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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025097208
(43)【公開日】2025-06-30
(54)【発明の名称】放射冷却式装置
(51)【国際特許分類】
   F24S 70/60 20180101AFI20250623BHJP
   F24S 70/25 20180101ALI20250623BHJP
   F24S 70/275 20180101ALI20250623BHJP
   F24S 70/225 20180101ALI20250623BHJP
【FI】
F24S70/60
F24S70/25
F24S70/275
F24S70/225
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023213367
(22)【出願日】2023-12-18
(71)【出願人】
【識別番号】000000284
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】大杉 亮輔
(72)【発明者】
【氏名】阪本 浩規
(72)【発明者】
【氏名】末光 真大
(57)【要約】
【課題】比較的長期間に亘って、経時的に反射率が低下することを防止すると共に、表面(放射面)の耐摩耗性を維持しながらも、放射性能が低下しない放射冷却膜材を提供する。
【解決手段】赤外放射層における放射面の存在側にシリカを主成分とするコート層を備え、コート層の層厚は、30nm以上500nm未満であり、コート層を生成するためのコート材料が、アルコール溶剤に粒状のシリカを分散させた混合物を乾燥させたものであり、コート層を形成するコート材料は、乾燥前の質量である加熱乾燥前質量のコート材料を200℃で所定の判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第1残量質量とし、加熱乾燥前質量のコート材料を700℃で判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第2残量質量としたときに、(第1残量質量-第2残量質量)/第1残量質量の値が、0.05以上で且つ0.45未満の条件を満たすものである。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材の外面に放射冷却層が装着され、
前記放射冷却層が、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、を備える形態に構成され、
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塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂からなる樹脂材料層であり、
前記光反射層が、銀又は銀合金を備え、
前記赤外放射層における前記放射面の存在側に粒状のシリカを主成分とするコート層を備え、
前記コート層の層厚は、30nm以上500nm未満であり、
前記コート層を形成するコート材料は、
乾燥前の質量である加熱乾燥前質量の前記コート材料を200℃で所定の判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第1残量質量とし、前記加熱乾燥前質量の前記コート材料を700℃で前記判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第2残量質量としたときに、(第1残量質量-第2残量質量)/第1残量質量の値が、0.05以上で且つ0.45未満の条件を満たすものである放射冷却式装置。
【請求項2】
前記放射冷却層が、接着剤又は粘着剤の接続層にて前記膜材の外面に装着されている請求項1に記載の放射冷却式装置。
【請求項3】
前記樹脂材料層の膜厚が、
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、1.5μmから2.5μmまでの光吸収率の波長平均が40%以下となる光吸収特性を備え、且つ、
8μmから14μmの輻射率の波長平均が40%以上となる熱輻射特性を備える状態の厚みに調整されている請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項4】
前記光反射層は、波長0.4μmから0.5μmの反射率が90%以上、波長0.5μmより長波の反射率が96%以上である請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項5】
前記光反射層が、銀または銀合金で構成され、その厚みが50nm以上である請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項6】
前記光反射層が、前記樹脂材料層に隣接して位置する銀または銀合金と前記樹脂材料層から離れる側に位置するアルミまたはアルミ合金の積層構造である請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項7】
前記樹脂材料層を形成する樹脂材料が、可塑剤が混入された塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂であり、
前記可塑剤が、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類及びリン酸エステル類からなる群より選択される1つ以上の化合物からなる請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項8】
前記可塑剤が、前記塩化ビニル系樹脂の100重量部に対して、1重量部以上200重量部以下の範囲で混入されている請求項7に記載の放射冷却式装置。
【請求項9】
前記可塑剤のリン酸エステルが、リン酸トリエステル、又は、芳香族リン酸エステルである請求項7に記載の放射冷却式装置。
【請求項10】
前記樹脂材料層と前記光反射層との間に保護層を備える形態に構成され、
前記保護層が、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樹脂である請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項11】
前記樹脂材料層と前記保護層とを接続するのり層が、前記樹脂材料層と前記保護層との間に設けられている請求項10に記載の放射冷却式装置。
【請求項12】
前記のり層に用いる接着剤又は粘着剤が、ウレタン系、アクリル系、エチレン酢酸ビニル系のいずれかである請求項11に記載の放射冷却式装置。
【請求項13】
前記樹脂材料層に、無機材料のフィラーが混入されている請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【請求項14】
前記のり層に、無機材料のフィラーが混入されている請求項11に記載の放射冷却式装置。
【請求項15】
前記のり層に対する前記フィラーの重量割合が0.1~40wt%である請求項14に記載の放射冷却式装置。
【請求項16】
前記フィラーが、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム、炭酸カルシウムからなる群より選択されるいずれか一つを含む請求項13に記載の放射冷却式装置。
【請求項17】
前記フィラーが、酸化チタンを含む請求項13に記載の放射冷却式装置。
【請求項18】
前記酸化チタンに、アルミナコート、シリカコート、ジルコニアコートの少なくとも一つがなされている請求項17に記載の放射冷却式装置。
【請求項19】
前記放射面が凹凸状に形成されている請求項1又は2に記載の放射冷却式装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射冷却作用を備えた放射冷却式装置に関する。
【背景技術】
【0002】
放射冷却とは、物質が周囲に赤外線などの電磁波を放射することでその温度が下がる現象のことを言う。この現象を利用すれば、たとえば、電気などのエネルギーを消費せずに冷却対象を冷やす放射冷却層(放射冷却式装置)を構成することができる。
【0003】
放射冷却層(放射冷却式装置)の従来例として、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が積層状態で設けられ、赤外放射層が、ジメチルシロキサン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、アクリル酸樹脂、メチルメタクリレート樹脂を用いて形成され、光反射層が、銀又は銀合金を備える形態に構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
つまり、放射冷却層(放射冷却式装置)は、赤外放射層が、波長8μmから14μmの帯域で大きな熱輻射エネルギーを放射し、光反射層が、赤外放射層を透過した光(紫外光、可視光、赤外光)を反射して放射面から放射させて、赤外放射層を透過した光(紫外光、可視光、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より、昼間の日射環境下においても冷却対象を冷やすことができる。
【0005】
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光を赤外放射層に向けて反射する作用も奏することになるが、以下の説明においては、光反射層を設ける目的が赤外放射層を透過した光(紫外光、可視光、赤外光)を反射することにあるとして説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特表2018-526599号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記特許文献1に示される放射冷却層を有する膜材は、比較的長期に亘って使用される場合、表面(放射面)に異物が付着することにより経時的に反射率が低下したり、赤外放射層の紫外線による黄変により経時的に反射率が低下したり、表面(放射面)が摩耗したりする等といった問題が生じることがある。
そこで、比較的長期間に亘って、経時的に反射率が低下することを防止すると共に、表面(放射面)の耐摩耗性を維持しながらも、放射性能が低下しない放射冷却膜材の開発が望まれていた。
【0008】
本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、比較的長期間に亘って、経時的に反射率が低下することを防止すると共に、表面(放射面)の耐摩耗性を維持しながらも、放射性能が低下しない放射冷却膜材を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の放射冷却式装置は、
基材の外面に放射冷却層が装着され、
前記放射冷却層が、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、を備える形態に構成され、
