JP2021528502A - 放射冷却機能塗料及びその応用 - Google Patents

Abstract

本発明は、放射冷却機能塗料及びその応用に関する。前記放射冷却機能塗料は、放射冷却機能層を製作するためのものであり、前記放射冷却機能層は、太陽光の紫外線及び／又は可視光線及び／又は近赤外線を反射するとともに、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射するためのものであり、前記放射冷却機能塗料は、放射冷却樹脂と、この放射冷却樹脂中に分布している顆粒充填材と、を含む。

Description

関連特許出願の相互参照

本願は、２０１９年７月５日に出願した、出願番号が２０１９１０６０７４５５．２であり、名称が「選択的放射冷却塗料及びその複合材料、並びに塗布方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が参照により本願に援用される。

本発明は、材料科学技術の分野に関し、特に選択的に反射及び放射する放射冷却機能塗料及びその応用に関する。

太陽は、巨大な放射源であり、太陽光の地球への照射過程でエネルギーの一部が大気によって吸収され、一部が宇宙に反射される。地表面の吸熱によって、地球上の物体表面の温度はその上方の空気の温度よりも相当高くなる。従って、物体の冷却にエネルギーが多く消費され、より多くの温室効果ガスが排出されるという問題がある。図１に示すように、太陽光の１分間当たりの放射スペクトルにおいて、紫外線、可視光線、近赤外線が占めるエネルギーは、それぞれ６．６％、４４．７％、４８．７％である。

放射冷却は、宇宙空間を冷却源とし地表面の物体を熱源として放射熱の伝達経路を確立し、エネルギーの消費がない前提で、地表面の物体の熱エネルギーを特定の波長域の電磁波放射の方式で「大気の窓」を介して直接宇宙空間に伝達して、冷却の目的を実現する。

図２を参照すると、大気の窓とは、電磁波が大気層を通過するときに反射、吸収や散乱が少なく、透過率が高い波長域のことであり、一般的に使用される大気の窓は、０．３μｍ〜１．１５５μｍ、１．４μｍ〜１．９μｍ、２μｍ〜２．５μｍ、３．５μｍ〜５μｍ、７μｍ〜１４μｍなどがあり、これらの大気の窓は、高い透過率を有する。地表面の物体の中赤外線は、この波長域を介して熱エネルギーを宇宙空間に伝達することができる。

放射冷却に使用される材料は、その光学特性が大気の窓の波長域では非常に高い放射率を有し、大気の窓の波長域以外では非常に低い放射率（即ち、低吸収率）を有することが好ましい。自然素材でこれらの光学特性を得ることはできない。しかしながら、材料工学技術によって処理された材料は、選択的に大気の窓に対応できる光学特性を得ることができ、大気の窓の波長域での高放射率及び大気の窓の波長域以外での低吸収率を得ることができるので、物体の放射に対して効果的に冷却させることができる。

一般に、省エネ塗料は、その中に充填材を添加し、可視光線や近赤外線の波長域における太陽光に対する反射率によって冷却の目的を実現する。冷却効果に限界があり、機械的強度が低く、耐候性が悪く、実用的な価値があまりないとの問題がある。

本発明の目的は、得られる塗布層が太陽の放射スペクトル全般では高反射率を有し、大気の窓の波長（７μｍ〜１４μｍ）範囲では高放射率を有する放射冷却機能塗料を提供することにある。また、本発明は、この塗料に基づく対応する塗布方法及びこの塗布層に基づく対応する複合材料も提供する。

本発明の第１の形態に係る放射冷却機能塗料は、放射冷却機能層を製作するためのものであり、前記放射冷却機能層は、太陽光の紫外線及び／又は可視光線及び／又は近赤外線を反射するとともに、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射するためのものであり、前記放射冷却機能塗料は、放射冷却樹脂と、この放射冷却樹脂中に分布している顆粒充填材と、を含む。

また、前記顆粒充填材の形状は棒状、球状、楕円体であり、前記顆粒充填材の形状が棒状、楕円体である場合は、そのアスペクト比は１：１〜１０：１である。本発明におけるアスペクト比は、顆粒内部を通る最長径と、この最長径に垂直である最長径との比率をいう。

また、前記顆粒充填材は、前記放射冷却樹脂中に規則的に配列し、この規則的配列は、顆粒充填材が前記放射冷却樹脂中に均一に分布することと、顆粒充填材が前記放射冷却樹脂中に配向的に配列することと、を含む。

また、前記顆粒充填材は、第１の顆粒充填材及び／又は第２の顆粒充填材を含み、前記第１の顆粒充填材の粒径は０．５μｍ〜４０μｍであり、前記第１の顆粒充填材を含む放射冷却機能層は、可視光線及び近赤外線を反射する作用と、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射する作用と、を有する。

また、前記第２の顆粒充填材の粒径は０．０１μｍ〜４０μｍであり、前記第２の顆粒充填材を含む放射冷却機能層は、紫外線及び可視光線を反射する作用と、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射する作用と、を有する。本発明における顆粒充填材の粒径は、体積平均径をいう。

また、前記第１の顆粒充填材及び前記第２の顆粒充填材は、それぞれ、ケイ酸アルミニウム、真珠粉末、シリカ、重質炭酸カルシウム粉末、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化ロジウム、硫酸バリウム、タルク粉末、酸化チタン粉末、硫化亜鉛、セラミック粉末、酸化マグネシウム、セラミックビーズ、ガラスビーズの一種又は二種以上を使用することができる。

また、前記第１の顆粒充填材は、ケイ酸アルミニウム、真珠粉末、シリカ、重質炭酸カルシウム粉末、硫酸バリウム、タルク粉末、酸化チタン粉末、硫化亜鉛、セラミック粉末、セラミックビーズ、ガラスビーズの一種又は二種以上を使用することができる。

また、前記第２の顆粒充填材は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化ロジウム、酸化マグネシウムの一種又は二種以上を使用することができる。

また、前記放射冷却機能樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の１種又は２種を使用することができる。

また、前記放射冷却機能塗料に、前記顆粒充填材の配向を制御するための配向剤がさらに含まれる。

また、前記配向剤は、水溶性カルボキシメチルアセテートブチレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体ワックスエマルション、ポリエチレンワックスやポリアミドワックスの１種又は２種以上を使用することができる。

また、前記放射冷却機能塗料に、顔料がさらに含まれる。

また、前記顔料は、蛍光染料である。

本発明の第２の形態に係る放射冷却機能塗料の塗布方法は、前記放射冷却機能塗料を基材又は主体の表面に塗布して放射冷却機能層を得ることによって、この放射冷却機能層が熱エネルギーを外方へ反射及び／又は放射するようにすることを含む。

また、前記基材は、金属、プラスチック、ゴム、コンクリート、セメント、アスファルト、紙、織物、木材、タイル、ガラス又は有機合成材の一種である。

また、前記主体は、建物、光起電モジュール及びシステム、車両、室外用品、農業及び畜産設備、航空宇宙設備、コールドチェーン輸送設備、室外タンク、紡織業設備、室外通信設備、工業設備、公共施設、冷却水システム、エネルギーシステムまたは省エネ設備の一種である。

本発明の第３の形態に係る放射冷却塗布層は、前記放射冷却機能塗料によって製作される放射冷却機能層を含む。

また、前記放射冷却機能層は、第１の放射冷却機能層と、第２の放射冷却機能層と、を含み、前記第１の放射冷却機能層は、放射冷却機能樹脂層と、この放射冷却機能樹脂層中に分布している第１の顆粒充填材とを含み、前記第２の放射冷却機能層は、放射冷却機能樹脂層と、この放射冷却機能樹脂層中に分布している第２の顆粒充填材とを含む。

また、前記第１の放射冷却機能層の厚さは、３０μｍ〜３００μｍであり、前記第２の放射冷却機能層の厚さは、１０μｍ〜６０μｍである。

また、前記放射冷却機能層は、第１の表面と、この第１の表面から離れている第２の表面とを有し、前記選択的放射冷却塗布層は、前記第１の表面に設けられる耐候性樹脂層、及び／又は、前記第２の表面に設けられる下塗り樹脂層をさらに含む。

また、前記耐候性樹脂層の透過率は、８０％以上であり、前記耐候性樹脂層の材料は、フッ素含有樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の１種又は２種以上である。

また、前記下塗り樹脂層の材料は、エポキシ樹脂及び／又はアクリル樹脂である。

また、前記耐候性樹脂層の厚さは、１０μｍ〜５０μｍであり、前記下塗り樹脂層の厚さは、１０μｍ〜５０μｍである。

また、前記顆粒充填材と前記放射冷却機能層の顔料ベース比は、１：１０〜６：１である。

また、前記選択的放射冷却機能層は、太陽光スペクトルのエネルギーに対する反射率が８０％以上であり、大気の窓の放射率が８０％以上であり、常温で１００Ｗ／ｍ^２以上の放射冷却パワーを提供する。

本発明の第４の形態に係る複合材料は、基材と、この基材に塗布された上記第３の形態に係る選択的放射冷却塗布層と、を含む。

また、前記基材は、金属、プラスチック、ゴム、コンクリート、セメント、アスファルト、紙、織物、木材、タイル、ガラス又は有機合成材の一種である。

本発明の上記構成によれば、本発明は下記のような利点がある。

（１）本発明の塗布層は、太陽光スペクトル（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ）のエネルギーに対する反射率が８０％以上であり、７μｍ〜１４μｍでの放射率が８０％以上であり、常温で１００Ｗ／ｍ^２以上の放射冷却パワーを提供する。

