高熱伝導で PCM に素早く熱を伝える
連続した三次元グラファイト網が伝熱経路を形成し、UltraST 内部の伝熱制約を抑えます。
MATERIAL SCIENCE / PCM
相変化材料から、組み込める熱管理へ。
Phase Change Material（PCM、相変化材料）を基盤に、UltraST 形状安定化複合包覆と MOFs 触媒による瞬時包覆が、材料性能と用途をつなぎます。
01 / PHASE CHANGE MATERIAL
相変化で、熱を蓄え、放出する。
相変化材料は融解時に潜熱を吸収し、凝固時に放出します。選定した温度域で繰り返し熱を緩衝し、熱の供給と利用の時間を分けることで、蓄冷・蓄熱と温度管理を支えます。
相変化は一定の温度範囲で起こります。相変化温度、潜熱、熱伝導率、過冷却度、再生条件を合わせて選定します。
吸熱・融解 →
固体液体
02 / ULTRAST
UltraST形状安定化複合包覆プラットフォーム
三次元グラファイト骨格の微細な空隙に PCM を保持します。この構造が結晶水と塩成分の移動を抑え、相分離の抑制を支えます。連続した骨格が熱の通り道となり、繰り返しの充放熱とモジュールへの組み込みに対応します。
材料構造の模式図を見る
形状安定・漏液防止設計
細孔拘束と複合骨格が相変化芯材を保持し、融解後の移動と液体漏出経路を減らします。
安全な組込みを支える難燃性
適合する UltraST 配合の難燃設計と封止を組み合わせ、材料と成品の燃焼性能を評価します。
高エンタルピーで限られた空間に蓄熱
選定温度帯の相変化潜熱を利用し、成品の有効 PCM 含有量に基づいて使用可能容量を定めます。
低過冷却で目標温度帯に近い凝固
凝固の遅れを減らし、想定温度帯に近い条件で蓄冷や凝固潜熱の放出を行います。
繰返し安定性で容量を再利用
拘束構造が成分移動と相分離を抑え、繰返し充放熱後の蓄熱性能保持を支えます。
構造と性能の比較を見る
| 項目 | 個別対策をしていない塩水和物 PCM | UltraST の設計方針 |
|---|---|---|
| 構造と形状 | 融解時に流動・移動する場合がある | 空隙への保持と形状安定化 |
| サイクル安定性 | 相分離によって潜熱が低下する場合がある | 相分離を抑え、繰り返し性能を改善 |
| 熱伝導 | 伝熱が充放熱を制限する場合がある | 三次元グラファイト骨格による連続経路 |
| 過冷却度 | 相変化温度以下でも凝固が遅れる場合がある | 過冷却度を低減し、放熱応答を改善 |
構造と工程の模式図です。実測の顕微鏡像や実際の寸法を示すものではありません。
熱伝導率、サイクル数、潜熱保持率、過冷却度は、配合、温度域、試験条件によって異なります。選定材料の技術資料をご確認ください。
材料と技術資料を見る03 / MICROENCAPSULATION
MOFs 触媒による瞬時包覆プラットフォーム
MOFs（金属有機構造体）を触媒とする瞬時包覆により、機能性芯材の外側に包覆層を形成します。芯材、シェル、粒径の設計を通じて、PCM を繊維、塗膜、フォーム、複合材料に組み込みます。
機能性芯材MOFs 触媒による包覆コア・シェル型微粒子
芯材の選定
目標温度域と必要な機能に合わせて芯材を選びます。
シェルと粒径の設計
包覆層、粒径範囲、芯材の含有率を合わせて開発します。
基材への組み込み
加工条件と使用条件に応じて分散性と適合性を検証します。
NANOENCAPSULATED PCM / LIQUID COOLING
液冷へ、流れる潜熱を。
ナノ被覆で PCM をマイクロカプセル化し、分散設計で安定懸濁を実現します。冷却液の熱搬送と相変化緩衝を、UltraST 蓄熱分岐と組み合わせます。
安定懸濁で有効な分散を保つ
粒径、被膜、分散系を合わせて設計します。静置沈降、再分散、循環後の分布を調べ、熱搬送に寄与できる状態を確認します。
循環使用に耐える被覆
被膜が相変化芯材を保持します。ポンプせん断、熱サイクル、設備材料との適合性を踏まえ、被膜健全性と性能保持を評価します。
相変化吸熱で冷却液の緩衝を増やす
芯材が相変化温度帯で潜熱を吸収し、その範囲の熱搬送・緩衝容量を高めます。システムの改善は流量、熱交換器、ポンプ動力にも依存します。
図はシステム概念で、接続は設備に合わせます。潜熱容量の増加とシステム冷却性能は分けて評価し、圧力損失、ポンプ動力、適合性、循環安定性を合わせて検証します。
ご相談KNOWLEDGE
技術の要点
Phase Change Material とは？
Phase Change Material（PCM）は相変化によって潜熱を吸収・放出する材料です。蓄冷、蓄熱、温度の緩衝に利用されます。
UltraST とマイクロカプセル化の違いは？
UltraST は三次元グラファイト骨格内に PCM を保持し、形状安定性、熱伝導、サイクル安定性、過冷却度の低減を重視します。MOFs 触媒による瞬時包覆は、異なる基材へ組み込めるコア・シェル型マイクロカプセルを形成します。
過冷却度の低減はどう評価しますか？
合意した試験方法で相変化温度と凝固開始温度を比較し、試料量、昇降温速度、サイクル条件を記録します。熱伝導率、潜熱、繰り返し後の変化と合わせて評価します。
二つの技術基盤、三つの協業方法。
材料の性能を、システムの力へ。
材料供給
温度域と使用条件に合う相変化材料を。
材料を見るシステム統合
PCM 蓄熱板・熱コアから、完成筐体まで。
モジュール・筐体を見る受託・共同開発
芯材・被覆・接合界面を共同開発。
カスタム開発を見るご要望をお聞かせください。
温度の課題、材料のご要望、協業のアイデアから。技術条件が未定でもご相談いただけます。
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