(57)【要約】【課題】  従来、建築部材間に形成される目地にシーリング材を充填した場合、温度変化等により建築部材は絶えずそのサイズを変位させている。このときに生じる引張力により、シーリング材が接着破壊を起こしてしまう。本発明の課題は、シーリング材の接着破壊を抑制し、施工コストを低減し、良好なシール機能を発揮する構造体を提供することである。【解決手段】  外壁パネル１１，１２，１３，１４間に形成された目地２１に膨張材を含有する目地用シーリング材を充填し、膨張材を膨張させ、外壁パネル１１，１２，１３，１４が目地用シーリング材から圧縮される方向の圧力を受けるようにし、引張力を最小限に抑制した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築部材と、前記建築部材間に形成される目地と、前記目地をシールする目地用シーリング材とを有する構造体において、前記建築部材が、前記目地用シーリング材から該建築部材が圧縮される方向の圧力を受けていることを特徴とする構造体。
【請求項２】
建築部材と、前記建築部材間に形成される目地と、前記目地をシールする目地用シーリング材とを有する構造体において、前記建築部材の縮小、変形または移動等による目地の拡大時に生じる前記建築部材への引張力を、前記目地用シーリング材の膨張により軽減するように構成されていることを特徴とする構造体。
【請求項３】
建築部材間に形成される目地に目地用シーリング材を充填する工程を有する目地シール方法において、前記充填工程時、前記目地用シーリング材を膨張させ、前記建築部材が前記目地用シーリング材から該建築部材が圧縮される方向の圧力を受けるようにしたことを特徴とする目地シール方法。
【請求項４】
建築部材間に形成される目地をシールする目地用シーリング材において、前記目地用シーリング材が、膨張材を含有することを特徴とする目地用シーリング材。
【請求項５】
硬化過程で膨張材が膨張するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の目地用シーリング材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目地を有する構造体、目地シール方法および目地用シーリング材に関するものであり、さらに詳しくは、建築部材間に形成される目地に施されるシーリング材の接着破壊および凝集破壊を抑制することができ、施工コストの低減が可能であり、シール機能も良好である目地を有する構造体、目地シール方法および目地用シーリング材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建築部材間に形成される目地にシーリング材を充填する場合、建築部材と目地用シーリング材との接着性を向上させる目的で、プライマー塗布が行われる。建築部材と目地用シーリング材との接着は、このプライマーに依存するところが大きく、温度、水分、埃の付着といった環境要因や施工要因によっては接着性が阻害され、接着破壊に至るケースが多い。図６は、非特許文献１に記載された、目地用シーリング材の故障の統計のグラフである。図６から分かるように、故障の原因としては目地用シーリング材と外壁パネルのような建築部材間の接着破壊が非常に多く、全体の約５４％を占めており、建築物の水密性を向上するうえでも接着破壊を免れる方策が望まれている。
さらに目地用シーリング材自体が破断する凝集破壊をも防ぐことができれば、建築物のさらなる水密性の向上が見込まれる。
【０００３】
また、前記とは別の目地のシール方法としては、ガスケット構法が挙げられる。この方法は、硬質のゴムを目地に埋め込んで水密性を保持しようとするものである。
【非特許文献１】小池迪夫監修、建築用シーリング材−基礎と正しい使い方−、日本シーリング材工業会発行、平成１４年１１月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また接着破壊は、例えば温度変化により建築部材が絶えずそのサイズを変位させること（ムーブメント）により生じる。目地にムーブメントが生じると、目地用シーリング材は建築部材の動きに追従して変形するため、接着界面は引張力および圧縮力を受けることになる。
図７は、目地にムーブメントが生じた場合の、目地用シーリング材の応力変化を説明するための図である。
