(57)【要約】【課題】  屋根下地材の耐久性を経年変化を再現して評価することができる屋根下地材の耐久性評価方法を提供する。【解決手段】  屋根下地材の初期状態での機械的強度特性値を測定するステップ。屋根下地材に酸水溶液を供給すると共に所定時間加熱して酸水溶液を乾燥させる工程を１サイクルとして、所定サイクルを繰り返すステップ。この所定サイクルを繰り返した後の屋根下地材の機械的強度特性値を測定するステップ。初期状態の機械的強度測定値と、所定サイクルを繰り返した後の機械的強度測定値との比を求めるステップ。これらのステップから屋根下地材の耐久性を評価する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根下地材の初期状態での機械的強度特性値を測定するステップと、屋根下地材に酸水溶液を供給すると共に所定時間加熱して酸水溶液を乾燥させる工程を１サイクルとして、所定サイクルを繰り返すステップと、この所定サイクルを繰り返した後の屋根下地材の機械的強度特性値を測定するステップと、初期状態の機械的強度測定値と、所定サイクルを繰り返した後の機械的強度測定値との比を求めるステップを、有することを特徴とする屋根下地材の耐久性評価方法。
【請求項２】
酸水溶液はｐＨが２〜４であり、酸水溶液を乾燥する加熱温度が５０〜９０℃であることを特徴とする請求項１に記載の屋根下地材の耐久性評価方法。
【請求項３】
酸水溶液が硫酸又は硝酸の水溶液であることを特徴とする請求項１又は２に記載の屋根下地材の耐久性評価方法。
【請求項４】
屋根下地材に供給する酸水溶液の量は、各サイクルにおいて、屋根下地材の表面１ｃｍ２当り０．２〜１．０ｍｌであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の屋根下地材の耐久性評価方法。
【請求項５】
屋根下地材の機械的強度特性値を測定する測定手段と、測定手段で測定した屋根下地材の初期状態での機械的強度を記憶する記憶手段と、屋根下地材に酸水溶液を供給すると共に所定時間加熱して酸水溶液を乾燥させる工程を１サイクルとして、所定サイクルを繰り返す処理手段と、処理手段で所定サイクルを繰り返した後に測定手段で測定した屋根下地材の機械的強度特性値と、記憶手段に記憶した初期状態の機械的強度測定値との比を求める演算手段とを、有することを特徴とする屋根下地材の耐久性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅などの建物の屋根に使用される屋根下地材の耐久性を評価する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建物の屋根を施工する場合、野地板等の上に屋根下地材を敷設し、この屋根下地材の上に瓦材を葺くことによって行なわれている。この屋根下地材としては、紙や繊維シートにアスファルトを含浸させたシート材が多く使用されている。
【０００３】
屋根下地材の試験法はＪＩＳ規格に規定されているが、屋根下地材の耐久性を評価するには経年変化を再現させる必要があるところ、ＪＩＳ  Ａ  ６００５にはこのような経年変化を再現する試験法は見当たらない（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＪＩＳ  Ｋ  ６２５７「アスファルトルーフィングフェルト」１９９１、日本規格協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、住宅の耐用年数についての注目が高く、建築の前に予めメンテナンス時期を設定する必要に迫られている。従って、屋根下地材についても、耐用年数を明らかにする必要があり、屋根下地材の耐久性を経年変化を再現して評価する方法が求められている。ここで、屋根下地材の材料として用いるゴムの熱劣化特性の試験方法として、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５７「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−熱老化特性の求め方」があるが、実使用した施工品の経年劣化の変化と異なった結果となるので、屋根下地材の耐久性の経年劣化を再現して評価する方法が求められているものである。