JP4358290B1

JP4358290B1 - 瓦及び瓦用釉薬

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Publication number: JP4358290B1
Application number: JP2009023901A
Authority: JP
Inventors: 和彦小栗; 一平青木; 守野上; 善孝高瀬
Original assignee: 株式会社鶴弥; 宮脇グレイズ工業株式会社
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: JP2010180082A

Abstract

【課題】黒色系でありながら、日射中に含まれている赤外線の反射率が高い瓦、及びこの瓦に用いられる釉薬を提供することを目的とする。
【解決手段】釉薬により彩色された部位は、彩度が３以下であり、且つ明度が１５以上３３以下である瓦１０であって、釉薬は、Ｃｒ_２Ｏ_３換算で０．２質量％以上２質量％以下のクロム酸化物と、マンガン酸化物と、Ｆｅ_２Ｏ_３換算で１質量％以上４質量％以下の鉄酸化物とを含み、Ｆｅ_２Ｏ_３換算での鉄酸化物の添加量ｙ質量％に対するＭｎ_３Ｏ_４換算でのマンガン酸化物の添加量ｘ質量％が、１≦ｙ＜２の場合には、６．５≦ｘ≦８．５であり、２≦ｙ＜３の場合には、−２ｙ＋１０．５≦ｘ≦−２ｙ＋１２．５であり、３≦ｙ≦４の場合には、４．５≦ｘ≦６．５であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、黒色系瓦及びこの瓦に用いられる釉薬に関するものである。

日本では、旧くから屋根に瓦を葺いた建物が多く建てられてきており、今日でも住宅等を中心に、このような建物が多く建てられている。屋根に瓦を葺いた建物は、いわゆる和風建築として、落ち着いた外観であることが好まれる傾向にある。そのため、屋根に用いられる瓦の色も黒色や茶色等の暗色が主流となっている。

ところで、今日的な問題の一つとして、都市部における気温がその周辺部における気温より高くなる、いわゆるヒートアイランド現象がある。ヒートアイランド現象の一因として、建物等の人工構造物が日射を吸収することによる蓄熱が挙げられる。
このヒートアイランド現象を改善する方策として、建物の蓄熱を減らすことが有効である。その一つとして、屋根に用いられることから、日中には絶えず日射を受けることになる瓦の光反射率を向上させることで日射の吸収を抑えることが考えられる。

しかし、上述したように、瓦は黒色や茶色等の暗色が主流である上に、建物の外壁等との調和を考慮すると、明色等のような可視光の反射率の高い色に変更することも難しい。

なお、日射の反射性を向上させるものとして、特許文献１には、太陽熱の反射性に優れた釉薬である太陽熱反射性施釉剤等についての記載がある。しかし、特許文献１には、施釉剤に太陽熱の反射性を付与するための熱反射性セラミック粒についての記載がなく実施することができない。また、特許文献２には、ジルコニアやチタニアを含む白色系の釉薬等の記載があるものの、瓦が白色になることから、暗色の瓦の釉薬としては用いることができない。

特開２００６−３４７８１３号公報特開２００７−１９２０１６号公報

そこで、黒色系でありながら、日射中に含まれている赤外線の反射率が高い瓦、及びこの瓦に用いられる釉薬を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の瓦は、釉薬により彩色された部位は、彩度が３以下であり、且つ明度が１５以上３３以下である瓦であって、
前記釉薬は、ゼーゲル表示で、０．０〜０．２ＭｇＯ、０．３〜０．７ＣａＯ、０．３〜０．５ＢａＯ、０．３〜０．６Ａｌ _２Ｏ _３、１．６〜２．６ＳｉＯ _２及び０．０５〜０．２Ｂ _２Ｏ _３である釉薬ベースと、Ｃｒ_２Ｏ_３（酸化クロム）換算で０．２質量％以上２質量％以下のクロム酸化物と、マンガン酸化物と、Ｆｅ_２Ｏ_３（酸化第二鉄）換算で１質量％以上４質量％以下の鉄酸化物とからなり、Ｆｅ_２Ｏ_３換算での鉄酸化物の添加量ｙ質量％に対するＭｎ_３Ｏ_４（四酸化三マンガン）換算でのマンガン酸化物の添加量ｘ質量％が、
１≦ｙ＜２の場合には、６．５≦ｘ≦８．５であり、
２≦ｙ＜３の場合には、−２ｙ＋１０．５≦ｘ≦−２ｙ＋１２．５であり、
３≦ｙ≦４の場合には、４．５≦ｘ≦６．５であることを特徴とする。

