(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石膏ボード、アルミニウム板、及び外壁化粧材としての複数の窯業材料片からなる外壁構造体であって、石膏ボードとアルミニウム板、及びアルミニウム板と外壁化粧材との間が、変成シリコーン系接着剤により接着されてなるとともに、アルミニウム板表面の全面が実質的に変成シリコーン系接着剤によって被覆されてなり、複数の窯業材料片の間に目地材が充填されることなくそのまま目地部が形成されてなることを特徴とする外壁構造体。
【請求項２】
目地部の目地幅が約４〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の外壁構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウム板の表面にタイルや石材等の窯業材料片が貼り付けられてなる、いわゆるアルミニウムの化粧外壁構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外壁基礎（外壁下地材）と外壁化粧材とからなる外壁構造体においては、各構成体間の接合は、従来、機械的接合手段やエポキシ樹脂のような硬い樹脂による接着によりなされることが多かったが、このような場合、各構成体の線膨張率の違いに起因して応力の発生や集中が起こり、各構成体に亀裂や破壊が起こるという問題があった。
そこで、かかる問題を解決すべく、例えば特開平６−１３６９０７号公報には、スレート等からなる外壁基礎や外壁化粧材等の各構成体を変成シリコーン系接着剤により接着することにより、亀裂や破壊の発生を防止した外壁構造体が提案されている。
【０００３】
一方、外壁表面に、タイルや石材等に代表される窯業材料片が貼り付けられてなる住宅用の化粧外壁の需要が増加しつつあり、近年、従来の無機サイディング材やＡＬＣに対してではなく金属外壁にタイル貼りした化粧外壁の出現が望まれている。
しかし、金属外壁にタイルを貼り付けると、タイルの自重で外壁パネルが破損したり、タイルと金属との線膨張率の違いによりタイルが剥離するという問題点が指摘されており、上記特開平６−１３６９０７号公報には金属外壁にタイル等を貼り付けるとの発想は全く開示されていない。
即ち、実用に供し得る、タイル貼りアルミニウム外壁構造体は報告されていないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、プレハブ住宅やユニット住宅等に用いられるタイル貼り外壁について検討を重ね、タイル貼りアルミニウム外壁構造体に関して、アルミニウム板を石膏ボードで裏打ちした構造とするとともに各構成材料を変成シリコーン系接着剤により接着することにより本発明を完成するに至ったもので、本発明の目的は、耐久性を有し、各構成材料に亀裂や破壊が起こることがなく、意匠性にも優れた、アルミニウムの化粧外壁構造体を比較的安価に提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、石膏ボード、アルミニウム板、及び外壁化粧材としての複数の窯業材料片からなる外壁構造体であって、石膏ボードとアルミニウム板、及びアルミニウム板と外壁化粧材との間が、変成シリコーン系接着剤により接着されてなるとともに、アルミニウム板表面の全面が実質的に変成シリコーン系接着剤によって被覆されてなる外壁構造体を提供する。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、複数の窯業材料片の間に目地材が充填されることなくそのまま目地部が形成されてなる請求項１記載の外壁構造体を提供する。更に請求項３記載の発明は、目地部の目地幅が約４〜１０ｍｍである請求項２記載の外壁構造体を提供する。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
【０００７】
本発明における上記石膏ボードは、アルミニウム板の補強のための裏打ち材として用いられるもので、外壁構造体に使用可能なものであれば特に限定されず、例えば、一般の石膏ボードの他、繊維強化石膏ボードや無機繊維強化石膏ボード等が用いられる。
【０００８】
上記アルミニウム板は、アルマイト処理、陽極酸化処理、化成処理したものが好ましく用いられ、板厚は特に限定されないが、上記石膏ボードによって裏打ちすることにより０．３〜１．０ｍｍの薄膜の使用が可能となり、このことと上記変成シリコーン系接着剤の使用とが相俟って、外壁構造体の比較的安価な提供を可能とする。
【０００９】
上記窯業材料片は、上記アルミニウム板に変成シリコーン系接着剤により接着される外壁化粧材として用いられるもので、例えばタイル、煉瓦、陶磁器等の無機質固体高温加工材料片や石材等が挙げられる。
