JPS58195746A - 太陽熱選択吸収塗膜の形成方法 - Google Patents
太陽熱選択吸収塗膜の形成方法Info
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- JPS58195746A JPS58195746A JP57078927A JP7892782A JPS58195746A JP S58195746 A JPS58195746 A JP S58195746A JP 57078927 A JP57078927 A JP 57078927A JP 7892782 A JP7892782 A JP 7892782A JP S58195746 A JPS58195746 A JP S58195746A
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- Japan
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- coating
- solar heat
- film
- ratio
- carboxylic acid
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/25—Coatings made of metallic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
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、太陽熱の集熱器に適用さ扛、かつその表面上
に太陽熱の選択吸収性を付与することができる太陽熱の
選択吸収性塗膜の形成方法に関するもので、特に高性能
の選択吸収塗膜を実現する方法を提供するものである。
に太陽熱の選択吸収性を付与することができる太陽熱の
選択吸収性塗膜の形成方法に関するもので、特に高性能
の選択吸収塗膜を実現する方法を提供するものである。
一般に太陽熱集熱器の効率向上に寄与する技術としては
、選択吸収膜を形成する技術があるが、この場合、大き
な面積の塗布の適用性に優れ、かつコストの安価な塗装
が注目されている。この塗装により選択吸収性を実現す
るためには、その構成系の組み合わせが重要である。
、選択吸収膜を形成する技術があるが、この場合、大き
な面積の塗布の適用性に優れ、かつコストの安価な塗装
が注目されている。この塗装により選択吸収性を実現す
るためには、その構成系の組み合わせが重要である。
従来からこの組み合わせとして、硫化鉛微粉末をシリボ
ーン樹脂中に分散した塗料を始めとして、銅化鋼、二酸
化マンガン、酸化コバルトなどと、アクリルメラミン系
、ビニル系、シリコーン系などの樹脂との組み合わせが
提案さｎている。塗料法で、選択吸収特性を高めるため
のポイントは、高くなりがちな放射率を如何にして、改
善するかにある。
ーン樹脂中に分散した塗料を始めとして、銅化鋼、二酸
化マンガン、酸化コバルトなどと、アクリルメラミン系
、ビニル系、シリコーン系などの樹脂との組み合わせが
提案さｎている。塗料法で、選択吸収特性を高めるため
のポイントは、高くなりがちな放射率を如何にして、改
善するかにある。
従来の組み合わせ系で総合的にバランスのとれた構成と
なっているものにおいては、太陽光吸収率αが０．９３
〜０．９４、赤外線放射率εが０．４〜ｏ、ｓ （ＬＢ
し、ステンレスが基材の場合）の選択吸収性を有するの
が水準であった。この水準は、塗装以外の選択吸収膜と
比較すると放射率が高い水準にある。
なっているものにおいては、太陽光吸収率αが０．９３
〜０．９４、赤外線放射率εが０．４〜ｏ、ｓ （ＬＢ
し、ステンレスが基材の場合）の選択吸収性を有するの
が水準であった。この水準は、塗装以外の選択吸収膜と
比較すると放射率が高い水準にある。
従来の構成系で、放射率全改善しようとすれば、膜厚全
薄く構成できれば良いが、膜厚を薄く安定して均一に塗
装することは非常に困難であり、また膜厚ｔ−薄くすれ
ば、ピンホール等の欠陥も増え、塗膜物性が悪くなる上
に、太陽光吸収率も低下してしまうという欠点があった
。
薄く構成できれば良いが、膜厚を薄く安定して均一に塗
装することは非常に困難であり、また膜厚ｔ−薄くすれ
ば、ピンホール等の欠陥も増え、塗膜物性が悪くなる上
に、太陽光吸収率も低下してしまうという欠点があった
。
本発明は、上記従来の欠点に鑑み、塗膜にピンホールな
どの欠陥を生ずることを極力防止して、塗装作業性を良
好にし、かつ優れた選択吸収性を実現する方法を提供す
ることを目的とするものである。
どの欠陥を生ずることを極力防止して、塗装作業性を良
好にし、かつ優れた選択吸収性を実現する方法を提供す
ることを目的とするものである。
上記目的全達成するために、本発明は、カルボン酸アミ
ド共重合体と、Ｆｅ 、Ｍｎ 、Ｏｕ 、Ｃｒ 、Ｇｏ
。
ド共重合体と、Ｆｅ 、Ｍｎ 、Ｏｕ 、Ｃｒ 、Ｇｏ
