JP5982164B2 - 建物用接着剤の試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物の外壁、内壁、床、天井などに用いられる下地材にタイルなどの装飾材を接着して接着剤により形成された目地部分におけるひび割れなどの性能を評価する建物用接着剤の試験方法に関する。

従来、タイルなどの装飾材を使用した建物の外壁が知られている（例えば、特許文献１参照）。この外壁は、板状の外壁下地にタイルなどの装飾材を接着剤により接着した構造となっており、装飾材は、外壁下地の表面に縦横に並べられ、装飾材どうしの間には、接着剤による目地が形成されている。
このような外壁では、接着剤によっては、建物への設置後に、経時劣化などにより、目地にひび割れが生じるおそれがある。

そこで、接着剤のひび割れ耐久性を正しく評価する必要がある。
このような、ひび割れの発生を測定する技術も、従来から知られている（例えば、特許文献２参照）。
この従来技術によれば、試材に荷重をかけて試材を曲げ変形させてひび割れの有無を確認する。

特開２００４−６０４２７号公報 特開平７−３０１５８７号公報

しかしながら、上述の従来技術は、建物への設置状態において、目地を形成して装飾材が接着された外壁のひび割れ耐久性の評価に用いるのには適切でなく、外壁の目地におけるひび割れ耐久性を正しく評価することが難しかった。

本発明は、上述の問題を解決することを目的とするものであり、建物の目地におけるひび割れ耐久性を高い精度で評価可能な建物用接着剤の試験方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、
板状の下地材に接着剤を塗布し、複数のブロック状の装飾材を、この装飾材どうしの間に目地を形成して前記接着剤により接着する建物用接着剤の試験方法であって、
前記下地材と同構造であり、実物よりも小さな面積のサンプル下地材の表面に、前記接着剤を塗布し、前記装飾材を、実物と同様に配置して前記接着剤により接着してサンプル材を形成し、さらに、前記サンプル材の形成にあたり、前記サンプル下地材を、前記表面に沿う方向で複数に分割された分割サンプル下地材から形成し、かつ、前記装飾材を、前記分割サンプル下地材どうしの間に形成される継ぎ目を跨いで接着して１つの前記サンプル材を形成し、
時間経過による前記接着剤の硬化を図ると共に、前記サンプル材を曲げ変形させ、さらに、前記サンプル材の曲げ変形は、前記サンプル材の裏面が接する支持面との間に帯状の変位用スペーサを介在させた状態で、前記変位用スペーサの設置位置を跨いだ位置で前記サンプル材の前記表面側から押圧力を加えて行い、
前記目地部分の状態を確認することを特徴とする建物用接着剤の試験方法とした。

本発明の建物用接着剤の試験方法では、サンプル材を用い、このサンプル材を撓ませて、建物目地における変位を再現し、かつ、接着剤の硬化過程における変化を再現し、目地におけるひび割れ耐久性を高い精度で評価することが可能となる。
しかも、下地材よりも小さな面積のサンプル下地材を用いて形成したサンプル材を用いるため、下地材をそのまま用いたサンプル材を使用するものと比較して、省スペース化、省コスト化を図ることができる。

