JP2020040265A - 保温シート - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の保温シートに使用する蓄熱層は、樹脂マトリクス中に蓄熱材が分散した蓄熱層である。当該構成の蓄熱層を使用することにより、保温シートで被覆する被覆物や包装する包装物(以下、被覆物等と称する。)を特定温度域で好適に温度保持できる。また、当該蓄熱層を使用することで、被覆物等の形状に応じた被覆や包装がしやすく、加工時や搬送時、物体の被覆時などの際にも割れ等の破損が生じにくい。当該蓄熱層は、蓄熱層単体をシート状に成形した蓄熱シートからなる層であっても、蓄熱層と断熱層等の他の層とを一体的に成形した単離できない層であってもよいが、保温シートの特性や製造条件等を調整しやすいことから、蓄熱シートを蓄熱層として使用することが好ましい。
TS=Fm/Wt
Fm:最大の力(N)
W:平行部分の幅(mm)
t:平行部分の厚さ(mm)
Eb=(Lb−L0)/L0×100
Lb:破断時の標線間距離(mm)
L0:初期の標線間距離(mm)
本発明の蓄熱シートに使用する樹脂として熱可塑性樹脂を使用する場合には、良好な塗工性や成膜性を確保しやすいことから、可塑剤を併用することが好ましい。当該可塑剤としては、エポキシ系可塑剤、メタクリレート系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、ポリエーテルエステル系可塑剤、脂肪族ジエステル系可塑剤、トリメリット酸系可塑剤、アジピン酸系可塑剤、安息香酸系可塑剤、フタル酸系可塑剤等を適宜使用できる。また、耐熱性の観点から、エポキシ系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、トリメリット系可塑剤が好ましい。また、2種類以上の可塑剤を適宜混合して使用しても良い。住宅等の建築材料用途や自動車用途等へ使用する場合には、人体への悪影響が懸念されるフタル酸系可塑剤以外の非フタル酸系可塑剤を使用することが好ましい。
測定装置:東ソー株式会社製ガードカラム「HLC−8330」
カラム:東ソー株式会社製「TSK SuperH−H」
+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZM−M」
+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZM−M」
+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZ−2000」
+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZ−2000」
検出器:RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン(THF)
流速:0.35mL/分
試料:樹脂固形分換算で1.0質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
標準試料:前記「GPC−8020モデルIIバージョン4.10」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
東ソー株式会社製「A−300」
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
東ソー株式会社製「F−288」
蓄熱材としては、蓄熱性を有するものであれば特に制限されず、潜熱型の蓄熱性材料、顕熱型の蓄熱性材料、化学反応にともなう吸熱や発熱を利用した化学反応型の蓄熱性材料を使用できる。なかでも、潜熱型の蓄熱性材料は、小さい体積で多くのエネルギーを確保しやすく、吸放熱温度を調整しやすいため好ましい。
本発明に使用する断熱層は、熱抵抗値が0.2m2K/W以上の断熱層である。当該断熱層を使用することで、被覆物等の温度保持に際して蓄熱層の適温維持機能を効果的に発揮でき、好適な保温性を実現できる。当該熱抵抗値は0.3m2K/W以上が好ましく、0.35m2K/W以上であることがより好ましい。上限は特に制限されないが、コストや生産性の観点から、10m2K/W以下とすることが好ましく、5m2K/Wとすることがより好ましく、3m2K/Wとすることがさらに好ましい。
本発明の保温シートは、上記蓄熱層と断熱層とを有することで、被覆物の温度を好適に保持できる。保温シートの構成としては、蓄熱層と断熱層からなるシートであっても、不燃層や熱伝導層等の他の層を有するシートであってもよい。他の層を有する場合には、蓄熱層と断熱層が直接積層され、蓄熱層や断熱層の表層に他の層が積層された構成、蓄熱層や断熱層の間に他の層が積層された構成等であってよい。また、蓄熱層や断熱層が二層以上設けられた構成であってもよい。
本発明の保温シートは、蓄熱層を構成する蓄熱シートや、断熱層を構成する断熱シート等を接着剤や熱圧着等により貼り合せて製造する方法や、蓄熱層を形成する樹脂組成物とと断熱材料とを、押出し成形、カレンダー成形などの成形機を用いて製造する方法等、任意の方法にて製造できる。
