(57)【要約】【課題】保水性及び水の蒸散性に優れた保水蒸散材と、この保水蒸散材を用いた保水蒸散構造体を提供する。【解決手段】保水蒸散材１は、ネット袋２内に保水性及び蒸散性を有した粒状体３を充填したものである。粒状体３としては耐久性が良好なところから多孔質セラミックスよりなるものが好ましい。ネット袋２は略三角柱形状のものが好ましい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保水性及び蒸散性を有した粒状体をネット袋に収容してなる保水蒸散材。
【請求項２】
請求項１において、前記多孔質セラミックスの全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなることを特徴とする保水蒸散材。
【請求項３】
請求項１又は２において、略三角柱形状であることを特徴とする保水蒸散材。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の保水蒸散材を建造物の外面又は地表に覆設してなる保水蒸散構造体。
【請求項５】
請求項３の保水蒸散材を、複数個、コンクリート面、アスファルト面又は地表面よりなる被覆設面に、前記三角柱形状の保水蒸散材の１つの側面が該被覆設面に重なるように配列してなる保水蒸散構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の屋上等のコンクリート面、アスファルト面、地表などに適用される保水蒸散材及び保水蒸散構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市の治水やヒートアイランド対策等のために、建物の屋上を緑化することが行われているが、施工費用や維持管理の手間及び費用がかかるなどの理由から、それほど普及していない。また、乾燥時に強風が吹くと、覆土が飛散するおそれもある。
【０００３】
このような短所を改善しようとするものとして、特開２００２−３６４１３０には、パーライト等の人工土壌材を不織布の袋に充填して屋根に敷くことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３６４１３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特開２００２−３６４１３０のように人工土壌材を不織布の袋に充填したものは、不織布の透水速度が遅く、吸水性が十分ではない。また、不織布の袋内に湿気が籠ってしまい、水の蒸散性能が良くない。
【０００６】
本発明は、保水性及び水の蒸散性に優れた保水蒸散材と、この保水蒸散材を用いた保水蒸散構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の保水蒸散材は、保水性及び蒸散性を有した粒状体をネット袋に収容したものである。
【０００８】
なお、この粒状体は、平均粒径５〜１００ｍｍの多孔質セラミックスよりなり、前記ネット袋の目開きは１〜５０ｍｍであることが好ましい。
【０００９】
請求項２の保水蒸散材は、請求項１において、前記多孔質セラミックスの全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の保水蒸散材は、請求項１又は２において、略三角柱形状であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４の保水蒸散構造体は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の保水蒸散材を建造物の外面又は地表に覆設してなるものである。
【００１２】
請求項５の保水蒸散構造体は、請求項３の保水蒸散材を、複数個、コンクリート面、アスファルト面又は地表面よりなる被覆設面に、前記三角柱形状の保水蒸散材の１つの側面が該被覆設面に重なるように配列してなるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の保水蒸散材は、吸水性及び蒸散性を有した粒状体をネット袋に収容したものである。この保水蒸散材を建物の屋上や地表等に覆設した場合、降雨時には水がネットを速やかに透過し、粒状体が水を十分に吸水し、治水効果が得られる。また、晴天時等には粒状体から水が十分に蒸散し、ヒートアイランド現象等が抑制される。
