KR20200139167A - 수지 부재, 수지 부재의 제조 방법 및 축열체 - Google Patents

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아키라 나가이
츠요시 모리모토
나오키 후루카와
노조미 마츠바라
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쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 일 양태에 있어서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체와, 지방산 에스터를 포함하는 수지 부재(1)를 제공한다.

Description

수지 부재, 수지 부재의 제조 방법 및 축열체
본 발명은, 수지 부재, 수지 부재의 제조 방법 및 축열체(蓄熱體)에 관한 것이다.
종래, 자동차, 건축물, 지하가(地下街) 등에 있어서의 공조(空調) 설비, 자동차의 엔진, 전자 부품 등에는, 열에너지를 일시적으로 저축해 두고 수시로 그 열에너지를 취출하기 위한 축열재가 구비되어 있다.
축열재로서는, 예를 들면 물질의 상전이를 이용하여 축열 또는 방열하는 것을 들 수 있다. 이와 같은 축열재로서, 예를 들면 탄화 수소 화합물을 이용한 것이 알려져 있다. 탄화 수소 화합물은, 가역적으로 상전이를 함으로써, 우수한 축열성을 갖는다. 그러나, 탄화 수소 화합물은 상전이의 고온 측에서는 액체 상태이며, 탄화 수소 화합물이 스며나올 가능성이 있기 때문에, 어떠한 방법의 스며나옴 방지책을 실시해야만 한다.
이와 같은 문제에 대하여, 예를 들면 특허문헌 1에는, 스며나옴을 억제하는 축열재로서, 스타이렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스타이렌 공중합체와, 파라핀계 왁스를 포함하는 축열재가 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-88517호
그런데, 축열재는, 예를 들면 인장된 상태에서 대상물에 감겨져 사용되는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 축열재에는, 인장력에 대한 왜곡이 작은(즉 탄성률이 높은) 것이 요구된다.
본 발명은, 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 축열 가능하고, 높은 탄성률을 갖는 수지 부재와 그 제조 방법, 및 수지 부재를 이용한 축열체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 일 양태에 있어서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체와, 지방산 에스터를 포함하는 수지 부재이다. 이 양태에 있어서, 수지 부재는, 젤화제를 더 포함해도 된다. 이 양태에 있어서, 수지 부재는, 카복실산 및 카복실산 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함해도 된다.
본 발명은, 다른 일 양태에 있어서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체와, 지방산 에스터를 함유하는 조성물을 가열 용융하여 성형하는 공정을 구비하는, 수지 부재의 제조 방법이다. 이 양태에 있어서, 조성물은, 젤화제를 더 포함해도 된다. 이 양태에 있어서, 조성물은, 카복실산 및 카복실산 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함해도 된다. 이들 제조 방법에 있어서, 성형은, 사출 성형, 압축 성형 또는 트랜스퍼 성형이어도 된다.
상기의 각 양태에 있어서, 올레핀의 탄소수는, 3~8이어도 된다.
상기의 각 양태에 있어서, 지방산 에스터의 융점이 50℃ 미만인 경우, 올레핀의 탄소수는, 바람직하게는 8이다.
상기의 각 양태에 있어서, 수지 부재는, 금속, 탄소 재료, 무기 산화물, 및 무기 질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 필러를 더 포함해도 된다.
본 발명은, 다른 일 양태에 있어서, 열원과, 상기 열원에 장착된 상기의 수지 부재를 구비하는 축열체이다.
본 발명에 의하면, 축열 가능하며, 높은 탄성률을 갖는 수지 부재 및 그 제조 방법, 및 수지 부재를 이용한 축열체를 제공할 수 있다.
도 1은 수지 부재의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 실시예 1의 탄성률의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예 3의 탄성률의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 온도 변화 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 열응답의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 휘발성의 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 적절히 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 수지 부재의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다. 수지 부재(1)는, 일 실시형태에 있어서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체(이하, "(A) 성분"이라고도 함)와, 지방산 에스터(이하, "(B) 성분"이라고도 함)를 포함한다. 수지 부재(1)는, 예를 들면 시트상(필름상)이어도 된다.
