(57)【要約】  密閉型多孔質複合材料及びその製造方法であり、当方法は以下を含む：１）混合物を用意するが、当混合物は、水分散型樹脂30-70重量部と、膨張前の熱膨張性微少球10-300重量部と、水100-550重量部と、を含み、当混合物を十分に攪拌する；２）担持体を用意する；３）工程1で得られた混合物を担持体上に一層塗布する；４）担持体を一定時間加熱するが、この過程で、当該膨張前の熱膨張性微少球が膨張される；５）工程3-4を数回繰り返して、密閉型多孔質複合材料を製造し得る。当密閉型多孔質複合材料は、大量の密閉型空洞と、当該大量の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、密閉型空洞のサイズ範囲は20μm-800μmであり、密閉型空洞の総体積とポリマー壁の総体積との比は16より大きい。
2021531391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉型多孔質複合材料の製造方法であり、その内、上記方法は以下を含む：
１）混合物を用意するが、上記混合物は、水分散型樹脂30-70重量部と、膨張前の熱膨張性微少球10-300重量部と、水100-550重量部と、を含み、上記混合物を攪拌し、
２）担持体を用意し、
３）工程1で得られた混合物を上記担持体上に一層塗布し、
４）上記混合物と、上記担持体と、を一定時間加熱するが、この過程で、上記膨張前の熱膨張性微少球が膨張されるし、
５）工程3-4を数回繰り返し、多層の上記混合物を含む上記密閉型多孔質複合材料を製造し得るが、
上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm-800μmであり、上記密閉型空洞の総体積と、上記ポリマー壁の総体積と、の比は16より大きい製造方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法において、その内、上記工程１中の各組成物の含有量は、水分散型樹脂40-60重量部と、膨張前の熱膨張性微小球10-50重量部と、水100-350重量部と、である製造方法。
【請求項３】
請求項1または2に記載の方法において、その内、上記工程１中の各組成物の含有量は、水分散型樹脂45-55重量部と、膨張前の熱膨張性微小球10-30重量部と、水100-250重量部と、である製造方法。
【請求項４】
請求項1または2に記載の方法において、その内、上記膨張前の熱膨張性微小球は中空の球形または準球形を呈し、外径は10μm-40μmであり、壁厚は1μm-10μmであり、上記壁には熱可塑性または熱硬化性の高分子材料が含まれる製造方法。
【請求項５】
請求項1―4の何れの一項に記載の方法において、その内、上記水分散型樹脂には二種類の異なる水性ポリウレタンが含まれており、その内、一種は1-25重量部であり、もう一種は49-25重量部である製造方法。
【請求項６】
請求項5に記載の方法において、その内、上記2種類の異なる水性ポリウレタンは、其々、第１アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンと、第２アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンと、であり、その内、上記第１アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンは10-20重量部であり、好ましくは15重量部であり；上記第2アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンは40-30重量部であり、好ましくは35重量部である製造方法。
【請求項７】
請求項1―6の何れの一項に記載の方法において、その内、上記工程1の混合物は、さらに、消泡剤0-1重量部と、硬化剤0-10重量部と、増粘剤0-10重量部と、カビ防止剤0-5重量部と、湿潤レベリング剤0-2重量部と、感触剤0-5重量部と、水性カラーペースト0-20重量部と、からの少なくとも一種を含み;
好ましくは、上記工程1の混合物は、さらに、消泡剤0.1-1重量部と、硬化剤0.1-10重量部と、増粘剤0.1-10重量部と、カビ防止剤0.1-5重量部と、湿潤レベリング剤0.1-2重量部と、感触剤0.1-5重量部と、水性カラーペースト0.1-20重量部と、からの少なくとも一種を含む製造方法。
【請求項８】
請求項1―7の何れの一項に記載の方法において、その内、上記工程4中で上記担持体を100oC-180oCまでに加熱するが、加熱時間は10-300秒であり、好ましくは上記担持体を120oC-160oCまでに加熱するが、加熱時間は60-120秒であり、好ましくは上記担持体を130oC-150oCまでに加熱するが、加熱時間は60-90秒であり、好ましくは上記担持体を140oC-150oCまでに加熱するが、加熱時間は60-80秒である製造方法。
【請求項９】
請求項1―8の何れの一項に記載の方法において、その内、上記水分散型樹脂は、水性ポリウレタン樹脂と、水性アクリル酸樹脂と、水性ポリウレタン改質アクリル酸樹脂と、ブチロニトリル乳液と、ポリクロロプレン乳液と、酢酸ポリビニル乳液と、からの少なくとも一種を含む製造方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法において、その内、上記硬化剤は、ポリカルボジイミドと、ポリイソシアネートと、密閉型ポリイソシアネートと、エチレンイミンと、アミノ樹脂と、からの少なくとも一種を含み；上記消泡剤は、有機シリコン系消泡剤であるり；上記湿潤レベリング剤は、有機シリコン系湿潤レベリング剤であり；上記触感剤は、高分子量有機シリコーンと、ワックス粉末と、ワックス乳液と、気相または沈殿法による二酸化ケイ素及びその分散液と、からの少なくとも一種を含み；上記カビ防止剤は、有機又は無機系の水分散型カビ防止剤であり；上記増粘剤は、会合型ポリウレタンと、アクリル酸アルカリ膨潤型と、セルロース系増粘剤と、無機系増粘剤と、からの少なくとも一種を含む製造方法。
【請求項１１】
請求項1-10の何れの一項に記載の方法において、その内、上記担持体には、織布と、非織布と、革と、軟質薄膜と、からの一種又は多種が含まれる製造方法。
【請求項１２】
請求項1に記載の方法において、その内、工程4の膨張した後の熱膨張性微小球サイズと、工程1の膨張前の熱膨張性微小球サイズと、の比は2-10である製造方法。
【請求項１３】
請求項1-12の何れの一項に記載の方法において、その内、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は50μm-300μmであり、好ましくは60μm-200μmであり、さらに好ましくは80μm-120mであり、上記密閉型空洞の総体積と、上記ポリマー壁の総体積と、の比は、16より大きく、好ましくは33より大きく、好ましくは83より大きく、好ましくは166より大きく、好ましくは333より大きく、好ましくは417より大きく、好ましくは556より大きく、好ましくは833より大きい製造方法。
【請求項１４】
請求項1-12の何れの一項に記載の方法において、その内、上記密閉型多孔質複合材料は断熱材料であり、上記断熱材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記断熱材料の厚さが1mmの場合、上記断熱材料のクロー値はクロー値≧0.50、または≧0.60、または≧1.0、または≧1.5である製造方法。
【請求項１５】
請求項1-12の何れの一項に記載の方法において、その内、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、から構成されており、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm-800μmであり、好ましくは50μm-300μmであり、より好ましくは60μm-200μmであり、さらに好ましくは80μm-120μmであり、上記密閉型多孔質複合材料の密度は5kg/m3-300kg/m3であり、好ましくは10kg/m3-200kg/m3であり、好ましくは20kg/m3-150kg/m3であり、好ましくは30kg/m3-100kg/m3であり、好ましくは40kg/m3-90kg/m3であり、好ましくは50kg/m3-80kg/m3であり、好ましくは60kg/m3-80kg/m3である製造方法。
【請求項１６】
密閉型多孔質複合材料であり、その内、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は、20μm-800μmであり、好ましくは50μm-300μmであり、より好ましくは60μm-200μmであり、さらに好ましくは80μm-120mであり、上記密閉型空洞の総体積と、上記ポリマー壁の総体積と、の比は16より大きく、好ましくは33より大きく、好ましくは83より大きく、好ましくは166より大きく、好ましくは333より大きく、好ましくは417より大きく、好ましくは556より大きく、好ましくは833より大きく、上記ポリマー壁の厚さは0.01μm-5μmである密閉型多孔質複合材料。
【請求項１７】
請求項16に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、から構成される密閉型多孔質複合材料。
【請求項１８】
請求項16または17に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記ポリマー壁は上記密閉型空洞の内側向けに熱可塑性または熱硬化性の高分子材料を含み、上記ポリマー壁は上記密閉型空洞の外側向けに水分散型樹脂を含む密閉型多孔質複合材料。
【請求項１９】
請求項16または17に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記ポリマー壁の厚さは0.02μm-2μmであり、より好ましくは0.03μm-1.0μmであり、さらに好ましくは0.04μm-0.8μmであり、さらに好ましくは0.05μm-0.6μmであり、さらに好ましくは0.1μm-0.5μmである密閉型多孔質複合材料。
【請求項２０】
請求項16または17に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記密閉型空洞の形状には球形と、準球形と、不規則形状と、が含まれる密閉型多孔質複合材料。
【請求項２１】
請求項16または17に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記密閉型空洞は膨張前の熱膨張性微小球の直径を2-10倍に膨張させて得られる密閉型多孔質複合材料。
【請求項２２】
請求項16または17に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記密閉型多孔質複合材料は断熱材料であり、上記断熱材料の厚さが0.2mm-3.0mmである場合、上記断熱材料のクロー値は0.1-3.0である密閉型多孔質複合材料。
【請求項２３】
請求項16または17に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記ポリマー壁は三層構造を含み、上記三層構造は、二つの外層と、上記二つの外層の間に挟まれた中間層と、を含み、その内、上記二つの外層の素材は同じであり、かつ、上記二つの外層の素材は上記二つの外層の間に挟まれた中間層の素材とは異なる密閉型多孔質複合材料。
【請求項２４】
