JP6700522B2

JP6700522B2 - 高遮熱高防汚膜材

Info

Publication number: JP6700522B2
Application number: JP2016134924A
Authority: JP
Inventors: 正太山田
Original assignee: Hiraoka and Co Ltd
Current assignee: Hiraoka and Co Ltd
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2036-07-07
Also published as: JP2018001695A

Description

本発明は高遮熱性、高防汚性の両性能を持つ膜材に関するもので、更に詳しく述べるのであれば、本発明は耐候性、耐久性に優れ、高温地域および煤塵が舞うような環境における日除け、中大型テント、トラック幌などに用いられる高遮熱高防汚膜材に関するものである。特に本発明の膜材は、遮熱機能を低下させる煤塵付着汚れを防ぐ機能を有し、赤外線反射率90%以上の遮熱機能を効果的に持続することができる高遮熱高防汚膜材に関するものである。

日除けテント、中大型テントなどの建築構造物に使用される膜材、及びトラック幌などに使用される防水帆布としては、繊維織物を基布として用いてその表面に軟質配合のポリ塩化ビニル樹脂を被覆加工して得られた繊維複合膜材が使用されている。近年温暖化の影響により、遮熱性に優れた膜材の要求が年々高まっている。特許文献１には遮熱膜材に関することが記載され、酸化チタンで遮熱性を得ているが、遮熱性を持続するために防汚性が必要であることの記述がされていない。

特許文献２には光触媒層で防汚性を付与した遮熱膜材が記載されているが、このような膜材では縫製時に邪魔となる光触媒層を削り取り除去する手間があった。

特開２０１０−０３０２０３号公報特開２００７−１３１００４号公報

本発明は高遮熱性、高防汚性の両性能を持つ膜材を提供するもので、耐候性、耐久性に優れ、高温地域および煤塵が舞うような環境における日除け、中大型テント、トラック幌など、遮熱機能を低下させる煤塵付着汚れを防ぐ機能を有し、遮熱機能を効果的に持続することができる高遮熱高防汚膜材を提供しようとするものである。

上記課題に関して研究を重ねた結果、基布層と、熱可塑性樹脂による1層または2層の遮熱性被覆層から構成される複合シートの片面以上にフッ素樹脂フィルムが積層された、膜構造物用膜材であって、少なくとも前記フッ素樹脂フィルムが積層された面の前記遮熱性被覆層中に酸化チタンを３０g/m²以上含み、前記複合シートの赤外線反射率（JIS R 3106）が８５％以上で、かつフッ素フィルムの厚みが１０μm〜１００μmで、赤外線反射率（JIS R 3106）が５５%以上、かつ紫外線透過率（JIS R 3106）を５％未満とすることによって得られた膜材が、遮熱機能を低下させる煤塵付着汚れを防ぐ機能を有し、それによって遮熱機能が効率的に持続できることを見出して本発明の高遮熱高防汚膜材を完成させるに至った。

本発明の高遮熱高防汚膜材は、前記膜構造物用膜材の赤外線反射率（JIS R 3106）が９０％以上であることが好ましい。

本発明の高遮熱高防汚膜材は、前記フッ素樹脂フィルムのフッ素含有率が４８〜７６質量％であることが好ましい。

前記フッ素樹脂フィルム中に一次粒子径３０〜３００ｎｍの表面処理酸化チタンを０．０１〜５，０質量％含有していることが好ましい。

本発明によると高温地域および煤塵が舞うような環境における日除け、中大型テント、トラック幌などにおいて、本発明の膜材は、遮熱機能を低下させる煤塵付着汚れを防ぐ機能を有し、遮熱機能を効果的に持続することができる耐候性、耐久性に優れた膜材が得られるので、高温地域および煤塵が舞うような環境の地域でも使用することができる。

