(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射体と、
内部構造において界面を形成する領域を含む基材層と、
前記放射体と前記基材層との間に設けられた第１の空気層と、
を有し、
前記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たし、
前記基材層の太陽光反射率Ｃが、３０％以上である多層構造体。
【請求項２】
前記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び前記基材層の太陽光反射率Ｃが、Ｂ／（１００−Ｃ）＞７を満たす請求項１に記載の多層構造体。
【請求項３】
前記基材層の数が、２つ以上である請求項１又は請求項２に記載の多層構造体。
【請求項４】
前記基材層間に第２の空気層を有する請求項３に記載の多層構造体。
【請求項５】
前記基材層と前記第２の空気層とが交互に配置された構造を有する請求項４に記載の多層構造体。
【請求項６】
前記第２の空気層の厚さが、５ｃｍ以下である請求項４又は請求項５に記載の多層構造体。
【請求項７】
前記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞２０を満たす請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項８】
前記基材層の太陽光反射率Ｃが、８０％以上である請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項９】
前記内部構造において界面を形成する領域の平均直径が、５０００ｎｍ以下である請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項１０】
前記内部構造において界面を形成する領域が、空隙及び粒子から選択される少なくとも１種である請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項１１】
前記基材層が、多孔質基材層である請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項１２】
前記基材層の空隙率が、４０％以上である請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項１３】
前記基材層が、ポリオレフィンを含む請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の多層構造体。
【請求項１４】
放射冷却構造体である、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の多層構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、多層構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーの観点から、冷房器具、建築物等において放射冷却を利用する冷却技術が検討されている。【０００３】
例えば、米国特許出願公開第２０１５／０３３８１７５号明細書には、物体を冷却するための放射冷却装置であって、上記物体に対して深さ寸法に沿って異なる深さに位置する複数の異なる材料の配置を含み、上記複数の異なる材料は、太陽スペクトル反射部分及び熱放射性部分を含む放射冷却装置が開示されている。【０００４】
特開昭５７−１５０７６７号公報には、放熱板の上方に、相互に所定の空間を保って対面している数枚の長波長透過率の高い透明板を、放熱板と対面させた状態でかつ所定の間隔を保って設けたことを特徴とする放射冷却器が開示されている。【０００５】
また、建築物においては、断熱性を有する構造体も検討されている。例えば、特開２００８−１１４５８３号公報には、３枚以上の透光性を有する基材フィルムが、スペーサ用樹脂組成物からなる複数の樹脂スペーサを挟んで各々対向した構造を有する多層構造体であって、上記樹脂スペーサは、上記基材フィルムを挟んで、上記基材フィルムの積層方向に重ねて配置されていることを特徴とする多層構造体が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放射冷却を利用する冷却技術の応用の１つとして、放射冷却機能を有する構造体の内部に配置された被冷却体を冷却する技術が挙げられる。しかしながら、従来提案されている技術では、構造体の内部への太陽光の入射等によって十分な放射冷却効果を発現することができず、この結果、構造体の内部に配置された被冷却体を十分に冷却できないといった問題が生じる場合がある。例えば、米国特許出願公開第２０１５／０３３８１７５号明細書に記載された放射冷却装置では、高い断熱効果を得ることができず、また、窓材としてポリエチレンフィルムを用いているため、放射冷却装置の内部まで太陽光が到達することによって放射冷却効果が小さくなると考えられる。特開昭５７−１５０７６７号公報に記載された放射冷却器においても、放射冷却器の内部まで太陽光が到達することによって十分な放射冷却効果を得ることができないと考えられる。また、特開２００８−１１４５８３号公報に記載された多層構造体においては、多層構造体の可視光線透過率を高める必要があるため、基材フィルムの赤外線透過率は小さいと考えられる。さらに、特開２００８−１１４５８３号公報に記載された多層構造体においては、透光性を有する基材フィルムが用いられているため、多層構造体の内部にまで太陽光が到達することによって放射冷却効果が小さくなると考えられる。【０００７】
本開示は、上記の事情に鑑みてなされたものである。
