JP6967220B2 - Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating - Google Patents
Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating Download PDFInfo
- Publication number
- JP6967220B2 JP6967220B2 JP2017232192A JP2017232192A JP6967220B2 JP 6967220 B2 JP6967220 B2 JP 6967220B2 JP 2017232192 A JP2017232192 A JP 2017232192A JP 2017232192 A JP2017232192 A JP 2017232192A JP 6967220 B2 JP6967220 B2 JP 6967220B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- nanofibers
- coating film
- biological
- heat insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Paints Or Removers (AREA)
Description
本発明は、断熱機能と遮熱機能を併せ持つ備えるコーティング組成物に関し、特にアスペクト比の高い生物由来ナノファイバーを構成成分とすることで、塗膜割れが起こりにくい塗膜形成に優れる断熱機能と遮熱機能を併せ持つコーティング組成物およびコーティング組成物を含む断熱遮熱塗料に関する。 The present invention relates to a coating composition having both a heat insulating function and a heat shielding function. In particular, by using biological nanofibers having a high aspect ratio as a constituent component, the present invention has an excellent heat insulating function and shielding function for forming a coating film in which coating film cracking is unlikely to occur. The present invention relates to a coating composition having a thermal function and a heat insulating and heat insulating coating material containing the coating composition.
近年では省エネへの関心が高まっており、特に都市部を中心に問題となっているヒートアイランド現象の効果的防止策として、建築物の屋根や外壁等の外装面に断熱性や遮熱性を有する塗料を塗装することで、断熱性や遮熱性を有する塗膜を形成し、室温の上昇を抑えることが考えられている。ここで、断熱性とは、伝導、対流や放射による熱移動を少なくする性質をいい、遮熱性とは、日射を反射することによって、輻射による外部からの熱の流入を遮る性質をいう。
断熱塗料は、熱伝導を抑える機能を有する成分を配合した塗料である。熱伝導を抑える機能を有する構成成分として、内部に空気層を有する中空粒子を合成樹脂エマルジョンに分散配合した塗料が開示されている(特許文献1,2)。
遮熱塗料は、赤外線領域、特に近赤外領域(波長:780nm〜2500nm)を効果的に反射して、輻射による温度上昇を抑える機能を有する成分を配合した塗料である。輻射による温度上昇を抑える機能を有する成分として、酸化チタンやシリカ、酸化鉄等の着色含量を添加した合成樹脂エマルジョンに分散配合した塗料が開示されている(特許文献3,4)。
また、中空部分を有する粒子を赤外線反射性粉体で表面を被覆することで、断熱機能と遮熱機能を併せ持つ塗料についても開示されている(特許文献5)。
In recent years, there has been increasing interest in energy saving, and as an effective preventive measure for the heat island phenomenon, which has become a problem especially in urban areas, paints with heat insulating properties and heat insulating properties on the exterior surfaces such as roofs and outer walls of buildings. It is considered to form a coating film having heat insulating properties and heat insulating properties by coating the above, and to suppress an increase in room temperature. Here, the heat insulating property means a property of reducing heat transfer due to conduction, convection and radiation, and the heat insulating property means a property of blocking the inflow of heat from the outside due to radiation by reflecting solar radiation.
The heat insulating paint is a paint containing a component having a function of suppressing heat conduction. As a constituent component having a function of suppressing heat conduction, a paint in which hollow particles having an air layer inside are dispersed and blended in a synthetic resin emulsion is disclosed (Patent Documents 1 and 2).
The heat-shielding paint is a paint containing a component having a function of effectively reflecting an infrared region, particularly a near-infrared region (wavelength: 780 nm to 2500 nm) and suppressing a temperature rise due to radiation. As a component having a function of suppressing a temperature rise due to radiation, a paint dispersed and blended in a synthetic resin emulsion to which a coloring content such as titanium oxide, silica, or iron oxide is added is disclosed (Patent Documents 3 and 4).
Further, a paint having both a heat insulating function and a heat shielding function by covering the surface of particles having a hollow portion with an infrared reflective powder is also disclosed (Patent Document 5).
一方で、環境への配慮、資源枯渇の恐れが少ないことからセルロース、キチン等の生物由来材料(バイオマス)からセルロースナノファイバー(CNF)、キチンナノファイバー(ChNF)を得て、これらを利用することについても盛んに研究がなされている。また、建築材料において、木材(杉、ひのき)は、ガラス、漆喰、石膏等の無機材料に比べて熱伝導率が低いことが知られている。
しかしながら、セルロースナノファイバー(CNF)、キチンナノファイバー(ChNF)を、断熱機能を有する成分とした断熱塗料、遮熱機能を有する成分とした遮熱塗料は、いずれも開示されていない。
On the other hand, since there is little risk of environmental consideration and resource depletion, cellulose nanofibers (CNF) and chitin nanofibers (ChNF) should be obtained from biological materials (biomass) such as cellulose and chitin and used. Is also being actively researched. Further, in building materials, it is known that wood (sugi, hinoki) has a lower thermal conductivity than inorganic materials such as glass, plaster, and gypsum.
However, neither a heat insulating paint containing cellulose nanofibers (CNF) or chitin nanofibers (ChNF) as a component having a heat insulating function and a heat insulating paint containing a heat insulating function as a component is not disclosed.
また、特許文献1〜5で開示され断熱塗料及び遮熱塗料は、断熱性、遮熱性を向上させるため、熱伝導を抑える機能を有する構成成分や輻射による温度上昇を抑える機能を有する成分の構成比率が高く、また主剤である合成エマルジョン樹脂との相互作用が弱いため、塗膜の密着性が低下し、塗膜が脆弱となるため塗膜にひび割れが生じるという課題がある。 Further, the heat insulating paint and the heat insulating paint disclosed in Patent Documents 1 to 5 are composed of a component having a function of suppressing heat conduction and a component having a function of suppressing a temperature rise due to radiation in order to improve heat insulating property and heat shielding property. Since the ratio is high and the interaction with the synthetic emulsion resin as the main agent is weak, there is a problem that the adhesion of the coating film is lowered and the coating film becomes fragile, so that the coating film is cracked.
本発明者らは、上記課題に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、環境への配慮、資源枯渇の恐れが少ないセルロース、キチン等の生物由来材料(バイオマス)から得られる生物由来ナノファイバー、具体的には、セルロースナノファイバー(CNF)、キチンナノファイバー(ChNF)が断熱特性、遮熱特性に優れることを見出した。
そして、熱伝導を抑える機能を有する公知成分、輻射による熱伝導を抑える機能を有する公知の成分に、生物由来ナノファイバーを配合することで、塗膜密着性に優れ、かつ塗膜強度が高く塗膜のひび割れが生じにくい、断熱機能と遮熱機能を併せ持つ塗料を提案することができ、上記課題を解決することができた。
具体的には、以下の態様により解決できる。
As a result of diligent research in view of the above problems, the present inventors have made biological nanofibers obtained from biological materials (biomass) such as cellulose and chitin, which are environmentally friendly and have less risk of resource depletion. It was found that cellulose nanofibers (CNF) and chitin nanofibers (ChNF) are excellent in heat insulating properties and heat insulating properties.
By blending biological nanofibers with known components that have the function of suppressing heat conduction and known components that have the function of suppressing heat conduction due to radiation, the coating film has excellent adhesion and high coating film strength. We were able to propose a paint that has both a heat insulating function and a heat shielding function, which is less likely to cause cracks in the film, and was able to solve the above problems.
Specifically, it can be solved by the following aspects.
(態様1) 生物由来ナノファイバーからなる断熱機能を有するコーティング組成物である。
生物由来ナノファイバーは、水との親和性が高いため水分散性に優れ、アスペクト比が高いためナノファイバーが折り重なって網目構造を形成することで、ナノレベルの空隙を含む塗膜形成が容易であるからである。この特性により、セルロースナノファイバー(CNF)、キチンナノファイバー(CNF)のみで形成した塗膜は、その熱伝導率(W/m・k)が、CNFで0.128、ChNFで、0.107、0.109と優れた断熱特性を示すからである。
(Aspect 1) A coating composition composed of biological nanofibers and having a heat insulating function.
Bio-derived nanofibers have a high affinity with water and therefore have excellent water dispersibility, and because of their high aspect ratio, the nanofibers fold to form a network structure, making it easy to form a coating film containing nano-level voids. Because there is. Due to this property, the coating film formed only of cellulose nanofibers (CNF) and chitin nanofibers (CNF) has a thermal conductivity (W / m · k) of 0.128 for CNF and 0.107 for ChNF. , 0.109, which is an excellent heat insulating property.
(態様2) 膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーと断熱性中空構造フィラーからなる断熱機能を有するコーティング組成物である。
膨潤性層状無機化合物は、溶媒(特に、水)で膨潤させることで、水との親和性が高い生物由来ナノファイバーと嵌入構造を形成することができ、塗膜強度と可撓性を向上でき るからである。さらに、上述した生物由来ナノファイバーによる網目構造由来のナノレベ ルの空隙による断熱機能により、熱伝導を抑える機能を有する成分である断熱性中空構造 フィラーの含有量を抑えることができ、塗膜密着性に優れ、かつ塗膜強度が高い塗膜を形 成できるからである。
(Aspect 2) A coating composition having a heat insulating function, which comprises a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, and a heat insulating hollow structure filler.
By swelling the swellable layered inorganic compound with a solvent (particularly water), it is possible to form an inlaid structure with biological nanofibers having a high affinity for water, and the strength and flexibility of the coating film can be improved. This is because that. Furthermore, due to the heat insulating function of the nanolevel voids derived from the network structure of the above-mentioned biological nanofibers, the content of the heat insulating hollow structure filler, which is a component having a function of suppressing heat conduction, can be suppressed, and the coating film adhesion can be suppressed. This is because it is possible to form a coating film having excellent coating film strength and high coating film strength.
(態様3) 膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーと遮熱性無機粉体からな る遮熱機能を有するコーティング組成物である。
膨潤性層状無機化合物は、溶媒(特に、水)で膨潤させることで、水との親和性が高い 生物由来ナノファイバーと嵌入構造を形成することができ、塗膜強度と可撓性を向上でき るからである。さらに、上述した生物由来ナノファイバーが膨潤性層状無機化合物と嵌入 構造を形成することにより、膨潤性層状無機化合物の層間が広がり、赤外線等の反射を増 大させることにより輻射による温度上昇を抑えるという遮熱機能により、輻射による温度 上昇を抑える機能を有する成分である酸化チタン等の無機粉体の含有量を抑えることがで き、塗膜密着性に優れ、かつ塗膜強度が高く塗膜のひび割れが生じにくくなるからである 。
(Aspect 3) A coating composition having a heat-shielding function, which comprises a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, and a heat-shielding inorganic powder.
By swelling the swellable layered inorganic compound with a solvent (particularly water), it is possible to form an inlaid structure with biological nanofibers having a high affinity for water, and the strength and flexibility of the coating film can be improved. This is because that. Furthermore, the above-mentioned biological nanofibers form an inset structure with the swellable layered inorganic compound, thereby expanding the layers of the swellable layered inorganic compound and increasing the reflection of infrared rays and the like to suppress the temperature rise due to radiation. The heat shield function can suppress the content of inorganic powder such as titanium oxide, which is a component that has the function of suppressing the temperature rise due to radiation, and has excellent coating adhesion and high coating strength. This is because cracks are less likely to occur.
