JP3578192B2

JP3578192B2 - 熱線遮蔽採光材

Info

Publication number: JP3578192B2
Application number: JP00455797A
Authority: JP
Inventors: 俊積広田; 丈明高岡; 文彰神崎
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2017-01-14
Also published as: JPH10195235A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、公共施設、工場等の採光用屋根材、カーポート、アーケード、車両の窓材等可視光線透過性は必要であるが、直射日光による温度上昇は押さえたい、つまり可視光線透過性と熱線遮蔽性を必要とする用途に適した熱線遮蔽材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公共施設、工場等の採光用屋根材、カーポート、アーケード等には、従来ポリカーボネート、アクリル、ポリ塩化ビニル等の透明性合成樹脂からなる平板、波板、折板などが用いられている。これら採光材には無色透明のものや着色剤によりブラウンスモークやブルースモーク色としたもの、あるいは乳白状半透明としたものなどがある。しかし、上記採光材は採光性は良いが、直射日光にさらされることにより、内部の温度が上昇したり、中にいる人に暑さを感じさせたリ、中の物が熱と紫外線によって変形あるいは劣化したりするなどの問題があった。そこで、近年、近赤外線吸収剤を添加する方法（特開平６−２４０１４６号公報等）やアルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムを接着剤で貼り付ける方法（特開平３−２６４３５４号公報等）、酸化チタンを被覆した雲母を添加する方法（特開平２−１７３０６０号公報等）等、直射日光中の熱線を遮蔽する種々の方法が提案されている。
【０００３】
しかし、有機系近赤外線吸収剤を添加する方法は、透明感のあるものが得られるが、近赤外線吸収剤そのものの耐熱性や耐久性が不足しており、価格も高く、また、熱線を熱に変化させるため、熱線遮蔽効果の高いものほど得られた採光材自身が非常に熱くなるという問題がある。また、アルミニウムを蒸着したポリエチレンテレフタレートフィルムを接着剤で貼り付ける方法は、透明感があり、熱線遮蔽効果も高いが、基板と貼り合わせたフィルムの界面で発泡や剥離が発生したり、波形状や折板形状への加工が困難であり、また価格が高いという問題がある。一方、酸化チタン被覆雲母を添加する方法では半透明でかつ真珠光沢を呈するものとなり、車両の窓等透明性を必要とする用途には適さない。
【０００４】
【発明が開発しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術における上記記載の課題を解決し、光線透過率が高く、透明感があり、かつ熱線遮蔽効果に優れた熱線遮蔽採光材を安価に提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、透明性を有する合成樹脂に、鱗片形状をしたアルミ片を少量分散させることによって、光線透過率が高く、透明感があり、かつ熱線遮蔽効果に優れた採光材が得られることを見い出し、本発明に到達した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
即ち、本発明は、透明性を有する合成樹脂１００重量部に対して、平均直径が１〜５０μｍ、厚さが平均直径の１／２００〜１／１０の範囲の鱗片形状をしたアルミ片を０．００１〜０．０５重量部添加した組成物よりなる樹脂層の少なくとも片面に紫外線吸収剤を１〜１０重量％添加した１０〜１００μｍの厚さの透明性合成樹脂からなる紫外線吸収層を有する熱線遮蔽採光材である。
【０００８】
本発明に使用される透明性を有する合成樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、スチレン樹脂およびポリエチレンテレフタレート樹脂等の透明性を有する樹脂が用いられる。そのなかでも、透明性が高く、耐候性が良好なため、一般に建材として使用されているポリカーボネート樹脂およびアクリル系樹脂が好適に用いられる。
【０００９】
