JP5222419B1

JP5222419B1 - 塗工液、及び塗工材

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Publication number: JP5222419B1
Application number: JP2012084784A
Authority: JP
Inventors: 辰夫大井; 博志横田; 哲則国武; 敦彦坂部
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2032-04-03
Also published as: JP2013213160A

Abstract

【課題】物体側面に対する着氷又は着雪防止効果を向上させることができる、塗工液、及び塗工材を提供すること。
【解決手段】塗工材１は、基材１０と、基材１０の少なくとも一つの側面に、樹脂を主成分とする樹脂塗布液３１に、羽毛粉末３２を所定量配合した塗工液３０が塗布されて形成された塗工層２０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、塗工液、及び塗工材に関する。

従来から、物体表面への着氷又は着雪を防止するための塗工液が用いられている。例えば、着氷又は着雪防止用の塗工液としては、シリコーン系、フッ素樹脂系、ゴム系等の塗工液が知られている。また、特許文献１には、有機溶剤溶解性乃至分散性合成樹脂を含む着氷防止用の塗工液において、固形分の重量比５〜５０％がフッ素化芳香族化合物からなる着氷又は着雪防止用の塗工液が開示されている。

特開平５−２３９３８１号公報

しかしながら、上述した従来の塗工液においては、物体側面に対する着氷又は着雪防止効果の向上が求められており、更なる改善が必要とされていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、物体側面に対する着氷又は着雪防止効果を向上させることができる、塗工液、及び塗工材を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の塗工液は、アルミ合金にて形成された基材の表面に、塗工層の厚みが３０μｍとなるように塗布し、該基材の表面への着氷又は着雪を防止するための塗工液であって、ポリウレタン樹脂を主成分とする塗布液に、羽毛粉末を重量比４０〜５０％配合している。

また、請求項２に記載の塗工材は、アルミ合金にて形成された基材と、前記基材の少なくとも一つの側面に前記請求項１に記載する塗工液が塗布されて形成された塗工層と、を備えている。

請求項１に記載の塗工液によれば、樹脂を主成分とする塗布液に、羽毛粉末を所定量配合したので、撥水性及び保温性に優れた羽毛粉末により、物体側面への着氷又は着雪を生じにくくさせることができ、従来の塗工液に比べて物体側面に対する着氷又は着雪防止効果を向上させることができる。

また、請求項２に記載の塗工材によれば、基材と、基材の少なくとも一つの側面に塗工液が塗布されて形成された塗工層とを備えるので、このような具体的な構成にすることで、塗工材を簡易に構成することができる。

本実施の形態に係る塗工材の一部を示した側断面図である。実験に用いられる塗工材の特性及び実験結果を示す図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る本実施の形態を詳細に説明する。ただし、この本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（構成）
本実施の形態に係る塗工材の適用対象は任意である。例えば、建築用の壁材、工具の把持部を構成する部材等が挙げられるが、以下では、建築用の壁材に適用した場合を例として説明を行う。

図１は、本実施の形態に係る塗工材の一部を示した側断面図である。塗工材１は、当該塗工材１の側面に着氷又は着雪が生じにくい部材である。図１に示すように、この塗工材１は、基材１０と、塗工層２０とを備えて構成されている。なお、塗工材１の側面のうち、建築物に遠い方の側面を屋外側の側面と称し、建築物に近い方の側面を屋内側の側面と称する（後述する基材１０の側面、又は塗工層２０の側面も同様とする）。

（構成−基材）
基材１０は、塗工材１の基本構造体である。この基材１０は、略平坦状の板状体として形成されており、後述する塗工液３０が塗布可能な材質、例えば、木工材料、紙材料、ガラス材料、合成樹脂材料、又は、金属材料にて形成されている。

