JPH10140748A

JPH10140748A - 太陽電池瓦及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10140748A
Application number: JP8294067A
Authority: JP
Inventors: Tomoshige Tsutao; 友重蔦尾; Yoichi Ikemoto; 陽一池本; Hiroshi Akamatsu; 博赤松
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量であり、瓦基材にクラックが入りにくく、
長期にわたって優れた外観を有する、太陽電池が固設さ
れた太陽電池瓦及びその製造方法を提供する。【解決手段】成形すべき太陽電池瓦を成形する凹部を有
する瓦成形型５の凹部内に、太陽電池１１を表面を下方
に向けて設置する工程と、瓦成形型内の太陽電池の側面
の少なくとも表面側の周囲に、緻密層形成用スラリーを
流し込み、緻密層形成層１２１′を形成する工程と、そ
の緻密層形成層と太陽電池裏面上に、発泡層形成用スラ
リーを流し込み発泡層形成層１２２′を形成する工程
と、前記発泡層形成層上に前記緻密層形成用スラリーを
流し込み緻密層形成層１２３′を形成する工程と、前記
緻密層形成層及び発泡層形成層を一体硬化して瓦基材を
形成し脱型する工程とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は太陽電池瓦及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】日当たりの良い家屋の屋根瓦上は、太陽
電池の有利な設置場所の一つである。しかしながら、家
屋の屋根瓦は、通常、傾斜した屋根に葺設されているの
で表面が傾斜しており、その上に太陽電池を設置するに
は、落下しないように適当な固定部材にて固定する必要
がある。従って、別部材としての固定部材を必要とする
上に、固定作業が煩雑であるという問題点がある。

【０００３】この点に鑑み、従来、屋根瓦に直接太陽電
池を取り付けたものが種々提案されている。例えば、特
開平３─２５１４６号公報には、ガラス製スレート瓦の
前部下面に太陽電池が一体に設けられたものが提案され
ているが、瓦が高価なものとなる上に、重く且つ破損し
易いという難点がある。

【０００４】又、実開平４─２８５２４号公報には、繊
維補強セメント製又は焼成粘土製の厚型瓦の表面の陥凹
部に太陽電池素子が収納され、接着剤にて固定されたも
のが提案され、実開昭６１─１９４０３９号公報には、
屋根瓦本体に設けられた収納部内に太陽電池及び透明保
護板が嵌め込まれたものが提案されている。

【０００５】しかしながら、日当りの良い屋根上では、
時間の経過とともに、接着剤が劣化したり、透明保護板
が反って外れたりし易いために、外観が悪くなったり、
甚だしい場合には、太陽電池素子が風雨に煽られて落下
し危険であるという問題点がある。

【０００６】一方、機械的強度に優れた建築材用の原料
として、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体及びアルカリ金属
珪酸塩を主成分とする硬化性無機質組成物が知られてお
り、例えば、特公平３─９０６０号公報には、電気集塵
の灰や仮焼ボーキサイトとアルカリ金属珪酸塩水溶液を
混合した含水無機成形材料が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この含
水無機成形材料を用いて、注型成形により、太陽電池を
埋め込んだ瓦を成形した場合、瓦基材の部分の成形後の
硬化収縮率が大きいためにクラックが入るという問題点
がある。

【０００８】本発明は、軽量であって、瓦基材にクラッ
クが入りにくく、長期にわたって優れた外観を有する、
太陽電池が固設された太陽電池瓦及びその製造方法を提
供することを目的としてなされたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１記載の本
発明（以下、この発明のみを指す場合は本発明１とい
う）は、瓦基材に太陽電池が固設された太陽電池瓦の製
造方法であって、成形すべき太陽電池瓦を成形する凹部
を有する瓦成形型の凹部内に、太陽電池を表面を下方に
向けて設置する工程と、瓦成形型内の太陽電池の側面の
少なくとも表面側の周囲に、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉
体とアルカリ金属珪酸塩と水からなる緻密層形成用スラ
リーを流し込み、緻密層形成層を形成する工程と、その
緻密層形成層と太陽電池裏面上に、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ
₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩と水と、発泡剤及び起泡
剤のうちの少なくとも１種とからなる発泡層形成用スラ
リーを流し込み、発泡層形成層を形成する工程と、前記
発泡層形成層上に前記緻密層形成用スラリーを流し込み
緻密層形成層を形成する工程と、前記緻密層形成層及び
発泡層形成層を一体硬化して瓦基材を形成し脱型する工
程とからなる太陽電池瓦の製造方法である。

