JP2662874B2 - 太陽熱選択吸収性保温添加剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は太陽熱選択吸収技術に係り、太陽熱を効果的
に吸収し、且つ熱放射による損失が少なく保温性に優れ
た太陽熱選択吸収性保温添加剤に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より太陽熱エネルギーの利用技術が注目されてお
り、金属・誘電体多層膜或は半導体反射防止膜のような
多膜系の材料が太陽熱選択吸収材として開発され、熱発
電装置などに利用されようとしている。

太陽放射スペクトルは、0.5μｍ付近にピークを持っ
ており、0.3乃至2.0μｍの間に全エネルギーの95％を含
んでいる。このため、太陽熱を選択的に吸収させる物質
としては0.3乃至2.0μｍの波長域で吸収が大きく、且つ
2.0μｍ以上の赤外域の放射率が小さく熱の放射損失が
少ないことという条件が必要となるが、上記金属・誘電
体多層膜或は半導体反射防止膜のような多膜系の太陽熱
選択吸収材はこの条件を満足するものとして使用されて
きた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし上記従来の多膜系の太陽熱選択吸収材は、皮膜
を形成する工程が複雑であり、生産コストが高騰するば
かりでなく、膜面の恒久維持が困難であるため多様性に
乏しく一般工業製品への導入が難かしいものであった。
殊に構造が膜体であるため、流動性を持って特定の形状
を成さない塗布材料や塗布への応用が不能であった。

出願人は、先に周期律表IV族に属する遷移金属の炭化
物が太陽熱を効率的に選択吸収することを解明し、これ
を主成分素材とする多層膜のような膜構造を持たない太
陽熱選択吸収材として、太陽熱選択吸収性保温塗布材，
塗料及び添加剤について提案した。

しかしながら、これら先願技術で用いる金属炭化物
は、高価であるうえに硬質であるため、微粉砕し難く、
皮膜形成あるいは混練処理等に際して均一性が得られ難
いという問題点が有る。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、生産
コストを引き下げることができると共に、工業製品とし
て簡単に得ることができる太陽熱選択吸収性保温塗布
材，塗料または添加剤を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明の太陽熱選択吸収性保温塗布材，塗料ま
たは添加剤は、原子番号24〜29の間に存在する金属の酸
化物及び／又は炭化物の一種もしくは二種以上を主成分
として含有することを要旨とするものである。

原子番号24〜29の間に存在する金属は、Cr,Mn,Fe,Co,
Ni及びCuである。これらの金属は、酸化物，炭化物の形
態（以下「基素材」と称する）で使用に供されるが、最
も有効的に使用することができるのは、Crの酸化物又は
炭化物である。これらの基素材は、微粉末に粉砕し、そ
れぞれ単独もしくは二種以上の混合物とした主成分とし
て用いられる。

また基素材には、副成分として周期律表IV族に属する
遷移金属の炭化物或はAlを微粉末状で添加配合すること
ができる。周期律表IV族に属する遷移金属の炭化物に
は、TiC,ZrC,HfCなどであるが、これらの物質のうちで
はZrCが最も効率的な選択吸収性を有するため有効に用
いることができる。

上記基素材を主成分として構成する本発明の物質は、
該太陽熱選択吸収複合物質を適宜バインダー又は基材と
混合して、太陽熱選択吸収性保温添加剤とする技術を提
供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕 即ち、本発明の太陽熱選択吸収性保温添加材は、原子
番号24〜29の間に存在する金属の酸化物及び／又は炭化
物の一種もしくは二種以上を主成分として、この主成分
と副成分の混合物の粒状体から成るものであり、セメン
ト等の粉粒体建築材料，またはしっくい＜漆喰＞や京壁
等の粉粒体内装材料等の粉粒体と適量を混成して使用す
ることを要旨とするものである。

また上記他の粒状体はその粒度を比較的大きくするこ
とによって、遊技用砂場の砂に混入したり、石焼き芋用
の石或は焼き栗用砂利に混入して使用することができ
る。

上記副成分としては、TiC,ZrC,HfC等の周期律表第IV
族に属する遷移金属の炭化物、またはAlが利用できる。

〔作用〕

本発明に係る太陽熱選択吸収性保温添加材は、Cr,Mn,
Fe,Co,Ni及びCuからなる金属の酸化物及び／又は炭化物
の一種もしくは二種以上を主成分として、この主成分と
副成分のアルミニウムの混合粒体を、セメント等の粉粒
体建築材料，または漆喰や京壁等の粉粒体内装材料等の
他の粉粒体と適量を混合して使用するものであるため、
セメントや漆喰を施工面に塗着することによって面状体
を構成することができる。

従って塗着した状態では前記太陽熱選択吸収性保温塗
布材または塗料と同様に、太陽放射スペクトルの0.3乃
至2.0μｍの波長域で大きな選択吸収性能を発揮し、且
つ2.0μｍ以上の赤外域の放射率を抑制して熱の放射損
失の減少を図るように作用する太陽熱選択吸収保温効果
を発揮する。

