JP2018071316A - 建築材料 - Google Patents

Abstract

【課題】基材の表面に塗膜が設けられて着色されていても、十分な吸放湿性を発揮できる建築材料を提供する。【解決手段】本発明に係る建築材料は、吸放湿性を備える基材と、前記基材の表面上に設けられた塗膜と、を備え、前記塗膜は、透湿性を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、建築材料に関し、詳細には、建物の内装材として使用される、吸放湿性を備える建築材料に関する。

従来、基材の表面に塗膜を設けることで着色した建築材料が提案されている。

例えば、特許文献１には、基材の表面に水性エナメル塗料の塗膜を形成した化粧建築板が開示されている。また特許文献２には、基材の表面にベースコート層を形成した後、着色塗料としてアクリルウレタン系エナメル塗料を塗布した化粧板が開示されている。

また、このような建築材料を建物の内装材として使用する場合には、空気中の水蒸気を取り込み、また放出する機能、すなわち吸放湿性を有する基材を使用することがある。

特開２００９−１０７２９８号公報 特開２０１５−２２３７６９号公報

しかし、特許文献１、２に記載されているように基材の表面に塗膜を設けて着色を行うと、この塗膜によって、空気中の水蒸気の取り込み、及び空気中へ水蒸気の放出が阻害されて、十分な吸放湿性を発揮できないことがあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基材の表面に塗膜が設けられて着色されていても、十分な吸放湿性を発揮できる建築材料を提供することを目的とする。

本発明に係る建築材料は、
吸放湿性を備える基材と、
前記基材の表面上に設けられた塗膜と、を備え、
前記塗膜は、透湿性を有することを特徴とする。

本発明では、前記塗膜が、顔料及び骨材を合計で８０重量％以上含むことが好ましい。

本発明では、前記塗膜が、粒径が５μｍ以上の前記骨材を７０重量％以上含むことが好ましい。

本発明では、前記骨材が、アラゴナイト結晶系又はバテライト結晶系の炭酸カルシウムを含むことが好ましい。

本発明では、基材の表面に塗膜が設けられて着色されていても、十分な吸放湿性を発揮できる建築材料を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る建築材料の概略の断面図である。 図２は、同上の建築材料の断面の一部を拡大した模式図である。 図３は、同上の建築材料の表面の顕微鏡写真である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

図１に、本実施形態の建築材料１０を示す。建築材料１０は、吸放湿性を有する基材１と、基材１の表面上に設けられた塗膜２と、を備える。この塗膜２は、透湿性を有する。

本実施形態の建築材料１０では、塗膜２が透湿性を有するため、この塗膜２を介して、空気中の水蒸気を基材１に取り込むことができるとともに、この塗膜２を介して、基材１に取り込まれた水蒸気を空気中に放出することができる。このため建築材料１０は、基材１の表面に塗装が設けられて着色されているにも関わらず、十分な吸放湿性を発揮することができる。

以下、本実施形態の建築材料１０を製造する方法を説明する。

まず、基材１を用意する。基材１は、吸放湿性を有していれば、特に限定されない。ここでいう吸放湿性とは、ＪＩＳ Ａ １４７０−１で規定される吸放湿性試験によって測定される吸湿性及び放湿性を意味する。このような基材１としては、例えば、セメントを主成分とする窯業系基材、フレキシブルボード、珪酸カルシウム板、石膏スラグ板、パーライト板、木片セメント板、プレキャストコンクリート板、ＡＬＣ板、石膏ボード等の無機質板、木質系基板等を使用することができる。尚、基材１は、金属系基板などの吸放湿性を有さない基材ではないことが好ましい。

特に基材１は、多数の細孔を備え、優れた吸放湿性を備える調湿建材であることが好ましい。この場合、建築材料１０を調湿建材として使用することができる。このような調湿建材としては、上記のＪＩＳ Ａ １４７０−１で規定される吸放湿性試験によって吸放湿率７０％以上、または、放湿量２０ｇ／ｍ^２以上のものであって、例えば、ゼオライトや珪藻土などの吸放湿性をもつ材料をセメント、石膏などの凝結硬化剤で固めた建材、吸放湿性を持つ材料を粘土などと混合し焼成して形成した建材、水酸化アルミニウムと粘土とを混合して焼成して形成した建材、セメント及び水を含有する成形材料からなる基材を養生硬化した後に炭酸化処理を施して形成した建材などが挙げられる。

次に、基材１の表面上に塗料を塗布することにより、塗膜２を形成する。

塗料としては、顔料、骨材、及び樹脂を含有する塗料を使用することができ、例えば、顔料及び骨材を含有するアクリル樹脂系のエナメル塗料を使用することができる。このエナメル塗料は、例えば、アクリル系又はアクリルシリコン系のエマルション樹脂に、顔料及び骨材と、有機溶媒、消泡剤、増粘剤等の添加剤、水等を加えて撹拌分散することにより、調製することができる。