ここで、彩度とは、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系の色座標ａ^＊とｂ^＊とを用いて、下記の式で求められる値である。

上記課題を解決するため、本発明の瓦用釉薬は、瓦表面に施釉し、焼成した後の彩度（Ｃ^＊）が３以下であり、且つ明度（Ｌ^＊）が１５以上３３以下である瓦用釉薬であって、ゼーゲル表示で、０．０〜０．２ＭｇＯ、０．３〜０．７ＣａＯ、０．３〜０．５ＢａＯ、０．３〜０．６Ａｌ _２Ｏ _３、１．６〜２．６ＳｉＯ _２及び０．０５〜０．２Ｂ _２Ｏ _３である釉薬ベースと、Ｃｒ_２Ｏ_３（酸化クロム）換算で０．２質量％以上２質量％以下のクロム酸化物と、マンガン酸化物と、Ｆｅ_２Ｏ_３（酸化第二鉄）換算で１質量％以上４質量％以下の鉄酸化物とからなり、Ｆｅ_２Ｏ_３換算での鉄酸化物の添加量ｙ質量％に対するＭｎ_３Ｏ_４（四酸化三マンガン）換算でのマンガン酸化物の添加量ｘ質量％が、
１≦ｙ＜２の場合には、６．５≦ｘ≦８．５であり、
２≦ｙ＜３の場合には、−２ｙ＋１０．５≦ｘ≦−２ｙ＋１２．５であり、
３≦ｙ≦４の場合には、４．５≦ｘ≦６．５であることを特徴とする。

本発明における各要素の態様を以下に例示する。

１．クロム酸化物（Ｃｒ_ｘＯ_ｙ）
クロム酸化物の添加量は、Ｃｒ_２Ｏ_３換算で０．２質量％以上であると、黒色系の色調を示すことができる。また、クロム酸化物の添加量が増えることにより、赤みが増すことから、クロム酸化物の添加量の上限は、Ｃｒ_２Ｏ_３換算で２質量％以下である。好ましくは、Ｃｒ_２Ｏ_３換算で０．２〜１．５質量％である。
ここで、Ｃｒ_２Ｏ_３換算でのクロム酸化物の添加量とは、添加されたクロム酸化物とクロム成分が等量になるＣｒ_２Ｏ_３の量である。
また、釉薬中にクロム酸化物を得るために用いられる原料としては、特に限定はされないが、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）、クロマイト（ＦｅＣｒ_２Ｏ_４）等が例示できる。

２．鉄酸化物（Ｆｅ_ｘＯ_ｙ）
鉄酸化物の添加量は、クロム酸化物及びマンガン酸化物の添加量にもよるが、上記範囲であると、黒色系でありながら、高い日射赤外線の反射率（具体的には２９．５％以上）を得ることができる。好ましくは、Ｆｅ_２Ｏ_３換算で１〜２．５質量％である。
ここで、Ｆｅ_２Ｏ_３換算での鉄酸化物の添加量とは、添加された鉄酸化物と鉄成分が等量になるＦｅ_２Ｏ_３の量である。
また、釉薬中に鉄酸化物を得るために用いられる原料としては、特に限定はされないが、酸化第二鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）、酸化第一鉄（ＦｅＯ）、クロマイト（ＦｅＣｒ_２Ｏ_４）等が例示できる。

