島根県産業技術センター研究報告資第46号（2010）

料

瓦用釉薬の日射反射率の測定
河村

1．目＊進 ・大畑＊敬ど）が大多数であった．ここでは JIS Z8722 3）に準拠し，分光的（日本分光製 V-550）を用いて測定した色の値（L*a*b*）
光度計

近年，地球温暖化の防止，また都市部におけるヒートアより，試験体を L*（見た目の明るさ）
で 3 段階（Bright，Middle，イランド現象の低減の一手法として，高反射率の屋根材利，および色合い別に 3 種類，すなわち N（無彩色），S（茶Dark）用が注目されている．地上における太陽放射には波長 300色系），O（その他の有彩色）に便宜上分類した．分類したそ〜 400nm の目に見えない紫外線，波長約 400 〜 700nm の目

れぞれの試験体の名称と数を表 1に示す．この分類では，一に見える可視光線，そして波長約 700 〜 2500nm までの目に般的な銀黒色の瓦は MN に，石州瓦の色として知られる茶1）見えない近赤外線等の電磁波が含まれている が，そのエ（色合いが若干異なるものについて色系の瓦は主として MS

ネルギー分布は 480nm を最大とし，可視光線と近赤外線では MO や BO）に分類される．また銀黒色より暗い黒色釉の約 50% ずつを占めている．したがって可視光線，近赤外線試験体の一部やスレート瓦，アスファルトシングルなどはいずれの反射率も高い物体は，太陽放射エネルギーをよくDN に分類される．

反射するといえる．

今回行った日射反射率の測定方法を，日射反射率の測定

色材やデザイン分野では目に見える可視光線に対する分に関する各種規格と比較して表 2に示す．規格によって細部

光反射特性の研究がされ，白，すなわち明るい色の物体では異なるが，積分球を持った分光光度計を利用し，太陽のあるほど可視光線の反射率は向上することが分かっている．

光に含まれる，300 〜 2500nm までの波長の光を連続的に試

また可視光線に対する反射率が高い色材の中には，例えば験体に当て，それぞれの波長に対する試験体の反射率を測

酸化チタンや硫酸バリウムのように近赤外線に対する反射定する．次に，測定した分光反射率と，太陽光の分光放射率も比較的高いものが知られており，このような分光反射エネルギー強度分布を掛け合わせると，反射光の分光エネ特性をもつ白い色材を利用すれば日射反射率の高い屋根材

ルギー強度分布が計算できる．日射反射率は，太陽放射エ料を開発できる．

ネルギーの総和に対する，反射光全波長の反射エネルギー

ところで，広い地域で暗色系の瓦屋根が定着している日総和の比から求められる．なお，積分球とは一方向の光エネ

本では，可視光線の反射率が高い明るい色の需要は限定的

ルギーを散乱光として試験体に入射したり，または散乱反射である．そのため屋根の色を大幅に変えることなく，日射する光エネルギーをすべて集めるために作られた，高反射率反射率のみを向上させたいという要求がある．そこで，見の球面を持った装置である．この装置を用いれば，試験体表た目には従来製品と似たような暗い色であっても，近赤外面の平滑性の違いによる誤差を減らすことができる．

線に対する反射率を選択的に向上させ，日射反射率を改善
2）

積分球が付属していない装置によっては，試料に対してした塗料が市販されるようになっている ．粘土瓦に用い直角に入射した光の散乱成分を 45°方向で受光する，すなられる釉薬でも同様の方法が可能かどうかを検討するため，：45°c」に相当する
わち JIS Z8722 で規定される幾何条件「0°我々は現在使われている瓦用釉薬の日射反射率の測定を試測定系が用いられることがあるが，この方法では平滑性のみたのでその結果を報告する．

大きく異なる試験体相互の厳密な評価は難しい．また積分

2．方法

表1
見た目の明るさ L*
［B］
65 以上
［M］
30 〜 65［D］
30 未満

試験に用いたのは県内釉薬メーカーから提供された試験体，およびその他市販の瓦や屋根材から採取した試験体など計 204 個である．試験体の色は全国的に瓦の色として知られている灰色の瓦（銀黒色など），および島根県産瓦（石州瓦）独特の色として知られている茶色系のもの（来待色な＊材料技術グループ

