JP5307421B2 - 遮熱塗装板 - Google Patents

Description

本発明は、屋根材や壁材などの建材として使用することができる遮熱塗装板に関するものである。

地球温暖化が叫ばれる昨今、特に夏季の都会における太陽光を吸収しやすい建物の屋根や壁は、昼間に蓄積された熱エネルギーが夜間に放散されるため、ヒートアイランド現象を助長する一因とされている。すなわち、金属系の屋根材や壁材であっても、なるべく太陽光を吸収しにくくすることで屋内への熱の流入を抑制し、ヒートアイランド現象の発生を抑えることが考えられている。

このため、従来より、太陽光を反射して遮熱することができる遮熱塗装板が提案されている（例えば、特許文献１〜１１）。この遮熱塗装板は、表面化粧や耐食性のために金属板の表面に設けた表面塗膜に、太陽光の反射性に優れる無機顔料や鉄クロム複合酸化物の顔料を使用するものであり、表面塗膜で太陽光を反射して吸収を防止し、屋内への熱の流入を抑制しようとするものである。
特開平１０−１５１４１２号公報 特開平１１−０８０６２４号公報 特開平１１−２０７８６１号公報 特開２０００−１２６６７８号公報 特開２０００−２１０６２０号公報 特開２００１−２７９８８１号公報 特開２００１−３５３８０９号公報 特開２００２−２６４２５４号公報 特開２００２−３３１６１１号公報 特許第３５７８０５９号公報 特開２００５−０９００４２号公報

しかし、従来の遮熱塗装板の表面塗膜に配合されている顔料には、赤外線の吸収が大きいものがあり、充分な遮熱効果が得られない場合があった。そこでさらに高い遮熱性を有するものが要望されていた。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、遮熱性及び耐侯性の高い遮熱塗装板を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る遮熱塗装板は、表面塗膜を金属板に設けてなる遮熱塗装板において、上記表面塗膜がペリレン系顔料を含有すると共に上記表面塗膜を縮み塗料により形成して成り、上記表面塗膜を焼き付け塗装により形成して成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る遮熱塗装板は、請求項１において、上記表面塗膜と上記金属板の間に白色系塗膜を上記表面塗膜の直下に設けて成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る遮熱塗装板は、請求項１又は２において、上記金属板がアルミニウム亜鉛合金めっき鋼板であることを特徴とするものである。

有機系の赤外線透過顔料を用いることにより、赤外線が表面塗膜中の赤外線透過顔料でほとんど吸収されないようにすることができると共に、表面塗膜を透過した赤外線は表面塗膜よりも下の金属板等で反射して吸収されないようにすることができ、遮熱性を高くすることができるものである。また、有機系の赤外線透過顔料が太陽光により劣化するのを縮み塗料により防止することができ、耐候性を向上させることができるものである。

請求項１の発明では、赤外線透過顔料がペリレン系顔料であることで、無機顔料や鉄クロム複合酸化物の顔料を用いる場合に比べて、遮熱性を高くすることができ、しかも、ペリレン系顔料は耐熱性が高く、焼き付け塗装しても劣化を起こりにくくすることができるものである。また、上記表面塗膜を焼き付け塗装により形成することで、表面塗膜と金属板とを強固に密着させることができ、曲げ加工での剥離を防止することができるものであり、プレコート鋼板等に好適に用いることができるものである。

請求項２の発明では、表面塗膜を透過した赤外線は白色系塗膜で反射して吸収されないようにすることができ、遮熱性を高くすることができるものである。また、表面塗膜を透過した赤外線はその直後に白色系塗膜で反射して吸収されないようにすることができ、遮熱性をさらに高くすることができるものである。

