JP3468698B2 - 熱線遮蔽板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の屋根や外
壁等に塗装することができる熱線遮蔽塗料に関するも
の、さらには太陽熱遮蔽塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】建築物
の屋根等においては、汚れを目立たなくする必要がある
ことから、濃彩色系塗料が使用されることが多い。しか
しながら、濃彩色系塗料は一般に太陽光を吸収し易く、
このため室内の温度が上昇し易い。

【０００３】このような問題を解決する方法として、塗
料中にセラミックス中空バルブを含有させ、塗膜に断熱
性を付与する方法が提案されている（工業材料、１９９
８年５月号、３５〜３８頁）。しかしながら、このよう
なセラミックス中空バルブは低比重であるため、塗料中
に均一に混合することが難しく、取り扱いが難しいとい
う問題があった。

【０００４】また、特許第２５９３９６８号公報におい
ては、紫外域及び近赤外域で高い太陽放射反射率を有す
る赤、橙、黄、緑、青、紫系の有彩色の顔料を混合する
ことにより、無彩色である黒色に着色した太陽熱遮蔽黒
色塗料組成物が提案されている。しかしながら、このよ
うな黒色系塗料では、真の黒色に着色することができ
ず、また太陽熱遮蔽効果も不十分であった。さらに、長
期間の使用により一部の着色顔料が劣化し配色のバラン
スが崩れて変色し易いという問題もあった。

【０００５】また、特開平５−２９３４３４号公報で
は、自動車車体または自動車部品用の太陽熱遮蔽上塗り
塗料として、このような複数の有彩色の顔料を加法混色
により黒色系とする塗料が提案されている。このような
塗料においても、上記と同様の問題を有していた。ま
た、特開昭６３−１３４０８２号公報においては、同じ
く自動車車体用の塗料として、Ａｇ粉末及びＡｕ粉末等
の粉末からなる熱線反射フィラーを含有した塗料が提案
されている。この塗料は、ＡｇまたはＡｕ等からなる粉
末を熱線反射フィラーとして多量に配合する必要がある
ため、高価なものになるという問題があった。

【０００６】特開昭６３−９２４８６号公報において
は、赤外線を反射する性質を有する黒色顔料を用いたイ
ンキ組成物が提案されている。このインキ組成物は、例
えば、有価証券類の偽造防止等を目的として、このイン
キ組成物を印刷した印刷物に赤外線を照射し、赤外線読
み取り機により、肉眼による認識とは異なる情報を読み
取るためのものである。従って、このような黒色顔料に
ついての熱線遮蔽の効果、特に塗料として用いる場合の
効果については十分に検討されていない。

【０００７】本発明の目的は、建築物の屋根や外壁等に
塗装することができる黒色顔料を含む熱線遮蔽塗料で被
覆された熱線遮蔽板を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の熱線遮蔽板は、
７８０〜２１００ｎｍの波長域における日射反射率が
３．０％以上であり、かつ可視領域の波長４００〜７０
０ｎｍのいずれの波長においても、その波長での反射率
が１０％以下であるＦｅ−Ｃｒ系、Ｃｒ−Ｃｏ系、Ｆｅ
−Ｃｒ−Ｃｏ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、またはＣｕ−Ｃｒ−Ｍ
ｎ系の焼成顔料からなる黒色顔料を含み、バインダー成
分として、ポリエステル樹脂またはアクリル樹脂を、硬
化剤成分としてメラミン樹脂及び／またはブロックイソ
シアネートを含む熱線遮蔽塗料で金属基材を被覆した熱
線遮蔽板である。

【０００９】本発明の熱線遮蔽塗料において用いる黒色
顔料の７８０〜２１００ｎｍの波長域における日射反射
率は３．０％以上であり、好ましくは８．０％以上であ
る。日射反射率は、ＪＩＳ Ａ５７５９に記載された反
射率であり、太陽光の７８０〜２１００ｎｍの波長域に
おける各波長の強度によりウエイト付けした反射率であ
る。日射反射率が上記範囲よりも小さいと、十分な熱線
遮蔽性が得られず、建築物の屋根や外壁等に塗装する塗
料とした場合、室内温度の上昇を十分に低減することが
できない。

