JP2014189783A - 遮熱性樹脂組成物、遮熱性樹脂シート及び遮熱性塗料 - Google Patents
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Abstract
【課題】遮熱性を有する酸化チタンと炭酸カルシウムとを併用しても、高い遮熱性を示すことができる遮熱性樹脂組成物を提供する。
【解決手段】遮熱性を有する酸化チタンと、炭酸カルシウムとを含有する遮熱性樹脂組成物において、炭酸カルシウムとして、繊維長が２μｍ〜２００μｍの範囲内であり、アスペクト比（繊維長／繊維径）が２〜５０の範囲内である針状炭酸カルシウムを用いることを特徴としている。
【選択図】なし
【解決手段】遮熱性を有する酸化チタンと、炭酸カルシウムとを含有する遮熱性樹脂組成物において、炭酸カルシウムとして、繊維長が２μｍ〜２００μｍの範囲内であり、アスペクト比（繊維長／繊維径）が２〜５０の範囲内である針状炭酸カルシウムを用いることを特徴としている。
【選択図】なし
Description
本発明は、遮熱性樹脂組成物、遮熱性樹脂シート及び遮熱性塗料に関するものである。
テント、パラソル、屋根材、外壁材等においては、太陽光等による熱の侵入を防ぐ目的で、遮熱性シートなどの遮熱性樹脂成形体や、遮熱性塗料が用いられる場合がある。遮熱性樹脂成形体や、遮熱性塗料等に用いられる樹脂組成物としては、遮熱性を有する酸化チタンを含有させた遮熱性樹脂組成物が知られている（特許文献１）。
しかしながら、遮熱性を有する酸化チタンは高価であるため、酸化チタンの含有量を少なくすることができる遮熱性樹脂組成物が求められている。このようなことを目的として、遮熱性を有する酸化チタンと炭酸カルシウムとを併用することが考えられる。しかしながら、遮熱性を有する酸化チタンと従来の一般的な炭酸カルシウムとを併用すると、遮熱性が大幅に低下する。
本発明の目的は、遮熱性を有する酸化チタンと炭酸カルシウムとを併用しても、高い遮熱性を示すことができる遮熱性樹脂組成物、遮熱性樹脂シート及び遮熱性塗料を提供することにある。
本発明の遮熱性樹脂組成物は、遮熱性を有する酸化チタンと、炭酸カルシウムとを含有する遮熱性樹脂組成物において、炭酸カルシウムとして、繊維長が２μｍ〜２００μｍの範囲内であり、アスペクト比（繊維長／繊維径）が２〜５０の範囲内である針状炭酸カルシウムを用いることを特徴としている。
本発明に用いる酸化チタンとしては、例えば、針状酸化チタンが挙げられる。
炭酸カルシウムの含有量は、樹脂１００質量部に対し、０．１〜８０質量部であることが好ましい。
酸化チタンの含有量は、樹脂１００質量部に対し、０．１〜７０質量部であることが好ましい。
本発明に用いる針状炭酸カルシウムは、表面処理されていてもよいし、表面処理されてなくてもよい。
本発明に用いる針状炭酸カルシウムとしては、例えば、アラゴナイトが挙げられる。
本発明の遮熱性樹脂シートは、上記本発明の遮熱性樹脂組成物から得られることを特徴としている。
本発明の遮熱性塗料は、上記本発明の遮熱性樹脂組成物を用いて得られることを特徴としている。
本発明によれば、遮熱性を有する酸化チタンと炭酸カルシウムとを併用しても、高い遮熱性を示すことができる。
以下、本発明の遮熱性樹脂組成物について詳細に説明する。
（針状炭酸カルシウム）
本発明で用いる針状炭酸カルシウムは、繊維長が２μｍ〜２００μｍの範囲内であり、好ましくは３μｍ〜１００μｍの範囲内であり、さらに好ましくは５μｍ〜５０μｍの範囲内である。繊維長を上記の範囲内とすることにより、高い遮熱性を樹脂組成物に付与することができる。
本発明で用いる針状炭酸カルシウムは、繊維長が２μｍ〜２００μｍの範囲内であり、好ましくは３μｍ〜１００μｍの範囲内であり、さらに好ましくは５μｍ〜５０μｍの範囲内である。繊維長を上記の範囲内とすることにより、高い遮熱性を樹脂組成物に付与することができる。
本発明で用いる針状炭酸カルシウムは、アスペクト比（繊維長／繊維径）が２〜５０の範囲内であり、好ましくは５〜４０の範囲内であり、さらに好ましくは１０〜３０の範囲内である。アスペクト比を上記の範囲内とすることにより、高い遮熱性を樹脂組成物に付与することができる。
繊維長及びアスペクト比は、３００個程度の粒子を電子顕微鏡で観察し、それらの平均値から求めることができる。