【００１０】本願の請求項２記載の本発明（以下、この
発明のみを指す場合は本発明２という）は、瓦基材に太
陽電池が固設された太陽電池瓦の製造方法であって、成
形すべき太陽電池瓦を成形する凹部を有する瓦成形型の
凹部内に、太陽電池を表面を下方に向けて設置する工程
と、瓦成形型内の太陽電池の側面及び裏面の周囲に、Ｓ
ｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩と水
と、発泡剤及び起泡剤のうちの少なくとも１種とからな
り、硬化後の瓦基材の比重が１．１〜１．４となる瓦基
材形成用スラリーを流し込み、瓦基材形成層を形成する
工程と、瓦基材形成層を硬化して瓦基材を形成し脱型す
る工程とからなる太陽電池瓦の製造方法である。

【００１１】本願の請求項３記載の本発明（以下、この
発明のみを指す場合は本発明３という）は、前記スラリ
ーにおける、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部
に対する、アルカリ金属珪酸塩の添加量が１０〜８０重
量部、水の添加量が１０〜１，０００重量部とされてい
る本発明１又は本発明２記載の太陽電池瓦の製造方法で
ある。

【００１２】本願の請求項４記載の本発明（以下、この
発明のみを指す場合は本発明４という）は、前記発泡剤
が過酸化水素である本発明１又は本発明２記載の太陽電
池瓦の製造方法である。

【００１３】本願の請求項５記載の本発明（以下、この
発明のみを指す場合は本発明５という）は、本発明１〜
本発明４のいずれかの太陽電池瓦の製造方法により得ら
れる太陽電池瓦。

【００１４】本発明１において、緻密層形成用スラリー
としては、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属
珪酸塩と水とからなるものが使用され、発泡層形成用ス
ラリーとしては、これらと、更に、発泡剤及び起泡剤の
うちの少なくとも１種とからなるものが使用される。Ｓ
ｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体としては、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂
Ｏ₃＝１／９〜９／１（重量比）のものが好適に使用さ
れ、全体としてＳｉＯ₂とＡｌ₂Ｏ₃とを合わせて５０
重量％以上含まれているものが好適に使用される。

【００１５】このようなＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体と
しては、例えば、１０μｍ以下の粒径のものを８０重
量％以上含有するフライアッシュ、４００〜１，００
０℃で焼成され、１０μｍ以下の粒径のものを８０重量
％含有するフライアッシュ、フライアッシュ又は粘土
を溶融し気体中に噴霧することによって得られる無機質
粉体、粘土に０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇの機械的エネ
ルギーを作用させて得られる無機質粉体、の無機質
粉体を更に１００〜７５０℃で加熱することによって得
られる無機質粉体、メタカオリンに０．１〜３０ｋｗ
ｈ／ｋｇの機械的エネルギーを作用させて得られる無機
質粉体、コランダムあるいはムライト製造時の電気集
塵機の灰、粉砕仮焼ボーキサイト、メタカオリンか
ら選ばれる１種以上の粉体が挙げられる。

【００１６】ここに、フライアッシュとは、ＪＩＳＡ
６２０１に規定される、微粉砕燃焼ボイラーから集塵
機で採取する微小な灰の粒子の、ＳｉＯ₂４０％以上、
湿分１％以下、比重１．９５以上、比表面積２，７００
ｃｍ²／ｇ以上、４４μｍ標準ふるい７５％以上通過す
るものである。

【００１７】上記フライアッシュからのフライアッシ
ュを得る方法としては、従来公知の任意の方法が採用で
き、例えば、湿式沈降分級、風力分級、比重による分離
等通常行われている分級機、もしくはジェットミル、ロ
ールミル、ボールミル等の微粉砕機及び分級機と粉砕機
の連続システムを使用することにより可能である。粒径
１０μｍ以下のフライアッシュが８０重量％を下回ると
アルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性が低下し、強度低
下を生じたり、硬化不良が生じるおそれがある。

