JP5439546B2 - 積層体 - Google Patents
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Description
一方、近年、都市部においては、コンクリート建造物や冷房等から排出される人工放射熱等によって、都市部独特の気候が作り出されている。特に、夏期の都市部における屋外の温度上昇は著しく、ヒートアイランド現象と呼ばれる問題を引き起こしている。このような問題に対して、建築物外装面の温度上昇を抑制するために種々の材料が提案されている。
本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、優れた美観性を有すると共に、太陽光照射時の温度上昇を効果的に抑制し、それを維持することができる積層体を得ることを目的とするものである。
1.着色層の上に透明層が積層された積層体であって、
前記着色層は、着色粒子100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で3〜50重量部含み、その層の表面が前記着色粒子に由来する微視的な凹凸形状を有しており、
前記着色粒子は、無機質粒子の表面に金属酸化物が付着してなるものであり、
前記透明層は、平均一次粒子径1〜200nmのシリカ100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で5〜500重量部含むことを特徴とする積層体。
2.着色層の上に透明層が積層された積層体であって、
前記着色層は、着色粒子100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で3〜50重量部含み、その層の表面が前記着色粒子に由来する微視的な凹凸形状を有し、且つ巨視的な凹凸模様を有しており、
前記着色粒子は、無機質粒子の表面に、金属酸化物が付着してなるものであり、
前記透明層は、平均一次粒子径1〜200nmのシリカ100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で5〜500重量部含むことを特徴とする積層体。
(着色層)
本発明の着色層は、着色粒子(A)および合成樹脂(B)を必須成分として含むものであり、積層体に意匠性を付与する層である。
また、(A)成分中に、平均粒子径150μm以上212μm未満の着色粒子(A2)が10〜45重量%含まれることが好ましい。(A)成分中の上記着色粒子(A2)の比率は、より好ましくは15〜40重量%、さらに好ましくは20〜35重量%である。
さらに、(A)成分中に、平均粒子径212μm以上600μm未満の着色粒子(A3)が10〜45重量%含まれることが好ましい。(A)成分中の上記着色粒子(A3)の比率は、より好ましくは15〜40重量%、さらに好ましくは20〜35重量%である。
・着色層の表面付近における光の拡散反射作用が高まる。
・着色層表面における凹凸の程度が緩和され、蓄熱源となる汚染物質が一層付着し難くなる。
・(A)成分の熱伝導性によって、着色層の熱拡散作用が高まり、局所的な温度上昇が抑制される。
このような(C)成分としては、ヒンダードアミン系光安定剤が挙げられる。具体的には、例えば、ビス(2,2,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1−オクトキシ−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。
(C)成分の比率は、(A)成分100重量部に対し、好ましくは0.01〜10重量部、より好ましくは0.05〜5重量部、より好ましくは0.1〜3重量部である。
巨視的な凹凸模様は、着色層に立体感を付与する。この巨視的な凹凸模様は、上述の微視的な凹凸よりも大きく、好ましくは1mm以上10mm(より好ましくは1.5mm以上8mm以下)の高低差を有するものである。このような高低差を有する凹凸模様としては、例えば、ゆず肌模様、さざ波模様、スタッコ模様、砂壁模様、石材模様、岩肌模様、砂岩模様、吹放し模様、月面模様、櫛引模様、虫喰模様、等が挙げられる。
本発明の透明層は、積層体の最表面に設けられるものであり、(E)平均一次粒子径1〜200nmのシリカ(以下「(E)成分」ともいう)が(F)合成樹脂(以下「(F)成分」ともいう)で固定化されたものである。