(態様4) 樹脂成分、膨潤性層状無機化合物、生物由来ナノファイバー、断熱性中空構 造フィラー及び遮熱性無機粉体を主成分とする断熱遮熱塗料であって、前記膨潤性層状無機化合物がスメクタイト群粘土鉱物から選択されたモンモリロナイトであり、かつ前記モンモリナイト及び前記生物由来ナノファイバーの樹脂成分100重量部に対する配合比が、それぞれ、30重量部〜200重量部、30重量部〜150重量部であることを特徴とする断熱遮熱塗料である。
上述した断熱機能を有する断熱性コーティング組成物と、遮熱機能を有する遮熱性コー ティング組成物とを、樹脂成分に分散することで、断熱機能と遮熱機能を供に有する断熱 遮熱塗料とすることができるからである。膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーと遮熱性無機粉体からな る遮熱機能を有するコーティング組成物である。
(Aspect 4) A heat-insulating heat-shielding paint containing a resin component, a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, a heat-insulating hollow structure filler, and a heat-shielding inorganic powder as main components , wherein the swelling layered inorganic compound is used. It is a montmorillonite selected from smectite group clay minerals, and the compounding ratios of the montmorillonite and the biological nanofibers to 100 parts by weight of the resin component are 30 parts by weight to 200 parts by weight and 30 parts by weight to 150 parts by weight, respectively. It is a heat-insulating and heat-shielding paint characterized by being present.
By dispersing the above-mentioned heat-insulating coating composition having a heat-insulating function and the heat-shielding coating composition having a heat-shielding function in a resin component, a heat-insulating heat-shielding paint having both a heat-insulating function and a heat-shielding function can be obtained. Because it can be done. A coating composition having a heat-shielding function, which comprises a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, and a heat-shielding inorganic powder.
断熱機能と遮熱機能を併せ持つ生物由来ナノファイバーに熱伝導を抑える機能を有する公知成分、輻射による温度上昇を抑える機能を有する公知の成分を配合することで、塗膜密着性に優れ、かつ塗膜強度が高く塗膜のひび割れが生じにくい、断熱機能と遮熱機能を併せ持つ塗料を提供することができる。 By blending a known component that has a function of suppressing heat conduction and a known component that has a function of suppressing temperature rise due to radiation into bio-derived nanofibers that have both a heat insulating function and a heat shielding function, it has excellent coating film adhesion and is coated. It is possible to provide a coating film having both a heat insulating function and a heat shielding function, which has high film strength and is less likely to cause cracks in the coating film.
本発明を実施するための態様を以下に説明する。ただし、記載した実施態様に限定されるものではない。 The embodiments for carrying out the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the described embodiment.
本発明の第1の実施態様は、生物由来ナノファイバーからなる断熱機能を有するコーティング組成物である。生物由来ナノファイバーについて、以下に説明する。 The first embodiment of the present invention is a coating composition having a heat insulating function made of biological nanofibers. Biological nanofibers will be described below.
1.生物由来ナノファイバー
近年、物質をナノメートルレベルまで微細化し、物質が持つ従来の性状と異なる新たな物性を得ることを目的としたナノテクノロジーが注目されている。ナノファイバーは、直径が1〜100nmで、長さが直径の100倍以上ある繊維をいい、従来の繊維と比べて優れた特性を有する。具体的には、比表面積が大きく、吸着性能、接着力、分子認識性が優れるという超比表面積特性、繊維径が光の波長400〜700nmより小さいため乱反射が少なく透明性が優れるというナノサイズ特性、分子配向性が高いため強度に優れるという分子配列特性である。とりわけ、環境への配慮、資源枯渇の恐れが少ないセルロース、キチン等の生物由来材料(バイオマス)から得られるバイオナノファイバー、具体的には、セルロースナノファイバー(CNF)、キチンナノファイバー(ChNF)が注目されている。本発明は、バイオナノファイバー、すなわちセルロースナノファイバー(CNF)、キチンナノファイバー(ChNF)の断熱特性に注目して断熱機能と遮熱機能を有する断熱性コーティング組成物、遮熱性コーティング組成物、およびこれらを含む断熱遮熱塗料としたものである。以下に説明する。
1. 1. Bio-derived nanofibers In recent years, nanotechnology has been attracting attention for the purpose of refining substances to the nanometer level and obtaining new physical properties that are different from the conventional properties of substances. Nanofibers are fibers having a diameter of 1 to 100 nm and a length of 100 times or more the diameter, and have excellent properties as compared with conventional fibers. Specifically, it has a large specific surface area, excellent adsorption performance, adhesive strength, and molecular recognition, which is an ultra-specific surface area characteristic. Since the fiber diameter is smaller than the light wavelength of 400 to 700 nm, it has less diffuse reflection and excellent transparency. It is a molecular arrangement characteristic that it has excellent strength due to its high molecular orientation. In particular, attention is paid to bio-nanofibers obtained from biological materials (biomass) such as cellulose and chitin, which are environmentally friendly and have less risk of resource depletion, specifically, cellulose nanofibers (CNF) and chitin nanofibers (ChNF). Has been done. The present invention focuses on the heat insulating properties of bio-nanofibers, that is, cellulose nanofibers (CNF) and chitin nanofibers (ChNF), and has heat insulating and heat insulating functions. It is a heat-insulating and heat-shielding paint containing. This will be described below.
(1−1)セルロースナノファイバー(CNF)
本発明のコーティング組成物と断熱遮熱塗料を構成するセルロースナノファイバー(CNF)は、パルプ繊維などのセルロース系原料を機械的な処理により解繊することにより得ることができる。機械的処理のみでセルロースナノファイバーを製造する場合、多数回の機械的処理が必要となり、エネルギー消費が非常に大きくなる。そのため、機械的な処理の前に、酸化処理やエステル化処理などを施す方法が検討されている。中でも、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシラジカル(TEMPO)と次亜塩素酸ナトリウムとを用いてパルプを酸化する方法(特開2008−1728号公報,特開2010−235679号公報参照)が後工程の機械的処理を効果的に低減できるとして採用されている。
セルロースナノファイバー(CNF)は、強度、弾性、熱安定性等に優れることから、ろ過材、ろ過助剤、イオン交換体の基材、クロマトグラフィー分析機器の充填材、樹脂及びゴムの配合用充填剤等の工業用途として利用されている。また、口紅、粉末化粧料、乳化化粧料等の化粧品の配合剤の用途にも利用されている。さらには、水系分散性に優れているため、食品、化粧品、塗料等の粘性保持剤、食品原料生地の強化剤、水分保持剤、食品安定化剤、低カロリー添加物、乳化安定化助剤などの多くの用途における利用が期待されている。
しかしながら、断熱特性に着目した用途については開示されていない。
(1-1) Cellulose Nanofiber (CNF)
The cellulose nanofibers (CNF) constituting the coating composition of the present invention and the heat insulating and heat-shielding paint can be obtained by defibrating a cellulosic raw material such as pulp fiber by mechanical treatment. When cellulose nanofibers are produced only by mechanical treatment, a large number of mechanical treatments are required, and energy consumption becomes very large. Therefore, a method of performing an oxidation treatment, an esterification treatment, or the like before the mechanical treatment is being studied. Among them, a method for oxidizing pulp using 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidin-N-oxyradical (TEMPO) and sodium hypochlorite (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-1728, JP. (See 2010-235679) has been adopted as being able to effectively reduce the mechanical processing of the post-process.
Since cellulose nanofibers (CNF) are excellent in strength, elasticity, thermal stability, etc., they are used as a filter medium, a filter aid, a base material for an ion exchanger, a filler for a chromatographic analysis device, and a filler for blending resin and rubber. It is used for industrial purposes such as agents. It is also used as a compounding agent for cosmetics such as lipsticks, powdered cosmetics, and emulsified cosmetics. Furthermore, because it has excellent water-based dispersibility, it is a viscosity preservative for foods, cosmetics, paints, etc., a toughener for food raw material dough, a water preservative, a food stabilizer, a low-calorie additive, an emulsification stabilization aid, etc. It is expected to be used in many applications.
However, the application focusing on the heat insulating property is not disclosed.
(1−2)キチンナノファイバー(ChNF)
本発明のコーティング組成物と断熱遮熱塗料を構成するキチンナノファイバー(ChNF)は、エビ、カニをはじめとして、昆虫、貝、キノコにいたるまで、極めて多くの生物に含まれるキチン(生物由来材料)を原料として、機械的な処理により解繊処理することにより得ることができる。ここで、キチンとは、N-アセチル-D-グルコサミンが鎖状に長く(数百から数千)つながった繊維構造を有するアミノ多糖である。
生物由来キチンの形態は、繊維状、粒状などの任意の形態であってもよい。甲殻類、昆虫類またはオキアミの殻及び外皮などから採取加工したものである。なお、本発明においては、キチンをアルカリ処理してアセチル基を除いたキトサンを用いることができる。
キチンナノファイバーの製造方法においては、(a)脱蛋白処理及び脱灰処理を行ったキチン含有生物由来の材料、(b)脱蛋白処理及び脱灰処理及び脱アセチル化処理を行ったキチン含有生物由来の材料、のように解繊処理を効率的に行うための前処理を行った生物由来の材料が好ましい。また、前処理を行った市販の精製キチン・キトサンを用いることができる。
解繊処理は、脱蛋白・脱灰処理されたキチンナノファイバーを弱酸(pH3〜4)処理後、石臼式摩砕器、高圧ホモジナイザー、凍結粉砕装置などの機械的解繊処理が採用されている。
(1-2) Chitin Nanofiber (ChNF)
The chitin nanofiber (ChNF) constituting the coating composition of the present invention and the heat insulating and heat insulating coating material is a chitin (biological material) contained in an extremely large number of organisms including shrimp, crab, insects, shellfish, and mushrooms. ) Is used as a raw material and can be obtained by defibrating by mechanical treatment. Here, chitin is an aminopolysaccharide having a fibrous structure in which N-acetyl-D-glucosamine is linked long (hundreds to thousands) in a chain.
The form of the biological chitin may be any form such as fibrous or granular. It is collected and processed from crustaceans, insects or krill shells and hulls. In the present invention, chitosan obtained by treating chitin with an alkali to remove an acetyl group can be used.
In the method for producing chitin nanofibers, (a) a material derived from a chitin-containing organism that has been deproteinized and decalcified, and (b) a chitin-containing organism that has been deproteinized, decalcified, and deacetylated. Biologically-derived materials that have been pretreated for efficient defibration treatment, such as chitin-derived materials, are preferred. In addition, commercially available purified chitin / chitosan that has been pretreated can be used.
For the defibration treatment, mechanical defibration treatment such as a stone mill type grinder, a high-pressure homogenizer, and a freeze crusher is adopted after treating the deproteinized and decalcified chitin nanofibers with a weak acid (pH 3 to 4). ..
生物由来ナノファイバーの解繊処理方法としては、セルロース、キチン、キトサン等の多糖類の分散液を一対のノズルから70〜250MPaの高圧で噴射させた噴射流を互いに衝突させて粉砕する湿式粉砕法(特開2005−270891号公報参照)、バイオマスの分散流体を100〜240MPaで高圧噴射して衝突用硬質体に衝突させて粉砕する高圧噴射法(特開2011−056456号公報参照)が開示されている。 As a method for defibrating biological nanofibers, a wet pulverization method in which a dispersion of polysaccharides such as cellulose, chitin, and chitosan is jetted from a pair of nozzles at a high pressure of 70 to 250 MPa and pulverized by colliding with each other. (Refer to JP-A-2005-270891), a high-pressure injection method in which a dispersed fluid of biomass is jetted at a high pressure of 100 to 240 MPa to collide with a hard body for collision and pulverized (see JP-A-2011-506456) is disclosed. ing.
