KR102612303B1

KR102612303B1 - 축열 성형체, 축열 적층체 및 축열 성형체의 제조 방법

Info

Publication number: KR102612303B1
Application number: KR1020177035100A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 후지사키; 유코 고세키
Original assignee: 디아이씨 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2023-12-11
Also published as: DE112016002898T5; US20180094872A1; JP6037192B1; KR20180020969A; WO2016208572A1; JPWO2016208572A1; CN107614653B; CN107614653A; US10502499B2

Abstract

수지 매트릭스 중에 축열재가 분산된 축열 성형체로서, 수지 매트릭스가 열가소성 수지 및 가소제를 함유하는 수지 조성물로 이루어지고, 가소제가 비프탈산계 가소제이며, 가소제와 축열재의 HSP 거리가 6 이상인 축열 성형체에 의해, 석고보드 등의 강직한 재료에 비해 양호한 유연성이나 취급성과 함께, 고온하에서의 축열 성형체로부터의 이탈 성분의 이탈을 억제할 수 있고, 양호한 축열성이나 적절한 내열성을 실현할 수 있으며, 또, 열가소성 수지와 가소제를 함유하는 수지 조성물을 매트릭스재로 하므로, 석고보드 등의 강직한 재료에 비해 유연성이나 취급성이 우수하다.

Description

축열 성형체, 축열 적층체 및 축열 성형체의 제조 방법

본 발명은, 각종 사용 양태에 따른 적온 유지, 에너지 절약화가 가능한 축열 성형체에 관한 것이다. 특히, 주택 등의 거주 공간이나 자동차 등의 실내의 적온 유지에 유용한 축열 성형체에 관한 것이다.

최근, 주택이나 오피스 등의 거주 공간에서 에너지 절약화의 요청이 높아지고 있으며, 주택 등에 사용되는 건축 재료에도 에너지 절약화에 공헌하는 재료가 요구되고 있다. 일반적으로는, 마루, 천장, 벽면 등에 단열재를 이용하여 냉난방의 효율화가 도모되고 있지만, 더 나은 에너지 절약화를 위해 각종 재료의 검토가 이루어지고 있다. 또 자동차나 항공기 등의 폐공간이나, 냉장차 등의 냉장고 내에서도 동일하게 에너지 절약화의 요청이 높다.

이러한 재료로는, 예를 들어, 석고보드에 잠열 축열재를 캡슐화한 것을 혼합한 재료가 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 또 유연성이 있는 재료를 사용한 재료로서, 열가소성 수지 중에 축열재를 함유하는 축열성 열가소성 수지 시트(특허문헌 2 참조) 등이 개시되어 있다.

일본국 특허공개 2003-284939호 공보 일본국 특허공개 2009-51016호 공보

상기 석고보드 중에 잠열 축열재를 혼합한 재료는, 벽면 등에 사용함으로써, 벽면 등의 열용량을 증가시켜 에너지 절약화를 도모하는 것이다. 그러나, 당해 재료는 유연성이나 취급성이 부족하여, 사용 양태에 제한이 있었다.

상기 열가소성 수지를 사용한 시트는, 열가소성 수지를 사용함으로써 유연성을 갖는 것이지만, 내분비 작용을 교란시켜, 야생 생물이나 사람의 생식·발육에 악영향을 주는 물질(환경 호르몬)로서 염려되는 프탈산계 재료가 사용되고 있다. 축열성의 재료는 인체에 가까운 공간에서 이용되는 경우도 많으므로, 당해 프탈산 함량을 저감시킨 축열재가 요구되고 있었다.

그러나, 프탈산계 재료를 사용하지 않고, 축열재를 함유하는 축열 성형체를 형성한 경우에는, 고온 하에서의 체적 수축이 발생하는 경우가 있어, 적합한 내열성을 실현하는 것이 곤란하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 프탈산계 재료의 사용을 억제하면서, 우수한 유연성이나 내열성을 가지며, 사용 양태에 따른 적온 유지에 공헌할 수 있는 축열성을 갖는 축열 성형체를 제공하는 것에 있다.

보다 적합하게는, 상기 과제에 더하여, 가소제나 잠열 축열재의 스며나옴을 적합하게 억제할 수 있는 축열 성형체를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 수지 매트릭스 중에 축열재가 분산된 축열 성형체로서, 상기 수지 매트릭스가 열가소성 수지 및 가소제를 함유하는 수지 조성물로 이루어지고, 상기 가소제가 비(非)프탈산계 가소제이며, 상기 가소제와 축열재의 HSP 거리가 6 이상인 축열 성형체에 의해 상기 과제를 해결하는 것이다.

본 발명의 축열 성형체는, 수지 조성물 중에 사용하는 비프탈산계 가소제와, 성형체 중에 분산시키는 축열재의 HSP 거리를 6 이상으로 함으로써, 고온하에서의 축열 성형체로부터의 이탈 성분의 이탈을 억제할 수 있고, 양호한 축열성과 함께 적합한 내열성을 실현할 수 있다. 또, 열가소성 수지와 가소제를 함유하는 수지 조성물을 매트릭스재로 하기 때문에, 석고보드 등의 강직한 재료에 비해 유연성이나 취급성이 우수하다. 또, 시트 형상으로 함으로써, 롤형상으로의 권취나, 화장층이나 열전도층 등의 다른 기능층과의 적층 가공도 용이하고, 절단성이나 가공성도 양호하기 때문에 각종 양태로의 사용이 가능하다.

또한, 저온하에서 성형하기 쉽고, 축열재의 파손도 발생하기 어렵기 때문에, 가소제나 축열재의 스며나옴을 억제하기 쉽다. 이로 인해, 축열재의 스며나옴을 억제하기 위한 보호층 등이 불필요해지며, 당해 축열 성형체 단체에서의 유통이나 사용도 가능하다.

이러한 본 발명의 축열 성형체는, 각종 용도에 사용할 수 있고, 주택 등의 거주 공간의 벽재나 벽지, 자동차, 전철, 항공기, 농업 하우스 등의 실내, 또한, 냉장차나 냉장 설비의 냉장고 내, 항공기의 창고 내 등의 폐공간, PC의 CPU나 축전지 등의 열을 발생시키는 전기 부품에 적용하는 재료 등, 각종 용도에서 적합하게 에너지 절약화에 공헌할 수 있다.

본 발명의 축열 성형체는, 수지 매트릭스가 열가소성 수지 및 가소제를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 수지 매트릭스 중에, 축열재가 분산된 축열 성형체이고, 가소제가 비프탈산계 가소제이며, 당해 가소제와 축열재의 HSP 거리가 6 이상인 축열 성형체이다.

［열가소성 수지］

본 발명에 사용하는 열가소성 수지는, 가소제와 함께 수지 매트릭스를 형성할 수 있는 수지이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 염화비닐계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 올레핀계 수지, 에틸렌아세트산비닐 공중합, 스티렌·부타디엔계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리부타디엔계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 1,2-폴리부타디엔계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리이미드계 수지 등을 예시할 수 있다. 그 중에서도, 저온 하에서의 성형성이나 축열재의 분산성을 얻기 쉽다는 점에서 염화비닐계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

염화비닐계 수지를 사용하는 경우에는, 염화비닐 수지 입자를 사용한 비닐졸 도공액을 이용하여, 졸캐스트막을 형성함으로써, 저온 하에서의 축열 성형체의 형성이 가능해지므로 바람직하다. 비닐졸 도공액은, 염화비닐 수지 입자 및 가소제를 함유하는 수지 조성물 중에 축열재가 분산, 현탁된 페이스트형의 도공액이다.

