JP4558245B2

JP4558245B2 - クーリング層積層構造

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Publication number: JP4558245B2
Application number: JP2001263522A
Authority: JP
Inventors: 誠一尾上; 健大田
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP2003071964A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクーリング性を必要とする部位、主として土木構造物や建築物の屋根や屋上、外壁、内壁、天井などに適用することで、太陽光照射時等の表面温度上昇時、特に夏期の日中においてもクーリング効果を発揮することができるクーリング層積層構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市部において、コンクリート建造物や冷房等から排出される人工放射熱などにより、都市気候が作り出されている。特に夏期において都市部における温度の上昇は著しく、そのため建物内の冷房使用が頻繁になり、消費電力エネルギーが増加してしまう。このような日射による蓄熱や、室内温度の上昇を抑制する方法の一つとして、水の蒸発潜熱を利用した方法が提案されている。例えば、日射によって温度の上昇を生じた屋上や屋根に水を散水したり、さらにこれを持続させるために予めこれらの表面に吸水性物質等の保水体を被覆しておいたりするものである。しかし、このような表面の冷却方法は、人工的に保水体へ給水を行なうもので、新たに設備が必要となるためコストの面で大きな負担となり、また、屋上や屋根の構造も変えるという煩雑性を伴う問題があった。
一方、近年、都心や都市近郊部においては、自動車からの排出ガス等により、大気中に油性の汚染物質が浮遊している状況である。そのような油性の汚染物質が、建築物等の表面被膜に付着した場合には、著しいすす状あるいはすじ状の汚染を生じ景観を損うだけでなく、汚染物質の高い赤外線吸収能によって汚染物質が蓄熱場として作用し、基材の温度上昇をまねいていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、水の散水や、人工的な水の供給等を行わなくても、冷却効果（以下、「クーリング効果」ともいう。）が発揮され、夏期の冷房使用による消費電力エネルギーを節約することができ、さらに、そのクーリング効果が長期にわたり持続するような積層構造を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意検討の結果、大気中の水蒸気を自律的に吸湿し、太陽光等による熱によってその水分が気化し、太陽光等による熱量を水の蒸発潜熱に置換することでクーリング効果を発揮することができる積層構造に想到し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
１．水蒸気吸脱着性がヒステリシス特性を有し、赤外線反射率が２０％以上である吸放湿層上に、水蒸気透過性を有し、赤外線透過率が５０％以上であり、表面の水に対する接触角が７０°以下である透湿層を積層することを特徴とするクーリング層積層構造。
２．吸放湿層が、
（ａ）結合剤を固形分で１００重量部、
（ｂ）多孔質無機粉体を１０〜６００重量部
含有することを特徴とする１．に記載のクーリング層積層構造。
３．吸放湿層が、さらに、（ｃ）吸放湿性合成樹脂微粒子を２〜１００重量部含有することを特徴とする２．に記載のクーリング層積層構造。
４．吸放湿層において、（ａ）が反応性官能基含有合成樹脂結合剤を含み、（ｃ）が反応性官能基含有吸放湿性合成樹脂微粒子であり、さらに、
（ｄ）該官能基と反応可能な官能基を有する架橋剤
を含有することを特徴とする３．に記載のクーリング層積層構造。
５．（ｂ）が比表面積１００ｍ^２／ｇ以上の多孔質無機粉体であることを特徴とする２．〜４．のいずれかに記載のクーリング層積層構造。
６．透湿層のＪＩＳＺ０２０８による透湿度が４０ｇ／ｍ^２・２４Ｈ以上であることを特徴とする１．〜５．のいずれかに記載のクーリング層積層構造。
７．透湿層が、（ｐ）合成樹脂及び、（ｑ）アルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする１．〜６．のいずれかに記載のクーリング層積層構造。
８．（ｑ）が、（ｑ−１）炭素数１〜３のアルコキシル基と炭素数４〜１２のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物であることを特徴とする７．に記載のクーリング層積層構造。
