(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根下地の上に他の金属屋根材とともに並べて配置される金属屋根材であって、
金属板を素材とし、箱形の本体部及び前記本体部から延出されたフランジ部が設けられた表基材と
前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、
前記表基材の前記本体部と前記裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材と
を備え、
前記フランジ部は、前記本体部の下端から前記本体部の高さ方向に直交する方向に前記本体部の外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成されており、
前記フランジ部には、前記屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記フランジ部の前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされており、
前記フランジ部が前記他の金属屋根材のフランジ部と突き合わされて前記屋根下地の上に配置されるように構成されている
ことを特徴とする金属屋根材。
【請求項２】
前記本体部は、前記表基材の周方向に連続する壁面からなる側壁部を有している
ことを特徴とする請求項１記載の金属屋根材。
【請求項３】
前記本体部からの前記フランジ部の延出幅は、２ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属屋根材。
【請求項４】
前記表基材の素材である前記金属板は、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Ａｌ板又は塗装Ｔｉ板からなる
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
【請求項５】
前記表基材を構成する前記金属板の板厚は０．２７ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項４記載の金属屋根材。
【請求項６】
前記フランジ部に含まれる前記金属板の屈曲部は、曲率半径が０．５ｍｍ以上とされている
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の金属屋根材。
【請求項７】
前記本体部の高さは４ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下とされている
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
【請求項８】
前記裏基材は、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙からなることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の金属屋根材。
【請求項９】
請求項２記載の金属屋根材を製造するための金属屋根材製造方法であって、
前記表基材の素材である前記金属板は、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板又は塗装ステンレス鋼板からなり、
前記金属板に絞り加工又は張り出し加工を施すことで前記本体部を形成すること
を含むことを特徴とする金属屋根材製造方法。
【請求項１０】
金属板を素材とし、箱形の本体部及び前記本体部から延出されたフランジ部が設けられた表基材と、
前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、
前記表基材の前記本体部と前記裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材と
をそれぞれ有し、
前記フランジ部は、前記本体部の下端から前記本体部の高さ方向に直交する方向に前記本体部の外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成されており、
前記フランジ部には、屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記フランジ部の前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされている
複数の金属屋根材を備え、
互いの前記フランジ部を突合わせながら前記複数の金属屋根材が前記屋根下地の上に並べて配置されている
ことを特徴とする屋根葺き構造。
【請求項１１】
金属板を素材とし、箱形の本体部及び前記本体部から延出されたフランジ部が設けられた表基材と、
前記本体部の開口を塞ぐように前記表基材の裏側に配置された裏基材と、
