WO2021193112A1 - 放射冷却装置及び冷却方法 - Google Patents

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resin
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radiative cooling
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末光真大
杉本雅行
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大阪瓦斯株式会社
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Definitions

  • the present invention comprises a radiative cooling device including an infrared radiating layer that radiates infrared light from a radiating surface and a light reflecting layer located on the infrared radiating layer opposite to the side where the radiating surface exists.
  • the present invention relates to a cooling method using the radiant cooling device.
  • Such a radiant cooling device transmits infrared light emitted from the radiation surface of the infrared radiation layer through an atmospheric window (for example, a wavelength range in which an atmosphere having a wavelength of 8 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less transmits infrared light well). Therefore, it is used for cooling various cooling objects such as cooling an object to be cooled located on the side opposite to the existing side of the infrared radiation layer in the light reflecting layer.
  • an atmospheric window for example, a wavelength range in which an atmosphere having a wavelength of 8 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less transmits infrared light well. Therefore, it is used for cooling various cooling objects such as cooling an object to be cooled located on the side opposite to the existing side of the infrared radiation layer in the light reflecting layer.
  • the light reflecting layer reflects the light transmitted through the infrared radiation layer (visible light, ultraviolet light, infrared light) and radiates it from the radiation surface, thereby transmitting the light transmitted through the infrared radiation layer (visible light, visible light,). (Ultraviolet light, infrared light) is projected onto the cooling target to prevent the cooling target from being heated.
  • the light reflection layer also has an action of reflecting infrared light emitted from the infrared radiation layer to the existing side of the light reflection layer toward the infrared radiation layer.
  • the light reflecting layer is provided to reflect the light (visible light, ultraviolet light, infrared light) transmitted through the infrared emitting layer.
  • the infrared radiation layer is composed of a layered body composed of a SiO 2 layer, an MgO layer, and a Si 3 N 4 layer, or glass (optical glass), and is composed of light.
  • the reflective layer is composed of a diffuse reflector, a metal layer made of silver, and a multi-layered body in which a multi-stage layer in which TiO 2 layers and SiO 2 layers are alternately arranged is laminated. (See, for example, Patent Document 1).
  • the radiant cooling device has a state in which the reflectance in a state where the infrared radiant layer and the light reflecting layer are laminated is high with respect to a wavelength region in which the intensity of sunlight energy is high (for example, a wavelength of 400 nm or more and 1800 nm or less). Will be configured to be. That is, the infrared radiation layer has a high transmittance for a wavelength region where the intensity of sunlight energy is high, but the reflectance is such that the light reflecting layer sufficiently reflects the light transmitted through the infrared radiation layer. Will be configured in a high state.
  • a wavelength region in which the intensity of sunlight energy is high (for example, 400 nm or more and 1800 nm or less) includes a visible light region (400 nm or more and 800 nm or less), but the light reflecting layer transmits light in the visible light region.
  • the radiant cooling device when the radiant cooling device is viewed from the side where the radiant surface of the infrared radiation layer exists, for example, the radiant cooling device feels the same state as the mirror surface, and the colored state cannot be felt. rice field.
  • the radiative cooling device is colored in various colors such as blue and pink when the radiative cooling device is viewed from the side where the radiant surface of the radiant layer exists. .. That is, it is assumed that the radiative cooling device is installed and used, for example, on the roof of a house or the roof of an automobile. In such a case, the radiative cooling device is used from the side where the radiant surface of the infrared radiation layer exists. It is desirable that the radiative cooling device is colored when the radiative cooling device is viewed from the side where the radiant surface of the infrared radiation layer exists, for the purpose of making the color when viewed in harmony with the surrounding colors. May occur. In the following description, the fact that the radiative cooling device is colored when the radiative cooling device is viewed from the side where the radiant surface of the infrared radiation layer exists is abbreviated as a state in which the radiant surface is colored.
  • the light reflecting layer is configured in a state in which a first metal layer, a transparent dielectric layer, and a second metal layer are laminated.
  • the light-reflecting layer realizes a colored radiation surface.
  • this light reflecting layer has a complicated structure and requires a relatively high cost to manufacture. In this respect, there is room for improvement in the radiative cooling device of Patent Document 1.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiative cooling device in which the radiant surface is colored at low cost.
  • the characteristic configuration of the radiant cooling device of the present invention is an infrared radiation layer that emits infrared light from a radiation surface, a light reflection layer located on the infrared radiation layer opposite to the side where the radiation surface exists, and a light reflection layer.
  • a resin material layer comprising a colored portion and having a thickness adjusted so that the infrared radiation layer emits thermal radiation energy larger than the absorbed solar energy in a band of a wavelength of 8 ⁇ m to a wavelength of 14 ⁇ m. The point is that it contains a colorant that absorbs light in the visible light region.
  • the concept of the light includes ultraviolet light (ultraviolet light), visible light, and infrared light.
  • the electromagnetic wave having a wavelength of 10 nm to 20000 nm is included.
  • the heat transfer (heat input) to the radiative cooling device is converted into infrared rays by the resin material layer and is released from the radiant surface to the outside of the system.
  • the sunlight radiated to the radiant cooling device is reflected, and the heat transfer to the radiant cooling device (for example, heat transfer from the atmosphere or a cooling target cooled by the radiant cooling device). Heat transfer from an object) can be radiated to the outside of the system as infrared light.
  • the resin material layer is adjusted to a thickness that emits heat radiant energy larger than the absorbed solar energy in the wavelength band of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, it exhibits a cooling function even in a daytime solar environment. Can be done.
  • the radiative cooling device is provided with colored parts, when the radiative cooling device is viewed from the side where the radiation surface of the infrared radiation layer exists, the colored parts in the radiative cooling device appear to be in a colored state. Become. Since the colored portion contains a coloring agent that absorbs light in the visible light region, the colored portion can be formed at low cost. That is, according to the present invention, it is possible to provide a radiative cooling device in which the radiant surface is colored at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colorant has a visible light absorption peak in a region having a wavelength of 350 nm or more and 850 nm or less.
  • the colored portion is in a colored state. That is, according to the present invention, it is possible to provide a radiative cooling device in which the radiant surface is colored at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiant cooling device of the present invention is that the resin material forming the resin material layer has a carbon-fluorine bond, a siloxane bond, a carbon-chlorine bond, a carbon-oxygen bond, an ether bond, an ester bond, and a benzene ring. The point is that it is selected from a resin material having one or more of the above.
  • carbon-fluorine bond CF
  • siloxane bond Si—O—Si
  • carbon-chlorine bond C—Cl
  • carbon-oxygen bond CO
  • An ether bond R—COO-R
  • an ester bond COC
  • a colorless resin material having at least one of a benzene ring
  • the emissivity ( ⁇ ) and the light absorption rate (A) are equal.
  • the light absorption rate (A) can be obtained from the absorption coefficient ( ⁇ ) by the following equation 1.
  • A 1-exp ( ⁇ t) ... (Equation 1)
  • t is the film thickness. That is, when the thickness of the resin material layer is increased, a large amount of heat radiation can be obtained in a wavelength band having a large absorption coefficient. In the case of radiative cooling outdoors, it is preferable to use a material having a large absorption coefficient in the wavelength band of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which is the wavelength band of the window of the atmosphere.
  • the light absorption rate (emissivity) changes depending on the film thickness of the resin material layer.
  • the resin material that forms the resin material layer has a large absorption coefficient in the wavelength band of the window of the atmosphere and the absorption coefficient in the wavelength band of sunlight. If you choose a material that has almost no sunlight, by adjusting the thickness of the resin material layer, it will hardly absorb sunlight, but it will emit more heat radiation from the windows of the atmosphere, that is, the output by radiative cooling rather than the input of sunlight. A larger state can be created.
  • the absorption spectrum of the resin material forming the resin material layer will be described.
  • the absorption coefficient due to CHF and CF 2 spreads widely over a wide band from the wavelength of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which is the window of the atmosphere, and the absorption coefficient is particularly large at 8.6 ⁇ m.
  • the wavelength band of sunlight there is no conspicuous absorption coefficient at wavelengths of 0.3 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, which have large energies.
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PCTFE Polychlorotrifluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • PFA Perfluoroalkoxy alkane resin
  • FEP Ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer
  • ETFE Ethylene / ethylene tetrafluoride copolymer
  • ECTFE Ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer
  • the bond energies of CC bond, CH bond, and CF bond of the basic structure part represented by polyvinylidene fluoride (PVDF) are 4.50 eV, 4.46 eV, and 5.05 eV. They correspond to a wavelength of 0.275 ⁇ m, a wavelength of 0.278 ⁇ m, and a wavelength of 0.246 ⁇ m, respectively, and absorb light on a wavelength side shorter than these wavelengths. Since the sunlight spectrum has only long waves having a wavelength of 0.300 ⁇ m, when a fluororesin is used, it hardly absorbs ultraviolet rays, visible rays, and near infrared rays of sunlight.
  • ultraviolet rays have a wavelength on the shorter wavelength side than 0.400 ⁇ m
  • visible rays have a wavelength of 0.400 ⁇ m to 0.800 ⁇ m
  • near infrared rays have a wavelength of 0.800 ⁇ m to 3 ⁇ m
  • mid-infrared rays have a wavelength of 3 ⁇ m.
  • the range is from 8 ⁇ m
  • far infrared rays are in the range on the longer wavelength side than the wavelength of 8 ⁇ m.
  • Examples of the resin material having a siloxane bond include silicone rubber and silicone resin.
  • a large absorption coefficient due to expansion and contraction of the C—Si bond appears broadly around a wavelength of 13.3 ⁇ m, and an absorption coefficient due to the out-of-plane variation angle (pitch) of CSiH 2 has a wavelength of 10 ⁇ m. It appears broad in the center, and the absorption coefficient due to the in-plane in-plane variation (scissors) of CSiH 2 appears small near a wavelength of 8 ⁇ m. Thus, it has a large absorption coefficient in the window of the atmosphere.
  • the binding energy of Si—O—Si in the main chain is 4.60 eV, which corresponds to a wavelength of 0.269 ⁇ m and absorbs light on a wavelength side shorter than this wavelength. Since the sunlight spectrum has only waves longer than the wavelength of 0.300 ⁇ m, when a siloxane bond is used, it hardly absorbs ultraviolet rays, visible rays, and near infrared rays of sunlight.
  • the absorption coefficient due to C-Cl expansion and contraction vibration appears in a wide band with a half width of 1 ⁇ m or more centered on a wavelength of 12 ⁇ m.
  • a resin material having a carbon-chlorine bond C—Cl
  • polyvinyl chloride PVC
  • the C of the alkene contained in the main chain is affected by the electron attraction of chlorine.
  • the absorption coefficient derived from the eccentric vibration of -H appears around the wavelength of 10 ⁇ m. That is, it is possible to emit a large amount of heat radiation in the wavelength band of the window of the atmosphere.
  • the binding energy of carbon and chlorine of alkene is 3.28 eV, its wavelength corresponds to 0.378 ⁇ m, and it absorbs light on the shorter wavelength side than this wavelength. That is, it absorbs the ultraviolet rays of sunlight, but has almost no absorption in the visible region.
  • the ether bond (R-COO-R) and ester bond (COC) have an absorption coefficient from a wavelength of 7.8 ⁇ m to 9.9 ⁇ m. Further, with respect to the carbon-oxygen bond contained in the ester bond and the ether bond, a strong absorption coefficient appears in the wavelength band of 8 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • absorption widely appears from a wavelength of 8.1 ⁇ m to 18 ⁇ m due to the vibration of the benzene ring itself and the vibration of surrounding elements due to the influence of the benzene ring.
  • Resins having these bonds include polymethylmethacrylate resin, ethylene terephthalate resin, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate.
  • the binding energy of the CC bond of methyl methacrylate is 3.93 eV, which corresponds to a wavelength of 0.315 ⁇ m and absorbs sunlight having a wavelength shorter than this wavelength, but has almost no absorption in the visible region.
  • the resin material layer may be a single-layer film of one type of resin material or a multilayer film of a plurality of types of resin materials.
  • a single-layer film of a resin material in which a plurality of types are blended or a multilayer film of a resin material in which a plurality of types are blended may be used.
  • the blend also includes copolymers such as alternating copolymers, random copolymers, block copolymers, and graft copolymers, and modified products in which side chains are replaced.
  • the radiative cooling device of the present invention it is possible to create a state in which the output by radiative cooling is larger than the input of sunlight.
  • a further characteristic configuration of the radiation cooling device of the present invention is that the resin material forming the resin material layer is a vinyl chloride resin, a vinylidene chloride resin, a polyvinyl fluoride, a vinylidene fluoride, a polymethyl methacrylate resin, and the main component is siloxane.
  • the point is that it contains at least one of a resin, a fluororesin, a silicone rubber, and a silicone resin.
  • the resin material forming the resin material layer is the above-mentioned resin, so that the output by radiative cooling is larger than the input of sunlight. Can be done.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the light reflecting layer is made of silver or a silver alloy.
  • the radiant cooling device of the present invention sunlight is efficiently reflected from the light reflecting layer, energy absorption from sunlight is suppressed, and radiant cooling by the resin material layer is performed satisfactorily. Can be done.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention includes a protective layer located between the resin material layer and the light reflecting layer, and the protective layer is a polyolefin resin, an ethylene terephthalate resin, or an acrylic resin. It is in the point that it is composed of.
  • the protective layer is composed of a polyolefin resin, an ethylene terephthalate resin, or an acrylic resin
  • the light reflecting layer is formed even in a daytime solar radiation environment. Since the discoloration of the silver or silver alloy can be suppressed, the cooling function can be exhibited even in a daytime solar radiation environment while appropriately reflecting sunlight by the light reflecting layer.
  • the protective layer is formed of a highly flexible resin material, it is possible to give the radiative cooling device flexibility.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention includes a bonding layer for joining the protective layer and the resin material layer, and the bonding layer is made of a urethane resin, an acrylic resin, or an ethylene vinyl acetate resin. It is in the point that it is composed.
  • the resin material layer and the protective layer are joined by a bonding layer of an adhesive or an adhesive, for example, a resin material layer produced separately by forming the light reflecting layer and the protective layer in a laminated state.
  • a bonding layer of an adhesive or an adhesive for example, a resin material layer produced separately by forming the light reflecting layer and the protective layer in a laminated state.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colored portion is a part of the junction layer or the entire junction layer.
  • the bonding layer (part or all) can be used as a colored portion at low cost.
  • the bonding layer (part or all) can be used as a colored portion at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colored portion is a layered portion provided between the bonding layer and the protective layer, or between the bonding layer and the resin material layer. It is in the point that it is a provided layered part.
  • the material of the layered portion contains a colorant that absorbs light in the visible light region. Colored parts can be provided at low cost.
  • the radiative cooling device of the present invention it is possible to provide a radiative cooling device in which the radiating surface is colored at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colored portion is a layered portion located on the same side as the existing side of the radiant surface in the infrared radiant zone.
  • a layered portion is provided on the same side as the existing side of the radiation surface in the infrared radiation layer, and the colored portion is provided at low cost by containing a coloring agent that absorbs light in the visible light region in the material of the layered portion. be able to.
  • the radiative cooling device of the present invention it is possible to provide a radiative cooling device in which the radiating surface is colored at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colored portion is a part of the infrared radiant zone or the entire infrared radiant zone.
  • the infrared radiating zone (part or all) can be used as a colored portion at low cost.
  • the radiative cooling device of the present invention it is possible to provide a radiative cooling device in which the radiating surface is colored at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colorant contains at least one of azo-based, quinone-based, triarylmethane-based, cyanine-based, phthalocyanine-based, indigo-based, and porphyrin-based compounds. At the point.
  • the above-mentioned colorants are available at low cost.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the colorant content, which is a value obtained by dividing the total amount of the colorant contained in the colored portion by the total area of the radiant surface, is 0.1185 g / m. The point is that it is less than 2.
  • the heat input from sunlight to the radiative cooling device is smaller than the heat output from heat radiation, so that cooling can be performed efficiently.
  • it is provided to provide a radiative cooling device in which the radiative surface is colored while avoiding the deterioration of the radiative cooling performance due to the absorption of sunlight as much as possible. Can be done.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that it includes a hard coat layer located on the outermost side opposite to the existing side of the light reflecting layer with respect to the infrared radiating layer.
  • a further characteristic configuration of the radiative cooling device of the present invention is that the hard coat layer is made of an acrylic resin.
  • the hard coat layer is composed of a relatively hard acrylic resin, damage to the infrared radiant zone and the colored portion can be effectively suppressed. ..
  • the characteristic configuration of the cooling method of the present invention is a cooling method using the above-mentioned radiative cooling device, in which the step of arranging the radiative cooling device in a state where the radiant surface of the infrared radiation layer faces the sky and the radiant radiation.
  • the point includes a step of radiating infrared light from a surface.
  • infrared light that escapes from the radiation surface to the outside of the system can be radiated toward the sky and emitted to the sky, that is, the universe. Further, it is possible to suppress the light absorption of sunlight and improve the cooling performance.
  • the object to be cooled can be cooled by using the radiative cooling device in which the radiant surface is colored.
  • the radiative cooling device CP is located on the opposite side of the infrared radiation layer A that emits infrared light IR from the radiation surface H and the side where the radiation surface H exists in the infrared radiation layer A.
  • the light reflecting layer B and the colored portion X are provided.
  • the colored portion X is the colored layer P.
  • the colored layer P is a layered portion and is located on the same side as the existing side of the radiation surface H in the infrared radiation layer A.
  • the radiative cooling device CP includes a protective layer D located between the infrared radiating zone A and the light reflecting layer B.
  • the colored layer P, the infrared radiating zone A, the protective layer D, and the light reflecting layer B are in a laminated state.
  • the radiative cooling device CP is formed in the form of a film as a whole. That is, the radiative cooling device CP is configured as a radiative cooling film.
  • the colored portion X contains a coloring agent that absorbs light in the visible light region.
  • the colorant has a visible light absorption peak in a region having a wavelength of 350 nm or more and 850 nm or less. Due to the presence of the colored portion X, the radiative cooling device CP can be in a state where the radiating surface H is colored.
  • the coloring portion X may contain one kind of coloring agent, or may contain two or more kinds of coloring agents.
  • the colored layer P may be provided over the entire radiation surface H of the resin material layer J, or may be provided so as to cover a part of the radiation surface H as shown in FIG. 32. Characters, symbols, patterns, etc. may be drawn by the colored layer P.
  • the light reflecting layer B reflects light L such as sunlight that has passed through the colored layer P, the infrared radiation layer A, and the protective layer D, and has a reflection characteristic of 90% with a reflectance of a wavelength of 400 nm to 500 nm.
  • the reflectance of long waves having a wavelength of 500 nm or more is 96% or more.
  • the sunlight spectrum exists from a wavelength of 300 nm to 4000 nm, and the intensity increases as the wavelength increases from 400 nm, and the intensity increases particularly from a wavelength of 500 nm to a wavelength of 1800 nm.
  • the light L includes ultraviolet light (ultraviolet rays), visible light, and infrared light, and when these are described in terms of the wavelength of light as an electromagnetic wave, the wavelength is 10 nm to 20000 nm (0). Includes electromagnetic waves of 0.01 ⁇ m to 20 ⁇ m). Incidentally, in this document, it is assumed that the wavelength range of ultraviolet light (ultraviolet light) is between 300 nm and 400 nm.
  • the light reflecting layer B exhibits a reflection characteristic of 90% or more from a wavelength of 400 nm to 500 nm, and a reflectance of a long wave from a wavelength of 500 nm is 96% or more.
  • the solar energy absorbed by the reflective layer B can be suppressed to 5% or less. That is, the solar energy absorbed in the south and middle of the summer can be set to about 50 W, and the radiative cooling by the resin material layer J can be performed satisfactorily.
  • the spectrum of sunlight is defined as AM1.5G unless otherwise specified.
  • the light reflecting layer B is composed of silver or a silver alloy, or is configured as a laminated structure of silver or a silver alloy located adjacent to the protective layer D and aluminum or an aluminum alloy located on the side away from the protective layer D. It is flexible, and the details will be described later.
  • the infrared radiating zone A is configured as a resin material layer J whose thickness is adjusted to emit heat radiation energy larger than the absorbed solar energy in a wavelength band of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, and the details thereof will be described later. do.
  • the radiant cooling device CP reflects a part of the light L incident on the radiant cooling device CP on the radiating surface H of the infrared radiation layer A, and the radiant cooling device CP reflects the light L incident on the radiant cooling device CP.
  • the light (sunlight, etc.) transmitted through the resin material layer J and the protective layer D is reflected by the light reflecting layer B and is configured to escape from the radiating surface H to the outside.
  • heat is input to the radiant cooling device CP from the cooling object E located on the side opposite to the existing side of the resin material layer J in the light reflecting layer B (for example, heat input by heat conduction from the cooling object E). Is converted into infrared light IR by the resin material layer J and radiated to cool the object E to be cooled.
