CN104060750A - 建筑板、以及建筑板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供绝热性、设计性优异的建筑板及其制造方法。本发明的建筑板是将无机板的表面利用含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂膜覆盖的建筑板，其特征在于，有机中空粒子的平均粒径为5～50μm的范围，并且平均中空率为80％以上，绝热涂膜每100质量份固体成分含有0.01～5.0质量份的有机系中空粒子，平均涂膜厚度为5～500μm。此外，本发明提供所述建筑板的制造方法，在无机板的表面，涂布含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂料，将其干燥而形成绝热涂膜。作为绝热涂料，使用每100质量份的涂料固体成分含有0.01～5.0质量份的平均粒径为5～50μm的范围、并且平均中空率为80％以上的有机系中空粒子的涂料，将其干燥而使绝热涂膜的平均涂膜厚度为5～500μm。

Description

建筑板、以及建筑板的制造方法
技术领域
本发明涉及适用于墙壁材料、屋顶材料等中的建筑板、以及建筑板的制造方法。
背景技术
以往，有以水泥等水硬性无机粉体、木浆纤维等木质增强材料作为主成分的无机板。此种无机板由于弯曲强度等物性优异，因此可以实施涂装，作为住宅的内壁材料、外壁材料、屋顶材料等建筑板使用。
但是，近年来，从节能等环境问题的观点考虑，对于住宅要求提高绝热效果。为此，研究过在建筑板的表面形成绝热涂膜、提高住宅的绝热效果的做法。例如，专利文献1中，提出过在基材的表面形成将具备绝热效果的陶瓷微粉末分散混合在涂膜形成材料中而成的绝热涂膜的绝热性壁材。
但是，根据发明人等的实验可知（参照后述的比较例），像专利文献1那样形成了分散混合有陶瓷微粉末的绝热涂膜的建筑板在实际中其绝热效果小。此外，发明人等进行了深入研究，其结果是，作为其要因之一知道了：陶瓷微粉末的中空率容易降低，难以获得绝热效果。另外还发现，陶瓷微粉末的粒径大，因此所形成的涂膜的表面没有平滑性，在设计性上外观差。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－71389号公报
发明内容
发明所要解决的问题
所以，本发明的目的在于，提供绝热性、设计性优异的建筑板及其制 造方法。
用于解决问题的方法
本发明提供一种将无机板的表面利用含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂膜覆盖的建筑板。有机中空粒子的平均粒径为5～50μm的范围，并且平均中空率为80％以上。此外，其特征在于，绝热涂膜每100质量份固体成分含有0.01～5.0质量份的有机系中空粒子，平均涂膜厚度为5～500μm。作为涂膜形成材料，可以使用丙烯酸树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚硅氧烷树脂等。作为有机系中空粒子的材质只要是有机化合物即可，然而如果利用丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯的至少1种以上构成，则可以保持中空率高的状态，因此优选。另外，在绝热涂膜的形成工序中，如果形成绝热涂膜的涂料含有水溶性溶剂，则所形成的涂膜容易变得均匀，因此绝热涂膜优选含有水溶性溶剂。该情况下，如果水溶性溶剂由二醇系溶剂及二醇醚系溶剂的至少1种以上构成，则更有助于均匀化，因此优选。作为无机板，有木纤维增强水泥板、纤维增强水泥板、纤维增强水泥·硅酸钙板、石膏矿渣板等陶瓷系墙板、或金属系墙板、ALC板等，然而如果是陶瓷系墙板，则绝热效果显著提高，因此优选。此外，为了使绝热涂膜表面的设计性显著，优选将绝热涂膜作为建筑板的最表层形成。
另外，本发明还提供一种建筑板的制造方法，即，在无机板的表面，涂布含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂料，将其干燥而形成绝热涂膜。其特征在于，作为绝热涂料，使用每100质量份涂料固体成分含有0.01～5.0质量份的平均粒径为5～50μm的范围、并且平均中空率为80％以上的有机系中空粒子的涂料，将其干燥而使绝热涂膜的平均涂膜厚度为5～500μm。作为涂膜形成材料，可以使用丙烯酸树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚硅氧烷树脂等。有机系中空粒子优选由丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯的至少1种以上构成。另外，如果绝热涂料含有水溶性溶剂，则所形成的绝热涂膜容易变得均匀，因此优选。该情况下，如果水溶性溶剂由二醇系溶剂及二醇醚系溶剂的至少1种以上构成，则更有助于均匀化，因此优选。作为无机板，有木纤维增强水泥板、纤维增强水泥板、纤维增强水泥·硅 酸钙板、石膏矿渣板等陶瓷系墙板、或金属系墙板、ALC板等，然而如果对陶瓷系墙板实行本发明的制造方法，则绝热效果显著提高，因此优选。为了使绝热涂膜表面的设计性显著，优选将绝热涂膜作为建筑板的最表层形成。
