JPS6246774B2 - - Google Patents
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- JPS6246774B2 JPS6246774B2 JP57052479A JP5247982A JPS6246774B2 JP S6246774 B2 JPS6246774 B2 JP S6246774B2 JP 57052479 A JP57052479 A JP 57052479A JP 5247982 A JP5247982 A JP 5247982A JP S6246774 B2 JPS6246774 B2 JP S6246774B2
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Classifications
-
- 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
- F24S70/275—Coatings made of plastics
-
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- 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
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Landscapes
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
Description
本発明は、家庭用給湯の目的に利用する太陽熱
集熱器に関し、特に高密度ポリプロピレンを用い
て、その表面に選択吸収処理を施した太陽熱の選
択吸収面に関するものである。 従来のプラスチツクよりなる平板型太陽熱集熱
器は、高密度ポリエチレン、高密度ポリプロピレ
ンを用いてブロー成型することにより、構成され
るが、これにおいては、カーボンブラツクを充填
して着色成型する方法が採られており、選択吸収
性はなかつた。 また、これらのプラスチツク上に塗装等の処理
により選択吸収面を形成しようという提案があつ
たが、基材のオレフイン系プラスチツクとの接着
性が不十分であつた。 本発明は、このような従来の課題を克服するた
めに、選択吸収性を実現するとともに、特に被覆
層の層間密着性を良好なものにし、かつ生産性に
優れた安価な太陽熱の選択吸収面を提供すること
を目的とするものである。 上記目的を達成するために、本発明は、基材と
して、高密度ポリプロピレンを選定し、この基材
上に、塩素化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹
脂バインダーとメタリツク粉末とを含む第１の被
覆層を形成し、さらにその上に、Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物と熱可塑性アクリル樹脂バインダーから成る
第２の被覆層を形成したものである。 本発明は上記構成とすることにより、基材の高
密度プロピレン自体が、赤外線放射率が高いた
め、赤外線放射率を抑えることが必要であるが、
第１の被覆層のメタリツク粉末により赤外線放射
率を抑えることができ、また太陽光吸収は、第２
の被覆層のFe、Mn、Cu、Cr、Co、Niの群から
選択した１種以上の金属酸化物によつて確実に行
なうことができ、しかも従来からの課題である基
材の高密度ポリプロピレンと被覆層との接着は、
塩素化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹脂バイ
ンダーにより確実となり、さらに赤外線を反射す
るための第１の被覆層と太陽光を吸収するための
第２の被覆層との相互の密着については、両者が
ともに熱可塑性アクリル樹脂バインダーであるこ
とから、極めて相溶性が良いため、強固な密着が
行なえるものである。 第１図は本発明の概念図を示したもので、，
，の３層より成る。が高密度ポリプロピレ
ン樹脂１より成る基材であり、その上に、赤外線
放射を抑制するための被覆層、さらにその上
に、太陽光を吸収するための被覆層が形成され
る。そしてａ側が太陽光受熱面側であり、ｂ側が
変換した熱が伝達される媒体側である。被覆層
は、塩素化プロピレン変性の熱可塑性アクリル樹
脂バインダー２と、メタリツク粉末３より成る。
この場合、メタリツク粉末３が、赤外線を良好に
反射させる。また被覆層は、Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物４と、熱可塑性アクリル樹脂バインダー５と
から成る。前記Fe、Mn、Cu、Cr、Co、Niの群
から選択した１種以上の金属酸化物は、太陽光
（波長0.3〜2.0μｍの範囲が大部分）を良く吸収
するが、2.0μｍ以上の赤外線にはかなり透明で
