JP2007055177A - 遮熱効果持続性に優れた採光膜材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 繊維基布の少なくとも1面上に、屈折率1.8以上、粒子径分布0.3〜3.0μm、アスペクト比1.0〜3.0の不定形無機化合物粒子(例えば酸化チタン)を、0.3〜30質量%含む熱可塑性樹脂被覆層を形成し、この樹脂被覆層上に、防汚層(例えば光触媒酸化チタン含有)を設け、かつ得られた可撓性膜材の光線透過率(JIS Z8722.5.4(条件g))を3〜50%とする。
【選択図】 なし
Description
本発明の遮熱効果持続性に優れた採光膜材において、前記防汚層が、屈折率1.8以上、粒子径分布0.3〜3.0μm、アスペクト比1.0〜3.0の、不定形無機化合物粒子を0.3〜30質量%の含有量で含むことが好ましい。
本発明の遮熱効果持続性に優れた採光膜材において、前記防汚層の、サンシャインウェザオメーター耐候促進試験(JIS K7350-4)による1000時間後の光沢度(JIS K7105.5.2)保持率が、80〜100%であることが好ましい。
本発明の遮熱効果持続性に優れた採光膜材において、前記防汚層の、屋外曝露1年後の色差ΔE(JIS K7105.5.4)が、0.1〜3.0であることが好ましい。
本発明の遮熱効果持続性に優れた採光膜材において、前記不定形無機化合物粒子が、酸化チタン(TiO2:アナターゼ型、及びルチル型)、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、酸化スズ(SnO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、三酸化アンチモン(Sb2O3)、酸化インジウム(In2O3)、スズドープ酸化インジウム、インジウムドープ酸化スズ、及びアンチモンドープ酸化スズ、から選ばれた1種以上であることが好ましい。
本発明において、遮熱層が示す遮熱効果は、熱可塑性樹脂中に分散した無機化合物粒子が太陽輻射線に含まれる赤外線を散乱させ、膜材を透過する赤外線量を減少させることにより得られる。つまり、可視領域を超えた0.8μm以上の波長の光を効果的に散乱させることにより遮熱効果が得られるのである。
一般に、媒質中の粒子による光の散乱比Sは、下記式(1)により近似的に表される。
つまり、熱可塑性樹脂被覆層中に無機化合物粒子を分散させる場合、粒子の屈折率npが、粒子の分散媒である熱可塑性樹脂の屈折率nmよりも大きく、しかもその比np/nmが大きい程、光は多く散乱されるのである。一般に熱可塑性樹脂の屈折率は1.3〜1.6程度であるから、用いる無機化合物粒子の屈折率は1.8以上であることが好ましく、2以上であることがさらに好ましい。用いる無機化合物粒子の屈折率が1.8未満であると、赤外線の散乱が不十分となり、膜材の遮熱効果が十分に得られないことがある。この様な高い屈折率を有する無機化合物粒子としては、酸化チタン(TiO2:アナターゼ型、及びルチル型)、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、酸化スズ(SnO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、三酸化アンチモン(Sb2O3)、酸化インジウム(In2O3)、スズドープ酸化インジウム、インジウムドープ酸化スズ、及びアンチモンドープ酸化スズ等があげられ、これらは単独で用いられてもよく、或いはこれらの2種以上を混合して、または、これらの1種以上とその他の無機化合物粒子を混合して用いてもよい。また、これらの無機化合物粒子はシランカップリング剤で処理されたものであってもよく、特に光触媒活性を示す酸化チタン、酸化亜鉛等の物質については、光触媒活性を抑制するために、表面が無機或いは有機物質でコーティングされていることが好ましく、このコーティング用物質については、その種類に特に制限はなく、例えば、前記被覆層用熱可塑性樹脂の屈折率に近い屈折率を有する無機物質として、二酸化珪素(シリカ)及び酸化アルミニウム(アルミナ)などが好適に用いられる。シランカップリング処理、あるいは、光触媒活性を抑制するためのコーティングを施された無機化合物粒子を用いる場合は、シランカップリング処理あるいはコーティング後の質量に対して、シランカップリング剤あるいはコーティング剤の質量が10%以下である事が好ましい。前記無機化合物粒子の配合量は、0.3〜30質量%であり、それが0.3質量%未満であると、得られる樹脂被覆層の遮熱効果が不充分になることがあり、またそれが30質量%を超えると、得られる樹脂被覆層の隠蔽効果が増大し、採光効果が不十分になることがある。本発明の採光膜材において、遮熱効果と採光効果とをバランス良く得るには、無機化合物粒子の配合量が3.0〜15質量%の範囲内にあることが特に好ましい。
無機化合物粒子の形状を真球とした場合の、最大の散乱を示す粒子径dは、下記式(2)により近似的に表すことができる。