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塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂からなる樹脂材料層であり、
前記光反射層が、銀又は銀合金を備え、
前記赤外放射層における前記放射面の存在側に粒状のシリカを主成分とするコート層を備え、
前記コート層の層厚は、30nm以上500nm未満であり、
前記コート層を形成するコート材料は、
乾燥前の質量である加熱乾燥前質量の前記コート材料を200℃で所定の判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第1残量質量とし、前記加熱乾燥前質量の前記コート材料を700℃で前記判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第2残量質量としたときに、(第1残量質量-第2残量質量)/第1残量質量の値が、0.05以上で且つ0.45未満の条件を満たすものである。
【0010】
すなわち、放射冷却層における赤外放射層の放射層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。
【0011】
また、放射冷却層への伝熱(入熱)は、赤外放射層としての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、放射冷却層は、放射冷却層へ照射される太陽光を反射し、また、放射冷却層への伝熱(例えば、大気からの伝熱や、放射冷却層が冷却する膜材からの伝熱)を赤外光として系外へ放射することができる。
【0012】
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、銀または銀合金を備える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。
【0013】
従って、昼間の日射環境下においても、膜材の外面に装着された放射冷却層によって、膜材を冷却することができる。その結果、膜材の内部(内部空間)を昼間の日射環境下において放射冷却作用により冷却できることになる。
【0014】
薄膜状の塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂は、可塑剤を入れることにより軟質性となることから、他物が接触しても他物に合わせて柔軟に形状を変化させることによって傷つくことを回避するため、長期に亘って美麗な状態に維持できる。ちなみに、薄膜状のフッ素樹脂は、硬質性であるから、他物の接触により柔軟に形状を変化させることができず傷がつき易く、美麗な状態を維持し難いものである。
また、塩化ビニル系樹脂に可塑剤を入れることにより、傷がついても80℃以上に加熱することで変形し表面傷を無くし平滑化することができ、つまりは傷を自己修復することができる。フッ素樹脂やシリコーンゴムにこの特性はない。軟質塩化ビニル系樹脂のこの特性によって綺麗な状態を長期間維持することができる。このことは長期にわたる放射冷却性能の維持につながる。
また、塩化ビニル系樹脂は、難燃性であり且つ生分解され難いものであるから、屋外で使用する放射冷却式装置の樹脂材料層を形成する樹脂材料として好適である。
本発明で用いられる塩化ビニル系樹脂とは、塩化ビニルあるいは塩化ビニリデンの単独重合体及び塩化ビニルあるいは塩化ビニリデンの共重合体であり、その製造方法は、従来公知の重合方法で行われる。
【0015】
また、薄膜状の塩化ビニル系樹脂が柔軟性であることに加えて、塩化ビニル系樹脂には可塑剤が混入されて軟質化されているから、樹脂材料層がさらに柔軟性を備えることになる結果、放射冷却式装置が柔軟性を備えるものとなる。
【0016】
更に、発明者らは、鋭意検討した結果、放射冷却層を、赤外放射層及び光反射層に加え、赤外放射層における放射面の存在側にシリカを主成分とするコート層を備える形態に構成すると共に、コート層の層厚を30nm以上500nm未満とし、乾燥前の質量である加熱乾燥前質量のコート材料を200℃で所定の判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第1残量質量とし、加熱乾燥前質量のコート材料を700℃で判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第2残量質量としたときに、(第1残量質量-第2残量質量)/第1残量質量の値が、0.05以上で且つ0.45未満の条件を満たすものとすることで、後述する試験結果に示すように、比較的長期に亘って、表面(放射面)に異物が付着することを抑制して経時的に反射率が低下することを抑制でき、且つ赤外放射層の紫外線による黄変を抑制して経時的に反射率が低下することを抑制でき、且つ表面(放射面)の耐摩耗性を向上できつつも、放射冷却機能を維持できることを確認している。
【0017】
尚、コート材料の主成分をシリカとすることにより、防汚性向上の観点から、汚れによる反射率の低下を抑制する効果を得ることができる。
また、当該シリカは、波長300nm~400nm程度の紫外線を吸収(又は反射)するため、紫外線による赤外放射層の変色を抑制することができる。
ここで、コート層の主成分としてチタニアやフッ素を用いることも考えられるが、チタニアは、ヘイズが高くなりやすく、紫外線や可視光線の吸収が大きくなりやすいデメリットがあり、フッ素は、雨水などの流水による汚れの浄化性が低いというデメリットがあるため、コート層の主成分としては適さない。
【0018】
発明者らは、コート層を、シリカを主成分とし、有機系の末端基を有するものにとすることにより、表面(放射面)に異物が付着することを抑制して経時的に反射率が低下することを抑制できる効果を発揮でき、(第1残量質量-第2残量質量)/第1残量質量の値が、0.45以下とすることにより、表面の8~13umの平均放射率を0.95以上にすることができ、(第1残量質量-第2残量質量)/第1残量質量の値が、0.05以上とすることにより、表面(放射面)の耐摩耗性を向上でき、膜厚を30~500nmとすることにより、赤外放射層の紫外線による黄変を抑制して経時的に反射率が低下することを抑制できることを実験的に確認している。
【0019】
更に、説明を追加すると、コート層により、空気中にある水分をコート層上面に吸着させ水膜を形成することができる。これにより、外部から新たな汚れ成分が接触した場合にも、形成された水膜の上に浮いた状態となる。結果、コート層上面に雨水などの外部からの水の飛散が生じた場合に、飛散した水が汚れの下の水と親和し、汚れをコート層から浮かして汚れが落ちやすい状態を実現できる。更に、外部からの水の飛散が多く、コート層上面において水の流れが形成される場合には、当該水の流れと共に汚れが流されることで、汚れの付着による反射率の低下を抑制できる。
【0020】
要するに、本発明の放射冷却式装置の特徴構成によれば、比較的長期間に亘って、経時的に反射率が低下することを防止すると共に、表面(放射面)の耐摩耗性を維持しながらも、放射性能が低下しない放射冷却膜材を提供できる。
【0021】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記放射冷却層が、接着剤又は粘着剤の接続層にて前記膜材の外面に装着されている点にある。
【0022】
すなわち、可撓性を有する膜材の外面に対して、接着剤又は粘着剤の接続層にて放射冷却層を密着させる状態に的確に装着できる。
ちなみに、膜材の外面は、一般的に、鏡面では無く、凹凸が存在する状態に形成されることになるが、接着剤又は粘着剤の接続層にて放射冷却層を膜材の外面に接続させるものであるから、光反射層に対して膜材の外面の凹凸が反映されるのを抑制して、光反射層を平坦な状態に維持することができる。
【0023】
つまり、光反射層に対して膜材の外面の凹凸が反映されると、膜材の外面の凹凸に起因する光の散乱により、光反射層の反射率が低下して、光が吸収されてしまう不都合を生じる状態となるが、光反射層を平坦な状態に維持することにより、光反射層の反射率の低下を抑制することができる。
【0024】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、可撓性を有する膜材の外面に対して放射冷却層を密着させる状態に的確に装着できる。
【0025】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記樹脂材料層の膜厚が、
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、1.5μmから2.5μmまでの光吸収率の波長平均が40%以下となる光吸収特性を備え、且つ、
8μmから14μmの輻射率の波長平均が40%以上となる熱輻射特性を備える状態の厚みに調整されている点にある。
【0026】
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ものであり、以下、本明細書においては同様である。
【0027】
すなわち、樹脂材料層は、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領域の波長帯域(光の波長8μmから20μmの領域)において大きな熱輻射を発するように樹脂材料層の厚みを調整する必要がある。
【0028】
具体的には、樹脂材料層における太陽光の光吸収率(光吸収特性)の観点において、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、1.5μmから2.5μmまでの光吸収率の波長平均が40%以下とする必要がある。尚、2.5μmから4μmまでの光吸収率については、波長平均が100%以下であればよい。
このような光吸収率が分布する場合、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。
【0029】
つまり、太陽光の光吸収率は樹脂材料層の膜厚を厚くすると増加する。樹脂材料層を厚膜にすると、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。
上述の如く、光反射層での太陽光吸収は50W/m以下であることが好ましい。
したがって、樹脂材料層と光反射層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。樹脂材料層は、以上のように太陽光スペクトルのピーク値付近の吸収率が小さなものを用いるのが良い。
【0030】
また、樹脂材料層の赤外光を放射する輻射率(熱輻射特性)の観点では、波長8μmから14μmの輻射率の波長平均が40%以上となる必要がある。
すなわち、光反射層で吸収される50W/m程度の太陽光の熱輻射を樹脂材料層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が出す必要がある。
例えば、外気温が30℃のとき、波長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。
【0031】