。
Ｎｉ０群から選択した１種以上の元素を含む酸化１．１
′ 物または複合酸化物と、狸、、分子量４７ツ化エチレ中
の固形分率を重量分率 ０ｗｔ％以下として、アミノ
変性シリコ〜ン樹 またはカルボキシル変性シリコー
ン樹脂を添加した状態にて、集熱面上に塗布し、その後
、加熱硬化させるようにしたものである。
′ 物または複合酸化物と、狸、、分子量４７ツ化エチレ中
の固形分率を重量分率 ０ｗｔ％以下として、アミノ
変性シリコ〜ン樹 またはカルボキシル変性シリコー
ン樹脂を添加した状態にて、集熱面上に塗布し、その後
、加熱硬化させるようにしたものである。
上記カルボン酸アミド共重合体は、結合剤であって、金
属などの集熱面素地上に膜を作るためのものである。す
なわち、素地との密着、さらには、他の塗膜構成要素を
相互に接着するためのものである。
属などの集熱面素地上に膜を作るためのものである。す
なわち、素地との密着、さらには、他の塗膜構成要素を
相互に接着するためのものである。
またＦｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｏｒ、Ｇｏ、Ｎｉ の群から
選択した１種以上の元素全台む酸化物または、複合酸化
物は、太陽光全吸収するためのもので、赤外線の吸収が
少ない黒色顔料として用いている。
選択した１種以上の元素全台む酸化物または、複合酸化
物は、太陽光全吸収するためのもので、赤外線の吸収が
少ない黒色顔料として用いている。
上記赤外線の吸収に関しては、いずれの樹脂とも、かな
りの吸収は避けられないが、カルボン酸アミド共重合体
は、比較的赤外線の吸収が少ない樹脂である。
りの吸収は避けられないが、カルボン酸アミド共重合体
は、比較的赤外線の吸収が少ない樹脂である。
また低分子量４．、フッ化エチレン樹脂は、塗膜物、１
性全改善するために用いているもので、この樹脂温
の採用により、耐−性や耐摩耗性、耐衝撃性、耐１甲。
熱性などが改善され１：る。ま′ｆｃ１〜２μｍの近赤
外線領域の吸収を改善する目的にもこの低分子量４フツ
化エチレン樹脂は寄与する。
外線領域の吸収を改善する目的にもこの低分子量４フツ
化エチレン樹脂は寄与する。
６ベー：・′
そしてまた集熱面の放射率金紙くするためには、表面の
放射率が低い素材を用いて、これを利用する。また素材
の低い放射率全損なわないためには、形成する塗膜は極
力薄膜であることが望着しい。
放射率が低い素材を用いて、これを利用する。また素材
の低い放射率全損なわないためには、形成する塗膜は極
力薄膜であることが望着しい。
薄膜の塗膜を安定して均一に形成するため、塗料中の固
形分量は少ない状態で塗装するのが良い。
形分量は少ない状態で塗装するのが良い。
すなわち、塗料中の固形分率全重量分率で１０ｗｔ％以
下としたのは、このためで、例えば固形分率が重量分率
でａｗｔ％とすれば、塗料の希釈度は約００ ■となり、仮にＳｗｔ％とじた場合、希釈度は約２０倍
で、２０μｍのウェット膜厚で１μｍのドライ膜厚が得
られる計算となる。このようにすることにより、安定し
７’Ｃ薄膜の形成が可能となる。
下としたのは、このためで、例えば固形分率が重量分率
でａｗｔ％とすれば、塗料の希釈度は約００ ■となり、仮にＳｗｔ％とじた場合、希釈度は約２０倍
で、２０μｍのウェット膜厚で１μｍのドライ膜厚が得
られる計算となる。このようにすることにより、安定し
７’Ｃ薄膜の形成が可能となる。
従来の塗料では、このような希釈度の高い状態では、顔
料と樹脂が分離したりして、ピンホール等の種々の塗膜
欠陥が生じやすいのであるが、本発明の場合には、アミ
ン変性シリコーン樹脂、または左ルボキシル変性シリコ
ーン樹脂を含み、安定した表面張力状態が保持されてい
るため、塗膜欠陥の発生の懸念がなく、安定した塗装作
業が可能となる。
料と樹脂が分離したりして、ピンホール等の種々の塗膜
欠陥が生じやすいのであるが、本発明の場合には、アミ
ン変性シリコーン樹脂、または左ルボキシル変性シリコ
ーン樹脂を含み、安定した表面張力状態が保持されてい
るため、塗膜欠陥の発生の懸念がなく、安定した塗装作
業が可能となる。
このようにして塗布した後、通常の焼付は炉で加熱硬化
させれば、容易に性能の優れた選択吸収塗膜が形成され
る。
させれば、容易に性能の優れた選択吸収塗膜が形成され
る。
本発明におけるカルボン酸アミド共重合体は、望ましく
は、アクリルアミドか、メタアクリルアミドなとのα、
βモノエチレン性不飽和カルボン酸、アクリル酸アルキ
ルエステルなどを主成分とする共重合体の適用が望まし
い。これらの樹脂は、耐候性、耐熱性、耐食性、硬度、
薄塗り性などの面で優れた特性を有しているためである
。
は、アクリルアミドか、メタアクリルアミドなとのα、
βモノエチレン性不飽和カルボン酸、アクリル酸アルキ
ルエステルなどを主成分とする共重合体の適用が望まし
い。これらの樹脂は、耐候性、耐熱性、耐食性、硬度、
