WO2009125478A1 - 遮熱性塗材 - Google Patents

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Abstract

【課題】より遮熱効果に優れる遮熱性塗材を提供する。 【解決手段】中空ビーズ構造のアルミノ珪酸ソーダガラスと、着色顔料としての酸化チタンと、遮熱顔料としてのチタンアパタイトと、展色剤としてのシリコンアクリルエマルジョン樹脂とを含み、残部が希釈剤および添加助剤よりなるものとする。希釈剤と添加助剤とを兼ねるものとして超電解マイナスイオン水を用いることにより、添加助剤を用いることなく高分散性能を得ることができる。また、天然系穀物抽出液を含有してなる抗菌消臭剤を配合することにより、抗菌・消臭効果を安定的に得ることができ、高衛生が求められる病室等の壁面の塗材として好適に用いることができる。

Description

遮熱性塗材
 本発明は、例えば建物の屋根や外壁面、室内の天井壁面や床面などに塗布して遮熱層を形成する遮熱性塗材に関するものである。
 近年、地球温暖化問題は急速に深刻化している。地球温暖化の主な原因とされているものが、二酸化炭素排出量の増加によるものであり、その主な排出原因とされているものの一つにエネルギ消費による二酸化炭素の排出がある。住宅やビル、工場などの建物内における様々なエネルギ消費の中でも、空調によるものが大きな比重を占めているため、空調のために消費されるエネルギを削減することが求められている。
 空調のエネルギ消費削減に貢献するものとして、建物の屋根や外壁面、室内の天井壁面や床面などに遮熱層を簡易に形成することのできる遮熱性塗材が注目されており、この種の塗材として例えば特許文献1にて提案されているものがある。
特開2002-105385号公報
 この特許文献1にて提案されている塗材は、中空ビーズ構造のアルミノ珪酸ソーダガラスと、顔料と、樹脂エマルジョンと、分散剤と、粘着剤とを含んでなり、この塗材を建物の屋根や外壁面、室内の天井壁面や床面などに塗布して遮熱層を形成することにより、太陽光や熱を跳ね返して夏は涼しく、冬は室内空調の効率化を図りつつ暖かにすることができ、空調のために消費されるエネルギの削減を図ることができる。
 しかしながら、近時、より遮熱効果に優れる遮熱性塗材が要望されており、前記特許文献1に係る塗材ではその要望に十分に応えられない。
 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、より遮熱効果に優れる遮熱性塗材を提供することを目的とするものである。
 前記目的を達成するために、本発明による遮熱性塗材は、
 中空ビーズ構造のセラミックと、着色顔料としての酸化チタンと、遮熱顔料としてのチタンアパタイトと、展色剤としてのシリコンアクリルエマルジョン樹脂とを含み、残部が希釈剤および添加助剤よりなることを特徴とするものである(第1発明)。
 本発明において、前記セラミックは、20~50μmの範囲の粒径で、かつ互いに異なる粒径の2種以上のセラミックの混合物であるのが好ましい(第2発明)。
 本発明において、前記シリコンアクリルエマルジョン樹脂は、分子量11万以上の高分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂と、分子量8万以下の低分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂との混合物であるのが好ましい(第3発明)。
 本発明において、前記希釈剤として、精水が用いられ、前記添加助剤として、ノニオン系界面活性剤、変性シリコン、脂肪酸アマイド、有機変性ポリシロキサンおよびジエチレングリコールがそれぞれ用いられるのが好ましい(第4発明)。
 本発明において、前記希釈剤と前記添加助剤とを兼ねるものとして、超電解マイナスイオン水が用いられるのが好ましい(第5発明)。
 本発明において、抗菌・消臭特性を保持するため、天然系穀物抽出液を含有してなる抗菌消臭剤が配合されるのが好ましい(第6発明)。
 本発明によれば、遮熱性を高める遮熱顔料としてのチタンアパタイトが配合されるので、従来よりも遮熱効果に優れる遮熱性塗材を提供することができる。
 また、第2発明の構成を採用することにより、大粒径セラミック粒子間に小粒径セラミック粒子が組み込まれて塗膜中にセラミック粒子がバランスよく緻密に配置されるので、太陽光や熱をより効果的に跳ね返すことができ、遮熱効果を更に高めることができる。
 また、第3発明の構成を採用することにより、塗膜の乾燥・固化の遅延を招くことなく高強度の塗膜形成を実現することができる。
 また、第5発明の構成を採用することにより、超電解マイナスイオン水のイオン効果によって塗材中に分散配合されるセラミックや酸化チタン、チタンアパタイトの均一な分散状態を常態的に維持することができるので、塗布時における混合攪拌作業を軽減することができ、特に混合時における攪拌作業によるセラミックの形状破損に起因する遮熱効果の低下を未然に防ぐことができる。
 また、第5発明の構成を採用することにより、顔料分散剤やレベリング剤、沈澱防止剤、消泡剤、粘度調整剤などの添加助剤を用いることなく、塗材中に分散配合されるセラミックや酸化チタン、チタンアパタイトの均一な分散状態を常態的に維持することができる。
 また、第6発明の構成を採用することにより、シリコンアクリルの多気孔質の特性から接触面積が増え、抗菌・消臭効果を安定的に得ることができ、高衛生が求められる病室や調理室等の壁面の塗材として好適に用いることができる。
 次に、本発明による遮熱性塗材の具体的な実施の形態について説明する。
 本発明の遮熱性塗材は、中空ビーズ構造のセラミックと、着色顔料としての酸化チタンと、遮熱顔料としてのチタンアパタイトと、展色剤としてのシリコンアクリルエマルジョン樹脂と、希釈剤と、添加助剤とを攪拌・混合して作製される。ここで、希釈剤と添加助剤に代えて、希釈剤と添加助剤とを兼ねる超電解マイナスイオン水を用いることができる。
 前記セラミックとしては、中空部を有する真球状のアルミノ珪酸ソーダガラスが用いられて好適である。このアルミノ珪酸ソーダガラスの粒径は、20~50μmの範囲であるのが好ましい。該粒径が20μmよりも小さいと、日射反射率を十分に高めることができず、一方、該粒径が50μmよりも大きいと、滑らかな面肌の塗膜を形成することができない。
 また、塗材に配合する中空球状のアルミノ珪酸ソーダガラスとして、20~50μmの粒径範囲で互いに異なる粒径のものを2種以上準備し、これら異径のアルミノ珪酸ソーダガラスを塗材に配合するのが好ましい。こうすると、大粒径アルミノ珪酸ソーダガラス粒子間に小粒径アルミノ珪酸ソーダガラス粒子が組み込まれて塗膜中にアルミノ珪酸ソーダガラス粒子がバランスよく緻密に配置されるので、太陽光や熱をより効果的に跳ね返すことができ、遮熱効果を更に高めることができる。
 なお、前記セラミックの真密度は、0.15~2.0g/cmの範囲であるのが望ましい。
 前記チタンアパタイトは、アパタイト結晶中にチタンイオンを導入することで、アパタイトの機能に光触媒機能を付与させた材料である。このチタンアパタイトを塗材に配合することにより、遮熱効果を向上させることができるのは勿論のこと、塗膜表面に付着した汚れを光触媒機能にて分解することができるので、高い遮熱効果を長期に亘って安定的に維持することができる。