密閉型多孔質複合材料であり、その内、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm-800μmであり、好ましくは50μm-300μmであり、より好ましくは60μm-200μmであり、さらに好ましくは80μm-120μmであり、上記密閉型多孔質複合材料の密度は5kg/m3-100kg/m3であり、好ましくは10kg/m3-100kg/m3であり、好ましくは20kg/m3-100kg/m3であり、好ましくは30kg/m3-100kg/m3であり、好ましくは40kg/m3-90kg/m3であり、好ましくは50kg/m3-80kg/m3であり、好ましくは60kg/m3-80kg/m3である密閉型多孔質複合材料。
【請求項２５】
請求項24に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、から構成される密閉型多孔質複合材料。
【請求項２６】
請求項24に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記ポリマー壁の厚さは0.01-5μmであり、好ましくは0.02μm-2μmであり、より好ましくは0.03μm-1.0μmであり、さらに好ましくは0.04μm-0.8μmであり、さらに好ましくは0.05μm-0.6μmであり、さらに好ましくは0.1μm-0.5μmである密閉型多孔質複合材料。
【請求項２７】
請求項24-26の何れの一項に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記ポリマー壁は三層構造を含み、その内、上記二つの外層の素材は同じであり、かつ、上記二つの外層の素材は上記二つの外層の間に挟まれた中間層の素材とは異なる密閉型多孔質複合材料。
【請求項２８】
請求項16-26の何れの一項に記載の密閉型多孔質複合材料において、その内、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.030w/m.kより小さく、好ましくは、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.025w/m.kより小さく、好ましくは、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.020w/m.kより小さく、好ましくは、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.016w/m.kより小さい密閉型多孔質複合材料。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔技術分野〕
本発明は密閉型多孔質複合材料、断熱材料、遮音材料及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
〔技術背景〕
「衣・食・住・行」は、人類文明の誕生以来直面し解決しなければならない最優先のことである。熱帯地域やギリシャなど少数地域を除いて、冬季の防寒問題は常に人々を悩ませてきた。技術発展が今日に至り、人々は動物の毛皮、木綿、ダウンなどを材料に厳しい寒さに耐える服を造ることを学び、なお、これらの服のお陰で人々は真冬日にも長時間屋外に居られるようになったが、これらの服は比較的重い。重い服は手足の自由な動きを妨げる一方、人々の美的感覚にも満たさない。二つ目の欠点は、寒い冬にも美しい身体的ラインをアピールしたい女性にとっては特に大きな悩みことなっている。考えてみろう、もし、「新型断熱材」が広く活用されたら、冬の高寒地帯に雪見に旅出た時、紳士は「新型断熱材」で出来たファションを身に格好よく歩き回り、淑女は「新型断熱材」のファションを身に思い存分撮影することができれば、どんな嬉しことでしょう？
〔発明の内容〕
本発明の実施例は、密閉型多孔質複合材料の製造方法を提供するが、当方法は以下を含む：
１）混合物を用意するが、上記混合物は、水分散型樹脂30-70重量部と、膨張前の熱膨張性微少球10-300重量部と、水50-550重量部と、を含み、上記混合物を攪拌する。
２）担持体を用意する。
３）工程1で得られた混合物を上記担持体上に一層塗布する。
４）上記混合物と上記担持体とを一定時間加熱するが、この過程で上記膨張前の熱膨張性微少球が膨張される。
５）工程3-4を数回繰り返し、多層の上記混合物を含む上記密閉型多孔質複合材料を製造し得る。
【０００３】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記工程１中の各組成の含有量は、水分散型樹脂40-60重量部と、膨張前の熱膨張性微小球10-50重量部と、水80-350重量部と、である。
【０００４】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記工程１中の各組成の含有量は、水分散型樹脂45-55重量部と、膨張前の熱膨張性微小球10-30重量部と、水100-250重量部と、である。
【０００５】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記膨張前の熱膨張性微小球は中空の球形または準球形を呈し、外径は10μm-40μmで、壁厚は1μm-10μmであり、上記壁には熱可塑性または熱硬化性の高分子材料が含まれる。
【０００６】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記水分散型樹脂には二種類の異なる水性ポリウレタンが含まれており、その内、一種は1-25重量部であり、もう一種は49-25重量部である。
【０００７】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記2種類の異なる水性ポリウレタンは其々、第１アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタン及び第２アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンであり、その内、上記第１アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンは10-20重量部であり、好ましくは15重量部である；上記第２アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタンは40-30重量部であり、好ましくは35重量部である。
【０００８】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記工程1の混合物はさらに、0-1重量部の消泡剤と、0-10重量部の硬化剤と、0-10重量部の増粘剤と、0-5重量部のカビ防止剤と、0-2重量部の湿潤レベリング剤と、0-5重量部の感触剤と、0-20重量部の水性カラーペーストとから選ばれる少なくとも一種を含む;好ましくは、上記工程1の混合物はさらに、消泡剤0.1-1重量部と、硬化剤0.1-10重量部と、増粘剤0.1-10重量部と、カビ防止剤0.1-5重量部と、湿潤レベリング剤0.1-2重量部と、感触剤0.1-5重量部と、水性カラーペースト0.1-20重量部と、から選ばれる少なくとも一種を含む。
【０００９】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記工程4中で上記担持体を100 oC-180oCに加熱するが、加熱時間は10-300秒である。好ましくは上記担持体を120 oC -160 oCまでに加熱するが、加熱時間は60-120秒である。好ましくは上記担持体を130 oC -150 oCまでに加熱するが、加熱時間は60-90秒である。好ましくは上記担持体を140 oC -150 oCに加熱するが、加熱時間は60-80秒である。
【００１０】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記水分散型樹脂は、水性ポリウレタン樹脂と、水性アクリル酸樹脂と、水性ポリウレタン改質アクリル酸樹脂と、ブチロニトリル乳液と、ポリクロロプレン乳液と、酢酸ポリビニル乳液と、から選ばれる少なくとも一種を含む。
【００１１】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記硬化剤は、ポリカルボジイミドと、ポリイソシアネートと、密閉型ポリイソシアネートと、エチレンイミンと、アミノ樹脂と、からの少なくとも一種を含む；上記消泡剤は、有機シリコン系消泡剤である；上記湿潤レベリング剤は、有機シリコン系湿潤レベリング剤である；上記触感剤は、高分子量シリコーンと、ワックス粉末と、ワックス乳液と、気相または沈殿法による二酸化ケイ素及びその分散液と、からの少なくとも一種を含む；上記カビ防止剤は、有機又は無機系の水分散型カビ防止剤である；上記増粘剤は、会合型ポリウレタンと、アクリル酸アルカリ膨潤型と、セルロース系増粘剤と、無機系増粘剤と、からの少なくとも一種を含む。
【００１２】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記担持体には、織布と、非織布と、革と、軟質薄膜と、から選ばれる一種又は多種が含まれる。
【００１３】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、工程4の膨張した後の熱膨張性微小球サイズと工程1の膨張前の熱膨張性微小球サイズとの比は2-10である。
【００１４】
本発明の一つの施方法に置いて、例えば、上記方法により製造し得られた上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は、20μm -800μmであり、好ましくは50μm -300μmであり、より好ましくは60μm -200μmであり、さらに好ましくは80μm -120mであり、上記密閉型空洞の総体積と上記ポリマー壁の総体積との比は3より大きく、好ましくは3.33より大きく、好ましくは16より大きく、好ましくは33より大きく、好ましくは83より大きく、好ましくは166より大きく、好ましくは333より大きく、好ましくは417より大きく、好ましくは556より大きく、好ましくは833より大きく、好ましくは1667より大きい。
【００１５】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記方法により製造し得られた上記密閉型多孔質複合材料は断熱材料であり、上記断熱材料は複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記断熱材料の厚さが1mmの場合、上記断熱材料のクロー値≧0.20であり、または≧0.40、または≧0.50、または≧0.60、または≧1.0、または≧1.5である。
【００１６】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記方法により製造し得られた上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁からなり、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm -800μmであり、好ましくは50μm -300μmであり、より好ましくは60μm -200μmであり、さらに好ましくは80μm -120μmであり、上記密閉型多孔質複合材料の密度は5kg/m3-300kg/ m3であり、好ましくは10kg/m3-200kg/ m3であり、好ましくは20kg/m3-150kg/ m3であり、好ましくは30kg/m3-100kg/ m3であり、好ましくは40kg/m3-90kg/ m3であり、好ましくは50kg/m3-80kg/ m3であり、好ましくは60kg/m3-80kg/ m3である。
【００１７】
本発明の実施例では密閉型多孔質複合材料を提供し、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm -800μmであり、好ましくは50μm -300μmであり、より好ましくは60μm -200μmであり、さらに好ましくは80μm -120μmであり、上記密閉型空洞の総体積と上記ポリマー壁の総体積との比は3より大きく、好ましくは3.33より大きく、好ましくは16より大きく、好ましくは33より大きく、好ましくは83より大きく、好ましくは166より大きく、好ましくは333より大きく、好ましくは417より大きく、好ましくは556より大きく、好ましくは833より大きく、好ましくは1667より大きい。
