特許 6999057 放射冷却膜及びその製品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-23

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】放射冷却膜及びその製品

(51)【国際特許分類】

   F28F 13/18 20060101AFI20220111BHJP

   B32B 27/30 20060101ALI20220111BHJP

   B32B 7/027 20190101ALI20220111BHJP

   E04B 1/76 20060101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

F28F13/18 E

B32B27/30 D

B32B7/027

E04B1/76 300

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021065443

(22)【出願日】2021-04-07

【審査請求日】2021-04-07

(31)【優先権主張番号】202110154142.3

(32)【優先日】2021-02-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519020764

【氏名又は名称】寧波瑞凌新能源科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｎｉｎｇｂｏ Ｒａｄｉ－Ｃｏｏｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ８８， Ｄｏｎｇｆｅｎｇ Ｒｏａｄ， Ｆｅｎｇｈｕａ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｎｉｎｇｂｏ Ｃｉｔｙ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ

(73)【特許権者】

【識別番号】520124866

【氏名又は名称】寧波瑞凌新能源材料研究院有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＮＩＮＧＢＯ ＲＵＩＬＩＮＧ ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＥＮＥＲＧＹ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】８８ Ｄｏｎｇｆｅｎｇ Ｒｏａｄ，Ｙｕｅｌｉｎ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｆｅｎｇｈｕａ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｎｉｎｇｂｏ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ ３１５５００ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】徐 紹禹

(72)【発明者】

【氏名】楊 栄貴

(72)【発明者】

【氏名】鍾 松

(72)【発明者】

【氏名】王 明輝

(72)【発明者】

【氏名】尹 錚杰

(72)【発明者】

【氏名】楊 慧慧

(72)【発明者】

【氏名】夏 兆路

【審査官】長尾 裕貴

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１１８０６０２０（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１１１４０３１（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２１１６８３８５７（ＣＮ，Ｕ）

【文献】実開昭６２－１６９１９７（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／７６

Ｂ３２Ｂ ２７／３０

Ｂ３２Ｂ ７／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層して設置されたキャリア層、反射層及び放射層を含む放射冷却膜において、放射冷却膜には、放射冷却粒子が添加されず、前記放射層は、前記放射冷却膜の光入射側であり、前記放射層の材料は、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーであり、前記キャリア層の材料は、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーであり、前記キャリア層は、１２０℃で３０分間置かれた後、横方向に熱収縮率が２％以下であり、縦方向に熱収縮率が３％以下であるという性質を持ち、前記放射冷却膜の厚さは、５０μｍ～１７０μｍであり、前記放射層の厚さが２０％～９０％を占め、前記キャリア層と前記反射層との間にポリマー塗布層が設置され、前記ポリマー塗布層の表面エネルギーは、４０ｍＮ／ｍ以上であり、前記ポリマー塗布層の厚さは、３ｎｍ～２００ｎｍであることを特徴とする放射冷却膜。

【請求項2】

前記反射層は、前記キャリア層と前記放射層との間に配置され、前記放射冷却膜の厚さは、５５μｍ～１７０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の放射冷却膜。

【請求項3】

前記放射層と前記キャリア層の厚さの比は、１：２～８：１であることを特徴とする、請求項２に記載の放射冷却膜。

【請求項4】

前記放射層の厚さは、２５μｍ～１２０μｍであることを特徴とする、請求項３に記載の放射冷却膜。

【請求項5】

前記キャリア層が前記放射層と前記反射層との間に配置され、前記放射冷却膜の厚さは、５０μｍ～１２５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の放射冷却膜。

【請求項6】

前記放射層と前記キャリア層の厚さの比は、３：１０～２２：３であることを特徴とする、請求項５に記載の放射冷却膜。

【請求項7】

前記放射層の厚さは、１５μｍ～１１０μｍであることを特徴とする、請求項６に記載の放射冷却膜。

【請求項8】

前記放射層の材料は、フッ素含有樹脂を含み、及び／又は前記キャリア層の材料は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド及びポリカーボネートのうちの少なくとも一種を含み、及び／又は前記反射層の材料は、金属及び合金のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項１～請求項７のいずれかの一項に記載の放射冷却膜。

【請求項9】

前記キャリア層の前記反射層を支持する表面の表面エネルギーは、４０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする、請求項１～請求項７のいずれかの一項に記載の放射冷却膜。

【請求項10】

前記キャリア層と前記ポリマー塗布層との間の屈折率差の絶対値は、０．０５以上であることを特徴とする、請求項９に記載の放射冷却膜。

【請求項11】

前記放射層の光入射面にエンボス構造が設置されることを特徴とする、請求項１～請求項７のいずれかの一項に記載の放射冷却膜。

【請求項12】

製品は、基板及び前記基板に配置された請求項１に記載の放射冷却膜を含み、前記放射冷却膜の放射層から離れた表面は、接着剤層によって前記基板に接続されることを特徴とする放射冷却膜を含む製品。

【請求項13】

前記基板は、金属基板、セラミック基板、半導体基板、プラスチック基板、ガラス基板、ゴム基板、アスファルト基板、セメント基板及びテキスタイル基板のうちの少なくとも一種を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の製品。

【請求項14】

前記製品は、放射冷却防水シートであり、前記基板は、石油アスファルト紙フェルト、石油アスファルトグラスファイバータイヤシート、アルミニウム箔表面シート、ＳＢＳ修飾アスファルト防水シート、ＡＰＰ修飾アスファルト防水シート、ＥＰＤＭシート、ＰＶＣシート、塩素化ポリエチレンシート、ゴムブレンドシート、ＴＰＯ防水シートのうちの少なくとも一種であることを特徴とする、請求項１２に記載の製品。

