説明

断熱屋根材

【課題】金属製屋根材の耐久性を上げると共に、断熱性及び防音性を金属成型瓦の表面に断熱塗材を塗布するのみで、裏面にシージーングボードなどを必要とせず、大幅に向上させしかも優れた外観の金属製断熱屋根材を提供するものである。
【解決手段】金属薄板をプレス成型した金属成型瓦の表面にアルカリ金属珪酸塩水溶液に、圧縮強度600kgf/cm以上、嵩比重0.3〜0.5g/cm、融点1500℃以上のセラミック微細中空拉子と陶磁器くず粉砕拉子と珪酸質微粉末とガラス粉末及びアルカリ金属珪酸塩硬化剤を混練した断熱塗材を表面層として塗布し乾燥後表面にフッ素樹脂を塗布する。又は塗布乾燥後100〜300℃に加熱し徐冷後フッ素樹脂を塗布する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は景観を損なわず高級感を表出することのできる断熱性、及び防音性に優れた金属薄板を基材とした断熱屋根材である。
【0002】
【従来の技術】金属屋根材は、カラー鉄板コイルの登場で瓦棒葺が長尺にして雨仕舞が良いという金属の特性をいかしもてはやされたが、デザインの単調さにあきられ、金属成型瓦が商品化された。金属成型瓦は意匠性はあるが瓦棒葺と同様、安物、暑い、雨音がうるさい、すぐ錆が出ると言う欠点を有していた。
【0003】このような欠点を補うものとして長尺縦葺金属瓦が登場した。この長尺縦葺金属瓦には超耐久性保証鋼板である。フッ素樹脂鋼板を原板として波型にロール成型した後、特殊連続プレス成型したものである。しかし金属製屋根材は鉄板は安物で断熱性が無く暑く雨音がうるさい、すぐ錆が発生して耐久性がない等という種々の欠点があり不信感が根強く存在しているのである。
【0004】フッ素樹脂を焼付塗装して耐候性を向上させた鋼板を使用して、この表面に珪砂をフッ素樹脂で焼き付けリシン仕上げをする技術があるが、フッ素樹脂を使用しているため耐候性は向上するが断熱性、防音性は良くならず鋼板の裏面側にシーリングボードを張らねば効果が出ないものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事情に鑑みなされたもので金属製屋根材の耐久性を上げ特に最も大きな問題とされていた断熱性及び防音性を金属成型瓦の表面に断熱塗材を塗布するのみで、裏面にシーリングボードなど必要とせず大幅に向上させた金属製の断熱屋根材を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の金属製の断熱屋根材は、金属薄板をプレス成型した金属成型瓦の表面にアルカリ金属珪酸塩水溶液に圧縮強度600kgf/cm以上、嵩比重0.3〜0.5g/cm、融点1500℃以上のセラミック微細中空粒子と陶磁器くず粉砕粒子と珪酸質微粉末とガラス粉末及びアルカリ金属珪酸塩硬化剤を混練した断熱塗材を表面層として塗布して乾燥後表面にフッ素樹脂を塗布する。
【0007】又金属成形瓦に断熱塗材を塗布し乾燥した後、100〜300℃で加熱し表面をガラス化することによって水に溶け難くし、徐冷後表面にフッ素樹脂を塗布して断熱屋根材を作製する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に使用する金属薄板は、ステンレス、銅、アルミニウム、チタン、メッキ鋼板、クラッド鋼板、塩ビ鋼板、ガルバリウム鋼板等が使用でき、ガルバリウム鋼板がより好適である。
【0009】ガルバリウム鋼板は溶融アルミニウム・亜鉛合金メッキ銅板である。アルミニウムの有する耐食性、耐熱性、熱反射性と亜鉛の有する犠牲防食効果の両方を有するため本発明の金属屋根材には最適といえる。ガルパリウム鋼板は屋根構法によって0.35〜1.6mm厚のものを使用する。
