(57)【要約】【課題】簡単な加工作業で、不均一な腐食による黒ずみを防止して表面の意匠性を向上できる複合材、複合材の製造方法、および建物の内外装材を提供すること。【解決手段】本発明の複合材１は、建物の内外装材として用いる板材であり、アルミニウム合金部２と、表面にアナターゼ型の二酸化チタン粉末３が付着した直径０．８〜１．２ｍｍのガラス製発泡体４とを含有する。複合材１は、二酸化チタン粉末３を１〜２０体積％と、ガラス製発泡体４を８０〜９９体積％とを含有している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属と、表面に光触媒体が付着した無機物粒体とを含有する複合材であって、
前記無機物粒体を８０〜９９体積％と、前記光触媒体を１〜２０体積％と有し、前記無機物粒体および光触媒体の合計が１００体積％となることを特徴とする複合材。
【請求項２】
請求項１に記載の複合材において、
前記金属は、アルミニウム合金であることを特徴とする複合材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の複合材において、
前記光触媒体は、二酸化チタンであることを特徴とする複合材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複合材において、
前記無機物粒体は、ガラス製発泡体であることを特徴とする複合材。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の複合材において、
前記無機物粒体は、直径が０．８〜１．２ｍｍであることを特徴とする複合材。
【請求項６】
金属と、無機物粒体とを含有する複合材の製造方法であって、
前記無機物粒体の表面に光触媒体を付着させる光触媒体付着工程と、
この光触媒体が付着した無機物粒体を金型のキャビティ内に充填する無機物粒体充填工程と、
この無機物粒体が充填された金型のキャビティ内において、前記無機物粒体間の間隙に前記金属の溶融物を注入する溶融金属注入工程と、
前記溶融金属を冷却して硬化させて成形する成形工程とを備えることを特徴とする複合材の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の複合材、または請求項６に記載の複合材の製造方法で製造された複合材により形成されたことを特徴とする建物の内外装材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材、複合材の製造方法、および建物の内外装材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属と無機物粒体とを含有する複合材を、例えば内外装材等、特に外装材に用いた場合には、複合材が屋外に曝されているため、金属の表面に雨水等が付着して表面が不均一に腐食して黒ずみが生じていた。このため、特許文献１には、このような複合材表面の腐食による黒ずみを防止するために、複合材表面に塗装を施す技術が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１４８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このように複合材表面を塗装する場合では、複合材の表面、裏面、小口の全てを塗装しなければならず、塗装作業が煩雑となっていた。特に、表面塗装した複合材を、後加工で切断した場合には、この切断面が無塗装であるため、改めて切断面を塗装しなければならず非常に煩雑であった。このため、複合材が吸水性の高い無機物粒体を含有する場合は、後工程で塗装を施したとしても、水分が複合材内部に進入しやすく、塗膜と複合材との界面に水分が滞留し、部分的に糸状腐食が生じていた。また、塗装は、耐用年数が１５〜２０年程度であることから、塗り替える必要性が生じるため、結局、加工作業が煩雑となっていた。
【０００４】
本発明の目的は、簡単な加工作業で、不均一な腐食による黒ずみを防止して表面の意匠性を向上できる複合材、複合材の製造方法、および建物の内外装材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、金属と、表面に光触媒体が付着した無機物粒体とを含有する複合材であって、前記無機物粒体を８０〜９９体積％と、前記光触媒体を１〜２０体積％と有し、前記無機物粒体および光触媒体の合計が１００体積％となることを特徴とする。
