JP2003226584A

JP2003226584A - 屋根用緑青色コンクリート成形体の製造方法

Info

Publication number: JP2003226584A
Application number: JP2002027391A
Authority: JP
Inventors: Hideki Iwamura; 英樹岩村; Seiki Iwamura; 誠樹岩村; Sadaji Sakashita; 貞二阪下
Original assignee: IWAMURA SLATE KK
Current assignee: IWAMURA SLATE KK
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-08-12

Abstract

(57)【要約】【課題】一般的な塗装方法を用いてコンクリート成形
体の表面に緑青の有する独特な色彩を施すことのできる
屋根用緑青色コンクリート成形体の製造方法を提供す
る。【解決手段】コンクリート成形体の表面に合成樹脂エ
マルジョン、銅を７０重量％以上含有する金属微粉末及
び無機化合物微粉末から成る水性懸濁液を塗布し乾燥さ
せた後、塩化アンモニウム水溶液を塗布する。自然に発
生する緑青らしい外観を呈し、耐透水性、耐凍害性及び
耐候性に優れた製品を安価に大量に提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、屋根材などとして用い
られる屋根用緑青色コンクリート成形体の製造方法に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、銅葺きの屋根が
大気中の酸素、水蒸気、炭酸ガス、硫化物、塩化物など
の作用により変質し、その表面に緑青と呼ばれる被膜を
生ずることは良く知られていることである。この被膜に
より、屋根は緑青色の独特の美観を呈する。また、この
被膜は、防蝕機能、防藻機能を有する。

【０００３】ところで、コンクリート製の屋根材などの
コンクリート成形体に緑青色を施すことができれば、コ
ンクリート製でありながらあたかも銅製であるかのよう
に見せかけることによって、コンクリートの有する無機
質な外観を大きく改善することができる。

【０００４】従来のコンクリート製の屋根材の表面に彩
色を施す方法としては、合成樹脂エマルジョンに所定の
発色が可能な顔料を分散させた塗料を塗布する方法が一
般的である。しかし、この方法だけでは、コンクリート
製の屋根材の表面に緑青の有する独特な色彩を施すこと
は難しかった。

【０００５】なお、特殊な方法によればコンクリート成
形品に緑青色を施すことが可能であるかもしれないが、
特殊な方法を用いた場合、新たな設備投資、製造技術等
を要し、製造コストが高くなるという欠点が生じる。

【０００６】本発明は、上記問題を解決するものであ
り、合成樹脂エマルジョンに所定の発色が可能な顔料を
分散させた塗料を塗布する一般的な方法を用いて、コン
クリート成形体の表面に緑青の有する独特な色彩を施す
ことのできる、屋根用緑青色コンクリート成形体の製造
方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者は、銅を含有する金属微粉末をコンク
リート成形品の表面に塗布し、その上に塩化アンモニウ
ム水溶液を塗布した場合に緑青色の発色効果が優れるこ
とを見出し、本発明に想到したものである。

【０００８】また、従来の屋根材の製造工程内で工業的
に実施できる方法を研究した結果、通常のプレス成形機
により製造された屋根材の表面に、銅を含有する金属微
粉末と合成樹脂エマルジョンとからなる水性懸濁液を塗
布し、表面を適度に乾燥させた後、適度な濃度の塩化ア
ンモニウム水溶液を塗布すると、短時間で外観的に優れ
た緑青色を呈することを見出した。このようにして得ら
れた緑青色屋根材は、強固な塗膜が形成されて耐透水
性、耐凍害性および耐候性に優れることが実証された。

【０００９】本発明の請求項１記載の屋根用緑青色コン
クリート成形体の製造方法は、コンクリート成形体の表
面に合成樹脂エマルジョンと、銅を７０重量％以上含有
する金属微粉末と無機化合物微粉末とから成る水性懸濁
液を塗布し乾燥させた後、塩化アンモニウム水溶液を塗
布するものである。

【００１０】また、本発明の請求項２記載の屋根用緑青
色コンクリート成形体の製造方法は、前記請求項１にお
いて前記塩化アンモニウム水溶液の濃度が５〜１５重量
％であるものである。

【００１１】また、本発明の請求項３記載の屋根用緑青
色コンクリート成形体の製造方法は、前記請求項１又は
２において、前記無機化合物微粉末が無機珪酸化合物微
粉末であるものである。