（２）本発明の塗布層は、機械的強度や耐候性がよく、非常に大きな実用的価値がある。

太陽放射スペクトルを示し、太陽光の１分間当たりの放射スペクトルにおいて、紫外線、可視光線、近赤外線が占めるエネルギーはそれぞれ６．６％、４４．７％、４８．７％である。 大気透過率スペクトルを示す。大気の窓とは、電磁波が大気層を通過するときに反射、吸収や散乱が少なく、透過率が高い波長域のことである。 本発明の実施例における第１種の棒状構造の顆粒充填材の微視的な拡大図であり、棒状の顆粒充填材のアスペクト比は５：１であり、体積平均径は９．８μｍである。 本発明の実施例における第２種の棒状構造の顆粒充填材の微視的な拡大図であり、棒状の顆粒充填材のアスペクト比は４：１であり、体積平均径は４．６μｍである。 本発明の実施例における第３種の棒状構造の顆粒充填材の微視的な拡大図であり、棒状の顆粒充填材のアスペクト比は３：１であり、体積平均径は１．６μｍである。 本発明の実施例における第１種の選択的放射冷却塗料の構造を示す図であり、下から上へ４層を含み、それぞれ下塗り樹脂層１、第１の放射冷却機能層２、第２の放射冷却機能層３、耐候性樹脂層４であり、ここで、第１の顆粒充填材２１及び第２の顆粒充填材３１はいずれも規則配列している。 本発明の実施例における第２種の選択的放射冷却塗料の構造を示す図であり、下から上へ４層を含み、図４ａの構造との相違は、第１の放射冷却機能層２と第２の放射冷却機能層３との位置関係が逆になっていることである。 本発明の実施例における第３種の選択的放射冷却塗料の構造を示す図であり、下から上へ３層を含み、図４ａの構造との相違は、第１の放射冷却機能層２と第２の放射冷却機能層３とが１つの層に結合されていることである。 本発明の実施例における第４種の選択的放射冷却塗料の構造を示す図であり、下から上へ３層を含み、図４ａの構造との相違は、耐候性樹脂層４が省略されていることである。 本発明の実施例における第５種の選択的放射冷却塗料の構造を示す図であり、下から上へ２層を含み、図４ａの構造との相違は、耐候性樹脂層４と下塗り樹脂層１とが省略されていることである。 第１の放射冷却機能層２の厚さと４００ｎｍ〜７６０ｎｍ、７６０ｎｍ〜２５００ｎｍの反射率との関係図であり、第１の放射冷却機能層２の反射率はその厚さと関係し、厚さが厚いほど反射率が高く、厚さが１３０μｍ以上である場合、反射率の増加は緩慢となり、基本的に飽和に達する。 第２の放射冷却機能層３の厚さと３００ｎｍ〜４００ｎｍ、４００ｎｍ〜７６０ｎｍの反射率との関係図であり、第２の放射冷却機能層３の反射率はその厚さと関係し、厚さが厚いほど反射率が高く、厚さが３０μｍ以上である場合、反射率の増加は緩慢となり、基本的に飽和に達する。 第１の放射冷却機能層の厚さと１μｍ〜２５μｍの放射率と波長との関係図であり、第１の放射冷却機能層２は、７μｍ〜１４μｍでの放射率及び第１の放射冷却機能層２の厚さと関係し、厚さが厚いほど放射率が高く、厚さが１００μｍ以上である場合、放射率の増加が緩慢となり、基本的に飽和に達する。 第２の放射冷却機能層の厚さと１μｍ〜２５μｍの放射率と波長との関係図であり、第２の放射冷却機能層３は、７μｍ〜１４μｍでの放射率及び第２の放射冷却機能層３の厚さと関係し、厚さが厚いほど放射率が高く、厚さが１５μｍ以上である場合、放射率の増加が緩慢となり、基本的に飽和に達する。 内部の長さ、幅、高さがそれぞれ５ｍ×４ｍ×３ｍであるモデルハウスＡとＢとの測温点を示す図である。 室外環境及びモデルハウスＡの表面の異なる位置の測温点のグラフである。 モデルハウスＡの縦方向に異なる位置の測温点のグラフである。 室外環境及びモデルハウスＢの表面の異なる位置の測温点のグラフである。 モデルハウスＢの縦方向に異なる位置の測温点のグラフである。 内部の長さ、幅、高さがそれぞれ８００ｍｍ×８００ｍｍ×８０ｍである水槽ＣとＤの内部測温点を示す図である。 水槽ＣとＤの内部の測温点の温度グラフである。 テントＥとＦの内部の測温点を示す図である。 テントＥとＦの内部の測温点の温度差グラフである。 ヘルメットＧとＨの内部頂部の測温点を示す図である。 ヘルメットＧとＨの内部頂部の測温点の温度グラフである。 防水シートＩとＪの表面及び裏面の測温点の温度グラフである。

以下、当業者に本発明をより容易に理解させるために、図面を参照しながら本発明の実施例の技術的事項について明瞭かつ完全に説明する。もちろん、説明する実施例は本発明の一部の実施例にすぎ、本発明の全部の実施例ではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な努力なしに得られる他の全ての実施例も本発明の保護範囲に含まれるべきである。

本発明の明細書、特許請求の範囲及び図面における用語「第１」、「第２」、「第３」は、各構成要素を区別するためのものであり、その順序を特定するためのものではない。また、用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変更は、他の構成を含む（有する）ことを排除することではない。

本発明の実施例に係る放射冷却機能塗料は、放射冷却機能層を製作するためのものであり、放射冷却機能層は、紫外線及び／又は可視光線及び／又は近赤外線を反射するとともに、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射するためのものであり、前記放射冷却機能塗料は、放射冷却樹脂と、放射冷却樹脂中に分布している顆粒充填材と、を含む。

顆粒充填材の形状は、棒状、直方体、立方体、球状、楕円体、多面体、桿状、板状または不規則的な形状であることができる。具体的に、顆粒充填材は、顆粒充填材が大気の窓の波長範囲内で共鳴強化（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）の表面プラズモン吸収を有するように、選択可能な形状を有し、放射冷却機能層の、太陽光（０．３μｍ〜２．５μｍ）に対する反射率及び大気の窓（７μｍ〜１４μｍ）での放射率をさらに向上させるために、顆粒充填材の形状は棒状、球状、楕円体であることが好ましく、顆粒充填材の形状が棒状、楕円体である場合は、そのアスペクト比は１：１〜１０：１である。

本発明の実施例では、棒状の顆粒充填材は、大気の窓の波長範囲（７μｍ〜１４μｍ）内でより良好な共鳴強化の表面プラズモン吸収を有するとともに、太陽光に対して複数の反射、散乱を行うことができるので、棒状の顆粒充填材を含む放射冷却機能層は、太陽光（０.３μｍ〜２.５μｍ）に対する反射率がより高く、かつ棒状の顆粒充填材を含む放射冷却機能層は効果的に熱エネルギーを７μｍ〜１４μｍである赤外線に転換して放射することができ、７μｍ〜１４μｍでの赤外線の放射率がより高いため、顆粒充填材の形状は、図３ａ〜図３ｃに示す棒状であることが好ましい。

図３ａ〜図３ｃには、それぞれ３種類のアスペクト比と体積平均径とが異なる棒状の顆粒充填材が示されている。図３ａにおける棒状の顆粒充填材のアスペクト比は５：１であり、体積平均径は９．８μｍであり、図３ｂにおける棒状の顆粒充填材のアスペクト比は４：１であり、体積平均径は４．６μｍであり、図３ｃにおける棒状の顆粒充填材のアスペクト比は３：１であり、体積平均径は１．６μｍである。図３ａ〜図３ｃに示す３種類の棒状の顆粒充填材において、太陽光に対する反射や放射の効果は、アスペクト比や体積平均径の変化に伴って変化する。

放射冷却機能塗料で放射冷却機能層を作成する場合を考慮すると、その厚さは棒状の顆粒充填材の粒径の影響を受け、棒状の顆粒充填材のアスペクト比に比較的良好な選択があることにより、この顆粒充填材は大気の窓の波長範囲（７μｍ〜１４μｍ）内でより良好な表面プラズモン吸収の共鳴強化を有する。従って、棒状の顆粒充填材のアスペクト比は、好ましくは３：１〜８：１であり、より好ましくは４：１〜６：１である。

前記顆粒充填材は、ケイ酸アルミニウム、シリカ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化ロジウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛、酸化マグネシウムの一種又は二種以上を使用することもできるし、真珠粉末（Ｐｅａｒｌ ｐｏｗｄｅｒ）、重質炭酸カルシウム（Ｈｅａｖｙ ｃａｌｃｉｕｍ ｐｏｗｄｅｒ）粉末、タルク粉末、酸化チタン粉末、セラミック粉末、セラミックビーズ、ガラスビーズの一種又は二種以上を使用することもできる。

また、前記顆粒充填材は、第１の顆粒充填材及び／又は第２の顆粒充填材を含むこともできる。つまり、前記放射冷却機能塗料が放射冷却機能樹脂とこの樹脂中に分布している第１の顆粒充填材とを含む場合は、それを第１の放射冷却機能塗料とすることができ、前記放射冷却機能塗料が放射冷却機能樹脂とこの樹脂中に分布している第２の顆粒充填材とを含む場合は、それを第２の放射冷却機能塗料とすることができる。第１の放射冷却機能塗料と第２の放射冷却機能塗料とを同時に使用することができ、使用時には、第１の放射冷却機能塗料と第２の放射冷却機能塗料とにおける放射冷却機能樹脂の具体的な材料は同じ材料または異なる材料を選択することができる。

