(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のクリアランスを介して対向配置された、凹凸のある外装材表面と、平坦な外装化粧材表面と、の間の隙間の防水を行うためのシールであって、
外装化粧材側に配置されて上記クリアランス内に位置する硬質発泡体材料からなる硬質層(11)と、外装材側に配置されて硬質層(11)により上記凹凸へと圧接される軟質発泡体材料からなる軟質層(12)との２層からなることを特徴とする、防水シール。
【請求項２】
所定のクリアランスを介して対向配置された、凹凸のある外装材表面と、凹凸のある外装化粧材表面と、の間の隙間の防水を行うためのシールであって、
硬質発泡体材料からなる硬質層(11)と、硬質層(11)の両面に取り付けられた軟質発泡体材料からなる２つの軟質層(12)との３層からなり、
上記硬質層(11)が上記クリアランス内に位置し、上記軟質層(12)は、それぞれ硬質層(11)により、外装材表面または外装化粧材表面の上記凹凸へと圧接されることを特徴とする、防水シール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、化粧胴差、化粧破風、鼻隠し、水切り材、見切り材等の建築用外装化粧板材に関する。さらに詳しくは、そのような外装化粧板材と建築物外装材との間に使用される防水シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に建築物においては、建物の美観を向上させるために外装材の上から化粧胴差等の外装化粧板材を取り付けたり、下屋の上方に水切り機能を有する外装化粧板材を取り付けたりすることが行なわれている。図１は外装材に取り付けられた化粧胴差の一部を示す斜視図であり、図２は図１の２−２線断面図であって、その取付け構造を示している。桟木４がビス14および裏板７を使用して外装材３に固定されている。また、桟木４の下方側には取付金具５がビス15および裏板７を使用して外装材３に固定されている。化粧胴差２は、上端部21を桟木４の上面に載せ、下端部25を取付金具５のフック部51に係止させた状態で外装材３に取り付けられている。尚、図１においては、桟木および取付金具の図示を省略している。また、図３には、この化粧胴差２の取付け方法が示されている。まず、化粧胴差２の上端部21を斜め上方から桟木４の上面に載せる。そして、下端部25を取付金具５のフック部51に対して押圧し、フック部51を弾性変形させてはめ込む。
【０００３】
このような取付けを容易にするために、外装材表面31と化粧胴差の上端部前面22との間にクリアランスＣ(図４参照)が設けられている。また、近年の外装材は、意匠性の向上を目的として、その表面に深い彫りが施されている場合が多いので、外装材表面31や化粧胴差の上端部前面22に凹凸部が存在する場合に外装材表面と上端部前面とが最も接近する部分において互いに干渉することを防止するという点からも、このクリアランスＣが必要となる。そして、以上の目的を達成するためには、クリアランスの幅は少なくとも３mm以上必要である。
【０００４】
一方、このクリアランスＣをそのままにしておくと、雨水等が侵入して桟木４を腐食し、化粧胴差２の取付け強度が低下する等の問題があるので、防水シール１を使用して防水が行なわれる。防水シール１は弾性変形可能な定形弾性発泡体からなるものであって、図３に示されているように、化粧胴差２の上端部前面22に両面テープ等を使用して取り付けられている。そして、化粧胴差２が前述の如く外装材３に取り付けられた状態においては、防水シール１は弾性圧縮された状態で外装材表面31と上端部前面22の間に保持され、外装材表面31上をつたう上方からの雨水等が桟木４まで到達することが防止される。
【０００５】
従来の防水シールとしては、ポリ塩化ビニル(ＰＶＣ)等の比較的硬質の発泡体材料で作られた硬質防水シールや、ウレタン系の軟質発泡体材料で作られた軟質防水シール等、単一の材料からなる定形弾性発泡体が知られている。そして、外装材表面の凹凸が浅くて滑らかである場合には、これらの定形弾性発泡体を単一で使用して十分な防水を行うことができる(図４(a)参照)。