【００１０】
本発明において、変成シリコーン系接着剤とは、変成シリコーンポリマーに、後述する各種の添加剤が必要により加えられて硬化により接着強度が発現されるようになされた接着剤をいう。かかる変成シリコーン系接着剤は、ゴム弾性系接着剤であるため、石膏ボード、アルミニウム板、及び窯業材料片からなる本発明外壁構造体の各構成材料の線膨張率差による応力の発生を防ぐと共に、良好な接着性を有し、耐熱性、耐水性等の耐久性にも優れており、上記各構成材料の接着剤として好ましいものである。
【００１１】
上記変成シリコーンポリマーとは、主鎖がポリアルキレンオキサイドであり、末端に架橋可能な加水分解性シリル基を有する重合体である。主鎖であるポリアルキレンオキサイドとしては、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド等が挙げられるが、硬化物の耐水性や弾性等の物性バランスの点から、ポリプロピレンオキサイドが好ましく用いられる。
上記架橋可能な加水分解性シリル基としては、メトキシシリル基及びエトキシシリル基等のアルコキシシリル基が、反応後に有害な副生成物を生成しない点で好ましい。
【００１２】
また、変成シリコーンポリマーの分子量は、小さすぎると硬化物の伸びが十分ではなくなり、目地面に対する追従性が低下し、大きすぎると硬化前の粘度が高すぎて、各種添加剤を配合して接着剤を調製する際の作業性が低下する。
そのため、数平均分子量が１００００〜３００００の範囲で、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ（重量平均分子量／数平均分子量）が１．６以下のものが、上記硬化物の伸びと取扱作業性のバランスが優れている点で好ましい。
【００１３】
本発明の外壁構造体は、アルミニウム板上に複数の窯業材料片が変成シリコーン系接着剤により接着されてなるもので、この場合、複数の窯業材料片の間に耐候性を備えた目地材を充填したものであっても良いが、生産効率上は、目地材を充填することなくそのまま目地部を形成してなるものが好ましい。
【００１４】
この様に目地材を充填しない場合は、変成シリコーン系接着剤が直接風雨に曝され、通常の接着剤よりも高耐候性が要求される。
一般に、接着剤の耐候性を発現させるためには、紫外線、吸収剤、熱安定剤をはじめ耐候性向上のための添加剤を配合するが、より高い耐候性を発現させるため、上記変成シリコーンポリマーに、後述する各種の添加剤とは別に、主鎖が本質的に（メタ）アクリル酸エステル共重合体であり、架橋可能な加水分解性シリル基を少なくとも１個有するアクリル系共重合体を配合してもよい。
【００１５】
このようなアクリル系共重合体は、例えば、次の（１）〜（４）に示した方法により得られる。
（１）アリル基を有する（メタ）アクリル酸エステル系重合体を、ＶIII 族遷移金属の存在下で、下記一般式で表されるヒドロシリコン化合物と反応させる方法（特開昭５４−３６３９５号公報に記載）。
【００１６】
【化１】
0003739307.tif 000002
（式中、Ｒは１価炭化水素基またはハロゲン化１価炭化水素基、ａは０〜２の整数、Ｘはハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基及びケトキシメート基より選択される原子または基を示す）
【００１７】
（２）アルキル（メタ）アクリレートを、アルコキシシリル基を含有するアルキル（メタ）アクリレート、及びメルカプト基を含有する連鎖移動剤の存在下で共重合させる方法（特開昭５７−１７９２１０号公報に記載）。
（３）アルキル（メタ）アクリレートを、２官能ラジカル重合性化合物及び連鎖移動剤としてアルコキシシリル基を含有するメルカプタンの存在下で共重合させる方法（特開昭５９−７８２２２号公報に記載）。
（４）アルキル（メタ）アクリレートを、重合開始剤としてアルコキシシリル基を含有するアゾビスニトリル化合物を使用して重合する方法（特開昭６０−２３４０５号公報に記載）。
【００１８】
これらのアクリル系共重合体のなかでも、主鎖がアクリル酸とアルキル基の炭素数が１〜１２のアルキル（メタ）アクリレートとからなる共重合体が、硬化物の柔軟性が優れているため好ましく、上記アルキル（メタ）アクリレートのアルキル基の炭素数が２〜８であれば、さらに好ましい。
【００１９】
上記変成シリコーンポリマーの市販品としては、例えば、鐘淵化学工業社製の、商品名「ＭＳポリマーＳ−２０３」、「ＭＳポリマーＳ−３０３」等のＭＳポリマーや、鐘淵化学工業社製の、商品名「サイリルＳＡＴ−２００」、「サイリルＳＡＴ−３５０」、「サイリルＳＡＴ−４００」等のサイリルポリマーの他、旭硝子社製の、商品名「エクセスターＥＳＳ−３６２０」、「エクセスターＥＳＳ−３４３０」、「エクセスターＥＳＳ−２４２０」、「エクセスターＥＳＳ−２４１０」などの「エクセスター」が挙げられ、これらは単独で、または２種以上混合して使用されてもよい。
