不燃材
【課題】本願発明は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができる不燃材を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る不燃材は、ポリカーボネート成形体を支持体とし、該支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、前記アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、前記支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【解決手段】本発明に係る不燃材は、ポリカーボネート成形体を支持体とし、該支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、前記アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、前記支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量化及びコストの低減が可能な不燃材に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両に使用される材料は、使用部位によって燃焼ランクが規定されており、不燃性、極難燃性、難燃性に分けて燃焼性規格が規定されている。特に、天井部位、内張、床などは、不燃性の規格を満たすことが義務付けられている（例えば、非特許文献１又は２を参照。）。
【０００３】
鉄道車両用材料に対して要求される不燃性の規格を満たす材料として、難燃性であるフッ素樹脂などを、ガラスクロスに含浸させることで基材自体を不燃性とする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、カーボンブラックなどの熱線吸収剤を混合したポリカーボネートシート上に、更にカーボンブラックなどの熱線吸収剤を添加したシリコーンハードコート層を設けた鉄道車両用ポリカーボネートシートが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５２８９２号公報
【特許文献２】特開２００４−８３７５３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】国土交通省通達鉄運第８１号「電車の火災事故対策について」
【非特許文献２】国交省令第１５１号「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１などをはじめとする基材自体を不燃性とする技術は、不燃性の要件を満たすために基材自体の厚みを薄くすることが難しく、軽量化及びコストの低減を図ることができない。また、設計の自由度に乏しく、使用に適さない。
【０００７】
特許文献２などをはじめとするカーボンブラックなどの熱線吸収剤を添加した塗料を塗布して不燃性とする技術は、車内広告カバー、天井材の一部分などの光透過性を必要とする用途には適さない。
【０００８】
そこで、本願発明は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができる不燃材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る不燃材は、ポリカーボネート成形体を支持体とし、該支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、前記アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、前記支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る不燃材では、前記ポリカーボネート成形体は、難燃剤を含有しないことが好ましい。支持体の透明性を維持しつつ、耐熱性などの物性低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができる不燃材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鉄道車両材料用燃焼試験に使用した器具の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態に係る不燃材は、ポリカーボネート成形体を支持体とし、支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下である。本実施形態において、不燃材とは、国土交通省の鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の判定となるものをいう。
【００１４】
支持体は、ポリカーボネート樹脂を成形して得られるポリカーボネート成形体である。ポリカーボネート樹脂は、熱可塑性樹脂の一種であり、通常、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるが、本実施形態では、その種類及びその分子構造に制限されない。その反応方法は、例えば、界面重縮合法、溶融エステル交換法、固相エステル交換法、開環重合法である。二価のフェノールとしては、一般に４，４’‐イソプロピリデンジフェノール（ビスフェノールＡ）が使用される。カーボネート前駆体は、例えば、ホスゲン、ジフェニルカーボネート、塩化カルボニル、炭酸ブチルエステルである。本実施形態は、反応方法及び原料に制限されない。
【００１５】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、１２０〜１６０℃であることが好ましい。より好ましくは、１４５〜１５５℃である。１２０℃未満では、耐熱性が不足する場合がある。１６０℃を超えると、成形加工性が劣る場合がある。
【００１６】
支持体の製造方法は、特に限定されず、通常の熱可塑性樹脂の加工方法で製造することができる。通常の加工方法とは、例えば、ポリカーボネート樹脂と副成分とを一軸押出機、二軸押出機などの溶融混練機を用いて混合したポリカーボネート樹脂組成物を製造し、その後、当該樹脂組成物を各種溶融成形法で使用部位に応じた様々な形状に成形する方法である。ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法は、例えば、原料の全てを一括して溶融混練する方法、又は原料の一部を予め混練し、その後、残りの原料と合わせて溶融混練する方法である。副成分は、例えば、顔料、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、加水分解防止剤であり、本発明の効果を損なわない限りにおいて配合することができる。
【００１７】
本実施形態に係る不燃材では、ポリカーボネート成形体は、難燃剤を含有しないことが好ましい。一般に、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡ、ヘキサブロモシクロドデカンなどの臭素系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水和物系難燃剤又はリン酸エステル、フォスファゼン化合物などの各種リン系難燃剤などの各種難燃剤を配合して成形することで、難燃性のポリカーボネート成形体が得られることが知られている。しかし、難燃剤を配合すると、コストが高くなるという問題がある。さらに、臭素系難燃剤は、燃焼時に発生する臭素ガスによる環境汚染の問題及び樹脂組成物の熱安定性が低下する問題がある。金属水和物系難燃剤は、透明性が悪くなるという問題がある。リン系難燃剤は、耐衝撃性などの機械物性及び耐熱性を低下させるという問題があり、また環境汚染問題を完全に解消するものではない。
【００１８】
支持体の成形方法は、例えば、射出成形、押出成形、トランスファー成形、積層成形、圧縮成形、真空成形などの公知の成形方法である。本実施形態では、その成形方法に限定されない。また、支持体には、市販されているポリカーボネート成形体を使用することができる。市販品としては、例えば、タキロン社のＰＣ−１６００である。
【００１９】
支持体の厚さは、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下である。より好ましくは、１．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、特に好ましくは、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。１．０ｍｍ以下では、難燃性の判定となるが、不燃性の判定とならない。３．０ｍｍを超えると、本発明の目的である軽量化、コストの低減及び設計自由度の向上を達成することができない。
【００２０】
支持体の少なくとも片面には、アクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成されている。アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上である。
【００２１】
アクリル樹脂は、塗料の分野において、公知のものを使用することができ、公知の方法で得ることができる。アクリル樹脂は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体である。アクリル酸エステルは、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ‐ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ‐アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ‐ヘキシルアクリレート、２‐エチルヘキシルアクリレート、ｎ‐オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレートである。メタクリル酸エステルは、例えば、メチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ‐ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ‐アミルメタクリレート、ｎ‐ヘキシルメタクリレート、ｎ‐オクチルメタクリレート、２‐エチルヘキシルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレートである。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００２２】
また、アクリル樹脂は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとエチレン性不飽和モノマーとの共重合体を包含する。アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルは、前記に例示したものであり、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。エチレン性不飽和モノマーは、例えば、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、４‐ヒドロキシブチルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルメタクリレート、２‐ヒドロキシプロピルメタクリレート、４‐ヒドロキシブチルメタクリレートなどの水酸基を有するモノマー、２‐ヒドロキシエチルメタクリレートへのγ‐ブチロラクトンの開環付加物、２‐ヒドロキシエチルアクリレートへのε‐カプロラクトンの開環付加物、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボキシル基含有モノマー、スチレン、α‐メチルスチレン、ビニルトルエン、パラメチルスチレン、クロロスチレンなどのスチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのハロゲン化ビニルモノマー、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ‐メチロールアクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリロニトリルなどの窒素含有ビニル系モノマーである。エチレン性不飽和モノマーは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００２３】