【請求項15】

前記製品は、放射冷却金属板であり、前記基板は、アルミニウム合金金属板、亜鉛メッキ金属板、錫メッキ金属板、複合鋼金属板及びカラーコーティングされた鋼金属板のうちの少なくとも一種であることを特徴とする、請求項１２に記載の製品。

【発明の詳細な説明】

【関連特許出願の相互参照】

【0001】

本願は、２０２１年２月４日に出願した、出願番号が２０２１１０１５４１４２.３であり、発明の名称が「放射冷却膜及びその製品」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が参照により本願に援用される。

【技術分野】

【0002】

本発明は、新材料技術及び省エネ技術の分野に関し、特に、放射冷却膜及びその製品に関する。

【背景技術】

【0003】

省エネ技術の分野では、放射冷却膜は、大気の窓（８μｍ～１３μｍ）帯域内の赤外線放射の方式で物体の表面熱を宇宙空間に伝達し、エネルギー消費なしで冷却するという目的を達成することができる。図１に示すのは、従来の放射冷却膜である。従来の放射冷却膜は、積層して設置された第一ベース層１１、第一反射層１２及び第一放射塗布層１３を含む。第一放射塗布層１３は、フッ素含有樹脂を硬化することによって形成され、第一放射冷却粒子１４が分布される。放射冷却膜では、第一放射冷却粒子１４が第一放射塗布層１３に添加され、他方では、放射冷却膜の機械的特性を低下させ、他方では、第一放射塗布層１３におけるフッ素含有樹脂の分子鎖の順序を破壊するので、水と酸素の透過性が増加し、それによって放射冷却膜の耐候性が低下する。

【0004】

図２に示すように、フッ素含有フィルム塗布層への放射冷却粒子の添加によって引き起こされる欠陥を回避するために、もう一つの従来の放射冷却膜を提供する。従来の放射冷却膜は、積層して設置された第二ベース層２１、第二反射層２２、第二放射層２３及びフッ素含有フィルム２４を含む。第二放射層２３は、コロイド及びコロイド中に分布された第二放射冷却粒子２５を含む。放射冷却膜では、第二放射性冷却粒子２５は、フッ素含有フィルム２４には添加されないが、コロイドに添加されるため、コロイドと第二放射冷却粒子とからなる接着層が第二放射層２３として使用され、フッ素含有フィルム２４は、主に放射冷却膜の耐候性を向上させるために使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、第二放射冷却粒子２５がコロイドに添加されるので、コロイドの水及び酸素の透過性を増加させ、それによって放射冷却膜の耐候性を低下させる。また、第二放射冷却粒子２５が、コロイドに添加されるので、コロイドの接着力を低下させると、放射冷却膜の完全性を低下させる。同時に、コロイドの内部構造を破壊し、コロイドの凝集力を低下させ、それによって放射冷却膜の機械的性質を低下させる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、従来技術の問題を解決するために、優れた冷却効果、耐候性及び機械的性質を有する放射冷却膜及びその製品を提供する。

【0007】

放射冷却膜は、積層して設置されたキャリア層、反射層及び放射層を含み、前記放射層は、前記放射冷却膜の光入射側であり、前記放射層の材料は、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーであり、前記キャリア層の材料は、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーであり、前記キャリア層は、１２０℃で３０分間置かれた後、横方向に熱収縮率が２％以下であり、縦方向に熱収縮率が３％以下であり、前記放射冷却膜の厚さは、５０μｍ～１７０μｍであり、前記放射層の厚さが２０％～９０％を占める。

【0008】

前記反射層は、前記キャリア層と前記放射層との間に配置され、前記放射冷却膜の厚さは、５５μｍ～１７０μｍである。

【0009】

前記放射層と前記キャリア層の厚さの比は、１：２～８：１である。

【0010】

前記放射層の厚さは、２５μｍ～１２０μｍである。

【0011】

前記キャリア層が前記放射層と前記反射層との間に配置され、前記放射冷却膜の厚さは、５０μｍ～１２５μｍである。

【0012】

前記放射層と前記キャリア層の厚さの比は、３：１０～２２：３である。

【0013】

前記放射層の厚さは、１５μｍ～１１０μｍである。

【0014】

前記放射層の材料は、フッ素含有樹脂を含み、及び／又は前記キャリア層の材料は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド及びポリカーボネートのうちの少なくとも一種を含み、及び／又は前記反射層の材料は、金属及び合金のうちの少なくとも一種を含む。

【0015】

前記キャリア層の前記反射層を支持する表面の表面エネルギーは、４０ｍＮ ／ ｍ以上である。

【0016】

前記キャリア層と前記反射層との間にポリマー塗布層が設置され、前記ポリマー塗布層の表面エネルギーは、４０ｍＮ ／ ｍ以上であり、前記ポリマー塗布層の厚さは、３ｎｍ～２００ｎｍである。

【0017】

前記キャリア層と前記ポリマー塗布層との間の屈折率差の絶対値は、０．０５以上である。

【0018】

前記放射層の光入射面にエンボス構造が設置される。

【0019】

放射冷却膜を含む製品は、基板及び前記基板に配置された放射冷却膜を含み、前記放射冷却膜の放射層から離れた表面は、接着剤層によって前記基板に接続される。

【0020】

前記基板は、金属基板、セラミック基板、半導体基板、プラスチック基板、ガラス基板、ゴム基板、アスファルト基板、セメント基板及びテキスタイル基板のうちの少なくとも一種を含む。