本開示の一態様は、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる多層構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞  放射体と、内部構造において界面を形成する領域を含む基材層と、上記放射体と上記基材層との間に設けられた第１の空気層と、を有し、上記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たし、上記基材層の太陽光反射率Ｃが、３０％以上である多層構造体。
＜２＞  上記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び上記基材層の太陽光反射率Ｃが、Ｂ／（１００−Ｃ）＞７を満たす＜１＞に記載の多層構造体。
＜３＞  上記基材層の数が、２つ以上である＜１＞又は＜２＞に記載の多層構造体。
＜４＞  上記基材層間に第２の空気層を有する＜３＞に記載の多層構造体。
＜５＞  上記基材層と上記第２の空気層とが交互に配置された構造を有する請求項＜４＞に記載の多層構造体。
＜６＞  上記第２の空気層の厚さが、５ｃｍ以下である＜４＞又は＜５＞に記載の多層構造体。
＜７＞  上記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞２０を満たす＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜８＞  上記基材層の太陽光反射率Ｃが、８０％以上である＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜９＞  上記内部構造において界面を形成する領域の平均直径が、５０００ｎｍ以下である＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜１０＞  上記内部構造において界面を形成する領域が、空隙及び粒子から選択される少なくとも１種である＜１＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜１１＞  上記基材層が、多孔質基材層である＜１＞〜＜１０＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜１２＞  上記基材層の空隙率が、４０％以上である＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜１３＞  上記基材層が、ポリオレフィンを含む＜１＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
＜１４＞  放射冷却構造体である、＜１＞〜＜１３＞のいずれか１つに記載の多層構造体。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様によれば、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる多層構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本開示に係る多層構造体の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本開示に係る多層構造体の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。なお、本開示は、以下の実施形態に何ら制限されず、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【００１２】
本開示において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本開示において、「質量％」と「重量％」とは同義であり、「質量部」と「重量部」とは同義である。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【００１３】
＜多層構造体＞
本開示に係る多層構造体は、放射体と、内部構造において界面を形成する領域を含む基材層（以下、単に「基材層」ということがある。）と、上記放射体と上記基材層との間に設けられた第１の空気層と、を有し、上記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たし、上記基材層の太陽光反射率Ｃが、３０％以上である。
【００１４】
本開示に係る多層構造体は、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる。本開示に係る多層構造体が上記効果を奏する理由は明らかではないものの、以下のように推察される。
本開示に係る多層構造体は、放射体と、内部構造において界面を形成する領域を含む基材層と、上記放射体と上記基材層との間に設けられた第１の空気層と、を有し、上記基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たし、上記基材層の太陽光反射率Ｃが、３０％以上であるため、太陽光の反射によって多層構造体内部に入射する太陽光の量を低減することで多層構造体内部の温度上昇を低減することができ、そして、放射体から放射される赤外線を多層構造体の内部から多層構造体の外部に向かって容易に放出することができる。このため、本開示に係る多層構造体は、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができると考えられる。
【００１５】
本開示において、「構造体の内部に配置された被冷却体」における「構造体の内部」とは、放射体と基材層との間の領域の全体又は一部を意味する。
【００１６】
本開示において、「被冷却体を冷却する」とは、被冷却体の温度を多層構造体の外部の温度よりも低くすることを意味し、必ずしも被冷却体の温度を特定の温度まで下げることに限られるものではなく、被冷却体の温度が外気温度を上回らない状態を維持することを包含する。
【００１７】