 前記シリコンアクリルエマルジョン樹脂として、分子量11万以上の高分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂と、分子量8万以下の低分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂とを準備し、これら高分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂および低分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂を塗材に配合するのが好ましい。これにより、塗膜の乾燥・固化の遅延を招くことなく高強度の塗膜形成を実現することができる。
 前記超電解マイナスイオン水としては、例えば特開2007-50400号公報にて提案されている超電解マイナスイオン水を用いるのが好ましい。この公報に記載の超電解マイナスイオン水は、脱酸素処理を行って純水の溶存酸素を1ppm以下にし、この純水を電気分解し、さらに、電気分解された前記純水のうち、陰極室側の前記純水を密閉された安定化槽内で4kg/cm以上の圧力をかけて製造されたものであり、pH12以上の強アルカリ性で、マイナスイオンを大量に有している。この超電解マイナスイオン水によれば、強アルカリ性であることから洗浄効果や消臭効果、除菌効果を得ることができるのは勿論のこと、大量に存在するマイナスイオンによって油相と水相を均一に混合する乳化作用が発揮される。このため、この超電解マイナスイオン水は、展色剤を希釈する希釈剤としての役目と、展色剤中に顔料等を均一に分散・混合させる界面活性剤等の添加助剤の役目をすることになる。
 前記抗菌消臭剤としては、天然系穀物抽出液と陽イオン系界面活性剤および両性イオン系界面活性剤と非イオン系界面活性剤を混合した消臭・抗菌作用を有する溶液(商品名:セントリスE-1、例えば特許第3529059号公報参照)を用いるのが好ましい。
 ここで、天然系穀物抽出液は、穀物、例えば大豆、小豆等の豆類、麦、米等を水に浸漬し、砕いて泥状にし、100℃付近で10~20分加熱し、次いで80℃付近で20~60分加熱した溶液をろ過後得られる液に水および凝集剤を加え、100℃付近で20~60分加熱し、固形物を分離して得られる液体(pH4.5前後)である。
 次に、本発明による遮熱性塗材の具体的な実施例について説明する。なお、本発明は、以下に述べる実施例に限定されるものではない。
 (実施例1)
 表1に示される配合比にて各種材料を攪拌・混合し、実施例1の遮熱性塗材を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 (実施例2)
 表2に示される配合比にて各種材料を攪拌・混合し、実施例2の遮熱性塗材を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 (実施例3)
 表3に示される配合比にて各種材料を攪拌・混合し、実施例3の遮熱性塗材を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 (実施例4)
 表4に示される配合比にて各種材料を攪拌・混合し、実施例4の遮熱性塗材を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 (比較例1)
 表5に示される配合比にて各種材料を攪拌・混合し、比較例1の遮熱性塗材を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 次に、実施例1の遮熱性塗材と比較例1の遮熱性塗材の性能比較試験を行った。その結果が表6に示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 実施例1の遮熱性塗材には、表1に示されるように、遮熱顔料としてのチタンアパタイトが配合されている。また、実施例1の遮熱性塗材には、日射反射率の向上に貢献するアルミノ珪酸ソーダガラスとして、粒径の異なる2種類のアルミノ珪酸ソーダガラス、すなわち粒径が20~30μmの小粒径アルミノ珪酸ソーダガラスと粒径が30~50μmの大粒径アルミノ珪酸ソーダガラスとが用いられ、これら異径のアルミノ珪酸ソーダガラスが表1に示される配合比にて配合されている。
 これに対し、比較例1の遮熱性塗材には、表5に示されるように、チタンアパタイトのような遮熱顔料が配合されておらず、またアルミノ珪酸ソーダガラスとして同一種の粒径のものが用いられている。
 表6の試験項目No.17の試験結果から明らかなように、実施例1の遮熱性塗材の方が比較例1の遮熱性塗材よりも遮熱率(日射反射率)が高く、実施例1の遮熱性塗材は比較例1の遮熱性塗材よりも遮熱効果に優れていることが分かる。
 実施例1の遮熱性塗材においては、表1に示されるように、展色剤としてシリコンアクリルエマルジョン樹脂が用いられている。
 これに対し、比較例1の遮熱性塗材においては、表5に示されるように、展色剤としてアクリルエマルジョン樹脂が用いられている。
 表6の試験項目No.9,10,12,13,14,16の各試験結果から明らかなように、実施例1の遮熱性塗材は、比較例1の遮熱性塗材よりも、耐薬品性、耐水性、耐塩水性、耐温水性、耐候性、耐熱性に優れていることが分かる。
 実施例1の遮熱性塗材には、表1に示されるように、展色剤として、高分子のシリコンアクリルエマルジョン樹脂と低分子のシリコンアクリルエマルジョン樹脂とが用いられ、これら高分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂と低分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂とが表1に示される配合比にて配合されている。
 これに対し、比較例1の遮熱性塗材には、表5に示されるように、展色剤として、同一種の分子量のアクリルエマルジョン樹脂が用いられている。
 表6の試験項目No.4,6,7の各試験結果から明らかなように、実施例1の遮熱性塗材は、比較例1の遮熱性塗材よりも、塗膜強度が高いことが分かる。
 なお、実施例2,3,4の遮熱性塗材は、実施例1の遮熱性塗材と基本的に同等の塗膜性能を有しているので、実施例2,3,4の遮熱性塗材に関する表6に示されるような性能比較試験を省略することとする。
 実施例1~4の遮熱性塗材によれば、比較例1の遮熱性塗材と比べて、膜耐久性等の塗膜性能を向上させることができるとともに、遮熱効果を高めることができるという効果がある。
 実施例2および実施例4の遮熱性塗材によれば、希釈剤と添加助剤とを兼ねる超電解マイナスイオン水が用いられているので、ノニオン系界面活性剤(顔料分散剤)や変性シリコン(レベリング剤)、脂肪酸アマイド(沈澱防止剤)、有機変性ポリシロキサン(消泡剤)、ジエチレングリコール(粘度調整剤)などの添加助剤を用いることなく、塗材中に分散配合されるアルミノ珪酸ソーダガラスや酸化チタン、チタンアパタイトの均一な分散状態を常態的に維持することができる。
 実施例3および実施例4の遮熱性塗材によれば、天然系穀物抽出液を含有してなる抗菌消臭剤が配合されているので、抗菌・消臭効果を安定的に得ることができ、高衛生が求められる病室や調理室等の壁面の塗材として用いられて好適な塗材を得ることができる。
 以上、本発明の遮熱性塗材について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