９．（ｑ）が（ｑ−２）繰り返し単位の炭素数が１〜４のポリオキシアルキレン基と炭素数が１〜４のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物であることを特徴とする７．に記載のクーリング層積層構造。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態とともに詳細に説明する。
【０００７】
［吸放湿層］
本発明における吸放湿層は、水蒸気吸脱着性がヒステリシス特性を有し、赤外線反射率が２０％以上であるものである。
【０００８】
ここで水蒸気吸脱着性のヒステリシス特性とは、図１に示すように、相対湿度を横軸に、水蒸気吸脱着量を縦軸にとった場合の吸脱着等温線で、吸着曲線より脱離曲線が上側になることを意味するものである。なお、この吸脱着等温線は、温度を一定（２５℃に設定）として相対湿度を低い状態から高い状態へ順次上げた後、再び低い状態へ戻すことによって得られ、吸放湿層が単位重量当りに保持可能な水蒸気量を表すものである。
具体的には、まず温度２５℃、相対湿度４０％の恒温恒湿器内に吸放湿層の重量が平衡になるまで放置し、放置後の重量を測定する。次に同温度で湿度のみを上昇させた恒温恒湿器内で同様の操作を行い、順次段階的に湿度のみを上げながら相対湿度９０％まで測定を行う。その後、同温度下で湿度のみを段階的に下げながら同様の操作を繰り返し、重量を測定する。このような測定により得られる各湿度における吸放湿層の重量から水蒸気吸脱着量を算出することにより、水蒸気吸脱着性を示す吸脱着等温線を得ることができる。
【０００９】
本発明では、このような水蒸気吸脱着性を有することにより、大気中の水蒸気を吸着した吸放湿層が、温度の上昇とともに水蒸気を脱離し、その際、水蒸気の蒸発潜熱により吸放湿層から熱が奪われるため、温度の上昇を抑えることができる。さらに、このヒステリシス特性によって、夜間等の温度の低い状態において大気中の水蒸気を吸着し、温度が高い昼の間に脱離による温度上昇の抑制効果を発揮することができる。
【００１０】
また、赤外線反射率が２０％以上、好ましくは５０％以上であることにより、太陽光による蓄熱を十分に抑制することができ、クーリング効果を長時間維持することができる。なお、本発明における赤外線反射率は波長１μｍの光に対する分光反射率を測定することにより得られる値である。
【００１１】
本発明における吸放湿層は、
（ａ）結合剤を固形分で１００重量部、
（ｂ）多孔質無機粉体を１０〜６００重量部
含有することが望ましい。
【００１２】
具体的に、（ａ）結合剤（以下「（ａ）成分」という。）としては、（ａ−１）合成樹脂結合剤及び／または（ａ−２）無機結合剤を使用することが望ましい。
【００１３】
（ａ−１）合成樹脂結合剤（以下「（ａ−１）成分」という。）としては、例えば、エチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合系等の水系、溶剤系の何れの樹脂も使用することができる。特に、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂から選ばれる１種または２種以上の樹脂を用いると耐久性を高めることができ、またエポキシ樹脂を用いると密着性を高めることができ好ましい。
（ａ−１）成分を用いることにより、可撓性を有する吸放湿層を得ることができる。また、可撓性の程度は、樹脂のガラス転移温度等を調整することにより、自由に変えることができる。
【００１４】
（ａ−２）無機結合剤（以下「（ａ−２）成分」という。）としては、例えば、ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、白色セメント、焼石膏、コロイダルシリカ、水溶性珪酸アルカリ金属塩等があげられ、これらの１種または２種以上を使用することができる。
（ａ−２）成分を用いることにより、吸放湿層の厚みを大きくすることが可能となる。また高い水蒸気吸脱着性能を確保することも可能となる。
【００１５】
結合剤として（ａ−１）成分を含む場合、（ａ−１）成分は反応性官能基含有合成樹脂結合剤であることが望ましい。（ａ−１）成分の反応性官能基としては、後述する架橋剤の官能基と反応可能であるものが使用できる。このような官能基の組み合わせとしては、例えば、カルボキシル基と金属イオン、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、水酸基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、等があげられる。
【００１６】
本発明では（ａ−１）成分の反応性官能基として、特に、カルボキシル基が好適に用いられる。カルボキシル基含有合成樹脂結合剤は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などのエチレン性不飽和カルボン酸等、及びこれらのアンモニウム塩、有機アミン塩、アルカリ金属塩等のカルボキシル基含有モノマーを共重合することにより得られる。これらモノマーは１種または２種以上を使用することができる。
