JP2007070458A - Heat-insulation paint, heat-insulation film or three-layered heat-insulation film and heat-insulation fiber using hollow nanoparticle made of silica shell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した、シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルム及び断熱繊維に関するものである。 The present invention relates to a heat insulating coating, a heat insulating film, or a three-layer film using nano hollow particles made of silica shells, utilizing the heat insulating properties and transparency of the hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm. The present invention relates to a layer heat insulating film and a heat insulating fiber.
従来、断熱性を有する塗膜を形成し得る塗料として、無機または有機の微細発泡体或いは微細中空体を骨材に使用したものが用いられていた。無機の微細中空体としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、シリカバルーン、等を挙げることができるが、これらの微細中空体は圧縮強度が低く、塗料の真空脱気混練工程において大半が破壊してしまうため、十分な断熱性を得ることができなかった。また、有機の微細発泡体や微細中空体を骨材に使用した塗料においては、塗膜の表面硬度が著しく低下して傷が付き易く耐候性も悪くなっていた。 Conventionally, as a paint capable of forming a coating film having heat insulation properties, an inorganic or organic fine foam or a fine hollow body using an aggregate as an aggregate has been used. Examples of inorganic fine hollow bodies include shirasu balloons, glass balloons, silica balloons, etc., but these fine hollow bodies have low compressive strength, and most of them are destroyed in the vacuum degassing and kneading step of the paint. Therefore, sufficient heat insulating properties could not be obtained. Moreover, in the coating material which used the organic fine foam and the fine hollow body for the aggregate, the surface hardness of the coating film was remarkably lowered and easily damaged and the weather resistance was also deteriorated.
そこで、特許文献１においては、圧縮強度の高いセラミック微細中空粒子を配合することによって、塗料の製造過程における高い応力・せん断力にも耐えて、高い断熱性を有する塗料を得る発明について開示している。また、特許文献２においては、耐火部材の基材表面に無機質中空粒子層と発泡性耐火塗料層とからなるシート積層材を積層することによって、優れた耐火性能を有する耐火部材及びその製造方法の発明について開示している。
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載の技術におけるセラミック微細中空粒子及び無機質中空粒子は、いずれもその平均粒子径が６μｍ以上と大きいため、充分な断熱効果を得るために１００層以上積層しようとすると、０．６ｍｍ以上の厚さに塗布しなければならず、断熱塗膜及び耐火部材の厚さが必要以上に厚くなってしまい、コスト高になるとともに剥がれ易くなるという問題点があった。
However, the ceramic fine hollow particles and the inorganic hollow particles in the techniques described in
そこで、本発明は、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルム及び断熱繊維を提供することを課題とするものである。 Therefore, the present invention provides a heat insulating paint, a heat insulating film, or a heat insulating film using nano hollow particles made of silica shells utilizing the heat insulating properties and transparency of hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm. It is an object to provide a three-layer heat insulating film and a heat insulating fiber.
請求項１の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した断熱塗料であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を塗料中に均一分散してなるものである。
The heat insulating paint using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
請求項２の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱塗料であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明塗料中に均一分散してなるものである。
The heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shells according to the invention of
請求項３の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱フィルムであって、透明合成樹脂フィルムの片面に金属または金属酸化物を蒸着し、前記透明合成樹脂フィルムの他方の面に請求項２に記載の断熱塗料を均一な厚さに塗布してなるものである。
The heat insulating film using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of claim 3 is a heat insulating film utilizing the heat insulating property and transparency of the hollow particles made of silica shell, and a metal is formed on one side of the transparent synthetic resin film. Or a metal oxide is vapor-deposited and the heat insulation coating material of
請求項４の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した断熱フィルムであって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成樹脂フィルム中に均一分散してなるものである。
The heat insulating film using nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
請求項５の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱フィルムであって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明合成樹脂フィルム中に均一分散してなるものである。
A heat insulating film using nano hollow particles made of silica shells according to the invention of
請求項６の発明にかかる三層断熱フィルムは、請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載のシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムを用いた三層断熱フィルムであって、前記シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムと、ＵＶ（紫外線）カットフィルムと、ＩＲ（赤外線）カットフィルムとを積層したものである。
A three-layer heat insulation film according to the invention of
請求項７の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した断熱繊維であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなるものである。
The heat insulating fiber using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
請求項８の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱繊維であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなるものである。
The heat insulating fiber using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
請求項９の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維は、請求項１乃至請求項８のいずれか１つの構成において、前記シリカ殻からなる中空粒子は３０ｎｍ〜１３０ｎｍの外径を有するものである。
A heat insulating paint, a heat insulating film, a three-layer heat insulating film, or a heat insulating fiber using nano hollow particles made of silica shell according to the invention of claim 9 is the silica shell according to any one of
請求項１０の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維は、請求項１乃至請求項９のいずれか１つの構成において、前記シリカ殻からなる中空粒子の表面にイソシアネート系の表面改質剤を付加させたコーティングシリカ殻からなる中空粒子を用いたものである。
A heat insulating paint, a heat insulating film, a three-layer heat insulating film, or a heat insulating fiber using nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
ここで、「イソシアネート系の表面改質剤」とは、イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を１つ以上もった化合物からなる表面改質剤を意味する。 Here, the “isocyanate-based surface modifier” means a surface modifier made of a compound having at least one isocyanate group (—N═C═O).
請求項１の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した断熱塗料であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を塗料中に均一分散してなる。
The heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
ここで、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲内の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成樹脂（ポリエステル樹脂）中に均一分散させたものは約０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するものであるから、固体の中でも熱伝導率が小さい耐火レンガ（約０．２〜０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも熱伝導率が小さく、優れた断熱性を示す。 Here, a hollow particle composed of a silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm is uniformly dispersed in a synthetic resin (polyester resin), and the heat of about 0.15 W / (m · K). Since it has conductivity, the thermal conductivity is smaller than that of a refractory brick (about 0.2 to 0.3 W / (m · K)) having a small thermal conductivity among solids, and exhibits excellent heat insulation.