あり、また、熱可塑性アクリル樹脂バインダー５
は、比較的透明であるため、被覆層の膜厚を薄
くすることによつて、赤外域での透明性が達成さ
れる。入射する太陽光Ａは、被覆層で吸収され
て熱に変換され、そして被覆層および層を熱
伝導して、熱媒側Ｂへと熱伝達される。また表面
の熱放射は、被覆層が赤外線に透明であるた
め、被覆層のメタリツク粉末３により支配され
て低い放射率となり、ここに選択吸収性が実現す
る。 以下、実施例を中心として本発明の効果を説明
する。 選択吸収性の評価は以下の方法で行なつた。 吸収率αの評価は、島津製作MPS−5000型自
記分光光度計（入射角８゜、積分球反射装置付
き）を用いて、波長0.3〜2.0μｍの間での測定値
から6000〓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、DEVICES＆SERVICES
COMPANY社製Ｄ and Ｓ AERD型放射率計
を用いて、直接評価した。 実施例 70mm×150mm×１mmの寸法を有する高密度ポリ
プロピレンの板をテストピースとして用いた。こ
の試料の素地の放射率は0.94であつた。 下塗り塗料は、表１の配合で秤量し、ボールミ
ルを用いて１時間分散混合して調整した。表１に
おいて、Ｐ−２が本発明の下塗り塗料であり、Ｐ
−１が従来のエポキシ−メラミン系塗料である。 このようにして調合した塗料を先のテストピー
集熱器に関し、特に高密度ポリプロピレンを用い
て、その表面に選択吸収処理を施した太陽熱の選
択吸収面に関するものである。 従来のプラスチツクよりなる平板型太陽熱集熱
器は、高密度ポリエチレン、高密度ポリプロピレ
ンを用いてブロー成型することにより、構成され
るが、これにおいては、カーボンブラツクを充填
して着色成型する方法が採られており、選択吸収
性はなかつた。 また、これらのプラスチツク上に塗装等の処理
により選択吸収面を形成しようという提案があつ
たが、基材のオレフイン系プラスチツクとの接着
性が不十分であつた。 本発明は、このような従来の課題を克服するた
めに、選択吸収性を実現するとともに、特に被覆
層の層間密着性を良好なものにし、かつ生産性に
優れた安価な太陽熱の選択吸収面を提供すること
を目的とするものである。 上記目的を達成するために、本発明は、基材と
して、高密度ポリプロピレンを選定し、この基材
上に、塩素化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹
脂バインダーとメタリツク粉末とを含む第１の被
覆層を形成し、さらにその上に、Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物と熱可塑性アクリル樹脂バインダーから成る
第２の被覆層を形成したものである。 本発明は上記構成とすることにより、基材の高
密度プロピレン自体が、赤外線放射率が高いた
め、赤外線放射率を抑えることが必要であるが、
第１の被覆層のメタリツク粉末により赤外線放射
率を抑えることができ、また太陽光吸収は、第２
の被覆層のFe、Mn、Cu、Cr、Co、Niの群から
選択した１種以上の金属酸化物によつて確実に行
なうことができ、しかも従来からの課題である基
材の高密度ポリプロピレンと被覆層との接着は、
塩素化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹脂バイ
ンダーにより確実となり、さらに赤外線を反射す
るための第１の被覆層と太陽光を吸収するための
第２の被覆層との相互の密着については、両者が
ともに熱可塑性アクリル樹脂バインダーであるこ
とから、極めて相溶性が良いため、強固な密着が
行なえるものである。 第１図は本発明の概念図を示したもので、，
，の３層より成る。が高密度ポリプロピレ
ン樹脂１より成る基材であり、その上に、赤外線
放射を抑制するための被覆層、さらにその上
に、太陽光を吸収するための被覆層が形成され
る。そしてａ側が太陽光受熱面側であり、ｂ側が
変換した熱が伝達される媒体側である。被覆層
は、塩素化プロピレン変性の熱可塑性アクリル樹
脂バインダー２と、メタリツク粉末３より成る。
この場合、メタリツク粉末３が、赤外線を良好に
反射させる。また被覆層は、Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物４と、熱可塑性アクリル樹脂バインダー５と
から成る。前記Fe、Mn、Cu、Cr、Co、Niの群
から選択した１種以上の金属酸化物は、太陽光
（波長0.3〜2.0μｍの範囲が大部分）を良く吸収
するが、2.0μｍ以上の赤外線にはかなり透明で
あり、また、熱可塑性アクリル樹脂バインダー５
は、比較的透明であるため、被覆層の膜厚を薄
くすることによつて、赤外域での透明性が達成さ
れる。入射する太陽光Ａは、被覆層で吸収され
て熱に変換され、そして被覆層および層を熱
