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公開番号2024073030
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-29
出願番号2022184009
出願日2022-11-17
発明の名称遮熱性複合体シート
出願人平岡織染株式会社
代理人
主分類B32B 27/12 20060101AFI20240522BHJP(積層体)
要約【課題】採光性、遮熱性、及び耐候性に優れたテント膜構造物用の膜材(ターポリン、帆布などの複合体シート)の提供と、その耐用年数の延長効果による、廃棄頻度(張替交換)を減らして廃棄する膜材量の削減することによって地球環境の保全に貢献すること。
【解決手段】布帛に熱可塑性樹脂層が積層された複合体シートにおいて、熱可塑性樹脂層が、表面処理酸化チタン粒子(一次平均粒子径を0.4～1.2μm)、ケト/エノール型互変異性体、及びN-OR型ヒンダードアミン、を少なくとも含有し、表面処理酸化チタン粒子のとすることで耐用年数を延長し、さらに熱可塑性樹脂層内に、酸化亜鉛、または酸化チタンと酸化亜鉛の混合物を含む構成、または熱可塑性樹脂層上に、酸化亜鉛、または酸化チタンと酸化亜鉛の混合物を含む薄膜層を設ける構成とすることで紫外線ダメージを軽減させる。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
布帛に熱可塑性樹脂層が積層された複合体シートであって、前記熱可塑性樹脂層が、表面処理酸化チタン粒子、ケト／エノール型互変異性体、及びＮ-ＯＲ型ヒンダードアミン、を少なくとも含有し、前記表面処理酸化チタン粒子の一次平均粒子径が０．４～１．２μｍであることを特徴とする遮熱性複合体シート。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記ケト／エノール型互変異性体が、ベンゾトリアゾール系互変異性体、トリアジン系互変異性体、及びジフェニルケトン系系互変異性体、から選ばれた１種以上である請求項１に記載の遮熱性複合体シート。
【請求項３】
前記ベンゾトリアゾール系互変異性体が、水酸基（１～２個）／ケトン基（０個）のベンゼン環（アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基から選ばれた１種または２種を有していてもよい）１個と、ベンゾトリアゾール環（置換基を有していてもよい）とのＣ－Ｎ結合体を骨格とするエノール型異性体（Iａ）〔化１〕と、水酸基（０～１個）／ケトン基（１個）のベンゼン環（アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基から選ばれた１種または２種を有していてもよい）１個と、ベンゾトリアゾール環（置換基を有していてもよい）とのＣ－Ｎ結合体を主骨格とするケト型異性体（IIａ）〔化２〕である請求項２に記載の遮熱性複合体シート。
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39
170
Ｒは、水酸基、アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基
から選ばれた１種以上
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39
170
Ｒは、水酸基、アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基
から選ばれた１種以上
【請求項４】
前記トリアジン系互変異性体が、水酸基（１～２個）／ケトン基（０個）のベンゼン環（アルキルオキシ基を有していてもよい）１～３個と、１，３，５－トリアジン環（アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基を有していてもよい）とのＣ－Ｃ結合体を主骨格とするエノール型異性体（Iｂ）〔化３〕と、水酸基（０～１個）／ケトン基（１個）のベンゼン環（アルキルオキシ基を有していてもよい）１～３個と、１，３，５－トリアジン環（アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基を有していてもよい）とのＣ－Ｃ結合体を骨格とするケト型異性体（IIｂ）〔化４〕である請求項２に記載の遮熱性複合体シート。
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40
170
Ｒ
1
は、水酸基、及び／またはアルキルオキシ基
Ｒ
２
,Ｒ
３
は、アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基
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39
170
Ｒ
1
は、水酸基、及び／またはアルキルオキシ基
Ｒ
２
,Ｒ
３
は、アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基
