JP3311664B2 - 白色塗料およびその塗膜 - Google Patents
白色塗料およびその塗膜Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は都市のヒートアイラ
ンド化現象を緩和するための技術に係り，特に都市の各
種構造物の表面に対して，光を高反射しかつ熱を高放射
する機能を有し且つ優れた付着性，耐汚染性，耐候性を
具備する塗膜を形成することにより，構造物温度を低減
する技術に関し，このための塗料に関するものである。
ンド化現象を緩和するための技術に係り，特に都市の各
種構造物の表面に対して，光を高反射しかつ熱を高放射
する機能を有し且つ優れた付着性，耐汚染性，耐候性を
具備する塗膜を形成することにより，構造物温度を低減
する技術に関し，このための塗料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年，都市のヒートアイランド化が問題
となってきている。これは冷暖房などによる廃熱量の増
大，建物や道路などのコンクリート化やアスファルト化
による太陽熱の吸収の増大，そして蓄熱した熱の大気へ
の放熱等が主たる原因に挙げられている。例えばコンク
リート建物の場合には，太陽熱を吸収しやすいので建物
内の温度が上昇し，その分冷房負荷が増大し，その際の
廃熱が屋外に排出されると共に，コンクリート自身が蓄
熱体となってその外表面から大気に放熱する。
となってきている。これは冷暖房などによる廃熱量の増
大，建物や道路などのコンクリート化やアスファルト化
による太陽熱の吸収の増大，そして蓄熱した熱の大気へ
の放熱等が主たる原因に挙げられている。例えばコンク
リート建物の場合には，太陽熱を吸収しやすいので建物
内の温度が上昇し，その分冷房負荷が増大し，その際の
廃熱が屋外に排出されると共に，コンクリート自身が蓄
熱体となってその外表面から大気に放熱する。
【０００３】コンクリート構造物が密集する都市では，
このような現象の高密度化と，地表がコンクリート系構
造物で覆われているので地盤のヒートシンク作用が良好
に機能しないこともあって大気温度が異常に上昇するよ
うな現象が起きている。このようなヒートアイランド化
現象を既成都市の形態のままで人工的に緩和することは
容易なことではないが，基本的には都市が吸収する太陽
熱を緩和すればよい。すなわち，都市構造物の表面に照
射される太陽光線のうち特に放射エネルギー密度の高い
波長の光線を天空に向けて反射させ，また該構造物に吸
収された熱が天空に放射されやすくすればよい。
このような現象の高密度化と，地表がコンクリート系構
造物で覆われているので地盤のヒートシンク作用が良好
に機能しないこともあって大気温度が異常に上昇するよ
うな現象が起きている。このようなヒートアイランド化
現象を既成都市の形態のままで人工的に緩和することは
容易なことではないが，基本的には都市が吸収する太陽
熱を緩和すればよい。すなわち，都市構造物の表面に照
射される太陽光線のうち特に放射エネルギー密度の高い
波長の光線を天空に向けて反射させ，また該構造物に吸
収された熱が天空に放射されやすくすればよい。
【０００４】一般に，コンクリート等の都市構造物の表
面には美観や保護を目的として塗料が塗装されている
が，ヒートアイランド化を抑制するために，前記のよう
な熱的な配慮を構造物表面の塗膜に施すようなことは行
なわれていなかったと言っても過言ではない。これまで
も，都市構造物の表面に，白色顔料を配合した白色塗料
を塗装して白色塗膜を形成することも行われていたが，
白色以外のものよりも，熱の吸収が少ないといった程度
の考慮がなされていたとしても，太陽光の反射と熱の放
射が最も高くなるように設計されたものではなかった。
面には美観や保護を目的として塗料が塗装されている
が，ヒートアイランド化を抑制するために，前記のよう
な熱的な配慮を構造物表面の塗膜に施すようなことは行
なわれていなかったと言っても過言ではない。これまで
も，都市構造物の表面に，白色顔料を配合した白色塗料
を塗装して白色塗膜を形成することも行われていたが，
白色以外のものよりも，熱の吸収が少ないといった程度
の考慮がなされていたとしても，太陽光の反射と熱の放
射が最も高くなるように設計されたものではなかった。
【０００５】例えば，従来の白色塗料においては，結合
剤として一般的にアクリル樹脂，ふっ素樹脂等の有機合
成樹脂が使用されていたが，アクリル樹脂はチョーキン
グ等が生じやすく，太陽光の反射と熱の放射を高く維持
することが出来ず，他方，ふっ素樹脂はチョーキング等
が生じにくいが，耐汚染性が悪く，また白色顔料を多量
に配合すると塗膜の付着性等が悪くなることから，太陽
光の反射と熱の放射を高く維持することができない。
剤として一般的にアクリル樹脂，ふっ素樹脂等の有機合
成樹脂が使用されていたが，アクリル樹脂はチョーキン
グ等が生じやすく，太陽光の反射と熱の放射を高く維持
することが出来ず，他方，ふっ素樹脂はチョーキング等
が生じにくいが，耐汚染性が悪く，また白色顔料を多量
に配合すると塗膜の付着性等が悪くなることから，太陽
光の反射と熱の放射を高く維持することができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】都市のヒートアイラン
ド化抑制対策の一つとして，建物等の都市構造材料の表
