JP2012017651A - エネルギー効率のよい建物表面 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基材と、基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射塗膜であって、この第一反射塗膜を有するその基材が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値(minimum direct solar reflectance value)を示すような第一反射塗膜と、第一反射塗膜の少なくとも一部の上の第二反射塗膜とを含み、第一反射塗膜と第二反射塗膜の組合せが基材に770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率を与える非白色建物表面を提供する。
【選択図】なし
Description
−(L*)+[((L0 *)+(y(a*)∧2+z(b*)∧2)∧0.5)/x]≦0(L0 *=67、x=1.05、y=1.0、z=1.0であり、これらの値L*、a*、およびb*はCIE L*a*b*目盛上で規定される)によって定義される倒立円錐体積内に位置する色を有する物品は白色であると言われ、この円錐の外側に位置する色を有する物品は非白色であると言われる。
反射率の測定は、PERA−1000積分球付属装置を備えたパーキン・エルマー・ラムダ(Perkin Elmer Lambda)900分光光度計を用いて行った。この球は直径150mm(6インチ)であり、「色および外観の測定に関するASTM規格(ASTM Standards on Color and Appearance Measurement)」3版、ASTM、1991年の中に公表されているASTM法E903、D1003、およびE308に従う。拡散視感反射率(DLR)を250〜2500nmのスペクトル範囲にわたって測定した。UV〜可視の積分を0.44秒に設定した。スリット幅は4nmであった。「トラップ」を使用して正反射率から生ずる複雑化要因を排除した。
L*a*b*色測定は、試料ホルダーを備えたラブスキャン(Labscan)XE分光光度計(バージニア州レストンのハンター・アソシエーツ・ラボラトリー(Hunter Associates Laboratory,Reston,VA))を用いて、またむらのない水平面を測定用に確実に調製するために綾振ローラーを用いて行った。ホルダーを約5mmの深さまで満たして測定値が確実にそのグラニュールの結果であるようにした。この試料ホルダーおよび試料の調製のより詳細な説明については米国特許第4,582,425号明細書を参照されたい。
試験すべきグラニュールをふるいにかけて16メッシュを通過した分級物を得、20メッシュ米国規格スクリーンスリーブ上に保持した。この選別したグラニュール15グラム(g)をポリエチレン製のスナップリング付き、受けリング付き、31mm径の開口カップ(ニュージャージー州メタッチェンのスペックス・サーチプレップ(Spex CertiPrep,Metuchen,NJ))中に置くことによって最初の銅含量を求めた。組み立てた試料カップの底面に厚さ0.2ミル(5マイクロメートル)、幅2−7/8インチ(7.3cm)のポリプロピレン製ウィンドフィルム(ニュージャージー州メタッチェンのスペックス・サーチプレップ)を裏張りした。グラニュールを小突かないように、あるいはカップ中で転位させないように注意しながらカップを、60mCi Cm−244励起光源付きの表面解析プローブを備えたXMET880蛍光X線(XRF)計測器(ニュージャージー州ユーイングのメトレックス(Metrex,Ewing,NJ))のプローブ上に置いた。サンプル時間を20秒に設定した。この計測器は既知の銅含量の一連のグラニュールで較正され、データは単位g/メートルトンで記録された。
グラニュールの相対光触媒活性を、グラニュール中または上でUV照射された光触媒によりヒドロキシルラジカルが生成される速度の指標を提供する迅速化学分析により求めた。この試験の結果を屋外試験における屋根用グラニュールの光触媒性能と関連づけて示した。
表1〜3に示したスラリー成分を縦型ミキサーで混合した。基材1000重量部を90〜95℃に予熱し、次いで指示量のスラリーと共に縦形または横型ミキサー中で混合した。実施例1は、基材としてグレード#11非塗工屋根用グラニュールを用いた。実施例2〜4は、基材として実施例1の場合と同様に作製したグラニュールを用いた。次いでこのスラリーを塗布したグラニュールを、実施例3については850℃、また残りの実施例については750〜850℃に達するロータリーキルン(天然ガス/酸素の火炎)中で約10分間にわたって焼成した。焼成後、グラニュールを放置して室温まで冷却した。
フロリダにおけるアスファルトこけら板から培養し下記栄養培地中で維持した緑単細胞藻であるネオクロリス(Neochloris)の培養物を実験室藻類対抗試験に用いて、模擬こけら板基材上に接種した藻の生存率を求めた。藻類対抗試験は、24℃±2℃に保った環境室(日周インキュベーターモデル#RI−50−555−ABA、ノースカロライナ州アッシュヴィルのレヴコ(REVCO,Asheville,NC))中で行った。光周期を昼間16時間および夜間8時間に調整した。10gの溶融アスファルトに埋め込んだ屋根用グラニュール約2gを含有する小型ペトリ皿を調製した。この埋込みグラニュールを脱イオン水で3回洗浄し乾燥してから藻の試験を開始した。各グラニュールタイプを2組調製した。
