JP2013194442A - Heat-shielding building material and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遮熱建材及びその製造方法に関し、特にガラス戸、網戸などに好適な遮熱建材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a heat insulating building material and a manufacturing method thereof, and particularly relates to a heat insulating building material suitable for a glass door, a screen door, and the like and a manufacturing method thereof.
一般に、赤外線カットの機能を有する樹脂フィルムを、ガラス戸のガラス面に付着させ、あるいはガラス内に封じ込めることで、太陽光の熱を内部に伝え難くする技術が知られている。しかし、この技術では、樹脂フィルムにより赤外線反射特性を高めることはできるものの、樹脂フィルムにこもった熱により樹脂フィルムとガラスの熱膨張差に起因してガラスが割れてしまうという問題があった。なお、上記した樹脂フィルムを用いる代わりに、多数の開口を有する格子状のシート材の片面等に断熱塗料を塗布してなる遮熱シートを、窓の外側に治具によりカーテン状に吊るすことで太陽光の熱を内部に伝え難くするようにした技術も知られている(例えば、下記特許文献1参照)。 In general, a technique for making it difficult to transmit the heat of sunlight to the inside by attaching a resin film having an infrared cut function to the glass surface of a glass door or enclosing it in the glass is known. However, with this technique, although the infrared reflection characteristics can be enhanced by the resin film, there is a problem that the glass is broken due to the difference in thermal expansion between the resin film and the glass due to the heat accumulated in the resin film. Instead of using the above-mentioned resin film, a thermal insulation sheet formed by applying a heat insulating paint to one side of a lattice-like sheet material having a large number of openings is hung in a curtain shape by a jig outside the window. A technique that makes it difficult to transmit the heat of sunlight to the inside is also known (see, for example, Patent Document 1 below).
上記特許文献1に記載された遮熱シートによれば、断熱塗料による熱反射機能を確保しつつ通気性を確保することができるが、あくまでも日よけが主な機能であり、それ以上の有用な効果を発揮するものではなかった。また、熱反射機能等を確保するために、1mm〜3mmの幅を有し、1mm四方〜5mm四方の複数の開口を有するという特別なシート材を用いる必要があり、誰もが簡易かつ安価に実施できるものではなかった。 According to the heat shield sheet described in Patent Document 1, air permeability can be ensured while ensuring a heat reflecting function by the heat insulating paint, but the sunshade is a main function to the last, and more useful than that. It was not effective. Moreover, in order to ensure a heat reflection function etc., it is necessary to use a special sheet material having a width of 1 mm to 3 mm and having a plurality of openings of 1 mm square to 5 mm square, and anyone can use it easily and inexpensively. It was not possible to implement.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱反射機能を確保しつつ飛散防止に優れた遮熱建材としてのガラス戸、または熱反射機能及び通気性をより簡易かつ安価に実施できる遮熱建材としての網戸、並びにそれらの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a glass door as a heat insulating building material excellent in scattering prevention while ensuring a heat reflection function, or a heat reflection function and air permeability. An object of the present invention is to provide a screen door as a heat-shielding building material that can be implemented simply and inexpensively, and a method for manufacturing the screen door.
上記課題を解決するために本発明に係る遮熱建材は、樹脂糸、木綿糸又は絹糸で編み込まれた網部材が、赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンを介してガラス戸のガラス面に貼付されることを特徴とする。この場合、ガラス戸は1枚のガラスを含み、網部材は、ガラスの内側、外側又は双方のガラス面に貼付されるように構成することができる。あるいは、ガラス戸は2枚のガラスを含み、網部材は、2枚のガラス間に挟み込まれた状態で貼付されるように構成することもできる。なお、「エマルジョン」は、水性エマルジョンの他、これに有機溶剤を加えたものを含む意である。 In order to solve the above-mentioned problems, a heat insulating building material according to the present invention is a glass door through an emulsion in which a mesh member knitted with resin yarn, cotton yarn or silk yarn has a function of at least infrared ray cut and ultraviolet ray cut. It is affixed on the glass surface of this. In this case, the glass door includes one piece of glass, and the net member can be configured to be attached to the inside, outside, or both glass surfaces of the glass. Alternatively, the glass door may include two glasses, and the net member may be configured to be stuck in a state of being sandwiched between the two glasses. The “emulsion” is intended to include an aqueous emulsion and an organic solvent added thereto.
そして、本発明に係る遮熱建材の製造方法は、赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンを、樹脂糸、木綿糸又は絹糸で編み込まれた網部材の個々の開口を塞ぐように塗布し、その網部材をエマルジョンを介してガラス戸のガラス面に貼付した後、該エマルジョンを固化させることを特徴とする。あるいは、本発明に係る遮熱建材の製造方法は、樹脂糸、木綿糸又は絹糸で編み込まれた網部材をガラス戸に接触させた状態で、その網部材の個々の開口を塞ぐように赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンを塗布し、網部材をエマルジョンを介してガラス戸のガラス面に貼付した状態としつつ該エマルジョンを固化させることを特徴とする。 And the manufacturing method of the heat insulation building material which concerns on this invention seems to block each opening of the net | network member knitted with the resin thread | yarn, cotton thread | yarn, or silk thread | yarn for the emulsion which has the function of at least infrared cutting of infrared rays cut and ultraviolet rays cut It is characterized in that the emulsion is solidified after being applied to the substrate and pasting the net member on the glass surface of the glass door via the emulsion. Alternatively, the manufacturing method of the heat shielding building material according to the present invention is an infrared cut so as to close each opening of the mesh member in a state where the mesh member woven with resin yarn, cotton yarn or silk yarn is in contact with the glass door. And the emulsion which has the function of at least infrared rays cut of ultraviolet rays is apply | coated, and this emulsion is solidified, making the state which stuck the net | network member on the glass surface of the glass door through the emulsion.