なお、前記サンプル材の曲げ変形は、前記サンプル材の裏面が接する支持面との間に帯状の変位用スペーサを介在させた状態で、前記変位用スペーサの設置位置を跨いだ位置で前記サンプル材の前記表面側から押圧力を加えて行う。
したがって、サンプル材の表面側から押圧力を加えた際に、サンプル材が変位用スペーサの厚み分だけ変形し、建物の外壁、内壁、床、天井などに用いられる下地材の、建物に固定した状態における微小な変位を再現して、目地におけるひび割れ耐久性をより高い精度で評価することが可能となる。
また、前記サンプル下地材を、前記表面に沿う方向で複数に分割された分割サンプル下地材から形成し、かつ、前記装飾材を、前記分割サンプル下地材どうしの間に形成される継ぎ目を跨いで接着して１つの前記サンプル材を形成する。
したがって、サンプル材に押圧力を加えたときに、継ぎ目を挟んで分割サンプル下地材が変位するのに対し、継ぎ目を跨ぐ装飾材が、いずれかの分割サンプル下地材の変位に追従しないことにより、サンプル下地材と装飾材との間に剥がれ方向の荷重が作用する。これにより、目地におけるひび割れの発生原因を、サンプル材において再現することが可能となり、目地におけるひび割れ耐久性をより高い精度で評価することが可能となる。
また、前記変位用スペーサを、前記継ぎ目に沿って配置することが好ましい。
これにより、建物の下地材と装飾材との相対変位による目地部分への荷重の作用を、サンプル下地材と装飾材との間でより正確に再現し、目地におけるひび割れ耐久性をさらに高い精度で評価することが可能となる。
また、前記継ぎ目に直交する方向の前記装飾材の列どうしで、前記装飾材の前記直交する方向の配置が異なる配置として前記サンプル材を形成することが好ましい。
これにより、サンプル材は、上記のように装飾材が配列されて形成された建物の目地部分を再現し、目地におけるひび割れ耐久性をさらに高い精度で評価することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態の建物用接着剤の試験方法の試験対象となる外壁の構造を示す断面図である。 図２は、実施の形態の建物用接着剤の試験方法に用いる外壁サンプル材を示す斜視図である。 図３は、実施の形態の建物用接着剤の試験方法の養生時における外壁サンプル材の状態を示す斜視図である。 図４は、実施の形態の建物用接着剤の試験方法の養生時における外壁サンプル材に押圧力を加えて変位させた際の作用を説明する側面図である。

以下に、本発明の実施の形態の建物用接着剤の試験方法について、図１〜図４に基づいて説明する。
ここで、まず、実施の形態の建物用接着剤の試験方法を適用する外壁ＷＬの構造について説明する。
実施の形態を適用する建物の外壁ＷＬは、図１の断面図に示すように、下地材としての外壁下地材１０、接着剤２０、装飾材としてのタイル３０を備えている。

外壁下地材１０は、硬質木片セメント板１１の表面に、塗料を平吹き塗装して塗装層１２を設けた構造となっている。

接着剤２０は、外壁下地材１０の表面１０ａに塗布されており、変成シリコーンポリマーを主成分とする１液あるいは２液型のもので、塗布後に、空気中の水分により分解し、硬化・接着を行う。

タイル３０は、陶磁器製のもので、長方形の薄板状に形成されており（図２参照）、接着剤２０により外壁下地材１０の表面１０ａに接着されている。なお、タイル３０は、外壁下地材１０の表面１０ａに、長方形の長辺の方向（図２の矢印Ｘ方向）および短辺（図２の矢印Ｙ方向）の方向に並んで配置される。したがって、タイル３０とタイル３０との間には、接着剤２０により目地４０が形成されている。

このような構造の外壁ＷＬにあっては、接着剤の硬化過程での荷重の入力や経時劣化などにより、目地４０にひび割れが生じるおそれがある。そこで、接着剤２０として新しい接着剤を用いる場合などには、目地４０にひび割れが生じるおそれがないか試験を行う必要がある。あるいは、ひび割れが生じた場合に、その原因を探るために試験を行う必要がある。

本実施の形態の建物用接着剤の試験方法は、このような場合に用いる試験方法である。
以下に、本実施の形態の建物用接着剤の試験方法を、順を追って説明する。
（サンプル材形成工程）
まず、建物用接着剤の試験方法に用いる外壁ＷＬと同様の構造の、図２に示す外壁サンプル材Ｓｗを形成する。
この外壁サンプル材Ｓｗは、サンプル下地材１００の表面１００ｈに、外壁ＷＬと同様の厚さで接着剤２０を塗布し、外壁ＷＬと同様の配置でタイル３０を並べて接着し、外壁ＷＬと同様の寸法の目地４０を形成したものである。

サンプル下地材１００は、外壁下地材１０と同様の構造の板材で形成されたもので、その縦横寸法Ｌ，Ｗは、外壁下地材１０よりも小さな寸法（例えば、３００〜５００ｍｍ程度の寸法）に形成されている。
また、サンプル下地材１００は、表面１００ｈに沿う方向に２分割されており、継ぎ目１１０を挟んで配置された２枚の分割サンプル下地材１００ａ，１００ｂから構成されている。

外壁サンプル材Ｓｗを形成する場合、図２に示すように、継ぎ目１１０を挟んで並べられた２枚の分割サンプル下地材１００ａ，１００ｂの上に、接着剤２０を外壁ＷＬと同様の厚さで塗布する。本実施の形態では、接着剤２０の塗布厚は、例えば、１〜２ｍｍ程度の厚さであり、具体的には１．５ｍｍとする。

