JP2011052196A - Polymer alloy thin film material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はポリマーアロイ薄膜材料に関し、特に無機ナノ粒子を備えるポリマーアロイ薄膜材料に関する。 The present invention relates to a polymer alloy thin film material, and more particularly to a polymer alloy thin film material including inorganic nanoparticles.
世界的な温暖化に直面し、環境保護、省エネ、二酸化炭素削減は喫緊の課題となっている。この状況に対応して、反射材料を照明器具に応用し、照明の明るさを向上させ、省エネを達成しようとする研究も盛んで、反射材料に注目が集まっている。反射材料は、材料そのものの陽光及び光源反射能力、さらに熱反射能力により、性能が決まる。 Faced with global warming, environmental protection, energy saving, and carbon dioxide reduction are urgent issues. In response to this situation, there has been much research on applying reflective materials to lighting fixtures to improve the brightness of the lighting and achieve energy saving, and the reflective materials are attracting attention. The performance of the reflective material is determined by the sunlight and light source reflecting ability of the material itself, and further the heat reflecting ability.
最もよく見られる照明反射材料は、アルミ材で、その反射率は約８５%であるが、電気鍍金、ポリッシュ、エッチングなどステップが必要で、比較的長い製造時間がかかる。もう一つは、白色塗料であるが、その反射率は６０%で、反射効果が良くない。反射材料の反射率を高めるため、ドイツのアラノッド(Alanod)社が純度９９.９%のアルミニウムと物理気相成長法(Physical Vapor Deposition)を採用し、アルミ材を製造しているが、その反射率は９５%である。 The most common illumination reflecting material is aluminum, which has a reflectivity of about 85%, but requires steps such as electroplating, polishing, etching, and takes a relatively long manufacturing time. The other is white paint, but its reflectivity is 60% and the reflection effect is not good. In order to increase the reflectivity of reflective materials, Alanod, Germany, uses aluminum with a purity of 99.9% and physical vapor deposition to produce aluminum materials. The rate is 95%.
現在、反射材料は発展途上にあるが、金属材料は、酸化し易く、反射効率を低下させてしまうという問題がある。本発明は、従来の反射材料の上記した欠点に鑑みてなされたものである。 Currently, reflective materials are in the process of development, but metal materials have a problem that they are easily oxidized and lower the reflection efficiency. The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of conventional reflective materials.
本発明が解決しようとする課題は、産業上のニーズに応えることができるポリマーアロイ薄膜材料を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a polymer alloy thin film material that can meet industrial needs.
上記課題を解決するため、本発明は下記のポリマーアロイ薄膜材料を提供する。
ポリマーアロイ薄膜材料は、少なくとも２種の熱可塑性ポリマーと無機ナノ粒子を含み、該第一種の熱可塑性ポリマーは、非結晶性(amorphous)熱可塑性ポリマーで、該第二種の熱可塑性ポリマーは、弾性熱可塑性ポリマーで、
或いは該第一種の熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィンで、該第二種の熱可塑性ポリマーは、ポリエステル系熱可塑性ポリマーで、
該無機ナノ粒子重量の総重量比は、４０%以下で、これにより該ポリマーアロイ薄膜材料の厚さが１８０ミクロン(μm)である時、平均光反射率は、８０%以上で、平均光反射率が、９６%以上であれば最適で、該ポリマーアロイ薄膜材料の厚さが厚くなればなるほど、その反射率は高くなり、
該ポリマーアロイ薄膜材料の射出流動性(melting index)は、温度２００〜２９０度の環境下で、１０〜２０g/１０minで、その押出レベル流動性(melting index)は、５〜１０g/１０minである。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following polymer alloy thin film material.
The polymer alloy thin film material includes at least two thermoplastic polymers and inorganic nanoparticles, wherein the first type of thermoplastic polymer is an amorphous thermoplastic polymer and the second type of thermoplastic polymer is An elastic thermoplastic polymer,
Alternatively, the first-type thermoplastic polymer is a polyolefin, and the second-type thermoplastic polymer is a polyester-based thermoplastic polymer,
The total weight ratio of the inorganic nanoparticles is 40% or less, whereby when the thickness of the polymer alloy thin film material is 180 microns (μm), the average light reflectance is 80% or more, and the average light reflection is If the rate is 96% or more, it is optimal, and the greater the thickness of the polymer alloy thin film material, the higher the reflectivity,
The injection flowability (melting index) of the polymer alloy thin film material is 10 to 20 g / 10 min in an environment of a temperature of 200 to 290 degrees, and the extrusion level flowability (melting index) is 5 to 10 g / 10 min. .
