JP2001516656A - 紡織繊維布帛を埋封した熱可塑性物品 - Google Patents
紡織繊維布帛を埋封した熱可塑性物品Info
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Abstract
Description
な熱可塑性物品に関する。更に詳しくは、本発明は、上部シート材料、紡織繊維
から構成される又は作られる布帛及び下部シート材料をこの順で含む積層体に、
その布帛を埋封した熱可塑性物品を製造するために熱及び圧力をかけることによ
って製造される物品に関する。本発明によって提供される新規な熱可塑性物品は
、窓用ガラス板として、パーティションに、そして装飾パネルとして、建設業界
において使用することができる。これらの物品の一方又は両方の表面は物品の形
成時に表面模様をつけることができる。
して使用されており、そして或る用途に対しては特別の装飾効果を与えるために
、塗装されたり、ステンドガラスとされている。ガラスは密度及び重量が高く、
作業場所で二次加工することは困難であり、一般に脆く、そして安全面での危険
性を招くおそれがある。
クリルシート材料及びポリカーボネートシート材料は或る種の窓ガラス用途にお
けるガラス置換品として使用されてきた。一般に、これらの置換品は透明な非装
飾用として作られている。本発明によって提供されるシート材料は、主として、
様々な透明度及び様々な安全強化レベルの装飾用のものを製造したり、得たりす
るのに使用することができる。
ト材料の形の熱可塑性物品を提供する。この熱可塑性物品は、(1)上部シート
材料、(2)紡織繊維からなる布帛及び(3)下部シート材料をこの順に含んで
なる積層体又はサンドイッチ体を熱及び圧力をかけることによって得られる。上
部及び下部シート材料はテレフタル酸残基、エチレングリコール残基及びシクロ
ヘキサンジメタノール残基の繰り返し単位を含む或る種のコポリエステルから製
造される。即ち、本発明は、(1)上部シート材料、(2)紡織繊維を含んでな
る布帛並びに(3)下部シート材料をこの順に含んでなる積層体に熱及び圧力を
かけることによって得られる紡織繊維を含んでなる布帛を埋封した熱可塑性物品
であって、 前記上部及び下部シート材料が、フェノール60重量%及びテトラクロロエタ
ン40重量%からなる溶剤100ml当りポリマー0.50gを用いて25℃で測
定したインヘレント粘度が0.5〜1.2dL/gで、 (i)少なくとも80モル%のテレフタル酸残基からなる二酸残基並びに (ii)98〜1モル%のエチレングリコール残基及び2〜99モル%の1,3
−又は、好ましくは、1,4−シクロヘキサンジメタノールから誘導される残基
からなり、エチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノール残基がジオール
残基の少なくとも80モル%を構成するジオール残基を含んで成るコポリエステ
ルから形成される熱可塑性物品からなる。
らのコポリエステルの一つはイーストマン ケミカル社(Eastman Ch
emical Company)からPETGコポリエステル(Copolye
ster)として市販されている。これらのコポリエステルは、二酸残基及びジ
オール残基の繰り返し単位を含む。二酸残基の少なくとも80モル%はテレフタ
ル酸残基である。コポリエステルの二酸成分は任意的で20モル%以下の1種又
はそれ以上のジカルボン酸を含むことができる(ジカルボン酸単位の合計は10
0モル%)。そのような他のジカルボン酸の例はフタル酸、イソフタル酸、1,
4−、1,5−、2,6−又は2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,3−又は
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(シス、トランス又はそれらの混合物とす
ることができる)、シクロヘキサン二酢酸、トランス−4,4′−スチルベンジ
カルボン酸、4,4′−オキシジ安息香酸、3,3′−及び4,4′−ビフェニ
ルジカルボン酸並びにマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナン酸、デカン酸及びドデカン