(E)成分の平均一次粒子径は、通常1〜200nm、好ましくは3〜100nm、より好ましくは5〜60nmである。この範囲内であれば、平均一次粒子径が異なる複数のシリカを併用することもできる。(E)成分の平均一次粒子径が200nmよりも大きい場合は、比表面積が小さくなり、シラノール基も減るため汚染防止性が不十分となる。平均一次粒子径が1nmよりも小さい場合は、シリカ自体が不安定化するため、実用的でない。なお、ここで言う平均一次粒子径は、光散乱法によって測定される値である。
このような水分散性シリカゾルは、例えば、珪酸ソーダ、珪酸リチウム、珪酸カリウム、シリケート化合物等を原料として製造できる。このうち、シリケート化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラsec−ブトキシシラン、テトラt−ブトキシシラン、テトラフェノキシシラン等、あるいはこれらの縮合物等が挙げられる。この他、上記シリケート化合物以外のアルコキシシラン化合物や、アルコール類、グリコール類、グリコールエーテル類、フッ素アルコール、シランカップリング剤、ポリオキシアルキレン基含有化合物等を併せて使用することもできる。
光輝性顔料としては、例えば、アルミニウムフレーク顔料、蒸着アルミニウムフレーク顔料、金属酸化物被覆アルミニウムフレーク顔料、着色アルミニウムフレーク顔料、金属酸化物被覆マイカ顔料、金属酸化物被覆合成マイカ顔料、金属酸化物被覆アルミナフレーク顔料、金属酸化物被覆シリカフレーク顔料、金属被覆ガラスフレーク顔料、金属酸化物被覆ガラスフレーク顔料、金属酸化物被覆板状酸化鉄、グラファイト、ステンレスフレーク、金属チタンフレーク顔料、板状硫化モリブデン、板状塩化ビスマス、ホログラム顔料、コレステリック液晶ポリマー、金属蒸着高分子フィルムの破砕品等が挙げられる。このような光輝性顔料の平均粒子径は、通常0.1μm以上0.3mm未満であるものを使用すればよい。
光輝性顔料の比率は、特に限定されないが、(E)成分の固形分100重量部に対し、通常0.1〜100重量部、好ましくは0.2〜50重量部である。このような範囲であることにより、着色層の意匠性を有しつつ、光輝性顔料のキラキラ感が現れ、優れた意匠性を得ることができる。
・着色層表面の凹凸が緩和され、汚染物質等の付着が抑制される。
・着色層表面における着色粒子と合成樹脂の界面が補強される。
・凹部では、膜厚が厚くなるため、侵食等の影響を受け難くなる。
本発明では、本発明効果を阻害しない限り、例えば、着色層の内部乃至裏面に基層を積層することができる。基層に用いる材料としては、可とう性、水蒸気透過性等を有するものが好ましい。このような材料としては、織布、不織布、メッシュ、クロス等の繊維質材料が挙げられる。具体的に、繊維質材料としては、厚さ0.05〜1.5mm(より好ましくは0.1〜1.2mm、さらに好ましくは0.2〜1mm)、坪量5〜300g/m2、(より好ましくは10〜250g/m2、さらに好ましくは20〜200g/m2)の無機繊維を含むもの等が挙げられる。このような繊維質材料を用いることにより、積層体の割れ防止性等を高めることができる。また、積層体を外壁面等へ施工した際、積層体を安定的に支えることができる。
本発明では、上記着色層の上に上記透明層が積層される限り、その製造方法は特に限定されないが、特に下記(1)または(2)のように、着色層を形成した後、着色層の上に透明層を形成する製造方法が好ましい。この方法によれば、透明層が着色層の全面を被覆すると共に、微視的な凹凸形状の凹部に偏在した態様が得られやすく、本発明の効果発現の点でも好適である。なお、下記(2)では、基層上に着色層及び透明層が順に積層された積層体が得られる。
(2)基層上に、(A)着色粒子及び(B)合成樹脂を含む着色層用組成物を塗付して着色層を形成した後、(E)シリカ及び(F)合成樹脂を含む透明層用組成物を塗付し透明層を形成する方法。
また、上記(1)、(2)では、離型性下地または基層を水平に設置し、その上に着色層用組成物及び透明層用組成物を積層することが望ましい。
(イ)着色層用組成物を塗付する際に、模様塗りを行う。
(ロ)着色層用組成物を均一に塗付後、未硬化の状態でその一部を除去したり、押圧したりする。
(ハ)着色層用組成物の硬化後、その表面を部分的に切削する。