本発明の高遮熱高防汚膜材の基布層に使用する基布の種類は、平織物、綾織物、朱子織物、三軸織物、四軸織物など公知の織物や編物で、織物を構成する繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維など公知の繊維を使用することができる。これらの基布には本発明の効果を阻害しない限りの吸水防止処理、接着処理、防炎処理、防黴処理など公知の繊維処理を適宜行うことができる。

遮熱性被覆層を構成する熱可塑性樹脂は、軟質塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン系樹脂、フッ素樹脂エラストマーなど、公知の熱可塑性樹脂が使用できる。

特に遮熱性被覆層を構成する熱可塑性樹脂が軟質塩化ビニル樹脂の場合、その基本配合は、塩化ビニル樹脂、可塑剤及び酸化チタンを少なくとも含み、酸化チタンは塩化ビニル１００質量部に対して２５〜６０質量部が望ましく、特に３０〜４０質量部が好ましい。２５質量部未満では十分な遮熱性が得られず、６０質量部以上では塩化ビニル樹脂の柔軟性、耐摩耗性が損なわれる心配がある。

軟質塩化ビニル樹脂には本発明の効果を阻害しない限りの防黴剤、紫外線吸収剤、加工安定剤、充填剤、難燃剤、可塑剤、その他添加剤を含んでいてもよい。

軟質塩化ビニル樹脂には、炭酸カルシウム、硫酸バリウムなどの充填剤、及び水酸化アルミニウム、三酸化アンチモンなどの防炎剤を含むことが好ましく、これらはポリ塩化ビニル１００質量部に対して７０質量部以下の含有量が望ましい。７０質量部を超えると柔軟性、耐摩耗性が損なわれることがある。なお可塑剤はポリ塩化ビニル１００質量部に対して４０〜８０質量部が望ましい。

基布層と、熱可塑性樹脂による１層または２層の遮熱性被覆層から構成される複合シートの赤外線反射率が少なくとも８５％以上であることが好ましい。赤外線反射率が８５％未満の複合シートの赤外線反射率を９０％以上にするには、酸化チタンを１０質量％以上添加したフッ素樹脂フィルムを使用する必要があり、この場合フッ素樹脂フィルムの耐久性を低下させる可能性がある。

遮熱性被覆層の厚みは、０．１５mm〜０．４０mm、特に０．２０mm〜０．３５mmとすることが望ましい。また、フッ素樹脂フィルムを複合シート基材に均一に接着させるために平滑性をもたせる必要がある。平滑性が損なわれると、フッ素樹脂フィルムの接着力が不均一となり、膜材として使用するとき、接着力の弱い部分からフッ素樹脂フィルムが剥離する心配がある。

複合シート基材にフッ素樹脂フィルムを積層する場合、紫外線透過率（JIS R 3106）５％以上の透明系のフッ素樹脂フィルムでは、赤外線と紫外線を透過させるので、軟質塩化ビニル樹脂層が紫外線に晒され、塩化ビニル樹脂が分解して塩素ガスを発生する。フッ素樹脂は塩酸ガスを透過しにくく、塩酸ガスが膜材内に留まることで複合シート基材を劣化させやすい。

フッ素樹脂フィルムの赤外線反射率は５５%以上、紫外線透過率が５％未満（何れもJIS R 3106）であることが好ましい。赤外線反射率が５５%未満では高遮熱膜材の赤外線反射率が９０%以上を得られない可能性があり、紫外線透過率が５％以上（紫外線遮蔽率が９５％未満）では紫外線が軟質塩化ビニル樹脂層に到達して、塩化ビニル樹脂が分解して塩酸ガスを発生する。フッ素樹脂は塩酸ガスを透過しにくいため、複合シート基材は滞留する塩酸ガスによって劣化しやすくなることがある。製品例としては東レフィルム加工株式会社のトヨフロン（商標）ＥＵシリーズなどがあげられる。

