JP2021024996A - 透光部材用熱可塑性樹脂シート及び建材用透光部材 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、艶消し加工等を施さなくても、光線透過率と光散乱性(ヘーズ)とのバランスに優れ、意匠性を高めることが可能な透光部材用熱可塑性樹脂シート及び建材用透光部材を提供することを目的とする。
ここで、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための構成を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造等が下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
本実施形態の建材用透光部材10は、図1に示すように、最背面側から最表面側に向かって、プライマー層6と、裏面アンカー層5と、原反層(透光部材用熱可塑性樹脂シート)1と、表面アンカー層2と、絵柄模様層3と、トップコート層4とを備えている。
以下、建材用透光部材10を構成する各層について説明する。なお、後述する各種材料の含有量は、乾燥状態における対応する層全体の質量に対する含有比率(質量%)を意味する。例えば、後述する本実施形態の無機質材料の含有量は、乾燥状態における原反層1全体の質量に対する含有比率(質量%)を意味する。また、後述する表面アンカー層2における、塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量は、乾燥状態における表面アンカー層2全体の質量に対する含有比率(質量%)を意味する。また、後述する裏面アンカー層5における、塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量は、乾燥状態における裏面アンカー層5全体の質量に対する含有比率(質量%)を意味する。
原反層1は、建材用透光部材10の基材となる層、即ち基材層であって、無機質材料と、熱可塑性樹脂とを含んだ層である。また、原反層1は、全光線透過率が20%以上80%以下の範囲内である。原反層1の全光線透過率が20%未満の場合には、暗過ぎて、建材用透光部材10に用いる原反層1としては不向きである。また、原反層1の全光線透過率が80%を超える場合には、明る過ぎて、光源からの距離及び場所によって明るさの濃淡が現れるため、建材用透光部材10に用いる原反層1としては不向きである。
本実施形態の無機質材料の含有量は、原反層1の質量に対して、20質量%以上80質量%以下の範囲内であればよく、60質量%以上80質量%以下の範囲内であればより好ましい。無機質材料の含有量が原反層1の質量に対して、20質量%未満であると、相対的に熱可塑性樹脂の割合が多くなるため、光線透過率が増加し、光源からの距離及び場所によって明るさの濃淡が現れるため、建材用透光部材10に用いる原反層1としては不向きである。一方、無機質材料の含有量が原反層1の質量に対して、80質量%を超えると、相対的に熱可塑性樹脂の割合が少なくなる。このため、光線透過率が低下し、暗過ぎて、建材用透光部材10に用いる原反層1としては不向きである。
また、本実施形態の無機質材料の含有量が上記数値範囲内であれば、耐衝撃性及び耐熱性(不燃性)の両方にも優れたものになる。
また、本実施形態の無機質材料の含有量を上記数値範囲にすることで、粉吹きの発生を低減し、印刷適性を向上させ、ラミネート適性を向上させ、且つシートの折り曲げ部における割れの発生を低減することができ、さらに十分な表面硬度を得ることができ、インキ密着性を向上させることもできる。
また、本実施形態では、互いに異なる複数の粒径の無機質材料や、互いに異なる複数の種類の無機質材料を組み合わせて使用することも可能である。
無機質材料は、例えば、炭酸カルシウム及び炭酸カルシウム塩の少なくとも一方を含有した粉末である。炭酸カルシウム及び炭酸カルシウム塩の少なくとも一方を含む粉体の純度は、炭酸カルシウム等が50質量%以上100質量%以下の範囲内であることが好ましい。炭酸カルシウム等の含有量が50質量%以上であれば、原反層1の屈折率を適して値にすることができる。
これに対し、前処理、即ち表面処理した炭酸カルシウム等の無機質材料を用いた場合には、一般に粉体の流動性が改善され、耐アルカリ性、及び色相が改善される傾向がある。また、前処理に適切な処理剤を選定することで耐候性も改良することが可能となる。