面に光の高反射，熱の高放射の機能を持たせることが考
えられるが，これらの機能を建物を保護する塗膜に付与
することが市場において要求されるような社会趨勢にあ
ると予測される。しかし，外装材や内装材の塗膜には，
その適用基材や用途に応じて多様な目的を有しており，
また付着性，耐汚染性，耐候性等の塗膜性能を満足しな
がら，前記のような機能を果たす汎用的な塗膜の形成は
簡単なことではない。本発明の課題は，このような要求
を満たすことである。
ド化抑制対策の一つとして，建物等の都市構造材料の表
面に光の高反射，熱の高放射の機能を持たせることが考
えられるが，これらの機能を建物を保護する塗膜に付与
することが市場において要求されるような社会趨勢にあ
ると予測される。しかし，外装材や内装材の塗膜には，
その適用基材や用途に応じて多様な目的を有しており，
また付着性，耐汚染性，耐候性等の塗膜性能を満足しな
がら，前記のような機能を果たす汎用的な塗膜の形成は
簡単なことではない。本発明の課題は，このような要求
を満たすことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば，一般
式， Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤とアルミ
ナ又はシリカからなる白色顔料を含有した白色塗料であ
って，前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオルガノ
シラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５〜８０
重量％含有し，かつ光の反射率が８０％以上で且つ熱の
放射率が８０％以上の塗膜を生成する白色塗料を提供す
る。
式， Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤とアルミ
ナ又はシリカからなる白色顔料を含有した白色塗料であ
って，前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオルガノ
シラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５〜８０
重量％含有し，かつ光の反射率が８０％以上で且つ熱の
放射率が８０％以上の塗膜を生成する白色塗料を提供す
る。
【０００８】 また，本発明によれば，各種構造物の屋
外表面に形成された光の反射率８０％以上および熱の放
射率８０％以上の白色塗膜であって， 一般式，Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤を含有
し，そのさい前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオ
ルガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５
〜８０重量％含有し，かつアルミナ又はシリカからなる
白色顔料を塗膜固形分中３０〜９０重量％含有した白色
塗膜を提供する。
外表面に形成された光の反射率８０％以上および熱の放
射率８０％以上の白色塗膜であって， 一般式，Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤を含有
し，そのさい前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオ
ルガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５
〜８０重量％含有し，かつアルミナ又はシリカからなる
白色顔料を塗膜固形分中３０〜９０重量％含有した白色
塗膜を提供する。
【０００９】 さらに，本発明によれば，光の反射率８
０％以上および熱の放射率８０％以上の白色塗膜であっ
て， 一般式，Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤を含有
し，そのさい前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオ
ルガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５
〜８０重量％含有し，かつアルミナ又はシリカからなる
白色顔料を塗膜固形分中３０〜９０重量％含有した白色
塗膜を各種構造物の屋外表面に形成することを特徴とす
るヒートアイランド化現象の緩和法を提供する。
０％以上および熱の放射率８０％以上の白色塗膜であっ
て， 一般式，Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤を含有
し，そのさい前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオ
ルガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５
〜８０重量％含有し，かつアルミナ又はシリカからなる
白色顔料を塗膜固形分中３０〜９０重量％含有した白色
塗膜を各種構造物の屋外表面に形成することを特徴とす
るヒートアイランド化現象の緩和法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に従う白色塗料は，太陽光