【０００６】
しかしながら、外装材表面の凹凸部が深い場合や、その形状変化が急激である場合には、前記のような単一材料からなる防水シールでは以下のような問題が生じる。
【０００７】
すなわち、硬質のシールを使用した場合には、形状変化の急激な凹凸部や深い凹凸部に十分に追従することができない(図４(b)および(c)参照)ため、隙間の発生を防止することができず、その隙間から雨水等が侵入してしまう。
【０００８】
軟質のシールを使用した場合には、軟質シールは一般に連通気泡構造であるから圧縮率をほぼ50％以上にしなければ十分な防水効果を得ることができない。このため、凹凸部が深い場合に前記クリアランスおよび凹凸部を完全にシールするためには、背の高いシール部材を使用しなければならない。したがって、図５に示すように、化粧胴差の取付時にシール部材が倒れてしまったり、この倒れを防止したとしても高い圧縮率による高い反撥力のために化粧胴差の取付けが困難となる。なお、本明細書において圧縮率とは、圧縮による厚さの減少分を意味する。例えば、圧縮率が30％とは、圧縮による厚さの減少分が元の厚さの30％であることを意味し、その場合には圧縮後の厚さは元の厚さの70％となる。
【０００９】
また、定形弾性発泡体以外の他の防水シールとしては、ウレタン系のプラスチック材料を使用した水膨潤タイプのものが知られている。このタイプの防水シールは水分を含んだ場合に膨潤し、押し付けられている外装材表面の形状に応じて変形するので、前記の定形弾性発泡体の場合のような欠点は見られない。しかしながら、このタイプの防水シールは、一旦水を含んで膨潤するとその形状が定まってしまい、その後に化粧胴差に引張り力が作用して外装材表面31と化粧胴差の上端部前面22との距離が拡がった場合(例えば、台風の直撃を受けた場合等)に、その変化に追従することができず、その結果、防水効果を失うという欠点がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、形状変化の急激な凹凸部や深い凹凸部を有する外装材に対しても十分な防水性を確保し得るとともに、その取付けが容易であって、さらに化粧材に引張り力が作用した場合にもその防水性が低下することのない防水シールを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段・作用・効果】
本発明は、外装材と外装化粧材との間の隙間の防水を行うためのシールに係る。そして、前記課題を解決するために以下のような特徴を備えている。
【００１２】
すなわち、硬質発泡体材料からなる硬質層と、硬質層の一面に取り付けられた軟質発泡体材料からなる軟質層との２層から構成されている。
【００１３】
上記のように構成された本発明の防水シールにおいては、外装材表面と化粧材端面との間のクリアランス部に対しては主に硬質層が作用し、外装材表面の凹凸部に対しては軟質層が作用する。つまり、高い圧縮率が必要とされる軟質層は凹凸部の深みによる隙間の防水に必要な高さ分だけを用意すれば足りる。したがって、シール全体を軟質層で構成する場合に比べて防水シールの背丈を低くすることができ、取付けの際の倒れを防止することが容易となる。また、軟質層の下方に硬質層が存在するので軟質層に対してより高い圧縮率を与えることができ、この結果、防水性が向上する。さらに、背の低い防水シールで足りるということは、材料コストの節約となる。
【００１４】
また、防水シールの軟質層で構成された部分が外装材表面の凹凸部に直接接触する。したがって、凹凸部の形状変化が急激である場合に、シール全体を硬質層で構成する場合に比べて凹凸部に対する追従性が優れており、十分な防水を達成することができる。さらに、化粧材を外装材に取り付けて両者の間に防水を施した後に当該化粧材を取り外そうとする外力(つまり、外装材と化粧材との間のクリアランスを大きくしようとする力)が加わった場合にも、軟質層の弾性変形がその変化に追従し得るのでその防水性を維持することが可能である。
【００１５】