【００１８】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料は、複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁からなる。
【００１９】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記ポリマー壁は上記密閉型空洞の内側向けに熱可塑性または熱硬化性の高分子材料を含み、上記ポリマー壁は上記密閉型空洞の外側向けに水分散型樹脂を含む。
【００２０】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記ポリマー壁の厚さは0.01-5μmであり、好ましくは0.02μm -2μmであり、より好ましくは0.03μm -1.0μmであり、さらに好ましくは0.04μm -0.8μmであり、さらに好ましくは0.05μm -0.6μmであり、さらに好ましくは0.1μm -0.5μmである。
【００２１】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型空洞の形状には球形と、準球形と、不規則形状と、が含まれる。
【００２２】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型空洞は膨張前の熱膨張性微小球の直径を2-10倍に膨張させて得られる。
【００２３】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料は断熱材料である；上記断熱材料の厚さが0.2mm-3.0mmである場合、上記断熱材料のクロー値は0.1-3.0である。
【００２４】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記ポリマー壁は三層構造を含み、上記三層構造は二つの外層及び上記二つの外層の間に挟まれた中間層を含み、その内、上記二つの外層の素材は同じであり、かつ、上記二つの外層の素材は上記二つの外層の間に挟まれた中間層の素材とは異なる。
【００２５】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記担持体は織布と、非織布と、革と、軟質薄膜と、から選ばれる一種又は多種を含む。
【００２６】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料は担持体及び上記担持体の上に付着している断熱層を含み、上記担持体の厚さは0.1mm-5.0mmであり、上記断熱材の厚さは0.2mm-10mmである。
【００２７】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料の上記担持体の二つの表面には其々一層の断熱層が付着しており、上記担持体の厚さは0.1mm-5.0mmであり、何れの上記断熱層の厚さも0.2mm-10mmである。
【００２８】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料は外層である二層の担持体と、上記二層の担持体の間に挟まれた上記断熱層と、を含み、上記二層の担持体のうち何れの層の担持体の厚さは0.1mm-5.0mmであり、上記断熱層の厚さは0.2mm-10mmである。
【００２９】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料は一層の担持体と、上記担持体の上に付着している上記断熱層と、を含み、上記断熱層は2層以上の多層構造を有する。好ましくは、上記断熱層のうち、上記担持体と直接接触する層を底層断熱層と称し、上記担持体と最長距離の層を面層断熱層と称し、上記底層断熱層と上記面層断熱層との間に位置する層を中間層断熱層と称し、上記底層断熱層中の上記熱膨張性微小球の含有量は、上記面層断熱層及び上記中間層断熱層中の上記熱膨張性微小球の含有量より大きい。
【００３０】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記底層断熱層は一種の水分散型樹脂を含み、上記面層断熱層は少なくとも二種の違う水分散型樹脂を含む。
【００３１】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、各断熱層に使われる膨張前の熱膨張性微小球は同じでもよいし、同じでなくてもよい。
【００３２】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、複数の上記密閉型多孔質複合材料は接着剤にて一体に接着されるか、または1個または複数の上記密閉型多孔質複合材料を接着剤にて他の材料に接着して一体化させるが、一回の接着に使われる接着剤の量は10g／m2-25g／m2である。好ましくは、上記接着剤はPUR水分反応性接着剤と、ホットメルト接着剤と、水分散型接着剤と、溶媒型接着剤と、から選ばれる少なくとも一種である。
【００３３】
本発明の実施例では断熱材を提供するが、上記断熱材は複数の密閉型空洞と、上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁と、を含み、上記断熱材の厚さが1mmである場合、上記断熱材はクロー値≧0.20、または≧0.40、または≧0.50、または≧0.60、または≧1.0、または≧1.5である。
【００３４】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記断熱材は複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁から構成される。
【００３５】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm -800μmであり、好ましくは50μm -300μmであり、より好ましくは60μm -200μmであり、より好ましくは80μm -120μmである。
【００３６】
本発明の一つの実施例において、例えば、上記ポリマー壁の厚さは0.01μm -5μmであり、好ましくは0.02μm -2μmであり、より好ましくは0.03μm -1.0μmであり、より好ましくは0.04μm -0.8μmであり、より好ましくは0.05μm -0.6μmであり、より好ましくは0.1μm -0.5μmである。
【００３７】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記ポリマー壁は三層構造を含み、その内、上記二つの外層の素材は同じであり、かつ、上記二つの外層の素材は上記二つの外層の間に挟まれた中間層の素材とは異なる。
【００３８】
本発明の実施例では密閉型多孔質複合材料を提供するが、上記密閉型多孔質複合材料は複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁を含み、上記密閉型空洞のサイズ範囲は20μm -800μmであり、好ましくは50μm -300μmであり、より好ましくは60μm -200μmであり、さらに好ましくは80μm -120μmであり、上記密閉型多孔質複合材料の密度は5kg/m3-300kg/ m3であり、好ましくは10kg/m3-200kg/ m3であり、好ましくは20kg/m3-150kg/ m3であり、好ましくは30kg/m3-100kg/ m3であり、好ましくは40kg/m3-90kg/ m3であり、好ましくは50kg/m3-80kg/ m3であり、好ましくは60kg/m3-80kg/ m3である。
【００３９】
本発明の一つの実施方法において、例えば、上記密閉型多孔質複合材料は複数の密閉型空洞及び上記複数の密閉型空洞を互いに分離するポリマー壁からなる。
【００４０】
本発明の一つの実施方法において、例えば、上記ポリマー壁の厚さは0.01-5μmであり、好ましくは0.02 μm -2μmであり、より好ましくは0.03μm -1.0μmであり、さらに好ましくは0.04μm -0.8μmであり、さらに好ましくは0.05μm -0.6μmであり、さらに好ましくは0.1μm -0.5μmである。
【００４１】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記ポリマー壁は三層構造を含み、その内、二つの外層の素材は同じであり、かつ、上記二つの外層の素材は上記二つの外層の間に挟まれた中間層の素材とは異なる。
【００４２】
本発明の一つの実施方法に置いて、例えば、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.030w/m.kより小さく、好ましくは、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.025w/m.kより小さく、好ましくは、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.020w/m.kより小さく、好ましくは、上記密閉型多孔質複合材料の熱伝導係数は0.016w/m.kより小さい。上記熱伝導係数は本出願明細書の実施例26-36で掲載する方法で測定する。
【００４３】
本発明の実施例では遮音材を提供するが、上記遮音材は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含む。
【００４４】
本発明の実施例では吸音材を提供するが、上記吸音材は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含む。
【００４５】
本発明の実施例では服装を提供するが、上記服装は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記服装は前記記載の断熱材を含む。
【００４６】
本発明の一つの実施方法において、例えば、上記服装はさらに表生地及び裏生地を含むが、その内、上記密閉型多孔質複合材料または上記断熱材を、上記表生地と上記裏生地との間に設ける。
【００４７】
本発明の実施例ではテントを提供するが、上記テントは前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記テントは前記記載の断熱材を含む。
【００４８】
本発明の一つの実施例では寝袋を提供するが、上記寝袋は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記寝袋は前記記載の断熱材を含む。
【００４９】
本発明の一つの実施例では靴を提供するが、上記靴の靴面は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記靴面は前記記載の断熱材を含む。
【００５０】
本発明の一つの実施例では壁紙を提供するが、上記壁紙は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記壁紙は前記記載の断熱材を含む。
【００５１】
本発明の一つの実施例では車室を提供するが、上記車室は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記車室は前記記載の断熱材を含む。
【００５２】
本発明の一つの実施例では航空機客室を提供するが、上記航空機客室は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記航空機客室は前記記載の断熱材を含む。
【００５３】
