JP2010043450A - 遮熱透湿防水シート - Google Patents

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Abstract

【課題】 透湿防水性および通気性を確保しながらも、赤外線反射率を減少させることなく、可視光線反射のみを巧みに低減させて、作業者の眩輝による羞明感を抑制することによって布設作業性・安全性を向上することができる遮熱透湿防水シートを提供すること。
【解決手段】 透湿防水シート層１を具備する一方、熱可塑性樹脂製のシート基材21の表面には、光沢金属材料が所定厚さで蒸着されて成る金属蒸着層22を設けて、かつ、この金属蒸着層22の表面には、無色透明の熱可塑性樹脂生地23ａに遮光粒子23ｂを混合して略均等に分布して成る表面保護層23を一体に積層して遮熱シート層２を形成するとともに、この遮熱シート層２には、多数の貫通孔24を所定間隔で開設して、前記透湿防水シート層１と遮熱シート層２とを積層一体化した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築用資材の改良、更に詳しくは、透湿防水性および通気性を確保しながらも、赤外線反射率を減少させることなく、可視光線反射のみを巧みに低減させて、作業者の眩輝による羞明感を抑制することによって、布設作業性・安全性を向上することができる遮熱透湿防水シートに関するものである。
周知のとおり、住宅などの建造物においては、断熱性、透湿性および防水性を備えたシート材を壁面に布設することによって、外部からの物理的影響を遮断して室内を快適に保つことができる。
従来の建材シート材にあっては、これらの機能を付与するために、不織布の表面に、アルミ蒸着フィルムに通孔を設けたシートを積層した構造を有するものが開示されており（例えば、特許文献１参照）、透湿防水性を付与して、かつ、アルミ蒸着フィルムにより赤外線（遠赤外線）（波長２〜１４μｍ）および可視光線（波長３５０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を反射することができ、サイディングなどの建物の外壁材からの輻射熱を壁面および室内に伝播させないようにすることができる。
しかしながら、かかるシート構造にあっては、アルミ蒸着層による遮熱効果は認められるが、設けられた通孔の孔径（０．００１〜０．１ｍｍ）および孔数（２５万〜５０万個／ｍ２）では、総面積が小さ過ぎて、適切な透湿防水効果を得ることができないという問題がある。
また、かかるシート材は、アルミ蒸着層における可視光線の反射率が大きいため、布設施工する際に、可視光線の大半（９０％以上）を反射するため非常に眩しく、作業者の眩輝による羞明感により、手元が狂ってうまく貼り付けることができなかったり、或いは、作業者の安全性が損なわれたりして、作業性の低下を招くおそれがあった。
一方、この可視光線の反射を低減するために、反射層の表面に顔料などの遮光物質を配置することもできるが、この遮光物質自体が熱を吸収してしまい、赤外線の反射を減少させてしまうため、この二律背反的課題の解決が望まれていた。
また、布帛もしくは一般的な透湿防水シートなどの基布に直接アルミ蒸着して、遮熱性能と透湿防水性能とを兼備せしめたものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、基布に直接アルミ蒸着するため、布帛の孔が塞がれて透湿性が損なわれてしまい、さらに不均一な不織布表面に蒸着されたアルミ蒸着層は、表面が凹凸であって平滑ではないため、赤外線が乱反射して、十分な遮熱性能を得ることができないという問題があった。
特許第３６２１４５２号公報（第２−３頁、図１） 特開２００８−６９５３９号公報（第３−６頁、図１−２）
本発明は、従来の建材用のシート材に、上記のような問題があったことに鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、透湿防水性および通気性を確保しながらも、赤外線反射率を減少させることなく、可視光線反射のみを巧みに低減させて、作業者の眩輝による羞明感を抑制することによって、布設作業性・安全性を向上することができる遮熱透湿防水シートを提供することにある。
