JP2010156124A - 太陽電池シートの防水構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ベース防水層に太陽電池シートを確実に一体化して剥がれないようにした太陽電池シートの防水構造を提供する。
【解決手段】表面の被接着力を増強処理された太陽電池シート１０と、太陽電池シート１０下面を表面上に載置可能な面積を有したベース防水層（２０）と、太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域を被覆する環状の外周被覆用部材（３０）と、を備え、外周被覆用部材（３０）を太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域とベース防水層（２０）面に跨った状態で、該領域とベース防水層（２０）面に一体化した。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池シートの防水構造に関し、さらに詳しくは、建築物等に太陽電池を設置する作業を、防水シート等を用いた防水工事と並行して施工できる太陽電池シートの防水構造に関する。

建築物の躯体面にシート状の太陽電池を設置する作業を、躯体への防水施工と並行して実施する工法は従来から知られている。
例えば特許文献１には、防水性の合成樹脂（防水シート）からなる下地層（ベース防水層）に、これより一回り小さい太陽電池パネルを積層した太陽電池一体型防水シート材が記載されている。このシート材は、予め太陽電池パネルの両面に防護層としてフッ素樹脂コーティングを施し、コーティング部分と下地層とを密着させた構成である。建築物への施工は従来の防水シートの場合と同様であり、屋根上に接着材や取り付け金具等を用いて張り巡らせる。そして、太陽電池一体型防水シート材同士は、下地層の外縁部に接着剤を付けて重ね合わせることにより接合する。
また特許文献２には、合成樹脂からなる基材シート層と、中間樹脂層と、表面樹脂層とを順次積層した防水シートの中間樹脂層内に、薄膜状のアモルファス型太陽電池を密封状に埋入した太陽電池一体型防水シート材について記載されている。
特開平７−１２７１９２号公報 特開２００７−６７１３１公報

しかしながら、特許文献１記載の構造では、太陽電池パネルの防護層にコーティングされたフッ素樹脂の接合力が弱いため、太陽電池パネルが下地層から剥がれる虞がある。また、下地層から剥がれたときに太陽電池パネルを押さえつけるものがないため、端部が一旦下地層から剥がれてしまうと、そのまま風圧等によりめくりあがってしまうという問題がある。
また、特許文献２に記載の太陽電池一体型防水シート材では、薄膜状のアモルファス型太陽電池を中間樹脂層に密封状に埋入してから表面樹脂層が形成されるため、シート材から太陽電池が剥がれる虞は低い。しかし、予め工場にて一体的な部品として生産されるという特性から、施工現場の形状に臨機応変に対応することは容易ではないという問題がある。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、ベース防水層に太陽電池シートを確実に接着して剥がれないようにした太陽電池シートの防水構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、表面の被接着力を増強処理された太陽電池シートと、該太陽電池シート下面を表面上に載置可能な面積を有したベース防水層と、該太陽電池シートの外周縁に沿った領域を被覆する環状の外周被覆用部材と、を備え、前記外周被覆用部材を太陽電池シートの外周縁に沿った領域と前記ベース防水層面に跨った状態で、該領域と該ベース防水層面に一体化したことを特徴とする。
本発明では、ベース防水層上に載置された太陽電池シートの外周縁を外周被覆用部材で覆って、ベース防水層と太陽電池シートと外周被覆用部材とを一体化する。
請求項２に記載の発明は、前記被接着力増強処理を前記外周被覆用部材と一体化する前記太陽電池シートの外周縁に沿った領域に施したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記被接着力増強処理がコロナ放電による処理であることを特徴とする。
本発明では、太陽電池シートの外周縁に被接着力増強処理を行って、外周被覆用部材を確実に接着する。

請求項４に記載の発明は、前記ベース防水層及び前記外周被覆用部材がポリ塩化ビニルシートであり、前記外周被覆用部材と前記太陽電池シートとの一体化が変性シリコーン系接着剤による接着であることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記ベース防水層がポリ塩化ビニルシートであり、前記外周被覆用部材がポリ塩化ビニル被覆金属板であり、前記ポリ塩化ビニル被覆金属板と前記太陽電池シートとの一体化に変性シリコーン系接着剤を用いるとともに、前記ポリ塩化ビニル被覆金属板と前記ベース防水層との一体化にアンカーを用いたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記ベース防水層が塗膜防水層であることを特徴とする。

