JPS5885056A - 太陽熱の選択吸収面 - Google Patents
太陽熱の選択吸収面Info
- Publication number
- JPS5885056A JPS5885056A JP56182810A JP18281081A JPS5885056A JP S5885056 A JPS5885056 A JP S5885056A JP 56182810 A JP56182810 A JP 56182810A JP 18281081 A JP18281081 A JP 18281081A JP S5885056 A JPS5885056 A JP S5885056A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- alloy
- selective absorption
- coating
- resin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、太陽エネルギを集熱する集熱板に適用する太
陽熱の選択吸収面に関するものである。
陽熱の選択吸収面に関するものである。
近年のエネルギ事情から太陽エネルギ利用技術が注目さ
れ、活発な開発や家庭用給湯器などへの実用化が推進さ
れ、一般家庭にも普及しつつある。
れ、活発な開発や家庭用給湯器などへの実用化が推進さ
れ、一般家庭にも普及しつつある。
太陽エネルギを集熱する集熱板の表面に望ましい特性と
して、太陽エネルギを極力多く吸収するとともに、吸収
された結果、温度上昇した表面から放散する放射エネル
ギを極力少な゛くする特性、すなわち、選択吸収性が挙
げられる。
して、太陽エネルギを極力多く吸収するとともに、吸収
された結果、温度上昇した表面から放散する放射エネル
ギを極力少な゛くする特性、すなわち、選択吸収性が挙
げられる。
一般に大気圏を通過してきた太陽光線の放射エネルギは
そのほとんどが０２〜２．６μｍの短波長側にあり、一
方、そのエネルギを吸収して、８０〜１００°Ｃに加熱
された表面から放射されるエネルギは２．５μｍ以上の
長波長の赤外領域にある０この両者の波長のずれを利用
して、波長２．５μｍ以下では吸収率が１に近く、かつ
波長２．６μｍ以上では放射率が０に近い特性をもつも
のが理想的な選択吸収面となる。
そのほとんどが０２〜２．６μｍの短波長側にあり、一
方、そのエネルギを吸収して、８０〜１００°Ｃに加熱
された表面から放射されるエネルギは２．５μｍ以上の
長波長の赤外領域にある０この両者の波長のずれを利用
して、波長２．５μｍ以下では吸収率が１に近く、かつ
波長２．６μｍ以上では放射率が０に近い特性をもつも
のが理想的な選択吸収面となる。
また塗料を用いて金属面上に塗膜を形成して太陽熱の選
択吸収面とするためには、波長２．６μｍ以下の光の吸
収性に優れた黒色顔料を用いることによって吸収率は比
較的容易に高くすることができる。しかし、通常の塗膜
は波長２．６μｍ以上の光をも吸収してしまうため、こ
の波長での放射率が高くなり、したがって如伺にして放
射率を低くするかが課題となる。
択吸収面とするためには、波長２．６μｍ以下の光の吸
収性に優れた黒色顔料を用いることによって吸収率は比
較的容易に高くすることができる。しかし、通常の塗膜
は波長２．６μｍ以上の光をも吸収してしまうため、こ
の波長での放射率が高くなり、したがって如伺にして放
射率を低くするかが課題となる。
これを達成するための一般的な考え方としては、金属表
面が赤外線を良く反射することを利用し、上の赤外線の
吸収を少なく、すなわち放射率を低くとどめる方法があ
る。この方法の場合、塗料成分である黒色顔料、バイン
ダをある程度選択することにより、選択吸収性を発揮す
ることができる。
面が赤外線を良く反射することを利用し、上の赤外線の
吸収を少なく、すなわち放射率を低くとどめる方法があ
る。この方法の場合、塗料成分である黒色顔料、バイン
ダをある程度選択することにより、選択吸収性を発揮す
ることができる。
本発明者らは、すでに、アクリル系樹脂をバインダとし
、かつ鉄、マンガン、銅の金属酸化物からなる黒色顔料
を主成分とした塗料を用い、この塗料を支持物としての
アルミニウム板の上に塗布した場合、波長０．２５〜２