複合シート基材の片面のみにフッ素樹脂フィルムを積層する場合、フッ素樹脂フィルムの厚みは１０μm〜１００μm、特に２０μm〜５０μmであることが望ましい。１０μm未満では、膜材の耐久性および防汚性が劣る可能性があり、また１００μm以上では積層時にフッ素樹脂フィルムラミネート面側に強くカール（湾曲）することで膜材の風合いが硬くなり、また軟質塩化ビニル樹脂層まで赤外線が透過せず吸収されてしまうため、高遮熱性を得られなくなる心配がある。片面のみにフッ素樹脂フィルムを積層してなる本発明の高遮熱高防汚膜材を用いる場合、フッ素樹脂フィルム積層面側を太陽光に晒す面とする必要がある。高遮熱高防汚膜材は日除け、中大型テント、トラック幌などの形状に合わせて任意の縫製形態で用いることができる。

複合シート基材の両面にフッ素樹脂フィルムをラミネートする場合、カールを解消しやすいため、可能な限り、同じ厚みで同じ種類のフッ素樹脂フィルムを用いることが望ましい。

フッ素樹脂フィルムをラミネートする面には複合基材（軟質塩化ビニル樹脂層）の上に接着性アクリル樹脂（アミノエチル基含有）、接着性ウレタン樹脂（ポリイソシアネート基含有）などをコーティングしてフッ素フィルムと軟質塩化ビニル樹脂層を接着する必要がある。接着性アクリル樹脂、接着性ウレタン樹脂はフッ素樹脂フィルム側（コロナ処理面）にコーティングされていてもよく、軟質塩化ビニル樹脂層とフッ素樹脂フィルム（コロナ処理面）の両方にコーティングされていてもよい。

フッ素樹脂フィルムは、ポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、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）、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・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド(ＰＶＤＦ)、ポリクロロトリフルオロエチレン(ＰＣＴＦＥ)、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などが使用でき、太陽光に晒される面が必ずフッ素樹脂フィルムとなるように用いることが膜材の劣化を遅延するので、高遮熱高防汚をより長く使用することができる。

フッ素樹脂フィルムは、一次粒子径３０〜３００ｎｍの表面処理酸化チタンを０．０１〜５，０質量％、好ましくは０．１〜３．０質量％添加することが好ましい。フッ素樹脂フィルム中の酸化チタンが０．０１質量％未満ではフッ素樹脂フィルムの紫外線透過率が５％を超えることがあり、５．０質量％以上ではフッ素フィルムの耐久強度が落ちることがある。表面処理は、シリコーン系、二酸化ケイ素系、含水ケイ酸系、酸化アルミニウム系、水酸化アルミニウム系から選ばれた１種以上の組み合わせが例示できる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお実施例中の物性評価は以下の方法で評価した。
（１）赤外線反射性、紫外線透過性
板ガラス類の透過率・反射率・放射率・日射熱取得率の試験方法（JIS R 3106-2）に準拠した。
（２）屋外展張曝露試験
巾１０ｃｍ×長さ２ｍの試料を日当たりのいい南向きに設置した曝露台の傾斜３０°方向と垂直方向にそれぞれ埼玉県草加市内で南向きを汚れの程度を調べた。
※場所は埼玉県草加市で３年間調査を行った。

実施例1、比較例１、２、３、４ともに、１，６７０ｄｔｅｘのポリエステルフィラメント糸を使用した織密度２３本/inch(タテ)、２４本/inch(ヨコ)の平織物（質量３１５ｇ／ｍ^２）を基布に使用した。

実施例１は軟質塩化ビニル樹脂層に酸化チタンを４０．８ｇ／ｍ^２含ませた複合シート基材の片面に厚み２５μmのフッ素樹脂フィルム（PVDF）をラミネートした膜材である。

フッ素樹脂フィルム（PVDF）は、一次粒子径１０×１００ｎｍの、シリコーン系／含水ケイ酸系／水酸化アルミニウム系による表面処理酸化チタンを３，０質量％含有する、フッ素含有率５９．３％、赤外線反射率６１．６％、紫外線透過率０．０１％のものを使用した。

