JP2021011565A - 遮熱用樹脂組成物および遮熱フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
(1)熱可塑性樹脂と、アンチモンドープ酸化スズ粒子と、酸化チタン被覆マイカ粒子とを含むことを特徴とする遮熱用樹脂組成物、
(2)前記遮熱用樹脂組成物の全量に対し、前記アンチモンドープ酸化スズ粒子の含有量が0.5〜4質量%で、前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量が0.5〜3質量%であることを特徴とする(1)に記載の遮熱用樹脂組成物、
(3)前記アンチモンドープ酸化スズ粒子の50%体積粒子径が、動的光散乱法による粒度分布測定で80〜130nmであることを特徴とする(1)または(2)に記載の遮熱用樹脂組成物、
(4)前記酸化チタン被覆マイカ粒子が、レーザ回折法による粒度分布測定で、10%粒子径が3μm以上かつ90%粒子径が80μm以下で、酸化チタン被覆率が10〜70質量%であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一項に記載の遮熱用樹脂組成物、
(5)前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂及び塩化ビニル系樹脂の中から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか一項に記載の遮熱用樹脂組成物、
(6)アンチモンドープ酸化スズ粒子、酸化チタン被覆マイカ粒子および熱可塑性樹脂を溶融混練して高濃度遮熱用樹脂組成物を得る工程と、
当該高濃度遮熱用樹脂組成物および希釈用熱可塑性樹脂を溶融混練する工程と、
を含むことを特徴とする(1)〜(5)のいずれか一項に記載の遮熱用樹脂組成物の製造方法、
(7)前記高濃度遮熱用樹脂組成物の全量に対し前記アンチモンドープ酸化スズ粒子の含有量が5〜40質量%で前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量が5〜30質量%であることを特徴とする(6)記載の高濃度遮熱用樹脂組成物
(8)(1)〜(5)のいずれか一項に記載の遮熱用樹脂組成物を含み、平均可視光透過率が70%以上であることを特徴とする遮熱フィルム、
(9)前記アンチモンドープ酸化スズ粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子とが質量比で12:1〜1:12であり、かつ前記アンチモンドープ酸化スズ粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量が総量で0.8〜2.4g/m2であることを特徴とする(8)に記載の遮熱フィルム、
(10)フィルムの厚さが0.01〜0.3mmであることを特徴とする(8)または(9)に記載の遮熱フィルム、
(11)農業用途であることを特徴とする(8)〜(10)のいずれか一項に記載の遮熱フィルム、
である。
また、本発明の遮熱フィルムは、作用機作の異なる2種の遮熱剤を併用しているので熱線を効果的に遮蔽できるフィルムとして使用できる。
前記有機粒子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート粒子、アクリル−スチレン共重合体粒子、メラミン粒子、ポリカーボネート粒子、スチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、ポリ塩化ビニル粒子、ベンゾグアナミン−メラミンホルムアルデヒド粒子等が挙げられる。
前記無機粒子としては、酸化チタンで被覆されたマイカ(酸化チタン被覆マイカ)粒子、ガラスビーズ、シリカ粒子、ゼオライト等が挙げられる。中でも、酸化チタン被覆マイカ粒子が透明性に優れ、光散乱効果も大きいため好ましく用いられる。
前記酸化チタン被覆マイカ粒子において酸化チタンによるマイカの被覆率は、低いと、遮熱効果が不足することがある一方、被覆率70%を超えても遮熱効果は増加しないため10〜70%が好ましく、30〜60%がより好ましい。また、マイカを被覆する酸化チタンはルチル型、アナターゼ型、ブルッカイト型のいずれでも好適に用いることが出来る。
本発明の遮熱用樹脂組成物には、必要に応じて各種添加剤を添加してもよい。具体的には、ワックス、金属石けん、潤滑剤、熱安定剤、可塑剤、加工助剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防かび剤、難燃剤、充填剤、強化剤、架橋剤、補強材、滑剤、防曇剤、帯電防止剤、導電材、発泡剤、軽量充填剤、着色剤など、が挙げられるが、公知慣用のものであればいかなるものも、遮熱用樹脂組成物の特性を損なわない範囲で適宜選択できる。
