JP2003201775A - A種膜材を用いた膜屋根およびa種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法 - Google Patents
A種膜材を用いた膜屋根およびa種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法Info
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Abstract
小口の撥水性、耐久性を向上させることが可能なA種膜
材を用いた膜屋根およびA種膜材を用いた屋根部材の膜
材端部処理方法を提供することにある。 【解決手段】 所定の張力でA種膜材を張り渡して成る
A種膜材を用いた膜屋根において、前記A種膜材の溶着
接合部における膜材端部小口を、FEP樹脂(四ふっ化
エチレン・六ふっ化プロピレン共重合樹脂)から成る接
着剤を用いて被覆して溶着するとともに前記溶着した接
着剤をテーパ状に整形して前記A種膜材との段差部を平
滑化して成ることを特徴とする。
Description
膜屋根およびA種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理
方法に関する。
エチレン樹脂)とガラス繊維の複合膜にFEP樹脂など
ふっ素樹脂をコーティングした所謂A種膜材を用いた膜
屋根では、所定の張力でA種膜材を張り渡すことによっ
て構成されている。そして、A種膜材の接合では、樹脂
の熱可塑性を利用し、金属製の平板でかつ平滑な矩形熱
盤を押し当てるホットメルト接合が用いられている。こ
の熱盤を押し当てるホットメルト接合としては、膜材の
上下何れかに定盤を設置する接合方法および片押しによ
る接合方法が知られている。
接合方法は、被着体である二枚の膜材の上下何れかに定
盤を設置し、金属製の平板でかつ平滑な矩形熱盤を押し
当て溶着させる方法である。この接合方法は、熱盤と定
盤間に被着体である膜材を挟み込むことができ、膜材同
士を接触させかつ適切な圧力を確保することができるこ
とから、ホットメルト接合においては、理想的な接合方
法である。
下何れかに定盤を設置する接合方法をコスト、作業性か
ら省略し、膜パネルに導入された張力を反力とし、下部
定盤の無い状況で片面から熱盤を押し当て二枚の膜材を
接合する方法である。この接合方法は、張力の導入され
た膜パネルに矩形の熱盤を片押しすると、膜材の押し当
てられた範囲の中央部が凸状に変形し、接合する間詰め
膜材との間に隙間を生じ、熱盤接触部の外周部のみが接
合されてしまう。
れるが、多雪地域における滑雪等、接合端部に大きな外
力が加わる場合は、経年により剥離を生じることことか
ら、充分な接合とは言えない。ここで、A種膜材の溶着
接合用接着剤としては、一般的に厚さ125μm〜19
0μm程度のFEP樹脂フィルム(100%FEP樹脂
の熱押出し成形加工品)が用いられている。
A種膜材の樹脂分を構成するPTFE樹脂表面処理材と
して用いられているFEP樹脂との相溶性を確保するた
めである。また、FEP樹脂フィルムの厚みは、溶着時
にFEP樹脂フィルムがメルトフローし被着体であるA
種膜材表面の凹凸を埋めるに十分な量を確保するように
決められる。
ように、A種膜材1,1同士の溶着接合部2における膜
材端部小口3は、材料加工時のレーザによる裁断を行っ
たままの状態となっているため、A種膜材1の表層にあ
るPTFE樹脂層4とFEP樹脂による樹脂コーティン
グ層5がなくなり、かつガラス繊維6が露頭しており、
親水性に起因する凍結融解抵抗性の低下など材料劣化を
生じ易くなる。すなわち、A種膜材1,1同士の溶着接
合部2における膜材端部小口3は、撥水性、耐久性に劣
る部分である。
同士の溶着接合部2における膜材端部小口3には、A種
膜材1の厚さ分(0.6〜0.8mm)の段差7が生じ
る。この接合状態でも、接合強度および簡便な止水性能
は確保される。しかし、多雪地域における端部の凍結と
それに続く滑雪などにより、A種膜材1,1同士の溶着
接合部2における膜材端部小口3に大きな外力が加わる
