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JP2016188492A - 建材 - Google Patents

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Abstract


【課題】鏡面仕上げされた塗膜を備えた建材に関し、塗膜にブロッキングが生じ難く、加工の際にバリや破損が生じ難い建材を提供すること。
【解決手段】基材１と、基材１の表面に形成された第一鏡面塗膜２と、第一鏡面塗膜２の表面に形成された第二鏡面塗膜３と、を有し、第一鏡面塗膜２は充填剤と第一の樹脂剤とを含有し、第一鏡面塗膜２の鉛筆硬度が3H以上で8H以下の範囲にあり、第二鏡面塗膜３は少なくとも第二の樹脂剤を含有し、第二鏡面塗膜３の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にある建材１０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイディングボード等の建材に関するものである。
建築物の外壁や内壁を構成する建材として、窯業系サイディングボードや金属系サイディングボード、ALCボード（Autoclaved Lightweight aerated Concrete）などが適用されている。
昨今、上記建材における外観意匠性に対する要請が高まっており、そのための方策の一つとして、建材の表面を鏡面仕上げすることが検討されている。
ここで、特許文献１には、素材の表面にポリエステルサフェーサーを塗布して下地層を形成し、次いで、ポリエステル黒エナメル塗料を塗布して中塗り層を形成し、中塗り層の上面には、ポリエステルクリア塗料を塗布し、硬化乾燥させた後にポリエステルクリア塗料の塗膜を研磨して仕上げ層を形成する方法が開示されている。この方法では、中塗り層をスプレーによって略等間隔の時間をおいた数回の塗布により形成し、仕上げ層を略同様の時間をおいてスプレーの塗布によって形成する。この方法によれば、仕上げ層を構成するクリア塗料が顔料を含まない構成となるため、研磨に際して研磨布紙の目詰まりが生じないものとなり、その後の綿バフ等による研磨を行うことで、表面が緻密な平滑面となり、高品質な鏡面光沢仕上げをおこなうことができるとしている。
ところで、窯業系サイディングボード等の建材は、特許文献２で記載されるように、保管や輸送のために積載されるのが一般的であり、その表面に上記する鏡面仕上げした塗膜が形成されている場合にはブロッキングの発生が懸念される。しかし、特許文献１，２にはこのブロッキングを解消可能な建材の開示はない。ここで、ブロッキングとは、積載等された二つの部材同士が接触面で接着してしまい、塗膜剥がれの原因となることである。
上記するブロッキングの発生を抑制する方策として、塗膜の硬度を上げる方法が考えられる。しかしながら、ボードの製作に際して適切なサイズに切断するに当たり、塗膜の硬度が高すぎると今度は塗膜にバリが生じたり、塗膜が破損するといった別の課題が懸念される。
特開２００６−１８１４９２号公報 特開２０１０−５８８４６号公報
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、鏡面仕上げされた塗膜を備えた建材に関し、塗膜にブロッキングが生じ難く、加工の際にバリや破損が生じ難い建材を提供することを目的としている。
前記目的を達成すべく、本発明による建材は、基材と、基材の表面に形成された第一鏡面塗膜と、第一鏡面塗膜の表面に形成された第二鏡面塗膜と、を有し、第一鏡面塗膜は充填剤と第一の樹脂剤とを含有し、第一鏡面塗膜の鉛筆硬度が3H以上で8H以下の範囲にあり、第二鏡面塗膜は少なくとも第二の樹脂剤を含有し、第二鏡面塗膜の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にあるものである。
本発明の建材は、基材の表面に順次形成される第一鏡面塗膜と第二鏡面塗膜の鉛筆硬度を規定したことにより、ブロッキングの発生を抑制でき、切断加工の際のバリの発生や建材の破損を抑制することを可能としたものである。
ここで、建材を構成する「基材」としては、例えば、セメントを主成分とした窯業系サイディングやALC板、金属を主成分とした金属サイディングや樹脂板などが挙げられる。なお、基材の表面には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などからなるシーラー塗膜が形成されていても良い。シーラー塗膜が形成されている場合には、基材と第一鏡面塗膜の密着が良くなるので好ましい。
基材はその表面を研磨しても微小な凹凸が存在することから、基材の表面を鏡面とするべく、鏡面塗膜が形成される。本発明では、基材の表面に直接形成される第一鏡面塗膜を所定の充填剤と第一の樹脂剤から形成し、第一の鏡面塗膜の表面に少なくとも第二の樹脂剤からなる第二鏡面塗膜を形成する。