【0021】

前記製品は、放射冷却防水シートであり、前記基板は、石油アスファルト紙フェルト、石油アスファルトグラスファイバータイヤシート、アルミニウム箔表面シート、ＳＢＳ修飾アスファルト防水シート、ＡＰＰ修飾アスファルト防水シート、ＥＰＤＭシート、ＰＶＣシート、塩素化ポリエチレンシート、ゴムブレンドシート、ＴＰＯ防水シートのうちの少なくとも一種である。

【0022】

前記製品は、放射冷却金属板であり、前記基板は、アルミニウム合金金属板、亜鉛メッキ金属板、錫メッキ金属板、複合鋼金属板及びカラーコーティングされた鋼金属板のうちの少なくとも一種である。

【0023】

Ｃ-Ｆ結合は、８μｍ～１３μｍの大気の窓の波長域で高い吸収率を有し、且つ８μｍ～１０μｍ波長域で強い吸収ピークを有する。同様に、Ｃ-Ｃ結合及びＣ-Ｏ結合は、８μｍ～１３μｍの大気の窓の波長域で高い吸収率を有し、特に８μｍ～９.５μｍの波長域で強い吸収ピークを有する。従って、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーは、非常に優れたスペクトル選択性を有し、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーも優れたスペクトル選択性を有する。同時に、Ｆ原子の電気陰性度が高いため、Ｃ-Ｆ結合の結合エネルギーは高く、最大５００ＫＪ／ｍｏｌに達するが、太陽光の光波長域では、有機物を破壊する光波長域が２８０ｎｍ～７８０ｎｍであり、そのエネルギーがＣ-Ｆ結合を破壊することができず、且つＦ原子の分極率が低く、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーは高い熱安定性と化学的不活性を有する。従って、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーは、更に優れた耐候性を有する。

【0024】

従って、本発明の放射冷却膜は、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーを放射層の材料として、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーをキャリア層の材料として、両方が協調して使用する。同時に、放射層を放射冷却膜の光入射側として、厚さの制御により、単位面積あたりのＣ-Ｆ結合、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合の数量が最適化されるとともに、太陽光波長域での熱吸収を制御することができる。それによって放射冷却膜は、放射冷却粒子を添加せずに使用される時、優れた大気の窓の放射率を有するため、放射冷却粒子の添加が放射冷却膜の機械的特性や耐候性に及ぼす悪影響を回避することができ、放射冷却膜により優れた機械的特性と耐候性を持たせる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】従来技術の一つの放射冷却膜の構造を示す図である。

【図2】従来技術のもう一つの放射冷却膜の構造を示す図である。

【図3】本発明の第一実施例から提供された放射冷却膜の構造を示す図である。

【図4】本発明の第二実施例から提供された放射冷却膜の構造を示す図である。

【図5】本発明の第三実施例から提供された放射冷却膜の構造を示す図である。

【図6】工学応用実験のモデルハウスである。

【図7】図６に示すような実験の冷却効果図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下は、本発明から提供された放射冷却膜及びその製品を詳しく説明する。

【0027】

図３に示すのは、本発明の第一実施形態から提供された放射冷却膜である。放射冷却膜は、積層して設置されたキャリア層３１、反射層３２及び放射層３３を含む。

【0028】

ここで、放射層３３の材料は、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーである。Ｃ-Ｆ結合は、８μｍ～１３μｍの大気の窓の波長域で高い吸収率を有し、且つ８μｍ～１３μｍ波長域で強い吸収ピークを有する。従って、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーは、非常に優れたスペクトル選択性を有し、放射層３３の材料として使用される場合、優れた大気の窓の放射率を有する。同時に、Ｆ原子の電気陰性度が高いため、Ｃ-Ｆ結合の結合エネルギーは高く、最大５００ＫＪ／ｍｏｌに達するが、太陽光の光波長域では、有機物を破壊する光波長域が２８０ｎｍ～７８０ｎｍであり、そのエネルギーがＣ-Ｆ結合を破壊することができず、且つＦ原子の分極率が低く、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーは高い熱安定性と化学的不活性を有する。従って、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーは、更に優れた耐候性を有し、放射層３３の材料として使用される時に、放射層３３に優れた耐候性を持たせることができる。

【0029】

キャリア層３１の材料は、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーである。Ｃ-Ｃ結合及びＣ-Ｏ結合は、８μｍ～１３μｍの大気の窓の波長域で高い吸収率を有し、特に８μｍ～１３μｍの波長域で強い吸収ピークを有する。従って、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｃ結合を含むポリマーも優れたスペクトル選択性を有し、キャリア層３２の材料として使用する場合、放射冷却膜の大気の窓の放射率を高めるのを助ける。

【0030】

放射冷却膜では、放射率ｙ＝ａ－ｂｅ ^（－ｘ／ｋ）となる。ここで、ａ、ｂ、及びｋはさまざまな材料に応じた定数であり、ｘは厚さであり、ｅは自然指数である。放射率の公式から、放射層３３及びキャリア層３１の厚さが増加し、単位面積あたりのＣ-Ｆ結合、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合の数量が増加するにつれて、放射冷却膜の大気の窓の放射率も増加することが分かる。しかしながら、放射冷却膜の厚さが増加するとともに、放射冷却膜のコストを増加させるだけでなく、放射層３３及びキャリア層３１が太陽光波長域に対する熱吸収を増加させることもできる。放射冷却膜の厚さが限界に達すると、放射冷却膜の冷却効果は低下する。

