(57)【要約】本発明の目的は、温度上昇の原因である赤外線の反射に優れ、可視光線に対しては透過性に優れた遮熱材を提供することにある。  本発明は、結晶の横幅が１μｍ以上で、且つ結晶の厚さが０．２μｍ以下の高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムを有効成分とする遮熱材である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶の横幅が１μｍ以上で、且つ結晶の厚さが０．２μｍ以下の高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムを有効成分とする遮熱材。
【請求項２】
高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの横幅が２μｍ以上で、且つ厚さが０．１μｍ以下である請求項１記載の遮熱材。
【請求項３】
高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの横幅が３μｍ以上で、且つ厚さが０．１μｍ以下である、請求項１記載の遮熱材。
【請求項４】
高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの横幅が３μｍ以上で、且つ厚さが０．０５μｍ以下である請求項１記載の遮熱材。
【請求項５】
１００重量部の樹脂および１〜５０重量部の請求項１に記載の遮熱材を含有する樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１に記載の樹脂組成物を成形した成形品。
【請求項７】
フィルムである請求項６に記載の成形品。
【請求項８】
結晶の横幅が１μｍ以上で、且つ結晶の厚さが０．２μｍ以下の高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムを赤外線の遮熱材として用いる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線の反射能に優れ、かつ可視光線に対する透過性に優れた遮熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー価格がますます高くなる傾向にあり、省エネルギーは広範の分野で共通の課題となっている。夏における太陽光線による室内温度上昇を、遮熱塗料を屋根に塗布したり、窓ガラスに遮熱材の入った樹脂フィルムを貼ることにより、抑制する方法が急速に広がっている。また、農業分野でも、可視光線は透過するが、ハウス内の必要以上の温度上昇を防いで、作物の育成を良好に保つために、遮熱フィルムとかシートが使用されている。
このような遮熱製品に使用されている遮熱材は、アルミニウムとか銀の金属薄片、酸化チタン、酸化亜鉛、パール顔料等である。これら遮熱材は、温度上昇の原因である赤外線を反射し、夏は室内の温度上昇を防ぎ、冬は室内温度の低下を防ぐものである。しかしこれらの遮熱材は、透明性が悪く、成形品表面が荒く、着色し易いという欠点がある。したがって、窓に貼ると視界が悪くなる。また農業用ハウス内の植物の生育が、植物にとって必要とされる可視光線の透過が少ないため、阻害されることがある。また透明や無色の塗料が作りにくい等の問題がある。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、温度上昇の原因である赤外線の反射能に優れ、可視光線に対しては透過性に優れた遮熱材を提供することにある。また本発明の目的は、該遮熱材を含有する樹脂組成物および成形品を提供することにある。
本発明者は、高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムが、赤外線の反射能に優れ、かつ可視光線に対する透過性に優れることを見出し本発明を完成した。
即ち本発明は、結晶の横幅が１μｍ以上で、且つ結晶の厚さが０．２μｍ以下の板状結晶水酸化マグネシウムを有効成分とする遮熱材である。また本発明は、１００重量部の樹脂および１〜５０重量部の前記遮熱材を含有する樹脂組成物である。また本発明は、前記樹脂組成物を成形した成形品である。また本発明は、結晶の横幅が１μｍ以上で、且つ結晶の厚さが０．２μｍ以下の板状結晶水酸化マグネシウムを赤外線の遮熱材として用いる方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
＜遮熱材＞
（高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウム）
本発明の遮熱材は、結晶の横幅が大きく且つ結晶の厚さが薄い高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムを有効成分とする。高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムは、結晶の横幅が、１μｍ以上、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上である。また結晶の厚さが、０．２μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下、より好ましくは０．０５μｍ以下である。
