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JP2547435B2 - 膜構造材料 - Google Patents
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JP2547435B2 - 膜構造材料 - Google Patents

膜構造材料

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JP2547435B2
JP2547435B2 JP63080034A JP8003488A JP2547435B2 JP 2547435 B2 JP2547435 B2 JP 2547435B2 JP 63080034 A JP63080034 A JP 63080034A JP 8003488 A JP8003488 A JP 8003488A JP 2547435 B2 JP2547435 B2 JP 2547435B2
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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)層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、催事場当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、アケード、催事場当の屋根膜材として、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、フッション性、芸術性を求め
られるアーケード、催事場には殆んど施工されていな
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、フッション性、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材の三
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層で挾持することにより、上記目的を達
成し得ることを見出し、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、第1のPTFE層、PTFE、ガラス
ビーズおよび着色材を必須成分として含む着色層、およ
び第2のPTFE層が順次形成されて成るものである。ま
た、本発明においては第2のPTFE層上に更にフッ素樹脂
から成る保護層を形成することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実例を説明する。
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℃以上の高温に曝し、サイジング剤を焼却除去
するのが好ましいものである。
シリコーン樹脂は信越化学工業(株)、東レシリコー
ン(株)或いはダウコーニング社等からそのエマルジョ
ンやディスパ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、得られる膜構造材の柔軟性は増すが、該布とシリコ
ーン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。一
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/m2以下、好ましくは約
4〜6g/m2とする。
また、シリコーン樹脂層2上に形成される第1の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2×106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3×10
6〜4×106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/m2である。
本発明においては第1のPTFE層3上に、更に着色層4
および第2のPTFE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)の三者を必須成分とする組成物によって、付着
量が通常100〜500g/m2となるように形成する。三者の配
合割合は、塗膜強度、PTFE層3および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3〜10重量部、ガラスビーズ1〜5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ののいずれでもよく、そ
の球径は、通常、約1〜50μm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シン系顔料、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上に該層4の色を遮蔽しない薄い第2の
PTFE層5を設け、表面を平滑とする。このPTFE層5の付
着量は通常50〜100g/m2であり、前記PTFE層3よりも少
量でよい。そして、着色層4上を薄いPTFE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
く、着色層4へのクラックの発生を防止でき、またその
汚染を防止し得るという効果が得られる。
上記着色層4およびPTFE層5の形成に用いるPTFEは、
前記PTFE層3の場合と同様に分子量2×106以下の低分
子量粉末であってもよいが、塗膜強度や隣接層との密着
力の点から分子量3×106〜4×106の高分子量粉末を用
いるのが好ましい。
本発明の膜構造材料はこのようにガラス繊維布の表面
に、シリコーン樹脂層2、第1のPTFE層3、着色層4お
よび第2のPTFE層5を順次形成した構造を有するもので
あるが、更にテトラフルオロエチレン−ヘキフルオロプ
ロピレン共重合体(以下、FEPと称す)、テトラフルオ
ロエチレン−パ−フルオロアルキルビニルエーテル共重
合体等から成る層をPTFE層5上に形成し、保護層6とす
ることもできる。この保護層も第2のPTFE層5と同様に
着色層4の色を遮蔽することがないよう薄くする。
(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1 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℃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ET−4327)中に浸漬
して引き上げ、290℃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/m2である。
次に、PTFE粉末濃度40重量%のディスパージョン(三
井デュポンフロロケミカル社製、商品名TE−3313J)を
シリコーン樹脂層上に塗布し、370℃で3分間加熱す
る。更にディスパ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350g/m2の第1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
を含むディスパージョンをPTFE層上に塗布し、370℃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390g/m2の着色層を形成する。
上記着色層形成用ディスパージョンは、シリコーン系
界面活性剤(日本ユニカー社製、商品名L−77)の1重
量%水溶液の100重量部中に顔料(大日精化社製、商品
名カルシンブルー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ディスパージョン(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パージョン中における
PTFE、ガラスビーズおよび着色剤の配合割合は、PTFE10
0重量部に対し、ガラスビーズ(球径10〜15μm)3重
量部、着色剤3重量部である。
次に、着色層上に前記と同じPTFE粉末濃度40重量%の
ディスパージョンを塗布し、370℃で3分間加熱する。
この塗布および加熱を2回繰り返し、PTFEの付着量50g/
m2の第2のPTFE層を形成し、青色の膜構造材料を得た。
実施例2 実施例1の膜構造材料における最外層である第2のPT
FE層上に、更にFEP濃度30重量%のディスパージョン
(三井デュポンフロロケミカル社製、商品名TE−9503
J)を塗布し、350℃で3分間加熱し、付着量5g/m2の保
護層を形成し図面と同構造の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1と
同様に行なう。
次に、該PTFE層上に、粒径20μm以下のガラスビーズ
を混合したポリテトラフルオロエチレンディスパージョ
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℃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/m2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℃、引張り速度200mm/min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℃で、引
張り速度200mm/minの条件で、万能引張型試験機により
測定した。
〔剥離強度〕
膜構造材料同志を360℃、1kg/cm2の条件で90秒間加熱
加圧して熱融着し、この融着部を速度100mm/minで180゜
ピーリングする。
〔耐候性〕
膜構造材料をサンシャイン型ウエザオメーターに3500
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。
(発明の効果) 本発明は上記した如く、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PTFE
層で挾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ッ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。 1……ガラス繊維布、2……シリコーン樹脂層 3、5……PTFE層、4……着色層

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガラス繊維布の表面に、シリコーン樹脂
    層、第1の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、および第2のポリテトラフルオロ
    エチレン層が順次形成されて成る膜構造材料。
  2. 【請求項2】第2のポリテトラフルオロエチレン層上に
    フッ素樹脂から成る保護層が形成されて成る請求項1記
    載の膜構造材料。
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