JP3902961B2

JP3902961B2 - 建築パネルの装飾的表面

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Publication number: JP3902961B2
Application number: JP2002040648A
Authority: JP
Inventors: シー．アルバートリチャード
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: US20020114924A1; EP1236585A3; CN1243894C; US20050142330A1; EP1236585A2; JP2003003639A; CN1373274A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性があり装飾的でテキスチャのある表面を有する建築用パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルオロポリマーフィルムは長い間、金属、木材、ならびに熱可塑性および熱硬化性ポリマーなどの様々な基材の保護オーバーレイとして用いられてきた。その優れた耐化学薬品性および耐候性により、フルオロポリマーフィルムの薄い層は耐久性の劣る基材を屋外および室内の使用における損傷から保護する。最近、自動車、レクリエーション用輸送手段、スポーツ用船舶ならびに産業および農業用機器の製造業者が塗料の代わりに輸送手段および機器の選ばれた部分の表面に装飾的フルオロポリマーフィルム構造体を使用し始めている。単一層ポリマーフィルムおよび多層ポリマーフィルムが用いられている。
【０００３】
建築産業でのスチールパネルの使用はますます頻繁になっているので、金属基材を保護し同時に装飾的表面を作り出すことに関心がもたれている。ポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデンコポリマーからなる塗料などのフルオロポリマー塗料が従来これらの機能を果たし、また産業および商業ビルディングの建設に受け入れられてきた。耐久性が増すために、高まる風潮が住宅のルーフィングにスチールパネルを使用することを促進している。スチールは軽量で耐風圧性、耐火性がありまた雹による被害を受けにくい。住宅用のルーフィングの分野では、産業および商業用途とは対照的に、ルーフィング材は従来のアスファルトシングルに似ている、テキスチャのある土性色の外観をもち、また塗装面のような平坦な外観でないことが望ましい。美的観点だけでなく、テキスチャのあるルーフィングパネルは、建設およびメンテナンス中の作業者の安全にとって大事なスリップしにくい表面を提供するので望ましい。望ましい美しさを持たせようとする努力の中から、スチールパネルをまず塗装して次にその表面に小さな石を接着させたルーフィング材が提供されてきた。製造者に求められるこれら複数のステップは時間を要し費用がかかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フルオロポリマーフィルムを表面にもつテキスチャのある装飾的ルーフィングパネルは大変望ましいと思われる。フルオロポリマー樹脂は、その小さな表面エネルギーおよび非付着性ならびに耐熱および耐化学薬品性により知られている。フルオロポリマーフィルムは反応性化学薬品の悪影響を受けにくくまた容易に洗浄できる。さらにフルオロポリマーフィルム構造は風化作用による腐食から金属を保護し、またフルオロポリマーフィルムの優れたＵＶ安定性のために、日光に曝すことにより発生する損傷を少なくすると思われる。フルオロポリマー／スチールのラミネート構造を製造することは容易であろう。しかし、フルオロポリマーフィルムを屋外での使用に望ましいものとするまさにその性質が、フルオロポリマーフィルムに装飾的イメージを施し難くしテキスチャは永続的で有り難い。耐久性のある建築用パネルの製造において、金属基材に適用された装飾的でありまたテキスチャもあるフルオロポリマーフィルム構造が求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基材、基材に接着された予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層およびテキスチャのある表面を形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を有する装飾的建築用パネルに関する。フルオロポリマー表面フィルムは装飾的特徴を与えると同時に基材を保護する。好ましい実施形態において、フルオロポリマーフィルムベース層は第１の色で着色されているかまたはクリアであり、また不連続なトップ層は第２の色で着色されていて斑点パターンを有する装飾的でテキスチャのある表面を形成する。