前記表基材の前記本体部と前記裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材と
をそれぞれ有し、
前記フランジ部は、前記本体部の下端から前記本体部の高さ方向に直交する方向に前記本体部の外方に向けて延びる前記金属板が前記裏基材を抱え込むように前記表基材の裏側に折り返されることで形成されており、
前記フランジ部には、屋根下地に接する裏端が設けられており、
前記フランジ部の前記裏端と前記裏基材の裏面との間の距離は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされている
複数の金属屋根材を用いた屋根葺き方法であって、
互いの前記フランジ部を突合わせながら前記複数の金属屋根材を前記屋根下地の上に並べて配置すること
を含む
ことを特徴とする屋根葺き方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根下地の上に他の金属屋根材とともに並べて配置される金属屋根材並びにそれを用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種の金属屋根材としては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来の金属屋根材では、金属板が箱形に形成された表基材を有している。そして、表基材の側面同士を突き合わせながら複数の金属屋根材が屋根下地の上に並べて配置されることで、家屋の屋根葺きが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７４１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の金属屋根材は、表基材が箱形であるので、以下のような問題が生じる。すなわち、箱形の表基材は、屋根材としての機能を確保するために一定の厚みを有している。このように一定の厚みを有する表基材の側面同士を直接突き合わせると、金属屋根材の間に相応量の雨水等の水分が溜まり、金属屋根材及び屋根下地の腐食の原因となる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、金属屋根材の間に溜まる水分を少なくでき、腐食の恐れを低減できる金属屋根材並びにそれを用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る金属屋根材は、屋根下地の上に他の金属屋根材とともに並べて配置される金属屋根材であって、金属板を素材とし、箱形の本体部及び本体部から延出されたフランジ部が設けられた表基材と本体部の開口を塞ぐように表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材の本体部と裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材とを備え、フランジ部は、本体部の下端から本体部の高さ方向に直交する方向に本体部の外方に向けて延びる金属板が裏基材を抱え込むように表基材の裏側に折り返されることで形成されており、フランジ部には、屋根下地に接する裏端が設けられており、フランジ部の裏端と裏基材の裏面との間の距離は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされており、フランジ部が他の金属屋根材のフランジ部と突き合わされて屋根下地の上に配置されるように構成されている。
【０００７】
また、本発明に係る屋根葺き構造は、金属板を素材とし、箱形の本体部及び本体部から延出されたフランジ部が設けられた表基材と本体部の開口を塞ぐように表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材の本体部と裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材とをそれぞれ有し、フランジ部は、本体部の下端から本体部の高さ方向に直交する方向に本体部の外方に向けて延びる金属板が裏基材を抱え込むように表基材の裏側に折り返されることで形成されており、フランジ部には、屋根下地に接する裏端が設けられており、フランジ部の裏端と裏基材の裏面との間の距離は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされている複数の金属屋根材を備え、互いのフランジ部を突合わせながら複数の金属屋根材が屋根下地の上に並べて配置されている。
【０００８】