．６μｍの太陽光吸収率が０．９４程度、波長２．６〜
３０μｍの赤外放射率が０．３６程度の選択吸収性を示
すとともに、塗膜物性ともバランス良く両立させたもの
を得ている。
、かつ鉄、マンガン、銅の金属酸化物からなる黒色顔料
を主成分とした塗料を用い、この塗料を支持物としての
アルミニウム板の上に塗布した場合、波長０．２５〜２
．６μｍの太陽光吸収率が０．９４程度、波長２．６〜
３０μｍの赤外放射率が０．３６程度の選択吸収性を示
すとともに、塗膜物性ともバランス良く両立させたもの
を得ている。
本発明の目的は、上記選択吸収性において、放射率をさ
らに小さくした高性能の塗装式選択吸収膜を提供するこ
とにある。
らに小さくした高性能の塗装式選択吸収膜を提供するこ
とにある。
すなわち、本発明は、金属または合金からなる支持物上
に、粒径が１μｍ以下の金属または合金の超微粉末とア
クリル系樹脂、シリコン系樹脂の有機系樹脂の群から選
択した１種以上の樹脂バイして被覆面を形成することに
より、優れた選択吸収性を実現したものである。
に、粒径が１μｍ以下の金属または合金の超微粉末とア
クリル系樹脂、シリコン系樹脂の有機系樹脂の群から選
択した１種以上の樹脂バイして被覆面を形成することに
より、優れた選択吸収性を実現したものである。
以下、本発明を具体的に説明する。図は、本発明の太陽
熱の選択吸収面を備えた集熱板の断面図で、１は金属ま
たは合金からなる支持物、２は選択吸収性を実現するた
めに、支持物１上に膜厚５μｍ以下で塗装される被覆層
である。また、前記被覆層２において、Ａは粒径が１μ
ｍ以下の金属または合金からなる超微粉末で、Ｂは支持
物１と金属または合金からなる超微粉末Ａを結合させる
ためのアクリル系樹脂、シリコン系樹脂の有機系樹脂の
群から選択した１種以上の樹脂バインダである。
熱の選択吸収面を備えた集熱板の断面図で、１は金属ま
たは合金からなる支持物、２は選択吸収性を実現するた
めに、支持物１上に膜厚５μｍ以下で塗装される被覆層
である。また、前記被覆層２において、Ａは粒径が１μ
ｍ以下の金属または合金からなる超微粉末で、Ｂは支持
物１と金属または合金からなる超微粉末Ａを結合させる
ためのアクリル系樹脂、シリコン系樹脂の有機系樹脂の
群から選択した１種以上の樹脂バインダである。
本発明に適用すべき支持物１としては、赤外線反射が良
好、すなわち、放射率の小さい金属または合金が有利で
あり、例えば銅、アルミニウム。
好、すなわち、放射率の小さい金属または合金が有利で
あり、例えば銅、アルミニウム。
ステンレスなどが挙げられる。また、塗膜に要求される
性質として、すでに述べたように、極力薄い膜厚でも太
陽光吸収率が大きいこと、２゜５μｍ以上の赤外線は極
力透明であることが挙げられる。
性質として、すでに述べたように、極力薄い膜厚でも太
陽光吸収率が大きいこと、２゜５μｍ以上の赤外線は極
力透明であることが挙げられる。
樹脂バインダが有機系樹脂である以よ、分子の回転、振
動に伴う赤外線の吸収は避けることはできないが、その
中でも比較的赤外吸収の少ない樹脂バインダはアクリル
系樹脂、シリコン系樹脂が適用可能である。家庭用の給
湯レベルではアクリル系樹脂で充分であると考える。一
方、太陽光を吸収するための顔料としては、黒色であれ
ば、どのような種類のものでも良いが、選択吸収性を実
現するためには、２．６μｍ以上の赤外線を良く反射す
る性質が要求される。しかし、通常、塗料に用いられる
黒色顔料は、そのほとんどが赤外線の吸収が大きく、そ
の中でも、鉄、マンガン、銅などの金属酸化物が比較的
良好な特性を有するが、まだ満足するものではない。そ
こで本発明者らは、赤外線反射が良好で、かつ太陽光を
良く吸収する材料を探索した結果、粒径が１μｍ以下の
金属または合金からなる超微粉末に着目した。粒径が１
／１ｍ以下の金属超微粉末はバルク状のときの色と異な
り、元素１組成にかかわらず黒色であるため、太陽光の
吸収に適しており、さらに金属捷たは合金であるため、
表面がある程度平滑であれば、赤外線のような長波長の
光は良く反射するため、結果的に放射率が小さいものに
なる。この金属または合金からなる超微粉末としては、
銅、ニッケル。
動に伴う赤外線の吸収は避けることはできないが、その