しかしながら、上述した機械的な解繊処理では、いずれも生物由来ナノファイバーへの負荷、エネルギー損失が大きく、必ずしもナノファイバーとしての特性(超比表面積特性、ナノサイズ特性、分子配列特性)に優れた細く、長く、均質なナノファイバーを低エネルギーかつ低コストで得ることができなかった。
このため、解繊処理を旋 回液流式マイクロバブル発生装置により生じたマイクロバブルの存在下で行うことが開示されている(特開2017−94218号公報参照)。旋回流式マイクロバブル発生装置では、気液発生槽の内部の旋回により、旋回による剪断力とマイクロバブルが同時に相乗的に作用する。このため、解繊処理に旋回流マイクロバブル発生装置により生じたマイクロバブルを使用することで、低エネルギーかつ低コストで効率よく、超比表面積特性、ナノサイズ特性、分子配列特性に優れ、細く、長く、均質なバイオナノファイバーを得ることができる。
However, in all of the above-mentioned mechanical defibration treatments, the load on the bio-derived nanofibers and the energy loss are large, and the characteristics as nanofibers (ultra-specific surface area characteristics, nanosize characteristics, molecular arrangement characteristics) are always excellent. It was not possible to obtain thin, long, homogeneous nanofibers with low energy and low cost.
Therefore, it is disclosed that the defibration treatment is performed in the presence of microbubbles generated by the rotating liquid flow type microbubble generator (see JP-A-2017-94218). In the swirling flow type microbubble generator, the shearing force due to swirling and the microbubbles act synergistically at the same time due to the swirling inside the gas-liquid generation tank. Therefore, by using the microbubbles generated by the swirling flow microbubble generator for the defibration process, it is efficient at low energy and low cost, and has excellent ultraspecific surface area characteristics, nanosize characteristics, and molecular arrangement characteristics, and is thin. Long, homogeneous bio-nanofibers can be obtained.
本発明の第2の実施態様は、膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーからなる断熱機能を有するコーティング組成物である。生物由来ナノファイバーについては上述したとおりである。以下、膨潤性層状無機化合物について説明する。 A second embodiment of the present invention is a coating composition having a heat insulating function, which comprises a swellable layered inorganic compound and biological nanofibers. The biological nanofibers are as described above. Hereinafter, the swellable layered inorganic compound will be described.
(1−3)エレクトロスピニング法ナノファイバー
本発明には、アスペクト比が高く、折り重なって網目構造を形成することでナノレベルの空隙を塗膜中に形成できるナノファイバーであって、塗膜形成が容易なものであれば、生物由来ナノファオバーに限定されるものではない。具体的には、エレクトロスピニング法により製造されたナノファイバーがある。
エレクトロスピニング法は、20kV程度の高電圧をノズルに加え、そこから噴霧される高分子溶液に電圧を印加させることによりナノファイバーを製造する方法である。素材の選択幅が広がる特徴がある。エレクトロスピニング法により製造可能なナノファイバーの素材としては、天然資源由来素材(例えば、ポリ乳酸、セルロース、キトサン、シルクフィブロイン、コラーゲン)、石油資源由来素材(例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリウレタン)がある。
(1-3) Electrospinning Nanofiber The present invention is a nanofiber having a high aspect ratio and capable of forming nano-level voids in a coating film by folding to form a network structure, and the coating film can be formed. If it is easy, it is not limited to bio-derived nanofibers. Specifically, there are nanofibers manufactured by an electrospinning method.
The electrospinning method is a method for producing nanofibers by applying a high voltage of about 20 kV to a nozzle and applying a voltage to a polymer solution sprayed from the nozzle. There is a feature that the selection range of materials is widened. Materials of nanofibers that can be produced by the electrospinning method include natural resource-derived materials (eg, polylactic acid, cellulose, chitosan, silk fibroin, collagen), petroleum resource-derived materials (eg, polyester, nylon, polyvinyl alcohol, polyamide, etc.). There is polyurethane).
2.膨潤性層状無機化合物
膨潤性層状無機化合物は、単位結晶層が積層した構造を有し、層間に溶媒(特に水)を配位又は吸収することにより膨潤又は劈開する性質を示す無機化合物である。このような無機化合物としては、膨潤性の含水ケイ酸塩、例えば、スメクタイト群粘土鉱物(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイトなど)、バーミキュライト群粘土鉱物(バーミキュライトなど)、カオリン型鉱物(ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイトなど)、フィロケイ酸塩(タルク、パイロフィライト、マイカ、マーガライト、白雲母、金雲母、テトラシリリックマイカ、テニオライトなど)、ジャモン石群鉱物(アンチゴライトなど)、緑泥石群鉱物(クロライト、クックアイト、ナンタイトなど)などが例示できる。これらの膨潤性層状無機化合物は、天然物でも合成物でもよい。これらの層状無機化合物は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
2. 2. Swellable layered inorganic compound The swellable layered inorganic compound is an inorganic compound having a structure in which unit crystal layers are laminated and exhibiting a property of swelling or opening by coordinating or absorbing a solvent (particularly water) between the layers. Examples of such inorganic compounds include swellable hydrous silicates, for example, smectite group clay minerals (montmorillonite, biderite, nontronite, saponite, hectrite, soconite, stibuncite, etc.), vermiculite group clay minerals (vermiculite, etc.). , Kaolin-type minerals (halosite, kaolinite, enderite, chlorite, etc.), phyllosilicates (talc, pyrophyllite, mica, margarite, white mica, gold mica, tetrasilic mica, teniolite, etc.), jamon stones Examples include minerals (antigolite, etc.) and chlorite group minerals (chlorite, cookeye, nantit, etc.). These swellable layered inorganic compounds may be natural products or synthetic products. These layered inorganic compounds can be used alone or in combination of two or more.
膨潤性層状無機化合物は、生物由来ナノファイバーとの密着性、相互作用性を両立させる点から、微粒子化処理されているのが好ましい。微粒子化処理された膨潤性層状無機化合物は、通常、板状又は扁平状であり、平面形状は特に制限されず、無定形状などであってもよい。微粒子化処理された膨潤性層状無機化合物の平均粒子径(平面形状の平均粒子径)は、例えば、0.01〜5μm、好ましくは0.1〜3μm、さらに好ましくは0.5〜2μm程度である。 The swellable layered inorganic compound is preferably micronized from the viewpoint of achieving both adhesion and interaction with biological nanofibers. The swellable layered inorganic compound that has been micronized is usually plate-shaped or flat, and the planar shape is not particularly limited, and may be an indefinite shape or the like. The average particle size (average particle size of the planar shape) of the swellable layered inorganic compound treated to be finely divided is, for example, 0.01 to 5 μm, preferably 0.1 to 3 μm, and more preferably about 0.5 to 2 μm. be.
これらの膨潤層状無機化合物のうち、スメクタイト群粘土鉱物、特にベントナイトの主成分であるモンモリロナイトが好ましい。以下に説明する。
(2−1)モンモリロナイト
モンモリロナイトは、水と接触すると、層間陽イオンと水分子が水和し、単位層間の距離が増加する膨潤性を有する。この膨潤による単位層間の距離の増加が、生物由来ナノファイバーの層間嵌入を促してコーティング組成物の相互作用性、製膜性に寄与すると考えられる。特に、層間陽イオンとしてNa+イオンを多く含むモンモリロナイトは、Na+イオンによる単位層同士の電気的引力が弱いため、水に分散させると単位層間の距離が4nm以上にも広がるためより好ましい。
Among these swollen layered inorganic compounds, smectite group clay minerals, particularly montmorillonite, which is the main component of bentonite, are preferable. This will be described below.
(2-1) Montmorillonite When in contact with water, montmorillonite has swelling properties in which interlayer cations and water molecules hydrate and the distance between unit layers increases. It is considered that the increase in the distance between the unit layers due to this swelling promotes the interlayer embedding of the biological nanofibers and contributes to the interactivity and film forming property of the coating composition. In particular, montmorillonite containing a large amount of Na + ions as interlayer cations is more preferable because the electrical attraction between the unit layers due to Na + ions is weak, and when dispersed in water, the distance between the unit layers increases to 4 nm or more.
(2−2)その他
本発明では、膨潤性層状無機化合物に添加剤として、水溶性高分子を用いることができる。具体的には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースアンモニウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、メチルビニルエーテル無水マレイン酸共重合体を好適に用いることができる。
(2-2) Others In the present invention, a water-soluble polymer can be used as an additive for the swellable layered inorganic compound. Specifically, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose ammonium, sodium carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, and methyl vinyl ether anhydrous maleic acid copolymer can be preferably used.
本発明の第2の実施態様におけるコーティング組成物に占める配合量としては、膨潤性層状無機化合物の固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%であり、生物由来ナノファイバーの固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%である。 The solid content concentration of the swellable layered inorganic compound in the coating composition according to the second embodiment of the present invention is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, and more preferably 20 to 40 wt%. The solid content concentration of the biological nanofibers is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, and more preferably 20 to 40 wt%.
本発明の第3の実施態様は、膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーと断熱性中空構造フィラーからなる断熱機能を有するコーティング組成物である。生物由来ナノファイバー、膨潤性層状無機化合物については上述したとおりである。以下、断熱性中空構造フィラーについて説明する。 A third embodiment of the present invention is a coating composition having a heat insulating function, which comprises a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, and a heat insulating hollow structure filler. Biological nanofibers and swellable layered inorganic compounds are as described above. Hereinafter, the heat insulating hollow structure filler will be described.
3.断熱性中空構造フィラー
断熱性中空構造フィラーは、赤外線反射性を有するとともに、断熱性を付与する成分である。断熱性中空構造フィラーを含有することにより、太陽光等による赤外線を反射するとともに、外部の温度等を断熱し、被膜層の温度上昇を抑制することができるため、コーティング組成物の膨れ、剥れ等を防止することができる。
3. 3. Heat-insulating hollow structure filler The heat-insulating hollow structure filler is a component that has infrared reflectivity and imparts heat-insulating properties. By containing the heat-insulating hollow structure filler, it is possible to reflect infrared rays due to sunlight or the like, insulate the outside temperature, etc., and suppress the temperature rise of the coating layer, so that the coating composition swells or peels off. Etc. can be prevented.
