JP2010030203A

JP2010030203A - 遮熱性を有する膜材

Info

Publication number: JP2010030203A
Application number: JP2008196194A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Nagase; 諭司長瀬; Hiroyuki Mori; 裕之森
Original assignee: Teijin Fibers Ltd
Current assignee: Teijin Frontier Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】濃色の色合いであっても膜材自体の温度上昇を防止でき、遮熱性に優れ、意匠性に富む膜材を提供する。
【解決手段】繊維基材の少なくとも片面に２層以上の樹脂層を固着させてなる膜材であって、表面側に染料または顔料を含みかつ赤外波長領域の光を１０％以上透過する樹脂層が配され、繊維基材側に赤外波長領域の光を５０％以上反射する樹脂層が配されていることを特徴とする遮熱性を有する膜材とする。
【選択図】図１

Description

本発明は繊維基材の少なくとも片面に樹脂層を固着させてなる膜材に関するものであり、さらに詳しくは、膜材温度や内部温度の上昇を防止でき、テント建築物用膜材、テント倉庫用膜材、自動車幌用膜材、バックリット用膜材、フレキシブルコンテナー用膜材等として好適に使用できる遮熱性を有する膜材に関するものである。

現在、繊維基材に種々の樹脂をカレンダー法やコーティング法、Ｔダイ押出し法などの方法により固着させた膜材が、イベントでの建築物、倉庫、自動車用の幌、バックリット、フレキシブルコンテナー等に利用されている。このような膜材は、高周波ウェルダーを用いて簡単に縫製でき、組み立ても容易で、さらに見た目もカラフルであることからさまざまな所で使用されている。しかしながら、このような膜材を使用した場合、例えば建築物や倉庫においては、夏場の気温が上がる季節には、膜材や膜材内部の温度が著しく上昇するため、中に人が長時間いることができないという問題があった。また、自動車用の幌やフレキシブルコンテナーにおいては、夏場の気温が上がる季節には、その内部に入れた食料の腐食や、資材が損傷され易いという問題もあった。そして、膜材内部の温度を下げるためには、冷房設備を設置することが考えられるが、一旦上昇した温度を下げるためには膨大なエネルギーが必要となり、昨今のような地球環境への影響が問題視される状況にあっては好ましい方法とは言えない。このような問題を解決するため、例えば、特許文献１には、アルミニウムなどの金属蒸着層を設け、光を遮断することにより、膜材や膜材内部の温度を下げる方法が提案されている。しかし、上記方法において、蒸着層を表面に設けると膜材の色が限定されてしまうので、イベントで使用するテント膜材のように、見た目のカラフルさなどの意匠性を求められる用途では使用できない。また、蒸着層が膜材に存在すると高周波ウェルダーの使用が困難になり、縫製方法に制限を設けなければならないうえ、このような蒸着層は長時間使用すると剥離や破損が起こり、長期耐久性に乏しく、防炎性も発現しにくいという性能的問題点があった。上記、蒸着層を設ける以外の膜材や膜材内部の温度を下げる方法として、赤外遮蔽酸化チタンを固着する樹脂に添加する方法が特許文献２に記載されている。この方法によれば高周波ウェルダーの使用も可能であり、長期耐久性や防炎性の発現など性能的問題は解決できるが、膜材の色を濃色にするほど赤外遮蔽酸化チタンの含有量が少なくなるため、濃色の膜材を用いて十分に膜材や膜材内部の温度を下げる成果を得るには至っていない。

特開平１０−２１２８４１号公報特開２００８−０６８４８２号公報

本発明の目的は、濃色の色合いであっても膜材自体の温度上昇を防止でき、遮熱性に優れ、意匠性に富む膜材を提供することにある。

本発明者が検討した結果、上記課題は、繊維基材の少なくとも片面に２層以上の樹脂層を固着させてなる膜材であって、表面側に染料または顔料を含みかつ赤外波長領域の光を１０％以上透過する樹脂層が配され、繊維基材側に赤外波長領域の光を５０％以上反射する樹脂層が配されていることを特徴とする遮熱性を有する膜材、又は、
繊維基材の少なくとも片面に２層以上の樹脂層を固着させてなる膜材であって、表面側には０．０１重量％以上１０重量％以下の赤外透過黒色顔料を含有する樹脂層が配され、繊維基材側には１重量％以上７０重量％以下の酸化チタンを含有する樹脂層が配されていることを特徴とする遮熱性を有する膜材によって達成できることを見出した。