上記板状結晶水酸化マグネシウムは、樹脂中での配向性に優れ、光の反射率が高い。その結果、温度上昇の原因である赤外線を良く反射し、その透過率を低下させる。アスペクト比は、結晶の横幅／厚みの比で定義される。
高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの結晶の横幅が大きいほど、配向性（成型面と結晶の横方向が平行になる）が良くなり、鏡面反射に近づき遮熱効果が向上する。他方、結晶の厚さが薄くなるほど可視光線の透過率が向上し、透明性が良くなる。従来の水酸化マグネシウムの結晶は、横幅が約１μｍ以下で、且つ厚さが約０．５μｍ以上である。そのため、結晶の配向性が貧弱で且つ、厚さが厚いため透明性が悪く遮熱効果は小さい。
高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムは、樹脂との相溶性、分散性の向上のために、表面処理して用いることができる。表面処理剤としては、高級脂肪酸またはそのアルカリ金属塩、リン酸エステル、アニオン系界面活性剤、シラン、アルミニウム、チタネート等のカップリング剤等を用いる。表面処理は、高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの重量に対し、０．１〜１０重量％の表面処理剤を、水若しくはアルコール等の有機溶媒に溶解し、水等の液状媒体中で、攪拌下に高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムに添加する湿式法で行うことができる。或いは、板状結晶水酸化マグネシウム粉末をヘンシェルミキサーのごとき攪拌機により攪拌下に、前記表面処理剤を添加するいわゆる乾式法で行うこともできる。
板状結晶水酸化マグネシウムは、その嵩比重を向上させて、樹脂との混練時の加工性をよくするため、例えば直径が０．５〜５ｍｍの粒状に成形して用いることもできる。成形は、押出造粒、転動造粒等の従来公知の手段を用いて行うことができる。
（高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの製造）
高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムは、微結晶水酸化マグネシウムとモノカルボン酸／またはその金属塩の共存下、１００℃以上、好ましくは１５０〜２５０℃で攪拌下に好ましくは、２〜１０時間水熱処理することにより製造することができる。
モノカルボン酸は、水溶性マグネシウム塩水溶液に、当量以上のＮａＯＨ等のアルカリを添加し、好ましくは０〜４０℃で反応させる共沈法で水酸化マグネシウムを製造する段階で、共沈反応前にマグネシウムのハロゲン化物、硝酸塩、モノカルボン酸塩等の水溶性マグネシウム塩に添加して、水酸化ナトリウム等のアルカリで共沈させた後、水熱処理することもできる。モノカルボン酸は水酸化マグネシウムに対して、モル比で好ましくは０．０１以上、より好ましくは０．１〜１．０添加する。
水溶性マグネシウム塩として好ましくは、例えば塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、酢酸マグネシウムを上げることができる。モノカルボン酸として好ましくは、例えば酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、グリコール酸、乳酸を上げることができる。
＜樹脂組成物＞
また本発明の樹脂組成物は、１００重量部の樹脂および１〜５０重量部の前記遮熱材を含有する。
樹脂として、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂およびゴムからなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂が好ましい。樹脂として、ポリエチレン、エチレンとα−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸エチルまたはアクリル酸メチルとの共重合体、ポリプロピレン、プロピレンと他のα−オレフィンの共重合体、ポリブテン−１、ポリ４−メチルペンテン−１、ポリスチレン、スチレンとアクリロニトリル、エチレンとプロピレンジエンゴムまたはブタジエンとの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテル、ポリアミヂ、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂等の熱硬化性樹脂、ＥＰＤＭ，ＳＢＲ，ＮＢＲ，エチレンと他のα−オレフィン例えばプロピレン、オクテン等との共重合ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、エピクロルヒドリンゴム、塩素化ポリエチレンゴム等が例示される。
樹脂組成物として遮熱塗料が挙げられる。その場合、樹脂として、例えばフェーノル樹脂塗料、アルキド樹脂塗料、アミノアルキド樹脂塗料、塩化ビニル樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、ケイ素樹脂塗料、ポリウレタン樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、油性塗料等を含有させることができる。
遮熱材の樹脂組成物中の含有量は、１００重量部の樹脂に対し、０．１〜１００重量部、好ましくは１〜５０重量部である。