【請求項５】
前記ジフェニルケトン系互変異性体が、水酸基（１～２個）／ケトン基（０個）／アルキルオキシ基（０～１個）のベンゼン環２個がＣ＝Ｏ結合で連結された主骨格のエノール型異性体（Iｃ）〔化５〕と、水酸基（０～１個）／ケトン基（１個）／アルキルオキシ基（０～１個）のベンゼン環１個と、水酸基（１～２個）／ケトン基（０個）／アルキルオキシ基（０～１個）のベンゼン環（他の置換基を有していてもよい）１個がＣ＝Ｏ結合で連結された主骨格のケト型異性体（IIｃ）〔化６〕である請求項２に記載の遮熱性複合体シート。
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39
170
Ｒ
1
,Ｒ
２
は、水酸基、及び／またはアルキルオキシ基
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39
170
Ｒ
1
,Ｒ
２
は、水酸基、及び／またはアルキルオキシ基
【請求項６】
前記Ｎ-ＯＲ型ヒンダードアミンが、ヒンダードアミン構造のＮ位に、炭素数２～１８のアルコキシ基、及び、炭素数５～１２のシクロアルコキシ基から選ばれた１種以上の置換基を有するものである請求項１～５の何れか１項に記載の遮熱性複合体シート。
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2024073030000026.jpg
60
170
Ｒ
１
，Ｒ
２
，Ｒ
３
及びＲ
４
は各々独立して、ａ）水素原子、ｂ）炭素数１～２０の
直鎖アルキル基、または分枝アルキル基、ｃ）１個以上の－Ｏ－，－Ｓ－，
－ＳＯ－，－ＳＯ
２
－，－ＣＯ－，－ＣＯＯ－，－ＯＣＯ－，－ＣＯＮＲ－，
－ＮＲＣＯ－または－ＮＲ－を含む上記ｂ）のアルキル基、ｄ）炭素数３～２０の
アルケニル基、ｅ）炭素数６～１０のアリール基、ｆ）炭素数１～２０のアルキル基、
炭素数５～１２のシクロアルキル基、及び炭素数７～１５のフェニルアルキル基から
選択された１～３個の置換基を有するアリール基
Ｒ
５
は炭素数２～１８のアルキル基、または、炭素数５～１２のシクロアルキル基
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂層が、酸化亜鉛、または酸化チタンと酸化亜鉛の混合物をさらに含み、かつ前記酸化亜鉛、及び酸化チタンが、粒子表面にコーティング層を有する一次平均粒子径０．３μｍ以下のものである請求項１～６の何れか１項に記載の遮熱性複合体シート。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂層上に、酸化亜鉛、または酸化チタンと酸化亜鉛の混合物を含む薄膜層が形成され、かつ前記酸化亜鉛、及び酸化チタンが、粒子表面にコーティング層を有する一次平均粒子径１０～５０nｍのものである請求項１～７の何れか１項に記載の遮熱性複合体シート。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂層上に、オルガノシリケート化合物、またはシラノール基含有有機シラン化合物のゾルゲル縮合体を主体とする薄膜層が形成され、この薄膜層内に、酸化チタン、過酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、チタン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化ビスマス、及び酸化鉄、から選ばれた１種以上の光触媒性金属酸化物を含有している請求項１～７の何れか１項に記載の遮熱性複合体シート。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にテント膜構造物の素材に使用する遮熱性複合体シート、及びその耐久性向上、すなわち耐用年数の延長技術に関し、具体的には、テント膜構造物用の採光性を有する遮熱性ターポリン、及び遮熱性帆布の耐候性向上に関する。本発明により得られる遮熱テント膜構造物は、夏期の外気温度よりも３～５℃低い屋内温度が得られ、相応の冷房、冷却のためのエネルギーが節減され、しかも適度な採光性を有することで照明ためのエネルギーも節減されることで、地球温暖化抑止の取り組みに貢献することができ、耐用年数延長によって、その貢献をより持続性の高いものとすることできる。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