【００１２】また、本発明の請求項４記載の屋根用緑青
色コンクリート成形体の製造方法は、前記請求項１〜３
のいずれか１項において前記水性懸濁液に増粘剤を含む
ものである。

【００１３】さらに、本発明の請求項５記載の屋根用緑
青色コンクリート成形体の製造方法は、前記請求項１〜
４のいずれか１項において前記コンクリート成形体が屋
根材であるものである。

【００１４】

【発明の実施形態】以下、本発明の屋根用緑青色コンク
リート成形体の製造方法について詳細に説明する。

【００１５】本発明において合成樹脂エマルジョンと
は、金属微粉末と無機化合物微粉末を懸濁させて水性懸
濁液とし、これらをコンクリート成形体の表面に接着さ
せるバインダーとして作用するものである。特に種類は
限定されないが、金属微粉末と無機化合物微粉末への接
着力、コンクリート成形品の表面への接着力がともに良
好であり、屋外に暴露された条件で長期耐久性があり、
かつ常温成膜性の良好なものが好ましい。一般的に入手
できるものとしては、アクリルエマルジョン、シリコン
アクリルエマルジョン、ウレタン樹脂エマルジョン等が
あり、これらの中から好適なものを選択することができ
る。

【００１６】銅を７０重量％以上含有する金属微粉末と
は、金属銅、黄銅、青銅のいずれの微粉末でも良い。な
お、銅を７０重量％以上含有するものであれば、これら
に限らない。また、水性懸濁液とした際の懸濁安定性の
観点から、粒径が４５μｍ以下のものを８５％以上含む
ことが望ましい。

【００１７】無機化合物微粉末とは、無機珪酸化合物微
粉末、ガラス微粉末、珪石微粉末等のことであるが、特
に種類は限定されない。これらはいずれも好適に用いら
れるが、特に水性懸濁液の懸濁安定性の観点から無機珪
酸微粉末が望ましい。この無機化合物微粉末は、金属微
粉末と共存させることによりコンクリート成形体の表面
に好ましい緑青色の発色状態を付与する。

【００１８】すなわち、金属微粉末のみを水性懸濁液と
して塗布するとコンクリート成形体に平滑な金属色の表
面が形成され、この表面に塩化アンモニウム水溶液を塗
布すると、塩化アンモニウム水溶液が水玉状に偏在して
斑模様になり、外観上、不完全な緑青色の発色状態とな
る。一方、適度な粒径の無機化合物微粉末を金属微粉末
とともに水性懸濁液として塗布すると、コンクリート成
形体の表面に適度な凹凸が形成されることによって、自
然に発生する緑青らしい外観を呈し、好適な発色状態と
なる。

【００１９】無機化合物微粉末の平均粒径は、好ましい
凹凸を付与する観点から、１〜３０μｍとするのが望ま
しい。平均粒径が１μｍ未満では塩化アンモニウム水溶
液の液滴偏在が認められ、３０μｍを超えるとざらつき
感が強すぎるとともに、摩擦によって無機化合物微粉末
が剥離しやすくなり好ましくない。

【００２０】塩化アンモニウム水溶液の濃度は、発色性
の観点から５〜１５重量％とするのが望ましい。５重量
％未満では、緑青色の鮮やかな深みに欠け、１５重量％
を超えると発色が濃くなりすぎて不自然な色合いを呈す
るため好ましくない。

【００２１】増粘剤とは、水性懸濁液に適度な粘性を与
えて懸濁安定性を十分に確保するように作用するもので
ある。増粘剤を加えることによって、金属微粉末、無機
化合物微粉末の粒径のバラツキによる懸濁安定性の低下
を防止することができる。特に種類は限定されないが、
メチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、ポリ
ビニールアルコール、グアガム、ポリアクリル酸ソーダ
等が好適に用いられる。なお、これらの添加濃度は、水
性懸濁液に適当な粘性を与えるように実験的に決定しな
ければならない。

【００２２】つぎに、上述したような合成樹脂エマルジ
ョン、銅を７０重量％以上含有する金属微粉末、無機化
合物微粉末、塩化アンモニウム水溶液、増粘剤を用いた
本発明の屋根用緑青色コンクリート成形体の製造方法
を、屋根瓦を例にとって説明する。