发明效果
根据本发明，可以提供绝热性、设计性优异的建筑板及其制造方法。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行具体说明。
本发明的建筑板的特征在于，将无机板的表面利用含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂膜覆盖。
作为无机板，有木纤维增强水泥板、纤维增强水泥板、纤维增强水泥·硅酸钙板、矿渣石膏板等陶瓷系墙板、或金属系墙板、ALC板等。本发明中，如果无机板为陶瓷系墙板，则绝热涂膜的绝热效果显著提高，因此优选。而且，绝热涂膜既可以直接形成于无机板的表面，也可以在无机板上形成密封涂膜，在其上形成绝热涂膜。密封涂膜例如可以由丙烯酸乳液、丙烯酸聚氨酯树脂系涂料、环氧树脂系涂料、溶剂型湿固化聚氨酯、水分散型异氰酸酯等构成，既可以是1层，也可以设为2层以上。而且，作为无机板，既可以是表面平坦的板，也可以是在表面具有凹凸花纹的板。
此外，作为覆盖无机板的表面的绝热涂膜中所含的涂膜形成材料，有丙烯酸树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚硅氧烷树脂等。
绝热涂膜中所含的有机系中空粒子只要材质为有机系材料即可，然而必须是平均粒径为5～50μm的范围，并且平均中空率为80％以上。有机系中空粒子的平均粒径为5～50μm的范围是因为，如果平均粒径小于5μm，则无法充分地获得绝热效果，如果大于50μm，则所形成的绝热涂膜的强度变弱，该绝热涂膜脆弱，从而有可能容易产生涂膜密合的不佳状况等。有机系中空粒子的平均中空率为80％以上是因为，如果小于80％，则无法充分地获得绝热效果。平均中空率的优选的上限值以可以保持有机系中空粒子的中空状态为条件，根据各种要因而不同，然而如果平均中空 率为90％以上，则绝热涂膜可以进一步发挥绝热效果，因此优选。而且，该所谓平均中空率是基于体积百分率的值。为了获得此种平均粒径和中空率，中空粒子需要为有机系材料。即，由于有机系材料具有弹性，因此在形成中空粒子时材料伸长，可以使平均中空率高达80％以上，并且可以保持该状态。如果有机系中空粒子由丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯的至少1种以上构成，则耐久性、绝热性更加优异，因此优选。
此外，本发明中，绝热涂膜每100质量份固体成分含有0.01～5.0质量份的有机系中空粒子，平均涂膜厚度为5～500μm。绝热涂膜每100质量份固体成分含有0.01～5.0质量份的有机系中空粒子是因为，如果小于0.01质量份，则无法充分地获得绝热效果，如果大于5.0质量份，则所形成的绝热涂膜的强度变弱，该绝热涂膜脆弱，从而有可能容易产生涂膜密合的不佳状况等。而且，有机系中空粒子的含量表示的是形成有机系中空粒子的膜的有机固体成分相对于构成整个绝热涂膜的固体成分100质量份的比例。绝热涂膜的平均涂膜厚度为5～500μm是因为，如果平均涂膜厚度小于5μm，则无法充分地获得绝热效果，如果超过500μm，则所形成的绝热涂膜的强度变弱，干燥时间变长，在无机板的表面具有设计花纹的情况下，会将花纹的凹凸埋没而使外观改变等。
另外，本发明中，在绝热涂膜的形成工序中，如果形成绝热涂膜的涂料含有水溶性溶剂，则绝热涂膜更加均匀，因此绝热涂膜也可以含有水溶性溶剂。该情况下，如果水溶性溶剂包含二醇系溶剂及二醇醚系溶剂的至少1种以上，则更有助于均匀化，因此优选。
而且，本发明中，如果将绝热涂膜作为建筑板的最表层形成，则会显现出该绝热涂膜所具有的合适的表面状态和光泽，从设计上考虑优选。