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、屋根下地材の耐久性を経年変化を再現して評価することができる屋根下地材の耐久性評価方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る屋根下地材の耐久性評価方法は、屋根下地材の初期状態での機械的強度特性値を測定するステップと、屋根下地材に酸水溶液を供給すると共に所定時間加熱して酸水溶液を乾燥させる工程を１サイクルとして、所定サイクルを繰り返すステップと、この所定サイクルを繰り返した後の屋根下地材の機械的強度特性値を測定するステップと、初期状態の機械的強度測定値と、所定サイクルを繰り返した後の機械的強度測定値との比を求めるステップを、有することを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１において、酸水溶液はｐＨが２〜４であり、酸水溶液を乾燥する加熱温度が５０〜９０℃であることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、酸水溶液が硫酸又は硝酸の水溶液であることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、屋根下地材に供給する酸水溶液の量は、各サイクルにおいて、屋根下地材の表面１ｃｍ２当り０．２〜１．０ｍｌであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項５に係る屋根下地材の耐久性評価装置は、屋根下地材の機械的強度特性値を測定する測定手段と、測定手段で測定した屋根下地材の初期状態での機械的強度を記憶する記憶手段と、屋根下地材に酸水溶液を供給すると共に所定時間加熱して酸水溶液を乾燥させる工程を１サイクルとして、所定サイクルを繰り返す処理手段と、処理手段で所定サイクルを繰り返した後に測定手段で測定した屋根下地材の機械的強度特性値と、記憶手段に記憶した初期状態の機械的強度測定値との比を求める演算手段とを、有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、屋根下地材の表面に酸水溶液と熱を作用させることによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することができるものであり、測定された機械的強度特性から屋根下地材の耐久性を経年変化を再現して評価することができるものである。
【００１２】
また請求項２の発明のように、酸水溶液のｐＨと、酸水溶液を乾燥する加熱温度を設定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものである。
【００１３】
また請求項３の発明のように、酸水溶液の酸を選定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものである。
【００１４】
また請求項４の発明のように、酸水溶液の供給量を設定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものである。
【００１５】
また請求項５の耐久性評価装置によれば、屋根下地材の耐久性の測定を自動化することが可能になるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１７】
屋根下地材は一般に、紙や繊維などの芯材にアスファルトなどの充填剤を含浸させてシート状に形成されている。屋根下地材に温熱や湿気を与えることによって充填剤の劣化を促進させることができるが、芯材の劣化は殆ど進まないため、全体としての劣化状態が、実使用の際の劣化状態と大きく異なり、このような方法で屋根下地材の耐久性を評価することは難しい。そこで本発明では、屋根下地材の表面に酸水溶液を作用させて乾燥させることを繰り返すことによって、充填剤と芯材の劣化を同時に促進させ、実使用の劣化に近い経年変化の劣化を再現できるようにしたものである。
【００１８】
屋根下地材の耐久性の評価を行なうにあたっては、まず評価の対象とする屋根下地材を取り扱い易い大きさに切断する。通常は１００ｍｍ×１００ｍｍから３００ｍｍ×３００ｍｍの大きさに切断して試験サンプルとして用いるのが好ましいが、サイクル試験後の物性測定に必要な大きさに応じて任意に設定することができるものである。試験サンプルは乾燥機の中に投入されることもあるので、乾燥機の大きさにも制約されることになる。
【００１９】
このように適当な寸法に切り出した屋根下地材の試験サンプル１は、図１のように、しっかりとした支えになる板状の台２の上に固定するのが望ましい。板状の台２としては、厚み１２ｍｍ程度の合板が入手し易いので好ましいが、８０℃程度の温度ですぐに劣化しないものであれば何でもよく、金属板、プラスチック板、各種の繊維板などを用いることもできる。これらを屋根下地材の試験サンプル１と同じ大きさに切断して台２として用いることができるものである。台２の上面への試験サンプル１の固定は、釘３を打つなど任意の方法で行なうことができる。台２に屋根下地材の試験サンプル１を固定した後、試験サンプル１の表面に枠４を取り付ける。この枠４は内側に酸水溶液５を投入して塞き止めるためのものであり、アクリルなどのプラスチック、ステンレススチールなどの金属、ガラスなどの無機材料等、耐酸性と耐熱性を有するもので形成されるものである。枠４は３０〜５０ｍｍの高さで円形や四角形などに形成することができ、接着剤やコーキング材などで試験サンプル１の表面に密着させて固定することによって、酸水溶液５が漏れないようにしてある。