本発明者が上記課題を解決するために採用した手段を添付図面を参照して説明すれば次のとおりである。
即ち、本発明は、透湿防水シート層１を具備する一方、熱可塑性樹脂製基材21の表面には、光沢金属材料が所定厚さで蒸着されて成る金属蒸着層22を設けて、かつ、この金属蒸着層22の表面には、無色透明の熱可塑性樹脂生地23ａに遮光粒子23ｂを混合して略均等に分布して成る表面保護層23を一体に積層して遮熱シート層２を形成するとともに、この遮熱シート層２には、多数の貫通孔24を所定間隔で開設して、
前記透湿防水シート層１と遮熱シート層２とを積層一体化して、この遮熱シート層２の金属蒸着層22において赤外線を反射可能にするとともに、前記遮光粒子23ｂおよび貫通孔24によって、当該金属蒸着層22における可視光線の反射を低減せしめるという技術的手段を採用したことによって、遮熱透湿防水シートを完成させた。
また、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、遮熱シート層２の金属蒸着層22の光沢金属材料をアルミニウムにするという技術的手段を採用することができる。
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂの平均粒径を５〜３００ｎｍにするという技術的手段を採用することができる。
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂを酸化チタンにするという技術的手段を採用することができる。
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂの酸化チタンの含有量を、熱可塑性樹脂生地23ａの１００重量部に対し、０．１〜１．５重量部（好ましくは０．２〜１．０重量部）にするという技術的手段を採用することができる。
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、遮熱シート層２の表面保護層23の厚みを１０〜１５μｍにするという技術的手段を採用することができる。
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、遮熱シート層２の貫通孔24の孔径を０．３〜０．７ｍｍにして、かつ、シート表面において５０万〜１００万個／ｍ２で分布させるという技術的手段を採用することができる。
更にまた、本発明は、上記課題を解決するために、必要に応じて上記手段に加え、不織布11の表面に多孔性の透湿防水フィルム12を貼着一体化して透湿防水シート層１を構成するという技術的手段を採用することができる。
本発明にあっては、透湿防水シート層を具備する一方、熱可塑性樹脂製基材の表面には、光沢金属材料を所定厚さで蒸着されて成る金属蒸着層を設けて、かつ、この金属蒸着層の表面には、無色透明の熱可塑性樹脂生地に遮光粒子を混合して略均等に分布して成る表面保護層を一体に積層して遮熱シート層を形成するとともに、この遮熱シート層には、多数の貫通孔を所定間隔で開設して、前記透湿防水シート層と遮熱シート層とを積層一体化して、この遮熱シート層の金属蒸着層において赤外線を反射可能にするとともに、前記遮光粒子および貫通孔によって、当該金属蒸着層における可視光線の反射を低減せしめることができる。
したがって、本発明の遮熱透湿防水シートは、透湿防水性および通気性を確保しながらも、赤外線反射率を減少させることなく、可視光線反射のみを巧みに低減させて、作業者の眩輝による羞明感を抑制することによって、布設作業性・安全性を向上することができることから、産業上における利用価値は頗る高いと云える。
本発明の実施形態を具体的に図示した図面に基づいて更に詳細に説明すると次のとおりである。
本発明の実施形態を図１から図４に基づいて説明する。図１中、符号１で指示するものは透湿防水シート層であり、この透湿防水シート層１は、透湿防水性能を有するものであれば特に構成を問わないが、本実施形態では、不織布11の表面に多孔性の透湿防水フィルム12を貼着一体化して構成されている。