上記(イ)では、塗付器具の種類とその使用方法を適宜選定したり、着色層用組成物の粘性を調整したりすることで、種々の凹凸模様が得られる。
上記(ロ)では、着色層用組成物が乾燥するまでに、その塗面をデザインローラー、鏝、刷毛、櫛、へら、スタンプ、エンボス等の器具を用いて除去または押圧処理することで、種々の凹凸模様が得られる。
上記(ハ)では、研磨具、切削具等を用いることができる。
特に上記(イ)では、着色層用組成物の玉状物を加速させて塗付する方法が好ましい。このような方法としては、遠心力、風圧等を用いて着色層用組成物を玉状に吹付ける方法等が挙げられる。
また上記(ロ)では、着色層用組成物の塗面を押圧する方法が好ましい。このような方法としては、着色層用組成物を塗付後、その塗面をエンボス加工する方法等が挙げられる。
このような方法によれば、(A)成分が密に凝集しやすく、本発明の効果が得られやすい。
本発明積層体は、主に建築物の外装建材として適用できる。すなわち、本発明積層体の施工においては、建築物外装面(下地)に対し積層体を貼着すればよい。このような下地としては、コンクリート、モルタル、繊維混入セメント板、セメント珪酸カルシウム板、スラグセメントパーライト板、石膏ボード、タイル、ALC板、サイディング板、押出成形板、鋼板、プラスチック板、木質板等が挙げられる。これら下地は、フィラー、パテ、シーラー等で処理されたものであってもよい。
表1に示す配合に従い、各原料を常法により混合・攪拌することによって着色層用組成物1〜9を製造した。なお、原料としては以下のものを使用した。
・着色粒子2:珪石の表面に複合酸化物(酸化マンガン・酸化コバルト・酸化鉄)が付着した黒色粒子(平均粒子径160μm)
・着色粒子3:珪石の表面に複合酸化物(酸化マンガン・酸化コバルト・酸化鉄)が付着した黒色粒子(平均粒子径300μm)
・着色粒子4:珪石の表面に酸化鉄を含む金属酸化物が付着した茶色粒子(平均粒子径80μm)
・着色粒子5:珪石の表面に酸化鉄を含む金属酸化物が付着した茶色粒子(平均粒子径170μm)
・着色粒子6:珪石の表面に酸化鉄を含む金属酸化物が付着した茶色粒子(平均粒子径280μm)
・着色粒子7:珪石の表面に酸化チタンを含む金属酸化物が付着した白色粒子(平均粒子径95μm)
・着色粒子8:珪石の表面に酸化チタンを含む金属酸化物が付着した白色粒子(平均粒子径140μm)
・着色粒子9:珪石の表面に酸化チタンを含む金属酸化物が付着した白色粒子(平均粒子径350μm)
・合成樹脂1(アクリル樹脂エマルション、固形分50重量%、ガラス転移温度0℃)
・光安定剤(ビス(1,2,2,6,6‐ペンタメチル‐4‐ピペリジル)セバケート)
着色層用組成物6の着色粒子中、(A1)は45重量%、(A2)は31重量%、(A3)は24重量%であった。
着色層用組成物7中の着色粒子中、(A1)は52重量%、(A2)は22重量%、(A3)は26重量%であった。
着色層用組成物8及び9は、着色層用組成物5と同様であった。
透明層用組成物としては、以下のものを用意した。
・透明層用組成物1
シリカ(水分散性シリカゾル、pH7.6、平均一次粒子径27nm):アクリルシリコンポリマー(メチルメタクリレート‐n‐ブチルアクリレート‐2‐エチルヘキシルアクリレート‐γ‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合樹脂、ガラス転移温度18℃)=100:60(固形分重量比)の水分散液。
・透明層用組成物2
シリカ(水分散性シリカゾル、pH7.3、平均一次粒子径43nm):アクリルシリコンポリマー(メチルメタクリレート‐n‐ブチルアクリレート‐2‐エチルヘキシルアクリレート‐γ‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合樹脂、ガラス転移温度18℃)=100:38(固形分重量比)の水分散液。
・透明層用組成物3
シリカ(水分散性シリカゾル、pH7.8、平均一次粒子径12nm):アクリルシリコンポリマー(メチルメタクリレート‐n‐ブチルアクリレート‐2‐エチルヘキシルアクリレート‐γ‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合樹脂、ガラス転移温度18℃)=100:72(固形分重量比)の水分散液。
・透明層用組成物4
