JP2008173781A - 断熱シート及びこの断熱シートを用いた成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、製造工程が短く、鮮明な模様を有する断熱シート、及び、この断熱シートを用いた成形品を提供することを目的とする。
【解決手段】 中空気泡体含有樹脂層と、この中空気泡体含有樹脂層の上に配置される表面保護樹脂層とを備え、上記中空気泡体含有樹脂層と表面保護樹脂層との境界部に、上記中空気泡体の直径未満の開口を有する樹脂浸透シートを配した断熱シート。
【選択図】 図１

Description

本発明は、浴室ユニットの防水パン等の住宅設備に用いられる断熱シートと、この断熱シートを用いた成形品に関する。

従来の表面に模様を有し、断熱性を備えたＦＲＰの成形品、例えば防水パンとしては、特許文献１に記載されるものがある。
特許文献１に記載されるものは、繊維強化プラスチック製の基部と、この基部の表面に一体に設けられ、無数の気孔を有した断熱部と、この断熱部の表面に一体に設けられた保護層とで構成された防水パンである。
特開２００５−２２６２３６

特許文献１に記載される防水パンは、断熱部の表面に厚み０．１５ｍｍ未満、且つ、粗面化された保護層を設けることで、温感効果を高めることができ、また、必要部位にのみ断熱部を設け、強度不足を低減することができる。

しかしながら、特許文献１に記載されるものは、プラスチック製基部と、断熱部とを別々に成形した後に、保護層をスプレー塗装によって形成させるので、製造工程が多く、作業時間が長くなる。
更に、粗面化された保護層は、断熱性に優れる一方で、塗装剤に含有された着色剤によって得られた模様の鮮明さを低減させる。

本発明は、製造工程が短く、鮮明な模様を有する断熱シート、及び、この断熱シートを用いた成形品を提供することを目的とする。

本発明は、以下のものに関する。
（１）中空気泡体含有樹脂層と、この中空気泡体含有樹脂層の上に配置される表面保護樹脂層とを備え、上記中空気泡体含有樹脂層と表面保護樹脂層との境界部に、上記中空気泡体の直径未満の開口を有する樹脂浸透シートを配した断熱シート。
（２）項（１）において、樹脂浸透シートが、表面保護樹脂層側に模様を有した断熱シート。
（３）項（１）又は（２）において、中空気泡体含有樹脂層及び表面保護樹脂層が、同一顔料を有する断熱シート。
（４）項（１）乃至（３）の何れかにおいて、表面保護樹脂層が、織布、又は、不織布を配してなる断熱シート。
（５）項（１）乃至（４）の何れかに記載した断熱シートが、基材用成形材料と重ねて加熱・加圧し、断熱シートと基材用成形材料とを一体化した成形品。

本発明によれば、中空気泡体含有樹脂層と、表面保護樹脂層との境界に、中空気泡体の直径未満の開口を有する樹脂浸透シートを配したことにより、中空気泡体含有樹脂を樹脂浸透シートにローラ等で押し付けながら含浸した際、開口を通過できない中空気泡体と、開口を通過できる樹脂に分離される。これにより、通過できなかった中空気泡体と、通過しきれなかった樹脂が残存することで断熱性を有した中空気泡体含有樹脂層を形成すると同時に、通過した樹脂が表面保護樹脂層を形成することができるため、２つの層を一度に製造でき、製工程を少なくし、製造時間を短縮することができる。
また、樹脂浸透シートによる中空気泡体と樹脂との分離によって、樹脂浸透シートの表面保護樹脂層側に模様を有している場合、樹脂浸透シートを通過した樹脂が透明であれば、鮮明な模様を発現した模様付断熱シートを得られる。
更に、中空気泡体含有樹脂に顔料を添加した場合、顔料と樹脂だけが樹脂浸透シートを通過することで、顔料の発色が良好な表面保護樹脂層を得られる。
表面保護樹脂層は、織布、又は、不織布を配することで補強され、樹脂単独層の場合よりも、加熱・加圧成形時に成形品表面のシワ、破れ等が起きず、成形後の収縮も低減される。
即ち、本発明の断熱シートを用いた成形品は、製造時間が短く、表面が美麗で、模様入り、顔料入りの断熱シートを用いたものでは、鮮明な模様を有した成形品となる。