【００１８】フライアッシュは一般に黒色であるが、着
色を必要とする場合には焼成により脱色する。４００℃
以上の温度での焼成で脱色可能であるが、１，０００℃
を超える温度で焼成すると、アルカリ金属珪酸塩水溶液
との反応性が低下するので、のフライアッシュにおい
ては上記の温度範囲が好ましい。

【００１９】の無機質粉体を得るために、フライアッ
シュ又は粘土を溶融したものを気体中に噴霧する方法と
しては、セラミックコーティングに使用される溶射技術
が応用される。この溶射技術は、好ましくは上記フライ
アッシュ及び粘土が２，０００〜１６，０００℃の温度
で溶融され、３０〜８０ｍ／ｓの速度で噴霧されるもの
であり、具体的には、フラズマ溶射法、高エネルギーガ
ス溶射法、アーク溶射法等が採用される。上記溶射技術
によって得られる反応性無機質粉体は、一般にその比表
面積が０．１〜６０ｍ²／ｇにコントロールされる。

【００２０】における粘土としては、化学組成とし
てＳｉＯ₂５〜８５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃９０〜１０重量
％を含有する粘土が使用され、例えば、カオリナイト、
ディッカイト、ナクライト、ハロサイト等のカオリン鉱
物、白雲母、イライト、フェンジャナイト、海緑石、セ
ラドナイト、パラゴナイト、ブランマナイト等の雲母粘
土鉱物、モンモリドナイト、バイデライト、ノントロナ
イト、サボナイト、ソーコナイト等のスメクタイト、緑
泥石、パイフィライト、タルク、ばん土頁岩を使用する
ことができる。

【００２１】乃至の無機質粉体を得る際の、機械的
エネルギーとは、圧縮力、剪断力、衝撃力を指し、これ
らは単独で作用させてもよいし、２種以上を複合させて
もよい。これらを作用させる機器としては、例えば、ボ
ールミル、振動ミル、遊星ミル、媒体攪拌型ミル、ロー
ラミル、乳鉢、ジェット粉砕装置等が挙げられる。

【００２２】乃至の無機質粉体を得る原料としての
粘土又はメタカオリンは、特に限定されないが、機械エ
ネルギーを有効に作用させるには、その平均粒径が０．
０１〜５００μｍのものが好ましく、更に好ましくは
０．１〜１００μｍのものである。

【００２３】乃至の無機質粉体を得る原料としての
粘土又はメタカオリンに作用させる機械的エネルギー
は、小さすぎるとアルカリ金属珪酸塩水溶液との反応性
が低下し、大きすぎると粉砕装置への負荷が大きくな
り、装置の消耗や損傷が増大し、不純物が混入する問題
が発生するので、０．１〜３０ｋｗｈ／ｋｇに限定さ
れ、１．０〜２６ｋｗｈ／ｋｇであるのが好ましい。

【００２４】粘土又はメタカオリンに機械的エネルギー
を作用させる際には、必要に応じて粉砕助剤が添加され
てもよい。粉砕助剤とは、機械エネルギーを作用させる
際に粘土又はメタカオリンの粉体が装置内部に付着した
り著しく凝集するのを防ぐものであって、例えば、メチ
ルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、ト
リエタノールアミン等のアルコールアミン類、ステアリ
ン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸
類、アセトン蒸気等が挙げられる。これらは単独で使用
されてもよいし、２種以上が併用されてもよい。

【００２５】の無機質粉体を得るには、の無機質粉
体を１００〜７５０℃、好ましくは２００〜６００℃に
加熱して得られるが、これは加熱により、得られる硬化
体の機械的強度の向上が認められるためである。加熱温
度が１００℃未満であると、得られる硬化体の機械強度
の向上が小さく、７５０℃を無機質粉体の結晶化が生
じ、アルカリ金属珪酸塩水溶液に対する反応性が低下す
る。加熱時間は、短くなると得られる硬化体の機械的強
度の向上が小さく、長くなるとエキルギーコストが増大
するので、１分〜５時間が好ましい。

【００２６】又はの無機質粉体としては、特公平３
─９０６０号公報や特公平４─４５４７１号公報に記載
されているものが使用される。の無機質粉体として
は、市販のメタカオリが使用される。

