JPH0976420A - 膜材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、耐候性、防汚性および柔軟性に加え
て透光性にも優れた４拍子揃ったバランスのとれた膜材
料を提供せんとするものである。 【課題手段】本発明は、上記目的を達成するために次の
ような手段を採用する。すなわち、本発明の膜材料は、
繊維布帛と１００〜２５０℃の融点を有するフッ素系樹
脂層を少なくとも１層積層してなる複合膜であって、か
つ、ＪＩＳ Ｋ−７１０５に規定される光線透過率に基
づいて測定される全光線透過率が１５％以上であること
を特徴とするものであり、また、かかる膜材の製造方法
は、繊維布帛に、１００〜２５０℃の融点を有するフッ
素系樹脂液を塗布し、次いで乾燥し、焼成する行程を１
サイクルとして、これを繰り返して行って複合膜を形成
する方法であって、該工程の２回目以降のサイクルにお
いて、１回あたりに形成される膜層の厚みを、２０〜２
５０μｍの範囲に制御することを特徴とするものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、耐候性、防汚性お
よび柔軟性に加えて透光性にも優れた４拍子揃ったバラ
ンスのとれた膜材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ポリ塩化ビニル樹脂をポリエ
ステル繊維等の布帛にカレンダー法等で積層した膜材料
やポリテトラフルオロエチレン樹脂をガラス繊維布帛等
に含浸法等で積層した膜材料は透光性を有することか
ら、施設の屋根部に用いた場合には昼間における人工光
の照射が少なくて済む等の膜材料独自の特性より、各種
イベント用、倉庫用、野球場・テニスコート・ゲートボ
ール場・体育館等のスポーツ施設に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリエステル
繊維布帛にポリ塩化ビニル樹脂を積層した膜材料は、取
り扱い易さに優れる等種々の長所を有するが、耐候性が
劣る為に様々な耐候剤や酸化防止剤が添加されて白濁し
透光性の満足できるものではない。また、膜材料の表面
が柔らかいために付着した汚染物質が表面に埋没しやす
く、また、可塑剤等の含有物が膜材料の表面に析出し、
表面に汚染物質が付着しやすくなることから防汚性に劣
るために屋外の長期使用で、表面が黒色化し外観を損ね
てしまうという欠点がある。同様に、シリコン樹脂のご
とき耐候性・透光性に優れる樹脂を積層した膜材料であ
っても、表面が柔らかいために汚染物質が表面に埋没し
防汚性に劣るという欠点を有する。また、ガラス繊維布
帛にポリテトラフルオロエチレン樹脂を積層した膜材料
は、耐候性・防汚性に優れるものの透光性が満足できる
ものではなく、また、柔軟性に乏しいものであった。

【０００４】また、これら膜材料の製造方法に関して
も、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂をガラス繊維布帛にカ
レンダー法にて積層する場合、大規模な設備が必要であ
り、また、加工温度や流動特性等樹脂に起因する特性に
より加工することが困難であることがある。一方、ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂をガラス繊維布帛に含浸法
にて積層した場合は、樹脂の融点が高いために、特殊な
設備が必要であり、また、１回あたりの形成層の厚みを
２０μｍ以上にすると耐候性や防汚性低下の原因となる
マッドクラックが発生する等の問題点がある。

【０００５】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
十分な透光性を有し、かつ、長期の使用においても、強
度の低下や汚れによる透光性の低下が極めて少く、ま
た、柔軟性にも優れた膜材料を提供することを目的とす
るものである。すなわち、本発明は、耐候性、防汚性お
よび柔軟性に加えて透光性にも優れた４拍子揃ったバラ
ンスのとれた膜材料を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次のような手段を採用する。すなわち、本
発明の膜材料は、繊維布帛と１００〜２５０℃の融点を
有するフッ素系樹脂層を少なくとも１層積層してなる複
合膜であって、かつ、ＪＩＳ Ｋ−７１０５に規定され
る光線透過率に基づいて測定される全光線透過率が１５
％以上であることを特徴とするものであり、また、かか
る膜材の製造方法は、繊維布帛に、１００〜２５０℃の
融点を有するフッ素系樹脂液を塗布し、次いで乾燥し、
焼成する行程を１サイクルとして、これを繰り返して行
って複合膜を形成する方法であって、該工程の２回目以
降のサイクルにおいて、１回あたりに形成される膜層の
厚みを、２０〜２５０μｍの範囲に制御することを特徴
とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、従来、満足のできる透
光性を有しつつも、耐久性ある防汚性と耐候性を併せ有
するバランスのとれた膜材料を提供することは極めて難
しいとされていた事実に鑑み、かかるバランス膜材につ
いて鋭意検討したところ、繊維布帛と特定なフッ素系樹
脂を組み合わせると、優れた防汚性により、長期にわた
って満足できる透光性を保持し、かつ、耐候性にも優れ
た膜材料を提供することができることを究明し、さら
に、かかる膜材料の基材樹脂に柔軟性に優れたフッ素系
樹脂を積層し、表層には該基材樹脂よりも表面硬度の大
きいフッ素系樹脂を積層することにより、さらに優れた
柔軟性と防汚性を両立する膜材料を提供することができ
ることを究明したものである。