本発明にて述べる中空気泡体含有樹脂層は、樹脂組成物中に中空気泡体を含有したものである。
中空気泡体は、内部に独立気泡を有するものであればよく、無機系のもの、有機系のもの何れでも使用することができ、より具体的には、無機系として、ガラスバルーン、シリカバルーン、フライアッシュバルーン、シラスバルーン、アルミナバルーン、セラミックバルーン等、有機系として、未膨張のものを用い、シートを形成後、加熱によって膨張させ、中空気泡体にすることもできる。
また、中空気泡体は、無機系のものと有機系のものを合わせて使用することができ、粒径の異なる２種類以上を組合せて使用することもできる。
中空気泡体の粒径は、樹脂浸透シートの開口径より大きいものであれば特に制限されるものではないが、樹脂との混合、分散性の良好な１０〜３００μｍの範囲が好ましい。中空気泡体の粒径は、１０μｍ未満の場合、断熱性能が徐々に低下すること、逆に３００μｍを超えると、得られる断熱シートの平滑性が徐々に悪化し、中空気泡体含有樹脂層に配される織布、又は、不織布等の基材への含浸性が低下する。
中空気泡体は、樹脂１００質量部に対し、５〜４０質量部配合されることが好ましい。配合量が５質量部未満であると、樹脂の配合割合が多くなるため、徐々に均一分散性が得られなくなり断熱性能にむらが発生する。また、配合量が４０質量部を超えると、樹脂組成物の粘度が徐々に増大し、攪拌、混合が難しく、かつ、基材への含浸が難しくなる。

中空気泡体含有樹脂層に用いる樹脂は、熱硬化性樹脂を用いることができ、より具体的には、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用いることができる。
また、この樹脂には、模様付けするためのインキを添加することができ、熱硬化性樹脂に可溶である、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、硝化綿（ニトロセルロース）系の樹脂等に顔料や染料を混合したインキを用いることができる。

本発明における断熱シートは、図１に示すように、中空気泡体含有樹脂層、樹脂浸透シート層、表面保護樹脂層の３層で構成されるものである。前記中空気泡体含有樹脂層、表面保護樹脂層は、熱硬化性樹脂、硬化剤、および、中空気泡体を混練して得られる樹脂組成物を、ガラス繊維、ポリエステル、セルロース等の織布、又は、不織布等の補強材に含浸、硬化させて得られるものである。前記樹脂浸透シートは、中空気泡体の直径未満の開口径を有するものであれば特に制限されるものではなく、例えば、ガラス、ポリエステル、セルロース等の織布、又は、不織布を用いることができる。

以下に本発明に使用される材料について具体的に記載する。
本発明に用いられる樹脂組成物は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に、硬化剤、中空気泡体を混練して得られるものである。また、断熱シートは、硬化剤を単独、もしくは、異なる２種類以上の硬化剤を組合せて使用することができ、添加量、硬化条件を任意に調整することで、重合を抑制し、任意の硬化度で重合を停止した半硬化の状態としたものが好ましい。これにより、基材となる成形材料と断熱シートを加熱・加圧成形しＦＲＰ成形品を得る工程においても十分な接着強度が得られる。また、表面の微細な凹凸形状、目地形状にも追随したＦＲＰ成形品が得られる。

本発明に用いられる中空気泡体含有樹脂層に使用する補強材は、樹脂の含浸性の良好なガラス繊維、ポリエステル、セルロース等の織布、又は、不織布を用いることができる。
また、補強材の厚みは、所望する断熱性能を発揮させるに必要な厚みを確保できれば良く、樹脂組成物の含浸、硬化後に、３ｍｍ以下の厚みとなるものが好ましい。これは、中空気泡体含有樹脂層の厚みが３ｍｍを超えると、中空体含有樹脂組成物をローラ等で含浸させる際に、脱泡性や基材への樹脂含浸性に難があり、硬化不良や含浸不良により徐々に脆い断熱シートとなる。更に、得られた断熱シートで基材用成形材料と加熱、加圧成形を行った場合、断熱シートの破れにより外観の良好な成形品が得られない。

