JP7436979B2 - 被覆基材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図面を参照して本発明の実施形態に係る被覆基材について説明する。
中間層20は、バーサチック酸ビニルエステル共重合体を含む。バーサチック酸ビニルエステル共重合体は、バーサチック酸ビニルエステル及びバーサチック酸ビニルエステルと共重合が可能な他のモノマーの共重合体である。バーサチック酸ビニルエステルは、下記一般式(1)で表される化合物である。
R1がプロピル基であることが好適である。R1がプロピル基の場合、R2は、直鎖又は分岐のプロピル基、直鎖又は分岐のブチル基、又は、直鎖または分岐のペンチル基であることが好適である。
アルカリ金属珪酸塩層30は、アルカリ金属珪酸塩を含む。アルカリ金属珪酸塩はM2O・nSiO2で表される。ここで、Mは、Na、K、Li、又は、これらのうちの任意の組合せである。nは、M2Oのモル数に対するSiO2のモル数を示すモル比であり、Naの場合には2.0~3.8、Liの場合には、3.5~7.5、Kの場合には1.8(1号珪酸カリ)~3.7(2号珪酸カリ)とすることができる。また、nは、Naの場合には好ましくは2.0~3.3であることができる。
アルカリ金属珪酸塩層30は、繊維を含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。金属珪酸塩層30が繊維を含むことにより、アルカリ金属珪酸塩層30の亀裂発生が抑制され、また、木質材料10からのアルカリ金属珪酸塩層30の剥離・脱落が抑制され、さらにはアルカリ金属珪酸塩層30の厚みの保持につながることで、防火性能が向上する。
アルカリ金属珪酸塩層30の上には、これを水等から保護するためのトップ層40を備えることができる。トップ層40の材料の例は、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニリデン共重合樹脂、塩化ビニル系樹脂等(水系、溶剤系を問わない)である。トップ層40は、塗液として塗布するか、予め成膜したフィルムとして粘着剤等を介して貼り合わせることで積層でき、また存在しなくてもよい。
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態に係る被覆基材100の製造方法について、図2を参照して説明する。
本発明の第二実施形態に係る被覆基材100の製造方法について、図3を参照して説明する。
続いて、図1の(a)又は(b)の繊維が分散している被覆基材100の製造方法について図4を参照して説明する。
[実施例1~7及び比較例1~7]
珪酸ナトリウム水溶液(水ガラス3号:n=3.1~3.3、珪酸ナトリウム濃度:38.5~40.0質量%)及び珪酸リチウム水溶液(商品名:リチウムシリケート45、SiO2/Li2Oモル比4.5、珪酸リチウム濃度:22質量%)を、珪酸ナトリウム水溶液と珪酸リチウム水溶液の質量比が珪酸ナトリウム水溶液:珪酸リチウム水溶液=2:1となるように混合し、アルカリ金属珪酸塩水溶液を得た。
[実施例1~7及び比較例1~7]
木質材料としてスギ材を用意した。表1に示す樹脂製品をスギ材の水平な表面に刷毛を用いて塗布した。塗布量は、表1に示す塗布量とした。なお、実施例1~4及び比較例1及び2においては、樹脂製品に適宜グリコールエーテル系の成膜助剤を添加した樹脂組成物を塗布し、比較例7においては樹脂製品に硬化剤を樹脂製品100質量部に対して12質量部添加した樹脂組成物を塗布し、実施例5~7及び比較例3~6においては樹脂製品をそのまま塗布した。その後、温度23℃、湿度50%(相対湿度)の環境下で24時間スギ材を乾燥させ、中間層を形成した。次いで、スギ材の中間層が形成された表面に、シート状のガラス繊維(セントラルグラスファイバー サーフェイスマット FC-30S)を置き、その上からアルカリ金属珪酸塩水溶液を1000g/m2塗布し乾燥させ、アルカリ金属珪酸塩水溶液層を形成した。乾燥は、温度23℃、湿度50%(相対湿度)の環境下で24時間行った。アルカリ金属珪酸塩水溶液層を乾燥させることで、アルカリ金属珪酸塩層(アルカリ金属珪酸塩の単位面積あたりの乾燥重量600g/m2)を形成した。その後、アルカリ金属珪酸塩水溶液層が形成された基材を、該アルカリ金属珪酸塩水溶液層が形成された面が水平方向に対して水平になるように立て、アルカリ金属珪酸塩水溶液層を乾燥させた。乾燥は、温度23℃、湿度50%(相対湿度)の環境下で24時間行った。アルカリ金属珪酸塩水溶液層を乾燥させることで、アルカリ金属珪酸塩層(アルカリ金属珪酸塩の単位面積あたりの乾燥重量600g/m2)を形成し、被覆基材を得た。