基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａは、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たし、Ｂ／（１００−Ａ）＞１０を満たすことが好ましく、Ｂ／（１００−Ａ）＞１５を満たすことがより好ましく、Ｂ／（１００−Ａ）＞２０を満たすことがさらに好ましく、Ｂ／（１００−Ａ）＞２５を満たすことが特に好ましい。基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが上記関係を満たすことで、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる。なお、Ｂ／（１００−Ａ）の上限値は、制限されず、用途等に応じて適宜設定することができる。本開示においては、例えば、１００＞Ｂ／（１００−Ａ）であってもよく、７０＞Ｂ／（１００−Ａ）であってもよく、５０＞Ｂ／（１００−Ａ）であってもよい。「Ｂ／（１００−Ａ）」において、Ｂ（基材層の遠赤外線透過率Ｂ）の値及びＡ（多層構造体の太陽光反射率Ａ）の値は、それぞれ、百分率（％）で表される。
【００１８】
Ｂ／（１００−Ａ）＞７で表される関係式は、多層構造体の太陽光反射率Ａが大きく（換言すると、太陽光の吸収率が小さく）、かつ、基材層の遠赤外線透過率Ｂが大きいことを意味する。本開示に係る多層構造体において、放射冷却により放射体が冷却される条件は、Ｐｉｎ−Ｐｏｕｔ＜０（以下、「式（Ａ）」という。）で表される。式（Ａ）中、Ｐｉｎは、多層構造体の外部から多層構造体の内部へ入射する単位面積当たりの太陽光エネルギーを表し、（１００−Ａ）×Ｐｓｏｌａｒ／１００で表される。ここで、Ａは、多層構造体の太陽光反射率（％）を表し、Ｐｓｏｌａｒは、太陽光強度を表す。式（Ａ）中、Ｐｏｕｔは、多層構造体から遠赤外線として単位面積当たりに放射されるエネルギーを表し、（１−εｓｋｙ）×Ｂ×σ×Ｔａｍｂ４／１００で表される。ここで、εｓｋｙは、空の実効放射率を表し、Ｂは、基材層の遠赤外線透過率（％）を表し、σは、シュテファン−ボルツマン定数を表し、Ｔａｍｂは、外気温度を表す。εｓｋｙは、晴天時には０．７程度であることが知られている。典型的な気象条件として、Ｐｓｏｌａｒを１０００Ｗ／ｍ２、εｓｋｙを０．７、Ｔａｍｂを３００Ｋと仮定した場合、式（Ａ）より、Ｂ／（１００−Ａ）＞７が導かれる。よって、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たす多層構造体は、太陽光を反射し、遠赤外線の透過率が高いため、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる。
【００１９】
多層構造体の太陽光反射率Ａは、以下の方法によって測定することができる。
ＪＩＳ  Ａ  ５７５９：２００８に記載された方法に準拠する方法によって、積分球分光光度計（例えば、Ｖ−６７０、日本分光株式会社製）を用いて、波長３００ｎｍ〜２５００ｎｍにおける放射体及び基材層の拡散反射率をそれぞれ測定する。多層構造体に２つ以上の基材層が含まれる場合には、基材層毎に拡散反射率を測定する。測定値より、フレネル多重反射理論に基づいて算出される値を太陽光反射率Ａとする。なお、多層構造体に後述する他の基材層が含まれる場合には、他の基材層の拡散反射率も太陽光反射率Ａの算出に含める。
【００２０】
基材層の遠赤外線透過率Ｂは、以下の方法によって測定することができる。
フーリエ変換赤外分光光度計（例えば、ＶＩＲ−１００、日本分光株式会社製）及び積分球ユニットを用いて、波長２μｍ〜２５μｍにおける基材層の分光赤外拡散反射率及び分光赤外拡散透過率を測定する。多層構造体に２つ以上の基材層が含まれる場合には、基材層毎に分光赤外拡散透過率を測定し、フレネル多重反射理論に基づいて基材層の分光赤外拡散透過率を算出する。次に、得られる分光赤外拡散透過率に対して、２５℃における黒体輻射強度の重みづけを行うことによって得られる値を、基材層の遠赤外線透過率Ｂとする。具体的には、下記式にしたがって、「赤外拡散透過率Ｔに分光黒体輻射強度Ｉを乗じて得られる値を波長２μｍ〜２５μｍにおいて積分した値」を「分光黒体輻射強度Ｉを波長２μｍ〜２５μｍにおいて積分した値」で除することによって、基材層の遠赤外線透過率Ｂを算出することができる。なお、多層構造体に後述する他の基材層が含まれる場合には、他の基材層の分光赤外拡散透過率も遠赤外線透過率Ｂの算出に含める。
【００２１】
【数１】
0006942270.tif 000002
【００２２】
上記式中、Ｔは、分光赤外拡散透過率（％）を表し、Ｉは、２５℃における分光黒体輻射強度（Ｗ／ｍ２）を表し、λは、波長（μｍ）を表す。
【００２３】
本開示に係る多層構造体の一例について図面を参照しながら説明する。図１は、本開示に係る多層構造体の一例を概略的に示している。例えば図１に示されるように、多層構造体１００は、放射冷却構造体であり、放射体１０と、基材層２０ａと、基材層２０ｂと、基材層２０ｃと、第１の空気層３０と、第２の空気層４０ａと、第２の空気層４０ｂと、開口部６０を有する筐体５０と、を有する。基材層２０ａ、基材層２０ｂ、及び基材層２０ｃは、筐体５０の開口部６０にそれぞれ設けられている。第１の空気層３０は、放射体１０と基材層２０ａとの間に設けられている。第２の空気層４０ａは、基材層２０ａと基材層２０ｂとの間に設けられている。第２の空気層４０ｂは、基材層２０ｂと基材層２０ｃとの間に設けられている。放射体１０から放射される赤外線は、第１の空気層３０、基材層２０ａ、第２の空気層４０ａ、基材層２０ｂ、第２の空気層４０ｂ、及び基材層２０ｃを通過し、多層構造体１００の外部に放出される。基材層２０ａ、基材層２０ｂ、及び基材層２０ｃはそれぞれ、多層構造体１００の内部に入射する太陽光の量を低減することで、放射体１０等の温度上昇を低減することができる。また、基材層間に設けられた第２の空気層４０ａ及び第２の空気層４０ｂにおいては、対流が抑制されているため、多層構造体１００の断熱性が向上する。また、図１に示される多層構造体１００においては、第１の空気層３０の領域（例えば、放射体１０の表面）に被冷却体を配置することで、被冷却体を冷却することができる。