本発明に用いられる樹脂浸透シートは、使用する中空気泡体の直径未満の開口を有するもの（中空気泡体の通過を阻止するもの）であればよく、材質は特に制限されず、具体的にはガラス、ポリエステル、セルロース等の、織布又は不織布を使用することができる。
また、開口の形状は円、楕円、角形等を採用でき特に制限はない。開口の大きさは、例えば、前記中空気泡体の直径が５０μｍである場合、５０μｍより小さい範囲であればよく、一方で、前記中空気泡体に粒度分布がある場合、得られる断熱シートの表面外観に影響を及ぼさない粒径サイズのみを透過させるよう開口径を選択することもできる。
中空気泡体含有樹脂組成物を、中空気泡体含有樹脂層側に載置し、ローラ等で押し付け、含浸させた際、開口径以上の中空気泡体は開口を通過できずに残存し、樹脂のみが浸透していく。その結果、樹脂浸透シートの一面側には、表面保護樹脂層が形成され、もう一面側には浸透しきれなかった樹脂と中空気泡体が残り、中空気泡体含有樹脂層が形成される。
更に、表面保護樹脂層側に模様を設けることができ、グラビヤ印刷、インクジェット印刷、スクリーン印刷等により、木目、石目、抽象柄等を任意に模様付けすることができる。

本発明における表面保護樹脂層に用いられる補強材は、特に制限されるものではないが、樹脂を含浸、硬化後に１ｍｍ以下の厚みとなる、目付量１０〜５０ｇ／ｍ^２程度のガラス、ポリエステル、セルロース等の織布、又は、不織布を用いることができる。表面保護樹脂層の厚みが１ｍｍを超えると、断熱層による断熱性能を効果的に発揮することが、徐々にできなくなる。

本発明で得られる断熱シートは、例えば、次に示す方法にて製造される。予め配置されたベースフィルムの上に、表面保護樹脂層の補強材であるガラス繊維不織布、樹脂浸透シート、中空気泡体含有樹脂層の補強材であるガラス繊維不織布を配置し、上部より中空体入りの樹脂組成物（中空気泡体含有樹脂）を散布し、ポリエステルフィルムを介してローラにて樹脂組成物を含浸させる。ここで、中空気泡体は、樹脂浸透シートを通過できず、熱硬化性樹脂のみが表面保護樹脂層側に浸透する。これにより、表面を保護するための表面保護層と断熱性を有する中空気泡体含有樹脂層とが一体の断熱シートとなって形成される。
ここで使用するベースフィルムは、耐熱性、剥離性を有し、更に、熱硬化性樹脂に対して不溶であれば特に制限はない。
より具体的に述べると、ベースフィルムは、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、フッソ樹脂等のプラスチックフィルム、或いはアルミニウム箔等の金属箔を単体または他のフィルムと貼り合わせたもの、又は、紙やプラスチックフィルムの表面に離型性のある樹脂を塗布したものを使用することができる。

本発明における基材用成形材料は、断熱シートとプレス加工にて加熱・加圧成形にて一体化が可能なものであれば特に制限はないが、断熱シートとの密着性が良好なＳＭＣ、ＢＭＣ等が好ましい。

本発明の１実施例を、図２に基づき以下に説明する。図２で示すように、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムからなるベースフィルム１の表面上に、ガラス繊維不織布２（オリベスト株式会社製、製品名ＳＡＳ−３０、目付け量３０ｇ／ｍ^２）を載置し、その上に模様柄を一面側に備えた樹脂浸透シート３（ＮＢＣ株式会社製、ポリエステルメッシュクロス 品番Ｔ−ＮＯ４２０Ｔ、開口部２７μｍ）を、模様柄がガラス繊維不織布２側になるように重ね、さらに中空気泡体含有樹脂層の基材となるガラスマット４（旭ファイバーグラス株式会社製、商品名ＣＳＭ Ｍ８６０９、目付け量３００ｇ／ｍ^２）をのせ、さらに、この表面上の一端部に透明なイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂１００質量部（ディーエイチマテリアル株式会社製、製品名サンドーマ３７１７）に、あらかじめ硬化剤（日本油脂株式会社製、製品名パーロイルＴＣＰ）０．２質量部と、硬化剤（日本油脂株式会社製、製品名パークミルＤ）１．０質量部と、中空気泡体としてガラスバルーン（東海工業株式会社製、製品名セルスター Ｚ３６、平均粒径５２μｍ）２０質量部とを添加した中空気泡体含有樹脂５を塊状に載置した。