本発明によれば、膜材自体の温度上昇を防止でき、かつ意匠性に富んだ従来にない遮熱性を有する膜材を提供することができ、例えば、該膜材をテントに用いることにより、テント倉庫内部での作業を極めて快適に行うことができるようになる。

本発明の遮熱性を有する膜材は、繊維基材の少なくとも片面に２層以上の樹脂層を固着させてなる膜材である。

本発明において使用する繊維基材としては、繊維からなる織編物を用いることができる。この繊維基材として好ましく用いられるのは、ポリエステル、ポリアミド、ビニロン等の合成繊維や木綿、麻等の天然繊維を単独で、あるいは混合して製編織した織編物、であり、これら繊維は長繊維であっても短繊維であってもよい。

テント等の膜材として用い十分な強度を得るためには、上記の繊維の単繊維繊度としては１〜１５ｄｔｅｘが好ましく、１〜８ｄｔｅｘがより好ましい。また、同様にこれらの単繊維からなるマルチフィラメント（糸）の繊度としては、５０〜１０００ｄｔｅｘが好ましく、１００〜７００ｄｔｅｘがより好ましい。

また、膜材において十分な強度の確保する観点から、繊維基材の目付は、５０〜３００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、７０〜２５０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。さらに、上記繊維基材が織物の場合、織密度は経、緯とも、２０〜４０本／インチであることが好ましく、２５〜４０本／インチであることがより好ましい。なお、織物の経、緯の織密度は、同じであっても異なっていてもよい。

本発明では上記２層以上の樹脂層において、繊維基材側の樹脂層（以下、下層と称することがある）として赤外波長領域の光を５０％以上反射する樹脂層が配され、表面側の樹脂層（以下、上層と称することがある）として染料または顔料を含みかつ赤外波長領域の光を１０％以上透過する樹脂層が配されていることが肝要である。これにより、膜材自身や膜材表面の温度上昇を防ぎ、しかも十分な遮熱性を有し、意匠性にも優れた膜材を提供することができる。

先ず、下層について説明する。下層に用いる樹脂に好ましく用いられる熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂は一般的に可塑剤等の各種添加剤を配合してもよい。

本発明において、下層は赤外波長領域の光を５０％以上反射する必要があり、これにより十分な遮熱効果を得ることができる。また、該下層は、遮熱効果を高めるため、白色であることが望ましい。

本発明においては、下層において上記のように赤外波長領域の光を少なくとも５０％以上反射する性能を得るためには、酸化チタンの含有量が下層の樹脂全重量に対して１重量％以上７０重量％以下であることが好ましく、２重量％以上５０重量％以下であることがより好ましい。該酸化チタンの含有量は、下層の色合いも考慮して定めればよい。

含有する酸化チタンとしては、通常白顔料として用いられるものであってもかまわないが、赤外遮蔽酸化チタンを用いることでより高い水準で赤外波長領域の光を反射することができる。

赤外遮蔽酸化チタンを用いた場合、含有量は下層の樹脂全重量に対して１０重量％以上７０重量％以下、好ましくは２５重量％以上５０重量％以下であることが望ましい。赤外遮蔽酸化チタンの含有量が下層の樹脂全重量に対して１０重量％未満では、十分な反射性能を得られないことがあり、下層の樹脂全重量に対して７０重量％より多くなると下層の樹脂強度が低くなり、下層を形成し難くなったり、水分、光、熱等に対する耐性も著しく損なわれたりすることがある。

ここで、赤外線遮蔽酸化チタンについて説明する。通常酸化チタンは、光触媒等に使用されているアナタース型と顔料等に使用されているルチル型に結晶形によって大きく分けられる。本発明で使用した赤外線遮蔽酸化チタンは、ルチル型の酸化チタンであるが、その平均粒子経が１μｍほどに調製されており、通常顔料等に使用されているルチル型酸化チタンより遥かに大きい。この粒子経の違いによって、赤外線遮蔽酸化チタンは、顔料等に使用されている酸化チタンより、赤外波長領域での光反射に優れている。

次に、上層について説明する。上層に用いる樹脂は接着性の面から下層に用いられる熱可塑性樹脂と同様のものであることが好ましい。例えば、テントではポリエステル繊維基材に塩化ビニルがよく固着されるが、この塩化ビニル樹脂層を下層に用いた場合、上層で用いる樹脂も塩化ビニルであることが望ましい。

本発明において、上層は赤外波長領域の光を１０％以上、好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上透過する必要があり、赤外波長領域の光が透過されることで膜材自体の温度上昇を防ぐことができる。また、透過された光は下層によって反射されることで膜材に遮熱性を付与することができる。