【００１７】
（ｂ）多孔質無機粉体（以下「（ｂ）成分」という。）は、本発明吸放湿層にヒステリシス特性を付与するために有効にはたらく成分である。（ｂ）成分を含有することにより、水の気化潜熱による温度上昇抑制効果を長時間保持することができる。
（ｂ）成分としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、硫酸ナトリウム、アルミナ、活性炭、アロフェン等の粘土鉱物の多孔質無機粉体を使用することができる。（ｂ）成分としてはシリカゲル、ゼオライト、活性炭、アロフェンから選ばれる１種以上が好ましく、この中でもシリカゲルが最も好ましい。
【００１８】
（ｂ）成分の比表面積は１００ｍ^２／ｇ以上（好ましくは２００ｍ^２／ｇ以上、さらに好ましくは３００ｍ^２／ｇ以上）であることが望ましく、このような比表面積を有することにより高いクーリング効果を発揮させることが可能となる。
なお、比表面積は、ＢＥＴ法により測定される値である。
（ｂ）成分の混合量は（ａ）成分の固形分１００重量部に対して、１０〜６００重量部である。（ｂ）成分の混合量が１０重量部より小さい場合は、十分な吸脱着性能、ヒステリシス特性を得ることができない。６００重量部を超えると吸放湿層が脆くなりやすく、クラック発生のおそれが高くなる。
【００１９】
吸放湿層においては、上述の成分に加え、さらに
（ｃ）吸放湿性合成樹脂微粒子（以下「（ｃ）成分」という。）を含有することが望ましい。（ｃ）成分を含有することにより、水蒸気吸脱着量を増加させ、水蒸気吸脱着速度を高めることができる。
（ｃ）成分は吸放湿性を有するものであるが、具体的には、温度２０℃、相対湿度４５％における吸湿率が１０ｗｔ％以上（好ましくは２０ｗｔ％以上、さらに好ましくは３０ｗｔ％以上）である吸放湿性合成樹脂微粒子を好適に用いることができる。
なお、温度２０℃、相対湿度４５％における吸湿率とは、試料を１２０℃にて１時間乾燥した後、温度２０℃、相対湿度４５％の恒温恒湿器にて２４時間吸湿させたときの重量変化を測定することにより得られる値であり、下記式により求めることができる。
吸湿率（ｗｔ％）＝｛（吸湿後の重量−乾燥後の重量）／乾燥後の重量｝×１００
【００２０】
（ｃ）成分は、例えば、各種（メタ）アクリル酸エステル類、アクリルアミド類、芳香族ビニル類、ビニルエステル類、ハロゲン化ビニル類等の単量体の１種または２種以上を公知の方法により共重合して得られるものであるが、水蒸気吸脱着性向上の点から、架橋構造を有することが望ましい。このような架橋構造は、重合段階における架橋性単量体の導入、重合後における架橋性化合物の導入等の方法により形成することができる。架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、メチレンビスアクリルアミド等、また、架橋性化合物としては、ヒドラジン系化合物等を好適に用いることができる。
【００２１】
（ｃ）成分は反応性官能基含有吸放湿性合成樹脂微粒子であることが望ましい。このような反応性官能基としては、（ａ−１）成分と同様のものが使用できるが、本発明では、特に、カルボキシル基が好適に用いられる。（ｃ）成分にカルボキシル基を導入する方法としては、特に限定されないが、例えば、カルボキシル基を有する単量体の単独重合あるいは共重合可能な他の単量体との共重合による方法、（メタ）アクリロニトリル等のシアノ基含有単量体を共重合した重合体に加水分解処理を施す方法、アルケン、ハロゲン化アルキル、アルコール、アルデヒド等の酸化による方法、等があげられる。（ｃ）成分のカルボキシル基含有量は、１ｍｍｏｌ／ｇ以上であることが望ましい。
【００２２】
（ｃ）成分の混合量は、（ａ）成分の固形分１００重量部に対して２〜１００重量部、好ましくは１０〜４０重量部である。この混合量が２重量部より小さい場合は単位時間における水蒸気吸着性が低下する傾向となる。１００重量部を超えると吸放湿層が脆くなりやすく、クラック発生のおそれが高くなる。
（ｃ）成分の粒径は、特に限定されないが、０．１〜１００μｍ程度のものを使用することができる。
【００２３】
吸放湿層において、（ａ−１）成分として反応性官能基含有合成樹脂結合剤を使用し、（ｃ）成分として反応性官能基含有吸放湿性合成樹脂微粒子を使用する場合には、（ａ−１）成分及び（ｃ）成分の反応性官能基と反応可能な官能基を有する架橋剤（以下「（ｄ）成分」という。）を使用することが望ましい。このような（ｄ）成分が含まれることにより、架橋構造が導入され、吸放湿層の強度が向上し、さらには優れた水蒸気吸脱着性を発揮することができる。