  • the radiant cooling device CP reflects the light L irradiated to the radiant cooling device CP, and heat transfer to the radiant cooling device CP (for example, heat transfer from the atmosphere or heat transfer from the cooling object E). It is configured to radiate heat) to the outside as infrared light IR. Further, the resin material layer J, the protective layer D, and the light reflecting layer B have flexibility, so that the radiative cooling device CP (radiative cooling film) has flexibility.
  • the radiative cooling device CP is used to implement the cooling method.
  • the cooling method includes a step of arranging the radiative cooling device CP in a state where the radiating surface H of the infrared radiation layer A faces the sky, and a step of radiating infrared light IR from the radiating surface H.
  • the object E to be cooled is cooled by the radiation of infrared light IR.
  • the thickness of the resin material layer J is such that the wavelength average of the light absorption rate with a wavelength of 0.4 ⁇ m to 0.5 ⁇ m is 13% or less, and the wavelength is from 0.5 ⁇ m.
  • the wavelength average of the light absorption rate of 0.8 ⁇ m is 4% or less, the wavelength average of the light absorption rate from 0.8 ⁇ m to 1.5 ⁇ m is within 1%, and the wavelength is 1.5 ⁇ m to 2.5 ⁇ m. It is necessary to adjust the thickness so that the wavelength average of the light absorption rates up to is 40% or less and the wavelength average of the light absorption rates from 2.5 ⁇ m to 4 ⁇ m is 100% or less.
  • the light absorption rate of sunlight is 10% or less, and the energy is 100 W or less.
  • the wavelength average of the light absorption rate of the wavelength of 0.4 ⁇ m to 0.5 ⁇ m means the average value of the light absorption rate for each wavelength in the range of 0.4 ⁇ m to 0.5 ⁇ m, and the wavelength is 0.5 ⁇ m.
  • other similar descriptions including emissivity also mean similar average values.
  • the light absorption rate of the resin material increases as the film thickness of the resin material increases.
  • the sunlight absorption in the protective layer D and the light reflecting layer B is 50 W / m 2 or less.
  • the sum of sunlight absorption in the resin material layer J, the protective layer D, and the light reflecting layer B is 150 W / m 2 or less, and cooling proceeds if the atmospheric condition is good.
  • the resin material forming the resin material layer J it is preferable to use a resin material having a small light absorption rate near the peak value of the sunlight spectrum as described above.
  • the thickness of the resin material layer J needs to be adjusted from the viewpoint of infrared radiation (heat radiation) so that the wavelength average of the emissivity of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m is 40% or more.
  • heat radiation infrared radiation
  • the maximum thermal radiation of an atmospheric window of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m is 200 W / m 2 (calculated assuming an emissivity of 1).
  • This value can be obtained in fine weather, such as in high mountains, where the air is thin and well-dried. In lowlands, the thickness of the atmosphere is thicker than that of high mountains, so the wavelength band of the windows of the atmosphere becomes narrower and the transmittance decreases. By the way, this is called "the window of the atmosphere becomes narrower".
  • the environment in which the radiative cooling device CP may be humid, and even in that case, the window of the atmosphere becomes narrow.
  • the thermal radiation generated in the window area of the atmosphere when used in lowlands is estimated to be 160 W / m 2 at 30 ° C. in good condition (calculated as emissivity 1).
  • the atmospheric window becomes even narrower, and the radiation to space is about 125 W / m 2.
  • the wavelength average of the emissivity of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m must be 40% or more (heat radiation intensity in the window zone of the atmosphere is 50 W / m 2 ) before it can be used in lowlands in the mid-latitude zone.
  • the thickness of the resin material layer J is adjusted so as to fall within the optically specified range in consideration of the above items, the heat output from the window of the atmosphere becomes larger than the heat input due to the absorption of sunlight, and the solar radiation environment. Even underneath, it will be possible to lower the temperature than the outside air by radiative cooling outdoors.
  • Resin materials include carbon-fluorine bond (CF), siloxane bond (Si—O—Si), carbon-chlorine bond (C—Cl), carbon-oxygen bond (CO), and ester bond (R—).
  • CF carbon-fluorine bond
  • Si—O—Si siloxane bond
  • C—Cl carbon-chlorine bond
  • CO carbon-oxygen bond
  • R— ester bond
  • a colorless resin material containing COO-R), an ether bond (COC bond), and a benzene ring can be used.
  • the wavelength range having an absorption coefficient in the wavelength band of the window of the atmosphere is shown in FIG.
  • the emissivity ( ⁇ ) and the light absorption rate (A) are equal.
  • t is a film thickness. That is, when the film thickness of the resin material layer J is adjusted, a large amount of heat radiation can be obtained in a wavelength band having a large absorption coefficient. In the case of radiative cooling outdoors, it is preferable to use a material having a large absorption coefficient in the wavelength band of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which is the wavelength band of the window of the atmosphere.
  • the light absorptivity changes depending on the film thickness of the resin material.
  • the absorption coefficient due to CHF and CF 2 spreads widely over a wide band from the wavelength of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which is the window of the atmosphere, and the absorption coefficient is particularly large at 8.6 ⁇ m.
  • the wavelength band of sunlight there is no conspicuous absorption coefficient at wavelengths of 0.3 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, which have a large energy intensity.
  • CF carbon-fluorine bond
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • PCTFE Polychlorotrifluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • PFA Perfluoroalkoxy alkane resin
  • FEP Ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer
  • ETFE Ethylene / ethylene tetrafluoride copolymer
  • ECTFE Ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer
  • Examples of the resin material having a siloxane bond include silicone rubber and silicone resin.
  • a large absorption coefficient due to expansion and contraction of the C—Si bond appears broadly around a wavelength of 13.3 ⁇ m, and an absorption coefficient due to the out-of-plane variation angle (pitch) of CSiH 2 has a wavelength of 10 ⁇ m. It appears broad in the center, and the absorption coefficient due to the in-plane in-plane variation (scissors) of CSiH 2 appears small near a wavelength of 8 ⁇ m.
  • the absorption coefficient due to C-Cl expansion and contraction vibration appears in a wide band with a half width of 1 ⁇ m or more centered on a wavelength of 12 ⁇ m.
  • the resin material include vinyl chloride resin (PVC) and vinylidene chloride resin (PVDC).
  • PVC vinyl chloride resin
  • the absorption coefficient derived from the angular vibration appears around the wavelength of 10 ⁇ m.
  • the ester bond (R—COO-R) and the ether bond (COC bond) have an absorption coefficient from a wavelength of 7.8 ⁇ m to 9.9 ⁇ m. Further, with respect to the carbon-oxygen bond contained in the ester bond and the ether bond, a strong absorption coefficient appears in the wavelength band of 8 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • absorption widely appears from a wavelength of 8.1 ⁇ m to 18 ⁇ m due to the vibration of the benzene ring itself and the vibration of surrounding elements due to the influence of the benzene ring.
  • Resins having these bonds include methyl methacrylate resin (PMMA), ethylene terephthalate resin, trimethylene terephthalate resin, butylene terephthalate resin, ethylene naphthalate resin, and butylene naphthalate resin.
  • PMMA methyl methacrylate resin
  • ethylene terephthalate resin trimethylene terephthalate resin
  • butylene terephthalate resin ethylene naphthalate resin
  • butylene naphthalate resin butylene naphthalate resin
  • the sunlight spectrum has only long waves with a wavelength of 0.300 ⁇ m, when fluororesin is used, it hardly absorbs ultraviolet rays, visible rays, and near infrared rays of sunlight.
  • the definition of ultraviolet rays is on the shorter wavelength side than the wavelength of 0.400 ⁇ m
  • the definition of visible light is on the wavelength range of 0.400 ⁇ m to 0.800 ⁇ m
  • the near infrared rays are in the range of 0.800 ⁇ m to 3 ⁇ m
  • the mid infrared rays are 3 ⁇ m to 8 ⁇ m.
  • the range is defined as far infrared rays having a wavelength longer than 8 ⁇ m.
  • Fig. 3 shows the absorption rate spectrum of PFA (perfluoroalkoxy alkane resin) with a thickness of 50 ⁇ m in the ultraviolet to visible range, and it can be seen that it has almost no absorption rate. There is a slight increase in the absorption rate spectrum on the wavelength side shorter than 0.4 ⁇ m, but this increase only shows the effect of scattering of the sample used for the measurement, and the absorption rate actually increases. Not done.
  • PFA perfluoroalkoxy alkane resin
  • the binding energy of Si—O—Si in the main chain is 4.60 eV, which corresponds to a wavelength of 269 nm. Since the sunlight spectrum has only waves longer than the wavelength of 0.300 ⁇ m, when the majority of siloxane bonds are present, it hardly absorbs ultraviolet rays, visible rays, and near infrared rays of sunlight.
  • Fig. 3 shows the absorptivity spectrum of silicone rubber with a thickness of 100 ⁇ m in the ultraviolet to visible range, and it can be seen that it has almost no absorptivity. There is a slight increase in the absorption rate spectrum on the shorter wavelength side than the wavelength of 0.4 ⁇ m, but this increase only shows the effect of scattering of the sample used for the measurement, and the absorption rate is actually Not increasing.
  • the carbon-chlorine bond energy of Alken is 3.28 eV and its wavelength is 0.378 ⁇ m, so it absorbs a lot of ultraviolet rays in sunlight, but in the visible range. Has little absorption.
  • the absorption spectrum of a vinyl chloride resin having a thickness of 100 ⁇ m in the ultraviolet to visible region is shown in FIG. 3, and the light absorption becomes larger on the shorter wavelength side than the wavelength of 0.38 ⁇ m.
  • the absorption spectrum of the vinylidene chloride resin having a thickness of 100 ⁇ m in the ultraviolet to visible region is shown in FIG. 3, and a slight increase in the absorption spectrum is observed on the wavelength side shorter than the wavelength of 0.4 ⁇ m.
  • Resins having an ester bond (R-COO-R), an ether bond (COC bond), and a benzene ring include methyl methacrylate resin, ethylene terephthalate resin, trimethylene terephthalate resin, butylene terephthalate resin, and ethylene na.
  • phthalate resin and butylene naphthalate resin are phthalate resin and butylene naphthalate resin.
  • the binding energy of the CC bond of acrylic is 3.93 eV, which absorbs sunlight having a wavelength shorter than 0.315 ⁇ m, but has almost no absorption in the visible region.
  • FIG. 3 shows an absorption rate spectrum in the ultraviolet to visible region of a methyl methacrylate resin having a thickness of 5 mm.
  • the methyl methacrylate resin exemplified is generally commercially available, and contains a benzotriazole-based ultraviolet absorber. Since the plate is as thick as 5 mm, the wavelength having a small absorption coefficient also becomes large, and the light absorption becomes larger on the short wave side than the long wave of 0.38 ⁇ m than the wavelength of 0.315.
  • the absorption rate spectrum in the ultraviolet to visible region of an ethylene terephthalate resin having a thickness of 40 ⁇ m is shown in FIG.
  • the absorptivity increases as the wavelength approaches 0.315 ⁇ m, and the absorptivity sharply increases at a wavelength of 0.315 ⁇ m.
  • the thickness of the ethylene terephthalate resin is increased, the absorption rate due to the absorption edge derived from the CC bond increases on the long wave side of the wavelength of 0.315 ⁇ m, and the ethylene terephthalate resin is similar to the commercially available methyl methacrylate resin. Absorption rate in ultraviolet rays increases.
  • the resin material layer J uses a resin material having the above-mentioned radiation rate (light radiation rate) and light absorption rate characteristics, it is a single-layer film of one type of resin material or a multilayer film of a plurality of types of resin materials.
  • a single-layer film of a resin material in which a plurality of types of resin materials are blended, or a multilayer film of a resin material in which a plurality of types of resin materials are blended may be used.
  • the blend also includes copolymers such as alternating copolymers, random copolymers, block copolymers, and graft copolymers, and modified products in which side chains are replaced.
  • FIG. 4 shows an emissivity spectrum of a silicone rubber having a siloxane bond in an atmospheric window. From the silicone rubber, a large absorption coefficient due to the expansion and contraction of the C—Si bond appears broadly around the wavelength of 13.3 ⁇ m, and the absorption coefficient due to the out-of-plane variation angle (pitch) of CSiH 2 is 10 ⁇ m in wavelength. The absorption coefficient due to the in-plane in-plane variation (scissors) of CSiH 2 appears small in the vicinity of the wavelength of 8 ⁇ m.
  • the wavelength average of the emissivity with a thickness of 1 ⁇ m is 80% at wavelengths of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which falls within the regulation that the wavelength average is 40% or more.
  • the emissivity in the window region of the atmosphere increases as the film thickness increases.
  • FIG. 4 also shows an emission spectrum when quartz having a thickness of 1 ⁇ m, which is an inorganic material, is present on silver. Quartz has only a narrow band of radiation peaks between wavelengths of 8 ⁇ m and 14 ⁇ m when the thickness is 1 ⁇ m. When this thermal radiation is averaged in the wavelength range of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, the radiation rate of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m is 32%, and it is difficult to show the radiative cooling performance.
  • the radiative cooling device CP (radiative cooling film) of the present invention using the resin material layer J can obtain radiative cooling performance even in an infrared radiative layer A thinner than the conventional technique in which an inorganic material is used as the light reflecting layer B. That is, when the infrared radiating zone A is formed of quartz or Tempax glass, which is an inorganic material, the radiative cooling performance cannot be obtained when the infrared radiating zone A has a thickness of 1 ⁇ m, but the resin material layer J is used. In the radiative cooling device CP of the present invention, the radiative cooling performance is exhibited even when the resin material layer J has a thickness of 1 ⁇ m.
  • FIG. 5 shows the emissivity of a perfluoroalkoxy alkane resin (PFA) in an atmospheric window as a typical example of a resin having a carbon-fluorine bond.
  • PFA perfluoroalkoxy alkane resin
  • the absorption coefficient due to CHF and CF 2 is widely spread over a wide band from 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which is the window of the atmosphere, and the absorption coefficient is particularly large at 8.6 ⁇ m. Due to this effect, the wavelength average of the emissivity with a thickness of 10 ⁇ m is 45% at wavelengths of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which falls within the regulation that the wavelength average is 40% or more. As shown in the figure, the emissivity in the window region of the atmosphere increases as the film thickness increases.
  • FIG. 6 shows the emissivity of vinyl chloride resin (PVC) in an atmospheric window as a typical example of a resin having a carbon-chlorine bond.
  • FIG. 14 shows the emissivity of vinylidene chloride resin (PVDC) in the atmospheric window.
  • the carbon-chlorine bond the absorption coefficient due to C-Cl expansion and contraction vibration appears in a wide band with a half width of 1 ⁇ m or more centered on a wavelength of 12 ⁇ m.
  • the absorption coefficient derived from the angular vibration of CH of the alkene contained in the main chain appears around a wavelength of 10 ⁇ m due to the influence of electron suction of chlorine.
  • the wavelength average of the emissivity with a thickness of 10 ⁇ m is 43% at a wavelength of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which falls within the regulation that the wavelength average is 40% or more.
  • the emissivity in the window region of the atmosphere increases as the film thickness increases.
  • FIG. 7 shows the emissivity of an ethylene terephthalate resin in an atmospheric window as a typical example of a resin having an ester bond or a benzene ring.
  • the ester bond it has an absorption coefficient from a wavelength of 7.8 ⁇ m to 9.9 ⁇ m.
  • the carbon-oxygen bond contained in the ester bond a strong absorption coefficient appears in the wavelength band of 8 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the wavelength average of the emissivity with a thickness of 10 ⁇ m is 71% at a wavelength of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, which falls within the regulation that the wavelength average is 40% or more.
  • the emissivity in the window region of the atmosphere increases as the film thickness increases.
  • FIG. 8 contains a carbon-fluorine bond (CF), a carbon-chlorine bond (C-Cl), an ester bond (R-COO-R), an ether bond (COC bond), and a benzene ring.
  • CF carbon-fluorine bond
  • C-Cl carbon-chlorine bond
  • R-COO-R ester bond
  • COC bond ether bond
  • benzene ring The radiance spectrum of the olefin-modified material, which is not present and whose main component is benzene, is shown.
  • the sample was prepared by applying an olefin resin on the vapor-deposited silver with a bar coater and drying it.
  • the emissivity in the window region of the atmosphere is small, and due to this effect, the wavelength average of the emissivity with a thickness of 10 ⁇ m is 27% at wavelengths of 8 ⁇ m to 14 ⁇ m, and the wavelength average is 40% or more. not enter.
  • the emissivity shown is that of an olefin resin modified for application as a bar coater, and in the case of a pure olefin resin, the emissivity in the window region of the atmosphere is even smaller. As described above, it does not contain carbon-fluorine bond (CF), carbon-chlorine bond (C-Cl), ester bond (R-COO-R), ether bond (COC bond), and benzene ring. And radiative cooling is not possible.
  • the heat radiation of the window region of the atmosphere generated from the surface of the resin material is generated in the portion where the depth from the surface is approximately 100 ⁇ m or less, and when the thickness of the resin is further increased, the heat radiation is generated.
  • the radiatively cooled cold heat of the radiative cooling device CP is insulated by the resin material that does not contribute to.
  • the thermal conductivity of the resin material is generally about 0.2 W / m / K, and when calculated in consideration of this thermal conductivity, when the thickness of the resin material layer J exceeds 20 mm, the cooling surface (in the light reflecting layer B). The temperature of the surface of the resin material layer J opposite to the existing side) rises.
  • the thermal conductivity of the resin material is generally about 0.2 W / m / K, so if it exceeds 20 mm as shown in FIG. 9, the light reflecting layer B Is heated by the sunlight, and the cooling object E installed on the light reflecting layer side is heated. That is, the thickness of the resin material of the radiative cooling device CP needs to be 20 mm or less.
  • FIG. 9 is a plot of the surface temperature of the radiative surface H and the temperature of the light reflecting layer B of the radiative cooling device CP (radiative cooling film) calculated assuming the southern part of a sunny day in western Japan in midsummer. ..
  • the sunlight is AM1.5 and the energy density is 1000 W / m 2.
  • the outside air temperature is 30 ° C., and the radiant energy varies depending on the temperature, but is 100 W at 30 ° C.
  • the calculation is based on the assumption that the resin material layer J does not absorb sunlight. Assuming no wind, the convective heat transfer coefficient is 5 W / m 2 / K.
  • FIG. 10 shows the light absorption rate with respect to the sunlight spectrum when the thickness of the silicone rubber having CH 3 as the side chain is 100 ⁇ m, and the light absorption rate spectrum with respect to the sunlight spectrum of the perfluoroalkoxy alkane resin having a thickness of 100 ⁇ m. .. As described above, it can be seen that both resins have almost no light absorption rate in the ultraviolet region.
  • the light absorption rate increases in the region on the long wave side of the wavelength of 2.35 ⁇ m.
  • the intensity of the sunlight spectrum in this wavelength range is weak, the solar energy absorbed is 20 W / m 2 even if the light absorption rate on the long wave side from the wavelength of 2.35 ⁇ m is 100%.
  • the perfluoroalkoxy alkane resin has almost no light absorption rate in the wavelength range of 0.3 ⁇ m to 2.5 ⁇ m, and has light absorption on the wavelength side longer than the wavelength of 2.5 ⁇ m. However, even if the film thickness of the resin is increased and the light absorption rate on the wavelength side longer than the wavelength of 2.5 ⁇ m becomes 100%, the absorbed solar energy is about 7 W.
  • the emissivity of the window region of the atmosphere becomes approximately 1. That is, in the case of a thick film, the heat radiation that radiates into space at atmospheric window region when used in low-lying becomes 125W / m 2 order of 160 W / m 2 at 30 ° C..
  • the light absorption in the light reflecting layer B is about 50 W / m 2 as specified above, and the light absorption of the light reflecting layer B and the sunlight absorption when the silicone rubber or the perfluoroalkoxyfluororesin is made into a thick film are added. Even smaller than the thermal radiation radiated into space. From the above, the maximum film thickness of the silicone rubber and the perfluoroalkoxy fluororesin is 20 mm from the viewpoint of thermal conductivity.
  • the resin material forming the resin material layer J is a resin having a hydrocarbon as a main chain having one or more carbon-chlorine bonds, carbon-oxygen bonds, ester bonds, ether bonds, and benzene rings, or silicone.
  • the hydrocarbon is a resin and has two or more carbon atoms in the side chain, absorption based on vibration such as bond angle change and expansion and contraction is observed in the near infrared region in addition to the above-mentioned absorption of ultraviolet rays by covalent bond electrons.
