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技術 屋外用タイル

出願人 黒崎播磨株式会社積水ハウス株式会社
発明者 佐藤信博俣野泰司大和四穂小野村寛水津裕行
出願日 2015年7月9日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2015-137990
公開日 2017年1月26日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2017-019684
状態 特許登録済
技術分野 多孔質人造石または多孔質セラミック製品 壁の仕上げ 床の仕上げ 酸化物セラミックスの組成1
主要キーワード 上昇程度 床材面 反射率向上効果 粘土原料 屋外施設 シャトルキルン プールサイド 赤外線反射特性
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年1月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

屋外用タイルにおいて、意匠性を確保しつつ、手間とコストを要することなく、表面が高温になるのを防止することのできる屋外用タイルの提供。

解決手段

Al2O3を25質量%以上含有し、残部にSiO2を主成分として含有し、開気孔合計体積を100としたときに、気孔径1〜10μmの開気孔の割合が40vol%以上である屋外用タイル。Al2O3を75質量%以下、好ましくは1〜10μmの開気孔の割合が60vol%である屋外用タイル。

概要

背景

従来のタイル、特に屋根外壁外床等、屋外に使用されるタイルは、直射日光により温められる。特に熱を吸収しやすい濃色の磁器タイルでは、特に夏場の炎天下において60℃〜80℃もの高温に達することがある。そしてその熱は建物の室内に伝わり、夏場の冷房効果を効率的に得るための妨げになっている。また、近年はタイルを躯体張り付ける際、モルタル施工するのみでなく、有機系の接着剤を用いて施工することが多くなってきている。このような接着剤を用いる施工ではタイルの温度が高温になれば、接着剤の劣化が促進され最悪の場合タイル剥離の問題が懸念される。

タイル表面が高温になるのを防止する技術としては、特許文献1に、表面に赤外線反射性を有する無機顔料を含む釉薬を施す技術が開示されている。

概要

屋外用タイルにおいて、意匠性を確保しつつ、手間とコストを要することなく、表面が高温になるのを防止することのできる屋外用タイルの提供。Al2O3を25質量%以上含有し、残部にSiO2を主成分として含有し、開気孔合計体積を100としたときに、気孔径1〜10μmの開気孔の割合が40vol%以上である屋外用タイル。Al2O3を75質量%以下、好ましくは1〜10μmの開気孔の割合が60vol%である屋外用タイル。

目的

本発明が解決しようとする課題は、屋外用タイルにおいて、意匠性を確保しつつ、手間とコストを要することなく、表面が高温になるのを防止する技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

Al2O3を25質量%以上含有し、残部にSiO2を主成分として含有し、開気孔合計体積を100としたときに、気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合が40vol%以上であることを特徴とする屋外用タイル

請求項2

Al2O3を75質量%以下含有することを特徴とする請求項1に記載の屋外用タイル。

請求項3

Al2O3を35質量%以上50質量%以下含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の屋外用タイル。

請求項4

前記気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合が60vol%以上である請求項1から3のいずれか一項に記載の屋外用タイル。

請求項5

釉薬が施されていない、請求項1から4のいずれか一項に記載の屋外用タイル。

請求項6

屋外床材又は壁材に使用される、請求項1から5のいずれか一項に記載の屋外用タイル。

技術分野

0001

本発明は、屋外用タイルに関する。

背景技術

0002

従来のタイル、特に屋根外壁外床等、屋外に使用されるタイルは、直射日光により温められる。特に熱を吸収しやすい濃色の磁器タイルでは、特に夏場の炎天下において60℃〜80℃もの高温に達することがある。そしてその熱は建物の室内に伝わり、夏場の冷房効果を効率的に得るための妨げになっている。また、近年はタイルを躯体張り付ける際、モルタル施工するのみでなく、有機系の接着剤を用いて施工することが多くなってきている。このような接着剤を用いる施工ではタイルの温度が高温になれば、接着剤の劣化が促進され最悪の場合タイル剥離の問題が懸念される。

0003

タイル表面が高温になるのを防止する技術としては、特許文献1に、表面に赤外線反射性を有する無機顔料を含む釉薬を施す技術が開示されている。

先行技術

0004

特開2009−143794号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1の技術においては、タイル表面に赤外線反射特性を有する無機顔料を含む釉薬を施す処理が必要であり、製造に手間とコストを要していた。また、釉薬を施すとタイル表面が光ってしまい、意匠性に問題があった。