そこで、本実施形態では、炭酸カルシウム等の無機質材料について、粉体の流動性改善、耐アルカリ性、色相改善、その他、炭酸カルシウム填料の特性を向上させる目的で、必要に応じて、各種表面処理剤で表面処理(被覆)をしている。以下、この点について説明する。
また、無機質材料の表面処理に使用可能な無機リン酸系表面処理剤としては、例えば、ピロリン酸やポリリン酸類、ヘキサメタリン酸に代表される縮合リン酸やその塩類が挙げられる。
なお、これらの表面処理剤は、単独で又は必要に応じ2種以上組み合わせて用いることができる。
また、原反層1の効能を阻害しない範囲で、必要に応じて、例えば滑剤、酸化防止剤、蛍光増白剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、スリップ剤、着色剤等を配合してもよい。
本実施形態の熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリオレフィン樹脂の少なくとも一種であればよい。それらのなかでも、本実施形態の熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリエステルの少なくとも1種が好ましく、ポリプロピレンまたはポリエチレンがより好ましい。熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン、ポリエチレン及びポリエステルの少なくとも1種を使用することで、無機質材料の分散性が向上する。また、熱可塑性樹脂として、ポリプロピレンまたはポリエチレンを使用することで、無機質材料の分散性がさらに向上する。
また、原反層1は、1軸延伸または2軸延伸の原反層であることが好ましい。原反層1が1軸延伸または2軸延伸の原反層であれば、延伸倍率を調整することで光線透過率を調整することができるため、好ましい。
また、表面アンカー層2及び裏面アンカー層5を形成する前に、例えば、原反層1の表面及び裏面の少なくとも一方をブラッシングして、粉吹きした無機質材料、例えば炭酸カルシウム及び炭酸カルシウム塩の少なくとも一方を含む粉体を事前に落とすようにしてもよい。
表面アンカー層2は、原反層1の表面全体を覆うように形成された層であって、原反層1に含まれる無機質材料の粉落ちを防止するための層である。印刷時や樹脂塗工時に原反層1に含まれる無機質材料が印刷系内、具体的には印刷装置内で粉落ちすると、その印刷系内を汚染することがある。また、原反層1に含まれる無機質材料が粉落ちすると、インキ抜け等の不具合が発生する可能性がある。ここで、「インキ抜け」とは、インキが部分的に印刷されないことをいう。
表面アンカー層2は、塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または塩酢ビを含むアクリル系樹脂を含有していることが好ましい。ここで、「塩酢ビ」とは、塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体を意味する。また、「塩酢ビを含むウレタン系樹脂」とは、塩酢ビとウレタン系樹脂とを含んだ組成物であり、塩酢ビの含有量とウレタン系樹脂の含有量との比(塩酢ビの含有量(質量)/ウレタン系樹脂の含有量(質量))は80/20〜1/99の範囲内であればよく、50/50〜5/95の範囲内であれば好ましく、20/80〜10/90の範囲内であればさらに好ましい。
また、表面アンカー層2の厚みは、裏面アンカー層5の厚みよりも厚くてもよいし、薄くてもよい。表面アンカー層2の厚みと裏面アンカー層5の厚みを異なるものとすることで、光沢差が生じるため、原反層1の表面側と裏面側とを容易に視認することができる。そうすることで、原反層1の表面に、例えば印刷面であることを表示する識別マーク等を形成することなく、絵柄模様層3を印刷することができる。その結果、原反層1の裏面(非印刷面)側に絵柄模様層3を形成することで生ずる製品ロスを低減することができる。
絵柄模様層3は、建材用透光部材10に絵柄を付与する層であり、表面アンカー層2上に形成されている。
絵柄模様層3が形成する絵柄模様の種類には、特に制約はなく、例えば、木目柄、石目柄、布目柄、抽象柄、幾何学図形、文字、記号等を単独で、または、2種類以上を組み合わせて形成してもよい。
