JP2015034460A - Snow-melting coating structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、融雪塗料を利用した融雪塗装構造に関する。 The present invention relates to a snow melting coating structure using a snow melting paint.
従来より、積雪地域において、屋根に積もった雪の融雪を目的として様々な屋根材が提案されている。具体的には、例えば、特許文献１には、アルミニウムまたは合金からなる屋根材であって、その上側表面に伝熱面積を増大させるための凹凸面が形成され、かつ、その下側表面にセラミックス溶射層または黒色系塗料の被膜層を有する融雪用屋根材が記載されている。 Conventionally, various roof materials have been proposed for the purpose of melting snow on the roof in snowy areas. Specifically, for example, Patent Document 1 discloses a roof material made of aluminum or an alloy, and an uneven surface for increasing the heat transfer area is formed on the upper surface thereof, and ceramic is formed on the lower surface thereof. A snowmelt roofing material having a sprayed layer or a coating layer of black paint is described.
さらに、特許文献２には、膜構造建造物の室内側の膜の表面に、プライマーを塗布した被塗膜面に合成樹脂エマルジョン組成物に黒鉛質炭素及び感熱電気抵抗組成物をフィラーにした発熱塗料を塗布して発熱塗膜層を積層し、この上に同種合成樹脂エマルジョン組成物に圧縮強度６００ｋｇｆ／ｃｍ2以上で嵩比重０．３〜０．５ｇ／ｃｍ3、融点１５００℃以上のセラミック微細中空粒子を配合してなる断熱塗料を塗布して断熱層を形成せしめ、この表面に上塗り塗料を塗布して表面保護塗膜層とし、発熱塗膜層に通電することを特徴とする膜構造、鉄骨構造建造物等の融雪方法が記載されている。 Furthermore, Patent Document 2 discloses that heat is generated by using a synthetic resin emulsion composition as a filler on a surface of a coating film on which a primer is applied on the surface of a film on the indoor side of a membrane structure building. A paint is applied and an exothermic coating layer is laminated thereon, and a ceramic having a compressive strength of 600 kgf / cm 2 or more, a bulk specific gravity of 0.3 to 0.5 g / cm 3 and a melting point of 1500 ° C. or more is applied to the same synthetic resin emulsion composition. A film structure characterized by applying a heat-insulating coating formed by blending fine hollow particles to form a heat-insulating layer, applying a top coating to this surface to form a surface protective coating layer, and energizing the heat-generating coating layer In addition, a method for melting snow such as a steel structure building is described.
しかしながら、特許文献１のような屋根材は特殊な形状、被膜組成であるため、汎用性に欠け、コストを抑制することが難しいという問題がある。また、特許文献２の融雪方法の場合、発熱塗膜層の発熱が不安定になる場合があり、必ずしも十分な融雪効果が得られないという問題があった。 However, since a roof material like patent document 1 is a special shape and a coating composition, there exists a problem that it lacks versatility and it is difficult to suppress cost. In addition, in the snow melting method of Patent Document 2, the heat generation of the heat generating coating layer may become unstable, and there is a problem that a sufficient snow melting effect cannot always be obtained.
そして、従来より屋根材として使用されているセメント系無機質材等のセメント系ルーフィングの場合については、これまでのところ高性能で施工性も良好な融雪構造についてはほとんど実現されていないと言ってよい。 And in the case of cement-based roofing such as cement-based inorganic materials conventionally used as roofing materials, it can be said that so far there has been little realization of a snow melting structure with high performance and good workability. .
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、セメント系無機質材を主とするルーフィングの場合でも、安定で優れた融雪効果を奏し、融雪のためのコストを抑制することができる改善された新しい融雪構造を提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above. Even in the case of roofing mainly composed of cement-based inorganic materials, the present invention provides a stable and excellent snow melting effect and suppresses the cost for snow melting. The challenge is to provide a new and improved snowmelt structure that can be achieved.
上記の課題を解決するために、本発明は、無機質系基材部の表面側に融雪塗料の塗布による発熱塗膜層が形成され、発熱塗膜層の表面には無機質系塗料または遮熱塗料の塗布によるコーティング層が配設されている融雪塗装構造であって、発熱塗膜層には通電手段が配設可能とされている融雪塗装構造であることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention provides an exothermic coating layer formed by applying a snow melting paint on the surface side of an inorganic base material portion, and an inorganic coating or a thermal barrier coating on the surface of the exothermic coating layer. A snow melting coating structure in which a coating layer by coating is provided, and the heat generation coating layer has a snow melting coating structure in which an energization means can be provided.
前記の発熱塗膜層が形成される融雪塗料は、樹脂とニッケル粉、並びにアミノ酸およびセルロースのうちの少なくとも一種を含有することが好ましい。 The snow melting paint on which the heat generating coating layer is formed preferably contains at least one of a resin, nickel powder, amino acid and cellulose.
また、発熱塗膜層が形成される融雪塗料は、乾燥状態の抵抗率が１０-3〜１０-1Ω・ｃｍの範囲内であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the snowmelt coating material in which the heat-generating coating layer is formed has a dry resistivity in the range of 10 −3 to 10 −1 Ω · cm.
無機質系塗料は、シリコーン系コーティング剤であることが好ましい。 The inorganic coating material is preferably a silicone coating agent.
そして、発熱塗膜層の膜厚は２０〜１００μｍの範囲内、コーティング層の膜厚は１０〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。 The film thickness of the exothermic coating layer is preferably in the range of 20 to 100 μm, and the film thickness of the coating layer is preferably in the range of 10 to 150 μm.
無機質系基材部はセメント系絶縁材であることが好ましい。 The inorganic base material portion is preferably a cement insulating material.
本発明の融雪塗装構造によれば、セメント系無機質材をルーフィング部材とする場合であっても、安定で優れた融雪効果を奏し、融雪、融氷のためのコストを安く抑えることができる。 According to the snow melting coating structure of the present invention, even when a cement-based inorganic material is used as a roofing member, a stable and excellent snow melting effect can be achieved, and the costs for melting and melting ice can be kept low.
本発明の融雪塗装構造においては、例えば図１の概要断面図にも例示したように、ルーフィング１（屋根材）としての無機質系基材部の表面に融雪塗料２が塗布されて発熱塗膜層が形成され、この発熱塗膜層の表面には、トップコート３としての無機質系塗料および遮熱塗料のうちの少なくとも１種の塗布によるコーティング層が配設されている。なお、無機質系基材部の表面には、公知の下地シール剤や遮熱塗料によるプライマー層が形成されていてもよい。 In the snow melting coating structure of the present invention, as exemplified in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, for example, the snow melting paint 2 is applied to the surface of the inorganic base material portion as the roofing 1 (roofing material), and the heat generating coating layer And a coating layer formed by applying at least one of an inorganic coating material and a thermal barrier coating material as the top coat 3 is disposed on the surface of the heat generation coating layer. In addition, the primer layer by a well-known base sealing agent or heat-shielding coating material may be formed in the surface of an inorganic type base material part.
そして、前記の発熱塗膜層には、通電手段が配設可能とされている。 And the said exothermic coating-film layer can be arrange | positioned with an electricity supply means.
ここで、発熱塗装膜が形成される本発明の融雪塗料は、樹脂と、ニッケル粉と、アミノ酸またはセルロースのうちの少なくともいずれかとを含有する。 Here, the snow melting paint of the present invention on which the exothermic coating film is formed contains a resin, nickel powder, and at least one of amino acid and cellulose.
融雪塗料に含まれる樹脂は、混和性などの他、作業効率や使用条件などを考慮して適宜選択することができる。 The resin contained in the snow melting paint can be appropriately selected in consideration of work efficiency and use conditions in addition to miscibility.