（ｄ）成分は、これらの官能基を一分子中に二個以上含むことが望ましい。
（ｄ）成分の官能基としては、（ａ−１）成分及び（ｃ）成分と反応可能なものである限り限定されないが、本発明では特に、カルボキシル基と反応可能な官能基であるカルボジイミド基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基等から選ばれる１種以上が好適に用いられる。
【００２４】
（ｄ）成分の具体例としては、例えば、カルボジイミド基を含む架橋剤として、特開平１０−６０２７２号公報、特開平１０−３１６９３０号公報、特開平１１−６０６６７号公報等に記載のもの等、エポキシ基を含む架橋剤として、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリヒドロキシアルカンポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル等、アジリジン基を含む架橋剤として、２,２−ビスヒドロキシメチルブタノ―ル―トリス［３−（１−アジリジニル）プロピオネート］、１,６−ヘキサメチレンジエチレンウレア、ジフェニルメタン−ビス−４，4’−Ｎ，Ｎ’−ジエチレンウレア等、オキサゾリン基を含む架橋剤として、２−ビニル−４−メチル−２−オキサゾリン、２−ビニル−５−メチル−２−オキサゾリン、２−イソプロペニル−２−オキサゾリン等の重合性オキサゾリン化合物を各化合物と共重合可能な単量体と共重合した樹脂等があげられる。
【００２５】
吸放湿層においては、（ｅ）赤外線反射性粉粒体（以下「（ｅ）成分」という。）を含有することが望ましい。（ｅ）成分としては、例えば、アルミニウムフレーク、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、アルミナ、無機系中空ビーズ、有機系中空ビーズ等があげられる。このような（ｅ）成分は、通常、（ａ）成分の固形分１００重量部に対し、１０〜３００重量部配合される。赤外線反射性粉粒体が１０重量部より少ない場合は、太陽光に対し十分な赤外線反射性が得られず、温度上昇をまねきやすくなる。３００重量部より多い場合は、吸放湿層にクラックが生じやすくなり、赤外線反射性低下のおそれがある。
【００２６】
吸放湿層においては、上記成分の他、各種の添加剤、例えば、顔料、骨材、繊維、増粘剤、レベリング剤、可塑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、分散剤、消泡剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を含むこともできる。
【００２７】
［透湿層］
本発明における透湿層は、水蒸気透過性を有し、赤外線透過率が５０％以上で、表面の水に対する接触角が７０°以下の層である。本発明では、このような透湿層を積層することにより、吸放湿層が外気や太陽光線に直接触れることがなくなり、吸放湿層の劣化や汚染等を防止することができる。また、透湿層が赤外線透過性を有することにより、被膜自体の蓄熱を抑制することが可能となる。さらに、接触角が７０°以下であることにより、透湿層の表面に付着した汚染物質が降雨等によって流れ落とされやすくなり、汚染物質による蓄熱場の形成が防止され、被膜自体の温度上昇を抑制することができ、且つ被膜表面の穴が汚染物質で塞がれないことで、被膜の吸放湿能を低下させないようにすることができるため、吸放湿効果が長期にわたり維持できるようになる。
【００２８】
このような透湿層は、上述のような性質を有するものであれば特に限定されず、例えば、各種の結合剤、顔料、充填材、骨材、添加剤等から選ばれる成分を適宜選択し、混合した組成物によって形成することができる。
【００２９】
具体的に、透湿層において、その被膜表面を親水性にする方法としては、例えば、
▲１▼水酸基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基等の親水性基ないしは親水性セグメントとしてポリアルキレンオキサイド、ポリオキサゾリン、ポリアミド等を有するポリマーを水系、溶剤系の結合剤として使用する。
▲２▼水系、溶剤系の一般的な結合剤に、親水性を付与する成分を配合する。
等の方法があげられる。
【００３０】
このうち、▲２▼の方法においては、結合剤として（ｐ）合成樹脂（以下「（ｐ）成分」という）、親水性付与成分として（ｑ）アルコキシシラン化合物（以下「（ｑ）成分」という）を含有する組成物が好適に用いられる。
（ｐ）成分としては、例えば、エチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、アルキッド樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂等、あるいはこれらの複合系等の水系、溶剤系の何れの樹脂も使用することができる。特に、アクリル系、ウレタン系、シリコン系、フッ素系から選ばれる１種または２種以上の樹脂を用いると耐候性を高めることができ好ましい。