実施例では次の材料を用いた。すなわち
ペンシルヴァニア州ヴァリーフォージのピー・キュー・コーポレーション(PQ Corp.,Valley Forge,PA)から入手できるケイ酸ナトリウム溶液(固形物39.4%、SiO2対Na2O比2.75)
カオリンクレー(コネチカット州ニューカナンのユニミン・コーポレーション(Unimin Corp.,New Canaan,CT)からスノブライト(Snobrite)(登録商標)として入手できる)
ドーバークレー(カオリンクレーの一種)(メリーランド州コロンバスのダブリュー・アール・グレース・カンパニー(W.R.Grace Company,Columbus,MD)から入手できる)
ホウ砂(ホウ酸ナトリウム、5Mol、典型的な組成はNa2Oが21.7%、B2O3が48.8%、H2Oが29.5%)、カリフォルニア州ボロンのユー・エス・ボラックス(U.S.Borax,Boron,CA)から入手できる
二酸化チタン(トロノックス(Tronox)(登録商標)CR−800、典型的な組成はアルミナ処理Ti2Oが95%)、ミシシッピー州ハミルトンのカーマギー・コーポレーション(Kerr−McGee Corp.,Hamilton,MS)から入手できる
顔料(10411鮮黄色、10241深緑色、V−3810赤色、V−9250明るい青色)、オハイオ州クリーブランドのフェロ・コーポレーション(Ferro Corp.,Cleaveland,OH)から入手できる
下記範囲(ASTM D451に準拠して)で指定されるグレード#11非塗工屋根用グラニュール(ミネソタ州セントポールのスリー・エム・カンパニー(3M Company,St.Paul,MN)から入手できる)、すなわち
オイルフリー白色屋根用グラニュールWA9300(ミネソタ州セントポールのスリー・エム・カンパニーから入手できる)
クロノス(Kronos)1000二酸化チタン(マサチューセッツ州チェルムズフォードのクロノス・インコーポレーテッドから入手できる)
FC−129(フルオロケミカル界面活性剤)、ミネソタ州セントポールのスリー・エム・カンパニーから入手できる
LR7070銅放出屋根用グラニュール(スリー・エム・カンパニーから入手できる)
このグラニュール塗工法および表1に列挙した塗料成分を用いてグラニュールを調製した。量は別段の注記がない限りグラム単位である。
実施例4は、実施例1のグラニュール90重量%と、スリー・エム・カンパニーからLR707として入手できる銅放出グラニュール10重量%とのブレンドである。
実施例2〜4のグラニュールをそれぞれ用いてこけら板を調製した。
1. 基材と、前記基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、反射層および基材の組合せが少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値(minimum direct solar reflectance value)を示す第一反射層と、前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記基材に770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率を与える第二反射層と、生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、を備える非白色建物表面。
2. 第三層をさらに備え、前記第三層が前記基材と前記第一層の間、前記第一と第二層の間、または前記第二層上に存在する、態様1に記載の表面。
3. 前記保存剤が前記第一層の一部である、態様1に記載の表面。
4. 前記保存剤が前記第二層の一部である、態様1に記載の表面。
5. 前記保存剤が前記第三層の一部である、態様1に記載の表面。
6. 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層のうちの2層以上の一部である、態様1に記載の表面。
7. 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層の一部である、態様1に記載の表面。
8. 前記複数反射層がそれぞれの域内に存在し、かつ前記保存剤がそれら反射層域に隣接する前記基材のそれぞれの域内に存在する、態様1に記載の表面。
9. 前記保存剤が、前記第一または第二塗膜によって被覆されない前記基材のそれぞれの域内に存在する、態様8に記載の表面。
10. 前記基材が無機の非金属基材である、態様1に記載の表面。
11. 前記基材が、クレー、コンクリート、岩石、およびこれらの組合せから選択される、態様1に記載の表面。
12. 前記基材が無機グラニュールを含む、態様1に記載の表面。
13. 前記基材が、複数反射層を有する無機グラニュールの部分と、保存剤を有する無機グラニュールの部分とを備える、態様12に記載の表面。
14. 前記基材が屋根用こけら板の少なくとも一部を含む、態様1に記載の表面。
