JP2007040046A

JP2007040046A - 屋根材

Info

Publication number: JP2007040046A
Application number: JP2005227633A
Authority: JP
Inventors: Mikio Hirate; 幹夫平手; Tomohiro Konno; 智広金野
Original assignee: Asahi Glass Matex Co Ltd
Current assignee: AGC Matex Co Ltd
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】透光性および透視性に優れ、かつ充分な強度を有する屋根材を提供する。
【解決手段】金属板１２と、該金属板１２の両面を被覆する繊維強化樹脂１３とからなる屋根材１０において、前記金属板１２として、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔１１を有し、かつ開口率が２０〜８０％である金属板を用い、該金属板１２の両面を透明な繊維強化樹脂１３で被覆するとともに、前記採光孔１１に透明な繊維強化樹脂１３を充填する。
【選択図】図１

Description

本発明は、透光性および透視性を有する屋根材に関する。

照明のための電気の消費を抑えるために、透光性を有する屋根材の需要が増えてきている。透光性を有する屋根材としては、たとえば、多数の透光孔が穿設された金属板の少なくとも上面を透明樹脂層にて被装した屋根材が提案されている（特許文献１、２参照）。

該屋根材において、透光性を充分に確保しつつ、屋根材自体および孔の部分の透明樹脂の強度を保つためには、金属板に小さな孔を多数穿設すればよい。しかし、小さな多数の孔を穿設した屋根材では、孔を通して屋根材の向こう側の景色等を視認することはできない。つまり、透視性が低い。そのため、屋根の下側での明るさを確保できても、視界を遮られることによって、開放感が得られない問題がある。
特開平５−１８０５７号公報特開２００５−４２４３０号公報

本発明の目的は、透光性および透視性に優れ、かつ充分な強度を有する屋根材を提供することにある。

本発明の屋根材は、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔を有し、かつ開口率が２０〜８０％である金属板と、該金属板の両面を被覆し、かつ前記採光孔に充填された透明な繊維強化樹脂とを有することを特徴とする。

前記採光孔の部分の繊維強化樹脂の全光線透過率は、２％以上であることが好ましい。
前記繊維強化樹脂は、ガラス繊維に含浸させた硬化性樹脂を硬化させたものであり、硬化後の硬化性樹脂の屈折率とガラス繊維の屈折率との差の絶対値が、１以下であることが好ましい。
前記金属板の厚さは、２〜１０ｍｍであり、かつ屋根材の厚さは、４〜２０ｍｍであることが好ましい。

本発明の屋根材は、透光性および透視性に優れ、かつ充分な強度を有する。

図１は、本発明の屋根材の一例を示す斜視図であり、図２は、本発明の屋根材の一例を示す断面図である。該屋根材１０は、間隔をあけて穿設された複数の採光孔１１を有する金属板１２と、該金属板１２の両面を被覆し、かつ前記採光孔１１に充填された透明な繊維強化樹脂１３とを有して概略構成されるものである。

屋根材１０の厚さは、４〜２０ｍｍが好ましく、６〜１０ｍｍがより好ましい。屋根材１０の厚さを４ｍｍ以上とすることにより、充分な強度が得られる。屋根材１０の厚さを２０ｍｍ以下とすることにより、屋根材１０の軽量化を図れる。

（金属板）
金属板１２としては、ステンレス板、鉄板、アルミニウム板、銅板等が挙げられる。
金属板１２の厚さは、２〜１０ｍｍが好ましく、３〜６ｍｍがより好ましい。金属板１２の厚さを２ｍｍ以上とすることにより、金属板１２による屋根材１０の補強効果が高くなる。金属板１２の厚さを１０ｍｍ以下とすることにより、屋根材１０の軽量化を図れる。

金属板１２の開口率は、２０〜８０％であり、３０〜６０％が好ましい。金属板１２の開口率を２０％以上とすることにより、屋根材１０の透光性が充分に確保される。金属板１２の開口率を８０％以下とすることにより、屋根材１０の強度が充分に確保される。本発明における「開口率」は、以下の式によって求められる。
開口率＝（すべての採光孔１１の開口面積（ｃｍ² ）の合計／金属板１２の表面積（採光孔１１の開口面積を含む）（ｃｍ² ））×１００