【0010】本発明の断熱屋根材の金属薄板表面に塗布する断熱塗材は、アルカリ金属珪酸塩水溶液をバインダーにして、これに圧縮強度600kgf/cm以上、嵩比重0.3〜0.5g/cm、融点1500℃以上のセラミック微細中空粒子に陶磁器くず粉砕粒子と珪酸質微粉末とガラス粉末及びアルカリ金属珪酸塩硬化剤を混練したものである。この断熱塗材を塗布し乾燥後表面にフッ素樹脂を塗布する。又断熱塗材を表面層として塗布して乾燥後100〜300℃に加熱し徐冷後表面にフッ素樹脂を塗布する。
【0011】本発明に使用するアルカリ金属珪酸塩水溶液は強固なガラス状膜を形成するもので、一般式はMO・nSiO・nHOで表わされ、アルカリ金属Mの種類はナトリウム、カリウム、リチウムがある。
【0012】アルカリ金属珪酸塩硬化剤は、アルカリ金属珪酸塩水溶液を強固なガラス状の硬化体にするために添加するもので珪弗化ナトリウム、珪弗化マグネシウム、塩化アンモニウム等の酸類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、酸化亜鉛、アルミナ、セメント、珪酸カルシウム等の多価金属酸化物、亜鉛、アルミニウム等の多価金属粉末、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸カルシウム等の酸性酸化物の金属塩等が使用できる。これらは1種又は2種以上を混合して使用しても良い。以上のうちアルカリ金属の水酸化物がより好適に使用できる。アルカリ金属珪酸塩水溶液100重量部に対して2〜15重量部添加する。
【0013】又必要に応じて性状を向上させるため、分散剤として各種の界面活性剤、たるみ防止剤、沈降防止剤、凍結防止剤などを添加しても良い。さらに性能を向上させる目的でたわみ性を与える可塑剤、熱、光による劣化防止を図る安定剤、かびの発生を防止するかび止め剤等を添加しても良い。
【0014】セラミック微細中空粒子を混入することによって、熱伝導率の低い粒子同士が結合し優れた断熱性を示すばかりか、光を柔らかく乱反射して落ち着いた風格のある仕上げ面とすることができる。乾燥後フッ素樹脂を塗布することにより耐候性を一段と高めることができるのである。
【0015】断熱塗材のフィラーには耐水圧強度600kgf/cm以上のセラミック微細中空粒子を使用する。耐水圧強度とはセラミック微細中空粒子の圧縮強度と同意語である。セラミック微細中空粒子の圧縮強度を測定する場合粒子を水に入れこの水に圧力を加え、水に加えられた圧力がセラミック微細中空粒子に伝わり圧縮強度を測定することができる。セラミック微細中空粒子の耐水圧強度が低いと原料の混練及びスプレー、ローラ塗布時に大半が破壊し、光輝度を有する石目調又は煉瓦調面となすことができない。
【0016】使用するセラミック微細中空粒子は圧縮強度600kgf/cm以上、嵩比重0.3〜0.5g/cm、融点1500℃以上のもので、このため断熱塗材製造工程におけるいかなる混練条件においても全く破壊されることがなく、基材への塗布工程及び塗布後の成型においても全く破壊されることはない。しかもその塗膜硬度および塗膜の衝撃強度を高めることができ、塗膜表面にセラミック微細中空粒子が均一に分散し、すぐれた光沢と光輝度を示す。即ちセラミック微細中空粒子は粒子径が小さく外観は透明又は半透明であり光が照射されると乱反射し、きわめて高い光沢及び輝度面を呈し石目調又は煉瓦調の風合い色彩を表出することができるのである。セラミック微細中空粒子は100%完全な球状である。従来の微細中空粒子の圧縮強度は80〜300kgf/cmであり、又完全中空球体が少ないためこのような効果が得られなかった。