なお、外装材表面だけではなく化粧材端面にも凹凸部が存在する場合には、防水シールを硬質発泡体材料からなる硬質層と、硬質層の両面に取り付けられた軟質発泡体材料からなる軟質層との３層から構成することにより、化粧材端面の凹凸部に対する防水も十分確保される。
【００１６】
本明細書において、「硬質」および「軟質」とは、２層または３層で用いる発泡体の硬さを相対的に表したものであるが、好ましい硬質の発泡体は、シール機能を発揮するために必要な圧縮率が５％〜30％のものであり、好ましい軟質の発泡体は同じく40％〜80％のものである。
【００１７】
【実施例】
本発明の防水シールの実施例を添付の図面を参照しつつ以下に説明する。以下の実施例においては、本発明の２層構造の防水シールを化粧胴差の防水のために使用する場合について説明する。
【００１８】
図６は、本発明の防水シール10を示す斜視図である。図中下方の基台部11はポリエチレンからなる硬質層であり、その上面に配置された当接部12はエチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体(ＥＰＤＭ)からなる軟質層である。この防水シール10は、その基台部11の下面13に接着剤を塗布したり、両面テープを利用したりして、図２に示した従来の防水シール１と同様に化粧胴差２の上端部前面22に取り付けて使用される。
【００１９】
図２と同様の構成において従来の防水シール１に代えて、本発明の防水シール10を使用した状態が図７に示されている。また、図８は、図７の８−８線断面図である。
【００２０】
図８に示されているように、化粧胴差２と外装材３との間のクリアランスＣの大部分が防水シール10の硬質層11によってシールされている。そして、外装材３と直接接する部分には軟質層12が配置されており、外装材表面上の凹凸部32はこの軟質層12によってシールされる。
【００２１】
一般に発泡材料をシール材として使用する場合、材料内の気泡部を水分が通過するのを防止するために、当該発泡材料はある程度の圧縮された状態で使用される。このようにシール機能を発揮するために必要な圧縮率は、使用材料、発泡形態、および発泡倍率によって異なるが、本実施例において使用されているＰＶＣ、ウレタン、ポリエチレンおよびＥＰＤＭでは、それぞれ約30％、約50％、約10％および約50％である。
【００２２】
次に、シール機能を発揮するためにＡ％の圧縮率が必要な発泡材料を使用して幅Ｗの隙間をシールするのに必要な当該材料の厚さを求める。この材料の圧縮前の厚さをＨとする。これを圧縮率がＡ％となるまで圧縮すると、その厚さは、Ｈ×((100−Ａ)／100)となる。これがシールされる隙間の幅Ｗと等しければよいので、次式１が成り立つ。
式１:  Ｈ×((100−Ａ)／100)＝Ｗ
式１をＨについて解くと、次式２が得られる。
式２:  Ｈ＝Ｗ÷((100−Ａ)／100)
次に、式２を用いて凹凸部を有する外装材と化粧胴差との間の隙間をシールするのに必要な防水シールの厚さを実際に求めてみる。
【００２３】
図８において、クリアランスＣの幅Ｗおよび凹凸部32の深さＤが共に５mmであるとする。この部分を防水するために、防水に必要な圧縮率が50％である従来のウレタン(軟質発泡材)のみからなる防水シールを使用すれば、必要な防水シールの厚さ(つまり、防水シールの背の高さ)Ｈは、式２において、Ａ＝50、Ｗ＝10(５＋５)として、Ｈ＝20mmとなる。一方、この部分を防水するために、クリアランス部(幅５mm)の防水のための圧縮率10％のポリエチレン(硬質発泡材)と、凹凸部(深さ５mm)の防水のための圧縮率50％のＥＰＤＭ(軟質発泡材)と、からなる本発明の防水シールを使用すれば、軟質発泡材の厚さＨ1は、式２において、Ａ＝50、Ｗ＝５として、Ｈ1＝10mmとなり、硬質発泡材の厚さＨ2は、式２において、Ａ＝10、Ｗ＝５として、Ｈ2＝5.56mmとなり、防水シール全体の厚さは、Ｈ1＋Ｈ2＝15.56mmとなる。
【００２４】
このように、硬質層と軟質層とからなる防水シールを使用した場合、防水シールの厚さ(背の高さ)は、従来の軟質層のみからなる防水シールの場合の約78％となり、２割強の厚さ低下となった。
【００２５】
