JP2015034100A

JP2015034100A - 遮熱骨材及びその製造方法

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Publication number: JP2015034100A
Application number: JP2013164829A
Authority: JP
Inventors: 武廣田; Takeshi Hirota; 山本　喜正; Yoshimasa Yamamoto; 喜正山本; 昌生国村; Masao Kunimura; 静香杉本; Shizuka Sugimoto
Original assignee: Sekisui Jushi Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 2013-08-08
Filing date: 2013-08-08
Publication date: 2015-02-19

Abstract

【課題】耐薬品性に優れ、かつ遮熱性能を備えた遮熱骨材を提供する。
【解決手段】遮熱顔料２を水性のアクリル樹脂系エマルジョンに分散させて遮熱顔料分散液を得、次いで前記遮熱顔料分散液と骨材１とを混合し、乾燥させて、前記エマルジョンを構成する合成樹脂３で表面が被覆された遮熱顔料２を、骨材１の表面に付設させることにより得られる遮熱骨材Ｐは、遮熱顔料２が耐薬品性に劣るものであっても、合成樹脂３によって耐薬品性に優れたものとして利用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、骨材の表面を遮熱顔料で着色した遮熱骨材に関する。

歩道や自転車道等の路面に敷設される舗装材には、セラミックス、セメント、鉱石の粉砕物等の骨材が用いられている。骨材が用いられる目的は様々であるが、例えば、舗装材自体の強度や摩耗性の向上を挙げることができる。また、舗装材を着色する場合に、舗装材の配合成分としてその顔料を直接配合する場合や、着色した骨材を用いる場合がある。

例えば、特許文献１には、骨材の表面に熱反射顔料が付着してなる遮熱骨材を含有することを特徴とする遮熱性塗材が開示されている。

特開２００７−２１７５８６号公報

ところで、このような遮熱骨材を用いた配合材料を屋外で用いる場合は、その環境や遮熱骨材が用いられる製品の配合材料に影響される場合がある。例えば、設置場所がコンクリート路面付近の場合や、当該遮熱骨材をセメント材料等と一緒に配合して用いる場合は、アルカリ成分によって遮熱顔料が変質する可能性があり、上記のように遮熱顔料を樹脂に分散させる場合においても、遮熱顔料を十分に被覆していない場合は、アルカリ成分が未被覆の箇所から浸入して遮熱顔料が変質し、遮熱性能の低下等の影響が生じる場合がある。

上記課題を解決するために、本発明者は鋭意研究した結果、遮熱顔料を水性のエマルジョンに分散させて、該エマルジョンを構成する合成樹脂で遮熱顔料の表面を被覆し、その分散液と骨材とを混合し、乾燥させて、骨材の表面に付設させることにより、耐薬品性に優れ、かつ遮熱性能を備えた遮熱骨材が得られることを知得した。

すなわち、本発明に係る遮熱骨材は、遮熱顔料を水性のエマルジョンに分散させて遮熱顔料分散液を得、次いで前記遮熱顔料分散液と骨材とを混合し、乾燥させて、前記エマルジョンを構成する合成樹脂で表面が被覆された遮熱顔料を、骨材の表面に付設させることにより得られることを特徴とするものである。

また、本発明に係る遮熱骨材の製造方法は、遮熱顔料を水性のエマルジョンに分散させて遮熱顔料分散液を得、次いで前記遮熱顔料分散液と骨材とを混合し、乾燥させて、前記エマルジョンを構成する合成樹脂で表面が被覆された遮熱顔料を、骨材の表面に付設させることを特徴とするものである。

前記エマルジョンを構成する合成樹脂は、アクリル系樹脂又はフッ素系樹脂であることが好ましい。

本発明に係る遮熱骨材の実施の一形態を示す断面の説明図である。本発明に係る遮熱骨材と、該遮熱骨材に用いる遮熱顔料の配合を示す表である。本発明に係る遮熱骨材と、該遮熱骨材に用いる遮熱顔料の性能評価結果を示す表である。本発明に係る遮熱骨材と、該遮熱骨材に用いる遮熱顔料の各評価試験結果を示す表である。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、具体的に説明する。
図１は本発明に係る遮熱骨材の実施の一形態を示す断面の説明図である。遮熱骨材Ｐの骨材１としては、一般には、珪砂、石灰石、砂利石、砕石、花崗岩、大理石等の自然石、酸化アルミニウム、陶磁器片、寒水石、ガラス破砕物、砕石、セラミック等が使用され、更にその粒径が０．５〜５ｍｍ程度のものを主に含むものが好適に使用される。本形態では、硅砂を用いているが、これに限定されるものではない。

