JP2005009205A

JP2005009205A - 金属屋根構造、金属屋根施工方法及び制振性接着剤

Info

Publication number: JP2005009205A
Application number: JP2003175729A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Sato; 貴浩佐藤; Yukihiko Aizawa; 幸彦相澤
Original assignee: Cemedine Co Ltd
Current assignee: Cemedine Co Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP4287205B2

Abstract

【課題】制振・防音性能に優れ、屋根材の大幅な重量増を伴うことなく、コストが安く、現場での施工が容易である金属屋根構造、金属屋根施工方法、及び該金属屋根に好適に用いられる制振性接着剤を提供する。
【解決手段】金属製の屋根葺材と制振性接着剤層と下地材とからなる金属屋根構造であって、該屋根葺材の下面と拘束層となりうる下地材の上面とを中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤を用いて接着することにより、雨音を低減するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、降雨時に金属製の屋根葺材に発生する騒音（雨音）を軽減させることができる金属屋根構造、金属屋根施工方法及び制振性接着剤に関する。
【０００２】
【関連技術】
戸建て住宅の屋根材として、粘土瓦、スレート瓦等の窯業系屋根材の他、主に積雪寒冷地を中心として金属製の屋根葺材が使用されている。
【０００３】
金属製の屋根葺材は一般的に軽量性・防水性・不燃性・加工性に優れ、屋根勾配、屋根形状に対応の自由度が高い反面、金属製の屋根葺材には通常薄い材料を使用することから、降雨時に雨音が発生し、室内騒音が大きいという問題がある。
【０００４】
図３は、従来の金属屋根構造の一例を示す断面概略説明図である。同図において、符号２００は、従来の金属屋根構造であり、該金属屋根構造２００は、金属製の屋根葺材１０，下葺材１６及び野地板１４から構成される。図３に示した如く、通常の金属屋根の施工方法は、屋根の下地となる野地板１４の室外側表面にアスファルトルーフィングまたはゴムアス系ルーフィング等の下葺材１６を施工し、さらにその上に金属板等の金属製の屋根葺材１０をビスまたは釘などで打ち付けるものである。また、さらには必要に応じて屋根葺材の室内側に断熱材が施工されることがある。
【０００５】
上記した金属製の屋根葺材における降雨時の雨音による室内騒音の問題を解決するために、すでにいくつかの提案がなされている。例えば、金属屋根板の室内側ないしは室外側に瀝青炭系の制振塗料を塗布するものがあるが、塗装工事に時間がかかり、コストの上昇を招いてしまう。
【０００６】
また、粘弾性層とアルミニウム箔の拘束層による制振シートを金属屋根板の室内側に貼着するもの、並びに金属屋根板の裏面に、断熱材又は吸音材を接着剤で貼り付けるものもあるが、雨音に対しての制振・防音効果が不十分である、乃至金属屋根板に制振材や断熱材、吸音材等を貼着する際に特殊な装置が必要であり、施工の手間がかかるとともに、予め工場等で該加工を施した屋根材を生産せねばならず、工場等から屋根材を運搬する際に屋根材が嵩張ったり、重量が増加したりしてコストアップを招く等の問題が生じていた（特許文献１及び２等参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１７３１６４号公報
【特許文献２】
特開２０００−６４５１２号公報
【特許文献３】
特開昭５０−１５６５９９号公報
【特許文献４】
特開昭５２−７３９９８号公報
【特許文献５】
特開昭５８−１０４１８号公報
【特許文献６】
特開昭６２−２３０８２２号公報
【特許文献７】
特開昭６３−１２６７７号公報
【特許文献８】
特開昭６０−３１５５６号公報
【特許文献９】
特開昭６０−２２８５１６号公報
【特許文献１０】
特開昭６３−１１２６４２号公報
【特許文献１１】