具体的には、樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ホットメルト型樹脂系（スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンゴム（ＳＩＳ））、スチレン・イソプレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＩＢＳ）、スチレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＢＳ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム（ＭＢＲ）、スチレン・エチレン・プロピレン・スチレンゴム（ＳＥＰＳ）、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレンゴム（ＳＥＢＳ）、スチレン・エチレン・エチレン・プロピレン・スチレンゴム（ＳＥＥＰＳ）、ポリアミド樹脂、溶剤型樹脂系（アクリル樹脂）、酢酸ビニル或いは酢酸ビニルとアクリル酸エステル、ベオバ、などが共重合された酢ビ系樹脂、塩化ビニルと酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルなどが共重合された塩化ビニル系樹脂、スチレンとアクリル酸エステルなどが共重合されたスチレン系樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコン樹脂、変性シリコン樹脂、水分散型樹脂系（合成ゴム系ラテックスの具体例としてはスチレン・ブタジエンゴムラテックス、アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、メチルメタアクリレート・ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのカルボキシル変性したもの、湿気硬化型樹脂である変性シリコン樹脂、シアノアクリレート樹脂、ウレタン樹脂などを例示することができる。 Specifically, examples of the resin include an epoxy resin, a hot-melt resin type (styrene / butadiene rubber (SBR), styrene / isoprene / styrene rubber (SIS)), and styrene / isoprene / butadiene / styrene rubber (SIBS). , Styrene-butadiene-styrene rubber (SBS), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), methyl methacrylate-butadiene rubber (MBR), styrene-ethylene-propylene-styrene rubber (SEPS), styrene-ethylene-butadiene-styrene rubber ( SEBS), styrene / ethylene / ethylene / propylene / styrene rubber (SEEPS), polyamide resin, solvent-based resin system (acrylic resin), vinyl acetate or vinyl acetate copolymerized with vinyl acetate and acrylate ester, veoba, etc. Fatty acid, vinyl chloride and vinyl acetate, ethylene, acrylic acid ester copolymerized vinyl chloride resin, styrene and acrylic acid ester copolymerized styrene resin, ethylene / vinyl acetate copolymer, urethane resin, acrylic Carboxyl such as urethane resin, acrylic silicone resin, modified silicone resin, water dispersion type resin (specific examples of synthetic rubber latex are styrene / butadiene rubber latex, acrylonitrile / butadiene rubber), methyl methacrylate / butadiene rubber, chloroprene rubber, etc. Examples thereof include modified products, modified silicone resins that are moisture-curable resins, cyanoacrylate resins, urethane resins, and the like.
また、樹脂には、合成樹脂系エマルジョンである各種アクリル酸エステルなどのアクリル系モノマーを使用して調製されたアクリル酸エステル樹脂系エマルジョン、酢酸ビニル或いは酢酸ビニルとアクリル酸エステル、ベオバなどのコモノマーとを共重合した酢酸ビニル樹脂系エマルジョン、塩化ビニルと酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸エステルなどコモノマーとが重合された塩化ビニル樹脂系エマルジョン、スチレンとアクリル酸エステルなどコモノマーとが共重合されたスチレン樹脂系エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル共重合系エマルジョンなども含まれる。 In addition, the resin includes acrylic resin emulsions prepared using acrylic monomers such as various acrylic esters which are synthetic resin emulsions, vinyl acetate or vinyl monomers and vinyl monomers and acrylic monomers, and comonomers such as Veova. A vinyl acetate resin emulsion obtained by copolymerization of vinyl chloride, a vinyl chloride resin emulsion obtained by polymerization of vinyl chloride and comonomer such as vinyl acetate, ethylene, and acrylate, and a styrene resin system obtained by copolymerization of styrene and a comonomer such as acrylate. Also included are emulsions and ethylene / vinyl acetate copolymer emulsions.
なかでも、アクリルシリコン樹脂は、安価で、安定性、耐光性に優れているため、融雪塗料に特に好ましく使用することができる。この場合、必要に応じて界面活性剤や水溶性ポリマーを添加し、ニッケル粉などの導電性金属粉の水分散性を高めることができる。界面活性剤は、導電性金属粉の分散性を考慮して、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン界面活性のなかから適宜選択することができる。 Of these, acrylic silicon resin is inexpensive and excellent in stability and light resistance, and therefore can be particularly preferably used for snow melting paint. In this case, if necessary, a surfactant or a water-soluble polymer can be added to enhance the water dispersibility of the conductive metal powder such as nickel powder. The surfactant can be appropriately selected from among anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants in consideration of the dispersibility of the conductive metal powder.
さらに、樹脂には、重合触媒、硬化剤などが配合される。 Furthermore, a polymerization catalyst, a curing agent, and the like are blended in the resin.
重合触媒としては、過酸化物、アゾビス化合物等が挙げられ、過酸化物としては、例えば過酸化ジブチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、クメンハイドロ過酸化物等、アゾビス化合物としては、例えば２，２'−アゾビスイソブチロニトリル、２，２'−アゾビス−２−メチルブチロニトリル、２，２'−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロライドなどを例示することができる。 Examples of the polymerization catalyst include peroxides and azobis compounds. Examples of peroxides include dibutyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, cumene hydroperoxide, and the like. Examples of azobis compounds include 2, 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2'-azobis (2-methylpropion) Amidine) dihydrochloride and the like can be exemplified.
硬化剤としては、ジシアンジアミド系化合物、酸無水化合物（テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二水和物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、グリセリンビス（アンヒドロトリメリテート）モノアセテート、ドデセ二ル無水コハク酸、脂肪族二塩基酸ポリ酸無水物、クロレンド酸無水物）、フェノール系化合物（フェノールノボラック、キシリレンノボラック、ビスＡノボラック、オルソクレゾールノボラック、アミノトリアジンノボラック、トリフェニルメタンノボラック、ビフェニルノボラック、ジシクロペンタジエンフェノールノボラックテルペンフェノールノボラック）、イミダゾール系化合物（２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−〔２−メチルイミダゾリル−（１）〕エチル−ｓ−トリアジン、２−フェニルイミダゾリン、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ〔１，２−a〕ベンズイミダゾール）、イソシアネート系化合物などを例示することができる。 Curing agents include dicyandiamide compounds, acid anhydride compounds (tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methylnadic acid anhydride, hydrogenated methylnadic acid anhydride, Trialkyltetrahydrophthalic anhydride, methylcyclohexene tetracarboxylic acid, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic acid dihydrate, ethylene glycol bisanhydro trimellitate, glycerin bis (anhydro Trimellitate) monoacetate, dodecenyl succinic anhydride, aliphatic dibasic acid polyanhydride, chlorendic anhydride), phenolic compounds (phenol novolac, xylylene novolac, bis A novolak, orthoc) Zole novolak, aminotriazine novolak, triphenylmethane novolak, biphenyl novolak, dicyclopentadienephenol novolak terpene phenol novolak), imidazole compounds (2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1- (2-cyanoethyl) 2-ethyl-4-methylimidazole, 2,4-diamino-6- [2-methylimidazolyl- (1)] ethyl-s-triazine, 2-phenylimidazoline, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo [1 , 2-a] benzimidazole), isocyanate compounds and the like.
融雪塗料中のニッケル粉の配合量は、塗料全体の１〜２０％であることが好ましい。ニッケル粉は、導電性を有し、電気抵抗を調節することができるため、融雪効果を高めることができる。 The blending amount of nickel powder in the snow melting paint is preferably 1 to 20% of the whole paint. Since nickel powder has electrical conductivity and can adjust electric resistance, the snow melting effect can be enhanced.
さらに、融雪塗料には、例えば、銅粉、銀粉、銀メッキ銅粉などの金属フィラーを配合することができる。特に、銅粉は安価であるため、融雪効果を確保しつつ、コストを抑制することができる。 Furthermore, metal fillers, such as copper powder, silver powder, silver plating copper powder, can be mix | blended with a snow melting paint, for example. In particular, since copper powder is inexpensive, costs can be suppressed while ensuring a snow melting effect.
金属フィラーの配合量は、融雪塗料全体に対して５〜５０％（重量％）の範囲を例示することができ、この範囲であると、融雪塗料のコストを抑えつつ、確実に融雪効果を発揮させることができる。 The blending amount of the metal filler can exemplify a range of 5 to 50% (% by weight) with respect to the entire snow melting paint, and if it is within this range, the snow melting effect is surely exhibited while suppressing the cost of the snow melting paint. Can be made.
また、融雪塗料に、銅化合物を配合することもできる。銅化合物は、融雪塗料内で銅イオンの形態で存在することが好ましく、これによって融雪効果を高めることができる。 Moreover, a copper compound can also be mix | blended with a snow melting paint. The copper compound is preferably present in the form of copper ions in the snow melting paint, which can enhance the snow melting effect.
