(57)【要約】【課題】  発泡ガラスの保水性を持続させるとともに、水分が気化されやすい構造を付与することによって、水分が長期的かつ効率的に気化し、周囲の熱を奪い気温の上昇を抑制する機能の優れた気温上昇抑制材を提供する。【解決手段】  原料として発泡ガラスとセラミックス原料とが、重量比で８０：２０〜１０：９０の配合割合で使用されており、３００〜１２００℃の温度で焼成されている気温上昇抑制材を提供する。  また、前期原料に対してリグニンスルホン酸塩が０．１〜１０重量％添加されており、前期温度で焼成されている気温上昇抑制材を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料として発泡ガラスとセラミックス原料とが、重量比で８０：２０〜１０：９０の配合割合で使用されており、３００〜１２００℃の温度で焼成されていることを特徴とする気温上昇抑制材。
【請求項２】
前記原料に対して、リグニンスルホン酸塩が０．１〜１０重量％添加されていることを特徴とする請求項１記載の気温上昇抑制材。
【請求項３】
前記発泡ガラスとセラミックス原料とが、重量比で６０：４０〜３０：７０の配合割合で使用されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の気温上昇抑制材。
【請求項４】
前記焼成されている温度が４００〜９００℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気温上昇抑制材。
【請求項５】
前記リグニンスルホン酸塩が、リグニンスルホン酸カルシウムであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の気温上昇抑制材。
【請求項６】
前記原料に対して、前記リグニンスルホン酸塩が０．２〜３重量％添加されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の気温上昇抑制材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、水分を効率的に気化して周囲の熱を奪い気温の上昇を抑制する機能を有する気温上昇抑制材で、とりわけ公園、歩道、屋上等に敷設可能な気温上昇抑制材に関する。
【背景技術】
【０００２】  水分を気化する機能を持つ材料は、水分が気化した時周囲の熱を奪うことにより気温の上昇を抑制する効果がある。そのため、近年問題となっている都市部のヒートアイランド現象の緩和を目的として、公園、歩道、屋上などの舗装に利用され始めている。【０００３】  かかる気温上昇抑制材として、発泡ガラスを主原料とするものが注目されている。（特許文献１、特許文献２）。これは、発泡ガラスが、安価であること、ガラス廃材など産業廃棄物のリサイクル品で環境保全に貢献することにもよるが、空隙の容積が大きく保水容量が大きいことによる。【０００４】  しかし、空隙の容積が大きいことは、必ずしも水分を気化させる機能が大きいことにはならない。発泡ガラスは、確かに一時的な保水力があるが、水分が流出しやすい。例えば、地面に舗装した場合、雨天に雨水を一時的に捕縛するが、短期間のうちに土中に流れ出る。【０００５】  また、水分を効率的に気化させるには、微細な孔が多くあいている構造が好ましいが、口径の大きな発泡ガラスの構造はそれに該当しない。【０００６】  このように、従来の発泡ガラスを使用した気温上昇抑制材は、保水性が長期間持続せず、また水分の気化も効率的に行われず、必ずしも周囲の熱を奪う機能は十分とは言えない。【０００７】
【特許文献１】  特開２００５−２９４５４号公報
【特許文献２】  特開２００５−１３２６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明は、発泡ガラスの保水性を持続させるとともに、水分が気化されやすい構造を付与することによって、水分が長期的かつ効率的に気化し、周囲の熱を奪い気温の上昇を抑制する機能の優れた気温上昇抑制材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】
