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 →

相変化で、熱を蓄え、放出する。
固体液体
← 冷却・凝固と放熱

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。

UltraST の製品形態
UltraST の製品形態既存の製品写真:複合材料、成形熱コア、封装サンプル。型式と温度帯は用途に応じて選定します。
材料構造の模式図を見る
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空隙内の PCM連続した熱伝導経路

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。

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 PCMUltraST 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。

MOFs 触媒による瞬時包覆プラットフォーム
機能性芯材MOFs 触媒による包覆コア・シェル型微粒子
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。

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。

マイクロカプセルの用途資料

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。

水平に積層した UltraST プレート中間流路を通る水で熱交換戻り水出口
マイクロカプセル液冷回路 + UltraST 蓄熱緩衝(システム概念図)
01

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。

02

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。

03

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。

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。

ご相談