공중합체를 구성하는 올레핀(이하, 간단히 "올레핀"이라고도 함)의 탄소수는, 3 이상이며, 예를 들면 3~8이다. 올레핀의 탄소수가 4 이상인 경우, 올레핀은, 직쇄상이어도 되고 분기상이어도 된다. 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체로서는, 예를 들면 에틸렌과 프로필렌(C3)의 공중합체, 에틸렌과 뷰텐(C4)의 공중합체, 에틸렌과 펜텐(C5)의 공중합체, 에틸렌과 헥센(C6)의 공중합체, 에틸렌과 헵텐(C7)의 공중합체, 에틸렌과 옥텐(C8)의 공중합체, 에틸렌과 노넨(C9)의 공중합체, 에틸렌과 데센(C10)의 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 구체예에 병기한 괄호 내의 값은, 탄소수를 나타낸다. 이들 중에서도, 에틸렌과 탄소수가 3~8인 올레핀과의 공중합체는, 입수가 용이하기 때문에, 바람직하게 이용된다. 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체는, 1종 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
(A) 성분의 함유량은, 수지 부재(1)의 탄성률을 더 향상시키는 관점에서, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 10질량% 이상, 더 바람직하게는 15질량% 이상이다. (A) 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 50질량% 이하, 보다 바람직하게는 40질량% 이하, 더 바람직하게는 30질량% 이하이다.
수지 부재(1)가 (A) 성분을 함유함으로써, 수지 부재(1)의 탄성률을 향상시킬 수 있기 때문에, 수지 부재(1)는, 인장된 상태에서 대상물에 감겨지는 경우에도 적합하게 사용된다. 또, 수지 부재(1)가 (A) 성분을 함유함으로써, 수지 부재(1)는, 환경 온도의 변화에 대해서도 탄성률을 양호하게 유지할 수 있다. 즉, 환경 온도의 상승에 따라 수지 부재(1)의 탄성률이 일단 저하되어도, 수지 부재(1)가 유동되는 일 없이 형상을 유지할 수 있어, 환경 온도가 원래의 온도로 되돌아갔을 때에는, 수지 부재(1)의 인장 모드에서 측정한 탄성률이 원래의 탄성률로 되돌아가기 쉬워진다.
(B) 성분은, 실용 범위에서 축열 효과를 얻는 관점에서, 예를 들면 -40~70℃의 범위 내에 융점을 갖는다. (B) 성분은, 예를 들면 지방산과 지방족 알코올의 에스터여도 된다. (B) 성분은, 직쇄상이어도 되고 분기상이어도 된다.
지방산의 탄소수는, 바람직하게는 10 이상이며, 예를 들면 10~40, 10~30 또는 10~25이다. 지방족 알코올의 탄소수는, 예를 들면 1~20, 1~10 또는 1~8이다. 지방족 알코올은, 예를 들면 1~3가의 알코올이어도 되고, 바람직하게는 1가의 알코올이다. 지방족 알코올이 2가 이상의 다가 알코올인 경우, 지방산 에스터는, 다가 알코올의 수산기의 일부가 에스터화된 부분 에스터여도 되고, 다가 알코올의 수산기의 전부가 에스터화된 완전 에스터여도 된다.
(B) 성분은, 구체적으로는, 모노 미리스트산 글리세롤(44~48℃), 스테아르산 메틸(37~41℃), 스테아르산 에틸(33~35℃), 팔미트산 뷰틸(32~35℃), 팔미트산 에틸(18~21℃), 스테아르산 뷰틸(22~24℃), 미리스트산 에틸(10~13℃), 스테아르산 2-에틸헥실(10℃), 라우르산 메틸(5℃), 우지(牛脂) 지방산 2-에틸헥실에스터(1℃), 팔미트산 2-에틸헥실(0℃), 미리스트산 아이소프로필(-5℃), 라우르산 에틸(-10℃), 올레산 메틸(-20℃), 올레산 에틸(-32℃) 등이다. 또한, 구체예에 병기한 괄호 내의 값은, 각각 융점을 나타낸다. 또, 상기 융점은, 시차 주사 열량계(예를 들면, 퍼킨엘머제 "8500")를 이용하여, 승온 속도 10℃/분으로 가열했을 때에 얻어진 서모그램의 융해(흡열) 피크의 최대 경사의 접선이 베이스라인과 교차하는 점의 온도이다. 이들 (B) 성분은, 1종 단독으로 이용되어도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
지방산 에스터는, 쇄상 포화 탄화 수소 화합물, 또는 쇄상 포화 탄화 수소 화합물을 주성분으로 하는 석유 왁스에 비하여, 융점을 초과하는 온도대에 있어도 휘발하기 어려운 경향이 있기 때문에, 장기간 안정적으로 수지 부재의 특성을 유지할 수 있다.