【0031】

従って、本発明は、放射冷却膜の厚さを５０μｍ～１７０μｍに制御し、放射層３３の厚さは２０％～９０％を占める。それによって、厚さの制御により、単位面積あたりのＣ-Ｆ結合、Ｃ-Ｃ結合及びＣ-Ｏ結合の数量が最適化されるとともに、太陽光波長域での熱吸収を制御し、放射層３３とキャリア層３１の熱吸収率を２０％以下にする。従って、放射冷却膜は、放射冷却粒子を添加せずに使用される時、優れた大気の窓の放射率を有するため、放射冷却粒子の添加が放射冷却膜の機械的特性や耐候性に及ぼす悪影響を回避し、反射型放射冷却膜により優れた機械的特性と耐候性を持たせる。

【0032】

本実施形態では、反射層３２は、キャリア層３１と放射層３３との間に配置される。基板で使用する場合、放射層３３は、放射冷却膜の光入射側であるため、放射冷却膜は、優れた耐候性を有する。

【0033】

このとき、太陽光が放射冷却膜に照射した後、反射層３２は太陽光の大部分を大気に反射し、それによって太陽光波長域が遮断されて、基板に入ることがほとんどない。次に、放射層３３は、基板の内部の熱を８μｍ～１３μｍの赤外線に変換し、赤外線が８μｍ～１３μｍの大気の窓から放射される。８μｍ～１３μｍの大気の窓の大気は、赤外線に対して基本的に吸収はないため、赤外線は直接宇宙空間冷源に入り、それによって放射冷却の役割を果たし、基板の冷却を実現する。

【0034】

本実施形態では、キャリア層３１と放射層３３は反射層３２によって分離されるので、キャリア層３１は反射層３２を保護することができるが、それに応じて放射を補助する効果が弱くなる。従って、ある実施形態では、放射冷却膜の厚さはさらに５５μｍ～１７０μｍを選択する。放射冷却膜の熱収縮性を考慮すると、放射層３３とキャリア層３１の厚さの比は、１：２～８：１であり、好ましくは、１：１～３．７５：１である。放射層３３と反射層３２の厚さの比は、５０：１～１２０００：１であり、好ましくは、８０：１～４０００：１である。放射層３３の厚さは２５μｍ～１２０μｍであり、好ましくは、４０μｍ～７５μｍである。それによって、厚さの制御により、単位面積あたりのＣ-Ｆ結合、Ｃ-Ｃ結合及びＣ-Ｏ結合の数量が最適化されるとともに、太陽光波長域での熱吸収を制御し、放射層３３とキャリア層３１の熱吸収率を１５％以下にし、更に１０％以下にする。

【0035】

本実施形態の放射冷却膜において、反射層３２の材料は、金属及び合金のうちの少なくとも一種を含み、具体的には、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、及びチタン合金のうちの少なくとも一種を含む。一つの実施形態では、反射層３２は、反射層３２の内部応力を低減するために複数のサブ反射層を含む。同時に、サブ反射層の材料が異なる場合、例えば、反射層３２が積層して設置された銀反射層とアルミニウム反射層、又はさらに積層して設置されたチタン反射層を含む時、複数のサブ反射層の協調作用によって、それぞれのサブ反射層が単独で存在する場合の技術的欠陥及び効果欠陥を補償することができ、反射層３２が太陽光の全波長域に対する反射率を高め、それによって放射冷却膜の反射率を高める。同時に、紫外線が放射冷却膜に対する損傷を低減し、放射冷却膜の使用寿命を延長することができる。従って、本実施形態では、材料、構造及び厚さを最適化させることにより、放射冷却膜が大気の窓での放射率を８５％に達させることができ、さらに９０％に達させることができ、さらに９５％に達させることができる。放射冷却膜が太陽光の全波長域での反射率を８２％に達させることができ、さらに８７％に達させることができ、さらに９２％に達させることができ、優れた冷却効果を持たせる。

【0036】

放射冷却膜の引張強度などの機械的特性を考慮すると、一つの実施形態では、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーは、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド及びポリカーボネートのうちの少なくとも一種である。ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ（エチレンテレフタレート－１，４－シクロヘキサジエンジメチレンテレフタレート）（ＰＥＴＧ）の少なくとも一種を含む。

【0037】

金属又は合金で作られた反射層３２が高い表面エネルギーを有するので、反射層３２は、キャリア層３１の表面に直接貼り付けられ、又はスパッタリング、蒸着などによってキャリア層３１の表面に直接堆積される。

【0038】

反射層の平坦性、放射冷却膜の冷却効果及び使用寿命を確保するために、キャリア層３１は、１２０℃で３０分間置かれた後、横（ＴＤ）方向に熱収縮率が２％以下であり、縦（ＭＤ）方向に熱収縮率が３％以下である。

【0039】

フッ素含有樹脂は、Ｃ-Ｆ結合を含み、入手が容易であることを考慮すると、一つの実施形態では、放射層３３の材料は、フッ素含有樹脂であり、具体的には、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フルオロオレフィン－ビニルエーテルコポリマー（ＦＥＶＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン－クロロトリフルオロエチレンコポリマ－（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロエチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、可融性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）のうちの少なくとも一種である。