このように、シリカ殻からなるナノ中空粒子はその粒子径が約１０ｎｍから約３００ｎｍまでと小さいため、充分な断熱効果を得るために１００層以上積層しても、約３０μｍ以下と極めて薄い塗膜で充分な断熱効果を得ることができ、低コストで形成できるとともに剥がれ難い丈夫な断熱塗膜を得ることができる。 Thus, since the nano hollow particle which consists of a silica shell is as small as about 10 nm to about 300 nm, even if it laminated | stacks 100 layers or more in order to acquire sufficient heat insulation effect, it is a very thin coating film about 30 micrometers or less. A sufficient heat insulating effect can be obtained, and a durable heat insulating coating that can be formed at low cost and hardly peeled off can be obtained.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料となる。 In this way, a heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shells utilizing the heat insulating properties of hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm is obtained.
請求項２の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱塗料であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明塗料中に均一分散してなる。
The heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shells according to the invention of
これによって、本発明にかかる断熱塗料は、請求項１の発明にかかる断熱塗料と同じく、約３０μｍ以下の薄い塗膜でも優れた断熱性を示すとともに、シリカ殻からなるナノ中空粒子は壁厚さが数ｎｍ〜数１０ｎｍとごく薄いためほぼ完全に透明であり、このため透明塗料中に均一分散することによって、形成された塗膜はほぼ完全に透明なものとなる。
As a result, the heat-insulating paint according to the present invention shows excellent heat-insulating properties even with a thin coating film of about 30 μm or less, and the nano-hollow particles made of silica shell have a wall thickness similar to the heat-insulating paint according to the invention of
したがって、例えば不燃性パネルの上に木目調の模様を印刷した合成樹脂フィルムを貼り付けて、その上から本発明にかかる断熱塗料を薄く塗布することによって、合成樹脂フィルムの木目調の模様が完全に見える状態で、不燃性のパネルとすることができる。 Therefore, for example, by sticking a synthetic resin film printed with a woodgrain pattern on a non-combustible panel, and then thinly applying the heat insulating paint according to the present invention, the woodgrain pattern of the synthetic resin film is completely It can be made into a nonflammable panel.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料となる。 In this way, a heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shells utilizing the heat insulating properties and transparency of hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm is obtained.
請求項３の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱フィルムであって、透明合成樹脂フィルムの片面に金属または金属酸化物を蒸着し、前記透明合成樹脂フィルムの他方の面に請求項２に記載の断熱塗料を均一な厚さに塗布してなるものである。
The heat insulating film using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of claim 3 is a heat insulating film utilizing the heat insulating property and transparency of the hollow particles made of silica shell, and a metal is formed on one side of the transparent synthetic resin film. Or a metal oxide is vapor-deposited and the heat insulation coating material of
本発明にかかる断熱フィルムは、主としてガラス等の透明な基材に貼り付けて断熱効果を発揮するものであり、透明合成樹脂フィルムの金属または金属酸化物を蒸着した面をガラス等の透明な基材に貼り付けることによって、外部からの太陽光線等に含まれる近赤外線（熱線）を反射するとともに、基材に吸収された近赤外線の熱が内部に放射されるのを透明合成樹脂フィルムの内側に塗布された断熱塗料の断熱塗膜によって防止するために、可視光線の透過を可能にしつつ優れた断熱効果を発揮する。 The heat-insulating film according to the present invention is mainly applied to a transparent base material such as glass to exert a heat-insulating effect, and the surface of the transparent synthetic resin film on which the metal or metal oxide is deposited is used as a transparent base such as glass. By sticking to the material, it reflects the near infrared rays (heat rays) contained in the sun rays from the outside, and the inside of the transparent synthetic resin film that the near infrared heat absorbed by the base material is radiated inside In order to prevent it by the heat-insulating coating film of the heat-insulating paint applied to the surface, it exhibits an excellent heat-insulating effect while allowing transmission of visible light.
このため、自動車の窓ガラスやオフィスビル・家庭の窓ガラス等に貼り付けることによって、視界を妨げることなく太陽光線による熱の浸入を高度に遮断することができる。 For this reason, by adhering to the window glass of an automobile, the window glass of an office building / household, etc., it is possible to highly block the heat intrusion due to sunlight without hindering the field of view.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した、視界を妨げることなく優れた断熱効果を発揮する薄くて丈夫なシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムとなる。 In this way, from the thin and strong silica shell that exhibits an excellent heat insulating effect without hindering the field of view, utilizing the heat insulating property of the hollow particles made of the silica shell having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm. It becomes the heat insulation film using the nano hollow particle which becomes.
請求項４の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した断熱フィルムであって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成樹脂フィルム中に均一分散してなる。
The heat insulating film using nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
即ち、断熱フィルムのベースとなる合成樹脂に約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を混合して、加熱混練した後、カレンダー成形等によってフィルム状に成形したものである。 In other words, the synthetic resin used as the base of the heat insulating film is mixed with hollow particles made of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm, heated and kneaded, and then formed into a film by calendering or the like It is.
ここで、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲内の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成樹脂中に均一分散させたものは約０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有し、固体の中でも熱伝導率が小さい耐火レンガ（約０．２〜０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも熱伝導率が小さく、優れた断熱性を示す。 Here, hollow particles made of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are uniformly dispersed in a synthetic resin and have a thermal conductivity of about 0.15 W / (m · K). However, the thermal conductivity is smaller than that of a refractory brick (about 0.2 to 0.3 W / (m · K)) having a small thermal conductivity among solids, and exhibits excellent heat insulation.
このように、シリカ殻からなるナノ中空粒子はその粒子径が約１０ｎｍから約３００ｎｍまでと小さいため、充分な断熱効果を得るために１００層以上積層しても、約３０μｍ以下と極めて薄いフィルム厚さで充分な断熱効果を得ることができ、低コストで形成できるとともに薄くて丈夫な断熱フィルムを得ることができる。 Thus, since the nano hollow particle made of silica shell has a small particle size of about 10 nm to about 300 nm, even if 100 layers or more are laminated in order to obtain a sufficient heat insulating effect, the film thickness is very thin as about 30 μm or less. Thus, a sufficient heat insulating effect can be obtained, and a thin and strong heat insulating film can be obtained which can be formed at low cost.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した薄くて丈夫なシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムとなる。 In this way, a heat insulating film using thin and strong nano hollow particles made of silica shells utilizing the heat insulating properties of hollow particles made of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm is obtained.