【００３１】
（ｑ）成分は、被膜形成途上において被膜の表面に局在化し、被膜表面を親水性にすることができるものである。本発明では、被膜表面への局在化のしやすさと表面親水化の早期発現の点から、特に、（ｑ）成分として、
（ｑ−１）炭素数が１〜３のアルコキシル基と、炭素数が４〜１２のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物（以下、「（ｑ−１）成分」という。
）、または、
（ｑ−２）繰り返し単位の炭素数が１〜４のポリオキシアルキレン基と、炭素数が１〜４のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物（以下、「（ｑ−２）成分」という。）、
を使用することが望ましい。
【００３２】
（ｑ−１）成分においては、アルコキシル基が、炭素数１〜３と炭素数４〜１２のものが混在していることにより、（ｐ）成分との相溶性が飛躍的に向上し、表面配向性に優れ、被膜物性の優れた被膜が形成できる。炭素数が１〜３のアルコキシル基のみの場合は、（ｐ）成分との相溶性、表面配向性が不十分となり、炭素数が４〜１２のアルコキシル基のみの場合は、耐汚染性が低下する傾向となる。
（ｑ−１）成分は、該低縮合物全体のアルコキシル基のうち、約５〜５０当量％が炭素数４〜１２のアルコキシル基となるようにしたものが（ｐ）成分との相溶性、被膜の耐汚染性に優れるため好ましい。
【００３３】
（ｑ−１）成分の平均縮合度は４〜２０であることが望ましい。平均縮合度が２０より大きいものは、粘度上昇等により取り扱いが不便となり、平均縮合度が４より小さいのものは、揮発性が高くなりやはり取り扱いが不便となる。
【００３４】
このような（ｑ−１）成分は、公知の方法により製造することができるが、例えば、炭素数１〜３のアルコキシル基を有するテトラアルコキシシラン縮合物を、炭素数４〜１２のアルコールでエステル交換反応により変性する方法等があげられる。
【００３５】
（ｑ−２）成分は、特に（ｐ）成分が合成樹脂エマルションである場合に好適に用いることができる。このような（ｑ−２）成分は、合成樹脂エマルションとの相溶性が良好で、耐汚染性に優れた被膜を形成することができる。
（ｑ−２）成分のアルコキシル基の炭素数は１〜４である。炭素数が４を超えると、耐汚染性が低下する傾向となる。
ポリオキシアルキレン基の平均分子量は、１５０〜２０００であることが望ましい。平均分子量が１５０未満の場合は、（ｐ）成分との相溶性が低下し、２０００を超えると被膜の耐水性、強度等が低下する傾向となる。
また、（ｑ−２）の平均縮合度は１〜２０であることが望ましい。平均縮合度が２０を超えると、取り扱いが不便になる。
【００３６】
（ｑ−２）成分は、公知の方法により製造することが可能であるが、例えば、アルコキシシラン縮合物の１種または２種以上の混合物を、ポリオキシアルキレン基含有化合物１種または２種以上でエステル交換反応させる方法、カップリング剤を用いて付加反応させる方法等があげられる。
【００３７】
このような（ｑ）成分は、（ｐ）成分の固形分１００重量部に対して、ＳｉＯ_２換算で１．０〜５０．０重量部、好適には２．０〜３０．０重量部配合することが望ましい。１．０重量部未満では被膜の親水性が十分とならず耐汚染性に劣り、５０．０重量部を超えると、硬化被膜の外観が悪化したり、クラックが生じるといった問題が発生しやすくなる。
【００３８】
ここでＳｉＯ_２換算とは、アルコキシシランやシリケートなどのＳｉ−Ｏ結合をもつ化合物を、完全に加水分解した後に、９００℃で焼成した際にシリカ（ＳｉＯ_２）となって残る重量分にて表したものである。
一般に、アルコキシシランやシリケートは、水と反応して加水分解反応が起こりシラノールとなり、さらにシラノール同士やシラノールとアルコキシにより縮合反応を起こす性質を持っている。この反応を究極まで行うと、シリカ（ＳｉＯ_２）となる。これらの反応は
ＲＯ（Ｓｉ（ＯＲ）_２Ｏ）_ｎＲ＋（ｎ＋１）Ｈ_２Ｏ→ｎＳｉＯ_２＋（２ｎ＋２）ＲＯＨ
（Ｒはアルキル基を示す。ｎは整数。）
という反応式で表されるが、この反応式をもとに残るシリカ成分の量を換算したものである。
【００３９】
透湿層を着色する場合には（ｒ）赤外線透過性粉体（以下「（ｒ）成分」という。）を用いることが望ましい。（ｒ）成分としては、例えば、ペリレン顔料、アゾ顔料、黄鉛、弁柄、朱、チタニウムレッド、カドミウムレッド、キナクリドンレッド、イソインドリノン、ベンズイミダゾロン、コバルトブルー、フタロシアニンブルー、インダスレンブルー、群青、紺青、等があげられる。このような（ｒ）成分の含有量は、通常、（ｐ）成分の固形分１００重量部に対し、４０重量部以下であることが望ましい。４０重量部より多い場合は、赤外線透過性低下のおそれがある。
