温を可能とする。そして、熱伝導性フィラと蓄熱材の配合量は、放熱対象物に対する良好な密着性を確保でき、かつ、放熱対象物が膨張した時の筐体内の内圧増加の抑制が図れる低硬度を確保できる範囲内としている。
【００６８】
加えて、ベースポリマの熱可塑性の特性を生かして複雑な形状にも成形可能であり、放熱対象物の形状や大きさに対応することができて、成形性や成形自由度（形状選択の自由度）が高く、幅広い放熱対象物に適用することができる。また、ベースとなるポリマが熱可塑性であるため他の樹脂材料や金属材料と一体成型することも可能である。
このため、発熱源の熱による昇温を抑制する熱対策部材として、幅広い部品等に適用可能である。
【００６９】
したがって、本実施の形態の蓄熱ポリマ成形体は、例えば、発熱源の発熱量が大きく、放熱対象物の使用時に放熱対象物の周囲環境の温度が高い等の熱的に厳しい環境条件下におかれる自動車部品、具体的には、放熱対象物と放熱対象物の周囲環境との温度差が小さくて放熱対象物の熱が放散しにくいリチウムイオン電池等の二次電池バッテリや、キャパシタ等に好適に使用することができる。
【００７０】
その他にも、電子材料、磁性材料、触媒材料、構造体材料、光学材料、医療材料、自動車材料、建築材料等の各種の部品、例えば、家電、ＯＡ機器部品、ＡＶ機器部品、精密機器、自動車内外装部品等の発熱源（一例として、コンピュータのＣＰＵ、液晶バックライト、プラズマディスプレイパネル、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子、ペルチェ素子、熱電変換素子、温度センサー、コンバータ、トランス、インバータ、（ハイ）パワートランジスタ等の発熱源）の放熱を図る放熱材としても用いることができる。具体的な製品部品としては、パソコン、ゲーム機、ＶＴＲ、テレビ、アイロン、エアコン、空気清浄機、マイナスイオン発生器、掃除機、冷蔵庫、アイロン、ドライヤー等の美容機器、照明器具、炊飯器、電子レンジ、マイクロ波調理用鍋、耐熱食器等の調理用器具等の家庭電気製品部品や、携帯情報端末（いわゆるＰＤＡ）、電子辞書、電子書籍、携帯テレビ、コンパクトディスク、レーザーディスク（登録商標）、記録媒体（ＣＤ、ＭＤ、ＤＶＤ、次世代高密度ディスク、ハードディスク、ＩＣカード、スマートメディア、メモリースティック等）のドライブ・読取装置、光ケーブル用フェルール、コイル、半導体素子・抵抗等の封止物、端子台、プリント基板、回路基板、チップ、サーマルヘッド、センサー、コネクター、ソケット、リレー部品、コイルボビン、光ピックアップ、発振子、ＬＳＩ、ＣＰＵ、コンピュータ関連部品等の電気・電子部品や、ＬＥＤ照明、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジングなど照明器具部品や、ＣＲＴ、液晶、プラズマ、プロジェクタ、有機ＥＬ、オーディオバックパネル等のディスプレー装置や、ステレオ、スピーカー等の音響製品部品や、プリンタ、コピー機、スキャナー、ファックス、分離爪、ヒータホルダー等の複写機・印刷機関連部品や、パチンコ、スロットマシーン等の遊戯機関連部品や、インペラー、ファン歯車、ギヤ、軸受け、モーター部品及びケース等の機械部品、ブレーカー等の配電部品、自動車用機構部品、エンジン部品、エンジンルーム内部品、ランプリフレクター、インストルメンタルパネル、センターコンソールパネル、ディフレクター、ランプ、カーステレオ、カーナビケーション、カーオーディオビジュアル、オートモバイルコンピューター部品等の電装・内装部品等の自動車等の車両部品や、航空機・宇宙機用の部品や、センサー類の部品や、電話機（携帯電話、固定電話等）、モデム等の通信機器部品や、光学カメラ、デジタルカメラ、タイプライター等の画像表示・記録機器や、パラボラアンテナ、電動工具等の製品部品等が挙げられる。
例えば、コンピュータのＣＰＵで使用する場合においては、蓄熱材の相変化温度を７０℃〜９０℃の範囲内とするが最適である。また、シリコン半導体で使用する場合においては、蓄熱材の相変化温度を５０℃〜７０℃の範囲内とするが最適である。車両部品の中のキャニスタで使用する場合においては、蓄熱材の相変化温度を３０℃〜５０℃の範囲内とするが最適である。
【００７１】
次に本発明の実施の形態に係る蓄熱ポリマ成形体の実施例について、図１乃至図４を参照しながら、具体的に説明する。