伝導して、熱媒側Ｂへと熱伝達される。また表面
の熱放射は、被覆層が赤外線に透明であるた
め、被覆層のメタリツク粉末３により支配され
て低い放射率となり、ここに選択吸収性が実現す
る。 以下、実施例を中心として本発明の効果を説明
する。 選択吸収性の評価は以下の方法で行なつた。 吸収率αの評価は、島津製作MPS−5000型自
記分光光度計（入射角８゜、積分球反射装置付
き）を用いて、波長0.3〜2.0μｍの間での測定値
から6000〓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、DEVICES＆SERVICES
COMPANY社製Ｄ and Ｓ AERD型放射率計
を用いて、直接評価した。 実施例 70mm×150mm×１mmの寸法を有する高密度ポリ
プロピレンの板をテストピースとして用いた。こ
の試料の素地の放射率は0.94であつた。 下塗り塗料は、表１の配合で秤量し、ボールミ
ルを用いて１時間分散混合して調整した。表１に
おいて、Ｐ−２が本発明の下塗り塗料であり、Ｐ
−１が従来のエポキシ−メラミン系塗料である。 このようにして調合した塗料を先のテストピー
【表】
ス板上に約20μｍの乾燥膜厚となるように吹き付
け、60℃で30分間強制乾燥した。この状態での表
面の赤外線放射率は0.20〜0.25の範囲であつた。
この場合、Ｐ−２は極めて良好な密着性を示した
が、Ｐ−１は全面で剥離した。 次に上塗り塗料を表２の配合で４種類調合し
た。いずれもボールミルを用いて24時間分散混合
して調整した。この塗料をＰ−２の塗料が塗布し
てあるテストピース板上に、約３μｍの乾燥膜厚
となるように塗布した。これらの４種類の塗膜の
性能を評価したところ、次のような結果であつ
た。 Ｔ−１／ｐ−２：α＝0.94、ε＝0.45、 密着性良好 Ｔ−２／Ｐ−２：α＝0.92、ε＝0.50、 密着性良好 Ｔ−３／Ｐ−２：α＝0.93、ε＝0.67、 密着性やや悪し Ｔ−４／Ｐ−２：α＝0.93、ε＝0.90、 密着性良好 この結果から、Ｔ−４の場合、カーボンブラツ
ク
け、60℃で30分間強制乾燥した。この状態での表
面の赤外線放射率は0.20〜0.25の範囲であつた。
この場合、Ｐ−２は極めて良好な密着性を示した
が、Ｐ−１は全面で剥離した。 次に上塗り塗料を表２の配合で４種類調合し
た。いずれもボールミルを用いて24時間分散混合
して調整した。この塗料をＰ−２の塗料が塗布し
てあるテストピース板上に、約３μｍの乾燥膜厚
となるように塗布した。これらの４種類の塗膜の
性能を評価したところ、次のような結果であつ
た。 Ｔ−１／ｐ−２：α＝0.94、ε＝0.45、 密着性良好 Ｔ−２／Ｐ−２：α＝0.92、ε＝0.50、 密着性良好 Ｔ−３／Ｐ−２：α＝0.93、ε＝0.67、 密着性やや悪し Ｔ−４／Ｐ−２：α＝0.93、ε＝0.90、 密着性良好 この結果から、Ｔ−４の場合、カーボンブラツ
ク
【表】
を用いているため、カーボンブラツクの赤外線吸
収により、選択吸収性が損なわれている。本発明
に用いる第２の被覆用の顔料としては、Fe、
Mn、Cu、Cr、Ni、Coの群から選択した１種以
上の金属酸化物が良い。これらは、赤外線吸収が
ほとんどないからである。また太陽光吸収を効果
的にするためには、これらの金属酸化物は、0.01
〜0.5μｍの粒径範囲にあることが望ましい。こ
の粒径の場合には、太陽光を良好に散乱吸収する
効果が加わると推定されるためである。 本発明の場合、下塗りがアクリル系塗料である
ため、上塗りもアクリル系を用いるのが良い。Ｔ
−３のアルキツド樹脂の場合には、密着性（層間
密着性）も低下している。 第１の被覆層は、側鎖に塩素化プロピル基を導
入したメタクリル酸エステル樹脂を主成分とする
熱可塑性アクリル樹脂と、銅、アルミニウムなど
のリーフイング性メタリツク粉末から成る。リー
フイング性メタリツク粉末としては、粒子の荒い
アルミニウム粉を用いるのが、赤外線の反射特性
を良好にするために望ましい。またメタリツク粉
末の配合率としては、20wt％〜60wt％の範囲で
用いるのが良い。第１の被覆層と第２の被覆層と
の相互の混合を避けるため、第１の被覆層を塗装
した後、50〜60℃にて強制乾燥させることが必要
である。また第２の被覆層の膜厚は、選択吸収性
の観点から、５μｍ以下の膜厚とすることが必要
である。第２の被覆層は塗装後における焼成は不
要である。 以上のように本発明によれば、極めて容易に選
択吸収性を付与することができ、かつ軽量で、腐
食の心配がなく、しかも安価で高性能の太陽熱選
涙吸収面を得ることができる。また本発明におい
ては、温度上昇が著しいため、特に空焚きには注
意する必要があるが、昇温特性の向上は著しいも
のがあるものである。
収により、選択吸収性が損なわれている。本発明
に用いる第２の被覆用の顔料としては、Fe、
Mn、Cu、Cr、Ni、Coの群から選択した１種以
