JP2013035367A - パネル及びパネル設置構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前面及び後面を有するパネル本体と、該パネル本体の後面の周縁部に設けられた枠部材とを備え、該枠部材を介してパネル支持体に支持される、合成樹脂製のパネル1Dにおいて、該パネル本体2は、透光性と、光を吸収して熱に変え、内部に蓄熱する吸光蓄熱性とを有し、該枠部材の熱伝導係数が0.5W/m・K以上であることを特徴とするパネル1D。パネル1Dの枠部材3Bに熱伝導性に優れた材料を用い、吸光蓄熱性のパネル本体2が蓄熱した熱をこの熱伝導性の枠部材3Bを経て放熱させるようにすることにより、パネル本体2の蓄熱量を下げて輻射熱による温度上昇を防止することができる。
【選択図】図2
Description
本発明はまた、このパネルの設置構造と、このパネルを備える車輌に関する。
(1) ISO−9050によって測定された5mm厚みの可視光線透過率TVISが5%以上98%以下
(2) ISO−9050によって測定された5mm厚みの可視光線透過率TVISと、ISO−13837によって測定されたと5mm厚みの全日射透過率TSUNから、下記式(i)によって算出される換算全日射透過率TS/Vと、全日射透過率TSUNとの差(TS/V−TSUN)が0%より大きい。
TS/V=(0.56×TVIS)+38.8 …(i)
まず、図1a〜図1fを参照して本発明のパネルの実施の形態を説明するが、本発明のパネルは何ら図1a〜図1fに示すものに限定されるものではない。
次に、図2〜12を参照して本発明のパネル設置構造の実施の形態を説明するが、図2〜12は本発明のパネル設置構造の実施の形態の一例を示すものであって、何ら図示のものに限定されるものではない。
なお、枠部材3Bはスナップフィット7と取付孔9との係合だけでなく、接着剤による接着によっても支持体8に連結されてもよい。接着剤を用いる場合は、熱伝導性を持つ枠部材3Bから支持体8への伝熱を阻害しないように、接着剤に熱伝導性を持たせる方が好ましい。また、接着剤の熱伝導性は枠部材よりも大きいことが好ましく、従って、枠部材よりも熱伝導率の大きい接着剤を選択して用いることが好ましい。
なお、この図4では、突起11が凹部12の内面に接しているので、枠部材3Dと支持体8Aとの接触面積が大きく、枠部材3Dから支持体8Aへの伝熱量が大きいものとなる。
以下に、本発明に係るパネル本体の成形材料として好適な透光性・吸光蓄熱性樹脂組成物について説明する。
(1) ISO−9050によって測定された5mm厚みの可視光線透過率TVIS(以下、単に「可視光線透過率TVIS」と称す。)が5%以上98%以下
(2) 可視光線透過率TVISと、ISO−13837によって測定されたと5mm厚みの全日射透過率TSUN(以下、単に「全日射透過率TSUN」と称す。)から、下記式(i)によって算出される換算全日射透過率TS/Vと、全日射透過率TSUNとの差(TS/V−TSUN)が0より大きい。なお、ここで、TVIS、TSUN及びTS/Vは、いずれも「%」を単位とするものである。
TS/V=(0.56×TVIS)+38.8 …(i)
吸光蓄熱性を付与していない着色透光性樹脂組成物として、下記表1に示す配合処方のポリカーボネート樹脂組成物No.1〜8を調製し、各々のポリカーボネート樹脂組成物について、以下の射出成形機を用い、以下の成形条件で150mm×100mm×厚さ5mmの試験片を製造した。
射出成形機:日本製鋼所社製「J220EVP」(型締め力220t)
成形条件:成形時樹脂温度:300℃
金型温度:80℃
充填時間:2.5秒
保圧:射出時のピーク圧力の50%を15秒
冷却時間:20秒
なお、ポリカーボネート樹脂組成物ペレットには、射出成形前に120℃で5時間の熱風乾燥処理を実施して使用した。この成形体についてISO−9050に従って可視光線透過率TVISと全日射透過率TSUNを測定した。結果を表1に示す。
ポリカーボネート樹脂2:三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000FN」(粘度平均分子量21,500)
熱安定剤1:旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAS2112」(トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト)
熱安定剤2:チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ製、商品名「イルガノックス1010」ペンタエリスリト−ルテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]
離型剤:コグニスジャパン社製、商品名「VPG861」(ペンタエリスリトールテトラステアレート)
紫外線吸収剤:シプロ化成(株)製、商品名「シーソーブ709」(2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール)
赤染料1:有本化学工業社製、商品名「Plast Red 8370」(ペリノン系)
赤染料2:日本化薬社製、商品名「Kayaset Red A−2G」(ペリノン系)
青染料1:有本化学工業社製、商品名「Plast Blue 8580」(アンスラキノン系)
青染料2:ランクセス社製、商品名「Macrolex Blue RR」(アンスラキノン系)
緑染料:住化ケムテックス社製、商品名「Sumiplast Green G」(アンスラキノン系)
黄染料:紀和化学工業社製、商品名「KP Plast Yellow MK」(アンスラキノン系)
カーボンブラック:キャボット社製、商品名「モナーク800」
それ以外の染料とカーボンブラックの数値の単位は「質量部」であり、上記のポリカーボネート樹脂1、ポリカーボネート樹脂2、熱安定剤1、熱安定剤2、離型剤及び紫外線吸収剤の合計100質量部に対する配合質量部を示す。
図17のNo.1〜8のプロットのうち、TSUNが低い2つのプロットを選択し、それらを結んだ線分から、
TSUN=(0.56×TVIS)+38.8
の関係式が計算により求められる。