ここで、「少なくとも第二の樹脂剤を含有し」とは、第二鏡面塗膜が第二の樹脂剤からなる形態の他にも、着色剤である顔料、充填剤、消泡剤、光安定剤、紫外線吸収剤などをさらに含む形態を包含する意味である。
第一鏡面塗膜、第二鏡面塗膜ともに塗膜の硬度（鉛筆硬度）が規定されていることで、建材のブロッキング抑制効果が高まるとともに、切断加工の際にバリや破損が生じ難い建材となる。たとえば第一鏡面塗膜が鏡面でないと、その表面に形成される第二鏡面塗膜が鏡面とならないことより、第一鏡面塗膜は文字通り鏡面である必要がある。
ここで、第一鏡面塗膜の鉛筆硬度は3H以上で8H以下の範囲にあり、第二鏡面塗膜の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にある。
鉛筆硬度とは、JIS K5600 引っかき硬度（鉛筆法）に基づいて測定された硬度である。単に硬度が高ければ傷付き難く、丈夫で性能が良好というわけではなく、硬度が高くなるにつれて屈曲性が低下し、曲げ試験の際に塗膜に割れが生じ易くなり、製品性能を逆に損なうことになり得る。鉛筆硬度の範囲は、低い方から順に6B〜9Hの範囲がある。
本発明の建材は、基材の表面に形成される第一鏡面塗膜の鉛筆硬度を高めの3H以上で8H以下の範囲とし、その表面の第二鏡面塗膜の鉛筆硬度を相対的に低めのB以上で2H以下の範囲としたことにより、鏡面塗膜全体としての耐ブロッキング性を高めることができるとともに、切断加工の際にバリや破損が生じ難いことを実現するものとした。
本発明者等によれば、第一鏡面塗膜と第二鏡面塗膜の硬度が上記数値範囲外の場合に、耐ブロッキング性が不十分で塗膜が剥がれ易くなること、あるいは、切断加工の際にバリが生じ易いことなどが特定されている。
また、第一鏡面塗膜を形成する充填剤としては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ（結晶性シリカ、溶融シリカ、無定型シリカ）、ガラス（ガラスフレーク、ガラス繊維粉末）、石英（粉末）、アルミニウム（粉末）、雲母（粉末）のいずれか一種もしくは複数種が好適であり、さらに、第一の樹脂剤としては、紫外線硬化型アクリル樹脂とウレタン樹脂のいずれかを適用するのが好ましい。これらの充填剤と樹脂剤を適用し、第一鏡面塗膜における充填剤の含有割合を40質量%以上で70質量%以下の範囲に調整することで、容易に第一鏡面塗膜の鉛筆硬度を3H以上で8H以下の範囲とすることができ、好ましい。
一方、第二鏡面塗膜を形成する第二の樹脂剤としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂のいずれかを適用するのが好ましい。また、第二鏡面塗膜が顔料を含む場合に、この顔料としては、酸化チタン、カーボン、弁柄、黄鉛、酸化鉄、ウルトラマリン、フタロシアニンブルー、コバルト、酸化クロムなどが適用できる。
上記する第二の樹脂剤を適用することで、第二鏡面塗膜の硬度をB以上で2H以下の範囲とすることができる。
また、本発明による建材の好ましい実施の形態は、第二鏡面塗膜の表面に保護塗膜が形成されており、保護塗膜の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にある形態である。
ここで、保護塗膜は、フッ素樹脂やアクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂などを適用でき、したがって第二鏡面塗膜を形成する第二の樹脂剤と同様の樹脂剤から形成することができ、第二鏡面塗膜と同程度の鉛筆硬度を発現することができる。
第二鏡面塗膜の表面に該第二鏡面塗膜と同程度の硬度の保護塗膜を備えることで、耐ブロッキング性が一層高まることの他に、建材の耐候性が向上する。
以上の説明から理解できるように、本発明の建材によれば、基材の表面に形成される第一鏡面塗膜と第二鏡面塗膜の鉛筆硬度を規定したことにより、耐ブロッキング性に優れ、切断加工の際にバリや破損が生じ難い建材となる。
本発明の建材の実施の形態１の一部を拡大した縦断面図である。 本発明の建材の実施の形態２の一部を拡大した縦断面図である。
以下、図面を参照して本発明の建材の実施の形態を説明する。
（建材の実施の形態１について）
図１は本発明の建材の実施の形態１の一部を拡大した縦断面図である。
図示する建材１０は、基材１の表面に第一鏡面塗膜２が形成され、第一鏡面塗膜２の表面に第二鏡面塗膜３が形成されてその全体が構成されている。
ここで、基材１は、セメントを主成分とした窯業系サイディング（木繊維補強セメント板、繊維補強セメント板、繊維補強セメント・ケイ酸カルシウム板、スラグ石膏板等）、ALC板（Autoclaved Lightweight aerated Concrete）、金属を主成分とした金属サイディングや樹脂板などから形成される。
