JP6180092B2

JP6180092B2 - 壁面材

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Publication number: JP6180092B2
Application number: JP2012200328A
Authority: JP
Inventors: 初実酒井
Original assignee: Kikusui Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Kikusui Kagaku Kogyo KK
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014055436A

Description

この発明は、建築物や土木構造物等の構造物の表面に貼り付けて用いる壁面材に関する。

従来、建築物や土木構造物等の構造物の表面に、構造物の装飾や保護を目的として、シート状や板状の材料を取り付けることがある。このように構造物の表面に取り付けて用いる材料を、本明細書においては「壁面材」と言う。なお、壁面材は、壁面、床、天井、柱、梁等の構造物の任意の表面に貼り付けて用いることができる。

壁面材は、釘やネジ、或いは金属製の部材等を用いて壁面に取り付けることもあるが、厚みが薄くて比較的軽量な壁面材は接着剤で壁面に貼り付けることが多い。

接着剤で壁面に貼り付ける壁面材としては、例えば、特許文献１〜３がある。
特許文献１には、模様層部および基材部を積層させた壁面材が記載されている。また、基材部には不織布，織物，ガラスクロス，セラミックペーパー，合成紙等が用いることが、模様材部には透湿性のある樹脂を結合剤とする仕上げ塗材を用いることが記載されている。

特許文献２には、模様材及びベース材で構成され、この内ベース材が樹脂セメントモルタルであることを特徴とするフレキシブルシートが記載されている。また、ベース材に合成樹脂又は無機質繊維で構成される補強材を添装することが記載されている。

引用文献３には、多孔性繊維質シート基材の一面または両面に、ポリマー成分及びセメントを含む組成物に水を加えて混練したものを塗付して形成される透湿性防水シートが記載されている。

特開平７−１１９２７２号公報特開２０００−１７７０４１号公報特開２０００−０００９０６号公報

壁面材を取り付けた壁面には、不燃性が求められる場合がある。例えば、建築基準法では、不燃性の材料の規格として「不燃材料」、「準不燃材料」、「難燃材料」があり、これらについて性能基準が定められている。

このように壁面に不燃性が求められる場合に、特許文献１のような壁面材では、合成樹脂等の有機質成分の含有率が大きくなり、その有機質成分が燃焼するため十分な不燃性が得難かった。

一方、引用文献２や引用文献３のように、合成樹脂とセメントを結合材として用いる壁面材では、合成樹脂等の有機質成分の含有率を減らすことができた。

しかし、特許文献２のように補強のために無機質繊維で構成される補強材を使用したものや、特許文献３のように多孔性繊維質シートを基材としたものは、無機質繊維や多孔性繊維質シートが接着剤を吸い込むことによって、壁面等に貼り付ける際に用いる接着剤の使用量が増してしまうという問題があった。接着剤が合成樹脂等の有機質成分を含んでいると、壁面に施工される材料（壁面材と接着剤）全体の有機質成分量が増してしまうため、十分な不燃性が得難かった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、不燃性を備えた壁面材を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、構造物の表面に貼り付けて用いる壁面材であって、片面又は両面の表層に単位面積当たり２０〜３００ｇ／ｍ^２のアルカリ金属珪酸塩が表層の厚み０．０１〜０．１ｍｍの範囲に固着されている無機質繊維材によって形成されている無機質繊維層を有し、前記無機質繊維層中の単位面積当たりの有機質成分の質量が５〜６０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする壁面材である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記無機質繊維層に、有機質結合材及びセメント及び充填材として金属水酸化物を含有する模様層が積層され、前記模様層の単位面積当たりの質量が２００〜２５００ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記模様層中の有機質結合材の含有率が２〜８質量％であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記模様層中のセメントの含有率が１０〜６５質量％であり、有機質結合材の含有率が２〜８質量％であり、充填材として含有する金属水酸化物の含有率が２０〜８８質量％であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、不燃性を備えた壁面材を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、表面に前記無機質繊維層とは異なる意匠性を付与した場合でも、不燃性に優れた壁面材を提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の効果に加え、模様層と無機質繊維層との密着性が向上することによって、より不燃性に優れた壁面材を提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、模様層にひび割れ等の欠損が生じにくくなることによって、より不燃性に優れた壁面材を提供することができる。

本発明の壁面材は、構造物の表面に接着剤で貼り付けて用いる材料であって、少なくとも無機質繊維層を有するものであり、好ましくは無機質繊維層と模様層とを有するものである。