不織布11を用いる場合には、スパンボンド不織布、ニードルパンチ不織布が好ましく、中でも、ポリエステルまたはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートからなるスパンボンド不織布又はニードルパンチ不織布がより好ましい。また、不織布11の目付は２０〜１００ｇ／ｍ２（本実施形態では、５０ｇ／ｍ２）に設定するのが好ましい。このような範囲に設定することにより、施工時に外側多孔性ポリオレフィンフィルム層が露出して傷付けられるようなことを十分に防止できるし、透湿防水シートとして軽量性、保温性、防音性、緩衝性に優れたものとなる。
そして、本実施形態に用いる透湿防水フィルム12は、ポリエチレン（ＰＥ）製の多孔性通気フィルムであり、通孔サイズは約１７μｍである。
また、符号２で指示するものは遮熱シート層であり、この遮熱シート層２は、まず、シート状の熱可塑性樹脂製基材21の表面に、光沢金属材料を所定厚さで蒸着して金属蒸着層22を設ける。本実施形態の熱可塑性樹脂製基材21は、延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ：Oriented-Poly-Propylene）を使用材料として、厚さ２０μｍに形成する一方、また、金属蒸着層22の光沢金属材料を、反射性の良好で蒸着も容易なアルミニウムを採用して、蒸着厚さを４５ｎｍにする。
次いで、金属蒸着層22の表面には、無色透明の熱可塑性樹脂生地23ａに遮光粒子23ｂを混合して略均等に分布して成る表面保護層23を一体に積層（ラミネート）する。本実施形態では、熱可塑性樹脂生地23ａの使用材料として、ＬＬＤＰＥ（Linear-Low-Density-Polyethylene：線状低密度ポリエチレン）を採用する。
また、遮光粒子23ｂに酸化チタン（ＴｉＯ２）を採用して、かつ、この酸化チタンの含有量を、熱可塑性樹脂生地23ａの１００重量部に対し、０．１〜１．５重量部（より好ましくは０．２〜１．０重量部）にするとともに、平均粒径を５〜３００ｎｍ（本実施形態では、２１０ｎｍ）にすることによって、好適な可視光線の反射低減が実現可能である。なお、０．１重量部以下では可視光線反射率の低減が低くなり、１．５重量部以上では、赤外線反射率が悪くなる。
更にまた、本実施形態では、遮熱シート層２の表面保護層23の厚みを１０〜１５μｍ（本実施形態では、１２μｍ）にすることによって、各光線の反射率を適量に調節することができる。なお、厚みが１０μｍ以下では耐久性が低くて金属蒸着層22を損傷してしまうおそれがあるし、逆に、１５μｍ以上では赤外線反射率が悪くなるとともに、コストもかかってしまう。
また、こうして積層したシート層に、多数の貫通孔24を所定間隔で開設する。本実施形態では、これらの貫通孔24の孔径を０．３〜０．７ｍｍ（より好ましくは０．４〜０．６ｍｍ、本実施形態では、０．４ｍｍ）にして、かつ、シート表面において５０万〜１００万個／ｍ２（より好ましくは５０〜９０万個／ｍ２、本実施形態では、６０万個／ｍ２）で分布させる。また、貫通孔24によるシート上の開口率を１０〜１５％にする。
こうすることによって、良好な透湿防水性および通気性を確保して、かつ、可視光線の反射を低減することができる。なお、孔径が０．３ｍｍ以下または孔数５０万個／ｍ２以下では、透湿性が悪くなり、逆に、孔径が０．７ｍｍ以上または孔数１００万個／ｍ２以上では、赤外線反射率が悪くなる。
そして、前記透湿防水シート層１の透湿フィルム12側と遮熱シート層２の熱可塑性樹脂製基材21側とをホットメルト系接着剤（オレフィン系、ゴム系、ＥＶＡ系、アクリル系など）を介して積層一体化することによって、本発明の遮熱透湿防水シートが完成される（図２参照）。
このように構成したことにより、遮熱シート層２の金属蒸着層22において赤外線が反射可能であるとともに、前記遮光粒子23ｂおよび貫通孔24によって、金属蒸着層22における可視光線の反射を低減することができる。
＜赤外線反射試験＞
次に、本発明品の赤外線反射性能について試験した結果を図３から図５のグラフに基づいて説明する。図中の各試料（１）〜（３）は、それぞれ
（１）酸化チタンを熱可塑性樹脂生地に０．６重量部混合したもの（本発明品）
（２）酸化チタンを熱可塑性樹脂生地に１．０重量部混合したもの（本発明品）
（３）酸化チタンを含まない熱可塑性樹脂生地のみが最表面にあるもの（従来品）