 

Claims (6)

  1.  中空ビーズ構造のセラミックと、着色顔料としての酸化チタンと、遮熱顔料としてのチタンアパタイトと、展色剤としてのシリコンアクリルエマルジョン樹脂とを含み、残部が希釈剤および添加助剤よりなることを特徴とする遮熱性塗材。
  2.  前記セラミックは、20~50μmの範囲の粒径で、かつ互いに異なる粒径の2種以上のセラミックの混合物である請求項1に記載の遮熱性塗材。
  3.  前記シリコンアクリルエマルジョン樹脂は、分子量11万以上の高分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂と、分子量8万以下の低分子シリコンアクリルエマルジョン樹脂との混合物である請求項1または2に記載の遮熱性塗材。
  4.  前記希釈剤として、精水が用いられ、前記添加助剤として、ノニオン系界面活性剤、変性シリコン、脂肪酸アマイド、有機変性ポリシロキサンおよびジエチレングリコールがそれぞれ用いられる請求項1~3のいずれかに記載の遮熱性塗材。
  5.  前記希釈剤と前記添加助剤とを兼ねるものとして、超電解マイナスイオン水が用いられる請求項1~3のいずれかに記載の遮熱性塗材。
  6.  抗菌・消臭特性を保持するため、天然系穀物抽出液を含有してなる抗菌消臭剤が配合される請求項1~5のいずれかに記載の遮熱性塗材。

     
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