断熱性中空構造フィラーとしては、例えば、中空セラミックビーズ、中空樹脂ビーズ等が挙げられる。中空セラミックビーズを構成するセラミック成分としては、例えば、珪酸ソーダガラス、非結晶性珪酸(シリカ)、球状珪酸(球状シリカ)、アルミ珪酸ガラス、硼珪酸ソーダガラス、カーボン、アルミナ、シラス、パーライト、黒曜石等が挙げられる。中空樹脂ビーズを構成する樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、スチレン樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、アクリル−アクリロニトリル共重合樹脂、アクリル−スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、アクリロニトリル−メタアクリロニトリル共重合樹脂、アクリル−アクリロニトリル−メタアクリロニトリル共重合樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合樹脂等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。
断熱性中空構造フィラーの形状としては、球形、楕円球形、偏平球形等が挙げられる。
Examples of the heat insulating hollow structure filler include hollow ceramic beads and hollow resin beads. Examples of the ceramic components constituting the hollow ceramic beads include sodium silicate glass, non-crystalline silicic acid (silica), spherical silicic acid (spherical silica), aluminum silicic acid glass, sodium borosilicate glass, carbon, alumina, silas, pearlite, and black stone. And so on. Examples of the resin component constituting the hollow resin beads include acrylic resin, styrene resin, acrylic-styrene copolymer resin, acrylic-acrylonitrile copolymer resin, acrylic-styrene-acrylonitrile copolymer resin, and acrylonitrile-methacrylonitrile copolymer resin. Examples thereof include acrylic-acrylonitrile-methacrylonitrile copolymer resin, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer resin and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the shape of the heat insulating hollow structure filler include a spherical shape, an elliptical spherical shape, and a flat spherical shape.
断熱性中空構造フィラーは中空構造を有するものであり、その構造に着目すると開気泡型中空粒子と閉気泡型中空粒子に分類される。このうち本発明では、閉気泡型中空粒子が好適である。閉気泡型中空粒子を用いた場合は、気泡中への樹脂成分等の侵入を防止することができるため、高い断熱性能を発揮することができる。閉気泡型中空粒子の内部構造は、粒子1個当たり1個の中空を有する単一中空型であってもよいし、粒子1個当たり2個以上の中空を有する多中空型であってもよい。 The heat-insulating hollow structure filler has a hollow structure, and when the structure is focused on, it is classified into open-cell type hollow particles and closed-cell type hollow particles. Of these, in the present invention, closed bubble type hollow particles are suitable. When the closed-cell type hollow particles are used, it is possible to prevent the resin component and the like from entering the bubbles, so that high heat insulating performance can be exhibited. The internal structure of the closed-cell type hollow particles may be a single hollow type having one hollow per particle, or a multi-hollow type having two or more hollows per particle. ..
断熱性中空構造フィラーの中空部分には通常、気体が充填されているが、中空部分が真空であるものを使用することも可能である。中空部分に充填可能な気体としては、例えば、空気、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素、フッ素化塩素化炭化水素、揮発性モノマー等が挙げられる。このうち空気が好適である。 The hollow portion of the heat insulating hollow structure filler is usually filled with gas, but it is also possible to use one in which the hollow portion is evacuated. Examples of the gas that can be filled in the hollow portion include air, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, fluorinated chlorinated hydrocarbons, and volatile monomers. Of these, air is preferable.
断熱性中空構造フィラーの平均粒子径は通常0.1〜200μm、好ましくは1〜150μmである。平均粒子径がこのような範囲であることにより、平滑性が高い塗膜を形成することができる。 The average particle size of the heat insulating hollow structure filler is usually 0.1 to 200 μm, preferably 1 to 150 μm. When the average particle size is in such a range, a coating film having high smoothness can be formed.
断熱性中空構造フィラーの密度は通常0.01〜1g/cm3、好ましくは0.01〜0.5g/cm3である。密度がこのような範囲であることにより、断熱性、軽量性等を高めることができる。 The density of the heat insulating hollow structure filler is usually 0.01 to 1 g / cm 3 , preferably 0.01 to 0.5 g / cm 3 . When the density is in such a range, heat insulation, lightness and the like can be improved.
本発明の第3の実施態様におけるコーティング組成物に占める配合量としては、膨潤性層状無機化合物の固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%であり、生物由来ナノファイバーの固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%であり、断熱性中空構造フィラーの固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%である。 The solid content concentration of the swellable layered inorganic compound in the coating composition according to the third embodiment of the present invention is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, and more preferably 20 to 40 wt%. The solid content concentration of the biological nanofibers is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, more preferably 20 to 40 wt%, and the solid content concentration of the heat insulating hollow structure filler is 10 to 90 wt%. It is preferably 10 to 50 wt%, more preferably 20 to 40 wt%.
本発明の第4の実施態様は、膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーからなる遮熱機能を有するコーティング組成物である。膨潤性層状無機化合物、生物由来ナノファイバーについては、上述した通りである。 A fourth embodiment of the present invention is a coating composition having a heat-shielding function, which comprises a swellable layered inorganic compound and biological nanofibers. The swellable layered inorganic compound and the bio-derived nanofibers are as described above.
本発明の第4の実施態様におけるコーティング組成物に占める配合量としては、膨潤性層状無機化合物の固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%であり、生物由来ナノファイバーの固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%である。 The solid content concentration of the swellable layered inorganic compound in the coating composition according to the fourth embodiment of the present invention is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, and more preferably 20 to 40 wt%. The solid content concentration of the biological nanofibers is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, and more preferably 20 to 40 wt%.
本発明の第5の実施態様は、膨潤性層状無機化合物と生物由来ナノファイバーと遮熱性無機粉体からなる遮熱機能を有するコーティング組成物である。膨潤性層状無機化合物、生物由来ナノファイバーについては、上述した通りである。以下、遮熱性無機粉体について説明する。 A fifth embodiment of the present invention is a coating composition having a heat-shielding function, which comprises a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, and a heat-shielding inorganic powder. The swellable layered inorganic compound and the bio-derived nanofibers are as described above. Hereinafter, the heat-shielding inorganic powder will be described.
4.遮熱性無機粉体
本発明における遮熱性無機粉体とは、近赤外線(波長領域780〜2500nm)を効率的に反射することができる粒子のことをいう。
このような遮熱性無機粉体としては、例えばJR−1000(テイカ株式会社製)、CR−97、R−630(以上、石原産業株式会社製)等の酸化チタン(ルチル型、アナターゼ型も含む)、チタン酸バリウム、チタン酸ナトリウム、酸化珪素、シリカ(非結晶性シリカも含む)、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化インジウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、アルミナ、ジオキサンバイオレット(クラリアント社製)、酸化鉄レッド(バイエル社製)、シアニングリーン(東洋インキ株式会社製)、キナクリドンバイオレット(クラリアント社製)、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも、特に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムが効果的に近赤外線を反射することができるため好適に用いることができる。
4. Heat-shielding inorganic powder The heat-shielding inorganic powder in the present invention refers to particles capable of efficiently reflecting near infrared rays (wavelength range 780 to 2500 nm).
Such heat-shielding inorganic powders include, for example, titanium oxide (rutyl type, anatase type) such as JR-1000 (manufactured by Teika Co., Ltd.), CR-97, R-630 (all manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.). ), Barium titanate, sodium titanate, silicon oxide, silica (including non-crystalline silica), zinc oxide, cerium oxide, calcium oxide, barium oxide, zirconium oxide, yttrium oxide, indium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, Alumina, dioxane violet (manufactured by Clariant), iron oxide red (manufactured by Bayer), cyanine green (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.), quinacridone violet (manufactured by Clariant), barium carbonate, magnesium carbonate and the like can be mentioned. Among these, titanium oxide, zinc oxide, and zirconium oxide can be suitably used because they can effectively reflect near infrared rays.
上記以外にも遮熱性無機粉体として、近赤外線を反射する着色顔料を使用してもよい。このような着色顔料としては、例えば、酸化鉄、黄酸化鉄、アンチモン・スズ酸化物、アルミフレーク、鱗片状アルミ、コバルトブルー、リトポン、硫化鉛等;フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、アゾ系、ペリノン系、ペリレン系、インジゴ/チオインジゴ系、ジオキサジン系、メチン/アゾメチン系、イソインドリノン系、ジケトピロロピロール系等の有機顔料;ダイヤモンドブラック、グラファイト、フラーレン、グラフェン、アニリンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、水酸化アルミニウム、水酸化鉄、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ケイソウ土、消石灰、石膏、ベントナイト、クレー、雲母、粘土鉱物、鉄、銅、ニッケル、金、銀、亜鉛、フェライト、ステンレス鋼、酸化クロム、酸化コバルト、亜鉛緑、クロム緑、コバルト緑、ビリジアン、ギネー緑、コバルトクロム緑、シェーレ緑、緑土、マンガン緑、ピグメントグリーン、群青、紺青、ピグメントグリーン、岩群青、コバルト青、セルリアンブルー、ホウ酸銅、モリブデン青、硫化銅、コバルト紫、マルス紫、マンガン紫、ピグメントバイオレット、亜酸化鉛、鉛酸カルシウム、ジンクエロー、クロム黄、黄土、カドミウム黄、ストロンチウム黄、チタン黄、リサージ、ピグメントエロー、亜酸化銅、カドミウム赤、セレン赤、クロムバーミリオン、ベンガラ、亜鉛白、アンチモン白、塩基性硫酸鉛、ケイ酸鉛、酸化ジルコン、タングステン白、鉛、亜鉛華、バンチソン白、フタル酸鉛、マンガン白、硫酸鉛、サーマトミック黒、植物性黒、チタン酸カリウムウィスカー、二硫化モリブデン等が挙げられる。前記例示した遮熱性無機粉体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。 In addition to the above, a colored pigment that reflects near infrared rays may be used as the heat-shielding inorganic powder. Examples of such coloring pigments include iron oxide, yellow iron oxide, antimony tin oxide, aluminum flakes, scaly aluminum, cobalt blue, lithopon, lead sulfide, etc .; phthalocyanine-based, anthraquinone-based, quinacridone-based, and azo-based. , Perinone-based, Perylene-based, Indigo / Thioindigo-based, Dioxazine-based, Metin / Azomethine-based, Isodolinone-based, Diketopyrrolopyrrole-based organic pigments; Carbon nanohorns, aluminum hydroxide, iron hydroxide, silicon carbide, boron nitride, silica soil, limestone, gypsum, bentonite, clay, mica, clay minerals, iron, copper, nickel, gold, silver, zinc, ferrite, stainless steel, Chromium oxide, cobalt oxide, zinc green, chrome green, cobalt green, viridian, guinea green, cobalt chrome green, shale green, green soil, manganese green, pigment green, ultramarine, dark blue, pigment green, rock ultramarine, cobalt blue, cerulean Blue, Copper Borate, Molybdenum Blue, Copper Sulfide, Cobalt Purple, Mars Purple, Manganese Purple, Pigment Violet, Lead Hydrooxide, Calcium Lead Acid, Zinquero, Chrome Yellow, Oxide, Cadmium Yellow, Strontium Yellow, Titanium Yellow, Lisage, Pigment Yellow, Copper Oxide, Cadmium Red, Selenium Red, Chrome Vermillion, Bengala, Zinc White, Antimon White, Basic Lead Sulfate, Lead Phosphate, Zircon Oxide, Tungsten White, Lead, Zinc Hua, Bantison White, Phthalic Acid Examples thereof include lead, manganese white, lead sulfate, thermal black, vegetable black, potassium titanate whiskers, molybdenum disulfide and the like. The above-exemplified heat-shielding inorganic powder may be used alone or in combination of two or more.
