JP5021174B2 - 赤外線反射性被覆粒子の製造方法、赤外線反射性着色組成物および着色物品 - Google Patents
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本発明で使用する大粒径白色粒子としては、粒子径が大きなほぼ0.5〜1.5μmである白色の粒子であることが特長であり、材料としては二酸化チタン、アルミニウム粉末、ステンレス粉末、あるいは亜鉛華、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ白などの白色体質顔料などから選ばれた少なくとも1種が使用される。中でも特に二酸化チタン粒子が好ましい。一般に白色顔料として販売され、使用される酸化チタン白色顔料の粒子径が0.25〜0.35μmであることから反射できる赤外線の波長としては凡そ800〜1500nmの近赤外線の波長領域であるのに対し、本発明に使用される大粒径白色粒子の粒子径が前記したように一般の酸化チタン白色顔料に比し直径で2倍から6倍位大きいことから、大粒径白色粒子の赤外線反射波長範囲は前記したように凡そ800〜3,000nmの範囲の近赤外線および中赤外線を広範に反射する機能を有するものである。従って太陽光の熱線および人工的な熱源の熱線あるいは長波長のレーザー光線も充分反射することで遮熱することができ、また、長波長赤外線のレーザー光線も反射することができる。
(1)大粒径白色粒子を単独に、あるいは赤外線非吸収性色素とともに、反応性を有する単量体、オリゴマーおよび/または高重合体からなる皮膜形成性成分に配合し、この配合物を高分子化反応させることにより被覆粒子を製造する方法(以下、「重合被覆方法」と称する。)。
上記の種々の樹脂系皮膜形成性成分を使用する大粒径白色粒子の被覆方法の中で特に好ましい方法としては、皮膜形成性成分として顔料を含有させてまたは含有させないα、β−エチレン性不飽和二重結合を有する皮膜形成性成分を使用して水中で懸濁重合する方法が挙げられる。
大粒径白色粒子を被覆する方法として、特にアニオン性高分子分散剤を用いて分散した場合には、アルミニウム、アルカリ土類金属などの塩の水溶液を少量添加することによって、分散剤中に存在しているアニオン性基をこれらのカチオンによって造塩させ、水不溶性にすることができる。
実施例1(黒色被覆粒子の調製)
赤外線反射性大粒径酸化チタンを被覆するために使用する皮膜形成性成分として、エチレンオキシド変性ビスフェノールA−ジメタクリレート20部、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート20部およびトリメチロールプロパントリメタクリレート60部を配合し、均一に混合し、溶解させて準備した(以下、皮膜形成性成分−1と称する。)。赤外線を反射および透過する性質の高いアゾメチンアゾ系の黒色顔料である(2−ヒドロキシ−N−(2’−メチル−4’−メトキシフェニル)−1−{[4−[(4,5,6,7−テトラクロロ−1−オキソ−2,3−ジヒドロ−1H−イソインドール−3−イリデン)アミノ]フェニル]アゾ}−11H−ベンゾ[a]−カルバゾール−3−カルボキシアミド)の50部を上記皮膜形成性成分−1の100部と混合し、3本ロールで混練して、黒色顔料の皮膜形成性成分分散液を得た。
実施例1で得られた黒色被覆粒子−1を用いて下記の処方で塗料の調製を行った。実施例1の黒色被覆粒子−1を6部、メラミンアルキッド樹脂ワニス10部、シンナー5部およびガラスビーズ25部を50容量部のガラス瓶に取り、ペイントシェイカーで30分間振とうした後、メラミンアルキッド樹脂ワニス15.5部を追加しさらに10分間同機にて振とうし、熱硬化アルキッド塗料を調製した。上記処方において、メラミンアルキッド樹脂ワニスは、スーパーベッカミンJ−820(大日本インキ化学社製)30%とフタルキッド133−60(日立化成社製)70%よりなるものであり、調製したワニスの樹脂分は60%である。シンナーはキシレン80%とブタノール20%よりなるものである。