薄塗り性などの面で優れた特性を有しているためである
。
顔料は、Ｆｅ 、Ｍｎ 、Ｃｕ 、Ｃｒ 、Ｇｏ 、Ｎ
ｉ の群から選択したＦｅ３Ｏ４，ＭｎＯ２，ＣｕＯ
，Ｃｏ５ｔ４．ＮｉＯなどの顔料単独もしくは混合物、
特に、Ｆｅ２０Ｓ−ＭｎＦｅ２０Ｓ−、あるいはＣｕＯ
−Ｃｒ２Ｏ５なとの混合物が、赤外域の透明性と、未陽
光吸収域の吸収性の面で特に良好である。また、こ扛ら
の顔料に関しては、特にその粒径が重要な要因であり、
０．０１〜０．５μｍの粒径範囲が、選択吸収性、特に
光散乱の観点で望ましい。
ｉ の群から選択したＦｅ３Ｏ４，ＭｎＯ２，ＣｕＯ
，Ｃｏ５ｔ４．ＮｉＯなどの顔料単独もしくは混合物、
特に、Ｆｅ２０Ｓ−ＭｎＦｅ２０Ｓ−、あるいはＣｕＯ
−Ｃｒ２Ｏ５なとの混合物が、赤外域の透明性と、未陽
光吸収域の吸収性の面で特に良好である。また、こ扛ら
の顔料に関しては、特にその粒径が重要な要因であり、
０．０１〜０．５μｍの粒径範囲が、選択吸収性、特に
光散乱の観点で望ましい。
７ベ、−二一一
以下、本発明の実施例を中心として、効果を説明する。
なお、選択吸収性の評価は以下の方法で行なった。吸収
率αの評価は、島津製作所製ＭＰＳ−５０００型自記分
光光度計（入射角８°、積分球反射装置付き）ｖｉ−用
いて、波長０．３〜２．０μｍの間での測定値から、６
００００にの黒体の輻射率に対して計算した。また放射
率（ε）の評価は、ＤＩＣＶＩＯ［Ｓ ＆ ８ｍ！ＲＶ
ＩＣＩＣ８ＣＯＭＰＡＮＹ社製Ｄ ａｎｌ Ｓ ＡＩＥ
ＲＤ 型放射率計を用いて直接評価した。
率αの評価は、島津製作所製ＭＰＳ−５０００型自記分
光光度計（入射角８°、積分球反射装置付き）ｖｉ−用
いて、波長０．３〜２．０μｍの間での測定値から、６
００００にの黒体の輻射率に対して計算した。また放射
率（ε）の評価は、ＤＩＣＶＩＯ［Ｓ ＆ ８ｍ！ＲＶ
ＩＣＩＣ８ＣＯＭＰＡＮＹ社製Ｄ ａｎｌ Ｓ ＡＩＥ
ＲＤ 型放射率計を用いて直接評価した。
（実施例）
テストピースとしては、７０ｍｍＸ １５０１１１ｍＸ
ｏ、ａｍｍｔの寸法を有する新日鉄（株）製のステンレ
スＹＵＳ−１９０（商品名）を用い、そして塗料は表１
の配合で調合した。この塗料は固形分が約３４％の構成
である。こ＝ｊ料金約１μｍの膜厚の薄膜に塗装するた
めにＪ塗料と同じ組成の溶剤で希釈した場合、塗布面の
ムラ（ピ／ホール。
ｏ、ａｍｍｔの寸法を有する新日鉄（株）製のステンレ
スＹＵＳ−１９０（商品名）を用い、そして塗料は表１
の配合で調合した。この塗料は固形分が約３４％の構成
である。こ＝ｊ料金約１μｍの膜厚の薄膜に塗装するた
めにＪ塗料と同じ組成の溶剤で希釈した場合、塗布面の
ムラ（ピ／ホール。
うき）を生じることなく、希釈できるのは、高々１６％
の領域である。これを単なるスプレー塗装９ベー：゛ で塗装するのであれば、もっと希釈を上げることも可能
であるが、ディスクを用いた静電塗装で行なうのは困難
である。そこで、表１の塗料全１５重量部、溶剤を８６
重蓋部として、それに各種界面活性剤’（ｉ：Ｑ、２重
量部添加して塗装作業性を評価した。その結果を表２に
示す。
の領域である。これを単なるスプレー塗装９ベー：゛ で塗装するのであれば、もっと希釈を上げることも可能
であるが、ディスクを用いた静電塗装で行なうのは困難
である。そこで、表１の塗料全１５重量部、溶剤を８６
重蓋部として、それに各種界面活性剤’（ｉ：Ｑ、２重
量部添加して塗装作業性を評価した。その結果を表２に
示す。
米１ 三菱レーヨシ（株）製
米２ 大日精化（株）製
米３ ダイキン（株）製
氷４ 配合は重量部である。
０
表２ 添加剤の効果
表２からも明らかなように、アミン変性シリコーンと、
カルボキシル変性シリコーンを添加した場合に、塗装作
業性の改善に関して効果が見らｎた。
カルボキシル変性シリコーンを添加した場合に、塗装作
業性の改善に関して効果が見らｎた。
塗料調合の段階で加えておいた場合でも同様の効果が得
ら扛ることを確認した。これらの添加剤は表面張力を変
化させ、溶剤蒸発に伴う移動現象に関して、顔料〜樹脂
系の分離をなんらかの形で抑制しているものと考えられ
る。
ら扛ることを確認した。これらの添加剤は表面張力を変
化させ、溶剤蒸発に伴う移動現象に関して、顔料〜樹脂
系の分離をなんらかの形で抑制しているものと考えられ
る。
なお、これらの添加剤の添加量は、０，０５ ｗｔ％か
ら有効であった。そして添加量が１ｗｔ％となると、塗
膜物性に悪影響、すなわち塗膜の耐蒸気性等を劣化させ
る傾向が表われる。
ら有効であった。そして添加量が１ｗｔ％となると、塗
膜物性に悪影響、すなわち塗膜の耐蒸気性等を劣化させ
る傾向が表われる。
このような組み合わせ系により、始めて約１μｍの膜厚
レベルでの安定した選択吸収塗膜形成が可能となる。
レベルでの安定した選択吸収塗膜形成が可能となる。
図面は本発明の方法により、ステンレス（ＹＵＳ−１９
０）板上に形成した塗膜の膜厚と選択吸収性（α、ε）
