JP2692701B2 - Frp不燃製品およびfrp基材に対する不燃処理方法 - Google Patents

Frp不燃製品およびfrp基材に対する不燃処理方法

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勝之 本屋敷
俊雄 西谷
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株式会社ビルド
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はFRP基材の不燃塗装処
理に関するものである。
【従来の技術】
【0002】FRP基材の塗装工法は、FRP製品の利
用性を高める上で、特に、例えば、トイレ、洗面所等の
FRP製品のリフレッシュの方法として、既存のFRP
基材を撤去することなく利用できる安価で工期の短い方
法である。特にFRP基材の不燃性の塗装工法は、不燃
性が要求される鉄道車両用材料等に有効に適用できるも
のであり、その必要性は高い。しかしながら、FRP基
材およびコーティング剤は一般には燃焼性である。ま
た、FRP基材は、通常の不燃処理が施された場合、そ
れ自体が不燃であっても蓄熱する傾向が強く、表面の照
射熱の温度が550℃程度でも基材の表面温度は600
℃以上になり、照射が完了しても表面温度はすぐには低
下しない。このため、この基材に塗装した塗膜は加熱に
より「ふくれ」等が生じ、このふくれ部分に照射炎が燃
え移って燃焼するため、十分な不燃性を備えず、たとえ
ば鉄道車両用材料としての不燃性要件を満たさない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、FRP
基材に不燃性を与える工法、特に現在使用しているFR
P基材を生かした不燃性の塗装工法を開発し提供するこ
とを課題とし、研究の結果、市販のエポキシ樹脂に金属
粉等を混入し、不燃性の要件を満たす材料を提供するこ
とができることを見いだした。しかしながら、その仕上
げ面は光沢がなく、FRP基材表面との密着性に乏しい
欠点があった。そこで、さらに研究を重ね、本発明は、
塗料層とFRP基材との密着性に優れ、かつ光沢のある
仕上げ面を有するFRP不燃製品を提供し、その安価で
容易な、且つ既存のFRP製品にも適用可能な不燃塗装
工法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はFRP基材表面
に対して、下塗り塗料層と、該下塗り塗料層上に形成さ
れた金属粉を混入した下塗り塗料層と同種の樹脂よりな
る不燃ベースコート層とを備えるFRP製品にある。
【0005】本発明で用いる下塗り塗料は、FRP基材
表面に対し優れた密着性を有するとともに不燃性に優れ
た中間材料との密着性を有する材料であり、アクリル、
ウレタン等樹脂であれば利用できる。エポキシ樹脂は特
に優れた密着性を有するのでとりわけ好ましく、変性ビ
スフェノール系エポキシ樹脂は一層優れた密着性を提供
するのでさらに一層好ましい。ビスフェノール系エポキ
シ樹脂としては、ビスフェノールA/エピクロヒドリン
型で、分子鎖の両端にエポキシ基を有するジエポキシド
が代表的に使用され、例えば、商品名NEWベースコー
ト(サーモグレーズ社製)で市販されているものを使用
することができる。
【0006】不燃ベースコート材料は上記下塗材料に金
属粉を混入することにより形成される。その混入量は不
燃ベースコート全重量に対して5〜30重量%、更に好
ましくは10〜20重量%である。5重量%未満では通
常の塗布膜厚における不燃性付与が不十分であり、他方
30重量%を超えると、現場施工のスプレー工法におけ
るガンノズル操作上等で好ましくなく、かつ、塗装後に
金属ペーストの層間破壊が発生する恐れがある。特に、
不燃性を保持し、作業性を考慮すると、金属粉の混入量
は10〜20重量%であるのが好ましい。