また、第１の顆粒充填材は、可視光線に対する反射率、近赤外線に対する反射率が高い（≧８０％）とともに、大気の窓（７μｍ〜１４μｍ）での赤外放射率が８０％より大きい材料を選択することができる。この材料は、ケイ酸アルミニウム、真珠粉末、シリカ、重質炭酸カルシウム粉末、硫酸バリウム、タルク粉末、酸化チタン粉末、硫化亜鉛、セラミック粉末、セラミックビーズ、ガラスビーズ等の一種又は二種以上を選択することができるが、これらに限定されず、粒径は０．５μｍ〜４０μｍであり、好ましくは１μｍ〜２０μｍであり、より好ましくは２μｍ〜６μｍである。

第２の顆粒充填材は、紫外線、可視光線に対する反射率が高い（≧８０％）とともに、大気の窓（７μｍ〜１４μｍ）での赤外放射率が８０％より大きい材料を選択することができる。この材料は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化ロジウム、酸化マグネシウム等の一種又は二種以上を選択することができるが、これらに限定されず、粒径は０．０１μｍ〜４０μｍであり、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．６μｍ〜５μｍである。

また、放射冷却機能塗料における顆粒充填材が第１の充填材と第２の充填材とを含む場合、または、第１の放射冷却機能塗料と第２の放射冷却機能塗料とを同時に使用する場合、第１の顆粒充填材の粒径は第２の顆粒充填材の粒径よりも大きいとともに、第１の顆粒充填材のアスペクト比は第２の顆粒充填材のアスペクト比よりも大きい。異なる粒径や異なるアスペクト比の顆粒充填材は実現する機能が異なり、粒径が大きくかつアスペクト比が大きい顆粒充填材は、可視光線や近赤外線を反射する効果がより良好で、粒径が小さくかつアスペクト比が小さい顆粒充填材は、紫外線や可視光線を反射する効果がより良好であるとともに、粒径が大きくかつアスペクト比が大きい顆粒充填材は、７μｍ〜１４μｍで赤外線を放射する作用を提供し、粒径が小さくかつアスペクト比が小さい顆粒充填材は、放射冷却機能層の７μｍ〜１４μｍでの赤外線に対する放射をさらに強化する作用を提供する。

なお、放射冷却機能塗料中の顆粒充填材が一種のみであるが、異なる粒径やアスペクト比を有する場合は、上記の大粒径の顆粒充填材や小粒径の顆粒充填材の作用によって、大粒径の顆粒充填材は第１の充填材として作用し、小粒径の顆粒充填材は第２の充填材として作用することができる。

また、前記顆粒充填材は、放射冷却機能樹脂中に規則的に配列し、この規則配列は、顆粒充填材が放射冷却機能樹脂中に均一に分布するとともに配向配列し、放射冷却機能層が作成された後にはその配列形態が不変であることが好ましい。配向配列するときの顆粒充填材の最長径は放射冷却機能層の表面と０〜４５°をなし、好ましくは０〜３０°をなす。顆粒充填材の規則配列は、顆粒充填材が放射冷却機能樹脂中に均一に分布するようにし、前記放射冷却機能層は、大気の窓の波長範囲（７μｍ〜１４μｍ）で共鳴強化の表面プラズモン吸収を有し、太陽光に対する反射を一定の角度で制御し、さらに放射冷却機能層の、紫外線、可視光線及び近赤外線に対する反射率と７μｍ〜１４μｍでの赤外線の放射率を向上させることができる。

顆粒充填材の配向は、放射冷却機能塗料に、例えば、水溶性カルボキシメチルアセテートブチレート（ＣＭＣＡＢ）、エチレン-酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）ワックスエマルション、ポリエチレン(ＰＥ)ワックスやポリアミドワックス等の配向剤などの助剤を添加することによって制御することができる。前記配向剤は、揮発速度又はアンカー効果（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）を調節することによって、顆粒充填材の配向配列の効果を実現する。

放射冷却機能樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等から選択される１種又は２種以上の組合せを使用することができ、上記の放射冷却機能樹脂は、低い太陽エネルギーの吸収率及び高い選択的放射率を有する。放射冷却機能樹脂は、その中に分布している顆粒充填材を配合して、太陽光（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ）の反射及び大気の窓への赤外線（７μｍ〜１４μｍ）の放射の機能を提供する。なお、放射冷却機能樹脂は、放射冷却機能層の機械的強度の向上にも役立ち、耐候性を改善することができる。

また、本発明の放射冷却機能塗料は、液体形態であり、水性塗料又は油性塗料を含むことができる。

また、本発明の放射冷却機能塗料は、塗料の色の調節が可能な顔料を含むこともできる。この顔料は、通常の顔料分散剤、赤外線反射顔料、蛍光染料の一種又は二種以上であることができる。

好ましい実施例では、蛍光染料を顔料として放射冷却機能塗料に添加することができる。蛍光染料は、放射冷却機能塗料の反射性能に基本的に影響はなく、良好な効果を有することができる。

対応する色の顔料を添加することにより、放射冷却機能塗料の色は、赤、橙、黄、緑、青、藍、紫、灰、ブラウン等であることができる。色の異なる放射冷却機能塗料を製造する目的は、異なる場所での色の要求に対応するためである。

本発明の実施例に係る上記のような放射冷却機能塗料の塗布方法は、前記放射冷却機能塗料を基材又は主体の表面に塗布して放射冷却機能層を得ることによって、この放射冷却機能層が熱エネルギーを外方へ反射及び／又は放射するようにすることを含む。

前記基材は、金属、プラスチック、ゴム、コンクリート、セメント、アスファルト、紙、織物、木材、タイル、ガラス又は有機合成材の一種である。前記主体は、建物、光起電モジュール及びシステム、車両、室外用品、農業及び畜産設備、航空宇宙設備、コールドチェーン輸送設備、室外タンク、紡織業設備、室外通信設備、工業設備、公共施設、冷却水システム、エネルギーシステム（例えば、空調・冷房・暖房システムの組合せ）または省エネ設備の一種である。

さらに、前記建物は、工業用建物、商業用建物、住宅建物、公共用建物などを含む。

さらに、前記工業設備は、室外電力配分キャビネットなどを含む。

さらに、公共施設は、街灯及びその放熱部材、トイレの天井壁面、会館の路面などを含む。

また、本発明の放射冷却機能塗料の塗布方式は、ブラシ塗布、ロール塗布、スプレー塗布などを含むことができる。放射冷却機能塗料が第１の放射冷却機能塗料と第２の放射冷却機能塗料とを含む場合は、先の層が乾燥するまで待って、次の層を塗布することができる。

また、塗料は、樹脂、顆粒充填材、助剤及び／又は溶媒などの原材料を準備し、高速でプレ分散を行ってから粉砕による分散を行い、その後均一に撹拌し、その後濾過して検査し、その後包装するなどの工程によって得られる。

本発明の実施例に係る選択的放射冷却塗布層は、上記のような放射冷却機能塗料によって製造される放射冷却機能層を含む。

また、前記放射冷却機能層において、前記顆粒充填材と前記放射冷却機能層の顔料ベース比は、１：１０〜６：１である。顔料ベース比とは、塗布層における顆粒充填材と樹脂固体部分との質量比を指し、顔料ベース比を低下させれば、樹脂の含有量が増加して塗布層の機械的強度及び耐候性は向上するがが、反射率や放射率の向上やコストを考慮すれば、前記顆粒充填材と前記放射冷却機能層の顔料ベース比は、１：５〜３：１が好ましく、１：３〜３：１がより好ましい。

前記放射冷却機能層は、２層又は複数層に分割することができる。例えば、第１の放射冷却機能塗料による第１の放射冷却機能層と第２の放射冷却機能塗料による第２の放射冷却機能層とを含むことができる。第１の放射冷却機能層は、可視光線及び近赤外線を反射する作用と、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射する作用と、を有し、第２の放射冷却機能層は、紫外線及び可視光線を反射する作用と、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射する作用と、を有する。

また、第１の放射冷却機能層は、可視光線及び近赤外線に対する反射率が８０％以上であり、７μｍ〜１４μｍ波長域の放射率が８０％以上であり、第２の放射冷却機能層は、紫外線及び可視光線に対する反射率が８０％以上であり、７μｍ〜１４μｍ波長域の放射率が８０％以上である。さらに、第１の放射冷却機能層は、可視光線及び近赤外線に対する反射率が９０％以上であり、７μｍ〜１４μｍ波長域の放射率が９０％以上であり、第２の放射冷却機能層は、紫外線及び可視光線に対する反射率が９０％以上であり、７μｍ〜１４μｍ波長域の放射率が９０％以上であることができる。

他の実施例では、前記放射冷却機能層は、層が分割されていなくてもよく、第１の顆粒充填材と第２の顆粒充填材とを含む。つまり、第１の放射冷却機能層と第２の放射冷却機能層とを１層に結合することができる。

また、放射冷却機能層は、赤外放射率（７μｍ〜１４μｍ波長域）が８０％以上であり、熱反射率（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ波長域）が８０％以上である。さらに、放射冷却機能層は、赤外放射率（７μｍ〜１４μｍ波長域）が９０％以上であり、熱反射率（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ波長域）が９０％以上であることができる。

他の実施例では、この塗布層は、耐候性樹脂層及び／又は下塗り樹脂層を含むことができ、前記放射冷却機能層は、第１の表面と、この第１の表面から離れている第２の表面とを有し、前記耐候性樹脂層は、前記放射冷却機能層を保護するために前記放射冷却機能層の第１の表面に設けられ、前記下塗り樹脂層は、基板や主体表面と接触して選択的放射冷却塗布層を基板や主体表面に固定させるために前記放射冷却機能層の第２の表面に設けられる。