中でも比較的赤外吸収の少ない樹脂バインダはアクリル
系樹脂、シリコン系樹脂が適用可能である。家庭用の給
湯レベルではアクリル系樹脂で充分であると考える。一
方、太陽光を吸収するための顔料としては、黒色であれ
ば、どのような種類のものでも良いが、選択吸収性を実
現するためには、２．６μｍ以上の赤外線を良く反射す
る性質が要求される。しかし、通常、塗料に用いられる
黒色顔料は、そのほとんどが赤外線の吸収が大きく、そ
の中でも、鉄、マンガン、銅などの金属酸化物が比較的
良好な特性を有するが、まだ満足するものではない。そ
こで本発明者らは、赤外線反射が良好で、かつ太陽光を
良く吸収する材料を探索した結果、粒径が１μｍ以下の
金属または合金からなる超微粉末に着目した。粒径が１
／１ｍ以下の金属超微粉末はバルク状のときの色と異な
り、元素１組成にかかわらず黒色であるため、太陽光の
吸収に適しており、さらに金属捷たは合金であるため、
表面がある程度平滑であれば、赤外線のような長波長の
光は良く反射するため、結果的に放射率が小さいものに
なる。この金属または合金からなる超微粉末としては、
銅、ニッケル。
ステンレスなどが挙げられる。
（実施例１）
粒径が０．０５〜０．１μｍ の銅超微粉末３０重量部
、熱硬化型アクリル系樹脂「ダイヤナール５Ｅ−５６６
１Ｊ （商品名）１００重量部、溶剤として「ツルペッ
ツ＃１００ Ｊ （商品名）１００重量部、ｎ−ブタノ
ール６０重量部、キシレン４０重量部をボールミルで１
０時間分散混合して塗料を作り、そしてこの塗料をスプ
レーにて膜厚が２〜６μｍとなるように塗装し、その後
、焼き付けを行ない塗膜を得た。
、熱硬化型アクリル系樹脂「ダイヤナール５Ｅ−５６６
１Ｊ （商品名）１００重量部、溶剤として「ツルペッ
ツ＃１００ Ｊ （商品名）１００重量部、ｎ−ブタノ
ール６０重量部、キシレン４０重量部をボールミルで１
０時間分散混合して塗料を作り、そしてこの塗料をスプ
レーにて膜厚が２〜６μｍとなるように塗装し、その後
、焼き付けを行ない塗膜を得た。
なお、この時の支持物は、放射率が０．０４で、かツ１
５０ ｍｍ Ｘ −／ Ｏｒｒａｎ Ｘ ０．８ｍ＋の
寸法を有する純アルミニウム板をテストピースとして用
いた。
５０ ｍｍ Ｘ −／ Ｏｒｒａｎ Ｘ ０．８ｍ＋の
寸法を有する純アルミニウム板をテストピースとして用
いた。
このようにしＣ得られた塗膜について、その選７−
択吸収性を評価すると、太陽光吸収率−０，９４。
放射率＝０．２０の特性を得ることができた。
（実施例２）
粒径が０．０３〜０．０７μｍのニッケル超微粉末２５
重量部、熱硬化型シリコン系樹脂ｒＫＲ−２８２Ｊ（商
品名）１００重量部、溶剤としてキシレン２００重量部
を実施例１と同様な方法で塗料化し、そしてこの塗料を
スプレーにより実施例１で使用したテストピースに膜厚
２〜６μｍとなるように塗装し、その後、焼き付けを行
ない塗膜を得た。この時の選択吸収性は、太陽光吸収率
−０，９５、放射率−〇、２６の特性を得ることができ
た。
重量部、熱硬化型シリコン系樹脂ｒＫＲ−２８２Ｊ（商
品名）１００重量部、溶剤としてキシレン２００重量部
を実施例１と同様な方法で塗料化し、そしてこの塗料を
スプレーにより実施例１で使用したテストピースに膜厚
２〜６μｍとなるように塗装し、その後、焼き付けを行
ない塗膜を得た。この時の選択吸収性は、太陽光吸収率
−０，９５、放射率−〇、２６の特性を得ることができ
た。
なお、上記実施例１，２において、選択吸収性の評価は
、島津製作所製分光光度計ＭＰＳ−５０００型を用いて
分光反射率を測定し、６０００ Ｋ の黒率針を用いて
放射率を評価した。
、島津製作所製分光光度計ＭＰＳ−５０００型を用いて
分光反射率を測定し、６０００ Ｋ の黒率針を用いて
放射率を評価した。
次に、実施例１，２において作成したテストピースにつ
いて、塗膜物性（密着性、耐熱性、耐候性等）試験を実
施したが、塗膜の変色、剥離はみられず、良好な塗膜物
性を示した。
いて、塗膜物性（密着性、耐熱性、耐候性等）試験を実
施したが、塗膜の変色、剥離はみられず、良好な塗膜物
性を示した。
以上のように、本発明の太陽熱の選択吸収面は太陽光吸
収率＝０９４〜０．９６ 、放射率＝ ０．２０〜０