【0040】

フッ素含有樹脂の表面エネルギーが比較的に低いため、反射層３２の表面にフッ素含有樹脂塗料を直接硬化させることにより、放射層３３を形成することができ、フッ素含有樹脂塗料が水性又は油性である。

【0041】

放射層３３がフッ素含有膜である場合、図４に示すのは、第二実施形態の放射冷却膜である。本実施形態の放射冷却膜は、フッ素含有樹脂膜が接着層３４によって反射層３２に固定される。接着層３４は、耐候性に優れたポリウレタン接着剤及びアクリル接着剤のうちの少なくとも一種であり、接着剤層３４の厚さが０．５μｍ～２０μｍである。

【0042】

さらに、キャリア層３１の材料がポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド及びポリカーボネートから選択される場合、その表面エネルギーが低いので、反射層３２を堆積又は貼り付ける前に、プラズマ方法及びコロナ方法でキャリア層３１の表面を、その表面エネルギーを４０ｍＮ ／ ｍ以上、さらに４２ｍＮ ／ ｍ以上、４５ｍＮ ／ ｍ以上、５０ｍＮ ／ ｍ以上又は５５ｍＮ ／ ｍ以上に増加させるように処理してもよい。或いは、キャリア層３１にポリマー塗布層３５が設置され、ポリマー塗布層３５の表面エネルギーは４０ｍＮ ／ ｍ以上、さらに４２ｍＮ ／ ｍ以上又は４５ｍＮ ／ ｍ以上又は５０ｍＮ ／ｍ以上又は５５ｍＮ ／ ｍ以上である。これによって、キャリア層３１と反射層３２との間の接着性が大幅に改善され、それにより、放射冷却膜全体の剥離強度が向上される。

【0043】

ポリマー塗布層３５を設置する場合、ポリマー塗布層の厚さは３ｎｍ～２００ｎｍであり、キャリア層３１とポリマー塗布層３５との間の屈折率差の絶対値は、放射冷却膜の反射率を向上するのを助けるために、０．０５以上である。

【0044】

一つの実施形態では、ポリマー塗布層３５の材料は、エポキシアクリルポリマー、ウレタンアクリレート及びポリエステルアクリレートのうちの少なくとも一種である。

【0045】

図４に示すように、本発明の放射冷却膜では、放射層３３の光入射面にも正方形、円形、菱形、綾形のうちのいずれかの一種又は多種である、深さが０．５μｍ～２．５μｍであ るエンボス構造３６を設置してもよい。エンボス構造３６によって、放射冷却膜の表面光沢を低減して、鏡面で反射される光線を低減し、それにより、放射冷却膜が応用される時の光害を低減でき、空港などの光害に対する特別な要求を有する分野に適する。

【0046】

図５に示すのは、本出願から提供される第三実施形態の放射冷却膜である。本実施形態では、キャリア層３１が反射層３２と放射層３３との間に配置される。このとき、太陽光が放射冷却膜に到達した後、反射層３２は太陽光の大部分を大気に反射するため、太陽光の波長帯域が遮断され、基板に入ることがほとんどない。次に、放射層３３が基板の内部の熱を８μｍ～１３μｍである赤外線に変換し、赤外線は、８μｍ～１３μｍの大気の窓を通して放射され、８μｍ～１３μｍの大気の窓の大気が赤外線を基本的に吸収せず、宇宙空間の冷源に直接入り、放射冷却の役割を果たし、基板の冷却を実現する。

【0047】

本実施形態では、キャリア層３１は、放射層３３と反射層３２との間に配置される。従って、キャリア層３１は、放射層３３が放射するのをよりよく助けることができる。従って、一つの実施形態では、放射冷却膜の厚さが５０μｍ～１２５μｍである。同時に、放射冷却膜の熱収縮を考慮すると、放射層３３とキャリア層３１の厚さの比は、３：１０～２２：３であり、好ましくは、３：１０～２０：３である。放射層３３と反射層３２の厚さの比は、３０：１～１１００００：１であり、好ましくは２５：１～１０００００：１である。放射層３３の厚さは、１５μｍ～１１０μｍであり、好ましくは４０μｍ～７５μｍである。従って、厚さの制御を通じて、単位面積あたりのＣ-Ｆ結合、Ｃ-Ｃ結合及び／ 又はＣ-Ｏ結合の数量がさらに最適化され、同時に太陽光の波長帯域での熱吸収が制御されるため、放射層３３及びキャリア層３１の熱吸収率は１５％以下に達することができ、さらに、熱吸収率は１０％以下に達することができる。

【0048】

従って、本実施形態では、材料、構造及び厚さの最適化を通じて、放射冷却膜が大気の窓の波長帯域での放射率は、８７％に達することができ、さらに、９２％に達することができ、さらに、９７％に達することができる。太陽光の波長帯域全体に対する反射率は、８０％に達することができ、さらに８５％に達することができ、さらに９０％に達することができ、優れた冷却効果を持つ。

【0049】

本実施形態では、反射層３２は、キャリア層３１の表面に直接貼り付けることができ、又はスパッタリング、蒸着などによってキャリア層３１の表面に直接堆積することができる。反射層３２を堆積又は貼り付ける前に、表面エネルギーを高めるために、プラズマ方法及びコロナ方法でキャリア層３１の表面を処理してもよい。或いは、キャリア層３１と反射層３２との間の接着力を高め、それによって放射冷却膜全体の剥離強度を改善するために、キャリア層３１にポリマー塗布層３５を設置する。