良好な耐候性及び耐汚染性を得るために、耐候性樹脂層の材料は、フルオロカーボン樹脂（ＦＥＶＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂、フッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、フッ素含有アクリル樹脂、フッ素含有ポリエステル樹脂、フッ素含有エポキシ樹脂、フッ素化ポリウレタン、フッ素含有シリコーン樹脂などのようなフッ素含有樹脂を使用することができるが、これらに限定されず、または、別の耐候性が良好な、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などのような常用の樹脂を使用することができる。なお、耐候性樹脂層４は、３００ｎｍ〜２５００ｎｍでの透過率が８０％以上である。透過率に対する要求は、放射冷却機能層の太陽光に対する反射率に影響を与えないためである。

下塗り樹脂層は、密着性の向上及び腐食防止の機能を有し、材料は基材のタイプによって選択され、一般にはエポキシ樹脂、アクリル樹脂の１種又は２種以上を使用するが、これらに限定されない。

また、放射冷却機能層の厚さは、１０μｍ〜３６０μｍ、又は３０μｍ〜３００μｍ、又は１００μｍ〜３００μｍ、又は１００μｍ〜１５０μｍであり、第１の放射冷却機能層の厚さは、３０μｍ〜３００μｍ、又は１００μｍ〜３００μｍ、又は１００μｍ〜１５０μｍであり、第２の放射冷却機能層の厚さは、１０μｍ〜６０μｍ、又は１５μｍ〜６０μｍ、又は１５μｍ〜３０μｍであり、耐候性樹脂層の厚さは、１０μｍ〜５０μｍであり、下塗り樹脂層の厚さは、１０μｍ〜５０μｍである。

図４ａ〜図４ｅは、選択的放射冷却塗布層のいくつかの可能な構造を示し、この選択的放射冷却塗布層は、それぞれ下から上へ、以下の各層のうちの全部又は一部を含むことができる。

以下、図４ａ〜図４ｅを参照しながら、本発明の選択的放射冷却塗布層のいくつかの可能な構造に対して、棒状構造の顆粒充填材を例として、詳細に説明する。棒状構造の顆粒充填材の微視的な拡大図は、図３を参照することができる。

第１種：図４ａに示すように、実施例では、選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、下塗り樹脂層１、第１の放射冷却機能層２、第２の放射冷却機能層３、耐候性樹脂層４を順に含む。第１の放射冷却機能層２は、第１の放射冷却機能樹脂層２２と、この第１の放射冷却機能樹脂層２２中に分布している第１の顆粒充填材２１とを含み、第２の放射冷却機能層３は、第２の放射冷却機能樹脂層３２と、この第２の放射冷却機能樹脂層３２中に分布している第２の顆粒充填材３１とを含む。第１の顆粒充填材２１及び第２の顆粒充填材３１は、それぞれ第１の放射冷却機能樹脂層２２及び第２の放射冷却機能樹脂層３２中に規則的に配列する。

図中、１００は、赤外線の放射を表し、２００は、太陽エネルギーを表し、２１０は、可視光線及び近赤外線の反射を表し、２２０は、紫外線及び可視光線の反射を表す。

第２種：図４ｂに示すように、実施例では、選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、下塗り樹脂層１、第２の放射冷却機能層３、第１の放射冷却機能層２、耐候性樹脂層４を順に含む。

図４ａの構造との相違は、第１の放射冷却機能層２と第２の放射冷却機能層３との位置が逆になっていることである。

第３種：図４ｃに示すように、実施例では、選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、下塗り樹脂層１、放射冷却機能層５、耐候性樹脂層４を順に含む。放射冷却機能層５は、放射冷却機能樹脂層５２と、この放射冷却機能樹脂層５２中に分布している第１の顆粒充填材２１及び第２の顆粒充填材３１と、を含む。

図４ａの構造との相違は、第１の放射冷却機能層２と第２の放射冷却機能層３とが１つの層に結合されていることである。

第４種：図４ｄに示すように、実施例では、選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、下塗り樹脂層１、第１の放射冷却機能層２、第２の放射冷却機能層３を順に含む。

図４ａの構造との相違は、耐候性樹脂層４が省略されていることである。

第５種：図４ｅに示すように、実施例では、選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、第１の放射冷却機能層２、第２の放射冷却機能層３を順に含む。

図４ａの構造との相違は、耐候性樹脂層４と下塗り樹脂層１とが省略されていることである。

なお、第１の顆粒充填剤２１及び第２の顆粒充填材３１は、放射冷却機能樹脂中にランダムに配向配列することができるが、ランダムな配向配列は、放射冷却機能層の、紫外線及び／又は可視光線及び／又は近赤外線に対する反射率及び７μｍ〜１４μｍ波長域に対する放射率に影響を及ぼし得る。

また、図４ａ〜図４ｅに示す選択的放射冷却塗布層は、本発明の一部の一例に過ぎない。構造的に、耐候性樹脂層及び下塗り樹脂層を、省略することもできるし、選択的に保留することもできる。また、第１の放射冷却機能層と第２の放射冷却機能層とをまとめて１つの層にすることもできる。また、第１の放射冷却機能層と第２の放射冷却機能層との順序を交換することもできる。また、放射冷却機能層の層数は、１層又は２層に限定されず、３層、４層、５層などの複数層にすることもできる。放射冷却機能層における顆粒充填材の種類や顆粒充填材の比率、放射冷却機能層における樹脂の種類や比率、放射冷却機能層の厚さ、及び他の層の材料の種類や厚さなどは、要求によって選択されることができる。塗布層は、材料や構造の最適化によって熱反射率及び放射率、特に７μｍ〜１４μｍ波長域での放射率が向上し、極めて高い冷却効果を実現することができる。

本発明の選択的放射冷却塗布層は、太陽光スペクトルのエネルギーに対する反射率が８０％以上であり、大気の窓の放射率が８０％以上であり、常温で１００Ｗ／ｍ^２以上の放射冷却パワーを提供するとともに、機械的強度や耐候性がよく、非常に大きな実用的価値がある。放射冷却パワーの試験は、２０１７年「サイエンス（Ｓｃｉｅｎｃｅ）誌」の文章「Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｓｃａｌａｂｌｅ−ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｒａｎｄｏｍｉｚｅｄ ｇｌａｓｓ−ｐｏｌｙｍｅｒ ｈｙｂｒｉｄ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｄａｙｔｉｍｅ ｒａｄｉａｔｉｖｅ ｃｏｏｌｉｎｇ」を参照することができ、この文章中の「Ｓｉｌｖｅｒ−ｃｏａｔｅｄ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒ」と「Ｈｙｂｒｉｄ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ」とを本発明の放射冷却塗料で置換すればよい。

本発明の選択的放射冷却塗布層は、下記のような特徴がある。

１．層状構造を採用し、各層はそれぞれ異なる機能を有し、製造や応用に有利である。

２．放射冷却機能層が第１の放射冷却機能層と第２の放射冷却機能層とを含む場合、それぞれが選択的反射や放射の作用を有するので、別々の製造や選択的な使用に有利である。

３．顆粒充填材の形状が主に棒状であるとともに棒状のアスペクト比を限定し、前記顆粒充填材が放射冷却機能層の樹脂中に規則的に配列することにより、より良好な性能を有する。

４．下塗り樹脂層を設けることにより、放射冷却機能層と基材との密着性を向上させることができる。

本発明に係る上記のような放射冷却塗布層を含む複合材料は、基材と、この基材に塗布された前記放射冷却塗布層と、を含む。

前記基材は、金属、プラスチック、ゴム、コンクリート、セメント、アスファルト、紙、織物、木材、タイル、ガラス又は有機合成材の一種である。

以上、本発明の実施例に係る放射冷却機能塗料及びその応用に対して説明した。以下、対応する実験データ及び応用事例で、この塗料の性能及びその冷却効果に対してより詳細に説明する。

（実験データ）
（一）反射率の試験
サンプルを、例えば、パーキンエルマー (Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍｅｒ)社のＬａｍｂｄａ ９５０型ＵＶ/Ｖｉｓ/ＮＩＲ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（紫外／可視／近赤外分光光度計）などの光度計に入れ、波長範囲が３００ｎｍ〜２５００ｎｍ、３００ｎｍ〜４００ｎｍ、４００ｎｍ〜７６０ｎｍ、７６０ｎｍ〜２５００ｎｍである波長域でのサンプルの反射率を、５ｎｍの測定波長間隔で測定した。３００ｎｍ〜２５００ｎｍ、３００ｎｍ〜４００ｎｍ、４００ｎｍ〜７６０ｎｍ、７６０ｎｍ〜２５００ｎｍ波長域でのサンプルの反射率の平均値を、サンプルが太陽光波長域、紫外、可視及び近赤外波長域での反射率Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とする。

（二）放射率の試験
例えば、ＳＯＣ−１００ Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ（ＳＯＣ−１００ 半球型方向性反射率計）などの反射率計を使用して、７〜１４μｍ波長の赤外放射率を試験する。

厚さに関して：
図５ａは、第１の放射冷却機能層２の厚さと４００ｎｍ〜７６０ｎｍ、７６０ｎｍ〜２５００ｎｍの反射率との関係を示し、図５ｂは、第２の放射冷却機能層３の厚さと３００ｎｍ〜４００ｎｍ、４００ｎｍ〜７６０ｎｍの反射率との関係を示し、図６ａは、第１の放射冷却機能層の厚さと１μｍ〜２５μｍの放射率と波長との関係を示し、図６ｂは、第２の放射冷却機能層の厚さと１μｍ〜２５μｍの放射率と波長との関係を示す。その結果は下記の通りである。