また、実際に放射冷却式装置を使用する環境は多湿であることもあり、その場合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、大気の窓はさらに狭くなり、宇宙への放射は125W/m程度となる。
【0032】
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以上)ないと中緯度帯の低地で用いることができない。
したがって、樹脂材料層の厚みを、上述した光学的規定の範囲になるように調整することにより、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、昼間の日射環境下でも屋外で放射冷却できるようになる。
つまり、樹脂材料層が塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂にて形成される場合には、樹脂材料層の厚みが、100μm以下で10μm以上であることが好ましい。
【0033】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、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って、日射環境下でも屋外で放射冷却できる。
【0034】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記光反射層は、波長0.4μmから0.5μmの反射率が90%以上、波長0.5μmより長波の反射率が96%以上である点にある。
【0035】
すなわち、太陽光スペクトルは波長0.295μmから4μmにかけて存在し、そして、波長が0.4μmから大きくなるにつれて強度が大きくなり、特に波長0.5μmから波長2.5μmにかけての強度が大きい。
光反射層が、波長0.4μmから0.5μmにかけて90%以上の反射率を示し、波長0.5μmより長波の反射率が96%以上である反射特性を備えると、光反射層が太陽光エネルギーを5%程度以下しか吸収しなくなる。
【0036】
その結果、夏場の南中時に、光反射層が吸収する太陽光エネルギーを50W/m程度以下とすることができ、樹脂材料層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。
【0037】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、光反射層よる太陽光エネルギーの吸収を抑えて、樹脂材料層による放射冷却を良好に行うことができる。
【0038】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記光反射層が、銀または銀合金で構成され、その厚みが50nm以上である点にある。
【0039】
すなわち、光反射層に上述の反射率特性、つまり、波長0.4μmから0.5μmの反射率が90%以上、波長0.5μmより長波の反射率が96%以上である反射率特性を持たせるためには、光反射層における放射面側の反射材料としては、銀または銀合金である必要がある。
そして、銀または銀合金のみで前述の反射率特性を持たせた状態で太陽光を反射する場合、厚さが50nm以上必要である。
【0040】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、光反射層よる太陽光エネルギーの吸収を的確に抑えて、樹脂材料層による放射冷却を良好に行うことができる。
【0041】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記光反射層が、前記樹脂材料層に隣接して位置する銀または銀合金と前記樹脂材料層から離れる側に位置するアルミまたはアルミ合金の積層構造である点にある。
【0042】
すなわち、光反射層に前述の反射率特性を持たせるためには、銀または銀合金とアルミまたはアルミ合金を積層させた構造にしてもよい。なお、この場合も放射面側の反射材料は銀または銀合金である必要がある。この場合、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。
【0043】
そして、アルミまたはアルミ合金は、銀または銀合金よりも安価であるから、適切な反射率特性を持たせながらも、光反射層の低廉化を図ることができる。
つまり、高価な銀または銀合金を薄くして、光反射層の低廉化を図るようにしながらも、光反射層を、銀または銀合金とアルミまたはアルミ合金との積層構造にすることにより、適切な反射率特性を持たせながらも、光反射層の低廉化を図ることができる。
【0044】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、適切な反射率特性を持たせながらも、光反射層の低廉化を図ることができる。
【0045】
本発明の放射冷却式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、可塑剤が混入された塩化ビニル系樹脂であり、
前記可塑剤が、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類及びリン酸エステル類からなる群より選択される1つ以上の化合物からなる点にある。
【0046】
すなわち、塩化ビニル系樹脂は、大気の窓領域において十分な熱輻射が得られるものである。つまり、塩化ビニル系樹脂は、その熱輻射特性が大気の窓領域において大きな熱輻射が得られるフッ素樹脂やシリコーンゴムと同等であり、これら樹脂よりもかなり安価であるから、直射日光下で周囲温度よりも温度が低下する放射冷却式装置を安価に構成するのに有効である。尚、塩化ビニル系樹脂にて樹脂材料層を形成する場合には、上述の如く、その厚みが100μm以下10μm以上であることが好ましい。
【0047】
また、薄膜状の塩化ビニル系樹脂は、可塑剤を入れることにより軟質性となることから、他物が接触しても他物に合わせて柔軟に形状を変化させることによって傷つくことを回避するため、長期に亘って美麗な状態に維持できる。ちなみに、薄膜状のフッ素樹脂は、硬質性であるから、他物の接触により柔軟に形状を変化させることができず傷がつき易く、美麗な状態を維持し難いものである。
【0048】
また、塩化ビニル系樹脂に可塑剤を入れることにより、傷がついても80℃以上に加熱することで変形し表面傷を平滑化することができ、つまりは傷を自己修復することができる。フッ素樹脂やシリコーンゴムにこの特性はない。軟質塩化ビニル系樹脂のこの特性によって綺麗な状態を長期間維持することができる。このことは長期にわたる放射冷却性能の維持につながる。
【0049】
しかも、塩化ビニル系樹脂に混入する可塑剤が、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類及びリン酸エステル類からなる群より選択される1つ以上の化合物からなるものであるから、可塑剤が太陽光に含まれている紫外線(波長295nmから400nmの紫外光)を吸収し難いものとなるため、可塑剤が混入された塩化ビニル系樹脂の耐候性を向上できる。
つまり、塩化ビニル系樹脂に混入する可塑剤が紫外線を吸収すると、可塑剤の加水分解が進む結果、塩化ビニル系樹脂が脱塩酸等を生じて着色(茶色)し、しかも、機械強度の低下を生じる虞があるが、可塑剤が太陽光に含まれている紫外線を吸収し難いものとなるため、可塑剤が混入された塩化ビニル系樹脂の耐候性を向上できるのである。
【0050】
ちなみに、膜材の裏面部に形成する膜材側樹脂層についても、可塑剤を混入することが好ましいものである。この場合には、膜材側樹脂層においては紫外線吸収剤を混合する又は紫外線を吸収し易い色に着色する等により、膜材側樹脂層に混入した可塑剤の紫外線の吸収を抑制できることになる。このため、膜材側樹脂層に混入する可塑剤としては、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、リン酸エステル類の他、トリメリット酸エステル(TOTM)、及び、エポキシ化脂肪酸エステル(エポキシ化大豆油)を可塑剤として用いることができる。
【0051】
要するに、本発明の放射冷却装式膜材の更なる特徴構成によれば、低廉化を図りながら十分な柔軟性を持たせることができ、しかも、耐候性を向上できる放射冷却式装置を提供できる。
【0052】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記可塑剤が、前記塩化ビニル系樹脂の100重量部に対して、1重量部以上200重量部以下の範囲で混入されている点にある。
【0053】
すなわち、塩化ビニル系樹脂に混入する可塑剤が、塩化ビニル系樹脂の100重量部に対して、1重量部以上200重量部以下の範囲で混入されているから、塩化ビニル系樹脂に適度な柔軟性を備えさせることができる。
【0054】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記可塑剤のリン酸エステルが、リン酸トリエステル、又は、芳香族リン酸エステルである点にある。
【0055】
すなわち、可塑剤のリン酸エステルとして、リン酸トリエステル、又は、芳香族リン酸エステルを用いることにより、適切に、可塑剤が太陽光に含まれている紫外線を吸収し難いようにできる。
【0056】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記赤外放射層と前記光反射層との間に保護層を備える形態に構成され、
前記保護層が、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樹脂である点にある。
【0057】
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、樹脂材料層及び保護層を透過した後、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。
【0058】
また、保護層が、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、又は、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ているから、昼間の日射環境下においても、光反射層の銀また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、冷却機能を的確に発揮させることができる。
【0059】
つまり、保護層が存在しない場合には、樹脂材料層にて発生したラジカルが光反射層を形成する銀又は銀合金に到達することや、樹脂材料層を透過する水分が光反射層を形成する銀又は銀合金に到達することにより、光反射層の銀または銀合金が短期間で変色して、光反射機能を適切に発揮しない状態になる虞があるが、保護層の存在により、光反射層の銀または銀合金が短期間で変色することを抑制できる。
【0060】
保護層にて光反射層の銀または銀合金の変色を抑制することについて説明を加える。
保護層が、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0.295μm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、保護層が紫外線の吸収により劣化し難いものとなる。