本発明ポリマーアロイ薄膜材料は、従来のアルミ材反射材料に比べ、製造工程が迅速で、軽量で、反射性に優れ、良好な応用性能を備える。 The polymer alloy thin film material of the present invention has a rapid manufacturing process, is light in weight, has excellent reflectivity, and has good application performance as compared with a conventional aluminum reflective material.
本発明は、ポリマーアロイ薄膜材料を掲示する。以下に詳細な製造工程と、その組成について説明するが、本発明の実施は、該項技術の技術者が習熟する特殊知識に限定するものではない。本発明に不要な制限を加えないよう、周知の組成或いは製造工程については、詳述しない。以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、それら詳細説明以外に、本発明は他の実施例に広く応用することができ、しかも本発明の範囲は記載する実施例に限定されるものではなく、本発明の保護範囲は特許請求の範囲に準じるものとする。 The present invention posts polymer alloy thin film materials. The detailed manufacturing process and the composition thereof will be described below, but the implementation of the present invention is not limited to the special knowledge that the engineer of the relevant technology masters. Well-known compositions or manufacturing processes are not described in detail so as not to add unnecessary restrictions to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The best mode for carrying out the present invention will be described below. However, besides the detailed description, the present invention can be widely applied to other embodiments, and the scope of the present invention is limited to the described embodiments. The scope of protection of the present invention is not limited to the scope of the claims.
図１に示す、本発明第一実施例のポリマーアロイ薄膜材料は、少なくとも２種の熱可塑性ポリマーと少なくとも１種の無機ナノ粒子を含む。２種の熱可塑性ポリマーは、第一熱可塑性ポリマーと第二熱可塑性ポリマーである。しかも、第一熱可塑性ポリマーは、非結晶性(amorphous)熱可塑性ポリマーで、第二熱可塑性ポリマーは、弾性熱可塑性ポリマーである。第一熱可塑性ポリマー、第二熱可塑性ポリマーと、無機ナノ粒子は、混合方式により混合するが、最適な混合方式は、２軸型エクストルーダー方式である。 The polymer alloy thin film material of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 includes at least two thermoplastic polymers and at least one inorganic nanoparticle. The two thermoplastic polymers are a first thermoplastic polymer and a second thermoplastic polymer. Moreover, the first thermoplastic polymer is an amorphous thermoplastic polymer, and the second thermoplastic polymer is an elastic thermoplastic polymer. The first thermoplastic polymer, the second thermoplastic polymer, and the inorganic nanoparticles are mixed by a mixing method, but the optimal mixing method is a biaxial extruder method.
第一熱可塑性ポリマーと第二熱可塑性ポリマーの最適重量比は、５０%：５０%〜９０%：１０%である。無機ナノ粒子の重量の総重量比は、２５%〜４０%が最適である。無機ナノ粒子重量は、添加方式により計算する。 The optimum weight ratio of the first thermoplastic polymer to the second thermoplastic polymer is 50%: 50% to 90%: 10%. The total weight ratio of the inorganic nanoparticles is optimally 25% to 40%. The inorganic nanoparticle weight is calculated by the addition method.
最適な非結晶性熱可塑性ポリマーは、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。最適な弾性熱可塑性ポリマーは、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、エチレングリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)、メタクリル酸メチル(MBS)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。最適な無機ナノ粒子は、二酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、二酸化ガリウム(ZrO2)、炭酸カルシウム、(CaCO3)、硫酸バリウム(BaSO4)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。最適な無機ナノ粒子の直径は、５０〜３００ナノである。 Optimal amorphous thermoplastic polymers include one or any combination of polystyrene (PS), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polypropylene (PP), acrylonitrile butadiene styrene (ABS). . The most suitable elastic thermoplastic polymer is one or any combination of styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), ethylene glycidyl methacrylate copolymer (EGMA), methyl methacrylate (MBS). Including. Optimal inorganic nanoparticles are one or any of titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), gallium dioxide (ZrO 2 ), calcium carbonate, (CaCO 3 ), barium sulfate (BaSO 4 ). Includes combinations. The optimal inorganic nanoparticle diameter is 50-300 nanometers.