【００２０】
本発明において酸水溶液としては、硫酸又は硝酸あるいは塩酸の水溶液を用いることができるが、硫酸や硝酸のように比較的揮発性が低い酸の水溶液を用いるのが好ましい。酸水溶液のｐＨは２．０〜４．０の範囲が好ましく、ｐＨ２．５〜３．５の範囲がより好ましい。酸として硫酸又は硝酸を用いることによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものであり、またｐＨを２〜４の範囲に設定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものである。
【００２１】
そして酸水溶液５を枠４の内側に投入し、屋根下地材の試験サンプル１の表面に酸水溶液を供給する。酸水溶液５の供給量は、枠４内の酸水溶液５の液面の高さが２ｍｍ〜１０ｍｍ程度になるようにして、屋根下地材の試験サンプル１の表面１ｃｍ２当り０．２〜１．０ｍｌの範囲に設定するのが好ましい。このように屋根下地材の試験サンプル１に酸水溶液５を供給した後、試験サンプル１を乾燥機に入れて加熱する。加熱温度は５０〜９０℃の範囲が好ましく、この温度に設定した乾燥機に試験サンプル１を入れて放置すると、酸水溶液５は蒸発して試験サンプル１の表面は乾燥状態になる。乾燥機は温度調整ができて内部の空気をファンで循環させることができるものが好ましい。加熱時間は、酸水溶液の水分が十分揮発し、かつ、酸が屋根下地材に十分作用する時間であれば、特に制限されるものではないが、６〜３０時間の範囲に設定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になる。尚、この加熱時間は、後述のように複数サイクルを繰り返すにあたって、各サイクル毎に多少変化させるようにしてもよい。
【００２２】
このように屋根下地材の試験サンプル１に酸水溶液５を供給し、加熱して乾燥させることによって、屋根下地材には酸水溶液が加熱条件下で作用し、屋根下地材の充填剤と芯材を同時に劣化させることができる。ここで、屋根下地材の試験サンプル１に供給する酸水溶液の量を１ｃｍ２当り０．２〜１．０ｍｌの範囲に設定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものであり、また酸水溶液を乾燥させるために加熱する温度を５０〜９０℃の範囲に設定することによって、実使用の際の経年変化に近い劣化を再現することが容易になるものである。
【００２３】
上記のように屋根下地材の試験サンプル１に酸水溶液５を供給し、加熱して乾燥させることによって屋根下地材の劣化を促進させることができるが、一度の酸水溶液５の供給・加熱乾燥だけでは、劣化の促進は小さいので、上記の酸水溶液５を供給し、加熱して酸水溶液を乾燥するという工程を１サイクルとして、所定の複数サイクルを繰り返す。通常は１０サイクルを単位として繰り返すようにするのが好ましい。
【００２４】
このように所定サイクル繰り返す試験を行なった後、屋根下地材の試験サンプル１を台２から取り外し、試験サンプル１のうち酸水溶液５を作用させた部分から試験片を切り出して、引張り強度や伸び率などの機械的強度特性値を測定する。所定サイクルの試験を行なうことによって屋根下地材の試験サンプル１は劣化しているので、所定サイクルの試験を行なう前の初期状態の屋根下地材の機械的特性値に対して変化している。従って、初期状態の屋根下地材の機械的特性値に対する、所定サイクル繰り返した後の屋根下地材の機械的特性値の比を求めることによって、劣化の度合いを知ることができるものである。
【００２５】
ここで、家屋の屋根に実際に施工した実使用の屋根下地材について、施工前の屋根下地材の機械的特性値を測定し、また施工後所定年数を経過した時点での屋根下地材の機械的特性値を測定しておく。このようにして、初期状態の屋根下地材の機械的特性に対する、実使用で所定年数を経過した屋根下地材の機械的特性値の比を求めることができる。そして上記のように初期状態の屋根下地材の機械的特性値に対する、所定サイクル繰り返した後の屋根下地材の試験サンプル１の機械的特性値の比を求めて、実使用のものと比較することによって、所定サイクルの試験を繰り返した後の屋根下地材の試験サンプル１の劣化状態が、実際に屋根に施工した実使用のものでは施工後何年目に相当するということを求めることができ、繰り返し試験のサイクル数と実使用の年数との関係を求めることができる。従って、屋根下地材の試験サンプル１について、測定される機械的特性値が耐久性の限界になるまで劣化させるように繰り返しサイクルの試験を行なって、そのサイクル数を求めることによって、このサイクル数から実使用での屋根下地材の耐用年数を推定することができるものである。
【００２６】