【0061】
そして、保護層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、樹脂材料層にて発生したラジカルが光反射層を形成する銀又は銀合金に到達することを遮断し、また、樹脂材料層を透過する水分が光反射層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。
【0062】
つまり、ポリオレフィン系樹脂にて形成される保護層は、紫外線の吸収により、反射層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。
【0063】
保護層が、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0.295μm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樹脂材料であるが、厚さが17μm以上であるから、樹脂材料層にて発生したラジカルが光反射層を形成する銀又は銀合金に到達することを遮断し、また、樹脂材料層を透過する水分が光反射層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、保護層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。
【0064】
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は、紫外線の吸収により、反射層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。
【0065】
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、保護層が放射冷却に寄与しない断熱性を奏することを極力回避するためである。つまり、保護層は、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、反射層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極力回避するために、厚さの上限が定められることになる。
【0066】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、光反射層の銀または銀合金が短期間で変色することを抑制しながら膜材の内部を良好に冷却できる放射冷却式装置を提供することができる。
【0067】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記樹脂材料層と前記保護層とを接続するのり層が、前記樹脂材料層と前記保護層との間に設けられている点にある。
【0068】
すなわち、樹脂材料層と保護層とを接続するのり層を、赤外放射層と保護層との間に設ける場合には、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のり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。つまり、放射冷却層を良好に作成できる。
【0069】
尚、樹脂材料層と保護層との間にのり層が位置する場合には、のり層からもラジカルが発生することになるが、保護層にて、のり層にて発生したラジカルが光反射層に到達することを抑制できる。
【0070】
要するに、本発明の放射冷却式装置の特徴構成によれば、放射冷却層を良好に作成できる。
【0071】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記のり層に用いる接着剤又は粘着剤が、ウレタン系、アクリル系、エチレン酢酸ビニル系のいずれかである点にある。
【0072】
すなわち、のり層に用いる接着剤又は粘着剤が、ウレタン系、アクリル系、エチレン酢酸ビニル系のいずれかであり、このような接着剤又は粘着剤は、太陽光に対して高い透明性を持たせることができる。
つまり、のり層を備えながらも、放射冷却作用を適切に発揮させることができる。
【0073】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記樹脂材料層に、無機材料のフィラーが混入されている点にある。
【0074】
すなわち、無機材料のフィラーが樹脂材料層に混入されているから、無機材料のフィラーの光散乱作用により、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になり、美観を向上できるものとなる。
【0075】
つまり、無機材料のフィラーが樹脂材料層に混入されていない場合には、透明な樹脂材料層を通して光反射層をみることにより、光反射層の銀が見えるものとなるが、無機材料のフィラーの光散乱作用により、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になり、美観を向上できるものとなるのである。
【0076】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になるようにすることができる。
【0077】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記のり層に、無機材料のフィラーが混入されている点にある。
【0078】
すなわち、無機材料のフィラーが、樹脂材料層と保護層とを接続するのり層に混入されているから、のり層が樹脂材料層にて保護されていることにより、雨や空気中に含まれる水分がのり層に浸透することが抑制されるため、のり層に混入されている無機材料のフィラーが、雨や空気中に含まれる水分の影響を受けることが抑制される結果、放射冷却層が早期に劣化することを回避して、放射冷却層の耐久性を向上できる。
【0079】
また、樹脂材料層と保護層とを接続するのり層に無機材料のフィラーを混入する場合においても、放射冷却層を放射面の存在側から見たときに、透明な樹脂材料層を通して、のり層に混入された無機材料のフィラーを見ることになるため、無機材料のフィラーの光散乱作用により、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になり、美観を向上できるものとなる。
【0080】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になるようにしながらも、耐久性を向上できる。
【0081】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記のり層に対する前記フィラーの重量割合が0.1~40wt%である点にある。
【0082】
すなわち、のり層に対するフィラーの重量割合が0.1~40wt%であるから、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になるようにすることを適切に行うことができる。
【0083】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記フィラーが、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム、炭酸カルシウムからなる群より選択されるいずれか一つを含む点にある。
【0084】
すなわち、フィラーが、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム、炭酸カルシウムからなる群より選択されるいずれか一つを含むから、放射冷却式装置を放射面の存在側から見たときの色が白色になるようにすることを適切に行うことができる。
【0085】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記フィラーが、酸化チタンを含む点にある。
【0086】
すなわち、光触媒活性がない酸化チタンを用いることにより、のり層に混入されているフィラーが、のり層に隣接する樹脂材料層を劣化させることを適切に抑制できる。
【0087】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、酸化チタンに、アルミナコート、シリカコート、ジルコニアコートの少なくとも一つがなされている点にある。
【0088】
すなわち、酸化チタンに、アルミナコート、シリカコート、ジルコニアコートの少なくとも一つがなされているから、フィラーを適切に光触媒活性がないようにすることができるため、のり層に隣接する樹脂材料層を劣化させることを一層適切に抑制できる。
【0089】
本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成は、前記放射面が凹凸状に形成されている点にある。
【0090】
すなわち、放射面が凹凸状に形成されることにより、放射面の表面積を増加させることができ、その結果、例えば、外気風が流動すると、その外気風が放射面に対して通風されることにより、冷却機能を向上させることができる。
【0091】
要するに、本発明の放射冷却式装置の更なる特徴構成によれば、冷却機能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0092】
図1】放射冷却式装置の基本構成を説明する図である。
図2】樹脂材料の光吸収率と波長との関係を示す図である。
図3】塩化ビニル樹脂の輻射率スペクトルを示す図である。
図4】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。
図5】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。
図6】放射冷却式装置の具体構成を示す図である。
図7】放射冷却式装置の具体構成を示す図である。
図8】放射冷却式装置の具体構成を示す図である。
図9】放射冷却式装置の具体構成を示す図である。
図10】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。
図11】試験用構成を説明する図である。
図12】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。
図13】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。
図14】ポリエチレンの輻射率スペクトルを示す図である。
図15】塩化ビニル樹脂に混入した可塑剤の実験結果を示す図である。
図16】放射冷却層の別構成を説明する図である。
図17】放射冷却式装置の接合状態を示す図である。
図18】幌付きトラックを示す図である。
図19】荷台シートを装着したトラックを示す図である。
図20】放射冷却層を凹凸状に形成した構成を示す図である。
図21】幌付きトラックが走行する場合を示す図である。
図22】放射冷却層の凹凸状の具体例を示す図である。
図23】放射冷却層の凹凸状の具体例を示す図である。
図24】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。