請求項５の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱フィルムであって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明合成樹脂フィルム中に均一分散してなる。
A heat insulating film using nano hollow particles made of silica shells according to the invention of
これによって、本発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムは、請求項３の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムと同じく、約３０μｍ以下の薄いフィルム厚さでも優れた断熱性を示すとともに、シリカ殻からなるナノ中空粒子は壁厚さが数ｎｍ〜数１０ｎｍとごく薄いためほぼ完全に透明であり、このため透明合成樹脂フィルム中に均一分散することによって、形成された断熱フィルムはほぼ完全に透明なものとなる。 Accordingly, the heat insulating film using the nano hollow particles made of silica shell according to the present invention has a thin film thickness of about 30 μm or less, like the heat insulating film using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of claim 3. In addition, it exhibits excellent heat insulation properties, and nano hollow particles made of silica shells are almost completely transparent because the wall thickness is as thin as several nanometers to several tens of nanometers. Therefore, they are uniformly dispersed in a transparent synthetic resin film. As a result, the formed heat insulating film becomes almost completely transparent.
このように、シリカ殻からなるナノ中空粒子はその粒子径が約１０ｎｍから約３００ｎｍまでと小さいため、充分な断熱効果を得るために１００層以上積層しても、約３０μｍ以下と極めて薄いフィルム厚さで充分な断熱効果を得ることができ、低コストで形成できるとともに薄くて透明で丈夫な断熱フィルムを得ることができる。 Thus, since the nano hollow particle made of silica shell has a small particle size of about 10 nm to about 300 nm, even if 100 layers or more are laminated in order to obtain a sufficient heat insulating effect, the film thickness is very thin as about 30 μm or less. A sufficient heat insulating effect can be obtained, and a thin, transparent and durable heat insulating film can be obtained while being formed at low cost.
したがって、例えば不燃性パネルの上に木目調の模様を印刷した合成樹脂フィルムを貼り付けて、その上から本発明にかかる断熱フィルムを貼り付けることによって、合成樹脂フィルムの木目調の模様が完全に見える状態で、不燃性のパネルとすることができる。 Therefore, for example, by attaching a synthetic resin film printed with a woodgrain pattern on a non-combustible panel, and then applying a heat insulating film according to the present invention from above, the woodgrain pattern of the synthetic resin film is completely In the visible state, it can be a non-combustible panel.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した薄くて透明で丈夫なシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムとなる。 In this way, heat insulation using nano hollow particles made of thin, transparent and strong silica shells utilizing the heat insulation and transparency of hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm. Become a film.
請求項６の発明にかかる三層断熱フィルムは、請求項３乃至請求項５のいずれか１つに記載のシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムを用いた三層断熱フィルムであって、シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムと、ＵＶ（紫外線）カットフィルムと、ＩＲ（赤外線）カットフィルムとを積層したものである。
A three-layer heat insulation film according to the invention of
本発明にかかる三層断熱フィルムは、主としてガラス等の透明な基材に貼り付けて断熱効果を発揮するものであり、ＵＶ（紫外線）カットフィルムによって外部からの太陽光線等に含まれる紫外線の透過を防止し、ＩＲ（赤外線）カットフィルムによって外部からの太陽光線等に含まれる赤外線（熱線）の透過を防止するとともに、基材に吸収された赤外線の熱が内部に放射されるのをシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムで防止することによって、可視光線のみの透過を可能にしつつ優れた断熱効果を発揮する。 The three-layer heat insulating film according to the present invention is mainly applied to a transparent base material such as glass to exhibit a heat insulating effect, and transmits UV rays contained in sunlight from the outside by a UV (ultraviolet) cut film. In addition to preventing the transmission of infrared rays (heat rays) contained in solar rays from the outside by an IR (infrared rays) cut film, the silica shell prevents infrared heat absorbed by the base material from being radiated to the inside. By preventing with the heat insulation film using the nano hollow particle which consists of this, the outstanding heat insulation effect is exhibited, enabling permeation | transmission of only visible light.
このため、自動車の窓ガラスやオフィスビル・家庭の窓ガラス等に貼り付けることによって、視界を妨げることなく太陽光線による熱の浸入及び紫外線の透過を、さらに高度に遮断することができる。 For this reason, by adhering to the window glass of an automobile, the window glass of an office building / household, etc., it is possible to further block the penetration of heat and the transmission of ultraviolet rays by sunlight without disturbing the field of view.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した、視界を妨げることなく優れた断熱効果を発揮する薄くて丈夫なシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムを応用した三層断熱フィルムとなる。 In this way, from the thin and strong silica shell that exhibits the excellent heat insulation effect without hindering the field of view, utilizing the heat insulation property of the hollow particles made of the silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm. It becomes the three-layer heat insulation film which applied the heat insulation film using the nano hollow particle which becomes.
請求項７の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した断熱繊維であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなる。
The heat insulating fiber using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
従来の断熱繊維は、ポリエステル繊維等の中にセラミックス粒子を分散させて、太陽光線をセラミックス粒子で反射させる構造を採っていたが、繊維に太陽光線が吸収されて蓄熱し、使用者に暑さを感じさせていた。しかし、本発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維は、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を、ポリエステル繊維等の合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなるものであり、かかるシリカ殻からなる中空粒子を配合した合成樹脂は、上述の如く熱伝導率が極めて小さいため、蓄熱も極めて少なくなり、使用者に涼しさを感じさせることができる。 Conventional heat insulating fiber has a structure in which ceramic particles are dispersed in polyester fiber, etc., and sunlight rays are reflected by the ceramic particles. I was feeling. However, the heat insulating fiber using the nano hollow particles made of silica shells according to the present invention, the hollow particles made of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm in the synthetic fiber raw material such as polyester fiber. Synthetic resin, which is made by spinning after uniform dispersion and blended with hollow particles made of such silica shell, has extremely low thermal conductivity as described above, so heat storage is extremely low, and the user feels cool. Can be made.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維となる。 In this way, a heat insulating fiber using nano hollow particles made of silica shells utilizing the heat insulating properties of hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm is obtained.