上記のように屋根下地材の耐久性を評価するにあたって、屋根下地材の耐久性の測定を自動化することを可能にするために、請求項５の構成のような屋根下地材の耐久性評価装置を形成することができる。ここで、屋根下地材の機械的強度特性値を測定する測定手段としては、引張り試験装置を用いることができるものであり、この測定手段では屋根下地材の初期状態での機械的強度と、所定サイクルを繰り返した後の屋根下地材の機械的強度特性値をそれぞれ測定できるようになっている。この測定手段で測定した屋根下地材の初期状態での機械的強度特性値は記憶手段で記憶されるものであり、記憶手段はコンピュータのメモリーやハードディスクなどで形成されるものである。また処理手段では、屋根下地材に酸水溶液を供給すると共に所定時間加熱して酸水溶液を乾燥させる工程を１サイクルとして、所定サイクルを繰り返す処理が行なわれるが、この処理手段は、例えば酸供給装置と加熱装置とを内蔵したチャンバーによって形成することができる。そしてこのように処理手段で所定サイクルを繰り返した後に測定手段で測定した屋根下地材の機械的強度特性値と、記憶手段に記憶した初期状態の機械的強度測定値との比を演算手段で求めるものであり、この演算手段はコンピュータのＣＰＵなどで形成されるものである。さらに必要に応じて、耐久性評価装置には表示手段が具備されるものであり、演算手段で求められた結果の数値などが表示手段で表示されるようにしてある。表示手段としては、液晶やＣＲＴなどのディスプレーで形成することができるものである。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２８】
（実施例１）
屋根下地材として七王工業株式会社製「アスファルトルーフィング９４０」（ＪＩＳ  Ａ  ６００５）を用い、これを３００ｍｍ×３００ｍｍに切断して試験サンプル１とした。そして同じ大きさの合板からなる台２の上に試験サンプル１を重ね、四隅に釘３を打つことによって固定した。また厚さ５ｍｍ、高さ５０ｍｍ、縦と横の寸法が２００ｍｍの四角形の枠４をアクリル樹脂で作製し、この枠４をシリコンコーキング（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）で試験サンプル１の上に接着して固定した。
【００２９】
一方、酸水溶液５としてｐＨ３の硫酸水溶液を用いた。そしてこの酸水溶液５を液面の高さが約５ｍｍになるように枠４内に注ぎ入れて試験サンプル１に供給し、これを８０℃の乾燥機に２４時間入れて乾燥した。この酸水溶液５の供給と乾燥の工程を１サイクルとして、１０サイクル、２０サイクル、３０サイクル、４０サイクルの試験を行なった。
【００３０】
そして各サイクルの試験をおこなったものについて、試験サンプル１を台２から外して引張り試験を行なった。またこのサイクルの試験を行なう前の初期状態のものについても引張り試験を行なった。引張り試験は株式会社島津製作所製オートグラフ「ＡＧＳ−５０Ａ」を用いて、測定温度２０±２℃、相対湿度６５±２０％、測定標線距離３０ｍｍ、テストスピード３ｍｍ／ｍｉｎの条件で行ない、引張り強度と伸び率を求めた。
【００３１】
また比較のために、リフォーム工事現場から回収した、実使用された「アスファルトルーフィング９４０」について、施工後１０年のものと、施工後２０年のものについても、同様に引張り試験を行なった。
【００３２】
（比較例１）
「アスファルトルーフィング９４０」を３００ｍｍ×３００ｍｍに切断して試験サンプルを作製し、同じ大きさの合板からなる台の上に試験サンプルを四隅に釘を打って固定した。そしてＪＩＳ  Ｋ  ６２５７の「６．促進老化試験Ａ−１法」に準じて、８０℃で２４時間加熱した後に冷却することを１サイクルとして、１０サイクル、２０サイクル、３０サイクル、４０サイクルの試験を行なった。そして各サイクルの試験をおこなったものについて、同様に引張り試験を行なった。
【００３３】
（比較例２）
「アスファルトルーフィング９４０」を３００ｍｍ×３００ｍｍに切断して試験サンプルを作製し、同じ大きさの合板からなる台の上に試験サンプルを四隅に釘を打って固定した。そしてこれを温度８０℃、相対湿度９５％の雰囲気に４時間、次いで温度８０℃、相対湿度１０％以下の雰囲気に２０時間放置する温湿試験を１サイクルとして、１０サイクル、２０サイクル、３０サイクル、４０サイクルの試験を行なった。そして各サイクルの試験をおこなったものについて、同様に引張り試験を行なった。
【００３４】
【表１】
2006090987.tif 000002
【００３５】
表１にみられるように、実使用した施工品の経年劣化の変化に対して、比較例１，２の変化は大きく異なっているが、実施例１の変化は近く、実施例１のものでは施工品と同様な劣化を再現できることが確認される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】屋根下地材の試験サンプルの試験方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  屋根下地材の試験サンプル
５  酸水溶液
【図１】
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