JP2006273985A - 赤外線反射塗料組成物及び当該組成物で処理した道路面構造及び建築物屋上構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽光などに含まれる赤外線を効果的に反射する赤外線反射塗料組成物、及び当該組成物で処理した、温度上昇を防ぐことができる道路面構造及び建築物屋上構造を提供する。
【解決手段】 （１）波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線透過率が４０％以上の樹脂成分及び（２）波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線反射率が４０％以上である１種または２種以上の赤外線反射顔料を含有することを特徴とする赤外線反射塗料組成物及び当該組成物で処理した道路面構造及び建築物屋上構造。
【選択図】 なし

Description

本発明は、太陽光などに含まれる赤外線を効果的に反射する赤外線反射塗料組成物及び当該組成物で処理した道路面構造及び建築物屋上構造に関するものである。

夏期、日中に太陽光の照射を受けた道路や建築物は、そのエネルギーを吸収し、温度が上昇して夜間に放熱することによって、都市部の温度がその周辺部と比較して上昇する、いわゆるヒートアイランド現象を引き起こす一因になっていると言われている。これを防ぐために、太陽光中の赤外線を反射し、道路や建築物、特に屋上の温度の上昇を防ぐための方法として、赤外線反射塗料を適用することが検討されている。

一般的な塗料は着色顔料の一部に明度の調整を行うためのカーボンブラックや黒色酸化鉄を使用している。しかし、これらの黒色顔料は赤外線を吸収しやすいため、これらの塗料を塗装した建築物などの構造物あるいは道路などは赤外線の吸収により構造物や道路の温度が上昇し、前述のヒートアイランド現象を引き起こす可能性が指摘されている。

そこで、最近は太陽光線中の波長７００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線を反射する効果の高い塗料が検討されている。このような赤外線反射塗料は着色顔料の一部として赤外線を反射する顔料を使用しており、カーボンブラックや黒色酸化鉄を含有する塗料よりは若干赤外線反射の効果が期待できるが、まだまだ性能は不十分であり、また、顔料の組成にクロムなどが含まれているものがあり、安全衛生面においても問題が残っている。

一方、赤外線吸収率が５０％以下の顔料を使用して赤外線吸収を低くした赤外線透過層形成用の組成物が提案され、当該組成物を利用する赤外線反射体ならびに処理物も同時に提案されている（特許文献１参照）。そこでは赤外線反射体の上に被覆層として赤外線透過層を形成する２層構成が用いられている。

しかしながら、この層構成では内容組成の異なる塗料を最低でも２回塗装することが必要であり、
塗料替えのため塗装機の洗浄等に手間がかかり、作業工程が繁雑である。また、上塗膜が劣化のために剥がれた際、上塗膜と異なる色の下塗膜が露出し、まだら模様になってしまう問題がある。さらには、道路等で塗装・乾燥を短時間にて処理し、道路開放のための時間をできるだけ短くする必要がある場合などには、1回の塗装で完結させることが必要である。
特開２００２−６０６９８号公報

本発明は、上記従来技術の現状に鑑み創案されたものであり、その目的は赤外線反射に優れた赤外線反射塗料組成物及び当該組成物で処理した道路面構造及び建築物屋上構造を提供することにある。

本発明は、（ｉ）波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線透過率が４０％以上の樹脂成分及び（ｉｉ）波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線反射率が４０％以上である１種または２種以上の赤外線反射顔料を含有することを特徴とする赤外線反射塗料組成物である。

また、本発明は、上記赤外線反射塗料組成物で処理された道路面構造及び建築物屋上構造である。

本発明の塗料組成物に使用される（ｉｉ）赤外線反射顔料は、波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線透過率が４０％以上である顔料を１種または２種以上含有していればよく、具体的には、酸化チタン顔料、酸化亜鉛顔料、硫酸バリウム顔料、マンガンイットリウムブラック顔料、及びマンガンビスマスブラック顔料からなる群から選択される１種または２種以上の顔料を含有していることが好ましい。特に（ｉｉ）赤外線反射顔料は、酸化チタン顔料を含有していることが好ましい。また、本発明の塗料組成物の色相を無彩色に限定したい場合には、（ｉｉ）赤外線反射顔料は、マンガンイットリウム及び／又はマンガンビスマスブラックを含有していることが好ましい。本発明の塗料組成物における（ｉｉ）赤外線反射顔料の含有量は、０．５〜５０重量％、特に２．０〜３０重量％であることが好ましい。

