JP6292809B2

JP6292809B2 - 溶接棒

Info

Publication number: JP6292809B2
Application number: JP2013198567A
Authority: JP
Inventors: 秀行富沢
Original assignee: Lonseal Corp
Current assignee: Lonseal Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP2015063845A

Description

本発明は床材等の内装シートの接合に用いる溶接棒に関する。

建築物や車輌などの内装シートとしてポリ塩化ビニルなどの合成樹脂製シートが広く使用されている。床材などの内装シートを接着剤などで下地に張り付けて固定した後に、シートの継目から異物や水分の侵入を防ぐため、シートの継目処理を行うことが一般的である。この継目処理の方法としては、シーリング材の充填やシーム液による溶剤溶着、溶接棒による溶接などがある。
内装シートは施工後の汚れ防止のため定期的にワックスなどの防汚処理を行う場合があるが、その作業の煩雑さやメンテナンス時に出る廃液の処理といった問題から、施工後の防汚処理の必要がないメンテナンスフリーの内装シートが注目されている。メンテナンスフリーの内装シートとしては、紫外線や電子線などの活性エネルギー線により硬化する樹脂組成物からなる表面保護層を有するものなどがある。
一方で継目部分に関しては、ポリオレフィン系床材の継目構造においてポリオレフイン系床材の継目を汚れにくいポリオレフィン系樹脂からなる溶接棒を用いて溶接することが開示されている（特許文献１）。

特許第４１５２５１９号公報

しかしながら、ポリオレフィン系樹脂製以外の内装シート、とりわけビニル系内装シートを溶接可能な耐汚染性に優れた溶接棒は存在していなかった。

本発明は上記問題を解決するものであり、ワックス塗布など防汚処理の定期的なメンテナンスを必要としない内装シートの継目処理に用いることが可能な、耐汚染性に優れた溶接棒を提供することである。

本発明は、下地に内装シートを固定し、隣接する内装シートの互いに対向する端部間の継目を溶接棒により溶接する内装シートの施工方法であって、溶接棒が塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部と充填剤０重量部〜２０重量部とシリコーン系共重合体６重量部〜１０重量部とを含有する樹脂組成物または塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部とシリコーン系共重合体１重量部〜１０重量部とを含有し充填剤が添加されていない樹脂組成物からなり、溶接棒の溶接の余り部分を平滑にカットし、前記溶接棒をカットした面の算術平均粗さ（Ｒａ）を２．０μｍ以下とする内装シートの施工方法である。
また、下地に内装シートが固定され、隣接する内装シートの互いに対向する端部間の継目が上記の溶接棒により溶接され、継目部において溶接棒をカットした面が表面に露出しており、前記溶接棒をカットした面の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．０μｍ以下である内装シートの施工構造である。
さらには上記シリコーン系共重合体がシリコーン‐アクリル系共重合体である内装シートの施工方法および施工構造である。

上記のような構成としたことにより溶接目地に汚れが付着しにくく、また付着しても簡単な清掃で汚れを落とすことができ、防汚処理のメンテナンスを必要とせずに長期にわたって美観を維持することができる。

溶接棒（施工前）の表面拡大写真である。本発明の溶接棒（施工前）の表面拡大写真である。本発明の溶接棒（施工前）の表面拡大写真である。

以下、本発明について詳細を説明する。
はじめに、本発明の溶接棒を成形に用いる樹脂組成物の組成を中心に説明する。本発明の溶接棒は塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部と充填剤０重量部〜２０重量部とを含有する樹脂組成物からなる。

溶接棒に使用する塩化ビニル系樹脂としては、たとえばポリ塩化ビニル、エチレン−塩化ビニル共重合体、プロピレン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリル系樹脂共重合体、塩化ビニル−ウレタン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体などが挙げられ、これらを単独でも２種以上組み合わせて使用しても良い。これら塩化ビニル系樹脂の中でも加工性、価格の点でポリ塩化ビニルが好ましい。ポリ塩化ビニルは懸濁重合、乳化重合、塊状重合などの重合法により重合されるが、いずれの重合法により製造されたポリ塩化ビニルも使用でき、また異なる重合法によって得られたポリ塩化ビニルを複数使用することもできる。ポリ塩化ビニルの平均重合度は４００〜１５００の範囲のものが好ましい。