【００１４】
この保水蒸散材のネット袋は、不織布の袋に比べ、水を素早く通過させると共に、粒状体から蒸発した水蒸気をスムーズに通過させるので、この保水蒸散材は吸水性及び蒸散性に優れる。
【００１５】
この保水蒸散材の粒状体としては、耐久性に優れるところから多孔質セラミックスが好適である。また、その平均粒径を５〜１００ｍｍとすると、多孔質セラミックスの保水性及び蒸散性が特に良好となる。
【００１６】
ネット袋からの粒状体の脱落を防止すると共に、吸水性、蒸散性を高くするために、ネット袋の目開きは１〜５０ｍｍ程度であることが好ましい。
【００１７】
多孔質セラミックスとしては、全体積の５３〜７０％が孔径１〜１００μｍの気孔よりなるものが好適である。この多孔質セラミックスは、比較的微細な気孔を多量に有するため、保水性が高いと共に、表面の比表面積も大きく、水の蒸発性がよい。従って、降雨や散水によって素早く多量の水を吸水し、都市型洪水を防止する効果が高い。また、この孔径の気孔は、超微細というものではなく、凍結するときには、気孔内の水が凍結時の水の体積膨張に伴って保水用セラミックス外に速やかに押し出されるので、凍結融解が繰り返されても、割れるおそれが殆どない。
【００１８】
保水蒸散材が略三角柱形状であると、複数個の保水蒸散材を各々の１側面が被覆設面に重なるように配列して構造体とした場合、保水蒸散材の残りの２側面が交番して表われる凸凹面となり、保水蒸散構造体の比表面積が大きくなる。そのため、保水蒸散構造体の吸水性及び蒸散性が向上する。
【００１９】
本発明の保水蒸散材は、建物の屋上に設置するのに好適であるが、建物の壁に設けられてもよく、道路脇や駐車場脇等のコンクリート面やアスファルト面等に覆設してもよい。また、地表に覆設してもよい。地表に覆設したときには、土の乾燥や飛散を防ぐ効果も奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態に係る保水蒸散材の斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】ネット袋の網目の説明図である。
【図４】実施の形態に係る保水蒸散構造体の断面図である。
【図５】比較例に係る保水蒸散構造体の断面図である。
【図６】別の実施の形態に係る保水蒸散材の断面図である。
【図７】実施例及び比較例における試験方法の説明図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図は実施の形態に係る保水蒸散材の斜視図、第２図は第１図のII−II線断面図である。
【００２２】
この保水蒸散材１は、ネット袋２内に保水性及び蒸散性を有した粒状体３を充填したものである。粒状体３としては耐久性が良好なところから多孔質セラミックスよりなるものが好ましい。
【００２３】
この多孔質セラミックスは、平均粒径が５〜１００ｍｍ特に１０〜５０ｍｍであることが好ましい。この大きさのものは、製造が容易であると共に、ネット袋に詰め易い。粒状体の形状は球形、楕円球状（例えばラグビーボール状）、立方体、直方体、錘形、円盤形状、柱状体、ドーナツ形など任意である。
【００２４】
この多孔質セラミックスは、その全体積の５３〜７０％特に５５〜６８％が孔径１〜１００μｍの微細気孔よりなるものが好ましい。中でも、この孔径１〜１００μｍの気孔の６０％以上、例えば７０〜９５％が孔径１０〜５０μｍの気孔よりなるものが好適である。このように微細な気孔を多量に含むことにより、多孔質セラミックスの保水性及び水の蒸発性が良好となる。
【００２５】
なお、この多孔質セラミックスの全気孔率は、保水性及び強度の点から５５〜８０％であることが好ましい。なお、気孔の孔径の測定は、水銀ポロシメータを用い、ＪＩＳ  Ｒ  １６５５に従って行われる。
【００２６】