比較例１は実施例１の膜材の軟質塩化ビニル樹脂層の酸化チタンを１０ｇ/ｍ^２とし、複合シート基材の片面にフッ素フィルム(PVDF)をラミネートした膜材である。なお、遮熱剤の酸化チタンの添加量以外は実施例１と比較例１の配合は同じである。

実施例１、比較例１の複合シート基材（フッ素樹脂フィルム(PVDF)をラミネートする前）の赤外線反射率はそれぞれ９０．５％、７５．８％である。

実施例１、比較例１の膜材（フッ素樹脂フィルム(PVDF)をラミネート後）の赤外線反射率はそれぞれ９０．７％、８４．３％である。以上の結果を表１に示す。

比較例２の膜材はフッ素樹脂フィルム(PVDF)を使用せず、複合シートの遮熱性被覆層（軟質塩化ビニル樹脂）の表面にPVDF溶液でコーティング処理を行い、同様に比較例３の膜材は複合シートの遮熱性被覆層（軟質塩化ビニル樹脂）の表面にアクリル樹脂溶液で表面をコーティング処理したものである。比較例４の膜材は、フッ素樹脂フィルム（PVDF）に、一次粒子径１０×１００ｎｍの、シリコーン系／含水ケイ酸系／水酸化アルミニウム系による表面処理酸化チタンを含まない、フッ素含有率５９．３％、赤外線反射率６１．６％、紫外線透過率２０．６％のものを使用した。なお、比較例２、３、４の配合はフッ素樹脂フィルム(PVDF)のラミネートの有無およびフッ素樹脂フィルム(PVDF)の紫外線透過率の違い、コーティング処理の有無以外の配合は実施例１の膜材と同じである。

実施例１、比較例２、３、４の膜材を３年間屋外展張曝露した結果を表２に示す。実施例１の膜材は3年間屋外展張曝露を行っても初期と比較し、汚れがなく初期の状態を維持していた。比較例２の膜材は実施例１の膜材よりも防汚性が劣っており、3年間の屋外展張曝露で赤外線反射率が10%低下し実施例１の膜材よりも遮熱性を維持しにくい。比較例３の膜材は比較例２の膜材よりもさらに防汚性に劣っており、３年間の屋外展張曝露で赤外線反射率が２０％低下し比較例１の膜材よりも遮熱性をさらに維持しにくい。比較例４の膜材は実施例１の膜材よりも基材の劣化（塩化水素ガスの膜材内滞留）が起こり易いものであった。