염화비닐 수지 입자의 평균 입자경은, 0.01~10μm인 것이 바람직하고, 0.1~5μm인 것이 바람직하다. 도공액 중에서는, 당해 입자가 직접 분산된 상태여도 되고, 당해 입자를 1차 입자로 하여, 구상의 2차 입자로 응집된 상태로 분산된 상태여도 된다. 또, 입자경이 상이한 입자가 혼합되어, 입도 분포의 피크가 2개 이상 있는 것이어도 된다. 입자경은 레이저법 등에 의해 측정할 수 있다.

비닐졸 도공액에 사용하는 염화비닐 수지 입자의 형상은, 적합한 유동성을 얻기 쉽고, 숙성 점도 변화가 작다는 점에서, 대략 구형 형상인 것이 바람직하다. 염화비닐 수지 입자는, 유화 중합, 현탁 중합에 의해 제조된 것이 구형 형상을 얻기 쉽고, 또 입도 분포를 제어하기 쉽기 때문에 바람직하다.

사용하는 염화비닐 수지의 중합도로는, 500~4000인 것이 바람직하고, 600~2000인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 사용하는 염화비닐 수지 입자는, 시판되고 있는 염화비닐 수지 입자를 적절히 사용할 수 있으며, 예를 들어, 신다이이치염화비닐주식회사 제조 ZEST PQ83, PWLT, PQ92, P24Z 등이나, 주식회사가네카 제조 PSL-675, 685 등을 들 수 있다.

［가소제］

본 발명에 사용하는 가소제는, 인체에 대한 악영향이 염려되는 프탈산계 가소제 이외의 비프탈산계 가소제이다. 당해 가소제로는, 에폭시계 가소제, 메타크릴레이트계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리에테르에스테르계 가소제, 지방족 디에스테르계 가소제, 트리멜리트산계 가소제, 아디핀산계 가소제, 안식향산계 가소제 등을 적절히 사용할 수 있다. 또, 2종류 이상의 가소제를 적절히 혼합하여 사용해도 된다.

본 발명에서는, 이것들 가소제 중에서, 사용하는 축열재와의 HSP 거리가 6 이상인 가소제를 사용함으로써, 고온하에서의 축열 성형체로부터의 이탈 성분의 이탈을 억제할 수 있고, 고온하에서도 체적 수축이 발생하기 어려운 적절한 내열성을 실현할 수 있다. 축열재를 함유하지 않는, 일반적인 열가소성 수지와 가소제를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 성형품에서는, 고온하에서도 큰 체적 수축은 발생하기 어렵다. 그러나, 축열재를 함유하는 축열 성형체에서는, 고온하에서 크게 체적 수축을 일으키는 경우가 있다. 본 발명에서는, 축열재와 가소제의 HSP 거리를 상기 범위로 함으로써, 고온하에서 다량의 이탈 성분을 일으키는 요인이 되는 가소제의 축열재로의 흡수를 억제하고, 고온하에서의 체적 수축을 억제할 수 있는 것을 찾아내어, 뛰어난 내열성의 축열 성형체를 실현할 수 있다. 당해 HSP 거리는 적합한 내열성을 얻기 쉬운 점에서, 7 이상인 것이 바람직하고, 8 이상인 것이 보다 바람직하다. 또, 일반적으로 가소제로서 사용되는 것이면 특별히 상한은 제한되지 않으나, 적합한 상용성이나 성형성을 얻기 쉬운 점에서 40 이하인 것이 바람직하고, 30 이하인 것이 보다 바람직하며, 25 이하인 것이 더욱 바람직하다.

HSP 거리는, 한센 용해도 파라미터(HSP)를 이용한 물질간의 용해성을 나타내는 지표이다. 한센 용해도 파라미터는, 용해성을 다차원(전형적으로는 삼차원)의 벡터로 나타내는 것이고, 당해 벡터는, 분산항, 극성항, 수소 결합항으로 나타낼 수 있다. 그리고, 당해 벡터의 유사도를, 한센 용해도 파라미터의 거리(HSP 거리)로서 나타내는 것이다.

한센 용해도 파라미터는, 각종 문헌에서 참고가 되는 수치가 제시되어 있고, 예를 들어, Hansen Solubility Parameters：A User＇s Handbook(Charles Hansen 등, 2007, 제2판) 등을 들 수 있다. 또, 시판의 소프트웨어, 예를 들어, Hansen Solubility Parameter in Practice(HSPiP)를 이용하고, 물질의 화학 구조에 의거하여 한센 용해도 파라미터를 산출할 수도 있다. 산출은, 용매 온도를 25℃로 하여 행한다.

또, 본 발명에서는, 성형체의 수지 매트릭스를 적합하게 구성하기 쉬운 점에서, 사용하는 열가소성 수지와 가소제의 HSP 거리가 15 이하인 것이 바람직하고, 12 이하인 것이 보다 바람직하다. 또 하한은 특별히 제한되지 않으나 1 이상인 것이 바람직하고, 2 이상인 것이 보다 바람직하며, 3 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에서는, 비프탈산계의 가소제로부터, 사용하는 축열재에 따라 상기 HSP값이 되는 가소제를 적절히 사용할 수 있고, 예를 들어, 아크릴계의 외각을 갖는 축열재를 사용하는 경우에는, 에폭시계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 트리멜리트산계 가소제 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 멜라민계의 외각을 갖는 축열재를 사용하는 경우에는, 에폭시계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 트리멜리트산계 가소제, 안식향산계 가소제 등을 바람직하게 사용할 수 있다.

이들 가소제로는, 각종 시판되고 있는 가소제를 적절히 사용할 수 있고, 예를 들어, 에폭시계 가소제로는, DIC사 제조 모노사이저 W-150；신니폰케미컬사 제조 산소사이저 E-PS, E-PO, E-4030, E-6000, E-2000H, E-9000H；ADEKA사 제조 아데카사이저 O-130P, O-180A, D-32, D-55, 카오사 제조 카폭스 S-6 등, 폴리에스테르계 가소제로는, DIC사 제조 폴리사이저 W-2050, W-2310, W-230H；ADEKA사 제조 아데카사이저 PN-7160, PN-160, PN-9302, PN-150, PN-170, PN-230, PN-7230, PN-1010, 미츠비시화학사 제조 D620, D621, D623, D643, D645, D620N；카오사 제조 HA-5 등, 트리멜리트산계 가소제로는, DIC사 제조 모노사이저 W-705, ADEKA사 제조 아데카사이저 C-9N, 미츠비시화학사 제조 TOTM, TOTM-NB 등, 안식향산계 가소제로는, DIC사 제조 모노사이저 PB-3A, 미츠비시화학사 제조 JP120 등을 예시할 수 있다.