なお、本発明における赤外線透過率は波長１μｍの光に対する分光透過率を測定することにより得られる値である。
【００４０】
透湿層の透湿度は、積層構造全体の吸放湿作用と耐久性、耐候性、耐薬品性等の要求性能のバランスを考慮し適宜選択すればよいが、具体的には、ＪＩＳＺ０２０８による透湿度が４０ｇ／ｍ^２・２４Ｈ以上であることが望ましい。透湿度がこのような値であれば、吸放湿層の自律的な吸放湿作用を発揮させることができる。
【００４１】
［形成方法］
本発明のクーリング層積層構造は、クーリング効果を必要とする部位である、土木構造物や建築物の屋根や屋上、外壁、内壁、天井などに適用することができる。
本発明における吸放湿層は、吸放湿性塗料を塗付することにより形成してもよいし、予めシート状、ボード状等の吸放湿性成形体に成形しておいてもよい。このような吸放湿性塗料や吸放湿性成形体は、吸放湿層に含まれる前述の成分を有するものである。
吸放湿層をシート状、ボード状等の成形体に成形する場合は、例えば、加圧成形、押出成形、鋳込み成形、加熱圧縮成形、流し込み等の方法により製造することができる。この際、強度向上等のためにスレート板、押出成形板、金属板、プラスチック板、コンクリート板、サイディングボード等の各種ボード類や、壁紙、織布、不織布、セラミックペーパー、合成紙等の上に吸放湿層を積層させることも可能である。また、ガラスメッシュ、金属メッシュ等の各種メッシュ等を吸放湿層の表裏面に積層したり、吸放湿層中に埋め込んだりすることもできる。
同様に、透湿層は、透湿性塗料を塗付することにより形成してもよいし、予めシート状、ボード状等の透湿性成形体に成形しておいてもよい。透湿層をシート状、ボード状等の成形体に成形する場合は、透湿層の性能を損わない限り、上述の吸放湿層と同様の方法を用いることもできる。
【００４２】
積層構造を形成する際の方法は特に限定されないが、下記のいずれかの方法が好適である。
（１）吸放湿性塗料を塗付した後に、透湿性塗料を塗付する方法。
（２）吸放湿性塗料を塗付した後に、透湿性成形体を貼着する方法。
（３）吸放湿性成形体に、透湿性塗料を塗付する方法。
（４）吸放湿性成形体に、透湿性成形体を貼着する方法。
【００４３】
上記（１）及び（２）の方法では、まず、クーリング性を必要とする基材表面に吸放湿性塗料を塗付する。
このような基材としては、例えば、コンクリート、モルタル、金属、プラスチック、あるいはスレート板、押出成形体、サイディングボード等の各種ボード類等があげられる。このような各種基材に対して吸放湿性塗料を塗付する際には、基材に直接塗付してもよいし、表面形状や密着性等を考慮して何らかの表面処理（シーラー、サーフェーサー、フィラー等による下地処理等）を施した後に塗付してもよい。既に被膜が形成された基材に適用することも可能である。塗付作業時には、例えば、圧送ポンプ、スプレー、ローラー、刷毛、コテ等を用いることができる。
【００４４】
（１）の方法では、吸放湿性塗料の被膜を形成した後、透湿性塗料を塗付する。この際、例えば、スプレー、ローラー、刷毛、コテ等の塗装器具を用いることができる。
【００４５】
（２）の方法では、吸放湿性塗料を塗付した後に、透湿性成形体を貼着する。このとき、吸放湿性塗料が乾燥する前に透湿性成形体を貼着すれば、接着剤や粘着剤を使用せずに積層構造を形成することができる。このようにすれば、吸放湿層の性能を十分に発揮させることが可能となる。
接着剤等を使用して貼着する場合は、吸放湿層の性能が阻害されないように、水蒸気透過性を有する接着剤等を使用することが望ましい。また、水蒸気透過性を確保するために、点接着や線接着等の手段を用いることもできる。
透湿性成形体を貼着する際には、釘、鋲、その他の各種固定具を使用することもできる。
【００４６】
上記（３）及び（４）の方法では、予め積層構造を形成させたものを、クーリング性を必要とする部位に取り付けてもよいし、クーリング性を必要とする部位に吸放湿性成形体を取り付けた後に、透湿層を積層してもよい。
【００４７】
吸放湿性成形体を、クーリング性を必要とする部位に取り付ける際には、釘、鋲、その他の各種固定具を使用することができる。また、接着剤、粘着剤等を介して基材表面に貼着することもできる。
【００４８】
（３）の方法では、吸放湿性成形体に、透湿性塗料を塗付する。この際、例えば、スプレー、ローラー、刷毛、コテ等の塗装器具を用いることができる。
【００４９】
（４）の方法では、吸放湿性成形体に、透湿性成形体を貼着する。透湿性成形体を接着剤等を使用して貼着する場合は、吸放湿層の性能が阻害されないように、水蒸気透過性を有する接着剤等を使用することが望ましい。水蒸気透過性を確保するために、点接着や線接着等の手段を用いることもできる。また、釘、鋲、その他の各種固定具を使用することもできる。