太陽輻射線のエネルギー分布には、0.48μm付近にピークが存在し、赤外領域では波長が大きくなるに従ってエネルギーが小さくなるため、近赤外線に較べると遠赤外線の遮熱効果に及ぼす影響は僅かである。したがって、膜材において0.4〜0.78μmの波長を有する可視光線の散乱を少なくし、0.8〜2.1μmの波長を有する近赤外線領域を効果的に散乱させることができれば、膜材の透光効果及び色相への影響を小さくし、太陽輻射線に対する遮熱効果を高めることができる。まず、可視領域の散乱を少なくするためには、無機化合物粒子の粒子径は0.3μm以上であることが好ましい。この散乱防止効果は、樹脂被覆層中に使用される樹脂と無機化合物粒子の組み合わせによって変動する。無機化合物粒子の粒子径が0.3μm未満であると可視領域の光を散乱してしまい、膜材を着色していなくても、散乱により着色されているように見えてしまうことがあり、透光効果も低下してしまう。一方、無機化合物粒子の粒子径は大きくなればなるほど長い波長の赤外線を散乱させることができるが、ある程度をこえて大きな粒子を用いると、可視光線全域に亘る散乱を起こし、膜材が白く濁って見えるようになることがある。これは、ある波長に対して充分に大きな粒子径を有する粒子は、粒子径と屈折率に依存する散乱ではなく、粒子と樹脂の界面における屈折および反射による散乱を引き起こすからである。この様な可視領域の光の散乱を抑えるためには、無機化合物粒子の粒子径は3.0μm以下であることが好ましく、2.0μm以下であることがより好ましく、1.6μm以下であることが更に好ましい。樹脂被覆層中に、粒子径が3.0μmを超える粒子が混入している場合、より長い波長の遠赤外線を効果的に散乱することはできるが、遠赤外線を散乱しても太陽輻射線に対する遮熱性にはあまり効果が無く、しかも可視領域を散乱するため、樹脂被覆層が白く濁り、透光性も低下することがある。
なお、無機化合物粒子の粒子径分布は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(例えば(株)堀場製作所製LA300等)で測定することができる。
本来、0.3〜3.0μmの範囲内で粒子径の分布が均一であれば、無機化合物粒子の形状は真球形もしくはそれに近い形状であってもよいが、通常粒子を製造する際には、粒子径分布に1以上のピークが存在し、そのピークの前後に、その頻度を減じる粒子径分布曲線が形成されるため、効果的に散乱される波長にもピークがあり、近赤外線の領域全てに亘って効果的に散乱させることはできない。例えば、0.3〜1.0μmの粒子径分布で、50%径(粒子径が小さな方から粒子を積算し、その粒子の積算質量が全体の50%になったときの粒子径)が0.7μm、10%径(粒子径が小さな方から粒子を積算し、その粒子の積算質量が全体の10%になったときの粒子径)が0.45μmの酸化チタン(屈折率2.75)を、軟質塩化ビニル樹脂(屈折率1.5)中に分散させた場合、真球形の粒子では、上記式(2)から、波長2.0μm付近を中心とした赤外線を良く散乱する事ができるが、太陽輻射線に多く含まれる0.8〜1.3μmの近赤外線を散乱する、粒子径0.3〜0.45μmの粒子は全体の10質量%しか含まれていないため、遮熱効果を充分に得るためにはその添加量を増大させる必要があるので、その結果、得られる膜材の透光性及び色相に影響をあたえることになる。
粒子径分布範囲を小粒子径側にシフトさせれば、0.8〜1.3μmの近赤外線の散乱性は向上するが、このような分布を有する粒子を製造する際に、0.3μm未満の粒子の混入が多くなり、それらが可視光線を散乱させるため、透光性及び色相に影響を与えてしまう。0.3μm未満の粒子を取り除くことができれば可視光線の散乱を抑えることができるが、機械的なふるいなどによって分離できるのは、通常数ミクロンの粒子径までであり、0.3μm未満の粒子を分離するのは特殊な方法を必要とするため工業的には汎用性がない。
1、粒子が真球の場合、どのような方向から光が入射しても、その入射方向に対して垂 直な、最大粒子断面積は一定であるが、不定形な粒子の場合、入射の角度によって 最大粒子断面積は変動する。したがって、同じ粒子であっても光の入射する方向に よって、効果的に散乱される光の波長が変動する。
2、粒子は樹脂中にランダムに分散しており、同じ粒子径の粒子であっても光線に対す る向きによって、効果的に散乱する光の波長が変動する。
3、先に示した例と同様に、0.3〜1.0μmの粒子径分布範囲内において、50% 径が0.7μm、10%径が0.45μmの酸化チタン粒子を軟質塩化ビニル樹脂 に添加したとき、この粒子が真球形である場合、粒子径が0.45〜0.7μmの 範囲内の粒子は、0.8〜1.3μmの波長の光を効果的に散乱することができな いが、不定形の粒子では、その一部粒子が、0.8〜1.3μmの波長の光を効果 的に散乱する。一方、粒子径0.3〜0.45μmの不定形粒子による0.8〜1 .3μmの波長光の散乱比は、真球形粒子による散乱比よりも低いが、もともと不 定形粒子中の粒子径0.45〜0.7μmの粒子の含有量の方が粒子径0.3〜0 .45μmの粒子よりも多く、粒子径0.45〜0.7μmの不定形粒子の一部が 散乱する事により、全体的には0.8〜1.3μmの波長光の散乱比は同じ粒子径 分布を有する真球形粒子による散乱比よりも高くなる。
