JP2007217540A - 熱線反射塗膜および熱線反射塗料 - Google Patents

Abstract

【課題】 太陽光に曝される屋根等に塗装されて、熱線を吸収せず全て反射し、内部の温度上昇を抑制可能となる熱線反射塗膜、および前記熱線反射塗膜を形成するために熱線反射塗料を提供することである。
【解決手段】 熱線を反射する下塗り層２と、熱線を吸収せず透過すると共に入射光を多重反射して光の干渉により発色する上塗り層３とを有する熱線反射塗膜１とした。また、前記下塗り層２を淡彩色下地とし、前記上塗り層３を、樹脂成分にパール顔料を配合して、入射光の一部を多重層反射し、残りの光を透過して熱線を吸収しない熱線反射塗料を塗布した塗膜層とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱線を反射して吸収しない熱線反射塗膜および熱線反射塗料に関するものである。

従来から、タンクや倉庫等の内部温度の上昇を防ぐために、赤外線を最も効率よく反射する白色の下塗り塗装の上に、赤外線を透過する着色塗膜層を形成することが行われている。

上記の構成であれば、人間の目では、かなり着色しているにも拘らずに熱線は前記着色塗膜層を透過して、白色塗膜の表面で反射され、結果として日光が照射されても温度の上がらない塗膜となる。

また、下地の白コートを必要としない塗料や印刷インキ用の着色剤を目的として、近赤外線を反射ないし透過する黒色色素ないし有彩色色素で白色顔料を被覆した近赤外線反射性複合顔料が既に出願されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−２４９６７６号公報（第１−９頁）

熱線を反射する白色顔料を内包することで、下地の白コートを代替させる技術思想は確かに効果的ではある。しかし、表面の塗膜に白色顔料を内包すると、所望の色合を現出することが困難となる。また、使用される白色顔料が市場から入手できる通常の白色酸化顔料であれば、反射し得る赤外線は略１５００ｎｍの近赤外領域までであるので、太陽光、人工光源、特に赤外線光源、レーザー光源あるいは放熱機器などの１５００ｎｍより長波長領域の熱線に対しては対応できず、さらに長波長の中赤外線領域の赤外線まで反射可能な塗膜の開発が望まれている。

また、塗装面を着色するには、可視光は吸収するが熱線は完全に透過する顔料を用いることが必要となるが、実際には、熱線となる赤外線をある程度吸収して、ある程度の温度上昇は避けられないという問題がある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、太陽光に曝される屋根等に塗装されて、熱線を吸収せず全て反射し、内部の温度上昇を抑制可能となる熱線反射塗膜、および前記熱線反射塗膜を形成するために熱線反射塗料を提供することである。

上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、建物や倉庫の外装や屋根面に塗布して、太陽光の照射による内部温度の上昇を抑制するための塗膜であって、熱線を反射する下塗り層と、熱線を吸収せず透過すると共に入射光を多重反射して光の干渉により発色する上塗り層とを有する熱線反射塗膜であることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、入射光を多重反射する上塗り層により色付きの塗装面を形成すると共に、熱線を反射する下塗り層により、建物や倉庫内部の温度上昇を抑制可能な塗膜を形成することができる。

請求項２に係る発明は、前記下塗り層が、８００〜１１００ｎｍの近赤外線を７０％以上反射する淡彩色下地であり、前記上塗り層が入射光の一部を多重反射し、一部を透過する程度の塗膜厚みであることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、下塗り層が透けて見える程度の上塗り層であるので、半透明な味の深い色調を呈することができる。さらに、熱線となる近赤外線の大部分を反射するので、塗装物内部の温度上昇を抑制することができる。

請求項３に係る発明は、前記上塗り層は、パール顔料を含む熱線反射塗料を塗装して形成されていることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、パール顔料が有する多重反射機能により、パール光沢を現出することができ、さらに、塗装物内部の温度上昇を抑制することができる。

請求項４に係る発明は、前記上塗り層の塗膜厚みが、５〜４０μｍ程度であることを特徴としている。

上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、塗膜厚みが比較的薄いので、入射光の一部は反射するが一部は透過して、下塗り層まで到達させ、半透明なパール層を形成することもできる。

請求項５に係る発明は、樹脂成分に、着色顔料としてのパール顔料を配合した塗料であって、入射光の一部を多重層反射し、残りの光を透過して熱線を吸収しない塗膜層を形成することを特徴としている。