そして、接着剤２０の上に、タイル３０を外壁ＷＬと同様に配置して接着剤２０により接着させる。
タイル３０は、陶磁器製のもので、図示のように長方形の板状に形成されており、矢印Ｘ方向の長辺の長さが、１００〜２００ｍｍ程度、矢印Ｙ方向の短辺の長さが５０〜１００ｍｍ程度の大きさのものを用いている。
また、これらのタイル３０は、Ｘ方向の列におけるタイル３０の配置が、Ｙ方向の１行おきに同じ配置となっており、また、隣り合う列どうしでは、タイル３０が、長辺方向に１／２だけずれた、互い違いの配置となっている。

さらに、タイル３０どうしの間には、目地４０が形成され、矢印Ｙ方向の縦目地４０ａの間隔Ｗｍｙは、矢印Ｘ方向の横目地４０ｂの間隔Ｗｍｘよりも小さく形成されている。具体的には、本実施の形態では、Ｗｍｙ＝６ｍｍ、Ｗｍｘ＝８ｍｍとする。
なお、上述の外壁サンプル材Ｓｗは、後述する養生工程における養生条件に応じた数だけ作成する。

（養生工程）
上述のサンプル材形成工程の実行後は、まず、接着剤２０の硬化のために水分を噴霧する。これは、接着剤２０として、水分により分解して硬化するものを用いているためであり、接着剤２０の材質によっては不要である。

その後、接着剤２０を硬化させると共に、荷重を加えて変位させる養生工程を実行する。
この養生工程では、図３に示すように、外壁サンプル材Ｓｗを基台５０の上に配置し、その際、外壁サンプル材Ｓｗと基台５０との間に、変位用スペーサ６０を介在させる。

この変位用スペーサ６０は、厚さ数ｍｍの薄く細長い帯状の板材であり、外壁サンプル材Ｓｗの継ぎ目１１０に沿って配置する。なお、本実施の形態では、変位用スペーサ６０の厚さは２ｍｍ、幅は２０ｍｍ程度とする。

その後、外壁サンプル材Ｓｗに対し、継ぎ目１１０を挟んだ両側において、図３において矢印Ｆにより示すように上方から荷重を与え、外壁サンプル材Ｓｗを変位させる。この荷重は、矢印Ｆの位置に所望の重さの錘（図示省略）を載置してもよいし、流体圧シリンダやモータなどの駆動装置を有した押圧装置（図示省略）を用いて上方から荷重を与えるようにしてもよい。

本実施の形態では、荷重を与えるタイミングは、接着剤２０の硬化開始から２時間後としている。また、この荷重付与の開始後は、その荷重を与えた状態を継続する。
なお、外壁サンプル材Ｓｗに荷重を与えて変位させるタイミングを２時間後としたのは、目地４０にひび割れが生じる原因の１つが、接着剤２０の硬化反応が不十分な状態での変位と考えられるため、硬化初期に変位を与えるようにしている。

さらに、本実施の形態では、この養生工程における養生条件として、複数の条件を設定する。
すなわち、本実施の形態では、養生条件として、温度条件および養生時間を設定している。
温度条件としては、低温、常温、高温の３通り設定している。これらの、温度条件は、施工時の条件に応じて設定しており、低温は、冬場の施工時に対応した温度であり、例えば、３〜７℃の範囲内の温度である。常温は、春秋の施工時に対応した温度、例えば、１８〜２５℃の範囲内の温度である。高温は、夏場の施工時に対応した温度、例えば、３０℃〜４５℃の範囲内の温度である。

なお、温度条件は、上記したものに限定されない。例えば、本実施の形態では、低温、常温、高温の３通りを示したが、３通り未満であってもよいし、３通り以上としてもよい。３通り以上とする場合、例えば、冬場でも、想定される温度が地方により異なるため、極寒時に対応した極低温を加えても良いし、逆に、灼熱時に対応した極高温、あるいは、本実施の形態で示した常温と、高温との間の温度などを、さらに設定することができる。

前述の養生時間は、複数設定する。例えば、接着剤２０が充分に硬化するのに必要な時間を超える時間までの間に、３０分、１時間、１時間半、２時間などの間隔で設定する。あるいはこのような一定時間の間隔に限らず、例えば、硬化初期は、短時間の間隔とし、養生時間が長くなると、間隔を長くするなどの不規則な間隔で設定することもできる。

