隔热性优的屋顶面板、屋顶以及建筑物技术领域
本发明涉及隔热性优的屋顶面板。本发明还涉及使用这种屋顶面
板制作的隔热性优的屋顶及具有该屋顶的建筑物。
背景技术
出于节能的观点，非常希望对建筑物的屋顶赋予隔热性。
作为一个具体例，在饲养家畜的情况下，为了避免夏季的强烈日
射及夜间夜露，一般以与户外的空气相通的开放结构建设畜舍。然而，
在最近的酷热时，仅仅是自然通风的话，由照射太阳能热引起的屋顶
温度的上升加剧，由于该辐射热，畜舍内达到了相当高的温度，而成
为对家畜而言并不优选的环境(例如奶牛的挤奶量减少)。在这种情
况下，作为奶牛业者的办法，存在采取使水流过屋顶来降低屋顶的温
度从而冷却畜舍内的对策的情况。
一般而言，畜舍的屋顶使用如图3所示的折板30，并以其山部
31(或者谷部32)为10度以下的倾斜的方式配置而制作。为了使畜
舍内冷却而使水流过屋顶时，水主要从折板30的谷部32流落，不会
滞留。这也是由于水的滞留成为屋顶重量的增加而可能缩短畜舍寿命
及通常使用时的降雨引起的水滞留可能产生意想不到的落滴而采取
的对策。
不限于畜舍而作为一般的建筑物的冷却系统，已知有例如专利文
献1、2所公开的冷却系统。在专利文献1中公开了如下冷却系统，
即，对于屋顶面的分割出的多个区域按每个区域调节由洒水喷嘴喷洒
的水量，使屋顶面整体成为湿润面的冷却系统。在专利文献2中公开
了如下系统，即，从在屋顶上梁部的供水管上穿设的洒水喷嘴向屋顶
面洒水，并使水沿着屋顶面流下，由此冷却屋顶面的系统。
此外，在专利文献3中，记载了用于冷却屋顶面等的洒水利用包
含微细气泡的汽水混合物。
在专利文献4中，记载了具备冷却功能的屋顶，该屋顶使用多个
板状体而形成，该板状体具有大致形成为水平的顶面和从该顶面向垂
直方向上方立起的立起部，并能够在被立起部所包围的顶面上积存水
。
并且，在专利文献5～7等中公开了使用具有保水性的原材料作为
屋顶材料。在专利文献5中，公开了将吸水性、湿润长度、饱和透水
系数规定为特定范围的建筑物冷却材料，还记载了将该冷却材料层叠
于石板、金属板等而加强并用作屋顶等的结构材料。
在专利文献6中，公开了通过粘合剂(binder)将无机纤维局部
连结而提高了形状保持性的奇状截面的屋顶冷却用面板，该屋顶冷却
用面板具有保水性和毛细管吸水性。在专利文献7中，记载了通过使
用在表面设有光催化剂层的玻璃纤维织布来增多保水量从而提高了
冷却效率的构造物冷却材料。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2001-49806号公报
专利文献2：日本特开2009-108523号公报
专利文献3：国际公开第2008/062845号小册子
专利文献4：日本特开2009-108552号公报
专利文献5：日本特开2007-197914号公报
专利文献6：日本特开2007-291843号公报
专利文献7：日本特开2004-324043号公报
发明内容
在专利文献1～7的现有技术的情况下，存在需要复杂的控制及大
量的水的使用(专利文献1～3)、或伴随着积存大量的水的屋顶重量
的增加及施工性有困难(专利文献4)、或构造复杂(专利文献5～7)
的问题。
另一方面，在用于简单地使水流过屋顶的畜舍内冷却的现有技术
中，由于冷却水主要从折板的谷部流落而不会滞留，因此大量的水被
浪费。并且，用于不间断地供给冷却水的能量(电力)也被浪费。为此，
很多的畜产业者热切希望能够实现畜舍内的有效的冷却的隔热性优
的屋顶面板。
并且，由于在屋顶流水或存水，屋顶面板的腐蚀也成为问题。尤