【００１０】本発明の熱線遮蔽塗料は、上記のように太
陽光における各波長の強度を考慮した日射反射率を有す
る黒色顔料を含むものであるので、特に太陽熱遮蔽塗料
として優れた効果を発揮し得るものである。

【００１１】上記のような日射反射率を有する無機系の
黒色顔料としては、例えば、Ｆｅ₂Ｏ₃ を０〜６０重量
％、Ｃｒ₂ Ｏ₃ を２０〜５０重量％、ＣｏＯを０〜３０
重量％含むＦｅ−Ｃｒ系、Ｃｒ−Ｃｏ系またはＦｅ−Ｃ
ｒ−Ｃｏ系などの黒色焼成顔料や、ＣｕＯを２０〜４０
重量％、Ｃｒ₂ Ｏ₃ を４０〜７０重量％、Ｍｎ₂ Ｏ₃を
０〜３０重量％含むＣｕ−Ｃｒ系またはＣｕ−Ｃｒ−Ｍ
ｎ系の黒色焼成顔料などが挙げられる。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】本発明の熱線遮蔽塗料において、上記黒色
顔料の含有量は、特に限定されるものではなく、使用す
る顔料の種類や性質に応じて適宜調整されるが、全顔料
の０．１重量％以上含まれることが好ましい。特に、上
記焼成顔料を黒色顔料として用いる場合には、全顔料の
１．０重量％以上含まれることが好ましい。

【００１６】また、本発明において用いる黒色顔料は、
４００〜７００ｎｍの各波長における反射率が１０％以
下である。このような黒色顔料を用いることにより、真
の黒色に近い黒色系塗料とすることができる。

【００１７】以下、本発明の塗料組成物についてより詳
細に説明する。本発明の塗料組成物中の顔料は黒色顔料
以外、特に限定されず、塗料分野で通常使用される塗料
に単独、もしくは混合して使用してもよい。通常、下記
に示す着色顔料を含有させて色相を調製（調色）して用
いる。

【００１８】顔料としては、塗料用として常用されてい
るものであればよく、二酸化チタン、フタロシヤニンブ
ルー、フタロシヤニングリーン、キナクリドン、インダ
ンスロン、イソインドリノン、ペリレン、アンスラピリ
ミジン、ベンズイミダゾロン、黄色酸化鉄、赤色酸化鉄
等の着色顔料、及び場合により硫酸バリウム、アルミニ
ウムシリケート等の体質顔料の中から選ばれた１種以上
のものを用いることができ、また染料も用いることがで
きる。また、有機架橋微粒子及び／または無機微粒子も
配合することができる。さらに、光輝性顔料として、マ
イカ顔料、アルミ箔、ブロンズ箔、スズ箔、金箔、銀
箔、チタン金属箔、ステンレススチール箔、ニッケル・
銅等の合金箔、プラスチックで被覆した金属箔、箔状フ
タロシヤニンブルー等の金属箔顔料を用いることができ
る。体質顔料として炭酸カルシウム、石膏、クレー、タ
ルク等も用いることができる。

【００１９】塗料の種類及び形態は、特に限定されず、
例えば熱硬化型塗料、熱可塑型塗料、常温乾燥型塗料、
常温硬化型塗料、活性エネルギー線硬化型塗料などを用
いることができ、また塗料形態としては溶剤型塗料、水
性塗料、非水エマルジョン型塗料、無溶剤型塗料、粉体
塗料等のいずれにも適用することができる。

【００２０】本発明の塗料のベースとなる塗料用樹脂と
しては、バインダー成分として、ポリエステル樹脂また
はアクリル樹脂を含み、硬化剤成分としてメラミン樹脂
及び／またはブロックイソシアネートを含むものが挙げ
られる。

【００２１】本発明の塗料組成物には必要に応じて、微
粒子状の充填剤、添加剤、溶剤等を添加してもよい。上
記微粒子状の充填剤としては特に限定されず、例えば、
ＳｉＯ₂ 、ＴｉＯ₂、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 、ＺｒＯ
₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ＳｉＯ₂ 、３Ａｌ₂ Ｏ₃ ・２Ｓｉ
Ｏ₂ 、けい酸ジルコニア等からなる微粒子等を挙げるこ
とができる。