【００２４】
以下、本開示に係る多層構造体について具体的に説明する。
【００２５】
［放射体］
本開示に係る多層構造体は、放射体を有する。多層構造体が放射体を有することで、赤外線を放射し、放射冷却を発現することができる。
【００２６】
本開示において、「放射体」とは、室温（例えば２５℃）で黒体輻射が生じる波長域において、高い放射率を示す物体を意味する。具体的に、２５℃、波長５μｍ〜２５μｍの波長域における放射体の平均放射率が０．８以上であることが好ましく、２５℃、波長８μｍ〜１３μｍの波長域における放射体の平均放射率が０．８以上であることがより好ましい。
【００２７】
波長５μｍ〜２５μｍの波長域における放射体の平均放射率は、以下の方法によって測定することができる。
フーリエ変換赤外分光光度計（例えば、ＦＴＳ−７０００、Ｖａｒｉａｎ社製）を用いて、２５℃、波長５μｍ〜２５μｍの波長域における測定試料の分光透過率及び分光反射率をそれぞれ測定する。波長５μｍ〜２５μｍの波長域において、波長０．５μｍ毎にキルヒホッフの法則（分光放射率＝１−分光透過率−分光反射率）より分光放射率を算出する。各波長における分光放射率の算術平均値を求め、得られる値を５μｍ〜２５μｍの波長範囲における平均放射率とする。
なお、波長８μｍ〜１３μｍの波長域における放射体の平均放射率は、上記方法において、波長５μｍ〜２５μｍの波長域に代えて波長８μｍ〜１３μｍの波長域を選択することによって算出される。
【００２８】
放射体は、高い放射率を示す物体であれば制限されない。放射体の形態として、例えば、フィルム、シート、塗装膜、断熱材、白色反射板等が挙げられる。また、放射体は、水等の液体であってもよい。また、放射体は、支持体（例えば、ガラス基板、樹脂フィルム、樹脂シート）上に配置されていてもよい。
【００２９】
放射体を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ガラス、アクリル、ウレタン、シリコーン、水等が挙げられる。
【００３０】
放射体は、赤外線放射率及び太陽光反射率の観点から、太陽光のスペクトルに対して拡散反射又は鏡面反射を示すことが好ましい。特に生産性の観点から発泡樹脂であることが好ましく、発泡ポリエチレンテレフタレートであることがより好ましい。
【００３１】
放射体としては、市販品を用いてもよい。市販品の具体例としては、ＭＣＰＥＴ（登録商標、発泡ポリエチレンテレフタレート製の白色反射板、古河電気工業株式会社製）、ルミラー（登録商標）Ｅ２０（ポリエチレンテレフタレート製の白色反射フイルム、東レ株式会社製）等が挙げられる。
【００３２】
放射体の形状は、制限されず、用途等に応じて適宜選択することができる。放射体の形状としては、例えば、平面形状、湾曲形状、球形、角柱形状、箱型形状等が挙げられる。
【００３３】
放射体の表面の形状は、制限されない。放射体の表面は、平滑であってもよく、凹凸構造を有していてもよい。
【００３４】
放射体の大きさは、制限されず、用途等に応じて適宜設定することができる。例えば、放射体の厚さは、０．００００１ｃｍ〜５０ｃｍとすることができる。
【００３５】
放射体は、基材層を透過した太陽光を反射するという観点から、太陽光に対して高い反射率を示すことが好ましい。放射体の太陽光反射率は、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。
【００３６】
放射体の太陽光反射率は、以下の方法によって測定することができる。
ＪＩＳ  Ａ  ５７５９：２００８に記載された方法に準拠する方法によって、積分球分光光度計（例えば、Ｖ−６７０、日本分光株式会社製）を用いて、波長３００ｎｍ〜２５００ｎｍにおける放射体の拡散反射率を測定し、得られる値を太陽光反射率とする。
【００３７】
［基材層］
本開示に係る多層構造体は、内部構造において界面を形成する領域を含む基材層を有する。また、本開示に係る多層構造体において、上記基材層の太陽光反射率Ｃは、３０％以上である。内部構造において界面を形成する領域を含み、太陽光反射率Ｃが３０%以上である基材層を有することで、太陽光の反射率を高め、放射冷却効果を高めることができる。
【００３８】
本開示において、「内部構造において界面を形成する領域」とは、基材層内部において基材層を構成する主要材料（すなわち、母材（マトリックス））と界面を形成する領域を意味し、有体物及び無体物を包含する。例えば、基材層が不織布である場合、内部構造において界面を形成する領域とは、不織布の繊維と固体−気体界面を形成する「空隙」を意味する。また、例えば、基材層が粒子を含む樹脂フィルムである場合、内部構造において界面を形成する領域とは、樹脂と固体−固体界面を形成する「粒子」を意味する。内部構造において界面を形成する領域は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、基材層の断面を観察することで確認することができる。内部構造において界面を形成する領域の数は、１つ、又は２つ以上であってもよい。
【００３９】
内部構造において形成される界面としては、固体−気体界面であってもよく、固体−液体界面であってもよく、固体−固体界面であってもよく、太陽光の反射率の観点から、固体−気体界面及び固体−固体界面からなる群より選択される少なくとも１種の界面であることが好ましく、固体−気体界面であることがより好ましい。
【００４０】