図７（ａ）に示したように、外壁パネルのような建築部材間に形成される目地は、建築部材の温度変化によるサイズの縮小または拡大や変形、移動等によって時間の経過とともに、そのサイズを拡大または縮小させている（実線７１）。このムーブメントによって、図７（ｂ）に示したように、建築部材と目地用シーリング材の接着界面は、建築部材が縮小し目地のサイズが拡大するときは引張力を受け、建築部材が拡大し目地のサイズが縮小するときには圧縮力を受けることになる（実線７２）。接着破壊は、とくにこの引張力を受けることにより生じる。したがって、目地用シーリング材の接着破壊は、その接着界面に生じる引張力を最小限にすることによって防止することができる。
なお、前記のガスケット構法は、硬質のゴムを目地に埋め込んで水密性を保持しようとするものであるが、目地にゴムを切れ目なく充填することは実際上不可能であり、漏水等を完全に防ぐことはできない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、建築部材と目地用シーリング材の接着界面に生じる引張力を最小限に抑制し、目地用シーリング材の接着破壊および凝集破壊を抑制することができ、施工コストの低減が可能であり、シール機能も良好である目地を有する構造体、目地シール方法および目地用シーリング材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、上記のような従来の課題を解決することができた。
すなわち本発明の構造体は、建築部材と、前記建築部材間に形成される目地と、前記目地をシールする目地用シーリング材とを有し、前記建築部材が、前記目地用シーリング材から該建築部材が圧縮される方向の圧力を受けていることを特徴としている。
また、本発明の構造体は、建築部材と、前記建築部材間に形成される目地と、前記目地をシールする目地用シーリング材とを有する構造体において、前記建築部材の縮小、変形または移動等による目地の拡大時に生じる前記建築部材への引張力を、前記目地用シーリング材の膨張により軽減するように構成されていることを特徴としている。
また本発明の目地シール方法は、目地に目地用シーリング材を充填する際に、前記目地用シーリング材を膨張させ、建築部材が前記目地用シーリング材から該建築部材が圧縮される方向の圧力を受けるようにしたことを特徴としている。
また本発明の目地用シーリング材は、膨張材を含有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、建築部材間に形成される目地に施されるシーリング材の接着破壊および凝集破壊を抑制することができ、施工コストの低減が可能であり、シール機能も良好である目地を有する構造体、目地シール方法および目地用シーリング材が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の構造体は、建築部材と、建築部材間に形成される目地と、目地をシールする目地用シーリング材とを有する。建築部材としては、とくに制限されないが、例えば外壁パネル等が挙げられる。
図１は、目地が形成された構造体の一部を示す図である。図１において、４枚の外壁パネル１１，１２，１３，１４間に、目地２１が交差した状態で形成されている。本発明によれば、建築部材の温度変化によるサイズの縮小または拡大や変形、移動等による目地の拡大時であっても、この４枚の外壁パネル１１，１２，１３，１４が、そこに充填される目地用シーリング材からの圧力を常に受けているのが好ましい態様である。図１の態様では、外壁パネル１１，１２，１３，１４は、それぞれ矢印方向（外壁パネルが圧縮される方向）の圧力を受けていることになる。
【０００９】
本発明に用いる目地用シーリング材は、例えば外壁パネル１１，１２，１３，１４に対し圧縮する方向の圧力を定常的に施すものであればとくに制限されないが、膨張材を含有するものが好ましい。さらに具体的には、従来から公知のシーリング材、例えばシリコーン系、変成シリコーン系、ポリサルファイド系、ポリイソブチレン系、アクリルウレタン系、ポリウレタン系、変成ポリサルファイド系、アクリル系、ＳＢＲ系、ブチルゴム系、シリコーン系マスチック、油性コーキング等を用い、そこに膨張材、例えばＮａＨＣＯ３、塩化ビニリデンやアクリロニトリル等の共重合物の殻壁の中に（低沸点）炭化水素を入れマイクロカプセル化した粒子等を、１〜３０質量％の範囲で加えたものが例示される。
【００１０】