  • the absorption by the reference sound of the transition of CH 3 , CH 2 , and CH to the first excited state is changed from 1.6 ⁇ m to 1.7 ⁇ m in wavelength, 1.65 ⁇ m to 1.75 ⁇ m in wavelength, and 1.7 ⁇ m in wavelength, respectively. appear. Further, the absorption of the combined sound of CH 3 , CH 2 , and CH by the reference sound appears at a wavelength of 1.35 ⁇ m, a wavelength of 1.38 ⁇ m, and a wavelength of 1.43 ⁇ m, respectively. Further, the overtones of the transition of CH 2 and CH to the second excited state appear around the wavelength of 1.24 ⁇ m, respectively.
  • the reference sound of the angle change and expansion / contraction of the CH bond is distributed over a wide band from the wavelength of 2 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
  • FIG. 11 shows the relationship between the light absorption rate and the spectrum of sunlight when the film thickness of the ethylene terephthalate resin having an ester bond and a benzene ring is changed.
  • the film thickness increases to 25 ⁇ m, 125 ⁇ m, and 500 ⁇ m
  • the light absorption in the long wave region increases from the wavelength of 1.5 ⁇ m caused by the respective vibrations.
  • the light absorption from the ultraviolet region to the visible region is increased. This is due to the spread of the light absorption edge due to the chemical bond.
  • the film thickness When the film thickness is thin, the light absorption coefficient increases at the wavelength having the largest absorption coefficient, but when the film thickness is thick, the absorption coefficient with a broad absorption edge and a weak absorption coefficient is higher than the above-mentioned light absorption coefficient relational expression. Appears next. As a result, as the film thickness increases, the light absorption from the ultraviolet region to the visible region increases. Absorption of solar spectrum when a thickness of 25 ⁇ m is 15W / m 2, the absorption of the solar spectrum when the absorption of the solar spectrum when the thickness is 125 ⁇ m is 41W / m 2, the thickness of 500 ⁇ m is 88W / It is m 2.
  • the light absorption of the light reflecting layer B is 50 W / m 2 according to the above regulation, when the film thickness is 500 ⁇ m, the sum of the sunlight absorption of the ethylene terephthalate resin and the sunlight absorption of the light reflecting layer B is 138 W. It becomes / m 2.
  • the maximum value of infrared radiation in the wavelength band of the window of the atmosphere in the lowland summer of Japan is about 160 W on a day when the atmospheric condition is good at 30 ° C., and usually about 125 W. From the above, when the film thickness of the ethylene terephthalate resin is 500 ⁇ m or more, the radiative cooling performance is not exhibited.
  • the origin of the absorption spectrum in the wavelength band of 1.5 ⁇ m to 4 ⁇ m is not the functional group but the vibration of the hydrocarbon in the main chain, and if it is a hydrocarbon-based resin, it behaves in the same manner as the ethylene terephthalate resin.
  • the hydrocarbon resin has light absorption due to chemical bonds in the ultraviolet region, and exhibits the same behavior as the ethylene terephthalate resin from the ultraviolet to the visible. That is, if it is a hydrocarbon resin, it behaves in the same manner as an ethylene terephthalate resin from a wavelength of 0.3 ⁇ m to 4 ⁇ m. From the above, the thickness of the hydrocarbon-based resin needs to be thinner than 500 ⁇ m.
  • the resin material is a resin material in which a resin having a carbon-fluorine bond or a siloxane bond as a main chain and a resin having a hydrocarbon as the main chain are blended
  • the resin having the blended hydrocarbon as the main chain is used.
  • Light absorption in the near-infrared region due to CH, CH 2 , CH 3, etc. appears according to the ratio of CH, CH 2, CH 3, and the like.
  • the carbon-fluorine bond or the siloxane bond is the main component, the light absorption in the near infrared region due to the hydrocarbon becomes small, so that the thickness can be increased to the upper limit of 20 mm from the viewpoint of thermal conductivity.
  • the blended hydrocarbon resin is the main component, the thickness needs to be 500 ⁇ m or less.
  • the side chains of fluororesin or silicone rubber are replaced with hydrocarbons, alternating copolymers of fluoropolymers and silicone monomers and hydrocarbon monomers, and random copolymers.
  • Block copolymers and graft copolymers are also included.
  • the alternating copolymer of the fluorine monomer and the hydrocarbon monomer include fluoroethylene vinyl ester (FEVE), fluoroolefin-acrylic acid ester copolymer, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), and ethylene. Chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE) can be mentioned.
  • the thickness of the resin material layer J should be thin.
  • the thermal conductivity of resin materials is generally lower than that of metals and glass.
  • the film thickness of the resin material layer J should be the minimum necessary. The thicker the thickness of the resin material layer J, the larger the heat radiation of the window of the atmosphere, and when the thickness exceeds a certain thickness, the heat radiation energy of the window of the atmosphere is saturated.
  • the film thickness to be saturated depends on the resin material, but in the case of fluororesin, it is sufficiently saturated if it is about 300 ⁇ m. Therefore, from the viewpoint of thermal conductivity, it is desirable to suppress the film thickness to 300 ⁇ m or less rather than 500 ⁇ m. Further, although the heat radiation is not saturated, sufficient heat radiation can be obtained in the window region of the atmosphere even if the thickness is about 100 ⁇ m. The thinner the thickness, the higher the thermal transmission rate and the more effectively the temperature of the object to be cooled can be lowered. Therefore, in the case of fluororesin, the thickness should be about 100 ⁇ m or less.
  • the absorption coefficient derived from the carbon-silicon bond, carbon-chlorine bond, carbon-oxygen bond, ester bond, and ether bond is larger than the absorption coefficient caused by the CF bond.
  • the heat insulating property becomes small and the object E to be cooled can be effectively cooled.
  • the object E to be cooled can be effectively cooled if the thickness is 100 ⁇ m or less.
  • the effect of thinning is other than lowering the heat insulation and making it easier to transfer cold heat. It carbon - chlorine bond, a carbon - oxygen bond, an ester bond, exhibits a resin having an ether bond, a CH, CH 2, CH 3 of the light absorption in the near-infrared region from the suppression of the near infrared region. If it is made thinner, the sunlight absorption due to these can be reduced, so that the cooling capacity of the radiative cooling device CP is increased.
  • a thickness of 50 ⁇ m or less can more effectively produce a radiative cooling effect in sunlight. can.
  • the heat radiation is completely saturated in the window region of the atmosphere even if the thickness is 50 ⁇ m, and sufficient heat radiation can be obtained in the window region of the atmosphere even if the thickness is 10 ⁇ m.
  • the thinner the resin material layer J the higher the thermal transmission rate and the more effectively the temperature of the object E to be cooled can be lowered. Therefore, in the case of a resin containing a carbon-silicon bond, if the thickness is 10 ⁇ m or less, heat insulation is performed. The property is reduced and the object E to be cooled can be effectively cooled. If it is made thinner, the sunlight absorption can be reduced, so that the cooling capacity of the radiative cooling device CP is increased. From the above viewpoint, in the case of a resin containing a carbon-silicon bond, if the thickness is 10 ⁇ m or less, the radiative cooling effect can be obtained more effectively in the sunlight.
  • the reflective material on the side where the radiation surface H exists (the side where the resin material layer J exists) needs to be silver or a silver alloy. As shown in FIG. 12, if the light reflecting layer B is formed based on silver, the reflectance required for the light reflecting layer B can be obtained.
  • the thickness When reflecting sunlight with only silver or a silver alloy with the above-mentioned reflectance characteristics, a thickness of 50 nm or more is required. However, in order to provide the light reflecting layer B with flexibility, the thickness needs to be 100 ⁇ m or less. If it is thicker than this, it will be difficult to bend.
  • the "silver alloy” an alloy in which any one of copper, palladium, gold, zinc, tin, magnesium, nickel and titanium is added to silver, for example, about 0.4% by mass to 4.5% by mass is added. Can be used.
  • APC-TR made of Furuya metal
  • the light reflecting layer B In order for the light reflecting layer B to have the above-mentioned reflectance characteristics, a structure in which a silver or silver alloy located adjacent to the protective layer D and an aluminum or aluminum alloy located on the side away from the protective layer D are laminated. It may be. Also in this case, the reflective material on the side where the radiation surface H exists (the side where the resin material layer J exists) needs to be silver or a silver alloy. When composed of two layers of silver (silver alloy) and aluminum (aluminum alloy), the thickness of silver needs to be 10 nm or more, and the thickness of aluminum needs to be 30 nm or more. However, in order to provide the light reflecting layer B with flexibility, the total thickness of silver and aluminum needs to be 100 ⁇ m or less. If it is thicker than this, it will be difficult to bend.
  • the "aluminum alloy” an alloy obtained by adding copper, manganese, silicon, magnesium, zinc, carbon steel for machine structure, ittrium, lantern, gadrinium, and terbium to aluminum can be used.
  • a protective layer D that protects silver is required in a form adjacent to silver or a silver alloy. Details of the protective layer D will be described later.
  • the emissivity of the window region of the atmosphere of fluoroethylene vinyl ether is as shown in FIG.
  • the radiance of the silicone rubber is as shown in FIG. 4
  • the radiance of the modified olefin (olefin modified material) is as shown in FIG. 8
  • the radiance of the vinyl chloride resin is shown in FIG. It's a street.
  • the radiative cooling ability is exhibited at a thickness of 1 ⁇ m or more as expected from theory. It was found that the fluoroethylene vinyl ether having a carbon-fluorine bond exhibits radiative cooling ability at a film thickness of 5 ⁇ m, which is thinner than the theoretically predicted 10 ⁇ m. This is because not only the light absorption of the window of the atmosphere by the carbon-fluorine bond but also the light absorption of the ether bond of vinyl ether is added, and the light absorption rate of the window of the atmosphere is increased as compared with the case of each alone.
  • the olefin modified product does not have a radiative cooling capacity because there is almost no heat radiation in the window region of the atmosphere.
  • the radiative cooling device CP of the present invention can have a film structure as shown in FIGS. 16 to 19. Since the resin material forming the resin material layer J and the protective layer D is flexible, if the light reflecting layer B is made into a thin film, the light reflecting layer B can also be made flexible, and as a result, the radiative cooling device.
  • the CP can be a flexible film (radiative cooling film).
  • the film-shaped radiative cooling device CP (radiative cooling film) is retrofitted to existing objects, such as by applying glue and wrapping it around the outer circumference of a car, the outer wall of a warehouse or building, or the outer circumference of a helmet to exert radiative cooling. Therefore, the radiative cooling capacity can be easily exerted.
  • the target to which the film-shaped radiative cooling device CP (radiative cooling film) is attached is the outer surface of various tents, the outer surface of the box for storing electrical equipment, the outer surface of the container for transporting goods, and the milk tank for storing milk.
  • Various things that require cooling such as the outer surface and the outer surface of the milk storage part of the milk tank lorry, can be targeted.
  • the radiative cooling device CP in the form of a film.
  • a protective layer D is applied or pasted on the resin material layer J produced in the form of a film, and a light reflecting layer is formed on the protective layer D by vapor deposition, sputtering, ion plating, silver mirror reaction, or the like. It is conceivable to produce B.
  • the radiation cooling device CP radiation cooling film
  • the light reflecting layer B is formed as a single layer of silver or a silver alloy, or when silver (silver alloy) and aluminum (aluminum alloy) are used.
  • the protective layer D is formed on the upper side of the light reflecting layer B
  • the resin material layer J is formed on the upper part of the protective layer D
  • the bottom of the light reflecting layer B is formed.
  • the lower protective layer Ds is also formed on the side.
  • a colored layer P is formed on the upper side of the resin material layer J.
  • the protective layer D, the light reflecting layer B, and the lower protective layer Ds are sequentially coated on the film-shaped resin material layer J and integrated.
  • a method of molding can be adopted.
  • the light reflecting layer B is composed of an aluminum layer B1 formed of an aluminum foil functioning as aluminum (aluminum alloy) and a silver layer B2 made of silver or a silver alloy.
  • a protective layer D is formed on the upper side of the light reflecting layer B, and a resin material layer J is formed on the upper part of the protective layer D.
  • a colored layer P is formed on the upper side of the resin material layer J.
  • a silver layer B2 As a method of producing the radiative cooling device CP (radiative cooling film) of FIG. 17, a silver layer B2, a protective layer D, and a resin material layer J are sequentially coated on an aluminum layer B1 made of aluminum foil. A method of integrally molding can be adopted. As another production method, the resin material layer J is formed in a film shape, the protective layer D and the silver layer B2 are sequentially coated on the film-shaped resin material layer J, and the aluminum layer B1 is a silver layer. A method of pasting on B2 can be adopted.
  • the radiation cooling device CP (radiation cooling film) of FIG. 18 has a case where the light reflecting layer B is formed as one layer of silver or a silver alloy, or a case where the light reflecting layer B is composed of two layers of silver (silver alloy) and aluminum (aluminum alloy).
  • a protective layer D is formed on the upper side of the light reflecting layer B
  • a resin material layer J is formed on the upper part of the protective layer D
  • a film layer F such as PET is formed on the lower side of the light reflecting layer B. It was done.
  • a colored layer P is formed on the upper side of the resin material layer J.
  • a light reflecting layer is formed on a film layer F (corresponding to a base material) formed in a film shape by PET (ethylene terephthalate resin) or the like.
  • B and the protective layer D are sequentially applied and integrally molded, and a separately formed film-like resin material layer J is bonded (adhered) to the protective layer D with a glue layer N (an example of a bonding layer).
  • a glue layer N an example of a bonding layer
  • the adhesive (adhesive) used in the glue layer N includes, for example, urethane-based adhesive (adhesive), acrylic-based adhesive (adhesive), EVA (ethylene vinyl acetate) -based adhesive (adhesive), and the like. Yes, it is desirable to have high transparency to sunlight.
  • the light reflecting layer B is composed of an aluminum layer B1 that functions as aluminum (aluminum alloy) and a silver layer B2 made of silver or a silver alloy (alternative silver).
  • the aluminum layer B1 is formed on the upper part of the film layer F (corresponding to the base material) formed in the form of a PET (ethylene terephthalate resin) or the like, and the protective layer D is formed on the upper side of the silver layer B2.
  • the resin material layer J is formed on the upper side of the protective layer D.
  • a colored layer P is formed on the upper side of the resin material layer J.
  • an aluminum layer B1 is applied on the film layer F, the film layer F and the aluminum layer B1 are integrally molded, and separately.
  • the protective layer D and the silver layer B2 are coated on the film-shaped resin material layer J to integrally form the resin material layer J, the protective layer D, and the silver layer B2, and the aluminum layer B1 and the silver layer B2 are glued together.
  • a method of bonding with the layer N can be adopted.
  • the adhesive (adhesive) used in the glue layer N includes, for example, urethane-based adhesive (adhesive), acrylic-based adhesive (adhesive), EVA (ethylene vinyl acetate) -based adhesive (adhesive), and the like. Yes, it is desirable to have high transparency to sunlight.
  • the protective layer D is a polyolefin resin having a thickness of 300 nm or more and 40 ⁇ m or less, or a polyethylene terephthalate having a thickness of 17 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the polyolefin resin include polyethylene and polypropylene.
  • FIG. 20 shows the ultraviolet absorption rates of polyethylene, vinylidene chloride resin, ethylene terephthalate resin, and vinyl chloride resin. Further, FIG. 21 shows the light transmittance of polyethylene suitable as a synthetic resin for forming the protective layer D.
  • the radiant cooling device CP (radiant cooling film) exerts a radiant cooling action not only at night but also in a solar radiation environment, in order to maintain a state in which the light reflecting layer B exerts a light reflecting function.
  • the protective layer D By protecting the light reflecting layer B with the protective layer D, it is necessary to prevent the silver of the light reflecting layer B from being discolored in a solar radiation environment.
  • the protective layer D is formed of a polyolefin resin having a thickness of 300 nm or more and a form of 40 ⁇ m or less, the polyolefin resin has a wavelength of 0.3 to 0.4 ⁇ m over the entire wavelength range of ultraviolet rays. Since the synthetic resin has an ultraviolet light absorption rate of 10% or less, the protective layer D is less likely to be deteriorated by the absorption of the ultraviolet rays.
  • the thickness of the polyolefin resin forming the protective layer D is 300 nm or more, the radicals generated in the resin material layer J are blocked from reaching the silver or silver alloy forming the light reflecting layer B. Further, the light-reflecting layer B is formed by satisfactorily exhibiting a blocking function such as blocking the moisture transmitted through the resin material layer J from reaching the silver or the silver alloy forming the light-reflecting layer B. This means that discoloration of silver or a silver alloy can be suppressed.
  • the protective layer D formed of the polyolefin resin deteriorates while forming radicals on the surface side away from the light reflecting layer B due to the absorption of ultraviolet rays, but since the thickness is 300 nm or more, The formed radicals do not reach the light reflecting layer B, and even if they deteriorate while forming radicals, the progress of deterioration is slow due to the low absorption of ultraviolet rays. Therefore, the above-mentioned blocking function Will be demonstrated for a long period of time.
  • the ethylene terephthalate resin has a wavelength of 0.3 to 0.4 ⁇ m as compared with the polyolefin resin.
  • the ethylene terephthalate resin is a synthetic resin having a high light absorption rate of ultraviolet rays in the ultraviolet wavelength range of the above, since the thickness is 17 ⁇ m or more, the radicals generated in the resin material layer J form a silver or silver alloy forming the light reflecting layer B.
  • a blocking function for a long period of time such as blocking the arrival of water and blocking the moisture transmitted through the resin material layer J from reaching the silver or silver alloy forming the light reflecting layer B. Therefore, discoloration of the silver or silver alloy forming the light reflecting layer B can be suppressed.
  • the protective layer D formed of the ethylene terephthalate resin deteriorates while forming radicals on the surface side away from the light reflecting layer B due to the absorption of ultraviolet rays, but the thickness is 17 ⁇ m or more.
  • the formed radicals do not reach the reflective layer, and even if they deteriorate while forming radicals, the thickness is 17 ⁇ m or more, so that the above-mentioned blocking function is exhibited for a long period of time. ..
  • the deterioration of ethylene terephthalate resin is caused by the cleavage of the ester bond between ethylene glycol and terephthalic acid by ultraviolet rays to form radicals. This deterioration proceeds in order from the surface of the surface of the ethylene terephthalate resin (PET) irradiated with ultraviolet rays.
  • the ester bond of the ethylene terephthalate resin (PET) having a diameter of about 9 nm is cleaved in order from the irradiated surface per day. .. Since the ethylene terephthalate resin (PET) is sufficiently polymerized, the ethylene terephthalate resin (PET) on the cleaved surface does not attack the silver (silver alloy) of the light reflecting layer B, but the ethylene terephthalate resin When the cracked end of (PET) reaches the light reflecting layer B silver (silver alloy), the silver (silver alloy) is discolored.
  • a thickness of about 3 ⁇ m is required by adding up 9 nm / day and 365 days.
  • a thickness of 10 ⁇ m or more is required.
  • a thickness of 17 ⁇ m or more is required to make it durable for 5 years or more.
  • the reason for setting the upper limit of the thickness is to prevent the protective layer D from exhibiting heat insulating properties that do not contribute to radiative cooling. be. That is, since the protective layer D exhibits a heat insulating property that does not contribute to radiative cooling as the thickness increases, the protective layer D exhibits a heat insulating property that does not contribute to radiative cooling while exerting a function of protecting the light reflecting layer B. In order to avoid the above, the upper limit of the thickness will be set.
  • the glue layer N when the glue layer N is located between the resin material layer J and the protective layer D, radicals are also generated from the glue layer N, but the protective layer D is formed. If the thickness of the polyolefin resin to be formed is 300 nm or more and the thickness of the ethylene terephthalate resin forming the protective layer D is 17 ⁇ m or more, the radicals generated in the glue layer N reach the light reflecting layer B. Can be suppressed for a long period of time.
  • the protective layer D becomes thick, there is no demerit in preventing the silver (silver alloy) of the light reflecting layer B from being colored, but a problem in radiative cooling occurs. That is, the thicker the material, the better the heat insulating property of the radiative cooling material.
  • a resin whose main component is polyethylene, which is excellent as a synthetic resin for forming the protective layer D has a small emissivity in the window of the atmosphere as shown in FIG. 25, and therefore does not contribute to radiative cooling even if it is formed thick. On the contrary, thickening will improve the heat insulation of the radiative cooling material.
  • the thickness of the protective layer D formed of the polyolefin resin is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the protective layer D In order to examine the difference in how silver is colored by the protective layer D, a sample in which the protective layer D without the resin material layer J as the infrared radiation layer A as shown in FIG. 22 is exposed is prepared. , The coloration of silver after being irradiated with simulated sunlight was investigated. That is, as the protective layer D, two types of a general acrylic resin that absorbs ultraviolet rays (for example, a methyl methacrylate resin mixed with a benzotriazole ultraviolet absorber) and polyethylene are used as a light reflecting layer B with a bar coater. A sample coated on the film layer F (corresponding to the base material) provided with silver was formed, and the function as the protective layer D was examined. The thickness of the applied protective layer D is 10 ⁇ m and 1 ⁇ m, respectively.