本発明に好ましく用いられるポリカーボネート樹脂は、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アルカンや２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジハロゲノフェニル）アルカンで代表されるビスフェノール化合物から周知の方法で製造された重合体が用いられ、その重合体骨格中に脂肪酸ジオールに由来する構造単位が含まれていても、エステル結合を持つ構造単位が含まれていてもよい。分子量についても特に限定しないが、押出成形性や機械的強度の観点から、粘度平均分子量で２万〜３万のものが好ましい。
【００１０】
本発明に好ましく用いられるアクリル系樹脂は、メタクリル酸メチルのホモポリマーまたはメタクリル酸メチルを５０％以上含む重合性不飽和単量体のコポリマーである。これらのポリマーの分子量は特に限定しないが、生産性の点で溶融押出成形が可能な範囲であることが好ましく、重量平均分子量で８万〜１７万のものが好ましい。かかるアクリル系樹脂は、塊状重合、懸濁重合、乳化重合等公知の方法で行うことができ、重合に際して分子量調節剤、触媒等は必要に応じて適宜使用される。
【００１１】
更に、上記ポリカーボネート樹脂およびアクリル系樹脂中には、現在市販されているベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、サリシレート系、トリアリールトリアジン系等の有機系紫外線吸収剤あるいは酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム等無機系紫外線吸収剤を添加してもよく、また、他の光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、熱線遮蔽剤、難燃剤、滑剤、顔料、フィラー等を含むものであってもよい。
【００１２】
アルミは熱線の吸収能は非常に少ないが極めて良好な熱線反射能を有しており、その粉末の粒径を選択し、かつ樹脂中に適宜な量を配置することにより直射日光中の熱線を効果的に反射させる性能をもたせることが可能となることを見いだした。更に、アルミ粉末の形状として鱗片形状のものを用いた場合により高い効果が得られることをも見いだした。つまり、本発明で使用するアルミ片の具体的な形状は鱗片形状が好適であり、平均直径は１〜５０μｍが好ましく、５〜３０μｍがより好ましい。鱗片形状アルミ片の厚さは、平均直径の１／２００〜１／１０の範囲のものが好ましい。粒径が細かくなるほど遮蔽効果が高くなる傾向があるが、あまりに細かくなりすぎるとほんのわずかな添加量の変化で遮蔽効果が変化するため製造上好ましくない。一方、粒径が大きくなると多量に添加しなければ必要とする遮蔽効果が出ず、コストアップや物性低下につながり、また鱗片を散りばめたようなぎらついた外観となり好ましくない。
また球形状のものを用いた場合は、体積が増えるため鱗片形状と同等の熱線遮蔽効果を得るにはかなり多量に添加しなければならず、コストアップや物性低下につながり、また色調がグレーがかって暗い感じとなり好ましくない。
【００１３】
また上記アルミ片の添加量が透明性合成樹脂１００重量部に対して０．００１重量部未満である場合は、満足のいく熱線遮蔽効果が得られず、一方、０．０５重量部を超えて添加するとアルミ片の遮蔽効果が高いため可視光線透過率が著しく低下し、満足な明るさが得られなくなる。アルミ片の好ましい添加量は透明性合成樹脂１００重量部に対して、０．００１〜０．０５重量部という少量の範囲で要求される熱線遮蔽能、可視光線透過率に応じて適宜選択すればよい。
【００１４】
アルミ片を透明性樹脂に添加し成形したものはシルバー色に光るメタリック調を呈しているが、顔料や染料によって着色することにより目立たなくすることが可能である。更にアルミは有機顔料を化学的に付着させることにより、レッド、グリーン、ブルー、ゴールド等に着色が可能であり、レッドやブルーに調色したアルミ片を用いればシルバー色をなくし、現行のスモーク品と違和感のないものを得ることができる。また、透光性を失わない程度に顔料を加えることにより半透明とすることも可能である。
【００１５】
本発明の透明性樹脂にアルミ片を含有させた組成物よりなる熱線遮蔽採光材は、高速ミキサー等の公知の混合手段で均一に混合し、得られた混合物を押出機にてペレット化し、押出法（Ｔダイ法、インフレーション法）、射出成形法等によって成形される。本発明の熱線遮蔽採光材の厚みは特に制限はないが、通常、０．５〜１２ｍｍ程度の範囲である。