本発明の実施例では冷蔵庫を提供するが、上記冷蔵庫は前記記載の密閉型多孔質複合材料を含むか、または上記冷蔵庫は前記記載の断熱材を含む。
【００５４】
〔添付図〕
本発明実施例における技術的解決案を分かりやすく説明するため、以下、実施例の添付図を簡単に紹介する。明らかな事は、以下の説述中の添付図は本発明一部の実施例のみに関わるものであり、本発明を限定するものではない。
【００５５】
図１は、本発明の実施例で使われる膨張前の熱膨張性微小球の顕微鏡写真である；
図2は、本発明の実施例で使われる膨張前の熱膨張性微小球単体の透過電子顕微鏡写真（TEM）である；
図3は、本発明の一実施例で得られた最終製品の顕微鏡写真であり、写真から多くの膨張後の熱膨張性微小球は球形または準球形を呈していることが分かる。
【００５６】
図4は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である；
図5は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である；
図6は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である；
図７は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である；
図８は、本発明の一実施例で得られた最終製品のコンピュータ断層撮影写真である；
図９は、本発明の一実施例で得られた最終製品のコンピュータ断層撮影写真である；
図10は、本発明の一実施例で得られた最終製品のコンピュータ断層撮影写真である；
図11―図17は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【００５７】
〔実施方法〕
本発明実施例の目的や技術的解決策、およびメリットをより明確にするため、以下、本発明実施例の添付図をもって本発明実施例の技術案を詳しく説明する。当然、取り上げられる実施例は本発明の一部の実施例に過ぎないものの、全部の実施例ではない。取り上げられた本発明の実施例をもとに、当業者の創造的な発想と労働がしないまま得られる凡ゆる実施例は、本発明の保護範囲内に入る。
【００５８】
特に定義しない限り、本開示で使われる技術用語または科学用語は、本発明が属する該当分野の一般技術者が理解する通常の意味をもつ。特に明記しない限り、本開示における「部」という用語は重量部を指す。
【００５９】
人間は恒温動物であり、人間の身体は常に発熱する熱源である。これら継続的に発生される熱量は継続的に放熱されなければならない。気温が高い夏には身体の熱量拡散が遅くなり、人間は暑さを感じるし、寒い冬には、身体の熱量拡散が早くなり、人間は寒さを感じる。人々は寒さを感じた場合、生活経験をもとに、一般的に服の枚数を増やしたりまたはより分厚い服装を着る。だが、服の枚数を増やしたりまたはより分厚い服装を着ると、どうして防寒対策になるのか？その答えは熱流失の主要経路から考えるべきである。一般的に言えば、熱はお主に三つの経路で流失されるが、熱伝導と、熱対流と、熱放射と、がある。熱放射とは、温度が絶対零度より高いすべての物体が、持続的に周囲の空間に向けて電磁波を放射することを指し、温度が高いほど、放射する総エネルギー量が大きくなり、短波成分も多くなる。服の枚数を増やしたりまたはより分厚い服装を着ることは、熱放射に対しては影響が小さので、主に熱伝導及び熱対流を影響することで防寒目的を実現する。暖かい衣類といえば、熱伝導は暖かい身体から熱を身体と接触している衣類に伝達し、最終的には熱は衣類を介に冷たい大気中に拡散される。熱対流とは、身体表面の空気が受熱した後、周囲の冷たい空気と熱交換することで熱を拡散することである。ならば、衣服の保温性を向上するためには、なるべく熱伝導係数の低い素材で服を造る一方、身体表面の空気と周囲の冷たい空気との熱交換機会をなるべく減らすことである。
【００６０】
現在知られている素材の中で、静止空気の熱伝導率が一番に低い。したがって、防寒服は一般的にふわふわな素材を保温材として使うが、例として綿やダウンなどが挙げられる。これらふわふわな素材は空気を大量に携帯しているので、他の緻密な素材に対して優れた保温効果を有する。但し、これら知られている保温材の保温性能はまだ十分でないため、冬季の寒さに耐えるには服を厚く造るので、前記の様々な問題が出ている（手足の動きが妨げたり、人々のおしゃれいズムにも不満が出ている。）
本発明では保温材を提供するが、本材料は主に非伝統的な保温材である有機材料を利用し、なるべく多くの空気を携帯するともに、携帯している空気と外気との間の流通を防ぐということであるが、二つの経路全部が従来の保温材より遥かに優れている保温材である。静止空気の断熱原則により、孔隙率が同じである場合、孔隙サイズが大きいほど、熱伝導係数は大きくなる；互いに繋がっている孔隙は密閉型孔隙より熱伝導係数が高く、密閉型孔隙率が高いほど、熱伝導係数は低くなる。同時に、上記の特徴を有するため、このような材料は保温・断熱だけでなく、他の分野にも幅広く活用できるが、例として遮音・吸音がある。
【００６１】
テントはアウトドアスポーツに欠かせないものであり、断熱性と保温性とは長期間世界じゅうのテント企業を悩ませてきた技術的課題である。本発明の密閉型多孔質複合材料（当密閉型多孔質複合材料は断熱に用いれば、断熱材になる）の研究成果は、テントの軽量化だけではなく、夏は涼しく、冬は暖かく使うことを可能にする。
【００６２】
アウトドアスポーツウェアは、環境、気候要因や汗で湿気に触れることがおおいが、伝統的な衣類は湿気が入った場合保温性が激減される。特にダウン防寒服は湿ると保温性を失ってしまう。以下、本文の断熱材に対して、湿り保温実験を実施した。第三者実験を実施した。実施機関：京検頤和（北京）製品質量監督検測センター；適用検査法＆判断基準：GB/T11048-2008 A法；受験番号：NB201804008；実験レポート記載：サンプルのクロー値、重量値を測定記録してから、サンプルを水道水が入ってるボール内で3分間完全に濡れるまで漬け込んてから、取り出して30分間陰りで水滴が落ちないまで放置し、手触りが湿った状態で重量を計り、含水率は10％である。再度クロー値を測定し、前回と比較したところ、クロー値は3.6%下がっていた。本文が提供する断熱材は湿った場合でも保温能力があることが明なになった。アウトドアスポーツ愛好者は、本文で提供する断熱材で造られた衣類や装備を使った場合、より安全でエクストリームスポーツに挑戦することができる。
【００６３】
本文の断熱材を-40℃の冷凍庫で30分間冷凍してから取り出し、比較測定をしたところ、本文の断熱材は、厚み、感触、外観になんの変化もなかった。場合によっては設備を屋外に設置したり屋外で使うことがあり、この場合、断熱や保温の必要があるが、本文の断熱材で造った保護装置は従来使われてきた素材より軽くて薄いし、断熱性も保温性も効果的である。
【００６４】
自動車を屋外で長時間日の下に駐車すると、車内の温度は非常に高くなる。車のドアを開ける瞬間、熱波が襲わり、座席も熱々となり、車の耐用年数も短縮される。車の屋根、周囲の装飾面、車体の鋼板の間で本文が提供する新型断熱材を適用することで、同等条件で比較して車内の温度を15℃―25℃下げられる。同時に、本文が提供する断熱材からの熱抵抗は冬夏を問わず車の空調の負担を下げるので、燃料の大幅節約とともに、遮音作用もある。
【００６５】
フィートフィット、通気性、軽い、湿りでも保温性をもつため、冬の靴の素材として最適である。本文断熱材への活用は、世界靴デザインとメーカーの技術革新をプッシュし、消費者にとっては冬でも脚を冷え込まずファションナブルを楽しめる真新しい体験であり、より多くの選択肢が増える。
【００６６】
オーディオ愛好者にとって、本開示の断熱材は、まったく新しい体験を提供している。本開示の断熱材を用いた部屋は遮音効果や吸音効果が大幅に向上される。同時に、騒音を大幅に低減させ、保温効果を高めるので、人々の居住環境がより快適になれる。
【００６７】
現在、私たちが使っている冷蔵庫は分厚い断熱層のため、冷蔵庫を巨大化している。本開示の断熱材の誕生は、冷蔵庫の断熱層の厚さを60%減らすことができるので、冷蔵庫のキャビンが大きくなる。新しい素材を適用した冷蔵庫は、以前の重くて大きいイメージから一変される。
【００６８】
盗聴は通常、音波による窓ガラスの振動を掴むことで実現する。もし、本開示の断熱材でカーテンを造る場合、盗聴を防ぐだけでなく、断熱効果や保温効果も期待できる。
【００６９】
本文の断熱材を冬の防寒手袋で活用することは、保温以外に、指の動きが妨げられないので作業効率が上がる。
【００７０】
以下、実施例をもって本開示の技術案をさらに詳しく説明する。
【００７１】
本開示では下記の測定方法を採択する。
温度差の測定（温度差が大きいほど断熱性がよいことである）：
使われた機器や設備：温州漢邦電子有限公司が出品したブランド漢邦HP-2020恒温加熱台、源恒通YHT309四チャンネル温度計、台湾泰仕TES表面接触式網状センサーTP-K03。
【００７２】
測定方法：加熱台の温度を60°Cに設定し、長さ5CM、幅3CMの断熱材サンプルを加熱台に仕込む。測定中、加熱台は始終恒温を維持し、断熱材の一端を移動防止重りで抑えながら、測定を終わらす。
【００７３】
一つのセンサーは加熱台の表面に直接接触し、もう一つのセンサーは加熱台上の断熱材の表面に接触するが、2つのセンサーの間の距離は2CMである。両手でセンサーの取手をしっかりと持ち、源恒通YHT309  四チャンネル温度計が表示する二組の温度値が10秒間安定した時点で、加熱台と断熱材との表面温度および測定時間をそれぞれ記録する。15分ごとに一回測定し、合計4回測定する。
【００７４】
加熱台の4回の表面温度を加算した値で、断熱材の4回の表面温度を加算した値を、差し引いた値が温度差である。
【００７５】
クロー値の測定：
第三者実施：国家紡織製品質量監督検験センター＆京検頤和（北京）製品質量監督検験検測センター検測センター；適用基準：GB/T11048-2008A。
【００７６】
クロー値の定義：静かに座っている人または脳を使う労働者（代謝発熱量は209.2KJ/m2h）が、室温21℃、相対湿度50%以下、風速0.lｍ／ｓ以下の環境で快適さを感じた時に、着ている服の熱抵抗値を1cloとする。
【００７７】
熱伝導係数の測定：Hot disk法を採択する。
熱伝導係数の測定条件：
設備型番：TPS3500
測定モジュール：基本モジュール、単面法
センサー型番：Kapton7577
加熱効率：10mw
測定時間：1s
測定環境温度：26±0.5C
下部ベース材：石英
上部ベース材：ポリスチレン発泡材
本文で使われた商品の組成は下記とおり。水分散型樹脂Leasys3458：アニオン型水性ポリウレタン水性分散体（脂肪族）、固形分含有量約50wt%；水分散型樹脂Impranil DLS：アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタン水性分散体、固形分含有量約50wt%；Impranil 1537：アニオン型脂肪族ポリエステルポリウレタン水性分散体、固形分含有量約60wt%；熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80：微小の球状ビニル顆粒であり、微小球はポリマーシェル及びシェルに包まれている気体（一定条件で当気体は膨張可能である）からなり、加熱される場合、気体の内圧が高くなり、熱可塑性シェルが軟化され、微小球の体積が大きくなるが、気体は球内に包まれたままになる；消泡剤BYK 093：ポリエチレングリコール中に分散しているポリシロキサン及び疎水性固体の混合物である；湿潤剤BYK 348：ポリエーテル改質シロキサンであり、非揮発性成分>96 wt%；増粘剤LYOPRINT PTF：アクリル酸系ポリマー分散体である；水生カラーペーストNV 6800：固形分含有量約40wt%の水性分散体である。
【００７８】