また本発明において、例えば外壁パネル１１，１２，１３，１４間に形成された目地２１に目地用シーリング材を充填する場合は、調製した目地用シーリング材を、目地２１全体を埋めるように十分量充填し、膨張材を膨張させる。このとき、例えば目地用シーリング材が加熱硬化型であり、ＮａＨＣＯ３を膨張材として使用すれば、目地用シーリング材の加熱硬化と同時に膨張材の膨張（加熱によるＣＯ２発生）が達成され、シール工程を短時間かつ簡略化することができ好ましい。なお、前記では加熱硬化型の目地用シーリング材について説明したが、目地用シーリング材の硬化のタイプと、膨張材の膨張反応のタイプが同じものであれば、上記効果が奏され好ましいものとなる。
【００１１】
このように、本発明によれば、例えば目地用シーリング材が目地２１内で膨張することにより、外壁パネル１１，１２，１３，１４が目地用シーリング材から該外壁パネルが圧縮される方向の圧力を常に受けることになる。
したがって、外壁パネル１１，１２，１３，１４と目地用シーリング材の接着界面に生じる引張力を最小限に抑制し、シーリング材の接着破壊および凝集破壊を防止することができる。
図２は、本発明における、目地にムーブメントが生じた場合の、シーリング材の応力変化を説明するための図である。
図２（ａ）に示したように、外壁パネルのような建築部材間に形成される目地は、建築部材の温度変化によるサイズの縮小または拡大や変形、移動等によって時間の経過とともに、そのサイズを拡大または縮小させている（実線２２）。このムーブメントによって、従来技術では先の図７（ｂ）の実線７２に示したように、建築部材とシーリング材の接着界面は、建築部材のサイズが縮小し目地が拡大するときは引張力を受け、建築部材のサイズが拡大し目地が縮小するときには圧縮力を受けていたが、本発明の好ましい態様、すなわち建築部材の温度変化によるサイズの縮小または拡大や変形、移動等による目地の拡大時であっても、外壁パネル１１，１２，１３，１４が、そこに充填される目地用シーリング材からの圧力を常に受けている態様によれば、図２（ｂ）に示したように、引張力がシーリング材の圧力（膨張力）によって相殺され（実線２３）、結果としてシーリング材の接着界面に引張力が生じていない。したがって、シーリング材の接着破壊および凝集破壊を防止することができる。なお、図２（ｃ）に示したように、仮にシーリング材の接着界面に僅かな引張力が生じたとしても（実線２４）、結果的には引張力が目地用シーリング材の膨張により軽減するため、シーリング材の接着破壊および凝集破壊を大幅に抑制することができる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明を参考例および実施例によりさらに説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００１３】
（参考例）
従来の構造体における目地に、どの程度の応力が働いているか、測定を行った。応力を測定する試験体の断面寸法は、目地幅２０ｍｍ、目地深さ１３ｍｍとし、目地用シーリング材として、２成分形変成シリコーン系シーリング材（サンスター技研社製、商品名ペンギンシール２５００）を使用した。該シーリング材は、専用のプライマーを被着面に塗布したうえで目地容積すべてを充填するように導入され、養生を行った。
次に、試験体に対し、６回／分のサイクルで目地幅に対し±３０％の伸縮ムーブメントを与えた。
図３は、得られた応力と変位の履歴曲線を示す図である。図３（ａ）は、初期載荷時、（ｂ）は１００回繰り返し時、（ｃ）は１００００回繰り返し時の結果である。
なお、測定機器は、（島津製作所社製、商品名小型部材疲労試験機）を使用した。測定の結果、３０％拡大時に目地用シーリング材に対し０．１３ＭＰａの引張応力、３０％縮小時に０．２７ＭＰａの圧縮応力を示し、最終的には２００００回の繰り返し回数で接着界面付近で薄層凝集破壊が確認された。
また、同様の繰り返し疲労試験を、プライマーを被着面に塗布しない状態で行った。プライマーを塗布しないこと以外はシーリング材、目地寸法、繰り返し試験条件とも同じである。プライマーを施さない場合は、最終的には２００〜３００回の繰り返し回数で接着破壊が確認された。
【００１４】
（実施例）
本実施例で使用した試験体の断面寸法は、前記参考例と同様に目地幅２０ｍｍ、目地深さ１３ｍｍとし、目地用シーリング材として、２成分型変性シリコーン系シーリング材（サンスター技研社製、商品名ペンギンシール２５００）を使用した。該シーリング材は、専用のプライマーを被着面に塗布したうえで目地容積すべてを充填するように導入された。ただし、目地用シーリング材ペンギンシール２５００に対し、下記表１に示した割合でもってＮａＨＣＯ３を膨張材として添加し練り混ぜ、かつ２０±２℃で２４時間養生し、続いて１１０℃または１３０℃で６時間加熱養生を行った。
