(57)【要約】【課題】繊維基布に樹脂を固着させた膜材において、膜材が本来有する意匠性などの特性を維持しながら優れた遮熱性を付与し、且つその長期耐久性を向上させた膜材を提供すること。【解決手段】繊維基材に樹脂を固着させてなる膜材であって、該樹脂が、可視領域で吸収を示し、且つ赤外領域で反射を示す顔料を樹脂全重量に対して０．０１〜１００重量部含有している。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維基材に樹脂を固着させてなる膜材であって、該樹脂が、可視領域で吸収を示し、且つ赤外領域で反射を示す顔料を樹脂全重量に対して０．０１〜１００重量部含有していることを特徴とする遮熱性膜材。
【請求項２】
樹脂が、中空バルーンを樹脂全容量に対して２０〜８０容量部含有している請求項１記載の遮熱性膜材。
【請求項３】
樹脂の厚みが、５０〜５００μｍである請求項１又は２記載の遮熱性膜材。
【請求項４】
樹脂が塩化ビニル樹脂である請求項１、２又は３記載の遮熱性膜材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は繊維基材に樹脂を固着させてなる膜材に関するものであり、さらに詳しくは、繊維基材に、赤外領域で反射を示す顔料を含む樹脂を固着させることにより内部温度の上昇が防止でき、テント建築物用膜材、テント倉庫用膜材、自動車幌用膜材、バックリット用膜材、フレキシブルコンテナー用膜材等として好適に使用できる遮熱性膜材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、繊維基布に種々の樹脂をカレンダー法やコーティング法、Ｔダイ押出し法などの方法により固着させた膜材が、イベントでの建築物、倉庫、自動車用の幌、バックリット、フレキシブルコンテナー等に利用されている。このような膜材は、高周波ウェルダーを用いて簡単に縫製でき、組み立ても容易で、さらに見た目もカラフルであることからさまざまな所で使用されている。
【０００３】
しかしながら、このような膜材を使用した場合、例えば建築物や倉庫においては、夏場の気温が上がる季節には、内部の温度が著しく上昇するため、中に人が長時間いることができないという問題があった。
【０００４】
また、自動車用の幌やフレキシブルコンテナーにおいては、夏場の気温が上がる季節には、その内部に入れた食料が腐食したり、資材が損傷され易いという問題もあった。
【０００５】
そして、膜材内部の温度を下げるためには、冷房設備を設置することが考えられるが、一旦上昇した温度を下げるためには膨大なエネルギーが必要となり、昨今のような地球環境への影響が問題視される状況にあっては好ましい方法とは言えない。
【０００６】
このような問題を解決するため、例えば、特公平４−６０４２８号公報、特公平８−９２１８号公報、特開平８−４９１７１号公報、特開平１０−７６６０９号公報、特開平１０−２１２８４１号公報には、アルミニウムなどの金属を含む層を膜材表面に設け、光を遮断することにより膜材内部の温度を下げる方法が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記方法においては膜材の色が限定されてしまうので、イベントで使用するテント膜材のように、見た目のカラフルさなどの意匠性を求められる用途では使用できない上、このような金属を含む層は長時間使用すると剥離や破損が起こり、長期耐久性に乏しいという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、繊維基布に樹脂を固着させた膜材において、膜材が本来有する意匠性などの特性を維持しながら優れた遮熱性を付与し、且つその長期耐久性を向上させた膜材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、繊維基材に固着させる樹脂に、可視領域で吸収を示し、且つ赤外領域で反射を示す顔料を含有させるとき、所望の膜材が得られることを究明した。
【００１０】
かくして本発明によれば、繊維基材に樹脂を固着させてなる膜材であって、該樹脂が、可視領域で吸収を示し、且つ赤外領域で反射を示す顔料を樹脂全重量に対して０．０１〜１００重量部含有していることを特徴とする遮熱性膜材が提供される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の膜材に固着させる樹脂について説明する。ここでいう樹脂とは主成分となる樹脂固形分の他、可視領域で吸収を示し、且つ近赤外領域では反射を示す顔料（以下、濃彩色反射顔料と称することがある）、その他の顔料、可塑剤、溶剤、バルーン、添加剤などを含むものである。
【００１２】
