(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面にエポキシ樹脂層またはホーローの上引き層から成る下地層を介して光触媒層を形成するとともに、内表面または内部に、天然黒鉛から成るカーボングラファイトを膨張化処理を行なってシート状に圧延したグラファイトシートを所定の屈曲したパターン形状に打抜き、両端に電極を取付けて耐熱性樹脂フィルムによって包んだ面状発熱体を設けたことを特徴とする屋根材の製造方法。
【請求項２】
光触媒層が酸化チタンであることを特徴とする請求項１に記載の屋根材の製造方法。
【請求項３】
前記下地層が化学処理層と、その上に形成されるエポキシ樹脂層であることを特徴とする請求項１に記載の屋根材の製造方法。
【請求項４】
前記下地層がニッケル処理による前処理層と、その上に形成されるホーローの上引き層であることを特徴とする請求項１に記載の屋根材の製造方法。
【請求項５】
前記面状発熱体を構成するカーボングラファイトシートは、天然黒鉛を濃硫酸と酸化剤との混酸によって酸化処理を行ない、高温急加熱による膨張処理をし、その後にロール圧延によってシート状に成形され、このカーボングラファイトシートが所定の形状に打抜かれるとともに、耐熱性樹脂フィルムによって包むようにしたことを特徴とする請求項１に記載の屋根材の製造方法。
【請求項６】
面状発熱体がルーフパネルの内表面に局部的に取付けられることを特徴とする請求項３に記載の屋根材の製造方法。
【請求項７】
素材が鋼板であることを特徴とする請求項１に記載の屋根材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は家屋等の建造物の屋根材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家屋の上部には屋根が取付けられ、この屋根によって雨をしのぐようにしている。屋根を構成する屋根材としては、瓦、鋼板、合成樹脂板、無機材料から成るパネル等の各種の材料の屋根材が提供されている。これらの屋根材は骨材あるいいは構造材の上に直接あるいは下地層を介して敷設されるようになっており、これによって屋根のほぼ全面を覆うことになる。そしてこのような屋根材は、雨水の流れを容易にするために、傾斜した状態で取付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
気温が低下すると空気中の水蒸気が露結して屋根材の表面に氷が付着する。あるいはまた雪が降り始めると、最初に降った雪が屋根の表面に凍りつく。そしてその後に降った雪が氷の上に堆積するようになる。
【０００４】
このように屋根の上に雪が積もる現象は、屋根材の表面に形成された氷の上にさらに積雪が重なる状態である。そして屋根の上に雪が積もると、なかなか溶けず、積雪量が多い場合には、屋根の上に厚く雪が積もる。
【０００５】
そこで豪雪地帯においては、ときどき雪降ろし等の作業を行ない、これによって屋根の上に積もった雪を排除している。しかし雪降ろしの作業は非常に面倒なばかりか、危険を伴う作業である。
【０００６】
本発明はとくに屋根の上に積もった雪を効果的に滑落させることができる屋根材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、外表面にエポキシ樹脂層またはホーローの上引き層から成る下地層を介して光触媒層を形成するとともに、内表面または内部に、天然黒鉛から成るカーボングラファイトを膨張化処理を行なってシート状に圧延したグラファイトシートを所定の屈曲したパターン形状に打抜き、両端に電極を取付けて耐熱性樹脂フィルムによって包んだ面状発熱体を設けたことを特徴とする屋根材の製造方法に関する。
【０００８】