【００２７】アルカリ金属珪酸塩としては、次式（１）
で表される化合物が好適に使用される。Ｍ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂・・・（１）但し、式（１）中、Ｍは、Ｋ，Ｎａ，Ｌｉから選ばれる
１種以上の金属、ｎは有理数を表す。ｎの値は小さくな
ると、良好な外観の硬化体が得られず、大きくなるとゲ
ル化を生じ易くなるので、０．０５〜８が好ましく、更
に好ましくは０．５〜２．５である。

【００２８】アルカリ金属珪酸塩は、水溶液の状態で添
加されるのが好ましい。この場合の水溶液の濃度は、低
すぎるとＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体との反応性が低下
し易く、濃度が高すぎるとアルカリ金属の塩が生成し易
くなるので、１０〜６０重量％程度が好ましい。アルカ
リ金属珪酸塩は、そのまま加圧、加熱下で水に溶解して
もよいが、アルカリ金属珪酸塩水溶液に珪砂、珪石等の
ＳｉＯ₂成分をｎが所定値になるように加圧、加熱下で
添加しながら溶解してもよい。

【００２９】アルカリ金属珪酸塩の添加量は、少なすぎ
るとＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体との反応性が低下し易
く、多すぎると得られる硬化体の耐水性が低下し易いの
で、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対し
て、１０〜８０重量部が好ましく、更に好ましくは２０
〜７０重量部である。

【００３０】水は、全添加量をアルカリ金属珪酸塩の水
溶液として添加されてもよいし、アルカリ金属珪酸塩水
溶液と、独立した水との両方の形態で添加されてもよ
い。水の添加量は、少なすぎると十分に硬化しにくく、
多すぎると得られる硬化体の強度が低下し易いので、Ｓ
ｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対して１０〜
１，０００が好ましく、更に好ましくは１０〜７５０重
量部であり、特に好ましくは５０〜５００重量部であ
る。

【００３１】緻密層形成スラリーは、ＪＩＳＡ１１
０１の規定に準じたスランプ試験で、その値が５０〜２
５０ｍｍになるように粘度調整を行うと、緻密層形成の
ための加熱処理が不要となるので好ましい。

【００３２】発泡層形成スラリー中の発泡剤としては、
特に限定されることなく、例えば、Ｍｇ，Ｃａ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｇａ，Ｓ
ｎ，Ｓｉ，フェロシリコン等の金属系粉体、過酸化水素
水、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過ホウ酸ナト
リウム等の過酸化物系粉体等が使用される。

【００３３】過酸化物系粉体の粒度は、小さすぎると分
散性が低下するとともに、急速発泡し易く、大きすぎる
反応性が低下し易いので、１〜２００μｍが好ましい。
発泡剤としては、コスト、安全性、入手のし易さ、混合
の容易さなどから、Ａｌの金属粉体や過酸化水素水が特
に好ましい。発泡剤の添加量は、多すぎると得られる硬
化体の強度が低下し、ハンドリングがしにくくなるの
で、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対して
５重量部以下が好ましい。

【００３４】起泡剤としては、特に限定されることな
く、例えば、高級アルコール硫酸エステル塩、アルキル
エーテル硫酸エステル塩、芳香族誘導体スルホン酸塩、
イミダゾリン誘導体、脂肪族アミド、動物蛋白質等が使
用される。起泡剤の添加量は、多すぎると硬化不良を生
ずるので、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に
対して１０重量部以下が好ましい。

【００３５】上記各スラリー中には、必要に応じて、無
機質充填材、補強繊維、軽量骨材、顔料、発泡助剤等を
添加することができる。

【００３６】本発明１においては、瓦成形型内の太陽電
池の側面の表面側の周囲にのみ、緻密層形成用スラリー
を流し込んで緻密層形成層を形成してもよいし、側面の
全周囲に、緻密層形成用スラリーを流し込んで緻密層形
成層を形成してもよい。

【００３７】本発明１において、スラリーは、例えば、
５０〜１００℃の雰囲気下で加熱処理を行うことによ
り、硬化して瓦基材を形成することができる。加熱処理
は、特に限定されることがないが、例えばオーブン等に
より行うことができる。

【００３８】本発明２において、瓦基材形成用スラリー
としては、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属
珪酸塩と水と、発泡剤及び起泡剤のうちの少なくとも１
種とからなり、硬化後の瓦基材の比重が１．１〜１．
４、好ましくは１．２〜１．３となるものが使用され
る。硬化後の瓦基材の比重が１．４を超えると、加熱硬
化により瓦基材内に発生する内部応力を緩和することが
できず、その大きな収縮により瓦基材にクラックが生じ
てしまい、１．１未満であると、内部空隙が多すぎて瓦
として必要な強度が不足してまう。