また、本発明に係る屋根葺き方法は、金属板を素材とし、箱形の本体部及び本体部から延出されたフランジ部が設けられた表基材と本体部の開口を塞ぐように表基材の裏側に配置された裏基材と、表基材の本体部と裏基材との間に充填された発泡樹脂からなる芯材とをそれぞれ有し、フランジ部は、本体部の下端から本体部の高さ方向に直交する方向に本体部の外方に向けて延びる金属板が裏基材を抱え込むように表基材の裏側に折り返されることで形成されており、フランジ部には、屋根下地に接する裏端が設けられており、フランジ部の裏端と裏基材の裏面との間の距離は１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされている複数の金属屋根材を用いた屋根葺き方法であって、互いのフランジ部を突合わせながら複数の金属屋根材を屋根下地の上に並べて配置することを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属屋根材並びにそれを用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法によれば、フランジ部が他の金属屋根材のフランジ部と突き合わされて屋根下地の上に配置されることで、本体部と他の金属屋根材の本体部との間に空隙が形成されるように金属屋根材が構成されているので、金属屋根材の間に溜まる水分を少なくでき、腐食の恐れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１による金属屋根材を示す平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
【図３】図２の本体部１００の別態様を示す説明図である。
【図４】図２のフランジ部１１０の別態様を示す説明図である。
【図５】図１及び図２の金属屋根材を用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法を示す説明図である。
【図６】図５の軒と平行な方向に隣り合う２つの金属屋根材の関係を示す説明図である。
【図７】図５の軒棟方向にずらして配置された２つの金属屋根材の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による金属屋根材１を示す平面図であり、図２は図１の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。また、図３は図２の本体部１００の別態様を示す説明図であり、図４は図２のフランジ部１１０の別態様を示す説明図である。
【００１２】
図１及び図２に示す金属屋根材１は、家屋等の建物の屋根下地の上に他の金属屋根材とともに並べて配置されるものである。図２に特に表れているように、金属屋根材１は、表基材１０、裏基材１１及び芯材１２を有している。
【００１３】
表基材１０は、金属板を素材とするものであり、金属屋根材１が屋根下地の上に配置された際に屋根の外面に表れる部材である。
【００１４】
表基材１０の素材である金属板としては、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Ａｌ板又は塗装Ｔｉ板を用いることができる。
【００１５】
金属板の厚みは０．２７ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下であることが好ましい。金属板の厚みの増加に伴い、屋根材の強度が増大するが重量も増す。金属板の厚みを０．２７ｍｍ以上とすることで、屋根材として必要とされる強度を十分に確保でき、耐風圧性や踏み潰れ性を十分に得ることができる。金属板の厚みを０．５ｍｍ以下とすることで、金属屋根材１の重量が大きくなりすぎることを回避でき、太陽電池モジュール、太陽光温水器、エアコン室外機、融雪関連機器等の機器を屋根上に設けた際の屋根の総重量を抑えることができる。
【００１６】
表基材１０には、本体部１００及びフランジ部１１０が設けられている。本体部１００は、天板部１０１及び側壁部１０２を有する箱形の部分である。この本体部１００は、金属板に絞り加工又は張り出し加工が施されることで形成されることが好ましい。箱形の本体部１００を形成する別の方法としては、図３に示すような形状を有する金属板を図中の一点鎖線に沿って屈曲する方法を採ることもできる。しかしながら、金属板を屈曲して箱形を形成した場合、側壁部１０２の間に切れ目が生じてしまい、本体部１００の内部に水分が浸入しやすくなる。一方、絞り加工又は張り出し加工により箱形を形成した場合には、側壁部１０２を表基材１０の周方向に連続する壁面とすることができ、本体部１００の内部に水分が浸入する可能性を低くすることができる。
【００１７】
特に、表基材１０の金属板として鋼板（溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板）を用いる場合に、絞り加工又は張り出し加工により本体部１００を形成した場合、加工硬化により側壁部１０２の硬度を高めることができる。具体的には、側壁部１０２のビッカース硬度を加工前に比べて１．４〜１．６倍程度増大させることもできる。上述のように側壁部１０２が表基材１０の周方向に連続する壁面とされるとともに、加工硬化により側壁部１０２の硬度が高められることにより、金属屋根材１の耐風圧性能が著しく向上する。耐風圧性能とは、強い風に対して座屈せずに金属屋根材１が耐えられる性能である。