密閉型のテント膜構造物は、インドアスポーツ（テニス、フットサル、ボルダリングなど）、展示会ホール、イベントパビリオン、巡業サーカス、映像投影ドーム、グランピングなど娯楽（人間）を主体とするものと、テント倉庫のように、工場資材の保管・備蓄、製品の物流（物品）を主体とするものとがある。いずれもポリエステル繊維織物などの合成繊維織物を基材として、その両面に軟質塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂層を設けて被覆したターポリン、または防水帆布などが使用されている。密閉型のテント膜構造物とは、出入口扉、開閉窓を有し、これらを閉じることで密閉空間を成すもので、一方、密閉型に対する解放型として、屋根構造を主体とする吹き抜け構造物で、具体的には、公園、テーマパークの日除けモニュメント、ビル間スペースに設けられるガーデンテラス屋根、パーゴラシェード、などである。密閉型のテント膜構造物は人や物品を風雨から守る反面、採光性を得るために光半透過性の膜材仕様とするため、夏期の日射熱が内部にこもり易い欠点がある。一方、解放型は風通しがよい反面、人や物品を風雨から守ることには不適切な構造である。そして密閉型のテント膜構造物において、娯楽（人間）を主体とするものには空調設備、冷暖房設備を充実したものとするが、物流（物品）を主体とするテント倉庫にはこのような設備を充実させることは少ない。しかしながらテント倉庫内は夏期の熱気がこもり過酷な環境となるため、工場資材の保管・備蓄を管理・入出庫する従事者にとって、扇風機、スポットクーラーなどの熱中症対策は不可欠となっている。
【０００３】
このようなテント倉庫内の熱気を下げるためには、テント膜（ターポリン、防水帆布）の色を白、シルバーなどの反射色とすることが効果的で、特に酸化チタン顔料は屈折率が高いことで光散乱力が大きく、それによって高い日射反射率（遮熱率）が得られることが知られている。しかし、光散乱力が大きい程、隠蔽性が高くなり、テント膜の採光性が阻害されるためテント倉庫内は日中も照明が必要な環境となっていた。このジレンマに対して当出願人は以前に、遮熱効果と採光性とを兼ね備えたテント（倉庫用）膜材として、膜材の熱可塑性樹脂被覆層に、屈折率１．８以上、粒子径分布０．３～３．０μｍ、アスペクト比１．０～３．０の不定形無機化合物粒子（酸化チタン）を０．３～３０質量％の含有量で含ませてなる膜材（特許文献１）を提案した。この実施例では３８～６５％の遮熱率、及び光線透過率４～４５％の採光性を得ることができ、夏期の空調電力、及び通年の照明電力節減効果が期待できるものとなっている。しかし、光線透過率４～４５％の採光性の代償として、光線線透過による紫外線ダメージでテント膜（熱可塑性樹脂被覆層）を変色させたり、表面に亀裂を生じさせ、膜材の耐用年数を短くするリスクを高いものとしていた。昨今のＳＤＧｓの取り組みの１つとして長期的使用が可能なテント膜材が望まれている。これはテント膜材の耐用年数を数年延ばすことにより、テント膜材の張替え交換サイクルが長くなり、テント膜材を製造するための合成繊維織物、及び熱可塑性樹脂などの原料となる石化資源の消費を減らし、さらに二酸化炭素排出の削減にも繋がる社会貢献となるからである。特許文献１の遮熱効果と採光性とを兼ね備えたテント膜材を検討した当時は、このような石化資源の消費を減らし、地球温暖化を止めようとする世界規模の取り組みはなされていなかった。
【０００４】
具体的に、軟質塩化ビニル系樹脂製の産業用遮熱性複合体シートの耐用年数を向上させる手段として、本出願人は、軟質塩化ビニル系樹脂層に紫外線吸収剤を配合する方法（特許文献２）、遮熱性複合体シートの表面に高分子量紫外線吸収剤を配合した塗膜層を設ける方法（特許文献３）などを過去に検討している。また、最近、ターポリンの遮熱層に亀裂を容易に生じず、遮熱層が容易に摩滅、脱落することがなく、遮熱性を長期持続可能な遮熱性複合体シートを得る方法として、遮熱層を有機重合体、または有機／無機縮合体で構成し、（変性）セルロースナノファイバーを含有させる提案（特許文献４）をしたが、採光性、かつ遮熱性のテント膜材の張替交換サイクルの長期化のため、如いては地球環境保全のために、さらなる耐用年数の延長の課題が顕在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００７－０５５１７７号公報
特開昭５９－４１２４９号公報
特開２００１－２２５４２３号公報
特開２０２１－６６１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明における解決課題は、テント膜構造物を構成する、採光性、かつ遮熱性の膜材の耐候性向上（紫外線劣化軽減）であり、すなわち採光性、遮熱性、及び耐候性に優れたテント膜構造物用の膜材（ターポリン、帆布などの複合体シート）の提供である。また、本発明における目的は、テント膜構造物用の膜材（遮熱性複合体シート）の耐用年数を延長することによって、廃棄頻度（すなわち張替交換）を減らして廃棄する膜材量を削減することによって、地球環境保全に貢献することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる点を考慮し検討を重ねた結果、本発明の遮熱性複合体シートは、布帛に熱可塑性樹脂層が積層された複合体シートにおいて、熱可塑性樹脂層が、表面処理酸化チタン粒子、ケト／エノール型互変異性体、及びＮ-ＯＲ型ヒンダードアミン、を少なくとも含有し、表面処理酸化チタン粒子の一次平均粒子径が０．４～１．２μｍであることにより、採光性、遮熱性、及び耐候性に優れたテント膜構造物用の膜材（ターポリン、帆布などの複合体シート）が得られ、耐候性の向上（紫外線劣化軽減）により採光性、かつ遮熱性複合体シートの耐用年数の延長が可能となり、その結果、廃棄頻度（すなわち張替交換）を減らして廃棄する膜材量を削減し、同時に膜材の生産量を削減し、二酸化炭素排出の要因となる石化資源の消費を抑え、地球環境保全に貢献するものとなることを確信して本発明を完成させるに至った。