【0017】断熱塗材にセラミック微細中空粒子を使用する場合特に重要なことは熱伝導率である。セラミック微細中空粒子は、0.1(kcal/mhr℃)前後で非常に優れている。従来の各種微細中空粒子では約半分が破壊されてしまうため熱伝導率は0.2〜0.3(kcal/mhr℃)に低下する。破壊されない耐圧強度の高い完全な微細中空粒子が使用された場合にのみ断熱屋根材として断熱性及び防音性に優れた効果が発揮できるのである。
【0018】セラミック微細中空粒子の融点は1500℃以上である。セラミック微細中空粒子はその材質に起因するのは当然であるが一般的に融点の高いもの程圧縮強度も高くなる。圧縮強度を600kgf/cm以上とするならばその融点は1500℃以上になるのである。
【0019】以上により本発明において使用するセラミック微細中空粒子はシリカ50〜60%、アルミナ40〜45%、その他1.5〜2.5%からなるセラミック組成物を発泡生成せしめたもので、その物性は圧縮強度700kgf/cm、融点1600℃、嵩比重0.3〜0.5g/cm、熱伝導率0.1(kcal/mhr℃)で完全な中空粒子のみで構成されている。セラミック微細中空粒子の粒径は、5〜350μmの範囲のものを使用し、細目5〜75μm、中目75〜150μm、荒目150〜350μmとして粒度調整は細目20重量部、中目20重量部、荒目30重量部を混合して使用する。嵩比重は粒度の細かいものは重く、荒いものは軽くなる。このため嵩比重の範囲は0.3〜0.5g/cmであるが、粒度調整したものは0.36g/cm前後である。
【0020】本発明に用いる陶磁器くず粉砕粒子は、陶磁器生産工程において発生する不良品を粉砕したものである。ここに言う陶磁器とは、土器、陶器、せっ器、磁器が含まれ、具体的な製品として土器は黒の粘土瓦、れんが、土管、陶器は瓦、内外装タイル、衛生陶器など、せっ器は耐寒性粘土瓦、テラコッタ、舗道れんが、内外装タイル、床タイル、陶管など、磁器は内外装タイル、床タイル、モザイクタイル、衛生陶器などがあり、これら製品の不良品、くずなどを粉砕して使用する。
【0021】陶磁器くず粉砕粒子は、細目、中目、荒目としそれぞれ粒子径を細目は0.1〜0.5mm、中目は0.5〜1.5mm、荒目は1.5〜3.4mmに調整して使用する。陶磁器くず粉砕粒子の他必要に応じて珪石粉、フライアッシュ、シリカヒューム、クレー、タルク、カオリン、徐冷高炉スラグ粉砕物、シリカ質ダスト等を添加しても良い。
【0022】陶磁器くず粉砕粒子は、もとの陶磁器製品によってその色が異なり、それらを種々配合することによって独特の風合いを現出することができる。例えばれんがくず粉砕粒子の荒目及び細目に、白色の衛生陶器くず粉砕粒子の中目を適量添加することによって従来存在しなかった全く新しいタイル様模様を表現することが可能となったのである。
【0023】本発明に使用する珪酸質微粉末は、シリカヒューム、フライアッシュ、珪砂、珪石粉、クレー、カオリン、タルク、徐冷高炉スラグ微砕粉末、高炉水砕スラグ、シリカ質ダスト等が使用できる。これらは平均粒径1μm程度で比表面積が20万cm/g以上が好ましい。シリカヒューム、珪石粉、高炉スラグ微砕粉末などが好適である。
【0024】本発明に使用するガラス粉末は、酸化物ガラス中の珪酸塩ガラスでNaO−CaO−SiO系のソーダ石灰ガラスを粉末にしたものが最適である。このガラス粉末に、融剤としては例えば長石、長灰石、炭酸マグネシウム、リン酸石灰、酸化鉛、硼酸、炭酸ソーダ、硝酸ソーダ、酸化亜鉛などいずれか1種又は2種以上を添加してもよい。ガラス粉末及び融剤の粒径は5〜100μmの範囲が好適で断熱屋根材が加熱された場合の耐火性を向上させる結合材として効果を発揮する。