採光孔１１は、金属板１２を貫通して穿設された孔である。金属板１２は、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔１１を有するものであり、開口面積が５０〜１０００ｃｍ² である採光孔１１を有するものがより好ましく、開口面積が６０〜５００ｃｍ² である採光孔１１を有するものが最も好ましい。採光孔１１の開口面積を２０ｃｍ² 以上とすることにより、屋根材１０の透視性が充分に確保される。採光孔１１の開口面積を２０００ｃｍ² 以下とすることにより、採光孔１１における屋根材１０の強度、特に耐衝撃強度が充分に確保される。本発明における「開口面積」は、採光孔１１の開口端面の面積である。

（繊維強化樹脂）
繊維強化樹脂１３は、強化繊維に含浸させた硬化性樹脂を硬化させたものである。
金属板１２の両面を被覆している繊維強化樹脂１３は、採光孔１１に充填された繊維強化樹脂１３を介して連続して形成されており、金属板１２の両面を被覆している繊維強化樹脂１３と採光孔１１に充填された繊維強化樹脂１３とは一体化している。
繊維強化樹脂１３は、金属板１２の周縁も被覆していることが好ましい。

強化繊維としては、ガラス繊維；炭素繊維；金属繊維；アルミナ繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素等のセラミック繊維；アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリアリレート繊維等の合成樹脂繊維等が挙げられる。これらのうち、屋根材１０の透光性、強度、製造コスト、成形性等の点で、ガラス繊維が好ましい。
強化繊維の形態としては、チョップドストランドマット、コンティニュアスストランドマット、ロービングクロス等が挙げられる。

硬化性樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。これらのうち、屋根材１０の透光性、強度、製造コスト、成形性等の点で、不飽和ポリエステル樹脂が好ましい。
硬化性樹脂には、必要に応じて、促進剤、硬化剤、着色剤、充填剤等の添加剤を添加してもよい。

繊維強化樹脂１３は、着色されていてもよいし、着色されていなくてもよい。ただし、屋根材１０の透光性および透視性を確保するために、透明である必要がある。本発明における「透明な繊維強化樹脂」とは、可視光を透過し得る繊維強化樹脂である。具体的には、屋根材１０の厚さ方向の繊維強化樹脂１３の全光線透過率が、採光孔１１の部分において２％以上であることが好ましい。本発明における「全光線透過率」は、ＪＩＳＫ７１０５に準拠して測定される。

硬化後の硬化性樹脂の屈折率とガラス繊維の屈折率との差の絶対値は、１以下であることが好ましい。硬化後の硬化性樹脂の屈折率とガラス繊維の屈折率との差を小さくすることにより、屋根材１０の透光性および透視性がさらに向上する。本発明における「屈折率」は、ナトリウムＤ線を用いて測定される屈折率ｎ_D である。

繊維強化樹脂１３の表面は、平滑であることが好ましい。繊維強化樹脂１３の表面を平滑とすることにより、表面の凹凸による光の乱反射が抑えられ、屋根材１０の透光性および透視性がさらに向上する。具体的には、繊維強化樹脂１３の表面の中心線平均粗さＲa が、１００μｍ以下であるが好ましい。本発明における「中心線平均粗さＲa 」は、ＪＩＳＢ００３１およびＪＩＳＢ００６１に準拠して測定される。

（屋根材の製造方法）
屋根材１０は、たとえば以下のようにして製造される。
（ｉ）表面が平滑な型の上に離型フィルムを敷き込み、該離型フィルム上に液状の硬化性樹脂を塗布する。
（ii）硬化性樹脂上にマット状の強化繊維を敷き込み、強化繊維に硬化性樹脂を含浸させる。
（iii)硬化性樹脂が含浸した強化繊維上に、採光孔１１を有する金属板１２を押し付け、両材料を密着させる。
（iv）採光孔１１と同じ形状にカットされたマット状の強化繊維を、採光孔１１に充填する。
（ｖ）採光孔１１に充填された強化繊維に液状の硬化性樹脂を塗布し、強化繊維に硬化性樹脂を含浸させる。