の反射率が８０％以上で且つ熱の放射率が８０％以上の
塗膜が形成されるものであり，その塗料は，結合剤，白
色顔料及び溶媒を必須の構成成分とし，必要に応じて，
例えば体質顔料や各種添加剤，例えばチタニウムキレー
ト化合物，アルミニウムキレート化合物，ジルコニウム
キレート化合物等の硬化促進剤，分散剤，酸化防止剤，
防かび剤等を適宜配合したものである。本発明に従う白
色塗膜は，最も好ましくは純白色のものであるが，太陽
光の反射率が８０％以上で且つ熱の放射率が８０％以上
である限り，その白色度を阻害しない程度に着色してい
てもよい。したがって，本明細書で使用する「白色塗
膜」という語は，実際には太陽光の反射率が８０％以上
で且つ熱の放射率が８０％以上の『白色系の塗膜』を意
味している。同様に白色塗料も白色系の塗料を意味し，
白色顔料も白色系の顔料を意味する。
の反射率が８０％以上で且つ熱の放射率が８０％以上の
塗膜が形成されるものであり，その塗料は，結合剤，白
色顔料及び溶媒を必須の構成成分とし，必要に応じて，
例えば体質顔料や各種添加剤，例えばチタニウムキレー
ト化合物，アルミニウムキレート化合物，ジルコニウム
キレート化合物等の硬化促進剤，分散剤，酸化防止剤，
防かび剤等を適宜配合したものである。本発明に従う白
色塗膜は，最も好ましくは純白色のものであるが，太陽
光の反射率が８０％以上で且つ熱の放射率が８０％以上
である限り，その白色度を阻害しない程度に着色してい
てもよい。したがって，本明細書で使用する「白色塗
膜」という語は，実際には太陽光の反射率が８０％以上
で且つ熱の放射率が８０％以上の『白色系の塗膜』を意
味している。同様に白色塗料も白色系の塗料を意味し，
白色顔料も白色系の顔料を意味する。
【００１１】この塗料の構成成分のうち，塗料の結合剤
は， 一般式，Ｒ1 Ｓｉ（ＯＲ2 ）3 で示されるオルガノシラン又はその部分加水分解縮合物
である。
は， 一般式，Ｒ1 Ｓｉ（ＯＲ2 ）3 で示されるオルガノシラン又はその部分加水分解縮合物
である。
【００１２】式中のＲ1 は炭素数１〜８の有機基であ
り，例えばメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ−
プロピル基等のアルキル基や，γ−クロロプロピル基，
３，３，３−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アル
キル基，ビニル基，γ−グリシドキシプロピル基等のグ
リシドアルキル基，γ−メタクリルオキシプロピル基等
の（メタ）アクリルオキシアルキル基，γ−メルカプト
プロピル基等のメルカプトアルキル基，フェニル基やフ
リル基，チェニル基，ピリジル基，ナフチル基等のアリ
ール基，３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基等の
エポキシアルキル基，γ−アミノプロピル基等のアミノ
アルキル基等が挙げられる。
り，例えばメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ−
プロピル基等のアルキル基や，γ−クロロプロピル基，
３，３，３−トリフロロプロピル基等のハロゲン化アル
キル基，ビニル基，γ−グリシドキシプロピル基等のグ
リシドアルキル基，γ−メタクリルオキシプロピル基等
の（メタ）アクリルオキシアルキル基，γ−メルカプト
プロピル基等のメルカプトアルキル基，フェニル基やフ
リル基，チェニル基，ピリジル基，ナフチル基等のアリ
ール基，３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基等の
エポキシアルキル基，γ−アミノプロピル基等のアミノ
アルキル基等が挙げられる。
【００１３】式中のＲ2 は炭素数１〜５のアルキル基で
あり，例えばメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ
−プロピル基，ｎ−ブチル基，ｓ−ブチル基，ｔ−ブチ
ル基，ｉ−ブチル基等が挙げられる。
あり，例えばメチル基，エチル基，ｎ−プロピル基，ｉ
−プロピル基，ｎ−ブチル基，ｓ−ブチル基，ｔ−ブチ
ル基，ｉ−ブチル基等が挙げられる。
【００１４】これらのオルガノシランの具体例として
は，メチルトリメトキシシラン，メチルトリエトキシシ
ラン，エチルトリメトキシシラン，エチルトリエトキシ
シラン，ｎ−プロピルトリメトキシシラン，ｎ−プロピ
ルトリエトキシシラン，ｉ−プロピルトリメトキシシラ
ン，ｉ−プロピルトリエトキシシラン，γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン，γ−クロロプロピルトリエト
キシシラン，ビニルトリメトキシシラン，ビニルトリエ
トキシシラン，３，３，３−トリフロロプロピルトリメ
トキシシラン，３，３，３−トリフロロプロピルトリエ
トキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン，γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン，γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラ
ン，γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン，γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン，フェニルトリ
メトキシシラン，フェニルトリエトキシシラン，γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン，３，４−エポキシシ
クロヘキシルエチルトリメトキシシラン，３，４−エポ
キシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン等が挙げ
られる。
は，メチルトリメトキシシラン，メチルトリエトキシシ
ラン，エチルトリメトキシシラン，エチルトリエトキシ
シラン，ｎ−プロピルトリメトキシシラン，ｎ−プロピ
ルトリエトキシシラン，ｉ−プロピルトリメトキシシラ
ン，ｉ−プロピルトリエトキシシラン，γ−クロロプロ
ピルトリメトキシシラン，γ−クロロプロピルトリエト
キシシラン，ビニルトリメトキシシラン，ビニルトリエ
トキシシラン，３，３，３−トリフロロプロピルトリメ
トキシシラン，３，３，３−トリフロロプロピルトリエ
トキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン，γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン，γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラ
ン，γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラ
ン，γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン，γ−
メルカプトプロピルトリエトキシシラン，フェニルトリ
メトキシシラン，フェニルトリエトキシシラン，γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン，３，４−エポキシシ
クロヘキシルエチルトリメトキシシラン，３，４−エポ
キシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン等が挙げ
られる。
【００１５】また，これらのオルガノシランの平均２〜
１０量体の部分加水分解縮合物も同様に使用可能であ
る。
１０量体の部分加水分解縮合物も同様に使用可能であ
る。
【００１６】特に，式中のＲ1 がアリール基であるオル
ガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５〜
８０重量％配合したものは可撓性のある塗膜が得られ，
そのためクラック等が生じにくくなるので好ましい。
ガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５〜
８０重量％配合したものは可撓性のある塗膜が得られ，
そのためクラック等が生じにくくなるので好ましい。
【００１７】さらに，一般式Ｒ1 n Ｓｉ（ＯＲ2 ）4-n
〔Ｒ1 Ｒ2 は前記と同様であり，ｎは０又は２である〕
で示されるオルガノシラン又はその部分加水分解縮合物
を結合剤中３０重量％を越えない範囲で併用することも
可能である。
〔Ｒ1 Ｒ2 は前記と同様であり，ｎは０又は２である〕
で示されるオルガノシラン又はその部分加水分解縮合物
を結合剤中３０重量％を越えない範囲で併用することも
可能である。
【００１８】これらのオルガノシラン又はその部分加水
分解縮合物は，塗料の作製にあたって，メタノール，エ
タノール，プロパノール，ブタノール等のアルコール
類，キシレン，トルエン等の炭化水素類，メチルエチル
ケトン，アセトン等のケトン類等の溶媒で１０〜５０重
量％濃度溶液として使用され，そのさい，さらに必要に
応じ塩酸，硝酸，酢酸等の酸化合物を併用してもよい。
これらオルガノシラン又はその部分加水分解縮合物から
なる結合剤の配合量は，塗膜固形分中１０〜７０重量
％，好ましくは１５〜５０重量％が適当である。
分解縮合物は，塗料の作製にあたって，メタノール，エ
タノール，プロパノール，ブタノール等のアルコール
類，キシレン，トルエン等の炭化水素類，メチルエチル
ケトン，アセトン等のケトン類等の溶媒で１０〜５０重
量％濃度溶液として使用され，そのさい，さらに必要に
応じ塩酸，硝酸，酢酸等の酸化合物を併用してもよい。
これらオルガノシラン又はその部分加水分解縮合物から
なる結合剤の配合量は，塗膜固形分中１０〜７０重量
％，好ましくは１５〜５０重量％が適当である。
【００１９】このようなオルガノシラン又はその部分加
水分解縮合物からなる結合剤を使用した本発明に従う塗
料は，通常の有機合成樹脂を使用したものに比べて優れ
た耐汚染性および耐候性等に優れた塗膜が形成され且つ
本発明に従う結合剤は塗膜の光の反射率および熱の放射
率をほとんど低下させないという特徴があり，また白色
顔料を多量に含有させても付着性の低下が少ないという
特徴がある。
水分解縮合物からなる結合剤を使用した本発明に従う塗
料は，通常の有機合成樹脂を使用したものに比べて優れ
た耐汚染性および耐候性等に優れた塗膜が形成され且つ
本発明に従う結合剤は塗膜の光の反射率および熱の放射
率をほとんど低下させないという特徴があり，また白色
顔料を多量に含有させても付着性の低下が少ないという