〔実施例〕

実施例 １ 太陽熱選択吸収性保温塗料は、揮発性溶剤によって流
体化した太陽熱選択吸収性保温塗布材のバインダーに顔
料を添加することによって構成することができるため、
ここでは太陽熱選択吸収性保温塗料について説明する。

粒径３μｍ以下のCrCの粉末５部に、粒径１μｍ以下
のAl粉末３部を配合した混合粉末を、流動性を有する塗
料バインダー100重量部に対し20重量部の割合で混合
し、撹拌して均一に分散させた分散液に着色顔料を添加
した。

○塗料バインダー 塗料バインダーとしては塗膜別に分類した次の種々材
料を使用することができる。

（１）油性塗料 乾性油塗膜 調合ペイント，エマルジョン油ペイント 天然樹脂塗膜 油ワニス，油性エナメルペイント，揮発性乾燥ワニス コールタール塗膜 コールタール （２）アルコール塗料 シェラックワニス （３）セルロース誘導体塗料 ニトロセルロース塗膜 ラッカー，エナメル ニトロセルロース合成樹脂塗膜 ハイソリッドラッカー・エナメル アセチルセルロース塗膜 ベンジルセルロースワニス・ベンジルセルロースエナ
メル （４）ゴム誘導体塗料 ゴム塗膜 塩化ゴム塗料 （５）水性塗料 ポリアクリル化合物塗膜 ラテックスペイント，エマルジョン塗料 （６）漆 天然高級フエノール塗膜 漆 （７）合成樹脂塗料 フエノールホルマリン樹脂塗膜 アルコール溶解ワニス，フェノール樹脂ワニス・エナ
メル 酸化アルキド樹脂塗膜 フタル酸樹脂ワニス・エナメル 尿素樹脂塗膜 水溶性尿素樹脂ワニス，アルコール溶性尿素樹脂ワニ
ス メラミン樹脂塗膜 メラミン樹脂ワニス・エナメル ビニル樹脂塗膜 酢酸ビニル樹脂ワニス・エナメル，酢酸ビニルアクリ
ル樹脂ワニス・エナメル，塩化ビニル樹脂塗料，ブチラ
ール樹脂塗料 シリコーン樹脂塗膜 シリコーン樹脂塗料 ポリエステル樹脂塗膜 ポリエステル樹脂塗料 ポリイソシアネート樹脂塗膜 ポリウレタン樹脂塗料 ○着色顔料 着色顔料としては次の種々顔料を使用することができ
る。

（１）白色顔料 チタン白，亜鉛華，鉛白，リトポン等の無機顔料 （２）赤色顔料 ベンガラ，朱，カドミウム赤等の無機顔料と、リソー
ルレッド，レーキレッド，ボルドーパーマネントレッド
等の有機顔料 （３）黄色顔料 黄鉛，酸化鉄黄等の無機顔料と、ファストイエロー，
ベンジンイエロー等の有機顔料 （４）緑色顔料 酸化クロムグリーンなどの無機顔料と、フタロシアニ
ングリーン等の有機顔料 （５）青色顔料 紺青，群青等の無機顔料と、フタロシアンブルー等の
有機顔料 （６）黒色顔料 鉄黒，黒鉛等の無機顔料と、カーボンブラック等の有
機顔料 上記構成の塗料（顔料を除去した場合は塗布材）は、
塗着後含有する溶剤が気化するか又は化合して上述した
塗膜が形成されると、その塗膜内にCrCとAl粒子が略均
等に散在するようになる。

更に上記塗料バインダーを加圧ブタンガス又は加圧フ
レオンガスと密封し、小孔から噴射せしめることによっ
て、スプレー式の塗布材または塗料を構成することがで
きる。

また上記塗料バインダーに代えて、非固化型または難
固化型の油脂剤又は合成油脂剤を添加した、化粧クリー
ム，医療用クリーム又は靴クリーム等のクリーム状塗着
剤を塗着クリームバインダーとすることによっても本発
明を実施することができる。

実施例１の主な用途 ○保温用液体 湯せん用保温液 ○保温用塗着塗布材 高所登山用衣服保温塗布材，靴被覆用保温塗布材，保
温スプレー ○保温用一過性塗布材 保温用化粧クリーム，保温用医療クリーム，保温用靴
クリーム ○保温用塗料 各種刷毛塗り保温皮膜ペンキ塗料，各種スプレー式保
温皮膜塗料 実施例 ２ 次に太陽熱選択吸収性保温添加剤の具体的な実施例を
説明する。

○保温セメント セメント100重量部と太陽熱選択吸収性保温添加剤混
合粉末30重量部を混合する。

太陽熱選択吸収性保温添加材混合粉末は、粒径３〜５
μｍのCrC粉末５部と、粒径１〜３μｍのAl粉末３部を
配合して混練したものを使用する。

○保温モルタル セメント100重量部に対して川砂70重量部と太陽熱選
択吸収性保温添加材混合粉末を30重量部混合する。

太陽熱選択吸収性保温添加材混合粉末は、粒径３〜５
μｍのCrC粉末５部と、粒径１〜３μｍのAl粉末３部を
配合したものを使用する。

上記構成のセメント又はモルタルは、製造工場または
施工現場で、必要に応じて増量材や凍結防止剤等の種々
の添加材を加えることができるものであり、川砂利を加
えてコンクリートとしても構成することができる。

