JPH01126376A

JPH01126376A - 太陽熱遮蔽被覆構造物

Info

Publication number: JPH01126376A
Application number: JP28423487A
Authority: JP
Inventors: Shuko Yamada; 山田　修興; Hironobu Kawasaki; 川崎　博信; Hatsuo Inagaki; 稲垣　波津生; Kazumasa Kobayashi; 一雅小林
Original assignee: Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1989-05-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は太陽熱遮蔽被覆構造物に係わり、さらに詳しく
は海上構造物としてタンカーなどの船舶、陸上構造物と
して石油タンク、住宅、ビル、体育館等の建築物、自動
車、タンクローリ−５冷凍冷蔵コンテナー等の屋外構造
物の外面を被覆し、太陽直射による内部の温度上昇を防
止し、冷房、冷凍の効果を上げることによる省エネルギ
ーあるいは石油等の軽揮発成分の蒸発減耗防止に好適な
太陽熱遮蔽被覆構造物に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、太陽の日射による建築物等の内部の温度上昇
を防ぎ空調費の節減を計ることや、タンカー、天然ガス
運搬船、陸上のタンク等の外面を被覆し、内部の揮発性
成分の蒸発減量を抑えたり、タンクや家電製品の冷凍効
果の改善を計ることが強く要望されている６例えば、タ
ンカーの蒸発に係わる原油減耗は真人で、中近東から我
国への一航海で積載総量の０．２〜０．５％にも及ぶと
いわれている。

このような問題に対処するための太陽熱遮蔽塗料として
従来用いられている酸化チタン等の白色顔料や着色顔料
は、白色ではある程度の太陽熱遮蔽効果があるものの、
白色以外に着色した場合著しく太陽熱遮蔽効果が低下す
るので任意の色に着色しても高い太陽熱遮蔽効果を有す
る被覆が要望されていた。

一方従来から建築物の屋根やタンクの外面用に太陽熱遮
蔽塗料として、鱗片状アルミニウム粉を含有するアルミ
ニウムペイントが知られているが、色が限定され、耐久
性の点でも不十分であり、また耐摩耗性が悪く歩行する
場所に不向きといった欠点を有していた。

これらの問題を解決するために、二酸化アンチモン、ジ
クロム酸アンチモン、アルカリ金属ジクロム酸塩等を含
有する熱反射エナメルが特開昭５６−１０９２５７号公
報により提案されているが重金属を含む点で環境衛生上
好ましくなく性能においてもさほど大きな効果は期待で
きない。

また、粒径２０〜３５０μのガラス細粒を含有するエマ
ルジョン塗料、粒径３００μ以下の白色顔料含有合成シ
リカ粒を含有する塗料や粒径５〜３００μのガラス砕粒
を含有する塗料で被覆された金属板の製造法が特公昭５
５−３３８２８号、特開昭５５−１２０６６９号、特開
昭５５−７４８６２号各公報により提案されているが、
これらは初期の太陽熱遮蔽効果は優れているものの、表
面に凹凸模様を存し経時での耐汚染性が悪く太陽熱遮蔽
効果が著しく低下するといった欠点を有しており、安全
で各種の色に着色可能な長期間借れた太陽熱遮蔽効果を
維持する被覆構造物を得ることは困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、太陽の直射を受ける陸上、海上の各種
構造物、船舶、建築物、家電製品等の外面を長期耐久性
に優れ、環境衛生上の問題もなく、各種の色に着色可能
で美観をも兼ね備えた塗料組成物により被覆し、これら
の内部温度の上昇を抑えることにより、空調費の改善あ
るいは内容物の蒸発減耗の低減を計り、エネルギーの節
約に顕著な効果を期待しうる太陽熱遮蔽被覆構造物を提
供することにある。

（問題点を解決するための手段〕本発明者らは、上記の如き問題点を解決するために鋭意
研究を重ねた結果、構造物基体の最外層に太陽光線の特
に紫外域、および近赤外域で高い輻射反射率を有する顔
料を耐候性の優れたビヒクルで固めた塗膜とその下層に
断熱性の優れた充填物と付着性、耐食性の優れたビヒク
ルで構成された塗膜層を設けることによって長期耐久性
に優れ、白色のみならず各種の色に着色した太陽熱反射
被覆構造物を提供できることを見出し、本発明に到達し
た。