本発明に係る遮熱建材は、樹脂糸、木綿糸又は絹糸で編み込まれた網部材が、赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンを介してガラス戸のガラス面に貼付され、その貼付状態でエマルジョンが固化される。これにより、エマルジョンを用いることで少なくとも赤外線カットの機能を図りつつ、ガラスが割れた場合には網部材の貼付態様に応じて破片の飛散を効果的に防止することができる。また、網部材の各開口を塞ぐエマルジョン塗膜が、網部材をガラス戸のガラス面に貼付するための接着部として機能するため、別途接着剤を使用しなくても、網部材のガラス面に対する付着性を確保することができる。また、網部材としては、樹脂糸、木綿糸又は絹糸で編み込まれた通常のものを用いることができ、簡易かつ安価に製造することができる。 In the heat insulating building material according to the present invention, a net member knitted with resin yarn, cotton yarn or silk yarn is attached to the glass surface of the glass door via an emulsion having at least an infrared cut function of infrared cut and ultraviolet cut, The emulsion is solidified in the applied state. Thereby, when the glass is broken while at least the function of cutting infrared rays is achieved by using the emulsion, it is possible to effectively prevent the scattering of fragments according to the application mode of the net member. Moreover, since the emulsion coating film that closes each opening of the mesh member functions as an adhesive part for attaching the mesh member to the glass surface of the glass door, it can be applied to the glass surface of the mesh member without using an additional adhesive. Adhesion can be ensured. Moreover, as a net | network member, the normal thing knitted with the resin thread | yarn, the cotton thread | yarn, or the silk thread | yarn can be used, and it can manufacture simply and cheaply.
従来、赤外線カットの機能を有する樹脂フィルムを用いる代わりに、多数の開口を有する格子状のシート材の片面等に断熱塗料を塗布してなる遮熱シートを、窓の外側に治具によりカーテン状に吊るすことで太陽光の熱を内部に伝え難くするようにした技術では、熱反射機能等を確保するために、1mm〜3mmの幅を有し、1mm四方〜5mm四方の複数の開口を有するという特別なシート材を用いる必要があった。 Conventionally, instead of using a resin film having an infrared cut function, a heat insulating sheet obtained by applying a heat insulating paint to one side of a lattice-like sheet material having a large number of openings is formed in a curtain shape by a jig outside the window. In the technology that makes it difficult to transmit the heat of sunlight to the inside by suspending it on the surface, it has a width of 1 mm to 3 mm and a plurality of openings of 1 mm square to 5 mm square in order to ensure a heat reflection function and the like. It was necessary to use a special sheet material.
上記課題を解決するために本発明に係る遮熱建材は、赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンが、網戸を構成する網部材の個々の開口を塞がない状態で固化され、単位面積当たりの該網部材の開口率(網目のピッチ面積に対する開いた空間の面積)が、エマルジョンを塗布する前では0.60〜0.80に設定され、エマルジョンを塗布した後では0.40〜0.60に設定されることを特徴とする。なお、「エマルジョン」は、水性エマルジョンの他、これに有機溶剤を加えたものを含む意である。 In order to solve the above-described problems, the thermal insulation building material according to the present invention is solidified in a state where an emulsion having at least an infrared cut function of infrared cut and ultraviolet cut does not block individual openings of the mesh members constituting the screen door. The opening ratio of the mesh member per unit area (the area of the open space with respect to the pitch area of the mesh) is set to 0.60 to 0.80 before the emulsion is applied, and is 0. 0 after the emulsion is applied. It is set to 40-0.60, It is characterized by the above-mentioned. The “emulsion” is intended to include an aqueous emulsion and an organic solvent added thereto.
そして、本発明に係る遮熱建材の製造方法は、赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンを、樹脂糸で編み込まれた網部材に塗布した後、該網部材に向けて送風することにより、その網部材の個々の開口のコーナ部にて塗膜の一部を残した後、エマルジョンを固化させることを特徴とする。 And the manufacturing method of the heat insulation building material which concerns on this invention applies the emulsion which has the function of at least infrared rays cut of infrared rays cut and ultraviolet rays cut to the mesh member knitted with the resin yarn, Then, it blows toward this mesh member Thus, after leaving a part of the coating film at the corners of the individual openings of the mesh member, the emulsion is solidified.