【００１８】
フランジ部１１０は、本体部１００から延出されている。図１に示すように、フランジ部１１０は本体部１００の全周に渡って形成されている。本体部１００と一体にフランジ部１１０が設けられていることで、絞り加工又は張り出し加工により金属板に生じたひずみによって表基材１０が反ることを回避することができる。
【００１９】
本体部１００からのフランジ部１１０の延出幅ｔ１は、２ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下とすることが好ましい。延出幅ｔ１を２ｍｍ以上とすることで、フランジ部１１０に十分な強度を持たせることができ、表基材１０の反りをより確実に防止することができる。延出幅ｔ１を５ｍｍ以下とすることで、延出幅ｔ１を大きくすることによるフランジ部１１０の強度低下を回避できるとともに、金属屋根材１の意匠性を良好に保つことができる。
【００２０】
図２に特に表れているように、フランジ部１１０は、本体部１００の下端から本体部１００の外方に向けて延びる金属板１１１が裏基材１１を抱え込むように表基材１０の裏側に折り返されることで形成されている。すなわち、裏基材１１は、フランジ部１１０の側端１１４よりも内側に位置されている。
【００２１】
フランジ部１１０の折返し部分には、屋根下地に接する裏端１１２が設けられている。フランジ部１１０に設けられた裏端１１２と裏基材１１の裏面１１ａとの間の距離ｔ２は、１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とされている。裏端１１２と裏面１１ａとの間の距離ｔ２が１ｍｍ以上とされることで、毛細管現象により裏端１１２と裏面１１ａと間に水分が浸入することを回避することができる。また、裏端１１２と裏面１１ａとの間の距離ｔ２が４ｍｍ以下とされることで、フランジ部１１０の強度が低下することを回避することができる。また、裏端１１２と裏面１１ａとの間の距離ｔ２が４ｍｍ以下とされることで、後述するようにフランジ部１１０が他の金属屋根材１のフランジ部１１０と突き合わされた後に、フランジ部１１０の間に溜まる水分が多くなることを回避でき、腐食の恐れをより確実に低減できる。
【００２２】
表基材１０を構成する金属板の外縁１１３は、フランジ部１１０に含まれる。外縁１１３は、フランジ部１１０の側端１１４よりも内側に位置されている。外縁１１３には塗装やめっきが施されていないことが多いが、外縁１１３が側端１１４よりも内側に位置されていることで、雨水や海塩粒子等の外部からの腐食因子に外縁１１３が直接曝されることを回避できる。
【００２３】
フランジ部１１０の折返し部分の形状としては、図２に示すように一度折り返すだけの形状であってもよいし、図４の（ａ）及び（ｂ）のように折り返した後にさらに折り曲げを繰り返してもよい。また、フランジ部１１０の折り返しは、図２並びに図４の（ａ）及び（ｂ）のように９０°曲げによって行ってもよいし、図４の（ｃ）及び（ｄ）のように一定の曲率を有する１８０°曲げによって行ってもよい。フランジ部１１０は、必要に応じて曲げ加工する前に任意の形状に一部を切断してもよい。
【００２４】
フランジ部１１０の折返しを９０°曲げ及び１８０°曲げのいずれによって行う場合でも、フランジ部１１０における金属板の屈曲部の曲率半径は０．５ｍｍ以上とされていることが好ましい。曲率半径を０．５ｍｍ以上とすることで、曲げ加工により金属板の塗膜及びめっき層にクラックが発生し、塗膜及びめっき層の剥離及び金属板の腐食が発生することを回避することができる。
【００２５】
裏基材１１は、本体部１００の開口を塞ぐように表基材１０の裏側に配置された部材である。裏基材１１としては、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙等の軽量な素材を用いることができる。これらの軽量な素材を裏基材１１に用いることで、金属屋根材１の重量が増大することを回避することができる。
【００２６】
芯材１２は、表基材１０の本体部１００と裏基材１１との間に充填された発泡樹脂からなる。本体部１００と裏基材１１との間に発泡樹脂が充填されることで、樹脂シート等の裏打ち材を表基材１０の裏側に張り付ける態様よりも、本体部１００の内部に芯材１２を強固に密着させることができ、雨音性、断熱性及び耐踏み潰れ性等の屋根材に求められる性能を向上させることができる。
【００２７】
芯材１２の素材としては、特に制限が無く、ウレタン、フェノール、ヌレート樹脂等を用いることができる。ただし、屋根材においては不燃認定材料を使用することが必須となる。不燃材料認定試験は、ＩＳＯ５６６０−１コーンカロリーメーター試験法に準拠した発熱性試験が実施される。芯材１２となる発泡樹脂が発熱量の多いウレタンなどの場合は、本体部１００の厚みを薄くしたり、発泡樹脂に無機発泡粒子を含有させたりすることができる。