内部構造において界面を形成する領域としては、例えば、空隙、気泡、粒子（例えば、有機樹脂粒子、無機粒子）等が挙げられる。例えば、内部構造において界面を形成する領域が空隙である場合、基材層の内部構造においては固体−気体界面が形成される。また、例えば、内部構造において界面を形成する領域が粒子である場合、基材層の内部構造においては固体−固体界面が形成される。内部構造において界面を形成する領域は、太陽光の反射率の観点から、空隙及び粒子から選択される少なくとも１種であることが好ましく、空隙であることがより好ましい。
【００４１】
有機樹脂粒子としては、制限されず、公知の有機樹脂粒子を適用することができる。有機樹脂粒子は、太陽光の反射率の観点から、基材層の材料とは異なる屈折率を有する有機樹脂粒子であることが好ましい。有機樹脂粒子の具体例としては、アクリル樹脂粒子、ポリエステル粒子、ポリウレタン粒子、ポリカーボネート粒子、ポリオレフィン粒子、ポリスチレン粒子等が挙げられる。
【００４２】
無機粒子としては、制限されず、公知の無機粒子を適用することができる。無機粒子は、太陽光の反射率の観点から、基材層の材料とは異なる屈折率を有する無機粒子であることが好ましい。無機粒子の具体例としては、酸化ケイ素（シリカ）粒子、酸化チタン（チタニア）粒子、酸化ジルコニウム（ジルコニア）粒子、酸化マグネシウム（マグネシア）粒子、酸化アルミニウム（アルミナ）粒子等が挙げられる。
【００４３】
内部構造において界面を形成する領域の形状は、制限されない。基材層の断面で観察される、内部構造において界面を形成する領域の形状は、例えば、円形状であってもよく、楕円形状であってもよく、不定形状であってもよい。
【００４４】
内部構造において界面を形成する領域の平均直径は、太陽光の反射率及び赤外線の透過率の観点から、５０００ｎｍ以下であることが好ましく、２０００ｎｍ以下であることがより好ましく、１０００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、５５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。
【００４５】
内部構造において界面を形成する領域の平均直径は、太陽光の反射率の観点から、３０ｎｍ以上であることが好ましく、５０ｎｍ以上であることがより好ましく、１００ｎｍ以上であることが特に好ましい。
【００４６】
内部構造において界面を形成する領域の平均直径は、以下の方法によって測定することができる。
基材層の厚さ方向の断面１０箇所を、走査型電子顕微鏡（例えば、Ｓ４１００、株式会社日立ハイテクノロジー製）を用いて倍率１０００倍で観察し、合計１０枚の観察像を取得する。各画像から、内部構造において界面を形成する領域を１０個ずつ選択する（ただし、内部構造において界面を形成する領域（以下、本段落において「特定領域」ということがある。）の数が１０個未満である画像については、観察される特定領域の最大数に対応する数の特定領域を選択する。）。選択された内部構造において界面を形成する領域の外周をトレースし、画像解析装置を用いてトレース像から内部構造において界面を形成する領域の円相当径の算術平均値を求め、得られる値を、内部構造において界面を形成する領域の平均直径とする。
【００４７】
基材層の材料は、赤外線の透過率が高い樹脂であることが好ましい。赤外線の透過率が高い樹脂としては、例えば、８μｍ〜１３μｍの範囲のいずれかの波長の赤外線の透過率が５０％以上である樹脂等が挙げられる。赤外線の透過率が高い樹脂の具体例としては、鎖状ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン）、環状ポリオレフィン（例えば、ポリノルボルネン）、ポリスチレン等が挙げられる。
【００４８】
上記の中でも、基材層は、赤外線の透過率の観点から、ポリオレフィンを含むことが好ましく、ポリエチレンを含むことが好ましい。
【００４９】
基材層中のポリオレフィンの含有量は、赤外線の透過率の観点から、基材層の質量に対して、８０質量％〜１００質量％であることが好ましく、９０質量％〜１００質量％であることがより好ましく、９５質量％〜１００質量％であることが特に好ましい。
【００５０】
基材層は、太陽光の反射及び赤外線の透過率の観点から、粒子を含む基材層、又は多孔質基材層であることが好ましく、多孔質基材層であることが好ましい。多孔質基材層としては、例えば、多孔質樹脂フィルム、不織布等が挙げられる。基材層は、太陽光の反射及び赤外線の透過率の観点から、多孔質樹脂フィルム又は不織布であることが好ましく、多孔質ポリエチレンフィルム又はポリエチレン不織布であることがより好ましく、ポリエチレン不織布であることが特に好ましい。
【００５１】
基材層としては、市販品を用いてもよい。市販品としては、例えば、タイベック（登録商標、旭・デュポン  フラッシュスパン  プロダクツ株式会社製）、サンマップ（登録商標、日東電工株式会社製）、ミライム（登録商標、帝人株式会社）等が挙げられる。
【００５２】
基材層の太陽光反射率Ｃは、３０％以上であり、４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。基材層の太陽光反射率Ｃを上記数値範囲に調節することで、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる。基材層の太陽光反射率Ｃの上限値は、制限されない。基材層の太陽光反射率Ｃは、例えば１００％以下とすることができる。
【００５３】
基材層の太陽光反射率Ｃは、以下の方法によって測定することができる。
ＪＩＳ  Ａ  ５７５９：２００８に記載された方法に準拠し、積分球分光光度計（例えば、Ｖ−６７０、日本分光株式会社製）を用いて、波長３００ｎｍ〜２５００ｎｍにおける基材層の拡散反射率を測定し、得られる値を太陽光反射率Ｃとする。なお、多層構造体に２つ以上の基材層が含まれる場合には、基材層毎に拡散反射率を測定し、フレネル多重反射理論に基づいて基材層の太陽光反射率Ｃを算出する。また、多層構造体に後述する他の基材層が含まれる場合には、他の基材層の拡散反射率も太陽光反射率Ｃの算出に含める。