<評価基準>
○:木質材料の表面に変色が観察されない
△:木質材料の表面に部分的な変色が観察される
×:木質材料の表面に著しい変色が観察される
<樹脂製品>
・DSV.4176(商品名、バーサチック酸ビニルエステル-アクリル系モノマー共重合体(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:7.5、MFT:5℃、膜のTg:10℃、膜の破断点ひずみ:900%、全固形分:45質量%、バーサチック酸ビニルエステル-アクリル系モノマー共重合体におけるバーサチック酸ビニルエステルに由来する構造単位の含有量:26質量%、バーサチック酸ビニルエステル-アクリル系モノマー共重合体におけるアクリル系モノマーに由来する構造単位の含有量:74質量%、VANORA製)
・DSV.4135(商品名、バーサチック酸ビニルエステル-酢酸ビニル-アクリル系モノマー共重合体(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:5、MFT:20℃、膜のTg:21℃、膜の破断点ひずみ900%、全固形分:50質量%、バーサチック酸ビニルエステル-アクリル系モノマー共重合体におけるバーサチック酸ビニルエステルに由来する構造単位の含有量:50質量%、バーサチック酸ビニルエステル-アクリル系モノマー共重合体におけるアクリル系モノマーに由来する構造単位の含有量:30質量%、VANORA製)
・スミカフレックスS951HQ(商品名、エチレン-酢酸ビニル-バーサチック酸ビニルエステル共重合体(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:4-7、MFT:0℃、膜のTg:-25℃、膜の破断点ひずみ:1200%、全固形分:55質量%、住化ケムテックス製)
・スミカフレックスS950HQ(商品名、エチレン-酢酸ビニル-バーサチック酸ビニルエステル共重合体(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:4-7、MFT:0℃、膜のTg:-30℃、膜の破断点ひずみ:1500%を超える、全固形分:53質量%、住化ケムテックス製)
・スミカフレックスS955HQ(商品名、エチレン-酢酸ビニル-バーサチック酸ビニルエステル共重合体(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:4-7、MFT:0℃、Tg:-50℃、破断点ひずみ:1500%を超える、全固形分:53質量%、住化ケムテックス製)
・変性エポキシ樹脂No.1(変性エポキシ樹脂(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:9.5-9.8、膜のTg:70℃、全固形分:67質量%、水以外の溶剤としてのエチレングリコール-t-ブチルエーテルの含有量:17質量%)
・変性エポキシ樹脂No.2(変性エポキシ樹脂(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:9.5-9.8、膜のTg:62℃、全固形分:67質量%、水以外の溶媒としてのエチレングリコール-n-ブチルエーテルの含有量:15質量%)
・自己架橋型アクリル酸エステル-スチレン共重合体(自己架橋型アクリル酸エステル-スチレン共重合体(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:6.5-7.6、全固形分:55質量%)
・アクリル樹脂(アクリル樹脂(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:6.7、膜のTg:17℃、全固形分:40質量%)