絵柄模様層3は、アクリル系樹脂をバインダーとして含むインキ(以下、絵柄模様層形成用インキとも称する)を、表面アンカー層2の一方の面に塗布して形成した層である。絵柄模様層形成用インキにバインダーとして含まれるアクリル系樹脂としては、例えば、エチレン−アクリル酸メチル共重合体樹脂(EMA)、エチレン−アクリル酸エチル共重合体樹脂(EEA)、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂(EMAA)、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂(EAA)、アイオノマー樹脂、またはそれらの混合物等のアクリレート系共重合体樹脂を主成分とするものを使用することができる。ここで、「主成分」とは、絵柄模様層3を構成する成分のうち、最も含有量が多い成分をいう。
絵柄模様層形成用インキが架橋剤を含む場合、その架橋剤の含有量は、絵柄模様層3におけるアクリル系樹脂の含有量を100質量部とした場合、0質量部超10質量部以下の範囲内であることが好ましい。架橋剤の含有量が上記数値範囲内であれば、絵柄模様層形成用インキの塗工性が向上する。なお、好ましくは、架橋剤の含有量は、絵柄模様層3におけるアクリル系樹脂の含有量を100質量部とした場合、3質量部である。
絵柄模様層3の形成方法には、特に制約はなく、例えば、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、凸版印刷法、インクジェット印刷法等の任意の印刷方法を用いることが可能である。
建材用透光部材10の最表面には、表面の保護や艶の調整としての役割を果たすトップコート層4が設けられている。トップコート層4の厚みは、2μm以上10μm以下が好ましい。トップコート層4の厚みが上記範囲内であれば、耐摩耗性や表面の硬さなどの機械特性を十分に得つつ、柔軟性を維持することができる。トップコート層4の厚みが2μm未満であると、耐摩耗性や表面の硬さなどの機械特性を十分に得られないことがある。また、トップコート層4の厚みが10μmを超えると、柔軟性が低下することがある。
トップコート層4の主成分となる樹脂材料としては、例えば、ポリウレタン系、アクリルシリコン系、フッ素系、エポキシ系、ビニル系、ポリエステル系、メラミン系、アミノアルキッド系、尿素系などの樹脂材料から適宜選択して用いることができる。樹脂材料の形態は、水性、エマルジョン、溶剤系など特に限定されるものではない。硬化法についても1液タイプ、2液タイプ、紫外線硬化法など適宜選択して行うことができる。
裏面アンカー層5は、原反層1の裏面全体を覆うように形成された層であって、原反層1に含まれる無機質材料の粉落ちを防止するための層である。印刷時や樹脂塗工時に原反層1に含まれる無機質材料が印刷系内、具体的には印刷装置内で粉落ちすると、その印刷系内を汚染することがある。
また、裏面アンカー層5は、原反層1と、後述するプライマー層6との密着性を向上させるための機能も備えている。裏面アンカー層5を備えない場合には、プライマー層6を形成する塗液が原反層1に密着せずに剥離してしまうことがある。
裏面アンカー層5は、塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または塩酢ビを含むアクリル系樹脂を含有していることが好ましい。
また、裏面アンカー層5の厚みは、例えば、0.5μm以上20μm以下の範囲内であり、好ましくは、0.5μm以上10μm以下の範囲内である。
プライマー層6の材料としては、例えば、バインダーとしての硝化綿、セルロース、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル系等の単独もしくは各変性物の中から適宜選定して用いることができる。これらは水性、溶剤系、エマルジョンタイプなど特にその形態を問わない。また、硬化方法についても、単独で硬化する1液タイプ、主剤と合わせて硬化剤を使用する2液タイプ、紫外線や電子線等の照射により硬化させるタイプなどから適宜選択して用いることができる。一般的な硬化方法としては、ウレタン系の主剤に対して、イソシアネート系の硬化剤を合わせることによって硬化させる2液タイプが用いられており、この方法は作業性、価格、樹脂自体の凝集力の観点から好適である。上記のバインダー以外には、顔料、染料などの着色剤、体質顔料、溶剤、各種添加剤などが添加されている。特に、プライマー層6においては、建材用透光部材10の最背面に位置するため、建材用透光部材10を連続的なプラスチックフィルム(ウエブ状)として巻き取りを行うことを考慮すると、フィルム同士が密着して滑りにくくなることや、剥がれなくなるなどのブロッキングが生じることを避けるとともに、接着剤との密着を高めるために、例えば、シリカ、アルミナ、マグネシア、酸化チタン、硫酸バリウムなどの無機充填剤を添加してもよい。層厚は、0.1μm以上3.0μm以下の範囲内とすることが好ましい。