【００２０】
更に、上記変成シリコーンポリマーと上記アクリル系共重合体の混合物も市販されている。例えば鐘淵化学社製の商品名ＭＳポリマーとしては、ＭＳポリマーＳ−９０３、ＭＳＸ−９０８、ＭＳＸ−９１１、ＭＳＸ−９４３等が挙げられ、同社製の商品名サイリルポリマーとしては、サイリルＭＡ−４３０、ＭＡＸ−４４７等が挙げられる。
【００２１】
架橋可能な加水分解性シリル基としては、特に限定されるものではないが、メトキシシリル基、エトキシシリル基等のアルコキシシリル基が、反応後有害な副生成物を生成しないので好適である。
【００２２】
上記アクリル系共重合体の数平均分子量は、小さ過ぎると硬化物のタック性（べた付き）が悪化し、大き過ぎると、変成シリコーンポリマーとの混和性の低下によって接着性が不十分となるので、６０００〜３００００であることが好ましい。さらに好ましくは８０００〜２００００である。
アクリル系共重合体の変成シリコーンポリマーに対する配合量は、少な過ぎると耐候性向上の効果が不十分となり、多過ぎると硬化物の伸びが低下するので、変成シリコーンポリマー１００重量部に対して０．１〜１００重量部が好ましく、さらに好ましくは０．５〜８０重量部である。
【００２３】
本発明において用いられる変成シリコーン系接着剤は、例えば、変成シリコーンポリマー及び必要により上記アクリル系共重合体に、１分子中にアミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物、シラノール縮合触媒、脱水剤、及び充填剤、更に必要に応じて、可塑剤、タレ防止剤、老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、香料、溶剤等を所定量配合し、ロール、プラネタリーミキサー等により混練することによって得られる。
【００２４】
上記の、１分子中にアミノ基及びアルコキシシリル基を有する化合物は、接着性付与剤として添加されるものであり、例えば、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ’−ビス−〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−〔３−（メチルジメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス−〔３−（メチルジメトキシシリル）プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（メチルジメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（メチルジメトキシシリル）プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕ヘキサメチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕アミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（トリエトキシシリル）プロピル〕アミン、Ｎ，Ｎ−ビス−〔３−（メチルジメトキシシリル）プロピル〕アミン等が挙げられ、これらは単独又は２種以上併用してもよい。
【００２５】
上記シラノール縮合触媒としては、従来、変成シリコーンポリマーの湿気硬化反応を促進するために使用されているものが好適であり、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫フタレート、ビス（ジブチル錫ラウリン酸）オキサイド、ジブチル錫ビスアセチルアセトナート、ジブチル錫ビス（モノエステルマレート）、オクチル酸錫、ジブチル錫オクトエート、ジオクチル錫オキサイド等の錫化合物；テトラ−ｎ−ブトキシチタネート、テトライソプロポキシチタネート等のチタネート系化合物；ジブチルアミン−２−エチルヘキソエート等のアミン塩；及び、その他の酸性触媒や塩基性触媒が挙げられ、これらは単独又は２種以上併用してもよい。
【００２６】
上記脱水剤は、変成シリコーン系接着剤の保存時における侵入水分を除去するために使用されるものであり、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、フェニルトリメチルシラン、ジフェニルジメトキシシラン等のシラン化合物類；オルトギ酸メチル、オルトギ酸エチル、オルト酢酸メチル、オルト酢酸エチル等の加水分解性エステル化合物類が挙げられ、これらは単独又は２種以上併用してもよい。
【００２７】