（構成−塗工層）
塗工層２０は、基材１０の側面への着氷又は着雪を防止するための層である。この塗工層２０は、基材１０の屋外側の側面に塗工液３０が塗布された後、乾燥させて形成されている。この塗工層２０の構成は、当該塗工層２０が所望の着氷又は着雪防止機能を発揮することができる限りは任意であり、例えば、塗工液３０の塗工量が０．１〜６０ｇ／ｍ^２となるように、塗工層２０が形成されてもよい。本実施の形態では、塗工層２０の所望の着氷又は着雪防止機能を確保しながら、さらに塗工材１の製造コストを抑えるために、塗工液３０の塗工量が１０〜５０ｇ／ｍ^２となるように、塗工層２０が形成されている。

（塗工液）
塗工液３０は、塗工層２０を形成するための液である。この塗工液３０は、樹脂塗布液３１に羽毛粉末３２を所定量配合して構成されている。

（塗工液−樹脂塗布液）
樹脂塗布液３１は、樹脂を主成分とする塗布液である。ここで、「樹脂」とは、植物から分泌される天然樹脂と、高分子化合物からなる合成樹脂とを含む概念である。例えば、天然樹脂としてはゴム系の樹脂等が該当し、合成樹脂としてはゴム系の樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、又はシリコーン系樹脂等が該当する。本実施の形態では、塗工層２０の耐熱性を向上させることができると共に、羽毛粉末３２が分散されやすい樹脂であるポリウレタン樹脂を主成分とする樹脂塗布液３１が用いられている。この樹脂塗布液３１は、塗工層２０の厚さにムラが生じにくく、且つ、塗工液３０が塗布されやすい所定の粘度となるように調製されている。

（塗工液−羽毛粉末）
羽毛粉末３２は、羽毛を粉末状にしたものである。ここで、「羽毛」とは、動物の毛や皮を含む天然素材を意味し、例えば、髪、羊毛、獣毛、鳥類の羽、又は皮膚の表皮等を含む概念である。ここで、羽毛は、当該羽毛の成分の約７０％をケラチンで構成されている。ケラチンは、数多くの蛋白質のうちで最も強度に富む繊維性蛋白質であり、疎水性の高いアミノ酸組成を有していると共に、低い熱伝導率（具体的には、熱伝導率０．９Ｗ／ｍＫ）を有している。このことから、羽毛粉末３２は、撥水性及び保温性（あるいは、断熱性）に優れていると言える。また、羽毛は、羽毛繊維の特徴である内部中空構造により油分を捕捉し易い性質を有することから、例えば、塗工層２０の屋外側の側面にインクが塗られた場合に、このインクは均一に速やかに塗工層２０（特に、羽毛粉末３２）に吸収される。また、羽毛は、離解性に優れていることから、例えば、塗工材１からの塗工層２０の剥ぎ取りが比較的容易となるので、基材１０のリサイクルを容易に行うことができる。

この羽毛粉末３２は、羽毛をアルコール系溶剤に浸漬し、当該浸漬した羽毛を乾燥させた後にボールミル等で粉砕することにより、粉末状に形成されている。この羽毛粉末３２の粒子の大きさについては、例えば、５〜１２０μｍの範囲の大きさにて、羽毛粉末３２が形成されることが好ましく、本実施の形態では、２０μｍ程度の大きさにて、羽毛粉末３２が形成されている。

また、塗工液３０における羽毛粉末３２の配合率については、この配合率が重量比５０％以上になると塗工層２０の厚さを均一にすることが難しくなることを考慮して、塗工層２０が所望の着氷又は着雪防止機能を発揮することができるように、例えば、後述する実験結果に基づいて、塗工液３０における羽毛粉末３２の配合率が重量比５〜５０％となるように、設定されている。

（塗工材の製造方法）
次に、上述した塗工材１の製造方法について説明する。この塗工材１の製造方法については、基材１０の屋外側の側面に、グラビアコーター等の公知のコーター設備によって塗工液３０を塗布する。そして、熱風乾燥装置等の公知の乾燥設備によって塗工液３０が塗布された基材１０を所定時間乾燥させる。これにて、図１に示す塗工材１が製造される。