본 발명에서는, 축열재나 가소제의 스며나옴을 억제하기 쉽기 때문에, 상기 중에서도 특히 저온에서 겔화할 수 있는 가소제를 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 가소제로는, 겔화 종료 온도가 150℃ 이하인 것이 바람직하고, 140℃ 이하인 것이 보다 바람직하며, 130℃ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 120℃ 이하인 것이 한층 더 바람직하며, 110℃ 이하인 것이 특히 바람직하다. 겔화 종료 온도는, 겔화막의 광투과성이 일정해지는 온도를 겔화 종료 온도로 할 수 있다. 당해 저온 성형성의 양호한 가소제로는, 에폭시계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 안식향산계 가소제를 바람직하게 사용할 수 있고, 상기 내열성과 저온 성형성의 관점에서는, 에폭시계 가소제 및 폴리에스테르계 가소제를 특히 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 강인성의 관점에서도 에폭시계 가소제 및 폴리에스테르계 가소제를 바람직하게 사용할 수 있고, 에폭시계 가소제가 특히 바람직하다.

겔화 종점 온도는 구체적으로는, 페이스트용 염화 비닐 수지(중합도 1700)와 상기 가소제와 열안정제(Ca-Zn계)를 질량비 100/80/1.5로 혼합한 조성물을 유리 플레이트와 프레파라트 사이에 끼워, 5℃/min의 승온 속도로 승온하고, 광투과성의 변화를 현미 관찰용 핫 스테이지(Metter 800)를 이용하여 관찰해, 광투과성이 일정해지는 온도를 겔화 종점 온도로 한다.

본 발명에 사용하는 가소제는, 25℃에 있어서의 점도가 1500mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 1000mPa·s 이하인 것이 보다 바람직하며, 500mPa·s 이하인 것이 더욱 바람직하고, 300mPa·s 이하인 것이 특히 바람직하다. 당해 범위로 함으로써, 비닐졸 도공액의 점도를 낮게 억제할 수 있기 때문에, 축열재의 충전율을 높일 수 있다. 또한, 가소제 점도 측정의 조건은 후술 실시예에 있어서의 조건에서 측정할 수 있다.

본 발명에 사용하는 가소제는, 그 중량 평균 분자량이 200~3000인 것이 바람직하고, 300~1000인 것이 보다 바람직하다. 당해 범위로 함으로써, 가소제 자신이 스며나오기 어렵고, 또한 비닐졸 도공액의 점도를 낮게 억제할 수 있기 때문에, 축열재의 충전율을 높일 수 있다. 또한, 중량 평균 분자량(Mw)은, 겔 침투 크로마토그래피(이하, 「GPC」라고 약기한다.) 측정에 의거하여 폴리스티렌 환산한 값이다. 또한, GPC 측정은 이하의 조건에서 측정할 수 있다.

(중량 평균 분자량의 측정 조건)

측정 장치：도소주식회사 제조 가이드 칼럼 「HLC-8330」

칼럼：도소주식회사 제조 「TSK SuperH-H」

＋도소주식회사 제조 「TSK gel SuperHZM-M」

＋도소주식회사 제조 「TSK gel SuperHZ-2000」

검출기：RI(시차 굴절계)

데이터 처리：도소주식회사 제조 「GPC-8020 모델Ⅱ 버전 4.10」

칼럼 온도：40℃

전개 용매：테트라히드로푸란(THF)

유속：0.35mL/분

시료：수지 고형분 환산으로 1.0질량%의 테트라히드로푸란 용액을 마이크로 필터로 여과한 것(100μl)

표준 시료：상기 「GPC-8020 모델Ⅱ 버전 4.10」의 측정 메뉴얼에 준거하고, 분자량이 이미 알려진 하기의 단분산 폴리스티렌을 이용하였다.

(표준 시료：단분산 폴리스티렌)

도소주식회사 제조 「A-300」

도소주식회사 제조 「A-500」

도소주식회사 제조 「A-1000」

도소주식회사 제조 「A-2500」

도소주식회사 제조 「A-5000」

도소주식회사 제조 「F-1」

도소주식회사 제조 「F-2」

도소주식회사 제조 「F-4」

도소주식회사 제조 「F-10」

도소주식회사 제조 「F-20」

도소주식회사 제조 「F-40」

도소주식회사 제조 「F-80」

도소주식회사 제조 「F-128」

도소주식회사 제조 「F-288」

［축열재］

본 발명에 사용하는 축열재는, 사용하는 가소제와의 HSP 거리가 상기 범위의 축열재이면 특별히 한정되지 않으며, 각종 공지의 축열재를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 취급이나 성형체의 성형이 용이하기 때문에, 고체-액체의 상변화에 의한 잠열 축열재를 사용하는 것이 바람직하다.

잠열 축열재는, 상변화에 의한 용융시에 스며나옴 등의 문제나, 혼입시의 분산성을 고려하여, 유기재료 등으로 이루어지는 외각 중에 파라핀 등의 잠열 축열 재료를 내포한, 캡슐화된 축열 입자가 바람직하다. 본 발명에서 이러한 외각을 갖는 축열 입자를 사용하는 경우에는, 상기 축열 입자의 외각에 사용하는 재료의 HSP에 의거하여, 상기 HSP 거리를 산출한다. 본 발명의 축열 성형체는, 유기재료로 이루어지는 외각 중에 파라핀 등의 잠열 축열 재료를 함유하는 축열재를 사용한 경우에도 가소제에 의한 외각의 취화가 발생하기 어렵고, 축열재의 파손이 발생하기 어렵다.

이러한 축열 입자로는, 예를 들어, 멜라민 수지로 이루어지는 외각을 이용한 것으로서, 미츠비시제지사 제조 서모메모리 FP-16, FP-25, FP-31, FP-39, 미키리켄공업사 제조 리켄레진 PMCD-15SP, 25SP, 32SP 등을 예시할 수 있다. 또 실리카로 이루어지는 외각을 이용한 것으로서, 미키리켄공업사 제조 리켄레진 LA-15, LA-25, LA-32 등, 폴리메틸메타크릴레이트 수지로 이루어지는 외각을 이용한 것으로서, BASF사 제조 Micronal DS5001X, 5040X 등을 예시할 수 있다.

축열 입자의 입경은 특별히 한정되지 않지만, 10~1000μm 정도인 것이 바람직하고, 50~500μm인 것이 보다 바람직하다. 축열 입자의 입자경은, 그 1차 입자의 입자경이 상기 범위인 것도 바람직하지만, 1차 입자경이 1~50μm, 바람직하게는 2~10μm의 입자가 응집하여 2차 입자를 형성하고, 당해 2차 입자의 입경이 상기 범위가 된 축열 입자인 것도 바람직하다. 이러한 축열 입자는, 압력이나 셰어에 의해 파손되기 쉽지만, 본 발명의 구성에 의하면, 당해 축열 입자의 파손을 적합하게 억제할 수 있으며, 축열 재료의 스며나옴이나 새어나옴이 발생하기 어려워진다. 특히, 외각이 유기재료로 형성되는 경우에는 온도에 의한 파손의 우려도 생기지만, 본 발명의 축열 성형체는, 이러한 잠열 축열재를 사용한 경우에도 축열 재료의 스며나옴이나 새어나옴을 적합하게 억제하기 쉽다. 또한, 축열 성형체 중에 사용하는 전체 축열 입자의 입자경이 상기 범위가 아니어도 되고, 축열 성형체 중의 축열 입자의 80질량% 이상이 상기 범위의 축열 입자인 것이 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 95질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.