【００３９】瓦基材形成用スラリー中のＳｉＯ₂─Ａｌ
₂Ｏ₃系粉体、アルカリ金属珪酸塩、水、発泡剤及び起
泡剤としては、前記と同様のものが使用される。

【００４０】

【作用】本発明１の太陽電池瓦の製造方法は、成形すべ
き太陽電池瓦を成形する凹部を有する瓦成形型の凹部内
に、太陽電池を表面を下方に向けて設置する工程と、瓦
成形型内の太陽電池の側面の少なくとも表面側の周囲
に、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩
と水からなる緻密層形成用スラリーを流し込み緻密層形
成層を形成する工程と、その緻密層形成層と太陽電池裏
面上に、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属珪
酸塩と水と、発泡剤及び起泡剤のうちの少なくとも１種
とからなる発泡層形成用スラリーを流し込み発泡層形成
層を形成する工程と、前記発泡層形成層の裏面上に前記
緻密層形成用スラリーを流し込み、緻密層形成層を形成
する工程と、前記緻密層形成層及び発泡層形成層を一体
硬化して瓦基材を形成し脱型する工程ことにより、太陽
電池の側面の少なくとも表面側の周囲に表面緻密層が形
成され、その表面緻密層及び太陽電池の裏面に発泡層が
形成され、発泡層の裏面に裏面緻密層が形成され、一体
硬化された表面緻密層と発泡層とからなる瓦基材の表面
の凹部内に太陽電池が固設された太陽電池瓦を得ること
ができる。

【００４１】得られた太陽電池瓦は、発泡層があるので
軽量であり、表面緻密層の収縮力を発泡層が吸収するの
で瓦基材にクラックが入りにくく、長期にわたって優れ
た外観を有しており、太陽電池が固設された状態を維持
することができる。

【００４２】本発明２の太陽電池瓦の製造方法は、成形
すべき太陽電池瓦を成形する凹部を有する瓦成形型の凹
部内に、太陽電池を表面を下方に向けて設置する工程
と、瓦成形型内の太陽電池の側面及び裏面の周囲に、Ｓ
ｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩と水
と、発泡剤及び起泡剤のうちの少なくとも１種とからな
り、硬化後の瓦基材の比重が１．１〜１．４となる瓦基
材形成用スラリーを流し込み、瓦基材形成層を形成する
工程と、瓦基材形成層を硬化して瓦基材を形成し脱型す
る工程とからなることにより、太陽電池の側面及び裏面
の周囲に適度な比重を有する瓦基材が形成され、その瓦
基材の表面の凹部内に太陽電池が固設された太陽電池瓦
を得ることができる。

【００４３】得られた太陽電池瓦は、瓦基材の比重が
１．１〜１．４であるので軽量であり、瓦基材が加熱硬
化により発生する内部応力を緩和することができるの
で、クラックが生じることがなく、又、内部空隙は少な
くて瓦として必要な強度を備えている。従って、軽量で
あり、長期間使用しても、長期にわたって優れた外観を
備えており、太陽電池が固設された状態を維持すること
ができる。

【００４４】本発明３の太陽電池瓦の製造方法は、本発
明１又は本発明２において、前記スラリーにおける、Ｓ
ｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対する、アル
カリ金属珪酸塩の添加量が１０〜８０重量部、水の添加
量が１０〜１，０００重量部とされていることにより、
ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩の反
応性に優れており、且つ、瓦基材の強度が優れている。

【００４５】本発明４の太陽電池瓦の製造方法は、本発
明１又は本発明２において、前記発泡剤が過酸化水素で
あることにより、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカ
リ金属珪酸塩の反応性に優れており、且つ、瓦基材の強
度が優れている。

【００４６】本発明５の太陽電池瓦は、本発明１乃至本
発明５の太陽電池瓦の製造方法により得られることによ
り、軽量であり、瓦基材にクラックが入りにくく、長期
にわたって優れた外観を備えており、太陽電池が固設さ
れた状態を維持することができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１〜図４は、本発明の太陽電池
瓦の製造方法の一例の製造工程を順次説明する説明図で
ある。まず、第１工程において、図１に示すように、型
枠３内に瓦成形型５を設置する。瓦成形型５は、成形す
べき太陽電池瓦を形成するための凹部５１を有してい
る。