請求項３の発明では、表面塗膜を透過した赤外線を金属板の表面で反射しやすくなって、遮熱性をさらに高くすることができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明の遮熱塗装板は表面塗膜（上塗り塗膜）を金属板に設けて形成されるものであるが、表面塗膜としては赤外線吸収性の低いものが好ましい。赤外線吸収性の低い表面塗膜とは赤外線の吸収率が４０％以下のものであり、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下である。また、上記の表面塗膜は、赤外線を吸収しにくくするために、実質的にカーボンブラックを含有しない塗膜とするのが好ましい。ここで「実質的」というのは、不可避的に混入されるものを除いて、積極的な塗料へのカーボンブラックの添加を行わないということを意味する。

また、赤外線吸収性の低い表面塗膜は、赤外線反射顔料あるいは赤外線透過顔料を表面塗膜中に含有させることにより形成することができる。赤外線反射顔料は赤外線を反射してほとんど吸収しないものであり、例えば、無機顔料や鉄クロム複合酸化物顔料などを用いることができるが、これに限定されるものではない。また、赤外線透過顔料は赤外線を透過してほとんど吸収しないものであり、例えば、有機系の赤外線透過顔料を用いることができ、具体的には、黒色顔料であるペリレン系顔料、黄色顔料であるアゾ系顔料、赤色顔料であるナフトール系顔料、青色顔料であるフタロシアニンブルー、緑色顔料であるフタロシアニングリーンなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。本発明では上記の各種顔料を必要な発色に応じてそれぞれ単独で用いたり併用したりすることができる。尚、表面塗膜に黒色等の濃色を発現させるために、ペリレン系顔料以外の上記各色の顔料を混合して用いても良い。また、ペリレン系顔料は表面塗膜を焼き付け塗装により形成するプレコート鋼板（ＰＣＭ）に好適に用いることができる。ペリレン系顔料としては、例えば、ＢＡＳＦ製のＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫなどを用いることができる。

表面塗膜中の顔料の含有量はその着色性に応じて適宜設定可能であるが、有機系の赤外線透過顔料の場合は、表面塗膜中に３〜２０重量％含有するのが好ましく、より好ましくは５〜１０重量％の含有量にする。有機系の赤外線透過顔料の含有量が３重量％よりも少ないと充分な着色ができないおそれがあり、有機系の赤外線透過顔料の含有量が２０重量％よりも多いと、表面塗膜の密着性が損なわれるおそれがある。

表面塗膜を形成するための樹脂成分としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素系樹脂などを例示することができる。また、表面塗膜の厚みは、着色性等の性能から決定することができ、１０〜３０μｍにするのが好ましい。表面塗膜の厚みが１０μｍ未満では着色性が不足して可視光でも塗膜を通過するため隠蔽不足となるおそれがある。一方、表面塗膜の厚みが３０μｍより大きくなると、経済的に不利となる上に、加工性の低下を招くおそれがある。

また、本発明では、表面塗膜は縮み塗料で形成するのが好ましい。一般的に、太陽光透過性に優れた有機系顔料は、無機系顔料に比べて、自然環境に暴露されることで色が変化しやすいが、表面塗膜を縮み構造とすることにより、本発明で用いる有機系の赤外線透過顔料を太陽光から保護して退色するのを少なくすることができ、遮熱塗装板の耐候性を向上させることができるものである。縮み塗料は表面積が大きくなるため、単位面積当たりの太陽光量が減少するためと思われる。このような縮み塗料としては、アミンブロック型の酸触媒を添加したメラミン架橋型ポリエステル塗料などを用いることができるが、これに限定されるものではない。

上記金属板としては特に限定はされないが、表面塗膜を透過した赤外線の反射性が高い金属板であることが好ましく、例えば、亜鉛系やアルミニウム系のめっきを施しためっき鋼板を用いることができる。また、高い耐食性を維持するために、例えば、５５％アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板などを用いるのが好ましく、さらなる耐食性向上のために、マグネシウムなどの他の合金成分を含有しためっきを施しても良い。