図25】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。
図26】のり層にフィラーを混入させた構成を説明する図である。
図27】のり層にフィラーを混入させた構成を説明する図である。
図28】実験結果を示すグラフである。
図29】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。
【発明を実施するための形態】
【0093】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔放射冷却式装置の基本構成〕
図1に示すように、放射冷却式装置Wは、膜材E(基材の一例)の外面にフィルム状の放射冷却層CPが装着されて、放射冷却層CPの放射冷却作用により、膜材Eが冷却されるように構成されている。尚、図1には、放射冷却層CPが、接着剤又は粘着剤の接続層Sにて膜材Eの外面に接続されている。
【0094】
図1には、放射冷却式装置Wにてテント式倉庫1を形成する場合を例示する。つまり、テント式倉庫1の上面部及び周囲の側面部が、複数の放射冷却式装置Wを接合して構成される帆布にて形成されている。尚、複数の放射冷却式装置Wを接合する構成については後述する。
【0095】
放射冷却層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させる光反射層Bと、赤外放射層Aと光反射層Bとの間の保護層Dとを積層状態に備え、且つ、フィルム状に形成されている。
つまり、放射冷却層CPが、放射冷却フィルムとして構成されている。尚、放射冷却フィルの赤外放射層Aにおける放射面Hの存在側には、シリカを主成分とするコート層BCを備える。
【0096】
光反射層Bは、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、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。
【0097】
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、295nmから400nmの間であるとする。
【0098】
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%以上反射特性を示すことにより、放射冷却層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、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る。
【0099】
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または銀合金と保護層Dから離れる側に位置するアルミまた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。
【0100】
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塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂からなる樹脂材料層Jとして構成されるものであって、その詳細は後述する。
【0101】
従って、放射冷却層CPは、放射冷却層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、放射冷却層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。
【0102】
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膜材Eからの放射冷却層CPへの入熱(例えば、膜材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、膜材Eを冷却するように構成されている。
【0103】
つまり、放射冷却層CPは、当該放射冷却層CPへ照射される光Lを反射し、また、当該放射冷却層CPへの伝熱(例えば、大気からの伝熱や膜材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、放射冷却層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。
【0104】
膜材Eの放射冷却層CPから離れる裏面部に、塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂にて形成される膜材側樹脂層Ejが備えられている。
つまり、膜材Eが、膜材本体Ehと膜材側樹脂層Ejとを積層した形態に形成されている。
膜材本体Ehとしては、綿、麻等の天然繊維の織物として形成したもの、無機繊維、合成繊維、特殊繊維の織物として形成したもの、スパンボンド、スパンレース、ニードルパンチ等の不織布として形成したものがある。尚、膜材本体Ehの厚みは、例えば、0.1mmから5mm程度である。
尚、無機繊維としては、金属繊維、ガラス繊維があり、合成繊維としては、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリルニトリル系、ポリビニルアルコール系、ポリプロン系、ポリエチレン系があり、特殊繊維としては、アラミド繊維、炭素繊維、生分解性繊維がある。
【0105】
〔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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
また、放射冷却層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、大気の窓はさらに狭くなり、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。
【0110】
したがって、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できるようになる。
本実施形態においては、樹脂材料層Jを形成する塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂の厚みが、100μm以下で10μm以上である。
【0111】
〔樹脂材料の詳細〕
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。
【0112】
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。
【0113】
太陽光スペクトルは波長0.295μmより長波しか存在しない。なお、紫外線の定義は波長0.4μmよりも短波長側の範囲、可視光線の定義は波長0.4μmから0.8μmの範囲、近赤外線の定義は波長0.8μmから3μmの範囲、中赤外線の定義は3μmから8μmの範囲、遠赤外線の定義は波長8μmよりも長波の範囲とする。
【0114】
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2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2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。
【0115】
ちなみに、図2には、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、及び、エチレン樹脂の紫外から可視域の吸収率スペクトルを併記する。
【0116】
図3に、炭素-塩素結合をもつ塩化ビニル樹脂(PVC)の大気の窓における輻射率を示す。また、図4に、炭素-塩素結合をもつ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。
【0117】
図3に示す如く、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4に示す如く、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。
【0118】
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、放射冷却層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、太陽光は放射冷却層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。
【0119】
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、厚みが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膜材Eは加熱される。
つまり、放射冷却層CPの樹脂材料の厚みは20mm以下にする必要がある。
【0120】
〔樹脂材料層の厚みについて〕
放射冷却層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。膜材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。
【0121】
飽和する膜厚は樹脂材料にもよるが、炭素-塩素結合を含む樹脂の場合、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、熱貫流率が高まり膜材Eの温度をより効果的に下げられるので、炭素-塩素結合を含む樹脂の場合、50μm以下の厚さにすると断熱性が小さくなり膜材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、膜材Eを効果的に冷却することができる。
【0122】
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-塩素結合を含む樹脂が呈する、近赤外域でのCH、CH2、CH3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、放射冷却層CPの冷却能力が高まることになる。
以上の観点から、炭素-塩素結合を含む樹脂である塩化ビニル樹脂及び塩化ビニリデン樹脂の場合、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。
【0123】
〔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)の反射材料は銀または銀合金である必要がある。
図5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。
【0124】
銀また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。
【0125】
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または銀合金と保護層Dから離れる側に位置するアルミまた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)の反射材料は銀また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。