【０００９】  本発明者は鋭意研究により、原料として発泡ガラスとセラミックス原料を使用し、適切な温度で焼成すると、発泡ガラスの周囲をセラミックス部分が取り巻き、発泡ガラス中の空隙に保持された水分の外部への流出を抑制し、その一方で、水分の気化による放出は盛んに行われることを見出した。さらに、少量のリグニンスルホン酸塩を添加することで、水分の気化がいっそう促進されることを見出した。【００１０】  すなわち、本発明は、原料として発泡ガラスとセラミックス原料とが、重量比で８０：２０〜１０：９０の配合割合で使用されており、３００〜１２００℃の温度で焼成されていることを特徴とする気温上昇抑制材である。【００１１】  また、前期原料に対してリグニンスルホン酸塩が０．１〜１０重量％添加されており、前期温度で焼成されていることを特徴とする気温上昇抑制材でもある。【００１２】  本発明の気温上昇抑制材の原料は、発泡ガラスとセラミックス原料である。かかる原料の配合割合は、発泡ガラスとセラミックス原料の重量比で８０：２０〜１０：９０であり、６０：４０〜３０：７０であるのがより好ましい。【００１３】  上記発泡ガラスは、あらゆるガラスの発泡体が対象となるが、廃ガラスを原料とするものが安価であり、また環境保全の観点から好ましい。【００１４】  上記セラミックス原料は、単独で或いは他の原料と混合して成形し焼成することにより固結するもので、代表的にはカオリン、イライトなどの粘土鉱物、石英、長石など粘土セラミックスの主原料、更に、酸化アルミニウム、セッコウ、ゼオライトなどあらゆる無機物が対象となる。【００１５】  次に、前期発泡ガラスと前記セラミックス原料とは均一になるまでよく混合する。その際、原料の結合性を高めるため水を添加しセラミックス原料が粘土状になるようにしておくのが好ましい。水の添加量は、セラミックス原料の乾燥重量に対し１０〜８０重量％が好ましく、２０〜５０重量％がより好ましい。【００１６】  混合された原料は、型枠などに充填して圧縮して成形するのが好ましい。このようにして得た成形物は、焼成の前段階で乾燥しておくのが好ましい。【００１７】  次に焼成条件であるが、焼成温度は３００〜１２００℃、好ましくは４００〜９００℃、より好ましくは５００〜８００℃である。焼成温度が３００℃を下回る場合は、セラミックス原料が熱硬化せず水分を吸収して崩壊するので好ましくない。焼成温度が１２００℃を超える場合はセラミックスが融解し、多孔質構造を形成しないので好ましくない。
焼成時間は、目的とする気温上昇抑制材の重量、体積、形状などによって一概に言えないが、通常１〜１５時間が好ましく、２〜１０時間がより好ましい。【００１８】  本発明において、リグニンスルホン酸塩を使用する場合は、リグニンスルホン酸カルシウム、リグニンスルホン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸アンモニウム等あらゆるリグニンスルホン酸塩が対象となるが、特にリグニンスルホン酸カルシウムの使用が好ましい。
本発明において、リグニンスルホン酸塩を使用することにより、気温上昇抑制材の水分の気化の機能が、いっそう促進される。
リグニンスルホン酸塩の使用量は、原料である発泡ガラスとセラミックス原料の重量を加算した値に対して、０．１〜１０重量％であり、好ましくは０．２〜３重量％である。【００１９】  リグニンスルホン酸塩の添加方法は、粉末でまたは水に溶いて、前記原料すなわち発泡ガラスとセラミックス原料の混合時に添加して、一緒に混合するのが好ましい。【００２０】  本発明の気温上昇抑制材の形状は、平板状、局面状、凹凸状等成形可能なあらゆる形状のものが対象となる。【００２１】  本発明の気温上昇抑制材が優れた性能を発揮する理由として、まず発泡ガラスの空隙が貯水タンクの役割を果たし、気化するに必要な水分を長期的に供給する。
次に、セラミック原料は１２００℃以下、好ましくは９００℃以下、より好ましくは８００℃以下の、通常のセラミックスの焼成温度と比較して低温で焼成されることにより多孔質構造となる。かかる多孔質構造は、微細で入り組んでいるため水分は通過しにくいが、孔の数が多く内孔の表面積が大きいので水分が気化しやすい。