次いで、前記したベースフルム１と同様のポリエステルフィルム６を、中空気泡体含有樹脂５に押し付け、ポリエステルフィルム６をローラ７により、ベースフィルム１上のガラスマット４の一端部から押圧して、塊状の中空気泡体含有樹脂５をガラスマット４に含浸させ、均一に延伸脱泡し、断熱層を形成すると同時に、模様付樹脂浸透シート３によって樹脂のみを浸透させ、さらにその樹脂をガラス繊維不織布２に樹脂を含浸させて表面層としながら、中空気泡体含有樹脂５に重ね合わせた。

次に、延伸させた中空気泡体含有熱硬化性樹脂５及びガラス繊維不織布２に含浸させた熱硬化性樹脂を、７０℃に保持した硬化炉内に２０分間投入し、熱硬化性樹脂の重合を進めた。この後、ポリエステルフィルム６を剥がすと、半硬化状態の模様付断熱シート８が形成された。この模様付断熱樹脂シート８は、表面のべとつきがなく、ハンドリング性に優れていた。

上記模様付断熱性シート８を適宜大きさに切断した後、ベースフィルム１を剥がし、表面層を上にして図３に示すように表面用型９の上に載置し、続いて基材用成形材料１０としてＳＭＣを前記模様付断熱シート８の上に重ね、裏面用型１１を締めて加圧（１００ｋｇ／ｃｍ^２）・加熱（表面用型：１５０℃、裏面用型：１４５℃）し、模様付断熱シートと基材成形材料との一体成形品１２を得た。

本発明の第２の実施例を、図５に基づき以下に説明する。
図５に示すように、厚さ５０μｍのポリエステルフィルムからなるベースフィルム２１の表面上に、ガラス繊維不織布２２（オリベスト株式会社製、製品名ＳＡＳ−３０、目付け量３０ｇ／ｍ^２）を載置し、その上に樹脂浸透シート２３（ＮＢＣ株式会社製、ポリエステルメッシュクロス 品番Ｔ−ＮＯ４２０Ｔ、開口部２７μｍ）を重ね、さらに中空気泡体含有樹脂層の基材となるガラスマット２４（旭ファイバーグラス株式会社製、商品名ＣＳＭ Ｍ８６０９、目付け量３００ｇ／ｍ^２）をのせ、この表面上の一端部に透明なイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂１００質量部（ディーエイチマテリアル株式会社製、製品名サンドーマ３７１７）に、あらかじめ顔料（大日精化工業株式会社製、製品名ＳＴ ＨＴＫ−６５４（Ｂ））７質量部と、硬化剤（日本油脂株式会社製、製品名パーロイルＴＣＰ）０．２質量部と、硬化剤（日本油脂株式会社製、製品名パークミルＤ）１．０質量部と、中空気泡体としてガラスバルーン（東海工業株式会社製、製品名セルスター Ｚ３６、平均粒径５２μｍ）２０質量部を添加した、顔料入り中空気泡体含有樹脂２５を塊状に載置した。

次いで、前記したベースフィルム２１と同様のポリエステルフィルム２６を、顔料入りの中空気泡体含有樹脂２５に押し付け、ポリエステルフィルム２６をローラ２７により、ベースフィルム２６上のガラスマット２４の一端部から押圧して、塊状の顔料入りの中空気泡体含有樹脂２５をガラスマット２４に含浸させ、均一に延伸脱泡し、断熱層を形成すると同時に、樹脂浸透シート２３によって顔料と樹脂のみを浸透させ、さらにその顔料と樹脂をガラス繊維不織布２２に含浸させて表面層としながら、顔料入りの中空気泡体含有樹脂２５に重ね合わせた。