アクリルシリコン樹脂は、（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂と（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物との反応物である。（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂は、例えば、アミノ基含有ビニル単量体と、この単量体と共重合可能な単量体とを共重合して得られる。
【００２４】
アミノ基含有ビニル単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類；Ｎ‐ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのＮ‐ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド類；ｔ‐ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｔ‐ブチルアミノプロピル（メタ）アクリレートである。
【００２５】
アミノ基含有ビニル単量体と共重合可能な単量体は、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、カルボキシル基含有ビニル単量体、不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類、酸無水基含有ビニル単量体、カルボン酸アミド基含有ビニル単量体、スルホンアミド基含有ビニル単量体、（パー）フルオロアルキル基含有ビニル単量体、芳香族ビニルモノマーである。（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ‐プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ‐プロピル（メタ）アクリレート、ｎ‐ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ‐ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ‐ブチル（メタ）アクリレート、２‐エチルエキシル（メタ）アクリレートである。カルボキシル基含有ビニル単量体としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸である。不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類としては、例えば、ジメチルマレート、ジメチルフマレートである。酸無水基含有ビニル単量体としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸である。カルボン酸アミド基含有ビニル単量体としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐アルコキシ（メタ）アクリルアミドである。スルホンアミド基含有ビニル単量体としては、例えば、ｐ‐スチレンスルホンアミドである。（パー）フルオロアルキル基含有ビニル単量体としては、例えば、パーフルオロシクロヘキシル（メタ）アクリレートである。芳香族ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α‐メチルスチレンである。
【００２６】
（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物としては、例えば、エポキシ基及び加水分解性シリル基を有するビニル共重合体、エポキシ基を有するシランカップリング剤が代表的である。エポキシ基及び加水分解性シリル基を有するビニル共重合体は、例えば、エポキシ基を有するビニル単量体と、加水分解性シリル基を有するビニル単量体と、更に必要に応じてアミノ基含有ビニル単量体と共重合可能なビニル単量体に記載したような各種単量体とを共重合して得られる。エポキシ基を有するビニル単量体としては、例えば、（β‐メチル）グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテルである。加水分解性シリル基を有するビニル単量体としては、例えば、γ‐（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐（メタ）アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランである。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランである。さらに、加水分解性シリル基を有する化合物には、アルコキシシラン類、アルケニルオキシシラン類、アシロキシシラン類、ハロシラン類のほか、例えば、アルコキシシラン類の部分加水分解縮合体、アルケニルオキシシラン類の部分加水分解縮合体がある。アルコキシシラン類としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランである。アルケニルシラン類としては、例えば、テトライソプロペニルオキシシラン、フェニルトリイソプロペニルオキシシランである。アシロキシシラン類としては、例えば、テトラアセトキシシラン、γ‐メルカプトプロピルトリアセトキシシランである。ハロシラン類としては、例えば、テトラクロルシラン、フェニルトリクロロシランである。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００２７】
（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂と（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物との配合割合は、（Ａ）に対して（Ｂ）が０．５〜８モル当量となるようにすることが好ましい。より好ましくは、１〜６モル当量である。０．５モル当量より少ないと、塗膜の機械的強度及び耐水性が劣る場合がある。８モル当量を超えると、支持体との密着性が劣る場合がある。また、塗膜が均一とならず、外観が劣る場合がある。
【００２８】
アクリルウレタン樹脂は、アクリルポリオールとポリイソシアネート化合物との反応物である。アクリルポリオールは、１分子中に２個以上の水酸基を有するアクリル樹脂であり、例えば、水酸基含有アクリルモノマーの重合体である。水酸基含有アクリルモノマーは、例えば、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、４‐ヒドロキシブチルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルメタクリレート、２‐ヒドロキシプロピルメタクリレート、４‐ヒドロキシブチルメタクリレートなどの水酸基を有するモノマー類、２‐ヒドロキシエチルメタクリレートへのγ‐ブチロラクトンの開環付加物、２‐ヒドロキシエチルアクリレートへのε‐カプロラクトンの開環付加物である。水酸基含有アクリルモノマーは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００２９】
また、本実施形態において、アクリルポリオールは、水酸基含有アクリルモノマーと他のエチレン性不飽和モノマーとの共重合体を包含する。水酸基含有アクリルモノマーは、前記に例示したものであり、それらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。他のエチレン性不飽和モノマーは、例えば、前記に例示したアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン誘導体、ビニルエステル、ハロゲン化ビニルモノマー、窒素含有ビニル系モノマーと同様のモノマーである。他のエチレン性不飽和モノマーは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００３０】
アクリルポリオールの水酸基価は、５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。より好ましくは、１０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇである。５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、ポリイソシアネート化合物とのウレタン結合の架橋密度が十分得られず、塗膜の機械的強度及び耐水性が劣る場合がある。また、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、ウレタン結合の架橋密度が過剰になることによって、塗膜の過剰な硬化収縮が生じ、支持体への密着性が低下する場合がある。
【００３１】
ポリイソシアネート化合物は、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、例えば、２，４‐トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン‐４，４’‐ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｎ‐ペンタン‐１，４‐ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートである。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００３２】
アクリルポリオールとポリイソシアネート化合物との配合割合は、アクリルポリオールの水酸基に対して、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基が０．５〜８モル当量となるようにすることが好ましい。より好ましくは、１〜６モル当量である。０．５モル当量より少ないと、塗膜の機械的強度及び耐水性が劣る場合がある。８モル当量を超えると、支持体との密着性が劣る場合がある。また、塗膜が均一とならず、外観が劣る場合がある。
【００３３】
アクリル系紫外線硬化型樹脂は、１分子中に１個以上の二重結合を有する紫外線硬化性ビニル化合物と光重合開始剤とを配合し、紫外線を照射して重合させた重合体である。
【００３４】
１分子中に１個の二重結合を含む紫外線硬化性ビニル化合物としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ‐プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ‐ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ‐ブチル（メタ）アクリレート、ｎ‐ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ‐オクチル（メタ）アクリレート、２‐エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートなどの炭素数１〜１８のアクリル酸アルキルエステルなどの（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４‐ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどの炭素数２〜８のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートのε‐カプロラクトン付加物、２‐ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとγ‐ブチロラクトンの付加物などの水酸基含有（メタ）アクリレート類、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和二塩基酸の他に、ジメチルマレート、ジメチルフマレートなどのジアルキルエステル類などのカルボキシル基又はアルコキシカルボニル基含有ビニル化合物、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有ビニル化合物、グリシジル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有ビニル化合物、スチレン、α‐メチルスチレン、ビニルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアミノ基含有ビニル化合物をである。前記の化合物の他に、例えば、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンが使用できる。
【００３５】