（実験結果）
次に、上述した塗工材１に関する着氷力試験の実験結果について説明する。この着氷力試験とは、塗工材の側面上に所定形状の氷を形成し、当該形成された氷を剥離するのに要する強度を測定する試験である。

まず、この実験の概要について説明する。この実験に用いられる着氷力計測試験機は、低温槽と、ロードセルを用いた計測手段とを備えて構成されている。低温槽は、塗工材を冷凍するための冷凍手段であり、公知の低温槽にて構成されている。ロードセルを用いた計測手段は、バーを介して塗工材に形成された氷を押圧すると共に、この押圧力を計測する計測手段である。バーは、鋼材等にて形成された略棒状体であり、バーの一方の端部は低温槽内に収容されており、バーの他方の端部はロードセルを用いた計測手段に対して固定具等によって接続されている。

また、図２は、実験に用いられる塗工材の特性及び実験結果を示す図である。図２に示すように、この実験の実験対象としては、本実施の形態の塗工材（以下、本願の塗工材と称する）と、従来の塗工液が塗布された塗工材（以下、従来の塗工材と称する）との２つの種類に分けられる。また、本願の塗工材は、塗工液における羽毛粉末の配合率や塗工層の厚さが異なる塗工材Ａ〜Ｉの９つの種類に分けられる。
ここで、本願の塗工材Ａ〜Ｈの構成については、図２に示すように、アルミ合金にて形成された略板状の基材と、塗工層の厚みが３０μｍとなるように、塗工液における羽毛粉末の配合率が重量比５％、１０％、２０％、２７％、４０％、５０％、６０％、又は６５％の塗工液が当該基材１０の側面にバーコーターで塗工されて形成された塗工層とを備えて構成されている。また、本願の塗工材Ｉの構成については、図２に示すように、アルミ合金にて形成された略板状の基材と、塗工層の厚みが１５μｍとなるように、塗工液における羽毛粉末の配合率が重量比２７％の塗工液が当該基材の側面にスプレーで塗工されて形成された塗工層とを備えて構成されている。また、従来の塗工材の構成については、図２に示すように、アルミ合金にて形成された略板状の基材と、当該基材の側面に従来の塗工液（ここでは、フッ素樹脂系の塗工液）がスプレーで塗工されて形成された塗工層とを備えて構成されている。

次に、この実験の実験方法について説明する。まず、各塗工材における塗工層側の側面上にリング（例えば、内径が２５．４ｍｍのリング）を置き、このリング内に水を入れる。次に、リング内の水を氷結させるために、各塗工材を低温槽内において−１５℃で所定時間保管する。次いで、各塗工材を固定具等によって低温槽内の所定位置に固定し、バーの一方の端部をリングの外縁部分に当接させた後、ロードセルを用いた計測手段によって、このリングをバーを介して押圧するが、リング内の氷が塗工材から剥離するまで押圧する。そして、ロードセルを用いた計測手段によって計測された押圧力のうち、最大の押圧力が塗工材の着氷力として記録される。

次に、この実験の実験結果について説明する。図２に示すように、本願の塗工材Ａ〜Ｉは、従来の塗工材よりも着氷力が小さかった。より具体的には、本願の塗工材Ａ〜Ｉの着氷力は、従来の塗工材の着氷力の約６８％以下となった。また、本願の塗工材Ｃ〜Ｆ、Ｉの着氷力は、従来の塗工材の着氷力の約３２％以下となった。また、本願の塗工材Ｄ〜Ｆ、Ｉの着氷力は、従来の塗工材の着氷力の約２５％以下となった。これらのことから、本願の塗工材Ａ〜Ｉは、撥水性及び保温性に優れた羽毛粉末を含む塗工液が塗布されているので、従来の塗工材よりも優れた着氷防止機能を有することがわかった。
また、本願の塗工材Ａ〜Ｆ、Ｉの結果から、塗工液における羽毛粉末の配合率が重量比５〜５０％の範囲においては、当該配合率が高くなるにしたがって着氷力が小さくなる傾向を示した。また、本願の塗工材Ｆ〜Ｈの結果から、塗工液における羽毛粉末の配合率が重量比５０〜６５％の範囲においては、当該配合率が高くなるにしたがって着氷力が大きくなる傾向を示した。これらのことから、塗工液における羽毛粉末の配合率が重量比を５〜５０％の範囲内に設定することが好ましいと考えられる。

