JP2816552B2 - 太陽熱選択吸収材 - Google Patents
太陽熱選択吸収材Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、太陽エネルギーを効率的に吸収し、かつ熱
放射による損失の少ない太陽熱選択吸収材に関する。
放射による損失の少ない太陽熱選択吸収材に関する。
［従来の技術］ 太陽熱放射スペクトルは0.5μｍの波長付近にピーク
が存在し、0.3〜2.0μｍの間に全エネルギーの95％以上
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、0.3〜2.0μｍの波長域で吸収が大きく、
また2.0μｍの越える赤外域では熱の放射率が小さいこ
とが必要条件となる。
が存在し、0.3〜2.0μｍの間に全エネルギーの95％以上
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、0.3〜2.0μｍの波長域で吸収が大きく、
また2.0μｍの越える赤外域では熱の放射率が小さいこ
とが必要条件となる。
この条件を充たす利用技術として、近時、太陽熱選択
吸収膜を用いた熱発電システムの開発が進められている
が、より安価な素材物質が得られれば、工業、農業、建
築などの分野からスポーツ、レジャーに至る巾広い範囲
の用途に活用できる要素がある。
吸収膜を用いた熱発電システムの開発が進められている
が、より安価な素材物質が得られれば、工業、農業、建
築などの分野からスポーツ、レジャーに至る巾広い範囲
の用途に活用できる要素がある。
［発明が解決しようとする課題］ 出願人は、先に周期律表第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太陽熱選択吸収材について提案し
た（特願昭61−260358、特願昭62−198487、特願昭62−
198488）。
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太陽熱選択吸収材について提案し
た（特願昭61−260358、特願昭62−198487、特願昭62−
198488）。
しかしながら、これら出願技術で用いる金属炭化物
は、高価であるうえに硬質で微粉砕しにくいため、被膜
形成あるい混練処理などに際して均一性が得られにくい
という問題点があった。
は、高価であるうえに硬質で微粉砕しにくいため、被膜
形成あるい混練処理などに際して均一性が得られにくい
という問題点があった。
本発明の目的は、広範囲の用途分野に活用できる安価
かつ処理の容易な素材による太陽熱選択吸収材を提供す
るにある。
かつ処理の容易な素材による太陽熱選択吸収材を提供す
るにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明に係る太陽熱選択吸
収材は、原子番号24〜29の間に存在する金属の酸化物お
よび／または炭化物の一種もしくは二種以上を主成分と
して含有する粉末と熱可塑性合成線状重合体との混練組
成物を溶融紡糸するか、前記混練組成物と熱可塑性合成
線状重合体を溶融複合紡糸して織物状に形成してなるこ
とを要旨とするものである。
収材は、原子番号24〜29の間に存在する金属の酸化物お
よび／または炭化物の一種もしくは二種以上を主成分と
して含有する粉末と熱可塑性合成線状重合体との混練組
成物を溶融紡糸するか、前記混練組成物と熱可塑性合成
線状重合体を溶融複合紡糸して織物状に形成してなるこ
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およびCuである。これらの金属は、酸化物、ある
いは炭化物の形態（以下「素材」という）で使用に供さ
れるが、最も効率的に使用できるのは、Crの酸化物また
は炭化物である。これらの素材は、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て用いられ
る。また、素材には、副成分として周期律表第IV族に属
する遷移金属の炭化物あるいはAlを微粉末状に添加配合
することができる。周期律表第IV族に属する遷移金属の
炭化物には、TiC、ZrC、HfCなどがあるが、これら物質
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。
Co、NiおよびCuである。これらの金属は、酸化物、ある
いは炭化物の形態（以下「素材」という）で使用に供さ
れるが、最も効率的に使用できるのは、Crの酸化物また
は炭化物である。これらの素材は、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て用いられ
る。また、素材には、副成分として周期律表第IV族に属
する遷移金属の炭化物あるいはAlを微粉末状に添加配合
することができる。周期律表第IV族に属する遷移金属の
炭化物には、TiC、ZrC、HfCなどがあるが、これら物質
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。
上記の素材を主成分として含有する太陽熱選択吸収材
は、以下のような形態に構成される。
は、以下のような形態に構成される。
（１）素材の一種もしくは二種以上の粉末、またはこれ
に副成分を添加混合した粉末を、直接またはバインダー
を介して有機物あるいは無機物からなる基材の面に被覆
形成させて構成する形態。
に副成分を添加混合した粉末を、直接またはバインダー
を介して有機物あるいは無機物からなる基材の面に被覆
形成させて構成する形態。
この形態で基材となる有機物としては、例えば天然ま
たは合成繊維、合成樹脂などが、また無機物としては、