【０００８】本発明に用いられるフッ素系樹脂として
は、透明性を有するフッ素系樹脂であって、かつ、低い
温度で溶融加工が可能な、すなわち、１００〜２５０℃
の融点を有するフッ素系樹脂が使用される。かかるフッ
素系樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフ
ッ化ビニリデンまたはテトラフルオロエチレン／ヘキサ
フルオロプロピレン／フッ化ビニリデン共重合体が透明
性に優れ、かつ、低い温度での溶融加工が可能であるた
めに好ましく使用される。

【０００９】本発明の膜材料は、透光性が満足できる繊
維布帛等に樹脂を積層した複合材料であり、より好まし
い本発明の膜材料は、繊維布帛にフッ素系樹脂を積層し
た膜材料を基材として、その表面側に、該フッ素系樹脂
よりも表面硬度の大きいフッ素系樹脂を積層すること
で、さらに防汚性を高めたものである。かかる構成を採
用することにより、膜強度を大幅に改善することができ
る。

【００１０】かかる繊維布帛としては、耐熱性に優れた
ものであって、たとえばガラス繊維、炭素繊維、ポリフ
ェニレンサルファイド繊維などであって、さらに好まし
くは高強力で耐候性に優れた繊維の単独あるいは２種以
上からなる織物、編物または不織布が使用される。かか
る繊維布帛のなかでも、高強力で耐候性に優れるガラス
繊維を主体とした織物が特に好ましく使用される。

【００１１】また、本発明の膜材料は、かかる構成の積
層体であるにも拘わらず、ＪＩＳＫ−７１０５に規定さ
れる光線透過率に基づいて測定される全光線透過率が１
５％以上であるという優れた透光性を有するものであ
る。なお、全光線透過率は、より好ましくは２０％以
上、更に好ましくは２５％以上であることが好ましい。
一方、全光線透過率の上限は、特に限定されるものでは
なく、目的に応じて適宜のものを使用することができ
る。例えば、テニスをはじめとする種々のスポーツ施設
に用いられる場合には、あまり全光線透過率が高くし過
ぎると、日光が多く入射するために夏場には暑くなり、
不快になるので、そのような場合には、全光線透過率を
５０％以下、さらには４０％以下にしたものを使用する
のが好ましい。また、農業用や芝生養生用等の場合は、
むしろできるだけ全光線透過率の高い膜材料を使用する
方が好ましい。

【００１２】繊維布帛にフッ素系樹脂を積層した膜材料
基材の表面側に、該フッ素系樹脂基材樹脂よりも表面硬
度の大きいフッ素系樹脂を積層する構成を採用する場
合、基材のフッ素系樹脂としては、上述の低温で溶融加
工が可能で、さらに透明性や柔軟性に優れたものである
ことが好ましく、具体的には例えば、１１５〜１２５℃
の融点を有するテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ
ロプロピレン／フッ化ビニリデン共重合体等が好ましく
使用されるものであるが、かかる基材樹脂の表面側に積
層する樹脂としては、該基材樹脂よりも表面硬度が大き
ければ、基材樹脂と同じ種類の樹脂を使用してもよい
し、基材樹脂と違う樹脂を使用してもよい。いずれにし
ても、基材樹脂よりも表面硬度の大きなフッ素系樹脂を
積層すれば本発明の効果を得ることができる。

【００１３】例えば、基材樹脂に１１５〜１２５℃の融
点を有するテトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプ
ロピレン／フッ化ビニリデン共重合体を使用した膜材料
の場合では、基材樹脂よりも表面硬度の大きい樹脂で、
基材樹脂と同じ種類の樹脂、具体的には１６５〜１８０
℃の融点を有するテトラフルオロエチレン／ヘキサフル
オロプロピレン／フッ化ビニリデン共重合体などを使用
することができる。また、基材樹脂と異なる樹脂を使用
する場合としては、たとえばポリフッ化ビニル樹脂など
を積層することができ、この場合も本発明の効果を達成
することができる。