15. 基材と、前記基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、前記反射層を有する前記基材が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す第一反射層と、前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記基材に770〜2500nmの間(770および2500nmを含む)の範囲で測定される少なくとも約7,000の加算反射率値を与える第二反射層と、生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、を備える非白色建物表面。
16. 第三層をさらに備え、前記第三層が前記基材と前記第一層の間、前記第一と第二層の間、または前記第二層上に存在する、態様15に記載の表面。
17. 前記保存剤が前記第一層の一部である、態様15に記載の表面。
18. 前記保存剤が前記第二層の一部である、態様15に記載の表面。
19. 前記保存剤が前記第三層の一部である、態様15に記載の表面。
20. 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層のうちの2層以上の一部である、態様15に記載の表面。
21. 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層の一部である、態様15に記載の表面。
22. 前記複数反射層がそれぞれの域内に存在し、かつ前記保存剤がそれら反射層域に隣接する前記基材のそれぞれの域内に存在する、態様15に記載の表面。
23. 前記保存剤が、前記第一または第二塗膜によって被覆されない前記基材のそれぞれの域内に存在する、態様22に記載の表面。
24. 前記基材が無機の非金属基材である、態様15記載の表面。
25. 前記基材が、クレー、コンクリート、岩石、およびこれらの組合せから選択される、態様15に記載の表面。
26. 前記基材が無機グラニュールを含む、態様15に記載の表面。
27. 前記基材が、複数反射層を有する無機グラニュールの部分と、保存剤を有する無機グラニュールの部分とを備える、態様26に記載の表面。
28. 前記基材が屋根用こけら板の少なくとも一部を含む、態様15に記載の表面。
29. 基材の外面の少なくとも一部に第一塗料を供給するステップと、前記第一塗料を硬化して基材上に第一反射層を形成するステップであって、前記第一反射層が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す、ステップと、前記塗装基材上の少なくとも一部を覆って第二塗料を施すステップと、前記第二塗料を硬化して第二反射層を形成するステップであって、前記第一反射層と前記第二反射層の組合せが、(i)770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率、および(ii)770〜2500nmの間(770および2500nmを含む)の範囲で測定される少なくとも約7,000の加算反射率値の少なくとも一方をもたらす、ステップと、前記基材上に保存剤を供給するステップであって、前記保存剤が生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される、ステップとを含む、非白色建物表面を作成する方法。
30. 第三層をさらに備え、前記第三層が前記基材と前記第一層の間、前記第一と第二層の間、または前記第二層上に存在する、態様29に記載の表面。
31. 前記保存剤が前記第一層の一部である、態様29に記載の表面。
32. 前記保存剤が前記第二層の一部である、態様29に記載の表面。
33. 前記保存剤が前記第三層の一部である、態様29に記載の表面。
34. 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層のうちの2層以上の一部である、態様29に記載の表面。
35. 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層の一部である、態様29に記載の表面。
36. 前記複数反射層がそれぞれの域内に存在し、かつ前記保存剤がそれら反射層域に隣接する前記基材のそれぞれの域内に存在する、態様29に記載の表面。
37. 前記保存剤が、前記第一または第二塗膜によって被覆されない前記基材のそれぞれの域内に存在する、態様36に記載の表面。
38. 前記基材が無機の非金属基材である、態様29に記載の表面。
39. 前記基材が、クレー、コンクリート、岩石、およびこれらの組合せから選択される、態様29に記載の表面。
40. 前記基材が無機グラニュールを含む、態様29に記載の表面。
41. 前記基材が、複数反射層を有する無機グラニュールの部分と、保存剤を有する無機グラニュールの部分とを備える、態様40に記載の表面。
42. 前記基材が屋根用こけら板の少なくとも一部を含む、態様29に記載の表面。
43. こけら板基材と、前記こけら板基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、反射層および基材の組合せが少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す第一反射層と、前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記こけら板基材に770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率を与える第二反射層と、生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、を備える非白色こけら板。