炭素、セラミックスのほか、金属物質から作られた織
物、編物、不織布等の布地、フィルム、板状体が適用さ
れる。
たは合成繊維、合成樹脂などが、また無機物としては、
炭素、セラミックスのほか、金属物質から作られた織
物、編物、不織布等の布地、フィルム、板状体が適用さ
れる。
被膜形成する手段のうち、直接法は高周波化成スパッ
タリングによる方法で、高周波スパッタリング装置を用
いAr−CH4などの雰囲気下で素材物質の薄膜を付着形成
する。また、バインダーを介在させる方法は、素材等の
微粉末を例えばポリウレタン、アクリル酸エステル、そ
の他適宜な樹脂系バインダーに混合して均一に分散さ
せ、この分散混合物を基材面に塗布、印捺するか、前記
分散混合物をフィルム状に成形したものを固着すること
によって被膜形成する。
タリングによる方法で、高周波スパッタリング装置を用
いAr−CH4などの雰囲気下で素材物質の薄膜を付着形成
する。また、バインダーを介在させる方法は、素材等の
微粉末を例えばポリウレタン、アクリル酸エステル、そ
の他適宜な樹脂系バインダーに混合して均一に分散さ
せ、この分散混合物を基材面に塗布、印捺するか、前記
分散混合物をフィルム状に成形したものを固着すること
によって被膜形成する。
（２）素材の一種もしくは二種以上の粉末、またはこれ
に副成分を添加混合した粉末を、構成樹脂成分と混練り
してシート状に成形して構成する形態。
に副成分を添加混合した粉末を、構成樹脂成分と混練り
してシート状に成形して構成する形態。
この形態は、シート状に成形することのできる塩化ビ
ニール、ポリスチレンのような樹脂材料にフィラーとし
て添加するものである。
ニール、ポリスチレンのような樹脂材料にフィラーとし
て添加するものである。
（３）素材の一種もしくは二種以上の粉末、またはこれ
に副成分を添加混合した粉末と熱可塑性合成線状重合体
との混練組成物を溶融紡糸するか、前記混練組成物と熱
可塑性合成線状重合体を溶融複合紡糸して織物状に成形
してなる形態。
に副成分を添加混合した粉末と熱可塑性合成線状重合体
との混練組成物を溶融紡糸するか、前記混練組成物と熱
可塑性合成線状重合体を溶融複合紡糸して織物状に成形
してなる形態。
この形態に用いられる熱可塑性合成線状重合体は、ア
クリルあるいはナイロン６、ナイロン66、ナイロン61
0、ナイロン11、ナイロン12などのポリアミド、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートな
どのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン等から選択されるが、特に、ナイロン
６、ナイロン66またはポリエチレンテレフタレートが効
果的に使用される。
クリルあるいはナイロン６、ナイロン66、ナイロン61
0、ナイロン11、ナイロン12などのポリアミド、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートな
どのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン等から選択されるが、特に、ナイロン
６、ナイロン66またはポリエチレンテレフタレートが効
果的に使用される。
素材等の粉末と熱可塑性合成線状重合体との混練組成
物は、溶融状態にある重合体に粉末を添加混合する通常
の方法により形成することができる。混練組成物は、そ
のまま常法により溶融紡糸するか、前述したポリアミ
ド、ポリエステルなどの熱可塑性合成線状重合体と溶融
複合紡糸する。溶融紡糸法としては、通常のスクリュー
型またはプレシャーメルト型の押出紡糸装置を用いるこ
とができるが、複合紡糸する場合には、太陽熱吸収成分
を含む混練組成物を芯、熱可塑性合成線状重合体を鞘と
する芯鞘構造になるように行う。
物は、溶融状態にある重合体に粉末を添加混合する通常
の方法により形成することができる。混練組成物は、そ
のまま常法により溶融紡糸するか、前述したポリアミ
ド、ポリエステルなどの熱可塑性合成線状重合体と溶融
複合紡糸する。溶融紡糸法としては、通常のスクリュー
型またはプレシャーメルト型の押出紡糸装置を用いるこ
とができるが、複合紡糸する場合には、太陽熱吸収成分
を含む混練組成物を芯、熱可塑性合成線状重合体を鞘と
する芯鞘構造になるように行う。
このようにして紡糸したフィラメントは、単独あるい
は他の繊維と混用して編織され目的とする用途商品に加
工される。他繊維と混用する場合は、混織、合撚、合
糸、交織、交編その他あるゆる手段を用いることができ
る。
は他の繊維と混用して編織され目的とする用途商品に加
工される。他繊維と混用する場合は、混織、合撚、合
糸、交織、交編その他あるゆる手段を用いることができ
る。
［作用］ 本発明において、太陽熱選択吸収成分の主体となる素
材は、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cuの酸化物および／または
炭化物といった比較的粉砕その他の処理が容易な太陽エ
ネルギー吸収物質であり、そのうえ各種基材に対し多数
の形態として複合化できるから、広い活用範囲に適用で
きる機能がある。
材は、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cuの酸化物および／または
炭化物といった比較的粉砕その他の処理が容易な太陽エ
ネルギー吸収物質であり、そのうえ各種基材に対し多数
の形態として複合化できるから、広い活用範囲に適用で
きる機能がある。
［実施例］ 以下、実施例に基いて本発明を説明する。
実施例１ Cr2O3を微粉砕した粉末をポリウレタン樹脂バインダ
ー100重量部に対し20重量部の比率で混合し、充分撹拌