(B) 성분의 함유량은, 축열 작용이 더 우수한 관점에서, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 40질량% 이상, 보다 바람직하게는 45질량% 이상, 더 바람직하게는 50질량% 이상이다. (B) 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 90질량% 이하, 보다 바람직하게는 80질량% 이하, 더 바람직하게는 70질량% 이하이다.
(B) 성분의 융점이 50℃ 미만인 경우, 지방산 에스터의 유동성의 억제가 우수한 관점에서, (A) 성분에 있어서의 올레핀의 탄소수는, 바람직하게는 8이다.
수지 부재(1)는, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체 및 지방산 에스터에 더하여, 젤화제(이하, "(C) 성분"이라고도 함)를 더 포함하고 있어도 된다. (C) 성분은, (B) 성분을 젤화할 수 있는 성분이면 특별히 제한되지 않는다. (C) 성분은, 예를 들면 카복실산 또는 카복실산 금속염이어도 된다. 즉, 수지 부재(1)는, 다른 일 실시형태에 있어서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체 및 지방산 에스터에 더하여, 카복실산 및 카복실산 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함하고 있어도 된다.
(C) 성분에 있어서의 카복실산은, 지방산 에스터와의 상성(相性)이 양호한 관점에서, 바람직하게는 쇄상의 탄화 수소기를 갖는 카복실산이다. 카복실산의 탄소수는, 바람직하게는 10 이상이며, 예를 들면 10~40, 10~30 또는 10~25이다. 카복실산은, 포화여도 되고 불포화여도 된다. 카복실산으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 라우르산(C12(탄소수, 이하 동일)), 미리스트산(C14), 팔미트산(C16), 스테아르산(C18), 아이소스테아르산(C18), 도코사헥사엔산(C22), 베헨산(C21), 운데실렌산(C11), 올레산(C18), 에루크산(C22), 리놀레산(C18), 아라키돈산(C20), 리놀렌산(C18), 사피에닉산(C16), 12-하이드록시스테아르산(C18) 등을 들 수 있다. 카복실산은, 1종 단독, 혹은 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
(C) 성분에 있어서의 카복실산 금속염을 구성하는 카복실산은, 지방산 에스터 및 카복실산과의 상성이 양호한 관점에서, 바람직하게는 쇄상의 탄화 수소기를 갖는 카복실산(쇄상의 지방족 카복실산)이다. 카복실산 금속염을 구성하는 카복실산의 탄소수는, 바람직하게는 6 이상이며, 예를 들면 6~30, 6~25 또는 8~20이다. 카복실산 금속염을 구성하는 카복실산은, 포화여도 되고 불포화여도 된다. 카복실산 금속염을 구성하는 금속은, 카복실산과 염을 형성할 수 있는 금속이며, 예를 들면 알루미늄이다. 구체적인 카복실산 금속염으로서는, 스테아르산 알루미늄(C18(탄소수, 이하 동일)), 라우르산 알루미늄(C12), 올레산 알루미늄(C18), 베헨산 알루미늄(C21), 팔미트산 알루미늄(C16), 2-에틸헥세인산 알루미늄(C8) 등을 들 수 있다. 카복실산 금속염은, 1종 단독, 혹은 2종 이상을 조합하여 이용되어도 된다.
수지 부재(1)가 (C) 성분을 포함하는 경우, (C) 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 3질량% 이상이다. (C) 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 10질량% 이하, 보다 바람직하게는 8질량% 이하, 더 바람직하게는 6질량% 이하이다.