其是在屋顶面板由钢材构成的情况下，产生铁的氧化加重、屋顶面板
本身的强度降低、短寿命化等问题。此外，在畜舍中，产生由家畜等
的粪尿引起的碱性气体(腐蚀性气体)。尤其是由于夏季气温高，所
以腐蚀性气体的产生增多。为此，屋顶面板的腐蚀加重，成为与屋顶
面板的短寿命化直接联系的问题。不限于畜舍，在产生腐蚀性气体的
环境中使用的屋顶面板也是同样的，热切期望一种具备不仅对水还对
腐蚀性气体有耐蚀性的屋顶面板。
本发明鉴于上述的现有技术的问题，目的在于提供能够通过对屋
顶供给的冷却水将建筑物有效冷却的屋顶面板。
为了解决上述课题，发明人探索了各种各样的对策后的结果是，
发现了通过在屋顶面板的表面形成凹部而能够保持水与提高面板的
暴露于日照一侧的热反射性的协同效果，能够解决课题，最终完成了
本发明。并且，发现了通过使用实施了Zn-Al-Mg系镀覆的钢材作为屋
顶面板的原材料，能够确保对水或腐蚀性气体的耐蚀性。
这样做出的本发明的主旨如下。
(1)一种隔热性优的屋顶面板，其特征在于：是具有具有凹部
的金属板、及在该金属板的至少具有该凹部的面上设置的镀层A及
该镀层A的表层侧的覆盖层B的屋顶面板，镀层A的镀覆组成是
Zn-Al-Mg系，覆盖层B是含有热反射性无机类填料的有机覆盖层，
仿照金属板的该凹部的形状而在覆盖层B形成的凹部C，相对于基准
面具有该金属板的板厚T的5倍以上的深度和板厚T的5～20倍的开
口短半径，相邻的凹部C的边缘间的最接近距离是凹部C的开口短
半径的2～5倍，每一平方米的面板表面积的覆盖层B表面的凹部C
的总计开口面积是0.048～0.157m2，并且，在面板从水平面倾斜了5
度时凹部C能够保持的计算保水量是每一平方米50cm3以上。
(2)如上述(1)所述的隔热性优的屋顶面板，其特征在于，所
述镀层A的镀覆组成由Al：4～65质量％、Mg：1～5质量％及剩余部
分构成，该剩余部分由Zn和不可避免混入的元素构成。
(3)如上述(2)所述的隔热性优的屋顶面板，其特征在于，所
述镀层A的镀覆组成还包括从
2.0质量％以下的Si、
0.5质量％以下的Ti、
0.7质量％以下的B、
2.0质量％以下的Ni、
2.3质量％以下的Fe中选择的一种以上。
(4)如上述(3)所述的隔热性优的屋顶面板，其特征在于，所
述镀层A的Al为4～15质量％，Si为0.05～2.0质量％。
(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的隔热性优的屋顶面板，
其特征在于，所述覆盖层B中的无机类填料是表面改性铝。
(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的隔热性优的屋顶面板，
其特征在于，所述覆盖层B是热固化型或热塑型涂膜。
(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的隔热性优的屋顶面板，
其特征在于，在所述镀层A与所述覆盖层B之间具有底涂层。
(8)一种屋顶，用上述(1)～(7)中任一项所述的隔热性优
的屋顶面板来制作。
(9)如上述(8)所记载的屋顶是畜舍屋顶。
(10)一种建筑物，具有用上述(1)～(7)中任一项所述的隔
热性优的屋顶面板制作出的屋顶。
(11)如上述(10)所记载的建筑物是畜舍。
发明的效果
根据本发明，隔热性优的屋顶面板的利用成为可能，本发明的屋
顶面板能够以少量的水进行有效的建筑物内的冷却。例如，如果将本
发明的屋顶面板应用于畜舍的屋顶，则不仅能够节约在夏季等因畜舍