１分子中に２個の二重結合を含む化合物としては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、１，６‐ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートである。
【００３６】
１分子中に３個以上の二重結合を含む化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートである。また、イソシアヌル酸誘導体を用いることができる。また、例えば、前記したアクリル酸エステルのモノマー、メタクリル酸エステルのモノマー又はエチレン性不飽和モノマーを使用可能である。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。前記ビニル化合物の他に、ウレタン変性（メタ）アクリレート、ポリエステル変性（メタ）アクリレート、エポキシ変性（メタ）アクリレートを用いることもできる。
【００３７】
光重合開始剤は、アクリル系オリゴマー及びアクリル系モノマーを重合反応させるものであれば、公知の光重合開始剤を使用できる。光重合開始剤は、例えば、ベンゾイン、ベンゾインモノメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエール、アセトイン、ベンジル、ベンゾフェノン、Ｐ‐メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐１‐フェニルプロパン‐１‐オン、２‐エチルアントラキノン、チオキサントン、２‐クロルチオキサントン、２‐メチルチオキサントン、２，４‐ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、カンファーキノンである。
【００３８】
光重合開始剤の配合量は、アクリル系オリゴマー及びアクリル系モノマー１００質量部に対して、０．１〜２０質量部とすることが好ましい。より好ましくは、１〜１０質量部である。０．１質量部未満では、重合が開始しない場合がある。２０質量部を超えると、塗膜の密着性が劣る場合がある。
【００３９】
アクリル系樹脂の質量平均分子量は、５，０００〜２５０，０００であることが好ましい。より好ましくは、１０，０００〜２００，０００である。５，０００未満では、塗膜強度が不足する場合がある。２５０，０００を超えると、塗装作業性が劣る場合がある。
【００４０】
アクリル系樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、０〜１２０℃であることが好ましい。より好ましくは、１５〜１００℃である。０℃未満では、塗膜の強度が劣る場合がある。１２０℃を超えると、塗膜が硬くて、割れやすくなる、また付着性に劣る場合がある。
【００４１】
アクリル系樹脂を主成分とする塗膜の製造方法は、アクリル系樹脂の種類によって異なる。次に、アクリル系樹脂の種類別に塗膜の製造方法の具体例を示す。なお、本実施形態は、塗膜の製造方法に限定されない。
【００４２】
アクリル樹脂の塗膜は、例えば、前記アクリル樹脂に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分濃度に調製したアクリル樹脂塗料を支持体上に塗布・乾燥することで得られる。
【００４３】
液状溶媒は、公知の溶媒を用いることができ、例えば、ジエチルケトン（３‐ペンタノン）、メチルプロピルケトン（２‐ペンタノン）、メチルイソブチルケトン（４‐メチル‐２‐ペンタノン）、２‐ヘキサノン、５‐メチル‐２‐ヘキサノン、２‐へプタノン、３‐へプタノン、４‐へプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸‐ｎ‐ブチル、酢酸イソブチル、酢酸‐３‐メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、γ‐ブチロラクトン、イソホロン、イソ酪酸ブチルなどのエステル類、ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などの有機溶剤を使用することができる。さらに、環境負荷をさらに低減させるために、水系媒体を使用してもよい。水系媒体とは、水及び親水性のある有機溶剤の混合物である。親水性のある有機溶剤は、例えば、メタノール、エタノール、ｎ‐プロパノール、イソプロパノール、ｎ‐ブタノール、イソブタノール、１‐エチル‐１‐プロパノール、２‐メチル‐１‐ブタノール、ｎ‐ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、１、４‐ジオキサンなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸‐ｎ‐プロピル、酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジメチルなどのエステル類である。本実施形態では、液状溶媒の種類に制限されるものではなく、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４４】
アクリルシリコン樹脂の塗膜は、例えば、前記（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂と前記（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物とを、塗膜形成時に一定の割合で混合し、更に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分濃度に調製したアクリルシリコン樹脂塗料を、所定の時間内に支持体上に塗布・乾燥し、更に硬化処理することで得られる。液状溶媒は、前記の液状溶媒を任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４５】
アクリルウレタン樹脂の塗膜は、例えば、前記アクリルポリオールと前記ポリイソシアネート化合物とを、塗膜形成時に一定の割合で混合し、更に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分濃度に調製したアクリルウレタン樹脂塗料を、所定の時間内に支持体上に塗布・乾燥し、更に硬化処理することで得られる。液状溶媒は、前記の液状溶媒を任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４６】
アクリル系紫外線硬化型樹脂の塗膜は、例えば、前記アクリル系オリゴマーと、前記アクリル系モノマーと、前記光重合開始剤とを混合し、該混合物に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分に調製したアクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を、支持体上に塗布・乾燥した後、紫外線を照射して得られる。この時、アクリル系オリゴマー及びアクリル系モノマーは、光重合開始剤の励起エネルギーによって、重合体となる。液状溶媒は、前述の液状溶媒を任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４７】
塗膜の形成において、塗料の塗布方法は、例えば、ロールコート方式、スプレー方式、ディップ方式、はけ塗り方式などの公知の塗布方法を選択することができる。塗膜の厚さは、０．２〜１２０μｍであることが好ましい。より好ましくは、０．４〜７０μｍであり、特に好ましくは、０．８〜７０μｍである。０．２μｍ未満では、不燃性の判定とならない場合がある。１２０μｍを超えると、塗膜が凝集破壊する場合がある。また、作業性が悪くなり、経済的に好ましくない。１回の塗布で所望の厚さの塗膜を形成するか、又は複数回塗布することで所望の厚さの塗膜を形成してもよい。
【００４８】
塗料には、必要に応じて添加される助剤として、顔料、無機フィラー、光輝材、可塑剤、分散剤、乳化剤、流動性調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤などを本発明の効果を損なわない限りにおいて添加することができる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１）
アクリル樹脂としてアクリディックＡ‐１６６（不揮発分４５％、質量平均分子量７５，０００、ガラス転移点５０℃、ＤＩＣ社製）１００質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１５０質量部とを配合し、固形分濃度１８質量％のアクリル樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ガラス転移点１５０℃、ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で３０分乾燥させた後、更に２５℃で４８時間静置して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００５１】
（実施例２）
実施例１において、アクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１に準じて不燃材を得た。
【００５２】
（実施例３）
実施例１において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例１に準じて不燃材を得た。
【００５３】
（実施例４）
実施例３において、アクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例３に準じて不燃材を得た。
【００５４】
（実施例５）
撹拌装置、温度計、還流冷却管、温度計、窒素導入管を備えた反応器に、トルエン４２０質量部と、ｉｓｏ−ブタノールの２８０質量部とを仕込み、窒素雰囲気中で８０℃に昇温した後、（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂としてメチルメタクリレート６５０質量部、ｎ−ブチルアクリレート２２０質量部及びジメチルアミノエチルメタクリレート１３０質量部と、アゾビスイソブチルニトリル（以降、ＡＩＢＮと記す。）５質量部と、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシオクトエート５質量部と、トルエン２００質量部とを混合した混合物を３時間滴下した。滴下終了後も同温度に２時間保持してから、更にＡＩＢＮ５質量部と、トルエン２６５質量部と、ｉｓｏ−ブタノール２０質量部とを混合した混合物を滴下した。その後も同温度に４時間保持して不揮発分が５０％で、かつ、数平均分子量が１５，０００なる三級アミノ基を有するアクリル樹脂溶液を得た。この樹脂溶液６０質量部に、（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物としてγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０質量部及びテトラエトキシシラン類の部分加水分解縮合体（シリケート４０、多摩化学社製）１５質量部と、溶媒としてトルエン、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン及びエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの混合溶剤１１５部質量部と、を混合し、固形分濃度２７．５質量％のアクリルシリコン樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で３０分乾燥させた後、更に２５℃で４８時間静置して硬化処理して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００５５】
（実施例６）
実施例５において、アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例５に準じて不燃材を得た。
【００５６】
（実施例７）
実施例５において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例５に準じて不燃材を得た。
【００５７】
（実施例８）
実施例７において、アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例７に準じて不燃材を得た。
【００５８】
（実施例９）