この様な不定形無機化合物粒子は、石ころ及び玉砂利の様な紡錘型、回転楕円形、立方体、円筒形などの形の崩れたもの、あるいは大きな粒子の粉砕により形成された不規則な形状、微細な一次粒子がランダムに焼結し形成された不規則な二次粒子形状等、いずれの形状であってもよく、これらの2種類以上の混合であってもよく、混合の場合、アスペクト比が1.0の粒子を含んでいてもよいが、粒子の70%以上をアスペクト比1.1〜3.0の粒子で占めることが好ましい。アスペクト比が3.0を超える粒子、例えば太さに対して長さが3倍を超える針状粒子や、厚みに対して長径が3倍を超える様な鱗片状粒子などを用いた場合、赤外線の散乱が不十分であったり、可視光線を散乱させて透光性や色相に影響を与えることがある。アスペクト比が3.0を超える粒子が混入する場合には、その混入量は不定形無機化合物粒子全体の5質量%以下であることが好ましい。なお、表面がコーティングされた無機化合物粒子を用いる場合には、コーティング後の粒子のアスペクト比が1〜3.0であればよい。
本発明に用いる不定形無機化合物粒子としては、屈折率2.5以上、粒子径分布0.3〜3.0μm、アスペクト比1.0〜3.0のシリカおよび/又はアルミナでコーティングされた酸化チタンを用いることが特に好ましい。
本発明の採光膜材は着色半透明、着色不透明もしくは着色透明ターポリン、および帆布の場合、その光線透過率(JIS Z8722.5.4(条件g))は3〜35%、メッシュシート、透明ターポリンの場合10〜50%であることが好ましい。
(I)光線透過率
JIS Z8722.5.4(条件g)に従いミノルタ分光測色計CM−3600dを用いて測定した。
(II)遮熱率
試験環境:内径が、高さ45cm×幅35cm×長さ35cmの外気温遮断性と気密性とを有する箱型構造体の天井部中央に白熱ランプ(100V,500Wのフォトリフレクタランプ:デイライトカラー用:東芝(株))を取り付けて、遮熱性評価の試験環境を構成した。次に、たて・よこともに0.5cmの正方形の断面積を有するアクリル樹脂製角材棒を梁として、外径が、高さ5cm×幅10cm×長さ15cmの箱型フレームを瞬間接着剤で組み立て、箱型フレームの4側面、上面部、及び底面部に、試験膜材を、その表面が外向きとなるように、両面テープで貼り付けて固定し、気密性の試験箱を準備した。また、この試験箱内部の底面部の中央には熱流量計(Shothrm HFM熱流量計:昭和電工(株)製)のセンサーを取り付けて固定した。試験膜材で被覆した試験箱(比較時には試験膜材の装着がないものを使用)を、箱型構造体の底面部の中央に取り付けて、ランプの中心点と試験箱の中心点とを結ぶ直線の方向が鉛直方向に重なるように固定した。この箱型構造体内部におけるランプ先端から試験箱の天井部までの距離は35cmであった。尚、箱形構造体は20℃の恒温室内に設置した。
試験:試験膜材を装着しない試験箱を箱型構造体に入れて密閉状態に置き、ランプを点灯し、熱流量(kcal/m2h)を1分ごとに測定し、30分後の熱流量qn(kcal/m2h )を測定した。箱型構造体内の温度を恒温室内と同じ20℃まで戻した後、試験膜材を装着した試験箱を箱型構造体に入れて密閉状態に置き、ランプを点灯し、熱流量(kcal/m2h )を1分ごとに測定し、30分後の熱流量qc(kcal/m2h )を測定し、下記式により遮熱率を求めた。遮熱率は、数値が大きい程、遮熱性が高いものと判断した。
遮熱率(%)=〔(qn−qc)/qn〕×100
(III )光沢保持率
JIS K7105.5.2の光沢度試験方法により、試験膜材の表面側の初期の光沢度GSb(60°)と、サンシャインウエザオメーター耐候促進試験(JIS K7350-4)1000時間後の光沢度GSa(60°)とを測定し、下記式より光沢保持率を求めた。
光沢保持率(%)=〔GSa(60°)/GSb(60°)〕×100
(IV)屋外曝露1年後の色差
屋外曝露台上に、試験膜材の表面を上にして南向きに傾斜角30度に設置して屋外曝露試験を行い、初期の試験膜材表面の色を基準とし、曝露12ケ月後の試験膜材表面の色との色差ΔE(JIS K7105.5.4)を測定した。
(1)繊維基布
繊維基布として、経糸、緯糸ともにポリエステル短繊維紡績糸、295.3dtex(20番手)双糸からなり、経糸打ち込み密度が55本/25.4mmであり、緯糸打ち込み密度が48本/25.4mmであり、目付け230g/m2の非粗目状平織物を使用した。
(2)熱可塑性樹脂被覆層の形成
上記繊維基布を、下記配合1のポリ塩化ビニル樹脂組成物ペーストゾルの溶剤希釈液バス中に浸漬し、これを引き上げ、直ちにマングルロールで圧搾し、150℃で1分間ゲル化した後、190℃で1分間熱処理を行い、さらにその一方の面に鏡面エンボス処理を施した。これにより軟質ポリ塩化ビニル樹脂組成物が繊維基布の両面に付着し、および内部含浸した状態で、不定形無機化合物粒子を含んだ樹脂被覆層が320g/m2の付着量で形成された。