上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、熱線を吸収せずに、反射もしくは透過するので、太陽光に長時間曝されても、温度が上昇せずに、有色の塗膜を形成する塗料を得ることができる。

本発明によれば、熱線を反射する下塗り層と、熱線を吸収せず透過すると共に入射光を多重反射して光の干渉により発色する上塗り層とを有する熱線反射塗膜としたので、色付きの塗装面を形成しながら塗装物内部の温度上昇を抑制可能な熱線反射塗膜および熱線反射塗料を得ることができる。

以下、本発明に係る熱線反射塗膜および熱線反射塗料の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように、本発明に係る熱線反射塗膜１は、熱線を反射する下塗り層２と、熱線を吸収せず透過すると共に入射光を多重反射して光の干渉により発色する上塗り層３とを有する。

そのために、建物や倉庫の外装や屋根面等の基材Ａに前記熱線反射塗膜１を形成すれば、太陽光に長時間曝されても、熱線となる光を前記下塗り層２が反射して、前記基材Ａの内部の温度上昇を抑制することができる。

熱線を反射する下塗り層２としては、８００〜１１００ｎｍの近赤外線を大部分、例えば８０％以上反射する白色下地が好ましい。また、白色下地でなく、８００〜１１００ｎｍの近赤外線を７０％以上反射する淡彩色下地でもよく、有色下地であってもそこそこの熱線反射機能を有しておれば使用可能である。しかし、所定の色調を有する上塗り層３を用いるので、前記下塗り層２は、色味を有していない無彩色系あるいは白色の下地であることが好ましい。

前記上塗り層３は、入射光を多重反射して光の干渉により発色する塗膜であるので、塗膜厚みを厚くして、入射光の全てを反射する構成とすることも可能である。しかし、熱線を反射する下塗り層２を介して塗膜を形成しているので、入射光の一部を多重反射し、一部を透過する程度の塗膜厚みとし、半透明の色調豊かな光沢を呈することが可能となる。

そのために、入射光１０は、その一部が下塗り層２に到達し、その表面から反射し反射光１１となる。また入射光１０の一部は、多重反射機能を有する上塗り層３により、多重層反射光１２となり、光の干渉により所定の色合いを発現する。

多重反射機能を有する上塗り層３としては、不揮発成分としてパール顔料を含む塗料であることが好ましい。パール顔料は、もともと、光の干渉でパール光沢を呈するものであり化粧品に好適に利用されているものである。また、所望される色合いを種々発揮する構成とすることもできる。

前記パール顔料は、一般に、天然の雲母に、酸化チタンや酸化鉄などの金属酸化物をコートした顔料であって、光の屈折率の低い雲母と、屈折率の高い金属酸化物とで異なる反射光の干渉により、パール光沢を呈するものとされている。

そのために、金属酸化物の被覆率や膜厚により、種々の色合いを呈することが可能となる。つまり、不揮発成分として配合するパール顔料を選択することで、所望される色合いを呈する塗膜を形成することができ好適である。

また、パール顔料を配合した塗料であれば、光を吸収せずに、反射しながら所定の色合いを発現することが明らかであり、入射される熱線をも吸収せずにそのまま反射する可能性を示しているともいえる。そのために、パール顔料を配合する塗料を製造し、塗装したところ、熱線となる近赤外線を効率よく反射していることが明らかとなった。

このように、パール顔料による発色は、特定波長領域の可視光線を吸収することで、所定の色合いを呈する一般の有色物質と異なり、光を吸収することなく、反射することでパール光沢を発揮するという特異なものである。

また、熱線を含む光を効率よく反射する淡彩色下地からなる下塗り層２の上に、前記パール顔料を配合した上塗り層３を塗装する塗膜とすれば、上塗り層３を透過する光は、淡彩色下地である下塗り層２の表面で反射されるので、そのまま上塗り層３を透過して反射され、塗膜内に吸収されることはない。つまり、塗膜内部の温度を上昇させることはない。

前記上塗り層３の塗膜厚みＴは、下地を隠すほどの厚みは必要でなく、そこそこの着色状態を維持し下地が透けて見える程度、例えば１００μｍ以下であればよい。さらには、半透明なパール光沢を現出するみは、５〜４０μｍ程度であることが好ましい。塗膜厚みＴが５μｍに満たない時は塗膜強度が弱く多重反射機能が不十分になる傾向があり、４０μｍを越える厚さとする時はコストアップするだけでなく淡彩色下地の反射機能が十分発揮されなくなる。