【００２８】
芯材１２が充填される本体部１００の高さｈは、４ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下とされることが好ましい。本体部１００の高さｈを４ｍｍ以上とすることで、本体部１００の強度を十分に高くすることができ、耐風圧性を向上させることができる。断熱性についても４ｍｍ以上で良好となる。また、本体部１００の高さｈを８ｍｍ以下とすることで、芯材１２の有機質量が多くなりすぎることを回避して、より確実に不燃材料認定を得ることができるようにしている。
【００２９】
次に、図５は、図１及び図２の金属屋根材１を用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法を示す説明図である。また、図６は図５の軒と平行な方向２に隣り合う２つの金属屋根材１の関係を示す説明図であり、図７は図５の軒棟方向３にずらして配置された２つの金属屋根材１の関係を示す説明図である。
【００３０】
図５に示すように、金属屋根材１は、そのフランジ部１１０が他の金属屋根材１のフランジ部１１０と突き合わされながら屋根下地の上に配置される。より詳細には、複数の金属屋根材１は、軒と平行な方向２に関して互いのフランジ部１１０が突き合わされながら屋根下地の上に並べて配置される。各金属屋根材１は、くぎ等の止部材４により屋根下地に固定される。図５では、図が複雑になることを避けるため、１つの金属屋根材１のみについて止部材４を示し、他の金属屋根材１に関する止部材４の図示を省略している。
【００３１】
フランジ部１１０が突き合わされるとは、隣り合う金属屋根材１のフランジ部１１０が互いに接触されるか、又は隣り合う金属屋根材１のフランジ部１１０が近接されることを意味する。並べて配置される金属屋根材１は同じ構成を有する。但し、屋根の端等の異なる条件の位置においては、他の構成の金属屋根材を用いることもできる。
【００３２】
図６に示すように、軒と平行な方向２に隣り合う２つの金属屋根材１は、フランジ部１１０のみで接触又は近接されている。このため、従来の構成（箱形の表基材の側面を突き合わす構成）と比較して、隣り合う２つの金属屋根材１が接触又は近接される領域が小さくなる。これにより、金属屋根材１の間に溜まる水分を少なくでき、腐食の恐れを低減できる。
【００３３】
また図６に示すように、金属屋根材１にフランジ部１１０が設けられていることで、裏基材１１と屋根下地との間に隙間を形成でき、金属屋根材１の裏側で留まる水の量を少なくでき、腐食の恐れをさらに低減できる。
【００３４】
また、複数の金属屋根材１は、軒棟方向３に関して軒側の金属屋根材１の棟側端部の上に棟側の金属屋根材１の軒側端部が重ねられながら屋根下地の上に配置される。少なくとも１つの止部材４は、軒側の金属屋根材１と棟側の金属屋根材１との両方を貫通するように打たれる。このように軒側の金属屋根材１と棟側の金属屋根材１との両方を貫通するように止部材４が打たれることで、図７に示すように棟側の金属屋根材１を軒側の金属屋根材１とほぼ平行に配置することができ、棟側の金属屋根材１の軒側端部が浮き上がることを低減できる。棟側の金属屋根材１の軒側端部が浮き上がりを低減することで、屋根の水密性を向上させることができる。
【００３５】
図５に示すように、軒棟方向３に関して金属屋根材１の本体部１００が重なる長さＬ２は、棟側の金属屋根材１の本体部１００が軒側の金属屋根材１と重ならない長さＬ１よりも大きくされる（Ｌ２＞Ｌ１）。これにより、より広い領域で軒側の金属屋根材１と棟側の金属屋根材１との両方を貫通するように止部材４を打つことができる。
【００３６】
次に、実施例を挙げる。本発明者は、以下の条件にて金属屋根材１を供試材として試作した。
【００３７】
表基材１０の素材は、０．２０〜０．８ｍｍの塗装溶融Ｚｎ−５５％Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ−６％Ａｌ−３％Ｍｇめっき鋼板又は塗装溶融Ａｌめっき鋼板を使用した。
裏基材１１のとしては、０．２ｍｍガラス繊維紙、０．２ｍｍＡｌ蒸着紙、０．２ｍｍＰＥ樹脂フィルム、０．１ｍｍＡｌ箔又は０．２７ｍｍ塗装溶融Ｚｎめっき鋼板を使用した。
芯材１２としては、２液混合型の発泡樹脂を使用した。ポリオール成分とイソシアネート、フェノールもしくはヌレート成分の混合比率は重量比で１：１とした。
【００３８】
表基材１０を所定の屋根材厚みと形状となるように加工した後に、本体部１００の開口を塞ぐように表基材１０の裏側に裏基材１１を配置し、市販の高圧注入機により表基材１０の本体部１００と裏基材１１との間の空隙に発泡樹脂を注入した。樹脂発泡は、温水循環により７０℃に温度調整した金型内で２分保持した後、金型から屋根材を取出し、室温２０℃の条件下で５分間静置し、樹脂の発泡を完了させた。