此外，本发明的建筑板的制造方法是在无机板的表面涂布含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂料，将其干燥而形成绝热涂膜。对于无机板、涂膜形成材料如前所述。这里，本发明的建筑板的制造方法中，作为绝热涂料，使用在每100质量份涂料固体成分中含有0.01～5.0质量份的平均粒径为5～50μm的范围、并且平均中空率为80％以上的有机系中空粒子的涂料，将其干燥而使绝热涂膜的平均涂膜厚度为5～500μm。在 绝热涂料中使用平均粒径为5～50μm的范围、并且平均中空率为80％以上的中空粒子是因为，如前所述，如果中空粒子的平均粒径小于5μm，平均中空率小于80％，则所形成的绝热涂膜的绝热效果不够充分，如果中空粒子的平均粒径大于50μm，则所形成的绝热涂膜的强度变弱，该绝热涂膜脆弱，有可能容易产生涂膜密合的不佳状况等。为了满足此种平均粒径和平均中空率，并且保持该状态，需要将中空粒子设为有机系材料。如果从耐久性、绝热性的方面考虑，则中空粒子优选由丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯的至少1种以上构成。
另外，本发明的建筑板的制造方法作为绝热涂料使用每100质量份涂料固体成分含有0.01～5.0质量份的有机系中空粒子的涂料。使用有机系中空粒子的含量在每100质量份涂料固体成分中为0.01质量份以上的涂料是因为，如果小于0.01质量份，则所形成的绝热涂膜的绝热效果不够充分，设为5.0质量份以下是因为，如果大于5.0质量份，则所形成的绝热涂膜的强度变弱，该绝热涂膜脆弱，有可能容易产生涂膜密合等。而且，有机系中空粒子的含量表示的是形成有机系中空粒子的膜的有机固体成分相对于构成绝热涂料的固体成分100质量份的比例。
此外，本发明的建筑板的制造方法中，涂布所述的绝热涂料，将其干燥而形成平均涂膜厚度为5～500μm的绝热涂膜。作为涂料的涂布方法，有喷涂、辊涂、淋涂、浸涂等各种方法，然而只要干燥后的绝热涂膜的平均涂膜厚度为5～500μm，则无论是哪种方法都可以。将绝热涂膜的平均涂膜厚度设为5～500μm是因为，如果平均涂膜厚度小于5μm，则所形成的绝热涂膜的绝热效果不够充分，如果超过500μm，则所形成的绝热涂膜的强度变弱，干燥时间变长，在无机板的表面具有设计花纹的情况下，会将花纹的凹凸埋没而使外观改变等。如果是30～500μm，则覆盖力优异，因此更加优选。干燥没有特别限制，只要可以形成绝热涂膜即可，然而如果考虑在可靠地保持有机系中空粒子的中空结构的同时，形成绝热涂膜，则优选将干燥时的涂膜温度设为130℃以下。如果考虑有机系中空粒子的耐热性，则更优选设为40～110℃。
另外，如果绝热涂料含有水溶性溶剂，则所形成的绝热涂膜容易变得均匀，因此优选。具体来说，如果混合所述的绝热效果高的有机系中空粒 子，则在将绝热涂料涂布在无机板上并干燥时，会有在形成中的整个涂膜中热难以均等地传递的问题。所以，通过使用含有水溶性溶剂的绝热涂料，在干燥时热容易在形成中的整个涂膜中传递。其结果是，可以形成均匀的绝热涂膜，可以遍及整个建筑板地利用绝热涂膜获得均匀的绝热效果，作为整体来说建筑板的绝热性提高。作为水溶性溶剂，例如可以使用乙二醇、丙二醇、二甘醇、二丙二醇正丁醚、三丙二醇单甲醚等、或它们的混合物。该情况下，使绝热涂料的涂布及干燥中的涂膜温度比水溶性溶剂的沸点低。由此，即使在经过干燥后，水溶性溶剂也会充分地残留，可以有助于绝热涂膜的均匀的成膜。如果水溶性溶剂包含二醇系溶剂及二醇醚系溶剂的至少1种以上，则沸点高，因此在绝热涂膜的形成工序中容易残留到最后，容易有助于绝热涂膜的均匀化，因此优选。而且，在将绝热涂料的固体成分设为100质量份时，如果含有0.1～10质量份的水溶性溶剂，则可以可靠地进行整个绝热涂膜的均匀的成膜，因此优选。
而且，绝热涂膜的色调可以使用颜料调整。即，作为绝热涂料既可以使用含有颜料的涂料，也可以使用不含有颜料的涂料。
此外，本发明的建筑板的制造方法中，如果向建筑板的最表侧涂布绝热涂料、将其干燥而形成绝热涂膜，则会显现出绝热涂膜所具有的合适的表面状态和光泽，从设计上考虑优选。
下面，举出本发明的实施例。
在厚16mm的无机板（木纤维增强水泥板）的表面，涂布以丙烯酸树脂作为主成分的白色水性涂料，在约80℃的干燥机中干燥约5分钟而形成密封层。然后，向其表面涂布表1所示的绝热涂料，在约80℃的干燥机中干燥约5分钟，制造出实施例1～6、比较例1～6的建筑板。而且，实施例6、比较例6中使用在表面设有瓷砖花纹花纹的无机板，除此以外使用表面为平滑花纹的无机板。
各建筑板的详情如表1中记载所示。
即，实施例1中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为50μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、作为中空粒子的包含丙烯腈且平均粒径为15μm、平均中空率为98％的粒子2.0质量份、作为水溶性溶剂的乙二醇2.0质量份，用氧化钛调色。