本発明で用いる針状炭酸カルシウムは、アラゴナイト結晶を有する炭酸カルシウムであることが好ましい。但し、カルサイト等の他の結晶を有する炭酸カルシウムであっても、上記繊維長及びアスペクト比を有するものであれば用いることができる。
針状炭酸カルシウムの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、水酸化カルシウムのスラリーに炭酸ガスを導入することにより製造することができる。例えば、水酸化カルシウムスラリーに、マグネシウム化合物、ストロンチウム化合物、リン化合物などの添加剤を加え、この水酸化カルシウムスラリーに炭酸ガスを導入することにより製造することができる。例えば、マグネシウム化合物を添加剤として用いる場合、スラリー中における水酸化カルシウムとマグネシウム化合物（例えば、塩化マグネシウムなど）のモル比（Ｃａ／Ｍｇ）は、１．０未満であることが好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．８の範囲内である。１．０以上になると、立方体状の炭酸カルシウムが多くなり、本発明における繊維長及びアスペクト比を有するものが得られない場合がある。
水酸化カルシウムスラリーに炭酸ガスを導入する際の水酸化カルシウムスラリーの温度は、６０℃以上であることが好ましい。水酸化カルシウムスラリーの温度がこれより低くなると、立方体状の炭酸カルシウムが多くなり、本発明における繊維長及びアスペクト比を有するものが得られない場合がある。また、導入する炭酸ガスの濃度は、特に限定されるものではなく、炭酸ガスのみであってもよいし、炭酸ガスを含む混合ガスであってもよい。炭酸ガスの導入量を調整することにより、得られる針状炭酸カルシウムの繊維長及びアスペクト比を制御することができる。
針状炭酸カルシウムは、表面処理されたものであってもよい。無機系の表面処理剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、リン酸、ジルコニアなどが挙げられる。これらの表面処理剤で表面処理することにより、例えば、耐候性や機械的強度を高めることができる。また、有機系の表面処理剤としては、例えば、脂肪酸、樹脂酸、シランカップリング剤などが挙げられる。これらの表面処理剤で表面処理することにより、例えば、分散性や機械的強度を高めることができる。表面処理量は、特に限定されるものではないが、炭酸カルシウム１００質量部に対し、０．０１〜２０質量部が好ましく、０．１〜１０質量部がさらに好ましい。
（酸化チタン）
本発明に用いる酸化チタンには、遮熱性を有する酸化チタンが含まれる。遮熱性を有する酸化チタンとしては、例えば、一般的な酸化チタンよりも粒子径の大きい酸化チタンが挙げられる。このような酸化チタンには、針状酸化チタンまたは棒状酸化チタンと呼ばれる酸化チタンが含まれる。針状または棒状酸化チタンとしては、商品名「ＰＦＲ−４０４」（石原産業社製）などが挙げられる。また、粒子径の大きい酸化チタンとして、平均粒子径が０．５μｍ〜２０μｍの赤外線遮蔽能を有する、商品名「ＪＲ−１０００」（テイカ社製）なども挙げられる。
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（樹脂）
本発明に用いる樹脂は、遮熱性樹脂組成物に用いることができる樹脂であれば、特に限定されるものではない。樹脂の種類は、樹脂ペースト、塗料、樹脂成形体などの遮熱性樹脂組成物の用途などに応じて、適宜選択して用いることができる。樹脂の具体例としては、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、ポリブタンジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミンフェノール樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリル塩化ビニル共重合樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変成ＰＰＯ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ブタジエンスチレン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリ４フッ化エチレン樹脂、ポリフッ化エチレンプロピレン樹脂、ペルフロロアルコキシフッ化プラスチック、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ＭＢＳ樹脂、メタクリル−スチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアリルスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、アルキド樹脂、合成ゴム、天然ゴム等が挙げられる。