本発明のパネルのパネル本体を構成する透光性・吸光蓄熱性ポリカーボネート樹脂組成物としては、特に制限はないが、例えば、含水率500質量ppm以上である芳香族ポリカーボネート樹脂100質量部に対し、La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr及びCaからなる群より選択された少なくとも1種の金属ホウ化物微粒子0.0001〜0.5質量部を添加してなるポリカーボネート樹脂組成物(特開2007−211213号公報)が挙げられる。
本発明の透光性・吸光蓄熱性ポリカーボネート樹脂組成物において、芳香族ポリカーボネート樹脂としては、特に制限されないが、好ましいものとしては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(「ビスフェノールA」とも言い、以下、「BPA」と略記することもある。)から誘導されるポリカーボネート又はBPAと他の芳香族ジヒドロキシ化合物とから誘導されるポリカーボネート共重合体(BPAポリカーボネート樹脂)が挙げられる。また、難燃性等を付与する目的で、シロキサン構造を有するポリマー又はオリゴマーを共重合させることができる。芳香族ポリカーボネート樹脂は、原料の異なる2種以上の重合体及び/又は共重合体の混合物であってもよく、分岐構造を0.5モル%まで有していてもよい。芳香族ポリカーボネート樹脂の末端OH基含有量は、質量基準で通常30〜2,000ppm、好ましくは100〜1,500ppm、さらに好ましくは200〜1,000ppmであり、封止末端としてはp−tert−ブチルフェノール、フェノール、クミルフェノール、p−長鎖アルキル置換フェノール等で封止したものを使用することができる。芳香族ポリカーボネート樹脂中の残存モノマー量としては、芳香族ジヒドロキシ化合物が質量基準で150ppm以下、好ましくは100ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。エステル交換法により合成された場合には、さらに炭酸ジエステル残存量が質量基準で300ppm以下、好ましくは200ppm以下、さらに好ましくは150ppm以下である。
相対湿度が30%以下の乾燥条件下で保管された芳香族ポリカーボネート樹脂を使用する場合は、本発明の効果を得るために、芳香族ポリカーボネート樹脂の含水率を500質量ppm以上、好ましくは1,000質量ppm以上、より好ましくは1,500質量ppm以上に調湿する必要がある。
本発明の透光性・吸光蓄熱性ポリカーボネート樹脂組成物で用いられる金属ホウ化物は、La、Ce、Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Y、Sm、Eu、Er、Tm、Yb、Lu、Sr及びCaからなる群より選択された少なくとも1種の金属のホウ化物で、微粒子状のものであることが必要である。金属ホウ化物微粒子は、表面が酸化されていないものが好ましいが、多少酸化されていても熱線遮蔽効果の有効性に変わりはなく用いることができる。これらの金属ホウ化物微粒子は、灰黒色、茶黒色、緑黒色等有色の粉末であるが、粒径を可視光波長に比べて十分小さくして樹脂成形体中に分散させた状態とすれば、得られる熱線遮蔽能を備えた樹脂成形体に可視光透過性が生じ、かつ、赤外光遮蔽能は十分強く保持できる。また、金属ホウ化物微粒子の粒径は、1000nm以下、好ましくは200nm以下である。粒子径が1000nmよりも大きい微粒子若しくは微粒子が凝集した粗大粒子の存在する樹脂成形体は、ヘイズが高くなり透明性が低下するため好ましない。
本発明の透光性・吸光蓄熱性ポリカーボネート樹脂組成物において、金属ホウ化物微粒子は、その表面をシラン化合物、チタン化合物、ジルコニア化合物等によって被覆処理されているものを使用することができ、これらの化合物で微粒子表面を被覆処理することで金属ホウ化物微粒子の耐水性を向上させることが可能となる。
本発明の透光性・吸光蓄熱性ポリカーボネート樹脂組成物においては、上記芳香族ポリカーボネート樹脂及び金属ホウ化物微粒子以外に、耐候性改良剤、熱安定剤、酸化防止剤、離型剤、染顔料を配合することが、成形時、又は窓若しくは窓部品として使用する上で、色相安定性が向上するので好ましい。
耐候性改良剤としては酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛等の無機紫外線吸収剤の他、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物、トリアジン化合物等の有機紫外線吸収剤が挙げられる。本発明では、これらのうち有機紫外線吸収剤が好ましく、特にベンゾトリアゾール化合物、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、2−[4,6−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−1,3,5−トリアジン−2−イル]−5−(オクチロキシ)フェノール、2,2’−(1,4−フェニレン)ビス[4H−3,1−ベンゾキサジン−4−オン]、[(4−メトキシフェニル)−メチレン]−プロパンジオイックアシッド−ジメチルエステルから選ばれた少なくとも1種であることが好ましい。
熱安定剤としては、分子中の少なくとも1つのエステルが、フェノール及び/又は炭素数1〜25のアルキル基を少なくとも1つ有するフェノールでエステル化された亜リン酸エステル化合物、亜リン酸及びテトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ−ホスホナイトから選ばれた少なくとも1種が挙げられる。
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。
離型剤としては、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸とアルコールとのエステル、数平均分子量200〜15,000の脂肪族炭化水素化合物及びポリシロキサン系シリコーンオイルから選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。
染顔料としては、無機顔料 、有機顔料、有機染料等が挙げられる。
本発明の透光性・吸光蓄熱性樹脂組成物には、熱線遮蔽性能をさらに改善する目的で、必要に応じて、さらにアンチモンドープ酸化錫微粒子、In、Ga、Al及びSbよりなる群から選ばれた少なくとも1種の元素を含有する酸化亜鉛微粒子、錫ドープ酸化インジウム微粒子、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、硫化銅、銅イオン等の他の有機、無機系赤外線吸収剤を配合することもできる。