試験体名称一覧

無彩色※
［N］
BN
（3）
MN
（102）
DN
（19）

有彩色
茶色※
［S］
茶色以外［O］
BO（4）
MS（57）
MO（19）

注 :（ ）
内は試験体の数を示す .
※）本報告では，無彩色とは CIEDE2000 4）に基づく ab クロマの絶対値が 3 未満のものと定義した．また，茶色とは a*b* 平面上でのメトリック色相角が 0.45 〜 1rad. の範囲のものと定義した．

− 29 −

河村・大畑：瓦用釉薬の日射反射率の測定

表2波長範囲 (nm)

入射・受光条件

300 〜 2500

（ISO9050 による）
積分球使用 , 入射光 10 度以内 , 正反射光含む受光JIS A5759 ※建築窓ガラス用フィルム 5）

300〜780, 780〜2500,
300 〜 2500 の各波長範囲に対する反射率を計算

JIS K5602
塗膜 6）

JIS R3106
板ガラス類 7）

日射反射率の求め方の比較
重価係数の設定波長幅350〜2100

今回行った方法

5nm

400〜800nm：

10nm

800〜2500nm：

50nm

積分球使用 , 入射角 15 度以内 , 正反射光含む受光

300〜2100
積分球使用 , 入射角 15 度以内 , 正反射光含む受光（または 300 〜 2500）

JSTM（建材試験センター規格）
H6105 建築材料 8）

300〜400nm：

5 〜 90nm
300〜380nm :5nm

380〜780nm :10nm

780〜800nm :20nm

800 〜 2500nm :50nm（JIS Z8722 および K7105 による）
積分球使用 , 入射角 5 〜 10 度 , 正反射光含む受光

50nm

300 〜 870nm

φ 60mm 積分球使用 , 入射角 10度 , 正反射光含む受光1nm

870 〜 2500nm

積分球なし , 入射角 0 度 , 正反射
光含まない 45 度受光2nm

300〜250090808070706060

日射反射率（％）

V−550 及び NIR System 併用により求めた値※）この規格では，日射反射率計を用いて，日射反射率の値を直読する方法も規定されている．

504030DNMNMSMOBNBO4030202010100500102030405060708009020304050708090100

L*

日本分光 V−570より求めた値

図160

日射反射率の測定データの比較

図2

試験体の L ＊と日射反射率の関係

球を使用した装置であっても，寸法が小さな積分球では開験 体 47 個 に つ い て 日 本 分 光 製 V-570（ 波 長 範 囲 190 〜

口部からの散乱光の漏れが無視できなくなり，実際には正2500nm，φ60mm 積分球使用）を用いた結果と照合したと反射光を含むすべての反射エネルギーの受光は困難である．

ころ，図 1 に示すように我々が行った手法によっても，しかし今回は全波長範囲にわたって測定可能な大型の積分V-570 により全波長を積分球によって求めた日射反射率と球付属の装置が調達できなかったため，日本分光製 V-550もある程度一致するのを確認できた．

（ 波 長 範 囲 190 〜 900nm，φ60mm 積 分 球 使 用 ），および（波長範囲 400 〜 2500nm，積分球な
Nireco 製 NIR System

以下，この方法で計測したデータを日射反射率として記す．

し）による計測結果を併用して，870nm より短い波長範囲で3．結は V-550 を，また 870nm 以上の波長では NIR System を用いて日射反射率を計算した．

果

試験体の日射反射率と，L* の関係を図 2 に示す．多くのこの方法で求めた日射反射率の精度を確認するため，試試験体では，日射反射率が 40% 以下の範囲にあった．全体− 30 −

島根県産業技術センター研究報告第46号（2010）

的に L* と日射反射率には正の相関があり，見た目に明るい分光反射率である．いずれの試験体も，可視光線での分光試験体ほど日射反射率が高い結果となったが，MN，MS反射率はほぼ一定であり，見た目が暗い，すなわち平均反とを比較すると，MS の方が同じ L* でも日射反射率が高く射率が低い黒色の試験体では紫外線から近赤外線まですべなる傾向が見られた .ての波長にわたって分光反射率が 50％を越えることはな

一例として，特徴的な試験体 6 種を選び，試験体の色おかった．

よび日射反射率を表 3 に，また可視光線，および全波長に表3対する分光反射率曲線を図 3 〜 8 に示す．
図 3，4 は BO-03 の結果である．この試験体は黄色を呈し