本発明に係る遮熱建材では、赤外線カット及び紫外線カットの少なくとも赤外線カットの機能を有するエマルジョンが、網戸を構成する網部材の個々の開口を塞がない状態で固化され、単位面積当たりの該網部材の開口率が、エマルジョンを塗布する前では0.60〜0.80に設定され、エマルジョンを塗布した後では0.40〜0.60に設定される。これにより、市販されている網戸の網を網部材として有効利用することができ、熱反射機能及び通気性を確保する網戸を簡易かつ安価に製造することができる。 In the heat shielding building material according to the present invention, the emulsion having the function of at least infrared cut of infrared cut and ultraviolet cut is solidified in a state in which each opening of the mesh member constituting the screen door is not blocked, and the mesh per unit area The aperture ratio of the member is set to 0.60 to 0.80 before applying the emulsion, and is set to 0.40 to 0.60 after applying the emulsion. Thereby, the net of the screen door marketed can be used effectively as a net member, and the screen door which ensures a heat reflection function and air permeability can be manufactured simply and inexpensively.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明に係る遮熱建材としてのガラス戸10は、ユーザがはけ41やローラブラシ等を用いて各家庭で製造することができる。すなわち、図1に示されるように、赤外線カット及び紫外線カットの双方の機能を有する水性エマルジョン30を網部材20の個々の開口20aを塞ぐように塗布し、その網部材20を水性エマルジョン30を介してガラス戸10を構成するガラス11のガラス面11a(内側、外側又は双方)に貼付した後、水性エマルジョン30を固化させてガラス戸10を製造することができる。
The
あるいは、図2に示されるように、網部材20をガラス戸10を構成するガラス11のガラス面11a(内側、外側又は双方)に接触させた状態で、赤外線カット及び紫外線カットの双方の機能を有する水性エマルジョン30を網部材20の個々の開口20aを塞ぐように塗布し、網部材20を水性エマルジョン30を介してガラス面11aに貼付した状態としつつ水性エマルジョン30を固化させてガラス戸10を製造することもできる。
Alternatively, as shown in FIG. 2, the functions of both the infrared ray cut and the ultraviolet ray cut are performed in a state where the
このように水性エマルジョン30を網部材20の個々の開口20a(網目)を塞ぐように塗布した場合には、各開口20aを塞ぐ水性エマルジョン30の塗膜30a(図3、図4参照)が、網部材20をガラス戸10のガラス面11aに貼付するための接着部として機能する。
Thus, when apply | coating the
このため、網部材20を用いずに水性エマルジョン30のみをガラス戸10のガラス面11aに塗布した場合には、水性エマルジョン30がガラス面11aに沿って垂れ、あるいは斑となって目立ち易くなるが、網部材20に水性エマルジョン30を塗布することでガラス面11aに沿った垂れが防止され、また斑となることも防止される。その結果、水性エマルジョン30を用いることで赤外線カット及び紫外線カットの双方の機能を図りつつ、ガラス11が割れた場合には網部材20によって破片の飛散を防止することができる。
For this reason, when only the
網部材20としては、図3に示されるような樹脂糸で編み込まれた網戸用の網21を使用することができる。網21は、例えばポリプロピレン(PP)やポリエステル(PET)などで形成され、線径が0.14mm〜0.5mm、開き目(ネット口径)が0.5mm〜5mmの範囲にあるものを適宜使用することができる。
As the
また、網21に代えて、図4に示されるような木綿糸又は絹糸で編み込まれたレース22などを好適に使用することもできる。網21では樹脂糸が交互に浮くように編まれているのに対し、レース22では木綿糸又は絹糸が組み込みにより編まれている。このため、レース22の開口22aを塞ぐ水性エマルジョン30の塗膜30aの方が、網21の開口21aを塞ぐ水性エマルジョン30の塗膜30aよりもガラス面11aとの密着性が高くなって、水性エマルジョン30による接着性をより向上させることができる。また、通常、レース22は網21よりも切れ難いため、レース22を用いた場合は網21を用いた場合に比して侵入者の防止効果がより一層高くなる。
Moreover, it can replace with the net |
本発明に係る遮熱建材としてのガラス戸10は、ユーザが各家庭で製造する以外にも、工場生産できるものである。この場合、スプレー42による水性エマルジョン30のスプレー塗り(図5(A)参照)、コーティングロール43及びドクターロール44により水性エマルジョン30の均一液膜を生成するロールコーター(図5(B)参照)、ヘッド45のスリットから水性エマルジョン30を押し流し、その液膜カーテンを生成するカーテンフローコーター(図6(A)参照)、塗料槽46内の水性エマルジョン30への浸漬(図6(B)参照)などの各種塗装方法により、網21やレース22などの網部材20に水性エマルジョン30を塗布した後、その網部材20を水性エマルジョン30を介してガラス戸10を構成するガラス11のガラス面11a(内側、外側又は双方)に貼付した後、水性エマルジョン30を固化させてガラス戸10を製造することができる。
The
また、工場生産する場合には、図1に示したような、1枚のガラス11を含み、網部材20が1枚のガラス11のガラス面11a(内側、外側又は双方)に貼付されるタイプのガラス戸10に限らず、例えば図7に示されるように、2枚のガラス11を含み、網部材20がそれらガラス11間に挟み込まれた状態で貼付されるタイプのガラス戸10’に適用することができる。このガラス戸10’によれば、水性エマルジョン30を用いることで赤外線カット及び紫外線カットの双方の機能を図りつつ、ガラス11が割れた場合には網部材20によって破片の飛散を防止することができ、さらに2重ガラスによる断熱、遮音効果を得ることができる。
In addition, in the case of factory production, as shown in FIG. 1, the type includes a
ここで、本実施例1で使用する水性エマルジョン30について説明する。水性エマルジョン30は、乳化剤を含む水性塗料の素材液である1次水性混合液(市販のアクリルエマルジョン(例えば、日本エヌエスシー株式会社製の品番「AD157」))に、顔料として赤外線カット機能を有するインジウムスズ酸化物粉末からなる顔料微粒子(以下、単にITOという)と、紫外線カット機能を有する酸化亜鉛粉末からなる顔料微粒子(以下、単位ZnOという)とを含有した顔料含有1次水性混合液L1を元とする。
Here, the
図8に示されるように、顔料含有1次水性混合液L1に対して低圧攪拌工程Aを実施することにより、その低圧攪拌で得られる顔料含有2次水性混合液L2の全体として、酸素等の不純物が除去されるとともに、樹脂微粒子の凝集塊のみならず、ITO及びZnOの凝集塊も膨潤により凝集力の弱くなった粒子態様を呈するようになる。 As shown in FIG. 8, by performing the low pressure stirring step A on the pigment-containing primary aqueous mixture L1, the pigment-containing secondary aqueous mixture L2 obtained by the low-pressure stirring as a whole has oxygen and the like. As impurities are removed, not only agglomerates of resin fine particles but also agglomerates of ITO and ZnO take a form of particles whose cohesive force is weakened by swelling.
