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2024年04月17日 [光触媒]

熱線(赤外線)を効率よく反射するということ

今年も遮熱塗料の需要が増す季節になってきました。省エネ、CO2削減、SDGsをきわめて低コストで達成できる工法としていっそう普及して欲しいですね。もう何度か話題にしてはいますが、その熱線(赤外線)を反射する理論をおさらいさせて頂きます。
「白色」は実は色ではありません。光の全(乱)反射をヒトの目が白と認識しているだけです。だから、どれだけ効率よく光を反射させるかがもっとも重要なポイントになります。これは客観的に「屈折率」で評価できます。屈折率の差が大きいとそこで光が屈折&反射されます。
表空気の屈折率が低い(屈折率1.00)ので、固まりで透明な固体は砕くと例外なく白く見えます。粉(右がアナターゼ型酸化チタン、左はテフロン粉末)
でも、たとえば表中に「体質顔料」がありますね。これは塗料中に大量に含まれますが塗料樹脂(屈折率1.4〜1.6)との差が小さいので混合すると無色になってしまいます。余談ながら「透明になる顔料をなんでわざわざ添加する必要があるのだろう?」とサラリーマン研究者1年生のときに思ったのですが、原価低減という重要かつ秘密の使命があったのですね。なにせ炭酸カルシウムなんか40円/kg(当時)でタダのような値段でした。宝石意外な事実なのですが、酸化チタンはルチルにせよアナターゼにせよダイヤモンドを超える非常に屈折率の高い材料です。固体を144面カットすればダイヤモンドより見事な輝きになります。反射率も従って高く、この粉末は白色顔料としてはピッタリであると言えます。赤外線も光の一部なのでつまりは赤外線を反射させるには酸化チタンが史上最強&最適の顔料であるといえます。プリズムところで、屈折率は波長によって変わります。プリズムで太陽光が可視光線では7色に分かれることはよく知られていますが、波長の長い赤外線は赤のさらに外側になり、つまりは「もっとも屈折&反射させにくい光線」ということになります。
これを効率よく反射させるためにはたんに表面を白くするだけでは不十分で、さらに工夫が必要ですね。 現在、この理論をもとにコスパが格段にいい遮熱塗料を某コラボ先と共同開発中ですので近々ご紹介できます、ご期待下さい。
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