特開平１−１３１２７１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、制振・防音性能に優れ、屋根材の大幅な重量増を伴うことなく、コストが安く、現場での施工が容易である金属屋根構造、金属屋根施工方法、及び該金属屋根に好適に用いられる制振性接着剤を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明によれれば、金属製の屋根葺材と下地材とを現場にて制振性接着剤を用いて接着施工することができるため、屋根葺材の形状、屋根葺きの態様等に自由に対応でき、かつ金属屋根材をあらかじめ工場等で生産する際に制振材、または吸音材等を貼着する場合の設備投資も不要となり、また、工場等から屋根材を運搬する際に屋根材がかさばったり、重量が増加する問題を解決することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の金属屋根構造は、金属製の屋根葺材と制振性接着剤層と下地材とからなる金属屋根構造であって、該金属製の屋根葺材の下面と拘束層となりうる下地材の上面とを中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤を用いて接着することにより、雨音を低減することを特徴とする。
【００１１】
なお、本発明において、中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤とは、中央支持定常加振法（ＪＩＳＧ０６０２−１９９３）に従って、ガルバニウム鋼板（厚さ０．４ｍｍ）とアスファルトルーフィング（厚さ１．０ｍｍ）とを接着剤（塗布量：５００ｇ／ｍ^２）を用いて接着させた試験片（２５０ｍｍ×１５ｍｍ）の損失係数（損失係数算出方法−半値幅法、測定温度２０℃）を測定したときの損失係数が０．０５以上である接着剤を意味する。本明細書において、損失係数は上記条件で測定したものとする。
【００１２】
本発明の金属屋根構造において、上記屋根葺材が複数敷設された金属屋根構造の場合、さらに、上記屋根葺材の接続部同士も上記制振性接着剤を用いて接着されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の金属屋根施工方法は、金属製の屋根葺材と拘束層となりうる下地材とを中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤を用いて接着することにより、雨音を低減することを特徴とする。下地材としては、例えば、金属、木材、アスファルト系、ゴムアス系等の材料が好適に用いられる。
【００１４】
本発明の金属屋根施工方法において、上記屋根葺材が複数敷設された金属屋根構造を有する金属屋根を施工する場合は、さらに、屋根葺材の接続部同士も前記制振性接着剤を用いて接着することが好ましい。
【００１５】
本発明の制振性接着剤は、本発明の金属屋根構造及び金属屋根施工方法において用いられる制振性接着剤であって、その硬化皮膜物性が伸び率１００〜２０００％、好ましくは伸び率１００〜１０００％、かつ１００％伸びモジュラスが０．１〜２．０ＭＰａであることを特徴とする。
【００１６】
上記制振性接着剤が、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、変成シリコーン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも１種の可撓性樹脂を含有することが好適である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、これらの実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能であることはいうまでもない。なお、添付図面において同一部材は同一符号で示されている。
【００１８】
本発明の金属屋根構造は、金属製の屋根葺材と制振性接着剤層と下地材とからなり、金属製の屋根葺材の下面と拘束層となりうる下地材の上面とを制振性接着剤を用いて接着することにより、雨音を低減することを特徴とする。なお、本明細書において、制振性接着剤層の伸縮を拘束するように作用する層を拘束層と称する。また、本明細書において、中央加振法による損失係数が０．０５以上である接着剤を制振性接着剤と称する。
【００１９】
本明細書において、下地材とは、野地板や下葺材等、屋根葺材の室内側にもうけられる部材の総称である。下地材は、野地板のみで構成されていても良く、野地板及び該野地板上に敷設された下葺材から構成されていても良い。さらに、下葺材もしくは野地板の室内側に断熱材等を有する構成とすることもできる。
【００２０】
本発明において、拘束層となりうる下地材としては、例えば、金属、木材、アスファルト系、ゴムアス系等の材料からなる部材を用いることができる。断熱材として用いられる伸縮性のあるポリエチレンフォーム（ＰＥＦ）等を拘束層として用いると、降雨等が金属屋根を加振した際に、制振性接着剤による十分な減衰効果が得られないことがあり、好ましくない。
【００２１】