実施例1―4、熱膨張性微小球添加量の影響
〔実施例1〕
以下の処方通り各種組成物を準備
水分散型樹脂Leasys3458                  100g
熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80         40g
脱イオン水                               300g
消泡剤BYK 093                           0.3g
湿潤剤BYK 348                             1g
増粘剤LYOPRINT PTF                        1g
水生カラーペーストNV 6800                 20g
説明して置きたいことは、本出願の特許請求の範囲における水分散型樹脂の重量部とは、乾重量を指すが、実施例で使われている水分散型樹脂は水を含む水性分散体であるため、その固形分含有量をもとに算出する必要がある。反応系内の水は主に、脱イオン水と、水分散型樹脂と、水性カラーペーストと、由来の水分である。なお、熱膨張性微小球と、消泡剤と、湿潤剤と、増粘剤と、は、その自体の含水量が非常に小さいか、またはその使用量が非常に小さいため、それらが反応系内の水の総量に対する影響は無視してよい。換算後の処方：水分散型樹脂Leasys3458は乾重量50gである；熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80は40gである；脱イオン水は300g+50g（水分散型樹脂Leasys3458由来）+12g（水性カラーペーストNV 6800由来）=362gである；消泡剤BYK 093は0.3gである；湿潤剤BYK 348は1gである；増粘剤LYOPRINT PTFは1gである；水性カラーペーストNV 6800は乾重量8gである。以下、各実施例を全部同様な換算式で算出し、説明はこれ限りにする。
【００７９】
高速攪拌機の攪拌の下、順次、上記組成物を攪拌釜内に添加し、攪拌速度を1000〜1500回転／分に設定する。すべての原料を添加し終わったあと、さらに0.5〜1時間攪拌する。塗装層施工前に選択的に架橋剤を添加してよいが、上記架橋剤には、例として、ポリカルボジイミドと、ポリイソシアネートと、密閉型ポリイソシアネートと、エチレンイミンと、アミノ樹脂と、が含まれる。
【００８０】
上記の処方を厚さ0.28mmの生地の上で実施するが、塗装量（湿重量）は65g/m2であり、140℃の乾燥箱内で1分間乾燥させる。塗装層のサンプル厚さは0.52mmである。その内、Leasys3458は水分散型樹脂の商品名であり、Expancel 043 DU 80は熱膨張性微小球の商品名であり、BYK 093は消泡剤の商品名であり、BYK 348は湿潤剤の商品名であり、LYOPRINT PTFは増粘剤のの商品名であり、NV 6800は水生カラーペーストの商品名である。説明しておきたいことは、上記の具体的な物質は説明するに当たる単なる例に過ぎないものの、本発明を限定するものではない。上記組成物のうち、最も重要な組成物は水分散型樹脂及び膨張前の状態の熱膨張性微小球であり、他の組成物は具体的な活用状況に合わせて省略することができる。加熱中に、膨張前の状態の熱膨張性微小球は膨張し、その体積は2〜50倍に膨張するともに、水が蒸発され、最終的には複数（その数は非常に多い）の密閉型球形、密閉型準球形、または密閉型不規則形状（微小球が膨張しながら互いに押し付けて形成された形状）の空洞が重ね合う独立空間構造の集結体が造られるし、このような独立空間構造の集結体は大量の密閉空洞及び上記大量の密閉空洞を互いに分離させるポリマー壁を含み、上記ポリマー壁は密閉型空洞の内側向けに熱可塑性または熱硬化型高分子材料（即ち、熱膨張性微小球由来の材料）を含み、上記ポリマー壁は上記密閉型空洞の外側向けに水分散型樹脂（即ち、上記水分散型樹脂由来の材料）を含む。ほとんどの場合、熱膨張性微小球は十分膨張され、隣接する微小球の壁通しは互いに接触されることで、サンドイッチ構造のポリマー壁を形成し、上記ポリマー壁の二つの外層の材料は同じ（両方とも熱膨張性微小球由来）であり、なお、上記二つの外層の材料は上記二つの外層の間に挟まれる中間層とは異なる材料（水分散型樹脂由来）である。
【００８１】
〔実施例2-4〕
実施例2-4の操作は実施例1と同じであるが、熱膨張性微小球の含有量を調整した。実施例1-4の処方は下表の通り：
【００８２】
【表１】
2021531391.tif 000003
2021531391.tif 000004
【００８３】
論理的に、熱膨張性微小球の用量が多いほど、塗装層の厚さが厚くなり、塗装層内の密閉型空洞の体積占め率が大きくなるともに、塗装層の温度差も大きくなり、熱抵抗性も向上されつつある。だが、熱膨張性微小球の用量が多い場合、乾塗装層の付着力が悪化する問題が伴うため、実施例1の正規化温度差（「正規化温度差」は同じ塗装厚さでの断熱性を示めすため、「温度差」よりも正確に断熱性の良さを表す。）は逆に実施例2より小さくなっている。実施例2、3、4の実験結果を比較：同じ塗装量（湿重量）の場合、微小球含有量が高いほど、温度差は大きく（断熱性もよくなりつつ）なる。水分散型樹脂Leasys 3458が微小球を包む力は普通で、熱膨張性微小球の用量が水分散型樹脂の包む力の限界を超えた場合、微小球の用量が多いほど、塗装層の堅牢度は悪化しつつ、表面粉化も酷くなる一方である（塗装層堅牢度への評価に関して、以下の順に左から右へ行くほどよくなる：悪い>やや悪い>やや良い>良い、衣類の製品において塗装層堅牢度は、やや良いまたは良いぐらいであれば合格とし、その他の活用では、例として建物壁の保温材の場合は塗装層堅牢度はやや悪い乃至悪いレベルでも使うことができる）。「正規化温度差」データーのみを見た場合、微小球の用量は10g、20g、30g全部で悪くない断熱性が得られた。
【００８４】
〔実施例5-7〕
異なる水分散型樹脂の塗装層堅牢度への影響
実施例5-7の製造手順は実施例1と同じであるが、水分散型樹脂の種類及び割合を調整している。実施例5-7の処方は下記通り：
【００８５】
【表２】
2021531391.tif 000005
【００８６】
一種の水分散型樹脂Leasys3458（実施例5）を単独採択した場合と比較して、二種類の水分散型樹脂Impranil DLSとImpranil 1537とを混合した処方（実施例6）の場合、微小球を包む力が明らかに向上され、塗装層堅牢度が増強された。塗装層堅牢度が増強されたため、サンプルを成形した後、膨張性微小球はほとんど脱落していないし、実施例6で製造されたサンプルの温度差は実施例5製造されたサンプルより明らかに大きい。同時に、実施例6と7とを比較すれば、他の条件が同じまたは大きな差がない場合、微小球含有量が高いほど、サンプルの塗装厚さは厚くなり、温度差も大きくなるため、熱抵抗性（断熱性）もよりよくなる。
【００８７】
〔実施例8-12〕
水の添加量の差の熱抵抗への影響及び断熱材の組成並びに構造
実施例8-12の製造手順は実施例1と同じであるが、水の用量を調整した。実施例8-12の処方は下記通り：
【００８８】
【表３】
2021531391.tif 000006
【００８９】
実施例8-12の結果を比較する。組成物の視点からみると、水と増粘剤との用量が違う以外に、他の組成物の用量も同じであり、塗装量（湿重量）も同じであり、そして乾燥条件も同じである。水の用量は実施例8から実施例12の順に徐々に減少しているので、増粘剤の用量もそれに伴って減少している；実施例11及び12では水を添加しておらず、そして、実施例12の熱膨張性微小球の用量は実施例11の２倍である。実施例8-11の結果比較から分かるように、塗装量（湿重量）が同じである場合、塗装サンプルの厚さ（即ち、乾いたあとベース生地以外の製品厚さ）は先ず厚くなってから、その後薄く（実施例8、9、10の順に増加されるが、実施例11では減少している）なり、温度差は塗装サンプルの厚さと同じ傾向を呈している。実施例8、9、10の順に増加されることは、水の用量が下がると、乾いた組成物の量が相対的に増加されるので、塗装量（湿重量）が同じであっても最終塗装サンプルの厚さは厚くなり、温度差が大きくなり、断熱効果も増強される。だが、実施例11と実施例10とを比較した場合、水の量をさらに削減した場合、最終塗装サンプルの厚さは薄くなり、温度差も小さくなり、この結果は上記傾向に反している。この現象を理解するには、上記メカズムのなかで水の役割を調べる必要がある。上記組成物のなかで最も重要な2つの組成物は、水分散型樹脂及び熱膨張性微小球であり、水の役割はその次に重要である。熱膨張性微小球の役割は、それを加熱熱膨させると密閉型空洞が大量に形成され、微小球は熱膨しながら水分散型樹脂の体積を大きく伸ばし、熱膨張性微小球及び水分散型樹脂の体積密度が低くなり、断熱性が向上される；だが、熱膨張性微小球だけあってはいけないので、微小球らを接着して一定の機械的強度をもつ一体（例として一定厚さの平らな層を形成）にしてから、初めて具体的に活用することができる（例として衣類の断熱層として用いるとか、または建築内壁の断熱層として用いる）。水分散型樹脂はこの役割を果たすものである。水の役割は主に二つ：一つ目は水分散型樹脂を希釈し、膨張中の熱膨張性微小球に対する水分散型樹脂からの束縛を減らすことで、熱膨張性微小球をより自由にさせ、十分熱膨できるようにする；二つ目は水分散型樹脂の固形分含有量を減らし、水分散型樹脂の高い熱伝導性のため熱抵抗が下がることを防ぐ。想定できるように、一切水を添加しない場合（水分散型樹脂およびカラーペーストからの少量の水しかない）、二つの問題がありえる：一つ目は、熱膨張性微小球が膨張中に水分散性樹脂に過度に付着されたり、阻害されて、十分かつ自由に膨張できなくなり、微小球の膨張が阻害されるため水分散性樹脂を伸ばしたり分散させる能力が低下し、微小球の空洞も最大化されないため、微小球の断熱作用を十分果たせなくなる；二つ目は、水分散型樹脂の高い熱伝導性のため断熱能力が低下する：水の使用量が減るということは、水分散型樹脂の用量を増やさざるを得ないが、水分散型樹脂の熱伝導係数が高くため、その用量の増加は必然的に熱伝導性能が高くなるので、断熱性が低下することに繋がる。上記要因を考慮すると、実施例11の状況は理解しやすくなる。実施例11では水を完全に添加しないため、一部の微小球は水分散型樹脂の束縛を受けすぎて���密集したまま十分膨張されずに、水分散型樹脂の含有量が大きくなり断熱性が下がるので、塗装量（湿重量）が同じである場合でも、最終塗装サンプルの厚さは逆に薄くなり、温度差も小さくなっている。
【００９０】
実施例8〜12の「正規化温度差」というデーターから、他の条件が同じまたは類似している場合、水の添加量が200gおよび300gの場合の断熱効果は一番よい。一般に、水分散型樹脂（湿重量）100重量部あたり比較的良い水の添加量は150〜350重量部である。
【００９１】
さらに製品の構造および組成物を調査する。図１は、本発明の実施例で使われる膨張前の熱膨張性微小球の顕微鏡写真である。本発明の実施例で使われる熱膨張性微小球は、Expancel 043 DU 80であり、その平均粒径サイズは約16μm -24μmであり、その球壁の材料は熱可塑性または熱硬化性高分子材料であり、加熱で膨張されるし、直径は元の直径の2〜10倍まで大きくなる。熱膨張性微小球単体の形状は図2を参照する。図１から分かるように、膨張前の熱膨張性微小球は規則的な球形または準球形顆粒状を呈する。図2から分かるように、微小球単体は球形に近い楕円形を呈し、その長軸（外径）長さは24.2μmであり、短軸（外径）長さは22.6μmであり、壁厚は約5μmである。説明して置きたいことは、もし、他の素材またはサイズの熱膨張性微小球を採用する場合、関連構造および素材は変化されるが、これらの内容（微小球の具体的材料および構造）は、本発明の保護範囲を制限するものと理解されるべきではない。