本発明の透光性・吸光蓄熱性樹脂組成物には、さらに、本発明の目的を損なわない範囲で、ABS、PMMA、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル等の他の熱可塑性樹脂、リン系、金属塩系、シリコーン系等の難燃剤、耐衝撃性改良剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、滑剤、防曇剤、天然油、合成油、ワックス、有機系充填剤、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維状強化材、マイカ、タルク、ガラスフレーク等の板状強化材あるいはチタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、ワラストナイト等のウィスカー等無機系充填材等の添加剤を配合することができる。
以下に本発明に係る枠部材の成形材料として好適な高熱伝導性樹脂組成物について説明する。
以下に、本発明の枠部材の成形材料として好適な、高熱伝導性充填材を配合してなる高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物について説明する
(A)ポリカーボネート系樹脂100質量部に対し、(B)黒鉛化されてなる炭素繊維であって、長さ方向の熱伝導係数が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維5質量部以上40質量部未満、及び(C)平均粒子径が1〜500μmの黒鉛粉体5質量部以上100質量部以下を含有する樹脂組成物(特開2007−91985号公報)。
(A)ポリカーボネート系樹脂100質量部に対し、(B)芳香族ポリカーボネートオリゴマー1質量部以上40質量部以下、(C)黒鉛化されてなる炭素繊維であって、長さ方向の熱伝導係数が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維5質量部以上40質量部未満、及び(D)熱伝導係数が10W/m・K以上で平均粒子径が1〜500μmの熱伝導性粉体(但し、窒化ホウ素を除く)5質量部以上100質量部以下を含有する樹脂組成物(特開2007−99798号公報)。
(A)ポリカーボネート系樹脂100質量部に対し、(B)芳香族ポリカーボネートオリゴマー1質量部以上40質量部以下、(C)黒鉛化されてなる炭素繊維であって、長さ方向の熱伝導係数が100W/m・K以上、かつ繊維平均径5〜20μmの炭素繊維5質量部以上40質量部未満、及び(D)平均粒子径が1〜500μmの窒化ホウ素5質量部以上100質量部以下含有する樹脂組成物(特開2007−99799号公報)。
また、(C)黒鉛化されてなる炭素繊維は、前述の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物1における(B)黒鉛化されてなる炭素繊維と同様であり、その好ましい配合量も同等である。
また、該窒化ホウ素の熱伝導係数は、10W/m・K以上であるのが好ましい。
(A)熱可塑性樹脂、好ましくはポリカーボネート樹脂と(B)黒鉛とを含む熱可塑性樹脂組成物であって、該(B)黒鉛のアスペクト比が20〜50で、平均粒子径が10〜200μmであり、かつ固定炭素量が98質量%以上である樹脂組成物(特開2011−16937号公報)。
(B)黒鉛の含有量が少な過ぎると必要とされる熱伝導性を得ることができない場合があり、多過ぎると樹脂組成物の混練が困難となり組成物を調製し得ない場合がある。
(A)熱可塑性樹脂、好ましくはポリカーボネート樹脂20質量%以上85質量%以下と、(B)見掛け密度0.16g/cm3以上の板状黒鉛5質量%以上30質量%以下と、(C)電気絶縁性を有する充填材(以下「絶縁性充填材」と称す。)10質量%以上60質量%以下を含む樹脂組成物(特開2011−16936号公報)。
)。
繊維状の(C)絶縁性充填材としてはガラス繊維、ウァラスト繊維等が例示され、好ましくはガラス繊維である。
これらの絶縁性充填材は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用してもよい。
(A)熱可塑性樹脂 55〜85質量%
(B)黒鉛 10〜30質量%
(C)絶縁性充填材 10〜30質量%
である。
また、(C)絶縁性充填材が粒状又は板状充填材の場合、樹脂組成物又はその成形品を高温下で燃焼させた残渣(例えばポリカーボネート樹脂であれば600℃下で4時間)や、有機溶媒(例えばポリカーボネートであればクロロホルム)等で樹脂を溶解、除去した残渣を、比重差などを利用して分離するなどして得られた(C)絶縁性充填材を、プレパラート上に分散配置させた後に光学顕微鏡にて観察し、無作為に100個程度の該充填材について、その充填材の最小外接円の直径を測定し、平均した値である。
本発明で用いる高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物(以下「本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物」と称す場合がある。)は、本発明の目的を損なわない範囲で、以下のようなその他の成分を含有していてもよい。
本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、難燃性を付与するために難燃剤を配合することができる。
グレージング等としての用途においては、多くの場合、難燃性も要求されることから、難燃剤を配合することは好ましい。
難燃剤としては、中でも難燃化効果が高く、流動性向上効果があり、金型腐食が生じにくいことから、リン酸エステル系難燃剤が好ましい。
tが0の場合、一般式(1)で表される化合物はリン酸エステルであり、tが0より大きい場合は縮合リン酸エステル(混合物を含む)である。本目的には縮合リン酸エステルが好適に用いられる。
本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、燃焼時の滴下防止を目的として、滴下防止剤を配合することができる。滴下防止剤としては好ましくはフッ素樹脂を用いることができる。
本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、衝撃強度向上のために、耐衝撃性改良剤としてエラストマーを配合することができる。