さらに、融雪塗料には、硝酸銀などの銀化合物を配合することもできる。銀化合物は、融雪塗料中の銀イオンの濃度が１００〜１０００ｐｐｍの範囲となるように調製されることが好ましい。銀イオンの濃度がこの範囲であると、優れた融雪効果を発揮することができる。 Furthermore, a silver compound such as silver nitrate can be added to the snow melting paint. The silver compound is preferably prepared so that the concentration of silver ions in the snow melting paint is in the range of 100 to 1000 ppm. When the concentration of silver ions is within this range, an excellent snow melting effect can be exhibited.
融雪塗料に配合することができるアミノ酸としては、銀、銅などの金属（イオン）と反応して錯化合物（アミノ酸金属塩）を形成することのできる中性アミノ酸、塩基性アミノ酸、酸性アミノ酸、含硫アミノ酸、芳香属アミノ酸及び異節環状アミノ酸などを例示することができる。具体的には、好ましいアミノ酸の例としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、ルイシン、セリン、アルギニン、グルタミン、グルタミン酸、アスパラギン酸、システイン、メチオニン、フェニルアラニン、ヒスチジン、オキシプロリン、ヒドロキシプロテイン等、及びそれらのエステル類が挙げることができる。なかでも、Ｌ−システインは、銀イオンや銅イオン、金属フィラーとの分子間結合力に優れているため特に好ましい。 Amino acids that can be blended in snow melting paints include neutral amino acids, basic amino acids, acidic amino acids, which can form complex compounds (amino acid metal salts) by reacting with metals (ions) such as silver and copper. Sulfur amino acids, aromatic amino acids and heterocyclic amino acids can be exemplified. Specifically, examples of preferred amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, leucine, serine, arginine, glutamine, glutamic acid, aspartic acid, cysteine, methionine, phenylalanine, histidine, oxyproline, hydroxyprotein, etc. And their esters. Especially, since L-cysteine is excellent in the intermolecular bond strength with a silver ion, a copper ion, and a metal filler, it is especially preferable.
さらに、融雪塗料には、セルロースを配合することができる。セルロースは、アミノ酸と同様に、ニッケルイオン、銀イオン、銅イオン、金属フィラーとの分子間結合力を有しており、融雪効果を一層高めることができる。 Furthermore, cellulose can be blended in the snow melting paint. Cellulose, like amino acids, has intermolecular bonding strength with nickel ions, silver ions, copper ions, and metal fillers, and can further enhance the snow melting effect.
また、融雪塗料には、カーボンナノ材料を配合することができる。融雪塗料に導電性を有するカーボンナノ材料を配合することで、融雪効果を一層高めることができる。 Moreover, a carbon nanomaterial can be mix | blended with a snow melting paint. The snow melting effect can be further enhanced by blending the snow melting paint with a conductive carbon nanomaterial.
カーボンナノ材料としては、導電性を有する公知の種々カーボンナノ材料を用いることができ、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラファイトナノファイバー、カーボンナノファイバーなどを挙げることができる。 As the carbon nanomaterial, various known carbon nanomaterials having conductivity can be used, and examples thereof include carbon nanotubes, carbon nanohorns, graphite nanofibers, and carbon nanofibers.
カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）は、炭素６員環が連なったグラファイトの１層（グラフェンシート）を丸めた円筒状の物質で、ＣＮＴには、１層のみからなる単層ＣＮＴ（ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｌｌｅｄＣＮＴ：ＳＷＣＮＴ）と、何層もが同心筒状になった多層ＣＮＴ（ｍｕｌｔｉ−ｗａｌｌｅｄＣＮＴ：ＭＷＣＮＴ）があり、一般に、外径２〜７０ｎｍで、長さが直径の１０2倍以上である円筒状の中空繊維状のものであって、炭素含有ガスの気相分解反応や、炭素棒・炭素繊維等を用いたアーク放電法等によって得られるものである。また、その末端形状は、必ずしも円筒状である必要はなく、例えば円錐状等変形していてもよい。さらに末端は、閉じた構造でも開いた構造のどちらでもよい。 A carbon nanotube (CNT) is a cylindrical material obtained by rounding one layer of graphite (graphene sheet) in which carbon 6-membered rings are connected, and the CNT is a single-walled CNT (single-walledCNT: SWCNT) consisting of only one layer. There are multi-walled CNTs (MWCNTs) in which many layers are concentric cylinders. Generally, a cylindrical hollow fiber having an outer diameter of 2 to 70 nm and a length of 10 2 times or more of the diameter. And obtained by an arc discharge method using a carbon rod, carbon fiber, or the like. Moreover, the end shape does not necessarily need to be cylindrical, and may be deformed, for example, conical. Furthermore, the end may be either a closed structure or an open structure.
カーボンナノホーンは、カーボンナノチューブに類似した一種であって、特に先端を細く尖らせたものである。これは、両末端の直径が異なり、大きい部分と小さい部分に挟まれた円錐あるいは円錐台状の構造を言うが、製造方法、内包化の方法もカーボンナノチューブに準じて実施することができ、カーボンナノチューブの変形として位置付けることができる。 A carbon nanohorn is a kind similar to a carbon nanotube, and has a particularly sharp tip. This is a conical or frustoconical structure with different diameters at both ends and sandwiched between a large part and a small part, but the manufacturing method and encapsulation method can also be carried out according to carbon nanotubes. It can be positioned as a deformation of the nanotube.
また、中空形状であるカーボンナノチューブに代えて、グラフェンが中心まで詰まっているカーボンナノファイバーや、コイル形状のカーボンナノコイルを用いてもよい。 Further, instead of the hollow carbon nanotubes, carbon nanofibers filled with graphene to the center or coil-shaped carbon nanocoils may be used.
このようなカーボンナノ材料は導電性を有しており、融雪塗料に配合することで、融雪効果を確実に高めることができる。 Such a carbon nanomaterial has conductivity, and the snow melting effect can be reliably enhanced by blending it with the snow melting paint.
また、カーボンナノ材料の配合量は、例えば、融雪塗料の全体量に対して０.０１〜１０.０％程度の範囲であることが好ましい。カーボンナノ材料の配合量がこの範囲であると、より確実に融雪効果を発揮することができる。 Moreover, it is preferable that the compounding quantity of a carbon nanomaterial is the range of about 0.01 to 10.0% with respect to the whole quantity of a snow melting paint, for example. When the blending amount of the carbon nanomaterial is within this range, the snow melting effect can be more reliably exhibited.
また、本発明の融雪塗料には、必要に応じて、塗料分野で使用されている各種の添加物を添加することができる。例えば、リン酸水素ナトリウムや炭酸水素ナトリウム等のｐＨ調整剤、ｔ−ドデシルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタンや低分子ハロゲン化合物等の分子量調整剤、キレート化剤、可塑剤、有機溶剤等を樹脂混合の前期・中期・後期に添加することができる。 Moreover, various additives currently used in the paint field can be added to the snow melting paint of the present invention as required. For example, pH adjusting agents such as sodium hydrogen phosphate and sodium hydrogen carbonate, molecular weight adjusting agents such as t-dodecyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan and low molecular halogen compounds, chelating agents, plasticizers, organic solvents, etc. It can be added in the first, middle and late stages.
また、ロジン系、ロジン誘導体系、テルペン樹脂系、テルペン誘導体系等の天然系タッキファイヤーや、石油樹脂系、スチレン樹脂系、クマロンインデン樹脂系、フェノール樹脂系、キシレン樹脂系の合成樹脂系のタッキファイヤー、液状ニトリルゴム、シリコンゴム等のゴム成分、水酸化バリウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸鉛、珪砂、クレー、タルク、シリカ、二酸化チタン、三酸化アンチモン等の体質顔料の他、（殺菌剤、防腐剤、消泡剤、可塑剤、流動調整剤、増粘剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、着色顔料、体質顔料、防錆顔料等）を添加してもよい。さらに、耐光性向上を目的として各種の酸化防止剤や紫外線吸収剤を添加しても良い。 In addition, natural tackifiers such as rosin, rosin derivative, terpene resin, terpene derivative, petroleum resin, styrene resin, coumarone indene resin, phenol resin, xylene resin Rubber components such as tackifier, liquid nitrile rubber, silicon rubber, barium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, silicon oxide, titanium oxide, calcium sulfate, barium sulfate, calcium carbonate, basic zinc carbonate, basic lead carbonate , Silica sand, clay, talc, silica, titanium dioxide, antimony trioxide and other extender pigments (bactericides, antiseptics, antifoaming agents, plasticizers, flow regulators, thickeners, pH regulators, surface activity Agents, coloring pigments, extender pigments, antirust pigments, etc.) may be added. Further, various antioxidants and ultraviolet absorbers may be added for the purpose of improving light resistance.