本実施形態の建材用透光部材10は、絵柄模様層3と、トップコート層4または後述する透明樹脂層7との間に、接着性樹脂層(図示せず)を備えてもよい。接着性樹脂層を設けることによって、絵柄模様層3とトップコート層4との密着性を向上させることができる。接着性樹脂層の材質は特に限定されるものではないが、アクリル系、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系などから適宜選択して用いることができる。塗工方法は接着剤の粘度などに応じて適宜選択することができるが、一般的には、グラビアコートが用いられ、絵柄模様層3上にグラビアコートによって塗布された後、トップコート層4または透明樹脂層7とラミネートするようにして形成される。
建材用透光部材10の製造方法の一例について、簡単に説明する。
まず、原反層1を形成するための組成物を押出機に供給し、Tダイにより押出し、キャストロールで急冷固化する。こうして、無延伸シートの原反層1を形成する。
次に、原反層1の一方の面である表面に、表面アンカー層2を形成するための表面アンカー層形成用インキを塗工して、表面アンカー層2を形成する。
次に、表面アンカー層2の表面上に、絵柄模様層3を形成するための絵柄模様層形成用インキを塗工して、絵柄模様層3を形成する。
次に、絵柄模様層3の表面上に、トップコート層4を形成するためのトップコート層形成用インキを塗工して、トップコート層4を形成する。
最後に、裏面アンカー層5の表面上に、プライマー層6を形成するためのプライマー層形成用インキを塗工して、プライマー層6を形成する。
こうして、本実施形態に係る建材用透光部材10を製造する。
なお、裏面アンカー層5は、表面アンカー層2と同時に形成してもよい。また、プライマー層6は、絵柄模様層3及びトップコート層4を形成する前に形成してもよい。
1.総発熱量が8MJ/m2以下
2.最高発熱速度が10秒以上継続して200kW/m2を超えない
3.防炎上有害な裏面まで貫通する亀裂および穴が生じない
なお、不燃性基材としては、石こうボード、繊維混入ケイ酸カルシウム板または亜鉛メッキ鋼板から選択して用いることができる。
本実施形態では、トップコート層4が単層の場合について説明したが、複層であってもよい。そこで、以下、トップコート層4が、第1のトップコート層4aと、第2のトップコート層4bとの2層を備えた場合について説明する。
図2に示すように、第1のトップコート層4aは、絵柄模様層3の表面側に設けられ、絵柄模様層3の全体を被覆する層である。第1のトップコート層4aは、第1のトップコート層4aを通して、絵柄模様層3の絵柄を透視できる程度に透明または半透明な材料(樹脂)で形成されている。第1のトップコート層4aは、単層でもよく、複数の層を重ねてなる層でもよい。また、第1のトップコート層4aの厚みは、例えば、2μm以上10μm以下の範囲内にあることが好ましい。
建材用透光部材10の使用状態及び使用方法の一例について、簡単に説明する。
図3に示すように、建材用透光部材10のプライマー層6側に、照明器具20を配置する。そして、建材用透光部材10のプライマー層6側から建材用透光部材10のトップコート層4側に向かって、照明器具20からの光を照射する。
このようにして、建材用透光部材10を使用する。
以下、実施例と比較例とを比較しながら本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1〜20及び比較例1〜4)
下記に示す熱可塑性樹脂、無機質材料を、表1に示す割合で組み合わせて配合し、2軸ベント式押出機に投入し、Tダイから溶融押出し後、鏡面のキャストロールで急冷し、厚みが200μmである単層の熱可塑性樹脂シートを得た。得られたシートをカット装置へ連続供給し、枚葉状のシートを作製した。
なお、透光部材用熱可塑性樹脂シートの全光線透過率については、JIS K−7105に基づいて測定した。
作製した各シートについて、各種評価を行い、その結果を表1に示した。