本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、弾性率、強度、荷重たわみ温度の向上のために、補強材を添加することができる。
本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、射出成形時の金型離型性を良好なものとするために離型剤を配合することができる。
本発明の高熱伝導性ポリカーボネート樹脂組成物には、上記の成分以外に、必要に応じて、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の安定剤、顔料、染料、滑剤等の添加剤をそれぞれ必要量配合してもよい。
以下に本発明に係る枠部材の成形材料として好適な高熱伝導性ポリエステル樹脂組成物について説明する。
(A)ポリアルキレンテレフタレート系樹脂:100質量部
(B)窒化硼素:10〜120質量部
(C)繊維の長さ方向に直角な断面の長径をD2、短径をD1とするとき、D2/D1比(扁平率)が1.5〜10であるガラス繊維:20〜100質量部
(D)ハロゲン化フタルイミド系難燃剤:5〜40質量部
(E)アンチモン化合物:2〜20質量部
ポリアルキレンテレフタレート系樹脂とは、テレフタル酸が全ジカルボン酸成分の50モル%以上を占め、エチレングリコール又は1,4−ブタンジオールが全ジオールの50質量%以上を占める樹脂をいう。テレフタル酸は全ジカルボン酸成分の70モル%以上を占めることがより好ましく、95モル%以上占めることがさらに好ましい。エチレングリコール又は1,4−ブタンジオールは全ジオール成分の70モル%以上を占めることがより好ましく、95モル%以上占めることがさらに好ましい。ポリアルキレンテレフタレート系樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート系樹脂が好ましい。
(A−1)ポリアルキレンテレフタレート樹脂とは、いわゆるホモポリマーであって、テレフタル酸が全ジカルボン酸成分の50モル%以上を占め、エチレングリコール又は1,4−ブタンジオールが全ジオールの50質量%以上を占める樹脂をいう。テレフタル酸は全ジカルボン酸成分の80モル%以上を占めるのが好ましく、95モル%以上を占めるのがさらに好ましい。エチレングリコール又は1,4−ブタンジオールは全ジオール成分の80モル%以上を占めるのが好ましく、95モル%以上を占めるのがさらに好ましい。
(A−2)ポリテトラメチレンエーテルグリコール共重合ポリエステル樹脂(以下、「ポリエステルエーテル樹脂」と、いうことがある。)は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸と、1,4−ブタンジオール及びポリテトラメチレンエーテルグリコール(以下、PTMGと言うことがある。)を主成分とするジオール類を共重合してなる、ポリエステルエーテル樹脂であり、PTMGに由来する成分の割合は、2〜30質量%であることが好ましい。この成分の割合が2質量%未満では所望の靭性の発現が困難となる傾向があり、30質量%を超えると成形性が低下し、樹脂成形体の強度や耐熱性が不十分となる場合がある。PTMGに由来する成分の割合は中でも3〜25質量%、特に5〜20質%であることが好ましい。
ダイマー酸共重合ポリエステル樹脂は、1,4−ブタンジオールを主とするグリコールと、テレフタル酸、ダイマー酸とを共重合した、共重合ポリエステル樹脂である。
イソフタル酸共重合ポリエステル樹脂は、1,4−ブタンジオールを主とするグリコールと、テレフタル酸及びイソフタル酸を主とするジカルボン酸を共重合した、共重合ポリエステル樹脂である。
本発明の高熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物は、窒化硼素を、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂100質量部に対し、10〜120質量部の割合で含み、好ましくは20〜100質量部であり、より好ましくは30〜90質量部の割合で含む。窒化硼素を用いることによって、得られるポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物の熱伝導性を大きく向上させることができる。また、窒化硼素の含有量が多すぎると、成形加工性、耐衝撃性及び曲げ歪み特性が低下する場合があり、逆に少なすぎると熱伝導性が不充分となる場合がある。
本発明の高熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物は、さらに、珪酸マグネシウムを含んでいても良い。珪酸マグネシウムを含むことにより、熱伝導性及び耐トラッキング性能がより効果的に向上する傾向にある。珪酸マグネシウム塩の配合量は、上記窒化硼素との合計量が、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂100質量部に対し、200質量部以下であることが好ましく、150質量部以下であることがより好ましく、100質量部以下であることがさらに好ましい。このような配合量で珪酸マグネシウム塩を含むことにより、熱伝導性及び耐トラッキング性能が向上する傾向にある。
本発明の高熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物は、繊維の長さ方向に直角な断面の長径をD2、短径をD1とするとき、D2/D1比(扁平率)が1.5〜10であるガラス繊維を含んでいる。当該ガラス繊維の含有量は、(A)ポリアルキレンテレフタレート系樹脂100質量部に対し、20〜100質量部であることが好ましく、30〜90質量部であることがより好ましい。
この様な異形断面形状を有するガラス繊維を用いると、通常の断面形状が丸型(扁平率は1)の、いわゆる通常のガラス繊維を用いた場合と比較して、熱伝導率が特に良好となるので好ましい。これは異形断面形状を有するガラス繊維が樹脂成形体中において、とりわけ射出成形により得られた樹脂成形体において、その表面から樹脂成形体内部に向かう広い範囲に於いて、樹脂成形時の溶融樹脂の流れ方向に配向し、そしてこのガラス繊維の配向に沿って窒化硼素や珪酸マグネシウム等の板状無機化合物が配向することによると考えられる。