即ち本発明は構造物基体の最外層に少なくとも太陽熱反
射特性、耐久性の優れた顔料と耐候性の優れたビヒクル
とを主成分として含む塗膜層を有し、その下層に断熱性
の優れた充填物と付着性防食性の優れたビヒクルとを主
成分として含む塗膜層を設けたことを特徴とする太陽熱
遮蔽被覆構造物である。

以下本発明の詳細な説明する。

先ず本発明の最大の骨子は構造物基体の最外層が耐候性
の優れたビヒクルと太陽熱反射率のきわめて優れた太陽
熱遮蔽顔料とを含む塗膜層よりなることである。

太陽熱遮蔽顔料としては、ＪＩＳ　　Ａ３７５９建築用
熱線遮蔽及びガラス飛散防止フィルムで規定されている
分光反射率（Ｒλｉ）より算出される太陽放射反射率の
うち、３ＢＯｎ＋ａ以下および７８０ｎ＋ｍ以上の可視
光以外での反射率が９０％以上であり２．３５０ｎｓ〜
２１００ｎ＊の全領域での反射率が８５％以上であるこ
とが好ましく、特には８７％以上が好ましい、また、太
陽熱遮蔽顔料は、安全で、耐水性や耐候性に優れ長期間
熱遮蔽効果を維持する成分であることが望ましい、この
ような性能を満たす物質として、特に酸化ジルコニウム
、酸化イツトリウム、または酸化インジウムの１種以上
が有効である。また、上記の酸化ジルコニウム、酸化イ
ツトリウム、または酸化インジウムの１種以上を例えば
酸化チタン、酸化珪素、リン片状のガラス、マイカ等に
０．０１μ以上好ましくは０．１μ〜１μの被覆層を有
するもの、あるいはこれらの表面に更に光学的には一゛
透明な範囲で有機のシリコン樹脂、メラミン樹脂、ウレ
タン樹脂、無機のシリカ、チタニア皮膜の１種以上の被
ｊ′！２層を厚さ０．０１μ〜１μ好ましくは０．０１
μ〜０、１μ有するものも優れた性能を示す。また酸化
マグネシウム、酸化バリウム、酸化亜鉛または酸化カル
シウムは初期熱遮蔽効果は優れているが耐水性に問題が
あり、長期的には塗膜に吸収された水分によって化学変
化をおこし変色して熱遮蔽効果が低下する。これを防止
するためにこれらの１種以上の表面に光学的にほぼ透明
で耐水性の優れた上記の有機シリコン樹脂、メラミン樹
脂、ウレタン樹脂、無機のシリカ、チタニア皮膜の１種
以上を０．０１μ以上好ましくは０．０１μ〜０．１μ
有することによって長期に安定した太陽熱遮蔽顔料を提
供することができる。更にまた上記物質中固体酸の酸化
ジルコニウム、酸化インジウム、酸化チタン、酸化珪素
の１種以上と固体塩基の酸化マグネシウム、酸化イツト
リウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、酸化カルシウムの１
種以上とを化学的に反応させて得た化合物も優れた太陽
熱遮蔽効果を示し、また上記化合物の表面に前述の有機
シリコン樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、無機のシ
リカ、チタニア皮膜の１種以上の被覆層を厚さ０．０１
μ〜１μ、好ましくは０．０１μ〜０．１μ有するもの
も同様に優れた性能を示す。

また、太陽熱遮蔽顔料の粒径は、耐汚染性の点から５０
μ以下であることが望ましいがさらには２０μ以下であ
ることが望ましい、５０μを越える粗い粒子の顔料を使
用すると塗膜に細かい凹凸が生じ、特に凹部に塵埃、煤
煙などが付着し、塗膜表面が汚染され太陽熱遮蔽効果の
維持が困難となる。

さらに、このような粒径の顔料が塗料固形分中２〜６０
重量％含まれることが望ましい、該顔料が２重量％未満
の場合には太陽熱遮蔽効果に欠け６０重量％を越える場
合には塗膜中の顔料量が多くなり耐白亜化性が悪くなり
この結果耐候性に欠けることとでる。