实施例2中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为30μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、作为中空粒子的包含偏二氯乙烯和丙烯腈且平均粒径为20μm、平均中空率为98％的粒子5.0质量份、作为水溶性溶剂的丙二醇0.2质量份，用氧化钛调色。
实施例3中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为500μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、作为中空粒子的包含甲基丙烯腈和丙烯酸甲酯且平均粒径为40μm、平均中空率为98％的粒子0.5质量份、作为水溶性溶剂的二甘醇10质量份，用氧化钛调色。
实施例4中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为50μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸乳液、作为中空粒子的包含丙烯腈且平均粒径为15μm、平均中空率为98％的粒子2.0质量份、作为水溶性溶剂的乙二醇2.0质量份，用氧化钛和氧化铁（红色）调色。
实施例5中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为50μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的氟树脂乳液、作为中空粒子的包含丙烯腈且平均粒径为15μm、平均中空率为98％的粒子2.0质量份、作为水溶性溶剂的乙二醇2.0质量份，用氧化钛和氧化铁（黄色）调色。
实施例6中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为500μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、作为中空粒子的包含丙烯腈且平均粒径为15μm、平均中空率为98％的粒子2.0质量份，用氧化钛调色。
另一方面，在比较例1中，在绝热涂料中使用作为涂膜形成材料含有丙烯酸硅乳液、用氧化钛调色的涂料，形成膜厚为20μm的绝热涂膜。即，比较例1中，使用不含有中空粒子和水溶性溶剂的涂料形成涂膜。
比较例2中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为50μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、作为中空粒子的包含陶瓷且平均粒径为150μm、平均中空率为30％的粒子5.0质量份、作为水溶性溶剂的丙二醇2.0质量份，用氧化钛调色。
比较例3中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为100μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、包含丙烯酸甲酯且平均粒径为20μm、平均中空率为0％（实心）的粒子2.0质量份、作为 水溶性溶剂的乙二醇2.0质量份，用氧化钛调色。
比较例4中，在绝热涂料中使用作为涂膜形成材料含有丙烯酸乳液、用氧化钛和氧化铁（红色）调色的涂料，形成膜厚为20μm的绝热涂膜。
比较例5中，在绝热涂料中使用作为涂膜形成材料含有氟树脂乳液、用氧化钛和氧化铁（黄色）调色的涂料，形成膜厚为20μm的绝热涂膜。
比较例6中，在绝热涂料中使用如下的涂料形成膜厚为1000μm的绝热涂膜，即，含有作为涂膜形成材料的丙烯酸硅乳液、包含丙烯酸甲酯且平均粒径为50μm、平均中空率为0％（实心）的粒子2.0质量份，用氧化钛调色。
而且，为了考察色调对绝热效果的影响，实施例1～3、6、比较例1～3、6的涂料利用氧化钛而色调一致。同样地，实施例4和比较例4的涂料也利用氧化钛和氧化铁（红色）而色调一致，实施例5和比较例5的涂料也利用氧化钛和氧化铁（黄色）而色调一致。
另外，为了考察设计效果，实施例1～5、比较例1～5的无机板采用相同的平滑花纹，实施例6和比较例6的无机板采用相同的瓷砖花纹花纹。