JIS K−7105に基づいてヘーズ(拡散光線透過率/全光線透過率)を測定した。
〔評価2〕透過光評価
作製したシートを500mm角の大きさに採取し、蛍光灯(30w)から約30cm離して設置し、透過光を目視で観察し評価した。
評価は、以下の基準に基づいて行った。記号「○」及び「△」は実用可能なレベルにあり、記号「×」は実用に適さないと評価することができる。
(評価基準)
「◎」:蛍光灯が全く見えず、透過光の濃淡がない。
「○」:蛍光灯がわずかに見える。又は、透過光の濃淡が僅かにある。
「△」:蛍光灯がわずかに見え、且つ、透過光の濃淡が僅かにある。
「×」:蛍光灯が見える。又は、透過光の濃淡が認められる。又は、透過光が弱く実用に適さない。
高速衝撃試験機(島津製作所製HTM−1)を用いて、試験温度23℃、試験速度3m/秒、厚さ500μmのシートの破壊エネルギーを測定した。
評価は、以下の基準に基づいて行った。記号「○」及び「△」は実用可能なレベルであり、記号「×」は実用に適さないと評価することができる。
(評価基準)
「○」:450N・mm以上
「△」:350N・mm以上450N・mm未満
「×」:350N・mm未満
作製したシートを300mm角の大きさに採取し、40℃×90%RHの恒温槽で300hr促進試験を行い、シートの耐熱性を評価した。
評価は、以下の基準に基づいて行った。記号「○」及び「△」は実用可能なレベルであり、記号「×」は実用に適さないと評価することができる。
(評価基準)
「○」:変形しなかった。
「△」:僅かに変形が認められた。
「×」:変形が認められた。又は、シートが柔軟で実用に適さない。
2 表面アンカー層
3 絵柄模様層
4 トップコート層
4a 第1のトップコート層
4b 第2のトップコート層
5 裏面アンカー層
6 プライマー層
10 建材用透光部材
20 照明器具
Claims (8)
- 含有率が20質量%以上80質量%以下の範囲内である熱可塑性樹脂と、屈折率が4以下であり、且つ含有率が20質量%以上80質量%以下の範囲内である無機質材料とを含み、全光線透過率が20%以上80%以下の範囲内であることを特徴とする透光部材用熱可塑性樹脂シート。
- 前記無機質材料は、三酸化アンチモン、アンチモンソーダ、珪酸ジルコン、酸化ジルコン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、硼砂、ホウ酸亜鉛、炭酸カルシウム、三酸化モリブデンあるいはジモリブデン酸アンチモンと水酸化アルミニウムとの錯体、三酸化アンチモンとシリカとの錯体、三酸化アンチモンと亜鉛華との錯体、ジルコニウムのケイ酸、及びジルコニウム化合物と三酸化アンチモンとの錯体、並びにそれらの塩の少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の透光部材用熱可塑性樹脂シート。
- 前記無機質材料は、炭酸カルシウムまたはその塩であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の透光部材用熱可塑性樹脂シート。
- 前記熱可塑性樹脂は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリオレフィン樹脂の少なくとも一種であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の透光部材用熱可塑性樹脂シート。
- 前記ポリオレフィン樹脂は、ポリプロピレンまたはポリエチレンであることを特徴とする請求項4に記載の透光部材用熱可塑性樹脂シート。
- 前記熱可塑性樹脂の含有率は、20質量%以上40質量%以下の範囲内であり、
前記無機質材料の含有率は、60質量%以上80質量%以下の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の透光部材用熱可塑性樹脂シート。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の透光部材用熱可塑性樹脂シートを基材層として備えた建材用透光部材であって、
前記基材層の厚みが透光部材全体の厚みの20%以上100%以下の範囲内であることを特徴とする建材用透光部材。 - 前記基材層の少なくとも一方の面側に印刷層を設けたことを特徴とする請求項7に記載の建材用透光部材。
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