また、本発明の融雪塗料には、必要に応じて、カーボンナノ材料や金属フィラーの分散性を高めるための分散剤を添加することも好ましい。 Moreover, it is also preferable to add the dispersing agent for improving the dispersibility of a carbon nanomaterial or a metal filler as needed to the snow melting paint of this invention.
さらに、本発明の融雪塗料には、シリカを配合することもできる。シリカを配合することで耐酸化性を高めることができるため、融雪塗料への添加物として好ましく使用することができる。また、分子間の結合性の観点から、シリカは不整形で多孔質なものが好ましい。 Furthermore, silica can also be mix | blended with the snow melting paint of this invention. Since oxidation resistance can be improved by blending silica, it can be preferably used as an additive to a snow melting paint. From the viewpoint of intermolecular bonding, silica is preferably irregular and porous.
さらに、本発明の融雪塗料には、二酸化チタンを配合することもできる。二酸化チタンは、光触媒作用によって有機物の分解を促進するため、融雪塗料に配合することで抗菌・防汚効果を付与することができるとともに、遮熱効果、融雪効果をも高めることができる。二酸化チタンは、例えば、ルチル（金紅石）、ブルカイト（板チタン石）、アナテース（鋭錐石）の粉砕品などを適宜使用することができるが、なかでも、ルチル（金紅石）は、ブルカイト（板チタン石）、アナテース（鋭錐石）と比較して体積が大きいため安価であり、また、他の物質（例えば銀イオンなど）との結合性が強いため特に好ましい。さらに、酸化チタンを配合する場合には、シリカとともに配合することで酸化力を制御することができるため、両者を併用することが特に好ましい。また、酸化チタンによって、融雪塗料に親水性を付与することができるため、塗布した融雪塗料の表面に水膜を形成することもでき、防汚効果を高めることができる。 Furthermore, titanium dioxide can also be mix | blended with the snow melting paint of this invention. Titanium dioxide promotes the decomposition of organic substances by photocatalytic action, so that it can provide an antibacterial and antifouling effect when blended with a snow melting paint, and can also enhance a heat shielding effect and a snow melting effect. As titanium dioxide, for example, rutile (goldenite), brookite (plate titanium stone), pulverized product of anatase (sharpstone) and the like can be used as appropriate. Among them, rutile (goldenite) is bulkyite ( It is inexpensive because it has a large volume as compared to (titanium stone) and anatase (hypopyrite), and it is particularly preferable because it has high bonding properties with other substances (for example, silver ions). Further, when titanium oxide is blended, it is particularly preferable to use both in combination since the oxidizing power can be controlled by blending with titanium oxide. Further, since the hydrophilic property can be imparted to the snow melting paint by titanium oxide, a water film can be formed on the surface of the applied snow melting paint, and the antifouling effect can be enhanced.
本発明の融雪塗料は、特に、ニッケル粉、アミノ酸および／またはセルロースなどが配合されていることで、塗布後の硬化によって形成される発熱塗膜層電気抵抗、熱伝導性が調整されている。本発明の融雪塗料は、塗布後の乾燥状態の抵抗率が10-３〜10-1Ω・cmであり、特に10-2Ω・cmであることが好ましい。融雪塗料の抵抗率がこの範囲であることで、発熱塗膜層への通電によって安定に融雪塗料の温度を２〜２０℃程度に上げることができる。発熱塗膜層へは電極等の通電手段が配設可能とされている。 In particular, the snow melting paint of the present invention contains nickel powder, amino acids, and / or cellulose, etc., so that the heat generation coating layer electrical resistance and thermal conductivity formed by curing after coating are adjusted. The snow melting paint of the present invention has a dry resistivity after application of 10 −3 to 10 −1 Ω · cm, particularly preferably 10 −2 Ω · cm. When the resistivity of the snow-melting paint is within this range, the temperature of the snow-melting paint can be stably raised to about 2 to 20 ° C. by energizing the heat-generating coating layer. An energizing means such as an electrode can be disposed on the heat generation coating layer.
融雪塗料は、前記ルーフィング１のように、無機質系基材部の表面に塗布されるが、この場合の無機質系基材部は、例えばセメント系絶縁材であってよい。これらは、例えば、窯業系材料で形成したものを用いることができるものであり、例えば、無機質硬化体の原料となる水硬化性膠着材に無機充填剤、繊維質材料等を配合し、成形した後に養生硬化させて作製されるものである。水硬性膠着材としては、特に限定されるものではないが、例えばポルトランドセメント、高炉セメント、高炉スラグ、ケイ酸カルシウム、石膏等から選ばれたものの一種あるいは複数種を用いることができる。また無機充填剤としてはフライアッシュ、ミクロシリカ、珪砂等を、繊維質材料としてえはパルプ、合成繊維、アスベスト等の無機繊維や、スチールファイバー等の金属繊維を、それぞれ単独であるいは複数種併せて用いることができる。成形は押出成形や注型成形、抄造成形、プレス成形等の方法により行なうことができ、成形の後、必要に応じてオートクレーブ養生、蒸気養生、常温養生を行なって、外装用の建材として使用される窯業系基材を作製することができる。 The snow-melting paint is applied to the surface of the inorganic base material portion as in the roofing 1, and the inorganic base material portion in this case may be, for example, a cement insulating material. For example, those formed of ceramic materials can be used. For example, an inorganic filler, a fibrous material, or the like is blended with a water-curable adhesive used as a raw material for an inorganic cured body and molded. It is made by curing and curing later. The hydraulic glue is not particularly limited, and for example, one or more kinds selected from Portland cement, blast furnace cement, blast furnace slag, calcium silicate, gypsum and the like can be used. In addition, fly ash, micro silica, silica sand, etc. as inorganic fillers, inorganic fibers such as pulp, synthetic fibers, asbestos, etc., and metal fibers such as steel fibers, etc., individually or in combination as fiber materials. Can be used. Molding can be performed by methods such as extrusion molding, casting molding, papermaking molding, press molding, etc., and after molding, autoclave curing, steam curing, and room temperature curing are performed as necessary, and used as building materials for exteriors. Can be produced.
このような無機質系基材部の表面に融雪塗料を塗布して形成された発熱塗膜層に通電することで、積もった雪や氷を溶解させることができる。例えば、家庭用の屋根に本発明の融雪塗料を施工する場合には、家庭用電源に接続して、２０Ａの電流で通電することが考慮される。 By energizing the exothermic coating layer formed by applying a snow melting paint on the surface of such an inorganic base material portion, accumulated snow and ice can be dissolved. For example, when the snow melting paint of the present invention is applied to a roof for home use, it is considered that it is connected to a home power source and energized with a current of 20A.
融雪塗料の塗布方式としては、例えば図２の要部平面図に例示したように、無機質系基材部としてのルーフィング屋根に部分的に直接塗布し、発熱塗布層の所要の位置に通電手段としての電極を配置する方式が考慮される。 As an application method of the snow melting paint, for example, as illustrated in the plan view of the main part of FIG. 2, it is applied directly to the roofing roof as the inorganic base material part, and as a current-carrying means at a required position of the heat generating application layer. A method of arranging the electrodes is considered.
あるいは、図３に例示したように、パネル方式として、あらかじめ融雪塗料を塗布して発熱塗膜層を形成し、銅板等の電極を配置したパネル形態とし、必要に応じて複数のパネルを通電接触できるように配置する。もちろん、これらの方式以外であってもよい。例えばフーフィング屋根を、セメント系無機質基材部として面状一体形成した場合であってもよい。 Alternatively, as illustrated in FIG. 3, as a panel method, a snow melting paint is applied in advance to form a heat generation coating layer and an electrode such as a copper plate is arranged, and a plurality of panels are energized and contacted as necessary. Arrange as possible. Of course, other methods may be used. For example, the case may be a case where the roofing roof is integrally formed as a cement-based inorganic base material.