【００２２】上記その他の添加剤としては特に限定され
ず、例えば、シリカ、アルミナ等の艶消し剤；泡消剤；
レベリング剤；たれ防止剤；表面調整剤；粘性調整剤；
分散剤；紫外線吸収剤；ワックス等の慣用の添加剤等を
挙げることができる。

【００２３】上記その他の溶剤としては、一般に塗料用
として使用されているものであれば特に限定されず、例
えば、トルエン、キシレン、ソルベッソ１００、ソルベ
ッソ１５０等の芳香族炭化水素類；酢酸エチル、酢酸ブ
チル等のエステル類；メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン等のケト
ン類等と水を挙げることができる。これらは、溶解性、
蒸発速度、安全性等を考慮して、適宜選択される。これ
らは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよ
い。

【００２４】本発明の塗料組成物は、例えば、以下のよ
うにして製造することができる。ローラーミル、ペイン
トシェーカー、ポットミル、ディスパー、サンドグライ
ンドミル等の一般に顔料分散に使用されている機械を用
いて、樹脂と顔料の分散ペーストを調製し、これに樹
脂、各種添加剤、有機溶剤、硬化剤、触媒等を加えて塗
料組成物を得る。

【００２５】上記塗料組成物の塗布方法としては特に限
定されず、例えば、浸漬、刷毛、ローラー、ロールコー
ター、エアースプレー、エアレススプレー、カーテンフ
ローコーター、ローラーカーテンコーター、ダイコータ
ー等の一般に使用されている塗布方法等を挙げることが
できる。これらは、基材の使用目的に応じて、適宜選択
される。

【００２６】本発明の塗装物である熱線遮蔽板及び太陽
熱遮蔽板は、上記本発明の熱線遮蔽塗料で被覆されたこ
とを特徴としている。本発明の熱線遮蔽塗料が塗装され
る被塗物である基材としては、特に限定されるものでは
なく、金属基材、プラスチック基材、無機材料基材等が
挙げられる。金属基材としては、アルミ板、鉄板、亜鉛
メッキ鋼板、アルミ亜鉛メッキ鋼板、ステンレス板、ブ
リキ板等が挙げられる。プラスチック基材としては、ア
クリル、塩ビ、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリオレフィン等の基材が挙げられ
る。無機材料基材としては、ＪＩＳ Ａ ５４２２及び
Ａ ５４３０などに記載された窯業系基材や、ガラス基
材などを挙げることができる。

【００２７】上記の基材には、密着性付与や防錆性付与
等のため表面処理が施されていてもよい。また、下塗り
塗料が塗装されていてもよい。

【００２８】

【発明の実施の形態】黒色顔料 黒色顔料として、以下の顔料を準備した。

【００２９】・黒色顔料Ａ（無機系）…Ｆｅ₂ Ｏ₃ ５０
重量％、Ｃｒ₂ Ｏ₃ ２５重量％、ＣｏＯ２５重量％のス
ピネル構造を有する焼成顔料。 ・黒色顔料Ｂ（有機系）…アゾメチンアゾ系黒色有機顔
料。 ・黒色顔料Ｃ（無機系）…ＣｕＯ／Ｃｒ₂ Ｏ₃ ／Ｍｎ₂
Ｏ₃ 系焼成顔料。 ・黒色顔料Ｘ（カーボン系）…カーボンブラック顔料、
商品名「ＭＡ−１００」、三菱カーボン社製。 ・黒色顔料Ｙ（カーボン系）…カーボンブラック顔料、
商品名「ＦＷ−２００」、デグサ…社製。

【００３０】上記の各黒色顔料について分光反射スペク
トルを測定した。黒色顔料を２０〜４０重量部（ｐｈ
ｒ）の濃度でバインダー中に分散して得られた塗膜（厚
み２０〜４０μｍ）について、分光光度計（日立製作所
製、Ｕ−３４１０）を用いて測定した。

【００３１】図３は、黒色顔料Ａ及び黒色顔料Ｘの分光
反射スペクトルを示している。図３に示されるように、
黒色顔料Ａは、７８０〜２１００ｎｍの近赤外領域にお
いて高い反射率を示している。

【００３２】以上のようにして測定した各黒色顔料の７
８０〜２１００ｎｍの波長域における反射率を、ＪＩＳ
Ａ ５７５９に記載の方法に従い、日射反射率に換算
した。各黒色顔料の日射反射率は以下の通りである。