【００１４】なお、本発明で言う表面硬度とは、島津製
作所の島津ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−２０１型
のビッカース圧子を使用し、負荷速度１０、試験荷重
０．１ｍｇ、保持時間５秒の条件で測定した樹脂のダイ
ナミック硬度のことであり、膜材料基材に対し、表層に
積層した樹脂層の表面硬度が０．４以上大きいことが好
ましく、更に好ましくは、０．５以上である。基材樹脂
の表面硬度は好ましくは、０．８以下、更に好ましくは
０．６以下である。

【００１５】本発明の膜材料を製造する方法は、特に限
定されるものではないが、繊維布帛を樹脂で被覆し、擦
過等による強力低下を少なくするため、リバースロール
コータ、正回転ロールコータ、グラビアコータ、キスロ
ールコータ、キャストコータ、カーテンコータ、ブレー
ドコーター、ロッドコータ、ナイフコータ、スクイズロ
ールコータ等を使用して繊維布帛にフッ素系樹脂液を積
層することが好ましい。 さらに具体的に説明すると、
たとえば、ガラス繊維布帛を使用する場合、屈曲等によ
りガラス繊維が折れてしまい、強力低下の原因となるこ
とから、可能な限り少ない積層回数で目標の厚みにする
ことが好ましい。すなわち、１回目のフッ素系樹脂の積
層は、繊維布帛に樹脂をよく含浸することが重要であ
り、２回目以降の積層では、マッドクラックが発生しな
ければ、１回当りに形成する層の厚みを２０μｍ以上に
することができる。すなわち、２回目以降の膜層の形成
において、１回当りの形成層の厚みを２０〜２５０μｍ
に制御することが好ましく、更に好ましくは、２０〜１
００μｍの範囲に制御するのである。また、２回目以降
の積層に際しては、フッ素系樹脂液を積層してもよい
が、予めシート状物に成形したフッ素系樹脂膜を積層
（ラミネート）してもよい。

【００１６】かかるフッ素系樹脂液には、透光性を阻害
しない範囲で添加剤が含有されていてもよく、例えば、
液の粘度を調整するための薬剤で、アラビアガム、トラ
ガカントガム、グアールガム、カラヤガム、ローカスビ
ーンズガム、ペクチン、クインシードデンプン、アルギ
ン酸、カラギーナン、寒天、ゼラチン、カゼイン、アル
ブミン、コラーゲン、キサンテンガム、デキストラン、
メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロース、デンプングリコール酸ナトリウム、デン
プンリン酸ナトリウム、アルギン酸ナトリウム、アルギ
ン酸プロピレングリコールエステル、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリアクリル酸ナトリウム、カルギキンビニル、ポ
リアクリルアマイド、ポリエチレンオキシド、ＳＢＲ等
のラテックス系等の粘度調整剤を使用することができ
る。また、ガラスバルーン、ガラスビーズ等の充填剤や
繊維布帛との接着性の向上や柔軟性を付与させるための
薬剤、例えば、ガラス繊維布帛を使用する場合では、シ
ランカップリング剤が好ましく、γ−（２−アミノエチ
ル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−ア
ミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
アミノシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸
塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリ
アセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシ
ラン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメ
トキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキ
シシラン、γ−グルシドキシプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等を
使用することができる。

【００１７】

【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。なお、実施例及び比較例中の性能は次の方法で測定
した。 透光性：ＪＩＳ Ｋ−７１０５記載の光線透過率の測定
方法に基づいて測定される全光線透過率で示した。数値
が大きいものほど透光性に優れることを現す。

【００１８】防汚性：ＪＩＳ Ａ−１４１０記載のプラ
スチック材料の屋外暴露試験方法に基づいて、４５０日
間暴露試験を実施した。かかる、防汚性の評価は、汚染
試験前の試料、汚染試験後の試料、汚染試験後の試料を
綿布で払拭した試料をデジタル測色色差計算機（スガ試
験機株式会社）により全光線透過率を測定し、次の計算
式により汚染の程度、汚れの除去性を求めた。

