(57)【要約】【課題】  着色塗装釘として、建物竣工時の確認検査の際に釘頭部の色合いから釘サイズの識別を確実に行え、木材に対する接合耐力が非常に大きく、着色塗膜に有害物質を含まないものを提供する。【解決手段】  少なくとも釘頭部を含む表面が、アクリル系樹脂を主体とする結合剤と顔料を含む塗料にて着色塗装されてなる着色塗装釘とした。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも釘頭部を含む表面が、アクリル系樹脂を主体とする結合剤と顔料を含む塗料にて着色塗装されてなる着色塗装釘。
【請求項２】
前記結合剤のアクリル系樹脂が、ガラス転移温度０〜１４０℃、酸価５以上である請求項１記載の着色塗装釘。
【請求項３】
釘全体の表面に着色塗装されてなる請求項１又は２に記載の着色塗装釘。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサイズの識別及び接合耐力向上のために着色塗装された釘に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築に使用する太め鉄丸釘及び細め鉄丸釘（ＪＩＳ  Ａ５５０８）として、建物竣工時に性能保証機関等が指定された釘を適正に使用しているか否かの確認検査を行う際、その釘サイズの識別を容易にするために、釘頭部に業界統一基準としてサイズ毎に定められた着色を施した着色塗装釘が汎用されている。また、釘に合成樹脂皮膜を設けた場合、打ち込みに要する力が低減されると共に、打込み材に対する保持力が向上することも知られており、この効果も踏まえて着色塗装は釘全体の表面に施すのが普通である。
【０００３】
従来、このような鉄丸釘の着色塗装には、一般的に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂からなる結合剤と着色剤としての染料を有機溶剤に溶解させた塗料が使用されていた。しかるに、従来の着色塗装釘では、保管中や建築現場において日光に曝される間に、紫外線によって急速に着色塗膜の色劣化が進行し、所要部位に打ち込んだ釘の頭部が竣工時には既に変退色してサイズを識別しにくいことが多々あった。
【０００４】
そこで、本発明者らは先に、顔料を着色剤として含む塗料による着色塗装を施した着色塗装釘を提案している（特許文献１）。すなわち、この着色塗装釘では、顔料による着色であるために着色塗膜の紫外線による色劣化が進行しにくく、使用前及び使用後に紫外線の影響を受ける状態に長期間置かれても、露呈した釘頭部が元の明瞭な色合いを保持しているから、竣工時の性能保証機関等による確認検査の際に該色合いから釘サイズを容易に且つ確実に識別できることになる。
【特許文献１】特開２００２−３３９９２７号公報
【０００５】
ところで、先年の兵庫県南部地震（１９９５年）を契機として、欠陥住宅や手抜き工事が大きな社会問題となったことから、良質な住宅を安心して取得できる住宅市場の条件整備と活性化を目的として西暦２０００年に『住宅の品質確保の促進等に関する法律』が制定され、これに伴って木造住宅の耐震（免震）性能を向上させるために木材に対する接合耐力の強い釘が要望されている。一方、地球環境の保全の観点から、西暦１９９９年に『特定化学物質の環境への排出量の把握等及び管理の促進に関する法律』が制定され、着色塗装釘においても安全で環境負荷の小さいものが必要になっている。
【０００６】
しかしながら、従来の着色塗装釘では、前記提案のものを含めて、着色塗膜の結合剤に塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩素含有樹脂が一般的に使用されているため、木材に対する接合耐力が不充分である上、建物解体等で生じた不要木材に付随して焼却処分される際に、猛毒で強い変異原物質であるダイオキシン類の発生源になる懸念があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の情況に鑑み、着色塗装釘として、建物竣工時の性能保証機関等による確認検査の際に釘頭部の色合いから釘サイズの識別を確実に行える上、木材に対する接合耐力が非常に大きく、且つ着色塗膜にダイオキシン類の発生源になる塩素のような有害物質を含まないものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る着色塗装釘は、少なくとも釘頭部を含む表面が、アクリル系樹脂を主体とする結合剤と顔料を含む塗料にて着色塗装されてなる構成としている。