上記樹脂には、濃彩色反射顔料が樹脂全重量に対して０．０１〜１００重量部含有されていることが肝要である。該濃彩色反射顔料は、可視領域では吸収を示すため、従来のカーボンブラック等と同様に、黒色、濃茶色等の濃彩色を呈する。しかし、近赤外領域においては光吸収が小さく、高い反射率を有するため、熱エネルギーの吸収がなく、膜材の温度上昇を防ぐことができると共に、樹脂層の熱劣化を抑制する。
【００１３】
上記の濃彩色反射顔料としては、可視領域で吸収を示し、且つ近赤外領域で反射を示す顔料であれば特に限定することなく用いることができるが、中でも、ＪＩＳ　Ａ　５７５９で定義される日射反射率が１５％以上である顔料が好適に用いられる。
【００１４】
ここで、日射反射率とは、ＪＩＳ　Ａ　５７５９の建築用熱線遮蔽及びガラス飛散防止用フィルムで定義されるように、十分に隠蔽された状態、具体的には隠蔽率が約１．０の塗膜において測定される値であり、具体的には、分光光度計を用いて波長３５０μｍから２１００μｍまでの５０μｍ毎の分光反射率を測定し、各波長における重価係数等を加味して算出される。
【００１５】
また上記濃彩色反射顔料は、日射反射率が１５％以上であると同時に、ＣＩＥ１９７６のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間におけるＬ＊値が２４以下のものを用いることが好ましい。Ｌ＊値が２４以下であるということは黒色又はそれに近い濃彩色であることを意味する。
【００１６】
以上のような条件を満たす濃彩色反射顔料の具体例としては、大日精化工業（株）製のクロモファインブラックＡ−１１０３などのアゾメチアゾ系顔料等が挙げられる。
【００１７】
本発明の膜材で使用する樹脂には、上記の濃彩色反射顔料に加えて、カーボンブラックや鉄黒等、従来の黒色顔料を除く着色顔料を少なくとも一種以上と、白色顔料（以下、これらを着色顔料等と総称することがある）とを含有させることもできる。白色顔料は必要に応じて用いればよく、したがって濃彩色反射顔料以外の顔料として、着色顔料のみの場合と着色顔料及び白色顔料とを併せて用いる場合がある。このように、着色顔料等を含有させることによって様々な色の樹脂ペーストを調整することができ、従来のカーボンブラック等の黒色顔料を混合する場合に比較すると、塗膜の熱エネルギーの吸収が少ないため塗膜温度の上昇が少なく、変退色等が起こりにくい。
【００１８】
上記着色顔料としては、通常用いられる各種顔料が適用可能であり、例えばモノアゾ系エロー（商品名ホスターパームエローＨ３Ｇ：ヘキスト（株）製）等の黄色系顔料、酸化鉄（商品名トダカラー１２０ＥＤ：戸田工業（株）製）、キナクリドンレッド（Ｈｏｓｔａｐｅｒｍ　Ｒｅｄ　Ｅ２Ｂ７０：ヘキスト（株）製）等の赤色系顔料、フタロシアニンブルー（商品名シヤニンブルーＳＰＧ−８：大日本インキ（株）製）等の青色系顔料、フタロシヤニングリーン（商品名シヤニングリーン５３１０：大日精化工業（株）製）等の緑色系顔料等が挙げられる。
【００１９】
また白色顔料の具体例としては、酸化チタン、亜鉛華等の顔料を適宜用いることができる。酸化チタンはルチル型、アナターゼ型共に適用可能であるが、耐候性の点からルチル型の酸化チタンが特に好適に用いられる。
【００２０】
濃彩色反射顔料の含有量は、樹脂全重量に対して０．０１〜１００重量部であることが必要であり、好ましくは０．１〜４０重量部である。該含有量が０．０１重量部未満の場合は、樹脂層の隠蔽力が十分に得られず、太陽光等が透過しやすくなるため温度上昇が起こり樹脂層の劣化の原因となる。一方、該含有量が１００重量部を越えると、樹脂層に含まれる顔料が表面に一部むき出しになるため平滑度が低下する上、水分、光、熱等に対する耐性も著しく損なわれることがある。
【００２１】
樹脂を作製する際の分散工程における、上記の濃彩色反射顔料及び着色顔料等の分散度は、樹脂ペーストの種類、膜材の用途等に応じて適宜設定すれば良いが、平均粒子径が５０μｍ以下になるように分散することが好ましく、１０μｍ以下が最も好ましい。平均粒子径が５０μｍを越えると、樹脂層の表面が凸凹になり外観を損なうと共に、表面に塵埃等が付着しやすくなり、表面温度が上がりやすくなって耐候性、耐汚染性、色安定性等が悪化するため好ましくない。
【００２２】
顔料を分散させる際に用いる分散媒体としては鉄以外のものを用いることが好ましい。鉄製の分散媒体は着色汚染によって顔料の日射反射率を低下させるため好ましくない。鉄以外の分散媒体の具体例としては、陶磁製、ガラスビーズ、フリント石等が挙げられ、この中でもガラスビーズは容易に入手可能であり経済性にも優れるため好適に用いられる。分散媒体の粒度、充填量、及び顔料分散機の種類等は特に限定されるものではないが、実施形態の具体例として、３〜１．５ｍｍのガラスビーズをサンドグラインドミル容量の約８０％充填する場合を好ましく挙げることができる。