また、必要に応じ表面平滑剤、紫外線吸収剤、粘度調整
剤、硬化触媒、顔料分散剤、顔料沈降防止剤、色別れ防
止剤等を用いることができる。

本発明に使用する太陽熱遮蔽顔料以外の顔料としては、
とくに限定されるものではないが、白色顔料としてはル
チル型酸化チタンを用いるのが好ましく、着色顔料とし
ては二酸化マンガン、カーボンブラックなど一般に使用
されるものを用いることができる。

また最外層に使用するビヒクルとしては耐候性特に耐黄
変性、耐保色性、光沢保持性、および耐色亜化性に優れ
たものが好ましく、アクリル樹脂、シリコン変性ポリエ
ステル樹脂、アルキド樹脂、弗素樹脂、ウレタン樹脂の
１種以上を用いることができる。

最外層の塗膜は膜厚が１μ以上、好ましくは１０μ以上
に被覆することによって優れた性能が得られる。１μ未
満では、下層塗膜の影響が大きくあられれて十分な効果
が発揮できない。膜厚の上限はかなりの厚膜になっても
効果は良好であるが、あまり厚くしても効果が飽和する
ので１０〜１００μ程度が好ましい。

次に下層に含まれる断熱性の優れた充填物としてはリン
片状物質及び／又は球状中空体が好ましい、まずリン片
状物質としては、径が５．０μ以下の例えばガラスフレ
ーク、マイカ等を用いることができる。リン片状の金属
、例えばステンレス、アルミニウム箔等市販されている
が熱伝導率の点でガラスフレーク、マイカが優れいる。

またその大きさは５０μ以下特に２０μ以下であること
が好ましい。５０μを越えるとリン片状物質によって塗
膜に凹凸を生じ、上層塗膜に悪影響を及ぼすと共にリン
片状物質が平らにならばぬことにより断熱性の効果、耐
食性の効果も低減する。特にこの物質が２０μ以下では
ビヒクルとの割合を適正な値とすることによりリン片が
塗膜面と平行にならび、この結果ちみつな層が形成され
水透過の行路が延長するいわゆるラビリンス効果が生じ
、これによって耐食性が向上すると共に断熱性の効果も
向上する。あるいはまた球状中空体として径が５０μ以
下好ましくは１μ〜１０μの例えばガラスバルーン、シ
ラスバールン、あるいはポリスチレン等の樹脂を用いた
バルーンを用いることができる。径が５０μを越えると
上述のように塗膜に凹凸を生じ、上層塗膜に悪影響を及
ぼす。径が１μ未満になると中空効果即ち断熱性の効果
が劣り好ましくない。

また下層に使用するビヒクルとしては付着性、耐食性に
優れたものとしてエポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、フ
ェノール変性ブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコン
変性ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、弗素樹脂、ウレ
タン樹脂の１種以上を用いることができる。

上記の充填物は塗膜中に２〜６０重世％含まれることが
望ましい、２％未満では断熱の効果が出す、６０％を越
えると塗膜の付着性が低下し上層皮膜に悪影響を及ぼす
、下層皮膜中の上記ビヒクルは２０〜６０重量％含まれ
ることが望ましい。

２０％未満では塗膜の付着性が劣り６０％を越えると断
熱性耐食性が低下する。

以上述べたように、本発明の構成は、構造物基体の最外
層として太陽熱反射特性の優れた塗膜層を有し、その下
層に断熱性の優れた塗膜層を有することを骨子とするも
のであるが、この場合、下層の塗膜層を直接に構造物基
体表面に設けても良く、または下層と基体表面との間に
、下層の基体表面に対する接着性を向上するために通常
使用されるブライマー層を設けても良いことは言うまで
もない。

以下本発明の実施例について説明する。

〔実施例〕

■　太陽熱遮蔽顔料（Ａ）平均粒径３μの酸化インドリウムを顔料Ａとした
。

（Ｂ）平均粒径１０μのマイカにジルコニウムテトラブ
トキシドのエタノール溶液を用いて表面処理し、酸化ジ
ルコニウムを０．１μの厚みに被覆したものを顔料Ｂと
した。

（Ｃ）平均粒径２．５μの酸化インジウムをチタンテト
ラブトキシドのエタノール溶液を用いて表面処理し、チ
タニア（酸化チタン）を０．１μの厚みに被覆したもの
を顔料Ｃとした。

