KAI・TEKI365 効果・実験結果

KAITEKI365効果・実験結果

遮熱効果

塗膜を構成する遮熱性顔料により、太陽熱(近赤外線)を反射する事で表面温度を下げます。

夏の暑い日差しを遮熱することにより、冷房効果を向上させます。

KAITEKI365効果・実験結果

断熱効果

塗膜に高含有の特殊アクリルビーズにより、熱伝導(熱い方から冷たい方へ流れる貫流)を抑制します。

これにより 夏も冬も室内温度を快適に保ちます。

KAI・TEKI365と赤外線(熱源)との関係

酸化チタン遮熱構造について

⓵酸化チタンの形状が従来型より大きい
⓶赤外線の波長に近いと反射効率が良い
⓷これにより近赤外線の日射反射率が92.3%に達している

酸化チタン遮熱構造について

熱源の赤外線について

目には見えないが、物を温める力のある光は、図1に示すように「赤色の外」側に存在していることから、「赤外線」と名付けられました。
赤外線は、「X線」「紫外線」「可視光線」「マイクロ波」「ラジオ波」などと同じ「電磁波」であります。
「波長」によって、その呼び名と性質が違います。
赤外線は「近赤外線」と「遠赤外線」に分けられます。
遠赤外線協会では、地球上に広く分布し、動植物に不可欠な水の分子振動波長である3μm(ミクロン)を基点に、私たちの身の回りにある品物の分子振動波長を含む波長3μm(ミクロン)から1mm(ミリ)=1,000μm(ミクロン)までを遠赤外線と定義しています。

熱源の赤外線について

KAI・TEKI365の断熱機能について

熱を断つという考えから、塗装表面において反射(遮熱)により熱発生を 防止し内部への熱伝導を防止する。(夏季の太陽光)
窒素が充填された特殊アクリルビーズが熱を遮断し、熱の移動を抑える。
したがって、断熱材あるいは熱伝導率について建物等の熱の検討には、単に断熱 による熱の伝導だけの話では不足である。
塗料の断熱については、断熱材・熱伝導率だけでなく、それに加えて遮熱、保温機能により、断熱材の機能をしのぐ効果が期待できる。

「断熱」と「断熱材」の違い

断熱材(たとえば10ミリの発砲ウレタン等)の場合には、短時間の間、入口側・出口側の 熱を隔離しているだけで、時間の経過とともに熱の移動が起こり、入口の温度は出口の温度になる。
熱の伝導に遅れを持たせるのが、断熱材の機能です。
一方、 KAI・TEKI365は、塗料の厚さ1ミリ以下の状態で、断熱材と同じ土俵での比較は適当でない。
熱を扱う場合に、考えなければならないものに、伝導、対流、放射がある。断熱材は、熱の伝導のみについて言っているだけで、他の対流、放射についても同時に考える 必要がある。
対流については、伝導同様、すでに発生している熱についての循環具合をみるものであり、放射については、近・遠赤外線による熱の新たな発生、そしてそれに伴う熱の伝導、対流を考えるものである。

「断熱材」と「遮熱材」の違いについて

断熱と遮熱はまったく性質が違います。 熱の伝わり方熱の伝わり方には伝導・対流・放射(輻射)の三種類があります。

伝導とは

熱伝導は、実際に接触している固体または液体分子同士の間で物質の移動を伴わずに高温側から低温側へ熱が伝わる(移動する)ことを言い熱伝導率は物質によって異なります。
例えば、作りたてのスープを容器に入れて運ぶ場合、スープを鉄で出来た容器、陶器で出来た容器に入れてしばらく触っていると鉄の容器の方が熱くなるのが早いのが分かると思います。
また容器が厚いほど熱くなる速度が遅いことが分かります。
熱い物を運ぶとき手袋などをしますが、手袋などは熱伝導率が低いからです。
ただ手袋をしていても熱い物を長時間持っていると徐々に熱くなって来ます。断熱は主に熱伝導を遅らせることが目的です。

近赤外線

近赤外線(0.78~2.5μm)の波長は可視光線に近いため、目には見えませんが「可視光線に似た性質」をもっています。
またそれは金属の波長とも近いため、近赤外線は金属にすごく吸収されやすいという特徴があります。
太陽が照りつける真夏、炎天下に停めてある自動車はボンネットがやけどしてしまうくらい熱くなっていることがあります。それが近赤外線の作用です。
近赤外線は物体に対して吸収される程度が非常に高い光です。
吸収されない光は物体の中で反射を繰り返し外に出てきます。
吸収と反射の過程で、近赤外線は物体の内部構造に大きく影響を受けます。
出てきた光を「拡散反射光」と言い、物体の内部情報を多く含んでいます。
この拡散反射光の強度を測定し、解析することで物体を破壊することなく成分情報などを知ることができます。