つまり、熱線は淡彩色下地である下塗り層２が反射し、塗膜の色合いは、光の干渉で発色する上塗り層３が受け持つ構成である。そのために、前記上塗り層３は熱線透過着色層であるといえ、所定の色は発現するが熱線は透過して温度が上がらない塗膜を形成する。

上記のような構成としているので、淡彩色下地の上に塗布して前記上塗り層３を形成する塗料は熱線反射塗料であるといえる。つまり、光を吸収することなく、多重反射して光の干渉により所定色を発色する塗膜を形成する塗料であり、熱線も吸収せずに反射するだけなので、塗膜および塗装物の内部温度の上昇を抑制する熱線反射塗料となる。

前記熱線反射塗料を構成するためには、塗料の樹脂成分中に所定割合のパール顔料を配合すればよく、少なくとも５重量％以上必要である。また、塗膜厚みの各層に平均して存在しておればよく、高々４０重量％程度配合しておればよい。つまり、塗料不揮発成分の５〜４０重量％が好適な範囲だと想定される。

もちろん、樹脂成分は熱線をある程度は吸収する有機成分であるので、塗料の樹脂成分中に所定割合のパール顔料を配合した熱線反射塗料が、全く熱線を吸収しないとはいえない。しかし、下地が透けて見える程度の比較的薄い塗膜とすることで、熱線のほとんどを透過する塗膜を形成することが可能である。

次に塗膜の具体的な実施例と比較例について説明する。

実施例Ａ：下塗り層として、架橋硬化型アクリル樹脂「アクリディックＴＵ１００１」（大日本インキ化学工業（株）製品）50重量％と、白色顔料であるルチル型酸化チタン「Ｒ−６２Ｎ」（堺化学（株）製品）２０重量％、さらに溶剤として酢酸ｎブチル２０重量％を混合してペイントシェーカーで分散し、つぶゲージで完全分散を確認後に硬化剤としてイソシアネートプレポリマーである「バーノックＤＮ９８０」（大日本インキ化学工業（株）製品）１０重量％を加えて均一になるまで攪拌して下塗り塗料を調製した。

また、上塗り層形成のための上塗り塗料として、架橋硬化型アクリル樹脂「アクリディックＴＵ１００１」（大日本インキ化学工業（株）製品）２５重量％と、パール顔料である「イリオジン５０２レッドブラウン」（メルク（株）製品）３重量％、さらに溶剤として酢酸ｎブチル３０重量％、酢酸エチル３２重量％を攪拌機混合して完全分散を目視で確認後に硬化剤としてイソシアネートプレポリマーである「バーノックＤＮ９８０」（大日本インキ化学工業（株）製品）１０重量％を加えて均一になるまで攪拌して上塗り塗料を調製した。

それから、厚さ3mmの脱脂アルミ板を基材として、該基材に前記下塗り塗料をスプレーで吹き付け、８０℃1時間の乾燥条件で硬化させて、電磁膜厚計による膜厚４０μｍの下塗り塗膜を施し、その上に前記上塗り塗料をスプレーで吹き付け、８０℃で１時間の乾燥条件で硬化させ濃い赤色のパール光沢を現出する塗膜を得た。尚、乾燥後の上塗り塗膜の膜厚は電磁膜厚計による計測の結果１０μｍであり、下塗り塗膜と上塗り塗膜とで合計５０μｍの熱線反射塗膜が形成されたことになる。

比較例１：下塗りを施されたアルミ材を得るまでの工程は実施例と同じである。更に下塗り塗料をスプレーで吹き付け８０℃１時間の乾燥条件で硬化させ白色の比較例１を得た。尚、乾燥後の塗膜の膜厚は電磁膜厚計による計測の結果合計で５０μｍであって実施例Ａと同じ塗膜厚みとしている。

