JPS58124162A - 太陽光吸収用被覆物 - Google Patents

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】 本発明は、太陽熱集熱器に塗布して、その表面からの熱
放射損失を押さえて、良好に太陽光を熱に変換せしめる
被覆物に関するものである。

一般に、この種の被覆は選択吸収膜と呼ばれるが、従来
、６ブラツククロム”、゛着色ステンレス”等の選択吸
収膜が開発されている。これらの選択吸収膜は、太陽光
吸収率ａが０．９０以上、赤外線放射率εが０．１６以
下と良好な選択吸収性を有するが、選択吸収性の無い黒
色塗装（α＝０９６、ε＝０．９２　）　　と比較する
と、コストが３〜１０倍であり、家庭給湯用としての適
用には難点があにページ クた０ 本発明は、大面積塗布の適用性に優れ、かつコストの安
価な塗装による選択吸収膜を提供するものである。

塗装による選択吸収被覆として、太陽光吸収域での吸収
性に優れ、かつ赤外線領域において透明な半導体顔料を
用いた被覆が知られている。

半導体顔料の例として、Ｇｏ　、Ｓｔ　、ＰｂＳ　など
がよく知られているが、金属酸化物系顔料のＦｅ２０３
−ＭｎＯ２−ＣｕＯなども良好な特性の顔料として挙げ
られる。

これらの顔料の粒径が、選択吸収性との関係で重要であ
るが、製造上の制約から、従来の半導体顔料の場合には
、０．６μｍ以下の粒径を得ることが困難な背景にあっ
た。

０．５μｍ以下の粒径は、特殊品として、コストも高い
という難点があった。

塗装による選択吸収被覆の場合、選択吸収性を発揮しよ
うとすれば、素材の分光特性もさることながら、いずれ
にしても、赤外線吸収を押さえるため、塗膜を薄く形・
成することが必要となる。

薄い塗膜を形成した場合、放射率εの側は有利に々るが
、太陽光吸収率αが不利になるため、顔料は、特に粒径
が細かく、太陽光吸収が良好であることが望ましい。

粒径がずっと細かくな゛す、塗膜が薄くなると、それ自
体で選択吸収性が実現することになるたべ素材に要求さ
れる分光特性は、争件がゆるやかにな、りて来る。

本発明は、このような観点から、塗膜被覆全体を薄膜と
して、赤外線の透明性を実現するとともに、薄膜でも良
好な太陽光吸収率を持ち得る被覆を得ることを目的とす
るものである。

本発明を実現するに重要な顔料として、粒径が０．００
１〜０．２μｍの範囲にある鉄酸化物とフタロシアニン
系顔料に着目しだ０ フタロシアニン系顔料は、緑から青の色相を持つ鮮明で
堅牢な顔料として知られている。これは、インドール環
が四個対称にあり、かつ中心に銅が位置する安定な分子
構造を持っている。そして、抜群の性能を持っている。

またこれは、非常に細かい粒径範囲を持っていて、０．
０１μｍ　から゛の粒径で一般に調整されている。

但し、フタロシアニン系顔料のみでは、黒色度、すなわ
ち太陽光吸収率ａが不十分なため、これを補充するもの
として、鉄酸化物との組み合せによる相別効果を図った
ものである。

本発明の被覆物は、アルミニウム、銅、ステンレスなど
その表面の放射率が低い金属上に形成され、粒径が０．
００１〜０．２μｍの範囲にある鉄酸化物およびフタロ
シアニン系顔料を少なくとも４゜ｗｔ％含み、かつ残部
が樹脂（例えば、アクリル樹脂など）から成る。

以上のように構成した被覆物は、２〜３μｍと薄膜でも
、吸収率α＝０．９５．放射率ε＝０．３〜０．４と良
好な選択吸収性を示し、しかも、家庭給湯用として安価
に被覆が形成できる○ このように、放射率εが低いのは、全体的な被覆物の膜
厚が薄いだめである。また、吸収率αが６　ページ 高いのは、被覆物中の顔料が０．００１〜０．２μｍと
非常に細く、２μｍの膜厚であっても、被覆物中では、
顔料層が重なるため、また、フタロシアニン系顔料の長
波長域の吸収と、鉄酸化物の短波長域の吸収とが相補的
に作用するためである。

以下、実施例を中心として説明する。なお、実験の基材
として、ステンレスの「ＹＵｓ−１９０Ｊ（商品名）（
寸法ニア０哩×１６０団Ｘ　０．３　ｍｍ　ｔたルカリ
脱脂して用いた。この基材の放射率（３〜３０μｍ）は
０．１であった。

選択吸収塗膜の分光特性の評価は、高滓製作所製分光光
度計ＭＰＳ−５０００型（積分球反射装置付き）を用い
て分光反射率を測定し、大気質量２の放射スペクトルと
の比から吸収率αを評価した。