まず、実施例１に係る蓄熱ポリマ成形体について説明する。
本実施例１の蓄熱ポリマ成形体においては、ベースポリマとしてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂（（株）カネカ製『ＰＣＨ−７２』）を用い、熱伝導性フィラとして窒化ホウ素（モメンティブ・マテリアルズ・パフォーマンス・ジャパン合同会社製『ＰＴ１１０』）を用いた。また、自動車に搭載されるリチウムイオン電池バッテリでの使用を想定して、蓄熱材としては融点が３９℃のミリスチン酸ミリスチルをメラミン樹脂からなるカプセルに内包してなる蓄熱カプセル（三菱製紙（株）製『ＦＰ−３９』（平均粒子径：５０μｍ））を配合した。更に、可塑剤としてジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ：（株）ジェイ・プラス）を使用した。
【００７２】
実施例１では、ベースポリマとしてのＰＶＣ樹脂を１３重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１０重量％、蓄熱材としてのミリスチン酸ミリスチルを内包した蓄熱カプセルを４０重量％、可塑剤としてのＤＩＮＰを３７重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。この実施例１の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が７７重量部、蓄熱カプセルの配合量が３０８重量部となる。
【００７３】
本実施例の蓄熱ポリマ成形体を製造するにあたっては、表１に示す配合量で配合したポリマ組成物を、攪拌容器に入れてディスパーで攪拌混合し、更に、混合した材料を、脱泡処理することにより調製した。
次に、このように調製したポリマ組成物を、断面凹形状の金型（下型）に流し込み、その後、下型の凹形状に係合する凸形状の金型（上型）を下型に挿入して上型が移動しないように下型に固定した。この際、下型と上型によって、ポリマ組成物が縦５０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み５ｍｍのシート形状となる成形品が形成される設計となっている。そして、この状態で１５０℃のオーブンに入れて３０分加熱した後、取り出して常温まで自然冷却することによって評価用のシート状蓄熱ポリマ成形体を得た。このようにして得られたシート状の蓄熱ポリマ成形体について、硬度及び熱伝導率の測定並びに昇温抑制効果（放熱対象物の温度上昇抑制・緩和効果）の評価試験を行った。
【００７４】
硬度については、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＡ（ＪＩＳ Ａ硬度計、高分子計器（株）製）を用いて１秒以内に測定した。
【００７５】
熱伝導率については、熱伝導率測定装置（アルバック理工（株）製『ＴＣ−７０００Ｈ』を使用し、レーザフラッシュ法（ＪＩＳ−Ｒ１６１１）によって測定した。
レーザフラッシュ法は、円板形状（１０ｍｍφ，厚さ２ｍｍ）とした試料（ポリマ成形体）の表面にレーザ光源からレーザ光を照射し、試料の裏面の温度を熱電対で測定するものである。
【００７６】
ここで、比較のために実施例１と同様の製造手順で、比較例１として、蓄熱材を配合せず、熱伝導性フィラ（窒化ホウ素）と熱可塑性樹脂（ＰＶＣ樹脂）と可塑剤（ＤＩＮＰ）を原料として表１に示す配合量で配合し、シート状に成形した比較例１を作製した。
そして、この比較例１についても、実施例１と同様の評価を行った。
【００７７】
表１の上段に、実施例１と比較例１の配合内容を示し、表１の下段にそれらの硬度及び熱伝導率の測定結果をまとめて示す。なお、表１の上段に示した数値は各配合成分を重量部と重量％で示したものである。
【００７８】
【表１】
0006315480.tif 000002
【００７９】
表１に示すように、実施例１に係る蓄熱ポリマ成形体においては、比較例１と比べると、常温でのショアＡ硬度が３２°と略同程度の低い硬度を示すが、熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・ｋ）と、比較例１の１．６Ｗ／（ｍ・ｋ）より約１／５程度の熱伝導率となっている。