  • the film layer F (corresponding to the base material) is formed in the form of a film by PET (ethylene terephthalate resin) or the like.
  • the protective layer D is an acrylic resin that absorbs ultraviolet rays well
  • the protective layer D is decomposed by ultraviolet rays to form radicals, and silver immediately yellows and does not function as a radiative cooling device CP.
  • the line of 600 h in the figure is a reflectance spectrum after performing a xenon weather test (ultraviolet light energy is 60 W / m 2 ) for 600 h (hours) under the conditions of JIS standard 5600-7-7.
  • the 0h line is the reflectance spectrum before the xenon weather test is performed.
  • the protective layer D is polyethylene having a low ultraviolet light absorption rate
  • the resin whose main component is polyethylene (polyolefin resin) hardly absorbs the ultraviolet rays of sunlight that reaches the ground, so it is difficult to form radicals even when exposed to sunlight, so even when exposed to sunlight, it reflects light. Coloring of silver as layer B does not occur.
  • the line of 600 h in the figure is a reflectance spectrum after performing a xenon weather test (ultraviolet light energy is 60 W / m 2 ) for 600 h (hours) under the conditions of JIS standard 5600-7-7.
  • the 0h line is the reflectance spectrum before the xenon weather test is performed.
  • the fluororesin system can also be applied to the material forming the protective layer D from the viewpoint of absorbing ultraviolet rays, but when it is actually formed as the protective layer D, it is colored and deteriorated at the forming stage, so that the material forming the protective layer D is formed. Cannot be used as. Further, silicone can also be applied to a material for forming the protective layer D from the viewpoint of absorbing ultraviolet rays, but the adhesion to silver (silver alloy) is extremely poor, and it cannot be used as a material for forming the protective layer D.
  • an anchor layer G is provided on the upper part of the film layer F (corresponding to a base material), and a light reflection layer B, a protective layer D, and an infrared radiation layer A are provided on the upper part of the anchor layer G. It may be configured as.
  • the film layer F (corresponding to the base material) is formed in a film shape by, for example, PET (ethylene terephthalate resin) or the like.
  • the anchor layer G is introduced to strengthen the adhesion between the film layer F and the light reflecting layer B. That is, when silver (Ag) is directly formed on the film layer F, peeling easily occurs.
  • the anchor layer G is preferably composed mainly of acrylic, polyolefin, or urethane, and is mixed with a compound having an isocyanate group or a melamine resin. It is a coating on the part that is not directly exposed to sunlight, and there is no problem even if it is a material that absorbs ultraviolet rays.
  • As a method of strengthening the adhesion between the film layer F and the light reflecting layer B there is a method other than inserting the anchor layer G. For example, if the film-forming surface of the film layer F is irradiated with plasma to roughen the surface, the adhesion is enhanced.
  • the resin material layer J constituting the infrared radiation zone A may be mixed with the filler V of the inorganic material to provide a light scattering configuration. Further, as shown in FIG. 28, both the front and back surfaces of the resin material layer J constituting the infrared radiation zone A may be formed in an uneven shape to provide a light scattering configuration. With this configuration, when the radiation surface H is viewed, the glare of the radiation surface H can be suppressed.
  • the resin material layer J described above has a structure in which both the front and back surfaces are flat and the filler V is not mixed.
  • the radiation surface H becomes a mirror surface, so that the radiation surface H can be seen.
  • glare is felt, but this glare can be suppressed by providing a light scattering configuration. This makes it easier to see the color of the colored layer P.
  • the filler V is mixed in the resin material layer J, if the protective layer D and the light reflection layer B are present, the case where only the resin material layer J in which the filler V is mixed is present or the case where only the light reflection layer B is present. The light reflectance is improved.
  • silicon dioxide (SiO 2 ) titanium oxide (TiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO) and the like can be preferably used.
  • SiO 2 silicon dioxide
  • TiO 2 titanium oxide
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • MgO magnesium oxide
  • both the front and back surfaces of the resin material layer J become uneven. Further, in order to make both the front and back surfaces of the resin material layer J uneven, it can be performed by embossing or scratching the surface.
  • the glue layer N (bonding layer) is located between the resin material layer J and the protective layer D, as in the configuration described with reference to FIG. Is desirable. That is, even if the back surface of the resin material layer J is uneven, the glue layer N (bonding layer) is located between the resin material layer J and the protective layer D, so that the resin material layer J and the protective layer D can be separated. Can be joined properly.
  • the plasma bonding is a form in which radicals are formed by radiation of plasma on the bonding surface of the resin material layer J and the bonding surface of the protective layer D, and the radicals are used for bonding.
  • the back surface of the protective layer D in contact with the light reflecting layer B becomes uneven, which causes the surface of the light reflecting layer B to be deformed in an uneven shape. It is necessary to avoid mixing the filler V. That is, if the surface of the light reflecting layer B is deformed into an uneven shape, light reflection cannot be performed properly, and as a result, radiative cooling cannot be performed properly.
  • the Ag layer is directly formed on the light diffusion layer” in FIG. 29 means an infrared radiation layer A (resin material layer J) in which a filler V is mixed or an embossing unevenness is formed on the Ag layer side which is a light reflection layer B. It means that silver (Ag) is deposited on the surface of the light-reflecting layer B by vapor deposition or the like to form a light-reflecting layer B. Further, the "light diffusion layer on the mirror surface Ag” means that the upper surface of the Ag layer, which is the light reflection layer B, is formed in a mirror surface shape, and the upper part of the Ag layer, the protective layer D, and the filler V are mixed or embossed. It means that the infrared radiation layer A (resin material layer J) having irregularities in processing is laminated.
  • the surface of the light reflection layer B becomes uneven, so that the light reflectance is greatly reduced, but "on the mirror surface Ag".
  • the surface of the light reflection layer B is maintained in a mirror surface shape, and an appropriate light reflectance can be obtained.
  • the radiative cooling device CP includes a colored layer P as a colored portion X.
  • the colored layer P is a layered portion and is located on the same side as the existing side of the radiation surface H in the infrared radiation layer A.
  • the thickness of the colored layer P is preferably 20 ⁇ m or less without interfering with the action of the radiative cooling device CP (light incident, reflection, radiation, etc.). It is particularly preferable that the thickness of the colored layer P is 10 ⁇ m or less.
  • the colored layer P contains a coloring agent that absorbs light in the visible light region.
  • a coloring agent that absorbs light in the visible light region.
  • the colorant azo-based, quinone-based, triarylmethane-based, cyanine-based, phthalocyanine-based, indigo-based, or porphyrin-based compounds can be used.
  • the colorant may be a dye or a pigment.
  • the colorant may be one that does not exhibit fluorescence, or may be a phosphor that exhibits fluorescence.
  • the colored layer P can be formed by printing on the radial surface H of the resin material layer J using an ink containing the above-mentioned colorant, solvent, binder resin, additive and the like.
  • an inkjet method an inkjet method, a screen printing method, a gravure coating method, a bar coating method, a knife coating method, a roll coating method, a blade coating method, a die coating method, a laser printing method and the like can be used.
  • the formed colored layer P is in a state where the colorant and the binder resin remain.
  • the binder resin acrylic resin (block copolymer), maleic acid resin, rosin, epoxy resin, silicone resin, polyvinyl butyral resin (PVB) and the like can be used.
  • the colored layer P can also be cooled by heat radiation.
  • concentration As measurement samples, six types of measurement samples in which the amount of colorant per unit area of the acrylic resin layer (hereinafter referred to as "concentration” or “colorant content”) were changed were prepared for each of the red and blue lines. Created.
  • the colorant content of each measurement sample was 0.0 g / m 2 (without colorant), 0.237 g / m 2 , 0.1185 g / m 2 , 0.05925 g / m 2 , 0.0237 g / m 2 , It is 0.01185 g / m 2 .
  • the results of the red line are shown in FIG.
  • the results of the blue system are shown in FIG. In either spectrum, the depth of the absorption peak increases (reflectance decreases) as the colorant concentration increases.
  • the heat balance (cooling capacity) when the colored layer P is provided in the radiative cooling device CP will be examined.
  • a standard radiative cooling device CP infrared radiative layer A: 40 ⁇ m thick vinyl chloride resin, glue layer N: 10 ⁇ m thick polyurethane, protective layer D: 25 ⁇ m thick PET resin, light reflecting layer B: The cooling capacity of silver) is about 100 W / m 2 on a dry and sunny day, and about 80 W / m 2 in a moist environment.
  • the absorbed energy of both the red system and the blue system exceeds the cooling capacity of the radiative cooling device CP without the colored layer P. Then, when the colored layer P having a colorant content of 0.1185 g / m 2 or more is provided in the radiative cooling device CP, the cooling capacity is hindered.
  • the colorant content is 0.05925 g / m 2 or less
  • the absorbed energy of both the red system and the blue system is lower than the cooling capacity of the radiative cooling device CP without the colored layer P.
  • the colored layer P having a colorant content of 0.05925 g / m 2 or less is provided in the radiative cooling device CP, the cooling capacity is not hindered and the cooling object E can be appropriately cooled. can.
  • the colorant content of the colored layer P is preferably less than 0.1185 g / m 2 , and more preferably 0.05925 g / m 2 or less.
  • the energy absorbed by the colored layer P from sunlight at the time of south-central time is about 400 W / m 2 .
  • the cooling capacity of the radiative cooling device CP is about 100 W / m 2 at the time of south central, so that the energy absorbed by the colored layer P from sunlight is the cooling capacity. Will exceed.
  • the colored layer P is provided so as to cover a part of the radiation surface H and the area ratio of the colored layer P to the entire radiation surface H is 25% or less, the energy absorbed by the colored layer P from sunlight is also 25%. That is, it is about 100 W / m 2.
  • the object E to be cooled can be cooled.
  • the infrared radiating zone A covered with the colored layer P also emits heat of 100 W / m 2 in the same manner as the uncovered portion.