本実施形態では、塗料中の固形分全量に対して、顔料及び骨材の合計が８０重量％以上であることが好ましい。これにより、塗膜２に含まれる顔料及び骨材の合計の割合を、８０重量％以上にすることができる。この場合、基材１による吸湿及び放湿が、塗料に含まれる樹脂によって阻害されにくくなり、特に基材１が多数の細孔を有する調湿建材である場合に、この細孔が樹脂で埋められることが抑制されるため、基材１の吸放湿性を十分に発揮させることができる。顔料及び骨材の合計の上限値は、特に限定されないが、塗膜２の形成し易さの観点から、９０重量％以下であることが好ましい。塗料の固形分全量に対する、骨材の割合は６０〜８０重量％の範囲内であることが好ましく、顔料の割合は５〜１０重量％の範囲内であることが好ましい。この場合、塗膜２に含まれる骨材粒子間の隙間が樹脂によって充填されることを抑制することができるとともに、塗膜２を形成しやすくすることができる。

本実施形態では、骨材が、粒径が５μｍ以上のものを含有することが好ましい。この場合、塗膜２中に、水蒸気が通過できる経路を形成しやすくなり、塗膜の透湿性を向上させることができる。骨材の粒径の上限値は、特に限定されないが、例えば、２０μｍ以下であることがより好ましい。本実施形態では、骨材全量に対する、粒径が５μｍ以上のものの割合は、７０重量％以上であることが好ましい。この場合、塗膜の透湿性を特に向上させることができる。

本実施形態では、骨材が、炭酸カルシウムを含有することが好ましく、特に、アラゴナイト結晶系或いはバテライト結晶系の炭酸カルシウムを含有することが好ましい。アラゴナイト結晶系、及びバテライト結晶系の炭酸カルシウムは、その他の構造の炭酸カルシウムと比較して、嵩高い構造を形成することができるため、塗膜中に、水蒸気が通過できる経路を形成しやすくなり、塗膜の透湿性を向上させることができる。なお、骨材としては、例えば、合成プラスチックス、ガラス、セラミックス、有機高分子ビーズまたはガラスビーズ等の材質からなる球状粒子等を用いてもよい。

顔料としては、建築材料の着色に使用される公知の顔料を使用することができる。例えば、建築材料を白色に着色するならば、白色顔料である酸化チタンを使用することができる。塗膜２中の水蒸気が通過できる経路の形成し易さの観点から、顔料の粒径は、骨材の粒径よりも小さいことが好ましい。例えば、骨材全量に対して、粒径が５μｍ以上のものが７０重量％以上含まれる場合には、顔料の粒径は、０．２〜０．８μｍの範囲内であることが好ましく、０．４〜０．６μｍの範囲内であることが好ましい。なお、顔料としては、上記の酸化チタンの他に、カーボンブラック、シアニンブルー、スレンブルー、シアニングリーン、酸化鉄等を用いてもよい。

樹脂としては、公知のアクリル系又はアクリルシリコン系のエマルション樹脂であれば、特に限定されずに使用することができる。この樹脂の粒径は、例えば、０．０５〜０．２μｍの範囲内であることが好ましく、０．０７５〜０．１２５μｍの範囲内であることが好ましい。この場合、樹脂によって、骨材粒子間の隙間が樹脂によって充填されることを抑制するとともに、骨材及び顔料を樹脂で十分に接着することができ、さらに、塗膜２と基材１の表面とを十分に接着することができる。

上述の塗料を、基材１の表面に塗布した後、焼付乾燥することにより、塗膜２を形成することができる。塗料の塗布方法は、特に限定されないが、例えば、インクジェット、スプレーガン、ロールコーター、フローコーター、カーテンコーター等で塗布することができる。焼付乾燥は、例えば、ジェット乾燥機を用いて、８０〜１２０℃で１〜３分間の範囲内で行うことが好ましい。塗膜２の厚み（図１に示す厚みＴ_１）は、５０〜７０μｍの範囲内であることが好ましい。この場合、塗膜２の透湿性を十分に確保することができる。

上述の塗料によって形成された塗膜２の断面を拡大した模式図を図２に示し、塗膜２の電子顕微鏡を用いた拡大写真を図３に示す。この塗膜２には、複数の骨材粒子２０と、複数の顔料粒子２１と、樹脂２２とが含まれる。複数の骨材粒子２０の間には、複数の顔料粒子２１と、樹脂２２とが存在している。樹脂２２は、複数の顔料粒子２１を覆っている。また樹脂２２は、複数の骨材粒子２０同士を接着しているが、複数の骨材粒子２０間の隙間を充填していない。このため、複数の骨材粒子２０間には、顔料粒子２１及び樹脂２２が存在しない隙間２３が形成されている。この隙間２３によって、図２において矢印で示されるとともに、図３の顕微鏡写真でも確認可能な、水蒸気が通過可能な経路２４が形成される。これらの経路２４を介して、空気中の水蒸気を基材１に取り込むことができ、また基材１に取り込まれた水蒸気を空気中に放出することができる。それ故、塗膜２は透湿性を有する。経路２４の直径は、水蒸気の通過し易さの観点から、２〜３μｍの範囲内であることが好ましい。また樹脂２２は、複数の骨材粒子２０と、基材１の表面とを接着しているが、基材１の表面を覆っていない。このため、基材１が多数の細孔を有する調湿建材であったとしても、これらの細孔が樹脂２２によって完全に埋められることがないため、基材１の吸放湿性を十分に発揮することができる。