前記壁面材は、構造物の表面に接着剤で貼り付けることによって、構造物を装飾したり、保護したりする材料である。模様層を有する壁面材は、色彩、質感、及び形状等による意匠性によって壁面の装飾するための模様層が表面に現れるように、無機質繊維層が構造物側となるようにして接着剤等を用いて構造物表面に貼り付けられる。

また、壁面材を予め板状部材などに貼り付けておいて、その板状部材で構造物の壁等を形成してもよい。なお、壁面材は壁面、床、天井、柱、梁等の構造物の表面に用いることができる。なお、本発明の壁面材は不燃性を有するので、その性能を有効に発揮させるためには、壁面材を貼り付ける構造物の材質も不燃材料であることが好ましい。

以下、壁面材の各構成要素について詳細に説明する。

（無機質繊維層）
前記無機質繊維層は、片面又は両面の表層にアルカリ金属珪酸塩が固着されている無機質繊維材によって形成される。

前記無機質繊維材は、無機質繊維によって形成された紙状、薄板状或いは板状の材料あって、例えば、無機質繊維の不織布や織布を挙げることができる。前記無機質繊維としては、ロックウール、スラグウール、グラスウール、セラミックファイバー、ガラス繊維などの鉱物繊維、及びカーボン繊維等を挙げることができる。なお、前記セラミックファイバーとは、アルミナとシリカを主成分とした無機繊維の総称である。無機質繊維材は、無機質繊維同士を結合するための有機質結合材や、パルプ、合成樹脂繊維等の有機質繊維等の有機質成分を含有していてもよい。なお、前記有機質結合材としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを挙げることができるが、無機質繊維材が加熱された際に結合力が低下しにくい熱硬化性樹脂がより好ましい。
前記壁面材に無機質繊維材を用いること、無機質繊維材が構造物の表面の凹凸等の不陸に合せて変形するので、構造物の表面に不陸があっても、壁面材の表面に不陸が浮き出ることを抑えることができる。

無機質繊維材の厚みは１〜１０ｍｍ（より好ましくは２〜５ｍｍ）であることが好ましい。前記厚みがこの範囲にあると、無機質繊維材が構造物の表面の不陸に合せて十分に変形するため、構造物の表面に不陸があっても、壁面材の表面に不陸が浮き出ることを抑えることができる。また、無機質繊維材が構造物の表面の不陸に合せて変形することで、貼り付ける際の接着剤の使用量を抑えることができ、無機質繊維材が壁面の不燃性を向上させることができる。前記厚みが１ｍｍ未満である場合には、無機質繊維材が構造物の表面の不陸に合せて十分に変形することができない。逆に、前記厚みが１０ｍｍを超える場合には、外力が加わった場合の無機質繊維材の変形が大きくなることによって、壁面材を貼り付けるときや貼り付けた後に壁面材が変形してしまう恐れがある。

前記アルカリ金属珪酸塩としては、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム等の一般式Ｍ_２Ｏ・ｎＳｉＯ_２（式中Ｍは周期律表第１Ａ族に属するアルカリ金属であり、ｎはＳｉＯ_２／Ｍ_２Ｏのモル比である。）で表されるものを挙げることができる。
なお、以下の説明では、アルカリ金属珪酸塩の質量とは、Ｍ_２Ｏ及びＳｉＯ_２の合計質量をいう。

前記無機質繊維材の表層にアルカリ金属珪酸塩を固着させる方法としては、前記無機質繊維材の表面にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗付して乾燥硬化させる方法を挙げることができる。

前記アルカリ金属珪酸塩水溶液には、市販されているものを用いればよく、例えば、日本化学工業（株）社製の珪酸ソーダ１号、珪酸ソーダ２号、珪酸ソーダ３号、珪酸ソーダ４号、１Ｋ珪酸カリ、２Ｋ珪酸カリ、Ａ珪酸カリ、Ｂ珪酸カリ、Ｃ珪酸カリ、珪酸リチウム３０、珪酸リチウム４０、或いは、富士化学（株）社製の珪酸ソーダ１号、珪酸ソーダ２号、珪酸ソーダ３号、珪酸ソーダ４号、１Ｋ珪酸カリ、２Ｋ珪酸カリなどを用いることができる。

なお、無機質繊維材の表面にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗付する際には、アルカリ金属珪酸塩水溶液に、硬化剤、無機質成分、有機質成分等を混合していてもよい。

前記硬化剤としては、アルカリ金属珪酸塩水溶液用の硬化剤として一般的に知られているものを挙げることができ、例えば、リン酸やホウ酸等の酸、ケトンやアルデヒド等のカルボニル化合物、グリオキザール等の多価アルコール、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等の多価金属イオン、コロイダルシリカなどを挙げることができる。

前記無機質成分としては、川砂、珪砂、寒水砂、陶磁器粉砕物、ガラス粉、金属粉、金属化合物粉等の無機質粉末、ガラス繊維、金属繊維、金属化合物繊維、カーボン繊維等の無機質繊維などを挙げることができる。

前記有機質成分としては、有機質粉末、有機質繊維、或いは有機質結合材等を挙げることができる。

前記無機質繊維層中の単位面積当たりの有機質成分の質量が、５〜６０ｇ／ｍ^２（より好ましくは８〜５０ｇ／ｍ^２、特に好ましくは１０〜４０ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。有機質成分の質量がこの範囲にあれば、壁面材は十分な不燃性を発揮することができる。有機質成分の質量が６０ｇ／ｍ^２を超える場合には、壁面材の不燃性が低下する恐れがある。逆に、有機質成分の質量が５ｇ／ｍ^２未満である場合には、有機質結合材が少なくなることによって無機質繊維材が脆くなってしまう場合がある。

前記無機質繊維層は、無機質繊維材によって模様層を補強するとともに、壁面材を貼り付けた構造物の動きによって模様層にかかる応力を緩和させることができる。ただし、無機質繊維材をそのまま用いると、壁面材を貼り付ける際に用いる接着剤が無機質繊維材内に侵入するために、接着剤の使用量が増してしまう。その結果、構造物の表面に施工される材料（壁面材と接着剤）全体の単位面積当たりの有機質成分の質量が増してしまうことで十分な不燃性を得難くなる。
表層にアルカリ金属珪酸塩が固着している無機質繊維材を用いると、接着剤が無機質繊維材に侵入し難くなるので接着剤の使用量を抑えることができ、不燃性を向上させることができる。また、アルカリ金属珪酸塩を用いること、アルカリ金属珪酸塩の不燃性と加熱によって脱水する作用とによって無機質繊維層の遮炎性を向上させることができる。遮炎性を向上させることによって、壁面材が火災時に火炎にされた場合に接着剤に伝わる熱量を減らすことができるため、壁面材の不燃性を向上させることができる。

なお、接着剤の使用量を抑えるためには、無機質繊維層が接着剤と接する構造物側の表層にアルカリ金属珪酸塩が固着していることが好ましい。

また、前記無機質繊維層中の単位面積当たりのアルカリ金属珪酸塩の質量が、２０〜３００ｇ／ｍ^２（より好ましくは２５〜２５０ｇ／ｍ^２、特に好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。アルカリ金属珪酸塩の質量がこの範囲にあれば、接着剤の使用量を抑えることができるとともに、壁面が表面から加熱されたときに接着剤に伝わる熱量を減らすことができる。アルカリ金属珪酸塩の質量が２０ｇ／ｍ^２未満である場合には、接着剤の使用量を抑える効果や、壁面が表面から加熱されたときに接着剤に伝わる熱量を減らす効果が十分に得られない。逆に、アルカリ金属珪酸塩の質量が３００ｇ／ｍ^２を超える場合には、無機質繊維材が構造物の表面の不陸に合せて十分に変形することができなくなって、壁面材を貼り付ける際の接着剤の使用量を抑えることができなくなる恐れがある。

前記アルカリ金属珪酸塩は、前記無機質繊維材の表層の厚み０．０１〜０．１ｍｍ（より好ましくは０．０２〜０．０８ｍｍ、特に好ましくは０．０３〜０．０６ｍｍ）の範囲に固着していることが好ましい。前記厚みがこの範囲にあれば、接着剤の使用量を特に抑えることができるとともに、遮炎性を向上させることができる。前記厚みが０．０１ｍｍ未満である場合には、接着剤の使用量を抑えることができない恐れ、及び遮炎性を十分に向上させられない恐れがある。逆に、前記厚みが０．１ｍｍを超える場合には、無機質繊維材が構造物の表面の凹凸等の不陸に合せて十分に変形できない恐れがある。