  • the coloring layer P using the above-mentioned blue colorant at a concentration of 0.237 g / m 2 is provided on the entire radiation surface H
  • the energy absorbed from sunlight is 151 W / m 2 and the cooling capacity is 100 W / m. More than 2.
  • the area ratio of the colored layer P to the entire radiation surface H is reduced to about 65%
  • the energy absorbed by the colored layer P from sunlight is less than the cooling capacity of 100 W / m 2
  • the object E to be cooled is cooled.
  • the concentration of the colorant in the colored layer P (colored portion X) can be increased to deepen the color.
  • the "concentration" is not the amount of the colorant per unit area calculated for the entire radiation surface H, but the amount of the colorant per unit area calculated for the colored portion X. It is the concentration of the local colorant at the colored part X.
  • the colored layer P as the colored portion X is located on the same side as the existing side of the radiation surface H in the infrared radiation layer A.
  • a colored layer P is formed on the upper side of the resin material layer J.
  • the colored portion X may be the resin material layer J (colored resin film J).
  • the resin material layer J contains the above-mentioned colorant.
  • a colored layer P may be provided between the resin material layer J and the glue layer N.
  • the colored portion X may be the glue layer N.
  • the glue layer N contains the above-mentioned colorant.
  • a colored layer P may be provided between the glue layer N and the protective layer D.
  • the colored portion X may be provided over the entire radiation surface H of the resin material layer J as shown in FIG. 1, or may be provided on a part of the radiation surface H of the resin material layer J as shown in FIG. May be done.
  • the colored layer P may be provided over the entire radiation surface H or may be provided on a part of the radiation surface H. May be done.
  • the entire layer (resin material layer J / glue layer N) is the colored portion X.
  • the colorant may be contained in the entire layer.
  • a part of the layer (a part of the radial surface H in the extending direction or a part of the layer in the thickness direction) may be the colored portion X. That is, a colorant may be contained in a part of the layer.
  • the layer may be composed of a layer material containing a colorant and a layer material not containing a colorant.
  • resin materials for forming the resin material layer J have been exemplified, but the resin materials that can be preferably used include vinyl chloride resin (PVC), vinylidene chloride resin (PVDC), and foot. Examples thereof include vinyl chloride resin (PVF) and vinylidene fluoride resin (PVDF).
  • PVVC vinyl chloride resin
  • PVDC vinylidene chloride resin
  • PVDF vinylidene fluoride resin
  • cooling object E an object that is in close contact with the back surface of the radiative cooling device CP (radiative cooling film) is illustrated, but as the cooling object E, various types of cooling such as a cooling target space and the like are illustrated.
  • the target can be applied.
  • a mode in which the radiation surface H of the resin material layer J is exposed as it is is illustrated.
  • a hard coat layer Y may be provided to cover the radial surface H and the colored layer P.
  • the material of the hard coat layer Y there are UV-curable acrylic type, thermosetting acrylic type, UV-curable silicone type, thermosetting silicone type, organic-inorganic hybrid type, and vinyl chloride, and any of them may be used.
  • An organic antistatic agent may be used as an additive.
  • Urethane acrylate is particularly good among UV-curable acrylics.
  • a gravure coat method As a film forming method of the hard coat layer Y, a gravure coat method, a bar coat method, a knife coat method, a roll coat method, a blade coat method, a die coat method and the like can be used.
  • the thickness of the hard coat (coating film) is 1 to 50 ⁇ m, and particularly preferably 2 to 20 ⁇ m.
  • the amount of the plasticizer of the vinyl chloride resin may be reduced to obtain a hard vinyl chloride resin or a semi-hard vinyl chloride resin.
  • the vinyl chloride itself of the infrared radiation zone A becomes the hard coat layer Y.
  • the protective layer D may be an acrylic resin.
  • the protective layer D is an acrylic resin having a relatively small amount of ultraviolet rays absorbed. More preferably, the protective layer D is an acrylic resin containing no ultraviolet absorber.

Abstract

放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供する。 放射冷却装置CPは、放射面Hから赤外光IRを放射する赤外放射層Aと、当該赤外放射層Aにおける放射面Hの存在側とは反対側に位置する光反射層Bと、着色部位Xと、を備える。赤外放射層Aが、吸収した太陽光エネルギーよりも大きな熱輻射エネルギーを波長8μmから波長14μmの帯域で放つ厚みに調整された樹脂材料層Jであり、着色部位Xが、可視光領域の光を吸収する着色料を含有する。

Description

放射冷却装置及び冷却方法
 本発明は、放射面から赤外光を放射する赤外放射層と、当該赤外放射層における前記放射面の存在側とは反対側に位置させる光反射層と、を備える放射冷却装置、及び、当該放射冷却装置を用いる冷却方法に関する。
 かかる放射冷却装置は、赤外放射層の放射面から放射される赤外光を大気の窓(例えば、波長が8μm以上14μm以下の大気が赤外光をよく透過させる波長域等)を通して透過させて、光反射層における赤外放射層の存在側とは反対側に位置する冷却対象を冷却する等、各種の冷却対象の冷却に用いられるものである。
 ちなみに、光反射層は、赤外放射層を透過した光(可視光、紫外光、赤外光)を反射して放射面から放射させることにより、赤外放射層を透過した光(可視光、紫外光、赤外光)が冷却対象に投射されて、冷却対象が加温されることを回避することになる。
 尚、光反射層は、赤外放射層を透過した光に加えて、赤外放射層から光反射層の存在側に放射される赤外光を赤外放射層に向けて反射する作用も有することになるが、以下の説明においては、光反射層が、赤外放射層を透過した光(可視光、紫外光、赤外光)を反射するために設けられるものであるとして説明する。
 このような放射冷却装置の従来例として、赤外放射層が、SiOの層とMgOの層とSi3の層とからなる層状体や、ガラス(光学ガラス)にて構成され、光反射層が、拡散反射体や、銀からなる金属層と、TiOの層とSiOの層とを交互に並べた多段層とを積層した状態にする多層状体にて構成されたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
米国特許出願公開第2015/0338175号明細書 国際公開第2020/022156号
 放射冷却装置は、赤外放射層と光反射層とを積層した状態での反射率が、太陽光のエネルギーの強度が高い波長域(例えば、400nm以上1800nm以下の波長)に対して高い状態となるよう構成されることになる。
 つまり、赤外放射層は、太陽光のエネルギーの強度が高い波長域に対する透過率が高いものであるが、光反射層が、赤外放射層を透過した光を十分に反射するように反射率が高い状態に構成されることになる。
 太陽光のエネルギーの強度が高い波長域(例えば、400nm以上1800nm以下)には、可視光の領域(400nm以上800nm以下)が含まれることになるが、光反射層が可視光の領域の光を高い反射率で反射する状態に構成される結果、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見ると、例えば、鏡面と同様な状態を感じる等、着色状態を感じ取れないものであった。
 しかしながら、意匠性を向上するため、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに、ブルー、ピンク等、種々の色に着色されていることが望まれるものであった。
 つまり、放射冷却装置は、例えば、家屋の屋根や自動車の屋根等に設置して使用することが想定されるが、そのような場合において、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときの色を、周囲の色と調和する色にする等の目的のために、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに着色されていることが望まれる場合がある。
 尚、以下の記載においては、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに着色されていることを、放射面が着色されている状態と略称する。
 特許文献2に記載された放射冷却装置では、光反射層が、第1金属層、透明誘電体層、及び第2金属層を積層した状態に構成されている。この光反射層により、放射面が着色された状態が実現されている。しかし、この光反射層は構造が複雑であり、製造に比較的高いコストを要する。この点で、特許文献1の放射冷却装置には改善の余地がある。
 本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、その目的は、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供する点にある。
 本発明の放射冷却装置の特徴構成は、放射面から赤外光を放射する赤外放射層と、当該赤外放射層における前記放射面の存在側とは反対側に位置する光反射層と、着色部位と、を備え、前記赤外放射層が、吸収した太陽光エネルギーよりも大きな熱輻射エネルギーを波長8μmから波長14μmの帯域で放つ厚みに調整された樹脂材料層であり、前記着色部位が、可視光領域の光を吸収する着色料を含有する点にある。
 すなわち、赤外放射層としての樹脂材料層の放射面から入射する太陽光は、樹脂材料層を透過した後、樹脂材料層の放射面の存在側とは反対側にある光反射層で反射され、放射面から系外へ逃がされる。
 なお、本明細書の記載において、単に光と称する場合、当該光の概念には紫外光(紫外線)、可視光、赤外光を含む。これらを電磁波としての光の波長で述べると、その波長が10nmから20000nm(0.01μmから20μmの電磁波)の電磁波を含む。
 また、放射冷却装置への伝熱(入熱)は、樹脂材料層で赤外線に変換されて、放射面から系外へ逃がされる。
 このように、上記構成によれば、放射冷却装置へ照射される太陽光を反射し、また、放射冷却装置への伝熱(例えば、大気からの伝熱や、放射冷却装置が冷却する冷却対象物からの伝熱)を赤外光として系外へ放射することができる。
 また、樹脂材料層が、吸収した太陽光エネルギーよりも大きな熱輻射エネルギーを波長8μmから波長14μmの帯域で放つ厚みに調整されているから、昼間の日射環境下においても、冷却機能を発揮することができる。
 加えて、放射冷却装置が着色部位を備えることにより、赤外放射層の放射面の存在側から放射冷却装置を見たときに、放射冷却装置における着色部位が、着色された状態に見えることになる。そして、着色部位が可視光領域の光を吸収する着色料を含有するので、着色部位を低コストで構成することができる。すなわち、本発明によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色料が、波長が350nm以上850nm以下の領域に可視光の吸収ピークを有する点にある。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、着色料が、波長が350nm以上850nm以下の領域に可視光の吸収ピークを有するので、着色部位が着色された状態となる。すなわち、本発明によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記樹脂材料層を形成する樹脂材料は、炭素-フッ素結合、シロキサン結合、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エーテル結合、エステル結合、ベンゼン環のいずれかを1つ以上有する樹脂材料から選択される点にある。
 すなわち、樹脂材料層を形成する樹脂材料として、炭素-フッ素結合(C-F)、シロキサン結合(Si-O-Si)、炭素-塩素結合(C-Cl)、炭素-酸素結合(C-O)、エーテル結合(R-COO-R)、エステル結合(C-O-C)、ベンゼン環のいずれかを1つ以上有する無色の樹脂材料を用いることができる。
 キルヒホッフの法則により、輻射率(ε)と光吸収率(A)は等しい。光吸収率(A)は吸収係数(α)から下記式1で求めることができる。
 A=1-exp(-αt)・・・(式1) 尚、tは膜厚である。
 つまり、樹脂材料層の厚みを厚くすると、吸収係数の大きな波長帯域で大きな熱輻射が得られる。屋外で放射冷却する場合、大気の窓の波長帯域である波長8μmから14μmにおいて吸収係数の大きな材料を用いるとよい。また、太陽光の吸収を抑制するためには、波長0.3μmから4μm、特に0.4μmから2.5μmの範囲で吸収係数を持たない、或いは小さな材料を用いるとよい。上記式1の吸収係数と光吸収率の関係式からわかるように、光吸収率(輻射率)は樹脂材料層の膜厚によって変化する。
 日射環境下での放射冷却によって周囲の大気より温度を下げるためには、樹脂材料層を形成する樹脂材料として、大気の窓の波長帯域で大きな吸収係数をもち、太陽光の波長帯域で吸収係数を殆ど持たない材料を選ぶと、樹脂材料層の膜厚の調整によって、太陽光は殆ど吸収しないが、大気の窓の熱輻射を多く出す、つまりは太陽光の入力よりも放射冷却による出力の方が大きな状態を作り出すことができる。
 樹脂材料層を形成する樹脂材料の吸収スペクトルについて説明を加える。
 炭素-フッ素結合(C-F)に関しては、CHF及びCFに起因する吸収係数が大気の窓である波長8μmから14μmにかけた広帯域に大きく広がっており、特に8.6μmで吸収係数が大きい。併せて、太陽光の波長帯域に関しては、エネルギーが大きな波長0.3μmから2.5μmで目立った吸収係数がない。
 C-F結合を有する樹脂材料としては、
 完全フッ素化樹脂であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、
 部分フッ素化樹脂であるポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)、
 フッ素化樹脂共重合体であるペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、
 四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、
 エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、
 エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)が挙げられる。
 ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を代表としての基本構造部のC-C結合、C-H結合、C-F結合の結合エネルギーを求めると、4.50eV、4.46eV、5.05eVとなる。それぞれ、波長0.275μm、波長0.278μm、波長0.246μmに対応し、これら波長より短波長側の光を吸収する。
 太陽光スペクトルは波長0.300μmより長波しか存在しないため、フッ素樹脂を用いた場合、太陽光の紫外線、可視光線、近赤外線をほとんど吸収しない。
 尚、紫外線は波長0.400μmよりも短波長側の範囲とし、可視光線は波長0.400μmから0.800μmの範囲とし、近赤外線は波長0.800μmから3μmの範囲とし、中赤外線は波長3μmから8μmの範囲とし、遠赤外線は波長8μmよりも長波長側の範囲とする。
 シロキサン結合(Si-O-Si)をもつ樹脂材料としては、シリコーンゴム及びシリコーン樹脂が挙げられる。当該樹脂は、C-Siの結合の伸縮に起因する大きな吸収係数が波長13.3μmを中心にブロードに表れ、CSiHの対象面外変角(縦揺れ)に起因する吸収係数が波長10μmを中心にブロードに表れ、CSiHの対象面内変角(はさみ)に起因する吸収係数が波長8μm付近に小さく表れる。このように、大気の窓において大きな吸収係数を持つ。紫外領域に関しては、主鎖のSi-O-Siの結合エネルギーが4.60eVであり、波長0.269μmに対応し、この波長より短波長側の光を吸収する。太陽光スペクトルは波長0.300μmより長波しか存在しないため、シロキサン結合を用いた場合、太陽光の紫外線、可視光線、近赤外線をほとんど吸収しない。
 炭素-塩素結合(C-Cl)に関しては、C-Cl伸縮振動による吸収係数が波長12μmを中心に半値幅1μm以上の広帯域に現れる。
 また、炭素-塩素結合(C-Cl)を持つ樹脂材料としてはポリ塩化ビニル(PVC)が挙げられるが、ポリ塩化ビニルの場合、塩素の電子吸引の影響で、主鎖に含まれるアルケンのC-Hの変角振動に由来する吸収係数が波長10μmあたりに現れる。つまり、大気の窓の波長帯域で大きな熱輻射を出すことが可能である。なお、アルケンの炭素と塩素の結合エネルギーは3.28eVであり、その波長は0.378μmに対応し、この波長より短波長側の光を吸収する。つまり、太陽光の紫外線を吸収するが、可視域については吸収をほとんど持たない。
 エーテル結合(R-COO-R)、エステル結合(C-O-C)に関しては、波長7.8μmから9.9μmにかけて吸収係数を持つ。また、エステル結合、エーテル結合に含まれる炭素-酸素結合に関しては、波長8μmから10μmの波長帯域にかけて強い吸収係数が現れる。
 ベンゼン環を炭化水素樹脂の側鎖に導入すると、ベンゼン環自身の振動や、ベンゼン環の影響による周りの元素の振動によって、波長8.1μmから18μmにかけて広く吸収が現れるようになる。
 これらの結合をもつ樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂、エチレンテレフタラート樹脂、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートがある。例えばメタクリル酸メチルのC-C結合の結合エネルギーは3.93eVであり、波長0.315μmに対応し、この波長より短波長の太陽光を吸収するが、可視域については吸収をほとんど持たない。
 樹脂材料層を形成する樹脂材料が、前述の輻射率、吸収率特性を有すれば、樹脂材料層としては、一種類の樹脂材料の単層膜、あるいは、複数種類の樹脂材料の多層膜、複数種類がブレンドされた樹脂材料の単層膜、複数種類がブレンドされた樹脂材料の多層膜でも構わない。なお、ブレンドには、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体といった共重合体や側鎖を置換した変性品も含まれる。
 要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、太陽光の入力よりも放射冷却による出力の方が大きな状態を作り出すことができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記樹脂材料層を形成する樹脂材料が、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル樹脂、主成分をシロキサンとする樹脂、フッ素樹脂、シリコーンゴム、及びシリコーン樹脂のうち少なくとも一つを含む点にある。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、樹脂材料層を形成する樹脂材料が上述の樹脂であることにより、太陽光の入力よりも放射冷却による出力の方が大きな状態を作り出すことができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記光反射層が、銀又は銀合金で構成されている点にある。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、光反射層より太陽光を効率的に反射して、太陽光からのエネルギー吸収を抑制し、樹脂材料層による放射冷却を良好に行うことができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記樹脂材料層と前記光反射層との間に位置する保護層を備え、前記保護層が、ポリオレフィン系樹脂、エチレンテレフタラート樹脂、又はアクリル樹脂で構成されている点にある。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、保護層が、ポリオレフィン系樹脂、エチレンテレフタラート樹脂、又はアクリル系樹脂で構成されているので、昼間の日射環境下においても、光反射層の銀又は銀合金が変色することを抑制できるため、光反射層にて太陽光を適切に反射させるようにしながら、昼間の日射環境下においても、冷却機能を発揮することができる。