更に、本実施形態では、塗膜２の表面上にクリア塗膜３を形成してもよい。クリア塗膜３は透湿性を有する透明の塗膜である。このクリア塗膜３によって、塗膜２を定着及び保護することができるとともに、建築材料の表面に優れた光沢を付与することができる。クリア塗膜３の厚み（図１に示す厚みＴ_２）は、０〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。この場合、塗膜２の透湿性を十分に発揮させることができ、基材１の吸放湿性を十分に発揮することができる。クリア塗膜３は、透湿性を有していれば特に限定されないが、例えば、透明のアクリル樹脂系エナメル塗料で形成することができる。このエナメル塗料としては、例えば、アクリルエマルション樹脂やアクリルシリコン系エマルション樹脂に、有機溶媒、消泡剤、増粘剤等の添加剤、水等を加えて撹拌分散して調製されたエナメル塗料を用いることができる。エナメル塗料の塗布方法は、均一に塗布することができれば特に限定されず、例えば、インクジェット、スプレーガン、ロールコーター、フローコーター、カーテンコーター等で塗布することができる。クリア塗膜３は、例えば、塗膜２の表面上にエナメル塗料を塗布後、焼付乾燥することで形成される。焼付乾燥は、例えば、ジェット乾燥機を用いて、８０〜１２０℃で１〜３分間の範囲内で行うことが好ましい。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

（実施例１〜２、比較例１）
吸放湿性を有する基材として、セメントを主成分とする窯業系基材を用意した。次に、後掲の表１に示す割合で、樹脂、顔料、骨材、及び水を配合して、塗料を調整した。塗料に含まれる各材料の詳細は、以下の通りである。
・樹脂：アクリルエマルション樹脂（平均粒径０．１μｍ）。
・顔料：酸化チタン（平均粒径０．５μｍ）。
・骨材：アラゴナイト結晶系炭酸ナトリウム（平均粒径５μｍ）。

次に、基材の表面上に塗料を塗布し、焼付乾燥を行うことにより、塗膜を形成した。

次に、この塗膜の表面上に、透明のアクリル樹脂系エナメル塗料を塗布して、クリア塗膜を形成した。。

（評価）
実施例１〜２及び比較例１の建築材料について、放湿量、放湿量の低下率、塗膜の密着性を評価した。その結果を後掲の表１に示す。各評価の基準は、以下の通りである。

・放湿量
実施例１〜２及び比較例１の建築材料から、１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を切り出して、２３℃±０．５℃−５０±２％ＲＨにて恒量となるまで養生した後、ＪＩＳ Ａ １４７０−１「建材の吸放湿性試験方法−第１部：湿度応答法」に準拠した中湿域［２３±０．５℃−７５％ＲＨ（吸湿過程）、２３±０．５℃−５０％ＲＨ（放湿過程）］での吸放湿性能試験により、試験体の放湿量を測定した。

・放湿量の低下率
実施例１〜２及び比較例１の建築材料の放湿量の低下率を、下記式に基づいて測定した。

・密着性
実施例１〜２及び比較例１の建築材の表面に、ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−６：１９９９（ＩＳＯ ２４０９：１９９２）のクロスカット法に基づき、カット間隔１ｍｍ、カットライン１０本×１０本としてマス目数１００のクロスカット部を作製し、クロスカット部にニチバン社製セロテープ（登録商標）からなる粘着テープを貼付し、クロスカット部に貼付された粘着テープを引きはがした。その結果、全てのマス目が残存したものを○、マス目に剥がれがあった場合を×と評価した。

１ 基材
２ 塗膜

Claims (4)

1. 吸放湿性を備える基材と、
   前記基材の表面上に設けられた塗膜と、を備え、
   前記塗膜は、透湿性を有する
   建築材料。
2. 前記塗膜は、顔料及び骨材を合計で８０重量％以上含む
   請求項１に記載の建築材料。
3. 前記塗膜は、粒径が５μｍ以上の前記骨材を７０重量％以上含む
   請求項２に記載の建築材料。
4. 前記骨材は、アラゴナイト結晶系又はバテライト結晶系の炭酸カルシウムを含む
   請求項２又は３に記載の建築材料。