【００２３】まず、増粘剤の水溶液に合成樹脂エマルジ
ョンを混合し、これに銅を７０重量％以上含有する金属
微粉末と無機化合物微粉末として無機珪酸化合物微粉末
とを加え、これをサンドミルやボールミル等の混合細摩
機能を有する装置に入れて装置を２〜４時間回転させる
ことにより、懸濁安定性を十分に有する水性懸濁液を得
る。なお、この水性懸濁液中の金属微粉末の粒径は４５
μｍ以下のものが８５％以上を占め、無機珪酸化合物微
粉末の平均粒径は１〜３０μｍとなっている。

【００２４】得られた水性懸濁液を、予め適度に加熱し
ておいた屋根瓦の表面にスプレー等の手段を用いて塗布
し、乾燥する。その後、再度屋根瓦を適度に加熱し、水
性懸濁液による塗布により形成された塗布膜の表面に濃
度が５〜１５重量％の塩化アンモニウム水溶液をスプレ
ー等の手段を用いて塗布する。塩化アンモニウム水溶液
の塗布後、数分で鮮やかな緑青色を呈する屋根瓦が得ら
れる。

【００２５】以上詳述したとおり、本発明の屋根用緑青
色コンクリート成形体の製造方法は、コンクリート成形
体の表面に、合成樹脂エマルジョンと、銅を７０重量％
以上含有する金属微粉末及び無機化合物微粉末とから成
る水性懸濁液を塗布し乾燥させた後、塩化アンモニウム
水溶液を塗布する方法であるため、一般的な塗装方法を
用いることができ、製造が容易である上に、新たな設備
投資、製造技術等に要するコストを抑えることができる
ので、優れた製品を安価に提供することができる。ま
た、発色が短時間で完了するので、大量生産にも適す
る。また、無機化合物微粉末によってコンクリート成形
体の表面に適度な凹凸が形成され、自然に発生する緑青
らしい外観を呈し、好適な発色状態とすることができ
る。さらに、強固な塗膜が形成されるので、耐透水性、
耐凍害性および耐候性に優れた製品を提供することがで
きる。

【００２６】また、前記塩化アンモニウム水溶液の濃度
が５〜１５重量％であるから、適度な緑青色の発色が得
られ、自然な色合いを呈することができる。

【００２７】また、前記無機化合物微粉末が無機珪酸化
合物微粉末であるから、水性懸濁液の懸濁安定性を向上
させることができる。

【００２８】また、前記水性懸濁液に増粘剤を含むか
ら、水性懸濁液に適度な粘性を与えて懸濁安定性を十分
に確保することができる。また、金属微粉末、無機化合
物微粉末の粒径のバラツキによる懸濁安定性の低下を防
止することができる。

【００２９】さらに、前記コンクリート成形体が耐透水
性、耐凍害性および耐候性に優れるとともに、緑青の独
特な色彩を有する屋根材を提供することができる。

【００３０】

【実施例】以下の具体的実施例により、本発明をさらに
詳細に説明する。なお、以下の実施例は本発明の一例で
あり、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

【００３１】実施例１０．５重量％メチルセルロース水溶液３０ｇに、アクリ
ルエマルジョン３０ｇを混合し、これに銅を８５重量％
以上含有する金属微粉末４０ｇと珪石微粉末３０ｇとを
加え、攪拌後、小型磁性ボールミルで３時間混合、細摩
し、水性懸濁液としての塗工液を得た。

【００３２】屋根瓦として成形されたコンクリート成形
体の表面温度を予め６５℃に加熱しておき、このコンク
リート成形体にハンドスプレーを用いて前記塗工液を吹
き付けて塗布した。このとき塗工液の塗布後の厚みは８
０μｍであり、コンクリート成形体の表面は金色を呈し
ていた。

【００３３】塗工液の塗布後、コンクリート成形体を再
び恒温槽で６５℃に加熱し、塩化アンモニウムの１０重
量％水溶液を塗布すると、厚形スレートにスプレーの表
面は２分ほどで金色から鮮やかな緑青色に変化した。