 しかも、保護層が柔軟性の高い樹脂材料にて形成されることになるから、放射冷却装置に柔軟性を持たせることが可能となる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記保護層と前記樹脂材料層とを接合する接合層を備え、前記接合層が、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、又はエチレン酢酸ビニル系樹脂で構成されている点にある。
 すなわち、樹脂材料層と保護層とを、接着剤又は粘着剤の接合層にて接合するものであるから、例えば、光反射層と保護層とを積層状態に形成し、別途製作した樹脂材料層と保護層とを接合層にて接合する手順にて、樹脂材料層と保護層と光反射層とが積層された状態に良好に形成することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色部位は、前記接合層における一部の部位又は前記接合層の全体である点にある。
 接合層の材料に可視光領域の光を吸収する着色料を含有させることにより、接合層(一部又は全体)を低コストで着色部位とすることができる。要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色部位は、前記接合層と前記保護層との間に設けられた層状の部位、又は、前記接合層と前記樹脂材料層との間に設けられた層状の部位である点にある。
 接合層と保護層との間、又は、接合層と樹脂材料層との間に層状の部位を設け、当該層状の部位の材料に可視光領域の光を吸収する着色料を含有させることにより、低コストで着色部位を設けることができる。要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色部位が、前記赤外放射層における前記放射面の存在側と同じ側に位置する層状の部位である点にある。
 赤外放射層における放射面の存在側と同じ側に層状の部位を設け、当該層状の部位の材料に可視光領域の光を吸収する着色料を含有させることにより、低コストで着色部位を設けることができる。要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色部位が、前記赤外放射層における一部の部位又は前記赤外放射層の全体である点にある。
 赤外放射層の材料に可視光領域の光を吸収する着色料を含有させることにより、赤外放射層(一部又は全体)を低コストで着色部位とすることができる。要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色料が、アゾ系、キノン系、トリアリールメタン系、シアニン系、フタロシアニン系、インジゴ系、及びポルフィリン系の化合物のうち少なくとも一つを含む点にある。
 上述した着色料は低コストで入手可能である。要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を低コストで提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記着色部位に含有される前記着色料の総量を前記放射面の全体の面積で除した値である着色料含有量が、0.1185g/m未満である点にある。
 着色料含有量が0.1185g/m未満であれば、放射冷却装置への太陽光からの入熱が熱輻射による出熱よりも小さくなるので、冷却を効率的に行うことができる。要するに、本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、太陽光の吸収による放射冷却性能の低下を極力回避しながら、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を提供することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記赤外放射層に対して前記光反射層の存在側と反対側の最も外側に位置するハードコート層を備える点にある。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、ハードコート層を備えることにより、赤外放射層や着色部位の破損を抑制することができる。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成は、前記ハードコート層が、アクリル系樹脂で構成されている点にある。
 本発明の放射冷却装置の更なる特徴構成によれば、ハードコート層が比較的硬いアクリル系樹脂で構成されているので、赤外放射層や着色部位の破損を効果的に抑制することができる。
 本発明の冷却方法の特徴構成は、上述の放射冷却装置を用いる冷却方法であって、前記赤外放射層の前記放射面が空に向く状態で前記放射冷却装置を配置する工程と、当該放射面から赤外光を放射させる工程と、を含む点にある。
 上記構成によれば、放射面から系外へ逃がされる赤外光を空に向けて放射し、空、すなわち宇宙に対して放出することができる。更に、太陽光の光吸収を抑制して、冷却性能を向上することができる。
 要するに、本発明の冷却方法の特徴構成によれば、放射面が着色されている状態となる放射冷却装置を用いて、冷却対象物を冷却することができる。
放射冷却装置の基本構成を説明する図である。 樹脂材料の吸収係数と波長帯域との関係を示す図である。 樹脂材料の光吸収率と波長との関係を示す図である。 シリコーンゴムの輻射率スペクトルを示す図である。 PFAの輻射率スペクトルを示す図である。 塩化ビニル樹脂の輻射率スペクトルを示す図である。 エチレンテレフタラート樹脂の輻射率スペクトルを示す図である。 オレフィン変成材料の輻射率スペクトルを示す図である。 放射面の温度と光反射層の温度との関係を示す図である。 シリコーンゴム及びペルフルオロアルコキシフッ素樹脂の光吸収率スペクトルを示す図である。 エチレンテレフタラート樹脂の光吸収率スペクトルを示す図である。 銀をベースにした光反射層の光反射率スペクトルを示す図である。 フルオロエチレンビニルエーテルの輻射率スペクトルを示す図である。 塩化ビニリデン樹脂の輻射率スペクトルを示す図である。 実験結果を示す表である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 樹脂材料の光吸収率と波長との関係を示す図である。 ポリエチレンの光透過率と波長との関係を示す図である。 試験用構成を説明する図である。 保護層がポリエチレンの場合の試験結果を示す図である。 保護層が紫外線吸収アクリルの場合の試験結果を示す図である。 ポリエチレンの輻射率スペクトルを示す図である。 放射冷却装置の別構成を説明する図である。 樹脂材料層にフィラーを混入させた構成を説明する図である。 樹脂材料層の表裏を凹凸状にした構成を説明する図である。 実験結果を示すグラフである。 赤系統の測定サンプルの吸収率スペクトルを示す図である。 青系統の測定サンプルの吸収率スペクトルを示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。 放射冷却装置の具体構成を示す図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔放射冷却装置の基本構成〕
 図1に示すように、放射冷却装置CPは、放射面Hから赤外光IRを放射する赤外放射層Aと、当該赤外放射層Aにおける放射面Hの存在側とは反対側に位置する光反射層Bと、着色部位Xとを備えている。本実施形態では、着色部位Xは、着色層Pである。着色層Pは、層状の部位であって、赤外放射層Aにおける放射面Hの存在側と同じ側に位置する。本実施形態では、放射冷却装置CPは、赤外放射層Aと光反射層Bとの間に位置する保護層Dを備えている。着色層P、赤外放射層A、保護層D、及び光反射層Bは、積層状態となっている。放射冷却装置CPは、全体としてフィルム状に形成されている。
 つまり、放射冷却装置CPが、放射冷却フィルムとして構成されている。
 着色部位Xは、可視光領域の光を吸収する着色料を含有する。本実施形態では、着色料が、波長が350nm以上850nm以下の領域に可視光の吸収ピークを有する。着色部位Xの存在により、放射冷却装置CPを、放射面Hが着色されている状態とすることができる。着色部位Xは、1種類の着色料を含有してもよいし、2種類以上の着色料を含有してもよい。
 着色層Pは、樹脂材料層Jの放射面Hの全体に渡って設けられてもよいし、図32に示されるように、放射面Hの一部を覆う形態で設けられてもよい。着色層Pにより、文字や記号、模様等が描かれてもよい。
 光反射層Bは、着色層P、赤外放射層A及び保護層Dを透過した太陽光等の光Lを反射するものであり、その反射特性が、波長400nmから500nmの反射率が90%以上、波長500nmより長波の反射率が96%以上である。
 太陽光スペクトルは、図10に示す如く、波長300nmから4000nmにかけて存在し、波長400nmから大きくなるにつれ強度が大きくなり、特に波長500nmから波長1800nmにかけての強度が大きい。
 尚、本実施形態において、光Lとは、紫外光(紫外線)、可視光、赤外光を含むものであり、これらを電磁波としての光の波長で述べると、その波長が10nmから20000nm(0.01μmから20μmの電磁波)の電磁波を含む。ちなみに、本書では、紫外光(紫外線)の波長域が、300nmから400nmの間であるとする。
 光反射層Bが、波長400nmから500nmにかけて90%以上の反射特性を示し、波長500nmより長波の反射率が96%以上の反射特性を示すことにより、放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)が光反射層Bで吸収する太陽光エネルギーを5%以下に抑えることができる。すなわち夏場の南中時に吸収する太陽光エネルギーを50W程度とすることができ、樹脂材料層Jによる放射冷却を良好に行うことができる。尚、本明細書では、太陽光について、断りのない場合、スペクトルはAM1.5Gの規格とする。
 光反射層Bは、銀あるいは銀合金で構成される、又は、保護層Dに隣接して位置する銀又は銀合金と保護層Dから離れる側に位置するアルミ又はアルミ合金の積層構造として構成されて、柔軟性を備えるものであって、その詳細は後述する。
 赤外放射層Aは、吸収した太陽光エネルギーよりも大きな熱輻射エネルギーを波長8μmから波長14μmの帯域で放つ厚みに調整された樹脂材料層Jとして構成されるものであって、その詳細は後述する。
 従って、放射冷却装置CPは、放射冷却装置CPに入射した光Lのうちの一部の光を、赤外放射層Aの放射面Hにて反射し、放射冷却装置CPに入射した光Lのうちで樹脂材料層J及び保護層Dを透過した光(太陽光等)を、光反射層Bにて反射して、放射面Hから外部へ逃がすように構成されている。
 そして、光反射層Bにおける樹脂材料層Jの存在側とは反対側に位置する冷却対象物Eからの放射冷却装置CPへの入熱(例えば、冷却対象物Eからの熱伝導による入熱)を、樹脂材料層Jによって赤外光IRに変換して放射することにより、冷却対象物Eを冷却するように構成されている。
 つまり、放射冷却装置CPは、当該放射冷却装置CPへ照射される光Lを反射し、また、当該放射冷却装置CPへの伝熱(例えば、大気からの伝熱や冷却対象物Eからの伝熱)を赤外光IRとして外部に放射するように構成されている。
 また、樹脂材料層J、保護層D及び光反射層Bが柔軟性を備えることによって、放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)が柔軟性を備えるように構成されている。
 加えて、放射冷却装置CPは、冷却方法を実施するために用いられる。冷却方法は、赤外放射層Aの放射面Hが空に向く状態で放射冷却装置CPを配置する工程と、当該放射面Hから赤外光IRを放射させる工程と、を含む。赤外光IRの放射により、冷却対象物Eが冷却される。
 〔樹脂材料層の概要〕
 樹脂材料層Jを形成する樹脂材料は、厚みによって光吸収率や輻射率(光放射率)が変化する。そのため、太陽光をできるだけ吸収せず、いわゆる大気の窓の波長帯域(波長8μmから波長14μmの帯域)において大きな熱輻射を発するように樹脂材料層Jの厚みを調整する必要がある。
 具体的には、太陽光の光吸収率の観点で、樹脂材料層Jの厚みを、波長0.4μmから0.5μmの光吸収率の波長平均が13%以下であり、波長0.5μmから波長0.8μmの光吸収率の波長平均が4%以下であり、波長0.8μmから波長1.5μmまでの光吸収率の波長平均が1%以内であり、波長1.5μmから2.5μmまでの光吸収率の波長平均が40%以下であり、波長2.5μmから4μmまでの光吸収率の波長平均が100%以下である状態の厚みに調整する必要がある。
 このような吸収率分布の場合、太陽光の光吸収率は10%以下となり、エネルギーで言うと100W以下となる。
 尚、波長0.4μmから0.5μmの光吸収率の波長平均とは、0.4μmから0.5μmの範囲の波長毎の光吸収率の平均値を意味するものであり、波長0.5μmから波長0.8μmの光吸収率の波長平均、波長0.8μmから波長1.5μmまでの光吸収率の波長平均、及び、1.5μmから2.5μmまでの光吸収率の波長平均も同様である。また、輻射率を含む他の同様な記載も同様な平均値を意味する。
 後述の如く、樹脂材料の光吸収率は樹脂材料の膜厚を厚くすると増加する。樹脂材料を厚膜にすると、大気の窓の輻射率はほぼ1となり、その際に宇宙に放出する熱輻射は125W/mから160W/mとなる。保護層D及び光反射層Bでの太陽光吸収は50W/m以下である。樹脂材料層J、保護層D及び光反射層Bにおける太陽光吸収の和が150W/m以下であり、大気の状態がよければ冷却が進む。樹脂材料層Jを形成する樹脂材料は、以上のように太陽光スペクトルのピーク値付近の光吸収率が小さなものを用いるのが良い。
 また、樹脂材料層Jの厚みは、赤外放射(熱輻射)の観点では、波長8μmから14μmの輻射率の波長平均が40%以上となる状態の厚みに調整する必要がある。
 保護層D及び光反射層Bで吸収される50W/m程度の太陽光の熱エネルギーを、樹脂材料層Jの熱輻射より樹脂材料層Jから宇宙に放出させるには、それ以上の熱輻射を樹脂材料層Jが出す必要がある。
 例えば、外気温が30℃のとき、8μmから14μmの大気の窓の熱輻射の最大は200W/mである(輻射率1として計算)。この値が得られるのは、高山など、空気の薄いよく乾燥した環境の快晴時である。低地などでは大気の厚みが高山よりも厚くなるので、大気の窓の波長帯域は狭くなり、透過率は低下する。ちなみに、このことを「大気の窓が狭くなる」と呼ぶ。
 また、放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)を実際に使用する環境は多湿であることもあり、その場合においても大気の窓は狭くなる。低地で利用する際の大気の窓域で発生する熱輻射は、状態の良いときで30℃において160W/mと見積もられる(輻射率1として計算)。また、日本ではよくあることであるが空に靄があるときや、スモッグが存在する場合、大気の窓は更に狭くなり、宇宙への放射は125W/m程度となる。
 かかる事情を鑑みて、波長8μmから14μmの輻射率の波長平均は40%以上(大気の窓帯での熱輻射強度が50W/m)ないと中緯度帯の低地で用いることができない。
 従って、上記事項を鑑みた光学的規定の範囲になるように樹脂材料層Jの厚みを調整すると、太陽光の光吸収による入熱よりも大気の窓における出熱の方が大きくなり、日射環境下でも屋外で放射冷却により外気より低温とすることができるようになる。
〔樹脂材料の詳細〕
 樹脂材料には、炭素-フッ素結合(C-F)、シロキサン結合(Si-O-Si)、炭素-塩素結合(C-Cl)、炭素-酸素結合(C-O)、エステル結合(R-COO-R)、エーテル結合(C-O-C結合)、ベンゼン環を含む無色の樹脂材料を用いることができる。
 それぞれの樹脂材料(炭素-酸素結合を除く)について、大気の窓の波長帯域における吸収係数を持つ波長域を図2に示す。
 キルヒホッフの法則により、輻射率(ε)と光吸収率(A)は等しい。光吸収率は吸収係数(α)からA=1-exp(-αt)の関係式(以下、光吸収率関係式と呼ぶ)で求めることができる。尚、tは膜厚である。
 つまり、樹脂材料層Jの膜厚を調整すると、吸収係数の大きな波長帯域で大きな熱輻射が得られる。屋外で放射冷却する場合、大気の窓の波長帯域である波長8μmから14μmにおいて吸収係数の大きな材料を用いるとよい。
 また、太陽光の吸収を抑制するために波長0.3μmから4μm、特に0.4μmから2.5μmの範囲で吸収係数を持たない、或いは小さな材料を用いるとよい。吸収係数と吸収率の関係式からわかるように、光吸収率(輻射率)は樹脂材料の膜厚によって変化する。
 日射環境下での放射冷却によって周囲の大気より温度を下げるためには、大気の窓の波長帯域において大きな吸収係数をもち、太陽光の波長帯域では吸収係数を殆ど持たない材料を選ぶと、膜厚の調整によって太陽光は殆ど吸収しないが、大気の窓の熱輻射を多く出す、つまりは太陽光の入力よりも放射冷却による出力の方が大きな状態を作り出すことができる。
 炭素-フッ素結合(C-F)に関しては、CHF及びCFに起因する吸収係数が大気の窓である波長8μmから14μmにかけた広帯域に大きく広がっており、特に8.6μmで吸収係数が大きい。併せて、太陽光の波長帯域に関しては、エネルギー強度が大きな0.3μmから2.5μmの波長で目立った吸収係数がない。
 炭素-フッ素結合(C-F)を有する樹脂材料としては、
 完全フッ素化樹脂であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、
 部分フッ素化樹脂であるポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリフッ化ビニル(PVF)、
 フッ素化樹脂共重合体であるペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)、
 四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、
 エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、
 エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)が挙げられる。
 シロキサン結合(Si-O-Si)をもつ樹脂材料としては、シリコーンゴム及びシリコーン樹脂が挙げられる。
 当該樹脂は、C-Siの結合の伸縮に起因する大きな吸収係数が波長13.3μmを中心にブロードに表れ、CSiHの対象面外変角(縦揺れ)に起因する吸収係数が波長10μmを中心にブロードに表れ、CSiHの対象面内変角(はさみ)に起因する吸収係数が波長8μm付近に小さく表れる。
 炭素-塩素結合(C-Cl)に関しては、C-Cl伸縮振動による吸収係数が波長12μmを中心に半値幅1μm以上の広帯域に現れる。
 また、樹脂材料としては塩化ビニル樹脂(PVC)、塩化ビニリデン樹脂(PVDC)が挙げられるが、塩化ビニル樹脂の場合、塩素の電子吸引の影響で、主鎖に含まれるアルケンのC-Hの変角振動に由来する吸収係数が波長10μmあたりに現れる。
 エステル結合(R-COO-R)、エーテル結合(C-O-C結合)に関しては、波長7.8μmから9.9μmにかけて吸収係数を持つ。また、エステル結合、エーテル結合に含まれる炭素-酸素結合に関しては、波長8μmから10μmの波長帯域にかけて強い吸収係数が現れる。
 ベンゼン環を炭化水素樹脂の側鎖に導入すると、ベンゼン環自身の振動や、ベンゼン環の影響による周りの元素の振動によって、波長8.1μmから18μmにかけて広く吸収が現れるようになる。
 これらの結合をもつ樹脂としては、メタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、エチレンテレフタラート樹脂、トリメチレンテレフタレート樹脂、ブチレンテレフタレート樹脂、エチレンナフタレート樹脂、ブチレンナフタレート樹脂がある。
〔光吸収の考察〕
 上記した結合及び官能基を持つ樹脂材料の紫外-可視領域における光吸収、つまり、太陽光吸収について考察する。紫外線から可視光の吸収の起源は結合に寄与する電子の遷移である。この波長域の吸収は、結合エネルギーを計算するとわかる。
 先ずは、炭素-フッ素結合(C-F)をもった樹脂材料の紫外から可視域に吸収係数が生じる波長について考える。ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を代表としての基本構造部のC-C結合、C-H結合、C-F結合の結合エネルギーを求めると、4.50eV、4.46eV、5.05eVとなる。それぞれ、波長0.275μm、波長0.278μm、波長0.246μmに対応し、これら波長の光を吸収する。
 太陽光スペクトルは波長0.300μmより長波しか存在しないため、フッ素樹脂を用いた場合、太陽光の紫外線、可視光線、近赤外線をほとんど吸収しない。なお、紫外線の定義は波長0.400μmよりも短波長側、可視光線の定義は波長0.400μmから0.800μm、近赤外線は波長0.800μmから3μmの範囲とし、中赤外線は3μmから8μmの範囲とし、遠赤外線は波長8μmよりも長波とする。
 厚さ50μmのPFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)の紫外から可視域の吸収率スペクトルを図3に示すが、殆ど吸収率を持っていないことがわかる。なお、0.4μmよりも短波長側で若干の吸収率スペクトルの増加がみられるが、この増加は測定に用いたサンプルの散乱の影響が表れているだけであり、実際には吸収率は増大していない。
 シロキサン結合(Si-O-Si)の紫外領域に関しては、主鎖のSi-O-Siの結合エネルギーが4.60eVであり、波長269nmに対応する。太陽光スペクトルは波長0.300μmより長波しか存在しないため、シロキサン結合が大多数の場合、太陽光の紫外線、可視光線、近赤外線をほとんど吸収しない。
 厚さ100μmのシリコーンゴムの紫外から可視域の吸収率スペクトルを図3に示すが、殆ど吸収率を持っていないことがわかる。なお、波長0.4μmよりも短波長側で若干の吸収率スペクトルの増加がみられるが、この増加は測定に用いたサンプルの散乱の影響が表れているだけであり、実際には吸収率は増大していない。
 炭素-塩素結合(C-Cl)に関して、アルケンの炭素と塩素の結合エネルギーは3.28eVであり、その波長は0.378μmであるので、太陽光の内紫外線を多く吸収するが、可視域については吸収をほとんど持たない。
 厚さ100μmの塩化ビニル樹脂の紫外から可視域の吸収率スペクトルを図3に示すが、波長0.38μmよりも短波長側で光吸収が大きくなる。
 厚さ100μmの塩化ビニリデン樹脂の紫外から可視域の吸収率スペクトルを図3に示すが、波長0.4μmよりも短波長側で若干の吸収率スペクトルの増加がみられる。
 エステル結合(R-COO-R)、エーテル結合(C-O-C結合)、ベンゼン環をもつ樹脂としては、メタクリル酸メチル樹脂、エチレンテレフタラート樹脂、トリメチレンテレフタレート樹脂、ブチレンテレフタレート樹脂、エチレンナフタレート樹脂、ブチレンナフタレート樹脂がある。例えばアクリルのC-C結合の結合エネルギーは3.93eVであり、波長0.315μmより短波長の太陽光を吸収するが、可視域については吸収をほとんど持たない。
 これら結合及び官能基を持つ樹脂材の一例として、厚さ5mmのメタクリル酸メチル樹脂の紫外から可視域の吸収率スペクトルを図3に示す。尚、例示するメタクリル酸メチル樹脂は、一般的に市販されているものであって、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が混入している。
 5mmと厚板であるために、吸収係数の小さな波長も大きくなり、波長0.315よりも長波の0.38μmよりも短波側で光吸収が大きくなる。
 これら結合及び官能基を持つ樹脂材の一例として厚さ40μmのエチレンテレフタラート樹脂の紫外から可視域の吸収率スペクトルを図3に示す。
 図示のように、波長0.315μmに近づくほどに吸収率が大きくなり、波長0.315μmで急激に吸収率が大きくなる。なお、エチレンテレフタラート樹脂も、厚みを増していくと、波長0.315μmより少し長波側において、C-C結合由来の吸収端による吸収率が大きくなり、市販されているメタクリル酸メチル樹脂同様に紫外線における吸収率が増大する。
 樹脂材料層Jは、前述の輻射率(光放射率)、光吸収率の特性を有する樹脂材料を用いるものであれば、一種類の樹脂材料の単層膜、複数種類の樹脂材料の多層膜、複数種類の樹脂材料がブレンドされた樹脂材料の単層膜、複数種類の樹脂材料がブレンドされた樹脂材料の多層膜でも構わない。
 なお、ブレンドには、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体といった共重合体や側鎖を置換した変性品も含まれる。
〔シリコーンゴムの輻射率〕
 図4に、シロキサン結合をもつシリコーンゴムの大気の窓における輻射率スペクトルを示す。
 シリコーンゴムからは、C-Siの結合の伸縮に起因する大きな吸収係数が波長13.3μmを中心にブロードに表れ、CSiHの対象面外変角(縦揺れ)に起因する吸収係数が波長10μmを中心にブロードに表れ、CSiHの対象面内変角(はさみ)に起因する吸収係数が波長8μm付近に小さく表れる。
 この影響で、厚さ1μmの輻射率の波長平均は、波長8μmから14μmにおいて80%であり、波長平均40%以上という規定の中に入る。図示の通り、膜厚が厚くなると大気の窓領域における輻射率は増大する。
 ちなみに、図4には、無機材料である厚み1μmの石英が銀上に存在するときの放射スペクトルを併せて示す。石英は厚み1μmのとき、波長8μmから14μmの間で狭帯域な輻射ピークしか持たない。
 この熱輻射を波長8μmから14μmの波長域で波長平均をすると、波長8μmから14μmの輻射率は32%となり、放射冷却性能を示すことが難しい。
 樹脂材料層Jを用いた本発明の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、光反射層Bとして無機材料を用いる従来技術よりも薄い赤外放射層Aでも放射冷却性能が得られる。
つまり、無機材料である石英やテンパックスガラスにて赤外放射層Aを形成する場合には、赤外放射層Aが膜厚1μmでは放射冷却性能が得られないが、樹脂材料層Jを用いた本発明の放射冷却装置CPでは、樹脂材料層Jが膜厚1μmでも放射冷却性能を示す。
〔PFAの輻射率〕
 図5に、炭素-フッ素結合を持つ樹脂の代表例として、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂(PFA)の大気の窓における輻射率を示す。CHF及びCFに起因する吸収係数が大気の窓である波長8μmから14μmにかけた広帯域に大きく広がっており、特に8.6μmで吸収係数が大きい。
 この影響で、厚さ10μmの輻射率の波長平均は、波長8μmから14μmにおいて45%であり、波長平均40%以上という規定の中に入る。図示の通り、膜厚が厚くなると大気の窓領域における輻射率は増大する。
〔塩化ビニル樹脂及び塩化ビニリデン樹脂の輻射率〕