本発明の高熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物は、ハロゲン化フタルイミド系難燃剤を、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂100質量部に対し、5〜40質量部の割合で含み、好ましくは、10〜35質量部であり、より好ましくは、15〜30質量部の割合で含む。本発明では、窒化硼素とハロゲン化フタルイミド系難燃剤を併用することにより、熱伝導性を向上することが可能になる。
ここで、ハロゲン化フタルイミド系難燃剤が含んでいるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、臭素原子が好ましい。
ハロゲン化フタルイミド系難燃剤は、公知の方法によって合成してもよいし、市販品を用いてもよい。
本発明の高熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物は、アンチモン化合物を、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂100質量部に対し、2〜20質量部の割合で含み、好ましくは、3〜15質量部であり、より好ましくは、5〜12質量部の割合で含む。
アンチモン化合物としては三酸化アンチモン(Sb2O3)、五酸化アンチモン(Sb2O5)、アンチモン酸ナトリウム等が挙げられ、三酸化アンチモンが好ましい。三酸化アンチモンを用いることにより、高い難燃効果が得られる。
本発明の高熱伝導性ポリアルキレンテレフタレート系樹脂組成物は、白色顔料を含んでいてもよい。白色顔料は、ポリアルキレンテレフタレート系樹脂100質量部に対し、10質量部以下の割合で含まれることが好ましく、より好ましくは、1〜10質量部であり、さらに好ましくは、3〜10質量部の割合で含まれる。
白色顔料としては、公知の方法によって合成してもよいし、市販品を用いてもよい。
本発明のパネルが枠部材を介して支持されるパネル支持体は、通常金属よりなる。
本発明のパネルが建築物等の窓部材である場合、そのパネル支持体は、窓部の金属フレームであり、各種鉄鋼材料又は非鉄材料よりなり、例えば鋼材(鋼板)、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金などが例示される。中でも鋼材、アルミニウム合金が好適である。金属フレームの表面は、パネルの枠部材接合面等において、他の材料の被膜を有してもよい。例えば、溶融メッキ、電気メッキ、その他塗装などの被膜が形成されていてもよい。
本発明のパネルの枠部材は、上記のようなパネル支持体に対して直接接触することにより、パネル本体からの熱を伝熱するものであってもよく、枠部材とパネル支持体との間に、接着剤やシール部材などが介在されていてもよい。枠部材とパネル支持体との間にシール部材を介在させる場合、そのシール部材としては、枠部材とパネル支持体との間隙が極めて狭い場合は、特に高熱伝導性である必要はないが、熱の伝わりを阻害する介在物となるため、高熱伝導枠部材の全面を覆う形での利用は好ましくない。シール部材としては、両面テープ、通常の接着剤、グリース、ゴムなどを用いることができる。枠部材とパネル支持体との間隙が広い場合(例えば1mm以上の場合)は、シール部材としては熱伝導率が0.5W/m・K以上の高熱伝導性のものが好ましく、具体的には金属粉、黒鉛、アルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムなどの高熱伝導性充填材を含有した樹脂、ゴム、ポリウレタン、グリースなどが用いられる。
これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、パネル本体の傷つきや劣化を主に防止するため、保護膜としてのハードコート(硬質被膜)が設けられてもよい。かかる硬質被膜は、枠状部と反対側のパネル本体の前面側と、パネル本体の後面のうちの枠部材の内側領域のうちの一方、又は双方に形成されるが、少なくとも、パネル本体の前面に形成されることが好ましい。
硬質皮膜の厚さはパネル本体の厚さの1/100以下が好ましく、通常は1〜50μm特に5〜20μmが好ましい。硬質皮膜の厚さが薄すぎる場合、耐候性や耐擦傷性の面でパネル本体の保護層としての機能を損なう場合がある。また、厚さが厚すぎる場合は、パネル本体との線膨張差によって経年破断に至る可能性が高くなる傾向にある。
本発明のパネル及びパネル設置構造は、建築物の窓や車輌のグレージング等として有用である。
車輌のグレージングとしては、サイドドア、バックドア、スライドドア、フード、ルーフなどに適用することができる。
サンプルのパネル100は、この試験用百葉箱103の上に、上部開口103Aを塞ぐように載置されている。
なお、試験用百葉箱103内の底部には百葉箱103の底面部分の温度を測定するためのブラックパネル温度計104が設けられている。
また、パネル100の枠部材102からの熱伝導性を評価するための長尺の金属(S55C製)板(厚さ1mm)105が枠部材102に固定されている。この金属板105は、図15に示す如く、一端側にネジ止め用の開孔105Aを有し、パネル100の枠部材102のボス部102Aがこの開口105Aに挿入されると共に、ワッシャ106を介してボルト107で固定されている。108は伝熱ペースト(二硫化モリブデンペースト)である。
測定点No.2:枠部材102のパネル100中心側の辺縁部に沿う箇所に対応するパネル100の表面位置であって、パネル100の長手方向の中央部(図13,14参照)
測定点No.3:枠部材102の幅方向の中央部であって、パネル100の長手方向の中央部における枠部材102表面(試験用百葉箱103の上面当接面)(図14参照)
測定点No.4:枠部材102のパネル100中心側の辺縁部に沿う箇所に対応するパネル100の表面位置であって、パネル100の短手方向の中央部(図13,14参照)
測定点No.5:枠部材102の幅方向の中央部であって、パネル100の短手方向の中央部における枠部材102表面(試験用百葉箱103の上面当接面)(図14参照)
測定点No.6:長尺金属板105の枠部材102への取付側と反対側の端部(図15参照)
枠部材102の外側縁部と測定点No.6との距離は150mmである。
測定点No.7:評価用百葉箱103の底部の中央位置(図13参照)
この測定点No.7と人工太陽光灯120との距離は1050mmである。
<樹脂組成物配合>