【0007】不燃ベースコート材料の形成のために、上
記下塗り材料に添加される金属粉の例としては、マンガ
ン、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム、銀等が利用で
きるが、生産コストを考慮するとアルミニウムが好まし
く、耐久性の点から銀が好ましい。該金属粉の形状は粒
形、線形または平円状であり、5〜15μの大きさであ
る。一例として、東洋アルミニウム(株)社製のアルミ
ニュームペースト(品番:1109M−0、グレードN
o.1−110−061、粒度:粗目、タイプ:ノンリ
ーフタイプ)を用いることができる。
【0008】上塗材料は不燃ベースコートに対し密着性
に優れる一方、表面光沢性に優れる必要があり、ウレタ
ン樹脂が好ましい。より一層の密着性と光沢性を与える
点で、変性ウレタン樹脂よりなるものはさらに好まし
い。上塗り材料として用いられる変性ウレタン樹脂とし
ては、例えば、プロテアトップコート(サーモグレーズ
社製)として市販されているものを使用することができ
る。
【0009】
【作用および発明の効果】FRP基材で不燃処理を施さ
れた材料は、それ自体が不燃であっても蓄熱する傾向が
強く、表面の照射熱の温度が550℃程度でも基材の表
面温度は600℃以上になり、照射が完了してもなかな
か表面温度は低下しない。このため、この基材に塗装し
た塗膜は熱量によりフクレ等が発生し、フクレの部分に
照射炎が燃え移り燃焼するため、鉄道車両の内装材料と
しての不燃性に合格しない。
【0010】本発明によれば、FRP製品の不燃処理と
して、下塗り塗料に金属粉を混入した不燃ベースコート
塗料を用いることにより、不燃性を持たせることがで
き、また、FRP表面と不燃ベースコートとの間に金属
粉を含まない下塗り塗料を適用することにより、FRP
表面と金属粉との密着性が悪い点を克服することができ
る。さらに、不燃ベースコート層上に上塗り塗料を用い
ることにより良好な光沢が得られる。また、不燃性が要
求される既設のFRP製品を撤去して他の素材の製品に
入れ替える方法は、工期が長く施工費も高額なものであ
り望ましくないが、少なくとも金属を混入した不燃性の
不燃ベースコートを有する多層コーティング層をFRP
製品に形成する際、各層をスプレー塗布にて形成するた
め、均一でかつむらのない不燃性を与えるのに十分な塗
装膜が薄膜として形成できるので、自然乾燥でも十分な
乾燥が行え、作業時間の短縮ができるとともに、乾燥設
備がなくてもFRP製品を不燃性にすることができる。
そのため、FRP製品のリフレッシュのための不燃処理
法として、表面が劣化したFRP製品、たとえば車両内
装、トイレまたは洗面所用品等の車両内装部品をその設
置場所から取り出すこと無しにリフレッシュすることが
でき、FRP基材の再生を行うのに極めて適したもので
ある。
【0011】
【実施例】本発明による不燃塗装方法の施工は、(1)
表面処理(FRP製品のサンディング、サンディングし
た後の粉の除去、脂肪分の除去)、(2)下塗り材料
(金属粉を混入していないビスフェノール系エポキシ樹
脂)の塗布、(3)不燃ベースコートの塗布、(4)コ
ンディショニング、(5)上塗り材料の塗布、という各
工程よりなる(図1参照)。
【0012】本工程の第1段階である表面処理は、FR
P製品のサンディングを主体とし、サンディングした後
の粉の除去および脂肪分の除去を含むものである。サン
ディングは、サンドペーパを用い、軽く研磨して表面凸
部や劣化したFRP基材の表面を除去するためと、塗料
の密着性を向上させるための表面積の拡大をすることを
目的として行われる。かかるサンディング処理を行うに
あたり、通常、表面脱脂あるいは表面洗浄のために洗
剤、洗浄用シンナー等を用いて行われる。また、サンデ
ィング処理後は表面水分を除去するため、通常、乾燥処
理を行う。
【0013】上記工程の第2段階は、下塗り塗料(金属