請求項８の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維は、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用した断熱繊維であって、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなる。
The heat insulating fiber using the nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
これによって、本発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維は、請求項７の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維と同じく、蓄熱が極めて少なく使用者に涼しさを感じさせることができるとともに、シリカ殻からなるナノ中空粒子は壁厚さが数ｎｍ〜数１０ｎｍとごく薄いためほぼ完全に透明であり、このため透明合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸することによって、形成された断熱繊維はほぼ完全に透明なものとなる。
Accordingly, the heat insulating fiber using the nano hollow particles made of the silica shell according to the present invention has a very low heat storage as well as the heat insulating fiber using the nano hollow particles made of the silica shell according to the invention of
このような透明な一本の糸を織ったり編んだりして形成した生地は、透明にはならないものの半透明になるので、レースのカーテンやレース生地の服地の代わりに用いることができ、しかも断熱性があるため、カーテンや服地に使用した場合に夏は涼しく冬は暖かいという効果が得られる。 The fabric formed by weaving or knitting a single transparent thread is not transparent but translucent, so it can be used in place of lace curtains and lace fabrics, and it is insulated. Therefore, when used for curtains and clothes, the effect is cool in summer and warm in winter.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用することによって、レースのカーテンやレース服地の代わりに用いることができ、夏は涼しく冬は暖かい生地を形成することができるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維となる。 In this way, by utilizing the heat insulation and transparency of hollow particles made of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm, it can be used in place of lace curtains and lace fabrics, It becomes a heat insulating fiber using nano hollow particles composed of silica shells that can form a fabric that is cool in summer and warm in winter.
請求項９の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維は、シリカ殻からなる中空粒子が３０ｎｍ〜１３０ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの外径を有する。 The heat-insulating paint, heat-insulating film, three-layer heat-insulating film or heat-insulating fiber using nano hollow particles composed of silica shells according to the invention of claim 9 has a hollow particle composed of silica shells of 30 nm to 130 nm, more preferably 50 nm to 100 nm. Has an outer diameter.
請求項１乃至請求項８にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維においては、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を用いているが、余り外径の小さいシリカ殻からなる中空粒子は製造するのが困難であり、また製造できても凝集し易い。一方、余り外径の大きいシリカ殻からなる中空粒子は、シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いたメリットが半減してしまう。
A heat insulating paint, a heat insulating film, a three-layer heat insulating film or a heat insulating fiber using nano hollow particles made of silica shell according to
そこで、発明者らが鋭意実験研究の結果、３０ｎｍ〜１３０ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなる中空粒子が最も製造し易く、凝集も起こり難く、シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いたメリットが充分に発揮されることを見出し、この知見に基いて本発明を完成したものである。 Therefore, as a result of earnest experimental research by the inventors, hollow particles composed of silica shells having an outer diameter of 30 nm to 130 nm, more preferably 50 nm to 100 nm are most easily produced, and aggregation is unlikely to occur. The inventors have found that merits of using particles can be sufficiently exhibited, and have completed the present invention based on this finding.
このようにして、３０ｎｍ〜１３０ｎｍ、より好ましくは５０ｎｍ〜１００ｎｍの外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維となる。 Thus, a heat insulating paint and a heat insulating film using nano hollow particles made of silica shells utilizing the heat insulation and transparency of hollow particles made of silica shells having an outer diameter of 30 nm to 130 nm, more preferably 50 nm to 100 nm. Or it becomes a three-layer heat insulation film or heat insulation fiber.
請求項１０の発明にかかるシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維は、シリカ殻からなる中空粒子の表面にイソシアネート系の表面改質剤を付加させたコーティングシリカ殻からなる中空粒子を用いたものである。
The heat insulating paint, heat insulating film, three-layer heat insulating film or heat insulating fiber using nano hollow particles made of silica shell according to the invention of
ここで、前述の如く、「イソシアネート系の表面改質剤」とは、イソシアネート基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｏ）を１つ以上もった化合物からなる表面改質剤を意味するものであり、具体例としては、アルキル基にイソシアネート基が３個結合したトリイソシアネート化合物、トリエトキシプロピルイソシアネートシラン（ＴＥＩＳ）、等がある。 Here, as described above, the “isocyanate-based surface modifier” means a surface modifier composed of a compound having one or more isocyanate groups (—N═C═O). Examples include triisocyanate compounds in which three isocyanate groups are bonded to an alkyl group, triethoxypropyl isocyanate silane (TEIS), and the like.
このようなイソシアネート系の表面改質剤を、シリカ殻からなる中空粒子の表面に存在する水酸基（−ＯＨ）を介して付加させ、シリカ殻からなる中空粒子の全表面をイソシアネート系の表面改質剤でコーティングすることによって、再凝集を防止することができて分散性が向上し、また合成樹脂中に混合する場合にも合成樹脂の活性基とイソシアネート基とが反応することによって、合成樹脂とシリカ殻からなる中空粒子との強固な結合が得られる。 Such an isocyanate-based surface modifier is added via a hydroxyl group (—OH) present on the surface of a hollow particle made of silica shell, and the entire surface of the hollow particle made of silica shell is modified with an isocyanate-based surface. By coating with an agent, re-aggregation can be prevented and dispersibility is improved, and when mixed into a synthetic resin, the active group of the synthetic resin reacts with an isocyanate group, thereby A strong bond with hollow particles made of silica shell is obtained.