【００１６】
長期にわたる屋外使用においては、いくら耐侯性の良好な樹脂を用いても紫外線によって表面の劣化が進行する。特に、ポリカーボネート樹脂の場合は黄変やクラックが生じ物性低下を引き起こす。そこで、本発明の熱線遮蔽採光材の少なくとも片面に紫外線吸収剤を１〜１０重量％添加した１０〜１００μｍの厚さのポリカーボネート樹脂あるいはアクリル系樹脂からなる紫外線吸収層を有することによって、熱線遮蔽採光材そのものの紫外線による劣化を効果的に抑えることができる。また、紫外線吸収層を有した採光材の透過光には紫外線が殆ど含まれていないため、透過光が人体や物に当たっても日焼けや劣化を引き起こさず、熱線と紫外線の両方を遮蔽する採光材とすることができる。積層化は、熱ラミネート、共押出成形法、プレス成形法あるいは射出成形によって一体化させる方法等によって達成される。
【００１７】
本発明の紫外線吸収層に使用する紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸フェニルエステル系、トリアリールトリアジン系、金属酸化物等紫外線吸収効果を有するものであればよいが、好ましくは２８０〜３００ｎｍの領域の紫外線吸収能が高く、揮散性の低いものがよい。
【００１８】
尚、該熱線遮蔽採光材の形状には格別の制限はなく、最も一般的な平板状やフィルム状、波板状、あるいは折板状等様々な形状のものが包含される。
【００１９】
【実施例】
次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明する。
尚、本実施例で用いた評価、試験方法を以下に示す。
【００２０】
（１）熱線遮蔽効果
第１図に示す測定装置を用いて以下の要領で行った。即ち、熱がこもらないように側壁に通気孔を有するボックス１の上壁開口部２を覆うように試験片３を置き、その上方約３５ｃｍに１２５Ｗの赤外線ランプ４によって試験片３を照明し、試験片３から１６ｃｍの間隔をあけてボックス内に設置された熱吸収板（両面黒色の鉄板）５によって試験片３を透過した熱線を吸収させ、この熱吸収板の温度を熱電対６によって経時的に測定し、温度が変化しない平衡点を求めたものである。
【００２１】
（２）光線透過率
日本電色工業のヘーズメーターにて試験片の全光線透過率（％）、曇価（％）を測定した。
【００２２】
（３）透明性
試験片を目の前に置き、目視にて向こう側の風景が確認できるか否かについて評価した。
【００２３】
（４）促進耐侯性
スガ試験機のサンシャインウエザオンメーターを使用し、ブラックパネル温度６３℃、降雨なし（１２０分）、降雨あり（１８分）のサイクルで３０００時間照射後のサンプルの黄変度を測定した。
【００２４】
参考例１
（１）熱線遮蔽剤添加組成物の調製
ポリカーボネート樹脂としてのユーピロンＥ−２０００（商品名、三菱ガス化学（株）製）１００重量部に、鱗片状アルミ片としてＳＳ−７０００ＡＲ（商品名、ミネラルスピリット３６％含有アルミペースト、平均直径９．６μｍ、平均厚さ０．１μｍ、シルバーライン社製）を０．０１４重量部（純アルミ分として０．００９重量部）の割合でタンブラー内にて予備混合し、更に４５mmの２軸押出機（池貝鉄工所（株）製）を用いてペレットとした。
（２）熱線遮蔽採光材の作製と評価
熱線遮蔽剤添加組成物として（１）で調製した樹脂を用い、６５mmの単軸押出機を用いて押出し、板厚１．０ｍｍのシートとした。得られたものの評価結果を表１に示した。また、サンシャインウエザオメーターによる促進耐候性評価結果を表２に示した。
【００２５】
参考例２
アクリル系樹脂としてエスチレンＭＳ６００（商品名、メタクリル酸メチル／スチレン＝６／４共重合樹脂、新日鉄化学（株）製）１００重量部に、鱗片状アルミ片としてＳＳ−７０００ＡＲを０．００９重量部（純アルミ分として０．００６重量部）を添加し、板厚２．０ｍｍのシートとした以外は参考例１と同様に実施した。評価結果を表１に示した。
【００２６】
参考例３
ブロンズ色のユーピロンＥ−２０００（ＭＥＰ No.693C）を１００重量部に対してレッド色の有機顔料を化学的に付着させた鱗片状アルミ片ＳＢＴ−５５４ＲＤ（商品名、ミネラルスピリッツ４６％含有アルミペースト、平均直径１７μｍ、平均厚さ０．６８μｍ、シルバーライン社製）を０．０１６重量部（純アルミ分として０．００９重量部）添加し、板厚１．０ｍｍのシートとした以外は参考例１と同様に実施した。得られたシートの外観はシルバー色が薄まり、現行のブロンズ色と違和感の少ないものが得られた。性能評価結果を表１に示した。