場合には、経年により段差7から溶着接合部2の剥離や
接合膜材端部の材料劣化を生じ、充分な接合とはなり得
ていない。
ために為されたもので、その目的は、A種膜材同士の溶
着接合部における膜材端部小口の撥水性、耐久性を向上
させることが可能なA種膜材を用いた膜屋根およびA種
膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法を提供するこ
とにある。
所定の張力でA種膜材を張り渡して成るA種膜材を用い
た膜屋根において、前記A種膜材の溶着接合部における
膜材端部小口を、FEP樹脂(四ふっ化エチレン・六ふ
っ化プロピレン共重合樹脂)から成る接着剤を用いて被
覆して溶着するとともに、前記溶着した接着剤をテーパ
状に整形して前記A種膜材との段差部を平滑化して成る
ことを特徴とする。請求項2に係る発明は、請求項1記
載のA種膜材を用いた膜屋根において、前記FEP樹脂
から成る接着剤は、FEP樹脂フィルムまたはFEP樹
脂ディスバージョンにFEP樹脂粉末を添加分散させた
ゲル状物質(以下、FEP樹脂のゲルと略称する)から
成ることを特徴とする。
渡したA種膜材に別のA種膜材を溶着接合するに際し、
両A種膜材の溶着接合部位および前記溶着接合部位の膜
材端部小口から前記別のA種膜材に亘る段差部にFEP
樹脂から成る接着剤を配し、前記溶着接合部位および前
記段差部を加熱して前記両A種膜材同士を溶着接合する
とともに前記段差部に前記接着剤を溶着し、前記段差部
に溶着した接着剤を再度加熱してテーパ状に整形するこ
とを特徴とする。
渡したA種膜材に別のA種膜材を溶着接合した膜屋根の
膜材端部小口から前記別のA種膜材に亘る段差部に、F
EP樹脂から成る接着剤を配し、前記接着剤を加熱して
前記膜材端部小口に溶着し、前記溶着した接着剤を再度
加熱して前記段差部をテーパ状に整形することを特徴と
する。
求項4記載のA種膜を用いた屋根部材の膜材端部処理方
法において、前記接着剤の加熱は熱盤により行い、前記
段差部をテーパ状に整形する加工は前記熱盤を40°〜
80°傾けることにより行うことを特徴とする。請求項
6に係る発明は、請求項3ないし請求項5の何れか1項
記載のA種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法に
おいて、前記FEP樹脂から成る接着剤は、FEP樹脂
フィルムまたはFEP樹脂のゲル成ることを特徴とす
る。
場溶着接合加工と併せて、張力がかかった本体膜に間詰
めの膜材(フラップ膜材)などを現場で溶着接合施工す
る場合が多い。また、経年の劣化に対する補修は現場溶
着となることは言うまでもない。従来の溶着接合での膜
材端部は前述したように、溶着接合部で少なくとも膜材
厚分の段差が生じる。このため、多雪地域においては膜
材表面部での凍着、滑雪などにより接合端部に大きな外
力が加わることになり、膜材端部に起因する剥離を生
じ、結果として経年での漏水を誘起することになる。ま
た、膜材端部ではガラス繊維が露頭しており、親水性に
起因する凍結融解抵抗性の低下など材料劣化を生じ易く
なる。
する際に、膜材の熱溶着と同時にあるいは別々にFEP
樹脂(四ふつ化エチレン・六ふつ化プロピレン共重合樹
脂)のフイルムやFEP樹脂のゲルを用いて膜材端部
(段差および小口の未コーティング部)を平滑化処理す
る方法(平滑化処理により平滑化と併せて小口のコーテ
ィング処理も可能)が、溶着接合部の耐久性向上に効果
があることを各種の実験的検討を通して検証するに至っ
た。
積し滑落する雪氷が、溶着接合部に及ぼす影響に関する
研究過程の中で、前述に示した従来の膜材接合状態で
は、雪氷塊が凍着し滑落した際に、膜材端部に起因する
溶着接合部の剥離が発生および進行し、膜材の損傷を促
進することを実験的に確認した。具体的には、膜材接合
端部の耐久性向上策として、接合膜材端部処理としての
平滑化処理として、FEP樹脂フイルムやFEP樹脂の
ゲルを接合媒体として用い、接合媒体のメルトフローに
より接合部端部の段差部を1〜15mmの範囲、望まし