【００５０】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。なお、吸放湿層、透湿層を形成するための組成物においては表１に示す原料を使用した。
【００５１】
【表１】

【００５２】
また、各試験は以下の方法によって行った。
【００５３】
（水蒸気吸脱着性試験方法）
まず、温度２５℃、相対湿度４０％の恒温恒湿器内に各試験体の重量が平衡になるまで放置し、放置後の重量を測定した。次に同温度で湿度のみを上昇させた恒温恒湿器内で同様の操作を行い、順次段階的に湿度のみを上げながら相対湿度９０％まで測定を行った。その後、同温度下で湿度のみを段階的に下げながら同様の操作を繰り返し、重量を測定した。各湿度における試験体の重量から水蒸気吸脱着量を算出することにより、水蒸気吸脱着性を示す吸脱着等温線を得た。
（遮熱試験方法）
まず、温度２５℃、相対湿度９０％の恒温恒湿器内に各試験体の重量が平衡になるまで放置した。次に、２５０Ｗの赤外線ランプを用いて、赤外線を試験体表面に３６０分間照射し、その裏面温度を測定した。
次に、各試験体を大阪府茨木市で南向き４５度傾斜にて４ヵ月間屋外曝露した後に、同様の方法にて赤外線を照射し、裏面温度を測定した。
【００５４】
（赤外線反射率測定方法）
分光光度計（島津製作所製「ＵＶ−３１００」）を用いて、波長１μｍの光に対する分光反射率を測定して求めた。
（赤外線透過率測定方法）
フーリエ変換近赤外分析装置（パーキンエルマー社製「ＳｐｅｃｔｒｕｍＩｄｅｎｔｉＣｈｅｃｋ」）を用いて、波長１μｍの光に対する分光透過率を測定して求めた。
【００５５】
（透湿度測定方法）
ＪＩＳＺ０２０８「防湿包装材料の透湿度試験方法（カップ法）」に従って試験を行った。なお、試験片としては、各組成物を乾燥膜厚３０μｍに成膜させたものを用いた。
（接触角測定方法）
厚さ０．５ｍｍのアルミ板上に、乾燥膜厚が３０μｍとなるように各組成物を塗付し、温度２５℃相対湿度５５％下で１４日間乾燥して被膜を形成させた。得られた試験体を脱イオン水中に３時間浸漬し、１８時間乾燥させた後、ＣＡ−Ａ型接触角測定装置にて被膜表面の接触角を測定した。
【００５６】
試験Ｉ
試験例１〜５は、各種吸放湿層について試験を行ったものである。
【００５７】
（吸放湿層の水蒸気吸脱着性試験）
表１に示した原料を使用して、表２に示した比率に従って各原料を混合し、吸放湿性塗料を作製した（組成物１〜５）。
厚さ０．５ｍｍのアルミ板上に、各吸放湿性塗料を乾燥膜厚が５００μｍとなるように塗付し、温度２５℃相対湿度５５％下で１４日間乾燥し被膜を形成させて、試験体を作製した。これらの試験体について水蒸気吸脱着性試験を行った。
結果を図２に示す。
【００５８】
【表２】

【００５９】
【表３】

【００６０】
（試験例１）
厚さ０．５ｍｍのアルミ板上に、組成物１を乾燥膜厚が５００μｍとなるように塗付し、温度２５℃相対湿度５５％下で１日間乾燥して被膜を形成させた後、表３に示す組成物Ａを乾燥膜厚が３０μｍとなるように塗付し、同条件下で１４日間乾燥して試験体を作製した。
得られた試験体について、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
【００６１】
（試験例２）
組成物１に代えて表２に示す組成物２を使用した以外は、試験例１と同様にして試験体を作製し、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
（試験例３）
組成物１に代えて表２に示す組成物３を使用した以外は、試験例１と同様にして試験体を作製し、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
（試験例４）
組成物１に代えて表２に示す組成物４を使用した以外は、試験例１と同様にして試験体を作製し、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
（試験例５）
組成物１に代えて表２に示す組成物５を使用した以外は、試験例１と同様にして試験体を作製し、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
【００６２】
（試験結果）
各試験例（試験例１〜５）について、水蒸気吸脱着性試験を行った結果を図３に、遮熱試験を行った結果を図４、図５に示す。
試験例１〜４の試験体では、優れた水蒸気吸脱着性、及び遮熱性を示すことが認められたが、試験例５では不十分な結果となった。
これらの結果より、試験例１〜４では、水の蒸発潜熱によるクーリング効果が認められ、温度上昇を長時間抑制できることが明らかとなった。また、架橋剤の混合による効果も認められた。
【００６３】
試験ＩＩ
試験例６〜８は、各種透湿層について試験を行ったものである。
【００６４】
（試験例６）