ここで光触媒層が酸化チタンであることが好ましい。また前記下地層が化学処理層と、その上に形成されるエポキシ樹脂層であることが好ましい。あるいはまた前記下地層がニッケル処理による前処理層と、その上に形成されるホーローの上引き層であってよい。また前記面状発熱体を構成するカーボングラファイトシートは、天然黒鉛を濃硫酸と酸化剤との混酸によって酸化処理を行ない、高温急加熱による膨張処理をし、その後にロール圧延によってシート状に成形され、このカーボングラファイトシートが所定の形状に打抜かれるとともに、耐熱性樹脂フィルムによって包むようにすることが好適である。さらに面状発熱体がルーフパネルの内表面に局部的に取付けられるようにするとよい。またこのような屋根材の素材としては鋼板が好適に用いられる。
【０００９】
外表面に光触媒を形成するとともに内表面または内部に面状発熱体を設けた屋根材から構成される屋根によれば、その上に雪が積もった場合に上記面状発熱体を発熱させる。すると屋根材の外表面の光触媒と接する雪や氷が溶けることになり、光触媒によって水膜が形成される。そしてこの水膜が滑剤を構成するために、その上に積もった雪が容易に滑落する。従って雪降ろしの作業を行なう必要がなくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態に係る家屋の屋根構造を示している。すなわち家屋は切妻状の屋根を備えており、この屋根がルーフパネル１０によって組立てられている。ルーフパネル１０はその裏側に複数の、例えば４つずつの面状発熱体１１を備えた構造になっている。
【００１１】
図１０に示すようにそれぞれのルーフパネル１０はほぼ長方形の鋼板から構成され、その内表面には面状発熱体１１が取付けられている。
【００１２】
図３および図４はこのようなルーフパネル１０の構造を示すものであって、ここでは鋼板１５が素材として用いられるとともに、鋼板１５の上下面にはそれぞれ化学処理層１６、１７が形成される。そして化学処理層１６、１７の外表面上にエポキシ樹脂層１８、１９が形成される。そして上側のエポキシ樹脂層１８の表面に光触媒層２０が形成される。
【００１３】
図５はこのようなルーフパネル１０の製造プロセスを示しており、鋼板１５に前処理を施して化学処理層１６、１７を形成する。そしてこの後に下側の化学処理層１７の下面にエポキシ樹脂層１９を下塗りして形成し、このエポキシ樹脂層１９を焼成する。さらに反対側の化学処理層１６の表面にはエポキシ樹脂１８を上塗りして焼付けする。そしてこの後に上側のエポキシ樹脂層１８の表面に光触媒層２０を塗布して焼付けを行なう。
【００１４】
ここで鋼板１５の厚さとしては０．５〜５ｍｍ程度の厚さの鋼板が用いられてよい。なお鋼板としては亜鉛メッキ鋼板やステンレス鋼板が好適に用いられる。また鋼板に代えてアルミニウム合金板を使用することもできる。エポキシ樹脂層１８、１９は約３０〜１００μｍの厚さに塗布されることが好適である。また外表面上の酸化チタンの光触媒層２０の厚さは１０〜５０μｍの範囲内が好ましい。
【００１５】
図６および図７は別のルーフパネルを示しており、ここでは鋼板１５の上下面にそれぞれニッケル処理による前処理層２４、２５を形成するとともに、上側の前処理層２４の上側に上引き層２６を、下側の前処理層２５の下側に下引き層２７を形成する。そして上側の上引き層２６の上側に光触媒層２０を形成している。ここで鋼板１５としてはホーロー用鋼板が用いられ、前処理層２４、２５はニッケル処理によって形成される。
【００１６】
図８はこのようなルーフパネル１０の製造プロセスを示しており、鋼板１５の上下面にそれぞれ前処理層２４、２５を形成し、さらに前処理層２５の下側に下引き層２７を形成して焼成する。この後に上引き層２６を形成して焼成し、その上側に光触媒層２０を形成して焼成する。これによってホーロー鋼板が得られる。
【００１７】
ここで鋼板１５の厚さとしては０．５〜３．０ｍｍの厚さであることが好適である。また表面の下引き層２７、すなわちホーローの膜厚は５０〜３００μｍの厚さとすることが好ましい。また上側の上引き層２６の表面にはその上に酸化チタン被膜２０が形成される。酸化チタン被膜２０と上引き層２６の厚さの合計は５０〜４００μｍの厚さとすることが好適である。これに対して下側のホーロー膜厚、すなわち下引き層２７は５０〜３００μｍの範囲内であってよい。
【００１８】