配合がＸである第１の放射冷却機能塗料（「配合がＸである」とは、第１の放射冷却機能塗料が、８０質量％のアクリル樹脂、１９質量％のシリカと重質炭酸カルシウム粉末（シリカと重質炭酸カルシウム粉末との質量比は１：１であり、シリカと重質炭酸カルシウム粉末の形状は棒状であり、粒径は６μｍであり、アスペクト比は５：１である）、１％の配向剤（エチレン-酢酸ビニル共重合体ワックスエマルション）を含み、シリカと重質炭酸カルシウム粉末との内部の最長径と第１の放射冷却機能層の平面とがなす角は０°〜３０°である）を、トタン板に塗布した。塗布される厚さは、それぞれ７０μｍ、１００μｍ、１３０μｍ、１８０μｍ、２６０μｍであり、乾燥後厚さの異なるサンプルを得た。図５ａによると、結果として、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率はその厚さと関係し、厚さが厚いほど反射率が高く、厚さが１３０μｍ以上である場合、反射率の増加は緩慢となり、基本的に飽和に達する。図６ａによると、結果として、第１の放射冷却機能層の７μｍ〜１４μｍでの平均放射率はその厚さと関係し、厚さが厚いほど放射率が高く、厚さが１００μｍ以上である場合、放射率の増加が緩慢となり、基本的に飽和に達する。

配合がＹである第２の放射冷却機能塗料（「配合がＹである」とは、第２の放射冷却機能塗料が、７５質量％のポリウレタン樹脂、２３質量％の酸化アルミニウムと酸化マグネシウム（酸化アルミニウムと酸化マグネシウムとの質量比は１：１であり、酸化アルミニウムと酸化マグネシウムとの形状は棒状であり、粒径は３μｍであり、アスペクト比は６：１である）、２％の配向剤（ポリアミドワックス）を含み、酸化アルミニウムと酸化マグネシウムとの内部の最長径と、第２の放射冷却機能層の平面がなす角は０°〜３０°である）を、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布した。塗布される第２の放射冷却機能層の厚さは、それぞれ０μｍ、１５μｍ、３０μｍ、４５μｍであり、乾燥後厚さの異なるサンプルを得た。図５ｂによると、結果として、第２の放射冷却機能層の反射率はその厚さと関係し、厚さが厚いほど反射率が高く、厚さが３０μｍ以上である場合、反射率の増加は緩慢となり、基本的に飽和に達する。図６ｂによると、結果として、第２の放射冷却機能層の７μｍ〜１４μｍでの放射率はその厚さと関係し、厚さが厚いほど放射率が高く、厚さが１５μｍ以上である場合、放射率の増加が緩慢となり、基本的に飽和に達する。

顆粒充填材の形状に関して：
配合Ｘとの相違は、顆粒充填材の形状がそれぞれ棒状、楕円体、球状、直方体、立方体であり、塗布される厚さが８０μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の形状と関係し、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、棒状＞楕円体、球状＞直方体、立方体であった。

配合Ｙとの相違は、顆粒充填材の形状がそれぞれ棒状、楕円体、球状、直方体、立方体であり、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが３０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の形状と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、棒状＞楕円体、球状＞直方体、立方体であった。

顆粒充填材のアスペクト比に関して：
配合Ｘとの相違は、顆粒充填材のアスペクト比がそれぞれ３：１、４：１、６：１、８：１、９：１であり、塗布される厚さが１００μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材のアスペクト比と関係し、第２の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、４：１、６：１＞８：１、３：１＞９：１であった。

配合Ｙとの相違は、顆粒充填材のアスペクト比がそれぞれ３：１、４：１、６：１、８：１、９：１であり、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが３０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材のアスペクト比と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、４：１、６：１＞８：１、３：１＞９：１であった。

顆粒充填材の体積平均径に関して：
配合Ｘとの相違は、顆粒充填材の体積平均径が異なり、その粒径がそれぞれ０．５μｍ、１μｍ、２μｍ、６μｍ、２０μｍ、４０μｍ、４３μｍであり、塗布される厚さが１２０μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の平均粒径と関係し、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、２μｍ、６μｍ＞１μｍ、２０μｍ＞０．５μｍ、４０μｍ＞４３μｍであった。

配合Ｙとの相違は、顆粒充填材の体積平均径が異なり、その粒径がそれぞれ０．５μｍ、１μｍ、２μｍ、６μｍ、２０μｍ、４０μｍ、４３μｍであり、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが３０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の平均粒径と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、２μｍ、６μｍ＞１μｍ、２０μｍ＞０．５μｍ、４０μｍ＞４３μｍであった。

顆粒充填材の配向配列に関して：
配合Ｘとの相違は、シリカと重質炭酸カルシウム粉末との内部の最長径と第１の放射冷却機能層の平面とがなす角が０°〜４５°、０°〜３０°であること、不規則的に配列すること、塗布される厚さが１２０μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の配向配列と関係し、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、０°〜３０°＞０°〜４５°＞不規則配列であった。

配合Ｙとの相違は、シリカと重質炭酸カルシウム粉末との内部の最長径と第１の放射冷却機能層の平面とがなす角が０°〜４５°、０°〜３０°であること、不規則的に配列すること、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが３０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の配向配列と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、０°〜３０°＞０°〜４５°＞不規則配列であった。

顆粒充填材の選択に関して：
配合Ｘとの相違は、顆粒充填材の種類が異なり、その種類がそれぞれ真珠粉末、シリカ、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムであり、塗布される厚さが８０μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の種類と関係し、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、真珠粉末、シリカ＞酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムであった。

配合Ｙとの相違は、顆粒充填材の種類が異なり、その種類がそれぞれ１：１質量比のシリカと重質炭酸カルシウム粉末、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムであり、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが４０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材の種類と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム＞１：１質量比のシリカと重質炭酸カルシウム粉末であった。

樹脂の選択に関して：
配合Ｘとの相違は、樹脂の種類が異なり、その種類がそれぞれエポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂であり、塗布される厚さが８０μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその樹脂の種類と関係し、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂＞フッ素含有樹脂であった。

配合Ｙとの相違は、樹脂の種類が異なり、その種類がそれぞれエポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素含有樹脂であり、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが４０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその樹脂の種類と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂＞フッ素含有樹脂であった。

顆粒充填材と樹脂との使用量比率に関して：
配合Ｘとの相違は、顆粒充填材と樹脂との使用量比率が異なり、その比率がそれぞれ１０：８９、２５：７４、５０：４９、６０：３９であり、塗布される厚さが１００μｍであることである。乾燥後、サンプルの４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材と樹脂との使用量比率と関係し、第１の放射冷却機能層の４００ｎｍ〜２５００ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、２５：７４＞１０：８９＞５０：４９＞６０：３９であった。

配合Ｙとの相違は、顆粒充填材と樹脂との使用量比率が異なり、その比率がそれぞれ１０：８９、２５：７４、５０：４９、６０：３９であり、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）が厚さ１５０μｍで塗布されているトタン板に塗布し、塗布される厚さが４０μｍであることである。乾燥後、サンプルの３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを測定した結果、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とはその顆粒充填材と樹脂との使用量比率と関係し、第２の放射冷却機能層の３００ｎｍ〜７６０ｎｍでの平均反射率と７μｍ〜１４μｍでの平均放射率とを大から小に並べると、２５：７４＞１０：８９＞５０：４９＞６０：３９であった。

（三）耐候性試験
（１）キセノンランプ試験
サンプル製造：１５０ｍｍ×７０ｍｍ×４ｍｍのノンアスベスト繊維セメント板材に塗布して、下から上へ、下塗り樹脂層（アクリル樹脂）、第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）、第２の放射冷却機能層（配合Ｙ）、耐候性樹脂層を順に含む選択的放射冷却塗布層を形成し、サンプルの下塗り樹脂層、第１の放射冷却機能層、第２の放射冷却機能層はすべて同じであり、サンプルの耐候性樹脂層は、それぞれフルオロカーボン樹脂（ＦＥＶＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）樹脂、エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂、フッ素含有シリコーン樹脂とする。１２０μｍ及び８０μｍのワイヤーバーでそれぞれ１回ずつ塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル１、サンプル２、サンプル３、サンプル４を得た。

試験設備：キセノン試験機
試験条件：ブラックパネル５５±２℃、湿度７０％ＲＨ、降雨１８ｍｉｎ/２ｈ、パワー５５０Ｗ/ｍ^２、放置１０００時間。エージング前後の外観、粉末化、変色現象や、エージング前後の平均反射率（３００ｎｍ〜２５００ｎｍ）の変化ΔＲ（エージング前の反射率からエージング後の反射率を引く）、エージング前後の平均放射率（７μｍ〜１４μｍ）の変化ΔＥ（エージング前の放射率からエージング後の放射率を引く）を観察する。

キセノン試験結果：サンプル１、サンプル２、サンプル３、サンプル４のエージング前後の外観、粉末化、変色現象に顕著な変化はなく、エージング前後の平均反射率の変化ΔＲはいずれも２％以下であり、エージング前後の平均放射率の変化ΔＥはいずれも２％以下であった。

（２）耐温度変化性能試験：
サンプル製造：第１の放射冷却機能塗料（７９％のアクリル樹脂、２０％のケイ酸アルミニウム、１％のポリエチレンワックス配向剤を含み、ケイ酸アルミニウムの形状は棒状であり、アスペクト比は４：１であり、粒径は２μｍである）を１５０ｍｍ×７０ｍｍ×４ｍｍのノンアスベスト繊維セメント板材に塗布し、１２０μｍ及び８０μｍのワイヤーバーでそれぞれ１回ずつ塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル５を得た。