くは2〜8mmの範囲でテーパ状に埋め、端部に剥離力
等がかかりにくい形状にコーティングする工法を発案す
るに至った。
合は、顕著な段差処理効果が期待し得ず、15mm以上
の場合は15mm以下と同等の効果しか期待し得ず冗長
となるためである。また、段差部をテーパ状に整形する
加工は、熱盤を傾けることによって行われる。その際、
作業性および出来上がったテーパの形状から熱盤の傾き
を40°〜80°にすることが望ましいことが確認でき
た。
用いた凍着、滑雪実験において、接合部膜材端部の平滑
化処理が、その耐久性に極めて有効であることが検証さ
れた。
態に基づいて説明する。図1および図2は、本発明の一
実施形態に係る膜屋根10およびA種膜を用いた屋根部
材の膜材端部処理方法を示す。本実施形態に係る膜屋根
10は、常法に従って鋼製フレームに所定の張力(例え
ば、300kgf/cm)を掛けてA種膜11を張り渡
して張力導入膜パネル12が形成されている。この際、
各張力導入膜パネル12は、端部をボルトナットなどに
より締結されて定着される。
仕舞いのための間詰めの膜材(フラップ膜材)14が現
場で片押しによる溶着接合により固着されている。この
溶着接合に際し、A種膜材11と間詰めの膜材14との
間にFEP樹脂(四ふっ化エチレン・六ふっ化プロピレ
ン共重合樹脂)から成る接着剤15を配しておく。さら
に、溶着接合部13における膜材端部小口13Aには、
現場でFEP樹脂のフィルムから成る接着剤15(また
はFEP樹脂のゲルから成る接着剤16)を被覆して、
その接着剤15(または16)を片押しによる溶着接合
により固着し、その後に、さらに溶着した接着剤15
(または16)をテーパ状に整形して段差部17を平滑
化する処理を施している。
小口13Aは、段差部17が溶着した接着剤15(また
は16)を整形したテーパ18となり、段差がなくな
る。そのため、多雪地域での膜屋根10上に堆積し滑落
する雪氷塊が凍着し滑落する際に、溶着接合部13にぶ
つかろうとしても、テーパ18がそれを遮り、従来のよ
うに膜材が剥離するとか、露頭するガラス繊維から浸水
するなどの不具合が起こらなくなった。
根20およびA種膜を用いた屋根部材の膜材端部処理方
法を示す。本実施形態は、A種膜材21,22同士の溶
着と膜材端部23の平滑化を同時に行う場合に適用した
例である。本実施形態では、接着剤(溶着媒体)として
厚み125μm〜190μmのFEP樹脂フイルム24
を使用している。
熱盤面4cmw×30cmLとした。熱融着治具25の
熱盤先端部形状は凸版とし、380℃、90秒間の溶着
条件下で間詰めの膜材(フラップ膜材)22を溶着する
ように設定した。先ず、FEP樹脂フイルム24をA種
膜材21,22間および膜材端部23から3mm出した
状態に仮止めする。
1,22同士の溶着接合と同時に膜材端部23の所定長
さ(3mm)についても加熱を行う。その際、熱溶着治
具25は膜材端部23の所定長さ(3mm)出して設置
する。これにより挿入したFEP樹脂フィルム24はメ
ルトフローしてA種膜材21,22表面の既FEP樹脂
コーティング層と溶融一体化し、膜材端部23の小口2
6をコーティングする。
め、通常溶着加熱時間90秒後に熱溶着治具25をA種
膜材21,22に対して70°程度の角度になるよう傾
けて5秒間加熱し、熱溶着治具25の自重による加圧に
より膜材端部23をテーパ状に整形するとともにA種膜
材21,22とFEP樹脂フイルム24の熱溶着接合を
おこなう。整形完了後、すばやく熱溶着治具25をはず
し形状が変化しないように冷却すると、膜材端部23に
段差のない滑らかな面となった。
重ね合わせによる材料厚さ(0.6〜0.8mm)分の
段差小口に剥離力が掛からない接合部ができる。図4
は、本発明の別の実施形態に係る膜屋根30およびA種
膜を用いた屋根部材の膜材端部処理方法を示す。本実施
形態は、A種膜材31,32同士の溶着と膜材端部33
の平滑化を同時に行う場合に適用した例である。
てFEP樹脂のゲル34を使用している。先ず、FEP
樹脂のゲル34をA種膜材31,32間および膜材端部