との関係を示したもので、例えば、ｏ、ａｎｌの膜厚の
場合、αが０．９２、εが０．２６と極めて優れた選択
吸収性が得らｎている。
０）板上に形成した塗膜の膜厚と選択吸収性（α、ε）
との関係を示したもので、例えば、ｏ、ａｎｌの膜厚の
場合、αが０．９２、εが０．２６と極めて優れた選択
吸収性が得らｎている。
以上のように本発明の方法は、既存の塗装設備を用いて
、工業的に量産が簡単に行なえるものであり、その実用
的効果は極めて太きいものである。
、工業的に量産が簡単に行なえるものであり、その実用
的効果は極めて太きいものである。
１１ベー゛・
図は本発明の方法により形成した選択吸収塗膜の膜厚と
選択吸収性との関係全示すグラフである。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１ 弓゛ 特開昭５８−１９５７４６（４） ）１ ：・１．゛ 縁厚（μｍ〕
選択吸収性との関係全示すグラフである。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１ 弓゛ 特開昭５８−１９５７４６（４） ）１ ：・１．゛ 縁厚（μｍ〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 カルボン酸アミド共重合体と、Ｆｅ 、 Ｍｎ 、 Ｃ
ｕ 。 ｃｒ、ｃｏ、Ｎｉ０群から選択した１種以上の元素を含
む酸化物または複合酸化物と、低分子量４フツ化エチレ
ン樹脂を主成分とする溶剤系塗料を用いて、塗料中の固
形分率を重量分率で１０ｗｔ％以下として、アミン変性
シリコーン樹脂、まタハカルボキシル変性シリコーン樹
脂を添加した状態にて、集熱面上に塗布し、その後、加
熱硬化させるようにした太陽熱選択吸収塗膜の形成方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078927A JPS58195746A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 太陽熱選択吸収塗膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57078927A JPS58195746A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 太陽熱選択吸収塗膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58195746A true JPS58195746A (ja) | 1983-11-15 |
| JPS6337862B2 JPS6337862B2 (ja) | 1988-07-27 |
Family
ID=13675497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57078927A Granted JPS58195746A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 太陽熱選択吸収塗膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58195746A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077363A1 (ja) | 2011-11-22 | 2013-05-30 | 新日鐵住金株式会社 | フェライト系耐熱鋼及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP57078927A patent/JPS58195746A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013077363A1 (ja) | 2011-11-22 | 2013-05-30 | 新日鐵住金株式会社 | フェライト系耐熱鋼及びその製造方法 |
| US9657383B2 (en) | 2011-11-22 | 2017-05-23 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Heat resistant ferritic steel and method for producing the same |
| US10385438B2 (en) | 2011-11-22 | 2019-08-20 | Nippon Steel Corporation | Heat resistant ferritic steel and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6337862B2 (ja) | 1988-07-27 |
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