粉を混入していないビスフェノール系エポキシ樹脂)の
塗布によりFRP製品表面を被覆する工程をいい、ビス
フェノール系エポキシ樹脂硬化剤にアミノシラン系カッ
プリング剤を硬化剤樹脂分100重量部に対し7.5〜
30重量部の範囲で添加混入して用意し、この硬化剤を
エポキシ樹脂主剤に適当割合で、例えば、主剤3容量部
に対し1容量部の比率で混合し、該混合液をスプレー塗
装で所定膜厚、例えば120〜200μ(ウェット状
態)程度塗装し、塗装後乾燥する。乾燥は20℃で12
時間以上行うのが適当である。乾燥後サンドペーパーで
表面をサンディングしサンディング粉を除去する。
【0014】上記工程の第3段階の不燃ベースコート処
理は、金属粉を混入したビスフェノール系エポキシ樹脂
にて第2段階工程の下塗り材料を被覆する工程をいい、
上記の下塗り用塗料と同様の硬化剤、アミノシラン系カ
ップリング剤および主剤を上記下塗り用塗料の場合と同
様の手順で同じ割合で混合した塗料に、塗料全重量に対
して金属粉を5〜30重量%添加したものを、上記下塗
り塗料の塗布工程と同様に乾燥およびサンディングを施
す。サンディングにより面を均一化し、必要であればさ
らにメチルエチルケトン、アセトン、キシレン、トルエ
ン等を一種あるいは数種混合した特種シンナーによる表
面の上塗り材料と不燃ベースコートとの密着性を向上さ
せるためのコンディショニングを施してよい。
【0015】上記工程の最後の上塗り工程は、主剤と硬
化剤とからなる変性ウレタン樹脂を通常2:1の容量比
率で混合し、この混合液をスプレー塗装で所定膜厚、例
えば100〜150μ程度塗布し、乾燥させる。20℃
で24時間以上乾燥させるのが適当である。上記工程に
よる塗装部の層厚は約0.3mmである。なお、上記工
程(2)、(3)のみでも不燃処理の目的を達成でき
る。
【0016】試験結果 上記工程により得られた不燃性FRP製品に対し、以下
の試験結果が得られた。 1)塗装膜と基材の密着性を検査するため、碁盤目テス
トを行った。基材に塗装した状態で10mm四方角に各
々1mmのマス目の切り傷をつけ、セロハンテープの貼
付・引きはがしを行い100/100の合格基準を満た
す結果が得られた。 2)−25℃で30分間、次いで25℃で5分間、さら
に85℃で30分間を1サイクルとする冷熱サイクルテ
ストを10サイクル行い、満足すべき結果が得られた。 3)周波数10Hz、振幅0⇔0.45%歪みで行った
耐クラック性テスト(疲労試験)は、不燃ベースコート
および上塗りを施したFRP基材に対して260、00
0回以上行い、満足すべき結果であった。 4)光沢は満足すべきものであった。 5)本発明により得られたFRP基材に対する不燃処理
方法は(社)日本鉄道車両機械技術協会による鉄道車両
用材料燃焼試験において合格した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の塗装補修工法の工程を示すフローシー
トである。
【図2】FRP基材表面部の断面図である。
【図3】本発明の工程を施工したFRP基材表面部の断
面図である。
【符号の説明】
1…ガラスマット樹脂層、2…ゲルコート層、3…下塗
り塗装層、4…不燃ベースコート層、5…上塗り塗装
層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08J 7/04 C08J 7/04 Q (72)発明者 西谷 俊雄 福岡県粕屋郡須恵町旅石86−170 (56)参考文献 特開 平2−20572(JP,A) 特開 昭60−94349(JP,A) 特開 昭61−168584(JP,A)

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FRP基材と、下塗り塗料層と、該下塗
    り塗料層上に形成された金属粉を混入した下塗り塗料層
    と同種の樹脂よりなる不燃ベースコート層とを備えるF