（vi）金属板１２の上面にマット状の強化繊維を敷き込み、該強化繊維に液状の硬化性樹脂を塗布し、強化繊維に硬化性樹脂を含浸させる。
（vii)硬化性樹脂が含浸した強化繊維上に離型フィルムを敷き込み、該離型フィルム上から鉄製ロッド等を押し当て、該ロッドで扱くようにして硬化性樹脂が含浸した強化繊維内から微細泡を押し出す。
（viii）離型フィルムを敷き込んだ状態で上面からウエイトによりプレスし、硬化性樹脂を硬化させる。
（ix）両面の離型フィルムを剥がし、必要に応じて、余分な繊維強化樹脂を切断して屋根材１０を得る。

型としては、表面が平滑なものであればよく、ガラス板等を用いればよい。
離型フィルムは、繊維強化樹脂が型およびウエイトに付着しないようにするとともに、屋根材１０の表面に平滑性を付与するためのものである。離型フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂フィルム、離型剤を塗布した熱可塑性樹脂フィルム等が挙げられる。離型フィルムを用いずに、離型処理を施した型を用いてもよい。
硬化性樹脂の硬化は、硬化性樹脂の種類に応じて、熱または光によって行う。

採光孔１１に充填される強化繊維の量は、６００〜４８００ｇ／ｍ² とすることが好ましく、１２００〜３０００ｇ／ｍ² とすることが好ましい。採光孔１１に充填される強化繊維の量を６００ｇ／ｍ² 以上とすることにより、採光孔１１における屋根材１０の強度、特に耐衝撃強度が充分に確保される。採光孔１１に充填される強化繊維の量を４８００ｇ／ｍ² 以下とすることにより、屋根材１０の透光性および透視性が充分に確保される。
金属板１２の表面を被覆する強化繊維の量は、片面あたり３００〜２４００ｇ／ｍ² とすることが好ましい。

以上説明した屋根材１０にあっては、金属板１２と、該金属板１２の両面を被覆する繊維強化樹脂１３とからなる屋根材１０において、前記金属板１２として、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔１１を有し、かつ開口率が２０〜８０％である金属板を用い、該金属板１２の両面を透明な繊維強化樹脂１３で被覆するとともに、前記採光孔１１に透明な繊維強化樹脂１３を充填しているため、透光性および透視性に優れ、かつ充分な強度を有する。

すなわち、金属板１２の開口率を２０％以上とすることにより、屋根材１０の透光性が充分に確保されるが、個々の採光孔１１の開口面積が小さければ、採光孔１１を通して屋根材１０の向こう側の景色等を視認することはできず、屋根材１０の透視性が不充分となる。そこで、本発明においては、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔１１を有する金属板１２を用いることにより、屋根材１０の透視性を充分に確保している。

なお、採光孔の開口面積を２０ｃｍ² 以上とした場合、従来の屋根材のように金属板を被覆する樹脂として塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹脂を用いた屋根材では、採光孔の部分に落下物等が衝突した場合、容易に破損してしまう。一方、本発明においては、金属板１２を被覆し、かつ採光孔１１に充填される樹脂として、繊維強化樹脂１３を用いているため、採光孔１１の開口面積を２０ｃｍ² 以上と広くしても、落下物等の衝突に対して、充分な強度（耐衝撃強度）が確保されている。

なお、本発明の屋根材は、図１に示す屋根材１０に限定はされず、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔１１を有し、かつ開口率が２０〜８０％である金属板１２と、金属板１２の両面を被覆し、かつ採光孔１１に充填された透明な繊維強化樹脂１３とを有するものであれば、どのような形態のものでもよい。
たとえば、図３に示すように、角波形状の金属板１２を用いた折版屋根材２０であってもよく、図４に示すように、丸波形状の金属板１２を用いた折版屋根材３０であってもよい。

また、採光孔１１の形状も、図１に示すような円形に限定されず、三角形、正方形、六角形、円形、星形、波形等、任意の形状としてもよい。
また、採光孔１１は、大きさの異なる（小さいまたは大きい）採光孔１１が混在していてもよく、開口面積が２０〜２０００ｃｍ² から外れる小さい採光孔または大きい採光孔が混在していてもよい。