【０００９】
また、請求項２の発明は、上記請求項１の着色塗装釘において、前記結合剤のアクリル系樹脂が、ガラス転移温度０〜１４０℃、酸価５以上であるものとしている。
【００１０】
更に、請求項３の発明は、上記請求項１又は２の着色塗装釘において、釘全体の表面に着色塗装されてなるものとしている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係る着色塗装釘によれば、塗膜が顔料で着色しているために変褪色を生じにくく、建物竣工時の性能保証機関等による確認検査の際に釘頭部の色合いから釘サイズの識別を確実に行える上、該塗膜の結合剤成分であるアクリル系樹脂が木材に対して強い親和性を示し、該塗膜が木材組織に食い込むような状態で強く付着することから、木材との摩擦抵抗による接合耐力つまり木材に打ち込んだ状態での引き抜き及び剪断に抗する力が非常に大きく、もってこれを用いた建物の耐震（免震）性能を大きく向上させることができると共に、釘の浮き上がりによる床鳴り等の軋みの防止にも効果が得られ、また該着色塗膜に塩素を含まないため、建物解体等で生じた不要木材に付随して焼却処分される際にダイオキシン類の発生源となる懸念がない。
【００１２】
請求項２の発明によれば、上記の着色塗装釘として、着色塗膜のアクリル系樹脂が特定の物性を備えることから、木材に対する接合耐力により優れたものが提供される。
【００１３】
請求項３の発明によれば、上記の着色塗装釘として、釘全体の表面に着色塗膜を有することから、木材に対する接合耐力により優れたものが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の着色塗装釘は、既述のように、少なくとも釘頭部を含む表面がアクリル系樹脂を主体とする結合剤と顔料を含む塗料にて着色塗装されてなるものであり、着色塗膜の変退色を生じにくいため、サイズ毎に色分けして建築に使用することにより、建物竣工時の性能保証機関等による確認検査で釘頭部の色から釘サイズを容易に識別可能とするが、これに加えて、前記結合剤にアクリル系樹脂を用いていることから、木材に対する接合耐力が非常に大きく、且つ安全で環境負荷が小さいという特徴を備えている。
【００１５】
上記着色塗膜の結合剤に用いるアクリル系樹脂としては、アクリル酸、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸、メタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル等のアクリル系モノマーの一種の単独重合体又は二種以上の共重合体、これらアクリル系モノマーの一種又は二種以上と他の塩素不含エチレン性モノマーの一種又は二種以上との共重合体等が挙げられ、特に熱可塑性のものが推奨される。
【００１６】
また、このようなアクリル系樹脂において、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０〜１４０℃、特に好ましくは０〜１００℃であって、酸価が５以上であるものが好適である。すなわち、このガラス転移温度が高過ぎるものでは、木材に対する充分な接合耐力が得られにくくなると共に、釘の打ち込みに際して摩擦発熱による軟化が生じにくいため、それだけ打ち込みに大きな力を要することになる。また、酸価が低過ぎるものでは、釘の金属表面に対する付着性が悪化するという問題がある。
【００１７】
しかして、着色塗料の結合剤成分は、前記のアクリル系樹脂単独でもよいし、このアクリル系樹脂を主体として他の塩素不含樹脂、例えばブチラール樹脂、ニトロセルロースやセルロースアセテートブチレートの如き繊維素系樹脂、酢酸ビニル樹脂、マレイン酸樹脂等を併用してもよい。
【００１８】
また、着色剤に用いる顔料としては、無機顔料と有機顔料のいずれでもよいが、有彩色では特に有機顔料が好適である。すなわち、有機顔料では、無機顔料に比較して鮮明な色合いを表出できると共に、有彩の無機顔料には多い毒性の問題が殆どなく、また概して塗料中での分散性がよいという利点がある。
【００１９】
このような有機顔料は、構造的にも非常に多くの種類が存在し、また色相も様々であるが、着色塗装釘として表出すべき色調に応じて適宜選択して使用すればよい。しかして、耐候性に優れるものが推奨され、例えば不溶性アゾ系、縮合アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、フタロシアニン系、チオインジゴ系、イソインドリノン系等に属するものが好適である。