シリカ(水分散性シリカゾル、pH7.6、平均一次粒子径27nm):アクリルシリコンポリマー(メチルメタクリレート‐n‐ブチルアクリレート‐2‐エチルヘキシルアクリレート‐γ‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合樹脂、ガラス転移温度18℃)=100:320(固形分重量比)の水分散液。
・透明層用組成物5
アクリルシリコンポリマー(メチルメタクリレート‐n‐ブチルアクリレート‐2‐エチルヘキシルアクリレート‐γ‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合樹脂、ガラス転移温度18℃)の水分散液。
・透明層用組成物6
シリカ(水分散性シリカゾル、pH7.6、平均一次粒子径27nm):アクリルシリコンポリマー(メチルメタクリレート‐n‐ブチルアクリレート‐2‐エチルヘキシルアクリレート‐γ‐メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン共重合樹脂、ガラス転移温度18℃):光輝性顔料(蒸着アルミニウムフレーク顔料、平均粒子径150μm)=100:60:0.8(固形分重量比)の水分散液。
基層(ガラス不織布:厚み0.4mm、坪量50g/m2)上に、着色層用組成物1を、乾燥厚みが2mmとなるようにコーターで塗付し、60℃下で60分間乾燥した。次いで、透明層用組成物1を、乾燥後の固形分重量が5g/m2となるようにスプレー塗装後、80℃下で60分間乾燥し、積層体1を得た。着色層における微視的凹凸の高低差は0.2mmであった。
得られた積層体1について以下の試験を行った。結果は表2に示す。
上述の方法で得られた積層体を、汚染物質懸濁液(濃度1重量%)に2時間浸漬し、引き上げて標準状態で24時間放置した後、水洗・乾燥した。以上の処理を行った積層体に対し、赤外線ランプを50cmの距離から照射し、温度上昇が平衡に達したときの試験体の裏面温度を測定し、温度上昇抑制性を評価した。評価は、温度が55.0℃未満であったものを「A」、55.0℃以上57.5℃未満であったものを「A’」、57.5℃以上60.0℃未満であったものを「B」、60.0℃以上62.5℃未満であったものを「B’」、62.5℃以上65.0℃未満であったものを「C」、65.0℃以上であったものを「C’」とした。
着色層用組成物1を着色層用組成物2〜5に代えた以外は、試験例1と同様の方法で、それぞれ積層体2〜5を作製した(着色層における微視的凹凸の高低差0.2mm)。
得られた積層体につき、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
透明層用組成物1を透明層用組成物2〜3に代えた以外は、試験例1と同様の方法で、それぞれ積層体6〜7を作製した(着色層における微視的凹凸の高低差0.2mm)。
得られた積層体につき、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
基層(ガラス不織布:厚み0.4mm、坪量50g/m2)上に、着色層用組成物5を、乾燥厚みが4mmとなるようにコーターで塗付し、60℃下で10分間乾燥した後、エンボス加工し表面に砂岩調の凹凸模様(高低差3mm)を形成した(微視的凹凸の高低差0.1mm)。次いで、透明層用組成物1を、乾燥後の固形分重量が5g/m2となるようにスプレー塗装後、80℃下で60分間乾燥し、積層体8を得た。
得られた積層体8について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
着色層用組成物5を着色層用組成物8に代えた以外は、試験例8と同様の方法で積層体9を作製した(凹凸模様の高低差3mm、微視的凹凸の高低差0.1mm)。
得られた積層体9について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
基層(ガラス不織布:厚み0.4mm、坪量50g/m2)上に、着色層用組成物5を、風圧を用いて玉状に吹付け、乾燥厚み1〜3mm(高低差2mm)の凹凸模様を形成し、60℃下で60分間乾燥した(微視的凹凸の高低差0.1mm)。次いで、透明層用組成物1を、乾燥後の固形分重量が5g/m2となるようにスプレー塗装後、80℃下で60分間乾燥し、積層体10を得た。