本発明によれば、太陽電池シート表面に対して被接着力増強処理をしてから、外周被覆用部材を太陽電池シートの外周縁に沿った領域とベース防水層面に跨った状態で一体化したので、太陽電池シートの電極部分の防水性・気密性を確保しつつ、ベース防水層から太陽電池シートが剥がれる虞がない。

〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態について図１に基づいて説明する。本実施形態においては、表面の被接着力を増強する処理した太陽電池シートをベース防水シートに接着固定し、太陽電池シートの外周縁に沿った領域を外周被覆用防水シートで被覆した点に特徴がある。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る太陽電池シートの防水構造を示す図である。太陽電池シートの防水構造１（以下単に「防水構造１」という）は、屋上、屋根、庇等、主として建築物の上部を覆う構造物に適用可能な防水構造であり、図示するように、太陽電池シート１０と、太陽電池シート１０下面を表面上に載置可能な面積を有したベース防水シート２０（ベース防水層）と、太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域を被覆する環状の外周被覆用防水シート３０とを備える。
ベース防水シート２０と、外周被覆用防水シート３０は、建築物の防水工事に用いられる防水性の合成樹脂シートである。建築物内部への雨水の浸入を防止する防水層を構成する。防水シートには、加硫ゴム系、非加硫ゴム系、塩化ビニル樹脂系、エチレン酢酸ビニル樹脂系、熱可塑性エラストマー系等のものがあり、本発明はいずれの防水シートにも適用可能である。また本発明は防水シート以外のベース防水層として、ウレタン系塗膜防水、ゴムアスファルト系塗膜防水、アクリルエマルション系塗膜防水、ＦＲＰ系塗膜防水等の塗膜防水にも適用可能である。本実施形態においては、塩化ビニル樹脂系の防水シートの例により説明する。

太陽電池シート１０は、内部に多数の太陽電池セルを有するフィルム型太陽電池モジュールである。ある程度の可撓性を有し、設置面の凹凸形状に添うように取り付けることができる。従って、建築物屋上（陸屋根部分）から立ち上がり部分にかけて連続的に施工することも可能である。本実施形態では、富士電機システムズ株式会社製のフィルム型アモルファス太陽電池を使用した。図２は、太陽電池シート１０の構造を示す断面図である。太陽電池シート１０は、太陽電池セル１１をエチレン・テトラ・フルオロ・エチレン（ＥＴＦＥ）フィルム１２、１３にて挟み込んだ構造を有する。太陽電池セル１１とＥＴＦＥフィルム１２、１３とは、接着剤１４にて接着されている。
ここでＥＴＦＥは、接着させないこと（難粘着）を前提として商品化されている物質であり、他の物質との接着が非常に困難であることが知られている。そこで、ベース防水シート２０への接着及び太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域を外周被覆用防水シート３０にて環状に被覆する際に、太陽電池シート１０表裏面の被接着力を増強する処理を行う。

以下、具体的に、上述の構造を有する太陽電池の施工方法について説明する。
（１）所定の事前処理をした下地４１にベース防水シート２０を固定する。
固定には、従来用いられている各種工法、例えば接着剤を用いて接着する接着工法、固定金具を用いて固定する機械的固定工法等を用いることができる。
（２）太陽電池シート１０表面の被接着力増強処理を行う。
ベース防水シート２０及び外周被覆用防水シート３０と、太陽電池シート１０のＥＴＦＥフィルム１２、１３とを接着させるために、太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域のＥＴＦＥフィルム１２、１３面に対して、被接着力増強処理を行う（被接着力増強処理部４２、４３）。
本実施形態では、信光電気計装株式会社製のコロナフィットＣＦＧ−５００を用いてコロナ放電による表面処理を行った。この装置は、コロナ放電エネルギーを物質に作用させ、その物質の表面エネルギーを高くすることにより物質表面を活性化させるものである。この表面処理により、濡れ性及び接着力が向上する。なお、ＥＴＦＥのみならず、他のフッ素樹脂やプラスチック等に対してもコロナ放電による表面活性化処理は有効である。また、コロナ放電に限らず、太陽電池シート１０を覆うフッ素樹脂等を活性化する各種の放電が、本実施形態に採用可能である。