まだ放射率εは、ＤＥＶＩＣＥＳ　＆　ＳＥＲＶＩＣＥ
ＳＣＯＭＰＡＮＹ　　製の放射率計を用いて行なった。

（実施例１） 粒径がＯ，ＯＳ〜Ｏ，Ｓμｍの範囲にあるフタロシアニ
ン系顔料として、大日精化（株）製の「シアニンブルー
ＺＣ７８０２Ｊ　　（商品名）を用いた。また、０べ一
７゛ 鉄酸化物として、大日精化（株）製のｌ−ＴＲＡＮＳＯ
ＸＩＤＥ　ＲＥＤ　Ｊ　（商品名）を用いた。これは、
ｏ、００１μｍの粒径でＦｅ２Ｏ３の状態のものである
。

樹脂としては、三菱レーヨン（株）製のシリコーン変性
アクリル樹脂の「ダイヤナール５Ｅ−６５３Ｊ（商品名
）を用い、溶剤としては、キシレン＝２１重量部、ｎ−
ブタノール：２９重量部、ツルペッツ＃１００　：　ｔ
ｓｏ重量部から成る混合溶剤を用いた。

塗料の調合は、「アトライタ」を用いて、約６時間分散
させて行なった。

塗料構成成分の配合比率を変えて塗料を調合しそして調
合した塗料を約２μｍの乾燥膜厚となるようにステンレ
ス板上に塗装し、焼成して得られた被覆物の物性を評価
した。フタロシアニン側の青味が強いことから、フタロ
シアニン系顔料と、鉄酸化物との配合率は重量比で１／
２　、すなわちフタロシアニン系顔料１部に対して、鉄
酸化部２部以上が望ましい。これ以下となると、被覆塗
膜は、青緑〜青の色調となり、吸収率αが低下す妬また
太陽光吸収率ａに関しては、顔料自体の被覆物中に占め
る割合が重要である。顔料の配合率に関して、総添加量
で４０ｗｔ％を越えると、太陽光吸収率αがｏ、９３を
越えることを見い出した。

総添加量が、６０ｗｔ％を越えると、塗膜物性に悪影響
が見られ、塗膜が脆（、爪でも傷がつく状態となる。６
ｏ％の樹脂固形分を含む前記樹脂１００重量部、フタロ
シアニン系顔料１２．藝重量部、鉄酸化物２６重量部、
溶剤２ｏｏ重量部の配合にて、調合した塗料を塗布した
結果、２μｍの膜厚で、太陽光吸収率ａ＝０．９５．赤
外線放射率ε＝０．３２と良好な選択吸収性が得られた
。

このような２μｍという薄膜で、０．９５という高い吸
収率は、従来の黒色顔料では、到底達成されなかったと
ころであるが、超微粒子径の顔料の組み合わせ効果によ
り達成されたものと考えられる○ （実施例２） 実施例１と類似の系で、但し、鉄酸化物として前記の酸
化物の代わりに、三菱金属（株）製のＦｅ５ｏ４約ｏ、
ｏｓμｍの粒径である。

ｅｓｏ％の樹脂固形分を含む樹脂１ｏｏ重量部、フタロ
シアニン系顔料２０重量部、鉄酸化物２０重量部、溶剤
２００重量部の配合にて、調合した塗料を塗布した結果
、約２．５μｍの膜厚で、太陽光吸収率α＝０．９５　
、　　赤外線放射率ε：＝０．３７と良好な選択吸収性
が確認された。

それぞれ単独の場合には、フタロシアニン系顔料のみの
場合で、吸収率ａ　＝　０．８９　、鉄酸化物で、吸収
率α＝０．７７が２μｍ付近の膜厚での吸収率の上限で
あるため、ここでも、両者の相別効果は著しい。

なお、本発明の被覆物を構成する他の要素の樹脂として
は、各種の樹脂の適用が可能である。

選択吸収性に関係する赤外線領域における光の吸収であ
るが、本発明の場合、薄膜でも太陽光吸収が良好なこと
から、膜厚を薄くできるため、ノ（インダーとしての質
的な差が顕著に表われず、その結果、樹脂の適用範囲が
広いわけである。

９ページ したがグて、太陽熱集熱器としての必要性の観点から、
条件を満足する適当な樹脂を選択して用いることができ
る。

この場合、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂
等が、本被覆構成の樹脂としては、最適である。

まだ塗料化の際に、微細な顔料粒子を良好に分散させる
分散剤等の適用は、必要に応じて実施してもよい。

以上のように本発明の被覆物を施すことにより、薄膜で
も極めて良好な太陽光吸収率が実現できるため、大面積
塗布の適用性に優れ、かつコストの安価な塗装による選
択吸収性を比較的簡単に集熱面に付与することができる
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粒径が０．００１〜０．２μｍの範囲にある鉄酸化物お
   よびフタロシアニン系顔料を少なくとも４０ｗｔ％含み
   、かつ残部が樹脂から成る太陽光吸収用被覆物０