このような特性の実施例１と比較例１を用いて昇温抑制の評価試験を行った。
以下、昇温抑制の評価試験について説明する。
【００８０】
昇温抑制効果の評価試験については、自動車に搭載されるリチウムイオン電池バッテリでの使用を想定して、図１に示す評価用試験機１１を作製し、この評価用試験機１１を使用して昇温抑制効果の評価を行った。
図１に示すように評価用試験機１１は、上面に凹部を有する土台１３の凹部に、ヒータＨ（放熱対象物に相当）を内包するスポンジ状の断熱材１４を配置している。この際、ヒータＨと断熱材１４の上面は一致するようにヒータＨは断熱材１４に内包されている。このためヒータＨの上面のみ断熱材１４で覆われていないことになる。そして、この断熱材１４で覆われていないヒータＨの上面に評価用のポリマ成形体Ａを接して配置し、ヒータＨの上面と評価用のポリマ成形体Ａとの間に温度を測定する熱電対Ｔを配置している。この熱電対ＴによってヒータＨとポリマ成形体Ａの境面部分の温度が測定できるようになっている。
【００８１】
更に、ポリマ成形体Ａの上面にはＰＰ樹脂板１５が配置され、このＰＰ樹脂板１５は錘設置台１６と５００ｇの錘１７によってポリマ成形体Ａを下方に押す力が働くようになっている。したがって、ポリマ成形体Ａは、ＰＰ樹脂板１５、設置台１６、錘１７によってヒータＨに密着するようになっている。そして、土台１３上に配置されたこれらヒータＨを内包する断熱材１４、ポリマ成形体Ａ、ＰＰ樹脂板１５、設置台１６、錘１７は土台１３の凹部の内壁に接して設けられたアクリル樹脂の筐体１８によって覆われて密閉されている。これによって筐体１８の外部に発生する風の影響を排除している。
そして、アクリルの筐体１８によってヒータＨを内包する断熱材１４、ポリマ成形体Ａ等を密閉状に配置した土台１３はアクリル樹脂で作製された温調用容器１２内に配置されている。温調用容器１２には図示しない温調機によって温調された温風が流入される温調用開口部１２ａが温調用容器１２に設けられ、この温調用開口部１２ａから所定の温度に温調された温風が温調用容器１２内に送風され、アクリルの筐体１８と、その内部空間を温調する。
【００８２】
このように構成した評価用試験機１１において、温調の温度を２０℃と３５℃とし、ヒータＨのワット数が３．６Ｗになるように調整して通電し、通電時間に対しヒータＨと評価用のポリマ成形体Ａとの境の温度を熱電対Ｔで経時的に測定した。
【００８３】
昇温抑制の評価試験における温調温度２０℃の測定結果を図２に示し、温調温度３５℃の測定結果を図３のグラフに示す。
ここで、自動車に搭載されるリチウムイオン電池バッテリのリチウムイオン電池の使用限界温度を６０℃とすると、通常使用領域の最大温度は安全を見込むと５５℃と思われる。そこで本評価試験では、この５５℃までの時間を２０℃の温度調整下と３５℃の温度調整下で比較した。この際、２０℃と３５℃は自動車の車外の環境温度を模したものであり、車外温度による影響を評価したものである。
【００８４】
図２のグラフに示した２０℃の温度調整下においては、熱伝導性フィラが配合されているものの蓄熱材を配合していない比較例１では７２分で放熱対象物であるヒータＨと比較例１に係るポリマ成形体の境の温度が５５℃に達した。
これに対し、熱伝導性フィラ及び蓄熱材を配合した実施例１に係る蓄熱ポリマ成形体Ａでは９４分を要した。即ち、比較例１に対して２２分延びて５５℃に達するまでの使用可能時間が１．３倍増大している。
【００８５】
また、３５℃の温度調整下における測定でも、図３のグラフに示したように、比較例１では３１分で５５℃に達したのに対し、実施例１では４２分と５５℃に達するまでの時間が延長されている。即ち、比較例１に対して９分延びて５５℃に達するまでの使用可能時間が１．４倍増大している。
これらの結果から、昇温抑制について、実施例１では比較例１と比べて、放熱対象物と蓄熱ポリマ成形体の境面の温度上昇が抑えられ、この傾向は環境温度が変化しても同じである。つまり、熱伝導性は実施例１よりも比較例１の方が５倍程度高いが、昇温抑制の観点からは蓄熱性を有する実施例１の方が優れている。このことから、単に熱伝導を向上させるより、熱伝導と蓄熱を併用することが昇温抑制に大きく寄与し、環境温度に依存しないことが判明した。