第２の放射冷却機能塗料（７０％のシリコーン樹脂、２７％の酸化アルミニウム、３％の水溶性カルボキシメチルアセテートブチレート配向剤を含み、酸化アルミニウムの形状は棒状であり、アスペクト比は６：１であり、粒径は０．６μｍである）を１５０ｍｍ×７０ｍｍ×４ｍｍのノンアスベスト繊維セメント板材に塗布し、１２０μｍ及び８０μｍのワイヤーバーでそれぞれ１回ずつ塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル６を得た。

耐候性樹脂（フッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂）を１５０ｍｍ×７０ｍｍ×４ｍｍのノンアスベスト繊維セメント板材に塗布し、１２０μｍ及び８０μｍのワイヤーバーでそれぞれ１回ずつ塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル７を得た。

試験ステップ：サンプルを水中に入れて１８時間浸漬した後取り出し、その表面の水滴を拭き取ってから冷蔵庫に入れて−２０℃で３時間放置した後取り出し、それをオーブンに入れて５０℃で３時間放置した後取り出す周期を５回行って、サンプルの表面の変化を観察したところ、各サンプルの３つの試料のうち少なくとも２つの試料に、粉末化、クラック、発泡、剥落、顕著な変色などの異常現象がなかったので、「異常なし」と評価することができる。

耐温度変化性能試験の結果：サンプル５、サンプル６、サンプル７の表面は異常がなく、即ち粉末化、クラック、発泡、剥落、顕著な変色などの異常現象はなかった。

（３）耐水性試験：
サンプル５、サンプル６、サンプル７の耐水性を試験する。

サンプルの試験ステップ：サンプルの縁を密封した後に水中に入れて９６時間放置し、表面塗布層に発泡、粉落ち、顕著な変色などの異常があるか否かを観察する。

耐水性試験の結果：サンプル５、サンプル６、サンプル７の表面塗布層に発泡、粉落ち、顕著な変色などの異常はなかった。

（４）耐汚染性試験：サンプル１、サンプル２、サンプル３、サンプル４の耐汚染性を試験する。

試験設備：塗布層耐汚染性試験機
汚染源の調合：スタンダードグレー（標準灰）と水とを使用して１：１質量比の懸濁液を調合

試験ステップ：まず上、中、下の３つの位置でサンプルの反射率を測定し、その平均値をＰと記す。サンプル毎に０．７±０．１ｇの汚染源を塗布し、６０℃のオーブンで３０分間乾燥させ、取り出して２時間放置する。塗布層耐汚染性試験機を使用して１分間洗浄した後２４時間放置し、上記の工程を繰り返した後、上、中、下の３つの位置でサンプルの塗布層の反射率を測定し、その平均値をＲと記す。

塗布層耐汚染性用塗料塗布層の反射係数の低下率（Ｘ）は、式Ｘ＝｜Ｐ−Ｑ｜／Ｐ×１００％によって計算され、その結果としては、３つのサンプルの算術平均値を取り、２桁の有効数字を保持し、３つのサンプルの平均測定相対誤差は１５％より大きくない。

耐汚染性試験の結果：サンプル１、サンプル２、サンプル３、サンプル４の反射係数低下率（Ｘ）は、いずれも３％以下である。

（五）機械的特性：
（１）密着性試験
サンプル５、サンプル６、サンプル７の密着性を試験する。

密着性試験：ＧＢ/Ｔ ９２８６‐１９９８標準に従って、片刃カッターを用いてサンプル辺に平行及び垂直である方向に、線間間隔が３ｍｍでかつ格子数が４となるように、３つの線をカッティングし、テープ剥離試験を行う。

結果表示：結果は０、１、２、３、４、５の６つのレベルで評価する。０レベルは、格子の脱落無しでカッティング線の縁が平滑であることを表し、１レベルは、カッティング線の交差箇所にわずかな塗布層の脱落があるが、影響を受ける交差カッティング面積が顕著に５％より大きくないことを表し、２レベルは、カッティング線の交差箇所及び／又はカッティング線の縁の塗布層が脱落して影響を受ける交差カッティング面積が顕著に５％より大きいが、顕著に１５％より大きくないことを表し、３レベルは、カッティング線の交差箇所及び／又はカッティング線の縁の一部又は全部の塗布層が大面積で脱落及び／又は格子の異なる部位に部分的又は完全に剥落して影響を受ける交差カッティング面積が顕著に１５％より大きいが、顕著に３５％より大きくないことを表し、４レベルは、カッティング線の縁の塗布層が大面積で脱落及び／又はある格子が部分的又は完全に剥落して影響を受ける交差カッティング面積が顕著に３５％より大きいが、顕著に６５％より大きくないことを表し、５レベルは、剥落の程度が４レベルを超えることを表す。

密着性試験の結果：サンプル５、サンプル６、サンプル７の表面塗布層の脱落のレベルはいずれも２より小さかった。

（２）耐屈曲性試験
試験設備：円筒形マンドレル屈曲試験機
サンプル製造：第１の放射冷却機能塗料（７５％のアクリル樹脂、２５％のケイ酸アルミニウムを含み、ケイ酸アルミニウムの形状は棒状であり、アスペクト比は４：１であり、粒径は６μｍである）を１５０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍのブリキ板材に塗布し、８０μｍのワイヤーバーで１回塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル８を得た。第２の放射冷却機能塗料（酸化アルミニウムを含有するシリコーン樹脂を含み、酸化アルミニウムの形状は棒状であり、アスペクト比は６：１であり、粒径は５μｍである）を１５０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍのブリキ板材に塗布し、８０μｍのワイヤーバーで１回塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル９を得た。

耐候性樹脂（フッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂）を１５０ｍｍ×７０ｍｍ×０．２５ｍｍのブリキ板材に塗布し、８０μｍのワイヤーバーで１回塗布し１６８時間養生して、目的のサンプル１０を得た。

試験ステップ：円筒形マンドレル屈曲試験機を使用してサンプルの柔軟性を試験し、サンプルの表面塗布層に視認可能な隆起やクラックがない。２ｍｍより小さいものが合格である。

サンプル８、サンプル９、サンプル１０の耐屈曲性を試験する。

耐屈曲性試験の結果：サンプル８、サンプル９、サンプル１０の表面塗布層に視認可能な隆起やクラックはなかった。

（３）耐ブラシ洗浄性試験
試験設備：耐ブラシ洗浄性試験機
サンプル製造：第１の放射冷却機能塗料（９０％のアクリル樹脂、１０％のケイ酸アルミニウムを含み、ケイ酸アルミニウムの形状は棒状であり、アスペクト比は４：１であり、粒径は４μｍである）を４３２ｍｍ×１６５ｍｍ×０．２５ｍｍのＰＶＣ材質のプラスチックシートに塗布し、２００μｍのクリアランス型ウェットフィルム準備装置で１回ブレードコーティングし７日間養生して、目的のサンプル１１を得た。第２の放射冷却機能塗料（８５％のシリコーン樹脂、１５％の酸化アルミニウムを含み、酸化アルミニウムの形状は棒状であり、アスペクト比は６：１であり、粒径は３μｍである）を４３２ｍｍ×１６５ｍｍ×０．２５ｍｍのＰＶＣ材質のプラスチックシートに塗布し、２００μｍのクリアランス型ウェットフィルム準備装置で１回ブレードコーティングし７日間養生して、目的のサンプル１２を得た。

耐候性樹脂（フッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂）を４３２ｍｍ×１６５ｍｍ×０．２５ｍｍのＰＶＣ材質のプラスチックシートに塗布し、２００μｍのクリアランス型ウェットフィルム準備装置で１回ブレードコーティングし７日間養生して、目的のサンプル１３を得た。

試験ステップ：２．５ｇ/Ｌのｎ-ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの水溶液を使用してブラシ洗浄し、ブラシの運動頻度は、毎分往復（３７±２）サイクルであり、１往復ストロークの距離は３００ｍｍ×２であり、中間の１００ｍｍの領域では略等速で運動し、ブラシの往復回数が１００００回となった後にサンプルを取り出し、サンプルの塗布層に破損があるか否かを観察する。

サンプル１１、サンプル１２、サンプル１３の耐ブラシ洗浄性を試験する。

試験の結果：サンプル１１、サンプル１２、サンプル１３の表面塗布層に破損現象はなかった。

（応用事例）
本発明の選択的放射冷却塗布層はさまざまな分野に適用することができる。以下、建物、貯蔵装置、織物、ヘルメット、防水シートを例として説明する。

実例１：モデルハウス
選択的放射冷却塗布層の冷却効果を説明するために、以下、前記選択的放射冷却塗布層を建物に適用することを例として説明する。

ステンレス材質でありかつ内部の長さ、幅、高さがそれぞれ５ｍｘ４ｍｘ３ｍであるモデルハウスの天井及び周壁の外部表面に選択的放射冷却塗布層を形成する。選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、２０μｍ厚さの下塗り樹脂層（アクリル樹脂）、１００μｍ厚さの第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）、１５μｍ厚さの第２の放射冷却機能層（配合Ｙ）、２０μｍ厚さの耐候性樹脂層（ポリフッ化ビニリデン樹脂）を含み、選択的放射冷却塗布層は、０．３μｍ〜２．５μｍでの反射率が９１％であり、７μｍ〜１４μｍでの放射率が９４％である。ここで、選択的放射冷却塗布層が形成されているモデルハウスをモデルハウスＡと定義し、２０１９年８月２２日、寧波市奉化区東峰路８８号の芝生で熱電対（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）を使用してモデルハウスＡの表面及び内部の合計９箇所の測定点の２４時間内の温度変化を測定して記録した。