【００２０】
なお、着色塗装釘の色調には、赤、青、黄、橙、緑、紫、黄緑、茶等の有彩色のみならず、黒、グレー、白の如き無彩色も含め得る。この無彩色とする場合は、耐候性及び価格の両面より、黒色成分としてカーボンブラックを使用することが推奨される。また、白色成分には酸化チタン等の白色無機顔料を使用すればよい。なお、顔料は単独で使用する以外に、例えば赤色顔料と黄色顔料とで橙色としたり、黄色顔料と緑色顔料とで黄緑色とする等、色相の異なる複数種の配合によって所期する色調を表出するようにしてもよく、有彩顔料と黒色顔料や白色顔料との混合によってピンクやモスグリーン等の濁色系の色調とすることも可能である。
【００２１】
このような顔料の使用量は、顔料固有の着色力によって異なるが、一般的には前記アクリル系樹脂を主体とする結合剤成分１００重量部に対し、１〜３０重量部の範囲が好適である。
【００２２】
着色塗装釘を製造するには、前記のアクリル系樹脂を主体とする結合剤と所要の着色顔料を含む塗料を調製し、浸漬塗装、スプレー塗装、刷毛塗り等の適当な塗装手段によって釘に塗布して硬化させればよい。この着色塗装は、建物竣工時の性能保証機関等による確認検査という目的では釘頭部のみでよいが、木材に対する優れた接合耐力を発揮する上で釘全体に施すことが推奨される。なお、着色塗膜の厚さは、５〜１５μｍ程度とするのがよく、薄過ぎては発色が薄くなると共に接合耐力も不充分となり、逆に厚過ぎてはコスト高になって不経済である。
【００２３】
着色塗装する釘種には制限はなく、例えば鉄丸釘（記号Ｎ）、太め鉄丸釘（記号ＣＮ）、細め鉄丸釘（記号ＢＮ）、ステンレス鋼釘（記号Ｓ）、石膏ボード用釘（鉄製…記号ＧＮ、ステンレス鋼製…記号ＧＮＳ）、シージングインシュレーションファイバーボード用釘（記号ＳＮ）、自動釘打ち機用釘（鉄製…記号ＰＮ、ステンレス鋼製…記号ＰＮＳ）等のいずれについても本発明を適用できる。また，釘の頭部及び胴部の形状についても制約はない。
【００２４】
なお、着色塗装釘として現在の業界統一基準でサイズ毎の色調が定められているのは太め鉄丸釘と細め鉄丸釘であり、ＪＩＳ  Ａ５５０８（１９９２）のくぎ解説第５頁の解説表２に示されている。すなわち、太め鉄丸釘（記号ＣＮ）の呼びサイズでは、ＣＮ５０が緑色、ＣＮ６５が黄色、ＣＮ７５が青色、ＣＮ９０が赤色となっている。また細め鉄丸釘（記号ＢＮ）の呼びサイズでは、ＢＮ５０が赤色、ＢＮ６５がクリア（無着色）、ＢＮ７５が茶色、ＢＮ９０が緑色となっている。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の実施例を比較例と対比して具体的に説明する。なお、実施例及び比較例で使用した着色塗料の結合剤及び顔料は次の通りである。また、以下において、部とあるは重量部を意味する。
【００２６】
〔結合剤〕
アクリル系樹脂Ａ・・・日本シェラック工業社製ハイテック５３２（Ｔｇ：１４〜１９                      ℃、酸価１６５〜１８５）
アクリル系樹脂Ｂ・・・三井化学工業社製アルマテックスＬ１０５３（Ｔｇ：６６℃、                      酸価５〜８）
ブチラール樹脂  ・・・電気化学工業社製デンカブチラール３０００−４
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体・・・ダウ・ケミカル日本社製ユーカーソリューショ                      ンビニル樹脂ＶＭＣＣ
【００２７】
〔顔料〕
緑色顔料・・・イルガライトグリーンＧＬＮ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製              のハンザ系不溶性アゾ顔料）
黄色顔料・・・イルガライトイエローＢ３Ｒ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製              のハンザ系不溶性アゾ顔料）
青色顔料・・・クロモフタール  ブルー４ＧＮＰ〔チバ・スペシャルティ・ケミカルズ              社製の銅フタロシアニン（β）顔料〕
赤色顔料・・・クロモフタールスカーレットＲＮ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ              社製の縮合アゾ系顔料）
【００２８】
実施例１
アクリル系樹脂Ａ                                          ・・・１２．５部
ブチラール樹脂                                            ・・・  ３．０部
緑色顔料                                                  ・・・  １．５部
トルエン−アセトン−酢酸エチル（重量比５：３：１）混合溶剤・・・８３．０部
上記組成の着色塗料を調製し、この塗料を脱脂処理した太め鉄丸釘ＣＮ５０の表面全体にフィルムアプリケーターによって塗装後、室温で１０分間放置乾燥し、厚さ１０〜１５μｍの緑色塗膜を有する着色塗装釘を製造した。
【００２９】
実施例２
アクリル系樹脂Ａ                                          ・・・１８．５部
黄色顔料                                                  ・・・  １．５部
トルエン−アセトン−酢酸エチル混合溶剤（前出）            ・・・８０．０部
上記組成の着色塗料を調製し、この塗料を脱脂処理した太め鉄丸釘ＣＮ６５の表面全体にフィルムアプリケーターによって塗装後、室温で１０分間放置乾燥し、厚さ１０〜１５μｍの黄色塗膜を有する着色塗装釘を製造した。
【００３０】
実施例３
アクリル系樹脂Ａ                                          ・・・  ８．５部
ブチラール樹脂                                            ・・・  ７．０部
青色顔料                                                  ・・・  １．５部
トルエン−アセトン−酢酸エチル混合溶剤（前出）            ・・・８３．０部
上記組成の着色塗料を調製し、この塗料を脱脂処理した太め鉄丸釘ＣＮ７５の表面全体にフィルムアプリケーターによって塗装後、室温で１０分間放置乾燥し、厚さ１０〜１５μｍの青色塗膜を有する着色塗装釘を製造した。
【００３１】
実施例４
アクリル系樹脂Ｂ                                          ・・・１８．５部
赤色顔料                                                  ・・・  １．５部
トルエン−アセトン−酢酸エチル混合溶剤（前出）            ・・・８０．０部
上記組成の着色塗料を調製し、この塗料を脱脂処理した太め鉄丸釘ＣＮ９０の表面全体にフィルムアプリケーターによって塗装後、室温で１０分間放置乾燥し、厚さ１０〜１５μｍの黄色塗膜を有する着色塗装釘を製造した。
【００３２】
比較例１〜４
前記実施例１〜４で用いた各着色塗料における結合剤成分（アクリル系樹脂Ａ，Ｂ、ブチラール樹脂）を同部数の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体に代えた以外は、各実施例と同様にして着色塗装釘を製造した。
【００３３】
以上の実施例１〜４及び比較例１〜４で得られた着色塗装釘と、これら実施例及び比較例で用いたものと同じサイズの未塗装釘（太め鉄丸釘ＣＮ５０、ＣＮ６５、ＣＮ７５、ＣＮ９０）について、それぞれ下記方法による剪断耐力試験及び引き抜き耐力試験を行った。その結果を、実施例釘／未塗装釘、ならびに実施例釘／比較例釘の耐力比較（％）と共に後記表１及び表２に示す。なお、これら両試験では、長さ各２．４ｍのＳＰＦ材１４本から切り出した３８×８９×４００ｍｍの主材とｔ（厚さ…釘サイズで異なる）×９０×３００ｍｍの構造用合板とを用いて試験体を作成しているが、供試木材の材質差による測定値のばらつきや偏りを避けるため、各釘サイズにおいて実施例釘、未塗装釘、比較例釘を用いた試験体を各々５点ずつ作成すると共に、同じ釘サイズでは各釘種の５点の試験体に用いる主材が共通の５本のＳＰＦ材から得られた組み合わせになるように設定し、各釘サイズの各釘種ごとに５回の測定を行った平均値を採択している。
【００３４】
〔剪断耐力試験〕