なお、配合1では、無機化合物粒子として、不定型なルチル型酸化チタンをシリカでコーティング(酸化チタン94質量%、シリカ6質量%)した不定形無機化合物粒子を用いた。その粒子径分布は0.3〜1.0μm、10%径0.45μm、50%径0.7μmであり、屈折率は2.75であり、アスペクト比は1〜2.5であった。また、難燃剤として用いられた粒子状三酸化アンチモンの粒子径分布は0.3〜0.7μm、10%径0.35μm、50%径0.5μmであり、アスペクト比は1〜4であり、屈折率は2.1であった。
配合1:ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル配合
ポリ塩化ビニル樹脂:P21(重合度1600、新第一塩ビ(株)製) 100質量部
DOP 70質量部
エポキシ系可塑剤:エポキシ化大豆油 4質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 10質量部
安定剤:Ba−Zn系安定剤 2質量部
無機化合物粒子:TiO2 20質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.5質量部
希釈溶剤:トルエン 20質量部
(3)防汚層の形成
鏡面エンボス処理を施した樹脂被覆層上に、下記配合2の防汚層塗工液をグラビアコーターによりコーティング加工し、120℃で3分間乾燥した。これによって塗布量:5g/m2の防汚層が形成され、採光膜材が得られた。得られた採光膜材の評価結果を表1に示す。
配合2:防汚層塗工液組成
フルオロオレフィンビニルエーテル樹脂 100質量部
(商標:フロロトップ1053:旭硝子(株):固形分50質量%)
イソホロン系イソシアネート硬化剤 10質量部
(商標:タケネートD−140N:武田薬品工業(株):固形分75質量%)
シリカ(商標:ファインシールX37:(株)トクヤマ) 5質量部
メチルエチルケトン 100質量部
実施例1と同様にして膜材を製造した。但し、防汚層を形成しなかった。得られた膜材の評価結果を表1に示す。
実施例1と同様にして膜材を製造した。但し、無機化合物粒子としてルチル型酸化チタンをシリカでコーティング(酸化チタン92質量%、シリカ8質量%)した粒子(顔料用酸化チタン粒子)を用いた。その粒子径分布は0.1〜0.5μm、10%径0.15μm、50%径0.25μmであり、アスペクト比は1〜1.5であり、屈折率は2.75であった。得られた膜材の評価結果を表1に示す。
実施例1と同様にして膜材を製造した。但し、無機化合物粒子は、ルチル型酸化チタンをシリカでコーティング(酸化チタン92質量%、シリカ8質量%)した粒子(顔料用酸化チタン粒子)であって、その粒子径分布0.1〜0.5μm、10%径0.15μm、50%径0.25μmであり、アスペクト比は1〜1.5であり、屈折率2.75であった。また無機化合物粒子の添加量を5質量部に変更した。得られた膜材の評価結果を表1に示す。
実施例2
実施例1と同様にして膜材を製造した。ただし、無機化合物粒子として、粒子径分布0.3〜1.0μm、10%径0.45μm、50%径0.7μm、屈折率2.75、およびアスペクト比1〜2.5の不定型なルチル型酸化チタンをシリカでコーティング(酸化チタン94質量%、シリカ6質量%)した不定形無機化合物粒子15質量部と、粒子径分布0.1〜0.5μm、10%径0.15μm、50%径0.25μm、屈折率2.75、アスペクト比1〜1.5のルチル型酸化チタンをシリカでコーティング(酸化チタン92質量%、シリカ8質量%)した粒子(顔料用酸化チタン粒子)5質量部を用いた。得られた膜材の評価結果を表1に示す。
実施例1と同じ繊維基布を、下記配合3のポリ塩化ビニル樹脂組成物ペーストゾルの溶剤希釈液バス中に浸漬し、これを引き上げ、直ちにマングルロールで圧搾し、150℃で1分間ゲル化した後、190℃で1分間熱処理を行い、繊維基布に軟質ポリ塩化ビニル樹脂組成物を200g/m2の付着量で付着させた。さらに、その一方の面上に、下記配合4の軟質ポリ塩化ビニル樹脂配合物をカレンダー加工に供して厚さ0.12mmに成形されたフィルム(150g/m2)を熱ラミネートして樹脂被覆層を形成した。配合4で使用された不定形無機化合物粒子は、実施例1と同じものであった。また、配合3および配合4で使用された難燃剤も実施例1と同じ三酸化アンチモンを使用した。この遮熱層上に、実施例1と同様にして防汚層を形成し、本発明の採光膜材が得られた。得られた採光膜材の評価結果を表1に示す。
配合3:ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成
ポリ塩化ビニル樹脂:P21(重合度1600、新第一塩ビ(株)製) 100質量部
DOP 70質量部
エポキシ系可塑剤:エポキシ化大豆油 4質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 10質量部
安定剤:Ba−Zn系安定剤 2質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.5質量部
希釈溶剤:トルエン 20質量部
配合4:カレンダー用ポリ塩化ビニル樹脂組成
ポリ塩化ビニル樹脂:S−1001(重合度1050、(株)カネカ製)
100質量部
DOP 60質量部
エポキシ系可塑剤:エポキシ化大豆油 4質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 10質量部