大きさ、材質、構造及び形状が同じであるが天井及び周壁の外部表面に選択的放射冷却塗布層が形成されていないモデルハウスを、環境がモデルハウスＡと同一の場所に配置する。ここで、選択的放射冷却塗布層が形成されていないモデルハウスをモデルハウスＢと定義し、熱電対を使用してモデルハウスＢの表面及び内部の合計９箇所の測定点のモデルハウスＡと同日かつ同時間帯の温度変化を測定して記録した。モデルハウスＡとモデルハウスＢとの測定点の分布は、図７ａに示すように同じである。

図７ａにおけるＡ１、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９は、それぞれモデルハウスＡの天井外部表面の中央位置、西側壁外部表面の中央位置、東側壁外部表面の中央位置、南側壁外部表面の中央位置、北側壁外部表面の中央位置の測定点であり、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５は、それぞれモデルハウスＡの内部で地面に垂直である同一直線上の地面から異なる位置における空気温度の測定点である。これと同時に、室外の環境温度も測定した。

図７ａにおけるＢ１、Ｂ６、Ｂ７、Ｂ８、Ｂ９は、それぞれモデルハウスＢの天井外部表面の中央位置、西側壁外部表面の中央位置、東側壁外部表面の中央位置、南側壁外部表面の中央位置、北側壁外部表面の中央位置の測定点であり、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５は、それぞれモデルハウスＢの内部で地面に垂直である同一直線上の地面から異なる位置における空気温度の測定点である。

図７ｂは、室外環境及びモデルハウスＡの表面の異なる位置の測温点のグラフである。図７ｂによれば、モデルハウスＡの外部表面に選択的放射冷却塗布層が形成されており、モデルハウスＡの外部表面（天井、東南西北の四方向）の温度は、いずれも室外の環境温度より低く、温度が最大６．１℃ぐらい低下している。

図７ｃによれば、選択的放射冷却塗布層が形成されているモデルハウスＡにおいて、室内の縦方向に異なる位置の測温点の温度は、いずれも室外の環境温度より１日２４時間低く、室外と比べて温度が最大５．５℃ぐらい低下しており、また、日照時間の増加に伴って天井に近いほど、その温度が低くなる現象が出現し、選択的放射冷却塗布層が顕著な受動放射冷却効果を有することを示している。

図７ｄによれば、選択的放射冷却塗布層が形成されていないモデルハウスＢの外部表面（天井、東南西北の四方向）の温度は、室外の環境温度に比べて最大２１℃ぐらい高い。図７ｂ及び図７ｄによれば、選択的放射冷却塗布層が形成されているモデルハウスＡは、選択的放射冷却塗布層が形成されていないモデルハウスＢの表面温度より２４℃ぐらい低い。

図７ｅによれば、選択的放射冷却塗布層が形成されていないモデルハウスＢは、その縦方向に温度差が比較的大きく、太陽の放射強度の増加に伴って天井に近いほど、その温度が高く、温度成層が顕著である。

実例２：水槽

選択的放射冷却塗布層の冷却効果を説明するために、以下、前記選択的放射冷却塗布層を貯蔵装置に適用することを例として説明する。

実施例１
プラスチック材質でありかつ内部の長さ、幅、高さがそれぞれ８００ｍｍｘ８００ｍｍｘ８０ｍである水槽の上部表面に選択的放射冷却塗布層を形成する。選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、３０μｍ厚さの下塗り樹脂層（エポキシ樹脂）、１２０μｍ厚さの第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）、２０μｍ厚さの第２の放射冷却機能層（配合Ｙ）、３０μｍ厚さの耐候性樹脂層（フルオロカーボン樹脂）を含み、選択的放射冷却塗布層は、０．３μｍ〜２．５μｍでの反射率が９１％であり、７μｍ〜１４μｍでの放射率が９６％である。選択的放射冷却塗布層が形成されている水槽をＣと記し、水槽Ｃの内部の水中の中央位置に１つの測温点Ｃ１を設置する。

比較例１
材質、大きさが同じであるが表面に対して如何なる処理も行っていない水槽をＤと記し、水槽Ｄの内部の水中の中央位置、即ち水槽Ｃと同一の位置に１つの測温点Ｄ１を設置する。図８ａは、水槽ＣとＤとの中央位置の測温点Ｃ１とＤ１を示す図である。２０１９年８月２０日から２０１９年８月２１日まで、寧波市奉化区東峰路８８号の芝生で２４時間内の水槽内部の測温点Ｃ１とＤ１との温度変化を測定した。その測温結果は図８ｂの通りである。

図８ｂによれば、（１）選択的放射冷却塗布層が形成されている水槽Ｃ内部の測温点Ｃ１の温度は、室外の環境温度より１日２４時間低く、温度が最大５．３℃ぐらい低下している。これは、選択的放射冷却塗布層が顕著な受動放射冷却効果を有することを示している。（２）選択的放射冷却塗布層が形成されている水槽Ｃ内部の測温点Ｃ１の温度は、選択的放射冷却塗布層が形成されていない水槽Ｄ内部の測温点Ｄ１の温度より１日２４時間低く、温度が最大１４．４℃ぐらい低下している。これは、選択的放射冷却塗布層が顕著な受動放射冷却効果を有することを示している。

実例３：テント
選択的放射冷却塗布層の冷却効果を説明するために、以下、前記選択的放射冷却塗布層を織物に適用することを例として説明する。

テントＥの外部表面に選択的放射冷却塗布層を形成する。選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、４０μｍ厚さの下塗り樹脂層（１：１質量比のアクリル樹脂とエポキシ樹脂）、１３０μｍ厚さの第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）、３０μｍ厚さの第２の放射冷却機能層（配合Ｙ）、４０μｍ厚さの耐候性樹脂層（エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体樹脂）を含み、選択的放射冷却塗布層は、０．３μｍ〜２．５μｍでの反射率が９２％であり、７μｍ〜１４μｍでの放射率が９７％である。

比較例１
大きさ、材質及び様式がテントＥと同じであるが表面に対して如何なる処理も行っていないテントＦを、２０１９年４月２６日、寧波市奉化区東峰路８８号の芝生に配置し、テントＥとテントＦとの内部の異なる位置の温度変化と、外の環境温度変化とを同時に測定した。図９ａは、テントＥとＦとの内部の測温点を示す図である。

Ｅ１／Ｆ１、Ｅ２／Ｆ２、Ｅ３／Ｆ３は、テントＥ及びＦの中心位置と地面の垂直線上の３つの測温点であり、Ｅ１／Ｆ１は、テントＥ及びＦの内部表面における測温点であり、Ｅ２／Ｆ２は、テントＥ及びＦの内部頂部から２ｃｍ離れている位置の測温点であり、Ｅ３／Ｆ３は、テントＥ及びＦの内部中心位置の測温点である。

図９ｂは、テントＥとＦとの内部の測温点の温度差グラフである。

図９ｂによれば、（１）選択的放射冷却塗布層が形成されているテントＥの内部温度は、選択的放射冷却塗布層が形成されていないテントＦの内部温度より略１０℃〜１７℃低い。（２）選択的放射冷却塗布層はテントの外部で顕著な受動放射冷却効果を有し、テント内部の温度を低下させてテントの快適度を向上させることができる。

実例４：ヘルメット
選択的放射冷却塗布層を帽子／ヘルメット分野に適用する場合、帽子／ヘルメット内部の温度を大幅に低下させることができるので、太陽が照り付ける場合にも帽子／ヘルメットの快適度を向上させることができる。

選択的放射冷却塗布層の効果を説明するために、以下、例を挙げて説明する。

実施例１
ヘルメットの外部表面に選択的放射冷却塗布層を形成する。選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、５０μｍ厚さの下塗り樹脂層（２：１質量比のアクリル樹脂とエポキシ樹脂）、１５０μｍ厚さの第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）、５０μｍ厚さの第２の放射冷却機能層（配合Ｙ）、５０μｍ厚さの耐候性樹脂層（フッ化エチレンプロピレン共重合体樹脂）を含み、選択的放射冷却塗布層は、０．３μｍ〜２．５μｍでの反射率が９２％であり、７μｍ〜１４μｍでの放射率が９７％である。選択的放射冷却塗布層が形成されているヘルメットをＧと記し、ヘルメット内部の頂部位置に１つの測温点Ｇ１を設置する。

比較例１
サイズが実施例１と同じであるが表面に対して如何なる処理も行っていないヘルメットをＨと記し、ヘルメットＨ内部の頂部位置、即ちヘルメットＧと同一の位置に１つの測温点Ｈ１を設置する。図１０ａは、ヘルメットＧ及びＨの内部頂部の測温点Ｇ１及びＨ１を示す図である。２０１９年４月１６日から２０１９年４月１８日まで、寧波市奉化区東峰路８８号の屋上で、ヘルメットの内部頂部の測温点Ｇ１及びＨ１の温度変化を連続４８時間測定した。その測定結果は図１０ｂの通りである。

図１０ｂによれば、（１）普通のヘルメットと冷却機能のヘルメットとの温度差を測定したところ、測温点としてのヘルメットの頂点位置での午前１１時の最大温度差は略１３．５℃に達した。（２）冷却効果は、太陽の放射強度と正比例し、放射強度が強いほど、冷却効果はより良好である。（３）選択的放射冷却塗布層はヘルメットの外部で顕著な受動放射冷却効果を有し、ヘルメット内部の温度を低下させてテントの快適度を向上させることができる。