重合度900のポリ塩化ビニル樹脂粒子(新第一塩ビ社製 ZEST PQ92)90質量部、ポリエステル系可塑剤(DIC社製 ポリサイザーW−230H:粘度220mPa・s、ゲル化終点温度136℃)70質量部、熱安定剤(大協化成工業社製 MTX−11P)1質量部、分散剤(BYK社製 Disperplast−1150)5質量部と、脂肪酸エステルをマイクロカプセル化した潜熱蓄熱材(粒子径100〜200μm、凝固点21℃)60質量部を配合し、プラスチゾル塗工液を作成した。使用した可塑剤と塩化ビニル樹脂とのHSP距離の計算値は6.4、配合して均質に混合した直後の塗工液の粘度は260dPa・sであった。また、潜熱蓄熱材100質量部に対する可塑剤の吸収量は39質量部であった。これをPETフィルム上にアプリケーター塗工機にて塗布した後、150℃のドライヤー温度で8分間加熱してゲル化させ、PETフィルムを剥離して、厚さ3mmの蓄熱シートを形成した。得られた蓄熱シートの引張り強さは1.2MPa、引張り破断時の伸び率は35%であった。
実施例1と同様にして作成した蓄熱シートに、実施例1にて使用した断熱シートを3層積層した以外は実施例1と同様にして保温シートを得た。また、対比試験用断熱シートとして、前記断熱シートを4層積層した厚さ20mmの対比試験用断熱シートを作成した。
実施例1と同様にして作成した蓄熱シートに、実施例1にて使用した断熱シートを1層積層した以外は実施例1と同様にして保温シートを得た。また、対比試験用断熱シートとして、前記断熱シートを2層積層した厚さ10mmの対比試験用断熱シートを作成した。
測定装置:B型粘度計(東京計器株式会社製「DVM−B型」)
測定条件:温度25℃、No.2ロータ、30rpm
測定装置:ビスコテスター(RION株式会社製「VT−04型」)
測定条件:温度25℃、ローターNo.2
蓄熱材への可塑剤の吸収量を、JIS K5101−13−1に準じて以下の方法にて測定した。蓄熱材1gを秤量した試料をガラス板上に設置し、可塑剤をビュレットから一回に4〜5滴ずつ徐々に加え、鋼製のパレットナイフで試料に練り込んだ。これを繰り返し、可塑剤及び試料の塊ができるまで滴下を続けた。以後、1滴ずつ滴下して完全に混練するようにして繰り返し、ペーストが滑らかな硬さになったところを終点とし、当該吸収量を可塑剤の吸収量とした。
実施例及び比較例にて作成したシートをダンベル状2号形に切り出し、初期の標線間距離を20mmとして2本の標線をつけた試験片を作成した。この試験片を引張り試験機に取り付け、速度200mm/minで引張って破断させ、破断までの最大の力(N)、及び破断時の標線間距離(mm)を測定し、以下の式により引張り強さと引張り破断時の伸び率を算出した。
TS=Fm/Wt
Fm:最大の力(N)
W:平行部分の幅(mm)
t:平行部分の厚さ(mm)
Eb=(Lb−L0)/L0×100
Lb:破断時の標線間距離(mm)
L0:初期の標線間距離(mm)
実施例及び比較例にて作成した保温シートにて、幅300mmの3インチ紙管に粘着シートを50m巻きつけたロール(直径155mm)の側面を被覆し、熱伝対を粘着シートと保温シートの間に挟んで設置した。ロールの小口は50mmのスタイロにて断熱した。環境試験機内で外気温を40℃で20時間保持した後、50分間で5℃まで下降させ、さらに15時間5℃を保持した。各保温シートの28℃から20℃への低下時間と、各実施例にて作成した対比試験用断熱シートの28℃から20℃への低下時間との差異時間を測定し、適温維持性を評価した。評価基準は以下のとおりである。
◎:差異時間が2時間以上
○:差異時間が30分以上2時間未満
×:差異時間が30分未満
実施例及び比較例にて作成した保温シートを幅50mm×長さ50mmのサイズに2枚切断し、同サイズの油取り紙を2枚の保温シートの蓄熱層側で挟んで積層した試験体を、荷重50g/cm2、40℃50%RH環境下で15時間圧着し、シートから染み出した蓄熱材成分について、油取り紙への染みで目視評価した。評価基準は以下の通りである。
○:染みなし
△:部分的に染みあり
×:全面に染みあり
実施例及び比較例にて作成したシートを幅50mm×長さ50mmのサイズにカッターナイフで切断加工し、切断面を観察した。
○:切断面の近傍に割れが生じず、切断面の面荒れや角部の欠けが生じない。
×:切断面近傍に割れが生じる、又は切断面の面荒れや角部の欠けが生じる。
幅30cm×長さ30cmのサイズに切断したシートの一辺の両端を、当該辺が直線状になるように持ち上げ、30秒保持した際のシート外観を下記基準にて評価した。
○:30秒保持後もシートの割れが生じない。
×:シートに割れが生じる。
Claims (10)
- 物質の保温に使用される保温シートであって、
樹脂マトリクス中に蓄熱材が分散した蓄熱層と、断熱層とを有し、
前記断熱層の熱抵抗値が0.2m2K/W以上であることを特徴とする保温シート。 - 前記蓄熱層のJIS K6251に準じて測定される引張強さが0.1MPa以上であり、引張破断時の伸び率が10%以上である請求項1に記載の保温シート。
- 前記断熱層の円筒形マンドレル屈曲試験機(JIS K 5600)による測定値が、マンドレル直径で2〜32mmである請求項1又は2に記載の保温シート。
- 前記蓄熱層中の蓄熱材の含有量が10〜80質量%である請求項1〜3のいずれかに記載の保温シート。
- 前記蓄熱層の厚みが100μm以上である請求項1〜4のいずれかに記載の保温シート。
- 前記蓄熱材が樹脂外殻中に潜熱蓄熱材料を内包するマイクロカプセルである請求項1〜5のいずれかに記載の保温シート。
- 前記樹脂マトリクスが熱可塑性樹脂を含有する請求項1〜6のいずれかに記載の保温シート。
- 前記蓄熱層が可塑剤を含有する請求項1〜7のいずれかに記載の保温シート。
- 前記可塑剤が、蓄熱材100質量部に対する可塑剤の吸収量が30質量部以上、150質量部以下の可塑剤である請求項8に記載の保温シート。
- 前記可塑剤がエポキシ系可塑剤又はポリエステル系可塑剤である請求項8又は9に記載の保温シート。
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