잠열 축열재는, 특정 온도의 융점에서 상변화한다. 즉, 실온이 융점을 초과한 경우는, 고체로부터 액체로 상변화하고, 실온이 융점보다 내려간 경우는, 액체로부터 고체로 상변화한다. 잠열 축열재의 융점은, 그 사용 양태에 따라 조정하면 되고, -20℃~120℃ 정도의 온도 범위에서 고/액 상전이를 나타내는 것을 적절히 사용할 수 있다. 예를 들어, 주택 등의 거주 공간이나, 자동차, 전철, 항공기, 농업 하우스 등의 실내 등의 적온을 유지하고, 에너지 절약화를 도모하는 경우에는, 이 융점을 일상 생활에 적합한 온도, 구체적으로는 10~35℃, 바람직하게는 15~30℃로 설계한 잠열 축열재를 혼입함으로써, 적온 유지 성능을 발휘할 수 있다. 보다 상세하게 겨울철 또는 여름철의 적온 유지 성능을 조정하는 경우에는, 겨울철의 난방 효과를 지속시키는 것을 목적으로 하면 25~28℃ 정도를 융점으로 한 잠열 축열재를 혼입한다. 혹은, 여름철의 냉방 효율을 지속시키는 것을 목적으로 하면 20~23℃ 정도를 융점으로 한 잠열 축열재를 혼입할 수 있다. 양쪽 모두의 효과를 발현하기 위해서는 융점 설계가 상이한 2종류 이상의 잠열 축열재를 혼입하면 된다. 또 냉장 설비 등의 창고 내의 에너지 절약화를 도모하는 경우에는, -10℃~5℃ 정도의 융점의 잠열 축열재를 사용하면 된다.

［축열 성형체］

본 발명의 축열 성형체는, 상기의 열가소성 수지 및 가소제를 함유하는 수지 조성물로 이루어지는 수지 매트릭스 중에, 축열재가 분산된 축열 성형체이다. 본 발명의 축열 성형체는 수지 성분을 주체로 하기 때문에 적합한 유연성을 갖는다. 또, 가소제로서 비프탈산계 가소제를 사용하므로 프탈산계 재료에 의거한 인체에 대한 악영향의 염려가 없다. 또 축열 성형체 중의 가소제와 축열재의 HSP 거리가 6 이상이므로, 고온 하에서도 체적 수축이 적고, 적합한 내열성을 실현할 수 있다.

본 발명의 축열 성형체의 형상은, 그 사용 양태에 따라 적절한 형상으로 성형하면 되지만, 시트형상으로 함으로써, 주택 등의 거주 공간의 벽재나 벽지 등, 각종 용도로의 적용이 용이해지기 때문에 바람직하다. 또 시트형상으로 함으로써, 롤형으로 할 수도 있기 때문에, 화장층이나, 열전도층 등의 다른 기능층과의 적층 가공도 용이하고, 절단성이나 가공성도 양호해지기 때문에 바람직하다.

본 발명의 축열 성형체의 두께는 사용 양태에 따라 적절히 조정하면 된다. 예를 들어, 폐공간의 벽면 등에 적용하는 경우에는, 적합한 축열 효과를 얻기 쉽다는 점에서 50μm 이상이 바람직하고, 100μm 이상이 보다 바람직하며, 500μm 이상이 더욱 바람직하고, 1mm 이상이 특히 바람직하다. 또 적합한 유연성을 얻기 쉽다는 점에서 10mm 이하인 것이 바람직하고, 6mm 이하가 보다 바람직하며, 5mm 이하가 더욱 바람직하고, 3mm 이하가 특히 바람직하다. 본 발명의 축열 성형체는, 축열성을 보다 향상시키기 위해, 이것을 적층하여 사용하는 것도 바람직하다.

축열 성형체 중의 열가소성 수지의 함유량은, 10~80질량%인 것이 바람직하고, 20~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 30~60질량%인 것이 더욱 바람직하다. 당해 범위로 함으로써, 유연성을 갖는 시트를 형성하기 쉬워진다. 축열 성형체 중의 가소제의 함유량은, 5~75질량%인 것이 바람직하고, 10~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 20~60질량%인 것이 더욱 바람직하다. 당해 범위로 함으로써, 양호한 도공 적성이나 성형성을 얻기 쉬워진다. 또 축열 성형체 중의 축열재의 함유량은 10~80질량%인 것이 바람직하고, 20~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 30~60질량%인 것이 더욱 바람직하다. 당해 범위로 함으로써, 양호한 축열 효과를 얻기 쉽고, 양호한 성형성이 얻어지기 쉬워진다.

또, 열가소성 수지에 대한 가소제의 함유 비율은, 열가소성 수지 100질량부에 대해 가소제가 30~150질량부인 것이 바람직하고, 30~120질량부인 것이 보다 바람직하며, 40~100질량부인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 축열 성형체는, 인장 강도가 0.1MPa 이상인 것이 바람직하고, 0.3MPa 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.6MPa 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1MPa 이상인 것이 특히 바람직하다. 당해 인장 강도로 함으로써, 유연성을 가지면서도 강인한 축열 성형체로 할 수 있으며, 적합한 가공성이나 취급성, 반송 적성, 굽힘 적성 등을 얻기 쉬워진다. 인장 강도의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 15MPa 이하 정도인 것이 바람직하고, 10MPa 이하인 것이 보다 바람직하며, 5MPa 이하인 것이 특히 바람직하다.

또, 인장 파단시의 신장률이 10% 이상인 것이 바람직하고, 15% 이상인 것이 보다 바람직하며, 20% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 25% 이상인 것이 특히 바람직하다. 신장률의 상한은 1000% 이하인 것이 바람직하고, 500% 이하인 것이 보다 바람직하며, 300% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 200% 이하가 특히 바람직하다. 신장률을 당해 범위로 함으로써, 강인하면서 적합한 유연성을 실현할 수 있으며, 양호한 가공성이나 취급성, 반송 적성, 굽힘 적성 등을 얻기 쉬워진다.

인장 강도, 인장 파단시의 신장률은 JIS K6251에 준하여 측정된다. 구체적으로는, 축열 성형체를 덤벨형 2호형으로 잘라내고, 초기의 표선간 거리를 20mm로 하여 2개의 표선을 붙인 시험편을 작성한다. 이 시험편을 인장 시험기에 부착하여, 속도 200mm/min으로 잡아당겨 파단시킨다. 이때, 파단까지의 최대의 힘(N), 및 파단시의 표선간 거리(mm)를 측정하여, 이하의 식에 의해 인장 강도와 인장 파단시의 신장률을 산출한다.

인장 강도 TS(MPa)는 이하의 식에 의해 산출한다.