内的冷却用而供给畜舍的屋顶的冷却水，还能够节约冷却水的供给所
需要的能量(电力)。
附图说明
图1是对本发明的屋顶面板的结构进行说明的示意图。
图2是本发明的屋顶面板的示意立体图。
图3是对现有技术中使用的折板进行说明的示意图。
附图标记说明
1 金属板
3 金属板的凹部
5 覆盖层的凹部
10 屋顶面板
A 镀层
B 覆盖层
具体实施方式
如图1示意地示出那样，本发明的屋顶面板，其特征在于，在具
有凹部3的金属板1的至少具有该凹部的面上具有镀层A，并在镀层
A的表层侧具有覆盖层B。本发明的屋顶面板的特征还在于，在用覆
盖层B覆盖的面板表面，对应于金属板1的凹部3，而形成有凹部C，
该凹部C相对于基准面具有该金属板的板厚T的5倍以上的深度和
板厚T的5～20倍的开口短半径，相邻的凹部C的边缘间的最接近距
离为凹部C的开口短半径的2～5倍。进一步，本发明的屋顶面板的特
征还在于，在使面板从水平面倾斜了5度时在面板表面的凹部C能够
保持的计算保水量是每1平方米50cm3以上。
除此之外，本发明的屋顶面板的特征还在于，镀层A的镀覆组
成是Zn-A1-Mg系，覆盖层B是含有热反射性无机类填料的有机覆盖
层。
在本发明的屋顶面板中，如图1所例示那样，在其表面(即覆盖
层B的表面)存在有与基材金属板1的凹部3对应的凹部C。若将凹
部C所在的面设为上面并以这样的面板修葺建筑物的屋顶，建筑物的
冷却用的对屋顶供给的冷却水的一部分在停止该供给后也被凹部C
所保持，通过该水的汽化将入射太阳能热的一部分除去，由此能够持
续进行建筑物的冷却。通过断续地(例如以规定的周期反复)进行对
屋顶的水的供给来对凹部C补给冷却水，能够连续地进行建筑物的冷
却。
在本发明的屋顶面板中，需要覆盖层B的凹部C相对于基准面
具有金属板1的板厚T的5倍以上的深度d(图1)。这里的“基准面”，
是在通过轧制冲压或滚轧成形赋予凹凸之前的连续涂装金属带或者
涂装金属板的初始表层面。凹部C的深度如果小于金属板的板厚T的
5倍，则保水量不足而无法持续进行充分的冷却。另一方面，若凹部C
的深度超过金属板的板厚T的20倍，则轧制冲压或滚轧成形的难度
提高，制造性变差，并且担心保水量过于增大、屋顶重量过大而导致
破损，所以凹部C的深度可以设为金属板的板厚T的20倍以下。优
选的是，凹部C的深度是金属板的板厚T的7～15倍，更优选的是
10～12倍。
覆盖层B的凹部C也需要具有金属板1的板厚T的5～20倍的
开口短半径r(图1)。这里的“开口短半径”，是与从覆盖层B的表
面的凹部C的开口的外周到重心点的最短距离相当的尺寸。例如在凹
部C的开口为圆形的情况下其相当于该圆的半径，在凹部C的开口
为椭圆形的情况下其相当于短半径，在凹部C的开口为正方形的情况
下其相当于正方形边长的一半，在凹部C的开口为长方形的情况下其
相当于长方形的短边的长度的一半。若凹部C的开口短半径小于金属
板的板厚T的5倍，则无法获得充分的保水量，冷却效果不足，若超
过20倍，则担心保水量过于增大、屋顶重量变大而导致破损。优选的
是，凹部C的开口短半径是金属板的板厚T的7～15倍，更优选的是
10～12倍。
在本发明的屋顶面板中，还需要相邻的凹部C的边缘间的最接近
距离s(图1)为凹部C的开口短半径r的2～5倍。若凹部C的边缘间
的最接近距离小于凹部C的开口短半径的2倍，则轧制冲压、滚轧成
形的难度提高，制造性变差，若超过5倍，则即使是金属板
也热传递不充分、以保水能够冷却的效果不足。优选的是，凹部C的
边缘间的最接近距离是凹部C的开口短半径的2.5～4.5倍，更优选的