【００９２】
実施例10で得られた最終製品の顕微鏡写真を図3で示す。図3の写真から分かるように、膨張後の熱膨張性微小球は規則的な球形または準球形を呈している。局部的には、微小球通しが互に酷く押し合い、熱膨後の微小球は不規則な外形を呈することもある。説明上の便利をはかり、本文記載のなかで規則的な球形に対する「サイズ」とは、その直径をさす；本文記載のなかで準球形または不規則な形状に対する「サイズ」とは、当種類の準球形または不規則な形状の体積に相当する球形の直径をさす。図3を図1と比較してわかるように、加熱膨張後、微小球体積は数倍増大され、その球壁は薄くなり透明に至る。
【００９３】
〔実施例13-17〕
乾燥温度の差が結果に与える影響
実施例13-17の製造手順は実施例1と同じであるが、乾燥温度を調整している。実施例13-17の処方は下記通り：
【００９４】
【表４】
2021531391.tif 000007
【００９５】
上記表の結果からわかるように、処方も塗装量（湿重量）も一致する前提で、塗装層の厚さ及び断熱性（温度差）は乾燥温度に関係している。温度が低いほど、乾燥後塗装層の膜厚は薄くなり、保温性が悪化（熱膨張性微小球の膨張不足）する；温度を140 °C -150 °Cまで上げた場合、塗装層の厚さも温度差も最高になるので、最適な施工温度は140 °C -150 °Cである。説明して置きたいことは、この最適温度範囲は、乾燥設備および使われる熱膨張性微小球の成分並びに構造と関係している。本実施例で使われた熱膨張性微小球はExpancel 043 DU 80であるが、もし、他の乾燥設備および／または熱膨張性微小球を使った場合、その最適施工温度範囲は変化する可能性がある。
【００９６】
実施例17で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真は図4-7で示す。その内、図4は直接得られた製品のSEM写真であり、図5は製品のSEM写真をさらに拡大したものである；図6は切開した製品のSEM写真であり、図7は切開した製品のSEM写真をさらに拡大したものである。図4-5から分かるように、大部分の膨張後の熱膨張性微小球の直径は100μm前後である。説明しておきたいことは、図の右下にある目盛は定規全体の長さをさす。図4を例とし、最左の白線から最右の白線までは500μmを代表するので、隣り合う二つの白線の間の距離は50μmである。図4の左上に見える繊維状の物は基材中の繊維であり、断熱材のものではない。ベース生地としてポリエステル糸を使っているが、熱伝導性が強いため、よりよい断熱効果をえるため、微小球が膨張したあとはベース生地を全面被覆するようにする。膨張性微小球のサイズは複数の要素に影響されるが、例として膨張性微小球の組成物と構造に影響されたり、膨張中の加熱温度や時間に影響されたり、そして各組成物の割合などに影響される。そして、膨張後の微小球サイズはさらに多くの要素に影響されるが、例として個別位置の受熱不足による微小球の膨張不十分があれば、個別位置の受熱過剰による微小球の膨張過剰や、個別微小球の構造上の欠如（例えば内部ガスの漏洩）のため全く膨張されないことがある。したがって、よく発泡された材料でも、個別的にサイズが特に大きいまたは特に小さい微小球が存在し、例として図4からわかるように、ほとんどの微小球サイズは50μm-150μmの間であるが、なかにはサイズが20μm前後の小さい微小球もあれば、サイズが250μmの大きい微小球もある。図4-6からわかるように、膨張後の微小球は緊密に集中しており、微小球通しは水分散型樹脂で接着されているため、微小球と微小球との間に出来た空間も多くは密閉されていることが推測できる。図4、図5からわかるように、極小数の熱膨張性微小球が破裂している（例、図4左下の角および図5右下の角）。理想的であれば、個々の熱膨張性微小球が全数十分膨張し、かつ、破裂しない（従って内部空間の密閉が成り立つ）。だが、加熱中には制御できない要素もあり、例えば局部の過剰加熱または個別の微小球自体の欠如があげられる。ただし、このような個別の微小球の破裂は、最終製品の断熱性能に根本的な影響を与えないと考えるが、その理由は下記の2点：1）破裂した微小球の割合が非常に小さい、図4から1％未満であるはずだ；2）個別の微小球が破裂した場合でも、周囲の他の大量の微小球が過密状態になっているため、その破裂した微小球の内部空間を再び閉じてしまう。したがって、事実上、本開示の実施例により密閉型多孔質複合材料を製造する過程において、加熱温度が高すぎず、加熱時間が長すぎない限り、ほとんどまたは大部分の微小球が破裂されないようにすれば、比較的よい断熱効果を得ることができる。これ以外に宣言したいことは、実施例17の製品のSEM写真は、本開示の実施プロセスを説明するための単なる例であり、本発明を限定するものと理解されてはならない。熱膨張性微小球の素材と組成、膨張過程の加熱温度と加熱時間、各組成物の比率などの要素を変更すると、得られる最終製品中の微小球のサイズ及び形状は全部変わる可能性がある。
【００９７】
図4、図5が示すように、SEM写真は最終製品の表面形状しか表示できない。もし、最終製品の内部構造を知るには、製品を切開するしかないが、図6と図7とが示すとおりである。図6と図7とからわかるように、大量の微小球は膨張後密集しており、ほぼ全空間を占めている。個々の微小球の内部空間は密閉されているため、微小球内部のガスは流通しない。そして、大量の微小球は窮屈に密集しているため、微小球の間に出来た大部分の空間も事実上密閉しており、結果的に最終製品中のほぼ全てのガスは密閉空間内に閉じ込まれ、自由に移動できず、空気の移動による熱エネルギーの伝達や空気の対流による熱損失を解消している。ただし、切開後の製品の形状を観測したら、切断中の機械的力によって微小球の横断面が変形するため、微小球横断面の形状は実際の製品の内部にある微小球の形状に対して変形している問題がでていた。自然状態での最終製品内部の微小球の形状を呈するため、発明者はコンピュータ断層撮影（Computed Tomography，CT）の方法を使い、実施例17の製品内部形状を呈するが、図8-10の示すとおりである。図8、図9、図10は実施例17の製品内部の違う場所で実施した無侵襲測定であるため、自然状態での最終製品の内部構造を反映している。図8-10からわかるように、大部分の微小球は楕円形球状であり、その内、酷く押し付けられた位置は不規則な形状を呈し、ほぼすべての空間が膨張後の微小球に充満されている。図10は、2つの膨張後の微小球選び、それらのサイズを正確に測定したが、2つの微小球の短軸サイズは其々63.94μm（左上）と54.53μm（中央位置）である。対応する長軸サイズは全部100μm -200μm範囲内に入るはずであり、図10からわかるように、ほとんどの微小球サイズはこの範囲内にあるが、当然なかには格別なサイズもあって、大きい微小球サイズは300μm -500μm内であり、小さい微小球サイズは20μm -30μm内である。説明したいことは、もし、選んだ膨張前の熱膨張性微小球の粒径がExpancel043DU80と異なる場合、最終的に膨張後の微小球直径が大きく違うこともありえる。
【００９８】
〔実施例18〕
多層施工プロセスで多層断熱材を製造
ベース層は、厚さ0.28mm、密度68.5g/m2のベース生地を採用し、まず、ベース生地上に下塗り混合物を一層塗布し、Expancel 043DU80に設定されている膨張不可能な温度内で乾燥させたあと、乾いた下塗り混合物の上に上塗り混合物を一層塗布する。下塗り混合物および上塗り混合物の処方は下記とおり：
下塗り処方の各成分の割合：
水分散型樹脂Impranil DLS                        100
熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80                40
脱イオン水                                      300
消泡剤BYK 093                                   0.3
湿潤剤BYK348                                    1.0
増粘剤LYOPRINT PTF                              1.0
水性カラーペーストNV 6800                       20
上塗り処方の各成分の割合：
水分散型樹脂Impranil DLS                         30
水分散型樹脂Impranil 1537                        70
熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80                 20
脱イオン水                                       200
消泡剤BYK 093                                    0.3
湿潤剤BYK348                                     1.0
増粘剤LYOPRINT PTF                               0.5
水性カラーペーストNV 6800                        20
実施例１の操作方法を参照に、高速攪拌機の剪断作用下で、順次、上記処方とおりに各種組成物を混合釜に添加し、すべての物質を添加し終わってからさらに0.5-1時間撹拌することで、下塗り混合物と、上塗り混合物と、を個別に製造し得る。施工前には選択的に架橋剤を添加してよい。
【００９９】
下塗り処方物を、厚さ0.28 mm、密度68.5 g/m2のベース生地上に塗布し、塗装量（湿重量）は65±5g g/m2であり、100℃の乾燥箱内で1分間乾燥させる。乾燥後（底層断熱層が得られる）、下塗りの上に上塗りを塗布するが、塗装量（湿重量）は130g±5g/m2であり、140℃の乾燥箱内で1分間乾燥させる（面層断熱層が得られる）。ベース生地と、塗装層サンプルと、の総厚さは0.9mmであり、温度差は10.5 °Cであり、塗装層堅牢度は優れており、表面粉化もなく、二回塗布は塗装層を厚くしクロー値をあげた。塗装層の堅牢度は主に上塗りに左右されるので、底層断熱層では堅牢度への配慮を適切に下げ、断熱性をあげることだけに集中してよいため、底層断熱層での熱膨張性微小球の用量を増やしたりまたは異なる規格の熱膨張性微小球を選択することができるし、なお、水分散型樹脂も一種だけにしてよい。
【０１００】
〔実施例19-24〕
製造ラインでの実験結果
実施例19-24での混合物の製造手順は実施例1と同じであるが、実施例19-24での塗装設備は前の設備と完全に違い、工業製造ラインに近いもので、塗装サンプルのクロー値も測定できる（クロー値の測定を、国家紡織質量監督検験センターの測定機器で実施する場合60CM*60CM大きさを必要とする）。実施例19-24の処方は下記とおり：
【０１０１】
【表５】
2021531391.tif 000008
2021531391.tif 000009
【０１０２】
実験室のサンプル塗装設備と、生産ラインに近い塗装設備との違いは下記とおり：実験室のサンプル塗装設備はA4紙サイズのサンプルしか塗装できないし、乾燥も箱型乾燥箱である。生産ラインに近い（「パイロットテスト」とも呼ぶ）設備では上下ブロアー式の乾燥機である；生産ラインに近い設備は連続生産を行い、テンションや塗布量もより均等に制御できるし、製造し得るサンプルのサイズも大きく、専用機器で熱抵抗も測定できる。生産ラインに近い設備で実施する目的は、本文が提供する案で実際に製品製造をした際の状況を確認し、本案の現実的な活用価値を証明することである。
【０１０３】