可塑剤は通常の可塑剤を使用できる。例えば、ＤＯＰ（ジ‐２‐エチルヘキシルフタレート）、ＤＩＮＰ（ジイソノニルフタレート）、ＤＩＤＰ（ジイソデシルフタレート）などのフタル酸エステル系可塑剤や、ＤＯＡ（ジ‐２‐エチルヘキシルアジペート）、ＤＩＤＡ（ジイソデシルアジペート）などのアジピン酸エステル系可塑剤、ＤＯＳ（ジ‐２‐エチルヘキシルセバケート）などのセバシン酸エステル系可塑剤、ＤＯＺ（ジ‐２‐エチルヘキシルアゼレート）などのアゼライン酸エステル系可塑剤といった脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、ＴＣＰ（トリクレジルホスフェート）、ＴＰＰ（トリフェニルホスフェート）、ＴＸＰ（トリキシレニルホスフェート）などのリン酸エステル系可塑剤、ＴＯＴＭ（トリス‐２‐エチルヘキシル‐トリメリテート）などのトリメリット酸エステル系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、エポキシ系可塑剤、スルホン酸エステル系可塑剤などが挙げられる。ブリードアウトしにくい可塑剤としては、塩化ビニル系樹脂との相溶性が良いフタル酸エステル系可塑剤や分子量の高いポリエステル系可塑剤などが挙げられる。可塑剤は単独で用いても複数の種類を複合して用いてもよい。

可塑剤の添加量は塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して２０重量部〜６０重量部である。複数の種類の可塑剤を用いる場合は、可塑剤の添加量の合計が塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して２０重量部〜６０重量部になるようにする。可塑剤の添加量が６０重量部を超えると溶接棒として施工された際に汚れが付着しやすく、付着した汚れが簡単な清掃で除去できなくなり、十分な耐汚染性が得られない。また可塑剤が２０重量部より少ないと溶接棒の加工が困難となり、また加工できても溶接棒が硬くなるために施工性の低下やカット作業性の低下等の不具合が生じる。可塑剤の添加量の範囲は２０重量部〜６０重量部であり、好ましくは３５重量部〜５５重量部である。

溶接棒には充填剤を添加することができる。充填剤としては炭酸カルシウム、シリカの他、タルク、マイカなどの板状フィラー、ベントナイト、焼成カオリンなどのクレー類、酸化マグネシウム、アルミナなどの金属酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物などの無機系充填剤が使用できる。充填剤には塩化ビニル系樹脂との親和性を高めるため、脂肪酸や変性脂肪酸などの各種表面処理が施されていてもよい。

充填剤の添加量は塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して０重量部〜２０重量部である。充填剤の添加量が増加すると溶接棒の表面の平滑性に及ぼす影響が大きくなり、施工後の溶接棒の表面粗さが大きくなるため汚れが付着しやすくなる。より好ましい充填剤の添加量は０重量部〜１０重量部であり、さらに好ましくは０重量部（添加せず）である。すなわち、充填剤を添加せず０重量部とすることが好ましいが、０．０１重量部〜１０重量部を添加しても汚れの付着をより防止することができる。

また充填剤の粒度及び形状も溶接棒としたときの表面の平滑性に影響する。充填剤の平均粒子径についてはＢＥＴ法やブレーン透過法などにより求めた比表面積から換算した比表面積径の場合、１μｍ〜５μｍの範囲のものが好適である。形状は板状のものがより好ましい。

また溶接棒にはさらにシリコーン系共重合体を添加してもよい。前記樹脂組成物にシリコーン系共重合体を添加することで前記樹脂組成物に摺動性が付与されるため、溶接棒に汚れが付着しにくくなる。シリコーン系共重合体は、シリコーンと共重合可能な各種有機樹脂との共重合体であれば良い。シリコーンと共重合可能な樹脂として、例えばアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂などが挙げられ、これら共重合可能な樹脂のうち１種以上とシリコーンとを反応させることでシリコーン系共重合体が得られる。このうちアクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のいずれかとシリコーンを反応させたシリコーン系共重合体が塩化ビニル系樹脂との相溶性が良く、好ましい。

シリコーン系共重合体の構造としては、シリコーン鎖がシリコーンと共重合可能な樹脂骨格中にブロック的に配置するブロック共重合体と、シリコーン鎖がシリコーンと共重合可能な樹脂側鎖に配置、あるいはシリコーンと共重合可能な樹脂鎖がシリコーン側鎖に配置するグラフト共重合体が挙げられるが、好ましくはグラフト共重合体であり、より好ましくは共重合可能な樹脂鎖がシリコーン側鎖に配置するグラフト共重合体である。