上記金属板がめっき鋼板の場合は、アルカリ脱脂などの洗浄を行った後、塗膜の密着性向上のために下地処理を施すのが好ましい。下地処理は公知の塗布型クロメート処理あるいはクロメートフリー処理のいずれであってもよい。また、いずれの下地処理においても良好な付着量の範囲（１０〜２００ｍｇ／ｍ^２）があり、この範囲よりも少ないと、塗料の密着性が低下するおそれがあり、上記範囲よりも多いと、下地処理層が凝集破壊しやすくなって、遮熱塗装板の加工性が低下するおそれがある。

本発明では、上記金属板の表面に上記表面塗膜を直接形成しても良いが、表面塗膜の密着性向上のために金属板と表面塗膜の間に下塗り塗膜を設けることができ、さらに下塗り塗膜と表面塗膜の間に中塗り塗膜も設けることができる。ここで、下塗り塗膜や中塗り塗膜としてはエポキシ系樹脂やポリエステル系の塗膜を形成することができるが、これに限定されるものではなく、他の樹脂成分の塗膜であっても良い。また、下塗り塗膜や中塗り塗膜の厚みは３〜３０μｍとするのが好ましい。下塗り塗膜や中塗り塗膜の厚みがこの範囲よりも薄いと、耐食性や密着性の低下を招くおそれがあり、また、下塗り塗膜や中塗り塗膜の厚みが上記範囲よりも厚いと、経済的に不利となる上に加工性が低下するおそれがあり、また遮熱性が低下する場合もある。

本発明では、表面塗膜の直下に形成する下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を白色系塗膜とすることができ、これにより、金属板の表面での赤外線の反射に加えて、下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜でも赤外線を反射することができ、遮熱性をさらに高めることができる。この白色系塗膜はルチル系酸化チタンなどの白色顔料を塗膜中に５０〜１３０重量％配合することによって形成することができる。本発明では、表面塗膜が濃色系であっても、それより下層の下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を白色化することで、遮熱塗装板の外観を変化させることなく、赤外線の反射性能を向上させることができる。これは、表面塗膜で可視光を遮断し隠蔽をしているが、赤外線は波長が長いために可視光よりも塗膜への浸入深さが大きいため、表面塗膜よりも下層の下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜を白色化することで、下塗り塗膜あるいは中塗り塗膜での赤外線の反射性能を高めることができるものである。尚、白色系塗膜の白色の度合いはＬ値で８５〜９５とすることができるが、これに限定されるものではない。また、この下塗り塗膜や中塗り塗膜も実質的にカーボンブラックを含有しないものである。

本発明では、下地処理を施した金属板の表面に下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装（表面塗装）を行って順次塗膜を形成することができる。ここで、表面塗膜は２００〜２５０℃の温度による焼き付け塗装で形成することができる。

以下本発明を実施例によって具体的に説明する。

（参考例１〜２２及び比較例１、２）
金属板に表１に示す塗膜を形成して遮熱塗装板を形成した。各材料としては以下のものを用いた。

金属板としては、ＡＺ１５０の０．３ｍｍ厚の５５％アルミニウム亜鉛合金めっき鋼板を用いた。この金属板の表面には塗布型クロメート（日本ペイント製ＮＲＣ３００）をクロム換算で３０ｍｇ／ｍ^２付着させて下地処理を行った。

下塗り塗膜は、下塗り塗料としてエポキシ系樹脂塗料（ＮＦＣ製Ｐ６６７Ｓプライマー）を使用し、乾燥塗膜厚として４μｍとし、最高到達温度２００℃で約４０秒間乾燥させて形成した。

中塗り塗膜は、中塗り塗料として白色系塗料（関西ペイント製ＫＰ１５１０、塗膜中に酸化チタン５５％含有）を使用し、バーコーターを用いて塗布した。中塗り塗膜の厚みは各参考例で変化させた。また、最高到達温度２２０℃で約５０秒間乾燥させて形成した。