を示しており、シートの任意の箇所を約３ｃｍ角に切り出して測定に用いた。測定エリアは、試料中央部のφ１０ｍｍである。
「分析方法」
本試験の分析には、フーリエ変換赤外分光法（FT-IR：Fourier-Transform-Infrared-Spectroscopy）を用いる。
「測定方法」
本試験では、赤外分光用積分球を用いた反射率測定を行った。試料中央部付近において直行方向に２回測定を行い、２回の平均値を測定値とした。測定条件の詳細は以下の通りである。
測定装置 ：IFS-66v／S（Bruker社製FT-IR、真空光学系）
光源 ：グローバー（SiC）
検知器 ：MCT（HgCdTe）
ビームスプリッター：Ge／KBr
測定条件
分解能 ＝４ｃｍ−１
積算回数 ＝５１２回
ゼロフィリング ＝２倍
アポダイゼーション＝三角形
測定領域 ＝５０００〜７１５ｃｍ−１（２〜１４μm）
測定温度 ＝室温（約２５℃）
付属装置 ：透過率・反射率測定用積分球
＜反射率測定＞
参照試料 ：diffuse-gold（Labsphere社製）［拡散反射成分］
Ａｕ蒸着膜（値付けを行ったもの）［正反射成分］
入射角 ：１０°
光のスポット径 ：約φ１０ｍｍ
繰り返し精度 ：約±１％
スペキュラートラップ使用［拡散反射成分測定時］
＜透過率測定＞
入射角 ：０°
光のスポット径 ：約φ１０ｍｍ
繰り返し精度 ：約±１％
「測定結果」
測定の結果、得られた赤外線反射率スペクトルは、図３から５に示したとおりである（波長領域：２〜１４μｍ）。
図３：各試料の反射率スペクトル
図４：各試料の正反射成分の反射率スペクトル
図５：各試料の拡散反射成分の反射率スペクトル
この結果によれば、赤外線の波長領域２〜３５μｍにおいて、高い反射性能を有することがわかる。なお、一般的な外壁材として使用されている窯業系サイディングが放射するピークの波長領域は７〜１３μｍである。これは、発熱体の温度上昇と発熱体が放射する熱線のピーク波長との関係を示すウィーンの変位則によると、最大ピーク波長は、外壁が５０〜７０℃のとき、８〜９μｍとなるのであるが、ピーク部分には幅があるために、短波長側を７μｍ、長波長側を１３μｍとするのが妥当だからである。
＜可視光線反射試験＞
次に、本発明品の可視光線反射性能について試験した結果を図６のグラフに基づいて説明する。
「分析方法」
積分球を用いて透過率・反射率スペクトルを測定する。
測定装置 ＵＶ−３１０１ＰＣ型自記分光光度計（島津製作所社製）
スリット幅 ３０ｎｍ｛７．５（２５０−８６０），３０（−２５００）｝
ＳｌｉｔＰｒｏｇｒａｍ Ｎｏｒｍａｌ
測定速度 ＳＬＯＷ（約４Ｐｏｉｎｔｓ／ｓｅｃ）
光源 ハロゲンランプ（３４０ｎｍ以上）
重水素ランプ（３４０ｎｍ以下）
検出器 ＰＭＴ（８６０ｎｍ以下）
ＰｂＳ（８６０ｎｍ以上）
副白板 ＢａＳＯ４
入射角 ７°
標準白色版 Ｌａｂｓｐｈｅｒｅ社製（米国：拡散反射成分）
Ａｌ蒸着鏡 東レ社による値付け（正反射成分）
付属装置 大形試料室（６０φ）：透過率スペクトル
大形積分球（１５０φ）：反射率スペクトル
データ処理装置（ＭＢＣ１７ＪＨ２０／ＰＣ９８０１）
「結果と考察」
図６は、各試料の正反射成分の反射率スペクトルを表わすグラフであり、図中の各試料（１）〜（３）は、それぞれ
（１）酸化チタンを熱可塑性樹脂生地に０．６重量部混合したもの（本発明品）
（２）酸化チタンを熱可塑性樹脂生地に１．０重量部混合したもの（本発明品）
（３）熱可塑性樹脂生地のみが最表面にあるもの（従来品）
を示している。本実施品である（１）、（２）は、可視光線領域３５０〜７５０ｎｍにおける可視光線反射率を低減していることがわかる。
＜透湿性能試験＞
本発明品の透湿性能を、JIS A 6111 2004 透湿性試験方法（透湿抵抗）に基づき測定した。
＜防水性能試験＞
また、本発明品の防水性能を、JIS A 6111 2004 防水性試験方法（静水圧法）に基づき測定した。
これらの性能試験結果を以下に示す。
Figure 2010043450
この〔表１〕より、本発明品（実施例１〜５）については、遠赤外線の反射率が８５％以上であって、依然高い数値で減少しておらず、かつ、可視光線反射率は１０％以下であって、効果的に低減されていることが確認された。