【００３９】
樹脂の発泡を完了させた後に、フランジ部１１０の幅が５ｍｍとなるように、本体部１００の下端から本体部１００の外方に向けて延びる金属板１１１を切断し、ベンダーにより金属板１１１を所定の形状に曲げ加工した。最終的な金属屋根材１の寸法は、４１４ｍｍ×９１０ｍｍとした。また、最終的な屋根材の厚みは３ｍｍ〜８ｍｍの範囲とした。
【００４０】
また、比較のために、表基材として０．３ｍｍ塗装溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板をベンダーにより４辺を内側に９０°曲げて箱形とし、上述の方法で発泡樹脂を注入した金属屋根材も試作した（従来構成）。この金属屋根材の裏基材には０．２ｍｍのガラス繊維紙を使用した。なお、屋根材の寸法は厚み６ｍｍとし、その他の条件は上記した条件と同一とした。
また、比較のために、発泡樹脂を注入しない金属屋根材、市販の０．３ｍｍの断熱ポリエチレンシートを接着剤により加工した表基材に接着した屋根材、６ｍｍ厚みのコンクリート瓦、１６ｍｍ厚みの粘土瓦、及び０．３５ｍｍ厚みの塗装溶融Ｚｎ−５５％Ａｌ合金めっき鋼板(裏打ち材なし）を用いた嵌合方式の金属屋根材も試験に供した。
【００４１】
本発明者らは、上記した供試材を用いて、（１）屋根材重量の評価、（２）屋根材の曲げ強度評価、（３）屋根材の反り量評価、（４）雨水の滞留状況の評価、（５）耐食性の評価及び（６）断熱性の評価を行った。その結果を以下の表に示す。
【００４２】
【表１】
0005864015.tif 000002
【００４３】
（１）屋根材重量の評価基準
屋根材の単重を計測し、以下の基準により評価した。なお、本評価基準は、標準的な１３０Ｎ/ｍ２の太陽電池モジュールが屋根に搭載されたことを想定し、屋根材を含む屋根全体の重量から以下の評価基準により評価した。
○：屋根材単重が２５０Ｎ/ｍ２未満
×：屋根材単重が２５０Ｎ/ｍ２以上
【００４４】
（２）屋根材の曲げ強度測定と評価基準
４５０ｍｍの間隔を置いて配置した一対の棒状部材の上に棒状部材の延在方向を短手方向として屋根材を置き、棒状部材の位置を支点とし、棒状部材の中間位置を力点としてオートグラフを用いて最大荷重を測定した。
屋根材の曲げ強度は、以下の基準により評価した。
○：最大荷重が１６０Ｎ以上
△：最大荷重が１６０Ｎｍｍ未満かつ５０Ｎ以上
×：最大荷重が５０Ｎ未満
【００４５】
（３）屋根材の反り量評価及び
屋根材を定盤の上に置き、屋根材の４辺の先端部と定盤までの距離を計測し、最大値を反り量とした。
屋根材の反り量は、以下の基準により評価した。
○：反り量が５ｍｍ未満
△：反り量が５ｍｍ以上かつ１０ｍｍ未満
×：反り量が１０ｍｍ以上
【００４６】
（４）雨水の滞留状況の評価方法と評価基準
野地板（厚さ１２ｍｍ）の表面に市販の防水シートを貼り、傾斜角３０°とし、図５に示す重ね葺き施工により屋根材を４段葺いた模擬屋根を作製した。模擬屋根全体に水道水を１０分間スプレー噴霧し、全体が十分に濡れるようにした。その次に、室温２０℃の恒温室で模擬屋根を５時間静置乾燥した。屋根材と屋根材の棟軒方向（縦つなぎ部）の隙間を目視で観察し乾燥炉状態を評価した。また、屋根材を剥がし、屋根材の裏基材側および防水シート表面の乾燥炉状態を目視で観察し評価した。
乾燥状態は以下の基準で評価した。
○：十分乾燥し殆んど濡れが認められない。
△：僅かな濡れが認められる。
×：乾燥しておらず、濡れが認められる。
【００４７】
（５）耐食性の評価方法と評価基準
重ね葺き施工した屋根を想定して、図５に示す重ね葺き施工により屋根材を３段葺いた模擬屋根を作製した。日本工業規格Ｚ２３７１に沿う複合サイクル腐食試験（１サイクル：５％塩水噴霧３５度，１時間→５０℃乾燥４時間→９８％ＲＨ，５０℃湿潤３時間）を２００サイクル実施した後、軒と平行な方向２に隣り合う２つの金属屋根材１の突合せ部分の腐食状況を目視で観察した。また、各金属屋根材１の表基材１０を剥ぎ取り、表基材１０の裏側の腐食状況を観察した。
耐食性は以下の規準により評価した。
○：殆んど腐食が認められない。
△：僅かな腐食が認められる。
×：著しい腐食が認められる。
【００４８】
（６）断熱性の評価方法と評価基準
雨水の滞留状態を評価した模擬屋根の表基材表面及び野地板の裏面に熱電対を取り付けた。この模擬屋根の表面から１８０ｍｍの位置に１２個のランプ（１００／１１０Ｖ、１５０Ｗ）を均等に配置し、ランプ出力６０％にて照射１時間経過後の野地板裏温度を熱電対によって測定することで断熱性を評価した。
断熱性は、以下の基準により評価した。
○：野地板裏温度が５０℃未満。
△：野地板裏温度が５０〜５５℃。
×：野地板裏温度が５５℃以上。
【００４９】