図１は、本発明の金属屋根構造の第１の実施の形態を示す摘示断面説明図である。図１において、符号１００ａは本発明の金属屋根構造で、金属製の屋根葺材１０と、下地材１２とを有する。図１の構成において、下地材１２は、野地板１４及び下葺材１６とからなり、下葺材１６が拘束層として利用されている。
【００２２】
金属製の屋根葺材１０としては、例えば、溶融亜鉛メッキ鋼板、銅板・銅合金板、塗装ステンレス鋼板、表面処理ステンレス鋼板、アルミ板・アルミ合金板等の従来公知の屋根用金属板が用いられ、特に限定されない。金属板の形状や屋根葺きの態様等も特に限定されず、横葺き、段葺、平葺、瓦棒葺等、自由に選択することができる。野地板１４としては、例えば、通常の金属屋根の施工に用いられる合板等が用いられる。下葺材１６としては、防水性の向上等を目的とした、アスファルトルーフィング、ゴムアス系ルーフィング、アスファルトフェルト等のシート状材料が好適に用いられる。
【００２３】
２０は、制振性接着剤層で、金属製の屋根葺材１０の下面と下地材１２の上面、図１においては下葺材１６の上面とを全面又は部分的に接着する。この制振性接着剤層に用いられる接着剤としては、中央加振法による損失係数が０．０５以上、より好ましくは０．１以上の値を有する制振性接着剤が用いられるが、後述する本発明の制振性接着剤を用いることが好適である。
【００２４】
図２は、本発明の金属屋根構造の第２の実施の形態を示す摘示断面説明図である。図２において、符号１００ｂは本発明の金属屋根構造で、金属製の屋根葺材１０と、下地材１２とを有する。図２の構成において、下地材１２は、野地板１４からなり、該野地板１４が拘束層として利用されている。下葺材１６を有さず、制振性接着剤層２０が、金属製の屋根葺材１０の下面と野地板１４の上面を全面又は部分的に接着する点が図１と相違し、その他の構成は図１と同様であるので、その再度の説明は省略する。
【００２５】
本発明の金属屋根施工方法は、金属製の屋根葺材と拘束層となりうる下地材とを制振性接着剤を用いて接着する方法である。制振性接着剤の塗布方法としては、特に限定されず、制振性接着剤を下地材の上面及び／又は金属製の屋根葺材の下面に対し、全面又は部分的に塗布すればよい。塗布量も特に限定されないが、１ｍ^２当たり１００ｇ〜１０００ｇ程度の範囲が好適であり、３００ｇ〜１０００ｇの範囲がさらに好ましい。
【００２６】
本発明の金属屋根施工方法の一例として、上述した本発明の金属屋根構造の第１の態様を施工する場合について説明する。野地板の上面にタッカーを用いた打ち付け等によって下葺材を敷設した後、制振性接着剤を下葺材の上面及び／又は金属製の屋根葺材の下面に対し全面又は部分的に塗布し、下葺材の上面と金属製の屋根葺材の下面とを貼り合わせ、接着させる。なお、複数の屋根葺材を部分的に重ねて敷設する場合、該屋根葺材の接合部同士を制振性接着剤を用いて接着することが好ましい。その後、金属製の屋根葺材の上面からビスまたは釘などで打ち付け、金属製の屋根葺材と下地材とを固定する。
【００２７】
なお、上述した本発明の金属屋根構造の第２の態様を施工する場合は、制振性接着剤を野地板の上面及び／又は金属製の屋根葺材の下面に対し全面又は部分的に塗布し、野地板の上面と金属製の屋根葺材の下面とを貼り合わせ、接着させた後、金属製の屋根葺材の上面からビスまたは釘などで打ち付け、金属製の屋根葺材と下地材とを固定する方法が用いられる。
【００２８】
本発明の制振性接着剤は、上記金属屋根構造及び金属屋根施工方法に好適に用いられる中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤であって、硬化皮膜物性が伸び率１００〜２０００％、好ましくは１００〜１０００％の範囲であり、かつ１００％伸びモジュラスが０．１〜２．０ＭＰａの範囲である。
【００２９】
上記制振性接着剤としては、特に限定されないが、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂及び変成シリコーン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種の可撓性樹脂を主成分として含有するものが好ましい。さらに、湿気硬化型の制振性接着剤が、現場での施工が容易であり好適である。
【００３０】
上記可撓性樹脂としては特に制限されないが、可撓性樹脂のみ、もしくは可撓性樹脂と硬化触媒のみで硬化させた際の硬化皮膜物性が伸び率１００％以上で、かつ樹脂組成物の硬化皮膜物性が伸び１００％以上であることが望ましい。可撓性樹脂のみを硬化させた硬化皮膜物性が伸び率１００％未満では、制振性接着剤の硬化皮膜物性が低伸び、高モジュラスになりやすく、制振、防音性能が十分に得られないことがある。これら可撓性樹脂は単独で用いても良く、２以上併用しても良い。