上記孔径の気孔内の水は、凍結時に保水用セラミックス外に押し出され易く、凍結融解作用を繰り返し受けても、保水用セラミックスが割れることは殆どない。
【００２７】
この多孔質セラミックスを構成するセラミックスの組成は
ＳｉＯ２：５０〜８０ｗｔ％とりわけ５５〜７０ｗｔ％
Ａｌ２Ｏ３：１０〜３０ｗｔ％とりわけ１５〜２５ｗｔ％
Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合計：１〜１０ｗｔ％とりわけ３〜７ｗｔ％
であることが好ましい。
【００２８】
かかるソーダ・カリを多く含むアルミノ珪酸塩系セラミックスは、親水性であり、保水用セラミックスの保水性及び水の蒸発性が良好となる。
【００２９】
なお、湿潤状態にある保水用セラミックスに藻が発生することを防止するために、ＣｕＯを保水用セラミックス中に０．１〜１．５ｗｔ％程度配合してもよい。
【００３０】
この多孔質セラミックスを製造するには、窯業系原料、アルミナセメント及び粉末状吸水性ポリマー並びに好ましくは更に炭酸リチウムを乾式混合し、次いで水を添加して混合し、その後、成形、乾燥及び焼成する。この際の配合割合は、好ましくは、
窯業系原料：７５〜９５ｗｔ％、特に８０〜９５ｗｔ％
アルミナセメント：３〜１５ｗｔ％、特に５〜１５ｗｔ％
吸水性ポリマー：０．５〜１０ｗｔ％、特に１〜５ｗｔ％
炭酸リチウム：１０ｗｔ％以下、特に１〜１０ｗｔ％、とりわけ１〜５ｗｔ％
である。
【００３１】
なお、水の混合割合は、水以外の全原料の合計重量に対して１３０〜１７０ｗｔ％程度であって、吸水性ポリマーに対して８０〜１５０倍程度とすることが、取り扱い性、成形性、吸水性ポリマーの吸水膨張性、その後の乾燥、焼成効率の面から好ましい。
【００３２】
窯業系原料としては、カリ長石、粘土、珪砂などの１種又は２種以上を用いることができるが、これに限定されない。これらの窯業系原料をＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏの割合が前述となるように選択して用いる。
【００３３】
アルミナセメントとしては、ＪＩＳに定めるものを用いることができる。
【００３４】
このアルミナセメントは、硬化が速いので、水を添加して混合し、成形すると、短時間のうちにハンドリングできる程度の成形体が得られる。
【００３５】
粉末状吸水性ポリマーとしては、粒径１０〜５０μｍ特に２０〜３０μｍ程度のものが好適である。
【００３６】
吸水性ポリマーとしては、ポリアクリル酸塩系、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体ケン化物、でんぷん・アクリル酸グラフト共重合体など、各種のものを１種を単独で、或いは２種以上を混合して用いることができる。
【００３７】
この混合物を成形するには、定量充填機、鋳込成型機、押出成形機、ハニカム成形機などを用いることができるが、これに限定されない。
【００３８】
この成形体を好ましくは８０〜２５０℃で５〜４０時間特に６〜１２時間加熱して乾燥した後、好ましくは１０５０〜１２００℃特に１１００〜１１５０℃で０．２〜２０時間特に０．３〜２時間焼成して焼結体とする。この焼成には、ローラーハースキルン、トンネルキルン、シャトルキルン等を用いることができる。
【００３９】
ただし、上記の多孔質セラミックスは、本発明に好適な多孔質セラミックスの一例であり、本発明は上記以外の多孔質セラミックスを用いてもよい。また、天然の軽石などを用いてもよい。
【００４０】
次に、ネット袋２の好適例について説明する。
【００４１】
ネット袋２は、粒状体３を収容し、目から粒状体３がこぼれ落ちない目開きを有し、且つ十分な耐久性、特に耐水性及び耐候性を有するものが好ましい。ネット袋２の好ましい構成材料としては、ガラス繊維、炭素繊維等の無機質繊維が好適であるが、アラミド繊維などの合成樹脂の繊維であってもよい。
【００４２】
ネット袋２の網目開口の形状は、三角形、四角形、六角形などのいずれでもよいが、引っ張られても開口が広がらないように、第３図の如く三角形であることが好ましい。第３図では、右斜め方向の糸条２ａと、左斜め方向の糸条２ｂと、水平方向の糸条２ｃとによって正三角形の開口を有したネット袋２が構成されている。各糸条２ａ，２ｂ，２ｃは互いに６０°の角度で交わっている。