前記マスターバッチのATO粒子の含有量は、1〜59質量%が好ましく、5〜40質量%であることがより好ましい。酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量は、1〜59質量%が好ましく、5〜30質量%であることがより好ましい。マスターバッチ中の、ATO粒子と酸化チタン被覆マイカ粒子とを合わせた含有量は、マスターバッチの作製が困難になるため、60質量%以下になることが好ましい。
前記マスターバッチ製造に用いる熱可塑性樹脂と前記希釈用熱可塑性樹脂とは同一のものが好ましいが、違っていても相溶するものであれば使用可能である。
溶融混練する場合は、混合機により材料を混合し、混練機により溶融混練する方法が好ましく、混合機の例としては、ヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンブレンダー等が挙げられ、混練機の例としては、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー等が挙げられる。
前記ATO粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子の質量比が12:1〜1:12の範囲から外れると上部遮熱効果および透明性が低下してしまう。前記ATO粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子の質量比が12:1〜1:12の範囲であっても、前記ATO粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量の総量が0.8g/m2未満だと遮熱効果が劣り、2.4g/m2を超過すると光線透過率が低下してしまう。
前記ATO粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子を上記のバランスで配合すると、本発明の目的である上部遮熱効果と透明性とを好ましく両立させることができる。
実施例1の遮熱用樹脂組成物No.1は以下の手順で作成した。
低密度ポリエチレン(以下、「LDPE」と記す、商品名UBEポリエチレンF522N、宇部丸善ポリエチレン社製)96.5部と、ATO粒子(パウダータイプ、SN−100P、石原産業社製)0.5部と、酸化チタン被覆マイカ粒子(Iriodin223、メルク社製)3.0部とを、スリーハンズミキサーに投入し混合攪拌した後に単軸押出機に供給し、160℃で溶融混練してストランドとして押出し、これを冷却しカットしたペレット状の遮熱用樹脂組成物No.1を得た。同様の手順で、表1に記す原材料を用いて、表2および表3の組成(表中の数値は質量%を表す。)に従い、実施例2、4〜20および比較例1〜10の遮熱用樹脂組成物No.2、4〜30を製造した。
実施例1の遮熱フィルムNo.1は、以下の手順で作製した。
遮熱用樹脂組成物No.1を、インフレーション成形機の供給口に投入し、160℃で押出し、0.050mmの遮熱フィルムNo.1を得た。同様の手順で、遮熱用樹脂組成物No.2、4〜30から、実施例2、4〜20および比較例1〜10の遮熱フィルムNo.2、4〜30を得た。
実施例3の遮熱フィルムは、ATO粒子と酸化チタン被覆マイカ粒子を含むマスターバッチを用いて作製した。
LDPE70部と、ATO粒子10部、酸化チタン被覆マイカ粒子20部とを、二軸押出機を用いて、成型温度160℃で混練し、得られた混練物をダイスより吐出することによってマスターバッチを得た。得られたマスターバッチ10部と、LDPE90部とを、ブレンドし、インフレーション成形機の供給口に投入し、160℃で押出し、0.050mmの遮熱フィルムNo.3を得た。
光線透過率は、各遮熱フィルムについて、紫外可視近赤外分光光度計(UH4150、日立ハイテクサイエンス社製、SCAN SPEED300nm/min、SLIT幅5nm)を使用して、可視光に相当する380〜780nmの透過率を1nm毎に測定した。測定した透過率を相加平均することにより、平均可視光透過率を求めた。表4および表5には、平均可視光透過率を示し、75%以上であれば◎、70%以上75%未満であれば○、70%未満であれば×と評価した。
各遮熱フィルムについて、初期温度を25℃とし、次の方法により上部および下部の遮熱効果を測定した。
図1の遮熱試験の測定装置を示す概略図の通り、長さ25.0cm、幅19.0cm、厚み3.0cmの発泡スチロール1の上に、長さ25.0cm、幅25.0cm、深さ40.0cmの厚み0.5cmのダンボール箱2を載せ、このダンボール箱の上面中央部に長さ方向に22.5cm、幅方向に16.0cmの開口部を設け、この開口部を塞ぐように遮熱フィルム3を載せる。遮熱フィルムから15.0cm下になるように上部遮熱効果測定用の温度センサー4および34.5cm下になるように下部遮熱効果測定用の温度センサー5をテーブル6の上に設置する。遮熱フィルムの30.0cm真上から赤外線ランプ7(アイR形赤外線電球125W、岩崎電気社製)を60分間照射して、照射前後の温度を測定する。LDPEのみから成るフィルム(以下、「ブランク」とする)との比較から、以下の式により上部遮熱効果(℃)および下部遮熱効果(℃)を算出する。