安定剤:Ba−Zn系安定剤 2質量部
無機化合物粒子:TiO2 19質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.5質量部
実施例1と比較例1の比較において、初期的には同じ遮熱率を示すが、防汚層の有無により、比較例1では屋外曝露1年後の光線透過率および遮熱率が大きく低下している。これは汚れが遮熱層表層に付着、或いは内部に浸透したことにより、可視光線および赤外線の吸収が増大したためであると思われる。比較例2では、粒子径分布が0.3未満の粒子を多く含む顔料用酸化チタンを用いたため、可視光線の散乱が多くなり、一方で近赤外線の散乱が効果的になされないために、実施例1に較べて光線透過率および遮熱性が低くなったものである。比較例3では顔料用酸化チタンの量を減らして、光線透過率を実施例1と同等にしたが、遮熱率の差は更に大きくなった。実施例2は、実施例1の無機化合物粒子の一部を、比較例2および3において用いられたものと同じ顔料用酸化チタンに変更したものである。顔料用酸化チタンを不定形無機化合物粒子の一部分に代えて用いた事によって、光線透過率及び遮熱性は実施例1に比べてやや劣るが、無機化合物粒子の全てを顔料用酸化チタンとした比較例2との比較では、光線透過率及び遮熱性とも優っている。また、顔料用酸化チタンの含有量が等しい比較例3との比較では、不定形無機化合物粒子を加えることにより、光線透過率を大幅に低下させることなく、遮熱率を大きく向上させ得る事が確認された。実施例3でも、比較例2および3に比べて高い光線透過率および遮熱率を示している。実施例3では、無機化合物粒子含有樹脂組成物は繊維基布内部に含浸していないが、熱ラミネートされた樹脂被覆層のみで、実施例1と同等以上の遮熱率を示した。これは、近赤外線が繊維基布に到達する前に樹脂被覆層において散乱され、膜材全体での近赤外線吸収が少なかったためであると思われる。
(1)繊維基布
繊維基布として、経糸、緯糸ともに832dtex(750デニール)のポリエステルマルチフィラメント糸を配置し、経糸打ち込み密度が19本/25.4mm、緯糸打ち込み密度が20本/25.4mmで質量140g/m2の粗目状長尺平織物を用い、これを下記配合5の下処理剤に浸漬し、引き上げ、直ちにマングルロールで圧搾し、100℃で1分間乾燥した後、150℃で1分間熱処理を行い下処理剤を含浸硬化させた。これにより下処理剤が65g/m2含浸硬化したポリエステル織布(205g/m2)が得られた。
配合5:下処理剤組成
ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂ディスパージョン:レザミンD−9075E
100質量部
(商標:レザミンD−9075E:固形分濃度38質量%:大日精化工業(株))
環式ホスホン酸エステル化合物 5質量部
(商品名:K−19A:明成化学工業(株))
メラミン被覆ポリリン酸アンモニウム(重合度n=1000) 10質量部
(商標:エクソリットAP462:クラリアントジャパン(株))
メラミンシアヌレート(商標:MC640:日産化学(株)) 10質量部
カルボジイミド化合物(硬化剤) 5質量部
(商標:カルボジライトV−02:有効成分40質量%:日清紡績(株))
パラフィン系撥水剤(吸水防止剤)(商標:TH−44、日華化学(株))
10質量部
(2)樹脂被覆層の形成
前記下処理剤が含浸硬化したポリエステル織布の表裏両面に、下記配合6の軟質ポリオレフィン系樹脂組成からカレンダー加工により厚さ0.25mmに成形したフィルム(300g/m2)を、熱ラミネートして遮熱層が形成された。なお、配合6では、無機化合物粒子として、粒子径分布0.5〜1.7μm、10%径0.8μm、50%径1.1μm、屈折率2.1、およびアスペクト比1〜2の不定型な酸化ジルコニウムを用いた。
配合6:カレンダー用ポリオレフィン系樹脂組成
ポリプロピレン樹脂(商標:キャタロイKS−353P:サンアロマー(株))
50質量部
スチレン系共重合体樹脂(商標:ハイブラー7125(HVS−3):(株)クラレ)
25質量部
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂 25質量部
(商標:エバスレン410P:大日本インキ化学工業(株))
塩基性ヒンダードアミン化合物 1質量部
(2,4−ビス〔(N−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン−4−イル)ブチルアミノ〕−6−(2−ヒドロキシエチルアミノ)− s−トリアジン)
熱劣化防止剤 0.2質量部
(商標:IRGANOX#1010:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株))
メラミン被覆ポリリン酸アンモニウム(重合度n=1000) 20質量部
(商標:エクソリットAP462:クラリアントジャパン(株))
メラミンシアヌレート(商標:MC640:日産化学(株)) 20質量部
リン酸エステル系滑剤(商標:LTP−2:川研ファインケミカル(株))
1.0質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.2質量部