44. こけら板基材と、前記こけら板基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、前記反射層を有する前記基材が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す第一反射層と、前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記こけら板基材に770〜2500nmの間(770および2500nmを含む)の範囲で測定される少なくとも約7,000の加算反射率値を与える第二反射層と、生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、を備える非白色こけら板表面。
本明細書中に引用したすべての特許、特許出願、および刊行物は、それぞれ個々に組み込まれたのと同様に参照により組み込まれる。予見しうる本発明の修正形態および変更形態が、本発明の範囲および精神から逸脱することなく当業者には明らかなはずである。本発明は、例示の目的で本出願中に述べられている実施形態に限定されるべきではない。
Claims (44)
- 基材と、
前記基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、反射層および基材の組合せが少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値(minimum direct solar reflectance value)を示す第一反射層と、
前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記基材に770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率を与える第二反射層と、
生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、
を備える非白色建物表面。 - 第三層をさらに備え、前記第三層が前記基材と前記第一層の間、前記第一と第二層の間、または前記第二層上に存在する、請求項1に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第一層の一部である、請求項1に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第二層の一部である、請求項1に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第三層の一部である、請求項1に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層のうちの2層以上の一部である、請求項1に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層の一部である、請求項1に記載の表面。
- 前記複数反射層がそれぞれの域内に存在し、かつ前記保存剤がそれら反射層域に隣接する前記基材のそれぞれの域内に存在する、請求項1に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一または第二塗膜によって被覆されない前記基材のそれぞれの域内に存在する、請求項8に記載の表面。
- 前記基材が無機の非金属基材である、請求項1に記載の表面。
- 前記基材が、クレー、コンクリート、岩石、およびこれらの組合せから選択される、請求項1に記載の表面。
- 前記基材が無機グラニュールを含む、請求項1に記載の表面。
- 前記基材が、複数反射層を有する無機グラニュールの部分と、保存剤を有する無機グラニュールの部分とを備える、請求項12に記載の表面。
- 前記基材が屋根用こけら板の少なくとも一部を含む、請求項1に記載の表面。
- 基材と、
前記基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、前記反射層を有する前記基材が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す第一反射層と、
前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記基材に770〜2500nmの間(770および2500nmを含む)の範囲で測定される少なくとも約7,000の加算反射率値を与える第二反射層と、
生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、
を備える非白色建物表面。 - 第三層をさらに備え、前記第三層が前記基材と前記第一層の間、前記第一と第二層の間、または前記第二層上に存在する、請求項15に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第一層の一部である、請求項15に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第二層の一部である、請求項15に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第三層の一部である、請求項15に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層のうちの2層以上の一部である、請求項15に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層の一部である、請求項15に記載の表面。