    RP不燃製品。
  2. 【請求項2】 上記不燃ベースコート層上に塗布された
    上塗り塗料層をさらに備える請求項1記載のFRP不燃
    製品。
  3. 【請求項3】 上記下塗り塗料がエポキシ樹脂からなる
    請求項1または2記載のFRP不燃製品。
  4. 【請求項4】 上記下塗り塗料が変性ビスフェノール系
    エポキシ樹脂からなる請求項3記載のFRP不燃製品。
  5. 【請求項5】 上記上塗り塗料がウレタン樹脂よりなる
    請求項2記載のFRP不燃製品。
  6. 【請求項6】 上記上塗り塗料が変性ウレタン樹脂より
    なる請求項5記載のFRP不燃製品。
  7. 【請求項7】 上記不燃ベースコートが、不燃ベースコ
    ート全重量に対して5〜30重量%の金属粉を混入した
    樹脂よりなる請求項1ないし6のいずれかに記載のFR
    P不燃製品。
  8. 【請求項8】 上記不燃ベースコートが、不燃ベースコ
    ート全重量に対して10〜20重量%の金属粉を混入し
    た樹脂よりなる請求項1ないし6のいずれかに記載のF
    RP不燃製品。
  9. 【請求項9】 上記金属粉がアルミニウムである請求項
    7または8記載のFRP不燃製品。
  10. 【請求項10】 上記金属粉が銀である請求項7または
    8記載のFRP不燃製品。
  11. 【請求項11】 FRP基材に対し、該基材表面に少な
    くとも金属を混入した不燃ベースコートを有する多層コ
    ーティング層を形成させ、各層をスプレー塗布にて形成
    する工程からなるFRP基材の不燃処理方法。
  12. 【請求項12】 FRP基材表面に対し、 下塗り塗料を塗布する工程と、 次いで該下塗り塗料の層上に金属粉を混入した該下塗り
    塗料と同種の樹脂よりなる不燃ベースコートを形成する
    工程とからなるFRP基材の不燃処理方法。
  13. 【請求項13】 FRP基材表面に対し、 下塗り塗料を塗布する工程と、 次いで該下塗り塗料の層上に金属粉を混入した該下塗り
    塗料と同種の樹脂よりなる不燃ベースコートを形成する
    工程と、 さらに該不燃ベースコートの層上に上塗り塗料を塗布す
    る工程とからなるFRP基材の不燃処理方法。
  14. 【請求項14】 上記下塗り塗料がエポキシ樹脂からな
    る請求項12または13記載のFRP基材の不燃処理方
    法。
  15. 【請求項15】 上記下塗り塗料が変性ビスフェノール
    系エポキシ樹脂からなる請求項14記載のFRP基材の
    不燃処理方法。
  16. 【請求項16】 上記上塗り塗料がウレタン樹脂からな
    る請求項13記載のFRP基材の不燃処理方法。
  17. 【請求項17】 上記上塗り塗料が、変性ウレタン樹脂
    よりなる請求項16記載のFRP基材の不燃処理方法。
  18. 【請求項18】 上記不燃ベースコートが金属粉を5〜
    30重量%混入したエポキシ樹脂よりなる請求項12な
    いし17記載のFRP基材の不燃処理方法。
  19. 【請求項19】 上記不燃ベースコートが金属粉を10
    〜20重量%混入したエポキシ樹脂よりなる請求項12
    ないし17記載のFRP基材の不燃処理方法。
  20. 【請求項20】 FRP基材表面に対し、 サンディングを施す工程と、 下塗り塗料を塗布する工程と、 次いで該下塗り塗料の層上に金属粉を混入した樹脂より
    なる不燃ベースコートを形成する工程と、 該不燃ベースコート表面のコンディショニングを行う工
    程と、 さらに上記コンディショニングを行った不燃ベースコー
    ト層上に上塗り塗料を塗布する工程とからなるFRP基
    材の不燃処理方法。
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