수지 부재(1)에 열전도성을 부여하여, 열응답성을 향상시키는 관점에서, 수지 부재(1)는, 금속, 탄소 재료, 무기 산화물, 및 무기 질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 필러(이하, "(D) 성분"이라고도 함)를 더 포함하고 있어도 된다. 필러의 형상은, 파우더상, 입자상, 섬유상 등이어도 된다. 수지 부재(1)가 필러를 포함하고 있으면, 수지 부재의 열응답성이 향상됨으로써, 수지 부재 중의 열원으로부터 떨어진 부분에도 열이 전달되기 쉬워지기 때문에, 유효하게 축열할 수 있는 체적을 증가시킬 수 있다.
(D) 성분에 포함될 수 있는 금속은, 금, 은, 구리 및 알루미늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다. 탄소 재료는, 흑연, 탄소 섬유 및 탄소 분말로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다. 흑연은, 구상 흑연, 팽창 흑연, 인상(鱗狀) 흑연, 토상(土狀) 흑연 등의 천연 흑연이어도 되고, 열분해 흑연 등의 인조 흑연이어도 된다. 무기 산화물은, 알루미나, 실리카, 및 산화 베릴륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다. 무기 질화물은, 질화 알루미늄 및 질화 붕소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이어도 된다. (D) 성분은, 수지 또는 실리카가, 상술한 금속, 탄소 재료, 무기 산화물, 또는 무기 질화물에 의하여 피복된 수지 필러 또는 실리카 필러여도 된다.
수지 부재(1)가 (D) 성분을 포함하는 경우, (D) 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 바람직하게는 5질량% 이상이며, 또 바람직하게는 35질량% 이하, 보다 바람직하게는 30질량% 이하, 더 바람직하게는 25질량% 이하이다.
(B) 성분의 융점이 50℃ 이상인 경우, 50℃ 이상의 온도 영역에 있어서의 유동성 억제 및 형상 유지의 점에서 더 우수한 관점에서, 수지 부재(1)는, 바람직하게는, 폴리에틸렌(에틸렌 단독 중합체) 및 폴리프로필렌(프로필렌 단독 중합체)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종(이하, "(E) 성분"이라고도 함)을 더 포함한다.
(E) 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 5질량% 이상이어도 되고, 또 30질량% 이하, 25질량% 이하, 또는 20질량% 이하여도 된다.
수지 부재(1)는, 상기 (A)~(E) 성분에 더하여, 그 외의 성분을 더 포함하고 있어도 된다. 그 외의 성분으로서는, 글라스, 탤크 등의 무기 성분, 광열화를 억제하는 광흡수제, 산화 열화를 억제하는 산화 방지제 등을 들 수 있다. 그 외의 성분의 함유량은, 수지 부재 전체량 기준으로, 예를 들면 10질량% 이하여도 된다.
이상 설명한 수지 부재(1)는, 예를 들면 이하의 방법에 의하여 얻어진다. 즉, 지방산 에스터((B) 성분)를 융점 이상으로 가온한 상태에서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체((A) 성분)와, 필요에 따라서 필러((D) 성분)와, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종((E) 성분)을 첨가하여 혼합한다. 균일하게 혼합 후, 카복실산 및 카복실산 금속염((C) 성분)을 첨가해도 되고, 더 균일 혼합함으로써 수지 부재(1)를 얻는다.
수지 부재(1)는, (A) 성분 및 (B) 성분과, 필요에 따라서 (C)~(E) 성분 및 그 외의 성분을 함유하는 조성물을, 가열 용융하여 성형함으로써도 얻어진다. 즉, 수지 부재(1)의 제조 방법은, (A) 성분 및 (B) 성분과, 필요에 따라서 (C)~(E) 성분 및 그 외의 성분을 함유하는 조성물을 가열 용융하여 성형하는 공정(성형 공정)을 구비하고 있다. 성형 공정에 있어서의 성형은, 사출 성형, 압축 성형 또는 트랜스퍼 성형이어도 된다.
이상과 같이, 수지 부재(1)는, 상전이를 이용하여 축열 또는 방열하는 것이 가능하기 때문에, 축열재로서 적합하게 이용된다. 즉, 이상의 설명에서는, "수지 부재"가 "축열재"로 해석될 수 있다. 즉, 일 실시형태에 관한 축열재는, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체와, 지방산 에스터를 포함한다.