比較例２：下塗りを施されたアルミ材を得るまでの工程は実施例Ａと同じである。架橋硬化型アクリル樹脂「アクリディックＴＵ１００１」（大日本インキ化学工業（株）製品）５０重量％と、赤色系褐色顔料である「ダイピロキサイド＃３２２０」（大日精化（株）製品）２０重量％、さらに溶剤として酢酸ｎブチル２０重量％を混合してペイントシェーカーで分散し、つぶゲージで完全分散を確認後に硬化剤としてイソシアネートプレポリマーである「バーノックＤＮ９８０」（大日本インキ化学工業（株）製品）２０重量％を加えて均一になるまで攪拌して下塗り層形成のための塗料を調製した。これをスプレーで吹き付け８０℃１時間の乾燥条件で硬化させ赤褐色の比較例２を得た。尚、乾燥後の下塗り塗膜と上塗り塗膜の膜厚は電磁膜厚計による計測の結果合計で５０μｍであって、実施例Ａと同じでありかつ色相もほぼ同じとした。

上記の実施例Ａと比較例１と比較例２とを用いて、塗膜表面に３００Ｗの白熱灯を距離５０ｃｍの近距離から照射して、その塗膜表面温度を計測した結果を表１に示す。なお、表面温度は非接触赤外線温度計で計測した。

表１から明らかなように、本発明に係わる実施例Ａ（熱線反射塗膜）は、高度な熱反射性能を発揮しており、表面色相が同じ赤褐色の比較例２では、３０分後に４８℃まで昇温しているところ、実施例Ａでは半分以下の２１℃であった。また、もともと熱反射機能を有する白色の表面色相の比較例１と比べても、実施例Ａの２１℃に対して比較例１では２２℃であり、さらに優秀な熱反射機能を発揮していることが明らかである。

比較例１は、熱反射機能を有する白色の表面色相ではあるが、色合いが単調であり、建物や倉庫の外装や屋根面等の、有色の外観が所望される部分に用いる塗膜としては不適切である。

比較例２は、有色ではあるが、そのために、熱反射機能は有しておらず、塗膜及び塗装物内部の温度上昇を抑制不可能であって、太陽光に曝される屋根等に形成する塗膜としては不適切である。

この実験から判るように、本発明による熱線反射塗膜および熱線反射塗料により、従来困難であった、色付きの塗装面を形成しながら塗装物内部の温度上昇を抑制可能となる塗膜を形成することができた。

上記したように本発明に係る熱線反射塗膜１は、熱線を反射する下塗り層２と、熱線を吸収せず透過すると共に入射光を多重反射して光の干渉により発色する上塗り層３とを備えているので、入射光を多重反射する上塗り層により色付きの塗装面を形成すると共に、熱線を反射する下塗り層により、塗装物内部の温度上昇を抑制可能な塗膜を形成することができる。

また、前記上塗り層３の塗膜厚みを前記下塗り層２が透けて見える程度の塗膜厚みとしたので、前記下塗り層２が備える熱線反射機能を十分発揮可能とすると共に、半透明な深みのある着色を呈する塗膜となる。

つまり、本発明に係る熱線反射塗料を用いて形成された熱線反射塗膜を備える屋根面であれば、所定の色付きの着色塗装面を形成しながら建物の内部の温度上昇を十分抑制可能となる。

本発明に係る熱線反射塗膜の断面図を示す。

符号の説明

１ 熱線反射塗膜
２ 下塗り層
３ 上塗り層
１０ 入射光
１１ 反射光
１２ 多重層反射光

Claims (5)

1. 建物や倉庫の外装や屋根面に塗布して、太陽光の照射による内部温度の上昇を抑制するための塗膜であって、熱線を反射する下塗り層と、熱線を吸収せず透過すると共に入射光を多重反射して光の干渉により発色する上塗り層とを有することを特徴とする熱線反射塗膜。
2. 前記下塗り層が、８００〜１１００ｎｍの近赤外線を７０％以上反射する淡彩色下地であり、前記上塗り層が入射光の一部を多重反射し、一部を透過する程度の塗膜厚みであることを特徴とする請求項１に記載の熱線反射塗膜。
3. 前記上塗り層は、パール顔料を含む反射塗料を塗装して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱線反射塗膜。
4. 前記上塗り層の塗膜厚みが、５〜４０μｍ程度であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱線反射塗膜。
5. 樹脂成分に、着色顔料としてのパール顔料を配合した塗料であって、入射光の一部を多重層反射し、残りの光を透過して熱線を吸収しない塗膜層を形成することを特徴とする熱線反射塗料。

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