ここで、放熱対象物と蓄熱ポリマ成形体の密着性については、実施例１と比較例１とでは常温でのショアＡ硬度が３２°と３０°と略同程度の硬度となっていることから共に良好な密着性を示しているものと推察される。
【００８６】
次に、実施例２乃至実施例９に係る蓄熱ポリマ成形体について説明する。
実施例２乃至実施例９の蓄熱ポリマ成形体においては、ベースポリマとしてＳＥＢＳ（クレイトンポリマージャパン（株）製『Ｇ１６５１ＨＵ』）を用い、熱伝導性フィラとして窒化ホウ素（モメンティブ・マテリアルズ・パフォーマンス・ジャパン合同会社製『ＰＴ１１０』）、アルミナ（昭和電工（株）製『ＣＢ−Ａ５０ＢＣ』）、及びガラスビーズ（ポッターズ  バロティーニ製『ＧＢ３０１Ｓ』、平均粒径５０μｍ）を用いた。また、自動車に搭載されるリチウムイオン電池バッテリでの使用を想定して、蓄熱材としては相変化温度（融点）が４４℃のラウリン酸（日油（株）製『ＮＡＡ−１２２』）を配合した。更に、実施例３乃至実施例５及び実施例７では、軟化剤としてダイアナプロセスオイル（出光興産（株）製『ＰＷ３８０』）を使用した。
【００８７】
実施例２では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１３重量％、同じく熱伝導性フィラとしてのアルミナを３９重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を４３重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。この実施例２の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で１０４０重量部、蓄熱材の配合量が８６０重量部となる。また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量は９５重量％である。
【００８８】
実施例３では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１３重量％、アルミナを３９重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を３８重量％、軟化剤としてのプロセスオイルを５重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。即ち、実施例２よりも蓄熱材の配合量を減らし、その分、軟化剤を加えている。
この実施例３の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で１０４０重量部、蓄熱材の配合量が７６０重量部となる。また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量は９０重量％である。
【００８９】
実施例４では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１３重量％、アルミナを３９重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を３３重量％、軟化剤としてのプロセスオイルを１０重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。即ち、実施例３よりも蓄熱材の配合量を更に減らし、その分、軟化剤の配合量を増やしている。
この実施例４の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で１０４０重量部、蓄熱材の配合量が６６０重量部となる。また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量は８５重量％である。
【００９０】
実施例５では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１３重量％、アルミナを３９重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を２８重量％、軟化剤としてのプロセスオイルを１５重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。即ち、実施例４よりも蓄熱材の配合量を更に減らし、その分、軟化剤の配合量を増やしている。