特徴がある。
【００２０】塗料中に含有させる白色顔料としては，ア
ルミナ又はシリカが好適である。白色顔料の配合量は，
得られる白色塗膜が太陽光の反射効率および熱の放射効
率を高めるべく，具体的には光の反射率が８０％以上で
熱の放射率が８０％以上となるべく，使用する顔料に応
じて適切に選定するが，塗膜固形分中３０〜９０重量
％，好ましくは５０〜８５重量％の範囲にある。
ルミナ又はシリカが好適である。白色顔料の配合量は，
得られる白色塗膜が太陽光の反射効率および熱の放射効
率を高めるべく，具体的には光の反射率が８０％以上で
熱の放射率が８０％以上となるべく，使用する顔料に応
じて適切に選定するが，塗膜固形分中３０〜９０重量
％，好ましくは５０〜８５重量％の範囲にある。
【００２１】このように構成された本発明の白色塗料
は，その塗料固形分は，塗装作業性，厚膜化等の観点か
ら４０〜９０重量％，好ましくは５０〜８５重量％であ
るのが適当である。
は，その塗料固形分は，塗装作業性，厚膜化等の観点か
ら４０〜９０重量％，好ましくは５０〜８５重量％であ
るのが適当である。
【００２２】図１は，各種材料表面の日射吸収率と長波
長輻射率を示しているが，同図によれば，ペイントのう
ち日射吸収率が低く長波長輻射率が高いのは白色ペイン
トであり，それぞれ０.２および０.９である。また，図
２は太陽エネルギーの分光特性（波長と放射エネルギー
密度の関係図）の例を示しているが，同図のように太陽
光は波長が０.５μｍ前後で放射エネルギー密度が最も
高い。一方，図３は黒体の単色放射発散度（縦軸）と波
長の関係を示すものであるが，３００o Ｋ（２７℃）で
の放射発散度は１０μｍが高い。このよう事実から，波
長０．５μｍ前後をピークとする光線を高反射し，かつ
波長１０μｍ前後をピークとする熱線を高放射する白色
塗料であれば，材料の表面温度の上昇を低くすることが
できることがわかる。
長輻射率を示しているが，同図によれば，ペイントのう
ち日射吸収率が低く長波長輻射率が高いのは白色ペイン
トであり，それぞれ０.２および０.９である。また，図
２は太陽エネルギーの分光特性（波長と放射エネルギー
密度の関係図）の例を示しているが，同図のように太陽
光は波長が０.５μｍ前後で放射エネルギー密度が最も
高い。一方，図３は黒体の単色放射発散度（縦軸）と波
長の関係を示すものであるが，３００o Ｋ（２７℃）で
の放射発散度は１０μｍが高い。このよう事実から，波
長０．５μｍ前後をピークとする光線を高反射し，かつ
波長１０μｍ前後をピークとする熱線を高放射する白色
塗料であれば，材料の表面温度の上昇を低くすることが
できることがわかる。
【００２３】図４は，厚み１２０ｍｍの内側コンクリー
トと厚み６０ｍｍの外側コンクリートの間に断熱材を介
装した積層コンクリートを屋上スラブ材料とし，内側コ
ンクリートの下面を屋内の２５℃の対流空気に曝し，外
側コンクリートの上面を太陽光に曝した場合，暗い色調
を持つコンクリート（ｃ材料），明るい色調をもつコン
クリート（ｂ材料）および後記の実施例１と同様の塗装
を外側コンクリート上面に形成した場合（ａ）につい
て，東京の８月の晴天日の１３時における反射率と表面
温度の関係を示したものである。実施例１の塗膜をもつ
もの（ａ）では，反射率は９０％（０.９）であり，表
面温度も３０℃以下であるのに対し，コンクリートのま
までは反射率は４０％（０.４）および１０％（０.１）
であり，表面温度は４１℃（ｂ材料）および４８℃（ｃ
材料）と試算される。このように，同じコンクリートで
も，日射吸収率が高い（光の反射率が小さい）材料ほど
表面温度が高く，日射反射率が低い（光の反射率が高
い）材料ほど表面温度が低くなり，この傾向は最高気温
を示す日中程顕著であるが，本発明の白色塗料の塗膜を
形成すると，表面温度の上昇を低く抑えることができ
る。また夜間においても，表面温度がｃ，ｂ，ａの順に
低くなる。このように，本発明の白色塗料は，波長０.
５μｍ前後をピークとする光線を高反射しかつ波長１０
μｍ前後をピークとする熱線を高放射する高反射・高放
射の塗膜を形成する点に特徴がある。
トと厚み６０ｍｍの外側コンクリートの間に断熱材を介
装した積層コンクリートを屋上スラブ材料とし，内側コ
ンクリートの下面を屋内の２５℃の対流空気に曝し，外
側コンクリートの上面を太陽光に曝した場合，暗い色調
を持つコンクリート（ｃ材料），明るい色調をもつコン
クリート（ｂ材料）および後記の実施例１と同様の塗装
を外側コンクリート上面に形成した場合（ａ）につい
て，東京の８月の晴天日の１３時における反射率と表面
温度の関係を示したものである。実施例１の塗膜をもつ
もの（ａ）では，反射率は９０％（０.９）であり，表
面温度も３０℃以下であるのに対し，コンクリートのま
までは反射率は４０％（０.４）および１０％（０.１）
であり，表面温度は４１℃（ｂ材料）および４８℃（ｃ
材料）と試算される。このように，同じコンクリートで
も，日射吸収率が高い（光の反射率が小さい）材料ほど
表面温度が高く，日射反射率が低い（光の反射率が高
い）材料ほど表面温度が低くなり，この傾向は最高気温
を示す日中程顕著であるが，本発明の白色塗料の塗膜を
形成すると，表面温度の上昇を低く抑えることができ
る。また夜間においても，表面温度がｃ，ｂ，ａの順に
低くなる。このように，本発明の白色塗料は，波長０.