（Ｄ）平均粒径２μの酸化マグネシウムにシリコン樹脂
皮膜を０．１μの厚みに被覆したものを顔料りとした。

（Ｅ）モル比１対１の酸化チタンと酸化マグネシウムを
１９００℃で焼成して得た化合物を粉砕し平均粒径５μ
の粉末を得た。この粉末を顔料Ｅとした。

（Ｆ）モル比１対ｌの酸化亜鉛と酸化ジルコニウムを１
４００℃で焼成して得た化合物を粉砕し平均粒径４μの
粉末を得た。一方平均粒径３μの酸化インドリウムにジ
ルコニウムテトラブトキシドのエタノール溶液を用いて
表面処理し酸化ジルコニウムを０．１μの厚みに被覆し
た。上記酸化亜鉛−酸化ジルコニウム化合物粉末と酸化
ジルコニウム被１２ｆｆＩ化イツトリウム粉末を重量比
で１対１の比に混合したものを顔料Ｆとした。

（Ｇ）平均粒径２μの酸化マグネシウムを顔料Ｇとした
。

■　充填物（Ｈ）平均粒径５〜１０μのマイカ粉を充填物Ｈとした
。

（１）平均粒径３μのガラスバルーンを充填物■とした
。

（Ｊ）平均粒径３μのシラスバルーンを充填物Ｊとした
。

（塗料の作成）乾燥塗膜中の組成が第１表に示すような割合になるよう
に最外層塗膜には太陽熱遮蔽顔料Ａ−Ｆおよび無処理の
酸化マグネシウムとビヒクルの各種樹脂と着色顔料を添
加し、更に色相がＮ９．５〜Ｎ６となる様にカーボンブ
ラックを加え、これに溶剤を加えて塗料とした。また下
層塗膜には充填物Ｈ−Ｊとビヒクルの各種樹脂と酸化チ
タン顔料と更に溶剤を用いて塗料とした。

（試験片の作成）厚さ１ｆｉの軟鋼板に膜厚２０μのエポキシ樹脂系ブラ
イマーを塗装後、実施例１〜６、比較例１〜５の塗膜を
乾燥膜厚で下層１５０μ、最外層５０μの厚みに塗装し
たものを試験片とした。

（タンクの作成）内容量１０リツトルの鋼製タンクに膜厚２０μのエポキ
シ樹脂系プライマーを塗装後、上記の塗料を下層には膜
厚１５０μに最外層には５０μになる様にスプレー塗装
し、乾燥硬化させ、タンクを得た。

（試験方法）上記試験片について、第１図に示すように白熱灯を照射
し試験片の裏面温度の測定を行った。なお、第１図の裏
面温度測定手段について説明すると、塗膜ｌを有する鋼
板２　（寸法１５０Ｘ７０Ｘ１１■）を厚さｔ＝３０鶴
の発泡スチロール板３に塗膜１面を上側にしてはめこみ
、■膜面上のｈ＝３７０ｍの位置に白熱灯（５００ｗフ
ォトリフレクタランプ）４を設置し電源５を接続する。

一方鋼板２の裏面側には温度センサー６を取りつけ温度
記録計７を接続する。以上の如く設定したのち、室温を
２０＋１”Ｃに保つと共に電源５の電圧を７０±１ｖに
調整して白熱灯４を点灯し、温度センサー６の位置にお
ける温度を記録計７により記録するものである。

また、前記のようにして作成されたタンクに開放口を付
け１．１．２）リクロルエタンを満たし、太陽光の直射
する屋外に７日間保持し内容物の減量を測定した。

以上の結果を第１表に併せて示す。

第１表において顔料Ａを最外層に用いた実施例１と太陽
熱遮蔽顔料を最外層に含まない比較例１とを比較すると
他の組成は同一でも裏面温度で６℃、タンク減量で１．
０〜１．３％の差が認められる。また実施例１と比較例
２は最外層皮膜は同一で下層皮膜における充填物の有無
の比較で裏面温度で２〜３℃、タンク減量で０．２〜０
．３％の差が認められる。実施例２と比較例３は同一色
相Ｎ−８として下層は同一でも最外層に顔料Ｂを使用し
たものと太陽熱ｉ５！蔽顔料を使用しないものとの比較
である。この場合裏面温度で８〜９℃タンク減量で１．
７〜１．８％の差が認められる。実施例３は顔料Ｃを用
い、実施例１と同様の効果を示している。実施例４と比
較例４は実施例においては顔料り即ちシリコン樹脂で被
覆した酸化マグネシウムを用いているものに対し比較例
においては無処理の酸化マグネシウムを用いているもの
との比較である。この場合裏面温度、タンクＭｌが初期
は同一であるのに対し、１年暴露後では温度８℃減量で
２．３％の差が認められる。これは酸化マグネシウムが
暴露によって塗膜に吸収された水分によって変化し塗膜
が劣化したためである。実施例５と比較例５は同一色相
Ｎ−６として下層は同一で最外層に顔料Ｅと太陽熱遮蔽
顔料を用いない場合との比較で裏面温度で１３〜１５℃
タンクＸＩで４６５〜４．９％の差が認められる。実施
例６は顔料Ｆトヒヒクルに弗素樹脂を用いたもので、暴
露による劣化もなく優れた性能を示すことがわかる。