このようにして、合成樹脂中に混合する場合に分散性が向上するとともに合成樹脂とシリカ殻からなる中空粒子との強固な結合が得られる、シリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維となる。 In this way, when mixed in a synthetic resin, the dispersibility is improved and a strong bond between the synthetic resin and the hollow particles made of silica shell is obtained, and the heat insulation and transparency of the hollow particles made of silica shell are improved. It becomes a heat insulation paint, a heat insulation film, a three-layer heat insulation film, or a heat insulation fiber using the nano hollow particle which consists of the utilized silica shell.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態１
まず、本発明の実施の形態１にかかる断熱塗料について、図１を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる断熱塗料を用いた難燃性ボードの構成を示す部分断面図、（ｂ）は従来の木材からなる不燃材の燃焼試験後の状態を示す断面図である。
First, the heat insulating paint according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A is a partial cross-sectional view showing a configuration of a flame-retardant board using a heat insulating paint according to
最初に、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の製造方法について説明する。７５容量％以上の水中に、コロイド状炭酸カルシウム、シリコンアルコキシド、及び塩基触媒を投入して混合し、コロイド状炭酸カルシウム表面に、シリコンアルコキシドの加水分解反応によって生成するシリカを析出させる。その後、酸処理することによって、シリカ層内部の炭酸カルシウムを溶解させる。この結果、約１０ｎｍから約３００ｎｍの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子が製造される。 Initially, the manufacturing method of the hollow particle which consists of a silica shell which has the outer diameter of the range from about 10 nm to about 300 nm is demonstrated. Colloidal calcium carbonate, silicon alkoxide, and a base catalyst are charged and mixed in 75% by volume or more of water, and silica produced by the hydrolysis reaction of silicon alkoxide is precipitated on the colloidal calcium carbonate surface. Then, the calcium carbonate inside a silica layer is dissolved by acid treatment. As a result, hollow particles made of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are produced.
次に、このようにして製造されたシリカ殻からなるナノ中空粒子の断熱性についての試験結果について説明する。供試体としては、表１の実施例１に示されるように、シリカ殻からなるナノ中空粒子を固形分で１０．８１重量％、合成樹脂（ポリエステル樹脂）を固形分で８９．１９重量％配合した断熱塗料を作製して、乾燥させて塗膜とした。比較のために、比較例１としてシリカ殻からなるナノ中空粒子０重量％、合成樹脂（ポリエステル樹脂）を１００重量％、即ちポリエステル樹脂そのものを供試体として、熱伝導率の測定を行った。結果を、表２に示す。
Next, the test result about the heat insulation of the nano hollow particle which consists of the silica shell manufactured in this way is demonstrated. As shown in Example 1 of Table 1, nano hollow particles composed of silica shells were mixed in a solid content of 10.81% by weight and a synthetic resin (polyester resin) in a solid content of 89.19% by weight. A heat insulating paint was prepared and dried to form a coating film. For comparison, as Comparative Example 1, thermal conductivity was measured using 0% by weight of nano hollow particles made of silica shell, 100% by weight of a synthetic resin (polyester resin), that is, using the polyester resin itself as a specimen. The results are shown in Table 2.
表２に示されるように、実施例１の断熱塗料の塗膜の熱伝導率は、０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）と小さく、ポリエステル樹脂単独の熱伝導率（０．２９Ｗ／（ｍ・Ｋ））の約半分となっている。これによって、表１に示される実施例１の配合の断熱塗料が優れた断熱性を示すことが確認された。 As shown in Table 2, the thermal conductivity of the thermal insulation coating film of Example 1 is as small as 0.15 W / (m · K), and the thermal conductivity of the polyester resin alone (0.29 W / (m · K). It is about half of K)). Thereby, it was confirmed that the heat-insulating coating composition of Example 1 shown in Table 1 exhibits excellent heat insulating properties.
次に、この実施例１の配合の断熱塗料を不燃パネルに応用した例について、図１（ａ）を参照して説明する。図１（ａ）に示されるように、本実施の形態１にかかる断熱塗料２は、不燃パネル５の上に不燃パネル５の表面の凹凸をなくして接着し易くするためのサンディングシーラー４を塗布して、その上にポリエチレンフィルムに木目調印刷を施した木目調印刷フィルム３を接着した上に、耐熱性を持たせるために約２０μｍの厚さに塗布される。
Next, the example which applied the heat insulation coating of the mixing | blending of this Example 1 to the incombustible panel is demonstrated with reference to Fig.1 (a). As shown in FIG. 1 (a), the
ここで、図１（ｂ）に示されるように、従来の不燃材として用いられている集成材梁７を３０分間燃焼試験した結果、火炎によって表層に炭化層８が形成されるために、深部への火炎の浸透及び酸素の供給が阻害されることから、不燃認定を取得している。
Here, as shown in FIG. 1B, as a result of a 30-minute combustion test of the
これは、木質部の高い断熱性による効果が大きく、木材の熱伝導率は０．１５であり、図１（ａ）に示される本実施の形態１にかかる断熱塗料２の熱伝導率も表２に示されるように０．１５であることから、木材同様の断熱性を得ることができ、木材を使用することなく、ポリエチレンフィルムからなる木目調印刷フィルム３が火炎で燃焼するのを透明難燃層（断熱塗料）２によって防止することができ、木目調パネル６全体として不燃認定を受けることができる。
This is largely due to the high thermal insulation of the wood part, the thermal conductivity of the wood is 0.15, and the thermal conductivity of the
このようにして、本実施の形態１にかかる断熱塗料２は、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料となる。