ポリカーボネート樹脂1(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)E−2000FN」、粘度平均分子量28,000):44.47質量部
ポリカーボネート樹脂2(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000FN」、粘度平均分子量21,500):55.53質量部
6ホウ化ランタン微粒子分散物(住友金属鉱山(株)製、商品名「KHDS−02」、6ホウ化ランタン微粒子含量10.5質量%、酸化ジルコニウム含量10.6質量%、高分子系分散剤含量78.9質量%、粒子径20〜100nm):0.05質量部
耐候性改良剤(シプロ化成(株)製、商品名「シーソーブ709」、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール):0.3質量部
熱安定剤(旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAS2112」、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト):0.02質量部
酸化防止剤(チバ・スペシャリテイ・ケミカルズ社製、商品名「イルガノックス1010」、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]):0.1質量部
離型剤(理研ビタミン社製、商品名「リケマールS−100A」、グリセリンモノステアレート):0.1質量部
青色染料(バイエル社製、商品名「MACROLEX Blue RR」(アンスラキノン系)):0.0034質量部
赤色染料(三菱化学社製、商品名「D−RED−HS」(ペリノン系)):0.003質量部
<光学特性>
可視光線透過率TVIS:18.40%
全日射透過率TSUN:34.70%
換算全日射透過率TS/V:49.10%
TS/V−TSUN:14.40%
上記PCIの可視光線透過率TVISと全日射透過率TSUNを図17に「●」で示す。
<樹脂組成物配合>
ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000FN」、粘度平均分子量21,500):100質量部
黒鉛化された炭素繊維(ピッチ系)(三菱樹脂社製、商品名「ダイヤリードK223GM」、長さ方向の熱伝導係数20W/m・K、繊維平均径10μm、繊維平均長6mm):15質量部
鱗片状黒鉛(西村黒鉛工業社製、商品名「PB90]、平均粒子径26μm):20質量部
<熱伝導性>
樹脂組成物PCIIの熱伝導係数:6W/m・K
<樹脂組成物配合>
ポリカーボネート樹脂1(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000FN」、粘度平均分子量21,500):76質量部
ポリカーボネート樹脂2(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)H−4000FN」、粘度平均分子量14,500):4質量部
ポリエチレンテレフタレート樹脂(三菱化学社製、商品名「ノバペックスGG501H」):20質量部
ガラス繊維(日本電気硝子社製、商品名「チョップドストランドECS−03T−187」):9.1質量部
熱安定剤1(旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAS2112」(トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト)):0.1質量部
熱安定剤2(旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO50」(ステアリル−β-(3.5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕プロピオネート)):0.2質量部
エラストマー(武田薬品工業社製、商品名「スタフィロイドMG1011」(スチレン系コア−シェルグラフト共重合体)):3.4質量部
黒色顔料(越谷化成工業社製、商品名「ロイヤルブラック904G」):1.1質量部
<熱伝導性>
樹脂組成物PCIIIの熱伝導係数:0.3W/m・K
<樹脂組成物配合>
ポリカーボネート樹脂1(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)E−2000FN」、粘度平均分子量28,000):22質量部
ポリカーボネート樹脂2(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000FN」、粘度平均分子量21,500):78質量部
6ホウ化ランタン微粒子分散物(住友金属鉱山(株)製、商品名「KHCS−06」、6ホウ化ランタン微粒子含量0.25質量%マスターバッチ):2.1質量部
耐候性改良剤(シプロ化成(株)製、商品名「シーソーブ709」、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)−2H−ベンゾトリアゾール):0.1質量部
熱安定剤1(旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAS2112」、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ホスファイト):0.05質量部
熱安定剤2(旭電化工業(株)製、商品名「アデカスタブAO60」(テトラキス〔メチレン−3−(3.5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン)):0.05質量部
離型剤(コグニスジャパン社製、商品名「VPG861」(ペンタエリスリトールテトラステアレート)):0.3質量部
青色染料(ランクセス社製、商品名「Macrolex Blue RR」(アンスラキノン系)):0.0015質量部
赤色染料(ランクセス社製、商品名「Macrolex Red 5B」(アンスラキノン系)):0.0011質量部
黒色顔料(三菱化学社製、商品名「カーボンブラック#1000」):0.0003質量部
<光学特性>
可視光線透過率TVIS:24.40%
全日射透過率TSUN:37.30%
換算全日射透過率TS/V:52.46%
TS/V−TSUN:15.16%
上記PCIVの可視光線透過率TVISと全日射透過率TSUNを図17に「●」で示す。