生産ラインに近い設備における処方の出方を検証し、堅牢度及び実験条件が違う；同じ150 °Cでも、風量が違う（生産ラインに近い設備では加熱にファンを使い、熱量の高い高温蒸気またはサーマルオイルに加熱された熱い空気を、サンプルの表面に吹き付け塗装層を加熱するので、同じ温度でも加熱熱量は風量に直接関わっており、加熱熱量はまた微小球の発泡に関係しており、進んではクロー値に影響を与える。通常、加熱熱量が高いほど、膨張が良くなり、クロー値も大きくなりつつある；但し、加熱熱量が高すぎでも微小球が膨張しすぎて破裂に繋がり、クロー値が下がる）。熱膨張性微小球の設定膨張限界を超えない限り、風量が大きいほど、厚さは厚くなり、熱抵抗はよくなりつつある。クロー値の最高値は、風量が70%で、乾燥温度が160 °Cの時点でえられた；だが、温度が160 °C以上になった場合、塗装サンプルの厚さはそれ以上厚くならず、熱抵抗は逆に低くなった（つまり、微小球が膨張しすぎて、一部の微小球が破裂した可能性がり、帰って熱抵抗が下がっている）。
【０１０４】
上記実施例の結果に対して比較分析した結果は以下のとおり。
【０１０５】
実施例19と、実施例20と、を比較する。表5からわかるように、実施例19と、実施例20と、の反応物の処方や乾燥条件などは全て同じであり、その区別は実施例19の塗装量（乾重量）は6.05 g/m2であるに対して、実施例20の塗装量（乾重量）は16.15 g/m2であるが、最終的には塗装サンプルの厚さの違いに繋がっている。実施例20の塗装量（乾重量）が多いため、塗装サンプルの厚さも厚くなり、クロー値もより高くなっている。処方及び乾燥条件が同じである場合、塗装量（乾重量）が大きいほど、水分散型樹脂の含有量が高くなり、水の含有量も高くなる；水の揮発と微小球の膨張は両方とも吸熱プロセスのため、乾燥条件が同じでも、微小球の膨張能力は弱くなり、密度は高くなるので、実施例19のほうがより十分に発泡され、低密度になっており、実施例20は高密度になっている。
【０１０６】
実施例20と、実施例21と、を比較する。実施例20と、実施例21と、の区別は、乾燥条件にあり、他は全部同じである。実施例20の乾燥条件は150°Cで、1分間の70%の上下送風量である；実施例21の乾燥条件は150°Cで、1分間の50%の上下送風量である；送風量が大きいほど、十分に発泡される。サンプル塗装層の乾膜の厚さおよびクロー値の観点から、実施例20の塗装層サンプルの厚さがより厚く、クロー値および正規化クロー値もより高いので、その乾燥条件がより良好であることを示している。他の条件が同じである場合、乾燥条件が良好であるほど、微小球はより十分に膨張されるため、実施例20の塗装層密度は実施例21の塗装層密度より低い。説明しておきたいことは、実施例20と実施例21の塗装量（乾重量）には微量の差があるが、その原因は、処方と塗装条件が全く同じであっても、最終的に基材上に塗布される塗装量（乾重量）には微量の差が出ているが、この差による製品の断熱性能への影響はほんの少し（たとえば、実施例20と、実施例21と、の塗装量（乾重量）の差はわずかの2％である）て、無視できる。実施例23と実施例24にも同じ現象が出ている。
【０１０７】
実施例20と、実施例22と、を比較する。実施例20の塗装量（乾重量）は16.15 g/m2で、乾燥温度は150 °C、70%の上下送風量、乾燥時間は1分間である；実施例22の塗装量（乾重量）は23.3 g/m2で、乾燥温度は160 °C、70%の上下送風量、乾燥時間は1分間である；他の条件は同じである。実施例22の塗装量（乾重量）が比較的多いため、一般的に、実施例22の断熱効果及びクロー値に対する期待が高い。しかし、両者の塗装サンプル厚さとクロー値を比較したら、実施例20の塗装サンプル厚さとクロー値が大幅に高いことが見えてきた。主な原因は、実施例22の乾燥温度が高すぎたため、最終製品で比較的多くの微小球が破裂され、塗装層の乾膜厚さが薄くなり、断熱効果も逆に下がっている。実施例22の塗装量（乾重量）は増やされ、塗装層の中部に位置する微小球の膨張抵抗が大きくなり、膨張不十分となった；同時に、高すぎる温度は外層微小球の破裂に繋がり、実施例22は実施例20に対して密度が高くなり、断熱効果は下がっている。
【０１０８】
実施例20と、実施例23と、を比較する。実施例23は実施例20より微小球の含有量が50%高いし、塗装量（乾重量）は55%高いが、実施例23の塗装サンプルの厚さ及びクロー値は両方とも実施例20より低い。膨張性微小球の用量も多く、塗装量（乾重量）も多いなかで、実施例23の断熱効果は実施例20に対して改善されてないが、原因は実施例23の製品での微小球は膨張不十分であった。乾燥過程での水分の揮発と、混合物の加熱と、微小球の膨張と、はすべて吸熱過程であるのに、塗装量（乾重量）を増やしたにも関わらず、それに応じて乾燥強度を上げなかったため、実施例23の最終製品中の微小球は膨張不十分となり、塗装の乾膜厚さもクロー値も高くない。
【０１０９】
実施例23と、実施例24と、を比較する。実施例23と、実施例24と、の違いは、実施例24の乾燥温度が実施例23より10°C高い。前の実施例20と実施例23との比較でわかるように、実施例23で乾燥不足だったので、実施例24で乾燥温度をあげたら、塗装サンプルは厚もクロー値（正規化クロー値込み）も向上されたので、処方が同じてある場合、実施例24の乾燥条件が優れていることを確認した。
【０１１０】
割合が同じである場合、塗装密度は事実上微小球の発泡程度を反映する。密度が低いほど、微小球の発泡程度が進んでいるため、クロー値も高くなりつつであることが予想できる。実施例20と21、20と22、23と2４、は全部上記規則を反映している。但し、実施例19はこの規則に反しているようだが、原因は実施例19の塗装量（乾重量）が小さすぎて、塗装層の膜厚が薄くなるすぎ、機器で測定する際に膜層の微孔が破れ空気が対流（熱損失に繋がっているからだ）したため、実施例19の例外も前記規則に反していると理解してはならない。
【０１１１】
最終製品中の密閉空洞の総体積とポリマー壁の総体積との比を確定するためには、微小球の直径を知る以外にも、微小球の壁厚範囲を分かる必要がある。図11-図17は、SEMにて測定した微小球の壁厚であり、その内、図11は実施例19由来であり；図12-図13は実施例25由来であり；図14-図15は実施例24由来であり；図16-図17は実施例21由来である。前の図3-図10からわかるように、最終製品中の微小球通しのサイズ差がわりに大きいが、原因は、各微小球の発泡程度は複数の要因に影響されるが、これらの要因としては微小球シェルであるポリマー樹脂の厚さや微小球の内部に囲まれている熱膨張ガスの量等を挙げられる。微小球の発泡程度が異なるため、最終製品の各微小球の壁厚が異なることも想定できるし、図11-図17の結果はこの点を裏付けている。例えば、図16と図17は全部実施例21の製品を観測したものであるが、壁厚は300nm以上から700nm以上まで変化している。だが、観測結果からわかるように、十分発泡した製品の壁厚は、一般的に、発泡不十分な製品の壁厚より薄い。これも理解し易いもので、微小球の発泡が十分であるほど、大きく膨張されるので、壁厚はより薄くなる。現在の条件では、最終製品中の膨張した微小球の正確な平均壁厚が得られないため、図11-図17で壁厚の分布範囲を掴むことができる。図13を例に、ポリマー壁は2つの層に分かれており、中央の黒線に区分けされている。両側の壁は、隣り合い、且つ、接触している二つの膨張後の微小球由来であり、なお、中央の暗色区間は水分散型樹脂由来である。請求項に記載の「ポリマー壁の厚さ」とは、２層の隣接する微小球の壁と、中央の水分散型樹脂と、の総厚さを指す。事実上、断熱材としては、上記ポリマー壁の3層構造に対して区分しないまま一体として扱うことができるが、原因は、加熱中に、上記の3層のポリマーは既に互いに融合され一体化しているからである；一方、微小球由来のポリマーであろうと、水分散型樹脂由来のポリマーであろうと、その熱伝導係数には大きい差がないし、しかも、空気の熱伝導係数をはるかに上回るため、断熱材にとっては、上記の三層構造のポリマー壁を一つの全体として扱うことは技術的にも合理的である。最適の断熱効果を得るため、本発明の発明者は、密閉型多孔質複合材料の内部空間を可能な限り密封させる一方、ポリマーの用量（ポリマーの由来は熱膨張性微小球由来と水分散性樹脂由来を問わず下げる）を最小化する必要があることに気づいた。したがって、上記の三層構造のポリマー壁を、本開示に対する制限として理解すべきではなく、上記の二つの目標達成（可能な限り多くの密閉空間を造るが、ポリマーの用量はなるべく下げる）を目指す限り、様々な方法で実現することができる。たとえば、そのもの自体が粘性をもつ熱膨張性微小球を使うことで、水分散型樹脂を使わないようにするが、そうすると最終製品には隣接する微小球由来の二層のポリマーしか含まれない。とは言え（技術的にも上記ポリマー壁の内部構造を区別する必要はない）、最終製品中の密閉空洞の総体積とポリマー壁の総体積との比を確定するため、個々の膨張した微小球の壁厚の範囲を知る必要がある（図13を例に、つまり、中央の黒線に区切られた両側の壁厚である；なお、中央の黒線は非常に細いし、事実上、中央��黒線である水分散型樹脂は両側の微小球の壁厚に算入された）。図11-図17で得られた個々の微小球の壁厚寸法は以下のとおり：44.9nm、48.2nm、81.9nm、96.6nm、95.9nm、149nm、78.9nm、89nm、102nm、351nm（図16の二層の微小球壁通しの堺は不明確）、314nm、325nm。図8、図9が示すように、大部分の微小球は膨張後互いに接触し、平面図には多くの交差点がある。図11-図17の微小球の壁厚への測定は、上記の交差点から最多距離である中央の位置で測定した値である。
【０１１２】
仮に、膨張後の熱膨張性微小球が規則的な丸い球状であり、その球状の直径が100μm（実施例で観測された膨張後の熱膨張性微小球の多くは直径が100μm前後）で、微小球単体の平均壁厚が5μmである場合、最終製品中の密閉空洞と壁との体積比は次のように計出：球単体の表面面積はS =4πr2= 4 * 3.14 * 50 * 50 = 31400である、ならば1個の球壁の体積はV壁=S*h（厚さ）=157000 μm3である；球内空洞の体積はV洞=πr3*4/3=3.14*50*50*50*4/3=523333 μm3である。ならば、球内空洞の体積と球壁の体積との比はV洞：V壁=523333/157000=3.33倍である。もし、平均壁厚が1μmであれば、上記倍数は16.67になる；もし、平均壁厚が0.5 μmであれば、上記倍数は33.3になる；もし、平均壁厚が0.2 μmであれば、上記倍数は83.3になる；もし、平均壁厚が0.1 μmであれば、上記倍数は166.7になる；もし、平均壁厚が0.05μmであれば、上記倍数は333.3になる；もし、平均壁厚が0.04μmであれば、上記倍数は416.7になる；もし、平均壁厚が0.03μmであれば、上記倍数は555.6になる；もし、平均壁厚が0.02μmであれば、上記倍数は833.3になる；もし、平均壁厚が0.01μmであれば、上記倍数は1666.7になる。注意必要なことは、上記の計算では、微小球通しに形成された空間の体積を考慮してないため、実際に、断熱材料空洞総体積とポリマー壁体積との比は、上記の推定値より大きい。また、本発明の実施例で測定された壁厚データからみて、0.01μmの平均壁厚は本発明の実施例で使われた微小球の膨張限界に近いことがわかるし、したがって、空洞体積と球壁体積との比1666.7も上限に近い。上記計算から、本発明の実施例で得られた製品の空洞体積と球壁体積との比は2000以下であることが推定できる。だが、もし、他のもっと大きい膨張倍数の微小球を採択した場合、空洞体積と球壁体積との比は2000を突破する可能性もある。
【０１１３】
〔実施例25〕
多層塗布プロセスで多層断熱材を製造―生産ラインテスト