In this way, the
実施の形態２
次に、本発明の実施の形態２にかかる断熱塗料及び断熱フィルムについて、図２を参照して説明する。図２は本発明の実施の形態２にかかる断熱塗料を用いた断熱フィルムを貼り付けたガラス板の構成を示す部分断面図である。
Next, the heat insulation coating material and heat insulation
図２に示されるように、本実施の形態２にかかる断熱フィルム１０は、オフィスビルや家庭の窓ガラス、及び自動車の窓ガラス等の内側に貼り付けられる断熱フィルムであり、従来の断熱フィルム１１よりも遥かに断熱性に優れたものである。従来の断熱フィルム１１はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂等からなる約２０μｍ〜３０μｍの厚さのフィルムに、金、銀、等の金属やＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等を蒸着して、蒸着した側を窓ガラスの内側に貼り付けることによって、太陽光線を反射して断熱を図るものであった。
As shown in FIG. 2, the
図２に示されるように、太陽光線は、基材となるガラス１２の表面で４％〜５％が反射し、さらに従来の断熱フィルム１１の金属蒸着膜（厚さ数十ｎｍ）で近赤外線が反射されるが、その間に近赤外線（熱線）が基材となるガラス１２に吸収され、熱貫流となって両面の熱伝導率の差にしたがって内外両面に放散する。従来の断熱フィルム１１のみを貼り付けた場合には、両面の熱伝導率の差がなかったため内部にも熱が放散されていた。
As shown in FIG. 2, 4% to 5% of sunlight is reflected on the surface of the
これに対して、本実施の形態２にかかる断熱フィルム１０は、従来の断熱フィルム１１に実施の形態１にかかる断熱塗料２を約２０μｍ〜３０μｍの厚さに、ロールコーターで均一に塗布したものである。この断熱フィルム１０を、図２に示されるように、断熱塗料２の塗膜が内側になるようにガラス１２に貼り付けることによって、両面の表面の熱伝導率の差が大きくなり、基材となるガラス１２に吸収された熱が外部へ放出されるため、優れた断熱性を得ることができる。
In contrast, the
なお、オフィスビルや家庭の窓ガラスに用いる場合には、可視光線の透過率が６０％程度あれば良いため、断熱フィルム１１の金属蒸着膜の厚さを厚くして近赤外線の反射率を高めることができるが、自動車の窓ガラスに用いる場合には、安全上の理由から可視光線の透過率が８０％以上必要であるため、断熱フィルム１１の金属蒸着膜の厚さには制限がある。
When used for an office building or home window glass, it is sufficient that the transmittance of visible light is about 60%. Therefore, the thickness of the metal vapor deposition film of the
また、本実施の形態２にかかる断熱フィルム１０においては、従来の断熱フィルム１１に実施の形態１にかかる断熱塗料２を約２０μｍ〜３０μｍの厚さに、ロールコーターで均一に塗布したものとしているが、図２に示される断熱塗料２の層の代わりに、約２０μｍ〜３０μｍの厚さの断熱フィルムを貼り付けても良い。この断熱フィルムは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂中に約５０ｎｍから約１００ｎｍの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を均一に分散させてなるものである。この断熱フィルムの製造方法については、実施の形態３において後述する。
Moreover, in the
実施の形態３
次に、本発明の実施の形態３にかかる断熱フィルムについて、図３及び図４を参照して説明する。図３は本発明の実施の形態３にかかる断熱フィルムの製造方法を示す説明図である。図４は本発明の実施の形態３にかかる断熱フィルムを貼り付けたガラス板の構成を示す部分断面図である。
Embodiment 3
Next, the heat insulation film concerning Embodiment 3 of this invention is demonstrated with reference to FIG.3 and FIG.4. FIG. 3 is an explanatory view showing a method for manufacturing a heat insulating film according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 4: is a fragmentary sectional view which shows the structure of the glass plate which affixed the heat insulation film concerning Embodiment 3 of this invention.
図３に示されるように、本実施の形態３にかかる断熱フィルム１５は、約５０ｎｍから約１００ｎｍの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子１とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）樹脂１４の原料粒を、約１０対約９０の重量比でニーダーに入れて、ＰＥＴ樹脂１４が軟化する温度（約２６０℃）以上で加熱混練する（ステップＳ１）。これによって、均一に混合されたシリカ殻からなる中空粒子１が分散したＰＥＴ樹脂１４を、カレンダー成形機を用いてカレンダー成形する（ステップＳ２）。このようにして、厚さ約２０μｍ〜３０μｍの透明の断熱フィルム１５が製造される。
As shown in FIG. 3, the
次に、製造された透明な断熱フィルム１５の使用方法の一例について、図４を参照して説明する。図４に示されるように、本実施の形態３にかかる透明な断熱フィルム１５は、主として自動車の窓ガラスの内側に構成された多層干渉膜の内側に貼り付けられる断熱フィルムであり、この多層干渉膜は、ガラスと屈折率の異なる薄い多層膜を形成することによって、膜の表面と裏面の反射干渉を利用して、透過させたい波長以外の波長の光を反射させるものである。
Next, an example of how to use the manufactured transparent
図４に示されるように、この多層干渉膜は金属蒸着や金属スパッタリングを使用する必要がないため、カーナビゲーションシステムやＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）車載器等を自動車に搭載している場合に、無線電波障害を起こさないという特徴を有する。しかし、基材としてのガラスが熱線を吸収する点については実施の形態２の場合と同様であるために、一番内側のＰＥＴ層の内側に厚さ約２０μｍ〜３０μｍの透明な断熱フィルム１５を貼り付けることによって、可視光線の透過率を低下させることなく熱を外部へ効率良く放出することができる。なお、最も内側のハードコート１６は、透明な断熱フィルム１５が傷つくのを防止するための透明で硬い層である。
As shown in FIG. 4, since this multilayer interference film does not require the use of metal vapor deposition or metal sputtering, when a car navigation system or ETC (Electronic Toll Collection System) vehicle-mounted device is mounted on an automobile, It has the feature of not causing radio wave interference. However, since the glass as the base material absorbs heat rays, it is the same as in the case of
このようにして、本実施の形態３にかかる断熱フィルム１５においては、約５０ｎｍから約１００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムとなる。
Thus, in the
なお、本実施の形態３にかかる断熱フィルム１５と、ＵＶ（紫外線）カットフィルムと、ＩＲ（赤外線）カットフィルムとを接着剤で貼り合わせて三層構造として、本実施の形態３と同様にガラス等の内側に貼り付けることによって、ＵＶカットフィルムによって外部からの太陽光線等に含まれる紫外線の透過を防止し、ＩＲカットフィルムによって外部からの太陽光線等に含まれる赤外線（熱線）の透過を防止するとともに、基材に吸収された赤外線の熱が内部に放射されるのを断熱フィルム１５で防止することによって、可視光線のみの透過を可能にしつつ優れた断熱効果を発揮する。
In addition, the
このため、自動車の窓ガラスやオフィスビル・家庭の窓ガラス等に貼り付けることによって、視界を妨げることなく太陽光線による熱の浸入及び紫外線の透過を、さらに高度に遮断することができる。 For this reason, by adhering to the window glass of an automobile, the window glass of an office building / household, etc., it is possible to further block the penetration of heat and the transmission of ultraviolet rays by sunlight without disturbing the field of view.