遮熱顔料２としては、例えば、舗装材として用いる場合は、日射の反射や照り返しの影響を避けるために、比較的明度が低い暗色系のものが用いられる。この場合は、鉄クロム系材料、黒色酸化鉄材料、希土類酸化マンガンを含む材料等であって後述する明度が５０以下である材料が用いられる。前記遮熱顔料２の市販品としては、大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーブラック「９５８１」、「９５９０」、「９５９６」、戸田工業株式会社製遮熱黒色顔料「ＨＲ−ＧＢ」、東罐マテリアル・テクノロジー株式会社製遮熱顔料「４２−７０７Ａ」、「４２−７０３Ａ」、アサヒ化成工業株式会社製遮熱顔料「６３５０」、「６３０１」、石原産業株式会社製「ＭＰＴ−３７０」等を挙げることができる。前記に示される暗色系の遮熱顔料の中には、コンクリートに代表されるアルカリ成分によって変質しやすい、すなわち耐薬品性に劣るものが多いところ、その様な遮熱顔料２であっても、本発明に係る遮熱骨材Ｐに利用することができる。

遮熱顔料２は、一般にはアルカリ成分によって変質する場合があり、この変質を防ぐことができるもので被覆して骨材１の表面に付設することが好ましく、本形態では水性のエマルジョンに遮熱顔料２を分散させたものを用いられる。前記水性のエマルジョンを構成する合成樹脂３としては、耐薬品性に優れたものが好ましく、更に耐候性にも優れたアクリル系樹脂やフッ素系樹脂が好適に用いられる。本形態では、１液型の熱硬化性のアクリル系樹脂を用いている。

遮熱顔料２とエマルジョンとの配合比率は、エマルジョン１００重量部に対して、遮熱顔料２は２．５〜１００重量部が好ましく、これによって、エマルジョンを構成する合成樹脂３で遮熱顔料２の表面を十分に覆った状態とすることができる。遮熱顔料２が２．５部以下の場合は、隠蔽力が不十分となり骨材を遮熱顔料２で十分に覆うことができず、骨材１の色が透けて見えて所望の色彩が得られない場合があり、一方、１００部を超えるとエマルジョン中に遮熱顔料２が一見分散していても、遮熱顔料２の表面がエマルジョンを構成する合成樹脂３で十分覆われていない場合がある。

次に本発明の実施形態について図面を参照し、実施例に基づいて説明する。

〔実施例１〕
遮熱顔料として大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーブラック「９５９６」を用い、これに水性のエマルジョンとして水谷ペイント株式会社製「ボウジンテックスアルファクリア」と十分に混合して、遮熱顔料分散液を調整した。その配合の詳細を図２に示す。この遮熱顔料分散液５重量部、骨材として三河硅石株式会社製の珪砂「普通品」９５重量部を撹拌装置で３分混練して、乾燥し、遮熱骨材を得て、これを実施例１とした。

〔反射率測定試験〕
作成した遮熱骨材について、遮熱性能を評価するために、ＪＩＳＫ５６０２（塗膜の日射反射率の求め方）に準じて、分解能１ｎｍの島津製作所株式会社製自記分光光度計「ＵＶ−３１５０」を用いて、近赤外域（波長：７８０〜２５００ｎｍ）での分光反射率を測定し、この測定値における、ＪＩＳＫ５６０２の表１の「基準太陽光の重価係数」に記載された各波長における「重価係数」から、ＪＩＳＫ５６０２の「８日射反射率の求め方」に記載された数式より日射反射率が算出され、当該日射反射率を図３の「日射反射率（％）」に示した。
なお、標準白色板としてＪＩＳＫ５６０２に規定されたふっ素樹脂系標準白色板に換えて硫酸バリウムからなる白色板を用いた。

〔耐薬品性試験〕
前記遮熱骨材をＪＩＳＫ５１０１−８に規定された「顔料試験方法第８部耐薬品性試験方法」に基づいて試験を実施した。具体的な試験方法は、遮熱骨材１５ｇを採取して、それぞれ２重量％水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬し、７０時間後取り出して、純水で十分洗浄して乾燥した。
〔反射率保持率測定試験〕
耐薬品性試験後の遮熱骨材及び遮熱顔料について、前記日射反射率を測定し、試験前後での日射反射率の保持率を図４の「反射率保持率（％）」の欄に示した。なお、前記保持率が計算の結果、１００％を超えた場合は１００（％）と表記した。

〔変色評価試験〕
上記耐薬品性試験後の遮熱骨材について、目視観察で変色が認められる場合は「○」、変色が認められない場合は「×」として、その結果を図４の「変色評価試験」の欄に示した。

〔着色評価試験〕
前記耐薬品性試験で用いた水溶液の上澄みを採取して、メンブランフィルター（孔径：０．６５μｍ）を通して上澄み液を調製し、目視観察において、着色が認められる場合は「○」、着色が認められないは「×」として、その結果を図４の「着色評価試験」の欄に示した。