後述する遮熱塗料として用いる場合は、塗料中における遮熱性無機粉体の分散安定性を向上させる観点から、遮熱性無機粉体に表面処理を施してもよい。このような表面処理の代表例としては、シランカップリング剤による表面処理が挙げられる。シランカップリング剤としては、特に限定されず、シランにビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、クロロプロピル基、メルカプト基、イソシアネート基、スルフィド基等の官能基を有するものが挙げられる。 When used as a heat-shielding paint to be described later, the heat-shielding inorganic powder may be surface-treated from the viewpoint of improving the dispersion stability of the heat-shielding inorganic powder in the paint. A typical example of such a surface treatment is a surface treatment with a silane coupling agent. The silane coupling agent is not particularly limited, and the silane is functionally functional such as a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, a methacrylox group, an acryloxy group, an amino group, a ureido group, a chloropropyl group, a mercapto group, an isocyanate group and a sulfide group. Those having a group can be mentioned.
遮熱性無機粉体として酸化チタンと着色顔料とを併用する場合、遮熱性無機粉体100質量%中の着色顔料の含有量は、10〜100質量%であることが好ましく、20〜95質量%であることがより好ましく、30〜90質量%であることが特に好ましい。 When titanium oxide and a coloring pigment are used in combination as the heat-shielding inorganic powder, the content of the coloring pigment in 100% by mass of the heat-shielding inorganic powder is preferably 10 to 100% by mass, preferably 20 to 95% by mass. Is more preferable, and 30 to 90% by mass is particularly preferable.
本発明の第4の実施態様におけるコーティング組成物に占める配合量としては、膨潤性層状無機化合物の固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%であり、生物由来ナノファイバーの固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%であり、遮熱性無機粉体の固形分濃度は、10〜90wt%、好ましくは10〜50wt%、さらに好ましくは20〜40wt%である。 The solid content concentration of the swellable layered inorganic compound in the coating composition according to the fourth embodiment of the present invention is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, and more preferably 20 to 40 wt%. The solid content concentration of the biological nanofibers is 10 to 90 wt%, preferably 10 to 50 wt%, more preferably 20 to 40 wt%, and the solid content concentration of the heat-shielding inorganic powder is 10 to 90 wt%. It is preferably 10 to 50 wt%, more preferably 20 to 40 wt%.
本発明の第5の実施態様は、樹脂成分、膨潤性層状無機化合物、生物由来ナノファイバー、断熱性中空構造フィラー及び遮熱性無機粉体を主成分とする断熱遮熱塗料である。 A fifth embodiment of the present invention is a heat-insulating heat-shielding paint containing a resin component, a swellable layered inorganic compound, biological nanofibers, a heat-insulating hollow structure filler, and a heat-shielding inorganic powder as main components.
5.樹脂成分
本発明の断熱遮熱塗料は、水系エマルジョン塗料である。近年、大気中への揮発性有機化合物の放出などによる環境問題を回避するために、水溶性樹脂、エマルジョンなどの水分散型樹脂を含有する水系塗料が用いられている。本発明の塗料組成物において、使用される樹脂に関しては特に制限はなく、用途、要求品質等から、適した樹脂が選定される。好適な例としては、水溶性樹脂及び/または水分散型樹脂で、その種類としては、エチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの混合系や変性もしくは共重合系等が挙げられる。以下、水溶性樹脂、水分散型樹脂、分散剤について具体例を挙げて説明するが、これに限定されるものではない。
5. Resin component The heat-insulating and heat-shielding paint of the present invention is a water-based emulsion paint. In recent years, water-based paints containing water-dispersible resins such as water-soluble resins and emulsions have been used in order to avoid environmental problems caused by the release of volatile organic compounds into the atmosphere. In the coating composition of the present invention, there are no particular restrictions on the resin used, and a suitable resin is selected based on the intended use, required quality, and the like. Preferable examples are water-soluble resins and / or water-dispersible resins, and the types thereof include ethylene resins, vinyl acetate resins, polyester resins, alkyd resins, vinyl chloride resins, epoxy resins, acrylic resins, and acrylic silicone resins. Examples thereof include urethane resin, silicone resin, fluororesin, etc., a mixed system thereof, a modified or copolymerized system, and the like. Hereinafter, the water-soluble resin, the water-dispersible resin, and the dispersant will be described with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.
(5−1)水溶性樹脂
水溶性樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂がある。
水溶性樹脂として好適に用いられるポリエステル樹脂は、多価アルコール(例えば、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、水素化ビスフェノールA、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリット、ジペンタエリトリット等)及び多塩基酸(例えば、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水トリメリット酸等)を樹脂原料として用いて得られる。
(5-1) Water-soluble resin Examples of the water-soluble resin include polyester resin, acrylic resin, and polyurethane resin.
Polyester resins preferably used as water-soluble resins include polyhydric alcohols (eg, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butanediol, 1). , 6-Hexanediol, Diethylene Glycol, Dipropylene Glycol, Neopentyl Glycol, Triethylene Glycol, Hydrogenated Bisphenol A, Glycerin, Trimethylol Ethan, Trimethylol Propane, Pentaerytrit, Dipentaerytrit, etc.) and Polybasic Acids ( For example, phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, succinic anhydride, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, trimellitic anhydride, etc.) can be used as a resin raw material.
水溶性樹脂として好適に用いられるアクリル樹脂は、ビニル系モノマー(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和カルボン酸類、アクリル酸またはメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリーブチル、2−エチルヘキシル、ラウリル、シクロヘキシル、ステアリル等のアルキルエステル類、アクリル酸またはメタクリル酸の2−ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、3−ヒドロキシプロピル、分子量1000以下のポリエチレングリコール等のヒドロキシアルキルエステル類、アクリル酸またはメタクリル酸のアミド類またはそれらのアルキルエーテル類、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、ジアセトンメタクリルアミド、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−メトキシメチルメタクリルアミド、N−ブトキシメチルアクリルアミド等)を樹脂原料として、有機過酸化物(例えば、アシルパーオキシド類(例えば、過酸化ベンゾイル)、アルキルヒドロパーオキシド類(例えば、t−ブチルヒドロパーオキシド、p−メタンヒドロパーオキシド)、ジアルキルパーオキシド類(例えば、ジ−t−ブチルパーオキシド)等)を開始剤とする公知の溶液重合法等によって、容易に得ることができる。 Acrylic resins preferably used as water-soluble resins include vinyl-based monomers (eg, ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, acrylic acid or methacrylic acid. Alkyl esters such as methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, tertiary butyl, 2-ethylhexyl, lauryl, cyclohexyl, stearyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 3-hydroxypropyl of acrylic acid or methacrylic acid, Hydroxyalkyl esters such as polyethylene glycol with a molecular weight of 1000 or less, acrylic acid or methacrylic acid amides or alkyl ethers thereof, for example, acrylamide, methacrylic amide, N-methylol acrylamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylic acid, N. Using −methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylicamide, N-butoxymethylacrylamide, etc. as a resin raw material, organic peroxides (for example, acyl peroxides (for example, benzoyl peroxide), alkyl hydroperoxides (for example). , T-butylhydroperoxide, p-methanehydroperoxide), dialkyl peroxides (eg, di-t-butyl peroxide), etc.) can be easily obtained by a known solution polymerization method or the like as an initiator. Can be done.
水溶性樹脂として好適に用いられるポリウレタン樹脂は、ポリオール(例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール等)とポリイソシアネート(例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ビスフェニレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、シクロペンチレンジイソシアネート、シクロへキシレンジイソシアネート、メチルシクロへキシレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、エチルエチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート等)を原料として付加重合することによって、容易に得ることができる。 Polyurethane resins preferably used as water-soluble resins include polyols (eg, polyester polyols, polyether polyols, acrylic polyols, etc.) and polyisocyanates (eg, phenylenedi isocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, bisphenylenedi isocyanate, naphthylene diisocyanate). Isocyanate, diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, cyclopentylene diisocyanate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, dicyclohexylmethane diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, ethylethylene diisocyanate, It can be easily obtained by addition polymerization using trimethylhexane diisocyanate or the like as a raw material.
(5−2)水分散型樹脂
水分散型樹脂としては、スチレン−アクリル系樹脂がある。スチレン単量体と芳香族または芳香族系以外のアクリル系単量体を単独もしくは2種以上を乳化重合して合成する。
スチレン系単量体は、スチレン骨格を有する単量体を意味する。スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、tert−ブチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。スチレン系単量体は、ベンゼン環にメチル基、tert−ブチル基などのアルキル基、ニトロ基、ニトリル基、アルコキシル基、アシル基、スルホン基、ヒドロキシル基、ハロゲン原子などの官能基が存在していてもよい。スチレン系単量体のなかでは、塗膜の耐候性を高める観点から、スチレンが好ましい。
(5-2) Water-dispersible resin As the water-dispersible resin, there is a styrene-acrylic resin. A styrene monomer and an aromatic or non-aromatic acrylic monomer are synthesized by emulsion polymerization alone or by emulsion polymerization of two or more kinds.
The styrene-based monomer means a monomer having a styrene skeleton. Examples of the styrene-based monomer include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, tert-butylstyrene, chlorostyrene, vinyltoluene and the like, but the present invention is limited to these examples only. is not it. These monomers may be used alone or in combination of two or more. The styrene-based monomer has an alkyl group such as a methyl group and a tert-butyl group, a functional group such as a nitro group, a nitrile group, an alkoxyl group, an acyl group, a sulfone group, a hydroxyl group and a halogen atom in the benzene ring. You may. Among the styrene-based monomers, styrene is preferable from the viewpoint of enhancing the weather resistance of the coating film.
芳香族系アクリル単量体としては、例えば、アラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。アラルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルエチル(メタ)アクリレート、メチルベンジル(メタ)アクリレート、ナフチルメチル(メタ)アクリレートなどの炭素数が7〜18のアラルキル基を有するアラルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
芳香族単量体以外のアクリル系単量体の具体例としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、水酸基含有(メタ)アクリレート、カルボキシル基含有単量体、カルボニル基含有単量体、オキソ基含有単量体、フッ素原子含有単量体、窒素原子含有単量体、エポキシ基含有単量体などが挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
アルキル(メタ)アクリレートとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレートなどのエステル基の炭素数が1〜18のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらの単量体は、それぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the aromatic acrylic monomer include aralkyl (meth) acrylate and the like. Examples of the aralkyl (meth) acrylate include benzyl (meth) acrylate, phenylethyl (meth) acrylate, methylbenzyl (meth) acrylate, and naphthylmethyl (meth) acrylate, which have an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. Examples include (meth) acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of acrylic monomers other than aromatic monomers include alkyl (meth) acrylates, hydroxyl group-containing (meth) acrylates, carboxyl group-containing monomers, carbonyl group-containing monomers, and oxo group-containing ones. Examples thereof include a monomer, a fluorine atom-containing monomer, a nitrogen atom-containing monomer, and an epoxy group-containing monomer. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the alkyl (meth) acrylate include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, and sec-butyl (meth). Alkyl having 1 to 18 carbon atoms in ester groups such as acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, and n-lauryl (meth) acrylate. Examples include (meth) acrylate. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
(5−3)分散剤
分散剤としては、界面活性剤または樹脂型分散剤を使用することができる。界面活性剤は主にアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性に分類され、要求特性に応じて適宜好適な種類、配合量を選択して使用することができる。好ましくは、樹脂型分散剤である。
(5-3) Dispersant As the dispersant, a surfactant or a resin-type dispersant can be used. Surfactants are mainly classified into anionic, cationic, nonionic, and amphoteric, and suitable types and blending amounts can be appropriately selected and used according to the required characteristics. A resin-type dispersant is preferable.