【００４３】
ネット袋の形状は、直方体、立方体、角柱形、球状、楕円球状など各種のものとしうるが、略三角柱状、略正四面体形状、略五角柱形状のものが好適であり、特に略三角柱形状、特に略正三角柱形状のネット袋２が好適である。
【００４４】
ネット袋２の大きさは、中に粒状体３を充填したときの保水蒸散材１の重量（粒状体３の乾燥時の重量）が持ち運びに便利な３〜３０ｋｇ程度の重量となるものが好適である。略正三角柱形状のネット袋２の場合であれば、三角形の一辺の長さが５〜１００ｃｍであり、三角柱の高さが１０〜１５０ｃｍ程度であることが好ましい。
【００４５】
略三角柱形状のネット袋２を用いた保水蒸散材１は、第４図の如く、三角柱の１つの側面が被覆設面４と接するように、かつ隣接する保水蒸散材１同士が長辺で接するようにして配列された場合、被覆設面４の単位面積当りの保水蒸散材１の比表面積が大きくなる。
【００４６】
即ち、第５図のように、四角柱形状の保水蒸散材５を被覆設面４上に隙間なく並べた保水蒸散構造体の場合、被覆設面４の単位面積Ａ当りの保水蒸散構造体の比表面積は被覆設面４の面積と等しく、Ａである。これに対し、第４図のように正三角柱形状の保水蒸散材１を被覆設面４上に隙間なく並べた保水蒸散構造体の場合、被覆設面４の単位面積Ａ当りの保水蒸散構造体の比表面積ＢはＡの２倍となる。
【００４７】
これは、正三角柱形状の保水蒸散材１の２側面が大気に露呈するからである。
【００４８】
なお、被覆設面４上に多数の保水蒸散材１を敷き並べた保水蒸散構造体の比表面積を大きくするためには、第６図に示すように、下部側が方形で、上部側が三角形となっている五角形（ホームベース形状）の保水蒸散材６であってもよい。ただし、略正三角柱形状の保水蒸散材１であれば、被覆設面４上に敷き並べる際に三角柱形状のいずれの側面が被覆設面４に接するように敷き並べてもよく、作業性が良好である。
【００４９】
この保水蒸散材１を好ましくは平均厚さ５〜３０ｃｍ特に８〜１５ｃｍ程度となるように配設することにより、保水蒸散材層全体の保水容量が増大し、急激な降雨や一時的に多量の散水が行われたときでも、水を十分に保水することができる。これにより、都市型洪水や、ヒートアイランド現象を防止することが可能となる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例及び参考例について説明する。
【００５１】
なお、以下の実施例及び参考例で用いた原料は次の通りである。
【００５２】
カリ長石：愛知県瀬戸産  長石
８号珪砂：勝野窯業製
長石キラ：愛知県瀬戸産  長石
吸水性ポリマー：三洋化成株式会社製  
（篩によって粒径２０μｍアンダー（吸水性ポリマーＡ）、粒径
２０〜５０μｍ（吸水性ポリマーＢ）、粒径５０〜１００μｍ
（吸水性ポリマーＣ）に分級した。）
アルミナセメント：ラファージュ株式会社製
炭酸リチウム：試薬特級
ＣｕＯ：試薬特級
【００５３】
［実施例１〜５、参考例１〜５］
水以外の原料を表１の割合で秤量し、ミキサ（ホソカワミクロン製ナウタミキサ）で乾式にて攪拌混合した。次いで、水を表１の割合でこの混合粉末に添加し、混練した。これを直径７０ｍｍ、最大厚さ１５ｍｍの略円盤形状に成形し、８０℃にて２４時間乾燥した。これをローラーハースキルン（最高焼成温度は表１に示す通り。炉通過時間は６０分）にて焼成し、保水用セラミックスを製造した。
【００５４】
各保水用セラミックスについて成分分析を行うと共に特性測定を行った。結果を表１、表２に示す。
【００５５】
なお、気孔率は、水銀ポロシメータ（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ株式会社製）を用いて測定した。
【００５６】
保水量は、次のようにして測定した。
【００５７】