このようにして、約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子の断熱性を利用した、視界を妨げることなく優れた断熱効果を発揮する薄くて丈夫なシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムを応用した三層断熱フィルムとなる。 In this way, from the thin and strong silica shell that exhibits the excellent heat insulation effect without hindering the field of view, utilizing the heat insulation property of the hollow particles made of the silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm. It becomes the three-layer heat insulation film which applied the heat insulation film using the nano hollow particle which becomes.
実施の形態４
次に、本発明の実施の形態４にかかる断熱繊維について、図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）は本発明の実施の形態４にかかる断熱繊維の内部構造を示す部分拡大図、（ｂ）は従来の断熱繊維の内部構造を示す部分拡大図である。図６は本発明の実施の形態４にかかる断熱繊維を用いて製造した日傘の全体構成を示す斜視図及び部分拡大図である。
Next, the heat insulating fiber according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Fig.5 (a) is the elements on larger scale which show the internal structure of the heat insulation
図５（ａ）に示されるように、本実施の形態４にかかる断熱繊維２０は、不透明な合成繊維２１の内部に均一にシリカ殻からなるナノ中空粒子１が分散されてなるものである。ここで、シリカ殻からなるナノ中空粒子１は、球形よりも立方体に近い形状をしているが、これは上述したシリカ殻からなるナノ中空粒子１の製造工程において、コロイド状炭酸カルシウムが立方体に近い形状をしているために、コロイド状炭酸カルシウム表面にシリコンアルコキシドの加水分解反応によって生成するシリカを析出させる際にも、析出したシリカ層も立方体に近い形状となり、シリカ層内部の炭酸カルシウムを溶解させて得られるシリカ殻からなるナノ中空粒子１も、立方体に近い形状となるものである。
As shown in FIG. 5A, the
本実施の形態４にかかる断熱繊維２０は、約５０ｎｍから約１００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子１を不透明な合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなるものである。図５（ｂ）に示されるように、従来の断熱繊維２２は、紫外線を吸収すると同時に太陽光全体を遮蔽する繊維２４中に、特殊セラミックス粒子２３を分散させて太陽光線を反射させる構造としていたが、繊維２４に太陽光線が吸収されて蓄熱されるという問題点があった。
The
これに対して、本実施の形態４にかかる断熱繊維２０は、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が合成繊維２１の内部に均一に分散されているために、熱伝導率が低く断熱性に優れるとともに放熱効果も得られるため、夏は涼しく冬は暖かいという特徴を有する。
On the other hand, in the
一例として、図６に示されるように、本実施の形態４にかかる断熱繊維２０で織った生地を用いた日傘２６においては、断熱繊維２０が熱伝導率が低く断熱性に優れるために太陽光線を反射するとともに、断熱繊維２０の熱伝導率が低いために太陽光線が吸収されて蓄熱されるという事態を防ぐことができ、使用者に涼しい感覚を与えることができる。
As an example, as shown in FIG. 6, in the
このようにして、本実施の形態４にかかる断熱繊維２０においては、約５０ｎｍから約１００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子１の断熱性を利用することによって、日傘の生地やカーテンや服地として用いることができ、夏は涼しく冬は暖かい生地を形成することができる。
Thus, in the
実施の形態５
次に、本発明の実施の形態５にかかる断熱繊維について、図７を参照して説明する。図７は本発明の実施の形態５にかかる断熱繊維を用いて製造したカーテンとカーテンを透して見える景色を示す全体図及び部分拡大図である。
Next, the heat insulating fiber according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7: is the whole view and partial enlarged view which show the scenery which can see through the curtain manufactured using the heat insulation
本実施の形態５にかかる断熱繊維１９は、図５（ａ）において不透明な合成繊維２１の代わりに、透明な合成繊維原料を用いて、約５０ｎｍから約１００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子１を透明な合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなるものである。したがって、シリカ殻からなるナノ中空粒子１が透明であるために、本実施の形態５にかかる断熱繊維１９もほぼ透明である。
The
図７に示されるように、かかる断熱繊維１９を織って形成したカーテン１８は半透明であるために、レースのカーテンと同様に、室内から外の景色を見ることができ、外部から室内を見ることはできない。そして、断熱繊維１９は熱伝導率が低いことから優れた断熱性を有し、夏は涼しく冬は暖かいという理想的なカーテン１８となる。
As shown in FIG. 7, since the
このようにして、本実施の形態５にかかる断熱繊維１９においては、約５０ｎｍから約１００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなるナノ中空粒子１の断熱性及び透明性を利用することによって、レースのカーテンやレース服地の代わりに用いることができ、夏は涼しく冬は暖かい生地を形成することができる。
Thus, in the
実施の形態６
次に、本発明の実施の形態６にかかる断熱塗料、断熱フィルム及び断熱繊維について、図８を参照して説明する。図８は本発明の実施の形態６にかかる断熱塗料、断熱フィルム及び断熱繊維を製造するために用いられるコーティングシリカ殻からなる中空粒子の製造工程を示す模式図である。
Next, the heat insulation coating material, heat insulation film, and heat insulation
上記実施の形態１乃至実施の形態５において用いられているシリカ殻からなるナノ中空粒子１は、約１０ｎｍから約３００ｎｍまで或いは約５０ｎｍから約１００ｎｍまでの範囲の外径を有するナノレベルの微粒子であるため、凝集し易く、分散させるために様々な工夫が行われていた。これに対して、図８に示されるように、本実施の形態６にかかるコーティングシリカ殻からなる中空粒子３１は、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面がイソシアネート系表面改質剤３０で覆われているために、凝集し難く分散が容易である。
The nano
本実施の形態６にかかるコーティングシリカ殻からなる中空粒子３１の製造工程について、図８を参照して説明する。図８に示されるように、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面には水酸基が無数に付いている。図８においては、反応が分かり易いように、無数の水酸基のうち３つのみを示している。これに対して、イソシアネート系表面改質剤としてのトリエトキシプロピルイソシアネートシラン（以下、「ＴＥＩＳ」とも言う。）３０を、キシレンを溶媒としてオートクレーブ中でキシレンの臨界温度において２時間反応させることによって、ＴＥＩＳ３０のエトキシ基の３つ全部がシリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面の３つの水酸基とそれぞれ縮合して、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面に結合する。
A manufacturing process of the
このようにして、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面の無数の水酸基とＴＥＩＳ３０が反応することによって、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の表面がＴＥＩＳ３０で覆われて、本実施の形態６にかかるコーティングシリカ殻からなる中空粒子３１が形成される。これによって、凝集し難く分散が容易であるばかりでなく、イソシアネート基が合成樹脂の活性基と反応して合成樹脂と強固な結合を作ることにより、さらに合成樹脂中への均一分散が行い易いコーティングシリカ殻からなる中空粒子３１となる。
Thus, TEIS30 reacts with the innumerable hydroxyl groups on the surface of the nano
したがって、上記実施の形態１乃至実施の形態５において用いられているシリカ殻からなるナノ中空粒子１の代わりに、本実施の形態６にかかるコーティングシリカ殻からなる中空粒子３１を用いることによって、合成樹脂中に混合する場合に分散性が向上するとともに合成樹脂とシリカ殻からなるナノ中空粒子１との強固な結合を得ることができる。
Therefore, by using the
このようにして、本実施の形態６にかかるコーティングシリカ殻からなる中空粒子３１を用いることによって、合成樹脂中に混合する場合に分散性が向上するとともに合成樹脂とシリカ殻からなるナノ中空粒子１との強固な結合が得られる、シリカ殻からなるナノ中空粒子１の断熱性及び透明性を利用したシリカ殻からなるナノ中空粒子１を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルムまたは断熱繊維となる。