加熱養生後の目地用シーリング材を調べたところ、発生したＣＯ２によると見られる１〜２ｍｍ程度のサイズの独立気泡がシーリング材内部全体に生じていた。これにより目地用シーリング材の体積が膨張し、目地を構成する試験体に、目地を広げようとする方向に圧力がかかることが分かった。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
図４は、ＮａＨＣＯ３の混合比と膨張率との関係を示す図である。サンプル数Ｎ＝３とした。加熱養生温度が１１０℃の場合、いずれの混合比であっても最大膨張率は１０％程度であった。加熱養生温度が１３０℃の場合、混合比が１／２．５、１／５、１／１０（ＮａＨＣＯ３／シーリング材）のとき、膨張率はそれぞれ５５％、４５％、２５％となった。
【００１７】
前記の膨張率が５５％、４５％、２５％である目地用シーリング材を用いて、参考例と同様に伸縮ムーブメントの試験を行った。図５は、得られた応力と変位の履歴曲線を示す図である。膨張率が５５％および４５％の目地用シーリング材を用いた試験体は、１００００回繰り返し時であっても引張力の応力が認められなかった。膨張率が２５％の目地用シーリング材を用いた試験体は、目地拡大時に０．００６ＭＰａの引張力が働いたが、すべての試験体において、数万回繰り返し時であっても目地用シーリング材に亀裂等の異常は見られず、長いものでは２０００００回繰り返し時でも亀裂等の劣化は見られなかった。
また、同様の繰り返し疲労試験を、膨張させたシーリングを用いて、プライマーを被着面に塗布しない状態で行った。プライマーを塗布しないこと以外はシーリング材、目地寸法、繰り返し試験条件とも同じである。プライマーを施さない場合は、シーリング材の膨張率が小さく目地拡大時に引張力が働くものであっても、最終的には２０００〜３０００回の繰り返し回数で接着破壊が確認され、そこまでの被着面との密着を確保した。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明によれば、下記（１）〜（４）等に代表されるように、産業上非常に有利である。
（１）建築部材と目地用シーリング材の接着界面に生じる引張力が最小限に抑制されるため、目地用シーリング材の接着破壊および凝集破壊を抑制することができる。
（２）また、仮に何らかの要因で目地用シーリング材に亀裂が発生したとしても、建築部材が、目地用シーリング材からの圧力を常に受けている、換言すれば目地内で目地用シーリング材が圧縮されていることにより、防水機能を持続することができる。
（３）プライマー処理を省略することができ、工期の短縮等、施工コストの低減が可能である。また、改修時に目地用シーリング材の撤去がしやすくなる。
（４）目地の寸法が小さくても、また目地へのシーリング材の充填性が悪くても、例えば膨張材を含有する目地用シーリング材を使用すれば、膨張による自己充填機能により隙間の発生を回避することができる。
（５）施工不良などでプライマーが適正に塗布されていなかった場合や、目地へのシーリング材の充填が不十分であった場合などに、目地用シーリング材の膨張圧により接着もしくは密着が保持され、水密性が保たれる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】目地が形成された構造体の一部を示す図である。
【図２】本発明における、目地にムーブメントが生じた場合の、シーリング材の応力変化を説明するための図である。
【図３】参考例において得られた応力と変位の履歴曲線を示す図である。
【図４】ＮａＨＣＯ３の混合比と膨張率との関係を示す図である。
【図５】実施例において得られた応力と変位の履歴曲線を示す図である。
【図６】非特許文献１に記載された、目地用シーリング材の故障の統計のグラフである。
【図７】目地にムーブメントが生じた場合の、目地用シーリング材の応力変化を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１，１２，１３，１４  外壁パネル
２１  目地
【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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