是3～4倍。
本发明的屋顶面板的覆盖层B的凹部C还需要在使面板从水平
面倾斜了5度时使凹部C能够保持的计算保水量为每一平方米的面板
表面积50cm3以上的容量。在每一平方米的凹部C的冷却水保持容量
不足50cm3以上时，由保持在凹部C的水的汽化引起的冷却效果不足，
有时不能进行建筑物内的充分的冷却。对凹部C的冷却水保持容量没
有特别的上限，但保持必要以上的冷却水无意义，并且按照板厚情况
在满水时屋顶可能掉落。因此，凹部C的冷却水保持容量只要考虑面
板的使用环境等适当决定即可。一般而言，每一平方米的凹部C的冷
却水保持容量的上限能够设为500cm3左右。优选的是，凹部C的冷却
水保持容量可以是每一平方米50～300cm3，更优选的是每一平方米
50～250cm3。
本发明的屋顶面板，通过积存于凹部C的水的汽化而发挥冷却效
果。为了获得该冷却效果，必须使充分的量的水从面板表面汽化。为了
满足该必要条件，在本发明的屋顶面板中，需要将每一平方米的面板
表面积的覆盖层B表面的凹部C的总计的开口面积设为0.048m2以上
。与凹部C的冷却水保持容量同样地，该开口面积没有特别的上限，
只要考虑面板的使用环境等来适当决定即可。一般而言，每一平方米
面板表面积的覆盖层B表面的凹部C的总计的开口面积的上限能够
设为0.157m3左右。优选的是，每一平方米的面板表面积的覆盖层B
表面上的凹部C的总计的开口面积可以为0.06～0.145m3，更优选的是
每一平方米0.07～0.140m3。
面板表面的凹部C的形状只要在使面板从水平面倾斜了5度时能
够保持规定量的水，可以为任意的形状。图1所例示的凹部C的截面
为半球状，但凹部C的截面形状不限于此，还可以为例如半椭圆状、
三角形、四边形等。凹部C的开口部的形状也不特别限定，可以为例
如圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形等。
面板表面上的凹部C的配置也不特别限定。图2中例示出了开口
部的形状是将圆形的凹部C配置为格子状的面板10，但也能够设为
例如交错排列等的其他的任意的排列。
作为本发明的屋顶面板的基材即金属板1，不特别限定，能够使
用各种金属材料的板。作为一个例子，列举出铁板、铁基合金板等。
使用的金属板1的板厚T只要考虑屋顶面板要求的机械强度等的必要
条件来决定即可。一般而言，板厚T为0.1～2.3mm，优选的是
0.15～1.6mm，更优选的是使用0.2～1.2mm左右的金属板。
金属板1具有决定面板表面(即覆盖层B的表面)的凹部C的
形状、尺寸及排列的凹部3。具有凹部3的金属板1能够通过对作为
原板的平板施行规定的加工而制作。通过加工仅在单侧形成凹部3
时，金属板1有时产生翘曲，为了避免该情况，例如也可以在具有凹
部3的面上还形成凸部(该情况下的金属板在两面具有凹部和凸部这
两者)。金属板1可以是如图2所例示的平板，或者也可以是如图3
所示的折板，后者的情况下的凹部设置于折板30(图3)的例如山部
31与谷部32。
金属板1至少在单面具有镀层A，镀层A的镀覆组成需要是
Zn-Al-Mg系。Zn-Al-Mg系镀钢板已知是高耐蚀性的，除了将冷却水
保持于凹部C而发挥冷却功能以外，尤其是作为需要防备暴露于各种
各样的条件的雨水(例如酸性强的雨水)、碱性气氛(例如，畜舍的
周围气氛因畜舍内的家畜的粪尿的原因呈碱性)等的本发明的屋顶面
板中的基材，是优选的材料。
为金属板带来高耐蚀性的Zn-A1-Mg系镀覆层的具体的组成，优