ここで、前記金属としては、例えば、アルミニウム合金や、銅合金、マグネシウム合金等を採用でき、鋳造できる金属であればよい。また、前記光触媒体としては、例えば、二酸化チタンを採用でき、この場合には、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。
また、前記無機物粒体としては、例えば、ガラス発泡体や、セラミック発泡体、火山灰に含まれるガラス物質の発泡体、焼成骨材、粒状炭素、炭化珪素等を採用でき、耐熱温度が７００℃以上有するものが好ましい。また、前記無機物粒体は、直径が０．８〜１．２ｍｍであることが好ましい。
【０００６】
ここで、光触媒体の添加率が２０体積％よりも大きい場合には、例えば、金型に溶融した金属を注入して複合材を形成する際に、金型のキャビティ内の無機物流体間の間隙に溶融金属の注入が困難になるという欠点や、添加率に伴う十分な防食効果が得られずコスト高に繋がるという欠点がある。また、光触媒体の添加率が１体積％よりも小さい場合には、光触媒体の防食効果を十分に発揮できないという欠点がある。
【０００７】
本発明によれば、無機物粒体の表面に付着した光触媒体に太陽光等の光があたると、光触媒体の強力な光触媒作用により活性酸素が生じ、この活性酸素が金属の表面を積極的に酸化して、金属の表面に酸化被膜を形成する。このような酸化被膜により、複合材表面の不均一な腐食による黒ずみを防止でき、表面の意匠性を向上できる。
また、無機物粒体に光触媒体を付着したものにより複合材を構成したので、光触媒体で複合材の表面をコーティングする場合に比べて、複合材を切断した際の切断面においても光触媒体が有効に働くため、加工作業を簡単にできるとともに、切断面の防食と意匠性の向上とを図ることができる。
また、吸水性の高い無機物流体を含有する複合材内に水分が進入した場合でも、複合材表面の金属材部分に生じた酸化被膜は、無機物粒体を被覆することはないので水分の滞留がなく、部分的な糸状腐食が生じることはない。さらに、光触媒作用によって形成された酸化被膜層は親水性を示すので、塵埃等の汚れも着きにくい利点がある。
さらに、複合材の原料として無機物粒体を採用したので、一般的な有機系の塗料等に比べて、長い耐用年数を確保でき、コスト高を抑えることができる。
【０００８】
本発明は、金属と、無機物粒体とを含有する複合材の製造方法であって、前記無機物粒体の表面に光触媒体を付着させる光触媒体付着工程と、この光触媒体が付着した無機物粒体を金型のキャビティ内に充填する無機物粒体充填工程と、この無機物粒体が充填された金型のキャビティ内において、前記無機物粒体間の間隙に前記金属の溶融物を注入する溶融金属注入工程と、前記溶融金属を冷却して硬化させて成形する成形工程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前記複合材とほぼ同様の効果を奏することができるうえ、下記の効果も奏することができる。すなわち、複合材を製造する際に、複合材を形成してから、その表面を光触媒体で被覆する場合に比べて、表面処理の工程を省略できるから、複合材を製造する際の作業性を向上できるという効果がある。
【０００９】
本発明の建物の内外装材は、前記複合材または前記複合材の製造方法で製造された複合材により形成されたことを特徴とする。本発明によれば、内外装材が外部に曝される部材であることから、防食性や意匠性の向上具合がより顕著に現れるため好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の複合材、複合材の製造方法、および建物の内外装材によれば、簡単な加工作業で、不均一な腐食による黒ずみを防止して表面の意匠性を向上できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る複合材１を模式的に示す断面図である。
複合材１は、図１に示すように、アルミニウム合金部２と、表面に光触媒体であるアナターゼ型の二酸化チタン粉末３が付着した無機物粒体としてのガラス製発泡体４とを含んで構成されている。この複合材１は、図示しない建物の内外装材として用いる板材であり、例えば、６００ｍｍ角で６ｍｍ厚さとして形成される。
ガラス製発泡体４は、主に廃ガラスを原料として、この廃ガラスを粉砕した後、この粉砕物を発泡させて多孔質構造としたものであり、その直径が０．８〜１．２ｍｍである。このように原料として廃ガラスを用いるため、低コストおよび高リサイクル性を有し、また、発泡体であって密度が小さいため、複合材１の軽量化を実現している。
ここで、複合材１は、例えば、二酸化チタン粉末３を０．３３Ｌ（リットル）と、ガラス製発泡体４を２．８Ｌとを含有して構成でき、この場合には、前者が１０．５体積％であり、後者が８９．５体積％となる。