本発明の融雪塗料は、特に、傾斜面を有する対象物（傾斜屋根を有する建物など）に塗布することが好ましい。傾斜面の傾斜角度は、15〜45°の範囲が好ましく例示される。例えば、建物の傾斜屋根（傾斜面）に融雪塗料を塗布して傾斜屋根に積もった雪を融雪する場合、傾斜屋根（融雪塗料）と接する部分の雪を一部溶かすことで、屋根の傾斜に沿って積雪した雪の全体を滑落させることができるため、省エネルギーで効率的に傾斜屋根の雪を取り除くことができる。 The snow melting paint of the present invention is particularly preferably applied to an object having an inclined surface (such as a building having an inclined roof). The inclination angle of the inclined surface is preferably exemplified by a range of 15 to 45 °. For example, when applying snow-melting paint to a sloped roof (inclined surface) of a building to melt snow that has accumulated on the sloped roof, melting the part of the snow in contact with the sloped roof (snow-melting paint) will reduce the slope of the roof. Since the entire snow accumulated along the road can be slid down, it is possible to remove the snow on the sloped roof efficiently with energy saving.
本発明の融雪塗料によれば、冬場の雪下ろしなどの作業負担が軽減され、また、これらの作業に伴う人的コストも大幅に低減される。なお、融雪塗料の発熱によって建物の屋根や橋梁に積もった雪をすべて溶かす必要はなく、融雪塗料と近接する雪が部分的に溶解すれば、積もった雪の大部分を下方に滑落させることができる。 According to the snow melting paint of the present invention, the work burden such as snow removal in winter is reduced, and the human cost associated with these work is also greatly reduced. In addition, it is not necessary to melt all the snow that has accumulated on the roofs and bridges of the building due to the heat generated by the snowmelt paint. If the snow that is close to the snowmelt paint partially melts, most of the accumulated snow can slide down. .
本発明の融雪塗料は、上記の形態に限定されることはない。例えば、樹脂、銀化合物、銅粉、アミノ酸およびカーボンナノ材料、その他の添加物の配合量などは、融雪塗料を使用する対象、用途に応じて適宜設計することができる。 The snow melting paint of this invention is not limited to said form. For example, the compounding amounts of resin, silver compound, copper powder, amino acid and carbon nanomaterial, and other additives can be appropriately designed according to the object and application for which the snow melting paint is used.
発熱塗膜層の表面には、無機質系塗料および遮熱塗料のうちの少なくとも１種の塗布によるコーティング層が形成される。例えば図１に例示したトップコートがこれに相当する。 On the surface of the exothermic coating layer, a coating layer is formed by applying at least one of an inorganic paint and a thermal barrier paint. For example, the top coat illustrated in FIG. 1 corresponds to this.
無機質系塗料によるコーティング層は耐候性に優れている。このような無機質系塗料としては、これまでにも各種のものが提案されている。 The coating layer made of an inorganic paint has excellent weather resistance. Various types of inorganic coating materials have been proposed so far.
本発明において、無機質系塗料としては、特に限定されるものではないが、シリコーン系コーティング剤を用いるのが好ましい。このシリコーン系コーティング剤としては、例えば、特許代２４３４４２号公報、特許代３１９３８３２号公報、特開平９−２４９８２２号公報に開示されているものを用いることができる。 In the present invention, the inorganic coating material is not particularly limited, but a silicone coating agent is preferably used. As this silicone type coating agent, what is indicated by patent 243442 gazette, patent 3193832 gazette, and JP, 9-249822, A can be used, for example.
例えば、特許第３２４３４４２号公報に開示されるシリコーン系コーティング剤は、
（Ａ）：一般式Ｒ1 nＳｉＸ4-n （１）
（式（１）中、Ｒ1は同一または異種のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数１〜８の１価炭化水素基を示し、ｎは０〜３の整数、Ｘはアルコキシ基、アセトキシ基、オキシム基、エノキシ基、アミノ基、アミノキシ基およびアミド基からなる群より選ばれる加水分解性基を示す。）で表わされる加水分解性オルガノシランを有機溶媒または水に分散されたコロイダルシリカ中で、Ｘ１モルに対し水０．００１〜０．５モルを使用する条件下で加水分解してなる、オルガノシランのシリカ分散オリゴマー溶液。
For example, the silicone coating agent disclosed in Japanese Patent No. 3243442 is
(A): General formula R 1 n SiX 4-n (1)
(In formula (1), R 1 is the same or different alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, halogen-substituted hydrocarbon group, γ-methacryloxypropyl group, γ-glycidoxypropyl group, 3,4-epoxy. A monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms selected from the group consisting of a cyclohexylethyl group and a γ-mercaptopropyl group, n is an integer of 0 to 3, X is an alkoxy group, an acetoxy group, an oxime group, an enoxy group A hydrolyzable group selected from the group consisting of a group, an amino group, an aminoxy group and an amide group.) In a colloidal silica dispersed in an organic solvent or water with respect to X1 mol A silica-dispersed oligomer solution of organosilane obtained by hydrolysis under conditions using 0.001 to 0.5 mol of water.
（Ｂ）：平均組成式Ｒ2 aＳｉ（ＯＨ）bＯ(4-a-bn)/2 （２）
（式（２）中、Ｒ2は同一または異種の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、ハロゲン置換炭化水素基、γ−メタクリロキシプロピル基、γ−グリシドキシプロピル基、３，４−エポキシシクロヘキシルエチル基およびγ−メルカプトプロピル基からなる群より選ばれる、炭素数１〜８の１価炭化水素基を示し、ａおよびｂはそれぞれ０．２≦ａ≦２、０．０００１≦ａ≦３、ａ＋ｂ＜４の関係を満たす数である。）
で表わされ、成分中のＲ2にフェニル基を全Ｒ2基に対して１〜３０モル％含有するポリオルガノシロキサン、および、
（Ｃ）：（Ａ）成分と（Ｂ）成分との縮合反応を促進する触媒
を必須成分とし、（Ａ）成分においてシリカを固形分として５〜９５重量％含有し、加水分解性オルガノシランの少なくとも５０モル％はｎ＝１のオルガノシランで、（Ａ）成分１〜９９重量部に対して（Ｂ）成分９９〜１重量部が配合されているものである。
(B): Average composition formula R 2 a Si (OH) b O (4-a-bn) / 2 (2)
(In formula (2), R 2 is the same or different alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, halogen-substituted hydrocarbon group, γ-methacryloxypropyl group, γ-glycidoxypropyl group, 3,4- 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms selected from the group consisting of an epoxycyclohexylethyl group and a γ-mercaptopropyl group, and a and b are 0.2 ≦ a ≦ 2, 0.0001 ≦ a ≦, respectively. 3 and a number satisfying the relationship of a + b <4.)
A polyorganosiloxane containing 1 to 30 mol% of phenyl groups based on the total R 2 groups in R 2 of the component, and
(C): A catalyst that accelerates the condensation reaction between the component (A) and the component (B) is an essential component, and the component (A) contains 5 to 95% by weight of silica as a solid content. At least 50 mol% is an organosilane with n = 1, and 99 to 1 part by weight of component (B) is blended with 1 to 99 parts by weight of component (A).
（Ａ）成分のシリカ分散オリゴマーは被膜形成に際して、硬化反応に預かる官能性基としての加水分解性基を有するベースポリマーの主成分である。これは有機溶媒または水に分散されたコロイダルシリカに、一般式（１）で表される加水分解性基含油オルガノシランの１種または２種以上を加え、コロイダルシリカ中の水あるいは別途添加された水で、該加水分解性オルガノシランを部分加水分解することで得られる。 The silica-dispersed oligomer as the component (A) is a main component of a base polymer having a hydrolyzable group as a functional group to be subjected to a curing reaction during film formation. This is made by adding one or more hydrolyzable group-containing oil-containing organosilanes represented by the general formula (1) to colloidal silica dispersed in an organic solvent or water, and adding water in colloidal silica or separately. It is obtained by partially hydrolyzing the hydrolyzable organosilane with water.