33から約5mm出た部分まで塗布する。次いで、熱溶
着治具35を用いてA種膜材31,32の溶着接合と同
時に膜材端部33の所定長さについても加熱を行う。そ
の際、熱溶着治具35は膜材端部33の所定長さ(約3
mm程度)出して設置する。これにより塗布したFEP
樹脂のゲル34はメルトフローしてA種膜材31,32
表面の既FEP樹脂コーティング層と溶融一体化し、膜
材端部33の小口36をコーティングする。
め、通常溶着加熱時間90秒後に熱溶着治具35を膜面
に対して70°程度の角度になるよう傾けて5秒間加熱
し、熱溶着治具35の自重による加圧により膜材端部3
3をテーパ状に整形するとともにA種膜材31,32と
FEP樹脂のゲル34の熱溶着接合をおこなう。ここ
で、FEP樹脂ゲル34の成分含有量は、下記の表1に
示すとおりである。
量(ゲル中のFEP樹脂の質量の割合に相当する。)を
下記に示す。粘度は、4000〜5000(mPa・
s)である。測定試験法は、JIS K 7117(液
状の樹脂の回転粘度計による粘度試験法 S法)に準ず
る。
70.0(重量%)である。測定試験法は、JIS K
6833(接着剤の一般試験法6.4不揮発分)に準
ずる。なお、一般のFEP樹脂ディスパージョンの粘度
は、10〜20mPa・sであり、サラサラしており、
屋根勾配を模擬した実験では流れ出してしまい、接合で
きなかった。
所定量接合面に塗布するには、繰り返し塗る方法も考え
られるが、塗った面が濡れたままでは塗り重ねができな
いし、水分が飛ぶまで待つと微粉末化して飛散し、やは
り塗り重ねができなかった。本実施形態に用いるFEP
樹脂のゲル34は、一般的なFEP樹脂ディスパージョ
ンと比べ、樹脂分が高濃度で界面活性剤が低濃度となっ
ている。
決められている。 屋根勾配60〜70°の急勾配面での作業において流
れ出さず、下記の適用塗布ができる粘度であること。 熱によりメルトフローさせ一体化する際、界面活性剤
が熱変成して茶褐色にならず美観、意匠性を損なわない
界面活性剤濃度であること。
めるに十分な樹脂量を確保する全固形分量であること。
本実施形態に用いるFEP樹脂のゲル34は、接合する
A種膜材(母材)表面のコーティング材と同等のふっ素
樹脂であるから、加熱後に除冷すると、互いの分子の絡
み合いにより、A種膜材のふっ素樹脂と一体化してお
り、剥離試験を行っても、接合部では破壊せず、ガラス
繊維から母材のコーティング(PTFE樹脂)が剥がれ
る破壊性状となる。
ス繊維とコーティング(PTFE樹脂)の付着強度の方
が、熱により一体化された溶着接合部分より強度的に劣
るからである。ちなみに、屋根に用いるA種膜材でホッ
トメルト接合して剥離試験したところ、(劣化させてい
ない初期状態の)剥離強度としては、ガラス繊維とコー
ティングふっ素樹脂の付着強度の弱いものでも、2kg
f/cm程度である。
根40およびA種膜を用いた屋根部材の膜材端部処理方
法を示す。本実施形態は、A種膜材41,42を既に溶
着した場合の既溶着膜材端部43の平滑化処理を施した
例を示す。先ず、FEP樹脂のゲル44を膜材端部43
から約5mm出た部分まで塗布する。
着接合と同時に膜材端部43の所定長さについても加熱
を行う。その際、熱溶着治具45は膜材端部43の所定
長さ(約3mm程度)出して設置する。これにより塗布
したFEP樹脂のゲル44はメルトフローしてA種膜材
41,42表面の既FEP樹脂コーティング層と溶融一
体化し、膜材端部43の小口46をコーティングする。
め、通常溶着加熱時間90秒後に熱溶着治具45を膜面
に対して70°程度の角度になるよう傾けて5秒間加熱
し、熱溶着治具45の自重による加圧により膜材端部4
3をテーパ状に整形するとともにA種膜材41,42と
FEP樹脂のゲル34の熱溶着接合をおこなう。図9
は、凍着および滑雪を模擬した実験において把握され
た、接合部端部の捲れの大きさと氷塊の付着力との関係
例を示す。
凍着した場合、その凍着力は40N/cm程度の付着力
となる。通常、間詰めの膜材の融着接合強度は20N/
cm程度であるので、溶着接合端部に捲れなど不良部が