また、第一鏡面塗膜２は充填剤と第一の樹脂剤から形成されている。ここで、充填剤は、タルク、炭酸カルシウム、シリカ（結晶性シリカ、溶融シリカ、無定型シリカ）、ガラス（ガラスフレーク、ガラス繊維粉末）、石英（粉末）、アルミニウム（粉末）、雲母（粉末）のいずれか一種もしくは複数種であり、第一の樹脂剤としては紫外線硬化型アクリル樹脂とウレタン樹脂のいずれかが適用される。さらに、第一鏡面塗膜２における充填剤の含有割合が40質量%以上で70質量%以下の範囲に調整されている。
一方、第二鏡面塗膜３は顔料と第二の樹脂剤から形成されている。ここで、顔料としては酸化チタン、カーボン、弁柄、黄鉛、酸化鉄、ウルトラマリン、フタロシアニンブルー、コバルト、酸化クロムなどが適用でき、第二の樹脂剤としてはフッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂のいずれかが適用される。
第一鏡面塗膜２が上記第一の樹脂剤から形成され、かつ充填剤の含有割合が40質量%以上で70質量%以下の範囲に調整されていることで、第一鏡面塗膜２の鉛筆硬度は3H以上で8H以下の範囲となっている。
一方、第二鏡面塗膜３が上記第二の樹脂剤から形成されていることで、第二鏡面塗膜３の鉛筆硬度はB以上で2H以下の範囲となっている。
基材１の表面に直接形成される第一鏡面塗膜２の鉛筆硬度が3H以上で8H以下の範囲であり、第一鏡面塗膜２の表面に形成される第二鏡面塗膜３の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲であることで、鏡面塗膜全体の耐ブロッキング性が高まり、切断加工の際にバリや破損が生じ難い建材１０が形成される。
ここで、建材１０の製作方法の一例を概説する。
まず、基材１の表面をベルトサンダー（サンドペーパー♯80から♯100へ順次移行させる）にて研磨し、シーラーを塗布する（エポシーラー 3g/尺2）。
次に、基材１の表面に第一鏡面塗膜２を形成する方法として、樹脂剤に紫外線硬化型アクリル樹脂を適用する場合とウレタン樹脂を適用する場合のそれぞれについて説明する。
紫外線硬化型アクリル樹脂を適用する場合は、基材１のシーラー塗布面にナチュラルコーター等でUV塗装をおこない（紫外線硬化型アクリル樹脂 10g/尺2）、UV照射をおこない、再度UV塗装をおこない（紫外線硬化型アクリル樹脂 10g/尺2）、UV照射をおこない、最後に表面研磨（サンドペーパー♯320から♯400へ順次移行させる）をおこなって第一鏡面塗膜２を製作する。
一方、ウレタン樹脂を適用する場合は、基材１のシーラー塗布面にスプレー等でウレタン塗装（ウレタン樹脂12g/尺2）をおこない、乾燥させ、最後に表面研磨（サンドペーパー♯320から♯400へ順次移行させる）をおこなって第一鏡面塗膜２を製作する。
製作された第一鏡面塗膜２の表面にスプレー等で第二鏡面塗膜材料を塗装し（フッ素樹脂等 10g/尺2）、乾燥させて第二鏡面塗膜３を製作することにより、建材１０が製作される。
（建材の実施の形態２について）
図２は本発明の建材の実施の形態２の一部を拡大した縦断面図である。
図示する建材１０Ａは、基材１の表面に第一鏡面塗膜２が形成され、第一鏡面塗膜２の表面に第二鏡面塗膜３が形成され、さらに第二鏡面塗膜３の表面に保護塗膜４が形成されてその全体が構成されている。
ここで、保護塗膜４はフッ素樹脂やアクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂などから形成でき、したがって第二鏡面塗膜３を形成する第二の樹脂剤と同素材の樹脂剤から形成することができる。そのため、第二鏡面塗膜と同程度の鉛筆硬度である、B以上で2H以下の範囲の鉛筆硬度を発現することができる。
建材１０Ａによれば、第二鏡面塗膜３の表面に第二鏡面塗膜３と同程度の硬度の保護塗膜４を備えることで、耐ブロッキング性が一層高まることの他に、耐候性に優れた建材となる。
次に、建材１０Ａの製作方法を概説すると、第二鏡面塗膜３までの製作方法は建材１０と同様である。第二鏡面塗膜３の表面にスプレー等で保護塗膜材料を塗装し（フッ素樹脂等 10g/尺2）、乾燥させて保護塗膜４を製作することにより、建材１０Ａが製作される。
（検証実験とその結果について）
本発明者等は本発明の建材の各種性能を検証する実験をおこなった。この実験に際し、実施例1〜13の試験体と比較例1〜5の試験体を製作し、各試験体の鏡面観察をおこなうとともに、耐ブロッキング性、切断箇所の塗膜状態、および不燃性を検証した。ここで、塗布量に関し、保護塗膜は10g/尺2、第二鏡面塗膜は10g/尺2、第一鏡面塗膜は12〜20g/尺2である。また、使用した木質セメント板の表面はフラット柄（平坦）である。以下、表１に、各試験体の形成素材、鉛筆硬度と評価結果を示す。