・アクリルシリコーン樹脂No.1(アクリルシリコーン樹脂(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:8、MFT:0℃未満、全固形分:46質量%)
・シラノール基含有自己架橋ウレタン樹脂(シラノール基含有自己架橋ウレタン樹脂(樹脂成分)の水分散物、Tg:40-60℃、破断点ひずみ:750%、全固形分:30質量%)
・アクリルシリコーン樹脂No.2(アクリルシリコーン樹脂(樹脂成分)の水分散物、25℃におけるpH:8、MFT:0℃未満、全固形分:40.3質量%)
[実施例1~7及び比較例1~7]
アルカリ焼け抑制の評価と同様にして、被覆基材を得た。得られた被覆基材におけるアルカリ金属珪酸塩層が設けられた表面に刷毛により塗料を塗布し、23℃相対湿度50%の雰囲気下で一週間かけて乾燥し、トップ層を形成した。塗料としては、バーノックWE-306(商品名、水酸基含有アクリルポリオール、DIC株式会社製)100質量部とバーノックDNW-5000(商品名、イソシアネート硬化剤、DIC株式会社)25質量部とを混合したものを用いた。塗布量は、200g/m2とした。
塗膜が形成された被覆基材を温度60℃の環境下で2時間放置し、次いで温度-20℃の環境下で2時間放置する操作を1サイクルとし、このサイクルを2回繰り返した。その後、被覆基材上に形成された基材上の塗膜を下記の基準に従い評価した。結果を表1に示した。
○:長さが0.5mm以上の皺が観察されない
○-:長さが0.5mm以上2.0mm未満の皺が観察されるが、長さが2.0mm以上の皺は観察されない
△:長さが2.0mm以上5.0mm未満の皺が観察されるが、長さが5.0mm以上の皺は観察されない
×:長さが5.0mm以上の皺が観察される
[実施例2、4~7及び比較例1、3~7]
アルカリ焼け抑制の評価と同様の方法で、表1に示す樹脂製品等を金属板の水平な表面に刷毛を用いて塗布した。塗布量は、表1に示す塗布量とした。その後、金属板を23℃相対湿度50%で72時間かけて乾燥させ、中間層を形成した。金属板の中間層が形成された表面に対して、0.05mlの水道水を滴下し、24時間放置後、水道水を滴下した箇所を乾布で拭き取り、当該箇所の外観変化を確認することにより耐水性を評価した。結果を表1に示した。
[実施例2、4~7、及び、比較例1]
アルカリ焼け抑制の評価と同様の方法で、表1に示す樹脂製品等を金属板の水平な表面に刷毛を用いて塗布した。塗布量は、表1に示す塗布量とした。その後、金属板を23℃相対湿度50%で72時間かけて乾燥させ、中間層を形成した。形成した中間層について微小硬度計を用いて硬度(HuK値(N/mm2))を測定した。微小硬度計として、フィッシャースコープH-100(商品名、株式会社フィッシャーインスツルメンツ製)を用いた。測定温度は、23℃とした。結果を表1に示した。
Claims (6)
- 木質材料、前記木質材料上に設けられたバーサチック酸ビニルエステル共重合体を含む中間層、及び、前記中間層上に設けられたアルカリ金属珪酸塩層を備える被覆基材。
- 前記中間層の微小硬度計による23℃における硬度が、0.5N/mm2以上である、請求項1に記載の被覆基材。
- 前記アルカリ金属珪酸塩層が珪酸ナトリウムを含む、請求項1又は2に記載の被覆基材。
- 前記アルカリ金属珪酸塩層が、さらに珪酸リチウムを含む、請求項3に記載の被覆基材。
- 前記アルカリ金属珪酸塩層に含まれる前記珪酸ナトリウムの質量に対する、前記アルカリ金属珪酸塩に含まれる前記珪酸リチウムの質量の質量比が0.01~1.5である、請求項4に記載の被覆基材。
- 木質材料の表面にバーサチック酸ビニルエステル共重合体を含む樹脂組成物を塗布する工程と、
塗布した前記樹脂組成物を乾燥させて中間層を形成する工程と、
前記中間層上にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗布してアルカリ金属珪酸塩層を形成する工程、を備える、被覆基材の製造方法。
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