（３）ベース防水シート２０に変性シリコーン系接着剤４４を塗布し、太陽電池シート１０を接着一体化する。
接着剤には、コニシ株式会社製のボンドＭＰＸ−１を用いた。この接着剤は１液湿気硬化型であるため、太陽電池シート１０を載置する部分のベース防水シート２０表面に櫛目状に塗布する。先の被接着力増強処理により、太陽電池シート１０の外周縁に沿った被接着力増強処理部４２の接着力が向上しているので、太陽電池シート１０はベース防水シート２０から剥がれにくくなる。
（４）太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域を外周被覆用防水シート３０にて環状に被覆する。
外周被覆用防水シート３０は、予め太陽電池シート１０の形状に合わせて切り抜いたもの（１枚もの）を用いてもよいし、複数の防水シートを継ぎ合わせたものを用いても良い。前者の方法によれば美観を高めることができ、後者の方法によれば防水シート材料の無駄を省くことができる。複数の防水シートを継ぎ合わせる場合には、各防水シートを後述する方法により溶着するか、継ぎ目部分に防水シートを用いた補強シート３１を貼付するか、又はこの両者を同時に施すことにより、防水性・気密性を確保する。
外周被覆用防水シート３０は、太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域の被接着力増強処理部４３とベース防水シート２０面に跨った状態で、被接着力増強処理部４３とベース防水シート２０面に接着一体化する。

本実施形態では、被接着力増強処理部４３と外周被覆用防水シート３０とを、変性シリコーン系接着剤（不図示）により接着し、一体化する。さらに、外周被覆用防水シート３０の内周縁に沿った領域と太陽電池シート１０表面に跨った状態で、変性シリコーン系接着剤を盛ることによりシーリング処理をして（シーリング４５）気密性を確保する。また、ベース防水シート２０と外周被覆用防水シート３０とは、塩化ビニル樹脂用の溶着剤、あるいは熱により溶着して一体化する。
太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域には被接着力増強処理を行っているので接着力が向上し、外周被覆用防水シート３０は太陽電池シート１０から剥がれにくくなる。また、太陽電池シート１０表面のシーリング４５が施された部分にも被接着力増強処理を行っているので、変性シリコーン系接着剤が確実に太陽電池シート１０に接着し、防水性、気密性が確保できる。

以上のように本実施形態によれば、太陽電池シート表面に対して被接着力増強処理をしてから防水シートを接着するので、太陽電池シートと防水シートとの接着力を高めることができる。また、外周被覆用防水シートを太陽電池シートの外周縁に沿った領域とベース防水シート面に跨った状態で接着一体化したので、太陽電池シートの電極部分の防水性を確保しつつ、ベース防水シートから太陽電池シートが剥がれる虞がない。また、仕上がりが平面的であるため、風圧がかかりにくく、太陽電池が剥がれにくい。また本発明は、建築物の躯体に対して防水工事をした後に太陽電池を施工可能なため、太陽電池の配置形状の自由度を高めることができる。
なお、本実施形態の構造を有する防水材一体型太陽電池シートを予め工場で生産することも可能である。この場合、防水工事現場における太陽電池の設置工事は、防水材一体型太陽電池シートを設置するだけとなるため、設置工事に要する時間を短縮できる。

〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態について図３に基づいて説明する。本実施形態においては、太陽電池シートの外周縁に沿った領域を樹脂被覆金属板にて被覆した点に特徴がある。樹脂被覆金属板は、亜鉛板やステンレス板等の金属板の片面又は両面に塩化ビニル樹脂等の被覆物を積層又は塗装したものである。本実施形態においては、金属板の両面を塩化ビニル樹脂にて被覆したポリ塩化ビニル被覆金属板（以下「塩ビ被覆金属板」という）の例により説明する。なお、防水層として塩化ビニル樹脂系の防水シートを用いた例により説明するが、第一の実施形態に示した他の防水層を用いることもできる。