（模様層）
前記模様層は、壁面材を貼り付けた場合に壁面の表面になる層である。模様層の色彩、質感、形状等による意匠が、そのまま壁面の仕上がりとなるので、壁面の意匠性を考慮して、模様層は表面に凹凸を設けてもよいし、顔料等を混ぜて着色してもよい。また、表面に塗料等を塗装して着色することができる。凹凸を設けたり、着色したりすることで、石材のような質感を持った模様層を得ることができる。

前記模様層は、セメントを結合材として含有していることが好ましく、セメント及び有機質結合材を結合材として含有していることがより好ましい。このような模様層は、有機質結合材とセメントにその他の材料や水を加えて混合した混合物が硬化して形成される。

前記有機質結合材としては、セメント混和用に通常用いられる合成樹脂結合材を使用することができる。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。また、これらの合成樹脂を形成する単量体の２以上を共重合させて用いてもよい。これらの合成樹脂は、合成樹脂エマルション、水溶性樹脂、又は再乳化型粉末樹脂等の形態で使用することができる。

前記セメントとしては、水と反応して硬化する水硬性セメント、及び二酸化炭素等と反応して硬化する気硬性セメントを挙げることができる。水硬性セメントとして、例えば、普通ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント等の各種セメントなどを挙げることができる。また、気硬性セメントとしては、例えば、石膏、消石灰、ドロマイトプラスターなどを挙げることができる。
なお、セメントとしては、白色ポルトランドセメント、石膏、消石灰、ドロマイトプラスター等の白色セメントを用いることが好ましい。白色セメントは、輻射熱を反射しやすいので、壁面材の不燃性を向上させることができる。

模様層は、合成樹脂とセメント以外に、充填材、顔料、添加剤等を含有していてもよい。

前記充填材としては、例えば、川砂、珪砂、寒水砂、陶磁器粉砕物、ガラス粉砕物、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機粉粒体、及び、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体、珪藻土等の軽量無機質骨材等の無機質充填材、合成樹脂粉粒体等の有機質充填材を挙げることができる。また、これらの表面に着色層を設けて着色したものでもよい。なお、前記着色層は有機質結合材等の有機質成分を含有していてもよい。
なお、充填材は、その一部又は全部を水酸化アルミニウム等の金属水酸化物とすることが好ましい。金属水酸化物は、加熱された際に起こる脱水反応によって吸熱作用によって壁面材の不燃性を向上させることができる。

前記顔料としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、黄鉛、亜鉛華、黄色酸化鉄、ベンガラ、カーボンブラック、カドミウムレッド、モリブデンレッド、クロムエロー、酸化クロム、プルシアンブルー、コバルトブルー等の無機系着色顔料、アゾ顔料、ジケトピロロピロール顔料、ベンズイミダゾロン顔料、フタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、イソインドリン顔料、イソインドリノン顔料、スレン顔料、ペリレン顔料、ペリノン顔料、ジオキサン顔料等の有機系着色顔料を挙げることができる。なお、模様層に顔料を添加する場合には、セメントとして白色セメントを用いると模様層に着色しやすい。

前記添加剤としては、セメント添加剤として通常用いられているものを挙げることができる。例えば、増粘剤、吸水防止剤、撥水剤、減水剤、流動化剤、保水剤、硬化遅延剤、硬化促進剤などを挙げることができる。

前記模様層は、セメント及び有機質結合材を含有し、模様層中のセメントの含有率が１０〜９８質量％（より好ましくは１５〜９５質量％、特に好ましくは２０〜９０質量％）、有機質結合材の含有率が２〜８質量％（より好ましくは２．５〜７質量％、特に好ましくは３〜６．５質量％）であることが好ましい。有機質結合材の含有率がこの範囲にあれば、不燃性を得やすいとともに、無機質繊維層との密着性に優れる。有機質結合材の含有率が８質量％を超える場合には、壁面材の不燃性が低下する恐れがある。逆に、有機質結合材の含有率が２質量％未満である場合には、不燃性は得易いが無機質繊維材との密着性が低下する恐れがある。また、セメントの含有率が１０質量％未満である場合には、模様層が脆くなる恐れがある。

前記模様層は、セメント及び充填材を含有し、模様層中のセメントの含有率が１０〜６５質量％（より好ましくは２０〜５５質量％）、充填材を含有率が３０〜９０質量％（より好ましくは４０〜８０質量％）であることが好ましい。充填材の含有率がこの範囲にあれば、不燃性を得やすいとともに、模様層にひび割れ等の欠損が生じにくくなる。充填材の含有率が９０質量％を超える場合には、相対的にセメントの含有率が少なくなるので、模様層が脆くなる恐れがある。逆に、充填材の含有率が３０質量％未満である場合には、模様層にひび割れ等の欠損が生じやすくなる恐れがある。

前記模様層は、充填材として前記金属水酸化物を含有していることが好ましい。模様層が金属水酸化物を含有することによって、より不燃性に優れた壁面材が得られる。その際は、模様層中の金属水酸化物を含有率が２０〜９０質量％（より好ましくは３０〜８０質量％、特に好ましくは３５〜７０質量％）であることが好ましい。金属水酸化物の含有率がこの範囲にあれば、より不燃性に優れた壁面材が得られる。金属水酸化物を含有率が９０質量％を超える場合には、壁面材が加熱された際に、金属水酸化物が脱水反応することによって模様層が脆くなる恐れがある。逆に、金属水酸化物を含有率が２０質量％未満である場合には、不燃性が十分でない恐れがある。

なお、前記模様層は、セメント、有機質結合材、及び充填材を含有することが最も好ましく、模様層中のセメントの含有率が１０〜６５質量％（より好ましくは１５〜６０質量％、特に好ましくは２０〜５５質量％）であり、有機質結合材の含有率が２〜８質量％（より好ましくは２．５〜７質量％、特に好ましくは３〜６．５質量％）であり、充填材の含有率が３０〜８８質量％（より好ましくは３５〜８０質量％、特に好ましくは４０〜７０質量％）であることが特に好ましい。セメントに加えて、有機質結合材及び充填材を含有することによって、上記したような有機質結合材又は充填材を含有することによる効果が得られるとともに、セメントを含有することによる白華現象によって模様層が変色することを抑制することができる。また、セメント、有機質結合材、及び充填材の含有率が前記範囲にあれば、有機質結合材又は充填材を含有することによる効果、及び白華現象によって模様層が変色することを抑制する効果が特に優れる。

前記模様層の単位面積当たりの質量が、２００〜２５００ｇ／ｍ^２（より好ましくは２５０〜２０００ｇ／ｍ^２、特に好ましくは３００〜１５００ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。模様層の質量がこの範囲にあれば、不燃性に優れた壁面材が得やすい。模様層の質量が２００ｇ／ｍ^２未満である場合には、模様層の厚みが薄すぎて模様層が脆弱になり破損しやすい。模様層の質量が２５００ｇ／ｍ^２を超える場合には、十分な不燃性を得難くなるとともに、重量が増えることによって、壁面材を貼り付けて固定するために必要な接着剤の使用量が増えてしまい、不燃性が低下する恐れがある。

（その他の構成要素）
前記壁面材には、必要に応じて、前記無機質繊維層及び模様層以外の層が形成されていてもよい。

例えば、無機質繊維層と模様層との密着性を向上させることを目的として、無機質繊維層と模様層との間に塗膜層を設けてもよい。また、無機質繊維層の表面の一部に模様層を形成しない部分を設けて、無機質繊維層の一部を露出させる場合には、無機質繊維層に着色することを目的として無機質繊維材の表面に着色用の塗膜層を設けてもよい。また、紫外線、水等の劣化要因や、大気中の塵等の汚染要因から模様層を保護することを目的として、模様層の表面に保護用の塗膜層を設けてもよい。

このような塗膜層の形成に用いる塗料は、一般的な塗料やコーティング剤から目的に応じて適宜選択すればよい。有機質成分を含有しない無機塗料であってもよいし、結合材としての有機質結合材等の有機質成分を含有する塗料であってもよい。また、結合材として有機質結合材と前記アルカリ金属珪酸塩水溶液を含有する塗料を用いることもできる。

前記塗膜層中の単位面積当たりの有機質成分の質量（塗膜層が複数ある場合には全ての塗膜層中の有機質成分の合計質量）は、５〜６０ｇ／ｍ^２（より好ましくは８〜５０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１０〜４０ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。有機質成分の質量がこの範囲にあれば、不燃性に優れた壁面材が得やすい。有機質成分の質量が６０ｇ／ｍ^２を超える場合には、壁面材の不燃性が低下する恐れがある。逆に、有機質成分の質量が５ｇ／ｍ^２未満である場合には、有機質結合材が少なくなることによって、模様層や無機質繊維層との密着性が低下する恐れがある。

前記塗膜層は、結合材として有機質結合材とアルカリ金属珪酸塩とを含有することがより好ましい。このような塗膜層は、有機質成分の質量を少なくすることができるとともに、模様層や無機質繊維層との密着性に優れている。この場合には、塗膜層中の有機質結合材とアルカリ金属珪酸塩との混合比率は、有機質結合材１質量部に対してアルカリ金属珪酸塩が０．５〜２．５質量部（より好ましくは０．６〜２質量部、特に好ましくは０．７〜１．５質量部）であることが好ましい。前記混合比率がこの範囲にあれば、有機質成分の質量が少なく、模様層や無機質繊維層との密着性に優れた塗膜層が得られる。有機質結合材１質量部に対してアルカリ金属珪酸塩が０．５質量部未満である場合には、有機質成分の質量が多くなり、不燃性が低下する恐れがある。逆に、有機質結合材１質量部に対してアルカリ金属珪酸塩が２．５質量部を超える場合には、模様層や無機質繊維層との密着性が低下する恐れがある。

以上の構成要素によって形成される壁面材は、単位面積当たりの壁面材の質量が５００〜５０００ｇ／ｍ^２（より好ましくは６００〜４０００ｇ／ｍ^２、特に好ましくは８００〜３０００ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。壁面材の質量がこの範囲にあれば、壁面材を貼り付ける接着剤の使用量を抑えても壁面に十分に固定することができる。壁面材の質量が５０００ｇ／ｍ^２を超える場合には、壁面材を貼り付けて固定するために必要な接着剤の使用量が増えてしまい、不燃性が低下する恐れがある。逆に、壁面材の質量が５００ｇ／ｍ^２未満である場合には、壁面材が薄くなることによって壁面材が脆弱になる恐れがある。

（実施形態）
前記壁面材の構成の一例を図１に示す。
図１の壁面材１は、無機質繊維層１１の片側の表面に模様層１２を積層したものである。

模様層１２は、前記したように有機質結合材とセメントとを含有した混合物を無機質繊維材の表面に塗付して形成することができる。このとき、無機質繊維材の側面にも前記混合物を塗付してもよい。なお、この壁面材１では、立体感のある意匠とするために、模様層１２の表面は平滑でなく、凹凸を設けている。

無機質繊維層１１には、無機質繊維材の片面にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗付して硬化させたものを使用している。このとき、無機質繊維材の性状やアルカリ金属珪酸塩水溶液の粘性、塗付方法などの諸条件によって、アルカリ金属珪酸塩水溶液が無機質繊維材に浸み込まずに硬化して無機質繊維材の表面にアルカリ金属珪酸塩の層が形成される場合、アルカリ金属珪酸塩水溶液が無機質繊維材に浸み込んで硬化して無機質繊維材の表層にアルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層が形成される場合、或いはその両方が形成される場合があるが、いずれも無機質繊維層１１の材料として用いることができる。

なお、壁面材１の製造においては、無機質繊維材へのアルカリ金属珪酸塩水溶液の塗付と、模様層１２の形成とはどちらを先に行なってもよい。
例えば、アルカリ金属珪酸塩水溶液の塗付を先に行なう場合には、まず無機質繊維材にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗付して硬化させ、その後、無機質繊維材の片面に模様層を形成することによって壁面材１を得ることができる。
逆に、アルカリ金属珪酸塩水溶液の塗付を後に行なう場合には、まず無機質繊維材の片面に模様層を形成し、その後、無機質繊維材のもう一方の面にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗付して硬化させることによって壁面材１を得ることができる。

無機質繊維層１１の構成の詳細を図２に記載する。この図２は無機質繊維層１１の断面の概要を示した図である。
この無機質繊維層１１は、無機質繊維材２１の片面にアルカリ金属珪酸塩水溶液を塗付して硬化させたものである。アルカリ金属珪酸塩水溶液の一部が無機質繊維材２１に浸み込むと、無機質繊維材２１の表面にアルカリ金属珪酸塩の層３１が形成させると共に、無機質繊維材２１の表層にはアルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２ができる。

なお、図２の無機質繊維層１１では、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２の厚みは、無機質繊維材２１の厚みの約１／５程度であるが、無機質繊維材２１全体にアルカリ金属珪酸塩が浸み込んで、無機質繊維材２１全体が、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２となっていてもよい。

また、図３の無機質繊維層１１のように、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２がなく、無機質繊維材２１の表面に、アルカリ金属珪酸塩の層３１だけが形成されていてもよい。

また、図４の無機質繊維層１１のように、アルカリ金属珪酸塩の層３１がなく、無機質繊維材２１の表層に、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２だけが形成されていてもよい。

なお、図５の無機質繊維層１１のように、無機質繊維材２１の両面にアルカリ金属珪酸塩の層３１を形成してもよい。また、このアルカリ金属珪酸塩の層３１の代わりに、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２が形成されていてもよいし、アルカリ金属珪酸塩の層３１に加えてアルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層３２が形成されていてもよい。

壁面材１を構造物に貼り付ける際に、楮物の表面に凹凸等の不陸がある場合には、表面の凸部を削ったり、或いはパテなどによって表面の凹部を埋めたりすることによって、予め表面を平滑にしておくとよりよい。壁面材１は不陸に合わせて変形することができるが、表面が平滑であった方が、壁面材を貼り付ける際の接着剤の使用量をより抑えることができる。

また、構造物の表面に予め塗料等を塗装しておいてもよい。例えば、構造物の表面の吸水性が大きいために構造物の表面が貼付けに使用する接着剤を過度に吸い込んでしまう場合には、塗料を塗装することで構造物の表面が接着剤を吸い込むのを抑えることができる。また、構造物の表面と接着剤との接着性が良くない場合には、構造物の表面に塗料等を塗装することで構造物の表面と接着剤との接着性を改善することができる。なお、構造物の表面に塗装する塗料は、一般的な塗料等から目的に応じて適宜選択すればよい。このような用途専用の塗料は、プライマー塗料や下塗り塗料として市販されているが、それら以外の塗料やコーティング剤も用いることができる。

壁面材１を構造物の表面に貼り付ける方法は、特に限定しない。例えば、予め、構造物の表面に接着剤を塗っておいて、そこに壁面材１を圧着する方法や、予め壁面材１の裏面に接着剤を塗っておいて、それを壁面材１に圧着する方法などを挙げることができる。

前記接着剤の種類等は、特に限定しない。例えば、結合材として前記アルカリ金属珪酸塩、及びセメント等の無機質結合材のみを含有する無機質接着剤、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、及びこれらを共重合したもの等の有機質結合材のみを含有する有機質接着剤、無機質結合材と有機質結合材とを含有する無機有機複合接着剤などを挙げることができる。
なお、有機質接着剤又は無機有機複合接着剤などのように、有機質成分を含有する接着剤を用いる場合に、本発明の壁面材の効果が特に発揮される。

以下に記載する試験体を作製し、各試験体の不燃性を評価した。

（試験体）
無機質繊維材として、厚み３ｍｍのロックウールフェルト（ロックウールと有機質結合材としてのフェノール樹脂とを混合してフェルト状に成形したもの）を使用した。このロックウールフェルトの単位面積当たりの質量は５００ｇ／ｍ^２であり、ロックウールフェルトに含まれる有機質成分の単位面積当たりの質量は３０ｇ／ｍ^２であった。

アルカリ金属珪酸塩として珪酸カリウム水溶液を使用した。

模様層は下記の配合の材料を硬化させて形成した。
模様層形成材料Ａ：普通ポルトランドセメント３００質量部、水酸化アルミニウム粉末３００質量部、アクリル樹脂エマルション（不揮発分５０質量％）６０質量部、水約１２０質量部。
模様層形成材料Ｂ：普通ポルトランドセメント３００質量部、珪砂粉１５０質量部、水酸化アルミニウム１５０質量部、アクリル樹脂エマルション（不揮発分５０質量％）８０質量部、水約１１０質量部。
模様層形成材料Ｃ：普通ポルトランドセメント３００質量部、珪砂粉３００質量部、アクリル樹脂エマルション（不揮発分５０質量％）８０質量部、水約１１０質量部。

また、無機質繊維層と模様層の間には下記の配合の塗料によって塗膜層を形成した。
塗料Ａ：アクリル樹脂エマルション（不揮発分５０質量％）４０質量部、珪酸カリウム水溶液（Ｍ_２２Ｏ及びＳｉＯ_２の含有率３０質量％）６０質量部、着色顔料２質量部。

前記の材料を用いて、以下の方法で各試験体を作製した。まず、ロックウールフェルトの両面又は片面に珪酸カリウム水溶液を塗付して硬化させた。珪酸カリウム水溶液はロックウールフェルトに浸み込んで硬化し、ロックウールフェルトの表層にアルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層を有する無機質繊維材が得られた。
次に、無機質繊維材の片面に、塗料Ａを塗付して乾燥させて塗膜層を形成し、塗膜層上に模様層形成材料Ａ、模様層形成材料Ｂ、又は模様層形成材料Ｂを塗付して硬化させて模様層を形成して壁面材を得た。