【0126】
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。
【0127】
銀およ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6図9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。
【0128】
〔コート層の詳細〕
コート層BCは、粒子状のシリカを主成分とする層であり、赤外放射層Aとしての樹脂材料層Jにおける放射面の存在側に設けられる。
コート層BCの層厚は、30nm以上500nm未満とすることが好ましく、200nm以上400nm未満とすることがより好ましい。
尚、本明細書において、本明細書において、「二酸化ケイ素」又は「シリカ」とは、SiOのみを指すものだけではなく、SiO、SiO2-x(0<x≦1)など、二酸化ケイ素から酸素欠損したものなどを含む。また、アルコキシ基、水酸基に代表されるように一部シリカの合成に起因するSi-O-Si以外の基を含んでいてもよい。さらに、末端水酸基に有機酸やアミンなどが化学結合もしくは水素結合したものも含まれる。
【0129】
コート層BCを生成するためのコート材料は、エタノール(アルコール溶剤の一例)に粒状のシリカを分散させて混合して乾燥させたものである。
即ち、当該コート層BCの成膜方法は、エタノール(アルコール溶剤の一例)に粒状のシリカを分散させて混合した混合物を、樹脂材料層Jの放射面Hに、グラビアコート等の手法により均一に塗布し、熱や光により溶剤としてのエタノールを乾燥させて成膜する。
【0130】
更に、コート層BCを形成するコート材料は、乾燥前の質量である加熱乾燥前質量のコート材料を200℃で所定の判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第1残量質量Xとし、加熱乾燥前質量のコート材料を700℃で判定加熱時間の間加熱したときに残る質量を第2残量質量Yとしたときに、(第1残量質量X-第2残量質量Y)/第1残量質量Xの値が、0.05以上で且つ0.45未満の条件を満たすものである。
【0131】
当該条件は、シリカの表面修飾有機構造を定量的に示す方法であり、当該条件を満たすコート層BCは、特に、防汚性の向上による経時的な反射率低下を抑制する効果と、放射層の紫外線による黄変による経時的な反射率低下を抑制する効果、放射面からの赤外線の放射性能の低下を抑制する効果かつ耐摩耗性を十分に有する効果を発揮する。
上記条件は、シリカの表面修飾有機構造を定量的に示すものである。
【0132】
〔コート層の効果を示す試験〕
当該コート層BCの効果を確認するべく、以下の4つの試験を実施した。尚、実施例、比較例1~4のサンプル性状については、以下の〔表1〕に示す通りである。
【0133】
〔第1試験について〕
第1試験は、防汚性の向上による経時的な反射率低下を抑制する機能に係る試験であり、実施例及び比較例に係る放射冷却フィルムのサンプルを、その放射面を南向き且つ地面に対して35°傾斜させた姿勢で、2400時間の間、屋外環境に暴露した後の暴露後状態と、屋外環境に暴露する前の暴露前状態との色差ΔEを求め、当該色差が2.0未満であるか否かの判定を行った。
尚、色差ΔEは、JIS Z8781に基づく「CIEDE2000色差」を意味するものとする。
ちなみに、色差ΔEが2.0未満であれば、コート層BCの表面の汚れが、反射率の低下が十分に小さいことを意味する。
【0134】
〔第2試験について〕
第2試験は、放射層の紫外線による黄変による経時的な反射率低下を抑制する機能に係る試験であり、実施例及び比較例に係る放射冷却フィルムのサンプルを、キセノン耐候性試験機(スガ試験機SX-75)にて、ブラックパネル温度(BPT)が63℃の環境において、波長550nm、強度が180W/mの紫外線に3000時間暴露させ、当該第2試験の前後での太陽光の反射率の変化度(紫外線暴露後の反射率/紫外線暴露前の反射率)を求め、当該変化度が0.97を超えるか否かの判定を行った。
【0135】
〔第3試験について〕
第3試験は、実施例及び比較例に係る放射冷却フィルムのサンプルを、作製し、コート剤を十分に乾燥させた後に、放射面からの赤外線の放射性能の低下を抑制する機能に係る試験であり、実施例及び比較例に係る放射冷却フィルムのサンプルについて、分光計を用いて波長8μmから13μmまでの赤外線の平均放射率を測定し、当該平均放射率が0.95を超えるか否かの判定を行った。
【0136】
〔第4試験について〕
第4試験は、摩耗性の評価に係る試験であってJIS K7204にて定められるテーバー試験であり、実施例及び比較例に係る放射冷却フィルムのサンプルを、、荷重2.5N、回転速度60rpmで1000回転摩耗輪を回転させ摩耗させる条件にて試験を行った。
【0137】
第1試験~第4試験の試験結果を、以下の〔表1〕に示す。
【0138】
【表1】
【0139】
上記第1試験~第4試験において、実施例では、設定した試験期間に亘って、色差ΔE、紫外線(550nm)の反射率変化度を一定未満に抑制できながらも、一定以上の耐摩耗性を発揮しつつ、平均放射率を所望の値以上に維持できていることを確認できた。
【0140】
〔放射冷却式装置の具体構成〕
放射冷却層CPは、樹脂材料層J及び保護層Dを形成する樹脂材料が柔軟であるから、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、放射冷却層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。
【0141】
そして、図6図9に示すように、放射冷却層CP(放射冷却フィルム)を、接着剤又は粘着剤の接続層Sにて膜材Eの外面に装着することにより、膜材Eを冷却することができる。
接続層Sに用いる接着剤又は粘着剤としては、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)等がある。
【0142】
図6図9においては、膜材Eとして、膜材本体Ehを塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂の樹脂溶液中に浸漬させて、膜材本体Ehに塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂を含浸させた膜材Eを例示する。
したがって、膜材Eは、放射冷却層CPから離れる裏面部に、塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂にて形成される膜材側樹脂層Ejを備えることに加えて、放射冷却層CPに近づく表面部に、塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂にて形成される表面側樹脂層Ekを備える形態に構成されている。
つまり、膜材Eが、表面側樹脂層Ekと膜材本体Ehと膜材側樹脂層Ejとを積層した形態に形成されている。
【0143】
ちなみに、図6図9における膜材Eとしては、表面側樹脂層Ekを省略して、図1に示す如く、膜材本体Ehと膜材側樹脂層Ejとを積層した形態に形成しても良いことは勿論である。
膜材本体Ehと膜材側樹脂層Ejとを積層した形態に膜材Eを形成するには、膜材本体Ehに塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂を塗布して膜材側樹脂層Ejを形成する、あるいは、膜材本体Ehに、別途製作した塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂の膜を貼り付けて膜材側樹脂層Ejを形成する等の製作手順を用いることができる。
【0144】
放射冷却層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。
【0145】
具体的に説明すると、図6の放射冷却層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。ちなみに、下側保護層Dsは、例えばアクリル樹脂にて形成される。
【0146】
図6の放射冷却層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。
【0147】
図7の放射冷却層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。
【0148】
図7の放射冷却層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。
【0149】
図8の放射冷却層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。
【0150】
図8の放射冷却層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。
【0151】
図9の放射冷却層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。
【0152】
図9の放射冷却層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。
【0153】
〔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。
【0154】
上述の如く、図2に、ポリエチレンの紫外線の吸収率を示す。
また、図10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。
【0155】
放射冷却層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。
【0156】
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0.295μm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。
【0157】
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。
【0158】
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。
【0159】
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0.295μm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樹脂材料であるが、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。
【0160】
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、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。
【0161】