【００４８】１１は太陽電池であって、瓦成形型５の凹
部５１の内形よりも小さい外形を有する板状体である。
瓦成形型５の凹部５１の略中央部に、太陽電池１１を表
面を下方に向けて設置する。

【００４９】次に、第２工程において、図２に示すよう
に、瓦成形型５内の太陽電池１１の側面であって表面側
半分の周囲に、緻密層形成用スラリーを流し込み、表面
緻密層形成層１２１′を形成する。

【００５０】第３工程にいて、図３に示すように、表面
緻密層形成層１２１′と、太陽電池１１の側面であって
表面側半分の周囲及び裏面上に、発泡層形成用スラリー
を流し込み、発泡層形成層１２２′を形成する。

【００５１】第４工程におてい、図４に示すように、発
泡層形成層１２２′の上に、ＳｉＯ ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉
体とアルカリ金属珪酸塩と水からなる緻密層形成用スラ
リーを流し込み、裏面緻密層形成層１２３′を形成す
る。型枠３上に上型４を被せる。

【００５２】最終工程において、型枠３に上型４を被せ
たまま図示しないオーブン中に導入して加熱処理して、
緻密層形成層１２１′，１２３′及び発泡層形成層１２
２′を一体硬化して瓦基材を形成する。しかる後、脱型
して、図５又は図６に示すように、太陽電池１１の側面
の表面側部分の周囲に表面緻密層１２１が形成され、そ
の表面緻密層１２１の裏面、太陽電池１１の側面の裏面
側部分及び裏面に発泡層１２２が形成され、その発泡層
１２２の裏面に裏面緻密層１２３が形成されるようにし
て、一体硬化された表面緻密層１２１と発泡層１２２と
裏面緻密層１２３からなる瓦基材１２の表面の凹部内に
太陽電池１１が固設された太陽電池瓦２を得る。

【００５３】図７及び図８は、本発明の太陽電池瓦の製
造方法の別の例の製造工程を順次説明する説明図であ
る。まず、第１工程において、図７に示すように、型枠
３内に設置した瓦成形型５の凹部５１の略中央部に、太
陽電池２１を表面を下方に向けて設置する。

【００５４】次に、第２工程において、図８に示すよう
に、瓦成形型５内の太陽電池２１の側面及び裏面の周囲
に、瓦基材形成用スラリーを流し込み、瓦基材形成層２
２′を形成する。型枠３の上に上型４を被せる。

【００５５】最終工程において、型枠３の上に上型４を
被せたまま図示しないオーブン中に導入して加熱処理し
て、瓦基材形成層２２′を硬化して瓦基材を形成する。
しかる後、脱型して、図９に示すように、太陽電池２１
の側面及び裏面周囲に瓦基材２２が形成されるようにし
て、瓦基材２２の表面の凹部内に太陽電池２１が固設さ
れた太陽電池瓦２を得る。

【００５６】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例１〜６（１）ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体の調製ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体フライアッシュ（関電化工社製、平均粒径２０μｍ：Ｊ
ＩＳＡ６２０１に準ずる）を分球機（日清エンジニ
アリング社製、型式：ＴＣ１５）により分球し粒径が１
０μｍ以下の粉体を１００重量％含有するＳｉＯ₂─Ａ
ｌ₂Ｏ₃系粉体を調製した。

【００５７】ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体カオリン（組成ＳｉＯ₂４５．７％、Ａｌ₂Ｏ₃３８．
３％、平均粒径５μｍ、ＢＥＴ比表面積５．８ｍ²／
ｇ）を３，０００℃で溶融後、８０ｍ／ｓの速度で大気
中に噴霧して、平均粒径５μｍ、比表面積９．５ｍ²／
ｇのＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体を調製した。