【００３１】
上記可撓性樹脂としては、プライマーを使用する必要がなく、無溶解型で耐久性、接着性に優れる、変成シリコーン樹脂がより好適である。変成シリコーン樹脂とは、反応性珪素基を有する高分子化合物であり、例えば、特許文献３〜６等で提案されたような化合物、特許文献７で示されたような加水分解可能な基が結合した珪素原子を分子中に少なくとも２個以上有する有機シリコン系化合物、特許文献８〜１１で提案された珪素基を有するオキシアルキレン重合体と珪素基を有する（メタ）アクリレート（共）重合体よりなる組成物が挙げられる。
【００３２】
本発明の制振性接着剤に、さらに、石油樹脂、可塑剤、無機粉体、硬化触媒及びシラン化合物等の添加剤をそれぞれ必要に応じて適宜添加することが好ましい。
【００３３】
上記石油樹脂としては特に限定されないが、熱可塑性樹脂に対する相溶性、および上記可撓性樹脂に対する硬化阻害を考慮すると、たとえば炭素数が５ないし９のＣ５、Ｃ９系樹脂，スチレン系（共）重合体等が好ましい。
【００３４】
上記可塑剤としては特に限定されないが、フタル酸エステル系可塑剤、アジピン酸エステル系可塑剤の他、液状樹脂、高沸点溶剤等も使用できる。
【００３５】
上記無機粉体としては特に限定されないが、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカ、等が使用できる。
【００３６】
上記樹脂組成物において、各成分を添加する場合の含有量は特に限定されないが、可撓性樹脂１００重量部に対し、石油樹脂が１０〜５００部、可塑剤が１０〜２００部、無機粉体が１００〜１０００部の範囲でそれぞれ配合することが好ましい。
【００３７】
接着剤の粘度が低すぎると液だれ、糸引きを起こし施工しづらく、また粘度が高すぎると接着剤の塗布作業がしづらく、広範囲での施工が困難になることから、粘度は１００〜８００Ｐａ・ｓ（２０℃）が好ましく、より好ましくは１５０〜５００Ｐａ・ｓ（２０℃）である。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００３９】
（実施例１〜３）
実施例１〜３において用いた制振性接着剤の組成を表１に示す。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１における配合物質の配合量は重量部で示され、（＊１〜＊１３）は次の通りである。
＊１：ポリ（メチルジメトキシシリルエチルエーテル）（商品名：ＳＡＴ２００、鐘淵化学工業（株）製）
＊２：商品名：Ａ２３５０、武田薬品工業（株）製
＊３：商品名：ＫＥ４１、信越化学工業（株）製
＊４：スチレン系重合体（商品名：ＦＴＲ−８１２０、三井化学工業（株）製）
＊５：フタル酸ジイソニル
＊６：商品名：カルファイン２００Ｍ、丸尾カルシウム（株）製）
＊７：商品名：Ｒ９７２、日本アエロジル社製
＊８：商品名：クラウンタルク、松村産業（株）製
＊９：ジブチルスズオキサイドのフタル酸ジオクチル溶液（商品名：９１８、三共有機合成（株）製）
＊１０：ジブチルチンジラウレート
＊１１：アミノプロピルトリエトキシシラン（商品名：Ａ１１００、ユニカー製）
＊１２：商品名：ＫＢＭ５０３、信越化学工業（株）製
＊１３：ビニルトリメトキシシラン（商品名：ＫＢＭ１００３、信越化学工業（株）製）
【００４２】
下記の如く、得られた制振性接着剤の評価を行った。結果を表２に示す。
【００４３】
（１）硬化皮膜物性
上記制振性接着剤を離型紙上に厚さ２ｍｍになるように塗布し、硬化させることで硬化皮膜を作成した。養生期間は２３℃５５％ＲＨで２週間とした。上記で得られた制振性接着剤の硬化皮膜の伸び率、及び硬化皮膜が１００％伸びた時点でのモジュラスを測定した。
【００４４】
（２）損失係数の測定
０．４ｍｍ厚のガルバニウム鋼板を２５０ｍｍ×１５ｍｍに切断し、５００ｇ／ｍ^２となるように上記制振性接着剤を用いてアスファルトルーフィングシート（厚さ１．０ｍｍ）を貼り合わせ試験片とした。養生期間は２３℃５５％ＲＨで２週間とした。また、この試験片につき中央加振法（ＪＩＳＧ０６０２−１９９３）によって損失係数を測定した（測定温度：２０℃、損失係数算出方法：半値幅法）。損失係数の値が大きいほど制振効果は高く、０．０５以上であれば通常は制振効果があるとされるが、本実施例においては０．１以上の値を良好であると評価した。
【００４５】
（３）騒音レベルの測定