0006

そこで本発明が解決しようとする課題は、屋外用タイルにおいて、意匠性を確保しつつ、手間とコストを要することなく、表面が高温になるのを防止する技術を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記課題を解決するため本発明者らは、釉薬を施すことなく日光反射率を上げること、及び降雨時などに浸透する水の気化熱を有効利用することに着目した。そして、日光の反射率を上げる点からはAl2O3を含有させること、及び水の気化熱を有効利用する点からは開気孔気孔径分布を制御して保水性を向上させることが有効であることを知見した。さらに、保水性を向上させて水の気化熱を有効利用する点からは気孔径1μm以上10μm以下の開気孔が有効に作用し、この気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合を制御することと、Al2O3の含有量を制御することによる相乗的な効果により、従来の屋外用タイルに比べ直射日光によって表面が高温になるのを顕著に抑えることができることを知見し、本発明に至った。

0008

すなわち、本発明の一観点によれば、「Al2O3を25質量%以上含有し、残部にSiO2を主成分として含有し、開気孔の合計体積を100としたときに、気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合が40vol%以上であることを特徴とする屋外用タイル」が提供される。

発明の効果

0009

本発明によれば、Al2O3を25質量%以上含有することにより日光の反射率が向上し、気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合が40vol%以上であることにより保水性が向上して水の気化熱を有効利用できる。そして、これらが相まって、従来の屋外用タイルに比べ直射日光によって表面が高温になるのを顕著に抑えることができる。

0010

また、Al2O3は美しい白色を呈することから、これを25質量%以上含有することは意匠性の確保にも有効である。さらに、釉薬を施す必要もないので、この点からも意匠性を確保できる。

図面の簡単な説明

0011

日光の直射模擬した試験による、屋外用タイルの表面温度継時的測定結果を示す。

0012

本発明の屋外用タイルは、その化学成分としてAl2O3を25質量%以上含有する。Al2O3の含有量が25質量%未満であると、Al2O3による日光の反射率向上効果が十分発揮されず、表面が高温になってしまう。Al2O3の含有量の上限は特に規定しないが、Al2O3の含有量が75質量%超になると、高温焼成が必要となりコストを要することから、経済的な面からAl2O3の含有量は75質量%以下であることが好ましく、より好ましくは35質量%以上50質量%以下である。Al2O3源(アルミナ原料)としては、経済性を考慮して天然原料が好ましい。例えば、焦宝石ボーキサイトバンケツ等を使用できる。

0013

化学成分においてAl2O3を除く残部はSiO2と、不可避的不純物成分からなる。SiO2源(シリカ原料)としては、天然粘土原料を使用できる。粘土原料を用いることによって、屋外用タイルとしての強度や耐候性発現することができる。

0014

本発明の屋外用タイルにおいて開気孔の気孔径分布は、開気孔の合計体積を100としたときに、気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合が40vol%以上であるように制御する。気孔径1μm以上10μm以下の開気孔は、降雨時などに浸透する水を適度に保持(保水)し、かつその保持した水の蒸発が適度に進むことから、上述のとおり水の気化熱を有効利用することができる。これに対して、気孔径10μm超の割合が多いと、大きな開気孔を通じで透水してしまう割合が多くなってしまい十分な保水効果を発揮することができない。また、気孔径1μm未満の割合が多いと、小さい開気孔には水が浸透しにくいため、同様に十分な保水効果を発揮することができない。気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合は、水の気化熱を有効利用する観点から60vol%以上であることが好ましい。

0015

なお、本発明の屋外用タイルにおいて、開気孔の総量を表す指標として見掛け気孔率は、10%以上30%以下であることが好ましい。

0016

本発明の屋外用タイルは、例えば以下の方法により製造できる。まず、出発原料として、Al2O3源(アルミナ原料、具体的にはAl2O3の含有量の多い天然原料)及びSiO2源(シリカ原料、具体的には天然の粘土原料)を所定の割合で配合して混合する。このとき、必要に応じて水分を外掛けで1〜5質量%添加して、成形しやすい混合物を得る。得られた混合物をオイルプレス等で所定の圧力にて所定の形状に成形して成形体を得る。そして、得られた成形体をトンネルキルンシャトルキルン等で焼成して屋外用タイルを得る。そして、上述した開気孔の気孔径分布は、出発原料の粒度や種類(成分)、割合、成形条件焼成条件等を調整することで制御可能である。ただし、焼結温度については、高温にしすぎると出発原料であるアルミナ原料やシリカ原料に含まれる鉄分等の不純物によって焼結品が濃色になりやすく外観上好ましくない。このため、焼結温度は1400℃以下とすることが好ましく、さらに屋外用タイルとして適正な強度を実現する点から1100℃以上1400℃以下とすることがより好ましい。また、上述の不純物成分による濃色化を防止する点から、出発原料中の鉄分等の不純物はできる限り低い方が好ましい。