本発明の塗料組成物に使用されるバインダーとしての（ｉ）樹脂成分は、波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線透過率が４０％以上である樹脂であればよく、例えば、ビニルエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、シリコンアクリル樹脂、石油樹脂、エポキシ樹脂、及びメタクリル樹脂からなる群から選択される１種または２種以上の樹脂が好適に使用できる。なお、前述の例示された樹脂には変性樹脂も含まれる。上述の樹脂の中でも、特にビニルエステル樹脂、アクリル樹脂が好適に使用できる。本発明の塗料組成物における（ｉ）樹脂成分の含有量は、１５〜９８重量％、特に２５〜９５重量％であることが好ましい。

例えば、（ｉ）樹脂成分にビニルエステル樹脂を使用する場合、その基本構造は、アクリル型ビニルエステル樹脂、メタクリル型ビニルエステル樹脂、ビス系ビニルエステル樹脂、ノボラック系ビニルエステル樹脂、臭素化系ビニルエステル樹脂を使用することが望ましい。また、その希釈剤としては、２エチルヘキシルアクリレート、スチレン、ビニルトルエン、メタクリル酸メチル、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、フェノキシエチルメタアクリレート、１，６ヘキサンジオールジメタアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、２ヒドロキシエチルメタアクリレート、ビニルピロリドン、フェニルマレイミドなどのエチレン性の不飽和結合を分子内に持つ低分子化合物を使用することが望ましい。そして、塗料を硬化させるため、コバルト系硬化促進剤、アミン系硬化促進剤、過酸化物など一般的に塗料の効果促進に使用される硬化促進剤及び／又は硬化剤が使用できる。例えば、これらの希釈剤、効果促進剤が既調合されている、例えば大日本インキ化学工業製の「ディオバーＸＯ−ＤＶ−１６−２」が好ましく使用できる。

本発明の塗料組成物に着色顔料を使用する場合は、着色顔料としては、溶性アゾ顔料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、銅フタロシアニン顔料、無金属フタロシアニン顔料、異種金属フタロシアニン顔料、アントラキノン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、ジケトピロロピロール顔料、ジオキサジンバイオレット顔料、アンスラキノン顔料、ベンツイミダゾロン顔料、赤色酸化鉄顔料、黄色酸化鉄顔料、チタンイエロー顔料、コバルトグリーン顔料、群青顔料、紺青顔料、コバルトアルミブルー顔料、ピラゾロン顔料が好ましく使用できる。さらに、本発明の塗料組成物では、必要により、道路あるいは建築物等に適用するために、通常これらの用途の塗料組成物に使用される、顔料分散剤、粘度調整剤、表面調整剤、色別れ防止剤、沈降防止剤、防腐剤、消泡剤、その他一般的な添加剤が使用できる。

例えば、（ｉ）樹脂成分にアクリル樹脂を使用する場合、その希釈剤として使用できる溶剤としては、キシレン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族溶剤、ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサンなどの鎖状または環状炭化水素、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸メチルなどのエステル類、あるいはブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類などが好適に使用できる。これら溶剤類については、最近の環境問題への対策の観点から、樹脂の水系化、あるいはターペンなどのいわゆる弱溶剤適性化などの技術により、より環境適性のあるものに置き換えることも可能である。

本発明の塗料組成物に体質顔料を使用する場合は、炭酸カルシウム、タルク、硫酸バリウム、炭酸バリウム、クレー、マイカ、その他一般的な体質顔料が使用できる。

本発明の塗料組成物が施工される被塗物としては、道路面構造及び建築物屋上構造が挙げられ、特にそれらを構成する、アスファルトコンクリート、コンクリート金属、プラスチック、タイル、ブロック、無機材料等が挙げられる。

本発明の塗料組成物の施工方法は、一般的な塗装方法である刷毛、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー等によって施工することができる。これらの方法は施工する現場、基材によって適宜選択することができる。道路面においては、例えば樹脂成分にビニルエステル樹脂を用いる場合は２液同時混合型エアレススプレーを用いて施工するのが一般的である。またアクリル樹脂を用いる場合はエアレススプレーを用いて施工するのが一般的である。

また、道路面に塗料を塗装する場合、道路面が湿潤時にすべらないように、塗料を塗布後硬化前にすべり止め効果のあるセラミック骨材及び／又は珪砂を散布し、塗料の硬化後、再び２回目の塗料を塗布する工法が一般的である。

本発明の赤外線反射塗料組成物は、粘度調整剤及び／又はチクソトロピー性付与剤の配合量の変化により赤外線反射塗料組成物を排水性舗装の舗装表面付近に留まらせておくことや、排水性舗装の空隙内部まで浸透し、そこで硬化、排水性舗装面の強化に役立つことも期待できる。