〔測色試験〕
耐薬品性試験後の遮熱骨材及び遮熱顔料について、日本電色工業株式会社製測色試験器「ＳＥ−２０００」を用いて、ＪＩＳＺ８７２２（色の測定方法）基づき、分光反射率係数を測定し、ＪＩＳＫ８７０１に規定する三刺激値を求めた。これからＪＩＳＫ７１０５に基づきそれぞれＬ＊ａ＊ｂ＊値を算出した。試験前の「Ｌ＊」を図３の「明度（Ｌ＊）」の欄に示した。なお、明度は０〜１００の範囲の数値であって、値が大きいほど明るく、値が小さいほど暗いことを示す。そして試験前後での色の違いをＪＩＳＺ８７３０に基づいて、ａ＊値の差、ｂ＊値の差として計算し、その結果を図４の「Δａ＊」、「Δｂ＊」、「色相の変化」の欄に示した。なお、「Δａ＊」が正の値であれば青味が増えることを示し、負の値であれば、黄味が増えることを示し、絶対値が大きいほど変色の度合いが大きいことを示す。また「Δｂ＊」が正の値であれば赤味が増えることを示し、負の値であれば、緑味が増えることを示し、絶対値が大きいほど変色の度合いが大きいことを示す。更に、「色相の変化」は、前記青味、黄味、赤味、緑味の総合的な変化の大きさを示すもので、ａ＊の２剰とｂ＊の２剰の和の平方根で表わされて、値が大きいほど、色相に係る変色の度合いが大きいことを示す。

〔実施例２〕
遮熱顔料として大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーブラック「９５９０」を用いた以外は、図２に示すように実施例１と同様な配合で遮熱骨材を作成して実施例２とした。そして実施例１と同様に、反射率測定試験、耐薬品性試験、反射率保持率測定試験、変色評価試験、着色評価試験及び測色試験を実施した。その結果を図４に示す。

〔実施例３〕
遮熱顔料として大日精化工業株式会社製ダイピロキサイドカラーブラック「９５８１」を用いた以外は、図２に示すように、実施例１と同様な配合で遮熱骨材を作成して実施例３とした。そして実施例１と同様に各試験を実施した。その結果を図３、４に示す。

〔比較例１〜３〕
図２に示すように、実施例１〜３に示す遮熱骨材の作成に用いた遮熱顔料を比較例１〜３として、実施例１と同様に各試験を実施した。その結果を図３、４に示す。

図３に示すように、「試験前の明度（Ｌ＊）」について、遮熱骨材に係る実施例１〜３と遮熱骨材に係る比較例１〜３とを比べると大差はなく、遮熱骨材において、白色系の骨材である硅石の表面が遮熱顔料により隠蔽されて、該遮熱顔料と同程度の明度となることが示された。
また、遮熱性能に係る「試験前の反射率（％）」について、比較例１〜３に対して実施例１〜３は、その値が６０〜７０％程度であって、十分な遮熱性能を有していることが分かった。

また図４に示すように、遮熱性能に係る反射率保持率について、試験後は、比較例１〜３では１５％以上低下していたが、実施例１〜３では初期値を保持していた。これから、耐薬品性試験後も遮熱性能を十分保持していることが分かった。したがって、当該遮熱骨材とセメントに代表されるアルカリ成分とを混練して用いても変質等の不具合を抑えることできる。また、コンクリート路面やコンクリート壁面に取付けられる場合であっても、同様に不具合の発生を抑えることできる。

更に変色評価試験、着色評価試験において、比較例１〜３では変色が認められたが、実施例１〜３は変色は認められなかった。また、測色試験において、実施例１〜３は、比較例１〜３に比べて「Δａ＊」、「Δｂ＊」が小さく、色の変化が比較的少ないものであった。また「色相の変化」においても、実施例１〜３は、その数値が０．３以下であるのに対して、比較例１〜３は０．３を超え、更に０．５を超えていることから、実施例１〜３の遮熱骨材の遮熱顔料は、顕著な変質はないと考えられるが、比較例１〜３の遮熱顔料は、その結晶の一部が溶け出すか、又は結晶系が変化して変質しているものと考えられる。

本発明によれば、舗装材に用いられる骨材のみでなく、建築物の壁面や屋根材の形成材料として用いることができる。

１骨材
２遮熱顔料
３合成樹脂
Ｐ遮熱骨材

Claims

遮熱顔料を水性のエマルジョンに分散させて遮熱顔料分散液を得、次いで前記遮熱顔料分散液と骨材とを混合し、乾燥させて、前記エマルジョンを構成する合成樹脂で表面が被覆された遮熱顔料を、骨材の表面に付設させることにより得られることを特徴とする遮熱骨材。
遮熱顔料を水性のエマルジョンに分散させて遮熱顔料分散液を得、次いで前記遮熱顔料分散液と骨材とを混合し、乾燥させて、前記エマルジョンを構成する合成樹脂で表面が被覆された遮熱顔料を、骨材の表面に付設させることを特徴とする遮熱骨材の製造方法。
前記エマルジョンを構成する合成樹脂が、アクリル系樹脂又はフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の遮熱骨材の製造方法。