TS=F_m/Wt

F_m：최대의 힘(N)

W：평행 부분의 폭(mm)

t：평행 부분의 두께(mm)

인장 파단시의 신장률 E_b(%)는 이하의 식에 의해 산출한다.

E_b=(L_b-L₀)/L₀×100

L_b：파단시의 표선간 거리(mm)

L₀：초기의 표선간 거리(mm)

본 발명의 축열 성형체는, 열가소성 수지 및 가소제를 함유하는 수지 조성물과, 축열재를 혼합한 도공액을 도포, 혹은 임의 형상의 형틀에 투입한 후, 가열이나 건조시킴으로써, 임의 형상의 성형체를 형성할 수 있다.

시트형상의 축열 적층체를 적합하게 얻는 방법으로는,

(1) HSP 거리가 6 이상이 되는 비프탈산계 가소제와 축열재를, 열가소성 수지와 혼합하여 도공액을 조정하는 공정

(2) 지지체 상에 도공액을 도포하여 도공막을 형성한 후, 도공막 온도가 150℃ 이하가 되는 온도에서 가열하여 축열 성형체를 형성하는 공정을 갖는 제조 방법이 적합하다.

(1)의 공정에서 도공액을 조정하고, (2)의 공정에서, 지지체 상에 도공액을 도포하여 도공막을 얻는다. 여기서 사용하는 지지체는, 축열 성형체를 박리하여 유통, 사용하거나 하는 경우에는, 얻어지는 축열 성형체를 박리 가능하고, 가열 공정의 온도에서의 내열성을 갖는 것을 적절히 사용할 수 있다. 또 축열 성형체를 다른 기능층이나 기재와 적층하여 사용하는 경우에는, 당해 다른 기능층이나 기재를 지지체로 해도 된다.

축열 성형체를 박리하는 경우의 지지체로는, 예를 들어, 각종 공정 필름으로서 사용되는 수지 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 수지 필름으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 수지 필름, 폴리부틸렌텔레프탈레이트 수지 필름 등의 폴리에스테르 수지 필름 등을 들 수 있다. 수지 필름의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 25~100μm 정도인 것이 취급이나 입수가 용이하다.

지지체로서 사용하는 수지 필름은, 표면이 박리 처리되어 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 박리 처리에 이용되는 박리 처리제로는, 예를 들어, 알키드계 수지, 우레탄계 수지, 올레핀계 수지, 실리콘계 수지 등을 들 수 있다.

비닐졸 도공액을 도포하는 캐스트 성막의 방법으로는, 롤나이프코터, 리버스롤코터, 콤마코터 등의 도공기를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 지지체 상에 비닐졸 도공액을 내보내어, 닥터나이프 등에 의해, 일정한 두께의 도공막을 형성하는 방법을 바람직하게 사용할 수 있다.

또 (2)의 공정에서는, 얻어진 도공막을 가열하여 겔화나 경화시킴으로써, 지지체 상에 축열 성형체를 형성한다. 가열 온도는, 도공막 온도가 150℃ 이하가 되는 온도가 바람직하고, 140℃ 이하가 되는 온도가 보다 바람직하며, 130℃ 이하가 되는 온도가 더욱 바람직하고, 120℃ 이하가 되는 온도가 한층 더 바람직하다. 도공막 온도가 당해 온도에서 성형됨으로써, 축열재의 열에 의한 파괴를 적합하게 억제할 수 있다. 가열 시간은, 겔화 속도 등에 따라 적절히 조정하면 되지만, 10초~10분 정도로 조정하면 된다. 또 당해 가열과 함께, 적절히 풍건 등의 건조를 병용해도 된다.

도공액에 용매를 사용하는 경우에는, 상기 가열 공정에서 용매의 제거를 동시에 행해도 되지만, 상기 가열 전에, 예비 건조를 행하는 것도 바람직하다.

상기에서 형성된 축열 성형체는, 축열 성형체를 지지체로부터 박리하는 공정에 의해, 축열 성형체로서 사용할 수 있다. 당해 박리는, 적절히 적합한 수법으로 박리하면 된다. 또 각종 가공이나 적층을 행할 때에, 지지체 상에 적층한 상태가 바람직한 경우에는, 지지체 상에 적층한 상태로 유통할 수도 있다.

본 발명의 축열 성형체의 제조 방법은 상기 방법으로 적절히 제조하면 되지만, 그 중에서도, 열가소성 수지로서 염화비닐 수지 입자를 사용한 비닐졸 도공액을 이용하여, 졸캐스트에 의해 시트형 등으로 형성하는 방법이 바람직하다. 당해 제조 방법으로 함으로써, 믹서 등에 의한 혼련이나 압출 성형 등을 거치지 않고 성형이 가능해지며, 축열재의 파괴가 발생하기 어렵고, 얻어지는 축열 성형체로부터 축열재의 스며나옴 등이 발생하기 어렵다. 또 당해 방법에 의하면, 저온 하에서의 성형이 용이해지므로, 열에 의한 축열재의 파괴를 억제하기 쉽기 때문에 당해 방법을 특히 바람직하게 사용할 수 있다.

염화비닐 수지를 사용하여, 비닐졸 도공액으로 하는 경우에는, 염화비닐 수지의 함유량이, 도공액에 포함되는 고형분(용매 이외의 성분) 중의 10~80질량%인 것이 바람직하고, 20~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 30~60질량%인 것이 더욱 바람직하다. 또 가소제의 함유량은, 수지 조성물 중에 포함되는 열가소성 수지 100질량부에 대해, 30~150질량부인 것이 바람직하고, 30~120질량부인 것이 보다 바람직하며, 40~100질량부인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 당해 도공액 중에 혼합되는 축열재의 함유량은, 도공액에 포함되는 고형분 중의 10~80질량%인 것이 바람직하고, 20~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 30~60질량%인 것이 더욱 바람직하다.

비닐졸 도공액 중에는, 적절히 용매를 사용할 수도 있다. 당해 용매로는, 염화비닐 수지의 졸캐스트법에서 사용되는 용매를 적절히 사용할 수 있으며, 그 중에서도, 디이소부틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류, 아세트산부틸 등의 에스테르류, 글리콜에테르류 등을 바람직하게 예시할 수 있다. 이들 용매는, 상온에서 수지를 약간 팽윤시켜 분산을 조장하기 쉽고, 또, 가열 공정에서 용융 겔화를 촉진하기 쉽기 때문에 바람직하다. 이들 용매는 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.

또, 상기 용매와 함께 희석 용매를 사용해도 된다. 희석 용매로는, 수지를 용해하지 않고, 분산 용매의 팽윤성을 억제하는 용매를 바람직하게 사용할 수 있다. 이러한 희석 용매로는, 예를 들어, 파라핀계 탄화수소, 나프텐계 탄화수소, 방향족 탄화수소, 테르펜계 탄화수소 등을 사용할 수 있다.

비닐졸 도공액에는, 염화비닐 수지의 탈염화수소 반응을 주로 하는 분해 열화, 착색을 억제하기 위해 열안정제를 사용하는 것도 바람직하다. 열안정제로는, 예를 들어, 칼슘/아연계 안정제, 옥틸주석계 안정제, 바륨/아연계 안정제 등을 사용할 수 있다. 열안정제의 함유량은, 염화비닐 수지 100질량부에 대해, 0.5~10질량부가 바람직하다.