具体的に、低圧攪拌工程Aでは、まず真空タンク11内を真空ポンプ12によって排気し、顔料含有1次水性混合液L1が蒸発によっても残存する状態を保持する、大気圧より低圧となるまで減圧する(真空タンク11内の温度が、4〜20℃である場合に対応して、真空タンク11内の圧力を6〜18Torr(トール)の範囲に設定)。
Specifically, in the low-pressure stirring step A, first, the
このとき、真空タンク11内では、減圧に伴って液面が一旦上昇するとともに、顔料含有1次水性混合液L1に溶け込んでいた空気(酸素)が膨張し泡となって顔料含有1次水性混合液L1から除去される(真空脱気・真空脱泡)。この状態で、真空タンク11内をなおも排気し続けると、液面が初期位置に向けて下降し、初期位置に戻ると僅かな間静止状態となり、その後、顔料含有1次水性混合液L1が急激に沸騰を開始する。本実施例1では、例えば作業者が真空タンク11に設けられた目盛りを目安として液面の位置をチェックし、液面の上昇により目盛りが見えなくなってから、液面の下降により目盛りが再び見えるようになったとき、すなわち、顔料含有1次水性混合液L1が沸騰を開始する直前、あるいは遅くとも顔料含有1次水性混合液L1が沸騰を開始した直後には、真空ポンプ12の駆動を停止するようにしている。
At this time, in the
上記のような低圧状態下では、大気圧下に比べて樹脂微粒子間に作用する凝集力が弱くなる。このため、樹脂微粒子間に水が浸入し、凝集塊自体が膨潤(膨張)する。このとき、凝集塊を構成する個々の樹脂微粒子の表面が界面活性剤で覆われるようになり、顔料含有1次水性混合液L1に溶け込んでいた空気に加えて、余剰の界面活性剤等の添加剤や不純物がガスとなって顔料含有1次水性混合液L1から除去される。 Under the low pressure state as described above, the cohesive force acting between the resin fine particles is weaker than that under atmospheric pressure. For this reason, water permeates between the resin fine particles, and the aggregate itself swells (expands). At this time, the surface of each resin fine particle constituting the agglomerate is covered with the surfactant, and in addition to the air dissolved in the pigment-containing primary aqueous mixed liquid L1, addition of excess surfactant, etc. Agents and impurities are converted to gas and removed from the pigment-containing primary aqueous mixture L1.
そして、この低圧状態下で、図示を省略する攪拌ブレードの中心軸線周りの回転によって顔料含有1次水性混合液L1を攪拌することにより、凝集塊が小さな凝集塊となるようにばらけたり、樹脂微粒子の単体となるようにばらける(凝集塊の第一次分散(分離)化)。低圧攪拌により顔料含有1次水性混合液L1から得られた顔料含有2次水性混合液L2を分岐液配管T2を通して各シリンダ31の加圧室31内へ移送する。
Under this low pressure state, the pigment-containing primary aqueous mixed liquid L1 is stirred by rotation around the central axis of a stirring blade (not shown), so that the agglomerates are dispersed into small agglomerates or resin Disperse so as to be a single particle (primary dispersion (separation) of agglomerates). The pigment-containing secondary aqueous mixture L2 obtained from the pigment-containing primary aqueous mixture L1 by low-pressure stirring is transferred into the pressurizing
次に、顔料含有2次水性混合液L2に対して高速度付与工程Bを実施する。高速度付与工程高速度付与工程Bでは、各ピストン34の押圧作動によって各加圧室31内の顔料含有2次水性混合液L2を加圧する。具体的には、顔料含有2次水性混合液L2を100〜250Mpa(メガパスカル)の圧力範囲内で加圧する。各加圧室31が設定圧に達すると、開閉弁35が開き、噴射通路33aを流れる顔料含有2次水性混合液L2に、低圧攪拌に伴う顔料含有1次水性混合液L1の運動速度より大きな速度が付与されるようになる。
Next, the high-speed provision process B is implemented with respect to the pigment containing secondary aqueous liquid mixture L2. High Speed Application Process In the high speed application process B, the pigment-containing secondary aqueous liquid mixture L2 in each pressurizing
そして、衝突処理工程Cでは、衝突室32内にて顔料含有2次水性混合液L2同士を相互に衝突させるとともに、ITO及びZnO同士をも相互に衝突させる。高速度付与工程B及び衝突処理工程Cを実施することにより、膨潤により凝集力の弱くなった樹脂微粒子の凝集塊が分散に必要なエネルギーを得て、個々の樹脂微粒子に分散するようになる(凝集塊の第二次分散(分離)化))。収容工程Dでは、衝突処理工程Cにより顔料含有2次水性混合液L2から得られた顔料含有3次水性混合液L3が排出液配管T3を通して収容容器40内に収容される。
In the collision treatment step C, the pigment-containing secondary aqueous mixed liquid L2 collides with each other in the
上記低圧攪拌工程A、高速度付与工程B、衝突処理工程C及び収容工程Dを実施することにより、平均粒子径が約60nm(50nm〜90nmの範囲に分布)の樹脂微粒子、平均粒子径が30nm(20nm〜50nmの範囲に分布)のITO及びZnOが混合・分散した顔料含有3次水性混合液L3(=水性エマルジョン30)が得られる。顔料含有3次水性混合液L3においては、微細化した樹脂微粒子の表面がITO及びZnOの顔料微粒子で覆われるようになる。 By carrying out the low-pressure stirring step A, the high-speed applying step B, the collision treatment step C, and the containing step D, resin fine particles having an average particle size of about 60 nm (distributed in the range of 50 nm to 90 nm) and an average particle size of 30 nm A pigment-containing tertiary aqueous mixture L3 (= aqueous emulsion 30) in which ITO and ZnO (distributed in a range of 20 nm to 50 nm) are mixed and dispersed is obtained. In the pigment-containing tertiary aqueous mixed liquid L3, the surface of the fine resin particles is covered with ITO and ZnO pigment particles.