樹脂組成物は、樹脂と前記遮熱材を混合後、従来公知の混練手段で製造することができる。例えば樹脂と遮熱材とを、２軸押し出し機で加熱溶融混合した後、ペレット化して製造することができる。
＜成形品＞
樹脂組成物を、押出成形、射出成形、真空成形、インフレーシヨン成形、スリット成形等の慣用の成形機、手段により、フィルム、シート、肉厚成形品等に成形して成形品を得ることができる。成形品として、窓のガラスに貼りつける遮熱フィルム、屋根等に使用する遮熱塗料、ハウス内温度を調節するための農業用遮熱フィルム若しくはシート、屋外使用の樹脂成形品等を挙げることができる。
＜遮熱材として用いる方法＞
本発明は、結晶の横幅が１μｍ以上で、且つ結晶の厚さが０．２μｍ以下の高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムを赤外線の遮熱材として用いる方法を包含する。
【実施例】
【０００５】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
実施例１
（水酸化マグネシウムの調製）
試薬１級の塩化マグネシウムと酢酸ソーダの混合水溶液（Ｍｇ＝２モル／Ｌ、酢酸ソーダ＝１．２モル／Ｌ、３０℃）２０Ｌに攪拌下、８モル／Ｌの試薬１級の水酸化ナトリウム水溶液（３０℃）８Ｌを加え共沈反応させた。この反応物を容量５０Ｌのオートクレーブに入れ、１７０℃で８時間水熱処理をした。水熱処理物を取り出し、減圧濾過、水洗後、ろ過ケーキを、攪拌機で水に分散させた。約８０℃に加熱後、４０ｇのステアリン酸（純度９０％）をカセイソーダで中和し、加熱溶解した水溶液１Ｌを攪拌下に加え表面処理した。その後、圧濾過、水洗して得られたケーキを、造粒用２軸押し出し機で直径約２ｍｍに造粒し、オーブンで約１２０℃で乾燥した。
表面処理前の試料を一部採取し、Ｘ線回折、ＳＥＭ、および液体窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積の測定を行った。
Ｘ線回折の結果、水酸化マグネシウムと同定された。ＳＥＭ測定の結果、個々の結晶は六角形に近い板状の結晶外形で、厚みは０．０７μｍ、横幅は３．２μｍであった。したがってアスペクト比は５０である。ＢＥＴ比表面積は１２ｍ２／ｇであった。
（シートの成形）
ＬＬＤＰＥ（直鎖低密度ポリエチレン）１００重量部に対し、造粒物を１０重量部、酸化防止剤（イルガノックス１０１０）を０．１重量部混合後、ブラベンダーを用いて溶融混練した。混練物をプレス成形機を用い、厚さ１ｍｍ、タテ１３４ｍｍ、ヨコ９９ｍｍのシートに成形した。このシートについて、分光光度計を用いて、可視光線（３８０〜７８０ｎｍ）透過率と近赤外線（７８０〜２５００ｎｍ）反射率を測定した。その結果を表１に示す。
このシートを１方向だけに４０ｍｍ四方の窓がある断熱剤で覆われた紙製箱の、窓部分に装着し、赤外線ランプ（１８５Ｗ）を１０．５ｃｍ離して照射し、箱内の温度およびシートの温度を測定した。その結果を表１に示す。その結果、本発明遮熱材を配合した樹脂シートが、透明性が良く（可視光線透過率が高いため）、且つ室内温度上昇が抑えられていることが分かる。
実施例２
（水酸化マグネシウムの調製）
実施例１において、高アスペクト比板状結晶水酸化マグネシウムの製造条件において、酢酸ソーダの代わりに、プロピオン酸ソーダを１．６モル使用する以外は、実施例１と同様におこない、水酸化マグネシウムを製造した。表面処理前のこの物質は、Ｘ線回折の結果、水酸化マグネシウムと同定された。ＳＥＭ測定の結果、個々の結晶は六角形に近い板状結晶外形で、厚みは０．０５μｍ、横幅は４．５μｍであった。したがって、アスペクト比は９０である。ＢＥＴ比表面積は８．２ｍ２／ｇであった。
（シートの成形）
得られた造粒物を実施例１と同様にして、シートを成形して遮熱試験を行った。結果を表１に示す。実施例２においても、実施例１と同様な傾向を示していることが分かる。
比較例１
市販の水酸化マグネシウム（厚さが０．３μｍ、横幅が０．９μｍ、ＢＥＴ比表面積が６ｍ２／ｇ、アスペクト比が３）を実施例１と同様にしてステアリン酸ソーダで表面処理した後、実施例１と同様にして、遮熱試験を行った結果を表１に示す。表１から明らかなように、市販の水酸化マグネシウムでは、透明性が悪く、近赤外線の反射率、遮熱性が本発明の遮熱材より劣ることが分かる。
比較例２
横幅約１５μｍの雲母の表面に酸化チタンを形成させたパール顔料系市販遮熱材を用い、実施例１と同様にしてＬＬＤＰＥのシートを作成した。その評価結果を表１に示す。表１から明らかなように、市販の遮熱材は透明性が悪いことが分かる。
【表１】
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発明の効果
本発明の遮熱材は、赤外線の反射能に優れ、可視光線の透過性に優れる。また本発明の樹脂組成物および成形品は、透明性に優れ、表面の光沢に優れた高級感のある外観を有する。
【産業上の利用可能性】
【０００６】
本発明の遮熱材は、遮熱を目的とする如何なる用途にも適用できる。例えば、家とか自動車等の窓のガラスに貼りつける遮熱フィルム、屋根等に使用する遮熱塗料、ハウス内温度を調節するための農業用遮熱フィルム若しくはシート、屋外使用の家具等樹脂成形品等を挙げることができる。
【国際調査報告】
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