上記充填剤は、硬化後の変成シリコーン系接着剤層の補強を目的として使用されるものであり、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、含水ケイ酸、無水ケイ酸、微粉末シリカ、ケイ酸カルシウム、二酸化チタン、クレー、タルク、カーボンブラック、ガラスバルーンなどが挙げられ、これらは単独又は２種以上併用してもよい。
【００２８】
上記タレ防止剤は、変成シリコーン系接着剤のタレ防止のために使用されるものであり、例えば、水添ひまし油、脂肪酸ビスアマイド、ヒュームドシリカ等が挙げられる。
【００２９】
上記可塑剤は、変成シリコーン系接着剤の硬化物の伸びを高めたり、低モジュラス化するため使用されるものであり、例えば、燐酸トリブチル、燐酸トリクレジル等の燐酸エステル類；フタル酸ジオクチル等のフタル酸エステル類；グリセリンモノオレイン酸エステル等の脂肪酸一塩基酸エステル類；アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル等の脂肪酸二塩基酸エステル類；及びポリプロピレングリコール類などが挙げられ、これらは単独又は２種以上併用してもよい。
【００３０】
本発明において用いられる変成シリコーン系接着剤には、更に、耐久性を高めるために、弾性率向上の目的で、変成シリコーンポリマーにエポキシ樹脂が配合されたものであってもよい。
【００３１】
エポキシ樹脂としては、エポクロルヒドリン−ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポクロルヒドリン−ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、テトラブロモビスフェノールＡのグリシジルエーテルなどの難燃型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡプロピレンオキシド付加物のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ｐ−オキシ安息香酸グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、ｍ−アミノフエノール系エポキシ樹脂、ジアミノジフエニルメタン系エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、各種脂環式エポキシ樹脂、Ｎ、Ｎ−ジグリシジルアニリン、Ｎ、Ｎ−ジグリシジル−ｏ−トルイジントリグリシジルイソシアヌレート、ポリアルキレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンなどの如き多価アルコールのグリシジルエーテル、ヒダントイン型エポキシ樹脂、石油樹脂などの如き不飽和重合体のエポキシ化物等が例示されるが、これらに限定されるものではなく、一般に使用されているエポキシ樹脂が使用され得る。
【００３２】
また、本発明において用いられる変成シリコーン系接着剤には、エポキシ樹脂と共にエポキシ硬化剤が用いられてもよい。
エポキシ硬化剤の例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトレミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ベンジルシジエチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、トリメチルアミノメチルフェノール、ピリジン、ピペリジン、メタフェニレンジアミン、３−フッ化ホウ素モノエチルアミン、他アミン類、イミダゾール類、フエノール樹脂、メラミン樹脂、ジシアンジアミド、ポリサルファイド、ポリメルカプタン、グアニジン、ケチミン、シラミンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３３】
本発明の外壁構造体を得るには、例えば、先ず、アルミニウム板１に変成シリコーン系接着剤２を用いて石膏ボード３を裏打ちしたものを用意して、図１の如く、水平面に平行に載置し、アルミニウム板１に変成シリコーン系接着剤２を塗布する。
接着剤は、例えば、ヘラ、コテ、ハンドロール等を用いてアルミニウム板１上にのばして塗布するが、ロールを用いて塗布することにより工数を著しく削減することができる。このとき用いられるロールは金属製、ゴム製等の２本ロール、３本ロール等が挙げられる。
【００３４】
次に、接着剤の可使時間内にタイルや石材等の窯業材料片４を所定の間隔を置いて貼り付ける。通常、目地５が形成されるが、接着剤２の可使時間内に目地５に接着剤３を更に充填したり他のシーリング剤を充填したりすると外観不良となり易く、可使時間後に同様の作業を行うと作業時間が大幅に遅れ、何れにせよ極めて作業性が悪いので、目地施工をしない状態で、例えば、保管場所に移送して養生するのがよい。