アニオン性界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、具体的には脂肪酸塩、ポリスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸スルホン酸塩、グリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステルなどが挙げられ、具体的にはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩などが挙げられる。 The anionic surfactant is not particularly limited, and specifically, a fatty acid salt, a polysulfonate, a polycarboxylate, an alkyl sulfate, an alkylarylsulfonate, an alkylnaphthalenesulfonate, and a dialkyl. Sulfate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl phosphate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkylaryl ether sulfate, naphthalene sulfonate formalin condensate, polyoxyethylene alkyl phosphate sulfonate, glycerol bo Examples thereof include late fatty acid ester and polyoxyethylene glycerol fatty acid ester, and specific examples thereof include sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate, and β-. Examples thereof include sodium salts of naphthalene sulfonic acid formarin condensates.
カチオン性活性剤としては、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類があり、具体的にはステアリルアミンアセテート、トリメチルアンモニウムクロリド、トリメチル牛脂アンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、メチルオレイルジエタノールクロリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、ラウリルピリジニウムクロリド、ラウリルピリジニウムブロマイド、ラウリルピリジニウムジサルフェート、セチルピリジニウムブロマイド、4−アルキルメルカプトピリジン、ポリ(ビニルピリジン)−ドデシルブロマイド、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。両性界面活性剤としては、アミノカルボン酸塩などが挙げられる。 Cationic activators include alkylamine salts and quaternary ammonium salts, specifically stearylamine acetate, trimethylammonium chloride, trimethyl cowfat ammonium chloride, dimethyldiolylammonium chloride, methyloleyldiethanol chloride, tetramethylammonium. Examples thereof include chloride, laurylpyridinium chloride, laurylpyridinium bromide, laurylpyridinium disulfate, cetylpyridinium bromide, 4-alkylmercaptopyridine, poly (vinylpyridine) -dodecylbromide, dodecylbenzyltriethylammonium chloride and the like. Examples of the amphoteric surfactant include aminocarboxylates and the like.
ノニオン性活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン誘導体、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルアリルエーテルなどが挙げられ、具体的にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等などが挙げられる。 Examples of the nonionic activator include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene derivative, polyoxyethylene phenyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, alkylallyl ether, and the like, and specifically, polyoxyethylene. Examples thereof include lauryl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene octylphenyl ether and the like.
界面活性剤の選択に際しては1種類に限定されるものではなく、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤など、2種以上の界面活性剤を併用して使用することも可能である。その際の配合量は、それぞれの活性剤成分に対して前述した配合量とすることが好ましい。好ましくは、アニオン性界面活性剤とノニオン性界面活性剤の併用が良く、アニオン性界面活性剤としては、ポリカルボン酸塩、ノニオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレンフェニルエーテルが好ましい。 The selection of the surfactant is not limited to one kind, and two or more kinds of surfactants such as anionic surfactant and nonionic surfactant, cationic surfactant and nonionic surfactant are used. It can also be used in combination. At that time, it is preferable that the blending amount is the above-mentioned blending amount for each activator component. It is preferable to use an anionic surfactant and a nonionic surfactant in combination, preferably a polycarboxylic acid salt as the anionic surfactant and polyoxyethylene phenyl ether as the nonionic surfactant.
樹脂型分散剤として具体的には、ポリウレタン;ポリアクリレート等のポリカルボン酸エステル;不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸(部分)アミン塩、ポリカルボン酸アンモニウム塩、ポリカルボン酸アルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアマイドリン酸塩、水酸基含有ポリカルボン酸エステルや、これらの変性物;ポリ(低級アルキレンイミン)と遊離のカルボキシル基を有するポリエステルとの反応により形成されたアミドやその塩等の油性分散剤;(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の水溶性樹脂や水溶性高分子化合物;ポリエステル系樹脂、変性ポリアクリレート系樹脂、エチレンオキサイド/プロピレンオキサイド付加化合物、リン酸エステル系樹脂等が用いられ、これらは単独または2種以上を混合して用いることができるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。 Specifically, as the resin type dispersant, polyurethane; polycarboxylic acid ester such as polyacrylate; unsaturated polyamide, polycarboxylic acid, polycarboxylic acid (partial) amine salt, polycarboxylic acid ammonium salt, polycarboxylic acid alkylamine salt. , Polysiloxanes, long-chain polyaminoamidophosphates, hydroxyl group-containing polycarboxylic acid esters and their modifications; amides and salts thereof formed by the reaction of poly (lower alkyleneimine) with polyesters having free carboxyl groups. Oil-based dispersants such as (meth) acrylic acid-styrene copolymer, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester copolymer, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and the like. Resins and water-soluble polymer compounds; polyester resins, modified polyacrylate resins, ethylene oxide / propylene oxide addition compounds, phosphate ester resins, etc. are used, and these may be used alone or in admixture of two or more. Yes, but not necessarily limited to these.
6.配合比
本発明の断熱遮熱塗料を構成する(a)樹脂成分、(b)膨潤性層状無機化合物、(c)生物由来ナノファイバー、(d)断熱性中空構造フィラー及び(e)遮熱性無機粉体の配合比は、(a)樹脂成分を100重量部としたとき、(b)膨潤性層状無機化合物は、30〜200重量部、(c)生物由来ナノファイバーは、30〜150重量部、(d)断熱性中空構造フィラーは、30〜100重量部、(e)遮熱性無機粉体は、50〜100重量部である。
6. Blending ratio (a) resin component, (b) swellable layered inorganic compound, (c) biological nanofibers, (d) heat insulating hollow structure filler and (e) heat insulating inorganic material constituting the heat insulating and heat insulating coating material of the present invention. The compounding ratio of the powder is (a) 30 to 200 parts by weight for the swellable layered inorganic compound and 30 to 150 parts by weight for the biological nanofibers when the resin component is 100 parts by weight. , (D) The heat insulating hollow structure filler is 30 to 100 parts by weight, and (e) the heat insulating inorganic powder is 50 to 100 parts by weight.
以下に、実施例を示して本発明をさらに詳細かつ具体的に説明するが、本発明を実施例に限定するものと解してはならない。
表1は、断熱機能を有するコーティング組成物に関する実施例(生物由来ナノファイバーを構成成分とするコーティング組成物)と比較例(生物由来ナノファイバーを構成成分としないコーティング組成物)をまとめたものである。
表2は、遮熱機能を有するコーティング組成物に関する実施例(生物由来ナノファイバーを構成成分とするコーティング組成物)と比較例(生物由来ナノファイバーを構成成分としないコーティング組成物)をまとめたものである。
表3は、本発明の断熱機能と遮熱機能とを併せ持つ遮熱断熱塗料を実施例とし、市販品A(断熱セラミック塗料 日進産業社製)を比較例としてまとめたものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail and concretely with reference to Examples, but the present invention should not be construed as being limited to Examples.
Table 1 summarizes examples (coating compositions containing biological nanofibers as constituents) and comparative examples (coating compositions not containing biological nanofibers as constituents) relating to coating compositions having a heat insulating function. be.
Table 2 summarizes examples (coating compositions containing biological nanofibers as constituents) and comparative examples (coating compositions not containing biological nanofibers as constituents) relating to coating compositions having a heat-shielding function. Is.
Table 3 shows, as an example, a heat-shielding heat-insulating paint having both a heat-insulating function and a heat-shielding function of the present invention, and a comparative example of a commercially available product A (heat-insulating ceramic paint manufactured by Nissin Sangyo Co., Ltd.).
7.断熱性評価
(7−1)熱伝導率の測定
実施例、比較例において得られた試験品を用い、非定常法細線加熱法にて熱伝導率を測定した。測定機器としては、迅速熱伝導率計QTM−500(京都電子工業株式会社製)を用いた。結果を表1及び表3に示す。
7. Evaluation of heat insulation (7-1) Measurement of thermal conductivity Using the test products obtained in Examples and Comparative Examples, the thermal conductivity was measured by the unsteady thin wire heating method. As a measuring device, a rapid thermal conductivity meter QTM-500 (manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) was used. The results are shown in Tables 1 and 3.
8.遮熱性評価
(8−1)近赤外日射反射率の測定
実施例、比較例で示す構成成分からなる塗膜を形成した試験品をJIS K 5675(屋根用高日射反射率塗料)に従って近赤外日射反射率を測定した。結果を表2及び表3に示す。
8. Heat-shielding evaluation (8-1) Measurement of near-infrared solar reflectance A test product on which a coating film consisting of the constituent components shown in Examples and Comparative Examples was formed was subjected to near-red according to JIS K 5675 (high solar reflectance paint for roofs). The outside solar reflectance was measured. The results are shown in Tables 2 and 3.
(8−2)塗膜の表面裏面温度差の測定
実施例、比較例で示す構成成分からなる塗膜シートを形成した試験品につき、表面(塗膜シート表面)と裏面(塗膜シート裏面)との温度差を求めた。表面温度は、赤外線電灯を表面から30cmの距離に設置し、表面に設置した温度センサーにより、赤外線電灯照射後0min〜120minの温度を測定した。裏面温度は、塗膜シート裏面に設置した温度センサーにより、赤外線電灯照射後0min〜120minの温度を測定した。赤外線電灯(赤外線電球R127E26 100/110V−125W 旭光電機社製)、温度センサー(シートカップル熱電対C080 チノー社製)を用いた。結果を表2に示す。
(8-2) Measurement of temperature difference between front surface and back surface of coating film For a test product on which a coating film sheet consisting of the constituent components shown in Examples and Comparative Examples is formed, the front surface (coat film sheet front surface) and the back surface (coat film sheet back surface) The temperature difference with was obtained. As for the surface temperature, an infrared lamp was installed at a distance of 30 cm from the surface, and the temperature of 0 min to 120 min after irradiation with the infrared lamp was measured by a temperature sensor installed on the surface. The back surface temperature was measured from 0 min to 120 min after irradiation with an infrared lamp by a temperature sensor installed on the back surface of the coating film sheet. An infrared lamp (infrared light bulb R127E26 100 / 110V-125W manufactured by Asahi Kodenki Co., Ltd.) and a temperature sensor (seat couple thermocouple C080 Chino Co., Ltd.) were used. The results are shown in Table 2.
(8−3)鋼板塗膜の表面裏面温度差の測定
本測定は、断熱箱の上部に載置した塗膜形成金属板の表面温度と断熱箱の内部温度との測定差を測定するものであり、塗膜を形成した屋根表裏面の温度差をモデル測定するものである。
具体的には、発泡体で成形された断熱容器(縦480mm×横430mm×高さ210mm)の上面に金属板(ボンデ鋼板 200mm×300mm 厚み0.8mm)が載置できる開口部を設けた試験装置を用いた。実施例、比較例で示す構成成分からなる塗膜を金属板(ボンデ鋼板 200mm×300mm 厚み0.8mm)上に形成した試験品を前記試験装置の開口部に載置した。
塗膜形成金属板の表面温度(塗膜面温度)は、赤外線電球(アイ赤外線IR100−110V375WRH 岩崎電機社製)を塗膜面から33cmの距離に設置し、表面に設置した温度センサー(TP−01 YFE社製)により、前記赤外線電球照射後0min〜90minの温度を測定した。
内部温度は、発泡体容器の内側の中心(底面から9cmの高さ)に配置した温度センサー(TP−01 YFE社製)により、赤外線電球(アイ赤外線IR100−110V375WRH 岩崎電機社製)照射後0min〜90minの温度を測定した。結果を表3に示す。
(8-3) Measurement of the temperature difference between the front and back surfaces of the steel plate coating film This measurement measures the measurement difference between the surface temperature of the coating film-forming metal plate placed on the upper part of the heat insulating box and the internal temperature of the heat insulating box. Yes, the temperature difference between the front and back surfaces of the roof on which the coating film is formed is measured as a model.