<樹脂組成物配合>
表1中のNo.2のポリカーボネート樹脂組成物。
<光学特性>
可視光線透過率TVIS:16.80%
全日射透過率TSUN:49.60%
換算全日射透過率TS/V:48.21%
TS/V−TSUN:−1.39%
<樹脂組成物配合>
ポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ユーピロン(登録商標)S−3000UR」、粘度平均分子量21,500):16質量部
ポリブチレンテレフタレート樹脂1(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ノバデュラン(登録商標)5007」、固有粘度0.70dl/g):59質量部
ポリブチレンテレフタレート樹脂2(三菱エンジニアリングプラスチックス社製、商品名「ノバデュラン(登録商標)5510」、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)共重合ポリブチレンテレフタレート樹脂、固有粘度1.3dl/g):25質量部
高熱伝導性充填材(電気化学工業社製、商品名「SGP」、鱗片状窒化硼素、純度99%、平均粒子径18μm):21質量部
補強材1(松村産業社製、商品名「ハイフィラー#12C」、圧縮タルク、平均粒子径5〜7μm、嵩比重0.75〜0.9g/ml):35質量部
補強材2(日東紡社製、商品名「CSG3PA−830」、長円形断面ガラス繊維、扁平率4、ポリエステル樹脂用):70質量部
難燃剤1(鈴裕化学社製、商品名「ファイアカットAT−3CN」(三酸化アンチモン)):6.3質量部
離型剤2(日本精蝋社製、商品名「FT100」、パラフィンワックス):0.7質量部
酸化防止剤(チバ・スペシャリティー・ジャパン社製、商品名「イルガノックス1010」、ヒンダードフェノール系化合物):0.7質量部
<熱伝導性>
樹脂組成物PCVIの熱伝導係数:1.5W/m・K
各樹脂組成物を用い、射出成形機(住友重機械工業社製、SH100、型締め力100T)により、シリンダー温度:300℃、金型温度:80℃にて、金型:縦100mm、横100mm、厚み3mmの成形品を、射出圧力:147MPaの条件で射出成形し、得られた射出成形品を3枚重ねて、迅速熱伝導率測定装置(京都電子工業社製、Kemtherm QTM−D3)を用いてプローブの電熱線の方向を、3枚重ねた最上部の成形品の流動方向に合うように押し当てて熱伝導率を測定し、この値をλXとする。同様に流動方向と直角方向にプローブの電熱線の方向が合うように押し当てて熱伝導率を測定し、この値をλYとする。また、得られた射出成形品10枚をジクロロメタンで貼り合わせた後に、流動方向とは垂直方向に20mmの間隔で5等分に切削し、得られた切削品を全て断面が観察できる向きでジクロロメタンを用いて貼り合わせる。その後、貼り合わせた切削品の表面をベルトサンダーで滑らかに加工した後、加工面にプローブの電熱線を押し当てて熱伝導率を測定し、この値をλZとする。得られた3つの測定値から、「熱物性値測定法 その進歩と工学的応用」(日本機械学会編、養賢堂発行)にて紹介されている、xyz軸方向の熱伝導率から算出する方法を参考に、下式を用いてλMを算出する。
λM=λY×λZ/λX
本発明では、上記流動方向の熱伝導率λMを熱伝導係数の値とした。
パネル本体の成形材料としてPCIを用い、枠部材の成形材料として表2に示すものを用いて、以下の方法でそれぞれ試験用サンプルのパネルを成形した。
まず、PCIを金型温度90℃で温調されている固定型と第1の可動型との間に形成されるキャビティへ射出成形(射出温度300℃)してパネル本体を成形した。射出速度は50mm/secの単一速度とし、射出保圧切り替え位置は2mmとした。成形はバルブゲート型のホットランナーで行った。射出圧縮成形を行い、射出前に金型を2mm開き、射出保圧切り替え位置で700tの再型締めを行った。このときの再型締めの保持時間は15秒とした。次いでパネル本体を60秒冷却後、第1の可動型を型開きし、パネル本体を第一の可動型に保持した状態で、金型温度90℃に温調されている第2の可動型を型合わせし、第2の可動型とパネル本体との間に形成されるキャビティに枠状部の成形材料を射出速度40mm/secの単一速度で充填(射出樹脂温度275℃)した。射出保圧切り替え位置は35mmとした。25MPaの保圧を5秒間かけ、枠状部を形成した。60秒の冷却時間後、第2の可動型を型開きし、成形されたパネル本体と枠上部が一体化されたパネルを脱型した。
また、人工太陽光灯を点灯してから試験用百葉箱内のブラックパネルの温度(測定点No.7)の温度が45℃に達するまでの時間(45℃到達時間)を調べ、結果を表2に示した。
また、パネル縁部においてもパネル本体の温度(No.2,4の温度)はいずれも比較例1の場合よりも低い。
一方、枠部材の温度(No.3,5の温度)は、パネル本体からの熱を受熱するため、実施例1の方が比較例1よりも高くなる。また、この枠部材に接続された引き出し金属板の温度(No.6の温度)も実施例1の方が比較例1よりも高い。この測定点No.3,5,6の温度が実施例1の方が比較例1よりも高いことは、パネル本体の熱を枠部材及び金属板を経て多く放熱させていることを示す。
このように、実施例1のパネルは、比較例1のパネルよりも、放熱性に優れるため、車室内の温度に相当する試験用百葉箱の底面の温度(No.7の温度)が上昇し難く、比較例1では28分48秒で45℃にまで温度が上昇したのに対して、実施例1では45℃に達するまで37分28秒を要し、本発明のパネルが放熱性に優れ、このパネルを用いることにより車室内の温度上昇を抑制することができることが分かる。
パネル本体の成形材料としてPCIVを用い、枠部材の成形材料としてPCVIを用いて、実施例1と同様な方法で試験用サンプルのパネルを成形し、放熱性の評価を行った。評価結果を表3に示した。
表3より次のことがわかる。実施例2では実施例1に比べパネル部材の蓄熱性が少なく、かつ枠部材の熱伝導率は小さいため、パネル本体の蓄熱量が少なくなり、パネル縁部におけるパネル本体の温度(No.2,4の温度)、枠部材の温度(No.3,6の温度)が低くなっている。ここから、実施例2の吸光蓄熱性及び放熱性は実施例1に比べ劣ることが分かる。しかし、車室内の温度に相当する試験用百葉箱の底面の温度(No.7の温度)は上昇し難く、比較例1では28分48秒で45℃にまで温度が上昇したのに対して、実施例2では45℃に達するまで32分08秒を要し、本発明のパネルが放熱性に優れ、このパネルを用いることにより車室内の温度上昇を抑制することができることが分かる。