シリコーン系共重合体の添加量は、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して１重量部〜１０重量部が好ましい。シリコーン系共重合体を添加することにより耐汚染性は向上するが、添加量が増加するとシリコーン共重合体の摺動性により溶接棒をカットする際にナイフが滑りやすくなるため、作業性の低下が懸念される。したがってより好ましい添加量は１重量部〜８重量部であり、さらに好ましくは２重量部〜７重量部である。

溶接棒には上記の他にも安定剤、加工助剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤、抗菌剤などの添加剤を加工性の向上や使用用途に応じた物性を付与するために適宜配合することが出来る。溶接棒の成形には押出成形などの通常の熱成形装置が使用でき、加工温度や成形条件は前記樹脂組成物の加工物性に応じて適宜選定して成形する。

次に、溶接棒を使った内装シートの継目処理の方法について説明する。
建築物等の下地に内装シートを接着剤などで張り付け固定したのち、隣接する内装シートの互いに対向する端部同士の継目に必要に応じて溶接棒を受容する溝を形成し、溶接棒を加熱しながら熱溶接して継目に充填する。

溶接棒の溶接方法の具体例としては、まずシートの継目が中央にくるようにＵ字またはＶ字カッターで溝の深さがシートの厚みのおよそ三分の二程度となるように溝切を行う。その後、熱風溶接機に専用のノズルを装着し溶接棒を溝に熱溶着させていく。溶接した後、溶接部分が冷えてから溶接の余り部分（余盛り）を余盛り取りナイフおよびガイドを用いて大まかにカットし、さらに余盛り取りナイフ等で余盛りカットを行い、目地部分を平滑に仕上げる。溶接棒による継目処理は長尺ビニル系床シートに良く用いられる方法であり、ＵＶコーティングを施した長尺床材などのワックス処理が不要な床シートにも用いられる方法である。

このように溶接棒により継目処理を行う場合、継目部において溶接棒をカットした面が表面に露出するため、継目部の耐汚染性は溶接棒をカットした面の表面粗さにも影響を受ける。
ＪＩＳＢ０６０１には表面粗さを表すパラメータが各種定義されている。本発明の溶接棒においては、施工後の溶接棒表面の算術平均粗さＲａが２．０μｍ以下である必要があり、Ｒａが２．０μｍ以下であることにより施工後の耐汚染性に優れるものとなる。好ましくは１．６μｍ以下であり、より好ましくは１．４μｍ以下である。
また算術平均粗さＲａに比べ凹凸の落差を大きい部分を選んで測定する十点平均粗さＲｚがあるが、施工後の溶接棒表面のＲｚが１５μｍ以下であるとより耐汚染性に優れるものとなる。

図１〜図３はマイクロスコープを用いて施工前の溶接棒の表面状態を１００倍で観察したものである。
図１の溶接棒は表面の筋が太く、また筋の形状もゴツゴツとしたスギの木の樹皮のようなスギ樹皮状をしており、このような溶接棒は施工後の表面粗さも大きくなり、十分な耐汚染性が得られない。図２の溶接棒は同じく筋が表面に多数存在するが、筋の太さは図１に比べ細くシャープであり、表面の荒れも少ない。図３の溶接棒は表面の筋はほとんど見られず、梨地のようなマット状をしている。
本発明における溶接棒の施工前の表面状態としては図２のような筋状や図３のようなマット状のものが好ましく、より好ましくは図３のようなマット状のものである。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例および比較例に使用した各配合剤の具体的な物質名は以下の通りである。
塩化ビニル系樹脂：ポリ塩化ビニル樹脂
平均重合度１０００
可塑剤１：ジ‐２‐エチルヘキシルフタレート
可塑剤２：エポキシ化大豆油
安定剤：Ｂａ−Ｚｎ系金属石鹸
シリコーン系共重合体：シリコーン‐アクリル系グラフト共重合体
（アクリル樹脂鎖がシリコーン側鎖に配置）
シリコーン含有量７０％
充填剤：軽質炭酸カルシウム（脂肪酸処理）
比表面積径１．５μｍ（ＢＥＴ法比表面積換算値）

表１、表２に示した実施例及び比較例は、各配合を１６０℃の押し出し機で溶接棒を成形したものである。各溶接棒をビニル系床シートに溶接し、作業性、耐汚染性及び、溶接強度の評価を行った。