厚さ０．５ｍｍのアルミ板上に、組成物１を乾燥膜厚が５００μｍとなるように塗付し、温度２５℃相対湿度５５％下で１日間乾燥して被膜を形成させた後、表３に示す組成物Ｂを乾燥膜厚が３０μｍとなるように塗付し、同条件下で１４日間乾燥して試験体を作製した。
得られた試験体について、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
【００６５】
（試験例７）
組成物Ｂに代えて表３に示す組成物Ｃを使用した以外は、試験例６と同様にして試験体を作製し、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
【００６６】
（試験例８）
組成物Ｂに代えて表３に示す組成物Ｄを使用した以外は、試験例６と同様にして試験体を作製し、水蒸気吸脱着性試験、および遮熱性試験を行った。
【００６７】
（試験結果）
各試験例（試験例６〜８）について、水蒸気吸脱着性試験を行った結果を図６に、遮熱試験を行った結果を図７、図８に示す。
試験例６は、曝露前後のいずれの遮熱性試験においても優れた結果を得ることができた。試験例７は、曝露前の遮熱性は良好であったが、曝露後に著しい温度上昇が認められた。試験例８は、曝露前後のいずれの遮熱性試験においても不十分な結果となった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のクーリング層積層構造を建築物の屋根、屋上、壁、天井等に適用すると、これらが夏期における太陽光等の熱線によって蓄熱することを防止し、建築物内部の温度上昇を抑制することができる。
従って、本発明の積層構造は夏期の冷房使用頻度を減少させ、電力消費を節約することが可能となる。また、本発明積層構造は既存の屋根、壁等に適用することができるため建築物の構造を大きく変える必要がなく、比較的容易に施工することができ、改修工事を兼ねることもできる。
また、本発明積層構造は、それ自体の温度上昇を抑制することもできることから、温度上昇に起因する接着不良等を防止することができる。吸放湿層あるいは透湿層として、シート状物を用いた場合は、温度上昇によるシートの波打ち現象等を防止することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水蒸気吸脱着性のヒステリシス特性を示すグラフ
【図２】水蒸気吸脱着性試験結果を示すグラフ（組成物１〜５）
【図３】水蒸気吸脱着性試験結果を示すグラフ（試験例１〜５）
【図４】遮熱性試験結果を示すグラフ（試験例１〜５）
【図５】屋外曝露後の遮熱性試験結果を示すグラフ（試験例１〜５）
【図６】水蒸気吸脱着性試験結果を示すグラフ（試験例６〜８）
【図７】遮熱性試験結果を示すグラフ（試験例６〜８）
【図８】屋外曝露後の遮熱性試験結果を示すグラフ（試験例６〜８）

Claims

水蒸気吸脱着性がヒステリシス特性を有し、赤外線反射率が２０％以上である吸放湿層上に、水蒸気透過性を有し、赤外線透過率が５０％以上であり、表面の水に対する接触角が７０°以下である透湿層を積層することを特徴とするクーリング層積層構造。
吸放湿層が、
（ａ）結合剤を固形分で１００重量部、
（ｂ）多孔質無機粉体を１０〜６００重量部
含有することを特徴とする請求項１に記載のクーリング層積層構造。
吸放湿層が、さらに、（ｃ）吸放湿性合成樹脂微粒子を２〜１００重量部含有することを特徴とする請求項２に記載のクーリング層積層構造。
吸放湿層において、（ａ）が反応性官能基含有合成樹脂結合剤を含み、（ｃ）が反応性官能基含有吸放湿性合成樹脂微粒子であり、さらに、
（ｄ）該官能基と反応可能な官能基を有する架橋剤
を含有することを特徴とする請求項３に記載のクーリング層積層構造。
（ｂ）が比表面積１００ｍ^２／ｇ以上の多孔質無機粉体であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のクーリング層積層構造。
透湿層のＪＩＳＺ０２０８による透湿度が４０ｇ／ｍ^２・２４Ｈ以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクーリング層積層構造。
透湿層が、（ｐ）合成樹脂及び、（ｑ）アルコキシシラン化合物を含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のクーリング層積層構造。
（ｑ）が、（ｑ−１）炭素数１〜３のアルコキシル基と炭素数４〜１２のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物であることを特徴とする請求項７に記載のクーリング層積層構造。
（ｑ）が（ｑ−２）繰り返し単位の炭素数が１〜４のポリオキシアルキレン基と炭素数が１〜４のアルコキシル基を含有するアルコキシシランの縮合物であることを特徴とする請求項７に記載のクーリング層積層構造。