BO-03
MN-49
DN-10MS-36MS-35MO-12ており，可視光線，近赤外線いずれの反射率も高かった．
特に，550nm 以上の波長における分光反射率は 70% 以上を示し，日射反射率は 60％を越える高い値であった．
図 5，6 は，MN-49（銀黒色），DN-10（黒色の試験体）での90BO-038070706060

分光反射率（％）

8050403010600900

図3（BO−03/ 全波長域）
試験体の分光反射率

分光反射率
（％）

9001200 1500 1800 2100 2400
波長（nm）

400

450

8070706060

DN-104030301010DN-10

図5700

40MN-49900

650

5020600

550600波長（nm）（BO−03/ 可視光域）
試験体の分光反射率

20300

500

90800

日射反射率
62.9
19.912.129.943.735.4

BO-03

図4MN-4950

b*54.28−0.981.0525.9334.4012.343010300

a*−7.870.980.4819.8
21.21.9040200

L*
83.2
43.4
29.551.052.148.65020

分光反射率（％）

分光反射率（％）

90

試験体の色，日射反射率の測定例

01200 1500 1800 2100 2400
波長（nm）

試験体の分光反射率（MN−49，DN−10/ 全波長域）− 31 −

図6400

450

500

550
600
波長（nm）

650

700

試験体の分光反射率（MN−49，DN−10/ 可視光域）

河村・大畑：瓦用釉薬の日射反射率の測定

90908080MS-3570MO-1260

分光反射率（％）

分光反射率（％）

70

5040MS-3660
50MS-354030MS-362020MO-1210103000300600

900

1200 1500 1800 2100 2400
波長（nm）

400

図 7 試験体の分光反射率（MO−12，MS-35，MS−36/ 全波長域）
先に述べたように，太陽光は波長約 480nm 付近のエネ

図8450500

550600波長（nm）

650700

試験体の分光反射率（MO−12，MS-35，MS−36/ 可視光域）ることなく日射反射率を高める可能性が示されたといえる．

ルギー量が最も大きく，波長が長くなるほどエネルギー量謝は減少する分布となっている．これに対して銀黒色の釉薬

辞

では波長が長くなるほど分光反射率が高くなり，MN-49

この報告は石州瓦工業組合からの受託研究として行ったで見られるように 1900nm 以上の波長では 50% を越えてい内容を主体としている．また日本分光製 V-570 を用いた分るが，太陽光にはこのような波長の長い近赤外線はあまり

光反射率の測定には愛媛県紙産業技術センターの協力をい含まれておらず，日射反射率を高めることには寄与しない

ただいた．お礼申し上げます．といえる．

文

図 7，8 は，MS-36, MS-35, MO-12 の日射反射率を比較したものである．MO-12 では可視光線の分光反射率がかなり平坦であることから彩度が低い褐色に見えるのに対し，MS-35，MS-36 では 650nm の分光反射率が特に高く，比較的鮮やかなオレンジ色を示す試験体である．L* はいずれも50 前後であり，特に MS-35, MS-36 の色差はΔE2000=3.8 程度であるが，MS-35 で最も高い日射反射率を示した．MS-35
では，700nm 〜 900nm 付近で分光反射率が急激に変化していることで，日射反射率が高められると考えられる．このように，MS-35 と MS-36 は，色差が小さく見かけ上同一色であるにもかかわらず日射反射率は大きく異なっていた．

献1） 例えば，JIS C0118：1999．環境条件の分類 - 自然環境の条件 日射及び温度．
2） 例えば，藤本哲夫，岡田朋和，近藤靖史．高反射率塗料の日射反射性能に関する研究．日本建築学会環境系論文集，601，日
本建築学会，35-41（2006-3）.
3） JIS Z8722：2009．色の測定方法−反射及び透過物体色 .
4） JIS Z8730：2009．色の表示方法−物体色の色差 .
5） JIS A5759：2008．建築窓ガラス用フィルム .
6） JIS K5602：2008．塗膜の日射反射率の求め方 .
7） JIS R3106：1998．板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法．
8） JSTM H6105：2003．分光測光器による建築材料の太陽放射反射率及び透過率測定方法 .

このことから，釉薬の成分によっては色をあまり変化させ− 32 −