【０００６】
本発明はさらに、予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層および装飾的でテキスチャのある表面を形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を有する、建築用パネルの表面をなす装飾的シートに関する。シート製造プロセスもまた提供され、第１の色をもつ予め形成されたフルオロポリマーフィルム連続着色ベース層を形成すること、ベース層に第２の色をもつフルオロポリマーフィルムの少なくとも１種の不連続着色トップ層を付けること、ならびに熱および圧力を加えてトップ層をベース層に融着させて斑点パターンのある装飾的シートを形成することが含まれる。建築用パネル形成プロセスもまた提供される。
【０００７】
本発明は、風化作用または他の周囲からの破壊的作用の影響からフルオロポリマーフィルムにより保護された、耐久性があり、テキスチャがあり、装飾的な建築用パネルを提供する。その好ましい実施形態において、パネルは装飾されたスチール基材である。本発明のパネルは従来の建築材料に美しさの点で似ているだけでなく、スチールの耐久性が向上して耐用年数がより長いという利点がある。パネルのテキスチャ化された性質により、それは建造およびメンテナンス期間中にスリップしにくいルーフィング材料として使用可能である。さらに、ルーフィングパネルのフルオロポリマーフィルム表面は腐食を防止する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
装飾的建築用パネル
本発明は、基材、基材に接着された予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層およびテキスチャのある表面を形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を有する装飾的建築用パネルを提供する。ベース層および不連続トップ層は合わせて装飾的表面シートと呼ばれるであろう。添付図を参照すると、図１には予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層１１およびフルオロポリマーフィルム不連続トップ層１２を有する、全体として１０で指示される本発明の装飾的表面シートが示される。好ましい実施形態において、不連続トップ層はフルオロポリマーフィルムのフレーク１２ａからなる。当然不連続層を形成する多くの別の方法も許容される。このような例には、ベース層にフルオロポリマー塗料の小滴を付着させることおよび打ち抜かれた穴などの不連続性をもつ予め形成された層状フルオロポリマーフィルムを適用することが含まれる。「不連続性」により、トップ層はベース層を完全には覆わないことを意味する。不連続トップ層はフィルム表面にとぎれがあり、ベースおよびトップ層の間のテキスチャおよび／または色のコントラストを与える。本発明の好ましい装飾的シートの全厚さは、０．５ミル（１３μｍ）から１２ミル（３０５μｍ）である。
【０００９】
フレーク１２ａを、規則的またはランダムであれ、どのようなパターンで付けることも可能である。フレークを高密度にまたはまばらに付けることが可能である。フレークはベース層に完全に接触するかまたはトップ層を構成する他のフレークに重なる。最も好ましい実施形態において、ベース層のフルオロポリマーフィルムは１つの色であり、不連続トップ層は斑点パターンを形成する第２の色である。本発明の典型的な装飾的シートの上面図を表すイメージが図５に示されている。
【００１０】
図２には基材２１、接着層２２、予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層およびフルオロポリマーフィルム不連続トップ層を有し全体として２０で指示される本発明の装飾的建築用パネルが示されている。好ましい形態では、基材は金属である。本発明での使用に適する金属基材には、スチール、アルミニウム、鉄、クロム、ブロンズ、真鍮、鉛、スズおよびニッケルが含まれる。亜鉛（すなわち亜鉛メッキスチール）または亜鉛アルミニウム合金でコートされたスチールなどのコートスチールもまた適切である。他の適切な基材には、ガラスならびに磁器およびチャイナなどの他のガラス状基材；アスファルト含浸セルロースなどの含浸基材；メゾナイトなどの硬質繊維素板；セメント−アスベスト板；および木材および合板などが含まれる。本発明の別の好ましい形態では、基材はポリマーである。適切なポリマー基材には、塩化ビニルポリマーおよびコポリマーならびに熱可塑性ポリオレフィン、ポリエステル、ナイロンさらにＡＢＳが含まれる。本発明の好ましいパネルの全厚さは１０ミル（２５０μｍ）から４２ミル（１０７０μｍ）である。最も好ましい形態では、金属基材は金属ルーフィングとして使用されるスチールである。別の実施形態において、装飾された金属基材は外壁パネルに使用される。この用途のスチール基材の好ましい厚さは１０ミル（２５０μｍ）から３０ミル（７６５μｍ）の範囲にある。