アクリルポリオールとしてアクリディック５７‐７７３（不揮発分４５％、質量平均分子量５１，０００、ガラス転移点５５℃、水酸基価３３ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＤＩＣ社製）１００質量部と、ポリイソシアネート化合物としてデスモジュールＮ‐３２００（住化バイエル社製）５質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１００質量部とを配合し、固形分濃度２４．４質量％のアクリルウレタン樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で３０分乾燥させた後、更に２５℃で４８時間静置して硬化処理して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００５９】
（実施例１０）
実施例９において、アクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例９に準じて不燃材を得た。
【００６０】
（実施例１１）
実施例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例９に準じて不燃材を得た。
【００６１】
（実施例１２）
実施例１１において、アクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例１１に準じて不燃材を得た。
【００６２】
（実施例１３）
ウレタン変性アクリレートとしてユニディックＣ７‐１６４（ＤＩＣ社製）５０質量部と、アクリル系モノマーとしてジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレートの混合物（商品名アロニックスＭ‐４０２、東亞合成社製）５０質量部と、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシル‐フェニルケトン（商品名イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）５質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１００質量部とを配合し、固形分濃度３９．５質量％のアクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で５分乾燥させた後、更に、高圧水銀灯を使用して紫外線照射（最大強度８０ｍＷ／ｃｍ２、積算光量７００ｍＪｃｍ２）して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００６３】
（実施例１４）
実施例１３において、アクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１３に準じて不燃材を得た。
【００６４】
（実施例１５）
実施例１３において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例１３に準じて不燃材を得た。
【００６５】
（実施例１６）
実施例１５において、アクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例１５に準じて不燃材を得た。
【００６６】
（比較例１）
実施例１において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００６７】
（比較例２）
実施例１において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００６８】
（比較例３）
実施例５において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例５に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００６９】
（比較例４）
実施例５において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例５に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７０】
（比較例５）
実施例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例９に準じて不燃材を得た。
【００７１】
（比較例６）
実施例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７２】
（比較例７）
実施例１３において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例１３に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７３】
（比較例８）
実施例１３において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリル系紫外線硬化樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１３に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７４】
（比較例９）
実施例１において、塗膜をポリカーボネート成形体上にアクリルポリマー及びニトロセルロースの混合物であるアクリルニトロセルロース樹脂とからなる塗膜とした以外は、実施例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。アクリルニトロセルロース樹脂塗料の調製は、アクリルポリマーとしてアクリディックＡ‐１６６（不揮発分４５％、質量平均分子量７５，０００、ガラス転移点５０℃、ＤＩＣ社製）１００質量部と、ニトロセルロース（商品名ＤＬＸ８‐１３、ＮＯＢＥＬ社製）６質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１９４質量部とを配合し、固形分濃度１６．４質量％に調製した。
【００７５】
（比較例１０）
比較例９において、アクリルニトロセルロース樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７６】
（比較例１１）
比較例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７７】
（比較例１２）
比較例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリルニトロセルロース樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７８】
（比較例１３）
実施例１において、支持体上に塗膜を形成しなかった。
【００７９】
（比較例１４）
実施例４において、支持体上に塗膜を形成しなかった。
【００８０】
（比較例１５）
支持体として厚さが１ｍｍの難燃性ポリカーボネート成形体（Ｎ‐７Ｓ、三菱ガス化学社製）を用い、塗膜を形成しなかった。
【００８１】
（比較例１６）
支持体として厚さが２ｍｍの難燃性ポリカーボネート成形体（Ｎ‐７Ｓ、三菱ガス化学社製）を用い、塗膜を形成しなかった。
【００８２】
（比較例１７）
支持体として厚さが３ｍｍの難燃性ポリカーボネート成形体（Ｎ‐７Ｓ、三菱ガス化学社製）を用い、塗膜を形成しなかった。
【００８３】
（参考例１）
比較例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００８４】
（参考例２）
参考例１において、アクリルニトロセルロース樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、参考例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００８５】
実施例、比較例及び参考例で得られた不燃材、塗膜形成支持体並びに塗膜非形成支持体について、燃焼試験を行った。組成及び燃焼試験の区分を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
（燃焼試験）
昭和４４年５月１５日鉄運第８１号「電車の火災事故について」に規定された方法に従って、燃焼試験を行った。図１は、鉄道車両材料用燃焼試験に使用した器具の概略図である。図１に示すとおり、実施例、比較例及び参考例で得られた不燃材、塗膜形成支持体及び塗膜非形成支持体をＢ５判（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）に切断した供試材１を、４５°傾斜に保持し、燃料容器２（鉄製、直径１７．５ｍｍ、深さ７．１ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）の底の中心が、供試材１の下面中心の垂直下方２５．４ｍｍ（１インチ）のところにくるように、低熱伝導材（コルク）からなる容器受台３上に載せ、燃料容器２に純エタノール０．５ｍｌを入れて着火し、燃料が燃え尽きるまで放置した。試験室内は、雰囲気温度１５〜３０℃、雰囲気湿度６０〜７５％に維持して、空気の流動がない状態とした。なお、実施例１の供試材を使用して火炎側を塗膜形成面にする場合及び火炎側をポリカーボネート面（塗膜非形成面）とする場合において予め予備試験を行ったところ、いずれも試験結果が同じであったため、試験は供試材のポリカーボネート面が火炎側になるように保持した。燃焼性の判定は、エタノールの燃焼中と燃焼後とに分けて、判断した。燃焼中は、供試材への着火、着炎、発煙及び火勢状態を赤外線カメラ、ビデオカメラ及び目視で観察した。燃焼後は、残炎、残塵、炭化及び変形の状態を赤外線カメラ、ビデオカメラ及び目視で観察した。判定基準は、表２に示すとおりである。
【００８８】
【表２】
【００８９】
実施例１〜実施例１６の不燃材は、いずれも不燃性であることが確認できた。また、いずれも透明性が高かった。一方、比較例１〜比較例６は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂又はアクリルウレタン樹脂で形成したが、支持体の厚さを１ｍｍとしたため、可燃性の判定となった。比較例７及び比較例８は、塗膜をアクリル系紫外線硬化型樹脂で形成したが支持体の厚さを１ｍｍとしたため、難燃性の判定となった。比較例９及び比較例１０は、塗膜をアクリルニトロセルロース樹脂で形成したため、難燃性の判定となった。比較例１１及び比較例１２は、塗膜をアクリルニトロセルロース樹脂で形成し、支持体の厚さを１ｍｍとしたため、可燃性の判定となった。比較例１３及び比較例１４は、塗膜を形成しなかったため、可燃性の判定とならなかった。比較例１５〜比較例１７は、難燃性グレードのポリカーボネート成形体を使用したが、塗膜を形成しなかったため、可燃性又は難燃性の判定となった。
【００９０】
参考例１及び参考例２は、支持体として厚さが３ｍｍのポリカーボネート成形体と、該成形体上にアクリルニトロセルロース樹脂を主成分とする塗膜を形成した例であるが、支持体の厚さが３ｍｍであったため、不燃性の判定となった。
【００９１】
比較例１〜比較例１７は、いずれも火炎の熱によって、支持体が変形すると、その変形部分において、更に火勢が大きくなり、難燃性又は可燃性の判定となった。一方、実施例１〜実施例１６は、塗膜を形成することによって、支持体が変形するのを抑制することができたため、火勢が増すことがなく、結果として、不燃性の判定を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る不燃材は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができるため、鉄道車両用内装建材に適している。さらに、店舗用、オフィス用、航空機用、車両用及び船舶用の各種内装建材に適している。
【符号の説明】
【００９３】
１ 供試材
２ 燃料容器
３ 容器受台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量化及びコストの低減が可能な不燃材に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両に使用される材料は、使用部位によって燃焼ランクが規定されており、不燃性、極難燃性、難燃性に分けて燃焼性規格が規定されている。特に、天井部位、内張、床などは、不燃性の規格を満たすことが義務付けられている（例えば、非特許文献１又は２を参照。）。
【０００３】
鉄道車両用材料に対して要求される不燃性の規格を満たす材料として、難燃性であるフッ素樹脂などを、ガラスクロスに含浸させることで基材自体を不燃性とする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、カーボンブラックなどの熱線吸収剤を混合したポリカーボネートシート上に、更にカーボンブラックなどの熱線吸収剤を添加したシリコーンハードコート層を設けた鉄道車両用ポリカーボネートシートが提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５２８９２号公報