延伸させた顔料入りの中空気泡体含有樹脂２５及びガラス繊維不織布２２に含浸させた樹脂を７０℃に保持した硬化炉内に２０分間投入し、熱硬化性樹脂の重合を進めた。この後、ポリエステルフィルム２６を剥がすと、半硬化状態の模様付断熱シート２８が形成された。この模様付断熱樹脂シート２８は、実施例１で得られた模様付断熱シートと同様に、表面のべとつきがなく、ハンドリング性に優れていた。

上記第２の実施例に記載の模様付断熱性シート２８を適宜大きさに切断した後、ベースフィルム２１を剥がし表面層を上にして、図３に示すように表面用型９の上に載置し、続いて基材用成形材料１０としてＳＭＣを前記模様付断熱シート２８の上に重ね、裏面用型１１を締めて加圧（１００ｋｇ／ｃｍ^２）・加熱（表面用型：１５０℃、裏面用型：１４５℃）し、顔料入り断熱シートと基材成形材料との一体成形品を得た。

上記第１及び２の実施例における模様付断熱シートは、表面に鮮明な色柄を有しながら、べとつきがなく、ハンドリング性に優れ且つ断熱性能を備えたＦＲＰ成形品を得られる利点がある。
また、上記第１及び２の実施例における模様付断熱シートは、表面層と断熱層を同時に形成させることで、断熱性を有したＦＲＰ成形品を容易に製造できる利点がある。

第１及び２の実施例における模様付断熱シート（厚み２．３ｍｍ）の成形品（縦２００×横２００×厚み４．５ｍｍ）と、成形材料（ＳＭＣ）のみで製造した比較品（縦２００×横２００×厚み４．５ｍｍ）との熱伝送率を比較した。
熱伝導率の測定は、迅速熱伝導率計（京都電子製 ＱＴＭ−５００）によって、細線加熱法によって行った。測定時間は６０秒とし、室温２０℃、湿度５０％の一定環境下において行った。
その結果、第１及び２の実施例におけるものの熱伝導率はそれぞれ、０．１７Ｗ／ｍ・Ｋであったのに対し、比較品は、０．３７Ｗ／ｍ・Ｋであったことから、断熱性に優れることが分かった。

本発明の断熱シートを示す概略構成断面図である。 本発明の１実施例を示す概略製造断面図である。 本発明の１実施例である成形品を製造する型断面図である。 図３に示す成形品の完成概略断面図である。 本発明の他の実施例を示す概略製造断面図である。

符号の説明

１…ベースフィルム、２…ガラス繊維不織布、３…樹脂浸透シート、４…ガラスマット、５…中空気泡体含有樹脂、６…ポリエステルフィルム、７…ローラ、８…模様付断熱シート、９…表面用型、１０…基材用成形材料、１１…裏面用型、１２…一体成形品、２１…ベースフィルム、２２…ガラス繊維不織布、２３…樹脂浸透シート、２４…ガラスマット、２５…中空気泡体含有樹脂、２６…ポリエステルフィルム、２７…ローラ、２８…模様付断熱シート、２９…一体成形品。

Claims (5)

1. 中空気泡体含有樹脂層と、この中空気泡体含有樹脂層の上に配置される表面保護樹脂層とを備え、上記中空気泡体含有樹脂層と表面保護樹脂層との境界部に、上記中空気泡体の直径未満の開口を有する樹脂浸透シートを配した断熱シート。
2. 請求項１において、樹脂浸透シートが、表面保護樹脂層側に模様を有した断熱シート。
3. 請求項１又は２において、中空気泡体含有樹脂層及び表面保護樹脂層が、同一顔料を有する断熱シート。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、表面保護樹脂層が、織布、又は、不織布を配してなる断熱シート。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載した断熱シートが、基材用成形材料と重ねて加熱・加圧し、断熱シートと基材用成形材料とを一体化した成形品。

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