パネル本体の成形材料としてPCVを用い、枠部材の成形材料としてPCIIIを用いて、実施例1と同様な方法で試験用サンプルのパネルを成形し、放熱性の評価を行った。評価結果を表3に示した。
表3より次のことがわかる。比較例2はパネル本体の成形材料が吸光蓄熱性を持たないため、近赤外〜赤外線が全て試験用百葉箱内に進入してしまう。このため、車室内の温度に相当する試験用百葉箱の底面の温度(No.7の温度)が15分48秒という短時間で45℃に達してしまった。なお、最終的に試験用百葉箱の底面の温度(No.7の温度)は51℃まで達した。このため、部材自体の温度も全て高温となることが分かる。
2,2A,2B,2B’ パネル本体
2b 凸部
2b’ 凹部
3,3A,3B,3C,3D,3E,3F,3G,3I,3J,3K,3L,3M,3M’ 枠部材
3b 凹部
3b’ 凸部
4 溝
5 凹条
6 アタッチメント
6a 脚片部
7 スナップフィット
8,8A 支持体(車体フレーム)
9 取付孔
10 樹脂リベット
11 突起
12 凹部
13 ボス部
14 ボルト
15 インサートナット
16 補助接着剤
17,18,19 金属片
19a 小孔
20 ピン
100 パネル
101 パネル本体
102 枠部材
102A ボス部
103 試験用百葉箱
103A,103B 開口
104 ブラックパネル温度計
105 金属板
105A 開口
106 ワッシャ
107 ボルト
108 伝熱ペースト
120 人工太陽光灯
21 パネル
22 パネル本体
23 枠部材
24 車体フレーム
25 接着剤
26 シール部材
Claims (20)
- 前面及び後面を有するパネル本体と、該パネル本体の後面の周縁部に設けられた枠部材とを備え、該枠部材を介してパネル支持体に支持される、合成樹脂製のパネルにおいて、
該パネル本体は、透光性と、光を吸収して熱に変え、内部に蓄熱する吸光蓄熱性とを有し、
該枠部材の熱伝導係数が0.5W/m・K以上であることを特徴とするパネル。 - 請求項1において、前記パネル本体の構成材料が、下記(1)及び(2)の特性を満足することを特徴とするパネル。
(1) ISO−9050によって測定された5mm厚みの可視光線透過率TVISが5%以上98%以下
(2) ISO−9050によって測定された5mm厚みの可視光線透過率TVISと、ISO−13837によって測定されたと5mm厚みの全日射透過率TSUNから、下記式(i)によって算出される換算全日射透過率TS/Vと、全日射透過率TSUNとの差(TS/V−TSUN)が0%より大きい。
TS/V=(0.56×TVIS)+38.8 …(i) - 請求項1又は2において、前記パネル本体は、前記前面側が凸となるように湾曲していることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記パネル本体の後面の枠部材形成部に溝が設けられ、前記枠部材は、該溝に嵌合するように設けられていることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記パネル本体と枠部材との接合面に凹凸部が形成されていることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記枠部材のパネル外側側面及び/又は内側側面に、凹部及び/又は凸部が形成されていることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記パネル支持体が金属材料よりなることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし7のいずれか1項において、前記パネル本体及び枠部材が射出成形により一体成形されてなることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし8のいずれか1項において、前記パネル本体の前面と、パネル本体の後面のうちの前記枠部材の内側領域との一方又は双方に、硬質皮膜が形成されていることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし9のいずれか1項において、前記パネル本体を構成する合成樹脂が芳香族ポリカーボネート樹脂であることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし10のいずれか1項において、前記枠部材が、芳香族ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂及びABS樹脂よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の熱可塑性樹脂より形成されていることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし11のいずれか1項において、車輌の窓材に用いられることを特徴とするパネル。
- 請求項1ないし12のいずれか1項に記載のパネルを、前記枠部材を介してパネル支持体に支持してなることを特徴とするパネル設置構造。
- 請求項13において、前記枠部材とパネル支持体とが、該枠部材から突設された突部と該パネル支持体に形成された取付孔との係合により支持されていることを特徴とするパネル設置構造。
- 請求項13において、前記枠部材とパネル支持体とが、該パネル支持体から突設された突部と該枠部材に形成された凹部との嵌合により支持されていることを特徴とするパネル設置構造。
- 請求項13において、前記枠部材が、ボルトにより前記パネル支持体に固定されていることを特徴とするパネル設置構造。
- 請求項13ないし16のいずれか1項において、前記枠部材とパネル支持体との間に接着剤層が設けられていることを特徴とするパネル設置構造。
- 請求項13ないし17のいずれか1項において、一端が前記枠部材内に挿入されると共に、他端が前記パネル支持体に接する金属部材を有することを特徴とするパネル設置構造。
- 請求項1ないし12のいずれか1項に記載のパネルを備えることを特徴とする車輌。
- 請求項13ないし18のいずれか1項に記載のパネル設置構造を備えることを特徴とする車輌。
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