【００２３】
本発明で使用する樹脂には、上記の着色顔料等に加えて、反射機能及び断熱機能を有する骨材を含有させることが好ましい。骨材の具体例としてはシラスバルーン、ポリスチレンバルーン、セラミックバルーン等の中空粒子が挙げられる。これらの骨材は反射機能及び断熱機能を有するため、上述の濃彩色反射顔料とあいまって、塗膜及び膜材の遮熱性、耐候性をさらに向上させることができる。
【００２４】
上記の骨材の中でも、ホウ化ケイ素系等で真空度の高いセラミックバルーンを用いれば、その表層及び殻内で太陽光等を反射する上、中空で断熱性にも優れているため好適に用いられる。また、セラミックバルーンは、構造保持剤と共に用いることが好ましい。
【００２５】
本発明において適用可能な、セラミックバルーン及び構造保持剤については以下の通りである。すなわち、バルーンの粒子径は５〜１１０μｍが好ましい。粒子径が１１０μｍより大きいと塗膜が凸凹になることがあるので好ましくない。また、粒径分布は累計５０％領域で３０〜６５μｍ、９０％累計で５０〜１１０μｍであることが好ましい。またバルーンの比重は０．１６〜０．６が好ましい。さらにバルーンの強度は２．０〜７３．５×１０６Ｐａの範囲が好ましい。
【００２６】
バルーンの強度がこの範囲より小さいと、樹脂ペースト製造時に飛散するので混入が難しく、また破壊されやすくなる。一方、バルーンの強度がこの範囲より大きいとバルーンの殻が厚くなって断熱効果が低下し、かつ膜材重量が重くなるので好ましくない。
【００２７】
さらにチクソトロピック性の低い樹脂はバルーンが浮きやすく、そのバルーン浮き防止のため構造保持剤が必要になる。構造保持剤の種類としては、脂肪酸アマイド／微粒シリカの複合系、有機ベントナイト／微粒シリカの複合系、及び脂肪酸アマイド／有機ベントナイト／微粒シリカの複合系、酸化ポリエチレンワックス／微粒シリカの複合系、及び上記複合系から微粒シリカを除いたもの等が好適に用いられる。
【００２８】
本発明において、樹脂中におけるセラミック等の中空バルーン含有量は、樹脂全容量に対して２０〜８０容量部であることが好ましい。該容量が２０容量部より少ないと目的とする遮蔽効果が発現しない場合があり、一方、該容量が８０容量部を越えると塗膜がもろくなることがあり、また、塗膜表面に凹凸が生じ、外観が悪くなるばかりでなく、膜材表面に汚れがつきやすくなるといった問題が発生することがある。
【００２９】
本発明で使用する樹脂の主成分である樹脂固形分は、耐候性の優れた樹脂であることが好ましい。ここでいう耐候性に優れた樹脂とは、耐黄変性、保色性、光沢保持性、耐薬品性、及び耐白亜化性等に優れた樹脂をいい、水溶性型及び溶剤型のいずれも用いることができる。このような樹脂を上述の濃彩色反射顔料と共に用いることにより、樹脂層及び膜材全体としての優れた遮熱性及び耐候性を得ることができる。
【００３０】
上記の耐候性の優れた樹脂の具体例としては、その主成分に、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン変性ポリエステル樹脂、シリコン変性アクリル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、及びフッ素系樹脂等を用いたものを挙げることができる。その中でも塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂は好適に用いられるが、特に不都合がない限り、基材の構成成分と同種の樹脂を用いた方がその相溶性の点から好ましい。また必要に応じ、各種イソシアネート、メラミン樹脂等の硬化剤を用いることができる。
【００３１】
また、本発明に用いる樹脂には、通常用いられる種々の添加剤を含有することができる。具体的には、色分かれ防止剤、沈殿防止剤、表面調整剤、潤滑剤、可塑剤、消泡剤、防腐剤、凍結防止剤、硬化剤、顔料分散剤、乳化剤、乾燥剤、紫外線吸収剤、防かび剤、抗菌剤、粘度低下剤等が挙げられる。
【００３２】
特に塩化ビニルなどチクソトロピック性の高い樹脂中にセラミックバルーンを分散させた場合、粘度が上昇しさらにチクソトロピック性も上昇するため、基材に塗布しにくくなるといった問題が生ずるので、粘度低下剤の添加は非常に有用である。
【００３３】
本発明の膜材に用いられる樹脂において、上述した顔料と中空バルーンは、双方添加することにより塗膜の耐久性を向上させながら必要な遮熱効果を得ることができる。
【００３４】
また、本発明においては、樹脂の厚みは５０〜５００μｍの範囲とすることが好ましい。該厚みが５０μｍより小さいと隠蔽力が不足し、また樹脂にセラミックバルーンを含有する場合にはバルーンが不均一に分布して外観が悪く、さらに十分な遮熱性能が得られないことがある。一方、厚みが５００μｍを越える場合は、塗布時に垂れが生じやすく、むらもあって外観が悪くなるばかりでなく、コストも高くなることがある。
