JPH03110146A - 膜構造材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガラス繊維布（ガラスクロス）を基材とする膜
構造材料に関する。

（従来の技術） 近年、野球場、体育館等のような建築物の屋根に空気膜
構造やテンション構造を適用する例が増加しつつある。

これら空気膜構造、テンション構造は下記（ａ）〜（Ｃ
）のような特徴を有している。

（ａ）屋根重量が小さく大スパン構造が可能となること
。

（ｂ）透光性を有するので昼間の人工照射は不要であり
、しかも透過光は影の無いやわらかなものとなり、戸外
にいるような全く新しい室内空間を作り出せること。

（Ｃ）屋根の施工作業に要する工期短縮が可能であるこ
と。

そして、かような屋根構造の材料としては、ガラス繊維
布の表面にシリコーン樹脂層、ポリテトラフルオロエチ
レン（以下、ＰＴＦＥと称す）Ｎおよびガラスビーズ含
有ＰＴＦＥ層を順次形成せしめたものが知られている（
特公昭５５−７１４８号公報）。

ところで、近年、消防法や建築基準法による規制強化に
伴ない、アーケード、催事場等の屋根膜材にも難燃化が
要求されるようになり、従来からこれらに用いられてい
たポリ塩化ビニル製膜材の代替品が模索されている。

勿論、アーケード、催事場の屋根膜材として、上記公報
に記載されているようなガラス繊維布の表面にシリコー
ン樹脂層、ＰＴＦＥ層およびガラスビーズ含有ＰＴＦＥ
層を順次形成したものの適用も考えられる。しかしなが
ら、この膜材は白色のみであり、ファツション性、芸術
性を求められるアーケード、催事場には殆ど施工されて
いない。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明は着色されており、ファツション性、芸
術性を要求されるアーケード、催事場等にも適用し得る
膜構造材料を提供する。

（課題を解決するための手段） 本発明者はガラス繊維布とフッ素樹脂から成る膜構造材
料の基本特性（軽量、強度大等）を維持したままこれを
着色し、この着色を長期保証するため、種々検討を行な
った。そして、ＰＴＦＥ、ガラスビーズおよび着色剤の
三者を必須成分とする組成物から着色層を形成すると共
に該着色層をＰＴＦＥ層とフッ素樹脂層で挟持すること
により、上記目的を達成し得ることを見い出し、本発明
を完成するに至ったものである。

即ち、本発明に係る膜構造材料は、ガラス繊維布の表面
に、シリコーン樹脂層、ＰＴＦＥ層、ＰＴＦＥ、ガラス
ビーズおよび着色剤を必須成分として含む着色層、およ
びフッ素樹脂層が順次形成されて成るものである。

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。図
面において、１は膜構造材料における基材としてのガラ
ス繊維布であり、その表面にシリコーン樹脂層２が薄層
状に形成される。

ガラス繊維布の表面にシリコーン樹脂層を設けるに際し
ては、該繊維布にシリコーン樹脂を含浸せしめ、繊維布
を形成するガラス繊維の織目に存する小空隙を該樹脂に
より閉塞するのが、強度の向上、耐水性向上等のために
好ましいものである。

市販のガラス繊維布は通常サイジング剤が付着しており
、このサイジング剤がシリコーン樹脂の含浸に対する阻
害要因となり得ることが判明した。

従って、本発明においてはシリコーン樹脂の含浸に先立
ち、ガラス繊維布を約３５０°Ｃ以上の高温に曝し、サ
イジング剤を焼却除去するのが好ましい。

シリコーン樹脂は信越化学工業■、東しシリコーン■或
いはダウコーニング社等からそのエマルジョンやディス
バージョンが市販されており、これらを用いることもで
きる。

ガラス繊維布にシリコーン樹脂を含浸せしめると共に薄
層形成した際の、シリコーン樹脂の付着量が多くなると
、得られる膜構造材料の柔軟性は増すが、該布と強度メ
ンバーとなるフッ素樹脂との密着力が低下し、機械的ス
トレスの作用により層間剥離を生ずることがあることが
判明した。−方、シリコーン樹脂の付着量が少なくなる
と、得られる膜構造材料は硬くなり、布に折れ或いは亀
裂を生ずることがあることも判明している。