得られた積層体10について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
着色層用組成物5を着色層用組成物9に代えた以外は、試験例10と同様の方法で積層体11を作製した(凹凸模様の高低差2mm、微視的凹凸の高低差0.1mm)。
得られた積層体11について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
透明層用組成物1を透明層用組成物4に代えた以外は、試験例10と同様の方法で積層体12を作製した(凹凸模様の高低差2mm、微視的凹凸の高低差0.1mm)。
得られた積層体12について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
基層(ガラス不織布:厚み0.4mm、坪量50g/m2)上に、着色層用組成物5、6、7をそれぞれ風圧を用いて玉状に吹付け、乾燥厚み1〜3mm(高低差2mm)の凹凸模様を形成し、60℃下で60分間乾燥した(微視的凹凸の高低差0.1mm)。次いで、透明層用組成物1を、乾燥後の固形分重量が5g/m2となるようにスプレー塗装後、80℃下で60分間乾燥し、積層体13を得た。
得られた積層体13について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
基層(ガラス不織布:厚み0.4mm、坪量50g/m2)上に、着色層用組成物1を、乾燥厚みが2mmとなるようにコーターで塗付し、60℃下で60分間乾燥後、さらに80℃下で60分間乾燥し、積層体14を得た(着色層における凹凸の微視的高低差0.2mm)。
得られた積層体14について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
透明層用組成物1を透明層用組成物5に代えた以外は、試験例1と同様の方法で積層体15を作製した(着色層における凹凸の微視的高低差0.2mm)。得られた積層体15について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
透明層用組成物1を透明層用組成物6に代えた以外は、試験例1と同様の方法で積層体16を作製した(着色層における凹凸の微視的高低差0.2mm)。得られた積層体16は、優れた高級感のある意匠性を有していた。得られた積層体16について、試験例1と同様の試験を行った。結果は表2に示す。
上述の積層体10及び積層体11を、促進耐候性試験機にて1200時間曝露後、試験例1と同様の試験を実施した。その結果、曝露後の積層体10は「B」、曝露後の積層体11は「A」の評価となった。
Claims (4)
- 着色層の上に透明層が積層された積層体であって、
前記着色層は、着色粒子100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で3〜30重量部含み、その層の表面が前記着色粒子に由来する微視的な凹凸形状を有しており、
前記着色粒子は、無機質粒子の表面に金属酸化物が付着してなるものであり、
前記透明層は、平均一次粒子径1〜200nmのシリカ100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で5〜500重量部含むことを特徴とする積層体。 - 着色層の上に透明層が積層された積層体であって、
前記着色層は、着色粒子100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で3〜30重量部含み、その層の表面が前記着色粒子に由来する微視的な凹凸形状を有し、且つ巨視的な凹凸模様を有しており、
前記着色粒子は、無機質粒子の表面に、金属酸化物が付着してなるものであり、
前記透明層は、平均一次粒子径1〜200nmのシリカ100重量部に対し、合成樹脂を固形分重量比率で5〜500重量部含むことを特徴とする積層体。 - 前記着色粒子が、平均粒子径の異なる少なくとも2種以上を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の積層体。
- 前記着色層が、光安定剤を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層体。
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