（評価工程）
評価工程は、上述の養生工程の終了時点で、目地４０の状態を目視により確認して試験結果の評価、すなわち、ひび割れの発生の有無を確認する工程である。

（実施の形態の効果）
以下に、実施の形態の効果を列挙する。
以上説明したように、本実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、以下に述べる効果を得ることができる。
ａ） 実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
板状の外壁下地材１０に接着剤２０を塗布し、複数のブロック状の装飾材としてのタイル３０を、このタイル３０どうしの間に目地４０を形成して接着剤２０により接着する建物用接着剤の試験方法であって、
外壁下地材１０と同構造であり、実物よりも小さな面積のサンプル下地材１００の表面１００ｈに、接着剤２０を塗布し、タイル３０を、外壁ＷＬと同様に配置して接着剤２０により接着して外壁サンプル材Ｓｗを形成し、
間経過による接着剤２０の硬化を図ると共に、外壁サンプル材Ｓｗを曲げ変形させ、
目地４０部分の状態を確認することを特徴とする。
したがって、外壁サンプル材Ｓｗを用いることにより、この外壁サンプル材Ｓｗを撓ませて、外壁ＷＬの製造工程や設置時における変位を再現し、かつ、接着剤２０の硬化過程における変化を再現し、目地４０におけるひび割れ耐久性を高い精度で評価することが可能となる。
しかも、外壁下地材１０よりも小さな面積のサンプル下地材１００を用いて形成した外壁サンプル材Ｓｗを用いるため、外壁下地材１０を用いたサンプル材を使用するものと比較して、省スペース化、省コスト化を図ることができる。

ｂ）実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
外壁サンプル材Ｓｗの曲げ変形は、外壁サンプル材Ｓｗの裏面が接する支持面５０ａとの間に帯状の変位用スペーサ６０を介在させた状態で、変位用スペーサ６０の設置位置を跨いだ位置で外壁サンプル材Ｓｗの表面側から押圧力（矢印Ｆ）を加えて行うことを特徴とする。
したがって、外壁ＷＬを建物や建物ユニットに固定した状態における外壁ＷＬの微小な変位を再現して、目地４０におけるひび割れ耐久性をより高い精度で評価することが可能となる。

ｃ）実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
サンプル下地材１００を、複数の分割サンプル下地材１００ａ，１００ｂから形成し、かつ、タイル３０を、分割サンプル下地材１００ａ，１００ｂどうしの間に形成される継ぎ目１１０を跨いで接着して１つの外壁サンプル材Ｓｗを形成することを特徴とする。
本願発明者によれば、目地４０のひび割れの発生の原因の１つに、外壁ＷＬが外壁下地材１０の継ぎ目を跨いで変形した際に、タイル３０が、接着面積の広い側の外壁下地材１０と一体的に変位し、接着面積が小さい方の外壁下地材１０との間に剥がれ方向の荷重Ｈａ（図４参照）が作用することが見出された。
したがって、サンプル下地材１００を分割サンプル下地材１００ａ，１００ｂにより形成するとともに、その継ぎ目１１０を跨いでタイル３０を接着し、図４に示すように変位させることにより、この小さな外壁サンプル材Ｓｗにおいて、上述の外壁下地材１０とタイル３０との相対変位を、サンプル下地材１００とタイル３０との間で再現できる。すなわち、タイル３０と接着面積が狭い分割サンプル下地材１００ｂとの間に剥がれ方向の荷重Ｈａを作用させ、目地４０におけるひび割れ耐久性をより高い精度で評価することが可能となる。

ｄ）実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
変位用スペーサ６０を、継ぎ目１１０に沿って配置することを特徴とする。
これにより、サンプル下地材１００の継ぎ目１１０における上記ｃ）で説明したタイル３０との相対変位をより正確に再現し、目地４０におけるひび割れ耐久性をさらに高い精度で評価することが可能となる。

ｅ）実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
継ぎ目１１０に直交する矢印Ｘ方向のタイル３０の列が、隣り合う列どうしで、タイル３０の配置が交互に異なる配置としたことを特徴とする。
これにより、外壁サンプル材Ｓｗは、より正確に外壁ＷＬを再現し、目地４０におけるひび割れ耐久性をさらに高い精度で評価することが可能となる。