上の金属酸化物が良い。これらは、赤外線吸収が
ほとんどないからである。また太陽光吸収を効果
的にするためには、これらの金属酸化物は、0.01
〜0.5μｍの粒径範囲にあることが望ましい。こ
の粒径の場合には、太陽光を良好に散乱吸収する
効果が加わると推定されるためである。 本発明の場合、下塗りがアクリル系塗料である
ため、上塗りもアクリル系を用いるのが良い。Ｔ
−３のアルキツド樹脂の場合には、密着性（層間
密着性）も低下している。 第１の被覆層は、側鎖に塩素化プロピル基を導
入したメタクリル酸エステル樹脂を主成分とする
熱可塑性アクリル樹脂と、銅、アルミニウムなど
のリーフイング性メタリツク粉末から成る。リー
フイング性メタリツク粉末としては、粒子の荒い
アルミニウム粉を用いるのが、赤外線の反射特性
を良好にするために望ましい。またメタリツク粉
末の配合率としては、20wt％〜60wt％の範囲で
用いるのが良い。第１の被覆層と第２の被覆層と
の相互の混合を避けるため、第１の被覆層を塗装
した後、50〜60℃にて強制乾燥させることが必要
である。また第２の被覆層の膜厚は、選択吸収性
の観点から、５μｍ以下の膜厚とすることが必要
である。第２の被覆層は塗装後における焼成は不
要である。 以上のように本発明によれば、極めて容易に選
択吸収性を付与することができ、かつ軽量で、腐
食の心配がなく、しかも安価で高性能の太陽熱選
涙吸収面を得ることができる。また本発明におい
ては、温度上昇が著しいため、特に空焚きには注
意する必要があるが、昇温特性の向上は著しいも
のがあるものである。
図は本発明の一実施例における太陽熱の選択吸
収面の概念図である。 １……高密度ポリプロピレン基材、２……塩素
化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹脂バインダ
ー、３……メタリツク粉末、５……熱可塑性アク
リル樹脂バインダー、４……Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物。
収面の概念図である。 １……高密度ポリプロピレン基材、２……塩素
化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹脂バインダ
ー、３……メタリツク粉末、５……熱可塑性アク
リル樹脂バインダー、４……Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物。
Claims (1)
- １ 高密度ポリプロピレンを基材とし、この基材
上に、塩素化プロピレン変性熱可塑性アクリル樹
脂バインダーとメタリツク粉末とを含む第１の被
覆層を形成し、さらにその上に、Fe、Mn、Cu、
Cr、Co、Niの群から選択した１種以上の金属酸
化物と熱可塑性アクリル樹脂バインダーから成る
第２の被覆層を形成した太陽熱の選択吸収面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052479A JPS58168843A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 太陽熱の選択吸収面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052479A JPS58168843A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 太陽熱の選択吸収面 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58168843A JPS58168843A (ja) | 1983-10-05 |
| JPS6246774B2 true JPS6246774B2 (ja) | 1987-10-05 |
Family
ID=12915853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57052479A Granted JPS58168843A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 太陽熱の選択吸収面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58168843A (ja) |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP57052479A patent/JPS58168843A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58168843A (ja) | 1983-10-05 |
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