【００１９】 汚 染 度 ：Ｘ＝（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００ 汚染除去性 ：Ｙ＝（Ａ−Ｃ）／Ａ×１００ Ａ：汚染試験前の試料の全光線透過率 Ｂ：汚染試験後の試料の全光線透過率 Ｃ：汚染試験後の試料の汚れを綿布で払拭した後の全光
線透過率 上記、計算式で求めた値で、Ｘ値が大きいものほど汚染
がひどいことを現し、Ｙ値が小さいものほど汚れが落ち
やすいことを現す。 ３０未満のものを
◎、３０以上４０未満のものを○、４０以上５
０未満のものを△、５０以上を×で表わした。

【００２０】引張強力：ＪＩＳ Ｌ−１０９６の一般織
物試験方法の６．１２．（１）Ａ法（ストリップ法）の
重布類に準じて測定される引張強力で示した。

【００２１】耐候性：ＪＩＳ Ａ−１４１５のプラスチ
ック建材材料の促進暴露試験方法に基づいて、サンシャ
インカーボンアーク燈を使用して、６３℃で２０００時
間照射し、ＪＩＳ Ｌ−１０９６の一般織物試験方法の
６．１２．（１）Ａ法（ストリップ法）の重布類に準じ
て測定される引張強力を測定し、次の計算式により照射
しない試料に対する強力保持率を求めた。

【００２２】耐 候 性：Ｘ＝Ｂ／Ａ×１００ Ａ：耐候性試験前の試料の引張強力 Ｂ：耐候性試験後の試料の引張強力 上記、計算式で求めた値で、Ｘ値が１００に近いものほ
ど耐候性に優れることを示す。

【００２３】表面硬度：島津製作所製の島津ダイナミッ
ク超微小硬度計ＤＵＨ−２０１型のビッカース圧子を使
用し、荷重０．１ｍｇ、押込み速度定数１０、保持時間
５秒の条件でダイナミック硬度を測定した。数値の大き
いものほど硬質であることを現す。

【００２４】表面状態：明石走査電子顕微鏡（株式会社
明石製作所製）を使用して、５０倍の倍率にて表面を
観察して、マッドクラックが見られるものを×、見られ
ないものを○で現した。

【００２５】柔軟性：ＪＩＳ Ｌ−１０９６記載の６．
２０．１ Ａ法（ガーレ法）に基づいて測定される曲げ
反ぱつ性を示す剛軟度で示した。数値の小さいものほど
柔軟であることを示す。

【００２６】また、繊維布帛、フッ素系樹脂として次の
ものを使用した。

【００２７】織物１：ガラス繊維織物（比較例１） 繊維太さ：６μｍ、織組織：平織り、目付：３９０ｇ／
ｍ² 、密 度 ：経糸・緯糸とも３０本／ｉｎ 織物２：ポリエステル繊維織物 繊維太さ：７５０ｄ、織糸太さ：７５０ｄ／２、織組
織：平織り、目付：２４０ｇ／ｍ² 、密 度：経糸・緯
糸とも１６本／ｉｎ 樹脂１：１１５〜１２５℃の融点を有するテトラフルオ
ロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリ
デン共重合体樹脂溶液（THV 200 Fluoroplastic 住友ス
リーエム株式会社製、固形分濃度：２０wt％） 実施例１ 織物１に樹脂１をロールプレス法の一種であるスクイズ
ロールを使用して含浸し、次いで１００℃で５分間乾燥
し、１５０℃で１０分間焼成した。

【００２８】次に、樹脂１を増粘するために、メチルセ
ルロース（松本油脂製薬株式会社製）を０．５ｗｔ％添
加し、２５℃において１０００ｃｐにした後、ナイフコ
ーターを使用して、一面上に１００μｍ厚みづつ、２回
積層して膜材料を作成した。

【００２９】実施例２ 織物１に樹脂１をロールプレス法の一種であるスクイズ
ロールを使用して含浸し、次いで１００℃で５分間乾燥
し、１５０℃で１０分間焼成を実施例１と同じ厚みにな
るまで繰り返し積層して膜材料を作成した。

【００３０】実施例３ 実施例１の表層に、樹脂１よりも表面硬度の大きい、１
６５〜１８０℃の融点を有するテトラフルオロエチレン
／ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン共重合
体樹脂溶液（THV 500 Fluoroplastic 住友スリーエム株
式会社製、固形分：２０ｗｔ％）をメチルセルロース
（松本油脂製薬株式会社製）を０．５％添加し、２５℃
において３０００ｃｐに増粘した後ナイフコーターを使
用して２０μｍ積層して膜材料を作成した。