본 실시형태의 축열재(수지 부재)는 다양한 분야에 활용될 수 있다. 축열재(수지 부재)는, 예를 들면 자동차, 건축물, 공공 시설, 지하가 등에 있어서의 공조 설비(공조 설비의 효율 향상), 공장 등에 있어서의 (파이프상) 배관(배관의 축열), 온도 조절 장치에 있어서의 열교환기기 또는 히트 펌프의 열교환 배관(배관의 축열), 자동차의 엔진(엔진 주위의 보온), 전자 부품(전자 부품의 승온 방지), 속옷의 섬유 등에 이용된다. 축열재(수지 부재)는, 케이싱을 필요로 하지 않고, 축열재(수지 부재) 단독으로도 탄성률이 높으므로, 장착되는 대상물(열원)에 첩부되거나, 감겨지거나, 다양한 상태로 장착된다. 즉, 본 발명의 일 실시형태는, 열원(대상물)과, 그 열원에 장착된 상술한 축열재(수지 부재)를 구비하는 축열체라고 할 수도 있다.
실시예
본 발명을 실시예에 근거하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예, 참고예 및 비교예에 있어서는, 이하에 나타내는 각 성분을 이용하여 표 1~3에 나타내는 조성의 수지 부재를 제작했다. 즉, 지방산 에스터((B) 성분)를 융점 이상으로 가온한 상태에서, 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체((A) 성분)와, 필요에 따라서 필러((D) 성분)를 첨가하여 혼합했다. 균일하게 혼합 후, 필요에 따라서 카복실산 및/또는 카복실산 금속염((C) 성분)을 첨가하여, 더 균일 혼합함으로써 수지 부재를 얻었다. 참고예 1에 있어서는, (B) 성분 대신에, 이하에 나타내는 지방산 에스터 대체 재료를 이용했다.
(에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체)
A-1: 에틸렌과 옥텐의 공중합체(다우·케미컬 일본(주)제, 제품명 "ENGAGE8150")
A-2: 에틸렌과 옥텐의 공중합체(다우·케미컬 일본(주)제, 제품명 "ENGAGE8003")
(지방산 에스터)
B-1: 스테아르산 메틸(융점: 37℃)
B-2: 스테아르산 에틸(융점: 33℃)
B-3: 스테아르산 2-에틸헥실(융점: 10℃)
(지방산 에스터 대체 재료)
B-4: 헥사데케인(융점: 18℃)
(카복실산 또는 카복실산 금속염)
C-1: 올레산
C-2: 2-에틸헥세인산 알루미늄
C-3: 12-하이드록시스테아르산
(필러)
D-1: 팽창화 흑연 분쇄 가루((주) 다이넨 산교, 평균 입경 175~250μm)
(탄성률의 측정)
실시예, 참고예 및 비교예의 수지 부재에 대하여, 20mm×5mm×1mm의 크기의 수지 부재를 샘플로서 이용하고, 동적 점탄성 측정 시험기(DVA-220, 아이티 게이소쿠 세이교(주))에 의하여, 수지 부재의 융점±15~30℃에 있어서의 온도 범위에 있어서 탄성률을 측정했다. 온도 조건으로서, 수지 부재의 융점 미만의 온도로부터 융점 이상의 온도가 되도록, 온도 T1로부터 승온 속도 10℃/분으로 승온하여 온도 T2에 도달시킨 후, 강온 속도 10℃/분으로 강온시켜 온도 T1 부근의 온도 T3에 도달하도록 했다. 그리고, T1, T2 및 T3의 온도하에 있어서의 탄성률을 측정했다. 측정은, 인장 진동 모드로, 10Hz, 설정 왜곡 0.08%의 조건으로 실시했다. 온도가 T1일 때의 탄성률을 E1, 온도가 T2일 때의 탄성률을 E2, 온도가 T3일 때의 탄성률을 E3으로 하여, 각각의 탄성률을 표 1~3에 나타낸다.
(융점 및 융해열의 측정)
얻어진 수지 부재에 대하여, 시차 열분석(DSC)에 의하여, 승온 속도 10℃/분의 승온 과정에 있어서의 융해의 피크 온도로부터 융점을 구하고, 각각의 면적으로부터 융해열(J/g)을 산출했다. 측정 결과를 표 1~3에 나타낸다. 또한, 융해열이 클수록 축열 용량이 큰 것을 의미한다.