ジカルボン酸などのような脂肪族ジカルボン酸などである。本明細書でいうジカ
ルボン酸の残基は二酸のジエステルの一部を構成する二酸の部分である。二酸の
残基はジカルボン酸、そのジアルキルエステル、例えばジメチルテレフタレート
及びビス(2−ヒドロキシエチル)テレフタレート、その酸塩化物及び、場合に
よっては、その酸無水物などから誘導される。
びに2〜99モル%の1,3−シクロヘキサンジメタノール及び/又は1,4−
シクロヘキサンジメタノールを含む。ジオール成分の20モル%以下は1種又は
それ以上のエチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノール以外のジオール
の残基とすることができる(すべてのジオール残基の合計は100モル%である
)。そのような追加のジオールの例は炭素数3〜16の脂環族ジオール及び炭素
数3〜12の脂肪族ジオールである。このような他のジオールの具体例は1,2
−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1
,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール
、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール(トランス−
、シス−又はそれらの混合物)、及びp−キシリレングリコールである。コポリ
エステルは例えば少量のポリエチレングリコール又はポリテトラメチレングリコ
ール(重量平均分子量500〜2000)のような弾性挙動を高めるポリエチレ
ングリコール又はポリテトラメチレングリコールで変性することもできる。コポ
リエステルのジオール成分は好ましくはエチレングリコール及び1,4−シクロ
ヘキサンジメタノールの残基から実質的になり、エチレングリコール:1,4−
シクロヘキサンジメタノール残基のモル比は10:90〜90:10、最も好ま
しくは60:40〜80:20である。
らなる溶剤100ml当りポリマー0.50gを用いて25℃で測定して、0.5
〜1.2dL/gのインヘレント粘度を有する。本発明の熱可塑性物品に利用され
るコポリエステルは好ましくは0.6〜0.9dL/g(上記のようにして測定)
を有し、そして最も好ましくはテレフタル酸残基、エチレングリコール残基及び
1,4−シクロヘキサンジメタノール残基からなる。
とができる。かかる方法はジカルボン酸(一個又は複数個)とジオール類との直
接縮合又はジアルキルもしくはジアリールジカルボキシレートを用いるエステル
交換を含む。例えばジメチルテレフタレートもしくはビス(2−ヒドロキシエチ
ル)テレフタレートのようなジアルキルテレフタレート、又はジフェニルテレフ
タレートのようなジアリールエステルは重縮合触媒の存在下に高温でジオール類
とエステル交換する。
、例えば布帛における製織又は編成技術によって、製造された画像もしくは装飾
デザインを呈する。本発明の物品を製造するのに使用される布帛は紡織繊維、即
ち天然、半合成又は合成ポリマー物質の繊維である。例えば、布帛は綿、毛、絹
、レーヨン(再生セルロース)、ポリエステル(例えばポリエチレンテレフタレ
ート)、合成ポリアミド(例えばナイロン66及びナイロン6)、アクリル繊維
、モダクリル繊維及びセルロースアセテート繊維から製造することができる。紡
織繊維の融点は本発明の物品の製造又は加工の間に布帛が分解したり又は歪んだ
りするのを回避するのに十分高い必要がある。布帛は、製織、紡糸接合(不織布
)、製編、織物取引において周知の他の方法によって製造することができ、無着
色(例えば白色)又は一般的な染色及びプリント技術によって着色することがで
きる。或いは、布帛は染色ヤーンから製造することができ、素材着色ポリマーに
由来するフィラメント及びヤーンから製造することもできる。通常、本発明の熱
可塑性物品中に存在する布帛は実質的に連続的で、明瞭な層又は積層部を構成す
る。従って、本発明の一態様は、(1)コポリエステル層、(2)紡織繊維から
なる又は紡織繊維から製造される布帛層及び(3)コポリエステルの第二の層を
この順に配して成る新規な積層物品(コポリエステルは前述の通りのものである
)である。
用することができる。本発明の熱可塑性物品は熱成形技術分野において公知の方