遠赤外線

身の回りにある多くの物質(金属を除く、プラスチックス、塗料、繊維、木材、ゴム、食物など)は、2.5μm~30μmの波長域(主に遠赤外域)の電磁波をよく吸収します。
また、セラミックスは加熱されると、この波長域の遠赤外線を主に放射します。
セラミックスヒータから放射される遠赤外線が、加 熱・乾燥源として産業/民生分野で広く利用されているのはこのためです。 絶対ゼロ度(-273℃)という低温でない限り、全ての物質は遠赤外線を放射し、温度が高ければ 高いほど、放射量(エネルギー)が多くなります。
温度が同じ場合は、物質により、また、その表面状態により、放射量に違いが生じます。
中でもセラミックスは遠赤外線を多く放射します。
金属は放射量が 少なく、よく反射しますので、ヒータの裏に設置し、反射板として使われます。 同じ物質が2つ離れて存在する場合に、温度が高い方から低い方へエネルギーが放射され、熱が移動した結果、長い時間の後には同じ温度になります。

対流(たいりゅう)とは

対流は気体や液体が移動することで熱が伝わることです。
気体や液体は暖まると上昇し、冷えると下降します。 夏に窓を開けたときの冷たい風を感じる場合や、冬に足元が冷たく顔が暖かい場合、お風呂に入ったときに上が熱くて下が冷たい場合、これらは対流によって熱が移動しているのです。
放射(ほうしゃ)・輻射(ふくしゃ)とは
放射(輻射)とは物体が赤外線の形でエネルギーを放出することです。
高い温度の物体ほど赤外線を強く放射します。物体の温度を計るサーモグラフィは放射される赤外線を分析し熱分布を図として表しています。
太陽の光を浴びて暖かく感じるのも、ストーブに手をかざして暖かく感じるのも輻射熱を感じているからです。
遮熱は赤外線を反射して熱の侵入を防ぐことが目的です。
熱の伝わり方の比率
住宅の中の伝導・対流・放射(輻射)の3つの熱の伝わり方の比率は伝導が5%、対流が20%、放射(輻射)が 75%と言われています。
熱の大半は太陽などからの輻射熱が大半を占めています。部屋の中が暑い場合、太陽光からの輻射熱を屋根が吸収し、熱伝導によって熱が屋根を伝わり部屋に到達するのです。

断熱(だんねつ)とは

熱伝導を遅らすことで、吸収した熱が早く伝導するのを防ぎます。
断熱は上で述べたとおり、断熱材の熱伝導率が低いことと厚さが必要になります。
また熱伝導は比率として 5%で輻射熱の影響と比べて少なくなっています。
また厚さが必要なことから屋根や壁が重くなり、壁が厚くなることから居住空間の面積が少なくなる上、重くなることから地震などの揺れにも弱くなります。
ただし断熱は太陽光からの輻射熱が少ない夜間や冬場に大きな力を発揮します。

遮熱(しゃねつ)とは

赤外線を反射して熱を防ぐことです。
輻射熱を吸収しないように反射します。
遮熱は反射率が重要です。赤外線は白く塗装すれば反射させることが出来ます。
逆に黒くすると反射率が低くなり太陽からの輻射熱の吸収が高くなります。
真夏に白い紙と黒い紙を置いて比較すると良く分かります。
遮熱塗料を使わなくても白いペンキで塗装したり、アルミ材を使っても遮熱が出来るのです。白いペンキや塗料は有機物で構成され、紫外線と反応し劣化します。
劣化すると表面で反応し発熱するようになります。
またアルミ材は熱伝導率が高く、外気温や反射しきれなかった輻射熱が熱伝導してしまいます。

他社メーカーの断熱塗料との比較実験

100W白熱球を使用した比較実験において鋼板にKAI・TEKI 365を塗布したものと他社メーカーの断熱塗料を塗布したものでは温度差10℃の数値を示した。

(室温・外気温により変動します)

他者メーカーの断熱塗料との比較実験動画はこちらをご覧ください。

 

100W電球を使用し鋼板加熱実験を実施。

KAI・TEKI365を塗装したものと他社メーカーの塗料を塗装したものとの温度差は10℃程度の温度差を示した。

(室温・外気温により変動します)

 


一般水性塗料における熱伝導率比較実験動画
〈 3分間で19℃の差 〉

断熱材との対比実験

断熱材との対比実験

■ 100W白熱球を使用した比較実験において、鋼板に KAI・TEKI365 450μmを塗布したものと10mmの発砲ウレタン断熱材に照射した結果、KAI・TEKI365を塗付したものが3分後に数値が下回った。
実験結果は下記のとおりです。
■ 平成30年1月25日実施。当日の室温は23℃、湿度は58%でした。計測器は熱電対温度計を使用。

■ 3分経過した後はKAI・TEKI365は、表面温度が上がらず50〜55℃を維持し、熱を吸収せず反射していることがわかります。
発泡ウレタンは3分までは断熱効果を発揮しますがそれ以降は熱が上昇し続けます。
また発泡ウレタンは熱源を切っても内部に溜まった熱は逃げず長時間高温の状態が続きます。