上層が赤外波長領域の光を１０％以上透過する性能を得るためには、上層の色合いを調整する際に赤外透過黒色顔料を使用することが好ましい。通常、色合いを調整する際に用いられる黒顔料にはカーボンブラックを用いるが、カーボンブラックは赤外波長領域の光のほとんどを吸収してしまい、膜材自体の温度が上昇する傾向にある。赤外透過黒色顔料の含有量は上層の樹脂全重量に対して０．０１重量％以上１０重量％以下であり、含有量が上層の樹脂全重量に対して０．０１重量％未満であると他の顔料の影響を受けやすくなるため、赤外波長領域の光が透過しにくくなり、一方含有量が上層の樹脂全重量に対して１０重量％を越えると可視波長領域の光がほとんど透過しなくなり、膜材の透光率が圧倒的に低下してしまう恐れがある。以上より、詳細には赤外透過黒色顔料の含有量が上層の樹脂全重量に対して０．０１重量％以上５重量％以下であることがさらに望ましい。

なお、ここで赤外透過黒色顔料とは、塩化ビニル樹脂（信越化学（株）製ビニブラン６８０Ｓ）に樹脂重量（固形分重量）に対して０．０１〜１０重量％の該黒色顔料を含有させて成形した１ｍｍ厚のフィルムを用いて測定した際、赤外波長領域の光の透過率が１０％以上となる黒色顔料をいう。

該上層に色合いを持たせるために赤外透過黒色顔料以外に通常用いられる他の顔料を添加してもよく、該顔料の含有量は色合いの調整によって任意の割合で添加してかまわない。この際、赤外透過黒色顔料と共に添加する他の顔料としては酸化チタンが好ましい。本発明で使用される赤外透過黒色顔料はペリレン系の黒色顔料であって、赤外波長領域である７８０ｎｍ以上の光を１０〜９０％の割合で透過する性質を持っている顔料である。

これまでに記載した下層および上層の厚みは、それぞれ１００μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましく、２００μｍ以上４００μｍ以下とすることが好ましい。厚みが５００μｍを超える場合は、塗布時に垂れが生じやすく、膜材が厚く、重くなるばかりでなく、コストも高くなる。

また、本発明の下層および上層の樹脂層を繊維基材の少なくとも片面に、この順序で積層し固着させた膜材である。よって、本発明の膜材においては、繊維基材の両方の面に下層および上層の樹脂層がこの順序で固着していてもよい。また、本発発明の目的を阻害しない範囲で、下層および上層の中間あるいは上下に他の樹脂層などが積層されていてもよい。

本発明においては、膜材が赤外波長領域の光を好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上反射し、かつ透過する赤外波長領域の光が３０％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましい。赤外波長領域の光の反射率が５０％未満または赤外波長領域の光の透過率が３０％を越える場合は、膜材の表面温度が高くなりやすく、遮蔽性が低下し易くなる。同様の観点から、赤外波長領域の光の吸収率は、５０％以下であることが好ましく、３０％以下であることがより好ましい。

以上に説明した本発明の膜材は、以下の方法により製造することができる。すなわち、前述した繊維基材に、下層及び上層を、接着剤を用いてこれらの層となるフィルム状の樹脂をラミネートしたり、樹脂を直接コーティングしたりすることにより製造することができる。また、繊維基材の種類にもよるが、水や有機溶媒に分散した樹脂を用いることもできる。本発明において、各層は必ず繊維基材より下層、上層の順で形成されなくてはならない。先にも記載したように赤外波長領域の光を上層が透過し、下層が反射することで膜材全体として、遮熱効果を発現するに至る。したがって、各層の形成順序を変えてしまうと遮熱性が損なわれる可能性がある。また、本発明において、基材に上層が固着された後、通常テント用膜材等でなされているのと同じように、アクリル系樹脂やフッ素系樹脂を塗布してもよく、これにより膜材に防汚性を付与する効果がある。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の遮熱性は下記の方法により測定した。
（１）赤外波長領域における透過率、反射率、吸収率測定
ＪＩＳＲ３１０６に準拠した方法にて赤外波長領域（７８０〜２１００ｎｍ）における赤外透過率、赤外反射率を測定し、赤外吸収率については１００％から測定した日射透過率と日射反射率を差し引いた値とした。
（２）膜材表面温度および箱内温度
図１に模式図を示すように、上面を１２ｃｍの正方形に切り取った１５ｃｍ四方の発泡スチロールの上面を膜材で覆い、上方２ｍから１０万ｌｘのＵＶランプを照射した。照射開始より６０分後の膜材表面温度と箱内温度を測定した。