法に従って熱成形することができる。
異なっていてもよい。例えば、上部及び下部シート材料は異なったコポリエステ
ル(前に定義した通りのもの)又は異なった添加剤、例えばコポリエステルシー
ト材料の透明性を変える顔料添加剤を含むコポリエステル組成物から製造するこ
とができる。或いは、シート材料の一方はバージンポリエステルから製造するこ
とができ、他方は安価な回収コポリエステルから製造することができる。
効果によって、透明、半透明又は一方の層は不透明とすることができる。上部及
び下部シート材料は、透明又は半透明の程度で異なることができ、そして着色度
も異なることができる。上部及び下部シート材料を異なったコポリエステルから
製造する場合には、コポリエステルは熱的に相容性でなければならない。本明細
書で使用する用語「熱的相容性」は、複数のシート材料の層を高温及び高圧の条
件で一緒に接着させた場合に、それらの層が、生成固体表面が実質的に平面にな
るように、ほぼ等しい熱膨張又は熱収縮を示すことをいう。
構成要件ではなく、機能性、重量、コストなどのような多くの因子に依存する。
上部(又は外側)層又は表面を形成するシート材料は一般には0.76〜6.4
mm(0.03〜0.25インチ)、好ましくは1.6〜3.2mm(0.063〜
0.126インチ)の範囲の厚さを有する。下部(又は裏打ち)層又は表面を形
成するシート材料は、典型的には0.76〜6.4mm(0.03〜0.25イン
チ)の範囲、好ましくは3.2mm(0.126インチ)の厚さを有する。
帛及び(3)下部シート材料からなるサンドウィッチ体を、上部及び下部シート
材料が互いに接着(又は融合)するのに十分な温度及び圧力に曝すことによって
製造することができる。しかしながら、完成物品又はシート材料に分解、歪又は
その他の好ましくない影響を生ずる温度は回避しなければならない。通常、接着
温度は90〜300℃(194〜572°F)の範囲、好ましくは129〜26
0℃(265〜500°F)の範囲である。サンドウィッチ体の接着又は積層に
使用される圧力は0.65〜3.45MPa (95〜500ポンド/平方インチ−
psi )の範囲が好ましい。本発明の熱可塑性物品を接着するための最適温度は、
例えば使用する特定のコポリエステルや使用するシート材料の厚さに依って変動
し、当業者によって定めることができる。サンドウィッチ体又は積層体は適当な
温度及び圧力に4〜24分間、又は上部シート材料と下部シート材料との間に接
着が形成される時間まで、保持される。4〜24分後に、接着/融合された熱可
塑性物品は、0.69〜2.4MPa (100〜350psi )、好ましくは1.4
MPa (200psi )の圧力下に、コポリエステルシート材料のガラス転移温度よ
り低い温度に冷却されるまで冷却する。上記接着プロセスの間、コポリエステル
シート材料は接着剤を使用することなく、互いに接着又は融合することができる
。この積層プロセスはコポリエステルシート材料の布帛への接着を高めるために
、接着剤又はカップリング剤を布帛上に使用することができる。
される上部及び下部シート材料の一方又は両方の融点又は軟化点より高い融点又
は軟化点を有する薄い可塑性フィルム又はペーパーは積層される構造体の外側上
に又は外側に隣接して配置される。このフィルム又はペーパーは平滑又はパター
ンを有することができる。このフィルム/ペーパーの上に置かれるのは、厚さ2
0〜140ミル(508〜3556μm)の可撓性の金属プレートである。この
プレート上に6.4mm(0.25インチ)厚の布帛パッドを置く。この布帛パッ
ドはシリコーン材料のような種々の材料や例えばNomex繊維のようなアラミ
ド繊維から構成された布帛から構成することができ、伝熱性を促進するために銅
線を含むことができる。このパッドの主たる目的はそれが覆う金属プレートへの
圧力を均等化することにある。次に材料をプレス中に置き、積層される材料の温
度が90〜140℃(194〜284°F)になるまで温度を上げる。この操作
は真空プレスを用いて、又は用いずに、実施することができる。一般的には、製
造される最終熱可塑性物品中の泡発生は、熱及び圧力をかける前に空気を吸引す
ると、起りにくくなる。サンドウィッチ体/積層体上の圧力は、0.55〜1.