【0025】断熱塗材を塗布後塗膜面にフッ素樹脂を塗布する。ここで使用するフッ素樹脂は、ポリ四フッ化エチレン(テフロン、ポリフロン)で断熱屋根材の耐候性、耐熱性、耐寒性を向上させることができる。
【0026】
【実施例】以下本発明の実施例について詳述する。
【0027】実施例1 厚さ0.4mmのガルバリウム鋼板をプレス成型により全長1300mm、働き長さ1230mm、幅320mmの金属成型瓦を作製した。この金属成型瓦の屋外面となる表面に、NaO9.4重量%、SiO29.4重量%よりなる珪酸ソーダ水溶液100重量部に圧縮強度700kgf/cm、嵩比重0.3〜0.5g/cm、融点1600℃、熱伝導率0.1(kcal/mhr℃)で完全中空粒子のみで構成されているセラミック微細中空粒子の粒度調整したもの150重量部、煉瓦くずの粉砕粒子の細目10重量部、荒目30重量部に白色の衛生陶器くず粉砕粒子の中目20重量部を加えて粒度調整した陶磁器くず粉砕粒子250重量部、シリカヒューム30重量部、ガラス粉末25重量部、水酸化ナトリウム8重量部、水若干量、その他混和剤に分散剤、安定剤等を各々適量加えて断熱塗材を作製し充分混練した後3mm厚に塗布した。断熱塗材乾燥後表面にフッ素樹脂を塗布して断熱屋根材を作製した。
【0028】実施例2 実施例1において金属成形瓦に断熱塗材を塗布して乾燥後120℃で30分加熱し表面をガラス化して、水に溶け難くしてから徐冷し表面にフッ素樹脂を塗布して断熱屋根材を作製した。
【0029】
【発明の効果】このようにして作製した断熱屋根材は、高度の断熱性能を有するセラミック微細中空粒子によって、鋼板裏面にシージングボードを張った従来の金属製屋根材と同等以上の優れた断熱効果及び防音効果を発揮することができた。又断熱屋根材表面は石目調や煉瓦調の美麗な外観を呈しセラミック微細中空粒子により光を柔らかく乱反射して落ち着いた風格のある断熱屋根材とすることができ、表面にフッ素樹脂をコーティングすることにより、優れた耐候性、耐熱性、耐寒性を向上させることができた。
【0030】陶磁器の生産工程中に発生する不良品の粉砕粒子を使用することによって産業廃棄物として処分される陶磁器くずの有効利用を図ることを可能ならしめることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例断熱屋根材斜視図
【図2】実施例断熱屋根材施工図
【符号の説明】
1.断熱屋根材
2.金属成型瓦
3.断熱塗材
4.野地板
5.アスファルトルーフィング
6.むね
7.すみ当て

【特許請求の範囲】
【請求項 1】 金属薄板をプレス成型した金属成型瓦において、金属成型瓦の表面にアルカリ金属珪酸塩水溶液に圧縮強度600kgf/cm以上、嵩比重0.3〜0.5g/cm、融点1500℃以上のセラミック微細中空粒子と陶磁器くず粉砕粒子と珪酸質微粉末、ガラス粉末及びアルカリ金属珪酸塩硬化剤を混練した断熱塗材を表面層として塗布し乾燥後表面にフッ素樹脂を塗布することを特徴とする断熱屋根材。
【請求項 2】 断熱塗材を表面層として塗布して乾燥後100〜300℃に加熱し徐冷後表面にフッ素樹脂を塗布することを特徴とする請求項1記載の断熱屋根材。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2000−240223(P2000−240223A)
【公開日】平成12年9月5日(2000.9.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平11−86614
【出願日】平成11年2月23日(1999.2.23)
【出願人】(392031158)株式会社リボール (8)
【Fターム(参考)】