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。
【0162】
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。
【0163】
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。
【0164】
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。
【0165】
つまり、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14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、さらには、1μmであることが一層好ましい。
【0166】
ところで、図8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の到達することを、長期に亘って抑制できる。
【0167】
〔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11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。
【0168】
図13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、放射冷却層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。
【0169】
図12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。
【0170】
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。
【0171】
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。
【0172】
〔可塑剤の混入について〕
樹脂材料層Jを塩化ビニル系樹脂にて形成する場合には、可塑剤を塩化ビニル系樹脂に混入させて、柔軟性を向上させることが好ましい。
塩化ビニル系樹脂に混入する可塑剤としては、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、リン酸エステル類のいずれかである。
そして、可塑剤が、塩化ビニル系樹脂の100重量部に対して、1重量部以上で、200重量部以下の範囲で混入されている。尚、加工の観点で可塑剤の重量部は100重量部以下がのぞましい。
【0173】
可塑剤の脂肪族二塩基酸エステルが、アジピン酸エステル類、アジピン酸エステル共重合体類、アゼライン酸エステル類、アゼライン酸エステル共重合体類、セバシン酸エステル類、セバシン酸エステル共重合体類、コハク酸エステル類、コハク酸エステル共重合体類を単独でもしくは複数組み合わせて構成されていてもよい。
【0174】
可塑剤の脂肪族二塩基酸エステルが、脂肪族二塩基酸と飽和脂肪族アルコール2分子とがエステル結合したものであるとよい。
可塑剤のフタル酸エステルが、フタル酸と飽和脂肪族アルコール2分子とがエステル結合したものであるとよい。
可塑剤のリン酸エステルが、リン酸トリエステル、又は、芳香族リン酸エステルであるとよい。
【0175】
<フタル酸エステル類の詳細>
フタル酸エステル類を列挙すると、次の通りである。
フタル酸ジメチル(DMP)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジブチル(DPP)、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジイソノニル(DINP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)、フタル酸ジウンデシル(DUP)、フタル酸ジトリデシル(DTDP)、テレフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DOTP)、イソフタル酸ビス(2-エチルヘキシル)(DOIP)等。
【0176】
<脂肪族二塩基酸エステル類の詳細>
脂肪族二塩基酸エステル類を列挙すると、次の通りである。
アジピン酸ジブチル(DBA)、アジピン酸ジイソブチル(DIBA)、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル(DOA)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、アジピン酸ジイソデシル(DIDA)、アゼライン酸ビス-2-エチルヘキシル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、セバシン酸ジ-2-エチルヘキシル(DOS)、セバシン酸ジイソノニル(DINS)、コハク酸ジエチル(DESU)等。
また、アジピン酸等の2塩基酸とジオール(二官能アルコール、あるいはグリコール)との共重合(ポリエステル化)によって合成された分子量400~4000の脂肪族ポリエステル。
【0177】
<リン酸トリエステル>
リン酸トリエステルを列挙すると、次の通りである。
トリメチルホスフェート(TMP)、トリエチルホスフェート(TEP)、トリブチルホスフェート(TBP)、トリス(2エチルヘキシル)ホスフェート(TOP))。
【0178】
<芳香族リン酸エステル>
芳香族リン酸エステルを列挙すると、次の通りである。
トリフェニルホスフェート(TPP)、トリクレシルホスフェート(TCP)、トリキシレニルホスフェート(TXP)、トレジルジフェニルホスフェート(CDP)、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート。
【0179】
<適正な可塑剤の評価について>
塩化ビニル樹脂用の可塑剤には、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、リン酸トリエステル類、芳香族リン酸エステル類、トリメリット酸エステル類、エポキシ化脂肪酸エステル類がある。これら可塑剤類から下記化合物を選定し、塩化ビニル100重量部に対し各種可塑剤を43重量部混ぜて、キセノンウエザー試験により評価した。
なお、塩化ビニル樹脂には、トリアジン系の紫外線吸収剤とヒンダードアミン系の光安定剤を塩化ビニル100重量部あたりそれぞれ0.5重量部ずつ混錬した。
【0180】
フタル酸エステルの代表として、フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(DOP)、フタル酸ジイソデシル(DIDP)。
脂肪族二塩基酸エステルの代表として、アジピン酸ジ-2-エチルヘキシル(DOA)、アジピン酸ブタンジオール共重合体(平均分子量1000程度)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)。
リン酸トリエステルの代表として、トリブチルホスフェート(TBP)。
芳香族リン酸エステルの代表として、トリクレシルホスフェート(TCP)。
トリメリット酸エステルの代表として、トリメリット酸トリ-2-エチルヘキシル(TOTM)。
エポキシ化脂肪酸エステルの代表として、エポキシ化大豆油。
【0181】
耐久試験はキセノンウエザー試験を1920時間(実暴露4年に相当)実施した結果をもって耐久性の優劣判断を行った。尚、紫外線換算で487時間が1年に相当する。
キセノンウエザー試験の条件は以下の通りである。
紫外線強度180W/m(波長295-400nm)。
〈散水なし条件〉BPT89℃、湿度50%、1時間42分。
〈散水あり条件〉槽内温度38℃、湿度90%、18分。
【0182】
1920時間の試験結果を図15に示す。ちなみに、本実施形態では塩化ビニル樹脂で実験しているが、塩化ビニリデン樹脂でも同様である。
上記実験の結果、トリメリット酸エステル(TOTM)、及び、エポキシ化脂肪酸エステル(エポキシ化大豆油)を可塑剤として用いると耐久性が著しく下がることが明らかとなった。なお、エポキシ化脂肪酸は1120時間で茶変し試験継続できなくなったので同図に載せていない。
【0183】
これに対して、フタル酸エステル系、脂肪族二塩基酸エステル系、リン酸トリエステル系、芳香族リン酸エステル系を用いると4年程度耐久することが分かった。つまり、塩化ビニル系樹脂に混入する可塑剤として、フタル酸エステル系、脂肪族二塩基酸エステル系、リン酸トリエステル系、芳香族リン酸エステル系を用いると、4年程度経過しても、放射冷却層CPの反射率は低下しないが、塩化ビニル系樹脂に混入する可塑剤として、トリメリット酸エステル系、エポキシ化脂肪酸エステルを用いると、放射冷却層CPの反射率が、4年程度経過する前から、大きく低下することが分かった。
【0184】
以上の試験結果より、塩化ビニル系樹脂の可塑剤としては、フタル酸エステル類、脂肪族二塩基酸エステル類、リン酸トリエステル類、芳香族リン酸エステル類の耐久が優れており、トリメリット酸エステル、エポキシ化脂肪酸エステルは耐久性がないことがわかる。
尚、この理由については、後述の如く考察し、体系化する。
【0185】
〔その他の添加剤について〕
樹脂材料層Jを形成する塩化ビニル系樹脂には、難燃剤、安定剤、安定化助剤、充てん剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤が入っていてもよい。
【0186】
〔放射冷却層の別構成〕
図16に示すように、放射冷却層CPは、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。
【0187】
アンカー層は、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虞がある。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。
【0188】
〔接続層の考察〕
膜材Eの外面に放射冷却層CPを装着する場合、接続層Sの厚さを、5μm以上で、100μm以下にすることが良い。
すなわち、膜材Eの外面(表面)は鏡面でないことが多い。鏡面とは異なる膜材Eの外面(材料表面)は、数μmレベル程度の傷や凹凸が無数に存在することが多い。
膜材Eの外面(材料表面)に存在するμmレベルの凹凸が、放射冷却層CPの光反射層B(銀層)に転写されると、反射率が下がることになる。
したがって、放射冷却層CPに外面(材料表面)に存在する凹凸が反映されないようにする構造を導入する必要があり、このために、放射冷却層CPを、5μmから100μm程度の厚みの接続層Sにて、膜材Eの外面に接合させるとよい。
【0189】
接着剤や粘着剤にて構成される5μm以上の接続層Sが存在すると、接続層Sが膜材Eの外面の凹凸を吸収し、放射冷却層CPの光反射層B(銀層)が平坦となる。
光反射層B(銀層)が平坦になると、太陽光反射率の低下(換言すると太陽光吸収率の増大)を防げることになる。
但し、接続層Sの厚みが厚くなると断熱性が向上する。断熱性が向上すると放射冷却層CPの冷熱が断熱されるため、良くない。このような観点から不必要なほどに厚い接続層Sは不要であり、100μmの厚さがあれば十分である。