【0050】

キャリア層３１の表面にフッ素含有樹脂塗料を直接硬化させることにより、放射層３３を形成することができ、フッ素含有樹脂塗料が水性又は油性である。或いは、放射層３３がフッ素含有膜である時、フッ素含有膜が接着層３４によってキャリア層３１に固定的に接着される。

【0051】

従って、本発明から提供された放射冷却膜は、材料、構造及び厚さの最適化を通じて、放射冷却粒子を添加せずに優れた大気の窓の放射率を有し、それにより、放射冷却粒子の添加が放射冷却膜の機械的性質と耐候性に悪影響を及ぼすことを回避することができ、放射冷却膜により優れた機械的性質と耐候性を持たせ、同時に優れた冷却効果を持たせる。

【0052】

本発明は、さらに放射冷却膜の応用を提供する。放射冷却膜が基板の表面に配置され、太陽光を反射し、赤外線放射方式で大気の窓を通して熱を放射する。

【0053】

一つの実施形態では、基板は、金属基板、セラミック基板、半導体基板、プラスチック基板、ガラス基板、ゴム基板、アスファルト基板、セメント基板及びテキスタイル基板のうちの少なくとも一種を含む。

【0054】

また、本発明は、放射冷却膜を含む製品を提供する。この製品は、基板及び基板に配置された放射冷却膜を含む。放射冷却膜の放射層３３から離れた表面は、接着剤層によって基板に接続され、基板から離れた放射層３３の表面が光入射側である。

【0055】

一つの実施形態では、接着剤層は、アクリル接着剤、ポリウレタン感圧接着剤、ホットメルト接着剤、ホットメルト接着剤フィルム及びブチル接着剤のうちの一種を含む。接着剤層の厚さは、２０μｍ～１５００μｍであり、好ましくは２５μｍ～１５０μｍである。接着剤層が厚すぎると、接着剤層が太陽光に対する吸収率が高くなるので、放射冷却膜の冷却効果に影響を及ぼす。接着剤層が薄すぎると、接着性能が弱くなるので、放射冷却膜の使用寿命を減少する。

【0056】

一つの実施形態では、基板は、金属基板、プラスチック基板、ガラス基板、ゴム基板、アスファルト基板、セメント基板及びテキスタイル基板のうちの少なくとも一種を含む。

【0057】

一つの実施形態では、製品は放射冷却防水シートであり、基板は石油アスファルト紙フェルト、石油アスファルトグラスファイバータイヤシート、アルミニウム箔表面シート、ＳＢＳ修飾アスファルト防水シート、ＡＰＰ修飾アスファルト防水シート、ＥＰＤＭシート、ＰＶＣシート、塩素化ポリエチレンシート、ゴムブレンドシート、ＴＰＯ防水シートのうちの少なくとも一種である。

【0058】

一つの実施形態では、製品は放射冷却金属板であり、基板は、アルミニウム合金金属板、亜鉛メッキ金属板、錫メッキ金属板、複合鋼金属板及びカラーコーティングされた鋼金属板のうちの少なくとも一種である。

【0059】

従って、本発明の放射冷却膜は、穀物貯蔵庫、大規模な公共建築物（高速鉄道駅、空港、展示ホール、博物館など）、石油化学貯蔵タンク、電力キャビネット及び通信キャビネットなどのエンクロージャ構造の外表面に使用できる。太陽光を反射し、赤外線放射の方式で大気の窓を通して熱を放射でき、エンクロージャー構造に対して、エネルギー消費はない冷却を実現する。

【0060】

以下、具体的な実施形態を通じて、放射冷却膜及びその製品についてさらに説明する。

【0061】

実施形態１
厚さが３０μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層が１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が１．２％であり、縦方向の熱収縮率が１.４％であり、キャリア層の表面に厚さが１００ｎｍである銀反射層をマグネトロンスパッタリングした後、銀反射層から離れたキャリア層の表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂をコーティングし、厚さが５０μｍである放射層に硬化し、放射冷却膜を得る。

【0062】

実施形態２
厚さが３０μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層が１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が１.２％であり、縦方向の熱収縮率が１.４％であり、キャリア層の表面に厚さが１００ｎｍである銀反射層をマグネトロンスパッタリングした後、銀反射層にポリテトラフルオロエチレン樹脂をコーティングし、厚さが５０μｍである放射層に硬化し、放射冷却膜を得る。

【0063】

実施形態３
実施形態３と実施形態１の違いは、厚さが５０μｍであるポリテトラフルオロエチレンフィルムを厚さが１０μｍであるポリウレタン接着剤層によって、キャリア層の表面に接着して、放射冷却膜を得るということである。

【0064】

実施形態４
実施形態４と実施形態３の違いは、実施形態４のポリテトラフルオロエチレンフィルムがエンボス加工によって、表面に深さが１μｍである正方形のエンボス構造を形成し、エンボス構造が放射層の光入射表面に設置されるということである。

【0065】

実施形態５
実施形態５と実施形態３との違いは、実施形態５の銀反射層を支持する表面に厚さが５０ｎｍであるエポキシアクリルポリマー塗布層が設置され、表面エネルギーが５６ｍＮ ／ ｍであり、且つキャリア層とポリマー塗布層の屈折率の差の絶対値は０.０６であるということである。