【特許文献２】特開２００４−８３７５３号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】国土交通省通達鉄運第８１号「電車の火災事故対策について」
【非特許文献２】国交省令第１５１号「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１などをはじめとする基材自体を不燃性とする技術は、不燃性の要件を満たすために基材自体の厚みを薄くすることが難しく、軽量化及びコストの低減を図ることができない。また、設計の自由度に乏しく、使用に適さない。
【０００７】
特許文献２などをはじめとするカーボンブラックなどの熱線吸収剤を添加した塗料を塗布して不燃性とする技術は、車内広告カバー、天井材の一部分などの光透過性を必要とする用途には適さない。
【０００８】
そこで、本願発明は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができる不燃材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る不燃材は、ポリカーボネート成形体を支持体とし、該支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、前記アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、前記支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る不燃材では、前記ポリカーボネート成形体は、難燃剤を含有しないことが好ましい。支持体の透明性を維持しつつ、耐熱性などの物性低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができる不燃材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】鉄道車両材料用燃焼試験に使用した器具の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本実施形態に係る不燃材は、ポリカーボネート成形体を支持体とし、支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下である。本実施形態において、不燃材とは、国土交通省の鉄道車両用材料燃焼試験において「不燃性」の判定となるものをいう。
【００１４】
支持体は、ポリカーボネート樹脂を成形して得られるポリカーボネート成形体である。ポリカーボネート樹脂は、熱可塑性樹脂の一種であり、通常、二価フェノールとカーボネート前駆体とを反応させて得られるが、本実施形態では、その種類及びその分子構造に制限されない。その反応方法は、例えば、界面重縮合法、溶融エステル交換法、固相エステル交換法、開環重合法である。二価のフェノールとしては、一般に４，４’‐イソプロピリデンジフェノール（ビスフェノールＡ）が使用される。カーボネート前駆体は、例えば、ホスゲン、ジフェニルカーボネート、塩化カルボニル、炭酸ブチルエステルである。本実施形態は、反応方法及び原料に制限されない。
【００１５】
ポリカーボネート樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、１２０〜１６０℃であることが好ましい。より好ましくは、１４５〜１５５℃である。１２０℃未満では、耐熱性が不足する場合がある。１６０℃を超えると、成形加工性が劣る場合がある。
【００１６】
支持体の製造方法は、特に限定されず、通常の熱可塑性樹脂の加工方法で製造することができる。通常の加工方法とは、例えば、ポリカーボネート樹脂と副成分とを一軸押出機、二軸押出機などの溶融混練機を用いて混合したポリカーボネート樹脂組成物を製造し、その後、当該樹脂組成物を各種溶融成形法で使用部位に応じた様々な形状に成形する方法である。ポリカーボネート樹脂組成物の製造方法は、例えば、原料の全てを一括して溶融混練する方法、又は原料の一部を予め混練し、その後、残りの原料と合わせて溶融混練する方法である。副成分は、例えば、顔料、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、熱安定剤、離型剤、加水分解防止剤であり、本発明の効果を損なわない限りにおいて配合することができる。
【００１７】
本実施形態に係る不燃材では、ポリカーボネート成形体は、難燃剤を含有しないことが好ましい。一般に、ペンタブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノールＡ、ヘキサブロモシクロドデカンなどの臭素系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水和物系難燃剤又はリン酸エステル、フォスファゼン化合物などの各種リン系難燃剤などの各種難燃剤を配合して成形することで、難燃性のポリカーボネート成形体が得られることが知られている。しかし、難燃剤を配合すると、コストが高くなるという問題がある。さらに、臭素系難燃剤は、燃焼時に発生する臭素ガスによる環境汚染の問題及び樹脂組成物の熱安定性が低下する問題がある。金属水和物系難燃剤は、透明性が悪くなるという問題がある。リン系難燃剤は、耐衝撃性などの機械物性及び耐熱性を低下させるという問題があり、また環境汚染問題を完全に解消するものではない。
【００１８】
支持体の成形方法は、例えば、射出成形、押出成形、トランスファー成形、積層成形、圧縮成形、真空成形などの公知の成形方法である。本実施形態では、その成形方法に限定されない。また、支持体には、市販されているポリカーボネート成形体を使用することができる。市販品としては、例えば、タキロン社のＰＣ−１６００である。
【００１９】
支持体の厚さは、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下である。より好ましくは、１．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、特に好ましくは、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。１．０ｍｍ以下では、難燃性の判定となるが、不燃性の判定とならない。３．０ｍｍを超えると、本発明の目的である軽量化、コストの低減及び設計自由度の向上を達成することができない。
【００２０】
支持体の少なくとも片面には、アクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成されている。アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上である。
【００２１】
アクリル樹脂は、塗料の分野において、公知のものを使用することができ、公知の方法で得ることができる。アクリル樹脂は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの重合体である。アクリル酸エステルは、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ‐ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ‐アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、ｎ‐ヘキシルアクリレート、２‐エチルヘキシルアクリレート、ｎ‐オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレートである。メタクリル酸エステルは、例えば、メチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ｎ‐ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｎ‐アミルメタクリレート、ｎ‐ヘキシルメタクリレート、ｎ‐オクチルメタクリレート、２‐エチルヘキシルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレートである。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００２２】
また、アクリル樹脂は、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとエチレン性不飽和モノマーとの共重合体を包含する。アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルは、前記に例示したものであり、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。エチレン性不飽和モノマーは、例えば、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、４‐ヒドロキシブチルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルメタクリレート、２‐ヒドロキシプロピルメタクリレート、４‐ヒドロキシブチルメタクリレートなどの水酸基を有するモノマー、２‐ヒドロキシエチルメタクリレートへのγ‐ブチロラクトンの開環付加物、２‐ヒドロキシエチルアクリレートへのε‐カプロラクトンの開環付加物、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボキシル基含有モノマー、スチレン、α‐メチルスチレン、ビニルトルエン、パラメチルスチレン、クロロスチレンなどのスチレン誘導体、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどのハロゲン化ビニルモノマー、アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、Ｎ‐メチロールアクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリルアミド、メタクリロニトリルなどの窒素含有ビニル系モノマーである。エチレン性不飽和モノマーは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００２３】
アクリルシリコン樹脂は、（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂と（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物との反応物である。（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂は、例えば、アミノ基含有ビニル単量体と、この単量体と共重合可能な単量体とを共重合して得られる。
【００２４】
アミノ基含有ビニル単量体としては、例えば、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリレートなどのジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリレート類；Ｎ‐ジメチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ジエチルアミノエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミドなどのＮ‐ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミド類；ｔ‐ブチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ｔ‐ブチルアミノプロピル（メタ）アクリレートである。
【００２５】