．２６という選択吸収性を示し、従来の塗装式による選
択吸収性レベル、すなわち太陽光吸収率−〇、９４ 、
放射率＝０．３５よりも優れた特性を得ることができる
ものである。
収率＝０９４〜０．９６ 、放射率＝ ０．２０〜０
．２６という選択吸収性を示し、従来の塗装式による選
択吸収性レベル、すなわち太陽光吸収率−〇、９４ 、
放射率＝０．３５よりも優れた特性を得ることができる
ものである。
図は本発明の一実施例を示す選択吸収面の断面図である
。 １・・・・・・支持物、２・・・・・・被覆層、Ａ・・
・・・・金属または合金の超微粉末、Ｂ・・・・・・樹
脂バインダ。
。 １・・・・・・支持物、２・・・・・・被覆層、Ａ・・
・・・・金属または合金の超微粉末、Ｂ・・・・・・樹
脂バインダ。
Claims (1)
- 金属または合金からなる支持物上に、粒径が１μｍ以下
の金属または合金の超微粉末とアルカリ系樹脂、シリコ
ン系樹脂の有機系樹脂の群から選択した１種以上の樹脂
バインダとを主成分とする塗料を膜厚６μｍ以下に塗装
して被徨層を形成してなる太陽熱の選択吸収面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56182810A JPS5885056A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 太陽熱の選択吸収面 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56182810A JPS5885056A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 太陽熱の選択吸収面 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5885056A true JPS5885056A (ja) | 1983-05-21 |
Family
ID=16124829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56182810A Pending JPS5885056A (ja) | 1981-11-13 | 1981-11-13 | 太陽熱の選択吸収面 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5885056A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4937137A (en) * | 1986-10-31 | 1990-06-26 | Descente Ltd. | Solar heat selective absorbing material and its manufacturing method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5749762A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-23 | Mie Yushi Kako Kk | Film for selectively absorbing sunlight |
-
1981
- 1981-11-13 JP JP56182810A patent/JPS5885056A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5749762A (en) * | 1980-09-09 | 1982-03-23 | Mie Yushi Kako Kk | Film for selectively absorbing sunlight |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4937137A (en) * | 1986-10-31 | 1990-06-26 | Descente Ltd. | Solar heat selective absorbing material and its manufacturing method |
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