以下、実施例を示す。
液状の不飽和ポリエステル樹脂（日本ユピカ社製、商品名「４００１Ａ」、硬化後の屈折率１．５４）に促進剤（ナフテン酸コバルト）を０．３ｐｈｒ添加してよく撹拌し、ついで硬化剤（過酸化物）を１．５ｐｈｒ添加して撹拌し、硬化性樹脂を調製した。

縦５０ｃｍ×横５０ｃｍのガラス板からなる型の上に、型よりもひとまわり大きい離型フィルムを敷き込み、該離型フィルム上に液状の硬化性樹脂を縦２０ｃｍ×横５０ｃｍにわたって塗布した。
ついで、この硬化性樹脂上に、縦２０ｃｍ×横５０ｃｍのガラス繊維のチョップドストランドマット（旭ファイバーグラス社製、商品名「ＣＭ＃６００」、６００ｇ／ｃｍ² 、屈折率１．５５）を敷き込み、強化繊維に硬化性樹脂を含浸させた。

硬化性樹脂が含浸したチョップドストランドマット上に、直径９０ｍｍ（開口面積６３．６ｃｍ² ）の採光孔を３個有する縦１５ｃｍ×横４０ｃｍ×厚さ３ｍｍのステンレス板（開口率３１．８％）を押し付け、密着させた。
採光孔と同じ円形にカットされた直径９０ｍｍのガラス繊維のチョップドストランドマット（商品名「ＣＭ＃６００」）を、各採光孔に充填した。

採光孔に充填されたチョップドストランドマットに液状の硬化性樹脂を塗布し、チョップドストランドマットに硬化性樹脂を含浸させた。
さらに、直径９０ｍｍのガラス繊維のチョップドストランドマット（商品名「ＣＭ＃６００」）を各採光孔に充填し、該２層目のチョップドストランドマットに液状の硬化性樹脂を塗布し、チョップドストランドマットに硬化性樹脂を含浸させた。

ステンレス板の上面に、縦２０ｃｍ×横５０ｃｍのガラス繊維のチョップドストランドマット（商品名「ＣＭ＃６００」）を敷き込み、該チョップドストランドマットに液状の硬化性樹脂を塗布し、チョップドストランドマットに硬化性樹脂を含浸させた。
硬化性樹脂が含浸したチョップドストランドマット上に縦８０ｃｍ×横８０ｃｍの離型フィルムを敷き込み、該離型フィルム上から鉄製ロッドを押し当て、該ロッドで扱くようにして硬化性樹脂が含浸したチョップドストランドマット内から微細泡を押し出した。

離型フィルムを敷き込んだ状態で上面から５ｋｇのウエイトによりプレスし、そのまま室温で６時間養生し、硬化性樹脂を硬化させた。
両面の離型フィルムを剥がし、ステンレス板の周縁から５ｍｍの繊維強化樹脂が残るように、周囲の余分な繊維強化樹脂を切断して、縦１６ｃｍ×横４１ｃｍ×厚さ６ｍｍの屋根材を得た。

本発明の屋根材は、透光性および透視性が求められる屋根の材料としてたいへん有用である。

本発明の屋根材の一例を示す斜視図である。本発明の屋根材の一例を示す断面図である。本発明の屋根材の他の例を示す斜視図である。本発明の屋根材の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１０屋根材
１１採光孔
１２金属板
１３繊維強化樹脂
２０折版屋根材（屋根材）
３０折版屋根材（屋根材）

Claims

開口面積が２０〜２０００ｃｍ² である採光孔を有し、かつ開口率が２０〜８０％である金属板と、
該金属板の両面を被覆し、かつ前記採光孔に充填された透明な繊維強化樹脂と
を有する屋根材。
前記採光孔の部分の繊維強化樹脂の全光線透過率が、２％以上である、請求項１に記載の屋根材。
前記繊維強化樹脂が、ガラス繊維に含浸させた硬化性樹脂を硬化させたものであり、
硬化後の硬化性樹脂の屈折率とガラス繊維の屈折率との差の絶対値が、１以下である、請求項１または２に記載の屋根材。
前記金属板の厚さが、２〜１０ｍｍであり、かつ屋根材の厚さが、４〜２０ｍｍである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の屋根材。