アミノ基含有ビニル単量体と共重合可能な単量体は、例えば、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、カルボキシル基含有ビニル単量体、不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類、酸無水基含有ビニル単量体、カルボン酸アミド基含有ビニル単量体、スルホンアミド基含有ビニル単量体、（パー）フルオロアルキル基含有ビニル単量体、芳香族ビニルモノマーである。（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ‐プロピル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ‐プロピル（メタ）アクリレート、ｎ‐ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ‐ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ‐ブチル（メタ）アクリレート、２‐エチルエキシル（メタ）アクリレートである。カルボキシル基含有ビニル単量体としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸である。不飽和二塩基酸のジアルキルエステル類としては、例えば、ジメチルマレート、ジメチルフマレートである。酸無水基含有ビニル単量体としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸である。カルボン酸アミド基含有ビニル単量体としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ‐アルコキシ（メタ）アクリルアミドである。スルホンアミド基含有ビニル単量体としては、例えば、ｐ‐スチレンスルホンアミドである。（パー）フルオロアルキル基含有ビニル単量体としては、例えば、パーフルオロシクロヘキシル（メタ）アクリレートである。芳香族ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α‐メチルスチレンである。
【００２６】
（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物としては、例えば、エポキシ基及び加水分解性シリル基を有するビニル共重合体、エポキシ基を有するシランカップリング剤が代表的である。エポキシ基及び加水分解性シリル基を有するビニル共重合体は、例えば、エポキシ基を有するビニル単量体と、加水分解性シリル基を有するビニル単量体と、更に必要に応じてアミノ基含有ビニル単量体と共重合可能なビニル単量体に記載したような各種単量体とを共重合して得られる。エポキシ基を有するビニル単量体としては、例えば、（β‐メチル）グリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテルである。加水分解性シリル基を有するビニル単量体としては、例えば、γ‐（メタ）アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐（メタ）アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランである。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランである。さらに、加水分解性シリル基を有する化合物には、アルコキシシラン類、アルケニルオキシシラン類、アシロキシシラン類、ハロシラン類のほか、例えば、アルコキシシラン類の部分加水分解縮合体、アルケニルオキシシラン類の部分加水分解縮合体がある。アルコキシシラン類としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシランである。アルケニルシラン類としては、例えば、テトライソプロペニルオキシシラン、フェニルトリイソプロペニルオキシシランである。アシロキシシラン類としては、例えば、テトラアセトキシシラン、γ‐メルカプトプロピルトリアセトキシシランである。ハロシラン類としては、例えば、テトラクロルシラン、フェニルトリクロロシランである。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００２７】
（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂と（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物との配合割合は、（Ａ）に対して（Ｂ）が０．５〜８モル当量となるようにすることが好ましい。より好ましくは、１〜６モル当量である。０．５モル当量より少ないと、塗膜の機械的強度及び耐水性が劣る場合がある。８モル当量を超えると、支持体との密着性が劣る場合がある。また、塗膜が均一とならず、外観が劣る場合がある。
【００２８】
アクリルウレタン樹脂は、アクリルポリオールとポリイソシアネート化合物との反応物である。アクリルポリオールは、１分子中に２個以上の水酸基を有するアクリル樹脂であり、例えば、水酸基含有アクリルモノマーの重合体である。水酸基含有アクリルモノマーは、例えば、２‐ヒドロキシエチルアクリレート、２‐ヒドロキシプロピルアクリレート、４‐ヒドロキシブチルアクリレート、２‐ヒドロキシエチルメタクリレート、２‐ヒドロキシプロピルメタクリレート、４‐ヒドロキシブチルメタクリレートなどの水酸基を有するモノマー類、２‐ヒドロキシエチルメタクリレートへのγ‐ブチロラクトンの開環付加物、２‐ヒドロキシエチルアクリレートへのε‐カプロラクトンの開環付加物である。水酸基含有アクリルモノマーは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００２９】
また、本実施形態において、アクリルポリオールは、水酸基含有アクリルモノマーと他のエチレン性不飽和モノマーとの共重合体を包含する。水酸基含有アクリルモノマーは、前記に例示したものであり、それらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。他のエチレン性不飽和モノマーは、例えば、前記に例示したアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチレン誘導体、ビニルエステル、ハロゲン化ビニルモノマー、窒素含有ビニル系モノマーと同様のモノマーである。他のエチレン性不飽和モノマーは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。本実施形態は、モノマーの種類及び重合方法に制限されない。
【００３０】
アクリルポリオールの水酸基価は、５〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。より好ましくは、１０〜１００ｍｇＫＯＨ／ｇである。５ｍｇＫＯＨ／ｇ未満では、ポリイソシアネート化合物とのウレタン結合の架橋密度が十分得られず、塗膜の機械的強度及び耐水性が劣る場合がある。また、１５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、ウレタン結合の架橋密度が過剰になることによって、塗膜の過剰な硬化収縮が生じ、支持体への密着性が低下する場合がある。
【００３１】
ポリイソシアネート化合物は、１分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合物であり、例えば、２，４‐トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン‐４，４’‐ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンメチルエステルジイソシアネート、メチルシクロヘキシルジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ｎ‐ペンタン‐１，４‐ジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートである。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００３２】
アクリルポリオールとポリイソシアネート化合物との配合割合は、アクリルポリオールの水酸基に対して、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基が０．５〜８モル当量となるようにすることが好ましい。より好ましくは、１〜６モル当量である。０．５モル当量より少ないと、塗膜の機械的強度及び耐水性が劣る場合がある。８モル当量を超えると、支持体との密着性が劣る場合がある。また、塗膜が均一とならず、外観が劣る場合がある。
【００３３】
アクリル系紫外線硬化型樹脂は、１分子中に１個以上の二重結合を有する紫外線硬化性ビニル化合物と光重合開始剤とを配合し、紫外線を照射して重合させた重合体である。
【００３４】
１分子中に１個の二重結合を含む紫外線硬化性ビニル化合物としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ‐プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ‐ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ‐ブチル（メタ）アクリレート、ｎ‐ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ‐オクチル（メタ）アクリレート、２‐エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレートなどの炭素数１〜１８のアクリル酸アルキルエステルなどの（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４‐ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどの炭素数２〜８のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、２‐ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートのε‐カプロラクトン付加物、２‐ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとγ‐ブチロラクトンの付加物などの水酸基含有（メタ）アクリレート類、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和二塩基酸の他に、ジメチルマレート、ジメチルフマレートなどのジアルキルエステル類などのカルボキシル基又はアルコキシカルボニル基含有ビニル化合物、無水マレイン酸、無水イタコン酸などの酸無水物基含有ビニル化合物、グリシジル（メタ）アクリレートなどのエポキシ基含有ビニル化合物、スチレン、α‐メチルスチレン、ビニルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジエチルアミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアミノ基含有ビニル化合物をである。前記の化合物の他に、例えば、（メタ）アクリロニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンが使用できる。
【００３５】
１分子中に２個の二重結合を含む化合物としては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡ型ジ（メタ）アクリレート、１，６‐ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸変性ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートである。
【００３６】
１分子中に３個以上の二重結合を含む化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートである。また、イソシアヌル酸誘導体を用いることができる。また、例えば、前記したアクリル酸エステルのモノマー、メタクリル酸エステルのモノマー又はエチレン性不飽和モノマーを使用可能である。これらは、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。前記ビニル化合物の他に、ウレタン変性（メタ）アクリレート、ポリエステル変性（メタ）アクリレート、エポキシ変性（メタ）アクリレートを用いることもできる。
【００３７】
光重合開始剤は、アクリル系オリゴマー及びアクリル系モノマーを重合反応させるものであれば、公知の光重合開始剤を使用できる。光重合開始剤は、例えば、ベンゾイン、ベンゾインモノメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエール、アセトイン、ベンジル、ベンゾフェノン、Ｐ‐メトキシベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、１‐ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、２‐ヒドロキシ‐２‐メチル‐１‐フェニルプロパン‐１‐オン、２‐エチルアントラキノン、チオキサントン、２‐クロルチオキサントン、２‐メチルチオキサントン、２，４‐ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、カンファーキノンである。