选的是，由Al：4～15质量％、Mg：1～5质量％及剩余部分构成，该
剩余部分由Zn和不可避免地混入的元素构成。Zn-Al-Mg系镀覆层除
此以外，还可以包括从
2.0质量％以下的Si、
0.5质量％以下的Ti、
0.7质量％以下的B、
2.0质量％以下的Ni、
2.3质量％以下的Fe
中选择的1种以上。在Zn-Al-Mg系镀覆层中，Si的添加具有形
成金属间化合物Mg2Si、在腐蚀环境下早期溶解从而提高防蚀功能的
效果。此外具有抑制基底金属与镀覆层中的Al成分的合金化从而提
高加工时的镀层粘附性的效果。Ti的添加具有使镀层中的Al系析出
相小粒径化的效果，具有抑制强碱腐蚀环境下的优先的Al系析出相
的贯通腐蚀的效果。同样地，B也能够使Al系、Zn系的析出相小粒
径化从而发挥同样的效果。Ni、Fe也能够发挥与Ti同样的效果。
特别是，优选Al的含有量是4～15质量％，并且Si的含有量在
0.05～2.0质量％的范围内。并且，在如畜舍等的碱性的周围气氛中使用
本发明的屋顶面板的情况下，优选的是Si的含有量为0.05～0.3质量
％。Al和Si含有量为该范围内的Zn-Al-Mg系镀覆层表现出较高的耐
碱性，在确保以金属板1为基材的面板在碱性环境下的耐蚀性上是有
用的。
在上述举出的畜舍等中使用本发明的屋顶面板的情况下，屋顶面
板的两面暴露于腐蚀性环境。因此，在这种情况下，希望金属板1在
两面具备Zn-Al-Mg系镀层。此外，在面板的制造时，优选从最初就利
用设置了镀层的镀覆金属板。
镀层A的厚度为3～50μm左右为优选。若比3μm薄，则耐蚀性
的效果不易发挥出来。若比50μm厚，则耐蚀性的效果饱和，变得不
经济。镀层A的厚度更优选的是5～30μm，更加优选的是7～25μm。
另一方面，镀层A的Zn-Al-Mg系镀覆层在高温多湿的环境(对
直接暴露于太阳能、也暴露于冷却用的水的屋顶面板而言不可避免的
使用环境)中，容易黑变(由于氧化被膜的生长而变色的现象)。若
镀层A产生黑变，则面板的吸热性增加，对建筑物内的温度上升的
抑制而言是不利的。在本发明中，用含有热反射性无机类填料的有机
覆盖层B覆盖镀层A从而对面板赋予隔热性(热反射性)。
含有热反射性无机类填料的有机覆盖层B能够用含有热反射性
无机类填料的有机树脂形成。作为有机树脂，热固化型的有机树脂和
热塑型的有机树脂，都能够使用。作为热固化型的树脂的例子，能够
列举聚酯、聚氨酯、丙烯酸类聚合物、环氧聚合物等。作为热塑型的
树脂的例子，能够列举聚氯乙烯溶胶等。
作为热反射性无机类填料，一般而言，能够使用用于对涂膜赋予
金属质的设计感的无机类填料。具体而言，优选使用表面改性铝。表面
改性铝除了使用基于有机树脂、硅改性树脂的涂覆的表面改性铝外，
还可使用Si、Ti、Zr等的蒸镀或涂覆后的表面改性铝。除此之外，列
举出例如铝薄片(无表面改性的)、珠光云母、金属覆盖玻璃薄片、
金属薄片等。一般而言，填料的粒径只要结合膜厚及涂装性而最优化
即可，只要不使铝、玻璃等基材的热反射特性大幅下降，表面涂层的
种类也并不特别限定。
优选覆盖层B含有1～40质量％左右的这种热反射性无机类填料。
若不足1质量％，则难以对覆盖层B赋予充分的热反射特性，若超过
40质量％，则失去皮膜的加工性而容易发生加工时的涂膜剥离。热反
射性无机类填料的含有量更优选的是3～35质量％，更加优选的是
5～30质量％。
优选覆盖层B的厚度是2～50μm左右。若比2μm薄，则无法发
挥充分的热反射性。若比50μm厚，则由内部应力在加工时容易发
生涂膜剥离，并且缺乏利益性。覆盖层B的厚度更优选的是3～45μm，