次に上記ルーフパネル１０の下側に取付けられる面状発熱体１１について説明する。図９に示すように面状発熱体１１はグラファイトシートを用いるものである。すなわち天然鱗状黒鉛等の原料を浮遊選鉱し、さらに薬品処理を行なった後に濃硫酸と酸化剤との混酸によって酸処理を行なう。そしてこの後に膨張化処理を行なう。膨張化処理は炉内においてバーナで高温急加熱を行なうことにより達成される。そしてこの後にロール圧延を行なって成形する。これによってシート状のグラファイトシートが得られる。
【００１９】
このようなグラファイトシートを所定の形状、例えば図９に示すような形状に打抜く。そしてこのシート３０の一端には直接電極３３を形成するとともに、反対側の端部には配線パターン３２を介して電極３４を接続する。そしてこのような電極３３、３４を設けたグラファイトシートを図１０に示すように上下一対の耐熱性樹脂フィルム３５によって挟着して包む。なお周縁部からグラファイトシート３１が露出しないようにする。
【００２０】
このようなグラファイトシート３１から成る面状発熱体１１が図２および図１１に示すようにルーフパネル１０の光触媒層２０を形成した外表面とは反対側の表面に接合される。
【００２１】
なお図９および図１０に示すように予め耐熱樹脂フィルム３５でグラファイトシート３１を包んで鋼板１５の裏側に接合する代りに、図１２〜図１４に示すようにして面状発熱体１１を鋼板１５の表面に接合するようにしてよい。この構成は一方の面に光触媒層２０を形成した鋼板１５の反対側の面に絶縁樹脂フィルム３６を接合する。この樹脂フィルム３６はポリエステルの共押出しされたフイルムであってよく、低温で軟化する接着層によって鋼板１５の表面に接合する。そしてこのような絶縁樹脂フィルム３６上にグラファイトを打抜いたグラファイトシート３１を接合敷設する。なおグラファイトシート３１には予め配線パターン３２と電極３３、３４とが接続されている。このようなグラファイトシート３１を絶縁フィルム３６上の所定の位置に配置したならば、その上から耐熱樹脂フィルム３５を被せて鋼板１５の下面にグラファイトシート３１から成る面状発熱体１１を固定する。さらに必要であれば、断熱用の耐熱性発泡シート３７をグラファイトシート３１から成る面状発熱体１１の上に被せるようにしてもよい。
【００２２】
このような屋根材は上述の如く、ルーフパネル１０の外表面側に光触媒２０を形成し、反対側の面に局部的に面状発熱体１１を設けたものである。そしてこのようなルーフパネル１０によって図１に示すように建造物の屋根に敷設する。そして上記面状発熱体１１の電極３３、３４には所定の接続手段を介して電源と接続しておく。
【００２３】
このような屋根構造によると、図１１に示すようにその上に雪４０が積もったら、面状発熱体１１を発熱させる。面状発熱体１１の発熱は電極３３、３４間に電圧を印加し、グラファイトシート３１に通電を行なう。するとジュール熱によってグラファイトシート３１が発熱する。するとこのルーフパネル１０の表面であって光触媒層２０と接する部分の雪が溶ける。
【００２４】
ルーフパネル１０の外表面に形成されている光触媒層２０は酸化チタン（ＴｉＯ２  ）から構成されており、酸化チタンを構成している２つの酸素Ｏの内の１つと水とが反応を起す。これによって図１５に示すような反応を起し、酸化チタンの表面に水と非常に馴染みがよい水酸基（ＯＨ）を生成する。このような水酸基によってルーフパネル１０の表面が極めて高い親水性を示すことになる。通常光触媒層２０を形成したルーフパネル１０の表面の接触角は約５°になる。これは酸化触媒層２０を形成しない通常のルーフパネル１０の接触角４６．０の約１／９の値である。
【００２５】
上述のような面状発熱体１０の発熱によって生ずる水がルーフパネル１０の光触媒層２０の表面に形成されるとともに、溶けた水が滑剤となる。従ってルーフパネル１０上の雪４０は上記の溶けた水を滑剤として容易に滑落する。従って雪降ろし作業を行なう必要がなく、ルーフパネル１０上に積もった雪の量に応じてグラファイトシート３１を備える面状発熱体１１に対してときどき通電を行なうだけで雪降ろしが容易に行なわれる。
【００２６】