【００３８】
光重合開始剤の配合量は、アクリル系オリゴマー及びアクリル系モノマー１００質量部に対して、０．１〜２０質量部とすることが好ましい。より好ましくは、１〜１０質量部である。０．１質量部未満では、重合が開始しない場合がある。２０質量部を超えると、塗膜の密着性が劣る場合がある。
【００３９】
アクリル系樹脂の質量平均分子量は、５，０００〜２５０，０００であることが好ましい。より好ましくは、１０，０００〜２００，０００である。５，０００未満では、塗膜強度が不足する場合がある。２５０，０００を超えると、塗装作業性が劣る場合がある。
【００４０】
アクリル系樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）は、０〜１２０℃であることが好ましい。より好ましくは、１５〜１００℃である。０℃未満では、塗膜の強度が劣る場合がある。１２０℃を超えると、塗膜が硬くて、割れやすくなる、また付着性に劣る場合がある。
【００４１】
アクリル系樹脂を主成分とする塗膜の製造方法は、アクリル系樹脂の種類によって異なる。次に、アクリル系樹脂の種類別に塗膜の製造方法の具体例を示す。なお、本実施形態は、塗膜の製造方法に限定されない。
【００４２】
アクリル樹脂の塗膜は、例えば、前記アクリル樹脂に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分濃度に調製したアクリル樹脂塗料を支持体上に塗布・乾燥することで得られる。
【００４３】
液状溶媒は、公知の溶媒を用いることができ、例えば、ジエチルケトン（３‐ペンタノン）、メチルプロピルケトン（２‐ペンタノン）、メチルイソブチルケトン（４‐メチル‐２‐ペンタノン）、２‐ヘキサノン、５‐メチル‐２‐ヘキサノン、２‐へプタノン、３‐へプタノン、４‐へプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸‐ｎ‐ブチル、酢酸イソブチル、酢酸‐３‐メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、γ‐ブチロラクトン、イソホロン、イソ酪酸ブチルなどのエステル類、ヘプタン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などの有機溶剤を使用することができる。さらに、環境負荷をさらに低減させるために、水系媒体を使用してもよい。水系媒体とは、水及び親水性のある有機溶剤の混合物である。親水性のある有機溶剤は、例えば、メタノール、エタノール、ｎ‐プロパノール、イソプロパノール、ｎ‐ブタノール、イソブタノール、１‐エチル‐１‐プロパノール、２‐メチル‐１‐ブタノール、ｎ‐ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのアルコール類、テトラヒドロフラン、１、４‐ジオキサンなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸‐ｎ‐プロピル、酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジメチルなどのエステル類である。本実施形態では、液状溶媒の種類に制限されるものではなく、任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４４】
アクリルシリコン樹脂の塗膜は、例えば、前記（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂と前記（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物とを、塗膜形成時に一定の割合で混合し、更に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分濃度に調製したアクリルシリコン樹脂塗料を、所定の時間内に支持体上に塗布・乾燥し、更に硬化処理することで得られる。液状溶媒は、前記の液状溶媒を任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４５】
アクリルウレタン樹脂の塗膜は、例えば、前記アクリルポリオールと前記ポリイソシアネート化合物とを、塗膜形成時に一定の割合で混合し、更に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分濃度に調製したアクリルウレタン樹脂塗料を、所定の時間内に支持体上に塗布・乾燥し、更に硬化処理することで得られる。液状溶媒は、前記の液状溶媒を任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４６】
アクリル系紫外線硬化型樹脂の塗膜は、例えば、前記アクリル系オリゴマーと、前記アクリル系モノマーと、前記光重合開始剤とを混合し、該混合物に液状溶媒を配合して塗布に適した固形分に調製したアクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を、支持体上に塗布・乾燥した後、紫外線を照射して得られる。この時、アクリル系オリゴマー及びアクリル系モノマーは、光重合開始剤の励起エネルギーによって、重合体となる。液状溶媒は、前述の液状溶媒を任意の１種を単独で、又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【００４７】
塗膜の形成において、塗料の塗布方法は、例えば、ロールコート方式、スプレー方式、ディップ方式、はけ塗り方式などの公知の塗布方法を選択することができる。塗膜の厚さは、０．２〜１２０μｍであることが好ましい。より好ましくは、０．４〜７０μｍであり、特に好ましくは、０．８〜７０μｍである。０．２μｍ未満では、不燃性の判定とならない場合がある。１２０μｍを超えると、塗膜が凝集破壊する場合がある。また、作業性が悪くなり、経済的に好ましくない。１回の塗布で所望の厚さの塗膜を形成するか、又は複数回塗布することで所望の厚さの塗膜を形成してもよい。
【００４８】
塗料には、必要に応じて添加される助剤として、顔料、無機フィラー、光輝材、可塑剤、分散剤、乳化剤、流動性調整剤、紫外線吸収剤、光安定剤などを本発明の効果を損なわない限りにおいて添加することができる。
【実施例】
【００４９】
次に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１）
アクリル樹脂としてアクリディックＡ‐１６６（不揮発分４５％、質量平均分子量７５，０００、ガラス転移点５０℃、ＤＩＣ社製）１００質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１５０質量部とを配合し、固形分濃度１８質量％のアクリル樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ガラス転移点１５０℃、ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で３０分乾燥させた後、更に２５℃で４８時間静置して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００５１】
（実施例２）
実施例１において、アクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１に準じて不燃材を得た。
【００５２】
（実施例３）
実施例１において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例１に準じて不燃材を得た。
【００５３】
（実施例４）
実施例３において、アクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例３に準じて不燃材を得た。
【００５４】
（実施例５）
撹拌装置、温度計、還流冷却管、温度計、窒素導入管を備えた反応器に、トルエン４２０質量部と、ｉｓｏ−ブタノールの２８０質量部とを仕込み、窒素雰囲気中で８０℃に昇温した後、（Ａ）塩基性窒素を有するアクリル樹脂としてメチルメタクリレート６５０質量部、ｎ−ブチルアクリレート２２０質量部及びジメチルアミノエチルメタクリレート１３０質量部と、アゾビスイソブチルニトリル（以降、ＡＩＢＮと記す。）５質量部と、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシオクトエート５質量部と、トルエン２００質量部とを混合した混合物を３時間滴下した。滴下終了後も同温度に２時間保持してから、更にＡＩＢＮ５質量部と、トルエン２６５質量部と、ｉｓｏ−ブタノール２０質量部とを混合した混合物を滴下した。その後も同温度に４時間保持して不揮発分が５０％で、かつ、数平均分子量が１５，０００なる三級アミノ基を有するアクリル樹脂溶液を得た。この樹脂溶液６０質量部に、（Ｂ）一分子中にエポキシ基及び加水分解性シリル基を合わせ有する化合物としてγ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１０質量部及びテトラエトキシシラン類の部分加水分解縮合体（シリケート４０、多摩化学社製）１５質量部と、溶媒としてトルエン、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン及びエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートの混合溶剤１１５部質量部と、を混合し、固形分濃度２７．５質量％のアクリルシリコン樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で３０分乾燥させた後、更に２５℃で４８時間静置して硬化処理して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００５５】
（実施例６）
実施例５において、アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例５に準じて不燃材を得た。
【００５６】
（実施例７）
実施例５において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例５に準じて不燃材を得た。
【００５７】
（実施例８）
実施例７において、アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例７に準じて不燃材を得た。
【００５８】
（実施例９）
アクリルポリオールとしてアクリディック５７‐７７３（不揮発分４５％、質量平均分子量５１，０００、ガラス転移点５５℃、水酸基価３３ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＤＩＣ社製）１００質量部と、ポリイソシアネート化合物としてデスモジュールＮ‐３２００（住化バイエル社製）５質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１００質量部とを配合し、固形分濃度２４．４質量％のアクリルウレタン樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で３０分乾燥させた後、更に２５℃で４８時間静置して硬化処理して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００５９】
（実施例１０）
実施例９において、アクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例９に準じて不燃材を得た。
【００６０】
（実施例１１）
実施例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例９に準じて不燃材を得た。
【００６１】
（実施例１２）
実施例１１において、アクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例１１に準じて不燃材を得た。
【００６２】
（実施例１３）
ウレタン変性アクリレートとしてユニディックＣ７‐１６４（ＤＩＣ社製）５０質量部と、アクリル系モノマーとしてジペンタエリスリトールペンタ／ヘキサアクリレートの混合物（商品名アロニックスＭ‐４０２、東亞合成社製）５０質量部と、光重合開始剤として１−ヒドロキシシクロヘキシル‐フェニルケトン（商品名イルガキュア１８４、ＢＡＳＦ社製）５質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１００質量部とを配合し、固形分濃度３９．５質量％のアクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を得た。支持体として厚さが２ｍｍのポリカーボネート成形体（ＰＣ‐１６００、タキロン社製）の片面上に、得られたアクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を乾燥後の厚さが０．４μｍとなるようにスプレー塗布し、７０℃で５分乾燥させた後、更に、高圧水銀灯を使用して紫外線照射（最大強度８０ｍＷ／ｃｍ２、積算光量７００ｍＪｃｍ２）して塗膜を形成し、不燃材を得た。