して均一に分散させた。この分散液をナイロン繊維の織
布基材の片面に塗布したのち、バインダー成分を硬化し
た。
ー100重量部に対し20重量部の比率で混合し、充分撹拌
して均一に分散させた。この分散液をナイロン繊維の織
布基材の片面に塗布したのち、バインダー成分を硬化し
た。
このようにして被膜形成したCr2O3膜材は、この被膜
を塗布しないナイロン生地に比べ熱伝導特性が向上し、
加熱保温時の消費熱量は、約2.5％低下して熱吸収性能
の改善効果が認められた。
を塗布しないナイロン生地に比べ熱伝導特性が向上し、
加熱保温時の消費熱量は、約2.5％低下して熱吸収性能
の改善効果が認められた。
実施例２ Cr2O3の微粉末100重量部にZrC微粉末10重量部を均一
混練して融解したナイロン６に２重量％の添加率で配合
し、充分混練して紡糸原料を調整した。この紡糸原料
を、スクリュー型溶融紡糸機により70dのフィラメント
として吐出した。紡糸の段階で糸切れ等の問題は発生せ
ず、製糸性も良好であった。
混練して融解したナイロン６に２重量％の添加率で配合
し、充分混練して紡糸原料を調整した。この紡糸原料
を、スクリュー型溶融紡糸機により70dのフィラメント
として吐出した。紡糸の段階で糸切れ等の問題は発生せ
ず、製糸性も良好であった。
上記の太陽熱選択吸収繊維を原糸として平織りのタフ
タを製織した。このようにして得た生地サンプル（実施
例）のナイロン６のみの生地サンプル（比較例）につき
太陽熱による温度上昇度合を比較したところ、実施例の
昇温速度は比較例の昇温速度に比べ約1.2゜C/Hr早まる
ことが確認された。
タを製織した。このようにして得た生地サンプル（実施
例）のナイロン６のみの生地サンプル（比較例）につき
太陽熱による温度上昇度合を比較したところ、実施例の
昇温速度は比較例の昇温速度に比べ約1.2゜C/Hr早まる
ことが確認された。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明によれば、安価かつ処理の容易な
素材を用いた多様形態の太陽熱吸収材を提供することが
できる。
素材を用いた多様形態の太陽熱吸収材を提供することが
できる。
従って、太陽熱による保温性が要求される工業部材、
農業部材および建築部材をはじめ、スポーツ、レジャー
に至る巾広い分野の用途に活用することができる。特
に、衣料、カーテン、テント、温室用シートなどに適用
して優れた効能が発揮されるので、本発明実施による実
用的効果は著しい。
農業部材および建築部材をはじめ、スポーツ、レジャー
に至る巾広い分野の用途に活用することができる。特
に、衣料、カーテン、テント、温室用シートなどに適用
して優れた効能が発揮されるので、本発明実施による実
用的効果は著しい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09K 5/00 F24J 2/48 D03D 15/00 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)
Claims (3)
- 【請求項１】原子番号24〜29の間に存在する金属の酸化
物および／または炭化物の一種もしくは二種以上を主成
分として含有する粉末と熱可塑性合成線状重合体との混
練組成物を溶融紡糸するか、前記混練組成物と熱可塑性
合成線状重合体を溶融複合紡糸して織物状に形成してな
る太陽熱選択吸収材。 - 【請求項２】副成分として、周期律表第IV族に属する繊
維金属の炭化物の粉末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材。 - 【請求項３】副成分として、Alの粉末を添加配合した成
分を含有する請求項１記載の太陽熱選択吸収材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083672A JP2816552B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 太陽熱選択吸収材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63083672A JP2816552B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 太陽熱選択吸収材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01256759A JPH01256759A (ja) | 1989-10-13 |
| JP2816552B2 true JP2816552B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=13808971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63083672A Expired - Lifetime JP2816552B2 (ja) | 1988-04-05 | 1988-04-05 | 太陽熱選択吸収材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816552B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-04-05 JP JP63083672A patent/JP2816552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01256759A (ja) | 1989-10-13 |
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