对实施例1～6、比较例1～6的建筑板，进行了绝热效果的试验。试验方法使用了灯照射法。即，利用配置于距离建筑板表面为10cm位置的100V、150W的卤素灯，对建筑板的表面照射了光。此后，在连续照射10分钟后的时间点，使用辐射温度计测定出建筑板表面的温度。将其结果也表示于表1中。
此外，对实施例1～6、比较例1～6的建筑板，进行了外观确认。具体来说，利用目视观察各建筑板的绝热涂膜的表面状态，将绝热涂膜的表面平滑、并且可以表现出无机板的凹凸花纹的设为“○”，将对应于绝热涂膜的表面不平滑、或无法表现出无机板的凹凸花纹的任意一种情况的设为“×”。另外，使用株式会社堀场制作所制手提式光泽度计“Gloss Checker IG-320”，对各建筑板测定出绝热涂膜表面当中任意的5处的光泽度值，求出平均值。此后，将光泽度值的平均值为20以下的设为“○”，将其以外的设为“×”。将其结果也表示于表1中。
[表1]
而且，表1中，中空粒子（实心粒子）的含量、以及水溶性溶剂的含量是以相对于涂料固体成分100质量份的质量份表示。另外，中空粒子（实心粒子）的平均中空率是利用相对于中空粒子（实心粒子）的体积百分率 表示。
从表1可以清楚地看到，比较例1～6的表面温度达到63～69℃，而实施例1～6的表面温度落在50～59℃中。
另外，在以相同的色调比较的情况下，比较例1～3的表面温度达到63～65℃，而实施例1～3的表面温度落在50～56℃中。同样地，比较例4的表面温度达到68℃，而实施例4的表面温度停留在58℃，比较例5的表面温度达到69℃，而实施例5的表面温度停留在59℃。
即，可以说能够可靠地抑制建筑板的温度升高，能够提高其绝热性。
另外，比较例1、3～5的光泽度值为“×”，比较例2的涂膜表面状态为“×”（表面像粗糙皮肤那样为凹凸状），而实施例1～5的光泽度值、涂膜表面状态都为“○”，是平滑的。
此外，比较例6的涂膜表面状态为“×”，无法表现出无机板的凹凸花纹，而实施例6的涂膜表面状态为“○”，得以表现出无机板的凹凸花纹。
以上对本发明的一个实施方式进行了说明，然而本发明并不限定于此，可以在专利权利要求中记载的发明的范围内采取各种的变型方式。例如，作为绝热涂料，也可以使用还含有碳酸钙、粘土、丙烯酸珠等填充剂、消光珠、光稳定剂、紫外线吸收剂的涂料。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明，可以提供绝热性、设计性优异的建筑板及其制造方法。

Claims (12)

1.一种建筑板，其特征在于，其是将无机板的表面利用含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂膜覆盖的建筑板，
有机中空粒子的平均粒径为5～50μm的范围，并且平均中空率为80％以上，
绝热涂膜每100质量份固体成分含有0.01～5.0质量份的有机系中空粒子，平均涂膜厚度为5～500μm。
2.根据权利要求1所述的建筑板，其特征在于，
所述绝热涂膜被作为建筑板的最表层形成。
3.根据权利要求1所述的建筑板，其特征在于，
所述有机系中空粒子由丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯中的至少1种以上构成。
4.根据权利要求1所述的建筑板，其特征在于，
所述绝热涂膜含有水溶性溶剂。
5.根据权利要求4所述的建筑板，其特征在于，
所述水溶性溶剂由二醇系溶剂及二醇醚系溶剂中的至少1种以上构成。
6.根据权利要求1所述的建筑板，其特征在于，
所述无机板为陶瓷系墙板。
7.一种建筑板的制造方法，其特征在于，其是在无机板的表面涂布含有涂膜形成材料和有机系中空粒子的绝热涂料、将其干燥而形成绝热涂膜的建筑板的制造方法，
作为绝热涂料，使用每100质量份的涂料固体成分含有0.01～5.0质量份的平均粒径为5～50μm的范围、并且平均中空率为80％以上的有机系中空粒子的涂料，
将其干燥而使绝热涂膜的平均涂膜厚度为5～500μm。
8.根据权利要求7所述的建筑板的制造方法，其特征在于，
在建筑板的最表侧形成绝热涂膜。
9.根据权利要求7所述的建筑板的制造方法，其特征在于，
所述有机系中空粒子由丙烯腈、甲基丙烯腈、偏二氯乙烯、丙烯酸酯、苯乙烯中的至少1种以上构成。
10.根据权利要求7所述的建筑板的制造方法，其特征在于，
所述绝热涂料含有水溶性溶剂。
11.根据权利要求10所述的建筑板的制造方法，其特征在于，
所述水溶性溶剂由二醇系溶剂及二醇醚系溶剂中的至少1种以上构成。
12.根据权利要求7所述的建筑板的制造方法，其特征在于，
作为所述无机板，使用陶瓷系墙板。
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