更加优选的是5～40μm。
覆盖层B在不对屋顶面板招致实用上的不良的范围内，可以含有
各种各样的任意的附加成分。作为这种成分的一个例子，能够列举抗
菌剂、抗真菌剂、色调用色颜料、荧光颜料，夜光颜料、滑动性用
的蜡成分等。
面板的背面(在用屋顶面板修葺了屋顶的状态下覆盖层B与其凹
部C不存在的面)不像受太阳光的照射的表面那样不暴露于严酷的环
境。因此，面板背面的涂装是任意的。在例如海岸附近的环境中使用
的情况下等，具备防止盐害用的涂装是有利的。同样地，镀层在面板
背面不一定是必要的，但在例如使用钢板作为金属板的情况下等，以
防蚀为目的而设置镀层是有利的。在示意地表示本发明的屋顶面板的
图1中，面板背面的任意的镀层、涂装层未图示。
本发明的隔热性的屋顶面板，能够通过在作为基材的金属板1上
形成凹部3，至少在单面(具有凹部3的面)形成镀层A并接着形成
覆盖层B而制造。凹部3也可以形成在预先形成了镀层A的金属板(镀
覆金属板)上。为了在金属板1(或者具备镀层A的镀覆金属板)形
成凹部3，能够利用例如冲压成形等的加工方法。为了在金属板1形
成镀层A，能够利用电镀法、热浸镀法、蒸镀法、扩散镀法、真空镀
法等。覆盖层B能够通过在镀层A之上涂敷含有作为溶剂中的成膜性
成分的有机树脂和热反射性无机类填料的涂料而形成。涂料中使用的
溶剂既可以是水性溶剂(例如水、醇等)，也可以是有机溶剂。本发明
的屋顶面板的制造中利用的方法是任意周知的方法，这里不进行详细
地说明。在涂敷覆盖层B的涂料前，以提高覆盖层B的粘合性等为目
的，也可以在镀层A之上形成化成处理层、底涂层。
接下来，参照以下的实施例对本发明进行更详细地说明，但本发
明当然并不限定于这些实施例。
【实施例】
作为基材的金属板使用冷轧钢板(厚度0.8mm)，在施以镀层A
以及覆盖层B后，用10cm见方的冲压模具转印凹凸形状，制作屋顶
模型。
镀层A使用以下的组成浴通过热浸镀方法来制成。
Al：Zn-11Al-3Mg-0.2Si
A2：Zn-0.2Al
覆盖层B使用以下的树脂系涂料通过涂敷后加热固化来制成。
Bl：聚酯涂料(日本Fine-Corting公司制FLC7000)
在涂料中添加的填料如下。
丙烯酸类覆盖Al填料(东洋铝公司制CF2)
铝蒸镀玻璃(DAIKIN(大金)公司制ZCD-2000)
屋顶模型以倾斜5度的方式固定，初始使用自动洒水机将自来水
以液滴状从屋顶模型的高处端以10cc/分钟滴下。
从距板面30cm高度将红外线灯静置于屋顶模型1个小时，从背
面侧用热电偶测量屋顶模型的温度，将与平板·无流水的情况相比时
的温度差作为冷却效果，用以下的评分进行评价，将评分○以上设为
合格。
◎：7℃以上
○：5℃以上且小于7℃
△：3℃以上且小于5℃
×：小于3℃
关于耐碱性，室温下将供试材料浸在5％碱水溶液中48个小时后
进行水洗干燥，并进行500个小时盐水喷雾试验(SST(JIS Z 2371))，
对基材(冷轧钢板)的最大孔蚀深度进行测定，并以下面的评分评价
耐碱性，将评分○以上设为合格。
◎：小于0.2mm
○：0.2以上且小于0.4mm
△：0.4以上且小于0.6mm
×：0.6mm以上
表1中示出了供试材料的镀层A、覆盖层B的构成、各供试材料
的冷却效果和耐碱性。表中的“保水量”，表示覆盖层B的凹部能够保
持的计算保水量。根据该表可知，通过本发明所涉及的屋顶模型，冷
却效果和耐碱性优秀。
表1
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