【００１１】
装飾的表面シートおよび建築用パネルを構成するフルオロポリマーフィルムの組成および形成について以下により詳細に説明する。
【００１２】
フルオロポリマーフィルム
フルオロポリマーベース層およびフルオロポリマーの不連続トップ層として様々なフルオロポリマーを用いることが可能である。このようなフルオロポリマーフィルムは、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、モノクロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロブチルエチレン、ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）、フッ化ビニリデン、フッ化ビニルなどのポリマーおよびコポリマー、ならびにこれらのブレンドとフルオロポリマーおよび非フルオロポリマーのブレンドから調製されるフィルムである。例えば、フルオロポリマーをフッ化エチレン／プロピレンコポリマー、すなわちＦＥＰ樹脂、エチレン／テトラフルオロエチレンのコポリマー、テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）のコポリマー、エチレン／クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、ならびにフッ化ビニリデン／ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）のｄｉｐｏｌｙｍｅｒおよびテトラフルオロエチレンとのターポリマー、ポリフッ化ビニリデンのホモポリマー（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニルのホモポリマー（ＰＶＦ）などとすることが可能である。
【００１３】
フルオロポリマーフィルム、特にポリフッ化ビニルは、その魅力的な性質のために本発明の実施に特に有用である。このフィルムは、屋外曝露での優れた耐候性、高度な物理的靭性、化学的不活性、耐磨耗性、汚染および溶剤の作用に対する耐性ならびに低温と高温でこれらの性質をかなり保持するという通常でない取り合わせを有する。
【００１４】
本発明では、好ましくはポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）フィルムが用いられる。本発明で使用される他の好ましいフィルムは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはフルオロポリマーのブレンド、例えばＰＶＤＦおよび非フルオロポリマー、例えばアクリルポリマーのブレンドからなる。
【００１５】
フルオロポリマーフィルムを、フルオロポリマーの（１）溶液または（２）分散体のいずれかである流体組成物から製造することが可能である。フィルムはこれらのフルオロポリマーの溶液または分散体からキャスティングまたは押出プロセスで形成することができる。溶融加工できるフルオロポリマーの場合には、溶融押出プロセスが可能である。本発明の実施には配向および無配向フルオロポリマーフィルムのいずれも用いることができる。
【００１６】
ポリフッ化ビニリデンまたはフッ化ビニリデンコポリマーの通常の溶液または分散体は、フィルム形成／乾燥プロセスの間に気泡を生成しないような十分に高い沸点をもつ溶剤を用いて調製される。これらの溶液または分散体のポリマー濃度は、溶液が作業性のよい粘度ををもつように調節され通常溶液の約２５重量％より小さい。適切なフルオロポリマーフィルムは、米国特許第３，５２４，９０６号、第４，９３１，３２４号、および第５，７０７，６９７号に記載されるように、主成分としてのポリフッ化ビニリデン、またはそのコポリマーおよびターポリマーとアクリル樹脂とのブレンドから形成される。
【００１７】