Specifically, a test in which an opening on which a metal plate (bonded steel plate 200 mm × 300 mm, thickness 0.8 mm) can be placed is provided on the upper surface of a heat insulating container (length 480 mm × width 430 mm × height 210 mm) formed of foam. The device was used. A test product in which a coating film composed of the constituent components shown in Examples and Comparative Examples was formed on a metal plate (bonded steel plate 200 mm × 300 mm, thickness 0.8 mm) was placed in the opening of the test apparatus.
For the surface temperature (coating surface temperature) of the coating film forming metal plate, an infrared light bulb (eye infrared IR100-110V375WRH manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) was installed at a distance of 33 cm from the coating film surface, and a temperature sensor (TP-) was installed on the surface. The temperature was measured from 0 min to 90 min after irradiation with the infrared light bulb (manufactured by 01 YFE).
The internal temperature is 0 min after irradiation with an infrared light bulb (eye infrared IR100-110V375WRH Iwasaki Electric) by a temperature sensor (TP-01 YFE) placed in the center inside the foam container (height 9 cm from the bottom). A temperature of ~ 90 min was measured. The results are shown in Table 3.
9.製膜性
実施例、比較例で示す構成成分からなる塗膜について、塗膜形成性(塗面に塗膜を形成できる)と塗膜安定性(乾燥塗膜に割れが生じない)を以下の基準から評価したものである。
○ 塗膜形成性と塗膜安定性のいずれもある
△ 塗膜形成性はあるが、塗膜安定性がない
× 塗膜形成性がない
9. Film-forming property With respect to the coating film composed of the constituent components shown in Examples and Comparative Examples, the coating film-forming property (the coating film can be formed on the coated surface) and the coating film stability (the dry coating film does not crack) are as follows. It is evaluated from the standard.
○ Both coating film forming property and coating film stability △ There is coating film forming property, but there is no coating film stability × There is no coating film forming property
10.引張強度測定
実施例、比較例で示す構成成分からなる塗膜について、塗膜をJISK7139 ダンベル型試験片 タイプA22による試験片とし、材料強度試験機(5581 インストロン社製)を用いて、引張速度10mm/minで塗膜引張強度(MPa)を測定した。
10. Tensile strength measurement For the coating film consisting of the constituent components shown in Examples and Comparative Examples, the coating film was used as a test piece using JISK7139 dumbbell type test piece type A22, and the tensile speed was used using a material strength tester (5581 Instron). The coating film tensile strength (MPa) was measured at 10 mm / min.
<実施例1−1>
生物由来ナノファイバーとしてキチンナノファイバー(SFo−20002 スギノマシン社製;1wt%溶液)350gをガラス板上に塗工して、膜厚0.27mmの塗膜を形成した。その後、塗膜を乾燥条件(23℃,RH50%)で3日間乾燥させ、塗膜試験品(実施品1−1)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.107であり、製膜性は「○」判定であった。
<Example 1-1>
As a biological nanofiber, 350 g of chitin nanofiber (manufactured by SGo-20002 Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) was applied onto a glass plate to form a coating film having a thickness of 0.27 mm. Then, the coating film was dried under drying conditions (23 ° C., RH 50%) for 3 days to produce a coating film test product (implemented product 1-1). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.107, and the film-forming property was judged as “◯”.
<実施例1−2>
生物由来ナノファイバーとしてキチンナノファイバー(大村塗料社製;1wt%溶液)350gを<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品1−2)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.109であり、製膜性は「○」判定であった。
<Example 1-2>
As a biological nanofiber, 350 g of chitin nanofiber (manufactured by Omura Paint Co., Ltd .; 1 wt% solution) was applied and dried under the same conditions as in <Example 1-1>, and a coating film test product (implemented product 1-2) was applied. Was produced. The thermal conductivity (W / m · K) was 0.109, and the film-forming property was judged as “◯”.
<実施例1−3>
生物由来ナノファイバーとしてセルロースナノファイバー(WMa−10002 スギノマシン社製;1wt%溶液)350gを<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品1−3)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.128であり、製膜性は「○」判定であった。
<Example 1-3>
As a biological nanofiber, 350 g of cellulose nanofiber (manufactured by WMa-1002 Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) was applied and dried under the same conditions as in <Example 1-1>, and a coating film test product (implemented product 1) was applied. -3) was manufactured. The thermal conductivity (W / m · K) was 0.128, and the film-forming property was judged as “◯”.
<実施例1−4>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品1−4)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.262であり、製膜性は「○」判定であり、塗膜引張強度は、23.4MPaであった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 3.15g
生物由来ナノファイバー キチンナノファイバー(SFo−20002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 35g
断熱性中空構造フィラー 無
<Example 1-4>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example product 1-4). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.262, the film-forming property was judged as “◯”, and the coating film tensile strength was 23.4 MPa.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.15 g
Biological nanofibers Chitin nanofibers (SFo-20002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 35 g
No heat insulating hollow structure filler
<実施例1−5>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品1−5)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.196であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 2.98g
生物由来ナノファイバー キチンナノファイバー(SFo−20002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 17.5g
断熱性中空構造フィラー パーライト(太平洋パーライト 太平洋マテリアル社製) 0.35g
<Example 1-5>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example product 1-5). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.196, and the film-forming property was judged as “◯”.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.98 g
Biological Nanofiber Chitin Nanofiber (SFo-20002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 17.5 g
Insulation hollow structure filler pearlite (Pacific pearlite manufactured by Pacific Material Co., Ltd.) 0.35 g
<実施例1−6>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品1−6)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.114であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 2.8g
生物由来ナノファイバー キチンナノファイバー(SFo−20002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 35g
断熱性中空構造フィラー パーライト(太平洋パーライト 太平洋マテリアル社製) 0.35g
<Example 1-6>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example 1-6). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.114, and the film-forming property was judged as “◯”.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.8 g
Biological nanofibers Chitin nanofibers (SFo-20002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 35 g
Insulation hollow structure filler pearlite (Pacific pearlite manufactured by Pacific Material Co., Ltd.) 0.35 g
<実施例1−7>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品1−7)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.120であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 2.8g
生物由来ナノファイバー キチンナノファイバー(大村塗料社製;1wt%溶液) 35g
断熱性中空構造フィラー パーライト(太平洋パーライト 太平洋マテリアル社製) 0.35g
<Example 1-7>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example 1-7). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.120, and the film-forming property was judged as “◯”.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.8 g
Biological nanofibers Chitin nanofibers (manufactured by Omura Paint Co., Ltd .; 1 wt% solution) 35 g
Insulation hollow structure filler pearlite (Pacific pearlite manufactured by Pacific Material Co., Ltd.) 0.35 g
<比較例1−1>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品1−1)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.269であり、製膜性は「△」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 3.15g
生物由来ナノファイバー 無
断熱性中空構造フィラー パーライト(太平洋パーライト 太平洋マテリアル社製) 0.35g
<Comparative Example 1-1>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (comparative product 1-1). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.269, and the film-forming property was judged as “Δ”.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.15 g
Biological Nanofiber Non-insulating Hollow Structure Filler Pearlite (Pacific Pearlite, manufactured by Pacific Material Co., Ltd.) 0.35 g
<比較例1−2>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品1−2)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.168であり、製膜性は「△」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 2.8g
生物由来ナノファイバー 無
断熱性中空構造フィラー パーライト(太平洋パーライト 太平洋マテリアル社製) 0.7g
<Comparative Example 1-2>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (comparative product 1-2). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.168, and the film-forming property was judged as “Δ”.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.8 g
Biological nanofiber non-insulating hollow structure filler Pearlite (Pacific Pearlite, manufactured by Pacific Material Co., Ltd.) 0.7 g
<比較例1−3>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品1−3)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.564であり、製膜性は「△」判定であり、皮膜引張強度は、5.6MPaであった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 3.15g
生物由来組成物 セルロース粉末(38μm 400メッシュ通過 和光純薬工業社製) 0.35g
断熱性中空構造フィラー 無
<Comparative Example 1-3>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Comparative Product 1-3). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.564, the film-forming property was judged as “Δ”, and the film tensile strength was 5.6 MPa.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.15 g
Biological composition Cellulose powder (38 μm, passed through 400 mesh, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 0.35 g
No heat insulating hollow structure filler
<比較例1−4>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品1−4)を製作した。熱伝導率(W/m・K)は、0.783であり、製膜性は「△」判定であり、皮膜引張強度は、6.7MPaであった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 3.5g
生物由来ナノファイバー 無
断熱性中空構造フィラー 無
<Comparative Example 1-4>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (comparative product 1-4). The thermal conductivity (W / m · K) was 0.783, the film-forming property was judged as “Δ”, and the film tensile strength was 6.7 MPa.
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.5 g
Bio-derived nanofibers No heat insulating hollow structure filler No
<実施例2−1>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品2−1)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、5.8であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 モンモリロナイト(クニピアF クニミネ工業社製) 3.15g
生物由来ナノファイバー セルロースナノファイバー(WMa−10002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 35g
遮熱性無機粉体 無
<Example 2-1>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example product 2-1). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 5.8, and the film-forming property was judged as "◯".
Swellable layered inorganic compound Montmorillonite (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.15 g
Bio-derived nanofibers Cellulose nanofibers (WMa-1002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 35 g
No heat-shielding inorganic powder
<実施例2−2>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品2−2)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、5.9であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 2.8g
生物由来ナノファイバー セルロースナノファイバー(WMa−10002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 35g
遮熱性無機粉体 酸化チタン(R−38L 堺化学工業社製) 0.35g
<Example 2-2>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example product 2-2). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 5.9, and the film-forming property was judged as "◯".
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.8 g
Bio-derived nanofibers Cellulose nanofibers (WMa-1002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 35 g
Heat-shielding inorganic powder Titanium oxide (R-38L manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) 0.35 g
<実施例2−3>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品2−3)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、4.2であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 2.8g
生物由来ナノファイバー キチンナノファイバー(SFo−20002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 35g
遮熱性無機粉体 酸化チタン(R−38L 堺化学工業社製) 0.35g
<Example 2-3>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example product 2-3). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 4.2, and the film-forming property was judged as "◯".
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.8 g
Biological nanofibers Chitin nanofibers (SFo-20002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 35 g
Heat-shielding inorganic powder Titanium oxide (R-38L manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) 0.35 g
<実施例2−4>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(実施品2−4)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、4.7であり、近赤外日射反射率(%)は、82であり、製膜性は「○」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 2.1g
生物由来ナノファイバー セルロースナノファイバー(WMa−10002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 35g
遮熱性無機粉体 酸化チタン(R−38L 堺化学工業社製) 1.05g
<Example 2-4>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Example product 2-4). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 4.7, the near-infrared solar reflectance (%) was 82, and the film-forming property was judged to be “◯”.