第一熱可塑性ポリマー、第二熱可塑性ポリマーの成分の選択(第一熱可塑性ポリマー、第二熱可塑性ポリマーの屈折率の差が大きければ大きいほど、反射率は良好)、及び無機ナノ粒子の成分の選択、及び無機ナノ粒子重量の総重量比が４０%以下であることにより、ポリマーアロイ薄膜材料の厚さが１８０ミクロン(μm)である時、その白色光（daylight radiation, ４５０ nm to ７００ nm）の平均反射率は、８０%以上である。最適な光平均反射率は、９６%以上である。薄膜の厚さが厚くなればなるほど、その反射率はより良好となる。また、上記したポリマーアロイ薄膜材料は、日光反射(Solar radiation, ３４０ nm to １８００ nm)に用いることができ、他の放射反射(灯光、赤外線、マイクロウェーブ、無線電波、レーダー波、電磁波、熱反射など)に用いることもできる。 Selection of the components of the first thermoplastic polymer and the second thermoplastic polymer (the greater the difference in the refractive index of the first thermoplastic polymer and the second thermoplastic polymer, the better the reflectivity), and the components of the inorganic nanoparticles When the thickness of the polymer alloy thin film material is 180 microns (μm), the white light (daylight radiation, 450 nm to 700 nm) is selected. ) Average reflectance is 80% or more. The optimum light average reflectance is 96% or more. The greater the thickness of the thin film, the better its reflectivity. In addition, the polymer alloy thin film material described above can be used for sunlight reflection (Solar radiation, 340 nm to 1800 nm), and other radiation reflection (lamp, infrared, microwave, radio wave, radar wave, electromagnetic wave, heat reflection). Etc.).
温度２００〜２９０度の環境下で、上記したポリマーアロイ薄膜材料の射出流動性(melting index)は、１０〜２０g/１０minで、その押出レベル流動性(melting index)は、５〜１０g/１０minである。 In an environment of 200 to 290 degrees Celsius, the polymer alloy thin film material described above has an injection fluidity (melting index) of 10 to 20 g / 10 min and an extrusion level fluidity (melting index) of 5 to 10 g / 10 min. is there.
上記したポリマーアロイ薄膜材料の最適例は、さらに少なくとも１個の相容性剤を含む。相容性剤は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、エチレングリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)、メタクリル酸メチル(MBS)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。 The optimum example of the polymer alloy thin film material described above further comprises at least one compatibility agent. The compatibility agent comprises one or any combination of styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), ethylene glycidyl methacrylate copolymer (EGMA), methyl methacrylate (MBS).
本発明第二実施例が掲示するポリマーアロイ薄膜材料は、少なくとも２種の熱可塑性ポリマーと少なくとも１種の無機ナノ粒子を含む。２種の熱可塑性ポリマーは、それぞれ第三熱可塑性ポリマーと第四熱可塑性ポリマーで、しかも第三熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィンで、第四熱可塑性ポリマーは、ポリエステル系熱可塑性ポリマーである。 The polymer alloy thin film material posted in the second embodiment of the present invention includes at least two thermoplastic polymers and at least one inorganic nanoparticle. The two thermoplastic polymers are a third thermoplastic polymer and a fourth thermoplastic polymer, respectively, the third thermoplastic polymer is a polyolefin, and the fourth thermoplastic polymer is a polyester-based thermoplastic polymer.