光安定剤:ヒンダードアミン系 0.1質量部
無機化合物粒子:ZrO2 5質量部
(3)防汚層の形成
表面側の樹脂被覆層上に下記配合7の防汚層塗工液をグラビアコーターによりコーティング加工し、120℃で3分間乾燥した。これによって5g/m2の防汚層を形成し、本発明の採光膜材が得られた。得られた採光膜材の評価結果を表2に示す。なお、配合7では、無機化合物粒子として、配合6と同様の不定型な酸化ジルコニウムを用いた。
得られた膜材の評価結果を表2に示す。
配合7:防汚層塗工液組成
フルオロオレフィンビニルエーテル樹脂 100質量部
(商標:フロロトップ1053:旭硝子(株):固形分50質量%)
イソホロン系イソシアネート硬化剤 10質量部
(商標:タケネートD−140N:武田薬品工業(株):固形分75質量%)
無機化合物粒子:ZrO2 5質量部
希釈溶剤:メチルエチルケトン 100質量部
カレンダー用ポリオレフィン系樹脂組成を下記配合8にした以外は、実施例4と同様にして本発明の採光膜材を製造した。得られた採光膜材の評価結果を表2に示す。
配合8:カレンダー用ポリオレフィン系樹脂組成
ポリプロピレン樹脂(商標:キャタロイKS−353P:サンアロマー(株))
50質量部
スチレン系共重合体樹脂(商標:ハイブラー7125(HVS−3):(株)クラレ)
25質量部
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂 25質量部
(商標:エバスレン410P:大日本インキ化学工業(株))
塩基性ヒンダードアミン化合物 1質量部
(2,4−ビス〔(N−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ ペリジン−4−イル)ブチルアミノ〕−6−(2−ヒドロキシエチルアミノ)− s−トリアジン)
熱劣化防止剤 0.2質量部
(商標:IRGANOX#1010:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株))
メラミン被覆ポリリン酸アンモニウム(重合度n=1000) 20質量部
(商標:エクソリットAP462:クラリアントジャパン(株))
メラミンシアヌレート(商標:MC640:日産化学(株)) 20質量部
リン酸エステル系滑剤(商標:LTP−2:川研ファインケミカル(株))
1.0質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.2質量部
光安定剤:ヒンダードアミン系 0.1質量部
無機化合物粒子:ZrO2 2.5質量部
顔料(商標:ハイコンクマスターHCM2491イエロー:大日精化工業(株))
8質量部
実施例5と同様にして採光膜材を製造した。但し、配合8における顔料、ハイコンクマスターHCM2491イエロー:8質量部を、ハイコンクマスターHCM1615シアニンブルー:5質量部に変更した。得られた採光膜材の評価結果を表2に示す。
実施例5と同様にして採光膜材を製造した。但し、カレンダー用ポリオレフィン系樹脂組成に無機化合物粒子を添加しなかった。得られた採光膜材の評価結果を表2に示す。
実施例5と同様にして採光膜材を製造した。但し、カレンダー用ポリオレフィン系樹脂組成および防汚層塗工液組成に無機化合物粒子を添加しなかった。得られた採光膜材の評価結果を表2に示す。
実施例6と同様にして採光膜材を製造した。但し、カレンダー用ポリオレフィン系樹脂組成に無機化合物粒子を添加せず、防汚層を形成しなかった。得られた採光膜材の評価結果を表2に示す。
(1)繊維基布および樹脂被覆層(a)の形成
繊維基布として、経糸、緯糸ともに1111dtex(1000デニール)のポリエステルマルチフィラメント糸を配置し、経糸打ち込み密度が10本/25.4mm、緯糸打ち込み密度が10本/25.4mmで質量85g/m2の粗目状長尺平織物を用い、これを下記配合9のペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル配合に浸漬し、引き上げ、直ちにマングルロールで圧搾し、150℃で1分間ゲル化した後、190℃で1分間熱処理を行った。これにより無機化合物粒子を含むペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル配合が70g/m2含浸付着したメッシュ状の繊維基布が形成された。なお、無機化合物粒子としては、実施例1と同じ不定形酸化チタンを用いた。また、難燃剤として粒子径分布0.3〜0.7μm、10%径0.35μm、50%径0.5μm、アスペクト比1〜4、屈折率2.1の粒子状三酸化アンチモンを使用した。
配合9:ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成
ポリ塩化ビニル樹脂:P21(重合度1600、新第一塩ビ(株)製) 100質量部
DOP 50質量部
燐系防炎可塑剤:トリクレジルフォスフェート 20質量部
エポキシ系可塑剤:エポキシ化大豆油 4質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 10質量部