실시예 1~12의 수지 부재는, 표 1~3에 나타내는 바와 같이, 축열재로서 사용한 후에 충분히 높은 탄성률(예를 들면, 수지 부재의 융점 이상의 온도에 있어서의 인장 모드의 탄성률 E2가 1.00×102Pa 이상)을 갖고 있었다. 또, 실시예 1~12의 수지 부재는, 공중합체의 융점을 사이에 둔 온도 영역에서 승온 및 강온시켰더니, 융점 이상으로 승온시킨 후의 탄성률이, 융점 이상으로 승온시키기 전의 탄성률로 되돌아가는(회복하는) 경향이 보여졌다. 또한, E3/E1≥0.05일 때에, E3의 탄성률이 E1의 탄성률로 되돌아가는 경향이 보여진다고 할 수 있다. 따라서, 실시예 1~12의 수지 부재는, 승온 및 강온 과정을 반복하는 것이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 한편, 비교예 1 및 2의 수지 부재는, 융해열을 산출할 수 없어, 축열 작용을 갖고 있지 않았다. 비교예 3~5의 수지 부재는, 융점 이상에서 액상이 되어, 탄성률을 측정하는 것이 불가능했다. 즉, 실시예 1~12의 수지 부재는, 금속, 수지 등으로 구성된 어떠한 케이스에 수용하지 않아도 사용할 수 있는 축열재로서 이용할 수 있다고 생각된다. 또한, 탄성률의 측정 결과의 예로서, 실시예 1, 3의 측정 결과를 도 2 및 도 3에 나타낸다.
(형상 유지의 평가)
20mm×50mm×1mm의 크기의 수지 부재를 샘플로서 이용하여, SUS 트레이에 얹고, 60℃의 항온조에 24시간 방치하여, 형상 변화를 관찰했다. 형상 변화가 보이지 않는 것을 A, 샘플의 모서리가 약간 둥그스름한 것을 B, 샘플 변이 둥그스름한 혹은 형상이 유동된 것을 C로 했다. 평가 결과를 표 1~3에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
[표 3]
Figure pct00003
(온도 변화 시험)
150×150mm×3mm의 크기로 한 실시예 1 및 비교예 1에 관한 수지 부재를 온도 변화 시험에 제공했다. 3.2mm 두께 유리 및 900μm 두께 에틸렌-아세트산 바이닐 코폴리머의 적층체(크기: 200×200mm) 상의, 폴리머 측의 면에 수지 부재를 탑재하고, 시험조(PG-2J, 에스펙(주)제)에 설치했다. 설정 온도를 70℃ 및 15℃의 사이로 하여, 30분/사이클로 온도 변화시켰을 때의, 적층체의 온도 변화를 측정했다. 측정 시에는, 블랭크로서, 수지 부재를 탑재하지 않은 적층체에 대해서도 동일하게 온도 변화를 측정했다. 결과를 도 4에 나타낸다. 블랭크 및 비교예 1과 비교하여, 실시예 1의 수지 부재를 탑재한 적층체는, 승온 및 강온을 반복했을 때의 온도 변화가 작았다. 따라서, 실시예 1의 수지 부재는, 축열 작용을 갖는 수지 부재로서 유용하다는 것을 알 수 있었다.
(열응답의 측정)
실시예 5 및 6에 관한 수지 부재를 이용하여, 배관을 덮었을 때의 열응답을 측정했다. 직경 6mm의 구리관의 주위를, 두께 17.5mm의 수지 부재로 덮은 샘플을 준비했다. 이 샘플을 100℃의 항온조에 45분간 방치한 후, 구리관에 항온 순환수의 파이프를 접속하여, 1.2L/분으로 5℃의 냉수를 흘려보냈다. 이때의, 구리관 중심으로부터 15mm에 위치하는 수지 부재의 강온 변화를 측정했다. 결과를 도 5의 (a)에 나타낸다.