【００３３】 ・黒色顔料Ａ：１０．８％ ・黒色顔料Ｂ：５０．４％ ・黒色顔料Ｃ： ３．４％ ・黒色顔料Ｘ： ０．６％ ・黒色顔料Ｙ： ０．６％

【００３４】塗料の調製 実施例１の塗料は、以下の組成物を容器に仕込み、撹拌
して均一になるまで混合した後、ペイントシェーカーに
移し、１時間分散させて調製した。 （実施例１の組成） ポリエステル樹脂（分子量３０００、不揮発分６５％） ５００重量部 メチル化メラミン樹脂（不揮発分 ７０％） １１４重量部 黒色顔料 ６８重量部 白色顔料（ルチル型酸化チタン） ２２０重量部 黄色顔料（酸化鉄顔料） １２重量部 青色顔料（有機シヤニンブルー） ０．４重量部 シクロヘキサノン ８３重量部 実施例３、４、９及び比較例並びに参考例８の黒色顔料
を除く組成は実施例１と同一とし、実施例１と同一の色
相になるように各黒色顔料量を調整した。各々の黒色顔
料量は表１及び表２に示す通りである。なお、実施例２
及び比較例２においては、実施例１及び比較例１の塗料
に、全顔料に対し、１０重量％となるシリカ系艶消し剤
を添加した。

【００３５】試験片の作製 以上のようにして得られた各黒色顔料を含有した塗料
を、表１及び表２に示す基材（厚さ０．８ｍｍのアルミ
板、厚さ０．４ｍｍの亜鉛メッキ鋼板、または厚さ１．
０ｍｍのポリカーボネート板）の上に、乾燥膜厚が２０
μｍとなるようにバーコーターを用いて塗布し、２００
℃で２分間乾燥させて塗膜を形成し、試験片を作製し
た。

【００３６】塗膜の評価 得られた試験片上の塗膜について、ハンターの色差計に
よりＬ値を測定し、スガ試験機社製光沢計ＵＧＫ−５Ｋ
により光沢を測定した。また、分光反射スペクトルを測
定し、日射反射率を算出した。分光反射スペクトルは、
高反射率の硫酸バリウム系白色塗料を基準（反射率１０
０％）として、試験片の塗膜の反射スペクトルを分光光
度計（島津製作所製、ＵＶ−３１０１）を用いて測定し
た。図４は、実施例１及び比較例１の各塗膜の反射スペ
クトルを示す図である。以上のようにして測定された分
光反射スペクトルに基づき、黒色顔料の日射反射率と同
様にして、塗膜の日射反射率を算出した。以上の測定結
果を表１及び表２に示す。

【００３７】熱線遮蔽性の評価 上記の試験片について、図２に示す試験装置を用いて熱
線遮蔽性を評価した。図２に示すように、試験片１を、
発泡スチロール箱７の上面に、塗膜が上になるようにし
て嵌め込み、試験片１の上方に設けた白熱灯２により試
験片１を加熱し、試験片１の裏面に設置した温度センサ
ー３及び試験箱７内に設置した温度センサー４により温
度を測定し、記録計５で測定温度を記録した。また、白
熱灯２は、電源６により点灯させた。

【００３８】試験片としては、寸法３２０ｍｍ×２３０
ｍｍを用いた。試験箱７としては、厚さＭが３０ｍｍ
で、寸法が３５０×２５０×２５０ｍｍの発泡スチロー
ル箱を用いた。白熱灯２と試験片１の塗膜との間の距離
Ｌを１５０ｍｍとした。

【００３９】記録計５としては、サーモレコーダーＲＴ
−１０（タバイエスペック社製）を用い、白熱灯２とし
ては、東芝レフランプ「ＲＦ１１０Ｖ２００Ｗ」（東芝
社製）を用いた。また、室温は２４±１℃に保った。

【００４０】図１は、以上のようにして得られた実施例
１及び実施例２の測定温度結果を示す図である。図１に
示されるように、試験片裏面及び試験箱内の温度は、時
間の経過と共にほぼ一定の温度に到達しており、試験片
裏面において、実施例１の塗膜は比較例１に対し１０℃
程度低い温度となっている。また、試験箱内においても
実施例１の塗膜は比較例１に対し３℃程度低い温度とな
っている。