【０００８】
本発明の遮熱性複合体シートは、前記ケト／エノール型互変異性体が、ベンゾトリアゾール系互変異性体、トリアジン系互変異性体、及びジフェニルケトン系系互変異性体、から選ばれた１種以上であることが好ましい。このケト／エノール型互変異性体は、太陽光（紫外線）の刺激で、エノール型異性体と、ケト型異性体とのナノ秒単位の相互変換を繰り返すことで、熱可塑性樹脂層内にエノール型とケト型の異性体が平衡状態で共存し、受けた紫外線エネルギーを相互変換の分子振動の熱エネルギーに替えて系外放出する、エネルギー減衰作用の発現で紫外線によるダメージを軽減させることができる。
【０００９】
本発明の遮熱性複合体シートは、前記ベンゾトリアゾール系互変異性体が、水酸基（１～２個）／ケトン基（０個）のベンゼン環（アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基から選ばれた１種または２種を有していてもよい）１個と、ベンゾトリアゾール環（置換基を有していてもよい）とのＣ－Ｎ結合体を骨格とするエノール型異性体（Iａ）〔化１〕と、水酸基（０～１個）／ケトン基（１個）のベンゼン環（アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基から選ばれた１種または２種を有していてもよい）１個と、ベンゾトリアゾール環（置換基を有していてもよい）とのＣ－Ｎ結合体を主骨格とするケト型異性体（IIａ）〔化２〕であることが好ましい。このベンゾトリアゾール系互変異性体は、太陽光（紫外線）の刺激で、エノール型異性体（Iａ）〔化１〕と、ケト型異性体（IIａ）〔化２〕とのナノ秒単位相互変換を繰り返すことで、遮熱層内にエノール型とケト型の異性体が平衡状態で共存し、受けた紫外線エネルギーを相互変換の分子振動の熱エネルギーに替えて系外放出する、エネルギー減衰作用の発現で紫外線によるダメージを軽減させることができる。
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39
170
Ｒは、水酸基、アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基
から選ばれた１種以上
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39
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Ｒは、水酸基、アルキル基、分岐アルキル基、アルキル置換ベンジル基
から選ばれた１種以上
【００１０】
本発明の遮熱性複合体シートは、前記トリアジン系互変異性体が、水酸基（１～２個）／ケトン基（０個）のベンゼン環（アルキルオキシ基を有していてもよい）１～３個と、１，３，５－トリアジン環（アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基を有していてもよい）とのＣ－Ｃ結合体を主骨格とするエノール型異性体（Iｂ）〔化３〕と、水酸基（０～１個）／ケトン基（１個）のベンゼン環（アルキルオキシ基を有していてもよい）１～３個と、１，３，５－トリアジン環（アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基を有していてもよい）とのＣ－Ｃ結合体を骨格とするケト型異性体（IIｂ）〔化４〕であることが好ましい。このトリアジン系互変異性体は、太陽光（紫外線）の刺激で、エノール型異性体（Iｂ）〔化３〕と、ケト型異性体（IIｂ）〔化４〕とのナノ秒単位の相互変換を繰り返すことで、遮熱層内にエノール型とケト型の異性体が平衡状態で共存し、受けた紫外線エネルギーを相互変換の分子振動の熱エネルギーに替えて系外放出する、エネルギー減衰作用の発現で紫外線によるダメージを軽減させることができる。
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40
170
Ｒ
1
は、水酸基、及び／またはアルキルオキシ基
Ｒ
２
,Ｒ
３
は、アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基
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Ｒ
1
は、水酸基、及び／またはアルキルオキシ基
Ｒ
２
,Ｒ
３
は、アルキル置換フェニル基、及び／または水酸基置換フェニル基
（【００１１】以降は省略されています）

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