３．マンガン酸化物（Ｍｎ_ｘＯ_ｙ）
マンガン酸化物の添加量は、クロム酸化物及び鉄酸化物の添加量にもよるが、上記範囲であると、黒色系でありながら、高い日射赤外線の反射率（具体的には２９．５％以上）を得ることができる。好ましくは、Ｍｎ_３Ｏ_４換算で６〜８．５質量％である。
ここで、Ｍｎ_３Ｏ_４換算でのマンガン酸化物の添加量とは、添加されたマンガン酸化物とマンガン成分が等量になるＭｎ_３Ｏ_４の量である。
また、釉薬中にマンガン酸化物を得るために用いられる原料としては、特に限定はされないが、四酸化三マンガン（Ｍｎ_３Ｏ_４）、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）、一酸化マンガン（ＭｎＯ）等が例示できる。

４．彩度
彩度（Ｃ^＊）は、３以下であると、略無彩色と認識することができる。好ましくは、２以下である。

５．明度
明度（Ｌ^＊）は、３３以下であると、彩度が無彩色であれば略黒色系と認識することができる。好ましくは、１５以上３０以下である。

６．焼成
瓦表面に釉薬の膜を形成するための焼成条件としては、釉薬ベースによっても異なり、特に限定はされないが、最高温度は、１，０００〜１，３００℃であることが好ましく、焼成時間は、７〜２０時間であることが好ましい。

７．施釉
瓦表面に釉薬を塗るための施釉方法としては、特に限定はされないが、流し掛け、どぶ付け、スプレー塗布等が例示できる。
また、瓦表面に施釉される釉薬の量は、瓦の形状等によっても異なり、特に限定はされないが、Ｊ形の瓦で、６０〜１００ｇであることが好ましい。

８．瓦
瓦としては、特に限定はされないが、本葺き形、Ｊ形、Ｆ形、Ｓ形、スパニッシュ形等が例示できる。また、屋根に葺いたときに、屋根の表面として現われている部位（他の瓦等の下になり隠れている部位を除く部位）の全てに彩色されていることが、屋根全体として、日射中に含まれている赤外線の吸収を減らすことができて好ましい。

本発明によれば、黒色系でありながら、日射中に含まれている赤外線の反射率が高い瓦、及びこの瓦に用いられる釉薬を提供することができる。

本発明の実施例の瓦の斜視図である。Ｍｎ_３Ｏ_４の添加量とＦｅ_２Ｏ_３の添加量との関係のグラフである。

本発明の瓦用釉薬は、着色剤として、クロム酸化物と、マンガン酸化物と、鉄酸化物とを含み、図１に示すような瓦１０の表面に膜状に施されている。

そこで、着色剤であるクロム酸化物、マンガン酸化物及び鉄酸化物として、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４及びＦｅ_２Ｏ_３を用い、これらの添加量を変えた２１種類の実施例と２７種類の比較例とを作成し、それぞれについて、彩度（Ｃ^＊）、明度（Ｌ^＊）及び日射中に含まれている赤外線の反射率を測定し、その結果を表１に示す。表１の各着色剤（Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３）の添加量は、釉薬全体（着色剤と後述する釉薬ベースとを合わせたもの）に対する割合である。また、Ｍｎ_３Ｏ_４の添加量とＦｅ_２Ｏ_３の添加量との関係のグラフを図２に示す。

各試料は、次に示すゼーゲル式の配合割合（モル比）の釉薬ベースに、それぞれ着色剤を添加して、全体（釉薬ベースと着色剤との合計量）を１００質量％にしたものを、ボールミルを用いて、湿式粉砕して作成した。

但し、塩基性酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＢａＯ）の合計を１モルとする。

上記のようにして作成した試料を、瓦の素地の表面に施釉した後、最高温度が約１，１３０℃になる条件で１０時間かけて焼成して、瓦表面に釉薬膜を形成した。

本発明の実施例及び比較例の測定は、以下のようにして行った。

（１）色彩
各試料（瓦表面）の色彩は、色彩色差計（コニカミノルタ社の「ＣＲ−４００」）を用いて、色座標ａ^＊とｂ^＊と明度（Ｌ^＊）とを測定した。そして、この色座標ａ^＊、ｂ^＊の値から上記式を用いて、彩度（Ｃ^＊）を算出した。