従って、本発明においてはシリコーン樹脂のガラス繊維
布に対する付着量を通常約１０ｇ／ｒｆｆ以下、好まし
くは約４〜６　ｇ／ｒｒｒとする。

また、シリコーン樹脂Ｎ２上に形成されるＰＴＦＥ層３
を形成するＰＴＦＥとしては、従来用いられていた分子
量２Ｘ１０’以下の粉末を用いることもできるが、塗膜
強度やシリコーン樹脂との密着力の観点から分子量３Ｘ
１０’〜４Ｘ１０’のものを用いるのがより好適である
。なお、このＰＴＦＥ層３の付着量は特に限定されるわ
けではないが、通常、１００〜６００ｇ／ｒｒｒである
。

本発明においてはＰＴＦＥ層３上に、更に着色層４およ
びフッ素樹脂層５が形成される。

着色層４はＰＴＦＥ、ガラスビーズおよび着色剤（顔料
、染料等）の王者を必須成分とする組成物によって、付
着量が通常１００〜５００　ｇ／ｉｆとなるように形成
する。王者の配合割合は、塗膜強度、ＰＴＦＥ層３およ
びフッ素樹脂５との密着力、分散性、発色の鮮やかさを
考慮すると、ＰＴＦＥ１００重量部に対し、着色剤２〜
１０重量部、ガラスビーズ１〜１０重量部とするのが好
ましいことが判った。

この着色層４を形成するのに用いられるガラスビーズは
中空あるいは中身のつまったもののいずれでもよ（、そ
の球径は、通常、１〜１００μｍである。

また、着色層４の形成に際しては、ＰＴＦＥの融点以上
の温度が適用されるため、着色剤としてはそのような高
温でも変質を生じない耐熱性を有するものを使用する。

かような耐熱性着色剤の具体例としては、赤色用、とし
てカドミウム系顔料、オレンジ用としてクロムまたはカ
ドミウム系顔料、黄色用として酸化チタン系またはカド
ミウム系、緑、青あるいは茶用としてカルジン系顔料、
黒色用としてカーボンを挙げることができる。

着色層４はガラスビーズおよび着色剤の含有により、そ
の表面は比較的粗い状態となっているため、本発明にお
いては該層４上に核層４の色を遮蔽しない薄いフッ素樹
脂層５（ただし、この層を形成するフッ素樹脂はＰＴＦ
Ｅを除くものとする）設け、表面を平滑とする。このフ
ッ素樹脂層５の付着量は通常５０〜１００　ｇ／％であ
る。そして、着色層４上を薄いフッ素樹脂層５で被覆す
ることにより、着色層４の色合いを低下せしめることな
（、着色層４へのクラックの発生を防止でき、またその
汚染も防止し得るという効果が得られる。

このフッ素樹脂層５はＰＴＦＥ以外のフッ素樹脂、例え
ばテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン
共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）
等から形成され、着色層４の色を遮蔽しないならば二層
以上の複層構造とすることもできる。

（実施例） 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例 ガラス繊維布（米国ケミカルファブリックス社製、商品
名ガラスクロス＃１５３）を３７０°Ｃで１５０秒間加
熱し、サイジング剤および異物を除去する。

この繊維布をシリコーン樹脂濃度３重量％のエマルジョ
ン（ダウコーニング社製、商品名ＥＴ４３２７）中に浸
漬して引き上げ、２９０°Ｃで１５０秒間加熱し、該繊
維布にシリコーン樹脂を含浸すると共にその表面にシリ
コーン樹脂層を形成する。なお、このときのシリコーン
樹脂の繊維布に対する付着量は５ｇ／ｒｒｒである。

次に、ＰＴＦＥ粉末濃度４０重量％のディスバージョン
（三井デュポンフロロケミカル社製、商品名ＴＥ−３３
１３Ｊ）をシリコーン樹脂層上に塗布し、３７０°Ｃで
３分間加熱する。更に、ディスバージョンの塗布および
加熱をもう１度繰り返し、ＰＴＦＥの付着量３５０　ｇ
／ポのＰＴＦＥ層を形成する。