５μｍ前後をピークとする光線を高反射しかつ波長１０
μｍ前後をピークとする熱線を高放射する高反射・高放
射の塗膜を形成する点に特徴がある。
【００２４】本発明に従う白色塗膜を形成する基材とし
ては，鉄，アルミニウム，ステンレス，銅，亜鉛等の金
属基材，コンクリート，モルタル，ガラス等の無機質基
材，ポリ塩化ビニル，ポリカーボネート，ポリオレフィ
ン等のプラスチック基材，アスファルト，木材基材等が
代表的なものとして挙げられる。これら基材に予め表面
処理を施したり或いはプライマー等を塗布することによ
って塗膜の密着性，耐食性，防水性等を一層改良するこ
ともできる。
ては，鉄，アルミニウム，ステンレス，銅，亜鉛等の金
属基材，コンクリート，モルタル，ガラス等の無機質基
材，ポリ塩化ビニル，ポリカーボネート，ポリオレフィ
ン等のプラスチック基材，アスファルト，木材基材等が
代表的なものとして挙げられる。これら基材に予め表面
処理を施したり或いはプライマー等を塗布することによ
って塗膜の密着性，耐食性，防水性等を一層改良するこ
ともできる。
【００２５】本発明の実施にさいしては，このような基
材表面に本発明の白色塗料を塗装し，自然乾燥もしくは
１００℃以下の温度で強制乾燥させて白色塗膜を形成す
ればよい。塗膜の硬化膜厚については特に制限はない
が，塗膜強度や隠蔽性等の観点から０.１〜２ｍｍ，好
ましくは０.２〜１ｍｍが適当である。また白色塗膜の
耐久性向上や保持のため，さらに汚染防止のため，白色
塗膜表面に透明塗料を塗布して，透明保護膜を形成する
ことも可能である。透明保護膜の硬化膜厚は，通常０.
０２〜０.５ｍｍが適当である。
材表面に本発明の白色塗料を塗装し，自然乾燥もしくは
１００℃以下の温度で強制乾燥させて白色塗膜を形成す
ればよい。塗膜の硬化膜厚については特に制限はない
が，塗膜強度や隠蔽性等の観点から０.１〜２ｍｍ，好
ましくは０.２〜１ｍｍが適当である。また白色塗膜の
耐久性向上や保持のため，さらに汚染防止のため，白色
塗膜表面に透明塗料を塗布して，透明保護膜を形成する
ことも可能である。透明保護膜の硬化膜厚は，通常０.
０２〜０.５ｍｍが適当である。
【００２６】
メチルトリメトキシシランの平均１０量体の部分加水分解縮合物 ４部 フェニルトリメトキシシランの平均１０量体の部分加水分解縮合物 １４部 白色アルミナ（注１） ６０部 キシレン ２０部 分散剤 １部 テトラブチルチタネート １部 （注１）電融白色アルミナ質研削剤を母粒として，これを微粉砕し整粒した平 均粒径４μｍの粉末
【００２７】上記の成分組成からなる白色塗料を，鋼板
（１５０×５０×０．３ｍｍ）に硬化膜厚１００μｍに
なるように塗布し，自然乾燥させた。得られた塗板につ
き，光の反射性，熱の放射性，付着性，可撓性，耐汚染
性の各試験に供した。それらの試験結果を表１に総括し
て示した。各試験は次の方法に従って行ない，その結果
を記述の方法で評価した。
（１５０×５０×０．３ｍｍ）に硬化膜厚１００μｍに
なるように塗布し，自然乾燥させた。得られた塗板につ
き，光の反射性，熱の放射性，付着性，可撓性，耐汚染
性の各試験に供した。それらの試験結果を表１に総括し
て示した。各試験は次の方法に従って行ない，その結果
を記述の方法で評価した。
【００２８】[光の反射性]オプトリサーチ株式会社製の
反射率測定器ＭＳＲ７０００を用いて，波長０.２８〜
２.５μｍの分光反射率を測定し，太陽光の放射エネル
ギー密度の最も高い波長０.５μｍでの反射率 (％) を
もって光の反射性を評価した。
反射率測定器ＭＳＲ７０００を用いて，波長０.２８〜
２.５μｍの分光反射率を測定し，太陽光の放射エネル
ギー密度の最も高い波長０.５μｍでの反射率 (％) を
もって光の反射性を評価した。
【００２９】[熱の放射性]島津製作所株式会社製の放射
率測定器ＦＴＩＲを用いて，分光放射率を測定し，大気
の窓と言われる波長８〜１３μｍでの放射率 (％) をも
って熱の放射性を評価した。
率測定器ＦＴＩＲを用いて，分光放射率を測定し，大気
の窓と言われる波長８〜１３μｍでの放射率 (％) をも
って熱の放射性を評価した。
【００３０】[塗膜の付着性]試片を４５o クロスカット
セロハンテープ剥離試験に供し，次の４段階で試験結果
を評価した。 ◎：異常なし，セロハンテープで剥離なし ○：カット部周辺のみクラック発生，セロハンテープで
剥離なし △：カット部より３ｍｍ以上クラック発生，セロハンテ
ープで剥離なし ×：剥離
セロハンテープ剥離試験に供し，次の４段階で試験結果
を評価した。 ◎：異常なし，セロハンテープで剥離なし ○：カット部周辺のみクラック発生，セロハンテープで
剥離なし △：カット部より３ｍｍ以上クラック発生，セロハンテ
ープで剥離なし ×：剥離
【００３１】[塗膜の可撓性]試片をＪＩＳＫ５４００に
基づき耐屈曲性試験（１０ｍｍ）に供し，次の４段階で
試験結果を評価した。 ◎：クラックおよび剥離なし ○：微小クラック発生，剥離なし △：大きいクラック発生，剥離なし ×：剥離
基づき耐屈曲性試験（１０ｍｍ）に供し，次の４段階で
試験結果を評価した。 ◎：クラックおよび剥離なし ○：微小クラック発生，剥離なし △：大きいクラック発生，剥離なし ×：剥離
【００３２】[塗膜の耐汚染性]試片を２週間屋外に放置
し，汚染の程度を次の４段階で評価した。 ◎：汚れが水で容易に除去できる。 ○：汚れが水で容易に除去できないが，ウエスで拭くと
除去できる。 △：汚れが水で容易に除去できず，ウエスで拭いても若
干残る。 ×：汚れが水で容易に除去できず，ウエスで拭いても相
当残る。
し，汚染の程度を次の４段階で評価した。 ◎：汚れが水で容易に除去できる。 ○：汚れが水で容易に除去できないが，ウエスで拭くと
除去できる。 △：汚れが水で容易に除去できず，ウエスで拭いても若
干残る。 ×：汚れが水で容易に除去できず，ウエスで拭いても相
当残る。
【００３３】〔実施例２〕メチルトリメトキシシランの
部分加水分解縮合物４部を２４部に変更し，白色アルミ
ナ６０部を４０部に変更した白色塗料を使用した以外
は，実施例１と同様にして塗板を作成し，各試験に供し
た。その結果を表１に併記した。
部分加水分解縮合物４部を２４部に変更し，白色アルミ
ナ６０部を４０部に変更した白色塗料を使用した以外