Thus, by using the
本発明を実施するに際しては、シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料、断熱フィルム若しくは三層断熱フィルム、断熱繊維のその他の部分の構成、成分、形状、数量、材質、大きさ、製造方法等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。 In practicing the present invention, the heat insulating paint, heat insulating film or three-layer heat insulating film using nano hollow particles made of silica shell, the configuration, components, shape, quantity, material, size, and other parts of the heat insulating fiber are manufactured. The method and the like are not limited to the above embodiments.
１ シリカ殻からなるナノ中空粒子
２ 断熱塗料
３ 木目調印刷フィルム
５ 不燃パネル
１０，１５ 断熱フィルム
１４ ＰＥＴ
１９，２０ 断熱繊維
３０ イソシアネート系表面改質剤
３１ コーティングシリカ殻からなる中空粒子
DESCRIPTION OF
19, 20 Heat-insulating
Claims (10)
約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を塗料中に均一分散してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料。 A heat insulating paint using the heat insulating properties of hollow particles made of silica shell,
A heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shells, characterized in that hollow particles made of silica shells having an outer diameter ranging from about 10 nm to about 300 nm are uniformly dispersed in the paint.
約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明塗料中に均一分散してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱塗料。 A heat insulating paint utilizing the heat insulating property and transparency of hollow particles made of silica shell,
A heat insulating paint using nano hollow particles made of silica shell, wherein hollow particles made of silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are uniformly dispersed in a transparent paint.
透明合成樹脂フィルムの片面に金属または金属酸化物を蒸着し、前記透明合成樹脂フィルムの他方の面に請求項２に記載の断熱塗料を均一な厚さに塗布してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルム。 A heat insulation film utilizing the heat insulation and transparency of hollow particles made of silica shell,
A silica obtained by depositing a metal or a metal oxide on one side of a transparent synthetic resin film and coating the other surface of the transparent synthetic resin film with a heat insulating paint according to claim 2 to a uniform thickness. A heat insulating film using nano hollow particles made of shells.
約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成樹脂フィルム中に均一分散してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルム。 A heat insulating film utilizing the heat insulating property of hollow particles made of silica shell,
A heat insulating film using nano hollow particles made of silica shell, wherein hollow particles made of silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are uniformly dispersed in a synthetic resin film.
約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明合成樹脂フィルム中に均一分散してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルム。 A heat insulation film utilizing the heat insulation and transparency of hollow particles made of silica shell,
A heat insulating film using nano hollow particles composed of silica shells, wherein hollow particles composed of silica shells having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are uniformly dispersed in a transparent synthetic resin film.
前記シリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱フィルムと、ＵＶ（紫外線）カットフィルムと、ＩＲ（赤外線）カットフィルムとを積層したことを特徴とする三層断熱フィルム。 A three-layer heat insulating film using a heat insulating film using nano hollow particles made of silica shells according to any one of claims 3 to 5,
A three-layer heat insulating film comprising a heat insulating film using nano hollow particles made of the silica shell, a UV (ultraviolet) cut film, and an IR (infrared) cut film.
約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維。 A heat insulating fiber utilizing the heat insulating properties of hollow particles made of silica shell,
Heat-insulating fiber using nano hollow particles made of silica shell, characterized in that hollow particles made of silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are spun after uniformly dispersed in a synthetic fiber raw material .
約１０ｎｍから約３００ｎｍまでの範囲の外径を有するシリカ殻からなる中空粒子を透明合成繊維原料中に均一分散した後に紡糸してなることを特徴とするシリカ殻からなるナノ中空粒子を用いた断熱繊維。 A heat-insulating fiber utilizing the heat insulation and transparency of hollow particles made of silica shell,
Heat insulation using nano hollow particles made of silica shell, characterized in that hollow particles made of silica shell having an outer diameter in the range of about 10 nm to about 300 nm are spun after being uniformly dispersed in a transparent synthetic fiber raw material fiber.
10. The hollow particle comprising a coated silica shell obtained by adding an isocyanate-based surface modifier to the surface of the hollow particle comprising the silica shell is used according to claim 1. A heat insulating paint, heat insulating film, three-layer heat insulating film or heat insulating fiber using nano hollow particles made of silica shell.
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