 図6に、炭素-塩素結合をもつ樹脂の代表例として、塩化ビニル樹脂(PVC)の大気の窓における輻射率を示す。また、図14に、塩化ビニリデン樹脂(PVDC)の大気の窓における輻射率を示す。
 炭素-塩素結合に関しては、C-Cl伸縮振動による吸収係数が波長12μmを中心に半値幅1μm以上の広帯域に現れる。
 また、塩化ビニル樹脂の場合、塩素の電子吸引の影響で、主鎖に含まれるアルケンのC-Hの変角振動に由来する吸収係数が波長10μmあたりに現れる。塩化ビニリデン樹脂についても同様である。
 これらの影響で、厚さ10μmの輻射率の波長平均は、波長8μmから14μmにおいて43%であり、波長平均40%以上という規定の中に入る。図示の通り、膜厚が厚くなると大気の窓領域における輻射率は増大する。
〔エチレンテレフタラート樹脂〕
 図7に、エステル結合やベンゼン環を持つ樹脂の代表例として、エチレンテレフタラート樹脂の大気の窓における輻射率を示す。
 エステル結合に関しては、波長7.8μmから9.9μmにかけて吸収係数を持つ。また、エステル結合に含まれる炭素-酸素結合に関しては、波長8μmから10μmの波長帯域にかけて強い吸収係数が現れる。ベンゼン環を炭化水素樹脂の側鎖に導入すると、ベンゼン環自身の振動や、ベンゼン環の影響による周りの元素の振動によって、波長8.1μmから18μmにかけて広く吸収が現れる。
 これらの影響で、厚さ10μmの輻射率の波長平均は、波長8μmから14μmにおいて71%であり、波長平均40%以上という規定の中に入る。図示の通り、膜厚が厚くなると大気の窓領域における輻射率は増大する。
〔オレフィン変成材料の輻射率〕
 図8には、炭素-フッ素結合(C-F)、炭素-塩素結合(C-Cl)、エステル結合(R-COO-R)、エーテル結合(C-O-C結合)、ベンゼン環を含まない、主成分がオレフィンである、オレフィン変性材料の輻射率スペクトルを示す。サンプルは、蒸着した銀上にオレフィン樹脂をバーコーターで塗布し乾燥させることによって作製した。
 図示の通り、大気の窓領域での輻射率は小さく、この影響で、厚さ10μmの輻射率の波長平均は、波長8μmから14μmにおいて27%であり、波長平均40%以上という規定の中に入らない。
 図示の輻射率はバーコーターとして塗布するために変性されたオレフィン樹脂のものであり、純粋なオレフィン樹脂の場合には、更に、大気の窓領域における輻射率は小さい。
 このように、炭素-フッ素結合(C-F)、炭素-塩素結合(C-Cl)、エステル結合(R-COO-R)、エーテル結合(C-O-C結合)、ベンゼン環を含まないと放射冷却できない。
〔光反射層及び樹脂材料層の表面の温度〕
 樹脂材料層Jの大気の窓の熱輻射は樹脂材料の表面近傍で発生する。
 図4より、シリコーンゴムの場合は10μmより厚いと大気の窓領域における熱輻射は増大しない。つまり、シリコーンゴムの場合、大気の窓における熱輻射の大部分は表面から深さ約10μm以内の部分で生じており、より深い部分の輻射は外に出てこない。
 図5より、フッ素樹脂の場合は100μmより厚くなっても大気の窓領域における熱輻射の増大は殆どなくなる。つまり、フッ素樹脂場合、大気の窓における熱輻射は表面から深さ約100μm以内の部分で生じており、より深い部分の輻射は外に出てこない。
 図6より、塩化ビニル樹脂の場合は100μmより厚くなっても大気の窓領域における熱輻射の増大は殆どなくなる。つまり、塩化ビニル樹脂場合、大気の窓における熱輻射は表面から深さ約100μm以内の部分で生じており、より深い部分の輻射は外に出てこない。
 図14より、塩化ビニリデン樹脂は、塩化ビニル樹脂と同様であることが分かる。
 図7より、エチレンテレフタラート樹脂の場合は125μmより厚くなっても大気の窓領域における熱輻射の増大は殆どなくなる。つまり、エチレンテレフタラート樹脂場合、大気の窓における熱輻射は表面から深さ約100μmの部分で生じており、より深い部分の輻射は外に出てこない。
 以上のように、樹脂材料表面から発生する大気の窓領域の熱輻射は、表面からの深さが概ね100μm以内の部分で生じており、それ以上に樹脂の厚みが増していくと、熱輻射に寄与しない樹脂材料によって、放射冷却装置CPの放射冷却した冷熱が断熱される。
 理想的に太陽光を全く吸収しない樹脂材料層Jを光反射層Bの上に作製することを考える。この場合、太陽光は放射冷却装置CPの光反射層Bでのみ吸収される。
 樹脂材料の熱伝導率はおしなべて0.2W/m/K程度であり、この熱伝導性を考慮して計算すると、樹脂材料層Jの厚みが20mmを超えると、冷却面(光反射層Bにおける樹脂材料層Jの存在側とは反対側の面)の温度が上昇する。
 太陽光をまったく吸収しない理想的な樹脂材料が存在したとしても、樹脂材料の熱伝導率はおしなべて0.2W/m/K程度であるので、図9のように20mmを超えると光反射層Bが日射を受けて加熱されてしまい、光反射層側に設置された冷却対象物Eは加熱される。つまり、放射冷却装置CPの樹脂材料の厚みは20mm以下にする必要がある。
 なお、図9は、真夏の西日本の良く晴れた日の南中を想定して計算した放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)の放射面Hの表面温度と光反射層Bの温度のプロットである。太陽光はAM1.5とし、1000W/mのエネルギー密度としている。外気温は30℃であり、放射エネルギーは温度によって変わるが30℃において100Wである。樹脂材料層Jで太陽光の吸収はないものとしての計算である。無風状態を仮定し、対流熱伝達率は5W/m/Kとしている。
〔シリコーンゴム等の光吸収率について〕
 図10に、側鎖がCHであるシリコーンゴムの厚さが100μmのときの太陽光スペクトルに対する光吸収率、及び、厚さ100μmのペルフルオロアルコキシフッ素樹脂の太陽光スペクトルに対する光吸収率スペクトルを示す。先に述べた通り、両樹脂ともに紫外域においては光吸収率を殆ど持たないことがわかる。
 シリコーンゴムに関して、近赤外域においては、光吸収率が波長2.35μmより長波側の域で増加する。但し、この波長域における太陽光スペクトルの強度は弱いため、波長2.35μmより長波側の光吸収率が100%となっても吸収される太陽光エネルギーは20W/mである。
 ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂に関しては、波長0.3μmから2.5μmの波長範囲では光吸収率を殆ど持たず、波長2.5μmより長波長側で光吸収を持つ。但し、当該樹脂の膜厚を厚くし、波長2.5μmより長波長側の光吸収率が100%になったとしても、吸収される太陽光エネルギーは7W程度である。
 尚、樹脂材料層Jの厚さ(膜厚)を厚くしていくと、大気の窓領域の輻射率はほぼ1となる。つまり、厚膜の場合、低地で利用する際の大気の窓域で宇宙に放射する熱輻射は、30℃において160W/mから125W/m程度となる。光反射層Bにおける光吸収は、上述の規定の如く、50W/m程度であり、光反射層Bの光吸収とシリコーンゴム又はペルフルオロアルコキシフッ素樹脂を厚膜にした際の太陽光吸収を足しても宇宙に放射する熱輻射より小さい。
 以上より、シリコーンゴム及びペルフルオロアルコキシフッ素樹脂の最大の膜厚は、熱伝導性の観点から20mmとなる。
〔炭化水素系樹脂の光吸収について〕
 樹脂材料層Jを形成する樹脂材料が、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エステル結合、エーテル結合、ベンゼン環を1つ以上有する炭化水素を主鎖とする樹脂であった場合、或いは、シリコーン樹脂であり側鎖の炭化水素の炭素数が2個以上の場合、先述の共有結合電子による紫外線吸収以外に、近赤外域に結合の変角や伸縮などの振動に基づく吸収が観測される。
 具体的には、CH、CH、CHの第一励起状態への遷移の基準音による吸収がそれぞれ波長1.6μmから1.7μm、波長1.65μmから1.75μm、波長1.7μmに現れる。更に、CH、CH2、CHの結合音の基準音による吸収がそれぞれ波長1.35μm、波長1.38μm、波長1.43μmに現れる。更に、CH、CHの第二励起状態への遷移の倍音がそれぞれ波長1.24μmあたりに現れる。C-H結合の変角や伸縮の基準音は波長2μmから2.5μmにかけて広帯域に分布している。
 また、エステル結合(R-COO-R)、エーテル結合(C-O-C)を有する場合、波長1.9μmあたりに大きな光吸収が存在する。
 これらに起因する光吸収率は、上述の光吸収率関係式より、樹脂材料の膜厚が薄いと小さくなり目立たなくなるが、膜厚が厚いと大きくなる。
 図11には、エステル結合とベンゼン環を持つエチレンテレフタラート樹脂の膜厚を変化させた場合における光吸収率と太陽光のスペクトルとの関係を記す。
 図示の如く、膜厚が25μm、125μm、500μmと大きくなるごとに、それぞれの振動に起因する波長1.5μmよりも長波域の光吸収が増加する。
 また、長波長側だけでなく、紫外線領域から可視領域にかけての光吸収も増加する。これは、化学結合に起因する光の吸収端に広がりがあることに起因している。
 膜厚が薄い時は最も大きな吸収係数を持つ波長で光吸収率が大きくなるが、膜厚が厚くなると、上述の光吸収率関係式より、広がりを持った吸収端の弱い吸収係数が吸収率となり出現する。このことにより、膜厚が厚くなると紫外線領域から可視領域にかけての光吸収が増加する。
 厚さが25μmのときの太陽光スペクトルの吸収は15W/m、厚さが125μmのとき太陽光スペクトルの吸収は41W/m、厚さが500μmの時の太陽光スペクトルの吸収は88W/mである。
 光反射層Bの光吸収は、上述の規定により50W/mであるから、膜厚が500μmである場合、エチレンテレフタラート樹脂の太陽光吸収と光反射層Bの太陽光吸収の和が138W/mとなる。日本の低地の夏場における、大気の窓の波長帯域の赤外放射の最大値は先述の通り30℃において大気の状態の良い日で160W程度、通常は125W程度である。
 以上より、エチレンテレフタラート樹脂の膜厚が500μm以上では、放射冷却性能を発揮しなくなる。
 1.5μmから4μmの波長帯域の吸収スペクトルの起源は、官能基でなく主鎖の炭化水素の振動であり、炭化水素系樹脂であればエチレンテレフタラート樹脂と同様の挙動を示す。また、炭化水素系樹脂は紫外域に化学結合に起因する光吸収を有しており、紫外から可視についてもエチレンテレフタラート樹脂と同様の挙動を示す。
 つまり、炭化水素樹脂であれば波長0.3μmから4μmまでエチレンテレフタラート樹脂と同様の挙動をとる。以上から、炭化水素系の樹脂の膜厚は500μmよりも薄い必要がある。
〔ブレンド樹脂の光吸収について〕
 樹脂材料が、炭素-フッ素結合或いはシロキサン結合を主鎖とする樹脂と、炭化水素を主鎖とする樹脂とをブレンドした樹脂材料である場合には、ブレンドされた炭化水素を主鎖とする樹脂の割合に応じてCH、CH、CHなどに起因する近赤外域の光吸収が現れる。
 炭素-フッ素結合或いはシロキサン結合が主成分の場合、炭化水素に起因する近赤外域の光吸収は小さくなるので、熱伝導性の観点での上限の20mmまで厚くすることができる。しかし、ブレンドされる炭化水素樹脂が主成分となる場合は厚さを500μm以下にする必要がある。
 フッ素樹脂或いはシリコーンゴムと炭化水素とのブレンドには、フッ素樹脂或いはシリコーンゴムの側鎖を炭化水素に置換したものや、フッ素モノマー及びシリコーンモノマーと炭化水素モノマーの交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体も含まれる。なお、フッ素モノマーと炭化水素モノマーの交互共重合体としては、フルオロエチレン・ビニルエステル(FEVE)、フルオロオレフィン-アクリル酸エステル共重合体、エチレン・四フッ化エチレン共重合体(ETFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)が挙げられる。
 置換する炭化水素側鎖の分子量及び割合に応じてCH、CH、CHなどに起因する近赤外域の光吸収が現れる。側鎖や共重合として導入されるモノマーが低分子であるとき、あるいは、導入されるモノマーの密度が小さいときには、炭化水素に起因する近赤外域の光吸収は小さくなるので、熱伝導性の観点での限界の20mmまで厚くすることができる。
 フッ素樹脂或いはシリコーンゴムの側鎖や共重合されるモノマーとして高分子の炭化水素を導入する場合、樹脂の厚みを500μm以下にする必要がある。
〔樹脂材料層の厚みについて〕
 放射冷却装置CPの実用の観点では、樹脂材料層Jの厚みは薄い方がよい。樹脂材料の熱伝導率は、金属やガラスなどよりも一般に低い。冷却対象物Eを効果的に冷却するには、樹脂材料層Jの膜厚は必要最低限であるのがよい。樹脂材料層Jの膜厚を厚くするほどに大気の窓の熱輻射は大きくなり、ある膜厚を超えると大気の窓における熱輻射エネルギーは飽和する。
 飽和する膜厚は樹脂材料にもよるが、フッ素樹脂の場合は概ね300μmもあれば十分に飽和する。従って、熱伝導度の観点で500μmよりも300μm以下に膜厚を抑えるのが望ましい。更に、熱輻射は飽和していないが、厚みが100μm程度であっても大気の窓領域において十分な熱輻射を得ることができる。厚さが薄い方が、熱貫流率が高まり被冷却物の温度をより効果的に下げられるので、フッ素樹脂の場合、100μm程度以下の厚さにするのがよい。
 C-F結合に起因する吸収係数よりも炭素-ケイ素結合、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エステル結合、エーテル結合に由来する吸収係数の方が大きい。当然、熱伝導度の観点で500μmよりも300μm以下に膜厚を抑えるのが望ましいが、更に膜厚を薄くして熱伝導性を上げると更に大きな放射冷却効果が期待できる。
 炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エステル結合、エーテル結合、ベンゼン環を含む樹脂の場合、厚みが100μmであっても飽和しており、厚さ50μmでも大気の窓領域において十分な熱輻射が得られる。樹脂材料の厚さが薄い方が、熱貫流率が高まり被冷却物の温度をより効果的に下げられるので、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エステル結合、エーテル結合、ベンゼン環を含む樹脂の場合、50μm以下の厚さにすると断熱性が小さくなり冷却対象物Eを効果的に冷却することができる。炭素-塩素結合の場合には、100μm以下の厚さであれば、冷却対象物Eを効果的に冷却することができる。
 薄くする効用は断熱性を下げて冷熱を伝えやすくすること以外にもある。それは、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エステル結合、エーテル結合を含む樹脂が呈する、近赤外域でのCH、CH、CH由来の近赤外域の光吸収の抑制である。薄くすると、これらによる太陽光吸収を小さくすることができるので、放射冷却装置CPの冷却能力が高まることになる。
 以上の観点から、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エステル結合、エーテル結合、ベンゼン環を含む樹脂の場合、50μm以下の厚さにするとより効果的に日照下において放射冷却効果を出すことができる。
 炭素-ケイ素結合の場合、厚さ50μmでも大気の窓領域において熱輻射が飽和しきっており、厚さ10μmでも大気の窓領域において十分な熱輻射が得られる。樹脂材料層Jの厚さが薄い方が、熱貫流率が高まり冷却対象物Eの温度をより効果的に下げられるので、炭素-ケイ素結合を含む樹脂の場合、10μm以下の厚さにすると断熱性が小さくなり冷却対象物Eを効果的に冷却することができる。薄くすると、太陽光吸収を小さくすることができるので、放射冷却装置CPの冷却能力が高まる。
 以上の観点から、炭素-ケイ素結合を含む樹脂の場合、10μm以下の厚さにするとより効果的に日照下において放射冷却効果を出すことができる。
〔光反射層の詳細〕
 光反射層Bに上述の反射率特性を持たせるためには、放射面Hの存在側(樹脂材料層Jの存在側)の反射材料は銀又は銀合金である必要がある。
 図12に示す通り、銀をベースとして光反射層Bを構成すれば、光反射層Bに求められる反射率が得られる。
 銀又は銀合金のみで太陽光を前記の反射率特性を持たせた状態で反射する場合、厚さが50nm以上必要である。
 但し、光反射層Bに柔軟性を備えさせるためには、厚さを100μm以下にする必要がある。これ以上厚いと曲げにくくなる。
 ちなみに、「銀合金」としては、銀に、銅、パラジウム、金、亜鉛、スズ、マグネシウム、ニッケル、チタンのいずれかを、例えば、0.4質量%から4.5質量%程度添加した合金を用いることができる。具体例としては、銀に銅とパラジウムを添加して作成した銀合金である「APC-TR(フルヤ金属製)」を用いることができる。
 光反射層Bに上述の反射率特性を持たせるためには、保護層Dに隣接して位置する銀又は銀合金と保護層Dから離れる側に位置するアルミ又はアルミ合金とを積層させた構造にしてもよい。尚、この場合においても、放射面Hの存在側(樹脂材料層Jの存在側)の反射材料は銀又は銀合金である必要がある。
 銀(銀合金)とアルミ(アルミ合金)の2層で構成する場合、銀の厚みは10nm以上必要であり、アルミの厚みは30nm以上必要である。
 但し、光反射層Bに柔軟性を備えさせるためには、銀の厚さとアルミの厚さとの合計を100μm以下にする必要がある。これ以上厚いと曲げにくくなる。
 ちなみに、「アルミ合金」としては、アルミに、銅、マンガン、ケイ素、マグネシウム、亜鉛、機械構造用炭素鋼、イットリウム、ランタン、ガドリニウム、テルビウムを添加した合金を用いることができる。
 銀及び銀合金は雨や湿度に弱くそれらから保護をする必要があり、また、その変色を抑制する必要がある。そのために、図16から図19に示す如く、銀や銀合金に隣接させる形態で、銀を保護する保護層Dが必要である。
 保護層Dの詳細は、後述する。
〔実験結果について〕
 ガラス基板上に銀を300nmの厚さで形成し、その上に、シロキサン結合を有するシリコーンゴム、炭素-フッ素結合を有するフルオロエチレンビニルエーテル、オレフィン変性体(オレフィン変成材料)、塩化ビニル樹脂をバーコーターで膜厚制御しつつ塗布し、放射冷却性能を測定した。
 放射冷却性能の評価は外気温35℃の6月下旬の屋外の南中後3時間で実施し、基板を断熱性高く保持したうえで、基板裏面の温度(℃)を測定した。但し、塩化ビニル樹脂については、外気温が29℃のときに実施した。冶具に設置後5分後の温度が外気温より低いか、或いは高いかで放射冷却効果があるか否かを評価した。
 放射冷却試験の結果を、図15に示す。
 ちなみに、フルオロエチレンビニルエーテルの大気の窓領域の輻射率は、図13に示す通りである。尚、シリコーンゴムの輻射率は、図4に示す通りであり、オレフィン変性体(オレフィン変成材料)の輻射率は、図8に示す通りであり、塩化ビニル樹脂の輻射率は、図6に示す通りである。
 シロキサン結合を有するシリコーンゴムの場合、理論から予想された通り1μm以上の厚みで放射冷却能力を発揮することがわかった。
 炭素-フッ素結合を有するフルオロエチレンビニルエーテルは、理論で予測される10μmよりも薄い5μmの膜厚で放射冷却能力を発揮することがわかった。この原因は、炭素-フッ素結合による大気の窓の光吸収のみならず、ビニルエーテルのエーテル結合による光吸収が加わり、それぞれ単独のときよりも大気の窓の光吸収率が増えたためである。
 オレフィン変性体(オレフィン変成材料)は、大気の窓領域の熱輻射が殆どでないため放射冷却能力を持たない。
 〔放射冷却装置の具体構成〕
 本発明の放射冷却装置CPは、図16から図19に示すように、フィルム構造にすることができる。樹脂材料層J及び保護層Dを形成する樹脂材料は柔軟であるために、光反射層Bを薄膜にすると、光反射層Bにも柔軟性を備えさせることができ、その結果、放射冷却装置CPを、柔軟性を備えるフィルム(放射冷却フィルム)とすることができる。
 フィルム状の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、糊をつけて、車の外周、倉庫や建屋の外壁、ヘルメットの外周にラッピングすることにより、放射冷却を発揮させる等、既設の物体に後付けして、容易に放射冷却能力を発揮させることができる。
 フィルム状の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)を装着する対象としては、各種のテント類の外面、電気機器等を収納するボックスの外面、物品搬送用コンテナの外面、牛乳を貯留する牛乳タンクの外面、牛乳タンクローリーの牛乳貯留部の外面等、冷却が必要な諸々のものを対象とすることができる。
 放射冷却装置CPをフィルム状に作製するには、種々の形態が考えられる。例えば、フィルム状に作製された光反射層Bに保護層D及び樹脂材料層Jを塗布して作ることが考えられる。あるいは、フィルム状に作製された光反射層Bに保護層D及び樹脂材料層Jを貼り付けて作ることが考えられる。或いは、フィルム状に作製された樹脂材料層Jの上に、保護層Dを塗布あるいは貼り付けて作成し、保護層Dの上に、蒸着・スパッタリング・イオンプレーティング・銀鏡反応などによって光反射層Bを作製することが考えられる。
 具体的に説明すると、図16の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、光反射層Bを、銀又は銀合金の一層として形成する場合や、銀(銀合金)とアルミ(アルミ合金)の2層で構成する場合において、当該光反射層Bの上側に、保護層Dを形成し、保護層Dの上部に、樹脂材料層Jを形成したものであり、かつ、光反射層Bの下側にも、下側保護層Dsを形成する。樹脂材料層Jの上側に、着色層Pが形成される。
 図16の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)の作成方法としては、フィルム状の樹脂材料層Jの上に、保護層D、光反射層B、下側保護層Dsを順次塗布して、一体的に成形する方法を採用することができる。
 図17の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、光反射層Bを、アルミ(アルミ合金)として機能するアルミ箔にて形成されたアルミ層B1と、銀又は銀合金からなる銀層B2とから構成し、当該光反射層Bの上側に、保護層Dを形成し、保護層Dの上部に、樹脂材料層Jを形成したものである。樹脂材料層Jの上側に、着色層Pが形成される。
 図17の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)の作成方法としては、アルミ箔にて構成されるアルミ層B1の上に、銀層B2、保護層D、樹脂材料層Jを順次塗布して、一体的に成形する方法を採用することができる。
 尚、別の作成方法として、樹脂材料層Jをフィルム状に形成して、当該フィルム状の樹脂材料層Jの上に、保護層D、銀層B2を順次塗布し、アルミ層B1を銀層B2に貼り付ける方法を採用することができる。
 図18の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、光反射層Bを、銀又は銀合金の一層として形成する場合や、銀(銀合金)とアルミ(アルミ合金)の2層で構成する場合において、当該光反射層Bの上側に、保護層Dを形成し、保護層Dの上部に、樹脂材料層Jを形成し、光反射層Bの下側に、PET等のフィルム層Fを形成したものである。樹脂材料層Jの上側に、着色層Pが形成される。
 図18の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)の作成方法としては、PET(エチレンテレフタラート樹脂)等にてフィルム状に形成されたフィルム層F(基材に相当)の上に、光反射層B、保護層Dを順次塗布して、一体的に成形し、保護層Dに対して、別途形成したフィルム状の樹脂材料層Jをのり層N(接合層の一例)にて接合(接着)する方法を採用することができる。
 のり層Nにて使用する接着剤(粘着剤)は、例えば、ウレタン系接着剤(粘着剤)、アクリル系接着剤(粘着剤)、EVA(エチレン酢酸ビニル)系接着剤(粘着剤)等があり、太陽光に対して高い透明性を持つものが望ましい。
 図19の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、光反射層Bを、アルミ(アルミ合金)として機能するアルミ層B1と、銀又は銀合金(代替銀)からなる銀層B2とから構成し、アルミ層B1を、PET(エチレンテレフタラート樹脂)等にてフィルム状に形成されたフィルム層F(基材に相当)の上部に形成し、銀層B2の上側に、保護層Dを形成し、保護層Dの上側に、樹脂材料層Jを形成したものである。樹脂材料層Jの上側に、着色層Pが形成される。
 図19の放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)の作成方法としては、フィルム層Fの上に、アルミ層B1を塗布して、フィルム層Fとアルミ層B1とを一体的に成形し、別途、フィルム状の樹脂材料層Jの上に、保護層D、銀層B2を塗布して、樹脂材料層J、保護層D、銀層B2を一体形成し、アルミ層B1と銀層B2とをのり層Nにて接着する方法を採用することができる。
 のり層Nにて使用する接着剤(粘着剤)は、例えば、ウレタン系接着剤(粘着剤)、アクリル系接着剤(粘着剤)、EVA(エチレン酢酸ビニル)系接着剤(粘着剤)等があり、太陽光に対して高い透明性を持つものが望ましい。
 〔保護層の詳細〕
 保護層Dは、厚さが300nm以上で、40μm以下のポリオレフィン系樹脂、又は、厚さが17μm以上で、40μm以下のポリエチレンテレフタラートである。
 ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン及びポリプロピレンがある。
 図20に、ポリエチレン、塩化ビニリデン樹脂、エチレンテレフタラート樹脂、塩化ビニル樹脂の紫外線の吸収率を示す。
 また、図21に、保護層Dを形成する合成樹脂として好適なポリエチレンの光透過率を示す。
 放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)は、夜間のみならず、日射環境下にても放射冷却作用を発揮するものであるから、光反射層Bが光反射機能を発揮する状態を維持するには、保護層Dにて光反射層Bを保護することにより、日射環境下で光反射層Bの銀が変色しないようにする必要がある。
 保護層Dが、ポリオレフィン系樹脂にて厚さが300nm以上で、40μm以下の形態に形成される場合には、ポリオレフィン系樹脂は、波長0.3から0.4μmの紫外線の波長域の全域において紫外線の光吸収率が10%以下である合成樹脂であるから、保護層Dが紫外線の吸収により劣化し難いものとなる。