実施例2の黒色被覆粒子に代えてピグメントブラック−7(カーボンブラック顔料)1.5部を用い、実施例2と同様にしてメラミンアルキッド樹脂ワニス25部、シンナー5部およびガラスビーズ25部を50容量部のガラス瓶に取り、ペイントシェイカーで90分間振とうし、黒色塗料を調製した。アルミニウム板にこの黒色塗料をバーコーターNo.40を用いて塗布し、135℃×30分で硬化させ、カーボンブラック黒色顔料塗板を調製した(カーボンブラック塗板−1と称する。)。
実施例2で使用した黒色被覆粒子に代えて実施例1で使用したアゾメチンアゾ系の黒色顔料1.5部を用い、実施例2と同様にしてメラミンアルキッド樹脂ワニス25部、シンナー5部およびガラスビーズ25部を50容量部のガラス瓶に取り、ペイントシェイカーで90分間振とうし、黒色塗料を調製した。実施例2と同様にしてカーボンブラック塗料を下地塗装したアルミニウム板にこの黒色塗料をバーコーターNo.40を用いて塗布し、135℃×30分で硬化させ、黒色顔料塗板を調製した(赤外非吸収性黒色塗板−1と称する。)。
実施例1の黒色被覆粒子の調製において、大粒径酸化チタンに代えて通常の酸化チタン白色顔料(平均粒子径:0.27μm)50部を皮膜形成性成分−1の50部と混合、混練し、酸化チタン白色顔料の皮膜形成性成分分散液を得た。その分散液50部と実施例1で使用したアゾメチンアゾ系黒色顔料の皮膜形成性成分分散液100部およびAIBNの0.3部を加えて充分混合し、黒色顔料−酸化チタン白色顔料−付加重合性組成物分散液を得た。
大粒径酸化チタンを含む黒色被覆粒子−1を使用した実施例2の赤外反射性黒色塗板−1、比較例1のカーボンブラック顔料を使用したカーボンブラック塗板−1、比較例2の赤外非吸収性黒色顔料を使用した赤外非吸収性黒色塗板−1および比較例3で得られた小粒子の酸化チタン白色顔料を含む黒色被覆粒子を使用した近赤外反射性黒色塗板−1の4種類について、紫外光線、可視光線および赤外線に対する性質を見るために、日立製作所製U3400型自記分光光度計を用いて紫外部−可視部−赤外部の反射率を測定し、その結果を表1に示した。
実施例3で紫外光線、可視光線および赤外線に対する反射性能を測定した、実施例2および比較例1、2、3で塗装した塗板(150×70×1mm)を厚さ15mmの発泡スチロール製昇温テスト断熱槽上に乗せ、該テスト板上の400mm上から光(250W赤外線ランプ)を照射し、1分、5分、10分および30分毎にテスト板裏面の温度を測定した。試験結果を表2に示す。
実施例1の黒色被覆粒子−1を使用して黒色被覆粒子/樹脂を1/2にした2液ウレタン塗料を調製した。カーボンブラックで内部着色したABS樹脂板およびポリエステルフィルムを準備し、夫々に上記の黒色塗料をスプレー塗装した。塗膜厚は100μmにした。
実施例1と同様にして、大粒径酸化チタン粒子および、着色するための顔料としてPY−110(イソインドリノン系黄色顔料)、PV−19(キナクリドン系赤色顔料)、PB−15:4(銅フタロシアニン系青色顔料)、PW−6(酸化チタン白色顔料、平均粒子径:0.27μm)を準備した。大粒径酸化チタン粒子は実施例1で使用したものと同一のものを使用した。下記の表3で示した配合に基づき実施例1で使用した皮膜形成性成分に大粒径酸化チタン、重合開始剤、着色被覆粒子にさらに上記の顔料を加えて有彩色顔料−大粒径酸化チタン−付加重合性組成物、および顔料を除いた大粒径酸化チタン−付加重合性組成物を夫々準備した。
実施例6で得られた各色の被覆粒子を用いて実施例2の処方に従い塗料の調製を行い、塗装を行った。実施例2で使用した黒色被覆粒子−1に代えて実施例6の各色の被覆粒子を使用し、メラミン−アルキッド塗料を調製した。実施例2で使用したカーボンブラック塗料で下地塗装したアルミニウム板を準備し、上記で得られた各色の塗料をバーコーターNo.40を用いて塗布し、135℃×30分で硬化させた。塗装膜厚は重ね塗りで80μmにした。
実施例4と同様にして厚さ15mmの発泡スチロール製昇温テスト断熱槽上に、実施例7で得られたテスト板150×70×1mmを乗せ、該テスト板上の400mm上から光(250W赤外線ランプ)を照射し、1分、5分、10分および30分毎にテスト板裏面の温度を測定した。試験結果を表4に示す。