表１において、フランジ部１１０の裏端１１２と裏基材１１の裏面との間の距離ｔ２が１ｍｍ未満であるＮｏ.１３，１６の場合、裏基材１１と屋根下地との隙間部に雨水の滞留が発生し、その結果、下側に位置する表基材の耐食性が劣った。なお、Ｎｏ.１３の距離ｔ２は０．２５ｍｍであり表基材１０の厚みと同一である。すなわち、表基材１０により裏基材１１を圧着して抱き込む構造である。
また、距離ｔ２が４ｍｍを超えるＮｏ.１４の場合、曲げ強度が低下するとともに、屋根材同士のあわせ隙間部に雨水が滞留し耐食性が劣った。
この結果から、フランジ部１１０の裏端１１２と裏基材１１の裏面との間の距離ｔ２を１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下とすることの優位性が確認された。
【００５０】
Ｎｏ.９，１０は、本体部１００からのフランジ部１１０の延出幅ｔ１が２ｍｍ未満であり曲げ強度不足となった。また、Ｎｏ.１１は延出幅ｔ１が５ｍｍを超えており曲げ強度は低下した。この結果から、本体部１００からのフランジ部１１０の延出幅ｔ１が２ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下であることの優位性が確認された。
【００５１】
Ｎｏ.８，１３の表基材の厚みは０．２７ｍｍ未満であることから、曲げ強度不足となった。また、Ｎｏ.９の表基材の厚みは０．５ｍｍを超えており、屋根材重量は×の評価となった。この結果から、表基材１０を構成する金属板の板厚が０．２７ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下であることの優位性が確認された。
【００５２】
曲率半径が０．５ｍｍ未満のＮｏ.１３，１６の場合、表基材１０が塗装溶融Ａｌめっき鋼板であることから、塗膜やめっき層にクラックが発生し、その結果、屋根材同士の合わせ部から腐食が発生し耐食性の評価が劣った。この結果から、塗膜やめっき層を有する金属板を用いた際に、金属板の屈曲部の曲率半径を０．５ｍｍ以上とすることの優位性が確認された。
【００５３】
Ｎｏ.３の本体部１００（屋根材）の厚みは４ｍｍ未満であり、その結果、曲げ強度は×の評価となった。また、断熱性能が若干低下し△の評価となった。この結果から、本体部１００の高さを４ｍｍ以上とすることの優位性が確認された。なお、表１には特に示さないが、本体部１００の高さを８ｍｍ以下とすることで、芯材１２の有機質量が多くなりすぎることを回避して、より確実に不燃材料認定を得ることができる。
【００５４】
Ｎｏ.１２の裏基材１１は、塗装溶融Ｚｎめっき鋼板で軽量でないため、屋根材重量評価が劣っていた。この結果から、裏基材１１として、裏基材は、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙等の軽量な素材を用いることの優位性が確認された。
【００５５】
なお、芯材のないＮｏ.１７の場合、曲げ強度不足と反りの評価が劣るとともに、断熱性が著しく劣っていた。
０．３ｍｍの断熱ポリエチレンシートを接着剤で接合したＮｏ.１８は、曲げ強度が△の評価となるとともに、断熱性が若干劣っていた。
Ｎｏ．１９のコンクリート瓦やＮｏ．２０の粘土瓦は重く、屋根材重量の評価は劣った。
Ｎｏ．２１従来の嵌合方式の金属屋根は、発泡樹脂を注入していないことから、曲げ強度が劣るとともに、断熱性も劣っていた。
【００５６】
また、本発明者らは、日本工業規格Ａ１５１５に沿って屋根材の耐風圧試験も行った。すなわち、動風圧試験装置を使用し、加圧プロセスで加圧したときの試験体の破壊の有無を観察した。
【００５７】
表基材１０の素材としては、０．２７ｍｍ厚みの塗装溶融Ｚｎ−５５％Ａｌめっき鋼板と、０．５ｍｍ厚みのアルミ板とを用いた。これらの素材を張り出し加工して、本体部１００を作成した。また、この本体部１００の開口部を塞ぐように表基材１０の裏側に裏基材１１としてガラス繊維紙を配置し、市販の注入機により表基材１０と裏基材１１と間の空隙にヌレート樹脂を注入した。樹脂発泡は、温水循環により７０℃に温度調整した金型内で２分間保持した後、金型から屋根材を取り出し、２０℃の条件下で５分間静置し、樹脂の発泡を完了した。なお、屋根材の厚みは５ｍｍとした。その次に、フランジ部１１０の幅が５ｍｍとなるように、本体部１００の下端から本体部１００の外方に向けて延びる金属板１１１を切断し、ベンダーにより金属板１１１を第４図の（ａ）の曲げ形状に加工し、曲げ部幅ｔ１を３．０ｍｍ、曲げ高さｔ２を３．０ｍｍ、曲げＲを１．０ｍｍとした。
【００５８】
耐風圧性の評価は破壊に至ったときの破壊圧力により評価した。表基材１０の素材として０．２７ｍｍ厚みの塗装溶融Ｚｎ−５５％Ａｌめっき鋼板を用いた場合、破壊圧力が負圧６，０００Ｎ／ｍ２以上であったが、表基材１０の素材として０．５ｍｍ厚みのアルミ板を用いた場合、破壊圧力が負圧５，０００Ｎ／ｍ２以上６，０００Ｎ／ｍ２未満であった。すなわち、アルミ板であっても良好な耐風圧性を得ることができるともに、鋼板を用いた場合にはさらに良好な耐風圧性を得ることができることが確認された。アルミ板よりも鋼板の方が張り出し加工による側壁部１０２の加工硬化が顕著に現れ、この側壁部１０２の硬度差が耐風圧試験の評価結果の違いとなったと考えられる。