最適なポリエステル系熱可塑性ポリマーは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレート(PBT)、ナイロン(Nylon)、ポリカーボネート(PC)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。さらに最適な第三熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィン(Polyolefin)で、ポリプロピレン(Polypropylene,PP)、ポリエチレン(Polyethylene, PE)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。最適な無機ナノ粒子の直径は、５０〜３００なので、無機ナノ粒子は、酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ガリウム(ZrO2)、炭酸カルシウム(CaCO3)、硫酸バリウム(BaSO4)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。上記した第三熱可塑性ポリマー、第四熱可塑性ポリマーと無機ナノ粒子は、混合方式で混合するが、最適な混合方式は、２軸型エクストルーダー方式である。 Optimal polyester-based thermoplastic polymers include one or any combination of polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate polybutylene terephthalate (PBT), nylon (Nylon), polycarbonate (PC). A further optimal third thermoplastic polymer is Polyolefin, including one or any combination of Polypropylene, PP, Polyethylene, PE. Since the optimal inorganic nanoparticles have a diameter of 50 to 300, the inorganic nanoparticles are titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), gallium oxide (ZrO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), barium sulfate (BaSO 4 ) or any combination thereof. The above-mentioned third thermoplastic polymer, fourth thermoplastic polymer and inorganic nanoparticles are mixed by a mixing method, and the optimum mixing method is a biaxial extruder method.
２種の熱可塑性ポリマーと無機ナノ粒子の成分の組合せ、及び無機ナノ粒子重量の総重量比が４０%以下である組合せにより、ポリマーアロイ薄膜材料の厚みが１８０ミクロン(μm)以上である時、白色光(daylight radiation, ４５０ nm to ７００ nm)の平均反射率は、８０％以上である。最適な反射率は、９６%以上である。また、上記したポリマーアロイ薄膜材料は、日光反射(Solar radiation, ３４０ nm to １８００ nm)に用いることができ、また他の放射反射(灯光、赤外線、マイクロウェーブ、無線電波、レーダー波、電磁波、熱反射など)に用いることもできる。温度２００〜２９０度の環境下で、上記したポリマーアロイ薄膜材料の射出流動性(melting index)は、１０〜２０g/１０minで、その押出レベル流動性(melting index)は、５〜１０g/１０minである。 When the thickness of the polymer alloy thin film material is 180 microns (μm) or more due to the combination of the two thermoplastic polymers and the inorganic nanoparticles, and the combination in which the total weight ratio of the inorganic nanoparticles is 40% or less, The average reflectance of white light (daylight radiation, 450 nm to 700 nm) is 80% or more. The optimum reflectance is 96% or more. In addition, the polymer alloy thin film material described above can be used for sunlight reflection (Solar radiation, 340 nm to 1800 nm), and other radiation reflections (lamp, infrared, microwave, radio wave, radar wave, electromagnetic wave, heat, etc. It can also be used for reflection). In an environment of 200 to 290 degrees Celsius, the polymer alloy thin film material described above has an injection fluidity (melting index) of 10 to 20 g / 10 min and an extrusion level fluidity (melting index) of 5 to 10 g / 10 min. is there.
上記したポリマーアロイ薄膜材料の最適例は、さらに少なくとも１個の相容性剤を含む。相容性剤は、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、エチレングリシジルメタクリレート共重合体(EGMA)、メタクリル酸メチル(MBS)の内の一つ或いはその任意の組合せを含む。 The optimum example of the polymer alloy thin film material described above further comprises at least one compatibility agent. The compatibility agent comprises one or any combination of styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), ethylene glycidyl methacrylate copolymer (EGMA), methyl methacrylate (MBS).
第一実施例
ポリメチルメタクリレート(PMMA)/スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)/二酸化チタン反射膜を合成する。ポリメチルメタクリレート(PMMA)、柔軟剤スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)と二酸化チタンを提供し、２軸型エクストルーダー(TSE compounding)で製造し、薄膜を得る。ポリメチルメタクリレート(PMMA)、柔軟剤スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)の重量比は、５０〜９０%：５０〜１０%である。二酸化チタンの総重量比は、４０%以下で、しかも薄膜の厚さは約２５０μmである。図１は、可視光線の平均反射率は９６%に達していることを示す。
First Example A polymethyl methacrylate (PMMA) / styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) / titanium dioxide reflecting film is synthesized. A polymethylmethacrylate (PMMA), a softening agent styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) and titanium dioxide are provided and manufactured by a twin screw extruder (TSE compounding) to obtain a thin film. The weight ratio of polymethyl methacrylate (PMMA) and softener styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) is 50 to 90%: 50 to 10%. The total weight ratio of titanium dioxide is 40% or less, and the thickness of the thin film is about 250 μm. FIG. 1 shows that the average visible light reflectance reaches 96%.