図9は、組成成分の異なるエマルジョンをガラスに塗布した各ガラス試験片の分光測定結果(光の波長に対応した透過率の測定結果)を示す。この場合、所定濃度のITOを含むITO分散液50gを含有した水性エマルジョン100gを、上記各工程A〜Dを実施することにより、粘度15〜30cpsの水性混合液へと調整し、その塗料を5〜10μmの厚さでガラスに塗布したガラス試験片をFとし、所定濃度のZnOを含むZnO分散液50gを含有した水性エマルジョン100gを、上記各工程A〜Dを実施することにより、粘度15〜30cpsの水性混合液へと調整し、その塗料を5〜10μmの厚さでガラスに塗布したガラス試験片をGとした。 FIG. 9 shows spectroscopic measurement results (measurement results of transmittance corresponding to the wavelength of light) of glass test pieces obtained by applying emulsions having different composition components to glass. In this case, 100 g of an aqueous emulsion containing 50 g of an ITO dispersion containing ITO having a predetermined concentration is adjusted to an aqueous mixed solution having a viscosity of 15 to 30 cps by carrying out the above steps A to D, and the coating composition is 5 A glass test piece applied to glass with a thickness of 10 μm is designated as F, and 100 g of an aqueous emulsion containing 50 g of a ZnO dispersion containing ZnO at a predetermined concentration is subjected to the above steps A to D to obtain a viscosity of 15 to The glass test piece was adjusted to 30 cps aqueous mixture and the paint was applied to glass with a thickness of 5 to 10 μm as G.
一方、所定濃度のITOを含むITO分散液30gを含有した水性エマルジョン100gに、IPA(イソプロピルアルコール)20gと水70gを混合することにより、粘度15〜30cpsの混合液へと調整し、その塗料を5〜10μmの厚さでガラスに塗布したガラス試験片をA〜Cとし、さらに所定濃度のZnOを含むZnO分散液30gを含有した水性エマルジョン100gに、IPA(イソプロピルアルコール)20gと水50gを混合することにより、粘度15〜30cpsの混合液へと調整し、その塗料を5〜10μmの厚さでガラスに塗布したガラス試験片をDとし、塗料を一切塗らないガラス試験片をEとした。なお、ガラス試験片A〜D,F,Gにおいて、塗料の塗布量はいずれも0.25g(24g/m2)であった。また、紫外線透過率の計算については、JISによる300nm−380nmを採用した。 On the other hand, 100 g of an aqueous emulsion containing 30 g of ITO dispersion containing ITO of a predetermined concentration is mixed with 20 g of IPA (isopropyl alcohol) and 70 g of water to adjust the viscosity to 15 to 30 cps, and the paint Glass test pieces applied to glass with a thickness of 5 to 10 μm are designated as A to C. Further, 100 g of an aqueous emulsion containing 30 g of a ZnO dispersion containing ZnO at a predetermined concentration is mixed with 20 g of IPA (isopropyl alcohol) and 50 g of water. Thus, the mixture was adjusted to a mixed solution having a viscosity of 15 to 30 cps, and a glass test piece in which the paint was applied to glass with a thickness of 5 to 10 μm was designated as D, and a glass test piece without any paint was designated as E. In the glass test pieces A to D, F, and G, the coating amount of the paint was 0.25 g (24 g / m 2 ). Moreover, 300 nm-380 nm by JIS was employ | adopted about calculation of the ultraviolet-ray transmittance.