【００１２】
このような複合材１は、以下のような手順で製造される。
すなわち、まず、二酸化チタン粉末３とガラス製発泡体４とを汎用ミキサー等で攪拌混合して、ガラス製発泡体４の表面に二酸化チタン粉末３を付着させる（光触媒体付着工程）。次に、金型を６５０℃程度まで昇温しつつ、キャビティ内が所定寸法となるように型締めする。その後、金型のキャビティ内に二酸化チタン粉末３が付着したガラス製発泡体４を充填して（無機物粒体充填工程）、このガラス製発泡体４が充填された金型のキャビティ内に７００℃程度の溶融したアルミニウム合金部２を注入する（溶融金属注入工程）。最後に、金型を冷却してアルミニウム合金部２を硬化させて成形し（成形工程）、金型を開いて複合材１の成形品を取り出す。以上のようにして、ガラス発泡体４、アルミニウム合金部２および二酸化チタンを含有する複合材１が製造される。
【００１３】
本実施形態においては、次のような効果がある。
(１)複合材１を構成する二酸化チタンに太陽光等の光があたると、二酸化チタンの強力な光触媒作用により活性酸素が生じ、この活性酸素がアルミニウム合金部２の表面を積極的に酸化して、アルミニウム合金部２の表面に酸化被膜Ｘを形成する。このような酸化被膜Ｘにより、複合材１の表面の不均一な腐食による黒ずみを防止でき、複合材１の表面の意匠性を向上できる。
また、吸水性の高いガラス製発泡体４を含有する複合材１内に水分が進入した場合でも、複合材１表面のアルミニウム合金部２に生じた酸化被膜Ｘは、ガラス製発泡体４を被覆することはないので水分の滞留がなく、部分的な糸状腐食が生じることはない。さらに、光触媒作用によって形成された酸化被膜層Ｘは親水性を示すので、塵埃等の汚れも着きにくい利点がある。
【００１４】
(２)ガラス製発泡体４に二酸化チタン粉末３を付着したものにより複合材１を構成したので、二酸化チタン粉末３を複合材１の表面に塗布する場合に比べて、複合材１を切断した際の切断面においても二酸化チタン粉末３が有効に働くため、加工作業を簡単にできるとともに、切断面の防食と意匠性の向上とを図ることもできる。
【００１５】
(３)複合材１の原料としてガラス製発泡体４を採用したので、一般的な有機系の塗料等に比べて、長い耐用年数を確保できコスト高を抑えることができる。
【００１６】
(４)複合材１を形成してから表面を二酸化チタン粉末３でコーティングする場合に比べて、表面処理の工程を省略できるから、複合材１を製造する際の作業性を向上できる。
【００１７】
(５)複合材１を外部に曝される建物の内外装材に採用したので、防食性や意匠性の向上具合がより顕著に現れるため好適である。
【００１８】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。前記実施形態では、二酸化チタン粉末３を０．３３Ｌ（リットル）と、ガラス製発泡体４を２．８Ｌとを含有して、すなわち、二酸化チタン粉末３を１０．５体積％と、ガラス製発泡体４を８９．５体積％とを含有して複合材１を構成したが、これには限定されず、ガラス製発泡体４を８０〜９９体積％と、二酸化チタン粉末３を１〜２０体積％と含有する範囲内で複合材１を構成すればよい。
【００１９】
前記実施形態において、金属としてアルミニウム合金を採用したが、これに限らず、例えば、銅合金、マグネシウム合金等を採用でき、鋳造できる金属が好ましい。
また、前記実施形態において、光触媒体として二酸化チタン粉末３を採用したが、これには限定されない。
また、前記実施形態において、無機物粒体としてガラス製発泡体４を使用したが、これに限らず、例えば、セラミック発泡体や、火山灰に含まれるガラス物質の発泡体、焼成骨材、粒状炭素、炭化珪素等を採用でき、耐熱温度が７００℃以上有するものが好ましい。さらに、ガラス製発泡体４の直径が０．８〜１．２ｍｍのものを採用したが、この寸法には特に限定されない。
【００２０】
また、前記実施形態において、複合材１の寸法を６００ｍｍ角で６ｍｍの厚さとして形成したが、例えば、厚さを３〜５０ｍｍ程度とすることができ、外形寸法は特に限定されない。また、前記実施形態では、複合材１を内外装材として用いているが、この用途には特に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る複合材を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    複合材
２    アルミニウム合金部（金属）
３    二酸化チタン粉末（光触媒体）
４    ガラス製発泡体（無機物粒体）
【図１】
2005213614.tif 000003