フルオロポリマーベース層として予め形成されたポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）フィルムを用いる本発明の好ましい形態において、適切なフィルムをフルオロポリマーの分散体から調製することが可能である。このような分散体の性質および調製は、米国特許第２，４１９，００８号、第２，５１０，７８３号、および第２，５９９，３００号に詳細に記載されている。適切なＰＶＦ分散体を、例えばプロピレンカーボネート、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、スルホラン、およびジメチルアセトアミド中に形成させることが可能である。
【００１８】
本発明のベース層はクリアであるかまたは着色フィルムを製造するために顔料を含むことができる。クリアであるということにより、ポリマーフィルムが光学的にクリアであることを意味する。したがって、ポリマーフィルムは通常それを通して見えるイメージに関して明確であるかまたは僅かにボケている。
【００１９】
好ましい実施形態において、着色フィルムが望ましく、その場合一種または複数のソリッドカラー顔料が分散混合物に添加される。ソリッドカラー顔料とは、ポリマーと混合されたとき光沢のないソリッドカラー層を生成する顔料を意味する。多くの建築への応用で、ソリッド、マットカラーが好ましい。適切な顔料には、カーボンブラック、二酸化チタン、酸化鉄、チタン酸ニッケル、キナクリドン、銅フタロシアニン、アルミン酸コバルト、これらの混合物などが含まれる。
【００２０】
ＰＶＦポリマーおよび顔料は、しばしば分散剤も添加されて、合わせてミルにかけられる。様々なミルを分散体の調製に用いることができる。ミルは通常、サンド、スチール球、ガラスビーズ、セラミック球、ジルコニア、またはペブルなどの高密度の攪拌粉砕媒体をボールミル、ＵｎｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓ（アクロン、オハイオ州）が市販するＡＴＴＲＩＴＯＲ（登録商標）、またはＮｅｔｚｓｃｈ，Ｉｎｃ（Ｅｘｔｏｎ、ペンシルベニア州）が市販する「Ｎｅｔｚｓｃｈ」ミルなどの攪拌媒体ミル中などで用いる。分散体は凝集ＰＶＦをなくすのに十分な時間ミルにかけられる。Ｎｅｔｚｓｃｈミルでの典型的な分散体の滞留時間は３０秒から１０分の範囲である。
【００２１】
いくつかの応用では、分散体に真珠光沢顔料を組み込むことが望ましいことがある。真珠光沢顔料とはマイカ粒子、および顔料でコートされたマイカ粒子を意味する。真珠光沢顔料はまたパール顔料としても知られている。このような粒子は、それが組み込まれたフィルムに光沢のある外観を与える。
【００２２】
真珠光沢顔料分散体は通常、真珠光沢顔料とポリフッ化ビニル／プロピレンカーボネート混合物とをプロペラ、スパチュラ、または他のエネルギー集中の低い混合用具を用いて混合することにより調製される。任意選択で、ボールミル、アトライタ、またはＮｅｔｚｓｃｈミル中などでサンド、スチール球、またはペブルなどの高密度攪拌媒体を用いて前もって分散させたソリッドカラー顔料を真珠光沢顔料／ポリフッ化ビニル／プロピレンカーボネート混合物に加えることも可能である。パール顔料と組合わせて使用しうる顔料には、二酸化チタン、カーボンブラック、銅フタロシアニン、キナクリドン、ペリレン、酸化鉄、これらの混合物などが含まれる。
【００２３】
分散体中のＰＶＦ濃度は使用される特定のポリマーならびに加工装置および条件で変わる。通常、フルオロポリマーは分散体の約３０から約４５重量％含まれる。
【００２４】
ポリフッ化ビニルフィルムを米国特許第３，１３９，４７０号および第２，９５３，８１８号に記載の方法などの押出法により形成することが可能である。これらの特許はポリフッ化ビニル分散体をスロットのあるキャスティングホッパに結合する加熱された押出機に供給することを記載する。ポリフッ化ビニルの強靭で一体化した押出物が潜伏性溶剤を含むフィルムの形で連続的に押出される。このフィルムを単に乾燥させるか、または別法として加熱して溶剤をフィルムから揮発させながら１つまたは複数の方向に延伸することが可能である。延伸が用いられる場合、配向フィルムがつくられる。別法として、ポリフッ化ビニルフィルムを潜伏性溶剤中のポリマー希薄分散体からキャストすることができ、無配向フィルムがつくられる。
【００２５】