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.1 g
Bio-derived nanofibers Cellulose nanofibers (WMa-1002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 35 g
Heat-shielding inorganic powder Titanium oxide (R-38L manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) 1.05 g
<比較例2−1>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品2−1)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、2.2であり、近赤外日射反射率(%)は、30であり、製膜性は「△」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 3.5g
生物由来ナノファイバー 無
遮熱性無機粉体 無
<Comparative Example 2-1>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (comparative product 2-1). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 2.2, the near-infrared solar reflectance (%) was 30, and the film-forming property was judged to be "Δ".
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.5 g
Biological nanofibers No heat-shielding inorganic powder No
<比較例2−2>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品2−2)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、2.2であり、近赤外日射反射率(%)は、75であり、製膜性は「△」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 3.15g
生物由来ナノファイバー 無
遮熱性無機粉体 酸化チタン(R−38L 堺化学工業社製) 0.35g
<Comparative Example 2-2>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (comparative product 2-2). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 2.2, the near-infrared solar reflectance (%) was 75, and the film-forming property was judged to be "Δ".
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 3.15 g
Biological nanofibers Heat-shielding inorganic powder Titanium oxide (R-38L manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) 0.35 g
<比較例2−3>
以下の構成成分を水50gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で分散液を調製した。調製した分散液を<実施例1−1>と同様の条件で塗工、乾燥して、塗膜試験品(比較品2−3)を製作した。表面裏面温度差(℃)は、7.8であり、製膜性は「△」判定であった。
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 2.8g
生物由来ナノファイバー 無
遮熱性無機粉体 酸化チタン(R−38L 堺化学工業社製) 0.7g
<Comparative Example 2-3>
The following constituents were added to 50 g of water to prepare a dispersion under stirring conditions (3000 rpm, 3 min). The prepared dispersion was coated and dried under the same conditions as in <Example 1-1> to produce a coating film test product (Comparative Product 2-3). The temperature difference between the front and back surfaces (° C.) was 7.8, and the film-forming property was judged as "Δ".
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 2.8 g
Biological nanofibers Heat-shielding inorganic powder Titanium oxide (R-38L manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.) 0.7 g
<実施例3−1>
(1)塗料分散液の調製
以下の構成成分を水100gに加え、撹拌条件(3000rpm,3min)で塗料分散液を調製した。
Ac−St系水分散型樹脂 55wt%水溶液(ボンコートCG DIC社製) 22g
膨潤性層状無機化合物 (クニピアF クニミネ工業社製) 12g
生物由来ナノファイバー キチンナノファイバー(SFo−20002 スギノマシン社製;1wt%溶液) 400g
断熱性中空構造フィラー パーライト(太平洋パーライト 太平洋マテリアル社製) 4g
遮熱性無機粉体 酸化チタン(JR−1000 テイカ社製) 8g
(2)塗膜製作
ボンデ鋼板上に、調製した塗料分散液を塗布量170g/m2で塗工し、乾燥条件(23℃,RH50%)で3日乾燥して、鋼板塗膜試験品(実施品3−1)を制作した。膜厚は、0.335mmであった。
(3)断熱性と遮熱性評価
鋼板塗膜の表裏面温度差は、9℃(表面温度46℃,裏面温度37℃)であり、熱伝導率(W/m・K)は、0.100であった。
<Example 3-1>
(1) Preparation of paint dispersion liquid The following components were added to 100 g of water to prepare a paint dispersion liquid under stirring conditions (3000 rpm, 3 min).
Ac-St water-dispersed resin 55 wt% aqueous solution (manufactured by Boncoat CG DIC) 22 g
Swellable layered inorganic compound (manufactured by Kunipia F Kunimine Kogyo Co., Ltd.) 12 g
Biological nanofibers Chitin nanofibers (SFo-20002 manufactured by Sugino Machine Limited; 1 wt% solution) 400 g
Insulation hollow structure filler pearlite (Pacific pearlite manufactured by Pacific Material Co., Ltd.) 4g
Heat-shielding inorganic powder Titanium oxide (manufactured by JR-1000 TAYCA) 8g
(2) Manufacture of coating film The prepared paint dispersion is applied on a bonded steel sheet at a coating amount of 170 g / m 2 and dried under drying conditions (23 ° C., RH 50%) for 3 days to obtain a steel sheet coating film test product (2). Implemented product 3-1) was produced. The film thickness was 0.335 mm.
(3) Evaluation of heat insulating property and heat insulating property The temperature difference between the front and back surfaces of the steel sheet coating film is 9 ° C. (front surface temperature 46 ° C., back surface temperature 37 ° C.), and the thermal conductivity (W / m · K) is 0.100. Met.
<比較例3−1>
(1)塗膜製作
ボンデ鋼板上に、市販品(GAINA 日進産業製)を塗布量290g/m2で塗工し、乾燥条件(23℃,RH50%)で3日乾燥して、鋼板塗膜試験品(比較品3−1)を制作した。膜厚は、0.325mmであった。
(2)断熱性と遮熱性評価
鋼板塗膜の表裏面温度差は、9℃(表面温度46℃,裏面温度37℃)であり、熱伝導率(W/m・K)は、0.201であった。
<Comparative Example 3-1>
(1) Manufacture of coating film A commercially available product (manufactured by GAINA Nissin Sangyo) is applied on a bonded steel sheet at a coating amount of 290 g / m 2 , and dried under drying conditions (23 ° C., RH 50%) for 3 days to form a steel sheet coating film. A test product (comparative product 3-1) was produced. The film thickness was 0.325 mm.
(2) Evaluation of heat insulating property and heat insulating property The temperature difference between the front and back surfaces of the steel sheet coating film is 9 ° C. (front surface temperature 46 ° C., back surface temperature 37 ° C.), and the thermal conductivity (W / m · K) is 0.201. Met.
<比較例3−2>
ボンデ鋼板のみについて測定した鋼板の表裏面温度差は、15℃((表面温度62℃,裏面温度47℃)であった。
<Comparative Example 3-2>
The temperature difference between the front and back surfaces of the steel sheet measured only for the bonded steel sheet was 15 ° C. ((front surface temperature 62 ° C., back surface temperature 47 ° C.)).
本発明は、断熱遮熱塗料の分野において利用可能である。 The present invention can be used in the field of heat insulating and heat insulating coating materials.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017232192A JP6967220B2 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017232192A JP6967220B2 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019099688A JP2019099688A (en) | 2019-06-24 |
JP6967220B2 true JP6967220B2 (en) | 2021-11-17 |
Family
ID=66976047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017232192A Active JP6967220B2 (en) | 2017-12-01 | 2017-12-01 | Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6967220B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019108440A (en) * | 2017-12-16 | 2019-07-04 | 株式会社アマケンテック | Nano-order dispersion type aqueous heat shielding paint and production method of nano-order dispersion type aqueous heat shielding paint |
JP7344496B2 (en) * | 2019-09-27 | 2023-09-14 | 愛媛県 | Water-based paints, ceramics, and painting methods |
KR102158511B1 (en) * | 2020-06-25 | 2020-09-22 | 임환명 | Eco-friendly ceramic-based paint composition for preventing corrosion and deterioration of surface and construction method for surface protection of structure using the same |
KR102317289B1 (en) * | 2020-11-04 | 2021-10-27 | (주)에이티앤디컴퍼니 | Color coating paint and its manufacturing method |
JP7429258B2 (en) * | 2022-06-02 | 2024-02-07 | 大建工業株式会社 | Nonflammable paint composition |
CN114957753B (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-05 | 郑州职业技术学院 | High-strength copper sulfide/nanocellulose/polyvinyl alcohol near-infrared shielding heat insulation film and preparation method and application thereof |
CN116254036B (en) * | 2023-05-15 | 2023-09-15 | 牛墨石墨烯应用科技有限公司 | Preparation method of graphene carbon nanotube heat conduction slurry |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005016291A (en) * | 2003-06-28 | 2005-01-20 | Iljin Cps Co Ltd | Composition for buildings, and its method of application |
CN103842452B (en) * | 2011-09-22 | 2017-05-31 | 凸版印刷株式会社 | Film forms the manufacture method with composition, layered product, film, sheet base, packaging material, the manufacture method of film formation composition and cellulose dispersion liquid |
JP6236859B2 (en) * | 2013-05-08 | 2017-11-29 | 凸版印刷株式会社 | Method for producing coating liquid for gas barrier layer formation |
JP5966193B1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-08-10 | 株式会社ケープラン | Painted wall material composition |
JP6670049B2 (en) * | 2015-06-03 | 2020-03-18 | 大王製紙株式会社 | Method for producing coating liquid for forming gas barrier layer and method for producing gas barrier sheet |
JP6708893B2 (en) * | 2015-12-17 | 2020-06-10 | エムワイティシステム株式会社 | Aqueous coating and its manufacturing method |
JP7121595B2 (en) * | 2017-09-28 | 2022-08-18 | 住友理工株式会社 | Insulation coatings and insulation |
-
2017
- 2017-12-01 JP JP2017232192A patent/JP6967220B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019099688A (en) | 2019-06-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6967220B2 (en) | Thermal insulation coating composition and thermal insulation coating | |
Nikolic et al. | Use of nanofillers in wood coatings: a scientific review | |
Qi et al. | Effect of titanium dioxide (TiO2) with different crystal forms and surface modifications on cooling property and surface wettability of cool roofing materials | |
JP6162901B2 (en) | Infrared reflective pigment and infrared reflective coating composition | |
JP5209861B2 (en) | Titanium dioxide white pigment and method for producing the same | |
JP5424560B2 (en) | Dark flat member with low thermal conductivity, low density and low solar absorption | |
TWI277514B (en) | Stainproof, waterproof sheet | |
JP4998781B2 (en) | UV / NIR light shielding dispersion for windows and UV / NIR light shielding for windows | |
CN108727933B (en) | Water-based heat-insulating coating and composition thereof | |
JP2016027069A (en) | Flame-retardant material and its application | |
AU2014237704B2 (en) | Superhydrophilic coating composition | |
US8822583B2 (en) | Transparent heat radiating coating composition | |
CN105143357B (en) | It can application type composition, antifouling composition, antifouling product and the method for preparing them | |
JP2014525978A (en) | Next generation kaolin paint extender pigments | |
JP2011246547A (en) | White pigment comprising surface-coated barium titanate particle | |
EP3401375A1 (en) | Method of manufacturing of the thermoactive acrylic paint | |
JP2018119066A (en) | Super hydrophilic coating agent and coated film thereof | |
US20200291241A1 (en) | Electromagnetic radiation mitigation in coatings with spherical particles | |
CN104804568A (en) | Sun-proof thermal insulation coating | |
Qi et al. | The incorporation of modified Sb2O3 and DBDPE: A new member of high solar-reflective particles and their simultaneous application in next-generation multifunctional cool material with improved flame retardancy and lower wetting behaviour | |
Svinterikos et al. | Multifunctional polymer-based coatings for outdoor glass surfaces: A state of the art | |
Jia et al. | A new insight into the design of robust superhydrophobic and fire retardant wood: Breaking the conflicting requirement on adhesives | |
KR20130142568A (en) | Pollution proof and light stability surface coating materials and manufacturing method thereof | |
JP6901156B2 (en) | Heat storage paint and heat storage coating film using it | |
JP7518483B2 (en) | Dispersion containing inorganic oxide particles and zinc cyanurate particles, and coating composition |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210730 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210805 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210824 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211004 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211013 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6967220 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |