JP5893839B2

JP5893839B2 - 天井材

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Publication number: JP5893839B2
Application number: JP2011062270A
Authority: JP
Inventors: 一人田口; 嘉弥東尾; 創齊藤; 純柴山
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Auto Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Auto Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2031-03-22
Also published as: JP2012197595A

Description

本発明は、施工した後、容易に天井表面材を剥離でき、その貼り替え作業を合理化し得る天井材に関する。

従来、マンション等の集合住宅や戸建て住宅等の内装工事においては、天井材の天井表面材の施工時には、接着剤が多く用いられており、また、釘や両面テープと併用して接着剤が使用される事もある。接着剤を使用する方法は、天井材表面に釘頭が出ず意匠性に優れることと、熟練を要せず作業が簡単であるという利点がある。しかしながら、接着剤を用いる従来方法には次のような欠点がある。すなわち、接着剤は一旦固まると剥がす事が困難になるために、天井材の張り替えや改修工事などで取り外す必要が生じた場合などには容易に修正ができず、通常一度張った天井材を取り外すときは、材料を破損してしまう事が多い。資源有効利用や施工面、コスト面から一度張った天井材を取り外すときに、材料を破壊しない施工方法の開発が望まれている。
このような問題を解決するために、接着剤の代わりに片面粘着テープと両面粘着テープ等による施工方法等が提案されているが、作業が煩雑であったり、天井材を取り外すときには下地材から残っている片面粘着テープを剥がさなくてはならないという問題点があった（特許文献１）。
また、液体成分中に中空粉体と中実粉体を特定の割合で混合した接着剤も提案されているが、下地材から天井表面材を剥離する際に下地材の破壊を低減することはできるものの下地材に接着剤皮膜が残存し、スクレイパー、カッター等を用いて接着剤皮膜を除去する工程が必要となるともに、石膏ボード等の弱い下地材の場合には下地材が破損する場合があるという問題点があった（特許文献２）。

特開２００３−０４１７４１号公報特開２００９−０２４０９５号公報

本発明は、上述の従来の問題に鑑みて、天井材の施工後、住居等として使用している間は天井材に剥落、反りや目隙等が発生しないように充分に固定でき、リフォームなどで天井表面材を剥がす際には、材料を破壊せずに、接着剤と下地材の界面で剥離できる天井材を提供するものである。

本発明は、上述の課題を解決すべく研究した結果、下地材表面を塗料で被覆したのち更にその上に接着剤層を設けて天井表面材を積層し一体化することにより、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、次の（１）及び（２）に示すものである。
（１）下地材と、アクリル樹脂系塗料被覆層と、数平均分子量５００以上のウレタン樹脂系高分子量可塑剤を含有するウレタン樹脂系接着剤層と、天井表面材とを、この順で積層し一体化してなる天井材であって、前記ウレタン樹脂系接着剤が、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる一液湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤であること、を特徴とする前記天井材。
（２）下地材と、アクリル樹脂系塗料被覆層と、数平均分子量５００以上のウレタン樹脂系高分子量可塑剤を含有するウレタン樹脂系接着剤層と、天井表面材とを、この順で積層し更に釘により一体化してなる天井材であって、前記ウレタン樹脂系接着剤が、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる一液湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤であること、を特徴とする前記天井材。

本発明により、天井材を施工した後、住居等として使用している間は天井材に剥落、反りや目隙等が発生しないように充分に固定でき、リフォームなどで天井表面材を剥がす際には、材料を破壊せずに、接着剤と下地材の界面で剥離できる為、下地材を再利用する事ができる。

図１は実施例１〜３における天井材の側断面図である。

以下、本発明について詳しく説明する。
本発明における接着剤層を形成するための接着剤としては、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる一液湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤である。
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、有機ポリイソシアネートと活性水素含有化合物とを、活性水素（基）に対してイソシアネート基過剰の条件で反応させて得られるものである。

前記有機ポリイソシアネートとしては、具体的には例えば、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート等のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）類、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート等のトルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）類、ジフェニルエーテルジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、ブチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、およびこれらジイソシアネートのカルボジイミド変性体、ビウレット変性体、アロファネート変性体、二量体、三量体、または、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ）などが挙げられ、これらは単独または２種以上を組合わせて用いることができる。
これらのうち、硬化後の引張り接着性などが優れている点で、芳香族ジイソシアネートが好ましく、さらにＭＤＩ類とポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが好ましい。

前記活性水素含有化合物としては、高分子ポリオール、アミノアルコール、ポリアミンなどが挙げられる。
高分子ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオキシアルキレンポリオール、ポリオレフィンポリオール、動植物系ポリオール、これらのコポリオール等、またはこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、へキサヒドロオルソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸等のポリカルボン酸、酸エステル、または酸無水物等の１種以上と、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４−シクロへキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイドあるいはプロピレンオキサイド付加物、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の低分子アルコール類、ヘキサメチレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン等の低分子アミン類、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等の低分子アミノアルコール類の１種以上との脱水縮合反応で得られる、ポリエステルポリオールまたはポリエステルアミドポリオールが挙げられる。
また、例えば、低分子アルコール類、低分子アミン類、低分子アミノアルコール類を開始剤として、ε−カプロラクトン、γ一バレロラクトン等の環状エステル（ラクトン）モノマーの開環重合で得られるラクトン系ポリエステルポリオールが挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、前述のポリエステルポリオールの合成に用いられる低分子アルコール類とホスゲンとの脱塩酸反応、あるいは前記低分子アルコール類とジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等とのエステル交換反応で得られるものが挙げられる。
ポリオキシアルキレンポリオールとしては、例えば、前述のポリエステルポリオールの合成に用いられる低分子アルコール類、低分子アミン類、低分子アミノアルコール類を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン等を単独あるいは２種類以上を組み合わせて開環重合させたポリオキシエチレンポリオール、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリオキシブチレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオール、（ポリオキシエチレン）―（ポリオキシプロピレン）ランダムあるいはブロック共重合ポリオール、（ポリオキシプロピレン）―（ポリオキシブチレン）ランダムあるいはブロック共重合ポリオール、更に、前述のポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールを開始剤としたポリエステルエーテルポリオールなどが挙げられる。また、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの変性用として、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどのモノアルコール類を開始剤として、前記プロピレンオキサイドなどのエポキシドを開環重合させたポリオキシアルキレンモノオールなども使用できる。
ポリオレフィンポリオールとしては、例えば、水酸基含有ポリブタジエン、水素添加した水酸基含有ポリブタジエン、水酸基含有ポリイソプレン、水素添加した水酸基含有ポリイソプレン、水酸基含有塩素化ポリプロピレン、水酸基含有塩素化ポリエチレンなどが挙げられる。
動植物系ポリオールとしては、例えば、ヒマシ油系ジオールなどが挙げられる。
これらの高分子ポリオールの数平均分子量は５００〜３０，０００、特に１，０００〜２０，０００が好ましい。
活性水素含有化合物として、場合により鎖延長剤も使用でき、鎖延長剤としては、前記のポリエステルポリオールの合成に用いられる低分子アルコール類、低分子アミン類、低分子アミノアルコール類等のうち分子量５００未満のもの、またはこれらの２種以上の混合物が好適に例示される。
前記の活性水素含有化合物として挙げた化合物は１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
これらのうちイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの粘度を低くできるため、得られる接着剤の作業性が良好なものとなり、硬化後のゴム弾性物性や接着性などが優れている点で、高分子ポリオールが好ましく、更にポリオキシアルキレンポリオールが好ましく、ポリオキシプロピレンポリオールが特に好ましい。
また、ポリオキシアルキレンジオールとポリオキシアルキレントリオールを併用する事が好ましい。ポリオキシアルキレンジオールのみを用いたイソシアネート基末端プレポリマーを含有する接着剤は、常温硬化後の接着剤の伸びは得られるが、加熱により極端な物性の低下が発生し、高速曲げによる発生音が生じる。また、ポリオキシアルキレントリオールのみを用いたイソシアネート基末端プレポリマーを含有する接着剤は、硬化後の接着強度はある程度発現されるが、伸びが不十分なため高速曲げによる発生音が生じる。このような点から、このポリオール混合物の配合割合は、ポリオキシアルキレンジオール／ポリオキシアルキレントリオール＝９０質量％／１０質量％〜３０質量％／７０質量％であることが好ましい。

イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーは、プレポリマーの分子中にイソシアネート基を残す必要がある。有機ポリイソシアネートのイソシアネート基と高分子ポリオール、場合により更に鎖延長剤の活性水素（基）とのイソシアネート基／活性水素（基）の当量比は、１．１〜２０．０／１．０が好ましく、更に１．５〜１５／１．０が好ましい。このようにして得られるイソシアネート基含有ウレタンプレポリマーのイソシアネート基含有量は０．１〜２０．０質量％が好ましく、さらに０．５〜１５．０質量％が好ましい。イソシアネート基含有量が０．１質量％未満の場合は、分子量が大きくなりすぎて粘度が増大し作業性が低下する。また、プレポリマー中の架橋点が少ないため、十分な接着性が得られない。イソシアネート基含有量が２０．０質量％を超える場合は、炭酸ガスによる発泡が激しくなるため好ましくない。

イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーの合成には、オクチル酸第一錫、オクテン酸錫などの、亜鉛、錫、鉛、ジルコニウム、ビスマス、コバルト、マンガン、鉄等の金属とオクチル酸、オクテン酸、ナフテン酸等の有機酸との塩、ジブチル錫ビス（アセチルアセトナート）、ジルコニウムテトラキス（アセチルアセトナート）、チタンテトラキス（アセチルアセトナート）などの金属キレート化合物、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート等の有機金属と有機酸との塩、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン等の有機アミンやその塩などの公知のウレタン化触媒を用いることができる。これらのうち金属有機酸塩や有機金属と有機酸との塩が好ましい。

前記接着剤には、ウレタン樹脂系接着剤との相溶性が良好な点から、数平均分子量５００以上のウレタン樹脂系高分子量可塑剤を含む。
ウレタン樹脂系高分子量可塑剤としては、活性水素を有するポリオキシアルキレン化合物とイソシアネート基含有化合物の反応物が好ましく、実質的に水酸基またはイソシアネート基を含有しないウレタン樹脂系高分子量可塑剤が好ましい。具体的には、ポリオキシアルキレン系アルコールと有機イソシアネートをイソシアネート基／水酸基の当量比が０．９〜１．１／１．０となる範囲で、最も好ましくは１／１で反応させて好適に製造することができる。当量比が０．９／１．０を下回ると水酸基の含有量が多くなり、配合したとき接着剤の耐水性や貯蔵安定性が悪化し、また１．１／１．０を上回るとイソシアネート基の含有量が多くなり、硬化後のゴム物性に対する悪影響が無視できなくなる点で好ましくない。数平均分子量は好ましくは１，０００以上、さらに好ましくは１，０００〜６０，０００、もっとも好ましくは２，０００〜２０，０００である。この範囲以外では、配合したときの剥離効果とブリードが極めて少ないことの両立が難しくなる。
なお、前記「実質的に水酸基またはイソシアネート基を含有しない」とは、反応当量比の選択により、ウレタン樹脂系高分子量可塑剤に少量の水酸基またはイソシアネート基が残存する場合があるが、貯蔵安定性や硬化後の物性に影響がなく、含有しないとみなしても差し支えがないことを意味する。
前記ウレタン樹脂系高分子量可塑剤の配合量は、ウレタン樹脂系接着剤中の硬化樹脂成分１００質量部に対して１０〜２００質量部、更に２０〜８０質量部であるのが好ましい。

本発明における塗料被覆層を形成するための塗料としては、表面硬度の高い被覆層の形成が可能な点で、アクリル樹脂系塗料であり、ポリイソブチルアクリレートを主成分とした塗料が好ましい。

本発明における下地材としては、石こうボード、構造用合板、ラワン合板、針葉樹合板、広葉樹合板、集成材、パーティクルボード、ムク板、モルタル、コンクリート、鉄骨フレーム、制振ゴムシートなどを使用することができる。

本発明における天井表面材としては、壁紙（クロス）、無垢材、化粧合板、繊維板、ロックウール板、石こうボード、アルミニウムやステンレスパネルなどの金属板などが挙げられ、壁紙（クロス）、繊維板、ロックウール板、石こうボード、又はアルミニウムやステンレスパネルなどの金属板が好ましい。

次に、本発明の天井材の形成について説明する。
本発明の天井材は、例えば、野縁等の下地材に塗料を塗布・硬化させて塗料被覆層を形成し、この塗料被覆層表面に接着剤を塗布し、羽目板などの天井表面材を貼り付けて形成することができる。

この場合に更に、天井表面材の上から下地材までを更に強固に固定する釘打ちを行ってもよい。

以下、本発明について実施例等により更に詳細に説明する。
〔合成例１〕
攪拌棒、温度計、窒素シール管および加熱・冷却装置付き混練・反応容器に、ポリオキシプロピレンジオール（旭硝子社製、エクセノール３０２１、数平均分子量３，２００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）１．１〜１．２）２００ｇとポリオキシプロピレントリオール（三井化学社製、ＭＮ−４０００、数平均分子量４，０００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）１．１〜１．２）１５０ｇを仕込み、次いで攪拌しながら脂肪酸表面処理炭酸カルシウム（丸尾カルシウム社製、カルファイン２００Ｍ）１５０ｇおよび炭酸カルシウム２５０ｇを仕込み、混練りして均一に分散させた。このときの脱水前のカールフィッシャー法による水分は０．１質量％であった。次いで、酸化カルシウム５０ｇを仕込み９０〜１１０℃で１時間攪拌・加熱し脱水操作を行った後、４０〜５０℃に冷却して脱水混合物を得た。脱水後の水分は０．０１質量％であった。次いで、窒素ガスを流しながら、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＴ、分子量２５０）１００ｇを攪拌しながら仕込んだ後、加温し７０〜７５℃で１時間反応させた。その後、常温に冷却して、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートＭＲ−２００）２０ｇ、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、ＫＢＭ４０３）３ｇ、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（日本チバガイギー製、イルガノックス１０１０）５ｇと高分子量可塑剤（三洋化成工業社製、ＬＢＵ−２５、ポリオキシアルキレン系ウレタン樹脂、数平均分子量６，２００）１０３ｇを仕込み均一になるまで３０分間混練りし、さらに減圧脱泡し、容器に詰め、密封して一液型湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤Ａ（以下、接着剤Ａという。）を調製した。（樹脂成分１００に対して高分子可塑剤２２）
この接着剤Ａは、製造直後の２５℃における粘度（Ｂ型回転粘度計使用）が１３８Ｐａ・ｓで、外観が乳白色ペースト状であった。

〔合成例２〕
合成例１において、高分子量可塑剤を２３２ｇ使用した以外は同様にして、一液型湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤Ｂ（以下、接着剤Ｂという。）を調製した。この接着剤Ｂは、製造直後の２５℃における粘度（Ｂ型回転粘度計使用）が９４Ｐａ・ｓで、外観が乳白色ペースト状であった。（樹脂成分１００に対して高分子可塑剤５０）

〔合成例３〕
合成例１において、高分子量可塑剤を３９８ｇ使用した以外は同様にして、一液型湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤Ｃ（以下、接着剤Ｃという。）を調製した。この接着剤Ｃは、製造直後の２５℃における粘度（Ｂ型回転粘度計使用）が８２Ｐａ・ｓで、外観が乳白色ペースト状であった。（樹脂成分１００に対して高分子可塑剤８５）

〔合成例４〕
攪拌棒、温度計、窒素シール管および加熱・冷却装置付き混練・反応容器に、ポリイソブチルアクリレート（藤倉化成社製、アクリルベースＭＭ−２００２−１、分子量５２，０００）２１０ｇ、メチルエチルケトン４９０ｇを仕込み６０℃で２時間攪拌・加熱して溶解した。その後、常温に冷却してアクリル樹脂塗料を調製した。

〔実施例１〕
下地材として石こうボード（吉野石膏社製、タイガーボード、１２．５ｍｍ厚）の表面に合成例４で得たアクリル樹脂塗料を塗布量１００ｇ／ｍ^２となるように均一に塗布し、常温で２４時間乾燥硬化させて塗料被覆層を形成したものを用いた。接着剤として、合成例１で得た接着剤Ａを塗布量５００ｇ／ｍ^２として用いた。天井表面材として、ロックウール板（大建工業社製、ソフトーン）を用いた。前記下地材、接着剤、天井表面材を用いて、後述する試験方法に従って、平面引張り試験の試験体（天井材）を２３℃、５０％相対湿度で７日間養生硬化させて製造した。

〔実施例２〕
実施例１において、接着剤Ａの代わりに合成例２で得た接着剤Ｂを使用した以外は同様にして、試験体（天井材）を製造した。

〔実施例３〕
実施例１において、接着剤Ａの代わりに合成例３で得た接着剤Ｃを使用した以外は同様にして、試験体（天井材）を製造した。

〔比較例１〕
実施例１において、下地材の表面にアクリル樹脂塗料を塗布しない（塗料被覆層なし）以外は同様にして、試験体（天井材）を製造した。

〔比較例２〕
実施例２において、下地材の表面にアクリル樹脂塗料を塗布しない（塗料被覆層なし）以外は同様にして、試験体（天井材）を製造した。

〔比較例３〕
実施例３において、下地材の表面にアクリル樹脂塗料を塗布しない（塗料被覆層なし）以外は同様にして、試験体（天井材）を製造した。

〔比較例４〕
比較例１において、接着剤Ａの代わりに可塑剤を含有しないウレタン樹脂系接着剤（オート化学工業社製、オートンアドハー８０００）を使用した以外は同様にして、試験体（天井材）を製造した。

実施例１〜３及び比較例１〜４で作成した試験体を使用して、以下に示す試験方法により試験した結果をまとめて表１に示す。
〔性能試験〕
＜引張りせん断＞
ＪＩＳＫ６８５０：１９９９「接着剤−剛性被着材の引張せん断接着強さ試験方法」に準拠して、製造した試験体の接着強さの測定及び破壊状況の観察を行った。
破壊状況から塗布面積に対する破断の位置が「接着剤層と塗料被覆層との界面」、塗料被覆層がない場合は「接着剤層と下地材の界面」の占める面積の割合を「界面剥離率」として示した。
＜平面引張り＞
ＪＩＳＡ５５３６：２００７「床仕上げ材用接着剤」、５．３．２「引張り接着強さ」に準拠して、製造した試験体及びこの試験体を８０℃で１，５００時間加熱後の接着強さの測定及び破壊状況の観察を行った。
破壊状況から塗布面積に対する破断の位置が「接着剤層と塗料被覆層との界面」、塗料被覆層がない場合は「接着剤層と下地材の界面」の占める面積の割合を「界面剥離率」として示した。

１下地材
２天井表面材
３塗料被覆層
４接着剤層

Claims

下地材と、アクリル樹脂系塗料被覆層と、数平均分子量５００以上のウレタン樹脂系高分子量可塑剤を含有するウレタン樹脂系接着剤層と、天井表面材とを、この順で積層し一体化してなる天井材であって、
前記ウレタン樹脂系接着剤が、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる一液湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤であること、を特徴とする前記天井材。
下地材と、アクリル樹脂系塗料被覆層と、数平均分子量５００以上のウレタン樹脂系高分子量可塑剤を含有するウレタン樹脂系接着剤層と、天井表面材とを、この順で積層し更に釘により一体化してなる天井材であって、
前記ウレタン樹脂系接着剤が、イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーからなる一液湿気硬化性のウレタン樹脂系接着剤であること、を特徴とする前記天井材。