ｆ）実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
接着剤２０の硬化開始から２時間が経過した時点で、押圧力（矢印Ｆ）を加えて、外壁サンプル材Ｓｗを変位させるようにした。
すなわち、本願発明者は、ひび割れが生じる原因の１つに、接着剤２０の硬化初期に外壁ＷＬに変位が生じることであることを見出した。
そこで、接着剤２０の硬化開始から２時間後に外壁サンプル材Ｓｗに変位を生じさせることにより、目地４０におけるひび割れ耐久性をさらに高い精度で評価することが可能となる。

ｇ）実施の形態の建物用接着剤の試験方法では、
養生温度条件として、低温、常温、高温を設定した。
すなわち、本願発明者は、目地４０のひび割れは、接着剤２０が低温環境下で硬化する際に、生じやすいことを見出した。
そこで、養生温度条件として、低温と、その他の温度環境としての常温および高温を設定することにより、低温環境下における耐ひび割れ特性を、他の環境下における耐ひび割れ特性と比較することにより、より高精度で評価することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、実施の形態では、外壁サンプル材を曲げ変形させるのにあたり、スペーサを用いた例を示したが、これに限定されず、外壁サンプル材の裏面の基台の形状を所望の変形が得られる曲面形状に形成し、その曲面に押さえ付けたり、あるいは、外壁サンプル材の表面に沿う方向から外力を加えて撓ませたりするなど、他の手段を用いてもよい。

また、外壁サンプル材は、２枚に分割されたものを用いた例を示したが、これに限定されず、１枚の外壁サンプル材により形成してもよい。あるいは、３以上の複数に分割してもよい。この場合、スペーサは、１つの継ぎ目のみに配置してもよいし、各継ぎ目に配置してもよい。

また、実施の形態では、装飾材として陶磁器製のタイルを示したが、装飾材としては陶磁器製のタイルに限定されるものではなく、他の樹脂製のものや、タイル以外の石その他の意匠を与えられたものなどを用いることができる。
さらに、装飾材の配置として、行と列の配置が互い違いになった例を示したが、これに限定されず、行方向、列方向に同一配置としてもよい。
また、実施の形態では、建物の目地として外壁の目地を例に挙げたが、下地材に装飾材を接着して目地が形成される部位であれば、外壁に限定されるものではない。例えば、内壁、天井、床などにも適用することができる。

１０ 外壁下地材（下地材）
１０ａ 表面
２０ 接着剤
３０ タイル
４０ 目地
５０ 基台
５０ａ 支持面
６０ 変位用スペーサ
１００ サンプル下地材
１００ａ 分割サンプル下地材
１００ｂ 分割サンプル下地材
１１０ 継ぎ目
Ｓｗ 外壁サンプル材
ＷＬ 外壁

Claims (3)

1. 板状の下地材に接着剤を塗布し、複数のブロック状の装飾材を、この装飾材どうしの間に目地を形成して前記接着剤により接着する建物用接着剤の試験方法であって、
   前記下地材と同構造であり、実物よりも小さな面積のサンプル下地材の表面に、前記接着剤を塗布し、前記装飾材を、実物と同様に配置して前記接着剤により接着してサンプル材を形成し、さらに、前記サンプル材の形成にあたり、前記サンプル下地材を、前記表面に沿う方向で複数に分割された分割サンプル下地材から形成し、かつ、前記装飾材を、前記分割サンプル下地材どうしの間に形成される継ぎ目を跨いで接着して１つの前記サンプル材を形成し、
   時間経過による前記接着剤の硬化を図ると共に、前記サンプル材を曲げ変形させ、さらに、前記サンプル材の曲げ変形は、前記サンプル材の裏面が接する支持面との間に帯状の変位用スペーサを介在させた状態で、前記変位用スペーサの設置位置を跨いだ位置で前記サンプル材の前記表面側から押圧力を加えて行い、
   前記目地部分の状態を確認することを特徴とする建物用接着剤の試験方法。
2. 請求項１に記載の建物用接着剤の試験方法において、
   前記変位用スペーサを、前記継ぎ目に沿って配置することを特徴とする建物用接着剤の試験方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の建物用接着剤の試験方法において、
   前記継ぎ目に直交する方向の前記装飾材の列どうしで、前記装飾材の前記直交する方向の配置が異なる配置として前記サンプル材を形成することを特徴とする建物用接着剤の試験方法。