【００５４】
基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び基材層の太陽光反射率Ｃは、Ｂ／（１００−Ｃ）＞７を満たすことが好ましく、Ｂ／（１００−Ｃ）＞８を満たすことがより好ましく、Ｂ／（１００−Ｃ）＞１０を満たすことが特に好ましい。基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び基材層の太陽光反射率Ｃが上記関係を満たすことで、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができる。基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び基材層の太陽光反射率Ｃの測定方法は、上記において説明したとおりである。なお、Ｂ／（１００−Ｃ）の上限値は、制限されず、用途等に応じて適宜設定することができる。本開示においては、例えば、１００＞Ｂ／（１００−Ｃ）であってもよく、５０＞Ｂ／（１００−Ｃ）であってもよく、３０＞Ｂ／（１００−Ｃ）であってもよい。「Ｂ／（１００−Ｃ）」において、Ｂ（基材層の遠赤外線透過率Ｂ）の値及びＣ（基材層の太陽光反射率Ｃ）の値は、それぞれ、百分率（％）で表される。
【００５５】
Ｂ／（１００−Ｃ）＞７で表される関係式は、上記Ｂ／（１００−Ａ）＞７で表される関係式において、多層構造体の太陽光反射率Ａに代えて基材層の太陽光反射率Ｃを考慮したものである。すなわち、Ｂ／（１００−Ｃ）＞７で表される関係式は、基材層の太陽光反射率Ｃが大きく、かつ、基材層の遠赤外線透過率Ｂが大きいことを意味する。
【００５６】
基材層の空隙率は、赤外線の透過率の観点から、４０％以上であることが好ましく、４５％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましく、６０％以上であることが特に好ましい。基材層の空隙率は、基材強度の観点から、９０％以下であることが好ましく、８０％以下であることがより好ましい。
【００５７】
基材層の空隙率は、以下の方法によって測定することができる。
基材層の体積及び質量を測定し、基材層の密度を算出する。基材層を構成する材料の密度に対する基材層の密度の比率を算出し、得られる値を基材層の空隙率とする。空隙を有する基材層が２つ以上である場合には、基材層を構成する材料の密度に対する基材層の密度の比率の算術平均値を求め、得られる値を基材層の空隙率とする。基材層の空隙率の測定において、基材層の体積は、アルキメデス法（溶媒：水、温度：２５℃）によって測定し、基材層の質量は、秤を用いて測定する。基材層を構成する材料の密度の測定方法についても、必要に応じて、基材層の密度の測定方法を適用することができる。
【００５８】
基材層の数は、少なくとも１つであり、２つ以上であることが好ましく、３つ以上であることがより好ましい。基材層の数を２つ以上とすることで、太陽光の反射率を向上させることができ、高い断熱効果を得ることもできる。基材層の数は、赤外線の透過率の観点から、７つ以下であることが好ましく、５つ以下であることがより好ましい。基材層が２つ以上である場合、基材層は、同一のものであってもよく、互いに異なるものであってもよい。
【００５９】
基材層の数が２つ以上である場合、基材層間の間隔は、５ｃｍ以下であることが好ましく、４ｃｍ以下であることがより好ましく、３ｃｍ以下であることが特に好ましい。基材層間の間隔の下限値は、制限されない。基材層間の間隔は、例えば０．１ｃｍ以上とすることができる。
【００６０】
基材層間の間隔は、以下の方法によって測定することができる。
互いに対向する２つの基材層間の間隔の最小値及び最大値を測定し、測定値の算術平均値を基材層間の間隔とする。基材層の間隔が２つ以上である場合には、上記と同様の方法によって基材層の間隔をそれぞれ求め、得られる値の算術平均値を基材層間の間隔とする。
【００６１】
基材層は、放射冷却の観点から、放射体の上に配置されていることが好ましい。基材層は、水平面と基材層の主面とが平行になる位置に配置されていてもよく、水平面と基材層の主面とが交差する位置に配置されていてもよい。基材層は、放射冷却及び太陽光反射率の観点から、太陽光の入射方向と基材層の主面とが交差する位置に配置されていることが好ましい。また、基材層の数が２つ以上である場合、各基材層の相対的な位置関係は、制限されない。基材層の数が２つ以上である場合、各基材層は、階層的に配置されていてもよく、階層的に配置されていなくてもよい（例えば、各基材層は、同一平面上に配置されていてもよい。）。基材層の数が２つ以上である場合、各基材層は、放射冷却及び太陽光反射率の観点から、階層的に配置されていることが好ましく、太陽光の入射方向と各基材層の主面とが交差する位置に階層的に配置されていることがより好ましい。ここで、「基材層の主面」とは、基材層の厚さ方向に直交する基材層の面を意味する。
【００６２】
基材層の厚さは、制限されず、用途等に応じて適宜設定することができる。基材層の厚さは、例えば、２０μｍ〜５０００μｍとすることができる。
【００６３】
基材層は、後述する筐体の内周部、開口部等に設けられてもよく、スペーサーを介して設けられてもよい。
【００６４】
［第１の空気層］
本開示に係る多層構造体は、放射体と基材層との間に設けられた第１の空気層を有する。多層構造体が第１の空気層を有することで、高い断熱効果を得ることができる。
【００６５】
第１の空気層を構成する媒体は、必ずしも空気に限られず、窒素、アルゴン等の気体であってもよい。第１の空気層を構成する媒体は、作業性の観点から、空気であることが好ましい。
【００６６】