無機化合物粒子:TiO2 10質量部
安定剤:Ba−Zn系安定剤 2質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.5質量部
希釈溶剤:トルエン 20質量部
(2)樹脂被覆層(b)の形成
前記樹脂被覆層(a)が形成された繊維基布に、下記配合10の組成からカレンダー加工により厚さ0.25mmに成形したフィルム(310g/m2)を、表裏両面に熱ラミネートして樹脂被覆層(b)が形成された。なお、配合10では、無機化合物粒子として、配合9と同じ不定形酸化チタンを用いた。
配合10:カレンダー用透明ポリ塩化ビニル樹脂組成
ポリ塩化ビニル樹脂:S−1001(重合度1050、(株)カネカ製)
100質量部
DOP 25質量部
燐系防炎可塑剤:トリクレジルフォスフェート 25質量部
エポキシ系可塑剤:エポキシ化大豆油 4質量部
安定剤:Ba−Zn系安定剤 2質量部
無機化合物粒子:TiO2 2質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.5質量部
(3)添加剤移行防止層の形成
表面側の樹脂被覆層上に、合成シリカ(吸油量120ml/100g)20質量%を含有するビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂塗布液として、下記配合11の樹脂組成物の溶剤希釈液を、グラビヤコーターを用いて塗布し、120℃で1分間乾燥後冷却し、5g/m2の樹脂中間層を形成した。さらに前記樹脂中間層の上に、配合11の樹脂組成物からシリカを除いた溶剤希釈液を、グラビヤコーターを用いて塗布し、120℃で1分間乾燥後冷却して追加樹脂層を形成し、それによって、前記樹脂中間層と追加樹脂層とからなる、合計10g/m2の添加剤移行防止層を形成した。
配合11:添加剤移行防止層組成
ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体樹脂 20質量部
(商標:カイナー7201:エルフ・アトケム・ジャパン(株))
シリカ:(商標:ニップシールE−75:東ソー・シリカ(株)) 5質量部
MEK(溶剤) 80質量部
(4)接着・保護層および光触媒防汚層の形成
前記可塑剤移行防止層の上に、下記配合12に示された組成の接着・保護層処理液をグラビヤコーターで塗布し、100℃で1分間乾燥後冷却して、1.5g/m2の接着・保護層を形成し、その上に、更に下記配合13に示された組成の光触媒防汚層形成用塗布液をグラビヤコーターで塗布し、100℃で1分間乾燥後冷却して、1.5g/m2の光触媒防汚層を形成して、透視性のある採光膜材を作製した。得られた採光性膜材の評価結果を表3に示す。
配合12:接着・保護層処理液組成
シリコン含有量3mol%のアクリルシリコン樹脂を8質量%(固形分)含有する
エタノール−酢酸エチル(50/50質量比)溶液 100質量部
メチルシリケートMS51 8質量部
(コルコート(株))の20%エタノール溶液(ポリシロキサン)
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤) 1質量部
配合13:光触媒防汚層処理液組成
酸化チタン含有量10質量%に相当する硝酸酸性酸化チタンゾルを分散させた
水−エタノール(50/50質量比)溶液 50質量部
酸化珪素含有量10質量%に相当する硝酸酸性シリカゾルを分散させた
水−エタノール(50/50質量比)溶液 50質量部
実施例7と同様にして透視性のある採光膜材を製造した。但し、ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成の難燃剤として、粒子径分布0.3〜0.7μm、10%径0.35μm、50%径0.5μm、アスペクト比1〜4、屈折率2.1の三酸化アンチモンの代わりに、粒子径分布0.5〜1.6μm、10%径0.65μm、50%径0.95μm、アスペクト比1〜3、屈折率2.1の不定形三酸化アンチモン粒子を使用した。この採光膜材を評価した結果を表3に示す。
実施例7と同様に透視性のある採光膜材を製造した。但し、ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成に無機化合物粒子を添加しなかった。この採光膜材の評価結果を表3に示す。
実施例7と同様に透視性のある膜材を製造した。但し、ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成およびカレンダー用ポリ塩化ビニル樹脂透明配合に無機化合物粒子を添加しなかった。この膜材の評価結果を表3に示す。
実施例7と同様にして透視性のある膜材を製造した。但し、ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成およびカレンダー用ポリ塩化ビニル樹脂透明組成の無機化合物粒子を、不定形なルチル型酸化チタンをシリカでコーティング(酸化チタン95質量%、シリカ5質量%)して得られ、粒子径分布0.5〜2.0μm、10%径0.8μm、50%径0.13μm、アスペクト比1〜8の不定形無機化合物粒子に変更した。この膜材の評価結果を表3に示す。