비닐졸 도공액에는, 상기 이외의 성분으로서, 감점제(減粘劑), 분산제, 소포제 등의 첨가제를, 필요에 따라 적절히 함유해도 된다. 이들 첨가제의 함유량은 각각, 염화비닐 수지 100질량부에 대해, 0.5~10질량부가 바람직하다.

비닐졸 도공액의 도공시의 점도는, 원하는 시트의 두께나, 도공 조건 등에 따라 적절히 조정하면 되지만, 양호한 도공 적성을 얻기 쉽다는 점에서, 1000mPa·s 이상이 바람직하고, 3000mPa·s 이상이 보다 바람직하며, 5000mPa·s 이상이 더욱 바람직하다. 또 당해 점도의 상한은 50000mPa·s 이하가 바람직하고, 30000mPa·s 이하가 보다 바람직하며, 27000mPa·s 이하가 더욱 바람직하고, 25000mPa·s 이하가 특히 바람직하다. 또한 도공액 점도는 B형 점도계로 측정할 수 있다.

상기 염화비닐 수지 입자 및 축열재를 함유하는 비닐졸 도공액의 졸캐스트막으로 이루어지는 축열 성형체는, 제조시에 축열재에 셰어나 압력이 가해지지 않기 때문에 축열재의 파괴가 발생하기 어려우므로, 수지계의 재료를 사용하면서도 축열재의 스며나옴이 발생하기 어렵다. 또, 당해 축열재에 의한 축열성을 가짐과 더불어, 양호한 유연성을 실현할 수 있다. 또한, 용이하게 다른 층과의 적층이나 가공도 가능하므로 각종 용도나 양태로의 사용이 가능하다.

［축열 적층체］

본 발명의 축열 성형체는, 각종 기능층과 적층함으로써 축열 적층체로 하는 것도 바람직하다. 예를 들어, 불연지(不燃紙) 등의 불연층과 적층함으로써 난연성을 향상시킬 수 있으며, 거주 공간으로의 적용에 특히 적합하다. 또, 예를 들어, 열확산층이나 단열층과 적층함으로써, 축열성을 보다 효과적으로 발현할 수도 있다. 또, 거주 공간의 내벽 등에 적용하기 위해, 화장층이나 장식층을 설치하는 것도 가능하다.

불연층과 적층한 구성으로는, 본 발명의 축열 성형체의 한쪽 면 또는 양면에 불연지를 적층한 구성을 예시할 수 있다. 한쪽 면에 불연지를 적층한 구성으로는, 본 발명의 축열 성형체를 불연지에 접합한 구성이어도 되지만, 불연지 상에 직접 본 발명의 축열 성형체를 형성하는 비닐졸 도공액을 도포, 겔화한 구성으로 하면 형성이 용이하므로 바람직하다. 또 양면에 불연지를 갖는 구성으로는, 본 발명의 축열 성형체의 양면에 불연지를 접합한 구성이어도 되지만, 불연지 상에 비닐졸 도공액을 도포, 겔화한 불연지 적층 축열 성형체의 축열 성형체면들을 접합함으로써 용이하게 형성할 수 있다.

당해 불연지로는, 불연성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 종이에 난연제를 도포, 함침, 내첨(內添)하고 있는 것을 사용할 수 있다. 난연제로는, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 금속 수산화물, 인산염, 붕산염, 술파민산염 등의 염기성 화합물, 유리 섬유 등을 예시할 수 있다.

열확산층을 적층한 구성으로서 실내 등의 폐공간에 적용한 경우에는, 열확산층에서 실내의 열을 균일화하는 효과를 갖게 함과 더불어, 실내(주택 등의 거주 공간이나, 자동차, 전철, 항공기 등의 실내, 냉장차의 냉장고 내, 항공기의 창고 내 등의 폐공간 등)로부터의 열을 분산시켜 열저항이 적게 축열층으로 전달할 수 있다. 축열층에서는 축열 입자에 의해 실내의 열흡수 및 실내로의 열방출이 이루어져, 실내의 온도 환경하를 적온으로 제어할 수 있다.

열확산층으로는, 열전도율이 5~400W/m·K인 높은 열전도율을 갖는 층을 바람직하게 사용할 수 있다. 높은 열전도율에 의해, 국소에 집중된 열을 확산시켜 축열층으로 전달하여 열효율을 향상시키고, 또한 실온을 균일화할 수 있다.

열확산층의 재료로는, 예를 들어, 알루미늄, 구리, 철, 그라파이트 등을 들 수 있다. 본 발명에서는, 특히 알루미늄을 적합하게 이용할 수 있다. 알루미늄이 적합한 이유로서, 방사열의 반사에 의한 단열 효과도 발현하는 것을 들 수 있다. 특히, 방사열에 의한 난방 기구에서는, 단열 효과에 의해 난방 효율을 향상시킬 수 있다. 방사열을 주로 한 난방 기구로는, 예를 들어, 전기식 바닥 난방, 온수식 바닥 난방, 적외선 히터 등을 들 수 있다. 또, 방재의 시점에서도 난연 성능을 향상시킬 수 있다.

열확산층의 형태로는, 상기 재료의 시트로 이루어지는 층이나, 상기 재료의 증착층 등의 적절한 형태를 사용할 수 있다. 재료로서 알루미늄을 사용하는 경우에는, 예를 들어, 알루미늄 박, 알루미늄 증착층 등의 만곡성이 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

열확산층의 층두께는, 특별히 한정되지 않지만, 3~500μm 정도로 함으로써, 적합한 열확산성이나 취급성을 확보하기 쉬워지므로 바람직하다.

또, 축열층에 단열층을 적층한 구성으로 한 경우에는, 축열층의 열흡수 및 열방출이 실내측과 효과적으로 이루어져, 실내의 적온 유지 효과를 특히 적합하게 발휘할 수 있다. 또 실내의 열 유출을 방지하거나, 혹은 외기로부터의 열 영향의 경감에도 유효하다. 본 발명의 축열 적층체는, 이들 복합 작용에 의해, 실내의 온도 변화를 억제하여, 실내를 적온으로 유지할 수 있다. 또 에어컨이나 냉장 설비 등의 공기 조절 기기를 사용한 경우에, 그 소비 에너지를 저감할 수도 있다. 이에 따라, 적합하게 실내의 에너지 절약화에 공헌할 수 있다.

단열층으로는, 열전도율이 0.1W/m·K 미만인 층을 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 단열층은, 축열층으로부터 외기로의 열의 유출을 방지하고, 또한, 외기의 온도 영향을 저감시키는 효과를 발휘하는 것이다. 단열층은, 열전도율이 0.1W/m·K 미만인 층을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 발포수지 시트, 단열 재료를 함유하는 수지 시트 등의 단열 시트나, 압출법 폴리스티렌, 비드법 폴리스티렌, 폴리에틸렌폼, 우레탄폼, 페놀폼 등의 단열 보드 등을 적절히 사용할 수 있다. 그 중에서도, 단열 시트는 시공성을 확보하기 쉽기 때문에 바람직하고, 단열 재료를 함유한 수지 시트인 것이 열전도율을 저감할 수 있으므로 보다 바람직하다. 또, 발포 시트는 입수가 용이하고, 저렴하므로 바람직하다.