第二実施例
ポリプロピレン(Polypropylene, PP)/ ポリエチレンテレフタレート(PET)/二酸化チタン反射薄膜を合成する。ポリプロピレン(Polypropylene, PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、二酸化チタンを提供し、２軸型エクストルーダー(TSE compounding)で製造し、薄膜を得る。ポリプロピレン(Polypropylene, PP)の重量比は、５０〜９０%：５０〜１０%である。二酸化チタンの総重量比は、４０%以下で、しかも薄膜の厚さは約２５０μmである。図２は、可視光線の平均反射率は９６%に達していることを示す。
Second Example Polypropylene (PP) / polyethylene terephthalate (PET) / titanium dioxide reflective thin film is synthesized. Propylene (Polypropylene, PP), polyethylene terephthalate (PET), and titanium dioxide are provided and manufactured by a twin screw extruder (TSE compounding) to obtain a thin film. The weight ratio of polypropylene (Polypropylene, PP) is 50 to 90%: 50 to 10%. The total weight ratio of titanium dioxide is 40% or less, and the thickness of the thin film is about 250 μm. FIG. 2 shows that the average visible light reflectance reaches 96%.
上記した実施例中における記述により明らかなように、本発明には、多くの修正及び差異があり得る。よって、請求項の範囲内において追加して説明する必要がある。上記以外に、本発明は他の実施例に広く応用することができ、上記は本発明の最適実施例に過ぎず、本発明の請求項の範囲を限定するものではない。他の本発明が掲示する精神を離脱せずに完成される等価応用或いは修正は、すべて、本発明の保護範囲に含むものとする。 As will be apparent from the description in the above embodiments, the present invention may have many modifications and differences. Therefore, it is necessary to additionally describe within the scope of the claims. In addition to the above, the present invention can be widely applied to other embodiments, and the above is only an optimal embodiment of the present invention and does not limit the scope of the claims of the present invention. All equivalent applications or modifications completed without departing from the spirit of the present invention shall be included in the protection scope of the present invention.
本発明は特許請求の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。 The present invention has the novelty that is a requirement of the claims, has sufficient progress compared to conventional similar products, has high practicality, meets the needs of society, and has a great industrial utility value .
Claims (10)
前記第一熱可塑性ポリマーは、非結晶性(amorphous)熱可塑性ポリマーで、前記第二熱可塑性ポリマーは、弾性熱可塑性ポリマーで、
前記無機ナノ粒子の直径は、５０〜３００ナノで、しかも前記無機ナノ粒子重量の総重量比は、４０%以下で、これにより前記ポリマーアロイ薄膜材料の厚さが１８０ミクロン(μm)である時、その可視光線の平均反射率は、８０%以上であることを特徴とするポリマーアロイ薄膜材料。 Including a first thermoplastic polymer, a second thermoplastic polymer, inorganic nanoparticles,
The first thermoplastic polymer is an amorphous thermoplastic polymer, and the second thermoplastic polymer is an elastic thermoplastic polymer;
The inorganic nanoparticles have a diameter of 50 to 300 nanometers, and the total weight ratio of the inorganic nanoparticles is 40% or less, whereby the thickness of the polymer alloy thin film material is 180 microns (μm). The polymer alloy thin film material having an average reflectance of visible light of 80% or more.
前記第三熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィンで、しかも前記第四熱可塑性ポリマーは、ポリエステル系熱可塑性ポリマーで、
前記無機ナノ粒子の直径は、５０〜３００ナノで、しかも前記無機ナノ粒子重量の総重量比は、４０%以下で、これにより前記ポリマーアロイ薄膜材料の厚さが１８０ミクロン(μm)である時、その可視光線の平均反射率は、８０%以上であることを特徴とするポリマーアロイ薄膜材料。 Including a third thermoplastic polymer, a fourth thermoplastic polymer, inorganic nanoparticles,
The third thermoplastic polymer is a polyolefin, and the fourth thermoplastic polymer is a polyester-based thermoplastic polymer,
The inorganic nanoparticles have a diameter of 50 to 300 nanometers, and the total weight ratio of the inorganic nanoparticles is 40% or less, whereby the thickness of the polymer alloy thin film material is 180 microns (μm). The polymer alloy thin film material having an average reflectance of visible light of 80% or more.
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