또, 동일한 샘플을, 실온 약 25℃에 충분히 방치하여 온도를 안정시키고 나서, 구리관에 항온 순환수의 파이프를 접속하여, 1.2L/분으로 70℃의 온수를 흘려보냈다. 이때의, 구리관 중심으로부터 15mm에 위치하는 수지 부재의 승온 변화를 측정했다. 결과를 도 5의 (b)에 나타낸다.
또한, 실시예 5 및 실시예 6의 수지 부재에 대하여 열전도율을 구했더니, 실시예 5에 관한 수지 부재의 열전도율은 약 0.36W/mK, 실시예 6에 관한 수지 부재의 열전도율은 약 1.11W/mK였다. 이들 결과로부터, 수지 부재가 팽창 흑연을 포함함으로써 열전도성이 더 향상되어, 구리관으로부터 떨어진 점에 있어서도, 축열 작용을 단시간에 발현할 수 있는 것을 알 수 있었다. 즉, 실시예 5 및 실시예 6의 수지 부재에 대하여, 축열재로서의 가일층의 유용성을 확인할 수 있었다.
(휘발성의 평가)
실시예 1, 7~10 및 참고예 1의 수지 부재에 대하여, 휘발성을 평가했다. 50mm×10mm×1mm의 크기의 수지 부재를, 60℃의 항온조에 투입하고, 질량 변화를 측정했다. 결과를 도 6에 나타낸다. 지방산 에스터를 포함하는 실시예 1, 7~10의 수지 부재는, 지방산 에스터를 포함하지 않는 참고예 1의 수지 부재에 비하여, 휘발하기 어려운 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 참고예 1에 있어서의 휘발분은, 휘발량으로부터 헥사데케인(B-4 성분)이라고 생각된다. 또, 실시예 1, 7~10의 수지 부재는, 장기간 안정적으로 특성을 유지할 수 있는 것을 알 수 있었다. 예를 들면, 실시예 1의 시험 전의 융해열은 142J/g이었지만, 60℃에서 240시간 경과 후의 융해열은 141J/g이며, 휘발성 평가 후에 있어서도 수지 부재로서의 특성을 유지하고 있는 것을 알 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명의 수지 부재(축열재)는, 사출 성형, 압축 성형, 트랜스퍼 성형 등의 일반적으로 이용되는 성형 방법으로 임의의 형상으로 성형 가능하며, 다양한 온도하에 있어서도 높은 탄성률을 갖기 때문에, 온도 변화를 억제할 수 있는 수지 부재(축열재)로서 케이스 없이 사용할 수 있다는 효과가 있는 것을 알 수 있었다.
1…수지 부재

Claims (14)

  1. 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체와,
    지방산 에스터를 포함하는 수지 부재.
  2. 청구항 1에 있어서,
    젤화제를 더 포함하는, 수지 부재.
  3. 청구항 1에 있어서,
    카복실산 및 카복실산 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는, 수지 부재.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 올레핀의 탄소수가 3~8인, 수지 부재.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지방산 에스터의 융점이 50℃ 미만이며, 상기 올레핀의 탄소수가 8인, 수지 부재.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    금속, 탄소 재료, 무기 산화물, 및 무기 질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 필러를 더 포함하는, 수지 부재.
  7. 에틸렌과 탄소수가 3 이상인 올레핀의 공중합체와, 지방산 에스터를 함유하는 조성물을 가열 용융하여 성형하는 공정을 구비하는, 수지 부재의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 조성물이 젤화제를 더 함유하는, 수지 부재의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 조성물이, 카복실산 및 카복실산 금속염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는, 수지 부재의 제조 방법.
  10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 성형이, 사출 성형, 압축 성형 또는 트랜스퍼 성형인, 수지 부재의 제조 방법.
  11. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 올레핀의 탄소수가 3~8인, 수지 부재의 제조 방법.
  12. 청구항 7 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지방산 에스터의 융점이 50℃ 미만이며, 상기 올레핀의 탄소수가 8인, 수지 부재의 제조 방법.
  13. 청구항 7 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물이 금속, 탄소 재료, 무기 산화물, 및 무기 질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 필러를 더 포함하는, 수지 부재의 제조 방법.
  14. 열원과, 상기 열원에 장착된 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 수지 부재를 구비하는 축열체.
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