단열층은 시트형으로 함으로써 시공성을 확보하기 쉬워지지만, 그 중에서도, 원통형 맨드릴 굴곡 시험기(JIS K 5600)에 의한 측정값이, 맨드릴 직경으로 2~32mm인 것이 바람직하다.

단열층에 사용하는 단열 재료는, 축열 적층체의 단열성을 높이는 것이며, 예를 들어, 다공질 실리카, 다공질 아크릴, 중공 유리 비드, 진공 비드, 중공 섬유 등을 들 수 있다. 이 단열 재료 5가지는 공지의 것을 이용하면 된다. 본 발명에서는, 특히, 다공질 아크릴을 적합하게 이용할 수 있다. 단열 재료의 입경은, 한정되지 않지만, 1~300μm 정도인 것이 바람직하다.

단열층으로서 단열 재료를 함유하는 수지 시트를 사용하는 경우에는, 단열 재료를, 베이스가 되는 수지 재료에 혼입하여 시트 성형을 행한다. 수지 재료로는, 전술한 바와 동일하게, 예를 들어, 폴리염화비닐, 폴리페닐렌설파이드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지 등을 들 수 있다. 폴리에스테르로는, A-PET, PET-G 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 화재시의 저연소성의 면에서, 자기 소화성인 염화비닐 수지를 적합하게 이용할 수 있다.

시트의 성형 방법으로는, 예를 들어, 염화비닐 수지와 가소제와 단열 재료를, 압출 성형, 캘린더 성형 등의 성형기를 이용하여 시트의 성형을 행한다.

단열층 중의 단열 재료의 함유량은, 단열층 중의 20질량% 이상인 것이 바람직하고, 20~80질량%인 것이 보다 바람직하며, 30~80질량%인 것이 더욱 바람직하고, 40~80질량%인 것이 특히 바람직하다. 단열재의 함유량을 당해 범위로 함으로써, 적합하게 단열 효과를 발휘할 수 있으며, 또 단열층을 형성하기 쉬워진다.

단열층 중에는, 필요에 따라 가소제, 난연재 등의 첨가제를 배합해도 된다.

단열층의 층두께는, 특별히 한정되지 않지만, 두께가 증가할수록 실내의 보온성이 올라간다. 시트로서의 만곡성이나 시공성을 보유하기 위해서는, 50~3000μm 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 축열 성형체는, 주로 건축물의 내벽, 천장, 마루 등에서의 내장재 용도로서 적합하게 이용되지만, 창문의 새시 프레임의 피복재나, 차량 등의 내장재로서도 적용 가능하다. 또 건축물의 벽, 마루, 천장에 한정되지 않으며, 자동차, 전철, 비행기 등의 실내에 사용하는 것도 가능하다. 또 냉장 설비의 저온 유지 재료나, PC의 CPU나 축전지 등 열을 발생하는 전기부품의 저온 유지 재료로서 사용하는 것도 가능하다. 또 면상(面狀) 발열체 등의 히터를 병용하여, 축열에 의한 에너지 절약 효과를 발현해도 된다.

실시예

(실시예 1)

중합도 900의 폴리염화비닐 수지 입자(신다이이치염화비닐사 제조 ZEST PQ92) 100질량부, 에폭시계 가소제(DIC사 제조 모노사이저 W-150：점도 85mPa·s, 겔화 종점 온도 121℃) 60질량부, 열안정제(쇼와바니시사 제조 그레크 ML-538) 3질량부, 그 외 첨가제로서 감점제(BYK사 제조 감점제 VISCOBYK-5125) 6질량부 및 분산제(BYK사 제조 Disperplast-1150) 3질량부와, 파라핀을 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지로 이루어지는 외각을 이용하여 마이크로캡슐화한 잠열 축열재(BASF사 제조 Micronal DS5001X：입자경 100~300μm, 융점 26℃) 60질량부를 배합하여, 플라스티졸 도공액을 작성하였다. 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 8.88, 가소제와 염화비닐 수지의 HSP 거리의 계산값은 4.6, 배합하여 균질하게 혼합한 직후의 도공액의 점도는 7000mPa·s였다. 이것을 PET 필름 상에 5mm 어플리케이터로 도포한 후, 150℃의 드라이어 온도에서 8분간 가열하여 겔화시켜, 두께 3mm의 축열 성형체를 형성하였다. 인장 강도는 2.06MPa, 인장 파단시의 신장률은 114.6%였다.

(실시예 2)

실시예 1에서 사용한 에폭시계 가소제 대신에, 폴리에스테르계 가소제(DIC사 제조 폴리사이저 W-230H：점도 220mPa·s, 겔화 종점 온도 136℃)를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 11.04, 가소제와 염화비닐 수지의 HSP 거리의 계산값은 6.4, 도공액의 점도는 8500mPa·s였다. 얻어진 축열 성형체의 인장 강도는 1.10MPa, 인장 파단시의 신장률은 81.8%였다.

(실시예 3)

실시예 1에서 사용한 에폭시계 가소제 대신에, 트리멜리트산계 가소제(DIC사 제조 모노사이저 W-705：점도 220mPa·s, 겔화 종점 온도 143℃)를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 9.07, 가소제와 염화비닐 수지의 HSP 거리의 계산값은 4.1, 도공액의 점도는 8500mPa·s였다. 얻어진 축열 성형체는, 거의 신장이 발생하지 않았다.

(실시예 4)

실시예 1에서 사용한 잠열 축열재 60질량부 대신에, 파라핀을 멜라민 수지로 이루어지는 외각을 이용하여 마이크로캡슐화한 잠열 축열재(미츠비시제지사 제조 서모메모리 FP-25：평균 입자경 50μm, 융점 25℃)를 80질량부 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 22.30, 도공액의 점도는 8000mPa·s였다. 얻어진 축열 성형체의 인장 강도는 1.67MPa, 인장 파단시의 신장률은 70.1%였다.

(실시예 5)

실시예 4에서 사용한 에폭시계 가소제 대신에, 폴리에스테르계 가소제(DIC사 제조 폴리사이저 W-230H：점도 220mPa·s, 겔화 종점 온도 136℃)를 사용한 것 이외는 실시예 4와 동일하게 하여 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 23.20, 도공액의 점도는 12000mPa·s였다. 얻어진 축열 성형체의 인장 강도는 0.72MPa, 인장 파단시의 신장률은 31.0%였다.

(실시예 6)

실시예 4에서 사용한 에폭시계 가소제 대신에, 안식향산계 가소제(DIC사 제조 모노사이저 PB-10：점도 80mPa·s, 겔화 종점 온도 100℃ 이하)를 사용한 것 이외는 실시예 4와 동일하게 하여 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 17.10, 가소제와 염화비닐 수지의 HSP 거리의 계산값은 1.4, 도공액의 점도는 8500mPa·s였다. 얻어진 축열 성형체의 인장 강도는 2.28MPa, 인장 파단시의 신장률은 156.7%였다.