なお、図８において化粧胴差２の端面22にも凹凸が存在する場合には、防水シールを、２つの軟質層の間に硬質層がサンドイッチされた構造を採用することにより、化粧胴差２の端面22に対するシールも十分となる。
次に、本発明の２層構造防水シールの防水特性を従来の単一層構造の防水シールの場合と比較するために行ったＵ字型水密性試験および脈動圧水密試験の結果を示す。
【００２６】
◆◆Ｕ字型水密性試験◆◆
Ｕ字型水密性試験は、一般に防水シールの防水性を評価する試験である。試験の概略を図９に示した。
【００２７】
ガラス板60は、エタノールで脱脂されており、その上には試験片(シール材)61がＵ字状に貼り付けられている(図９(a))。試験片61の貼付けは、Ｕ字の型(図示せず)を使用してこの型に沿って行なわれるので、各試験において常に同一形状での貼付けを行うことができる。このＵ字の高さはほぼ120mmである。そして、ガラス板上、試験片の４隅の位置に高さ10mmのスペーサ62を立てて、このスペーサ上に、無機系外装材63を載せてクランプ64で固定する(図９(b))。無機系外装材63は、その表面に深さが３〜５mmの範囲で変化する凹凸模様を有しており、この面をガラス板側に向けた状態で固定される。また、ガラス板60と外装材63とは、スペーサ62を介してクランプ64で固定されているので、各試験において常に一定の圧縮率を得ることができる。室温においてクランプで固定した状態で24時間放置する。
【００２８】
その後、クランプ64で固定されたガラス板60および無機系外装材63を起立させて、試験片61のＵ字の部分に水を注ぎ、漏水の有無を調べる(図９(c))。水は、Ｕ字の底Ｈから100mmの高さの位置まで注がれた。なお、各試験における注水量を一定にするために、ガラス板上、Ｕ字の底から100mmの高さの位置にマーク65を付して、このマーク65を目安にして水を注いだ。
【００２９】
従来の硬質層単層からなる防水シールＡ、従来の軟質層単層からなる防水シールＢ、従来の水膨潤タイプの防水シールＣ、および本発明の２層構造の防水シールＤについて、Ｕ字型水密性試験を行い、その結果を表１に示した。
【表１】
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表中の試験結果において、×は少しでも漏水があったことを、○は全く漏水がなかったことを示している。なお、水膨潤シールの試験結果における△の表示は、水膨潤シールが水を吸収して安定するまでは漏水が観察されたが、安定後は漏水がなかったことを示している。表中の50％圧縮応力は参考データであって、各材料を圧縮率が50％になるまで圧縮するのに必要な力、すなわち、圧縮率が50％である場合の反力の大きさを表している。
【００３０】
表１から、本発明の防水シールは、クリアランスＣが10mm、凹凸部の深さが３〜５mmの場合には、従来のどの防水シールよりも優れた防水性を有することが分かる。
【００３１】
◆◆脈動圧水密性試験◆◆
この試験は、台風の直撃時等を想定し、その場合の防水性を評価する試験であり、ＪＩＳ Ａ １４１４に基づいて次の条件で行われた。試験装置は、高さ３m、幅５m、奥行き２mの中空箱状のものである。試験装置の一面は試験パネル(無機系外装材)で構成されており、パネルの装置内側表面には深さが３〜５mmの範囲で変化する凹凸模様が形成されている。この内側面に、それぞれ、従来の硬質層単層からなる防水シール、従来の軟質層単層からなる防水シール、従来の水膨潤タイプの防水シール、および本発明の２層構造の防水シール、を備えた化粧胴差Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが取り付けられた。このとき、化粧胴差端面とパネル内側表面との間のクリアランスは８mmであった。また、シール材で防水された箇所以外の箇所は、コーキング材による防水処理を施した。
【００３２】