【００５８】（２）アルカリ金属珪酸塩水溶液の調製１Ｋ珪酸カリウム水溶液（日本化学工業社製）、水を用
いて、表１に示すアルカリ金属珪酸塩水溶液を調製し
た。

【００５９】

【表１】

【００６０】（３）過酸化水素水過酸化水素水としては、濃度３５％のもの（三菱瓦斯化
学社製）を濃度３％に希釈したものを用いた。

【００６１】（４）発泡助剤発泡助剤としては、ステアリン酸亜鉛（堺化学工業社
製、商品名「ＳＺ２０００」）を用いた。

【００６２】（５）スラリーの調製緻密層形成用スラリーオムニミキサー（千代田技研工業社製）を用いて、表２
に示す添加量の、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体又は
、アルカリ金属珪酸塩水溶液と水を加えて２分間混合
した後、各緻密層形成用スラリーを調製した。

【００６３】発泡層形成用スラリーの調製オムニミキサー（千代田技研工業社製）を用いて、表２
に示す添加量の、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体又は
、アルカリ金属珪酸塩水溶液と水を加えて２分間混合
し、過酸化水素水と発泡助剤とを加えて３０秒間混合し
て、各緻密層形成用スラリーを調製した。

【００６４】（６）太陽電池瓦の作製図１〜図４を参照して説明した第１工程〜最終工程の製
造工程のとおりに、瓦成形型５内に設置した太陽電池１
１の周りに、各スラリーを流し込んだ後、各層を一体硬
化して、図５に示すような、一体硬化された表面緻密層
１２１と発泡層１２２と裏面緻密層１２３からなる瓦基
材１２の表面の凹部内に太陽電池１１が固設された太陽
電池瓦１を作製した。

【００６５】（７）太陽電池瓦の評価曲げ強度縦１５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ１０ｍｍの凹部を有す
るゴム型内に、太陽電池を設置することなく、図１〜図
４を参照して説明した第１工程〜最終工程の製造工程に
準じて、各スラリーを流し込んで、一体硬化された表面
緻密層１２１と発泡層１２２と裏面緻密層１２３からな
る瓦基材１２からなる縦１５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ
１０ｍｍの試験片を得て、ＪＩＳＡ５４２３に準じ
て、これをオートグラフによる３点曲げ試験法により曲
げ強度を測定した。

【００６６】成形後外観評価得られた太陽電池瓦の表面のクラック発生の有無を観察
した。クラックの発生のないものを○、発生のあるもの
を×とした。乾燥後の外観評価得られた太陽電池瓦を５０℃にて２４時間乾燥処理後の
表面のクラック発生の有無を観察した。クラックの発生
のないものを○、発生のあるものを×とした。これらの
評価結果を表２に示す。

【００６７】

【表２】

【００６８】比較例１〜６表３に示す添加量の緻密層形成用スラリーのみを用いた
こと以外は、実施例と同様にして太陽電池瓦を得た。実
施例１〜６と同様の評価結果を表３に併せて示す。

【００６９】

【表３】

【００７０】実施例７〜１２、比較例７〜１４（１）〜（５）については実施例１〜６と同様である。（６）瓦基材形成用スラリーの調製オムニミキサー（千代田技研工業社製）を用いて、表
４、表５に示す添加量の、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体
又は、アルカリ金属珪酸塩水溶液を２分間混合した
後、水と過酸化水素水と発泡助剤とを加えて３０秒間混
合して、各瓦基材形成用スラリーを調製した。

【００７１】（７）太陽電池瓦の作製図７、図８を参照して説明した第１工程〜最終工程の製
造工程のとおりに、瓦成形型４内に設置した太陽電池の
周りに、スラリーを流し込んだ後硬化して、図９に示す
ような、瓦基材２２の表面の凹部内に太陽電池２１が固
設された太陽電池瓦２を作製した。

【００７２】（８）太陽電池瓦の評価曲げ強度縦１５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ１０ｍｍの凹部を有す
るゴム型内に、太陽電池を設置することなく、図７、図
８を参照して説明した第１工程〜最終工程の製造工程に
準じて、スラリーを流し込んで硬化された瓦基材１２か
らなる縦１５０ｍｍ×横５０ｍｍ×高さ１０ｍｍの試験
片を得て、ＪＩＳＡ５４２３に準じて、これをオー
トグラフによる３点曲げ試験法により曲げ強度を測定し
た。