- 前記複数反射層がそれぞれの域内に存在し、かつ前記保存剤がそれら反射層域に隣接する前記基材のそれぞれの域内に存在する、請求項15に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一または第二塗膜によって被覆されない前記基材のそれぞれの域内に存在する、請求項22に記載の表面。
- 前記基材が無機の非金属基材である、請求項15記載の表面。
- 前記基材が、クレー、コンクリート、岩石、およびこれらの組合せから選択される、請求項15に記載の表面。
- 前記基材が無機グラニュールを含む、請求項15に記載の表面。
- 前記基材が、複数反射層を有する無機グラニュールの部分と、保存剤を有する無機グラニュールの部分とを備える、請求項26に記載の表面。
- 前記基材が屋根用こけら板の少なくとも一部を含む、請求項15に記載の表面。
- 基材の外面の少なくとも一部に第一塗料を供給するステップと、
前記第一塗料を硬化して基材上に第一反射層を形成するステップであって、前記第一反射層が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す、ステップと、
前記塗装基材上の少なくとも一部を覆って第二塗料を施すステップと、
前記第二塗料を硬化して第二反射層を形成するステップであって、前記第一反射層と前記第二反射層の組合せが、
(i)770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率、および
(ii)770〜2500nmの間(770および2500nmを含む)の範囲で測定される少なくとも約7,000の加算反射率値
の少なくとも一方をもたらす、ステップと、
前記基材上に保存剤を供給するステップであって、前記保存剤が生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される、ステップと
を含む、非白色建物表面を作成する方法。 - 第三層をさらに備え、前記第三層が前記基材と前記第一層の間、前記第一と第二層の間、または前記第二層上に存在する、請求項29に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第一層の一部である、請求項29に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第二層の一部である、請求項29に記載の表面。
- 前記保存剤が前記第三層の一部である、請求項29に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層のうちの2層以上の一部である、請求項29に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一層、前記第二層、および前記第三層の一部である、請求項29に記載の表面。
- 前記複数反射層がそれぞれの域内に存在し、かつ前記保存剤がそれら反射層域に隣接する前記基材のそれぞれの域内に存在する、請求項29に記載の表面。
- 前記保存剤が、前記第一または第二塗膜によって被覆されない前記基材のそれぞれの域内に存在する、請求項36に記載の表面。
- 前記基材が無機の非金属基材である、請求項29に記載の表面。
- 前記基材が、クレー、コンクリート、岩石、およびこれらの組合せから選択される、請求項29に記載の表面。
- 前記基材が無機グラニュールを含む、請求項29に記載の表面。
- 前記基材が、複数反射層を有する無機グラニュールの部分と、保存剤を有する無機グラニュールの部分とを備える、請求項40に記載の表面。
- 前記基材が屋根用こけら板の少なくとも一部を含む、請求項29に記載の表面。
- こけら板基材と、
前記こけら板基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、反射層および基材の組合せが少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す第一反射層と、
前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記こけら板基材に770〜2500nmの間の波長範囲の実質上すべての点で少なくとも約20%の反射率を与える第二反射層と、
生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、
を備える非白色こけら板。 - こけら板基材と、
前記こけら板基材の外面の少なくとも一部の上の第一反射層であって、前記反射層を有する前記基材が少なくとも約25%の最小直接太陽反射率値を示す第一反射層と、
前記第一反射層の少なくとも一部の上の第二反射層であって、前記第一反射層および前記第二反射層の組合せが前記こけら板基材に770〜2500nmの間(770および2500nmを含む)の範囲で測定される少なくとも約7,000の加算反射率値を与える第二反射層と、
生物成長阻害剤、自己清浄成分、またはこれらの組合せから選択される保存剤と、
を備える非白色こけら板表面。
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