【００４１】表１及び表２には、各試験片について一定
温度に達した時点における温度を示している。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】表１及び表２の結果から明らかなように、
実施例で用いた黒色顔料Ａ及びＣは、７８０〜２１００
ｎｍの波長域における日射反射率が３．０％以上であ
り、これらの黒色顔料を配合した塗膜の日射反射率も、
比較例の塗膜に比べ高い値となっている。また、各実施
例の塗膜を用いた場合、基板裏面（試験片裏面）及び箱
内の温度は、比較例の場合に比べ低い温度となってい
る。特に、箱内の温度は３℃程度低い温度となってい
る。この温度差は、住居、倉庫等の建築物に適用される
と居住空間の快適性及び室内の冷房効率からは無視でき
ない程大きい値である。従って、実施例の塗膜は、優れ
た熱線遮蔽性または太陽熱遮蔽性を有していることがわ
かる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の熱線遮蔽塗料は、黒色顔料を有
し、かつ優れた熱線遮蔽性を有している。従って、建築
物の屋根や外壁等に塗装し、良好な熱線遮蔽性または太
陽熱遮蔽性を発揮することができる塗料である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う実施例の塗料から形成された塗膜
の熱線遮蔽性を示す図。

【図２】塗膜の熱線遮蔽性を評価する装置を示す模式
図。

【図３】本発明に従う実施例における黒色顔料の分光反
射スペクトルを示す図。

【図４】本発明に従う実施例の塗料により形成された塗
膜の分光反射スペクトルを示す図。

【符号の説明】

１…試験片 ２…白熱灯 ３，４…温度センサー ５…記録計 ６…電源 ７…発泡スチロール製試験箱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−30202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−167642（ＪＰ，Ａ) 社団法人日本塗料工業会、塗料原料便 覧作成委員会編，塗料原料便覧，社団法 人日本塗料工業会，1993年 ８月30日, 改訂第６版，第249−250頁 松浦武利，新しい赤外線反射塗料，塗 装と塗料，1997年 ４月，第561号，第 27−31頁 ＧＩＬ ＢＵＲＫＨＡＲＴ，Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＩＲ Ｒｅｆｌｅ ｃｔｉｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｐｉｇｍｅｎ ｔ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｗｅａ ｔｈｅｒａｂｌｅ Ｒ−ＰＶＣ，1996 年，ｐ．187−199 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C09D 7/12 C09D 5/00 C09D 5/33

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ７８０〜２１００ｎｍの波長域における
   日射反射率が３．０％以上であり、かつ可視領域の波長
   ４００〜７００ｎｍのいずれの波長においても、その波
   長での反射率が１０％以下であるＦｅ−Ｃｒ系、Ｃｒ−
   Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、またはＣ
   ｕ−Ｃｒ−Ｍｎ系の焼成顔料からなる黒色顔料を含み、
   バインダー成分として、ポリエステル樹脂またはアクリ
   ル樹脂を、硬化剤成分としてメラミン樹脂及び／または
   ブロックイソシアネートを含む熱線遮蔽塗料で金属基材
   を被覆した熱線遮蔽板。
2. 【請求項２】 前記黒色顔料が、ＣｏＯを０〜３０重量
   ％、Ｃｒ₂ Ｏ₃ を２０〜５０重量％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ を０〜
   ６０重量％（合計で１００重量％以下とする）を含有す
   る焼成顔料である請求項１に記載の熱線遮蔽板。
3. 【請求項３】 前記黒色顔料が、ＣｕＯ、Ｃｒ₂ Ｏ₃ 及
   びＭｎ₂ Ｏ₃ を含有する焼成顔料である請求項１に記載
   の熱線遮蔽板。
4. 【請求項４】 前記黒色顔料を全顔料の０．１重量％以
   上含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱線遮蔽
   板。
5. 【請求項５】 前記金属基材が、アルミ板、亜鉛メッキ
   鋼板、アルミ亜鉛メッキ鋼板、鉄板、またはブリキ板で
   ある請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱線遮蔽板。
6. 【請求項６】 前記金属基材が、アルミ板またはアルミ
   亜鉛メッキ鋼板である請求項１〜４のいずれか１項に記
   載の熱線遮蔽板。