９００ｍｍ×９００ｍｍ×１２ｍｍの３プライ合板にアスファルトルーフィングシートをホチキスで打ち付け、さらにその上に０．４ｍｍ厚のガルバニウム鋼板でできた金属板を上記制振性接着剤を５００ｇ／ｍ^２となるように用いて貼り合わせ、試験片とした。養生期間は２３℃５５％ＲＨ×２週間とした。
【００４６】
この試験片を４寸勾配の傾斜がつくように台座に取り付け、その試験片の中央部に１．５ｍの高さから８φの鋼球を落下し、その際に発生した騒音を騒音計を用いて測定した（測定温度：２３℃）。測定は鋼球を８回落下し、その際に発生した騒音のＡ補正値の平均値を騒音レベルとした。
【００４７】
【表２】

【００４８】
表２に示した如く、伸び率、１００％モジュラスの条件を満足する実施例１〜３においては、損失係数が０．１７〜０．１０と高い制振性能を発揮し、騒音レベルも７０〜７５ｄＢ（Ａ）と、後述する比較例１〜３に対して約１０ｄＢ（Ａ）程度の高い騒音低減効果がみられた。また、アスファルトルーフィングシートを用いずに合板と金属板を直接上記接着剤を用いて接着させた場合においても同様な結果が得られた。
【００４９】
（比較例１）
セメダインＥＰ２４０Ｎ（セメダイン（株）製、２液タイプエポキシ樹脂系接着剤）の主剤、硬化剤を重量比が１：１になるように計量し、十分に混合、撹拌し、接着剤組成物を得た。得られた接着剤組成物に対し、実施例１〜３と同様に評価を行った。結果を表２に示す。
【００５０】
（比較例２）
接着剤として、セメダインＵＭ１００（セメダイン（株）製、１液タイプ反応型ウレタン系）を使用し、実施例１〜３と同様に評価を行った。結果を表２に示す。
【００５１】
比較例３として、従来通り、接着剤を使用せずにビスを用いて金属板をアスファルトルーフィングシートに組み付けた以外は実施例１〜３と同様にして騒音レベルを測定した。結果を表２に示す。
【００５２】
表２に示した如く、比較例１、２のように硬化皮膜の伸び率が１００％未満であれば、損失係数が０．０２程度と、０．１より低く、騒音レベルも８３〜８５ｄＢ（Ａ）と非常に大きな騒音が発生した。また、接着剤を用いていない比較例３では、非常に大きな騒音が発生した。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の金属屋根構造によれば、現場作業が容易にでき、屋根葺きの態様に依存することなく、制振防音性能に優れ、雨音による室内騒音を大きく低減することが可能となる金属屋根構造を提供することができる。本発明の金属屋根施工方法によれば、屋根材の大幅な重量増を伴うことなく、コストが安く、現場での施工が容易である制振・防音性能に優れた金属屋根施工方法を提供することができる。本発明の制振性接着剤は、本発明の金属屋根構造及び金属屋根施工方法に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属屋根構造の第１の実施の態様を示す摘示断面説明図である。
【図２】本発明の金属屋根構造の第２の実施の態様を示す摘示断面説明図である。
【図３】従来の金属屋根構造の一例を示す摘示断面説明図である。
【符号の説明】
１０：金属製の屋根葺材、１２：下地材、１３：拘束層、１４：野地板、１６：下葺材、２０：制振性接着剤層、１００ａ，１００ｂ：本発明の金属屋根構造、２００：従来の金属屋根構造。

Claims

金属製の屋根葺材と制振性接着剤層と下地材とからなる金属屋根構造であって、該屋根葺材の下面と拘束層となりうる下地材の上面とを中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤を用いて接着することにより、雨音を低減することを特徴とする金属屋根構造。
前記屋根葺材が複数敷設された金属屋根構造であって、該屋根葺材の接続部同士が前記制振性接着剤を用いて接着されていることを特徴とする請求項１記載の金属屋根構造。
金属製の屋根葺材と拘束層となりうる下地材とを中央加振法による損失係数が０．０５以上である制振性接着剤を用いて接着することにより、雨音を低減することを特徴とする金属屋根施工方法。
前記屋根葺材が複数敷設された金属屋根構造を有する金属屋根を施工する方法であって、該屋根葺材の接続部同士を前記制振性接着剤を用いて接着することを特徴とする請求項３記載の金属屋根施工方法。
請求項１又は２記載の金属屋根構造及び請求項３又は４記載の金属屋根施工方法において用いられる制振性接着剤であって、硬化皮膜物性が伸び率１００〜２０００％、かつ１００％伸びモジュラスが０．１〜２．０ＭＰａであることを特徴とする制振性接着剤。
ウレタン樹脂、シリコーン樹脂及び変成シリコーン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種の可撓性樹脂を主成分として含有することを特徴とする請求項５記載の制振性接着剤。