は，実施例１と同様にして塗板を作成し，各試験に供し
た。その結果を表１に併記した。
【００３４】〔参考例〕 メチルトリメトキシシランの部分加水分解縮合物４部を
１８部に変更し，フェニルトリメトキシシランの部分加
水分解縮合物１４部を０部に変更した白色塗料を使用し
た以外は，実施例１と同様にして塗板を作成し，各試験
に供した。その結果を表１に併記した。
１８部に変更し，フェニルトリメトキシシランの部分加
水分解縮合物１４部を０部に変更した白色塗料を使用し
た以外は，実施例１と同様にして塗板を作成し，各試験
に供した。その結果を表１に併記した。
【００３４】〔比較例１〕 ふっ素樹脂溶液（固形分５０％） ３５部 白色アルミナ（前掲注１と同じ） ６０部 分散剤 １部 ポリイソシアネート溶液（固形分５０％） ４部 上記の成分組成からなる白色塗料を実施例１と同様にし
て塗板を作成し各試験に供した。その結果を表１に併記
した。
て塗板を作成し各試験に供した。その結果を表１に併記
した。
【００３６】〔比較例２〕ふっ素樹脂溶液３５部を５３
部に変更し，白色アルミナ６０部を４０部に変更し，ポ
リイソシアネート溶液４部を６部に変更した白色塗料を
使用した以外は，比較例１と同様にして塗板を作成し，
各試験に供した。その結果を表１に併記した。
部に変更し，白色アルミナ６０部を４０部に変更し，ポ
リイソシアネート溶液４部を６部に変更した白色塗料を
使用した以外は，比較例１と同様にして塗板を作成し，
各試験に供した。その結果を表１に併記した。
【００３７】
【表１】
【００３８】 表１の結果に見られるように，比較例１
〜２のものに比べて，実施例１〜２の塗板は，光の反射
率，熱の放射性が高く，また付着性，可とう性，耐汚染
性も良好であり，屋外構造物表面に形成した場合に，良
好な光反射性と熱放散性を長期にわたって維持できるこ
とがわかる。また，フェニルトリメトキシシランの部分
加水分解縮合物を１４部を含有する実施例１と２のもの
はこれを含有しない参考例のものに比べて付着性と可と
う性が向上していることがわかる。
〜２のものに比べて，実施例１〜２の塗板は，光の反射
率，熱の放射性が高く，また付着性，可とう性，耐汚染
性も良好であり，屋外構造物表面に形成した場合に，良
好な光反射性と熱放散性を長期にわたって維持できるこ
とがわかる。また，フェニルトリメトキシシランの部分
加水分解縮合物を１４部を含有する実施例１と２のもの
はこれを含有しない参考例のものに比べて付着性と可と
う性が向上していることがわかる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明の白色塗料
により形成した塗膜によれば，コンクリート系材料やそ
の他の人工材料で構成される構造物の屋外表面に対し
て，優れた光反射性・熱放射性を同時に具備させること
ができるので，これらの構造物が密集する都市のヒート
アイランド化を防止することができる。また，屋内の基
材表面に対しても，例えば照明の光の反射が大きくな
り，その結果，省電力で明るさが維持できる。このよう
なことから，冷暖房や照明等の効率が良くなりそれが省
電力，省資源となり，都市のヒートアイランド化の防止
にもつながる。
により形成した塗膜によれば，コンクリート系材料やそ
の他の人工材料で構成される構造物の屋外表面に対し
て，優れた光反射性・熱放射性を同時に具備させること
ができるので，これらの構造物が密集する都市のヒート
アイランド化を防止することができる。また，屋内の基
材表面に対しても，例えば照明の光の反射が大きくな
り，その結果，省電力で明るさが維持できる。このよう
なことから，冷暖房や照明等の効率が良くなりそれが省
電力，省資源となり，都市のヒートアイランド化の防止
にもつながる。
【図１】各種材料表面の日射吸収率と長波長輻射率を示
す図である。
す図である。
【図２】太陽エネルギーの分光特性を示す図であり，波
長と放射エネルギー密度との関係を示す図である。
長と放射エネルギー密度との関係を示す図である。
【図３】黒体の単色放射発散度と波長の関係を温度に応
じて示した図である。
じて示した図である。
【図４】コンクリート材料とそれに本発明の塗膜を形成
したものの太陽光反射率と表面温度の関係を示す図であ
る。
したものの太陽光反射率と表面温度の関係を示す図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鶴田 政博 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 水野 民雄 栃木県大田原市下石上1382−12 大日本 塗料株式会社那須工場内 (72)発明者 館山 陽介 栃木県大田原市下石上1382−12 大日本 塗料株式会社那須工場内 (72)発明者 石原 眞興 栃木県大田原市下石上1382−12 大日本 塗料株式会社那須工場内 (56)参考文献 特開 昭55−120669（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−193054（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−138564（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−176617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−32157（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−86173（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−58582（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−31329（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／44398（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09D 183/00 - 183/16 C09D 5/00