【００３１】比較例１ 織物１を比較例１とした。

【００３２】比較例２ 実施例１における織物１を、織物２に置き換えて実施し
た。

【００３３】比較例３〜５ 透光性、防汚性、柔軟性の比較として、ポリエステル繊
維織物にポリ塩化ビニル樹脂を積層してなる膜材料（Ｔ
Ｆ−２０００：泉株式会社製）（比較例３）とガラス繊
維織物にポリ塩化ビニル樹脂を積層してなる膜材料（不
燃テントＦＧ−８：帝人株式会社製）（比較例４）とガ
ラス繊維織物にポリテトラフルオロエチレン樹脂を積層
してなる膜材料（ＦＧＴ−８００：中興化成株式会社
製）（比較例５）を同様に測定した。

【００３４】上記実施例及び比較例で作成した試料の性
能の測定結果を表１に示した。

【００３５】

【表１】 上表から明らかなように、ポリ塩化ビニル樹脂を積層し
た比較例３、４やポリテトラフルオロエチレン樹脂を積
層した比較例４と比べると実施例１、２、３、４は透光
性に優れることが判る。

【００３６】また、ポリエステル繊維織物を使用した実
施例２よりも、ガラス繊維織物を使用した実施例１は耐
候性に優れることが判る。

【００３７】また、積層方法による性能に関しては、ス
クイズロールだけを使用して積層した膜材料は、比較例
１と比べても引張強力が低下し、また、耐候性の低下も
大きいが、ナイフコーターにて積層した実施例１、２、
４は比較例１と比べても引張強力の低下が低く、かつ、
１回あたりの形成層が厚くても表面にマッドクラックが
なく、防汚性に優れた膜材料であり、更に、実施例３
は、実施例１よりも表面硬度の大きいフッ素系樹脂を積
層したことにより、更に、防汚性に優れることが判る。
すなわち、実施例３は優れた防汚性により、長期にわた
って満足できる透光性を保持し、かつ、柔軟性に優れた
膜材料であることが判る。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、十分な透光性を有し、
かつ、長期の使用においても、強度の低下や汚れによる
透光性の低下が極めて少ない膜材料、すなわち、耐候
性、防汚性および柔軟性に加えて透光性にも優れた４拍
子揃ったバランスのとれた膜材料を提供することができ
る。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】繊維布帛と１００〜２５０℃の融点を有す
   るフッ素系樹脂層を少なくとも１層積層してなる複合膜
   であって、かつ、ＪＩＳ Ｋ−７１０５に規定される光
   線透過率に基づいて測定される全光線透過率が１５％以
   上であることを特徴とする膜材料。
2. 【請求項２】該フッ素系樹脂層が、表面硬度の異なる複
   数の層で構成されている請求項１記載の膜材料。
3. 【請求項３】該フッ素系樹脂層が、表面側に、より表面
   硬度の大きいフッ素系樹脂を積層したものである請求項
   １記載の膜材料。
4. 【請求項４】該フッ素系樹脂層が、表面により表面硬度
   の大きいフッ素系樹脂の層を有する積層体を１単位とし
   て、これを複数積層したものである請求項１記載の膜材
   料。
5. 【請求項５】該積層される硬度の大きい方のフッ素系樹
   脂層の表面硬度が、０．４以上である請求項３〜４のい
   ずれかに記載の膜材料。
6. 【請求項６】請求項３〜５において、表面硬度の小さい
   方のフッ素系樹脂層の表面硬度が、０．８以下であるこ
   とを特徴とする膜材料。
7. 【請求項７】該繊維布帛が、耐熱性繊維からなる布帛で
   ある請求項１記載の膜材料。
8. 【請求項８】該耐熱繊維が、ガラス繊維である請求項１
   記載の膜材料。
9. 【請求項９】該フッ素系樹脂が、１１０〜２００℃の融
   点を有するものである請求項１記載の膜材料。
10. 【請求項１０】該フッ素系樹脂が、ポリフッ化ビニル、
    ポリフッ化ビニリデンまたはテトラフルオロエチレン／
    ヘキサフルオロプロピレン／フッ化ビニリデン共重合体
    から選ばれた少なくとも一種である請求項１記載の膜材
    料。
11. 【請求項１１】繊維布帛に、１００〜２５０℃の融点を
    有するフッ素系樹脂液を塗布し、次いで乾燥し、焼成す
    る行程を１サイクルとして、これを繰り返して行って複
    合膜を形成する方法であって、該工程の２回目以降のサ
    イクルにおいて、１回あたりに形成される膜層の厚み
    を、２０〜２５０μｍの範囲に制御することを特徴とす
    る膜材料の製造方法。