JP2015193847A - 熱放射性塗料、及びそれを塗布した発光ダイオード(led)照明、ヒートシンク、太陽電池モジュール用バックシート - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外領域の放射率を高め、効率よく放熱できる、熱放射性塗料及びそれを塗布した発光ダイオード(LED)照明、ヒートシンク、太陽電池モジュール用バックシートを提供することを目的とする。
本発明は、(a)平均粒径が0.1〜50μmで、酸化亜鉛粉末あるいは酸化チタン粉末又はその両方を含むセラミックス粉末と、(b)重量平均分子量が100,000〜200,000で、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル樹脂、又は、フッ素樹脂のうち少なくとも1種であるバインダーとを含み、該バインダー100質量部に対し、酸化亜鉛粉末あるいは酸化チタン粉末又はその両方の合計を30〜100質量部含む熱放射性塗料である。
なお、セラミックス粉末の平均粒径は、例えば、レーザ回折式粒度分布測定法等で測定することができる。
分散剤は、セラミックス粉末の分散時に顔料100質量部に対して50質量部以下で用いることが好ましい。大粒径二酸化チタン、シリカ粉又はシリケート粉、その他の成分は、それぞれ、顔料分散時に加えてもよく、分散後に加えてもよい。同様に水又は有機溶剤もセラミックス粉末の分散時に全量用いてもよく、それらの一部を分散後に加えてもよい。ただし、水や有機溶剤は、分散時のバインダー及びセラミックス粉末の全量100質量部に対して、分散時に少なくとも50質量部以上用いることが好ましい。50質量部未満では、分散時の粘度が高すぎて、特にボールミル、サンドミル、ビーズミル等で分散する場合には分散が困難になる可能性がある。
また、非金属であっても塗膜の放射率より低い放射率である被塗装体であれば本発明の効果を期待することができる。例えば、図3に示すように太陽電池モジュール用バックシートが挙げられる。なお、塗装部位は図3に示すとおり、バックシート面が好ましい。
また、LED照明、ヒートシンク、太陽電池モジュール用バックシート等の適当な部位に塗布される熱放射性塗料の平均膜厚は1〜50μmであることが好ましい。
表1及び表2に商品名及び配合比(質量比)を示す。各成分を均一になるまで攪拌して塗料を得た。
23−K(商品名):ハクスイテック株式会社製、酸化亜鉛、平均粒径5.5μm
TIG R−900(商品名):デュポン株式会社製、酸化チタン、平均粒径0.2μm
JR−1000(商品名):テイカ株式会社製、酸化チタン、平均粒径1.0μm
プライマルAC−3001(商品名):ローム・アンド・ハースジャパン株式会社製、アクリルエマルジョン
SNディスパーサント5029(商品名):サンノプコ株式会社製、ポリカルボン酸アンモニウム
CS16(商品名):チッソ石油化学株式会社製、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオールイソブチレート
ノプコ8034(商品名):サンノプコ株式会社製、疎水性シリカポリエチレングリコール
アデカサイザーNRS−602(商品名):旭電化工業株式会社製、アジピン酸ジエステル
KBM−403(商品名):信越化学工業株式会社製、3―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
実施例1〜6及び比較例1〜3で得られた塗料を用いて以下に示す評価項目について評価を行った。
熱放射率の測定サンプルは、厚さ1mmのアルミニウム板に塗料を卓上コーターで塗装し、80℃30分加熱乾燥させた。乾燥後の膜厚が40μmとなるようにし、作製した。
熱放射率とは熱エネルギーの放出能力を完全黒体と比較して表した値である。また、キルヒホフの法則より熱放射と熱吸収は等価であり、熱放射率=熱吸収率の関係が成り立つ。また、不透明な物質に入射されたエネルギーは反射と吸収を同時に行うため、反射率+吸収率(放射率)=1の関係が成り立つ。そのため、反射率を測定すれば間接的に熱放射率を求めることができる。
上記のような原理で熱放射率を求めるために、放射率測定器TSS−5X(ジャパンセンサー株式会社製、波長域2〜22μm)を使用した。また、測定はアクリルケース内で行った。
実施例1〜6及び比較例1〜3で得られた塗料を用いて、スプレーにてAl製ヒートシンク2表面とLED電球1近傍に膜厚25μmで塗装し、80℃30分加熱乾燥させた。この塗料を塗装した、ヒートシンク2とLED電球1近傍を図1に示した2点(測定点)において温度を測定した。温度の測定方法は、熱電対を3×5mmにカットしたポリイミドテープにて、図1に示したように2点(測定点)に固定し、点灯前と点灯1時間後の温度を測定した。この点灯前後における温度差を求めた。
実施例1〜6及び比較例1〜3で得られた塗料を用いて、厚さ1mmのアルミニウム板に塗料を卓上コーターで塗装し、80℃30分加熱乾燥する。尚、塗膜の厚さは乾燥後に40μmとなるよう調整した。この塗膜部分のみを2mmの間隔で縦横方向ともに平行にカットし、5×5で25マスの切り込みを付けた。この格子パターン部にセロハンテープ(ニチバン株式会社製)を強く圧着させてから引き剥がし、塗膜の剥離の有無を判定した。4サンプルで行い、剥離した数が10マス未満の場合を○、10マス以上の場合を×とした。
なお、参考例1とは、塗料を塗布しない場合である。
Claims (5)
- (a)平均粒径が0.1〜50μmで、酸化亜鉛粉末あるいは酸化チタン粉末又はその両方を含むセラミックス粉末と、(b)重量平均分子量が100,000〜200,000で、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル樹脂、又は、フッ素樹脂のうち少なくとも1種であるバインダーとを含み、該バインダー100質量部に対し、酸化亜鉛粉末あるいは酸化チタン粉末又はその両方の合計を30〜100質量部含む熱放射性塗料。
- 波長域2〜22μmにおける放射率が0.90以上である請求項1記載の熱放射性塗料。
- 請求項1又は2に記載の熱放射性塗料を平均膜厚1〜50μmで塗布された発光ダイオード(LED)照明。
- 請求項1又は2に記載の熱放射性塗料を平均膜厚1〜50μmで塗布されたヒートシンク。
- 請求項1又は2に記載の熱放射性塗料を平均膜厚1〜50μmで塗布された太陽電池モジュール用バックシート。
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