【００６３】
（実施例１４）
実施例１３において、アクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１３に準じて不燃材を得た。
【００６４】
（実施例１５）
実施例１３において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、実施例１３に準じて不燃材を得た。
【００６５】
（実施例１６）
実施例１５において、アクリル系紫外線硬化型樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、実施例１５に準じて不燃材を得た。
【００６６】
（比較例１）
実施例１において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００６７】
（比較例２）
実施例１において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリル樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００６８】
（比較例３）
実施例５において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例５に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００６９】
（比較例４）
実施例５において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリルシリコン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例５に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７０】
（比較例５）
実施例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例９に準じて不燃材を得た。
【００７１】
（比較例６）
実施例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリルウレタン樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７２】
（比較例７）
実施例１３において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、実施例１３に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７３】
（比較例８）
実施例１３において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリル系紫外線硬化樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、実施例１３に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７４】
（比較例９）
実施例１において、塗膜をポリカーボネート成形体上にアクリルポリマー及びニトロセルロースの混合物であるアクリルニトロセルロース樹脂とからなる塗膜とした以外は、実施例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。アクリルニトロセルロース樹脂塗料の調製は、アクリルポリマーとしてアクリディックＡ‐１６６（不揮発分４５％、質量平均分子量７５，０００、ガラス転移点５０℃、ＤＩＣ社製）１００質量部と、ニトロセルロース（商品名ＤＬＸ８‐１３、ＮＯＢＥＬ社製）６質量部と、溶媒としてメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びイソ酪酸ブチルの混合溶剤１９４質量部とを配合し、固形分濃度１６．４質量％に調製した。
【００７５】
（比較例１０）
比較例９において、アクリルニトロセルロース樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７６】
（比較例１１）
比較例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとした以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７７】
（比較例１２）
比較例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを１ｍｍとし、アクリルニトロセルロース樹脂塗料を乾燥後の厚さが７０μｍとなるように塗布した以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００７８】
（比較例１３）
実施例１において、支持体上に塗膜を形成しなかった。
【００７９】
（比較例１４）
実施例４において、支持体上に塗膜を形成しなかった。
【００８０】
（比較例１５）
支持体として厚さが１ｍｍの難燃性ポリカーボネート成形体（Ｎ‐７Ｓ、三菱ガス化学社製）を用い、塗膜を形成しなかった。
【００８１】
（比較例１６）
支持体として厚さが２ｍｍの難燃性ポリカーボネート成形体（Ｎ‐７Ｓ、三菱ガス化学社製）を用い、塗膜を形成しなかった。
【００８２】
（比較例１７）
支持体として厚さが３ｍｍの難燃性ポリカーボネート成形体（Ｎ‐７Ｓ、三菱ガス化学社製）を用い、塗膜を形成しなかった。
【００８３】
（参考例１）
比較例９において、ポリカーボネート成形体の厚さを３ｍｍとした以外は、比較例９に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００８４】
（参考例２）
参考例１において、アクリルニトロセルロース樹脂塗料を乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布した以外は、参考例１に準じて支持体上に塗膜を形成した。
【００８５】
実施例、比較例及び参考例で得られた不燃材、塗膜形成支持体並びに塗膜非形成支持体について、燃焼試験を行った。組成及び燃焼試験の区分を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】
（燃焼試験）
昭和４４年５月１５日鉄運第８１号「電車の火災事故について」に規定された方法に従って、燃焼試験を行った。図１は、鉄道車両材料用燃焼試験に使用した器具の概略図である。図１に示すとおり、実施例、比較例及び参考例で得られた不燃材、塗膜形成支持体及び塗膜非形成支持体をＢ５判（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）に切断した供試材１を、４５°傾斜に保持し、燃料容器２（鉄製、直径１７．５ｍｍ、深さ７．１ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ）の底の中心が、供試材１の下面中心の垂直下方２５．４ｍｍ（１インチ）のところにくるように、低熱伝導材（コルク）からなる容器受台３上に載せ、燃料容器２に純エタノール０．５ｍｌを入れて着火し、燃料が燃え尽きるまで放置した。試験室内は、雰囲気温度１５〜３０℃、雰囲気湿度６０〜７５％に維持して、空気の流動がない状態とした。なお、実施例１の供試材を使用して火炎側を塗膜形成面にする場合及び火炎側をポリカーボネート面（塗膜非形成面）とする場合において予め予備試験を行ったところ、いずれも試験結果が同じであったため、試験は供試材のポリカーボネート面が火炎側になるように保持した。燃焼性の判定は、エタノールの燃焼中と燃焼後とに分けて、判断した。燃焼中は、供試材への着火、着炎、発煙及び火勢状態を赤外線カメラ、ビデオカメラ及び目視で観察した。燃焼後は、残炎、残塵、炭化及び変形の状態を赤外線カメラ、ビデオカメラ及び目視で観察した。判定基準は、表２に示すとおりである。
【００８８】
【表２】
【００８９】
実施例１〜実施例１６の不燃材は、いずれも不燃性であることが確認できた。また、いずれも透明性が高かった。一方、比較例１〜比較例６は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂又はアクリルウレタン樹脂で形成したが、支持体の厚さを１ｍｍとしたため、可燃性の判定となった。比較例７及び比較例８は、塗膜をアクリル系紫外線硬化型樹脂で形成したが支持体の厚さを１ｍｍとしたため、難燃性の判定となった。比較例９及び比較例１０は、塗膜をアクリルニトロセルロース樹脂で形成したため、難燃性の判定となった。比較例１１及び比較例１２は、塗膜をアクリルニトロセルロース樹脂で形成し、支持体の厚さを１ｍｍとしたため、可燃性の判定となった。比較例１３及び比較例１４は、塗膜を形成しなかったため、可燃性の判定とならなかった。比較例１５〜比較例１７は、難燃性グレードのポリカーボネート成形体を使用したが、塗膜を形成しなかったため、可燃性又は難燃性の判定となった。
【００９０】
参考例１及び参考例２は、支持体として厚さが３ｍｍのポリカーボネート成形体と、該成形体上にアクリルニトロセルロース樹脂を主成分とする塗膜を形成した例であるが、支持体の厚さが３ｍｍであったため、不燃性の判定となった。
【００９１】
比較例１〜比較例１７は、いずれも火炎の熱によって、支持体が変形すると、その変形部分において、更に火勢が大きくなり、難燃性又は可燃性の判定となった。一方、実施例１〜実施例１６は、塗膜を形成することによって、支持体が変形するのを抑制することができたため、火勢が増すことがなく、結果として、不燃性の判定を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明に係る不燃材は、軽量化、コストの低減及び設計の自由度を向上し、光透過性の低下を防止することができるため、鉄道車両用内装建材に適している。さらに、店舗用、オフィス用、航空機用、車両用及び船舶用の各種内装建材に適している。
【符号の説明】
【００９３】
１ 供試材
２ 燃料容器
３ 容器受台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリカーボネート成形体を支持体とし、
該支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、
前記アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、
前記支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下であることを特徴とする不燃材。
【請求項２】
前記ポリカーボネート成形体は、難燃剤を含有しないことを特徴とする請求項１に記載の不燃材。
【請求項１】
ポリカーボネート成形体を支持体とし、
該支持体の少なくとも片面にアクリル系樹脂を主成分とする少なくとも１層以上の塗膜が形成され、
前記アクリル系樹脂は、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリル系紫外線硬化型樹脂のうちいずれか１種以上であり、
前記支持体の厚さが、１．０ｍｍを超え３．０ｍｍ以下であることを特徴とする不燃材。
【請求項２】
前記ポリカーボネート成形体は、難燃剤を含有しないことを特徴とする請求項１に記載の不燃材。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−４０７２４（Ｐ２０１２−４０７２４Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８２４９３（Ｐ２０１０−１８２４９３）
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（０００１０３９７６）オリジン電気株式会社 (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１７日（２０１０．８．１７）
【出願人】（０００１０３９７６）オリジン電気株式会社 (223)
【Ｆターム（参考）】
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