4MPa (80〜200psi )に上げられ、好ましくは1.24MPa (180psi
)である。加圧及び加熱の結果として、コポリエステルのシートは一緒に融合し
、布帛はコポリエステルマトリックス中に埋封又は封入される。
(250psi )から1.03MPa (150psi )まで、著るしく減少する。積層
体/サンドウィッチ体上への圧力は、生成熱可塑性物品の温度がコポリエステル
のガラス転移温度より低い温度に低下するまで維持するのが好ましい。次に、融
合された布帛を含む熱可塑性物品をプレスから取り出す。
て、より低い温度、圧力及び/又は接着時間を使用することができる。接着プロ
セスにおいて使用することができる接着剤の例はHD2001ポリウレタン分散
体(C.L.Hautheway & Sons,Inc.;Lynn,Mas
sachusetts)である。使用することができる同様の接着剤分散体はB
ostic(Middleton,Massachusetts)及びStah
l USA(Peabody,Massachusetts)から入手すること
ができる。
テルは、或る種の最終用途にとって必要又は所望のように、硬質又は耐スクラッ
チ性でなくてもよい。例えば熱可塑性物品の外側表面が引っ掻きや摩耗を受ける
最終用途、即ち私的パーティションにおいては、外表面の一方又は両方に耐摩耗
性被覆を施すことが必要となるであろう。例えばフッ素化炭化水素、ポリ(パー
フルオロエチレン)(例えばDupont Chemical Compamy
からのTEDLAR)又は配向ポリ(エチレンテレフタレート)(例えばDup
ont Chemical CompamyからのMYLAR)からなるフィル
ムは耐化学薬品性及び耐摩耗性の両方の改良のために使用することができる。耐
摩耗性フィルムは典型的には0.025〜0.254mm(0.001〜0.01
インチ)の範囲、好ましくは0.051〜0.178mm(0.002〜0.00
7インチ)、そして最も好ましくは0.076mm(0.003インチ)の厚さを
有する。しかしながら、このようなフィルムの厚さはコスト及び機能の考慮から
利用できる装置によってのみ限定されるので、これらの範囲より薄い又は厚い耐
摩耗性フィルムも使用できる。コポリエステルと耐摩耗性フィルムとの間に接着
剤を任意的に使用することができる。
覆を有するフィルムを本発明の物品又はシートの一方の側又は両側に積層するこ
とができる。このフィルムは積層プロセスに相容性の多くの熱可塑性材料、例え
ばポリ(塩化ヒニル)、PETGコポリエステル、ポリ(エチレンテレフタレー
ト)、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリカーボネート及びこれらに類似の材
料から選ぶことができる。このフィルム厚は、0.0025〜0.381mm(0
.001〜0.015インチ)の範囲とすることができ、0.0762〜0.2
03mm(0.003〜0.008インチ)の厚さが最も好ましい。この被覆は多
くの市販材料、例えば熱硬化されるポリウレタン、フッ素化ポリウレタン及びシ
リコーン又は紫外線(UV)又は電子ビーム(EB)放射によって硬化される材
料から選ぶことができる。このようなUV/EB硬化材料は一般グレードのアク
リレート並びにフッ素、ケイ素、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル又はカ
プロラクトン残基もしくは官能基を含む変性アクリレートを含む。特に選定され
た被覆材料は必要な耐摩耗性の程度に主として依存する。耐摩耗性被覆の液体、
熱−又はUV/EB−硬化性前駆体の適用は一般的な方法で実施することができ
、一般には、ロールコーティング機械上で実施される。フィルムに適用される被
覆厚は一般に0.0076〜0.051mm(0.0003〜0.002インチ)
であり、最も好ましい厚さは0.0127mm(0.0005インチ)である。
覆は、非常に僅かの揮発分含量しか含まない非希釈材料として又は溶剤もしくは
水系材料としてのいずれかで存在する。プロセスの一部として構造体に積層する
ことができるフィルムに適用するほかに、被覆は最終製品に直接適用することが
できる。この適用は、例えばロール、ペイント、スプレー、ミスト、浸漬などの
ような種々の技術によって実施することができる。
より低い温度に冷却した後、熱可塑性物品は種々の有用な製品に形成及び熱形成
することができる。具体例として、熱可塑性物品は熱成形又はその他の成形によ
って、スライド式ガラスドア、シャワードア、入口ドア、私的パーティション、
ステンドガラスウィンドー及びテーブルトップなどにすることができる。本発明
の熱可塑性物品はその中に含まれる布帛を実質的に歪ませることなく成形及び成
型することができる。更に、本発明の物品は魅力的な外観を有し、それから作ら
れる建築材料の輸送や設置を容易にする。
神及び範囲中で変形や改良が行なえることを理解されたい。
Claims (7)
- 【請求項1】 (1)厚さ0.76〜6.4mmの上部シート材料、(2)綿
、毛、絹、レーヨン、ポリエステル、合成ポリアミド、アクリル繊維、モダクリ
ル繊維及びセルロースアセテート繊維から選ばれた紡織繊維を含んでなる布帛並
びに(3)厚さ0.76〜6.4mmの下部シート材料をこの順に含んでなる積層
体に、熱及び圧力をかけることによって得られる紡織繊維を含んでなる布帛を埋
封した熱可塑性物品であって、 前記上部及び下部シート材料が、フェノール60重量%及びテトラクロロエタ
ン40重量%からなる溶剤100ml当りポリマー0.50gを用いて25℃で測
定したインヘレント粘度が0.5〜1.2dL/gで、 (i)テレフタル酸残基から実質的になる二酸残基並びに (ii)エチレングリコール残基:1,4−シクロヘキサンジメタノール残基=
10:90〜90:10のモル比の両残基から実質的になるジオール残基を含ん
で成るコポリエステルから形成される熱可塑性物品。 - 【請求項2】 上部及び下部シート材料が0.76〜6.4mmの範囲の厚さ
を有する請求項1に記載の熱可塑性物品。 - 【請求項3】 上部シート材料が1.6〜3.2mmの厚さを有し、エチレン
グリコール残基:1,4−シクロヘキサンジメタノール残基のモル比が60:4
0〜80:20であり、そして前記コポリエステルがフェノール60重量%及び
テトラクロロエタン40重量%からなる溶剤100ml当りポリマー0.50gを
用いて25℃で測定したインヘレント粘度が0.6〜0.9dL/gである請求項
1に記載の熱可塑性物品。 - 【請求項4】 前記物品がその外表面の一方又は両方に耐摩耗性被覆を含む
請求項3に記載の熱可塑性物品。 - 【請求項5】 耐摩耗性被覆がポリ(塩化ビニル)、PETGコポリエステ
ル、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(メチルメタクリレート)又はポリ
カーボネートのフィルム上の熱、紫外線又は電子ビーム硬化材料である請求項4
に記載の熱可塑性物品。 - 【請求項6】 耐摩耗性表面が厚さ0.051〜0.178mmのフッ素化炭
化水素、ポリ(パーフルオロエチレン)、アクリル又は配向ポリ(エチレンテレ
フタレート)フィルムとして提供される請求項4に記載の熱可塑性物品。 - 【請求項7】 上部シート材料が透明であり、そして下部シート材料が半透
明又は不透明である請求項11に記載の熱可塑性物品。
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