【００２７】
実施例１
参考例１の（１）で調製した添加組成物を用いて、板厚１．０ｍｍのシートとする際に成形直後のシートに紫外線吸収剤（2-［2-ヒドロキシ-3,5-ビス（α,α−ジメチルベンジル）フェニル］-2H−ベンゾトリアゾール）を２ｗｔ％添加したアクリル系フィルムＳＤ−００７ＮＴＴ（商品名、厚み５０μｍ、鐘淵化学（株）製）を熱ラミネートした。得られたシートの評価結果を表１に示した。また、サンシャインウエザオメーターによる促進耐候性評価結果を表２に示した。
【００２８】
比較例１
ユーピロンＥ−２０００を１００重量部に対して鱗片状アルミ片としてＳＳ−７６０−２０Ｃ（商品名、ミネラルオイル２０％含有アルミペースト、平均直径５４μｍ、平均厚さ０．５μｍ、シルバーライン社製）を０．０１１重量部（純アルミ分として０．００９重量部）添加した以外は参考例１と同様に実施した。評価結果を表１に示した。
【００２９】
比較例２
ユーピロンＥ−２０００を１００重量部に対して鱗片状アルミ片としてＳＳ−７６０−２０Ｃ（商品名、ミネラルオイル２０％含有アルミペースト、平均直径５４μｍ、平均厚さ０．５μｍ、シルバーライン社製）を０．０３４重量部（純アルミ分として０．０２７重量部）添加した以外は参考例１と同様に実施した。評価結果を表１に示した。
【００３０】
比較例３
ユーピロンＥ−２０００を１００重量部に対して球形状アルミ片ＥＳＳ−９０９ＡＲ（商品名、ミネラルスピリット１２％含有アルミペースト、平均粒子径５μｍ、シルバーライン社製）を０．０１０重量部（純アルミ分として０．００９重量部）添加した以外は、参考例１と同様に実施した。評価結果を表１に示した。
【００３１】
比較例４
ユーピロンＥ−２０００を１００重量部に対して球形状アルミ片ＥＳＳ−９０９ＡＲ（商品名、ミネラルスピリット１２％含有アルミペースト、平均粒子径５μｍ、シルバーライン社製）を０．０５１重量部（純アルミ分として０．０４５重量部）添加した以外は、参考例１と同様に実施した。評価結果を表１に示した。
【００３２】
比較例５
ユーピロンＥ−２０００を１００重量部に対して酸化チタン被覆雲母としてパール顔料ＭＥ１００Ｒ（商品名、平均直径２６μｍ、平均厚さ０．２５μｍ、日本光研工業製）を０．５重量部添加した以外は参考例１と同様に実施した。評価結果を表１に示した。
【００３３】
比較例６
熱線遮蔽剤無添加のポリカーボネートシートとしてユーピロンＮＦ２０００Ｕ（商品名、板厚１．０ｍｍ、三菱ガス化学（株）製）を用いて、熱線遮蔽効果を測定した。性能評価結果を表１に示した。
【００３４】
比較例７
熱線遮蔽剤無添加のアクリル系シートとしてアクリエースＭＳ（商品名、メタクリル酸メチル／スチレン＝６／４、板厚２．０ｍｍ、日本アクリエース（株）製）を用いて、熱線遮蔽効果を測定した。性能評価結果を表１に示した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
【発明の効果】
本発明により、熱線遮蔽効果に優れると共に光線透過率が高く、かつ透視性を有したものを安価に得られることから、公共施設、工場等の採光用屋根材、カーポート、アーケードのみならず、採光用窓、サンルーフ、車両の窓等透視性を必要とする用途にも使用可能な熱線遮蔽採光材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例で得た熱線遮蔽試験片の熱線遮蔽効果の測定に用いた装置の概略図である。
【符号の説明】
１ボックス
２上壁開口部
３試験片
４１２５Ｗ赤外線ランプ
５熱吸収板
６熱電対
７記録計

Claims

透明性を有する合成樹脂１００重量部に対して、平均直径が１〜５０μｍ、厚さが平均直径の１／２００〜１／１０の範囲の鱗片形状をしたアルミ片を０．００１〜０．０５重量部添加した組成物よりなる樹脂層の少なくとも片面に紫外線吸収剤を１〜１０重量％添加した１０〜１００μｍの厚さの透明性合成樹脂からなる紫外線吸収層を有することを特徴とする熱線遮蔽採光材。
アルミ片が有機顔料を化学的に付着させて着色したものである請求項１記載の熱線遮蔽採光材。
透明性を有する合成樹脂が、ポリカーボネート樹脂あるいはアクリル系樹脂である請求項１または２に記載の熱線遮蔽採光材。