その後、ＰＴＦＥ粉末、ガラスビーズおよび着色剤の三
者を含むディスバージョンをＰＴＦＥ層上に塗布し、３
７０°Ｃで３分間加熱する。この塗布および加熱を３回
繰り返し、付着量３９０　ｇ／ポの着色層を形成する。

上記着色層形成用ディスバージョンは、シリコーン系界
面活性剤（日本ユニカー社製、商品名Ｌ７７）の１重量
％水溶液の１００重量部中に顔料（大日精化社製、商品
名カルジンブルーＴＦＤ−０６８０）１５０重量部を攪
拌しながら分散せしめ、この顔料分散液５重量部をガラ
スビーズ入りＰＴＦＥディスバージョン（三井デュポン
フロロケミカル社製、商品名ＴＥ−３４８１Ｊ）１００
重量部に攪拌しなえがら全量加え、両液を均一に混合す
る方法により調製した。

なお、この着色層形成用ディスバージョン中におけるＰ
ＴＦＥ、ガラスビーズおよび着色剤の配合割合は、ＰＴ
ＦＥ１００重量部に対し、ガラスビーズ（球径１０〜１
５μｍ）３重量部、着色剤３重量部である。

次に、着色層上にＦＥＰ粉末濃度４０重量％のディスバ
ージョンを塗布し、３５０°Ｃで２分間加熱する。この
塗布および加熱を２回繰り返し、ＦＥＰの付着量５０ｇ
／ｒｒｆのフッ素樹脂層を形成し、青色の膜構造材料を
得た。

比較例 ガラス繊維布におけるサイジング剤、異物の除去、シリ
コーン樹脂層の形成およびＰＴＦＥ層の形成を実施例と
同様に行なう。

次に、該ＰＴＦＥ層上に、球径２０μｍ以下のガラスビ
ーズを混合したＰＴＦＥディスバージョン（ガラスビー
ズ含有量１１．６重量％、ＰＴＦＥ含有量４８．４重量
％）を塗布し、３９０°Ｃで１分間加熱する。この塗布
、乾燥を３回繰り返し、ガラスビーズ含有ＰＴＦＥ層の
付着量が３５０ｇ／イである白色の膜構造材料を得た。

上記実施例および比較例で得た膜構造材料の特性を第１
表に示す。なお、引張強度、引裂強度、剥離強度および
耐候性の試験方法は下記のとおりである。

〔引張強度〕

温度２５°Ｃ１引張り速度２００ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎの条
件で万能引張型試験機により測定した。

〔引裂強度］ ＪＩＳ　　Ｌ　　１０９６のトラベゾイド方式にて、温
度２５°Ｃ１引張り速度２００ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎの条件
で、万能引張型試験機により測定した。

〔剥離強度〕

膜構造材料どうしを３６０°Ｃ１１ｋｇ　／　ｃｕｆｆ
の条件で９０秒間加熱加圧して熱融着し、この融着部を
１００ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎで１８０６ピーリングする。

〔耐候性〕

膜構造材料をサンシャイン型つエザオメーターに３５０
０時間投入した後取り出し、色変化の有無を目視により
観察した。

第１表 （発明の効果） 本発明は上記した如（、着色層をＰＴＦＥ、ガラスビー
ズおよび着色剤から形成すると共に該着色層の両面をＰ
ＴＦＥＪｉｉとフッ素樹脂層で挟持する構成としたので
、強度、軽量さを維持したまま着色によってファツショ
ン性の付与された膜構造材料を提供できる特徴がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る膜構造材料の実例を示す正面図であ
る。 ｌ・・・ガラス繊維布　　２・・・シリコーン樹脂層３
・・・ＰＴＦＥ層　　　４・・・着色層５・・・フッ素
樹脂層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス繊維布の表面に、シリコーン樹脂層、ポリテトラ
   フルオロエチレン層、ポリテトラフルオロエチレン、ガ
   ラスビーズおよび着色剤を必須成分として含む着色層、
   およびフッ素樹脂（ただし、ポリテトラフルオロエチレ
   ンを除く）層が順次形成されて成る膜構造材料。