上塗り塗膜（表面塗膜）は、参考例と比較例とで三種類の異なる上塗り塗料を用いた。塗料１としては、従来の遮熱性のないポリエステル塗料（関西ペイント製ＫＰ１５８０、塗膜中にカーボンブラックを３％含有）を用いた。この塗料１はカーボンブラックを含有している。塗料２としては従来の遮熱性のあるポリエステル塗料（ＮＦＣ製ＰＺ９１１、黒色）を用いた。この塗料２は鉄クロム系の複合酸化物を顔料として含有している。塗料３は、ポリエステル（三井化学製アルマテックスＰ６４５（固形分６０％））１３０ｇと、ブチルタイプメラミン（ＢＡＳＦ製ＬＵＷＩＰＡＬ０１２）２０ｇと、ペリレン系顔料（ＢＡＳＦ製ＰＡＬＩＯＧＥＮ ＢＬＡＣＫＬ００８６）１０ｇとを配合し、これに適宜シンナー（ソルベッソ１５０とシクロヘキサノンを重量比で１：１で混合したもの）及び添加剤を配合し、さらに分散用のガラスビーズ１００ｇを加えて攪拌して実験用塗料として調製した。これらの塗料１〜３はバーコーターを使用して塗布し、最高到達温度２３０℃となるようにして約６０秒で焼き付けて乾燥させた。

＜遮熱性試験＞
上記で得られた遮熱塗装板を白熱灯によって加熱し、最高到達温度を測定した。白熱灯は岩崎電気製のアイランプ２００Ｗを使用し、印加電圧を８５Ｖとして点灯させて、約３００ｍｍの距離から遮熱塗装板の表面（上塗り塗膜側）に光を照射した。遮熱塗装板の裏面側には発泡スチロールを配置して断熱した。そして、約１５分間加熱した後の遮熱塗装板の到達温度（飽和した最高温度）を計測した。

＜曲げ加工性＞
上記で得られた遮熱塗装板を折り曲げ加工して、加工部の塗膜の割れ程度を調査し、塗膜の加工性を評価した。この試験は常温（２０℃）で行った。

上記の結果を表１に示す。

塗料１を用いた比較例１では到達温度は８５℃となり、塗料２を用いた比較例２では到達温度は７０℃となった。一方、本発明の参考例１〜２２は到達温度５６〜６６℃となり、比較例１、２に比べて、大幅な温度低下が見られた。

＜耐候性試験＞
ＢＡＳＦコーティングスジャパン製の縮み塗料（リンクル）に上記と同様のペリレン系顔料を塗膜中に５重量％配合して上塗り塗料とした。この上塗り塗料を上記参考例で用いた金属板の表面に塗布し、最高温度２３０℃の焼き付けすることにより、厚み１５μｍの縮み塗料からなる表面塗膜を有する本発明の遮熱塗装板を得た（実施例２３）。

また、ポリエステル樹脂塗料（ＨＧ００３０）に実施例２３と同様にペリレン系顔料を配合して上塗り塗料とした。この上塗り塗料を実施例２３と同様に金属板の表面に塗布して焼き付けすることにより、厚み１５μｍの平滑な塗料からなる表面塗膜を有する遮熱塗装板を得た（比較例３）。

これら実施例２３及び比較例３について、ＪＩＳ Ｋ ５６００に基づいて耐候性試験を行った。結果を表２に示す。

実施例２３と比較例３を対比すると明らかなように、実施例２３の方が比較例３よりも色の変化が少なく、耐候性が高いものである。

Claims (3)

1. 表面塗膜を金属板に設けてなる遮熱塗装板において、上記表面塗膜がペリレン系顔料を含有すると共に上記表面塗膜を縮み塗料により形成して成り、上記表面塗膜を焼き付け塗装により形成して成ることを特徴とする遮熱塗装板。
2. 上記表面塗膜と上記金属板の間に白色系塗膜を上記表面塗膜の直下に設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の遮熱塗装板。
3. 上記金属板がアルミニウム亜鉛合金めっき鋼板であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遮熱塗装板。