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式， Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤とアルミ
ナ又はシリカからなる白色顔料を含有した白色塗料であ
って，前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオルガノ
シラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５〜８０
重量％含有し，かつ光の反射率が８０％以上で且つ熱の
放射率が８０％以上の塗膜を生成する白色塗料。 - 【請求項２】 白色顔料が塗膜固形分中３０〜９０重量
％となるように含有する請求項１に記載の白色塗料。 - 【請求項３】 各種構造物の屋外表面に形成された光の
反射率８０％以上および熱の放射率８０％以上の白色塗
膜であって， 一般式，Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤を含有
し，そのさい前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオ
ルガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５
〜８０重量％含有し，かつアルミナ又はシリカからなる
白色顔料を塗膜固形分中３０〜９０重量％含有した白色
塗膜。 - 【請求項４】 光の反射率８０％以上および熱の放射率
８０％以上の白色塗膜であって， 一般式，Ｒ1Ｓｉ(ＯＲ2)3 〔但し，式中のＲ1は炭素数１〜８の有機基，Ｒ2は炭素
数１〜５のアルキル基である〕で表されるオルガノシラ
ン又はその部分加水分解縮合物からなる結合剤を含有
し，そのさい前記一般式中のＲ 1 がアリール基であるオ
ルガノシラン又はその部分加水分解縮合物を結合剤中５
〜８０重量％含有し，かつアルミナ又はシリカからなる
白色顔料を塗膜固形分中３０〜９０重量％含有した白色
塗膜を各種構造物の屋外表面に形成することを特徴とす
るヒートアイランド化現象の緩和法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36376997A JP3311664B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 白色塗料およびその塗膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36376997A JP3311664B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 白色塗料およびその塗膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11181354A JPH11181354A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3311664B2 true JP3311664B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=18480152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36376997A Expired - Lifetime JP3311664B2 (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | 白色塗料およびその塗膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3311664B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291605A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Kajima Corp | 雪氷貯蔵庫 |
| JP2014020166A (ja) * | 2012-07-23 | 2014-02-03 | Maxstone Kk | 施工面覆工用複合マット |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4512935B2 (ja) * | 2002-11-06 | 2010-07-28 | アキレス株式会社 | 遮熱（断熱）工法、および遮熱材料 |
| JP2005120278A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光学反射塗料およびそれにより形成した光学反射塗膜 |
| JP2007145896A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Kazariichi:Kk | 木材表面塗工液及び木材表面の処理方法 |
| JP5687155B2 (ja) * | 2011-08-11 | 2015-03-18 | 神東塗料株式会社 | 速乾性の遮熱水性塗料組成物 |
-
1997
- 1997-12-17 JP JP36376997A patent/JP3311664B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291605A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Kajima Corp | 雪氷貯蔵庫 |
| JP4539958B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-09-08 | 鹿島建設株式会社 | 雪氷貯蔵庫 |
| JP2014020166A (ja) * | 2012-07-23 | 2014-02-03 | Maxstone Kk | 施工面覆工用複合マット |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11181354A (ja) | 1999-07-06 |
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