保水用セラミックスを１０５℃で乾燥した後、放冷し、秤量し、重量（Ｗ１）を求める。次いで、２０℃の水中に２４時間浸漬した後、引き上げ、表面水を湿った布で拭き取り、飽水状態とする。この試料を秤量し、重量（Ｗ２）を求める。また、この飽水状態の保水用セラミックスをメスシリンダー中の水中に投入し、体積（Ｖ）を求める。保水量（ｇ／ｃｍ３）を（Ｗ２−Ｗ１）／Ｖにより算出する。
【００５８】
強度は１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．５ｃｍのサンプルを作り３点曲げ試験（ＪＴトーシ株式会社、５０ｋＮデジタル曲げ試験機）によって測定した。
【００５９】
凍結融解性能は、上記飽水状態の保水用セラミックスを−２０℃に７５分保持して凍結させた後、３０℃に９０分保持して融解させる凍結・融解サイクルを２００サイクル繰り返し、破損の程度を観察することによって調べ、非常に良好（◎）、良好（○）、やや不良（△）、不良（×）で評価した。
【００６０】
蒸散性能は、水を深さ５ｍｍに張った平たい容器内に、乾燥した保水用セラミックスを置き、３０分吸水させた後、引き上げ、この３０分間の吸水量を上記保水量の測定方法と同様にして求める。体積については保水量測定時の体積を用いる。この３０分間の吸水量（ｇ／ｃｍ３）を蒸散性能とする。
【００６１】
蒸散効果持続日数は、蒸発の潜熱による冷却効果の持続日数であり、次のようにして測定した。
【００６２】
第７図に示す通り、厚さ１５０ｍｍの再生ポリプロピレン樹脂製パレット１１の上に、厚さ１００ｍｍの発泡スチロール板よりなる正方形状の囲枠１２を載せ、容器とする。この容器の一辺は１０００ｍｍ、深さは８３０ｍｍである。容器の外周面にアルミ箔を張ってある。
【００６３】
この容器内に厚さ５００ｍｍに発泡スチロール板１３を敷き詰め、その上面の５箇所に温度センサＴ１〜Ｔ５を配置する。
【００６４】
この発泡スチロール板１３の上に厚さ１８０ｍｍ、比重２．２のコンクリート板４を載せる。このコンクリート板１４の上に飽水状態の保水用セラミックス１５（第７図（ｂ）にのみ図示）を５０ｋｇ堆積させる。堆積厚さは約１０ｃｍ程度である。以上の作業は、気温２０℃、湿度６０％ＲＨの屋内で行う。この容器を３５℃、６０％ＲＨの恒温恒湿室中に放置し、温度センサの検出温度が３５℃に上昇するまでの日数を測定する。これを蒸散効果持続日数とする。
【００６５】
【表１】
2010222817.tif 000003
【００６６】
【表２】
2010222817.tif 000004
次に、上記各多孔質セラミックスを次の略三角柱形状の袋に充填し、１個当りの重量約１０ｋｇの保水蒸散材とした。袋の三角形の一辺の長さは５０ｃｍ、三角柱形状の高さは１０ｃｍである。
【００６７】
袋１：ガラス繊維製ネット
目の形状：正三角形
目の一辺の長さ：３ｍｍ
袋２：ガラス繊維製不織布
各保水蒸散材を気温４０℃、湿度５０％の恒温恒湿室内のコンクリート面に１ｍ２に敷き並べ、１ｍ２当り水３０Ｌを散水し、その後、保水蒸散材１個当りの重量の経時変化を測定した。結果を表３，４に示す。
【００６８】
【表３】
2010222817.tif 000005
【００６９】
【表４】
2010222817.tif 000006
【００７０】
表３，４の通り、ネットに実施例１〜５の多孔質セラミックスを充填した実施例１〜５は、多孔質セラミックスが水を十分に吸収し、また経時的に平均して水が蒸発することが認められる。
【００７１】
ネットに参考例１〜５の多孔質セラミックスを充填した場合は、実施例１〜５に比べて吸水性及び蒸散性が低い。
【００７２】
不織布の袋に多孔質セラミックスを充填した場合は、袋自体が水を透過させにくいので、ネット袋を用いた場合に比べて保水蒸散材の吸水性が低い。また、蒸散性も低い。
【符号の説明】
【００７３】
１  保水蒸散材
２  ネット袋
３  多孔質セラミックスの粒状体
５，６  保水蒸散材
１１  パレット
１２  囲枠
１３  発泡スチロール板
１４  コンクリート板
１５  保水用セラミックス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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