図9から、ガラス試験片Fは赤外線カットに優れ、ガラス試験片Gは紫外線カットに優れることが分かる。本実施例1の水性エマルジョン30は、ガラス試験片Fとガラス試験片Gの各成分を統合した組成に相当するものであり、本実施例1が赤外線カット及び紫外線カットのいずれにも優れた特性を発揮することが推定される。また、固化後の乾燥皮膜(塗膜)は、ガラス試験片A〜Dのものがゆず肌状であるのに対し、ガラス試験片F,Gのものは平滑であった。この場合、ガラス試験片F,Gのものは、ガラス試験片A〜Dのものに比べて臭気がほとんどないことが確認された。
From FIG. 9, it can be seen that the glass test piece F is excellent in infrared cut and the glass test piece G is excellent in ultraviolet cut. The
(変形例)
上記実施例1では、網部材20として、通常網戸に使用される網21を採用したが、これに代えて、例えば図10(A)に示されるように、水性エマルジョン30と同様の成分を有する水性エマルジョン31を予め樹脂糸に練り込んだ網121を使用してもよい。これによれば、水性エマルジョン30,31により赤外線カット及び紫外線カットの機能が重畳されて発揮されるようになる。
(Modification)
In Example 1 described above, the
また、網121を使用する場合は、水性エマルジョン30に代えて、例えば図10(B)に示されるように、接着剤50を介してガラス11のガラス面11aに貼付するようにしてもよい。これによっても、赤外線カット及び紫外線カットの両機能を確保することが可能である。
Moreover, when using the net |
上記実施例1では、網部材20としての網21又はレース22を水性エマルジョン30を介してガラス11の内側、外側又は双方のガラス面11aに貼付するか、あるいは2枚のガラス11間に挟み込んだ状態で貼付するようにしたが、例えば図11に示されるように、網21を本来の用途である網戸110に使用してもよい。
In the first embodiment, the net 21 or the
この網戸110についても、上記実施例1のガラス戸10の場合と同様、ユーザがはけ41やローラブラシ等を用いて各家庭で製造することができる。具体的には、赤外線カット及び紫外線カットの双方の機能を有する水性エマルジョン30を網21に塗布する。網21の片側だけに塗ってもよいし、両側に塗ってもよい。
As with the case of the
あるいは、スプレー42による水性エマルジョン30のスプレー塗り(図5(A)参照)、コーティングロール43及びドクターロール44により水性エマルジョン30の均一液膜を生成するロールコーター(図5(B)参照)、ヘッド45のスリットから水性エマルジョン30を押し流し、その液膜カーテンを生成するカーテンフローコーター(図6(A)参照)、塗料槽46内の水性エマルジョン30への浸漬(図6(B)参照)などの各種塗装方法により、工場で生産することもできる。
Alternatively, spray coating of the
ただし、図13に示されるように、網戸110の製造工程では塗装工程後に送風工程が設けられている点で、送風工程が設けられていないガラス戸10の製造工程とは異なる。また、ガラス戸10では塗装作業性を考慮に入れるとともに、塗膜ができる限り薄くなるように水性エマルジョン30の粘度を15〜30cpsの範囲に設定したが、この実施例2では、図12に示されるように、水性エマルジョン30を網21の上部21bのみならず各開口21aのコーナ部21cにからませるために、エマルジョンの粘度が150〜1200cpsの範囲に設定されている点で、網21を含むガラス戸10の場合とは異なる。エマルジョンの粘度が150よりも小さくなると、水性エマルジョン30を網目の各コーナ部21cにからませ難くなる。一方、エマルジョンの粘度を1200よりも大きくするためには、添加剤の添加が必要となる。エマルジョンの粘度は、送風工程におけるエア圧に応じて異なる値に変更することができる。具体的には、エア圧が約0.1〜0.3MPaである場合には、エマルジョンの粘度を150〜300cpsの低い粘度範囲に設定しても、水性エマルジョン30を各開口21aのコーナ部21cにからませて塗膜30aの一部を残すことができる。一方、エア圧が約0.5〜0.7MPaである場合には、エマルジョンの粘度を600〜1200cpsの高い粘度範囲に設定しなければ、水性エマルジョン30を各開口21aのコーナ部21cにからませ難くなって塗膜30aの一部を残すことができなくなる。
However, as shown in FIG. 13, the manufacturing process of the
ここで、本実施例2で使用する水性エマルジョン30について説明する。水性エマルジョン30は、乳化剤を含む水性塗料の素材液である1次水性混合液(市販のアクリルエマルジョン(例えば、日本エヌエスシー株式会社製の品番「AD157」))に、顔料として赤外線カット機能を有するインジウムスズ酸化物粉末からなる顔料微粒子(以下、単にITOという)と、紫外線カット機能を有する酸化亜鉛粉末からなる顔料微粒子(以下、単位ZnOという)とを含有した顔料含有1次水性混合液L1を元とする。
Here, the
顔料含有1次水性混合液L1に対して低圧攪拌工程Aを実施することにより、その低圧攪拌で得られる顔料含有2次水性混合液L2の全体として、酸素等の不純物が除去されるとともに、樹脂微粒子の凝集塊のみならず、ITO及びZnOの凝集塊も膨潤により凝集力の弱くなった粒子態様を呈するようになる(図8参照)。 By performing the low-pressure stirring step A on the pigment-containing primary aqueous mixture L1, impurities such as oxygen are removed as a whole of the pigment-containing secondary aqueous mixture L2 obtained by the low-pressure stirring, and the resin Not only the agglomerates of fine particles but also the agglomerates of ITO and ZnO take a form of particles whose cohesive force is weakened by swelling (see FIG. 8).