本発明の気温上昇抑制材では、発泡ガラスの表面を覆うセラミックスが、貯水タンクの役割を果たす発泡ガラスから水分の補給を受けながら、その水分を効率的に水蒸気に変える働きをする。【００２２】  また、本発明においてリグニンスルホン酸塩を使用する場合、焼成過程でリグニンスルホン酸塩のリグニン部分が燃焼または炭化する。リグニンスルホン酸塩はセラミックス原料中によく分散するのでリグニン部分が燃焼して出来た孔は微細でかつセラミックス中に均一に出来る。そのため、水分の気化がいっそう促進するものと考えられる。
【発明の効果】
【００２３】  本発明によれば次のような効果がある。
（１）本発明の気温上昇抑制材は、水分を効率的に気化して周囲の熱を奪う。
（２）本発明の気温上昇抑制材は、周囲の熱を奪い気温の上昇を抑制する。
（３）本発明の気温上昇抑制材は、水分を長時間保水する。
（４）本発明の気温上昇抑制材は、雨水を長時間保持するので、晴天が続いても気化に必要な水分を供給し続ける。
（５）本発明の気温上昇抑制材は、発泡ガラスを使用するので安価である。
（６）本発明の気温上昇抑制材は、発泡ガラスを使用するので、資源のリサイクルに貢献する。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００２４】  次に実施例により本発明を更に詳しく説明する。
【００２５】実施例１
原料として、発泡ガラスとして、廃ガラスを原料とし炭酸カルシウムを発泡剤としたもので、直径１〜４ｍｍのサイズのものを使用した。また、セラミックス原料として、香川県産讃岐粘土を使用した。
前記発泡ガラス１００重量部と、セラミックス原料を乾燥重量で１００重量部（水分３５重量部、合計１３５重量部）使用した。
かかる原料を均一になるまでよく混合し、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ、深さ２ｃｍ、容積１８００ｃｍ３の型枠で成形し、７２時間自然乾燥した後、電気炉で６００℃、４時間焼成して、本発明の気温上昇抑制材の試験片を得た。
次に、この気温上昇抑制材の流出する水分除去後の保水量、水分の気化重量を調べるため、以下の試験を行った。まず、この気温上昇抑制材の試験片を２時間水に浸漬して十分に水を吸水させた後、取り出して金網の上に乗せ、気温２０℃、湿度６０％の恒温室で２時間放置して流出する水分を除去し、その後試験片の重量を測定し試験片の元の重量を差し引いて、この気温上昇抑制材の流出する水分除去後の保水量を算出した所６８６ｇであった。
次に、この試験片を皿の上におき、気温３０℃、湿度６０％の恒温室に放置し、開始から２４時間、２４〜４８時間、４８〜７２時間の期間の重量減少値即ち水分の気化重量を求めた所、それぞれ１９４ｇ、１７１ｇ、１８４ｇであった。
【００２６】実施例２
原料に対してリグニンスルホン酸カルシウムを１重量％添加する以外は実施例１と同じ条件で、本発明の気温上昇抑制材の試験片を得た。
次に、実施例１と同じ方法で、この気温上昇抑制材の流出する水分除去後の保水量と水分の気化重量を求めた所、流出する水分除去後の保水量は６６３ｇであった。また、水分の気化重量は、開始から２４時間、２４〜４８時間、４８〜７２時間の期間で、それぞれ２２０ｇ、２１２ｇ、２１５ｇであった。
【００２７】比較例１
実施例１で使用した発泡ガラス１００重量部、ポルトランドセメント１００重量部、水１００重量部を均一になるまでよく混合し実施例で使用した型枠で成形し、１週間自然乾燥して気温上昇抑制材の試験片を得た。
次に、実施例１と同じ方法で、この気温上昇抑制材の流出する水分除去後の保水量と水分の気化重量を求めた所、流出する水分除去後の保水量は１５６ｇであった。また、水分の気化重量は、開始から２４時間、２４〜４８時間、４８〜７２時間の期間で、それぞれ８２ｇ、７４ｇ、０ｇであった。
【００２８】比較例２
廃ガラスの粉末１００重量、炭酸カルシウム５重量部、水１０重量部を均一になるまでよく混合し実施例で使用した型枠で成形した後、電気炉で１２００℃、４時間焼成し、発泡ガラスの気温上昇抑制材の試験片を得た。」
次に、実施例１と同じ方法で、この気温上昇抑制材の流出する水分除去後の保水量と水分の気化重量を求めた所、流出する水分除去後の保水量は１９２ｇであった。また、水分の気化重量は、開始から２４時間、２４〜４８時間、４８〜７２時間の期間で、それぞれ９６ｇ、８７ｇ、９ｇであった。