フルオロポリマーフィルムのキャスティングプロセスでは、スプレ、ロール、ナイフ、カーテン、グラビアコータ、またはスジ引きもしくは他の欠点のない実質的に均一なフィルムを塗工できる何らかの他の方法などのいずれかの適切な通常の手段を用いて、フルオロポリマー分散体を支持体上にキャストすることによりその望ましい形状に形成することができる。得られたフィルムが自立し、またその上に分散体がキャストされる基材からうまく外せるのに十分な厚さがあれば、キャストされた分散体の厚さは重要事ではない。通常、厚さが少なくとも約０．２５ミル（６．４μｍ）あれば十分で、厚さが約１５ミル（３８１μｍ）まで、本発明の分散体キャスティング技術を用いて製造できる。様々な支持体を、特定のポリマーおよび一体化の程度に応じて本発明によるキャスティングフィルムに用いることが可能である。その上に分散体がキャストされる表面は、フィルムが一体化した後に最終のフィルムを容易に外せるように選択されるべきである。フルオロポリマー分散体のキャスティングにはいかなる適切な支持体も用いることができるが、適切な支持体の例にはポリマーフィルムまたはスチールベルトが含まれる。
【００２６】
支持体上にフルオロポリマー分散体をキャストした後で、次にこのフルオロポリマーを加熱してこのフルオロポリマーをフィルムへと一体化させる。ポリマーを一体化させるのに用いられる条件は用いられるポリマー、キャストされた分散体の厚さなどの作業条件で変わる。通常、ＰＶＦ分散体を用いる場合、約華氏３４０度（１７１℃）から約華氏４８０度（２４９℃）のオーブン温度をフィルムを一体化させるために用いることができ、約華氏３８０度（１９３℃）から約華氏４５０度（２３２℃）の温度が特に満足のいくものであることが見出された。もちろんオーブン温度は処理されているポリマーの温度を表しているわけではなく、それはより低いであろう。一体化した後、出来上がったフィルムは何らかの適切な従来技術を用いて支持体から剥がされる。
【００２７】
トップ層では形成後ポリマーフィルムフレークをつくるためにフルオロポリマーフィルムが切り刻まれるというステップを追加すれば、フルオロポリマーの不連続トップ層は実質的にベース層に対して記載されたものと同じ方法で調製される。ポリマーフレークをつくるのに使用される装置の典型的なものは、Ｓｐｒｏｕｔ，Ｗａｌｄｒｏｎ＆Ｃｏ．Ｉｎｃ．（Ｍｕｎｃｙ、ペンシルベニヤ州）製の３０ｃｍ（１２インチ）ＲｏｔａｒｙＫｎｉｆｅＣｕｔｔｅｒである。フレークの大きさは、ポリマーフィルムの微小片から何らかのより大きいものに至るまで大きく変わる。厚さはフレークがそれからつくられるフィルムと同じである。フレークの最も長い直線寸法は通常０．０２５４ｍｍ（１ミル）から２５．４ｍｍ（１インチ）の範囲内にある。フレークを以下に説明する方法でフルオロポリマーベース層に固着させる。
【００２８】
フルオロポリマートップ層はベースフィルムと同一、あるいは異なるフルオロポリマー組成物であってよい。フルオロポリマートップ層の色はベースフィルムと同じであってよく、この場合フレークがベース層に固着された後にテキスチャのある装飾的表面が形成される。用語「色」はシェードもまた意味する。「シェード」により、考えているものと極わずかだけ異なる色を意味する。「テキスチャ」または「テキスチャのある」により、平らでない表面を作り出す、触覚により識別できる表面構造またはパターンを意味する。
【００２９】
装飾的表面シートのテキスチャは、フレークの寸法、フレークの密度、フレークのパターン、フィルム中に保持された溶剤および固着させている間に用いられる熱および圧力の大きさにより大きく変わる。ある場合には、フレークはベースフィルム表面上に軽く押し付けられるだけであり、別の場合には、より高い圧力および／または温度により結果としてフレークがベースフィルムに部分的に埋め込まれる。最小の圧力で高温の場合、フレークフィルムは収縮する傾向があり、端が上向きにカールして表面に粗さを加える。表面粗さはフレークの色でもまた変化しうる。あるフィルムは他のものより多くの溶剤を保持し、より柔らかくより展性のあるフレークを付着させることになり、いくらか滑らかな表面テキスチャを生ずる。
【００３０】
本発明のシートおよびパネルの表面粗さは、ＭａｈｒＦｅｄｅｒａｌＩｎｃ．（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ、ロードアイランド州）製のＰｏｃｋｅｔＳｕｒｆＩＩＩプロフィルメータを使用して測定された。粗さは５０から６０００マイクロインチ（１．３から１５０μｍ）、好ましくは７５から１０００マイクロインチ（１．９から２５μｍ）で変化する。
【００３１】
好ましい形態において、フルオロポリマートップ層はフルオロポリマーベースフィルムの第１の色と異なる第２の色をもつことができ、その場合テキスチャも斑点もある表面が形成される。さらに、不連続トップ層をそれぞれ異なる色をもつ複数のフルオロポリマーフィルムで形成することができる。ルーフィングパネルを形成するために用いられる場合、テキスチャがあり斑点のある表面を従来のアスファルトルーフィングに美しさの点で似るようにつくることができる。例えば、フルオロポリマーベースフィルムは、結合された灰色のフルオロポリマーフィルムフレークをもつ黒またはチャコールでありうる。