実施例 ３ ○保温壁材 合成樹脂着色粉末と和紙屑粉末の混合体から成る合成
京壁粒子100重量部に対して、糊粉末５重量部と太陽熱
選択吸収性保温添加材粉末20重量部を充分に混合する。

太陽熱選択吸収性保温添加材混合粉末は、粒径３μｍ
以下のCrC粉末５部と、粒径３μｍ以下のAl粉末５部を
配合したものを使用する。

○しっくい＜漆喰＞保温壁 石灰100重量部に対して砂80重量部，フノリ10重量
部，麻すさ（繊維を適当な長さに切断したもの）20重量
部と太陽熱選択吸収性保温添加材粉末20重量部を混合す
る。

太陽熱選択吸収性保温添加材混合粉末は、粒径３μｍ
以下のCrC粉末５部と、粒径３μｍ以下のAl粉末５部を
配合したものを使用する。

他の実施例 大径の太陽熱選択吸収性保温添加剤を使用するものに
ついて、その例を列挙する。

○砂風呂 所謂砂に身体を埋めて砂浴するための砂材であり、天
然砂と略同粒度のCrC粒子と、Al粒子を適量配合したも
のを使用する。

○石焼き芋用加熱石 適量のCrC粒子と、Al粒子を天然石と一緒に釜に入
れ、芋の周りに散在せしめるようにして使用する。

○焼き栗用焼き砂 適量のCrC粒子と、Al粒子を焼き砂（小砂利）と一緒
に鍋に入れ、栗と一緒に撹拌しながら使用する。

○遊技用加温砂 遊園地等の砂と略同粒度のCrC粒子を適量配合して使
用する。

○均等加熱用加熱砂 適量のCrC粒子と、Al粒子とからなる加熱砂を発熱体
上に載せた容器に収容し、該加熱砂中に均等加熱を要す
る実験用或は商用機器を一部又は全部埋設使用する。

上記砂風呂，石焼き芋用加熱石，焼き栗用焼き砂，遊
技用加温砂または均等加熱用加熱砂に使用してある太陽
熱選択吸収性保温添加材は、CrCの特性である、2.0μｍ
以上の赤外域の放射率を抑制して熱の放射損失の減少を
図るように作用により、遠赤外線による加温効果を発揮
する。

以上、本発明に係る太陽熱選択吸収性保温塗布材，塗
料または添加剤の具体的な実施例について説明したが、
原子番号24〜29の間に存在する金属としてはCrだけでな
く、Mn,Fe,Co,Ni及びCuも利用できるものであり、これ
らの酸化物及び／又は炭化物の一種もしくは二種以上を
主成分として実施することができることはいうまでもな
い。

また副成分としてはAlばかりでなく、TiC,ZrC,HfC等
の周期律表IV族に属する遷移金属の炭化物を使用するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明に係る太陽熱選択吸収性保
温添加剤は、Cr,Mn,Fe,Co,Ni及びCuの酸化物及び／又は
炭化物を、一種もしくは二種以上を主成分として、これ
を揮発性溶剤によって流体化したバインダー、又は各種
塗着被覆用のクリーム状バインダーに混練するか、或は
バインダーに顔料を添加混練し、他の物品又は皮膚に塗
布して面状体を構成する構造になるか又は、この主成分
と副成分の混合物を、他の粉粒体と適量を混合して使用
するものであるため、他の粉粒体と一緒に塗着すること
によって面方向に広がる使用態様を有し、優れた太陽熱
選択吸収性と保温性を持つものであり、本発明実施後の
効果は極めて大きい。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原子番号24〜29の間に存在する金属の酸化
   物及び／又は炭化物の一種もしくは二種以上を主成分と
   して、この主成分と副成分の混合物からなり、他の粉粒
   体建築材料または粉粒体内装材料等の粉粒体と適量を混
   成して使用する太陽熱選択吸収性保温添加剤。
2. 【請求項２】前記副成分として、周期律表IV族に属する
   遷移金属の炭化物を添加配合した成分を含有する請求項
   １記載の太陽熱選択吸収性保温添加剤。
3. 【請求項３】前記副成分として、アルミニウムを添加配
   合した成分を含有する請求項１又は２記載の太陽熱選択
   吸収性保温添加剤。
4. 【請求項４】前記粉粒体建築材料がセメントである請求
   項1,2又は３記載の太陽熱選択吸収性保温添加剤。
5. 【請求項５】前記粉粒体内装材料がしっくい、砂壁また
   は人工壁粉材である請求項1,2又は３記載の太陽熱選択
   吸収性保温添加剤。