（２）日射赤外線反射率
各試料の赤外線反射率は、分光光度計（日立ハイテクノロジーズ社の「Ｕ−４０００」）を用い、８３５〜２５００ｎｍの領域を５ｎｍ間隔で測定した。
そして、日射中に含まれている赤外線の反射率である日射赤外線反射率を求めるため、波長毎に測定した値を用い、ＪＩＳＡ５７５９に規定する日射反射率を計算するための重価係数により算出した。

次に、Ｍｎ_３Ｏ_４の添加量を６質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３の添加量を２．７５質量％にし、Ｃｒ_２Ｏ_３の添加量を変えた７種類の実施例と１種類の比較例とを上記と同じように作成し、それぞれについて、彩度（Ｃ^＊）、明度（Ｌ^＊）及び日射中に含まれている赤外線の反射率を上記のようにして測定し、その結果を表２に示す。表２の各着色剤（Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｍｎ_３Ｏ_４、Ｆｅ_２Ｏ_３）の添加量は、釉薬全体（着色剤と釉薬ベースと合わせたもの）に対する割合である。

以上の結果より、全ての実施例（Ｃｒ_２Ｏ_３：０．２〜１．７５質量％、Ｍｎ_３Ｏ_４：４．５〜８．５質量％、Ｆｅ_２Ｏ_３：１〜４質量％であり、Ｍｎ_３Ｏ_４の添加量とＦｅ_２Ｏ_３の添加量との間に所定の関係があるもの）は、黒色系（彩度：３以下、明度：３３以下）でありながら、日射赤外線の反射率が２９．５％以上と、従来の黒色系のもの（日射赤外線の反射率：２２％）より日射赤外線の反射率が３４％以上向上した。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

１０瓦

Claims

釉薬により彩色された部位は、彩度が３以下であり、且つ明度が１５以上３３以下である瓦であって、
前記釉薬は、
ゼーゲル表示で、０．０〜０．２ＭｇＯ、０．３〜０．７ＣａＯ、０．３〜０．５ＢａＯ、０．３〜０．６Ａｌ _２Ｏ _３、１．６〜２．６ＳｉＯ _２及び０．０５〜０．２Ｂ _２Ｏ _３である釉薬ベースと、
Ｃｒ_２Ｏ_３換算で０．２質量％以上２質量％以下のクロム酸化物と、
マンガン酸化物と、
Ｆｅ_２Ｏ_３換算で１質量％以上４質量％以下の鉄酸化物とからなり、
Ｆｅ_２Ｏ_３換算での鉄酸化物の添加量ｙ質量％に対するＭｎ_３Ｏ_４換算でのマンガン酸化物の添加量ｘ質量％が、
１≦ｙ＜２の場合には、
６．５≦ｘ≦８．５であり、
２≦ｙ＜３の場合には、
−２ｙ＋１０．５≦ｘ≦−２ｙ＋１２．５であり、
３≦ｙ≦４の場合には、
４．５≦ｘ≦６．５であることを特徴とする瓦。
瓦表面に施釉し、焼成した後の彩度が３以下であり、且つ明度が１５以上３３以下である瓦用釉薬であって、
ゼーゲル表示で、０．０〜０．２ＭｇＯ、０．３〜０．７ＣａＯ、０．３〜０．５ＢａＯ、０．３〜０．６Ａｌ _２Ｏ _３、１．６〜２．６ＳｉＯ _２及び０．０５〜０．２Ｂ _２Ｏ _３である釉薬ベースと、
Ｃｒ_２Ｏ_３換算で０．２質量％以上２質量％以下のクロム酸化物と、
マンガン酸化物と、
Ｆｅ_２Ｏ_３換算で１質量％以上４質量％以下の鉄酸化物とからなり、
Ｆｅ_２Ｏ_３換算での鉄酸化物の添加量ｙ質量％に対するＭｎ_３Ｏ_４換算でのマンガン酸化物の添加量ｘ質量％が、
１≦ｙ＜２の場合には、
６．５≦ｘ≦８．５であり、
２≦ｙ＜３の場合には、
−２ｙ＋１０．５≦ｘ≦−２ｙ＋１２．５であり、
３≦ｙ≦４の場合には、
４．５≦ｘ≦６．５であることを特徴とする瓦用釉薬。