【００３４】このようにして得られた緑青色コンクリー
ト成形体に、サンシャインウェザーメータを用いた２０
００時間の照射試験を行ったところ、変色は全く見られ
なかった。また、凍結温度を−１０度、融解温度を１５
℃に設定して凍結融解試験を３００サイクル実施した
が、塗膜の剥離や膨れは見られなかった。したがって、
緑青色コンクリート成形体は、耐候性、耐凍害性に優れ
ることが確認された。

【００３５】実施例２実施例１で用いた金属微粉末の代わりに銅７２重量％、
亜鉛２８重量％を含有する黄銅の微粉末を用いた。これ
以外は全て実施例１と同じ材料を用い、実施例１と同じ
要領で屋根瓦を処理した。その結果、実施例１よりもく
すんだ緑青色を呈する屋根瓦が得られた。

【００３６】実施例３実施例１で用いた珪石微粉末の代わりにガラス微粉末を
用いた。これ以外は全て実施例１と同じ材料を用いた。
そして、実施例１と同じ要領で、中型ボールミルを用い
て表１に示す配合量の塗工液を調合した。

【００３７】

【表１】

【００３８】つぎに、コンベアスピードが０．５ｍ／分
の工場塗装ラインを用いて６０枚の瓦用に成形したコン
クリート成形体を処理した。ここで、塗工液の噴射圧力
を塗布後の塗膜の厚みが７０〜８０μｍになるように調
整し、加熱システムをコンクリート成形体の表面温度が
７５±５℃となるように設定した。そして、塗装ライン
上でコンクリート成形体を加熱し、その表面に１段目の
スプレーノズルを用いて塗工液を塗布し、その後、１段
目のスプレーノズルから５ｍ離れた２段目のスプレーノ
ズルを用いて、８重量％塩化アンモニウム水溶液を塗布
した。塗装ラインから送り出されてきた６０枚のコンク
リート成形体は、鮮やかな緑青色を呈する美観に優れる
製品であった。

【００３９】実施例４日本石材協会制定のＮＳＫ規格「浸透性吸水防止材」に
よる試験方法に準拠して、実施例２において塩化アンモ
ニウム水溶液を用いて緑青色化処理を行う前の金色コン
クリート成形体と、実施例２で得られた緑青色コンクリ
ート成形体の透水性を評価した。そして、表２に示す結
果が得られた。この結果から明らかなように、緑青色コ
ンクリート成形体の方が、塩化アンモニウム水溶液で処
理を行っていない金色コンクリート成形体よりも耐透水
性が良好であった。

【００４０】

【表２】

【００４１】この試験に用いたコンクリート成形体の切
片の表面及び断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を
図１〜図４に示す。図１は金色コンクリート成形体の表
面、図２は緑青色コンクリート成形体の表面、図３は金
色コンクリート成形体の断面、図４は緑青色コンクリー
ト成形体の断面を観察したものである。

【００４２】これらの図から明らかなように、緑青色コ
ンクリート成形体の方は、銅の粒子の表面を緑青色生成
物が覆っている。そして、緑青色生成物の組織が銅や無
機化合物の粒子よりも緻密になっている。この緑青色生
成物の組織の緻密さによって、緑青色コンクリート成形
体の耐透水性が向上したものと考えられる。

【００４３】また、この金色コンクリート成形体と緑青
色コンクリート成形体を１年間屋外に暴露した後、表面
硬度をビッカース硬度計で測定した結果、金色コンクリ
ート成形体は３３ｋｇｆ／ｍｍ²であり、緑青色コンク
リート成形体は１１５ｋｇｆ／ｍｍ²であった。なお、
銅板の表面硬度は、８１ｋｇｆ／ｍｍ²であった。した
がって、緑青色コンクリート成形体は、強度的にも優れ
ることが確認された。

【００４４】実施例５実施例３で得られた緑青色コンクリート成形体をダイヤ
モンドカッターで１０ｃｍ平方の大きさに切り出し、緑
青色の塗膜の面を除く５つの面をシリコン封止剤で塗り
固め、等量の硫酸と硝酸とを加えて混合して調製したｐ
Ｈ２の酸性水溶液に１月間浸漬した。比較のため、同じ
面積の銅板も浸漬した。

【００４５】浸漬後に表面を目視観察した結果、緑青色
コンクリート成形体の塗膜には目立った変化はなく、浸
漬前の状態を保持していた。一方、銅板は表面全体に白
色状物質が生成するとともに、この白色状物質が剥離
し、薄くなっていた。したがって、緑青色コンクリート
成形体を葺いた屋根は、銅葺き屋根よりも酸性雨に対す
る抵抗性に優れ、耐候性に優れることが確認された。