本発明に用いる樹脂は、遮熱性樹脂組成物に用いることができる樹脂であれば、特に限定されるものではない。樹脂の種類は、樹脂ペースト、塗料、樹脂成形体などの遮熱性樹脂組成物の用途などに応じて、適宜選択して用いることができる。樹脂の具体例としては、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、キシレン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエチレン樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、ポリブタンジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、メラミンフェノール樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、アクリル塩化ビニル共重合樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変成ＰＰＯ樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ブタジエンスチレン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリ４フッ化エチレン樹脂、ポリフッ化エチレンプロピレン樹脂、ペルフロロアルコキシフッ化プラスチック、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ＭＢＳ樹脂、メタクリル−スチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアリルスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、アルキド樹脂、合成ゴム、天然ゴム等が挙げられる。
（樹脂組成物）
樹脂組成物における酸化チタンの含有量は、樹脂１００質量部に対し、好ましくは０．１〜７０質量部であり、さらに好ましくは０．２〜４０質量部であり、さらに好ましくは０．５〜２０質量部である。酸化チタンの含有量が少なすぎると、遮熱性が十分に得られない場合がある。酸化チタンの含有量が多すぎると、加工性や耐候性が低下する場合がある。
樹脂組成物における酸化チタンの含有量は、樹脂１００質量部に対し、好ましくは０．１〜７０質量部であり、さらに好ましくは０．２〜４０質量部であり、さらに好ましくは０．５〜２０質量部である。酸化チタンの含有量が少なすぎると、遮熱性が十分に得られない場合がある。酸化チタンの含有量が多すぎると、加工性や耐候性が低下する場合がある。
樹脂組成物における針状炭酸カルシウムの含有量は、樹脂１００質量部に対し、好ましくは０．１〜８０質量部であり、さらに好ましくは０．５〜５０質量部であり、さらに好ましくは１〜３０質量部である。針状炭酸カルシウムの含有量が少なすぎると、遮熱性が十分に得られない場合がある。針状炭酸カルシウムの含有量が多すぎると、加工性が低下する場合がある。
酸化チタンと針状炭酸カルシウムの含有割合（酸化チタン：針状炭酸カルシウム）は、１：０．１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは１：０．２〜１：５の範囲内である。酸化チタンの含有割合が相対的に多くなりすぎると、高価となる場合がある。また、酸化チタンの含有割合が相対的に少なくなりすぎると、高い遮熱性が得られない場合がある。
酸化チタン及び針状炭酸カルシウムを樹脂中に混合する方法は、特に限定されるものではなく、樹脂の種類や、樹脂ペースト、塗料、樹脂成形体などの遮熱性樹脂組成物の用途などに応じて、従来公知の方法を適宜選択して採用することができる。