図１６Ａは変形例の屋根材を示している。ここではセラミック系のルーフパネル４３が用いられ、その外表面に光触媒層２０が形成されるとともに、下面には面状発熱体１１が埋設されている。なおここでは面状発熱体１１は外表面に露出するようになっている。
【００２７】
このような構成においても、上記面状発熱体１１を発熱させることによって、このようなルーフパネル４３によって形成される屋根の上に積もった雪を容易に滑落させることができる。
【００２８】
図１６Ｂは別のルーフパネル４４を示している。ここではエポキシ樹脂等の有機材料系のルーフパネル４４が用いられる。そしてその内部には面状発熱体１１が予め埋設される。また外表面には光触媒層２０が形成される。このような構造によっても、上記実施の形態とほぼ同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本願の主要な発明は、外表面にエポキシ樹脂層またはホーローの上引き層から成る下地層を介して光触媒層を形成するとともに、内表面または内部に、天然黒鉛から成るカーボングラファイトを膨張化処理を行なってシート状に圧延したグラファイトシートを所定の屈曲したパターン形状に打抜き、両端に電極を取付けて耐熱性樹脂フィルムによって包んだ面状発熱体を設けた屋根材の製造方法に関する。
【００３０】
従ってこのような屋根材の上に雪が積もった場合には、上記面状発熱体を発熱させ、光触媒層が形成された外表面に水を生成させ、この水を滑剤として積もった雪を滑落させることが可能になり、雪降ろしの必要のない屋根材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】屋根の構造を示す家屋の外観斜視図である。
【図２】ルーフパネルの平面図である。
【図３】焼付け塗装型のルーフパネルの拡大断面図である。
【図４】同パネルの一部を破断した同ルーフパネルの外観斜視図である。
【図５】同ルーフパネルの製造プロセスを示す斜視図である。
【図６】ホーロー系の鋼板から成るルーフパネルの要部拡大断面図である。
【図７】同鋼板の一部を破断した要部拡大斜視図である。
【図８】同製造プロセスを示す工程図である。
【図９】面状発熱体の上側のフィルムを除いた状態の平面図である。
【図１０】面状発熱体の要部縦断面図である。
【図１１】ルーフパネルの上に雪が積もったときの縦断面図である。
【図１２】変形例の屋根材の要部断面図である。
【図１３】同要部拡大断面図である。
【図１４】同屋根材の分解斜視図である。
【図１５】光触媒層の作用を示す化学式である。
【図１６】変形例のルーフパネルの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  ルーフパネル
１１  面状発熱体
１５  鋼板
１６、１７  化学処理層
１８  エポキシ樹脂層（上）
１９  エポキシ樹脂層（下）
２０  光触媒層
２４  前処理層（上）
２５  前処理層（下）
２６  上引き層
２７  下引き層
３１  グラファイトシート
３２  配線パターン
３３、３４  電極
３５  耐熱樹脂フィルム
３６  絶縁樹脂フィルム
３７  発泡シート
４０  雪
４３  ルーフパネル（無機材料）
４４  ルーフパネル（有機材料）
【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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【図８】
0004054580.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004054580.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0004054580.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004054580.tif 000016
【図１６】
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