あった場合、氷塊の付着力が接合部の剥離強度より大き
くなり、雪氷の自重、落下の外力よってフラップ膜材を
引き剥がすことが把握される。このことからも接合端部
小口に剥離力の掛かる始発点を皆無にできる本発明に係
る膜材端部の平滑化処理方法は、融着接合部の耐久性向
上に大きな効果があることが理解される。
滑化処理するので、多雪地域での膜屋根上に堆積し滑落
する雪氷が溶着接合部に及ぼす剥離故障を確実に防止す
ることができる。すなわち、屋根上に堆積し凍結、滑落
する雪氷に起因する接合部剥離や膜材端小口部の基布を
傷める挙動を皆無にできる。また、A種膜材による建築
の恒久的な屋根部材などの膜接合に関する要素技術とし
て品質確保に多いに貢献することが期待される。
明図である。
根部材の膜材端部処理方法を示す説明図である。
A種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法を示す説
明図である。
A種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法を示す説
明図である。
A種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法を示す説
明図である。
れた、接合部端部の捲れの大きさと氷塊の付着力との関
係例を示す図である。
る。
示す断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 所定の張力でA種膜材を張り渡して成る
A種膜材を用いた膜屋根において、前記A種膜材の溶着
接合部における膜材端部小口を、FEP樹脂(四ふっ化
エチレン・六ふっ化プロピレン共重合樹脂)から成る接
着剤を用いて被覆して溶着するとともに、前記溶着した
接着剤をテーパ状に整形して前記A種膜材との段差部を
平滑化して成ることを特徴とするA種膜材を用いた膜屋
根。 - 【請求項2】 請求項1記載のA種膜材を用いた膜屋根
において、前記FEP樹脂から成る接着剤は、FEP樹
脂フィルムまたはFEP樹脂ディスバージョンにFEP
樹脂粉末を添加分散させたゲル状物質から成ることを特
徴とするA種膜材を用いた膜屋根。 - 【請求項3】 所定の張力で張り渡したA種膜材に別の
A種膜材を溶着接合するに際し、両A種膜材の溶着接合
部位および前記溶着接合部位の膜材端部小口から前記別
のA種膜材に亘る段差部にFEP樹脂から成る接着剤を
配し、前記溶着接合部位および前記段差部を加熱して前
記両A種膜材同士を溶着接合するとともに前記段差部に
前記接着剤を溶着し、前記段差部に溶着した接着剤を再
度加熱してテーパ状に整形することを特徴とするA種膜
材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法。 - 【請求項4】 所定の張力で張り渡したA種膜材に別の
A種膜材を溶着接合した膜屋根の膜材端部小口から前記
別のA種膜材に亘る段差部に、FEP樹脂から成る接着
剤を配し、前記接着剤を加熱して前記膜材端部小口に溶
着し、前記溶着した接着剤を再度加熱して前記段差部を
テーパ状に整形することを特徴とするA種膜材を用いた
屋根部材の膜材端部処理方法。 - 【請求項5】 請求項3または請求項4記載のA種膜を
用いた屋根部材の膜材端部処理方法において、前記接着
剤の加熱は熱盤により行い、前記段差部をテーパ状に整
形する加工は前記熱盤を40°〜80°傾けることによ
り行うことを特徴とするA種膜材を用いた屋根部材の膜
材端部処理方法。 - 【請求項6】 請求項3ないし請求項5の何れか1項記
載のA種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法にお
いて、前記FEP樹脂から成る接着剤は、FEP樹脂フ
ィルムまたはFEP樹脂ディスバージョンにFEP樹脂
粉末を添加分散させたゲル状物質から成ることを特徴と
するA種膜材を用いた屋根部材の膜材端部処理方法。
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