［実施例１］
水分散体の塩化ビニル樹脂（信越化学（株）製ビニブラン６８０Ｓ）に樹脂重量（固形分重量）に対して２重量％の酸化チタン（テイカ（株）製ＪＲ−６００Ａ、平均粒径０．２５μｍ）を添加して白色の下層用樹脂を調製した。また、同じ樹脂に樹脂重量（固形分重量）に対して２重量％の赤外透過黒色顔料（ＢＡＳＦジャパン（株）製ＬｕｍｏｇｅｎＢｌａｃｋＦＫ４２８０）を添加して黒色の上層用樹脂を調製した。得られた樹脂をテーブルコーターにて繊維基材に下層、上層の順に塗布して固着させた。上層及び下層の樹脂の厚みは、それぞれ２００μｍ、２５０μｍとした。なお、ここで用いた繊維基材は、２８０ｄｔｅｘ／４８フィラメントのポリエステルマルチフィラメントを用いた、織密度が経３１本／インチ、緯３２本／インチの織物である。

また、上層の赤外波長領域における透過率は、上記の繊維基材に、上記の上層用樹脂をのみをテーブルコーターにて塗布して２００μｍの樹脂層を形成したものを用いて測定した。一方、下層の赤外波長領域における反射率は、上記の繊維基材に、上記の下層用樹脂をのみをテーブルコーターにて塗布して２５０μｍの樹脂層を形成したものを用いて測定した。
これとは別に、上記の上層用の樹脂を用いて離型紙上にテーブルコーターにて１ｍｍ厚のフィルムを成形し、該フィルムを離型紙からはがし、該フィルムの赤外波長領域における透過率を測定した。
以上の結果を表１に示す。

［実施例２］
黒色の上層用樹脂に添加する赤外透過黒色顔料（ＢＡＳＦジャパン（株）製ＬｕｍｏｇｅｎＢｌａｃｋＦＫ４２８０）を樹脂重量に対して２重量％の酸化チタンと０．０２重量％の赤外透過黒色顔料に変更し、灰色の上層用樹脂を作製したこと以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。

［実施例３］
白色の下層用樹脂に添加する酸化チタンを樹脂重量に対して５０重量％の赤外遮蔽酸化チタン（テイカ（株）製ＪＲ−１０００、平均粒径１μｍ）に変更すること以外は実施例２と同様にした。結果を表１に示す。

［比較例１］
上層用樹脂に添加する赤外透過黒色顔料をカーボンブラック（三菱化学（株）製ＭＡ１００）に変えたこと以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。

［比較例２］
下層用樹脂に酸化チタンを添加しないこと以外は実施例１と同様にした。結果を表２に示す。

［比較例３］
実施例１の、下層に用いた樹脂を上層樹脂に、上層に用いた樹脂を下層樹脂に用いたこと以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。

本発明によれば、膜材温度や内部温度の上昇を防止でき遮熱性に優れ、かつ意匠性に富んだ従来にない遮熱性を有する膜材を提供することができる。このため、該膜材は、例えば、膜材温度や内部温度の上昇を防止でき、テント建築物用膜材、テント倉庫用膜材、自動車幌用膜材、バックリット用膜材、フレキシブルコンテナー用膜材等として好適に使用できることができ、例えば、上記テント倉庫内部での作業を極めて快適に行うことができるようになる。

表面温度とテント内温度の測定方法を説明するための模式図である。

Claims

繊維基材の少なくとも片面に２層以上の樹脂層を固着させてなる膜材であって、表面側に染料または顔料を含みかつ赤外波長領域の光を１０％以上透過する樹脂層が配され、繊維基材側に赤外波長領域の光を５０％以上反射する樹脂層が配されていることを特徴とする遮熱性を有する膜材。
繊維基材の少なくとも片面に２層以上の樹脂層を固着させてなる膜材であって、表面側には０．０１重量％以上１０重量％以下の赤外透過黒色顔料を含有する樹脂層が配され、繊維基材側には１重量％以上７０重量％以下の酸化チタンを含有する樹脂層が配されていることを特徴とする遮熱性を有する膜材。
膜材が、赤外波長領域の光を５０％以上反射し、かつ透過する赤外波長領域の光が３０％以下である請求項１または２記載の遮熱性を有する膜材。