もちろん、これら例示のものに限定されることはない。また、遮熱塗料としては、水性塗料、有機溶媒型塗料、粉体塗料のいずれの形態であってもよいが、溶媒又は分散媒を含む液状塗料であることが望ましい。具体的には、例えば、遮熱塗料は、ビヒクルと、ビヒクルを溶解又は分散する液状媒体と、金属粉末とを含むことができる。 Of course, it is not limited to these examples. The thermal barrier paint may be in the form of a water-based paint, an organic solvent-type paint, or a powder paint, but is preferably a liquid paint containing a solvent or a dispersion medium. Specifically, for example, the thermal barrier paint can include a vehicle, a liquid medium in which the vehicle is dissolved or dispersed, and a metal powder.
ビヒクルとしては、アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、熱可塑性エラストマなどの熱可塑性樹脂、ＢＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、ＣＲ、ＥＰＤＭ、フッ素ゴムなどのゴム類など、溶媒又は分散媒が蒸発することで被膜を形成するものを用いることができる。場合によっては、ポリオールとイソシアネートからなるウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることもできる。 Vehicles include acrylic resins, polyvinyl acetate resins, vinyl chloride resins, vinylidene chloride resins, thermoplastic resins such as thermoplastic elastomers, BR, SBR, NBR, CR, EPDM, rubbers such as fluoro rubber, solvents or dispersions What forms a film when a medium evaporates can be used. In some cases, a thermosetting resin such as a urethane resin composed of a polyol and an isocyanate, a phenol resin, or an epoxy resin may be used.
ビヒクル及び液状媒体としては、水系エマルジョンを用いることが特に好ましい。水系エマルジョンとしては、アクリルエマルジョン、シリコンアクリルエマルジョン、ウレタンエマルジョン、ウレタンアクリルエマルジョン、ＳＢＲエマルジョン、エポキシエマルジョンなどが例示され、また、水ガラス、コロイダルシリカなどの無機バインダも用途に応じて各種選択して用いることができる。 It is particularly preferable to use an aqueous emulsion as the vehicle and the liquid medium. Examples of water-based emulsions include acrylic emulsions, silicon acrylic emulsions, urethane emulsions, urethane acrylic emulsions, SBR emulsions, and epoxy emulsions. Inorganic binders such as water glass and colloidal silica are also selected and used depending on the application. be able to.
金属粉末は、熱反射性を有するものであって、チタン、アルミニウム、金、銀、インジウム、銅およびこれらの酸化物などの粉末が例示される。また、厳密な意味では金属ではないが、本発明では、表面に金属光輝層を形成し熱反射性を有する。シリカ、ガラス、マイカ、タルクなどの粉末も金属粉末に含むものとする。金属粉末の形状は特に限定されないが、例えば、球状、鱗片状などの形状を例示することができる。さらに、遮熱性を確保するためには、金属粉末は、遮熱塗料中に２０質量％以上含まれていることが好ましい。特に、遮熱塗料はシリカが配合されていることが好ましく、これによって絶縁効果を高めることができる。 The metal powder has heat reflectivity, and examples thereof include titanium, aluminum, gold, silver, indium, copper, and oxides thereof. Moreover, although it is not a metal in a strict meaning, in this invention, a metal glitter layer is formed in the surface and it has heat reflectivity. Silica, glass, mica, talc and other powders are also included in the metal powder. Although the shape of metal powder is not specifically limited, For example, shapes, such as spherical shape and scale shape, can be illustrated. Furthermore, in order to ensure heat insulation, it is preferable that the metal powder is contained in the heat insulation paint in an amount of 20% by mass or more. In particular, it is preferable that silica is blended in the heat-shielding paint, which can enhance the insulating effect.
なかでも、遮熱塗料は、アミノ酸金属塩、エポキシアルコキシシラン、チタン粉末およびアクリル系エマルジョンを含有していることが特に好ましく、このような遮熱塗料は特に優れた遮熱効果を発揮する。 Especially, it is especially preferable that the thermal barrier coating contains an amino acid metal salt, epoxy alkoxysilane, titanium powder and an acrylic emulsion, and such thermal barrier coating exhibits a particularly excellent thermal barrier effect.
アミノ酸金属塩のアミノ酸の具体例としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、フェニルアラニン、チロシン、トレオニン、トリプトファン、メチオニン、アスパラギン酸、リジン、アルギニン、ヒスチジンピドール酸、Ｌ−グルタミン酸、Ｌ−グルチム酸、Ｌ−グルチミン酸、Ｌ−グルタミン酸ラクタム、Ｌ−グルチミニン酸、Ｌ−ピロリドン、Ｌ−グルチミン酸、Ｌ−グルタミン酸ラクタム、Ｌ−グルチミニン酸、Ｌ−ピロリドンカルボン酸、Ｌ−ピログルタミン酸、オキソプロリンのうちの１種または２種以上を例示することができる。これらの中でも、Ｌ−ピロリドンカルボン酸は、遮熱効果に優れているためより好ましい。 Specific examples of amino acids of amino acid metal salts include glycine, alanine, valine, leucine, phenylalanine, tyrosine, threonine, tryptophan, methionine, aspartic acid, lysine, arginine, histidine pidolic acid, L-glutamic acid, L-glutamic acid, Of L-glutamic acid, L-glutamic acid lactam, L-glutiminic acid, L-pyrrolidone, L-glutamic acid, L-glutamic acid lactam, L-glutiminic acid, L-pyrrolidone carboxylic acid, L-pyroglutamic acid, oxoproline One type or two or more types can be exemplified. Among these, L-pyrrolidone carboxylic acid is more preferable because of its excellent heat shielding effect.
アミノ酸金属塩の金属としては、例えば、銀、銅、亜鉛、錫、アルミニウム、チタンなどを例示することができる。アミノ酸金属は分散し、金属がイオン化した状態となる。特に、銀イオン、亜鉛イオンは遮熱効果に優れているため好ましい。 Examples of the metal of the amino acid metal salt include silver, copper, zinc, tin, aluminum, and titanium. The amino acid metal is dispersed and the metal is ionized. In particular, silver ions and zinc ions are preferable because they have an excellent heat shielding effect.
アミノ酸金属塩として亜鉛塩を例にとって示すと、グリシン亜鉛、グルタミン酸亜鉛、アラニン亜鉛、バリン亜鉛、メチオニン亜鉛、リジン亜鉛などを例示することができる。 Taking zinc salts as examples of amino acid metal salts, glycine zinc, zinc glutamate, alanine zinc, valine zinc, methionine zinc, lysine zinc and the like can be exemplified.
さらに、この遮熱塗料は、このようなアミノ酸金属塩を単独で配合してもよく、または２種以上を配合することができる。結合する金属の種類が異なるアミノ酸金属塩を２種以上混合することによって、遮熱効果を高めることができる。具体的には、アミノ酸銀、アミノ亜鉛の両方を混合して使用することが特に好ましい。 Furthermore, this heat-shielding paint may contain such an amino acid metal salt alone, or may contain two or more kinds. The heat shielding effect can be enhanced by mixing two or more amino acid metal salts having different types of metals to be bonded. Specifically, it is particularly preferable to use a mixture of both amino acid silver and amino zinc.
また、アミノ酸金属塩は、遮熱塗料の全量の0.0001％〜12％（重量％）、好ましくは、２％〜0.01％配合される。配合量が0.0001％以下である場合、遮熱効果を得ることが難しい。 The amino acid metal salt is blended in an amount of 0.0001% to 12% (% by weight), preferably 2% to 0.01% of the total amount of the thermal barrier coating. When the blending amount is 0.0001% or less, it is difficult to obtain a heat shielding effect.
遮熱塗料としては、特に、アミノ酸金属塩、エポキシアルコキシシラン、チタン粉末およびアクリル系エマルジョンを含有するものが好ましく、このような遮熱塗料によれば、対象物に発熱塗膜層（融雪塗料）の熱が及ぶのを確実に抑制することができる。 As the heat-shielding paint, those containing an amino acid metal salt, epoxy alkoxysilane, titanium powder and acrylic emulsion are particularly preferable. According to such a heat-shielding paint, an exothermic coating layer (snow melting paint) is applied to the object. It is possible to reliably suppress the heat from reaching.
このような遮熱塗料としては、遮熱効果、絶縁効果に加え、有機物分解性を有し、抗菌・消臭効果に優れたものとして、n-tech株式会社「Blue on Tech」などを例示することができる。 Examples of such thermal barrier paints include n-tech “Blue on Tech” and the like, which have an organic matter decomposability in addition to the thermal barrier effect and the insulating effect, and have an excellent antibacterial and deodorizing effect. be able to.