0017

表1に示す化学成分を有する本発明の実施例及び比較例に係る屋外用タイルを製造し、各例の屋外用タイルについて気孔径分布と見掛け気孔率を測定した。気孔径分布は水銀圧入法、具体的にはThermo Electron Corporation製の水銀圧入式ポロシメータにより測定し、見掛け気孔率はJISA1509−3に準拠して測定した。

0018

また、各例の屋外用タイルについて日光の直射を模擬した試験により、表面温度の上昇程度を評価した。この試験では、恒温恒湿の試験室にて、各例の屋外用タイルを並べて模擬的床材を構成し(床材面積:1.5m×1.5m)、この各例の床材毎に300Wのランプより光を照射して、その表面温度を測定した。なお、床材を構成する前には、各例の屋外用タイルを24時間水に浸漬後30分放置することにより各例の屋外用タイルに含水させた。表面温度は、光の照射を開始してから1時間後と10時間後に測定した。この1時間後は屋外用タイル内の水の蒸発途中に対応し、10時間後は屋外用タイル内の水の蒸発が既に終了したときに対応する。表1には、各例について1時間後と10時間後の表面温度の測定結果を示し、図1には、表1の実施例1、比較例2及び比較例3について光の照射を開始してからの経時的な表面温度の測定結果を示す。

0019

0020

表1の実施例1は本発明の一実施例であり、出発原料として粒径1mm未満の天然のアルミナ原料、粒径85μm未満の天然のアルミナ原料、及び粒径75μm未満の天然の粘土原料を表1の化学成分となるように配合し、混合する。このとき、水分を外掛けで2質量%添加して、混合物を得る。得られた混合物をプレス成形した後、成形体をトンネルキルンにより1300℃で焼成し、気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合を70vol%とした。

0021

実施例2、3は、実施例1に対して出発原料の種類及び配合を変えることでAl2O3の含有量を変化させたものである。すなわち、実施例2では、実施例1で使用した各原料に加えて粒径1mm未満の珪石原料を使用して表1の化学成分となるように配合した。このとき、粒径1mm未満の天然のアルミナ原料の一部を粒径1mm未満の珪石原料に置換した。一方、実施例3では、実施例1で使用した粒径1mm未満の天然のアルミナ原料に替えてこれよりもAl2O3成分の含有量が高いアルミナ原料を使用し、その他の原料は実施例1と同じものを使用した。

0022

実施例4は、実施例1と同じ出発原料を使用し、各原料の使用割合を調整することで、気孔径1μm以上10μm以下の開気孔の割合を40vol%としたものである。なお、実施例2〜4において出発原料の配合後の製造条件は、実施例1と同じとした。

0023

比較例1、2は、実施例1に対して出発原料の種類及び各原料の使用割合を調整することで、表1に示す化学成分及び気孔径分布としたものである。比較例1は気孔径1μm未満の開気孔の割合が多い例、比較例2は気孔径10μm超の開気孔の割合が多い例である。

0024

なお、表1中の化学成分において「その他」とは、Fe2O3、TiO2、Cr2O3、CaO等であり、出発原料中に含まれている不可避的不純物成分である。また、各例の屋外用タイルには、いずれも釉薬は施していない。

0025

表1より、本発明の実施例1〜4は、比較例1、2に比べ、水の蒸発途中である1時間後、水の蒸発は既に終了した10時間後のいずれにおいても、表面温度の上昇が抑えられていることがわかる。また、図1に示すように、実施例1では、水が蒸発を始める表面温度34℃あたりのところから、表面温度が下がる現象が見られた。これらの結果より、実施例1〜4の屋外用タイルにおいては、Al2O3による光の反射効果と水の気化熱による冷却効果とが相まって、表面温度の上昇が抑えられたと考えられる。

実施例

0026

なお、比較例1は気孔径1μm未満の開気孔の割合が多いため、小さい開気孔に水が浸透しにくく保水効果を発揮できなかった。また、比較例2は、気孔径10μm超の開気孔の割合が多いため、大きな開気孔を通じで透水してしまう割合が多くなってしまい十分な保水効果を発揮することができなかった。

0027

本発明の屋外用タイルは、床材又は壁材として好適に利用できるほか、直射日光による温度上昇が問題となる各種の屋外施設利用可能である。例えば、プールサイド、住宅のテラスバルコニー等に利用可能である。

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