〔発明の効果〕

以上の実施例の結果からも明らかなように、同一色相で
比較すると試験片の裏面温度、タンク内容物の減量とも
に著しい効果がみられ、本発明によれば太陽の直射を受
ける船舶、各種構造物の外面を被覆しすることにより、
長期間太陽熱を遮蔽し、内部の温度上昇を抑制し、空調
費の改善あるいは内容物の蒸発消耗を抑制して、エネル
ギーの節減に顕著な効果を期待しうる太陽熱遮蔽被覆構
造物を提供することが可能となるものであり、産業の発
展に貢献するところ極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例に用いられた試験片の裏面温度の測定
手段を示す模式図である。ｌ・・・俯膜、２・・・鋼°板、３・・・発泡スチロー
ル板、４・・・白熱灯、５・・・電源、６・・・温度セ
ンサー、７・・・温度記録計。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）構造物基体の最外層に少なくとも太陽熱反射特性
、耐久性の優れた顔料と耐候性の優れたビヒクルとを主
成分として含む塗膜層を有し、その下層に断熱性の優れ
た充填物と付着性、防食性の優れたビヒクルとを主成分
として含む塗膜層を設けたことを特徴とする太陽熱遮蔽
被覆構造物。
（２）最外層に含まれた顔料が少なくとも以下の（Ａ）
〜（Ｆ）より選ばれた１種以上を含む特許請求の範囲第
１項記載の被覆構造物。（Ａ）顔料が酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、ま
たは酸化インジウムの１種以上であるもの。（Ｂ）顔料がその表面に酸化ジルコニウム、酸化イット
リウム、または酸化インジウムの１種以上の被覆層を厚
さ０．０１μ以上有するもの。（Ｃ）顔料が上記（Ａ）または（Ｂ）のさらに表面に有
機のシリコーン樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、無
機のシリカ、チタニア皮膜の１種または２種以上の被覆
層を厚さ０．０１〜１μ有するもの。（Ｄ）顔料が酸化マグネシウム、酸化バリウム、酸化亜
鉛、酸化カルシウムの１種以上の表面に有機のシリコン
樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、無機のシリカ、チ
タニア皮膜の１種または２種以上の被覆層を厚さ０．０
１〜１μ有するもの。（Ｅ）顔料が酸化ジルコニウム、酸化インジウム、酸化
チタン、酸化珪素の１種または２種以上と酸化マグネシ
ウム、酸化イットリウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、酸
化カルシウムの１種または２種以上との化合物であるも
の。（Ｆ）顔料が上記（Ｅ）の表面に有機のシリコーン樹脂
、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、無機のシリカ、チタニ
ア皮膜の１種または２種以上の被覆層を厚さ０．０１〜
１μ有するもの。
（３）最外層に含まれるビヒクルがアクリル樹脂、シリ
コン変性ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコン変
性アルキド樹脂、弗素樹脂、ウレタン樹脂の１種以上を
含む特許請求の範囲第１項記載の被覆構造物。
（４）下層に含まれる断熱性の優れた充填物が、リン片
物質及び／又は球状中空体である特許請求の範囲第１項
記載の被覆構造物。
（５）下層に含まれる付着性、防食性の優れたビヒクル
がエポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、フェノール変性ブ
チラール樹脂、アクリル樹脂、シリコン変性ポリエステ
ル樹脂、シリコン変性アルキド樹脂、弗素樹脂、ウレタ
ン樹脂の１種以上である特許請求の範囲第１項記載の被
覆構造物。