この実施例５の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で１０４０重量部、蓄熱材の配合量が５６０重量部となる。また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量は８０重量％である。
【００９１】
こうして実施例３乃至実施例５では、実施例２とベースポリマ及び熱伝導性フィラの配合量は同一としており、蓄熱材と軟化剤の配合量のみが異なる。
【００９２】
また、実施例６では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１０重量％、アルミナを３０重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を５５重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。即ち、実施例２よりも蓄熱材の配合量を増やし、その分、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素及びアルミナの配合量を減らしている。
この実施例６の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で８００重量部、蓄熱材の配合量が１１００重量部となる。また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量は９０重量％である。
【００９３】
更に、実施例７では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１０重量％、アルミナを３０重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を３８重量％、軟化剤としてのプロセスオイルを１７重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。即ち、実施例６よりも蓄熱材の配合量を減らし、その分、軟化剤を加えている。
この実施例７の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で８００重量部、蓄熱材の配合量が７６０重量部となる。また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量は７８重量％である。
【００９４】
このように実施例６及び実施例７では、ベースポリマ及び熱伝導性フィラの配合量は同一としており、蓄熱材と軟化剤の配合量のみが異なる。
【００９５】
また、実施例８では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１５重量％、ガラスビーズを３５重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を４５重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。この実施例８の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で１０００重量部、蓄熱材の配合量が９００重量部となる。
更に、実施例９では、ベースポリマとしてのＳＥＢＳを５重量％、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素を１３重量％、ガラスビーズを４０重量％、蓄熱材としてのラウリン酸を４２重量％配合することにより、ポリマ組成物を合計１００重量％としている。この実施例９の配合では、ベースポリマ１００重量部に対し、熱伝導性フィラの配合量が合計で１０６０重量部、蓄熱材の配合量が８４０重量部となる。
実施例２乃至実施例７において熱伝導性フィラとして窒化ホウ素及びアルミナを使用したのに対して、実施例８及び実施例９では熱伝導性フィラとして窒化ホウ素とガラスビーズを使用した。
【００９６】
本実施例２乃至実施例９の蓄熱ポリマ成形体を製造するにあたっては、表２に示した配合量で材料を配合したポリマ組成物を、ドライブレンドし、オーブンで１００〜１５０℃、３０分間加熱した。この加熱によって、融解した蓄熱材としてのラウリン酸（ＮＡ−１２２）がベースポリマとしてのＳＥＢＳ中に均質に分布され（吸収され）、全体が膨潤する。
【００９７】
そして、１００〜１５０℃、３０分間の加熱後に、１度オーブンから取り出して、すぐに混練・脱泡（（株）シンキー社製、『あわとり練太郎（登録商標）』、混練：２０００ｒｐｍ×１分＋脱泡：２０００ｒｐｍ×１分）を行い、次いで、上記実施例１のときと同様の断面凹形状の金型（下型）に流し込み、その後、下型の凹形状に係合する凸形状の金型（上型）を下型に挿入して上型が移動しないように下型に固定し、その状態で再度オーブンに入れて１００〜１５０℃、３０分間加熱を行った。この際、下型と上型によって、ポリマ組成物が縦５０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み５ｍｍのシート形状となる成形品が形成される設計とした。加熱後、成形金型ごとオーブンから取り出して、常温まで自然冷却した後、金型から取り外して評価用のシート状蓄熱ポリマ成形体を得た。
【００９８】
このようにして得られた実施例２乃至実施例９に係るシート状の蓄熱ポリマ成形体についても、上記実施例１のときと同様、硬度及び熱伝導率の測定並びに昇温抑制効果（放熱対象物の温度上昇抑制・緩和効果）の評価試験を行った。
硬度については、実施例１乃至実施例８においては、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＡ（ＪＩＳ Ａ硬度計、高分子計器（株）製）を用いて１秒以内の測定値を測定した。実施例９においては、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠し、デュロメータタイプＤ（ＪＩＳ Ｄ硬度計、高分子計器（株）製）を用いて１秒以内の測定値を測定した。ショアＡまたはショアＤ硬度の測定に際しては、常温（２５℃）下とポリマ成形体を４０℃に加熱したときの２種の温度帯で測定を行った。
熱伝導率の測定方法は、上記実施例１のときと同様に行った。
また、昇温抑制効果の評価試験についても、上記実施例１のときと同様に行った。ここでは、図１の評価試験機１１において、ヒータＨのワット数が２．４Ｗになるように調整して通電し、また、温調の温度を３５℃として３５℃の雰囲気下で評価試験を行った。
【００９９】
表２の左欄に、実施例２乃至実施例９の配合内容を示し、表２の右欄にそれらのショアＡ硬度またはショアＤ硬度、及び、熱伝導率の測定結果をまとめて示す。なお、表２の左蘭に示した数値は各配合成分を重量部と重量％で示したものである。
また、昇温抑制効果の評価試験における熱電対Ｔの経時的測定結果を図４のグラフに示す。
【０１００】
【表２】
0006315480.tif 000003
【０１０１】
実施例１のときと同様、自動車に搭載されるリチウムイオン電池バッテリのリチウムイオン電池の通常使用領域の最大温度を安全を見込んで５５℃と想定したうえで、図１において放熱対象物であるヒータＨと蓄熱ポリマ成形体Ａ（実施例２乃至実施例９の蓄熱ポリマ成形体）の境の熱電対Ｔの温度が５５℃に達するまでの時間を見ると、図４のグラフから、ベースポリマ、蓄熱材、及び熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素及びアルミナのみの配合の実施例２及び実施例６では、５５℃に達するまでに要する時間が１８０分（１０８００秒）以上であり、昇温抑制効果に優れることが分かる。また、ベースポリマ、蓄熱材、及び熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素及びガラスビーズのみの配合の実施例８でも、５５℃に達するまでに要する時間が１８０分（１０８００秒）程度であり、昇温抑制効果に優れることが分かる。
【０１０２】
そして、実施例３乃至実施例５でも、実施例２と比較して蓄熱材の配合量を減らし軟化剤を加えたことで、表２右蘭に示したように、実施例２よりも熱伝導率が低下したものの、硬度が低下したことで、５５℃に達するまでに要する時間が実施例３では約１４８分、実施例４では約１６７分、実施例５では約１７５分であり、高い昇温抑制効果が示された。