通電手段の構成は、特に限定されないが、例えば、電極、導電板、給電線、電力を調整するコントローラなどの公知の部材を含むことができる。また、通電手段は、例えば、通常の家庭用電源の電力を利用することもできるし、例えば、屋根などに配設された太陽光発電装置からの電力を利用することもできる。 The configuration of the energization means is not particularly limited, and may include known members such as an electrode, a conductive plate, a feeder line, and a controller that adjusts power. In addition, the energization means can use, for example, the power of a normal household power supply, or can use the power from a solar power generation device disposed on a roof, for example.
また、無機質系塗料と併用して、または重層化して遮熱塗料を塗布して、コーティング層を形成してもよい。 In addition, a coating layer may be formed by using a thermal barrier paint in combination with an inorganic paint or by layering.
遮熱塗料は、前記のように、特に、アミノ酸金属塩、エポキシアルコキシシラン、チタン粉末およびアクリル系エマルジョンを含有するものが好ましい。このような遮熱塗料は耐候性に優れるため、発熱塗膜層（融雪塗料）をさらに効果的に保護することができ、長期に亘って融雪効果を維持することができる。また、このような遮熱塗料を無機質系基材部の表面（無機質系基材部と融雪塗料の間）に塗布してプライマー層を形成することもできる。 As described above, it is particularly preferable that the thermal barrier paint contains an amino acid metal salt, an epoxyalkoxysilane, titanium powder, and an acrylic emulsion. Since such a heat-shielding paint is excellent in weather resistance, the heat-generating coating film layer (snow melting paint) can be more effectively protected, and the snow melting effect can be maintained over a long period of time. Further, such a thermal barrier coating can be applied to the surface of the inorganic base material portion (between the inorganic base material portion and the snow melting paint) to form a primer layer.
そして、本発明においては、発熱塗膜層の膜厚は２０〜１００μｍ、コーティング層の膜厚は１０〜１５０μｍの範囲内とすることが好ましい。 And in this invention, it is preferable to set the film thickness of a heat_generation | fever coating film layer in the range of 20-100 micrometers, and the film thickness of a coating layer in the range of 10-150 micrometers.
本発明によれば、発熱塗膜層と、コーティング層とを含む融雪積層塗膜が形成され、発熱塗膜層に通電することで、安定に融雪塗料の温度を２〜２０℃程度に上げることができる。したがって、例えば、建物の屋根や橋梁などの建築物に融雪積層塗膜を形成するように施工し、発熱塗膜層に通電することで、建物の屋根や橋梁に積もった雪や氷を溶解させることができる。さらに、コーティング層は、遮熱効果に優れているため、例えば、夏場の直射日光による室温上昇を抑制するこができる。すなわち、例えば、発熱塗膜層と、コーティング層とを含む融雪積層塗膜を建物の屋根などに形成すれば、例えば、冬は発熱塗膜層に通電することで屋根に積もった雪を溶かすことができ、夏は遮熱効果で室内を涼しく快適に維持することができる。 According to the present invention, a snow melting laminated coating film including a heat generating coating layer and a coating layer is formed, and the temperature of the snow melting paint is stably raised to about 2 to 20 ° C. by energizing the heat generating coating layer. Can do. Therefore, for example, a snow melting laminated coating film is formed on a building such as a roof or a bridge of a building, and the snow and ice accumulated on the roof and bridge of the building are dissolved by energizing the heat generating coating layer. be able to. Furthermore, since the coating layer is excellent in the heat shielding effect, for example, an increase in room temperature due to direct sunlight in summer can be suppressed. That is, for example, if a snow melting laminated coating film including a heat generation coating layer and a coating layer is formed on the roof of a building, for example, in winter, the snow accumulated on the roof is melted by energizing the heat generation coating layer. In summer, the room can be kept cool and comfortable due to the heat shielding effect.
さらに、シリカなどが配合されていることで絶縁性を有するため、融雪塗料への通電に際しての漏電が防止され、確実に安全性を確保することができる。 Furthermore, since it has insulating properties due to the incorporation of silica or the like, leakage during energization of the snow melting paint is prevented, and safety can be reliably ensured.
発熱塗膜層への通電の際の電圧、電流は、所望の発熱量が得られるように適宜設定することができる。具体的には、電圧は50〜400Ｖ、電圧は10〜100Ａの範囲を例示することができ、例えば、一般家庭の屋根を対象とする場合は50〜100Ｖ、10〜50Ａの範囲から適宜設定することができる。 The voltage and current during energization of the exothermic coating layer can be appropriately set so as to obtain a desired calorific value. Specifically, the voltage can range from 50 to 400 V, and the voltage can range from 10 to 100 A. For example, in the case of a general household roof, the voltage is appropriately set from the range of 50 to 100 V and 10 to 50 A. be able to.
なお、前述のように、発熱塗膜層は、必ずしも建物の屋根などの全面に形成する必要はなく、融雪効果などを考慮して、格子状や縞状などのパターンとして部分的に形成することもできる。例えば、家屋の傾斜屋根に融雪積層塗膜を形成する場合、５ｍ２程度に区切って融雪積層塗膜を形成し、順次通電することができる。融雪積層塗膜（発熱塗膜層）の発熱によって、融雪積層塗膜と接する雪が一部溶けると（積雪量の１％程度）、屋根の傾斜に沿って、全体の雪が滑落するため、効率的に傾斜屋根の上の雪を除雪することができる。 As described above, the exothermic coating layer does not necessarily have to be formed on the entire surface of the building roof or the like, and is partially formed as a pattern such as a lattice or stripe in consideration of the snow melting effect. You can also. For example, when a snow melting laminated coating film is formed on an inclined roof of a house, the snow melting laminated coating film can be divided into about 5 m 2 and sequentially energized. Efficient because the entire snow melts down along the slope of the roof when some of the snow in contact with the snow-melting laminated coating melts (about 1% of the amount of snow) due to the heat generated by the snow-melting laminated coating (heat-generating coating layer) Snow on the sloped roof can be removed.
通電手段の構成は、特に限定されないが、例えば、電極、導電板、給電線、電力を調整するコントローラなどの公知の部材を含むことができる。また、通電手段は、例えば、通常の家庭用電源の電力を利用することもできるし、例えば、屋根などに配設された太陽光発電装置からの電力を利用することもできる。 The configuration of the energization means is not particularly limited, and may include known members such as an electrode, a conductive plate, a feeder line, and a controller that adjusts power. In addition, the energization means can use, for example, the power of a normal household power supply, or can use the power from a solar power generation device disposed on a roof, for example.
本発明の融雪塗装構造は、以上の実施形態に限定されることはない。 The snowmelt coating structure of the present invention is not limited to the above embodiment.
以下、本発明の融雪塗装構造について、実施例とともに説明する。 Hereinafter, the snow melting coating structure of the present invention will be described together with examples.
＜実施例１＞融雪塗装構造
融雪塗装構造は、無機質系基材部としての無機質系パネルの表面に、下地シール剤、遮熱塗料（塗膜厚：乾燥時で２００μｍ）、融雪塗料（塗膜厚：乾燥時で２００μｍ）、遮熱塗料（塗膜厚：乾燥時で２００μｍ）を順次に塗布して形成した。
<Example 1> Snow melting coating structure The snow melting coating structure comprises a base sealant, a thermal barrier coating (coating thickness: 200 μm when dried), a snow melting coating (coating) on the surface of an inorganic panel as an inorganic base. Thickness: 200 μm when dried) and a thermal barrier coating (coating thickness: 200 μm when dried) were sequentially applied to form.
ここで、無機質系パネルと融雪塗料との間の下地シール剤および遮熱塗料はプライマー層として機能している。また、融雪塗料の塗布によって発熱塗膜層が形成されており、この発熱塗膜層の表面には遮熱塗料の塗布によるコーティング層が形成されている。 Here, the base sealant and the thermal barrier paint between the inorganic panel and the snow melting paint function as a primer layer. Moreover, the exothermic coating-film layer is formed by application | coating of a snowmelt coating material, and the coating layer by application | coating of a thermal barrier coating material is formed in the surface of this exothermic coating-film layer.