 そして、保護層Dを形成するポリオレフィン系樹脂の厚さが、300nm以上であるから、樹脂材料層Jにて発生したラジカルが光反射層Bを形成する銀又は銀合金に到達することを遮断し、また、樹脂材料層Jを透過する水分が光反射層Bを形成する銀又は銀合金に到達することを遮断する等の遮断機能を良好に発揮することになり、光反射層Bを形成する銀又は銀合金の変色を抑制できることになる。
 ちなみに、ポリオレフィン系樹脂にて形成される保護層Dは、紫外線の吸収により、光反射層Bから離れる表面側にラジカルを形成しながら劣化することになるが、厚さが300nm以上であるから、形成したラジカルが光反射層Bに到達することはなく、また、ラジカルを形成しながら劣化するにしても、紫外線の吸収が低いことにより劣化の進み具合は遅いものであるから、上述の遮断機能を長期に亘って発揮することになる。
 保護層Dが、エチレンテレフタラート樹脂にて厚さが17μm以上で、40μm以下の形態に形成される場合には、エチレンテレフタラート樹脂は、ポリオレフィン系樹脂よりも、波長0.3から0.4μmの紫外線の波長域において紫外線の光吸収率が高い合成樹脂であるが、厚さが17μm以上であるから、樹脂材料層Jにて発生したラジカルが光反射層Bを形成する銀又は銀合金に到達することを遮断し、また、樹脂材料層Jを透過する水分が光反射層Bを形成する銀又は銀合金に到達することを遮断する等の遮断機能を長期に亘って良好に発揮することになり、光反射層Bを形成する銀又は銀合金の変色を抑制できることになる。
 つまり、エチレンテレフタラート樹脂にて形成される保護層Dは、紫外線の吸収により、光反射層Bから離れる表面側にラジカルを形成しながら劣化することになるが、厚さが17μm以上であるから、形成したラジカルが反射層に到達することはなく、また、ラジカルを形成しながら劣化するにしても、厚さが17μm以上であるから、上述の遮断機能を長期に亘って発揮することになる。
 説明を加えると、エチレンテレフタラート樹脂(PET)の劣化は紫外線によってエチレングリコールとテレフタル酸のエステル結合が開裂しラジカルが形成されることに起因する。この劣化は、エチレンテレフタラート樹脂(PET)における紫外線が照射される面の表面から順に進行する。
 例えば、大阪における強さの紫外線がエチレンテレフタラート樹脂(PET)に照射されると、1日あたり、照射される面より順に約9nmのエチレンテレフタラート樹脂(PET)のエステル結合が開裂していく。エチレンテレフタラート樹脂(PET)は十分に重合しているので、開裂した表面のエチレンテレフタラート樹脂(PET)が光反射層Bの銀(銀合金)を攻撃することはないが、エチレンテレフタラート樹脂(PET)の開裂端が光反射層B銀(銀合金)まで到達すると、銀(銀合金)が変色する。
 従って、屋外で使用するうえで、保護層Dを1年以上耐久させるためには、9nm/日と365日とを積算して、約3μmの厚さが必要となる。保護層Dのエチレンテレフタラート樹脂(PET)を3年以上耐久させるためには、厚さが10μm以上必要である。5年以上耐久させるためには、厚さが17μm以上必要である。
 尚、ポリオレフィン系樹脂及びエチレンテレフタラート樹脂にて保護層Dを形成する場合において、その厚さの上限を定める理由は、保護層Dが放射冷却に寄与しない断熱性を奏することを回避するためである。つまり、保護層Dは、厚さが厚くなるほど放射冷却に寄与しない断熱性を奏することになるから、光反射層Bを保護する機能を発揮させながらも、放射冷却に寄与しない断熱性を奏することを回避するために、厚さの上限が定められることになる。
 ところで、図18に示すように、樹脂材料層Jと保護層Dとの間にのり層Nが位置する場合には、のり層Nからもラジカルが発生することになるが、保護層Dを形成するポリオレフィン系樹脂の厚さが300nm以上であり、保護層Dを形成するエチレンテレフタラート樹脂の厚さが17μm以上であれば、のり層Nにて発生したラジカルが光反射層Bに到達することを、長期に亘って抑制できる。
 ちなみに、上述の如く、保護層Dが厚くなると、光反射層Bの銀(銀合金)の着色を防ぐうえでのデメリットは生じないが、放射冷却するうえでの問題が発生する。つまり、厚くすると放射冷却材料の断熱性を上げることになる。
 例えば、保護層Dを形成する合成樹脂として優れている主成分がポリエチレンの樹脂は、図25に示すように、大気の窓における輻射率が小さいため、厚く形成しても放射冷却に寄与しない。それどころか、厚くすると放射冷却材料の断熱性を上げることになる。次に、厚くなると主鎖の振動に由来する近赤外域の吸収が増加し、太陽光吸収が増える効果が増加する。
 これら要因により、保護層Dが厚いことは、放射冷却にとって不利である。このような観点から、ポリオレフィン系樹脂にて形成される保護層Dの厚さは、5μm以下であることが好ましく、更には、1μm以下であることが一層好ましい。
 〔保護層の考察〕
 保護層Dによる銀の着色のされ方の違いを検討するために、図22に示すような、赤外放射層Aとしての樹脂材料層Jを備えない保護層Dを露出させたサンプルを作製し、模擬太陽光が照射された後の銀の着色を調べた。
 つまり、保護層Dとして、紫外線を吸収する一般的なアクリル系樹脂(例えば、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤が混入するメタクリル酸メチル樹脂)とポリエチレンとの二種類を、バーコーターで、光反射層Bとして銀を備えるフィルム層F(基材に相当)上に塗布したサンプルを形成し、保護層Dとしての機能を検討した。塗布した保護層Dの厚みは、それぞれ10μmと1μmである。
 尚、フィルム層F(基材に相当)は、PET(エチレンテレフタラート樹脂)等にてフィルム状に形成されたものである。
 図24に示すように、保護層Dが紫外線を良く吸収するアクリル系樹脂の場合、保護層Dが紫外線で分解されラジカルを形成し、直ぐに銀が黄化して、放射冷却装置CPとして機能しなくなる(太陽光を吸収し、一般の材料のように日射が当たると温度上昇する)。
 尚、図中の600hの線は、JIS規格5600-7-7の条件でキセノンウエザー試験(紫外光エネルギーは60W/m)を600h(時間)行った後の反射率スペクトルである。また、0hの線は、キセノンウエザー試験を行う前の反射率スペクトルである。
 図23に示すように、保護層Dが紫外線の光吸収率が低いポリエチレンの場合には、近赤外域から可視域での反射率の低下がみられないことがわかる。つまり、主成分がポリエチレンの樹脂(ポリオレフィン系樹脂)は、地上に届く太陽光が持つ紫外線を殆ど吸収しないため、太陽光が当たってもラジカルを形成し難いので、日射が当たっても、光反射層Bとしての銀の着色が発生しない。
 尚、図中の600hの線は、JIS規格5600-7-7の条件でキセノンウエザー試験(紫外光エネルギーは60W/m)を600h(時間)行った後の反射率スペクトルである。また、0hの線は、キセノンウエザー試験を行う前の反射率スペクトルである。
 なお、この波長帯域の反射率スペクトルが波打つ理由は、ポリエチレン層のファブリペロー共振である。キセノンウエザー試験の熱などによってポリエチレン層の厚みが変化したことによる原因で、この共振位置が0hの線と600hの線とで多少変わっていることがわかるが、銀の黄化に由来する紫外-可視域における大きな反射率の低下は観測されない。
 尚、フッ素樹脂系も紫外線吸収の観点からは保護層Dを形成する材料に適用できるが、実際に保護層Dとして形成すると、形成段階で着色し、劣化するため、保護層Dを形成する材料としては用いることができない。
 また、シリコーンも紫外線吸収の観点からは保護層Dを形成する材料に適用できるが、銀(銀合金)との密着性が極めて悪く、保護層Dを形成する材料としては用いることができない。
 〔放射冷却装置の別構成〕
 図26に示すように、フィルム層F(基材に相当)の上部にアンカー層Gを備え、当該アンカー層Gの上部に、光反射層B、保護層D、赤外放射層Aを備える形態に構成してもよい。
 尚、フィルム層F(基材に相当)は、例えば、PET(エチレンテレフタラート樹脂)等にてフィルム状に形成されたものである。
 アンカー層Gは、フィルム層Fと光反射層Bとの密着を強めるために導入されている。
つまり、フィルム層Fに、直接、銀(Ag)を製膜しようとすると、簡単に剥がれが生じることになる。アンカー層Gは、アクリルやポリオレフィン、ウレタンが主成分であり、イソシアネート基を持つ化合物やメラミン樹脂が混合されているものが望ましい。太陽光に直接当たらない部分のコーティングであり、紫外線を吸収する素材であっても問題ない。
 尚、フィルム層Fと光反射層Bとの密着を強める方法には、アンカー層Gを入れる以外の方法もある。例えば、フィルム層Fの製膜面にプラズマ照射して表面を荒らすと密着性は高まる。
 〔赤外放射層の別構成〕
 図27に示すように、赤外放射層Aを構成する樹脂材料層Jに、無機材料のフィラーVを混入させて、光散乱構成を備えさせるようにしてもよい。また、図28に示すように、赤外放射層Aを構成する樹脂材料層Jの表裏両面を凹凸状に形成して、光散乱構成を備えさせるようにしてもよい。
 このように構成すれば、放射面Hを見たときに、放射面Hのギラツキを抑制できるものとなる。
 つまり、上記した樹脂材料層Jは、表裏両面が平坦で、フィラーVが混入しない構成であるが、このような構成の場合には、放射面Hが鏡面状となるため、放射面Hを見たときに、ギラツキを感じるものとなるが、光散乱構成を備えさせるとこのギラツキを抑制できる。これにより、着色層Pの色が視認しやすくなる。
 また、樹脂材料層JにフィラーVを混入させた場合において、保護層D及び光反射層Bが存在すると、にフィラーVを混入させた樹脂材料層Jのみの場合や光反射層Bのみの場合よりも、光反射率が向上する。
 フィラーVを形成する無機材料としては、二酸化ケイ素(SiO酸化チタン(TiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化マグネシウム(MgO)等を好適に使用できる。尚、樹脂材料層JにフィラーVを混入すると、樹脂材料層Jの表裏両面が凹凸状になる。
 また、樹脂材料層Jの表裏両面を凹凸状にするには、エンボス加工や表面に傷を付ける加工等を行うことにより行うことができる。
 樹脂材料層Jの裏面が凹凸状になる場合には、図18で説明した構成と同様に、樹脂材料層Jと保護層Dとの間にのり層N(接合層)が位置するようにすることが望ましい。
 つまり、樹脂材料層Jの裏面が凹凸状であっても、樹脂材料層Jと保護層Dとの間にのり層N(接合層)が位置するから、樹脂材料層Jと保護層Dとを適切に接合することができる。
 尚、樹脂材料層Jの裏面が凹凸状になる場合において、例えば、プラズマ接合により、樹脂材料層Jと保護層Dとを直接的に接合するようにしてもよい。尚、プラズマ接合とは、樹脂材料層Jの接合面と保護層Dの接合面にプラズマの放射によりラジカルを形成し、そのラジカルにより接合する形態である。
 ちなみに、保護層DにフィラーVを混入すると、保護層Dの光反射層Bに接する裏面が凹凸状になり、光反射層Bの表面を凹凸状に変形させる原因になるため、保護層DにフィラーVを混入することは避ける必要がある。つまり、光反射層Bの表面が凹凸状に変形すると、光反射を適正通り行えないものとなり、その結果、放射冷却を適正通り行えないものとなる。
 この点に関する実験結果を、図29に基づいて説明する。
 図29における「光拡散層にAg層を直接形成」とは、フィラーVを混入させる或いは光反射層BであるAg層側にエンボス加工の凹凸がある赤外放射層A(樹脂材料層J)の表面に、銀(Ag)を蒸着等により成膜して光反射層Bを形成することを、意味するものである。
 また、「鏡面Ag上に光拡散層」とは、光反射層BであるAg層の上面が鏡面状に形成され、当該Ag層の上部、保護層D、及び、フィラーVを混入させる或いはエンボス加工の凹凸がある赤外放射層A(樹脂材料層J)が積層されていることを、意味するものである。
 図29に示すように、「光拡散層にAg層を直接形成」の場合には、光反射層Bの表面が凹凸状になるため、光反射率が大きく低下するが、「鏡面Ag上に光拡散層」の場合には、光反射層Bの表面が鏡面状に維持され、適正通りの光反射率が得られる。
〔着色層(着色部位)〕
 本実施形態では、放射冷却装置CPは、着色部位Xとしての着色層Pを備えている。図1に示されるように、着色層Pは、層状の部位であって、赤外放射層Aにおける放射面Hの存在側と同じ側に位置する。
 着色層Pの厚さは、20μm以下であれば放射冷却装置CPの作用(光の入射、反射、輻射等)を阻害せず好ましい。着色層Pの厚さが10μm以下であると特に好ましい。
 着色層Pは、可視光領域の光を吸収する着色料を含有する。着色料として、アゾ系、キノン系、トリアリールメタン系、シアニン系、フタロシアニン系、インジゴ系、又はポルフィリン系の化合物を用いることができる。着色料は、染料であってもよいし、顔料であってもよい。着色料は、蛍光を呈さないものであってもよいし、蛍光を呈する蛍光体であってもよい。
 着色層Pの形成は、上述の着色料、溶剤、バインダー樹脂、添加剤等を含むインクを用いて、樹脂材料層Jの放射面Hの上に印刷することにより行うことができる。印刷の手法としては、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、レーザープリント法等を用いることができる。
 インクの印刷後、形成された着色層Pは、着色料とバインダー樹脂とが残存する状態となる。バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂(ブロック共重合体)、マレイン酸樹脂、ロジン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂(PVB)等を用いることができる。バインダー樹脂として、上述した樹脂材料層Jに使用可能な材料を用いると、着色層Pにおいても熱輻射による冷却を行うことができ好ましい。
〔着色層における光吸収の実験・考察〕
 着色層Pを模して、ポルフィリン系化合物である着色料を分散させた10μm厚のアクリル樹脂層を作成し、反射率スペクトルを測定した。着色料として、赤色を呈する山田化学工業製FDB-001(銅ポルフィリン錯体、以下「赤系統」と記す。)と、青色を呈する山田化学工業製FFDG-007(銅テトラアザポルフィリン錯体、以下「青系統」と記す。)の2種類を用いた。測定サンプルとして、アクリル樹脂層の単位面積あたりの着色料の量(以下「濃度」又は「着色料含有量」と記す。)を変化させた6種類の測定サンプルを、赤系統、青系統それぞれについて作成した。各測定サンプルの着色料含有量は、0.0g/m(着色料なし)、0.237g/m、0.1185g/m、0.05925g/m、0.0237g/m、0.01185g/mである。赤系統の結果を図30に示す。青系統の結果を図31に示す。何れのスペクトルにおいても、着色料の濃度が増加するにつれて、吸収ピークの深さが増加する(反射率が減少する)。
 図30、図31の結果に基づいて、南中時の太陽光の元でアクリル樹脂層が吸収するエネルギーを計算した。結果を表1に示す。赤系統、青系統の何れにおいても、着色料含有量が増加するにつれて、吸収エネルギーが大きくなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ここで、着色層Pを放射冷却装置CPに設けた場合の熱収支(冷却能力)について検討する。着色層Pを設けない場合、標準的な放射冷却装置CP(赤外放射層A:40μm厚塩化ビニル樹脂、のり層N:10μm厚ポリウレタン、保護層D:25μm厚PET樹脂、光反射層B:銀)の冷却能力は、乾燥した良く晴れた日において100W/m程度、湿潤な環境で80W/m程度である。
 着色料含有量が0.1185g/m以上の場合、赤系統、青系統の何れにおいても、吸収エネルギーが、着色層Pを設けない放射冷却装置CPの冷却能力を上回ってしまう。
そうすると、着色料含有量が0.1185g/m以上である着色層Pを放射冷却装置CPに設けた場合には、冷却能力が阻害される。
 一方、着色料含有量が0.05925g/m以下の場合、赤系統、青系統の何れにおいても、吸収エネルギーが、着色層Pを設けない放射冷却装置CPの冷却能力を下回る。
そうすると、着色料含有量が0.05925g/m以下である着色層Pを放射冷却装置CPに設けた場合には、冷却能力が阻害されず、冷却対象物Eの冷却を適切に行うことができる。
 以上の結果から、着色層P(着色部位X)の着色料含有量は、0.1185g/m未満であると好ましく、0.05925g/m以下であると更に好ましい。
〔着色層の濃色化について〕
 放射面Hの意匠性を高める観点から、着色層P(着色部位X)の色彩を濃くすることが求められる場合がある。濃い色彩を得るためには、望ましくは可視光領域で単峰な吸収スペクトルを有する着色料を複数組み合わせるのがよい。着色部位Xを黒色にする場合も、このような着色料の組み合わせで可視光領域の光のみを選択吸収するものを用いると、太陽光からのエネルギー吸収が最小限に抑えられるのでよい。そのような選択吸収着色料を用いて作製した黒色の場合、太陽光吸収率を約40%に抑制することができる。
 黒色が最も光を吸収するので、可視光のみを選択的に吸収する着色料を用いる場合、南中時の太陽光から着色層Pが吸収するエネルギーは約400W/mとなる。このような着色層Pを放射面Hの全体に設けた場合、放射冷却装置CPの冷却能力は南中時に100W/m程度であるので、着色層Pが太陽光から吸収するエネルギーが冷却能力を上回ってしまう。ここで、着色層Pを放射面Hの一部を覆うように設け、放射面H全体に対する着色層Pの面積比を25%以下とすると、着色層Pが太陽光から吸収するエネルギーも25%、すなわち100W/m程度となる。そうすると、放射冷却装置CPの冷却能力が、着色層Pが太陽光から吸収するエネルギーを上回るので、冷却対象物Eを冷却することができる。なお、着色層Pに覆われた赤外放射層Aも、覆われていない部分と同様に、100W/mの熱輻射を行うことに留意されたい。
 別の例を説明する。上述した青系統の着色料を濃度0.237g/mで用いた着色層Pを放射面Hの全体に設けた場合、太陽光からの吸収エネルギーは151W/mとなり、冷却能力100W/mを上回る。ここで、放射面H全体に対する着色層Pの面積比を65%程度に小さくすると、着色層Pが太陽光から吸収するエネルギーが冷却能力100W/mを下回り、冷却対象物Eを冷却することができる。このように、放射面H全体に対する着色層Pの面積比を小さくすることにより、着色層P(着色部位X)の着色料の濃度を高くして色を濃くすることができる。なお、この場合の「濃度」とは、放射面H全体を対象として算出する単位面積当たりの着色料の量ではなく、着色部位Xを対象として算出する単位面積当たりの着色料の量であり、着色部位Xにおける局所的な着色料の濃度である。
 〔別実施形態〕
 以下、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態では、着色部位Xとしての着色層Pが、赤外放射層Aにおける放射面Hの存在側と同じ側に位置している。例えば、図18に示されるように、樹脂材料層Jの上側に、着色層Pが形成される。着色部位Xとしては、以下に示す他の形態も可能である。
 例えば、図33に示されるように、着色部位Xが樹脂材料層J(着色樹脂フィルムJ)であってもよい。この実施形態では、樹脂材料層Jが、上述の着色料を含有する。
 例えば、図34に示されるように、樹脂材料層Jとのり層Nとの間に、着色層Pが設けられてもよい。
 例えば、図35に示されるように、着色部位Xがのり層Nであってもよい。この実施形態では、のり層Nが、上述の着色料を含有する。
 例えば、図36に示されるように、のり層Nと保護層Dとの間に、着色層Pが設けられてもよい。
 着色部位Xは、図1に示されるように樹脂材料層Jの放射面Hの全体にわたって設けられてもよいし、図32に示されるように樹脂材料層Jの放射面Hの一部に設けられてもよい。図1、図34及び図36に係る実施形態のように、着色層Pが設けられる形態では、着色層Pが放射面Hの全体にわたって設けられてもよいし、放射面Hの一部に設けられてもよい。
 図33及び図35に係る実施形態のように、樹脂材料層J又はのり層Nが着色部位Xである場合には、当該層(樹脂材料層J/のり層N)の全体が着色部位Xであってもよい。
すなわち、当該層の全体に着色料が含有されてもよい。当該層の一部(放射面Hの延在方向の一部、又は、当該層の厚さ方向の一部)が着色部位Xであってもよい。すなわち、当該層の一部に着色料が含有されてもよい。換言すれば、当該層が、着色料を含有する層材料と、着色料を含有しない層材料とで構成されてもよい。
(2)上記実施形態では、樹脂材料層Jを形成する樹脂材料として各種のものを例示したが、好適に使用できる樹脂材料としては、塩化ビニル樹脂(PVC)、塩化ビニリデン樹脂(PVDC)、フッ化ビニル樹脂(PVF)、フッ化ビニリデン樹脂(PVDF)を挙げることができる。
(3)上記実施形態では、冷却対象物Eとして、放射冷却装置CP(放射冷却フィルム)の裏面に密着される物体を例示したが、冷却対象物Eとしては、冷却対象空間等、各種の冷却対象を適用できる。
(4)上記実施形態では、樹脂材料層Jの放射面Hをそのまま露出させる形態を例示した。図37に示されるように、放射面H及び着色層Pを覆うハードコート層Yを設けてもよい。
 ハードコート層Yの材料としては、UV硬化アクリル系、熱硬化アクリル系、UV硬化シリコーン系、熱硬化シリコーン系、有機無機ハイブリッド系、塩化ビニルが存在し、いずれを用いてもよい。添加材として有機系帯電防止剤を用いてもよい。
 UV硬化アクリル系の中でもウレタンアクリレートは特によい。
 ハードコート層Yの成膜方法としては、グラビアコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法などを用いることができる。
 ハードコート(塗膜)の厚みは1~50μmであり、特に2~20μmが望ましい。
 樹脂材料層Jの樹脂材料として、塩化ビニル樹脂を用いる場合において、塩化ビニル樹脂の可塑剤の量を減らし、硬質塩化ビニル樹脂、或いは、半硬質塩化ビニル樹脂にしてもよい。この場合、赤外放射層Aの塩化ビニルそのものがハードコート層Yとなる。
 保護層Dが、アクリル樹脂であってもよい。好ましくは、保護層Dが、紫外線の吸収量が比較的小さいアクリル樹脂であるとよい。更に好ましくは、保護層Dが、紫外線吸収剤を含まないアクリル樹脂であるとよい。
 なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
A    赤外放射層
B    光反射層
D    保護層
H    放射面
J    樹脂材料層
N    のり層(接合層)
P    着色層
X    着色部位
Y    ハードコート層

Claims (16)

  1.  放射面から赤外光を放射する赤外放射層と、
     当該赤外放射層における前記放射面の存在側とは反対側に位置する光反射層と、
     着色部位と、を備え、
     前記赤外放射層が、吸収した太陽光エネルギーよりも大きな熱輻射エネルギーを波長8μmから波長14μmの帯域で放つ厚みに調整された樹脂材料層であり、
     前記着色部位が、可視光領域の光を吸収する着色料を含有する放射冷却装置。
  2.  前記着色料が、波長が350nm以上850nm以下の領域に可視光の吸収ピークを有する請求項1に記載の放射冷却装置。
  3.  前記樹脂材料層を形成する樹脂材料は、炭素-フッ素結合、シロキサン結合、炭素-塩素結合、炭素-酸素結合、エーテル結合、エステル結合、ベンゼン環のいずれかを1つ以上有する樹脂材料から選択される請求項1又は2に記載の放射冷却装置。
  4.  前記樹脂材料層を形成する樹脂材料が、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメタクリル酸メチル樹脂、主成分をシロキサンとする樹脂、フッ素樹脂、シリコーンゴム、及びシリコーン樹脂のうち少なくとも一つを含む請求項1から3のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  5.  前記光反射層が、銀又は銀合金で構成されている請求項1から4のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  6.  前記樹脂材料層と前記光反射層との間に位置する保護層を備え、
     前記保護層が、ポリオレフィン系樹脂、エチレンテレフタラート樹脂、又はアクリル樹脂で構成されている請求項1から5のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  7.  前記保護層と前記樹脂材料層とを接合する接合層を備え、
     前記接合層が、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、又はエチレン酢酸ビニル系樹脂で構成されている請求項6に記載の放射冷却装置。
  8.  前記着色部位は、前記接合層における一部の部位又は前記接合層の全体である請求項7に記載の放射冷却装置。
  9.  前記着色部位は、前記接合層と前記保護層との間に設けられた層状の部位、又は、前記接合層と前記樹脂材料層との間に設けられた層状の部位である請求項7又は8に記載の放射冷却装置。
  10.  前記着色部位が、前記赤外放射層における前記放射面の存在側と同じ側に位置する層状の部位である請求項1から9のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  11.  前記着色部位が、前記赤外放射層における一部の部位又は前記赤外放射層の全体である請求項1から10のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  12.  前記着色料が、アゾ系、キノン系、トリアリールメタン系、シアニン系、フタロシアニン系、インジゴ系、及びポルフィリン系の化合物のうち少なくとも一つを含むである請求項1から11のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  13.  前記着色部位に含有される前記着色料の総量を前記放射面の全体の面積で除した値である着色料含有量が、0.1185g/m未満である請求項1から12のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  14.  前記赤外放射層に対して前記光反射層の存在側と反対側の最も外側に位置するハードコート層を備える請求項1から13のいずれか1項に記載の放射冷却装置。
  15.  前記ハードコート層が、アクリル系樹脂で構成されている請求項14に記載の放射冷却装置。
  16.  請求項1~15のいずれか1項に記載の放射冷却装置を用いる冷却方法であって、
     前記赤外放射層の前記放射面が空に向く状態で前記放射冷却装置を配置する工程と、
     当該放射面から赤外光を放射させる工程と、を含む冷却方法。
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