特に、実施例３乃至実施例５では蓄熱材及び軟化剤の配合量を異にするものの熱伝導性フィラの配合量が同一であることで、熱伝導率が略同一であったが、蓄熱材の配合量を減らして軟化剤の配合量を増やしたものほど、ショアＡ硬度が低下し、このショアＡ硬度は４０℃と温度が高い条件での測定下では極めて小さい値を示した。そして、ショアＡ硬度が低いほど５５℃に達するまでに要する時間が長く、昇温抑制効果が高かった。
更に、実施例７においても、実施例６と比較して蓄熱材の配合量を減らし軟化剤を加えたことで、実施例６よりも熱伝導率が低下したものの、硬度が低下したことで、５５℃に達するまでに要する時間が１５１分であり、高い昇温抑制効果が示された。
【０１０３】
また、ベースポリマ、蓄熱材、及び熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素及びガラスビーズのみの配合の実施例９でも、常温でのショアＤ硬度が６０であることで、５５℃に達するまでに要する時間が１４９分であり、高い昇温抑制効果が示された。
なお、実施例２と実施例６から、蓄熱材の配合量を増やし熱伝導フィラの配合量を減らすことでも、熱伝導率が低下するが、ショアＡ硬度も低下する。
そして、実施例５と実施例７では、常温でのショアＡ硬度が同一であるが、実施例７よりも熱伝導性フィラの配合量が多く蓄熱材の配合量が少ない実施例５において、熱伝導率が高く、また、４０℃でのショアＡ硬度が低いことで、５５℃に達するまでに要する時間が長く、昇温抑制効果が高かった。
【０１０４】
このように、実施例２乃至実施例９においても、放熱対象物Ｈと蓄熱ポリマ成形体Ａの境面の温度上昇が抑えられ、特に、ベースポリマとしてＰＶＣ樹脂、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素、蓄熱材としてのミリスチン酸ミリスチルを内包した蓄熱カプセル、及び可塑剤としてのＤＩＮＰを配合した実施例１のときよりも、放熱対象物Ｈと蓄熱ポリマ成形体Ａの境面の温度が５５℃に達するまでに要する時間が長く、放熱対象物（ヒータＨ）の温度上昇を顕著に抑制して緩和することができた。また、実施例３乃至実施例５から、硬度が低いと、放熱対象物Ｈと蓄熱ポリマ成形体Ａの密着性が良くなることで、高い昇温抑制効果が得られることが分かった。
【０１０５】
なお、ベースポリマとしてＳＥＢＳ等のスチレン系熱可塑性エラストマを使用しても、ポリ塩化ビニル樹脂等と同様、溶融温度が比較的低く、成形時に高温条件下とする必要がないことから、使用可能な蓄熱材の選択幅が広くなる。また、ＳＥＢＳ等のスチレン系熱可塑性エラストマは、ポリ塩化ビニル樹脂のように焼却時にダイオキシン等の有害物質を発生する恐れもなく、環境に優しいものである。更に、熱伝導性フィラとしてのアルミナ（酸化アルミニウム）は比較的入手が容易で安価であり比重が小さいうえ、熱伝導性が高い。また、熱伝導性フィラとしてのガラスも、比較的入手が容易で安価であり比重が小さく、熱伝導性が良好であるうえ、補強充填材としての機能も有する。
【０１０６】
このように、本実施例１乃至実施例９に係る蓄熱ポリマ成形体によれば、蓄熱ポリマ成形体の硬度を所定の低硬度の範囲内に抑えて熱伝導フィラと蓄熱材を配することで、放熱対象物（ヒータＨ）と蓄熱ポリマ成形体との密着性も良く、放熱対象物（ヒータＨ）の温度上昇を顕著に抑制して緩和することができる。よって、例えば、自動車に搭載されるリチウムイオン電池等の二次電池に接触させた場合、二次電池の作動可能時間を延長することができる。そして、これにより、電池の機能低下や寿命低下を抑制し、高寿命化を図ることが可能となる。
【０１０７】
ここで、硬度（°）について、実施例１乃至実施例９から、常温でショアＡ硬度が３０°以上、ショアＤ硬度が６０°以下の範囲内であれば、放熱対象物との密着性が良好で、放熱対象物の温度上昇を抑制して緩和する効果が高い。なお、表２に示したように、蓄熱ポリマ成形体の温度が高くなるほどショアＡ硬度は小さくなる。
そして、本発明者の実験研究によれば、常温でのショアＡ硬度が３０未満のものを得ようとすると、成形体を射出成形や押出成形で形成するときの成形性が低下する。一方で、常温でのショアＤ硬度が６０を超えるものは、放熱対象物との密着性が悪くなり、放熱対象物が膨らんだときにその応力を吸収できず内圧の増加を抑制することができにくくなる。