【００７３】成形後外観評価：実施例１〜６と同様
である。乾燥後の外観評価：実施例１〜６と同様である。これらの評価結果を表４、表５に示す。

【００７４】

【表４】

【００７５】

【表５】

【００７６】

【発明の効果】本発明１，２の太陽電池瓦の製造方法
は、上記のようにされているので、軽量であり、瓦基材
にクラックが入りにくく、長期にわたって優れた外観を
有し、太陽電池瓦が固設された太陽電池瓦を製造するこ
とができる。

【００７７】本発明３，４の太陽電池瓦の製造方法は、
上記のようにされているので、更に瓦基材の強度に優れ
た太陽電池瓦を製造することができる。本発明５の太陽
電池瓦は、上記のようにされているので、軽量であり、
瓦基材にクラックが入りにくく、長期にわたって優れた
外観を有している。

【００７８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池瓦の製造方法の一例の第１工
程を説明する断面図である。

【図２】本発明の太陽電池瓦の製造方法の一例の第２工
程を説明する断面図である。

【図３】本発明の太陽電池瓦の製造方法の一例の一例の
第３工程を説明する断面図である。

【図４】本発明の太陽電池瓦の製造方法の一例の一例の
第４工程を説明する断面図である。

【図５】本発明の太陽電池瓦の製造方法により得られた
太陽電池瓦の一例を示す断面図である。

【図６】本発明の太陽電池瓦の製造方法により得られた
太陽電池瓦の別の例を示す断面図である。

【図７】本発明の太陽電池瓦の製造方法の別の例の第１
工程を説明する断面図である。

【図８】本発明の太陽電池瓦の製造方法の別の例の第２
工程を説明する断面図である。

【図９】本発明の太陽電池瓦の製造方法により得られた
太陽電池瓦の更に別の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２太陽電池瓦３型枠４上型５瓦成形型１１，２１太陽電池１２，２２瓦基材１２′，２２′ 瓦基材形成層５１凹部１２１，１２３緻密層１２２発泡層１２１′，１２３′ 緻密層形成層１２２′ 発泡層形成層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】瓦基材に太陽電池が固設された太陽電池
瓦の製造方法であって、成形すべき太陽電池瓦を成形す
る凹部を有する瓦成形型の凹部内に、太陽電池を表面を
下方に向けて設置する工程と、瓦成形型内の太陽電池の
側面の少なくとも表面側の周囲に、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ
₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩と水からなる緻密層形成
用スラリーを流し込み、緻密層形成層を形成する工程
と、その緻密層形成層と太陽電池裏面上に、ＳｉＯ₂─
Ａｌ₂Ｏ₃系粉体とアルカリ金属珪酸塩と水と、発泡剤
及び起泡剤のうちの少なくとも１種とからなる発泡層形
成用スラリーを流し込み、発泡層形成層を形成する工程
と、前記発泡層形成層上に前記緻密層形成用スラリーを
流し込み緻密層形成層を形成する工程と、前記緻密層形
成層及び発泡層形成層を一体硬化して瓦基材を形成し脱
型する工程とからなることを特徴とする太陽電池瓦の製
造方法。
【請求項２】瓦基材に太陽電池が固設された太陽電池
瓦の製造方法であって、成形すべき太陽電池瓦を成形す
る凹部を有する瓦成形型の凹部内に、太陽電池を表面を
下方に向けて設置する工程と、瓦成形型内の太陽電池の
側面及び裏面の周囲に、ＳｉＯ₂─Ａｌ₂Ｏ₃系粉体と
アルカリ金属珪酸塩と水と、発泡剤及び起泡剤のうちの
少なくとも１種とからなり、硬化後の瓦基材の比重が
１．１〜１．４となる瓦基材形成用スラリーを流し込
み、瓦基材形成層を形成する工程と、瓦基材形成層を硬
化して瓦基材を形成し脱型する工程とからなることを特
徴とする太陽電池瓦の製造方法。
【請求項３】前記スラリーにおける、ＳｉＯ₂─Ａｌ
₂Ｏ₃系粉体１００重量部に対する、アルカリ金属珪酸
塩の添加量が１０〜８０重量部、水の添加量が１０〜
１，０００重量部とされていることを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の太陽電池瓦の製造方法。
【請求項４】前記発泡剤が過酸化水素であることを特
徴とする請求項１又は請求項２記載の太陽電池瓦の製造
方法。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか１項記
載の太陽電池瓦の製造方法により得られる太陽電池瓦。