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、ＳＰＦ材からなる主材１の両側面部に各々構造用合板２を平行状態で主面中央を接する形として、各々２本の釘３をハンマーで打ち付けて試験体Ｍ１を作成する。なお、図中の数値は寸法（ｍｍ）を示す。そして、油圧式材料試験機（島津製作所社製ＵＨ−５０Ａ型、容量２５ＫＮ）を用い、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、試験体Ｍ１を試験装置の二股になった支持台４上に両側の構造用合板２，２部分で支持されるように載置し、主材１の頂端に載せた加圧用治具５ａを介し、試験体Ｍ１の中央を加重点とした上方からの単純加圧Ｐにより、加圧速度２ｍｍ／分で加圧して最大荷重（Ｎ／釘４本）を測定し、各釘サイズの各釘種ごとに５点の試験体Ｍ１について測定した最大荷重の平均値より剪断耐力（Ｎ／釘１本）を算出した。なお、図２中の６は試験体Ｍ１の主材１と構造用合板２との相対変位を測定する変位計であり、その変位出力と試験機からの荷重出力を入力したデータロガーコンピュータの画面上で荷重−変位量の相関曲線を自動描画するようになっている。
【００３５】
〔引き抜き耐力試験〕
図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ＳＰＦ材からなる主材１の片側面部に構造用合板２を直交状態で主面が接する形として、交差部に１本の釘３をハンマーで打ち付けて試験体Ｍ２を作成する。なお、図中の数値は寸法（ｍｍ）を示す。そして、前記の剪断耐力試験と同じ油圧式材料試験機を用い、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、試験体Ｍ２を試験装置の二股になった支持台４上に主材１をわたすように載置し、この主材を跨いで構造用合板２上に載るコ字枠状の加圧用治具５ｂを介してクロスヘッド７で上方から単純加圧Ｐすることにより、構造用合板２の主材１を挟む両側位置を加重点とし、加圧速度２ｍｍ／分で加圧して最大荷重（Ｎ／釘１本）を測定し、各釘サイズの各釘種ごとに５点の試験体Ｍ２について測定した最大荷重の平均値を引き抜き耐力とした。なお、変位計６はクロスヘッド７の変位量を測定し、その変位出力と試験機からの荷重出力とから前記同様に荷重−変位量の相関曲線が得られるようになっている。
【００３６】
【表１】
2006038052.tif 000002
【００３７】
【表２】
2006038052.tif 000003
【００３８】
上記表１及び表２の結果から、本発明の着色塗装釘（実施例釘）は、剪断耐力が未塗装釘の約１４０％、従来の着色塗装釘（比較例釘）に比べても平均１１５％と大きく、引き抜き耐力では未塗装釘の約２６５％、従来の着色塗装釘（比較例釘）に対して平均１２５％強と更に大きく、木材に対して非常に優れた接合耐力を備えることが明らかである。従って、この着色塗装釘を木造建築に使用することにより、木造建築物の耐震性（免震性）を飛躍的に高め得ることができ、また釘の浮き上がりによる床鳴り等の軋みの防止にも有効であることが判る。
【００３９】
なお、実施例１〜４及び比較例１〜４の着色塗装釘について、ＪＩＳ  Ｋ  ５４００（塗料−一般試験方法）の９．８項「促進耐候性」に既定されるサンシャインカーボンアーク灯式に基づく促進耐候性試験を行ったところ、いずれも２５時間後及び７８時間後の着色塗膜に色調変化は認められなかった。従って、これら着色塗装釘の使用により、建物竣工時の性能保証機関等による確認検査において、釘頭部の色合いから釘サイズを的確に識別できることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例及び比較例の着色塗装釘と未塗装釘の剪断耐力試験に供する試験体を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】同剪断耐力試験を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の実施例及び比較例の着色塗装釘と未塗装釘の引き抜き耐力試験に供する試験体を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【図４】同引き抜き耐力試験を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｍ１，Ｍ２  試験体
１          主材
２          構造用合板
３          釘
【図１】
2006038052.tif 000004
【図２】
2006038052.tif 000005
【図３】
2006038052.tif 000006
【図４】
2006038052.tif 000007