本発明は、概ね上記のように構成されるが、本発明は図示の実施形態に限定されるものでは決してなく、「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、例えば、シートに使用する熱可塑性樹脂材料は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）や線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などを採用することができる。
また、遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂも酸化チタンに限らず、白色の顔料などを採用することもでき、これら何れのものも本発明の技術的範囲に属する。
本発明の実施形態のシートの構造を表わす説明断面図である。 本発明の実施形態のシートの構造を表わす分解斜視図である。 本発明の実施形態のシートの赤外線反射率の測定結果を表わすグラフである。 本発明の実施形態のシートの正反射成分の赤外線反射率の測定結果を表わすグラフである。 本発明の実施形態のシートの拡散反射成分の赤外線反射率の測定結果を表わすグラフである。 本発明の実施形態のシートの可視光線正反射率の測定結果を表わすグラフである。
符号の説明
１ 防水透湿シート層
11 不織布
12 透湿フィルム
２ 遮熱シート層
21 熱可塑性樹脂製基材
22 金属蒸着層
23 表面保護層
23ａ 熱可塑性樹脂生地
23ｂ 遮光粒子
24 貫通孔

Claims (8)

  1. 透湿防水シート層１を具備する一方、熱可塑性樹脂製基材21の表面には、光沢金属材料が所定厚さで蒸着されて成る金属蒸着層22が設けられ、かつ、この金属蒸着層22の表面には、無色透明の熱可塑性樹脂生地23ａに遮光粒子23ｂが混合されて略均等に分布して成る表面保護層23が一体に積層されて遮熱シート層２が形成されるとともに、この遮熱シート層２には、多数の貫通孔24が所定間隔で開設されており、
    前記透湿防水シート層１と遮熱シート層２とが積層一体化され、この遮熱シート層２の金属蒸着層22において赤外線が反射可能であるとともに、前記遮光粒子23ｂおよび貫通孔24によって、当該金属蒸着層22における可視光線の反射を低減せしめることを特徴とする遮熱透湿防水シート。
  2. 遮熱シート層２の金属蒸着層22の光沢金属材料がアルミニウムであることを特徴とする請求項１記載の遮熱透湿防水シート。
  3. 遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂの平均粒径が５〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項１または２記載の遮熱透湿防水シート。
  4. 遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂが酸化チタンであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の遮熱透湿防水シート。
  5. 遮熱シート層２の表面保護層23の遮光粒子23ｂの酸化チタンの含有量が、熱可塑性樹脂生地23ａの１００重量部に対し、０．１〜１．５重量部であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の遮熱透湿防水シート。
  6. 遮熱シート層２の表面保護層23の厚みが１０〜１５μｍであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の遮熱透湿防水シート。
  7. 遮熱シート層２の貫通孔24の孔径が０．３〜０．７ｍｍであって、かつ、シート表面において５０万〜１００万個／ｍ２で分布していることを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の遮熱透湿防水シート。
  8. 不織布11の表面に多孔性の透湿防水フィルム12を貼着一体化して透湿防水シート層１が構成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一つに記載の遮熱透湿防水シート。
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