具体的に、低圧攪拌工程Aでは、まず真空タンク11内を真空ポンプ12によって排気し、顔料含有1次水性混合液L1が蒸発によっても残存する状態を保持する、大気圧より低圧となるまで減圧する(真空タンク11内の温度が、4〜20℃である場合に対応して、真空タンク11内の圧力を6〜18Torr(トール)の範囲に設定)。
Specifically, in the low-pressure stirring step A, first, the
このとき、真空タンク11内では、減圧に伴って液面が一旦上昇するとともに、顔料含有1次水性混合液L1に溶け込んでいた空気(酸素)が膨張し泡となって顔料含有1次水性混合液L1から除去される(真空脱気・真空脱泡)。この状態で、真空タンク11内をなおも排気し続けると、液面が初期位置に向けて下降し、初期位置に戻ると僅かな間静止状態となり、その後、顔料含有1次水性混合液L1が急激に沸騰を開始する。本実施例1では、例えば作業者が真空タンク11に設けられた目盛りを目安として液面の位置をチェックし、液面の上昇により目盛りが見えなくなってから、液面の下降により目盛りが再び見えるようになったとき、すなわち、顔料含有1次水性混合液L1が沸騰を開始する直前、あるいは遅くとも顔料含有1次水性混合液L1が沸騰を開始した直後には、真空ポンプ12の駆動を停止するようにしている。
At this time, in the
上記のような低圧状態下では、大気圧下に比べて樹脂微粒子間に作用する凝集力が弱くなる。このため、樹脂微粒子間に水が浸入し、凝集塊自体が膨潤(膨張)する。このとき、凝集塊を構成する個々の樹脂微粒子の表面が界面活性剤で覆われるようになり、顔料含有1次水性混合液L1に溶け込んでいた空気に加えて、余剰の界面活性剤等の添加剤や不純物がガスとなって顔料含有1次水性混合液L1から除去される。 Under the low pressure state as described above, the cohesive force acting between the resin fine particles is weaker than that under atmospheric pressure. For this reason, water permeates between the resin fine particles, and the aggregate itself swells (expands). At this time, the surface of each resin fine particle constituting the agglomerate is covered with the surfactant, and in addition to the air dissolved in the pigment-containing primary aqueous mixed liquid L1, addition of excess surfactant, etc. Agents and impurities are converted to gas and removed from the pigment-containing primary aqueous mixture L1.
そして、この低圧状態下で、図示を省略する攪拌ブレードの中心軸線周りの回転によって顔料含有1次水性混合液L1を攪拌することにより、凝集塊が小さな凝集塊となるようにばらけたり、樹脂微粒子の単体となるようにばらける(凝集塊の第一次分散(分離)化)。低圧攪拌により顔料含有1次水性混合液L1から得られた顔料含有2次水性混合液L2を分岐液配管T2を通して各シリンダ31の加圧室31内へ移送する。
Under this low pressure state, the pigment-containing primary aqueous mixed liquid L1 is stirred by rotation around the central axis of a stirring blade (not shown), so that the agglomerates are dispersed into small agglomerates or resin Disperse so as to be a single particle (primary dispersion (separation) of agglomerates). The pigment-containing secondary aqueous mixture L2 obtained from the pigment-containing primary aqueous mixture L1 by low-pressure stirring is transferred into the pressurizing
次に、顔料含有2次水性混合液L2に対して高速度付与工程Bを実施する。高速度付与工程高速度付与工程Bでは、各ピストン34の押圧作動によって各加圧室31内の顔料含有2次水性混合液L2を加圧する。具体的には、顔料含有2次水性混合液L2を100〜250Mpa(メガパスカル)の圧力範囲内で加圧する。各加圧室31が設定圧に達すると、開閉弁35が開き、噴射通路33aを流れる顔料含有2次水性混合液L2に、低圧攪拌に伴う顔料含有1次水性混合液L1の運動速度より大きな速度が付与されるようになる。
Next, the high-speed provision process B is implemented with respect to the pigment containing secondary aqueous liquid mixture L2. High Speed Application Process In the high speed application process B, the pigment-containing secondary aqueous liquid mixture L2 in each pressurizing
そして、衝突処理工程Cでは、衝突室32内にて顔料含有2次水性混合液L2同士を相互に衝突させるとともに、ITO及びZnO同士をも相互に衝突させる。高速度付与工程B及び衝突処理工程Cを実施することにより、膨潤により凝集力の弱くなった樹脂微粒子の凝集塊が分散に必要なエネルギーを得て、個々の樹脂微粒子に分散するようになる(凝集塊の第二次分散(分離)化))。収容工程Dでは、衝突処理工程Cにより顔料含有2次水性混合液L2から得られた顔料含有3次水性混合液L3が排出液配管T3を通して収容容器40内に収容される。
In the collision treatment step C, the pigment-containing secondary aqueous mixed liquid L2 collides with each other in the
上記低圧攪拌工程A、高速度付与工程B、衝突処理工程C及び収容工程Dを実施することにより、平均粒子径が約60nm(50nm〜90nmの範囲に分布)の樹脂微粒子、平均粒子径が30nm(20nm〜50nmの範囲に分布)のITO及びZnOが混合・分散した顔料含有3次水性混合液L3(=水性エマルジョン30)が得られる。顔料含有3次水性混合液L3においては、微細化した樹脂微粒子の表面がITO及びZnOの顔料微粒子で覆われるようになる。 By carrying out the low-pressure stirring step A, the high-speed applying step B, the collision treatment step C, and the containing step D, resin fine particles having an average particle size of about 60 nm (distributed in the range of 50 nm to 90 nm) and an average particle size of 30 nm A pigment-containing tertiary aqueous mixture L3 (= aqueous emulsion 30) in which ITO and ZnO (distributed in a range of 20 nm to 50 nm) are mixed and dispersed is obtained. In the pigment-containing tertiary aqueous mixed liquid L3, the surface of the fine resin particles is covered with ITO and ZnO pigment particles.