実施例2、5あるいは7に準じて、実施例6で得た淡白色球状被覆粒子(ベース被覆粒子)を使用して、前記実施例1および6で使用した黒色、黄色、赤色、青色、白色顔料の相当する量を添加してメラミン−アルキッド塗料およびウレタン塗料を調製し、上記実施例と同様にして夫々下地にカーボンブラック塗料を塗装したアルミニウム板、あるいはカーボンブラックで内部着色したABS樹脂板およびポリエステルフィルムに塗装した。得られた塗装板、塗装フィルムの赤外線反射率および昇温試験の結果は、各色の被覆粒子を使用した塗板やフィルムで行った実施例3の赤外線反射性能、実施例4および7の昇温試験結果とほぼ同様な結果が得られた。
エチレンプロピレンラバーおよびタルクを含有するポリプロピレン樹脂ペレット100部に実施例1の黒色被覆粒子−1、実施例6の黄色被覆粒子、赤色被覆粒子、青色被覆粒子および白色被覆粒子を夫々4部を混合機で混合し、押出機にて混練し、ペレットを調製し、横型射出成型機で黒色、黄色、赤色、青色、白色の成型板をそれぞれ調製した。得られた各色の成型板の昇温試験の結果は各色の被覆粒子を使用した塗板で行った実施例4および実施例8の昇温試験結果とほぼ同様な結果が得られ、いずれも優れた遮熱性を示した。
Claims (6)
- 少なくとも波長900nm〜2500nmまでの近赤外線および中赤外線領域における赤外線の反射率が36%以上の、遮熱効果を示す、塗料、コーティング材あるいは道路塗装材用着色剤である赤外線反射性被覆粒子の製造方法であって、
赤外線非吸収性の有彩色色素、黒色色素または白色色素を、反応性を有する単量体、オリゴマーおよび/または高重合体からなる皮膜形成性成分に配合し、この配合物を高分子化反応させて、粒子径0.7〜1.5μmの大粒径白色酸化チタン粒子を樹脂皮膜で被覆して赤外線反射性被覆粒子を得ることを特徴とする赤外線反射性被覆粒子の製造方法。 - 単量体、オリゴマーおよび/または高重合体からなる皮膜形成性成分が、(メタ)アクリル系、ビニル系、不飽和ポリエステル系、ウレタン系、エポキシ系、メチロールメラミン系、メチロール尿素系の皮膜形成性成分、およびさらにそれらと反応する架橋剤を併用する系からなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項1に記載の赤外線反射性被覆粒子の製造方法。
- 少なくとも波長900nm〜2500nmまでの近赤外線および中赤外線領域における赤外線の反射率が36%以上の、遮熱効果を示す、塗料、コーティング材あるいは道路塗装材用着色剤である赤外線反射性被覆粒子の製造方法であって、
赤外線非吸収性の有彩色色素、黒色色素または白色色素を、多官能性ビニル単量体、オリゴマーおよび/または高重合体からなる皮膜形成性成分に配合し、この配合物を懸濁重合して、粒子径0.7〜1.5μmの大粒径白色酸化チタン粒子を樹脂皮膜で被覆して赤外線反射性被覆粒子を得ることを特徴とする赤外線反射性被覆粒子の製造方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の製造方法によって得られた赤外線反射性被覆粒子を含むことを特徴とする塗料、コーティング材あるいは道路塗装材用の赤外線反射性着色組成物。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の製造方法によって得られた赤外線反射性被覆粒子に、有彩色、白色および黒色顔料からなる群から選ばれた少なくとも1種の顔料を添加してなることを特徴とする塗料、コーティング材あるいは道路塗装材用の赤外線反射性着色組成物。
- 物品の基材表面あるいは基材内部に、着色剤として、請求項1〜3の何れか1項に記載の製造方法によって得られた赤外線反射性被覆粒子を含有していることを特徴とする赤外線反射性を有する物品。
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