〔実施例１〕
（１）基布及び吸水防止処理
基布として、下記組織のポリエステルフィラメント平織物を用いた。

タテ糸１６７０dtex／１本×ヨコ糸１６７０dtex／１本
タテ糸２３本／inch×ヨコ糸２４本／inch 質量３１５ｇ／ｍ^２

この基布を、フッ素系樹脂含有水溶液を含む下記配合１の樹脂組成物の水溶液の中に浸漬して、基布に水溶液を含浸し、絞り、１５０℃で１分間乾燥し、吸水防止処理をした。
＜配合１＞吸水防止処理液組成
水９５質量部
フッ素系樹脂含有水溶液５質量部
（２）接着処理層の形成
上記の処理をした基布をペースト塩化ビニル樹脂及び熱架橋性接着剤を含む下記配合２の樹脂組成物の溶剤希釈液中に浸漬して、基布に樹脂液を含浸し、絞り、１８５℃で１分間熱処理し、基布に対し樹脂を１４５ｇ／ｍ^２付着させて、接着樹脂層を形成した。
＜配合２＞接着樹脂層処理液組成
ペースト塩化ビニル樹脂１００質量部
ジ−２−エチルヘキシルフタレート（可塑剤）７０質量部
三酸化アンチモン（難燃剤）２３質量部
熱架橋性接着剤１０質量部
エポキシ化大豆油（安定剤）４質量部
Ｂａ−Ｓｔ系安定剤０．５質量部
防黴剤０．０７質量部
コールタールナフサ（溶剤）２０質量部
（３）軟質塩化ビニル樹脂フィルム層の形成
上記の、接着処理を行った基布に、下記配合３に示す塩化ビニル樹脂配合をカレンダーで厚さ０．２５ｍｍ、および０．１５ｍｍのフィルムをそれぞれ以下の配合でフィルムにし、表面、裏面にラミネートさせた。なお、酸化チタンは片面のみに使用し、40.8ｇ/ｍ^２含んでいる。
＜配合３＞軟質塩化ビニル樹脂層組成（表面）
ストレート塩化ビニル樹脂１００質量部
ジ−２−エチルヘキシルフタレート（可塑剤）５０質量部
酸化チタン (遮熱剤) ３０質量部
水酸化アルミニウム（難燃剤）３０質量部
三酸化アンチモン（難燃剤）３質量部
エポキシ化大豆油（安定剤）３質量部
Ｂａ−Ｚｎ系安定剤（安定剤）２．４質量部
スズ系安定剤（安定剤）１．５質量部
防黴剤０．３５質量部
紫外線吸収剤０．６２質量部
（４）フッ素樹脂フィルムの接着処理
フッ素樹脂フィルムを複合シートに接着するためのグラビア接着処理（20g/m²）を行った。
＜配合４＞表面アクリルコート配合（フッ素樹脂フィルムとの接着層）
メチルエチルケトン（溶剤）５５質量部
アミノエチル化アクリルポリマー４２．５質量部
エポキシ樹脂硬化剤２．５質量部
（５）アクリル層の形成
本発明の膜材を高周波溶着により膜材に縫製するために、膜材のフッ素樹脂フィルム面と溶融接着可能なアクリル層を、フッ素樹脂フィルムの反対の膜材面にグラビア塗布（20g/m²）した。これで膜材同士の重ね合わせ部分での高周波溶着が出来るようになる。
＜配合５＞アクリルコート配合
アクリル系共重合樹脂６０質量部
トルエン４０質量部
（６）フッ素樹脂フィルム層の形成
上記（４）の接着処理形成面に、厚み２５μｍフッ素樹脂フィルム（PVDF：フッ素含有率59.3質量％、酸化チタン含有率3.0質量％）を熱ラミネートしフッ素樹脂フィルム層を形成した。

本発明によって高温地域および煤塵が舞うような環境における日除け、中大型テント、トラック幌などにおいて、本発明の膜材は、遮熱機能を低下させる煤塵付着汚れを防ぐ機能を有し、遮熱機能を効果的に持続することができる耐候性、耐久性に優れた膜材が得られるので、高温地域および煤塵が舞うような環境の地域でも使用することができる。

Claims

基布層と、熱可塑性樹脂による１層または２層の遮熱性被覆層から構成される複合シートの片面以上に、フッ素樹脂フィルムが積層された膜構造物用膜材であって、少なくとも前記フッ素樹脂フィルムが積層された面の前記遮熱性被覆層中に酸化チタンを３０g/m²以上含み、前記複合シートの赤外線反射率（JIS R 3106）が８５％以上で、かつフッ素フィルムの厚みが１０μm〜１００μmで、赤外線反射率（JIS R 3106）が５５％以上、かつ紫外線透過率（JIS R 3106）が５％未満であることを特徴とする高遮熱高防汚膜材。
前記膜構造物用膜材の赤外線反射率（JIS R 3106）が９０％以上である請求項1に記載の高遮熱高防汚膜材。
前記フッ素樹脂フィルムのフッ素含有率が４８〜７６質量％である請求項１または２に記載の高防汚高遮熱膜材。
前記フッ素樹脂フィルム中に一次粒子径３０〜３００ｎｍの表面処理酸化チタンを０．０１〜５，０質量％含有している請求項１から３の何れかに記載の高防汚高遮熱膜材。