上部遮熱効果(℃)=(ブランクへの照射後の15.0cm下の温度−ブランクへの照射前の15.0cm下の温度)−(遮熱フィルムへの照射後の15.0cm下の温度−遮熱フィルムへの照射前の15.0cm下の温度)
下部遮熱効果(℃)=(ブランクへの照射後の34.5cm下の温度−ブランクへの照射前の34.5cm下の温度)−(遮熱フィルムへの照射後の34.5cm下の温度−遮熱フィルムへの照射前の34.5cm下の温度)
上部遮熱効果および下部遮熱効果(℃)が大きいほど、上部遮熱効果および下部遮熱効果が良好と判断した。上部遮熱効果について、◎:4℃以上、○:3℃以上4℃未満、×:3℃未満の3段階で評価した。下部遮熱効果について、◎:2℃以上、○:1℃以上2℃未満、×:1℃未満の3段階で評価し、表4および表5に記した。光線透過率評価×のフィルムについては、遮熱試験を実施せず、表中に斜線で記した。
また、30%酸化チタン被覆マイカ粒子のみを0.93g/m2含有している比較例9は上部、下部遮熱効果とも×の評価となっている。一方、実施例12でも、ATO粒子は0.94g/m2と比較例3よりも少なく、30%酸化チタン被覆マイカ粒子も0.47g/m2と比較例9よりも少ないにもかかわらず、上部および下部遮熱効果とも評価◎である。
以上から、明らかにATO粒子と酸化チタン被覆マイカ粒子を組み合わせることによって、遮熱効果、特に、上部遮熱効果に対し相乗的な効果が発現したといえる。
また、実施例14〜20によると、本発明の遮熱フィルムは、フィルム中にATO粒子と酸化チタン被覆マイカ粒子が十分含有されていれば、厚みに依存せず、遮熱効果を発揮している。
2 ダンボール箱
3 遮熱フィルム
4 上部遮熱効果測定用の温度センサー
5 下部遮熱効果測定用の温度センサー
6 テーブル
7 赤外線ランプ
Claims (11)
- 熱可塑性樹脂と、アンチモンドープ酸化スズ粒子と、酸化チタン被覆マイカ粒子とを含むことを特徴とする遮熱用樹脂組成物。
- 前記遮熱用樹脂組成物の全量に対し、前記アンチモンドープ酸化スズ粒子の含有量が0.5〜4質量%で、前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量が0.5〜3質量%であることを特徴とする請求項1に記載の遮熱用樹脂組成物。
- 前記アンチモンドープ酸化スズ粒子の50%体積粒子径が、動的光散乱法による粒度分布測定で80〜130nmであることを特徴とする請求項1または2に記載の遮熱用樹脂組成物。
- 前記酸化チタン被覆マイカ粒子が、レーザ回折法による粒度分布測定で、10%粒子径が3μm以上かつ90%粒子径が80μm以下で、酸化チタン被覆率が10〜70質量%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用樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂及び塩化ビニル系樹脂の中から選ばれる少なくとも1種であ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用樹脂組成物。
- アンチモンドープ酸化スズ粒子、酸化チタン被覆マイカ粒子および熱可塑性樹脂を溶融混練して高濃度遮熱用樹脂組成物を得る工程と、
当該高濃度遮熱用樹脂組成物および希釈用熱可塑性樹脂を溶融混練する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の遮熱用樹脂組成物の製造方法。 - 前記高濃度遮熱用樹脂組成物の全量に対し前記アンチモンドープ酸化スズ粒子の含有量が1〜59質量%で前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量が1〜59質量%であることを特徴とする請求項6記載の高濃度遮熱用樹脂組成物。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の遮熱用樹脂組成物を含み、平均可視光透過率が70%以上であることを特徴とする遮熱フィルム。
- 前記アンチモンドープ酸化スズ粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子とが質量比で12:1〜1:12であり、かつ前記アンチモンドープ酸化スズ粒子と前記酸化チタン被覆マイカ粒子の含有量が総量で0.8〜2.4g/m2であることを特徴とする請求項8に記載の遮熱フィルム。
- フィルムの厚さが0.01〜0.3mmであることを特徴とする請求項8または9に記載の遮熱フィルム。
- 農業用途であることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の遮熱フィルム。
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