以下、本発明に従う具体的な実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
［針状炭酸カルシウムの調製］
水酸化カルシウムと塩化マグネシウムのスラリー（Ｃａ／Ｍｇの存在モル比０．６）５Ｌを８０℃に加温し、炭酸ガス（炭酸ガス濃度：３０ｖｏｌ％）を導入し、アラゴナイト型炭酸カルシウムを生成させた。炭酸ガス導入量を、１Ｌ／分〜２０Ｌ／分の範囲で変化させることにより、以下の実施例１〜５の各針状炭酸カルシウムを得た。
実施例１：繊維長５μｍ、アスペクト比１６
実施例２：繊維長１２μｍ、アスペクト比２０
実施例３：繊維長２０μｍ、アスペクト比１５
実施例４：繊維長４５μｍ、アスペクト比２５
実施例５：繊維長１００μｍ、アスペクト比１８
水酸化カルシウムと塩化マグネシウムのスラリー（Ｃａ／Ｍｇの存在モル比０．６）５Ｌを８０℃に加温し、炭酸ガス（炭酸ガス濃度：３０ｖｏｌ％）を導入し、アラゴナイト型炭酸カルシウムを生成させた。炭酸ガス導入量を、１Ｌ／分〜２０Ｌ／分の範囲で変化させることにより、以下の実施例１〜５の各針状炭酸カルシウムを得た。
実施例１：繊維長５μｍ、アスペクト比１６
実施例２：繊維長１２μｍ、アスペクト比２０
実施例３：繊維長２０μｍ、アスペクト比１５
実施例４：繊維長４５μｍ、アスペクト比２５
実施例５：繊維長１００μｍ、アスペクト比１８
［表面処理針状炭酸カルシウムの調製］
実施例３の針状炭酸カルシウムに対して、シリカを表面処理し、実施例６の表面処理針状炭酸カルシウムを得た。具体的には、アラゴナイト型炭酸カルシウムを生成させた後に水ガラスを加え、塩酸でｐＨを７付近に調製し、シリカが表面に処理された針状炭酸カルシウムを得た。シリカの表面処理量は、炭酸カルシウム１００質量部に対し、２質量部である。
実施例３の針状炭酸カルシウムに対して、シリカを表面処理し、実施例６の表面処理針状炭酸カルシウムを得た。具体的には、アラゴナイト型炭酸カルシウムを生成させた後に水ガラスを加え、塩酸でｐＨを７付近に調製し、シリカが表面に処理された針状炭酸カルシウムを得た。シリカの表面処理量は、炭酸カルシウム１００質量部に対し、２質量部である。
［ポリ塩化ビニルシートの作製］
ポリ塩化ビニル（商品名「ＺＥＳＴ１０００Ｚ」、新第一塩ビ社製）１００質量部に、酸化チタン（商品名「ＰＦＲ−４０４」、石原産業社製）５質量部、炭酸カルシウム３．５質量部、熱安定剤１質量部、可塑剤（ＤＯＰ）１．２質量部を添加し、８インチロールにて５分間混練した。その後ロールの間隙を０．３ｍｍとしてシートを切り出した。以上のようにして、厚み０．３ｍｍのシート状試験体を得た。
ポリ塩化ビニル（商品名「ＺＥＳＴ１０００Ｚ」、新第一塩ビ社製）１００質量部に、酸化チタン（商品名「ＰＦＲ−４０４」、石原産業社製）５質量部、炭酸カルシウム３．５質量部、熱安定剤１質量部、可塑剤（ＤＯＰ）１．２質量部を添加し、８インチロールにて５分間混練した。その後ロールの間隙を０．３ｍｍとしてシートを切り出した。以上のようにして、厚み０．３ｍｍのシート状試験体を得た。
炭酸カルシウムとしては、上記各実施例の炭酸カルシウム及び以下の比較例の炭酸カルシウムを用いた。
比較例１：アラゴナイト系炭酸カルシウム、針状炭酸カルシウム（商品名：カルライトＳＡ、太陽化学工業社製）、繊維長１μｍ、アスペクト比１０
比較例２：重質炭酸カルシウム、無定形炭酸カルシウム、平均粒子径５μｍ
比較例３：コロイド状炭酸カルシウム、立方体状炭酸カルシウム、平均粒子径０．１５μｍ
比較例２：重質炭酸カルシウム、無定形炭酸カルシウム、平均粒子径５μｍ
比較例３：コロイド状炭酸カルシウム、立方体状炭酸カルシウム、平均粒子径０．１５μｍ
［遮熱試験方法］
各試験体について、以下に示す遮熱試験方法により、遮熱性を評価した。試験容器として、上面を開放した発泡スチロール製の箱（底面３０ｃｍ×３０ｃｍ、高さ３０ｃｍ）を用い、その箱の底部に試験体を配置し、試験体の下方に温度計を配置した。試験体の上方（試験体から２５ｃｍ離れた位置）に配置した赤外線電球（出力１５０Ｗ）から赤外線を、試験体に照射した。計測開始から４０分経過した後の温度計の温度を計測した。この温度を、試験体温度とし、表１に示した。