第１の空気層は、放射体と基材層との間に設けられていればよく、互いに対向する放射体及び基材層（多層構造体が２つ以上の基材層を有する場合には、２つ以上の基材層のうち最も放射体に近い側に設けられた基材層を指す。）で形成される空間であることが好ましい。また、第１の空気層は、本開示の趣旨を逸脱しない限りにおいて、互いに対向する放射体及び他の基材層で形成される空間であってもよく、互いに対向する２つの他の基材層で形成される空間であってもよい。他の基材層については後述する。
【００６７】
第１の空気層の大きさ及び容量は、制限されず、用途に応じて適宜設定することができる。
【００６８】
［第２の空気層］
本開示に係る多層構造体が２つ以上の基材層を有する場合、本開示に係る多層構造体は、基材層間に第２の空気層を有することが好ましい。基材層間に第２の空気層を設けることで、高い断熱効果を得ることができる。第２の空気層の数は、１つ、又は２つ以上であってもよい。
【００６９】
第２の空気層は、基材層間に設けられていればよく、断熱性の観点から、互いに対向する２つの基材層で形成される空間であることが好ましい。本開示に係る多層構造体は、断熱性の観点から、基材層と第２の空気層とが交互に配置された構造を有することが好ましい。
【００７０】
第２の空気層の厚さは、５ｃｍ以下であることが好ましく、４ｃｍ以下であることがより好ましく、３ｃｍ以下であることが特に好ましい。第２の空気層の厚さを上記数値範囲に調節することで、空気層における対流を抑制し、断熱効果をより向上させることができる。第２の空気層の厚さの下限値は、制限されない。第２の空気層の厚さは、例えば０．１ｃｍ以上とすることができる。
【００７１】
第２の空気層の厚さは、以下の方法によって測定することができる。
第２の空気層の厚さの最小値及び最大値を測定し、測定値の算術平均値を第２の空気層の厚さとする。第２の空気層が２つ以上である場合には、上記と同様の方法によって第２の空気層の厚さをそれぞれ求め、得られる値の算術平均値を第２の空気層の厚さとする。
【００７２】
[他の部材]
（内部構造において界面を形成する領域を含まない基材層）
本開示に係る多層構造体は、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たす範囲及び基材層の太陽光反射率Ｃが３０％以上となる範囲において、内部構造において界面を形成する領域を含まない基材層（以下、「他の基材層」ということがある。）を有していてもよい。他の基材層としては、例えば、ポリオレフィンフィルム等の樹脂フィルムが挙げられる。他の基材層の数は、１つ、又は２つ以上であってもよい。
【００７３】
内部構造において界面を形成する領域を含む基材層の数の比率は、内部構造において界面を形成する領域を含む基材層及び内部構造において界面を形成する領域を含まない基材層（すなわち、他の基材層）の総数に対して、５０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、９０％以上であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
【００７４】
（筐体）
本開示に係る多層構造体は、筐体を有していてもよい。本開示に係る多層構造体が筐体を有する場合、例えば、筐体の内部に、放射体、基材層、第１の空気層等を設けることができる。
【００７５】
筐体は、単一の部材から構成されるものであってもよく、複数の部材を組み合わせて構成されるものであってもよい。筐体は、断熱性の観点から、断熱材から構成されるものであることが好ましい。断熱材としては、制限されず、公知の断熱材から適宜選択することができる。
【００７６】
筐体は、放射冷却の観点から、少なくとも上部に開口部を有することが好ましい。開口部の数は、制限されず、１つであってもよく、２つ以上であってもよく、放射冷却の観点から、１つであることが好ましい。開口部の形状は、制限されず、用途等に応じて適宜選択することができる。開口部の形状としては、例えば、円形、四角形、六角形、不定形等が挙げられる。
【００７７】
［変形例］
本開示に係る多層構造体の変形例について図面を参照しながら説明する。図２は、本開示に係る多層構造体の変形例を概略的に示している。例えば図２に示されるように、多層構造体１０１は、放射冷却構造体であり、開口部６１を有する放射体１１と、基材層２１ａと、基材層２１ｂと、基材層２１ｃと、第１の空気層３１と、第２の空気層４１ａと、第２の空気層４１ｂと、を有する。基材層２１ａ、基材層２１ｂ、及び基材層２１ｃは、放射体１１の開口部６１にそれぞれ設けられている。第１の空気層３１は、放射体１１と基材層２１ａとの間に設けられている。第２の空気層４１ａは、基材層２１ａと基材層２１ｂとの間に設けられている。第２の空気層４１ｂは、基材層２１ｂと基材層２１ｃとの間に設けられている。
【００７８】
［用途］
本開示に係る多層構造体は、放射冷却効果に優れ、構造体の内部に配置された被冷却体を冷却することができるため、放射冷却構造体（例えば、放射冷却装置）として好適に用いることができる。具体的に、本開示に係る多層構造体は、例えば、窓材、屋上の遮熱材、保冷装置等に適用することができる。なお、本開示に係る多層構造体の用途は、構造体の内部に配置された被冷却体の冷却に限られるものではない。本開示に係る多層構造体は、上記で例示したとおり、放射冷却を利用する種々の冷却技術に適用することができる。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらに制限されるものではない。【００８０】
＜実施例１＞
厚さ１０ｃｍの断熱材（品名：スタイロエース−II、ダウ化工株式会社製）を用い、上部に開口部を１つ有する筐体を作製した。筐体内部の寸法は、縦３０ｃｍ、横４０ｃｍ、高さ１０ｃｍである。放射体として、筐体内部の底面に白色反射板（発泡ポリエチレンテレフタレート、品名：ＭＣＰＥＴ、古河電気工業株式会社製）を設けた。次に、白色反射板の表面から開口部の方向に向かって１０ｃｍの位置に、基材層として１枚のポリエチレン不織布（品名：タイベック１４４２Ｒ、空隙率：６９％、空隙の平均直径：５００ｎｍ、厚さ：１４０μｍ、旭・デュポン  フラッシュスパン  プロダクツ株式会社製）を設けることによって、多層構造体（以下、単に「構造体」ということがある。）を得た。筐体内部には、白色反射板とポリエチレン不織布とで形成される空気層が存在する。【００８１】