なお、後述の実施例および比較例の各評価項目については、以下の方法で評価を行った。
＜作業性＞
各溶接棒をビニル系床シートに溶接後、余盛りのカットしやすさの評価を行った。
◎：非常にカットしやすい
○：問題なくカットできる
△：やや悪いがカットは可能
×：カット不可能
＜耐汚染性＞
ＪＩＳＫ３９２０に記載のスネルカプセルテスターに標準ゴムブロックを６個入れ、溶接棒を溶接したシートを表面層がゴムブロックと接触する向きにセットして５０ｒｐｍの回転数で正転５分・反転５分を５サイクル回転させたあと、シートを取り出して溶接棒へのヒールマークの付着の程度を観察し(汚れ性)、表面層を乾いた布で拭いた後のヒールマークの付着の程度を観察した（清掃性）。
◎：付着なし
○：ほとんど付着なし（わずかに付着が認められる程度）
△：付着あり
×：激しく付着あり
＜溶接強度＞
ビニル系床シートに各溶接棒を溶接し、溶接部分が中央になるように３０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさにカットする。24時間養生後に引っ張り試験機にて２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、破断強度を測定した。
＜溶接棒算術平均粗さ（Ｒａ）と十点平均粗さ（Ｒｚ）＞
ビニル系床シートに各溶接棒を溶接し、余盛りをカットした後、ＪＩＳＢ０６０１に準拠して表面粗さ形状測定器（東京精密製）にて、算術平均粗さ（Ｒａ）と十点平均粗さ（Ｒｚ）を測定した。

実施例１〜５および比較例２では、可塑剤の添加量により作業性と耐汚染性が変化することがわかる。可塑剤の添加量が３５部以下となると溶接棒が硬くなり作業性がやや低下する傾向になる。また可塑剤の添加量が４０部以上となると作業性は改善するが、耐汚染性はやや低下する。

実施例４、６、７、１１および比較例１では、充填剤の添加量が低減するに従い耐汚染性が向上していることがわかる。例えば実施例１１は比較例１と比べて耐汚染性に優れている。また施工後の溶接棒の表面粗さは、充填剤を添加した系である実施例４、６および比較例１に比べて充填剤を添加していない実施例７、１１のほうが算術平均粗さＲａおよび十点平均粗さＲｚともに低い傾向にある。

実施例８〜１０ではシリコーン系共重合体を添加することにより実施例７に比べて耐汚染性評価の清掃性が改善され、シリコーン系共重合体の添加量が増えると汚れ性も改善されていることがわかる。一方シリコーン共重合体の添加量が１０部となると、シリコーン共重合体由来の摺動性が高くなり、余盛り取り時にナイフが滑り作業性が低下する傾向にある。

なお図１、図２、図３の溶接棒はそれぞれ比較例１、実施例１１、実施例９の溶接棒の表面を拡大観察したものである。

本発明の溶接棒は、汚れが付着しにくく、また付着しても簡単な清掃で汚れを落とすことができ、防汚処理等の定期的なメンテナンスを必要とせずに長期にわたって美観を維持することができるため、防汚処理を必要としない内装シートの目地処理用途に使用できる。

Claims

下地に内装シートを固定し、隣接する内装シートの互いに対向する端部間の継目を溶接棒により溶接する内装シートの施工方法であって、
前記溶接棒が塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部と充填剤０重量部〜２０重量部とシリコーン系共重合体６重量部〜１０重量部とを含有する樹脂組成物または塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部とシリコーン系共重合体１重量部〜１０重量部とを含有し充填剤が添加されていない樹脂組成物からなり、
前記溶接棒の溶接の余り部分を平滑にカットし、前記溶接棒をカットした面の算術平均粗さ（Ｒａ）を２．０μｍ以下とする内装シートの施工方法。
下地に内装シートが固定され、隣接する内装シートの互いに対向する端部間の継目が溶接棒により溶接されている内装シートの施工構造であって、
前記溶接棒が塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部と充填剤０重量部〜２０重量部とシリコーン系共重合体６重量部〜１０重量部とを含有する樹脂組成物または塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、可塑剤２０重量部〜６０重量部とシリコーン系共重合体１重量部〜１０重量部とを含有し充填剤が添加されていない樹脂組成物からなり、
継目部において前記溶接棒をカットした面が表面に露出しており、前記溶接棒をカットした面の算術平均粗さ（Ｒａ）が２．０μｍ以下である内装シートの施工構造。
前記シリコーン系共重合体がシリコーン‐アクリル系共重合体であることを特徴とする請求項１に記載の内装シートの施工方法。
前記シリコーン系共重合体がシリコーン‐アクリル系共重合体であることを特徴とする請求項２に記載の内装シートの施工構造。