（効果）
このように本実施の形態によれば、樹脂を主成分とする樹脂塗布液３１に、羽毛粉末３２を所定量配合したので、撥水性及び保温性に優れた羽毛粉末３２により、塗工材１の側面への着氷又は着雪を生じにくくさせることができ、従来の塗工液に比べて塗工材１の側面に対する着氷又は着雪防止効果を向上させることができる。

また、塗工液３０における羽毛粉末３２の配合率が重量比５〜５０％であるので、塗工液３０が塗布された塗工材１が所望の着氷又は着雪防止機能を有することができ、塗工材１の側面に対する着氷又は着雪防止効果を一層向上させることができる。

また、塗工液３０における羽毛粉末３２の配合率が重量比２０〜５０％であるので、塗工液３０が塗布された塗工材１が一層優れた着氷又は着雪防止機能を有することができる。

また、塗工液３０における羽毛粉末３２の配合率が重量比２７〜５０％であるので、塗工液３０が塗布された塗工材１がさらに一層優れた着氷又は着雪防止機能を有することができる。

また、塗工材１は、基材１０と、当該基材１０の屋外側の側面に塗工液３０が塗布されて形成された塗工層２０とを備えているので、このような具体的な構成にすることで、塗工材１を簡易に構成することができる。

〔実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

（基材について）
本実施の形態では、基材１０は、略平坦状の板状体として形成されていると説明したが、例えば、湾曲状、又はらせん状の板状体として形成されてもよい。あるいは、球状体、柱状体（例えば、三角柱、直方体、円柱等）、又は錐状体（円錐状体、三角錘状体等）等にて形成されてもよい。

（塗工層について）
本実施の形態では、塗工層２０は、基材１０の屋外側の側面に、塗工液３０が塗布されて形成されていると説明したが、これに限られない。例えば、冷蔵倉庫用の壁材として用いられる塗工材１の場合には、塗工層２０は、基材１０の屋内側の側面、又は基材１０の屋内側の側面及び屋外側の側面に、塗工液３０が塗布されて形成されてもよい。

（塗工液について）
本実施の形態では、塗工液３０は、樹脂塗布液３１に羽毛粉末３２を所定量配合して構成されていると説明したが、例えば、この塗工液３０に、さらに顔料の分散剤や吸着剤等を添加してもよい。

（塗工材の製造方法について）
本実施の形態では、基材１０の屋外側の側面に、グラビアコーター等の公知のコーター設備によって塗工液３０を塗布すると説明したが、例えば、作業者によって、スプレーで基材１０の屋外側の側面に塗工液３０を塗布させてもよい。また、熱風乾燥装置等の公知の乾燥設備によって塗工液３０が塗布された塗工材１を所定時間乾燥させると説明したが、例えば、作業者によって、ドライヤー等で塗工液３０が塗布された塗工材１を乾燥させてもよい。

（その他の塗工材の構造、及び製造方法について）
その他、塗工材１の構造、及び製造方法については、上記説明した技術的思想に逸脱しない範囲で、任意に変更することが可能である。

１塗工材
１０基材
２０塗工層
３０塗工液
３１樹脂塗布液
３２羽毛粉末

Claims

アルミ合金にて形成された基材の表面に、塗工層の厚みが３０μｍとなるように塗布し、該基材の表面への着氷又は着雪を防止するための塗工液であって、
ポリウレタン樹脂を主成分とする塗布液に、羽毛粉末を重量比４０〜５０％配合した、
塗工液。
アルミ合金にて形成された基材と、
前記基材の少なくとも一つの側面に前記請求項１に記載する塗工液が塗布されて形成された塗工層と、を備えた、
塗工材。