(비교예 1)

실시예 1에서 사용한 에폭시계 가소제 대신에, 안식향산계 가소제(DIC사 제조 모노사이저 PB-10：점도 80mPa·s, 겔화 종점 온도 100℃ 이하)를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 4.33, 도공액의 점도는 8500mPa·s였다. 얻어진 축열 성형체의 인장 강도는 3.50MPa, 인장 파단시의 신장률은 222.9%였다.

(비교예 2)

실시예 1에서 사용한 에폭시계 가소제 대신에, 프탈산계 가소제(신니폰케미컬사 제조 산소사이저 DINP：점도 65mPa·s)를 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 축열 성형체를 형성하였다. 또한, 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리의 계산값은 8.77, 가소제와 염화비닐 수지의 HSP 거리의 계산값은 3.7, 도공액의 점도는 6000mPa·s였다.

상기 실시예 및 비교예에서 사용한 도공액의 평가 방법 및 얻어진 축열 성형체의 평가 방법은 하기와 같다.

＜가소제 점도의 측정 조건＞

측정 장치：B형 점도계(도쿄계기주식회사 제조 「DVM-B형」)

측정 조건：온도 25℃, No.2 로터, 30rpm

＜도공액 점도의 측정 조건＞

측정 장치：B형 점도계(도키멕주식회사 제조 「BM형」)

측정 조건：온도 25℃, No.4 로터, 12rpm

＜HSP 거리＞

실시예 및 비교예에서 사용한 가소제와 잠열 축열재의 HSP 거리, 가소제와 염화비닐의 HSP 거리를 하기에서 산출했다.

HSPiP에 의해 산출된 용해도 파라미터의 성분 분산항 dD, 극성항 dP, 수소 결합항 dH를 이용하여, 성분 A와 성분 B의 HSP 거리를 이하의 식으로 산출했다.

HSP 거리=[4(dDA-dDB)²＋(dPA-dPB)²＋(dHA-dHB)²]^0.5

＜축열성 평가 시험＞

실시예 및 비교예에서 작성한 시트를 폭 50mm×길이 50mm의 사이즈로 한 시험체를 2장 겹쳐 적층하고, 열전대를 시트 중앙에 끼워 설치하였다. 환경 시험기 내에서 외기온을 35℃로 2시간 유지한 후, 50분간 5℃까지 하강시키고, 추가로 1시간 5℃를 유지하였다. 이때, 시트 내의 온도가 28℃~20℃의 온도를 유지한 시간을 측정하여, 외기온의 28℃~20℃ 유지 시간(800초)으로부터 얼마만큼 적온 유지 시간이 길어졌는지를 계산하여, 적온 유지성을 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다.

◎：유지 시간이 ＋200초 이상

○：유지 시간이 ＋50초 이상 200초 미만

×：유지 시간이 ＋50초 미만

＜스며나옴 평가 시험＞

실시예 및 비교예에서 작성한 시트를 폭 50mm×길이 50mm의 사이즈로 하고, 동일 사이즈의 기름종이를 사이에 끼워 적층한 시험체를, 하중 50g/cm², 40℃ 50%RH 환경하에서 15시간 압착하여, 시트에서 스며나온 축열재 성분에 대해, 기름종이에 스며든 정도를 육안으로 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다.

○：스며들지 않음

△：부분적으로 스며듦

×：전면에 스며듦

＜내열성 시험(가열 감량)＞

실시예 및 비교예에서 작성한 시트를 폭 50mm×길이 50mm의 사이즈로 하여, 80℃ 환경하에 1주간 정치(靜置)하였을 때의 질량 변화를 측정하였다. 평가 기준은 이하와 같다.

◎：질량 변화가 10% 미만

○：질량 변화가 10% 이상 15% 미만

×：질량 변화가 15% 이상

＜강인성 평가 시험(90° 굽힘 시험, 180° 굽힘 시험)＞

실시예 및 비교예에서 작성한 시트를 폭 50mm×길이 50mm의 사이즈로 하여, 90° 및 180°의 각도로 구부려 유지하였을 때의 시트의 상태를 관찰하였다.

＜절단 가공성＞

실시예에서 작성한 시트를 폭 50mm×50mm의 사이즈로 커터나이프로 절단 가공하여, 절단면을 관찰하였다.

[표 1]

상기 표로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~6의 본 발명의 축열 성형체는, 유연한 수지계의 시트를 사용하면서 적합한 내열성을 가지며, 사용 양태에 따른 적온 유지에 공헌할 수 있는 축열성을 실현할 수 있는 것이었다. 이들 실시예의 축열 성형체는 프탈산계 재료를 사용하지 않기 때문에 인체에 대한 유해성이 낮고, 인간의 주거 환경하에서도 적합하게 사용할 수 있다.

또, 실시예 1~6의 축열 성형체는 커터나이프로 용이하게 절단할 수 있는 것이었다. 또한, 실시예 1~2, 4~6의 축열 성형체는, 90° 굽힘 시험에 의해서도 균열이 생기지 않고, 축열재의 스며나옴이 발생하기 어려운 저온하에서도 적합한 시트 성형성을 갖는 것이었다. 특히, 실시예 1, 4, 6의 축열 성형체는 180° 굽힘 시험에 의해서도 균열이 생기지 않고, 높은 강인성을 갖는 것이었다.

한편 비교예 1의 성형체는, 고온하에서의 가열 감량이 크고, 내열성이 부족한 것이었다. 또 비교예 2의 성형체는 프탈산계 재료를 사용하는 것이므로 주거 환경으로의 적용은 곤란하며, 또, 90° 굽힘 시험에서 표면에 균열이 생기는 것이었다.

Claims

수지 매트릭스 중에 축열재가 분산된 축열 성형체로서,
상기 수지 매트릭스가 열가소성 수지 및 가소제를 함유하는 수지 조성물로 이루어지고,
상기 가소제가 비(非)프탈산계 가소제이며,
상기 가소제와 축열재의 HSP 거리가 6 이상인 것을 특징으로 하는 축열 성형체.
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 수지와 가소제의 HSP 거리가 15 이하인, 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 축열재가 -20℃~120℃의 온도 범위에서 고/액 상전이를 나타내는 잠열 축열재를 내포하는 축열 입자인, 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 가소제의 겔화 종점 온도가 150℃ 이하인, 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
150℃ 이하에서 성형된, 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 수지 조성물 중의 가소제의 함유량이, 열가소성 수지 100질량부에 대해 30~150질량부인, 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 축열재의 함유량이 10~80질량%인, 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
시트 형상을 갖는 축열 성형체.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 축열 성형체에 열확산층 및 단열층 중 적어도 1종이 적층된 축열 적층체.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 축열 성형체에 불연층이 적층된 축열 적층체.
(1) HSP 거리가 6 이상이 되는 비프탈산계 가소제와 축열재를, 열가소성 수지와 혼합하여 도공액을 조정하는 공정
(2) 지지체 상에 도공액을 도포하여 도공막을 형성한 후, 도공막 온도가 150℃ 이하가 되는 온도에서 가열하여 축열 성형체를 형성하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 축열 성형체의 제조 방법.