以下に本発明の実施例を挙げて効果を実証するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（赤外線反射塗料組成物の作製）
（ｉ）樹脂成分として以下の樹脂を使用した。
ビニルエステル樹脂：「ディオバーＸＯ−ＤＶ−１６−２」大日本インキ化学工業製
アクリル樹脂：「ＰＳ−４１（固形分５０％）」神東塗料製
上記樹脂の赤外線透過率を図１に示す。

（ｉｉ）赤外線反射顔料として以下の顔料を使用した。
マンガンビスマスブラック顔料：「６３０１」 アサヒ化成工業製
マンガンイットリウムブラック顔料：「６３０３」 アサヒ化成工業製
カーボンブラック顔料：「ＭＡ−１００」 三菱化学製
酸化チタン顔料：「タイピュア Ｒ−７０６」 デュポン製
上記顔料の赤外線反射率をそれぞれ図２，３，４，５に示す。

赤色顔料として、以下の顔料を使用した。
赤色酸化鉄顔料：「Ｂ−３０Ｓ」 戸田工業製

黄色顔料として、以下の顔料を使用した。
黄色酸化鉄顔料：「ＴＡＲＯＸ ＬＬ−ＸＬＯ」 チタン工業製

体質顔料として、以下の顔料を用いた。
炭酸カルシウム系顔料：「スーパーＳ」 丸尾カルシウム製

硬化剤として、以下の過酸化物を使用した。
硬化剤：「ナイパー ＦＦ−Ｋ」 日本油脂製

溶媒として、以下の溶媒を使用した。
溶媒：「トルエン」
溶媒：「メタノール」

以上の原料を下記表１に示す配合割合に従って常法により実施例１〜３及び比較例１の赤外線反射塗料組成物を作製した。

（試験片の作製）
塗料を塗布する基板としてアスファルトフェルト紙を使用した。アスファルトフェルト紙上に表１の配合割合で作製した実施例１〜３及び比較例１の塗料を、乾燥膜厚５００μｍになるよう塗装し、２３℃で２４時間乾燥したものを試験片とした。

（赤外線反射率測定方法及び測定結果）
以上の方法で得られた実施例１〜３及び比較例１の乾燥塗膜の１１００ｎｍ〜２１００ｎｍにおける赤外線反射率を、分光光度計（日本分光製：Ｖ−５７０）を用いて測定した。赤外線反射率の測定結果を表２及び図７に示す。

（表面温度測定方法及び測定結果）
試験片から２０ｃｍ離した場所から、赤外線照射ライト（１００Ｖ・１５０Ｗ）を照射し、試験片の表面温度変化を放射温度計（ＣＨＩＮＯ製ＩＲ−ＴＡ）によって測定した。表面温度の測定結果を表３及び図８に示す。

本発明の赤外線反射塗料組成物は被塗物の温度上昇抑制効果に優れるため、道路面に施工することによってヒートアイランド現象の抑止、施工作業の簡便化、塗膜劣化による美観変化の抑止に極めて有効である。建築物については室内温度の上昇を抑制することができ、冷房費の削減を図ることができる。

樹脂成分の赤外線透過率を示す。 マンガンビスマスブラック顔料の赤外線反射率を示す。 マンガンイットリウムブラック顔料の赤外線反射率を示す。 カーボンブラック顔料の赤外線反射率を示す。 酸化チタン顔料の赤外線反射率を示す。 試験片の概略図を示す。 実施例１〜３及び比較例１の塗料の赤外線反射率を示す。 実施例１〜３及び比較例１の塗料の表面温度を示す。

Claims (5)

1. （ｉ）波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線透過率が４０％以上の樹脂成分及び（ｉｉ）波長１１００ｎｍ〜２１００ｎｍの赤外線波長域における赤外線反射率が４０％以上である１種または２種以上の赤外線反射顔料を含有することを特徴とする赤外線反射塗料組成物。
2. （ｉ）樹脂成分及び（ｉｉ）赤外線反射顔料の含有量がそれぞれ１５〜９８重量％及び０．５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の赤外線反射塗料組成物。
3. （ｉ）樹脂成分がビニルエステル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、シリコンアクリル樹脂、石油樹脂、エポキシ樹脂、及びメタクリル樹脂からなる群が選択される１種または２種以上の樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の赤外線反射塗料組成物。
4. （ｉｉ）赤外線反射顔料が酸化チタン顔料、酸化亜鉛顔料、硫酸バリウム顔料、マンガンイットリウムブラック顔料、及びマンガンビスマスブラック顔料からなる群から選択される１種または２種以上の顔料を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の赤外線反射塗料組成物及び当該組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の赤外線反射塗料組成物で処理されていることを特徴とする道路面構造及び建築物屋上構造。