それらの壁面材を不燃材料である珪酸カルシウム板（厚み８ｍｍ）にアクリル樹脂を結合材とする接着剤を用いて貼り付けたものを試験体とした。

なお、接着剤で壁面材を貼り付ける前に、珪酸カルシウム板には、プライマー塗料として、前記の塗料Ａを塗付しておいた。

試験体に用いた各材料の硬化後の単位面積当たりの質量（ｇ／ｍ^２）を表１に記載する。また、各材料中に含まれる有機質成分の単位面積当たりの質量（ｇ／ｍ^２）を表１の括弧内に記載する。
表１は、模様層からプライマー塗料までを順に記載したものである。なお、塗料Ａとロックウールフェルトの間の珪酸カリウムの欄に質量が記載されていないものは、無機質繊維材の塗料Ａ側には珪酸カリウム水溶液を塗付していない。

（試験方法）
各試験体の不燃性を評価するために、ＩＳＯ５６６０−１に規定されているコーンカロリーメータ試験を行った。なお、輻射強度は５０ｋｗ／ｍ^２、加熱時間は２０分間とした。

（試験結果）
試験結果を表２に示す。
表２には、コーンカロリーメータ試験の結果、総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下であり、裏面まで貫通する亀裂及び穴がなく、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋｗ／ｍ^２を超えなかったものを合格「〇」とし、不合格になったものを「×」として記載した。

試験の結果、無機質繊維層に、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層を有する無機質繊維材を用いた実施例１〜８の壁面材は不燃性に優れていた。

無機質繊維層に、アルカリ金属珪酸塩を塗付していない無機質繊維材を用いた比較例の壁面材は、接着剤で壁面材を貼り付ける際に、無機質繊維材が接着剤を吸い込んでしまい、実施例と同量の接着剤で貼り付けることが困難であった。また、実施例と同量の接着剤で貼り付けても十分に接着できなった。そのため、壁面材を珪酸カルシウム板に接着するためには、実施例１〜９の接着剤の量では不十分であり、少なくとも表２に示す程度の量の接着剤が必要であった。その結果、総発熱量が合格基準を上まわり、不合格となった。

以上のように、無機質繊維層に、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層を有する無機質繊維材を用いると、不燃性を備えた壁面材を得ることができた。

なお、実施例では、アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層を有する無機質繊維材を用いたが、表面にアルカリ金属珪酸塩の層を有する無機質繊維材を用いても、無機質繊維材が接着剤を吸い込むことを抑えることができるとともに、壁面が表面から加熱されたときに接着剤に伝わる熱量を減らすことができるので同様の効果が得られる。

実施例７と実施例８とを比較すると、充填材として水酸化アルミニウムを使用している実施例７の方が総発熱量は少なく、水酸化アルミニウムの使用によって総発熱量を抑えることができた。

１壁面材
１１無機質繊維材
１２模様層
２１無機質繊維材
３１アルカリ金属珪酸塩の層
３２アルカリ金属珪酸塩が固着した繊維の層

壁面材の側面図無機質繊維材の断面の一部を示す模式図無機質繊維材の断面の一部を示す模式図無機質繊維材の断面の一部を示す模式図無機質繊維材の断面の一部を示す模式図

Claims

構造物の表面に貼り付けて用いる壁面材であって、片面又は両面の表層に単位面積当たり２０〜３００ｇ／ｍ^２のアルカリ金属珪酸塩が表層に厚み０．０１〜０．１ｍｍの範囲で固着されている無機質繊維材によって形成されている無機質繊維層を有し、前記無機質繊維層中の単位面積当たりの有機質成分の質量が５〜６０ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする壁面材。
前記無機質繊維層に、有機質結合材及びセメント及び充填材として金属水酸化物を含有する模様層が積層され、前記模様層の単位面積当たりの質量が２００〜２５００ｇ／ｍ ^２であることを特徴とする請求項１に記載の壁面材。
前記模様層中の有機結合材の含有率が２〜８質量％であることを特徴とする請求項２に記載の壁面材。
前記模様層中のセメントの含有率が１０〜６５質量％であり、有機質結合材の含有率が２〜８質量％であり、充填材として含有する金属水酸化物の含有率が２０〜８８質量％であることを特徴とする請求項３に記載の壁面材。