図12(A)に示されるように、網21の各開口21aのコーナ部21cには、水性エマルジョン30の塗膜30aの一部が残される。ここで、塗膜30aが残されていない開口部を円形と仮定したとき、その直径をφ(mm)とし、網21の開き目(ネット口径)をW(mm)とし、網21の線径をD(mm)とすると、網21のピッチP(mm)は、次式(1)で示される。
P=W+D …式(1)
水性エマルジョン30を塗布する前において単位面積当たりの開口率O1は、次式(2)で示される。
O1=W2/(W+D)2 …式(2)
一方、水性エマルジョン30を塗布した後において単位面積当たりの開口率O2は、次式(3)で示される。
O2=πφ2/4(W+D)2 …式(3)
As shown in FIG. 12A, a part of the
P = W + D (1)
Before the
O1 = W 2 / (W + D) 2 ... formula (2)
On the other hand, after the
O2 = πφ 2/4 (W + D) 2 ... formula (3)
ここで、上記実施例1のガラス戸10では、網21の線径が0.14mm〜0.5mm、開き目(ネット口径)が0.5mm〜5mmの範囲にあるものを適宜使用できるとしたが、実施例2のように網21を網戸110として使用する場合には、特に防虫効果を考慮に入れて、網21の線径D(mm)を0.13mm〜0.3mm、開き目W(mm)を0.6mm〜1.5mmとすることが望ましい(16〜30メッシュ相当)。
Here, in the
この実施例2では、0.60<開口率O1<0.80に設定され、0.40<開口率O2<0.60に設定されている。開口率O2が0.40よりも小さくなると、風通しが悪くなる。一方、開口率O2が0.60よりも大きくなると、図12(B)に示されるように、入射角θが同じ場合でも、図中の実線で示す網21の開口21aを透過する光の量が、図中の破線で示す赤外線カット及び紫外線カットの量に比べて大きくなるため、赤外線カット及び紫外線カットの機能が制限される。好ましくは、0.45<開口率O2<0.50である。例えば、φ(mm)=W(mm)=1、D(mm)=0.3とした場合、開口率O2は0.46(=π×12/(4×1.32))となる。
In Example 2, 0.60 <opening ratio O1 <0.80 is set, and 0.40 <opening ratio O2 <0.60 is set. When the aperture ratio O2 is smaller than 0.40, the ventilation becomes worse. On the other hand, when the aperture ratio O2 is larger than 0.60, as shown in FIG. 12B, even when the incident angle θ is the same, the amount of light transmitted through the
上記実施例2の網戸110は、図14(B)に示されるように、ガラス戸100(通常のもの)をその幅方向にスライド移動可能なサッシ120の外側端部に設けられた網戸用レール121にスライド移動可能に嵌め込まれる。2枚のガラス戸100に対して1枚の網戸110を使用するのが一般的であるが、例えば図14(A)中の実線で示されるように、各ガラス戸100に対応させて網戸110を設けることにより、赤外線カット及び紫外線カットの両機能を向上させることができる。
As shown in FIG. 14B, the
また、ガラス戸100の外側に網戸110を設けることに加えて又は代えて、図中の破線で示されるように、サッシ120の内側端部に設けられた網戸用レール122等に網戸110を配設するようにしてもよい。ガラス戸100の内外に網戸110を設けることにより、通風を確保しつつ、赤外線カット及び紫外線カットの両機能をより高めることができる。
In addition to or instead of providing the
(変形例)
上記実施例2では、網部材20としての網21を網戸110として使用したが、これに限らず、例えば図15(A)に示されるように、網部材20としての網21又はレース22を、上端にてカーテンレールで支持した横引きカーテン23として使用することができる。また、例えば図15(B)に示されるように、網21又はレース22をロール状にして上端を固定し下に引き出すロールカーテン24として使用することができる。
(Modification)
In the said Example 2, although the net |
さらに、例えば図16に示されるように、網21又はレース22を横長帯状の多数の枠26aに張り、各網張枠26を上下に多数つなげることにより形成したブラインド25として使用することもできる。
Furthermore, for example, as shown in FIG. 16, the net 21 or the
これらの変形例によっても、網21を網戸110として使用した場合と同様、通気性を確保しつつ、赤外線カット及び紫外線カットの両機能を向上させることができる。
According to these modified examples, as in the case where the net 21 is used as the
なお、上記実施例1、2で使用した水性エマルジョン30は、有機溶剤を一切添加しないものであったが、有機溶剤を添加したエマルジョン、あるいは水性エマルジョン30に代えて、溶剤型塗料を用いて実施することも可能である。
Although the
また、上記実施例1、2では、顔料微粒子として赤外線カットの機能を有するITOと、紫外線カットの機能を有するZnOとをそれぞれ添加した水性エマルジョン30を使用したが、ITOに加えて又は代えて、例えばATO(アンチモンスズ酸化物)等を使用してもよく、ZnOに加えて又は代えて、例えばTiO2等を使用してもよい。
Further, in Examples 1 and 2 above, the
また、上記実施例1、2等において、紫外線カットの機能を有する顔料微粒子は省略することができる。 In Examples 1 and 2 above, pigment fine particles having a function of cutting off ultraviolet rays can be omitted.
10,10’ ガラス戸(遮熱建材)
11 ガラス
11a ガラス面
20 網部材
20a 開口
21,121 網
21a 開口
21c コーナ部
22 レース
22a 開口
23 横引きカーテン
24 ロールカーテン
25 ブラインド
30,31 水性エマルジョン
30a 塗膜
50 接着剤
110 網戸(遮熱建材)
10, 10 'glass door (heat insulation building material)
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