なお、遮熱塗料は、株式会社n-tech社製「Blue on Tech」を使用した。融雪塗料は、酢酸エチルなどを含む有機溶媒に、ニッケル粉、アクリル樹脂を配合し、さらに微量のアミノ酸を添加した。ニッケル粉の配合量は、塗料全体に対して10ｗｔ％とし、アクリル樹脂は、塗料全体に対して3ｗｔ％とした。 In addition, “Blue on Tech” manufactured by n-tech Co., Ltd. was used as the thermal barrier paint. In the snow melting paint, nickel powder and acrylic resin were blended in an organic solvent containing ethyl acetate and the like, and a trace amount of amino acid was added. The blending amount of nickel powder was 10 wt% with respect to the entire paint, and the acrylic resin was 3 wt% with respect to the entire paint.
＜実施例２＞融雪塗装構造による融雪効果の確認１
（１）実験方法
融雪塗装構造による融雪効果の確認するため、簡易的な実験装置を作製した。具体的には、傾斜角２７度に傾斜させた板材（４０．０ｃｍ×１０ｃｍ）を用意し、この板材の表面に、実施例１の融雪塗装構造を形成した。
<Example 2> Confirmation of snow melting effect by snow melting coating structure 1
(1) Experimental method In order to confirm the snow melting effect by the snow melting coating structure, a simple experimental device was produced. Specifically, a plate material (40.0 cm × 10 cm) inclined at an inclination angle of 27 degrees was prepared, and the snow melting coating structure of Example 1 was formed on the surface of the plate material.
そして、この融雪塗装構造の表面に１３ｃｍ×６ｃｍ×６ｃｍの氷と小さい角状の氷を氷結させた。また、融雪塗装構造の発熱塗膜層の端部には通電手段としての銅板をクリップで固定した。融雪塗装構造への電力は、スライダックで電圧を調整し、スイッチを挟んで供給した。塗装板の電気抵抗は１．２Ωであった。 Then, 13 cm × 6 cm × 6 cm ice and small square ice were frozen on the surface of the snowmelt coating structure. Moreover, the copper plate as an electricity supply means was fixed to the edge part of the exothermic coating layer of a snowmelt coating structure with the clip. Electric power to the snowmelt coating structure was supplied by adjusting the voltage with a slider and holding a switch. The electrical resistance of the painted plate was 1.2Ω.
そして、融雪塗装構造の発熱塗膜層に通電した際の、氷の滑落時間等を検討した。 Then, the sliding time of ice when the heat generating coating layer having the snowmelt coating structure was energized was examined.
（２）実験結果
測定値を表１に示す。電圧の他は、電気抵抗を１．２Ωとした計算値である。
(2) Experimental results Table 1 shows the measured values. Besides the voltage, it is a calculated value with an electrical resistance of 1.2Ω.
表１に示したように、融雪塗装構造に通電することで、発熱塗膜層は発熱し、氷を溶かして滑落させることができた。 As shown in Table 1, when the snow melting coating structure was energized, the exothermic coating layer generated heat, and the ice could be melted and slid down.
また、図４は、滑落時間（ｔ）と電圧（Ｖ）との関係を示した図である。滑落時間（ｔ）は電圧（Ｖ）に反比例している。融雪塗装構造の電気抵抗（Ｒ）は１．２Ωで一定であるから電流（Ｉ）をＩ＝Ｖ÷Ｒで計算する。入力エネルギーＷをＷ＝ＩＶｔ（Ｊ）＝０．２４ＩＶｔ（Ｃａｌ）と計算すると（Ｊ：ジュール、Ｃａｌ：カロリー、１Ｊ＝０．２４Ｃａｌ）、Ｗは実験の誤差範囲内で一定である。このことは、電気入力が他に失われること無く氷の融解に使われることを示しており、融雪塗装構造の有効性を示している。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the sliding time (t) and the voltage (V). The sliding time (t) is inversely proportional to the voltage (V). Since the electric resistance (R) of the snowmelt coating structure is constant at 1.2Ω, the current (I) is calculated by I = V ÷ R. When the input energy W is calculated as W = IVt (J) = 0.24IVt (Cal) (J: Joule, Cal: Calorie, 1J = 0.24 Cal), W is constant within the error range of the experiment. This indicates that the electrical input can be used for melting ice without any other loss, indicating the effectiveness of the snowmelt coating structure.
＜実施例３＞融雪塗装構造による融雪効果の確認２
図３に示した融雪塗装構造について、融雪効果の確認実験を行った。図３に示した融雪塗装部の融雪塗装構造は、実施例１で示した融雪塗装構造に準じて作成している。具体的には、傾斜角３０°に設定した融雪塗装構造（電極端子間抵抗値７．９Ω、電流、電圧１１Ａ、８７Ｖ）の表面に約３０ｋｇの氷を乗せて通電したところ、１３分２５秒で氷の落下を確認した。
<Example 3> Confirmation 2 of snow melting effect by snow melting coating structure 2
A snow melting effect confirmation experiment was conducted on the snow melting coating structure shown in FIG. The snow melting coating structure of the snow melting coating portion shown in FIG. 3 is created in accordance with the snow melting coating structure shown in the first embodiment. More specifically, when about 30 kg of ice was put on the surface of a snowmelt coating structure (resistance between electrode terminals 7.9Ω, current, voltage 11A, 87V) set at an inclination angle of 30 °, 13 minutes 25 seconds. The ice was confirmed to fall.
＜実施例４＞融雪塗装構造による融雪効果の確認３
図３に示した融雪塗装構造について、異なる条件で融雪効果の確認実験を行った。具体的には、傾斜角３０°に設定した融雪塗装構造（電極端子間抵抗値６．９Ω、電流、電圧１０Ａ、６９Ｖ）の表面に約１５ｋｇの氷を乗せて通電したところ、６分５０秒で氷の落
下を確認した。
<Example 4> Confirmation of snow melting effect by snow melting coating structure 3
With respect to the snow melting coating structure shown in FIG. 3, a snow melting effect confirmation experiment was conducted under different conditions. Specifically, when about 15 kg of ice was put on the surface of a snowmelt coating structure (electrode terminal resistance value 6.9Ω, current, voltage 10A, 69V) set at an inclination angle of 30 °, 6 minutes 50 seconds. The ice was confirmed to fall.
＜実施例５＞融雪塗装構造による融雪効果の確認４
図３に示した融雪塗装構造について、異なる条件で融雪効果の確認実験を行った。具体的には、傾斜角３０°に設定した融雪塗装構造（電極端子間抵抗値６．１Ω、電流、電圧１２．２Ａ、７１．４Ｖ）の表面に約１８ｋｇの氷を乗せて通電したところ、１４分００
秒で氷の落下を確認した。
<Example 5> Confirmation of snow melting effect by snow melting coating structure 4
With respect to the snow melting coating structure shown in FIG. 3, a snow melting effect confirmation experiment was conducted under different conditions. Specifically, when about 18 kg of ice was placed on the surface of the snow melting coating structure (electrode terminal resistance value 6.1Ω, current, voltage 12.2A, 71.4V) set at an inclination angle of 30 °, 14:00
The fall of ice was confirmed in seconds.
＜実施例６＞融雪塗装構造による融雪効果の確認５
図３に示した融雪塗装構造について、異なる条件で融雪効果の確認実験を行った。具体的には、傾斜角３０°に設定した融雪塗装構造（電極端子間抵抗値６．２Ω、電流、電圧１０Ａ、７５Ｖ）の表面に雪を２〜３ｃｍ堆積させて通電したところ、１２分で雪が緩や
かに滑り滑落したことを確認した。
<Example 6> Confirmation of snow melting effect by snow melting coating structure 5
With respect to the snow melting coating structure shown in FIG. 3, a snow melting effect confirmation experiment was conducted under different conditions. Specifically, when 2 to 3 cm of snow was deposited on the surface of a snowmelt coating structure (resistance between electrode terminals 6.2 Ω, current, voltage 10 A, 75 V) set at an inclination angle of 30 °, the current was passed in 12 minutes. It was confirmed that the snow slipped gently.
Claims (6)
発熱塗膜層には通電手段が配設可能とされていることを特徴とする融雪塗装構造。 A snow-melting coating in which a heat-generating coating layer is formed on the surface of the inorganic base material by applying snow-melting paint, and a coating layer is applied on the surface of the heat-generating coating layer by applying inorganic coating or heat-shielding coating Structure,
A snow melting coating structure characterized in that an energization means can be disposed on the heat generation coating layer.
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