したがって、常温でのショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内とすることで、成形性も良く、放熱対象物に対して良好な密着を確保でき、放熱対象物が膨張した場合にはその応力を効率よく吸収できる。上記において、特にショアＡ硬度が３０〜９５が最適である。
【０１０８】
このとき、実施例１乃至実施例９から、熱伝導性フィラの配合がベースポリマ１００重量部に対して２０重量部〜１０６０重量部の範囲内であり、蓄熱材の配合がベースポリマ１００重量部に対して４０重量部〜１１００重量部の範囲内であれば、必要な強度を有した成形が可能で、所望の熱伝導性や蓄熱性と低い硬度の両立が確保され、周囲との温度差が小さい環境下でも、確実に放熱対象物の温度上昇が効果的に抑制されて緩和される。
また、ポリマ組成物中における熱伝導性フィラと蓄熱材の合計の配合量が９５重量％以下であれば、蓄熱ポリマ成形体の常温でのショアＡ硬度が３０以上、ショアＤ硬度が６０以下の範囲内に収まる。
【０１０９】
以上説明してきたように、実施例１に係る蓄熱ポリマ成形体は、熱可塑性樹脂としてのＰＶＣ樹脂からなるベースポリマと、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素と、蓄熱材としてのミリスチン酸ミリスチルがメラミン樹脂からなるカプセルに内包された蓄熱カプセルと、可塑剤としてのＤＩＮＰとを含有するポリマ組成物をシート状に成形してなるものである。
また、実施例２乃至実施例９に係る蓄熱ポリマ成形体は、ＳＥＢＳからなるベースポリマと、熱伝導性フィラとしての窒化ホウ素、アルミナ（酸化アルミニウム）、ガラスビーズと、蓄熱材としてラウリン酸と、軟化剤としてのプロセスオイルとを含有するポリマ組成物をシート状に成形してなるものである。
【０１１０】
この本実施例１乃至実施例９に係る蓄熱ポリマ成形体によれば、熱伝導性フィラによって熱伝導経路が確保され、放熱対象物に接触させたときに放熱対象物の熱が伝導されやすく、放熱対象物から伝導された熱は熱伝導経路で拡散して蓄熱材に蓄熱することで温度上昇を顕著に抑え緩和することができる。また、周囲（筺体外部）環境の温度が高く、周囲（筺体外部）との温度差が小さい環境下でも、蓄熱材による蓄熱性が効果的に発揮されることで周囲との温度差に起因する温度上昇を緩和できる。更に、熱伝導性フィラによる熱伝導経路の確保により、外部（筺体外）への放散も可能であることから、放熱対象物の熱を効果的に蓄熱し、また、放熱することができる。
【０１１１】
なお、上記実施例の蓄熱ポリマ成形体におけるポリマ組成物の配合組成及び成形においては、自動車の動力源として搭載されるリチウムイオン電池バッテリでの使用を想定し、リチウムイオン電池に接触させて熱対策を図るシートとして具体化した例を説明したが、本発明を実施する場合には、この例に限定されるものではなく、ベースポリマ、熱伝導性フィラ、蓄熱材の配合割合やポリマ組成物の成形形態は種々に変更することが可能である。
【０１１２】
また、本発明の蓄熱ポリマ成形体におけるポリマ組成物には、必要に応じて、分散剤、難燃剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線防止剤、耐候剤、光安定剤等の各種安定剤、増粘剤、潤滑剤、離型剤、耐炎剤、カップリング剤、核剤、光拡散剤、発泡剤、帯電防止剤、架橋剤、着色防止剤、顔料、染料、着色剤等の添加剤を加えることも可能である。
【０１１３】
そして、本発明を実施するに際しては、蓄熱ポリマ成形体のその他の部分の構成、成分、配合、製造方法等についても、上記実施例に限定されるものではない。
なお、本発明の実施の形態及び実施例で挙げている数値は、その全てが臨界値を示すものではなく、ある数値は製造コスト、製造が容易な形態等から決定した値であり、実施に好適な好適値を示すものであるから、上記数値を許容値内で若干変更してもその実施を否定するものではない。
【符号の説明】
【０１１４】
Ａ    蓄熱ポリマ成形体                   
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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