(1)繊維基布および遮熱層の形成
繊維基布として、下記組織のポリエステルマルチフィラメント粗目状長尺平織物を用い、これを下記配合14のペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成に浸漬し、引き上げると同時にマングルロールで圧搾し、150℃で1分間ゲル化した後、190℃で1分間熱処理を行った。
833dtex(750d)/3 × 833dtex(750d)/3
───────────────────────
11 × 11(本/25.4mm)
これにより無機化合物粒子を含むペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成が250g/m2付着した合計質量460g/m2のメッシュ状の膜材が形成された。なお、配合14には実施例1と同じ不定形酸化チタンと三酸化アンチモンを用いた。
配合14:ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成
ポリ塩化ビニル樹脂:P21(重合度1600、新第一塩ビ(株)製) 100質量部
DOP 60質量部
エポキシ系可塑剤:エポキシ化大豆油 4質量部
三酸化アンチモン(難燃剤) 15質量部
無機化合物粒子:TiO2 10質量部
安定剤:Ba−Zn系安定剤 2質量部
紫外線吸収剤:ベンゾトリアゾール系 0.5質量部
希釈溶剤:トルエン 20質量部
(2)光触媒防汚層の形成
前記メッシュ状膜材を、下記配合15に示された組成の接着・保護層処理液に浸漬後、マングルロールで圧搾し、100℃で1分間乾燥した後冷却した。これにより1.0g/m2の接着保護層を形成した。更に接着保護層付メッシュ状膜材を下記配合16に示された組成の光触媒層形成用塗布液に浸漬後、マングルロールで圧搾し、100℃で1分間乾燥した後冷却した。これにより1.5g/m2の光触媒層を形成し、メッシュ状の採光性膜材が得られた。得られたメッシュ状の採光性膜材を評価した結果を表4に示す。
配合15:接着・保護層処理液組成
シリコン含有量3mol %のアクリルシリコン樹脂8質量%(固形分)を含有する
エタノール−酢酸エチル(50/50質量比)溶液 100質量部
ポリシロキサンとしてメチルシリケートMS51(コルコート(株))の
20%エタノール溶液 8質量部
シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン 1質量部
配合16:光触媒層処理液組成
酸化チタン含有量10質量%に相当する硝酸酸性酸化チタンゾルを分散させた
水−エタノール(50/50質量比)溶液 50質量部
酸化珪素含有量10質量%に相当する硝酸酸性シリカゾルを分散させた
水−エタノール(50/50質量比)溶液 50質量部
実施例10と同様にしてメッシュ状の採光膜材を製造した。但し、ペーストポリ塩化ビニル樹脂ゾル組成の難燃剤として、実施例8と同じ粒子径分布0.5〜1.6μm、10%径0.65μm、50%径0.95μm、アスペクト比1〜3、屈折率2.1の不定形三酸化アンチモンを使用した。このメッシュ状の採光膜材を評価した結果を表4に示す。
実施例10と同様にして、メッシュ状膜材を製造した。但し、無機化合物粒子として、比較例2と同じ酸化チタン粒子を用いた。得られたメッシュ状膜材を評価した結果を表4に示す。
Claims (5)
- 繊維基布及びその少なくとも1面上に形成された熱可塑性樹脂被覆層を含み、光線透過率(JIS Z8722.5.4(条件g)により測定)が3〜50%の可撓性膜材であって、前記熱可塑性樹脂被覆層の少なくとも1層が、屈折率1.8以上、粒子径分布0.3〜3.0μm、アスペクト比1.0〜3.0の不定形無機化合物粒子を、0.3〜30質量%の含有量で含み、それによって遮熱効果を有し、前記熱可塑性樹脂被覆層上に防汚層が設けられていることを特徴とする、遮熱効果持続性に優れた採光膜材。
- 前記防汚層が、屈折率1.8以上、粒子径分布0.3〜3.0μm、アスペクト比1.0〜3.0の、不定形無機化合物粒子を0.3〜30質量%の含有量で含む、請求項1に記載の遮熱効果持続性に優れた採光膜材。
- 前記防汚層の、サンシャインウエザオメーター耐候促進試験(JIS K7350-4)による、1000時間後の光沢度(JIS K7105.5.2)保持率が、80〜100%である、請求項1または2に記載の遮熱効果持続性に優れた採光膜材。
- 前記防汚層の、屋外曝露前と1年後との色差ΔE(JIS K7105.5.4)が、0.1〜5.0である、請求項1または2に記載の遮熱効果持続性に優れた採光膜材。
- 前記熱可塑性樹脂被覆層用不定形無機化合物粒子が、酸化チタン(アナターゼ型、及びルチル型)、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、三酸化アンチモン、酸化インジウム、スズドープ酸化インジウム、インジウムドープ酸化スズ、及びアンチモンドープ酸化スズ、から選ばれた1種以上を含む、請求項1または2に記載の遮熱効果持続性に優れた採光膜材。
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