【0190】
〔放射冷却式装置の接続〕
テント式倉庫1の上面部及び周囲の側面部を形成する帆布を製作するには、複数の放射冷却式装置Wを接合して構成されることになる。
放射冷却式装置Wの表面側には、塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂からなる樹脂材料層J(赤外放射層A)が存在し、放射冷却式装置Wの裏面側には、塩化ビニル樹脂又は塩化ビニリデン樹脂からなる膜材側樹脂層Ejが存在するから、図17に示す如く、複数の放射冷却式装置Wを熱溶着により接合することになる。
【0191】
つまり、テント等を構成する帆布を形成する際には、例えば、矩形状の膜として形成された放射冷却式装置Wの端縁同士を接合する形態で、複数枚の放射冷却式装置Wを接合することが行われることになるが、その接合を熱容着により行うことができるため、帆布に形成する際の生産性を向上できるのである。
ちなみに、熱容着としては、高周波溶着、熱風溶着、熱間溶着等を適用できる。
【0192】
〔放射冷却式装置の別例示〕
複数枚の放射冷却式装置Wを接合して構成される帆布は、種々の用途に用いることができる。つまり、図18に示す、幌付きトラックにおける幌2を、複数枚の放射冷却式装置Wを接合した帆布にて構成することや、図19に示す、トラックの荷台を覆う荷台シート3を、複数枚の放射冷却式装置Wを接合した帆布にて構成することができる。
【0193】
トラックにおける幌2や荷台シート3を複数枚の放射冷却式装置Wを接合した帆布にて構成する場合には、図20に示すように、放射冷却層CPの放射面Hを凹凸状に形成するとよい。尚、このように放射面Hを凹凸状とする場合にも、当該放射面Hの表面にコート層BCを設けることが好ましい。
つまり、例えば、放射面Hに凸部Uが存在する状態に形成してもよい。
凹凸状の具体例としては、直方体状の凸部Uが並ぶラインアンドスペース構造(図22参照)、円錐柱の凸部Uを縦横に並べた構造(図23参照)、図示は省略するが、三角柱やピラミッド状の凸部Uがラインアンドペース状に並んだ構造、方形体状の凸部Uが縦横に並んだ構造、凸部Uをランダムに形成した構造等、各種の構成を採用できる。
ちなみに、放射面Hを凹凸状に形成する際の高低差は、100μm程度である。
【0194】
放射面Hを凹凸状に形成した場合の利点を、幌2を備えるトラックを代表として説明する。
図21に示すように、トラックは移動するため、日中トラックの下面は常に熱せられたアスファルトがある。熱せられたアスファルトなどからの熱の流入により、幌2の膜材Eを放射冷却層CPで覆っても、コンテナ8の内部温度が環境温度(外気温度)より上昇してしまう虞がある。
移動体の場合、移動中強い風を受ける。この風はアスファルトなどで温められたコンテナ内部の温度より低温であり、走行中の風による熱交換(対流)も考慮した設計を導入するのが望ましい。
【0195】
ここまでの議論をまとめる。幌2の内部への入熱は下記2点である。
第1点は、太陽光による入熱。
第2点は、熱せられたアスファルト由来の熱輻射(移動するので、常に熱々のアスファルトの真上にコンテナがある状態)。
この2点の影響により幌2の内部(内部空間)が環境温度(外気温度)より暑くなる虞がある。
【0196】
幌2を放射冷却式装置Wにて構成した場合、放射冷却層CPがコンテナ8の熱を排出しようとするので、日射反射塗料などの他の素材をつけた場合よりも幌2の内部の温度が相対的に低下する。しかしながら、第2点のアスファルト由来の熱流入が大きいため、放射冷却層CPを備えるとはいえ、日中、環境温度(外気温度)よりも温度上昇しやすい。環境温度(外気温度)よりも幌2の内部温度が高い場合、外部の空気は冷熱源として作用し、外部の空気との熱交換を増やすことが望ましい。特に、移動体は移動中に強い風を受けるため、風を受けて熱交換しやすい構造を放射冷却層CPに導入する。つまり、風との熱交換を大きくするには表面粗さを高め、表面積を増やすのが良い。
【0197】
このような観点で、図20に示すように、放射冷却層CPの赤外放射層Aを、エンボス加工等により凹凸状に形成して、表面積を増やすのがよい。
つまり、本構造は、太陽光や熱せられた大気以外に熱源があり、放射冷却層CPを装着する膜材Eの温度が環境温度(外気温度)よりも上昇し、環境温度(外気温度)が冷熱として作用する際に導入するとよい。
【0198】
放射面Hを凹凸状に形成すると、見た目に関してもメリットがある。放射冷却層CPの放射面H(上面)が鏡面である場合よりも、放射面Hが凹凸状に形成されている場合の方が、太陽光が散乱されるので、放射冷却層CPのギラツキが低減される。放射冷却層CPがぎらつかない方が、視認性が高まるので、走行時の安全性が高まる。
尚、放射面Hに「散乱する」という機能を付与しても、光反射層Bの銀(銀合金)における光吸収は増大しないので、放射冷却を良好に行うことができる。
【0199】
〔放射冷却層の別構成〕
図24及び図25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Q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。尚、このように、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Qを混入する場合にも、樹脂材料層Jの放射面の表面にコート層BCを設けることが好ましい。
また、図26及び図27に示すように、樹脂材料層Jと保護層Dを接続するのり層Nが、樹脂材料層Jと保護層Dとの間に設けられる場合には、無機材料のフィラーQをのり層Nに混入させて、光散乱構成を備えさせるようにしてもよい。この場合にも、樹脂材料層Jの放射面の表面にコート層BCを設けることができる。
のり層に用いる接着剤又は粘着剤としては、ウレタン系、アクリル系、エチレン酢酸ビニル系等を好適に使用できる。
つまり、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適用される。
ちなみに、のり層Nの厚さは、例えば、10μm程度である。
【0200】
ちなみに、図24図27に示す放射冷却式装置Wは、図8に示す放射冷却式装置Wと同等な構成を示すが、無機材料のフィラーQを樹脂材料層Jに混入する場合には、図6図7及び図9に示す構成の放射冷却式装置Wを適用できる。
【0201】
樹脂材料層Jに無機材料のフィラーQが混入されることにより、放射冷却層CPを放射面Hの存在側から見たときに、透明な樹脂材料層Jに混入された無機材料のフィラーQを見ることになるため、無機材料のフィラーQの光散乱作用により、放射冷却式装置Wを放射面Hの存在側から見たときの色が白色になり、美観を向上できるものとなっている。
【0202】
また、樹脂材料層Jと保護層Dとを接続するのり層Nに無機材料のフィラーFが混入されることにより、放射冷却層CPを放射面Hの存在側から見たときに、透明な樹脂材料層Jを通して、のり層Nに混入された無機材料のフィラーFを見ることになるため、無機材料のフィラーFの光散乱作用により、放射冷却式装置Wを放射面Hの存在側から見たときの色が白色になり、美観を向上できるものとなっている。
尚、フィラーFを、樹脂材料層J及びのり層Nの両者に混入させてもよい。
【0203】
フィラーVを形成する無機材料としては、二酸化ケイ素(SiO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸カルシウム(CaCO3)等を好適に使用できる。
特に、光触媒活性がない200nm程度の酸化チタン(TiO2)を好適に使用することができる。
また、酸化チタン(TiO2)が、アルミナコート、シリカコート、ジルコニアコートの少なくとも一つがなされているようにしてもよい。このようにすることによって、フィラーを適切に光触媒活性がないようにすることができるため、樹脂材料層Jを劣化させることを抑制し易いものとなる。
【0204】
ちなみに、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。
樹脂材料層Jの裏面が凹凸状になる場合には、樹脂材料層Jと保護層Dとの間にのり層N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。
【0205】
〔保護層のフィラー混入について〕
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。
【0206】
この点に関する実験結果を、図28に基づいて説明する。
図28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。
【0207】
図28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。
【0208】
〔赤外放射層の別構成〕
図29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。
【0209】
つまり、図6図9で示した放射冷却層CPの樹脂材料層Jは、表裏両面が平坦で、フィラーQ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。
【0210】
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っても、樹脂材料層Jと保護層Dとの間にのり層Nを位置させれば、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。
【0211】
〔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、保護層Dを備えさせる場合を例示したが、保護層Dを省略する形態で実施してもよい。
【0212】
(2)上記実施形態では、複数の放射冷却式装置Wを接合して構成される帆布が、テント式倉庫1、トラックの幌2、荷台シート3に適用される場合を例示したが、その他、複数枚の放射冷却式装置Wを接合して構成される帆布は、キャンピング用テントや日除け用タープ等、種々の用途のテント類を構成するのに適用できる。
【0213】
(3)上記実施形態において、膜材側樹脂層Eは必ずしも設けなくても構わない。即ち、基材としての膜材Eは、膜材本体Ehのみから構成しても構わない。
【0214】
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。
【産業上の利用可能性】
【0215】
本発明の放射冷却膜材は、比較的長期間に亘って、経時的に反射率が低下することを防止すると共に、表面(放射面)の耐摩耗性を維持しながらも、放射性能が低下しない放射冷却膜材として、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【0216】
A 赤外放射層
B 光反射層
BC コート層
D 保護層
E 膜材
Eh 膜材本体
H 放射面
J 樹脂材料層
Q フィラー
図1
図2
図3
図4
図5
図6
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