図３は、本発明の第二の実施形態に係る太陽電池シートの防水構造を示す図である。第一の実施形態と同一の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。図示するように、防水構造２は、表面の被接着力を増強処理（被接着力増強処理部４２、４３）された太陽電池シート１０と、太陽電池シート１０下面を表面上に載置可能な面積を有したベース防水シート２０と、太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域を被覆する環状の外周被覆用塩ビ被覆金属板５０とを備える。
太陽電池シート１０の外周縁に沿った領域を環状に被覆するに際し、外周被覆用塩ビ被覆金属板５０は、予め太陽電池シート１０の形状に合わせて切り抜いたもの（１枚もの）を用いてもよいし、複数の塩ビ被覆金属板を継ぎ合わせたものを用いても良い。継ぎ合わせる場合には、図示のように継ぎ目部分にシーリング５１を施すか、補強板を貼付するか、又はこの両者を同時に施すことにより、防水性、気密性を確保する。
外周被覆用塩ビ被覆金属板５０の固定には、アンカー５２を用いる。図ではアンカー５２が露出した状態となっているが、実際にはアンカー５２による固定部分を外周被覆用塩ビ被覆金属板等により隠して納まりを良くする。なお、第一の実施形態と同様に、塩化ビニル樹脂用の溶着剤、あるいは熱により外周被覆用塩ビ被覆金属板５０をベース防水シート２０と溶着して一体化して固定することも可能である。
外周被覆用塩ビ被覆金属板５０の外周縁に沿った領域とベース防水シート２０に跨った状態で、シーリング５３を施して、太陽電池シート１０の防水性・気密性を確保する。

以上のように、本実施形態によれば、太陽電池シートの外周縁に沿った領域を樹脂被覆金属板にて被覆したので、防水構造の全厚さを薄くすることができる。また、太陽電池シートの押さえ効果が高く、耐久性に優れる。

第一の実施形態に係る太陽電池シートの防水構造を示す図である。 太陽電池シートの断面図である。 第二の実施形態に係る太陽電池シートの防水構造を示す図である。

符号の説明

１…（太陽電池シートの）防水構造、１０…太陽電池シート、１１…太陽電池セル、１２、１３…ＥＴＦＥフィルム、１４…接着剤、２０…ベース防水シート、３０…外周被覆用防水シート、３１…補強シート、４１…下地、４２、４３…被接着力増強処理部、４４…変性シリコーン系接着剤、４５…シーリング、５０…外周被覆用塩ビ被覆金属板、５１…シーリング、５２…アンカー、５３…シーリング

Claims (6)

1. 表面の被接着力を増強処理された太陽電池シートと、該太陽電池シート下面を表面上に載置可能な面積を有したベース防水層と、該太陽電池シートの外周縁に沿った領域を被覆する環状の外周被覆用部材と、を備え、
   前記外周被覆用部材を太陽電池シートの外周縁に沿った領域と前記ベース防水層面に跨った状態で、該領域と該ベース防水層面に一体化したことを特徴とする太陽電池シートの防水構造。
2. 前記被接着力増強処理を、前記外周被覆用部材と一体化する前記太陽電池シートの外周縁に沿った領域に施したことを特徴とする請求項１記載の太陽電池シートの防水構造。
3. 前記被接着力増強処理がコロナ放電による処理であることを特徴とする請求項１又は２記載の太陽電池シートの防水構造。
4. 前記ベース防水層及び前記外周被覆用部材がポリ塩化ビニルシートであり、前記外周被覆用部材と前記太陽電池シートとの一体化が変性シリコーン系接着剤による接着であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の太陽電池シートの防水構造。
5. 前記ベース防水層がポリ塩化ビニルシートであり、前記外周被覆用部材がポリ塩化ビニル被覆金属板であり、前記ポリ塩化ビニル被覆金属板と前記太陽電池シートとの一体化に変性シリコーン系接着剤を用いるとともに、前記ポリ塩化ビニル被覆金属板と前記ベース防水層との一体化にアンカーを用いたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の太陽電池シートの防水構造。
6. 前記ベース防水層が塗膜防水層であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の太陽電池シートの防水構造。

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