各試験体について、以下に示す遮熱試験方法により、遮熱性を評価した。試験容器として、上面を開放した発泡スチロール製の箱（底面３０ｃｍ×３０ｃｍ、高さ３０ｃｍ）を用い、その箱の底部に試験体を配置し、試験体の下方に温度計を配置した。試験体の上方（試験体から２５ｃｍ離れた位置）に配置した赤外線電球（出力１５０Ｗ）から赤外線を、試験体に照射した。計測開始から４０分経過した後の温度計の温度を計測した。この温度を、試験体温度とし、表１に示した。
表１に示すように、本発明に従う繊維長及びアスペクト比を有する針状炭酸カルシウムを用いた実施例１〜６においては、比較例１〜３に比べ、試験体温度が低くなっており、遮熱性に優れていることがわかる。
遮熱性を有する酸化チタンを用いた塗料においても、上記実施例１〜６の針状炭酸カルシウムを用いることにより、高い遮熱性が得られることが確認されている。
Claims (9)
- 遮熱性を有する酸化チタンと、炭酸カルシウムとを含有する遮熱性樹脂組成物において、
前記炭酸カルシウムとして、繊維長が２μｍ〜２００μｍの範囲内であり、アスペクト比（繊維長／繊維径）が２〜５０の範囲内である針状炭酸カルシウムを用いることを特徴とする遮熱性樹脂組成物。 - 酸化チタンが、針状酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の遮熱性樹脂組成物。
- 炭酸カルシウムの含有量が、樹脂１００質量部に対し、０．１〜８０質量部であることを特徴とする請求項１または２に記載の遮熱性樹脂組成物。
- 酸化チタンの含有量が、樹脂１００質量部に対し、０．１〜７０質量部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の遮熱性樹脂組成物。
- 針状炭酸カルシウムが、表面処理されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の遮熱性樹脂組成物。
- 針状炭酸カルシウムが、表面処理されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の遮熱性樹脂組成物。
- 針状炭酸カルシウムが、アラゴナイトであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の遮熱性樹脂組成物。
- 請求項１〜７のいずれか一項に記載の遮熱性樹脂組成物を用いて得られることを特徴とする遮熱性樹脂シート。
- 請求項１〜７のいずれか一項に記載の遮熱性樹脂組成物を用いて得られることを特徴とする遮熱性塗料。
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2011057502A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Ishihara Sangyo Kaisha Ltd | 赤外線反射材料及びその製造方法並びにそれを含有した塗料、樹脂組成物 |
| JP2012500317A (ja) * | 2008-08-19 | 2012-01-05 | チェイル インダストリーズ インコーポレイテッド | 優れた電気伝導性、耐摩耗性及び高耐熱性を有する熱可塑性樹脂組成物 |
| WO2012169193A1 (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | 三井化学株式会社 | 反射材用熱可塑性樹脂組成物、反射板および発光ダイオード素子 |
| JP2013032426A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Mitsui Chemicals Inc | 反射材用熱可塑性樹脂および反射板 |
-
2013
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 藤原 敏男: "ウィスカー状炭酸カルシウムについて", 資源処理技術, vol. Vol.39(1992)No.2, JPN6016040657, 1992, pages 67 - 72, ISSN: 0003425323 * |
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