実例５：防水シート
選択的放射冷却塗布層を防水シートに適用して陸屋根や傾斜屋根の温度が高すぎる問題を解決することができることにより、防水を確保するとともに最上階の温度を低下させて、冷却のためのエネルギー消費を低減することができ、省エネや環境保護に有利である。

選択的放射冷却塗布層の効果を説明するために、以下、例を挙げて説明する。

実施例１
防水シートの直接空気に対向する外部表面に選択的放射冷却塗布層を形成する。選択的放射冷却塗布層は、下から上へ、５０μｍ厚さの下塗り樹脂層（アクリル樹脂）、２００μｍ厚さの第１の放射冷却機能層（配合Ｘ）、６０μｍ厚さの第２の放射冷却機能層（配合Ｙ）、１０μｍ厚さの耐候性樹脂層（エチレン‐テトラフルオロエチレン共重合体樹脂）を含み、選択的放射冷却塗布層は、０．３μｍ〜２．５μｍでの反射率が９２％であり、７μｍ〜１４μｍでの放射率が９７％である。選択的放射冷却塗布層が形成されている防水シートをＩと記し、防水シートの正面に測温点Ｉ１を設置し、防水シートの背面に測温点Ｉ２を設置する。

比較例１
表面に対して如何なる処理も行っていない同ロットの防水シートをＪと記し、この防水シートの正面に測温点Ｊ１を設置し、防水シートの背面に測温点Ｊ２を設置する。

２０１９年５月２３日、寧波市奉化区東峰路８８号の屋上で、防水シートＩ及びＪの正面と背面との測温点の温度を測定した。防水シートＩ及びＪの正面と背面との測温点の温度グラフは図１１の通りである。

図１１によれば、（１）選択的放射冷却塗布層が形成されている防水シートＩの正面及び背面の温度は、選択的放射冷却塗布層が形成されていない防水シートＪの正面及び背面の温度より顕著に低く、最大温度差は４０℃に達する。（２）防水シートＩの温度と防水シートＪの温度との差が正午に最大となり、これは選択的放射冷却塗布層の正午における放射冷却効果が最大であることを示している。（３）防水シートＩと防水シートＪとの下表面の温度差は上表面の温度差より大きいが、これは上表面の測温点が大気の対流熱伝達の影響を受けるためである。（４）選択的放射冷却塗布層によって長期間効果的に防水シートの表面温度を低下させることができ、最上階の全体温度を低下させることができる。

上記した実施例において、各実施例に対する説明にはそれぞれ独自の重点があり、ある実施例に詳細な説明がない場合は、他の実施例の関連部分を参照すればよい。

上記した実施例は、本発明の技術構成を説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。当業者であれば、本発明の技術構成の趣旨や範囲を逸脱しない前提下で、上述した実施例に対して修正することもできるし、一部の技術的特徴を均等置換することもできる。これらの修正や置換は、いずれも本発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims (25)

1. 放射冷却機能層を製作するためのものであり、
   前記放射冷却機能層は、太陽光の紫外線及び／又は可視光線及び／又は近赤外線を反射するとともに、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射するためのものであり、
   前記放射冷却機能塗料は、放射冷却樹脂と、この放射冷却樹脂中に分布している顆粒充填材と、を含むことを特徴とする放射冷却機能塗料。
2. 前記顆粒充填材の形状は棒状、球状、楕円体であり、
   前記顆粒充填材の形状が棒状、楕円体である場合は、そのアスペクト比は１：１〜１０：１であることを特徴とする請求項１に記載の放射冷却機能塗料。
3. 前記顆粒充填材は、前記放射冷却樹脂中に規則的に配列し、
   この規則的配列は、顆粒充填材が前記放射冷却樹脂中に均一に分布することと、顆粒充填材が前記放射冷却樹脂中に配向的に配列することと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射冷却機能塗料。
4. 前記顆粒充填材は、第１の顆粒充填材及び／又は第２の顆粒充填材を含み、
   前記第１の顆粒充填材の粒径は０．５μｍ〜４０μｍであり、
   前記第１の顆粒充填材を含む放射冷却機能層は、可視光線及び近赤外線を反射する作用と、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射する作用と、を有し、
   前記第２の顆粒充填材の粒径は
   ０．０１μｍ〜４０μｍであり、
   前記第２の顆粒充填材を含む放射冷却機能層は、紫外線及び可視光線を反射する作用と、赤外放射方式で大気の窓を介して熱エネルギーを放射する作用と、を有することを特徴とする請求項１に記載の放射冷却機能塗料。
5. 前記第１の顆粒充填材及び前記第２の顆粒充填材は、それぞれ、ケイ酸アルミニウム、真珠粉末、シリカ、重質炭酸カルシウム粉末、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化ロジウム、硫酸バリウム、タルク粉末、酸化チタン粉末、硫化亜鉛、セラミック粉末、酸化マグネシウム、セラミックビーズ、ガラスビーズの一種又は二種以上を使用することができることを特徴とする請求項４に記載の放射冷却機能塗料。
6. 前記第１の顆粒充填材は、ケイ酸アルミニウム、真珠粉末、シリカ、重質炭酸カルシウム粉末、硫酸バリウム、タルク粉末、酸化チタン粉末、硫化亜鉛、セラミック粉末、セラミックビーズ、ガラスビーズの一種又は二種以上を使用することができることを特徴とする請求項４に記載の放射冷却機能塗料。
7. 前記第２の顆粒充填材は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、酸化ランタン、酸化ロジウム、酸化マグネシウムの一種又は二種以上を使用することができることを特徴とする請求項４に記載の放射冷却機能塗料。
8. 前記放射冷却機能樹脂は、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の１種又は２種を使用することができることを特徴とする請求項１に記載の放射冷却機能塗料。
9. 前記放射冷却機能塗料に、前記顆粒充填材の配向を制御するための配向剤がさらに含まれることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の放射冷却機能塗料。
10. 前記配向剤は、水溶性カルボキシメチルアセテートブチレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体ワックスエマルション、ポリエチレンワックスやポリアミドワックスの１種又は２種以上を使用することができることを特徴とする請求項９に記載の放射冷却機能塗料。
11. 前記放射冷却機能塗料に、顔料がさらに含まれることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の放射冷却機能塗料。
12. 前記顔料は、蛍光染料であることを特徴とする請求項１１に記載の放射冷却機能塗料。
13. 請求項１に記載の前記放射冷却機能塗料を基材又は主体の表面に塗布して放射冷却機能層を得ることによって、この放射冷却機能層が熱エネルギーを外方へ反射及び／又は放射するようにすることを含むことを特徴とする塗布方法。
14. 前記基材は、金属、プラスチック、ゴム、コンクリート、セメント、アスファルト、紙、織物、木材、タイル、ガラス又は有機合成材の一種であることを特徴とする請求項１３に記載の塗布方法。
15. 前記主体は、建物、光起電モジュール及びシステム、車両、室外用品、農業及び畜産設備、航空宇宙設備、コールドチェーン輸送設備、室外タンク、紡織業設備、室外通信設備、工業設備、公共施設、冷却水システム、エネルギーシステムまたは省エネ設備の一種であることを特徴とする請求項１３に記載の塗布方法。
16. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の放射冷却機能塗料によって製作される放射冷却機能層を含むことを特徴とする選択的放射冷却塗布層。
17. 前記放射冷却機能層は、第１の放射冷却機能層と、第２の放射冷却機能層と、を含み、
    前記第１の放射冷却機能層は、放射冷却機能樹脂層と、この放射冷却機能樹脂層中に分布している第１の顆粒充填材とを含み、
    前記第２の放射冷却機能層は、放射冷却機能樹脂層と、この放射冷却機能樹脂層中に分布している第２の顆粒充填材とを含むことを特徴とする請求項１６に記載の選択的放射冷却塗布層。
18. 前記第１の放射冷却機能層の厚さは、３０μｍ〜３００μｍであり、
    前記第２の放射冷却機能層の厚さは、１０μｍ〜６０μｍであることを特徴とする請求項１７に記載の選択的放射冷却塗布層。
19. 前記放射冷却機能層は、第１の表面と、この第１の表面から離れている第２の表面とを有し、
    前記選択的放射冷却塗布層は、前記第１の表面に設けられる耐候性樹脂層、及び／又は、前記第２の表面に設けられる下塗り樹脂層をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の選択的放射冷却塗布層。
20. 前記耐候性樹脂層の透過率は、８０％以上であり、
    前記耐候性樹脂層の材料は、フッ素含有樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂の１種又は２種であり、
    前記下塗り樹脂層の材料は、エポキシ樹脂及び／又はアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１９に記載の選択的放射冷却塗布層。
21. 前記耐候性樹脂層の厚さは、１０μｍ〜５０μｍであり、
    前記下塗り樹脂層の厚さは、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１９に記載の選択的放射冷却塗布層。
22. 前記顆粒充填材と前記放射冷却機能層の顔料ベース比は、１：１０〜６：１であることを特徴とする請求項１６に記載の選択的放射冷却塗布層。
23. 前記選択的放射冷却機能層は、太陽光スペクトルのエネルギーに対する反射率が８０％以上であり、大気の窓の放射率が８０％以上であり、常温で１００Ｗ／ｍ^２以上の放射冷却パワーを提供することを特徴とする請求項１６から２２のいずれか一項に記載の選択的放射冷却塗布層。
24. 基材と、この基材に塗布されている請求項１６に記載の選択的放射冷却塗布層と、を含むことを特徴とする複合材料。
25. 前記基材は、金属、プラスチック、ゴム、コンクリート、セメント、アスファルト、紙、織物、木材、タイル、ガラス又は有機合成材の一種であることを特徴とする請求項２４に記載の複合材料。

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