試験装置の側面にポンプがホースを用いて接続されている。ポンプは、空気を装置内に送り込んだり、装置外へ吸い出したりすることができる。そして、空気の吸出しおよび送込みに対応して、試験パネル内側面に取り付けられた化粧胴差に圧力を作用させる。空気圧は、±25kgf／m2、±50kgf／m2、±75kgf／m2、±100kgf／m2の８段階に調節することができる。また、試験装置内には水噴霧スプレーが配置されていて、毎分４リットル／m2の水量で水を試験パネル内側面に吹き付けることができる。これらを組み合わせることにより、試験装置内に台風直撃時の脈動圧を再現することができる。
【００３３】
この試験装置を使用して装置内に台風の再現が行われた。試験は、前記各段階について約５分間行われた。そして、試験後の各化粧胴差の裏面部への水の浸入の程度を観察し、その結果を表２に示した。
【表２】
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表中の試験結果において、×は少しでも漏水があったことを、○は全く漏水がなかったことを示している。表中の50％圧縮応力は参考データであって、各材料を圧縮率が50％になるまで圧縮するのに必要な力、すなわち、圧縮率が50％である場合の反力の大きさを表している。
【００３４】
表２から、本発明の防水シールは、クリアランスＣが８mm、凹凸部の深さが３〜５mmの構造に対して、従来のどの防水シールよりも、台風の直撃時の防水性の低下が少ないことが分かる。
【００３５】
なお、以上の実施例においては、防水シールの硬質層をポリエチレンで、軟質層をＥＰＤＭで構成したが、材料の発泡倍率を変化させることにより、ポリエチレンを軟質層に、ＥＰＤＭを硬質層に使用することもできる。また、これら以外に使用することができる材料としては、ＰＶＣ、ポリウレタン、ブチルゴム、天然ゴム等が挙げられ、前記と同様に発泡形態(独立気泡であるか、連通気泡であるか)や発泡倍率を変更することによって、軟質層または硬質層として使い分けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の防水シールを有する化粧胴差が建築物の外装材に取り付けられている状態を示す斜視図である。
【図２】  図１の２−２線断面図である。
【図３】  化粧胴差の取付け方法を説明する断面図である。
【図４】  従来の防水シールによる防水状態を示す断面図である。図４(a)は、浅くて形状変化が緩やかな凹部に対しては、単一の軟質層または硬質層のみからなる防水シールでシールできることを、図４(b)は、浅いが形状変化の急激な凹部に対しては、硬質層のみからなる防水シールでは防水できないことを、図４(c)は深い凹部に対しては、硬質層のみからなる防水シールでは防水できないことを、それぞれ示している。
【図５】  従来の軟質層のみからなる防水シールで深い凹部を防水しようとすると防水シールが倒れてしまうことを説明する斜視図である。
【図６】  本発明の一実施例に係る２層構造防水シールを示す斜視図である。
【図７】  図２の構成において、従来の防水シールに代えて本発明の防水シールを使用した構成を示す断面図である。
【図８】  本発明の防水シールによる防水状態を示す断面図である。
【図９】  Ｕ字型水密性試験の概略を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  防水シール
２  化粧胴差
３  外装材
４  桟木
５  取付金具
７  裏板
11  基台部(硬質層)
12  当接部(軟質層)
14、15  ビス
21  化粧胴差の上端部
22  化粧胴差の上端部前面
25  化粧胴差の下端部
31  外装材表面
51  取付金具のフック部
60  ガラス板
61  試験片
62  スペーサ
63  無機系外装材
64  クランプ
65  ガラス板上に付されたマーク
【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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【図８】
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【図９】
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