実施方法は実施例18を参照しているが、製造規模を拡大して、本文の案を実際の大規模生産に持ち込んだ場合の性能をテストする。厚さ：0.15mm、密度：33.3 g/m2のベース生地を使い、まずベース生地の上に下塗り混合物を一層塗布し、温度と乾燥時間をExpancel 043 DU80膨張前微小球が膨張しない温度に設定し乾燥させてから、既に乾いた下塗り混合物の上に上塗り混合物を塗布する。下塗り混合物及び上塗り混合物の処方は下記通り：
下塗り処方中の各組成物の割合：
水性樹脂Imprail DLS                             100
熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80                 40
脱イオン水                                      300
消泡剤BYK 093                                   0.3
湿潤剤BYK348                                   1.0
増粘剤LYOPRINT PTF                             1.0
水性カラーペーストNV 6800                       20
上塗り処方中の各組成物の割合：
水性樹脂Impranil DLS                             30
水性樹脂Impranil 1537                            70
熱膨張性微小球Expancel 043 DU 80                 20
脱イオン水                                      200
消泡剤BYK 093                                   0.3
湿潤剤BYK348                                    1.0
増粘剤LYOPRINT PTF                              0.5
水性カラーペーストNV 6800                        20
実施例１の操作方法を参照に、高速攪拌機の剪断作用下で、上記処方とおりに各種組成物を順次混合釜内に添加し、すべての原料を添加し終わってからさらに0.5-1時間撹拌し、塗布前には選択的に架橋剤を添加してよい。
【０１１４】
下塗り処方を厚さ0.15mmのベース生地上に塗布し、塗布量は（湿重量）65±5g/m2とし、100℃の乾燥箱内で1分間乾燥する。乾燥後、下塗りを基盤に上塗りを塗布するが、塗布量は（湿重量）130±5g/m2とし、150℃の乾燥箱内で1分間乾燥させる。ベース生地及び塗装サンプルの総厚さは0.55mm -0.6mm（従って塗装層の厚さは0.40mm -0.45mmである）であり、クロー値は0.605(1mmの塗布層厚さに正規化したクロー値は1.34-1.51である)であり、塗装層堅牢度は良好で、表面粉化もない。当実験組みの断熱塗装層の密度は75.6kg/m3である。2回塗布は、塗布の厚さとクロー値とを増やしているが、下塗り塗布液と上塗り塗布液とを個別に塗布した場合の厚さを加算した値よりは小さい。塗布層の堅牢度は、主に上塗りに左右される。塗布層の堅牢度は主に上塗りに左右るされるため、底層断熱層では堅牢度を引き下げ、その断熱性の向上だけに集中すればよいので、底層断熱層での熱膨張性微小球の用量を増やすことができるし、しかも水分散性樹脂も一種のみにすることができる。二回塗布するプロセスは下塗り微小球が膨張する際に抵抗があがるため、膨張能力はある程度の影響をうけるし、微小球の含有量及び塗布量を増やすことは、断熱効果が改善される。注：クロー値は第三者提供：京検頤和（北京）製品質量監督検験検測センター。測定番号：NB201805006。
【０１１５】
実際の活用では、接着剤にて複数の密閉型多孔質複合材料を一体に接着するか、または接着剤にて一つまたは複数の密閉型多孔質複合材料を他の材料に接着して一体化することができる。例として、接着剤で実施例25で製造した2層の製品を「表合わせ」（つまり塗装層通しを顔合わせにする）に接着し、二つの外層はベース生地で、中間層は密閉型多孔質材料（断熱材料）である「サンドイッチ」構造の製品（担持体面と担持体面を合わせる接着方法で複合材にすることもできる）に仕上げる。接着は無錫諾爾特機械有限公司出品のホットメルト接着機を採用し、接着剤はPUR湿気反応型ホットメルト接着剤を採用し、接着剤の用量は乾重量15g/m2とし、接着複合で得られた上記「サンドイッチ」構造製品の総厚さは1.21mmであり、クロー値は1.11である。二層を接着したあとクロー値が向上されたことは、二層を接着複合させると厚さが増えるにつれ断熱性が向上されたことを説明している。密閉型多孔質複合材料は、他の材料と接着し複合材にすることもで、密閉型多孔質複合材料の活用分野を拡大することができる。注：クロー値測定機関：京検頤和（北京）製品質量監督検験検測センター測定実施。測定番号：NB201805004。
【０１１６】
本文の密閉型多孔質複合材料を吸音材または遮音材として使える。吸音材と遮音材との区別は、素材の吸音とは音源側へ反射する音響エネルギーの大きさに着目しており、反射音のエネルギーを小さくすることを目的とする。素材の遮音とは音源側から別の側に透過する音響エネルギーの大きさに着目しており、透過音のエネルギーを小さくすることを目的とする。吸音材による入射音響エネルギーへの減衰と吸収は、一般的に10分の数程度しかないため、その吸音能力、つまり、吸音係数は小数で表すことができる；ところが、遮音材は入射音響エネルギーを10-3〜10-4までまたはそれ以上に減衰させることができる。記述の便宜をはかり、その遮音量をデシベル計量法で表す。
【０１１７】
上記二種類の材料の素材上の差：吸音材の入射音響エネルギーに対する反射が非常に小さいということは、音響エネルギーはこのような素材に入り易く透過し易い。このような素材は多孔質で、鬆の入った通気性をもつものであることが想像できる。こういう物は典型的な多孔質吸音材であり、一般的に、これらはプロセス上繊維状、顆粒状または発泡材を利用して形成された多孔性構造である；その構造特徴は、材料中に大量かつ互いに貫通している微孔が表面から内部に至るまで入っており、一定の通気性も持っている。音波が多孔材の表面に入射された際、微孔内空気の振動を起こすが、摩擦抵抗と、空気の粘性抵抗と、熱伝導と、の作用により、音響エネルギーのかなりの部分が熱エネルギーに変換されることで、吸音作用を果たすことになる。
【０１１８】
遮音材の場合、透過音のエネルギーを低減し、音の伝播を遮断するためには、吸音材のような多孔質で、鬆の入った通気性をもつものであってはならない。それとは逆に重くて緻密なものであるべく、鋼板や亜鉛板、レンガ壁などのような材料が挙げられる。遮音材の材質は緻密で穴とか隙間とかがなく、比較的重みをもつことが要求される。このような遮音材は緻密な材質のため、音響エネルギーを吸収したり通過することが難しくなり、反射される部分が多いので、吸音性は良くない。
【０１１９】
上記分析からわかるように、本文の密閉型多孔質複合材料は、上記遮音材と吸音材の多孔性と、遮音と吸音に必要な一体構造の特性と、を兼備しているため、遮音性の並びに吸音性を兼備している。
【０１２０】
〔実施例26-31〕
微小球添加量の差が齎す熱伝導係数への影響
【０１２１】
【表６】
2021531391.tif 000010
【０１２２】
熱伝導係数の測定方法はHot disk法を採用し、熱伝導係数の測定条件：
設備型番：TPS3500
測定モジュール：基本モジュール、単面法
センサー型番：Kapton7577
加熱効率：10mw
測定時間：1s
測定の環境温度：26±0.5C
下部材質：石英
上部材質：ポリスチレン発泡材
上記測定結果への分析は下記とおり：
実施例31は、通常のポリウレタン塗装であり、組成物内には膨張性微小球を添加してないため、塗装層の厚さは塗装だけに関係しているが、50g/m2の湿塗装量は小さい値であるため、乾燥後の最終塗装層は非常に薄く、基材を含む塗装サンプルの総厚さは基板自体の厚さとほぼ同じてある。基材とポリウレタン塗装膜は両方とも中味が詰まっているポリマー材料であるため、熱伝導率は非常に高く、0.2093w/m.kに達している。
【０１２３】
処方内に膨張性微小球を添加したあと、膨張性微小球が受熱後に膨張したので、塗装層の厚さは著しく厚くなり、しかも添加する微小球量の増加につれ増えつつである（実施例26-30）；微小球を添加したもう一つの結果は、塗装膜内に大量の密閉型気泡が生成されるため、塗装膜の熱伝導係数を効果的に低減させることができる（例26〜30）；だが、微小球の添加量を一定量まで増やした際、微小球は発泡中に互いに押し付け、乾燥するときエネルギーへの奪い合いが発生し、十分に膨張されず、継続して熱伝導係数をさげることができない。微小球の添加量が20-30重量部である際、最低の熱伝導係数を表した。
【０１２４】
以上の説明は、本発明に対する例示的な実施方法だけであり、本発明の保護範囲を限定するためのものではないため、本発明の保護範囲は添付の特許請求の範囲で確定される。
【０１２５】
本出願では、2018年9月10日、中国で特許出願した出願番号201811051379.3の優先権を主張し、中国で出願した上記特許の開示内容全文を引用することで本出願の一部として編み込む。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】図１は、本発明の実施例で使われる膨張前の熱膨張性微小球の顕微鏡写真である。
【図２】図2は、本発明の実施例で使われる膨張前の熱膨張性微小球単体の透過電子顕微鏡写真（TEM）である。
【図３】図3は、本発明の一実施例で得られた最終製品の顕微鏡写真であり、写真から多くの膨張後の熱膨張性微小球は球形または準球形を呈していることが分かる。
【図４】図4は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５】図5は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】図6は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】図７は、本発明の一実施例で得られた最終製品の走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】図８は、本発明の一実施例で得られた最終製品のコンピュータ断層撮影写真である。
【図９】図９は、本発明の一実施例で得られた最終製品のコンピュータ断層撮影写真である。
【図１０】図10は、本発明の一実施例で得られた最終製品のコンピュータ断層撮影写真である。
【図１１】図11は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１２】図12は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１３】図13は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１４】図14は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１５】図15は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１６】図16は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１７】図17は、SEMにて測定した本発明の実施例で得られた最終製品中の微小球の壁厚である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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