【００４６】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の屋根用緑青色コ
ンクリート成形体の製造方法は、コンクリート成形体の
表面に、合成樹脂エマルジョン、銅を７０重量％以上含
有する金属微粉末及び無機化合物微粉末とから成る水性
懸濁液を塗布し乾燥させた後、塩化アンモニウム水溶液
を塗布するから、コンクリート成形体の表面に緑青の有
する独特な色彩を施すことができる。また、一般的な塗
装方法を用いるので製造が容易である上に、新たな設備
投資、製造技術等に要するコストを抑えることができる
ので、優れた製品を安価に提供することができる。ま
た、発色が短時間で完了するので、大量生産にも適す
る。また、無機化合物微粉末によってコンクリート成形
体の表面に適度な凹凸が形成され、自然に発生する緑青
らしい外観を呈し、好適な発色状態とすることができ
る。さらに、強固な塗膜が形成されるので、耐透水性、
耐凍害性、および耐候性に優れた製品を提供することが
できる。

【００４７】本発明の請求項２記載の屋根用緑青色コン
クリート成形体の製造方法は、前記請求項１において前
記塩化アンモニウム水溶液の濃度が５〜１５重量％であ
るから、適度な緑青色の発色が得られ、自然な色合いを
呈することができる。

【００４８】本発明の請求項３記載の屋根用緑青色コン
クリート成形体の製造方法は、前記請求項１又は２にお
いて前記無機化合物微粉末が無機珪酸化合物微粉末であ
るから、水性懸濁液の懸濁安定性を向上させることがで
きる。

【００４９】本発明の請求項４記載の屋根用緑青色コン
クリート成形体の製造方法は、前記請求項１〜３のいず
れか１項において、前記水性懸濁液に増粘剤を含むか
ら、水性懸濁液に適度な粘性を与えて懸濁安定性を十分
に確保することができる。また、金属微粉末、無機化合
物微粉末の粒径のバラツキによる懸濁安定性の低下を防
止することができる。

【００５０】本発明の請求項５記載の屋根用緑青色コン
クリート成形体の製造方法は、前記請求項１〜４のいず
れか１項において、前記コンクリート成形体が屋根材で
あるから、耐透水性、耐凍害性、および耐候性に優れる
とともに、緑青の独特な色彩を有する屋根材を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の塩化アンモニウム水溶液で処理を行
う前の、コンクリート成形体の表面の走査型電子顕微鏡
写真を示す模式図である。

【図２】本実施例の塩化アンモニウム水溶液で処理を行
った後の、コンクリート成形体の表面の走査型電子顕微
鏡写真を示す模式図である。

【図３】本実施例の塩化アンモニウム水溶液で処理を行
う前の、コンクリート成形体の断面の走査型電子顕微鏡
写真を示す模式図である。

【図４】本実施例の塩化アンモニウム水溶液で処理を行
った後の、コンクリート成形体の断面の走査型電子顕微
鏡写真を示す模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者阪下貞二新潟県北蒲原郡京ケ瀬村大字姥ケ橋17番地株式会社岩村スレート内Ｆターム(参考） 4G028 DA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート成形体の表面に、合成樹脂
エマルジョンと、銅を７０重量％以上含有する金属微粉
末と、無機化合物微粉末とから成る水性懸濁液を塗布し
乾燥させた後、塩化アンモニウム水溶液を塗布すること
を特徴とする屋根用緑青色コンクリート成形体の製造方
法。
【請求項２】前記塩化アンモニウム水溶液の濃度が５
〜１５重量％であることを特徴とする請求項１記載の屋
根用緑青色コンクリート成形体の製造方法。
【請求項３】前記無機化合物微粉末が無機珪酸化合物
微粉末であることを特徴とする請求項１又は２記載の屋
根用緑青色コンクリート成形体の製造方法。
【請求項４】前記水性懸濁液に増粘剤を含むことを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の屋根用緑青
色コンクリート成形体の製造方法。
【請求項５】前記コンクリート成形体が屋根材である
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の屋
根用緑青色コンクリート成形体の製造方法。