【0066】

実施形態６
厚さが１５μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層が１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が１.６％であり、縦方向の熱収縮率が１.８％であり、キャリア層の表面にプラズマ処理を行って、その表面エネルギーを４２ｍＮ／ｍに達させ、次に該表面に厚さが５０ｎｍである銀反射層をマグネトロンスパッタリングした後、銀反射層から離れたキャリア層の表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂をコーティングし、且つ厚さが３５μｍである放射層に硬化し、放射層がエンボス加工によって、表面に深さが０.５μｍである正方形のエンボス構造を形成し、放射冷却膜を得る。

【0067】

実施形態７
厚さが２０μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層が１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が１.５％であり、縦方向の熱収縮率が１.６％であり、キャリア層の表面に厚さが１０ｎｍであるウレタンアクリレートポリマー塗布層をコーティングし、表面エネルギーが４２ｍＮ／ｍであり、且つキャリア層とポリマー塗布層の屈折率の差の絶対値が０.０７である。次に、ポリマー塗布層に厚さが６０ｎｍである銀反射層をマグネトロンスパッタリングした後、銀反射層から離れたキャリア層の表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂をコーティングし、且つ厚さが４０μｍである放射層に硬化し、放射層がエンボス加工によって、表面に深さが０.５μｍである正方形のエンボス構造を形成し、放射冷却膜を得る。

【0068】

実施形態８
厚さが３０μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層が１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が１.２％であり、縦方向の熱収縮率が１.４％であり、キャリア層の表面に厚さが１００ｎｍであるポリエステルアクリレートポリマー塗布層をコーティングし、表面エネルギーが４７ｍＮ／ｍであり、且つキャリア層とポリマー塗布層の屈折率の差の絶対値が０.０６である。次に、ポリマー塗布層に厚さが５０ｎｍである銀反射層及び厚さが５０ｎｍであるアルミニウム反射層をマグネトロンスパッタリングした後、銀反射層から離れたキャリア層の表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂をコーティングし、且つ厚さが１５μｍである放射層に硬化し、放射層がエンボス加工によって、表面に深さが１μｍである正方形のエンボス構造を形成し、放射冷却膜を得る。

【0069】

実施形態９
厚さが５０μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層を１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が０.８％であり、縦方向の熱収縮率が１.０％である。キャリア層の表面に厚さが２０ｎｍであるポリエステルアクリレートポリマー塗布層をコーティングし、表面エネルギーが４７ｍＮ／ｍであり、且つキャリア層とポリマー塗布層の屈折率の差の絶対値が０.０６である。次に、ポリマー塗布層に厚さが２００ｎｍである銀反射層をマグネトロンスパッタリングする。次に、厚さが７５μｍであるポリテトラフルオロエチレンフィルムを、厚さが５μｍであるポリウレタン接着剤層によって、銀反射層から離れたキャリア層の表面に接着する。ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、エンボス加工によって処理され、表面は深さが２μｍである正方形のエンボス構造を有し、放射冷却膜を得る。

【0070】

実施形態１０
厚さが３５μｍであるポリエチレンテレフタレートフィルムをキャリア層として、キャリア層を１２０℃で３０分間置いた後、横方向の熱収縮率が１.１％であり、縦方向の熱収縮率が１.２％である。キャリア層の表面に厚さが５０ｎｍであるポリエステルアクリレートポリマー塗布層をコーティングし、表面エネルギーが４２ｍＮ／ｍであり、且つキャリア層とポリマー塗布層の屈折率の差の絶対値が０.０７である。次に、ポリマー塗布層に厚さが１００ｎｍである銀反射層及び厚さが１００ｎｍであるアルミニウム反射層をマグネトロンスパッタリングする。次に、厚さが１１０μｍであるポリテトラフルオロエチレンフィルムを、厚さが５μｍであるポリウレタン接着剤層によって、反射層から離れたキャリア層の表面に接着する。ポリテトラフルオロエチレンフィルムは、エンボス加工によって処理され、表面は深さが２.５μｍである正方形のエンボス構造を有し、放射冷却膜を得る。

【0071】

比較例１
比較例１と実施形態１の違いは、銀反射層から離れたキャリア層の表面にポリテトラフルオロエチレン樹脂とシリカ粒子との混合塗料がコーティングされ、シリカ粒子の重量百分率が１％であり、粒径が５μｍであるということである。

【0072】

比較例２
比較例２と比較例１の違いは、シリカ粒子の重量百分率が１０％であり、粒径が５μｍであるということである。

【0073】

比較例３
比較例３と実施形態３の違いは、ポリウレタン接着剤層がシリカ粒子を含み、シリカ粒子の重量百分率が１％であり、粒径が５μｍであるということである。

【0074】

比較例４
比較例４と実施形態３の違いは、ポリウレタン接着剤層がシリカ粒子を含み、シリカ粒子の重量百分率が１０％であり、粒径が５μｍであるということである。

【0075】

実施形態１～１０及び比較例１～４の放射冷却膜が以下の性能試験を行い、その結果を表１に示す。

【0076】

大気の窓（８μｍ～１３μｍ）波長帯域の放射率試験方法：赤外線分光法を使用して試験し、試験装置はフーリエ変換赤外線分光計であり、８μｍ～１３μｍ帯域の赤外線放射率をテストし、試験間隔は５ｎｍであり、８μｍ～１３μｍ帯域の放射率が、大気の窓の放射率である。