【００３５】
次に、本発明において使用する繊維基材について説明する。
【００３６】
本発明において使用する繊維基材としては、繊維からなる織編物の基布、あるいはそれら基布に樹脂を被覆加工した膜材のいずれを用いることもできるが、経済的な面から膜材を繊維基材とした方がよく、普通は膜材表面に上記樹脂をさらに固着させるのが最も効果的である。
【００３７】
本発明における膜材の好ましい例は、繊維基布に熱可塑性樹脂を被覆加工したシートである。
【００３８】
この際、繊維基布として好ましく用いられるのは、ポリエステル、ポリアミド、ビニロン等の合成繊維や木綿、麻などの天然繊維を単独で、あるいは混合して製編織した織編物であり、これら繊維は長繊維であっても短繊維であってもよい。
【００３９】
一方、被覆加工に好ましく用いられる熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等を挙げることができ、これらの樹脂は一般的に可塑剤等の各種添加剤を配合して用いてもよい。
【００４０】
前述のように、本発明において使用する樹脂は、相溶性の点から、基材となる膜材の被覆加工に用いられる熱可塑性樹脂と同じものを用いることが好ましい。
【００４１】
例えばテントに使用される膜材にはポリエステル繊維基布に塩化ビニルを被覆した膜材がよく使用されるが、その場合、基材に固着される樹脂も塩化ビニルであることが好ましい。
【００４２】
本発明において、基材に固着される樹脂層は、最終的に出来上がった膜材の中でどの層にあってもよいが、光の反射効果を引き出すためにはできるだけ表層に配置されることが好ましい。
【００４３】
また、本発明において、基材に樹脂が固着された後、通常テント用膜材等でなされているのと同様に、アクリル系樹脂やフッ素系樹脂を塗布することは、膜材に防汚性を付与させるばかりでなく、表面に露出したバルーンを保護する意味でも効果がある。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。尚、実施例中の物性は下記の方法により測定した。
【００４５】
（１）遮熱効果
図１に模式的に示すように、膜材から２０ｃｍ離れた距離から５００Ｗの白熱電球を照射し、５分後の生地の反対面の温度を測定して、樹脂層を有さない基材のみの場合と比較した。この温度差が１５℃以上あれば、遮熱効果があると判断できる。
【００４６】
（２）膜材の外観
膜材の外観を目視により「良」、「悪」で評価した。
【００４７】
（３）テント内部の暑さ
得られた膜材を用いて、図２に示す形状の、四方膜規格１号に相当するテント倉庫を製造し、良く晴れた日中に屋外に設置した後内部に入り、暑さの体感を「暑い」、「暑くない」で評価した。また梁中央真下３４ｃｍの位置における室温を測定した。
【００４８】
［実施例１〜３、比較例１〜４］
塩化ビニル樹脂に、可塑剤、安定剤、防炎剤、充填剤を加え、バタフライミキサーにて荒練りし、３軸インクロールでさらに均一に混練した。次にディスパーミキサーへ移し、濃彩色反射顔料（大日精化工業（株）製　クロモファインブラックＡ−１１０３）と着色顔料（大日精化工業（株）製　シヤニングリーン５３１０）を表１に示す比率で加え、さらに溶剤で粘度を調整しながら表１に示す比率でセラミック中空バルーンを添加した。
【００４９】
得られた樹脂をドクターナイフコーティング法により、基材に塗布して固着させた。尚、ここで用いた基材は、経糸として２０番手双糸、緯糸として１０番手のポリエステル紡績糸を用いた、密度が経４９本／インチ、緯４６本／インチの織物に塩化ビニル樹脂をコーティングした、厚み０．５ｍｍ、目付け２４０ｇ／ｍ２のテント帆布である。
【００５０】
得られた膜材の物性を表１に示す。また、実施例１〜３及び比較例３の膜材を使用したテントの物性を併せて表１に示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストで耐久性に優れ、かつ意匠性に富んだ従来にない遮熱膜材を提供することができ、例えば、テント倉庫内部での作業を極めて快適に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】遮熱効果の測定方法を説明するための模式図。
【図２】本発明の膜材からなるテント倉庫の形状を示す斜視図。
【符号の説明】
１　膜材
【図１】
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【図２】
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