Figure 2016188492
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Figure 2016188492
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表１において、「鉛筆硬度」は、JIS K5600 引っかき硬度試験（鉛筆法）にしたがって測定し、評価は塗膜のすり傷でおこなった。
また、「鏡面観察」は、板を蛍光灯の下に置き、塗膜表面への蛍光灯の映り込みを目視により観察したものであり、「○」は、映り込む蛍光灯が一直線に見えるもの（良好）、「×」は映り込む蛍光灯がぼやけて見えるもの（不可）、「△」は映り込む蛍光灯がゆらいで見えるもの（可）である。
また、「耐ブロッキング性」は、二枚の板を合紙を介して互いの表面を向かい合わせにして一つの梱包体とし、この梱包体二十体を上下に積載し、24時間経過後に開梱し、各板の塗膜表面状態を観察した結果を示しており、「○」は塗膜の剥がれがないもの（良好）、「×」は塗膜の剥がれがあるもの（不可）である。
また、「切断箇所の塗膜状態」は、板を窯業系サイディング切断用丸鋸（オールダイヤモンドチップソー）で切断し、切断箇所の塗膜状態を観察した結果を示しており、「○」はバリ（ささくれ）が出ないもの（良好）、「×」はバリ（ささくれ）が目視で十分に確認できたもの（不可）である。
さらに、「不燃性」は、ISO5660に準じてコーンカロリーメーターによる10分間の総発熱量を測定した結果を示しており、「○」は8MJ/m2以下であって塗膜表面に亀裂が無いもの（良好）、「×」は8MJ/m2より大きいもの（不可）、「△」は8MJ/m2以下であるが、塗膜表面に亀裂が発生したもの（可）である。
表１より、第一鏡面塗膜の鉛筆硬度が3H以上で8H以下の範囲にあり、第二鏡面塗膜の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にある実施例1〜13は鏡面観察結果、耐ブロッキング性、切断箇所の塗膜状態の全てにおいて良好な結果であることが実証されている。また、実施例1〜13は、不燃性においても良好な結果であることが実証されている。
そして、実施例1〜13では、第一鏡面塗膜の充填剤の含有量が40〜70質量%の範囲に設定されている。
一方、第一鏡面塗膜、第二鏡面塗膜の少なくともいずれかの鉛筆硬度が上記数値範囲外である比較例1〜5は、耐ブロッキング性か切断箇所の塗膜状態のいずれかが良好でない結果を示していることが実証されている。
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施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における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
１…基材、２…第一鏡面塗膜、３…第二鏡面塗膜、４…保護塗膜、１０，１０Ａ…建材

Claims (7)

  1. 基材と、
    基材の表面に形成された第一鏡面塗膜と、
    第一鏡面塗膜の表面に形成された第二鏡面塗膜と、を有し、
    第一鏡面塗膜は充填剤と第一の樹脂剤とを含有し、第一鏡面塗膜の鉛筆硬度が3H以上で8H以下の範囲にあり、
    第二鏡面塗膜は少なくとも第二の樹脂剤を含有し、第二鏡面塗膜の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にある建材。
  2. 第二鏡面塗膜が顔料をさらに含む請求項１に記載の建材。
  3. 充填剤は、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、ガラス、石英、アルミニウム、雲母のいずれか一種もしくは複数種からなり、第一鏡面塗膜における充填剤の含有割合が40質量%以上で70質量%以下の範囲にある請求項１または２に記載の建材。
  4. 第一の樹脂剤は、紫外線硬化型アクリル樹脂とウレタン樹脂のいずれかからなる請求項１〜３のいずれかに記載の建材。
  5. 第二の樹脂剤は、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂のいずれかからなる請求項１〜４のいずれかに記載の建材。
  6. 第二鏡面塗膜の表面に保護塗膜が形成されており、保護塗膜の鉛筆硬度がB以上で2H以下の範囲にある請求項１〜５のいずれかに記載の建材。
  7. 保護塗膜が第二の樹脂剤から形成される請求項６に記載の建材。
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