【００３５】
窯業材料片４同士の間隔、即ち目地部５の幅は、意匠性の面から約４〜１０ｍｍが好ましく、約４ｍｍ未満では意匠面でアクセントに乏しく、約１０ｍｍを越えると意匠性の面で実用に供し得ない。
【００３６】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を説明することにより、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。
（実施例１）
〔接着剤組成物の調製〕
変成シリコーンポリマーとして、旭硝子社製の、商品名「エクセスターＥＳＳ−２４２０」（数平均分子量１７０００）１００重量部、充填剤としてコロイダル炭酸カルシウム（白石工業社製、「ＣＣＲ」）１００重量部、脱水剤としてビニルトリメトキシシラン（チッソ社製、「サイラエースＳ２１０」）４重量部、接着性付与剤としてＮ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製、「ＫＢＭ−６０３」）２重量部、シラノール縮合触媒としてジブチル錫ジラウレート１重量部、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製、「チヌビン３２７」）１重量部、及びヒンダードアミン系光安定剤（三共社製、「サノールＬＳ７７０」）を配合し、プラネタリーミキサーで６０分真空混練して、変成シリコーン系接着剤（接着剤Ａ）を得た。
【００３７】
〔外壁構造体の製造〕
厚み０．５ｍｍ、大きさ１０００ｍｍ×１０００ｍｍのアルマイト処理アルミニウム板と、厚み５ｍｍ、大きさ１０００ｍｍ×１０００ｍｍの石膏ボードとを、上記接着剤Ａで塗布厚み０．３ｍｍとなるように接着した。
この石膏ボード裏打ちアルミニウム板を２３℃５５％の雰囲気下で１週間養生後、水平面に平行に載置し、アルミニウム板表面全面に、上記接着剤Ａを塗布量０．７ｋｇ／ｍ2 で塗布した後モザイクタイル（６０ｍｍ×６０ｍｍ）をクシメ鏝を用いて貼り付けた。
目地部の目地幅は５ｍｍとした。
【００３８】
〔評価〕
上記の如くして得た外壁構造体をその直後に、２３℃５５％の雰囲気下で２週間養生後、積水化学工業株式会社、堺工場（住所、大阪府堺市築港新町３−５−１）において、南側に向け水平面に対する角度６０度にて３ケ月間、屋外暴露し、全体を目視観察した。その結果は表１に記載の通り、異常はなかった。
【００３９】
（比較例１）
水系接着剤（アクリル系エマルジョン、積水化学工業社製「エスダイン＃１６８」以下、接着剤Ｂと記す）を用いてアルミニウム板と石膏ボードを接着し、エポキシ系接着剤（積水化学工業社製「エスロタイト」、以下接着剤Ｃと記す）を用いてアルミニウム板とタイルを接着した以外は、実施例１と同様にして外壁構造体を得て、評価し、その結果を表１に記載した。
【００４０】
（比較例２）
接着剤Ａを用いてアルミニウム板と石膏ボードを接着し、接着剤Ｃを用いてアルミニウム板とタイルを接着した以外は、実施例１と同様にして外壁構造体を得て、評価し、その結果を表１に記載した。
（比較例３）
接着剤Ｂを用いてアルミニウム板と石膏ボードを接着し、接着剤Ａを用いてアルミニウム板とタイルを接着した以外は、実施例１と同様にして外壁構造体を得て、評価し、その結果を表１に記載した。
【００４１】
【表１】
0003739307.tif 000003
【００４２】
【発明の効果】
本発明の外壁構造体は、石膏ボード、アルミニウム板、及び外壁化粧材としての複数の窯業材料片からなる外壁構造体であって、石膏ボードとアルミニウム板、及びアルミニウム板と外壁化粧材との間が、変成シリコーン系接着剤により接着されてなるとともに、アルミニウム板表面の全面が実質的に変成シリコーン系接着剤によって被覆されてなるので、窯業材料片とアルミニウム板との線膨張率の違いによりタイルが剥離するということがなく、耐久性を有し、従来、知られていなかったアルミニウムの化粧外壁構造体を提供し得る。
上記複数の窯業材料片の間に目地材が充填されることなくそのまま目地部が形成されてなる場合は、高い生産性をもって、製造することが可能で、従って、比較的安価に提供し得るという利点を有する。
また、目地部の目地幅が約４〜１０ｍｍである場合は、意匠性にも優れた外壁構造体を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の外壁構造体の一例を、製造途中の状態として示す斜視図である。
【符号の説明】
１：アルミニウム板
２：変成シリコーン系接着剤
３：石膏ボード
４：窯業材料片（モルタル）
５：目地部
【図１】
0003739307.tif 000004