【００５９】
このような金属屋根材１並びにそれを用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法によれば、フランジ部１１０が他の金属屋根材１のフランジ部１１０と突き合わされて屋根下地の上に配置されることで、本体部１００と他の金属屋根材１の本体部１００との間に空隙が形成されるように金属屋根材が構成されているので、金属屋根材の間に溜まる水分を少なくでき、腐食の恐れを低減できる。
【００６０】
また、金属板に絞り加工又は張り出し加工が施されることで本体部１００が形成されているので、側壁部１０２を一続きの壁面とすることができ、本体部１００の内部に水分が浸入する可能性を低くすることができる。この構成において本体部１００と一体にフランジ部１１０が設けられることで、絞り加工又は張り出し加工により金属板に生じたひずみによって表基材１０が反ることを回避することができる。
【００６１】
さらに、本体部１００からのフランジ部１１０の延出幅ｔ１が２ｍｍ以上かつ５ｍｍ以下であるので、フランジ部１１０に十分な強度を持たせることができるとともに、金属屋根材１の意匠性を良好に保つことができる。
【００６２】
さらにまた、表基材１０の素材である金属板が、溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、塗装ステンレス鋼板、塗装Ａｌ板又は塗装Ｔｉ板からなるので、より確実に金属屋根材の腐食の恐れを低減できる。
【００６３】
また、表基材１０を構成する金属板の板厚が０．２７ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下であるので、屋根材として必要とされる強度を十分に確保できるとともに、金属屋根材１の重量が大きくなりすぎることを回避できる。このような構成は、太陽電池モジュール、太陽光温水器、エアコン室外機、融雪関連機器等の機器を屋根上に設けた際に特に有用である。
【００６４】
さらに、フランジ部１１０に含まれる金属板の屈曲部は曲率半径が０．５ｍｍ以上とされているので、曲げ加工により金属板の塗膜及びめっき層にクラックが発生することを回避でき、より確実に金属板の腐食を回避することができる。
【００６５】
さらにまた、金属板に絞り加工又は張り出し加工が施されることで本体部１００が形成され、かつ溶融Ｚｎ系めっき鋼板、溶融Ａｌめっき鋼板、溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、溶融Ａｌめっきステンレス鋼板、ステンレス鋼板、Ａｌ板、Ｔｉ板、塗装溶融Ｚｎ系めっき鋼板、塗装溶融Ａｌめっき鋼板、塗装溶融Ｚｎ系めっきステンレス鋼板、塗装溶融Ａｌめっきステンレス鋼板又は塗装ステンレス鋼板からなるので、加工硬化により側壁部１０２の硬度を向上させることができ、より良好な耐風圧性能を得ることができる。
【００６６】
また、本体部１００の高さｈが４ｍｍ以上かつ８ｍｍ以下とされているので、断熱性及び強度を確保しつつ、より確実に不燃材料認定を得ることができる。
【００６７】
さらに、裏基材１１が、アルミ箔、アルミ蒸着紙、水酸化アルミ紙、炭酸カルシウム紙、樹脂フィルム又はガラス繊維紙からなるので、金属屋根材１の重量が大きくなりすぎることを回避できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  金属屋根材
１０  表基材
１００  本体部
１１０  フランジ部
１１１  金属板
１１２  裏端
１１  裏基材
１１ａ  裏面
１２  芯材
【要約】
【課題】金属屋根材の間に溜まる水分を少なくでき、腐食の恐れを低減できる金属屋根材並びにそれを用いた屋根葺き構造及び屋根葺き方法を提供する。
【解決手段】金属屋根材１は、表基材１０、裏基材１１及び芯材１２を有している。表基材１０は金属板を素材としており、表基材１０には箱形の本体部１００及び本体部１００から延出されたフランジ部１１０が設けられている。フランジ部１１０は、本体部１００の下端から本体部１００の高さ方向１００ａに直交する方向１００ｂに本体部１００の外方に向けて延びる金属板１１１が裏基材１１を抱え込むように表基材１０の裏側に折り返されることで形成されている。金属屋根材１は、フランジ部１１０が他の金属屋根材のフランジ部と突き合わされて屋根下地の上に配置される。
【選択図】図２【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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