【0077】

太陽光（３００μｍ～２５００μｍ）波長帯域の反射率試験方法：ＧＢ／Ｔ２５９６８－２０１０ ６.２に従って行う。

【0078】

光沢度試験方法：ＧＢ／Ｔ９７５４－２００７に従って行い、６０°の試験結果を取得する。

【0079】

キセノンランプの経年劣化試験方法：試験キセノンランプは、ＧＢ／Ｔ１６４２２.２－２０１４の要件を満たす必要がある。テストは、ＧＢ／Ｔ１６４２２.２－２０１４のサイクル１に従って行う。テストする時、サンプルのフィルム表面は光源に面し、１０００ｈの間置かれる。

【0080】

剥離強度試験方法：標準ＧＢ／Ｔ２５２５６－２０１０「光学機能性フィルム剥離フィルムの１８０°の剥離力と残留接着率の試験方法」を参照し、サンプルカッターでＴＤ方向、ＭＤ方向が１５０ｍｍ＊２５ｍｍであるサンプルを三つカットする（左、中央、右に一つずつ）。１００ｍｍのゲージ長、１００ｍ／ｍｉｎのテスト速度で、接着剤層の剥離強度をテストする。

【0081】

破断伸長率と引張強度の試験方法：ＧＢ／Ｔ１０４０.１－２０１８の第５章の規定に従って行う。試験速度が１５０ｍｍ／ｍｉｎであり、幅が２５ｍｍであり、長さが１５０ｍｍ以上である三つの長いサンプル（即ち、ＧＢ／Ｔ１０４０.３－２００６におけるタイプ２のサンプル）を提供する。サンプルのエッジがきちんとして、ノッチがなく滑らかであることを確保する必要がある。テストする時、サンプルを引張試験機のクランプに取り付け、クランプの間隔が１００ｍｍであり、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で伸ばして、サンプルが破断したときの最大引張力と伸長量をテストする。式（１）によって破断伸長率を計算する。数値は小数点第一位に四捨五入される。

【0082】

【0083】

式では、Ｅは破断伸長率であり、Ｌ１はサンプルが破断したときの伸長量であり、Ｌ０はクランプ間の初期距離である。

【0084】

熱収縮率試験方法：ＡＳＴＭＤ１２０４を参照されたい。

【0085】

【0086】

（工学応用実験）
放射冷却膜が建物に応用される場合、建物の内部に対する冷却効果を模倣するために、寧波市内の同じ環境に位置し、図６に示すようなモデルハウスＡとモデルハウスＢを選択する。モデルハウスＢの外表面にいずれの処理もせず、モデルハウスＡの外表面に実施形態１の放射冷却膜が設置され、モデルハウスＡとモデルハウスＢの内部の中央位置に一つの温度測定点Ａ１とＢ１がそれぞれ設置され、モデルハウスの周囲に環境温度測定点が設置され、温度測定点Ａ１、Ｂ１及び周囲環境が２０２０.１０.１～２０２０.１０.３での温度データを連続して採集して、図７に示すような温度曲線を参照する。

【0087】

図７から、（１）放射冷却膜は、モデルハウスの内部の温度を効果的に下げることができ、モデルハウスＡとモデルハウスＢの最大コントラスト温度差は１８℃に達し、（２）毎日正午頃に太陽放射強度が最大に達し、この時点で、二つのモデルハウスの温度差が最大であり、（３）放射冷却膜によって、モデルハウスの全体的な温度を継続的かつ効果的に下げることができ、エネルギーを節約し、環境を保護できるということが分かる。

【0088】

上記実施形態の技術的特徴は任意に組み合わせることができる。説明を簡潔にするために、上記実施形態における様々な技術的特徴のすべての可能な組み合わせは記載されていない。ただし、これらの技術的機能の組み合わせは、矛盾がない限り、本明細書の記載の範囲と見なすべきである。

【0089】

上記の実施形態は、本発明のいくつかの実施形態を表すだけであり、その説明が比較的具体的かつ詳細であるが、それらは、本発明の特許の範囲に対する限定に理解されるべきではない。当業者であれば、本発明の技術構成の趣旨や範囲を逸脱しない前提下で、いろいろな更正及び変形を行なうことができる。これらの更正及び変形は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。従って、本発明の保護範囲は、添付されたクレームをよりどころとする。

【符号の説明】

【0090】

１１ 第一ベース層
１２ 第一反射層
１３ 第一放射塗布層
１４ 第一放射冷却粒子
２１ 第二ベース層
２２ 第二反射層
２３ 第二放射層
２４ フッ素含有フィルム
２５ 第二放射冷却粒子
３１ キャリア層
３２ 反射層
３３ 放射層
３４ 接着層
３５ ポリマー塗布層
３６ エンボス構造

【要約】      （修正有）

【課題】従来の放射冷却膜では、放射冷却膜の耐候性を低下させる。また、放射冷却膜の機械的性質を低下させる。
【解決手段】本発明は、放射冷却膜及びその製品を提供する。前記放射冷却膜は、積層して設置されたキャリア層３１、反射層３２及び放射層３３を含む。前記放射層３３は、前記放射冷却膜の光入射側であり、前記放射層３３の材料は、Ｃ-Ｆ結合を含むポリマーであり、前記キャリア層３１の材料は、Ｃ-Ｃ結合及び／又はＣ-Ｏ結合を含むポリマーであり、前記キャリア層３１は、１２０℃で３０分間置かれた後、横方向に熱収縮率が２％以下であり、縦方向に熱収縮率が３％以下であり、前記放射冷却膜の厚さは、５０μｍ～１７０μｍであり、前記放射層の厚さが２０％～９０％を占める
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】