＜実施例２＞
実施例１で用いたポリエチレン不織布を４ｃｍ間隔で２枚設けた点以外は、実施例１と同様にして多層構造体を得た。なお、白色反射板に最も近い側のポリエチレン不織布と白色反射板との距離は、２ｃｍである。【００８２】
＜実施例３＞
実施例１で用いたポリエチレン不織布を３ｃｍ間隔で３枚設けた点以外は、実施例１と同様にして多層構造体を得た。なお、白色反射板に最も近い側のポリエチレン不織布と白色反射板との距離は、２ｃｍである。【００８３】
＜実施例４＞
実施例１で用いたポリエチレン不織布の代わりに多孔質ポリエチレンフィルム（品名：サンマップＬＣ０．２ｔ、空隙率：３０％、空隙の平均直径：４０００ｎｍ、厚さ：２００μｍ、日東電工株式会社製）を用いた点以外は、実施例１と同様にして多層構造体を得た。【００８４】
＜実施例５＞
実施例４で用いた多孔質ポリエチレンフィルムを、４ｃｍ間隔で２枚設けた点以外は、実施例４と同様にして多層構造体を得た。なお、白色反射板に最も近い側の多孔質ポリエチレンフィルムと白色反射板との距離は、２ｃｍである。【００８５】
＜実施例６＞
実施例４で用いた多孔質ポリエチレンフィルムを、３ｃｍ間隔で３枚設けた点以外は、実施例４と同様にして多層構造体を得た。なお、白色反射板に最も近い側の多孔質ポリエチレンフィルムと白色反射板との距離は、２ｃｍである。【００８６】
＜比較例１＞
ポリエチレン不織布を用いない点以外は、実施例１と同様にして構造体を得た。【００８７】
＜比較例２＞
実施例１で用いたポリエチレン不織布の代わりにポリエチレンフィルム（品名：ＳＡＮ８０４１、厚さ：５０μｍ、株式会社サンプラテック製）を用いた点以外は、実施例１と同様にして多層構造体を得た。なお、比較例２で用いた上記ポリエチレンフィルムは、内部構造において界面を形成する領域を含まない基材層である。【００８８】
＜比較例３＞
実施例１で用いたポリエチレン不織布の代わりにポリエチレンテレフタラートフイルム（品名：ルミラーＳ１０、厚さ：１８８μｍ、東レ株式会社製）を用いた点以外は、実施例１と同様にして多層構造体を得た。【００８９】
＜比較例４＞
実施例１で用いたポリエチレン不織布の代わりに多孔質ポリエチレンフィルム（品名：サンマップＬＣ０．１ｔ、空隙率：３０％、空隙の平均直径：４０００ｎｍ、厚さ：１００μｍ、日東電工株式会社製）を用いた点以外は、実施例１と同様にして多層構造体を得た。【００９０】
＜評価＞
［放射冷却効果］
実施例１〜６及び比較例１〜４の各構造体中の白色反射板表面の中央に、試験片として２ｃｍ角の黒色プラスチック片を配置した。次に、試験片が配置された各構造体を、屋外にて、晴天時の日が昇っている時間帯（ＡＭ１１時〜ＰＭ１時）に設置した。各構造体の設置の際、筐体の開口部を天頂方向に向けて配置した。熱電対を用いて、試験片の温度Ｔ１（℃）、及び外気温度Ｔ２（℃）を測定し、以下の基準に基づいて放射冷却効果を評価した。評価結果を表１に示す。なお、試験片の温度Ｔ１（℃）及び外気温度Ｔ２（℃）は、上記時間帯における平均温度である。
（基準）
Ａ：５℃≦Ｔ２−Ｔ１
Ｂ：０℃≦Ｔ２−Ｔ１＜５℃
Ｃ：Ｔ２−Ｔ１＜０℃（すなわち、Ｔ１＞Ｔ２）【００９１】
［熱伝導率］
実施例１〜６及び比較例１〜４の各構造体において、白色反射板と筐体内部の底面（断熱材）との間に、低温（−５℃以下）の保冷剤を配置し、さらに、開口部をアルミ箔で覆った。熱電対を用いて、白色反射板表面の中央部の温度Ｔ１（℃）及び基材層のうち最も表層に配置された基材層の中央部の温度Ｔ２（℃）をそれぞれ測定した。実施例１〜４及び比較例１〜２の各多層構造体の熱伝導率Ｗを、下記式によって算出した。評価結果を表１に示す。【００９２】
式：Ｗ＝（Ｔ２−Ｃ）×Ｊ×Ｄ／（Ｔ１−Ｔ２）
式中、Ｃは、外気温度（単位：℃）を表し、Ｊは、表面熱伝導率（Ｗ／（ｍ２・Ｋ））を表し、Ｄは、構造体の厚さ（単位：ｍ（メートル））を表す。ここで、構造体の厚さとは、放射体の下面から基材層のうち最も表層に配置された基材層までの距離を意味する。【００９３】
【表１】
0006942270.tif 000003
【００９４】
表１より、放射体と、内部構造において界面を形成する領域を含む基材層と、放射体と基材層との間に設けられた第１の空気層と、を有し、基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び多層構造体の太陽光反射率Ａが、Ｂ／（１００−Ａ）＞７を満たし、基材層の太陽光反射率Ｃが、３０％以上である実施例１〜６の多層構造体は、日中において、優れた放射冷却効果を有し、熱伝導率も低いことがわかった。実施例２〜３の多層構造体は、基材層の遠赤外線透過率Ｂ及び基材層の太陽光反射率Ｃが、Ｂ／（１００−Ｃ）＞７を満たすため、特に優れた放射冷却効果を有することがわかった。また、多層構造体に含まれる基材層の数を２つ以上とすることで、放射冷却効果が向上し、熱伝導率もより低くなることがわかった。
【００９５】
一方、比較例１〜４の構造体は、実施例１〜６の構造体に比べて、放射冷却効果に劣り、熱伝導率も高いことがわかった。【００９６】
２０１８年１２月４日に出願された日本国特許出願２０１８−２２７６０２号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記載された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
【図１】
0006942270.tif 000004
【図２】
0006942270.tif 000005