【００３２】
本発明の建築用パネルは塗装された金属構造体を凌ぐスリップしにくいというさらなる利点がある。この性質は、建築用パネルがルーフィングパネルとして用いられる場合特に重要である。テキスチャのあるスリップしにくい表面は、屋根の建造の間ならびにメンテナンスまたは修理が必要であるときに作業者の安全のエレメントとなる。
【００３３】
プロセス
本発明には基材の表面をなす装飾的シートの製造およびルーフィングパネルなどの建築用パネルを製造するプロセスが含まれる。図３および図４はパネルの表面に使用される装飾的シートを形成する２つのプロセスを例示する。図３の概略図では、予め形成された長い連続的フルオロポリマーフィルムベース層３１がロール３２から巻き出されている。ベース層３１をフレークアプリケータ３３、３４の下を通し、フレーク形態３５のフルオロポリマーフィルム不連続トップ層をベース層に付着させる。この概略図には例示のために２つのアプリケータが２つの異なる色のフレークを付着させているように示されているが、１つまたは複数のアプリケータを望まれる効果に応じて用いることができる。フレークを「振りかけること」をいくつかの方法で実施することが可能である。これらの方法の１つはナイフエッジの上でフレークの流れを振動させることにより散布を制御することである。別法として、振り動かすことにより篩を通してフレークを散布することが可能である。表面上のフレーク密度はほぼゼロから全面被覆まで変化しうる。フレークを転移接着法（ｔｒａｎｓｆｅｒａｄｈｅｓｉｖｅｍｅｔｈｏｄ）により付けることもでき、その方法ではシート上に一時的に固定されたフレークをベース層に転移させる。次にフレークの乗ったベース層は１組の加熱ニップロール３６で挟まれ、そこで熱および圧力が不連続トップ層に加えられてトップ層をベース層に融着させ斑点パターンをもつテキスチャのある装飾的表面シートを形成する。ＰＶＦのフィルムに対して、ロール温度は通常華氏４００度から華氏４５０度（２０４〜２３２℃）であり、下側のロールは上側のロールより約華氏１０度（約５℃）低い。フィルムの収縮はフレークを有するベース層を、第１の組より低温で、約華氏２００〜３００度（９３〜１５０℃）である第２組のニップロール３７を通すことにより制御される。次に、融着されたフレークを有するベースフルオロポリマーフィルム装飾的シートは、続いて基材にラミネートするためにロール３８に巻き取られる。
【００３４】
パネルの表面をなす装飾的シートの調製におけるニップロールの使用に代わるものが図４に示されている。このプロセスは、トップ層をベース層に融着させるための熱および圧力が２重ベルトプレスにより加えられるという以外は図３の説明に示されたプロセスと同じである。例えば、本発明で使用できる典型的な加圧プレスは、Ｓｉｅｍｐｅｌｋａｍｐ，ＧｍｂＨ（Ｋｒｅｆｅｌｄ、ドイツ）により製造される２重ベルトプレスまたはＨｙｍｍｅｎ，ＧｍｂＨ（Ｂｉｅｌｆｅｌｄ、ドイツ）により供給されるアイソコリック２重ベルトプレスである。２重ベルトプレスは、速度および長さに応じて加熱および加圧時間を広げることにより融着プロセスをよりよく制御することができる。図４には、華氏４００〜４５０度（２０４〜２３２℃）の温度範囲の加熱２重ベルトプレス４１からなるホットゾーンおよびプレス４１より低温で室温から華氏２００度（９３℃）の範囲の２重ベルトプレス４２からなる冷却ゾーンが示されている。好ましい加工形態では、冷却ゾーンの温度はフィルムがプレスを出て行くときにフィルムを室温に戻すように制御される。
【００３５】
次に、製造された装飾的シートは建築用パネルを形成するために金属基材にラミネートされる。好ましい実施形態において、フルオロポリマーフィルムの裏面（フレークの反対側）は接着性を強化するために表面処理される。標準的な製造プロセスにおいて、フルオロポリマーフィルムはしばしばキャスティングの後に直ちに表面処理される。しかし、本実施形態では、２つの熱可塑性層の間をよりよくヒートシールさせるために、フィルムを表面処理しないで、まずトップ層をベース層に融着させることが好ましいということが見出された。次に、装飾的シートの金属基材への接着面が表面処理される。表面処理は、フィルムを気体ルイス酸、硫酸または高温水酸化ナトリウムに曝すことにより実施される。好ましくは、その表面は、反対面を冷却しながら表面を直に火炎に曝すことにより処理される。フィルムにコロナ処理などの高振動数スパーク放電をおこなうことにより接着性強化処理を実施することも可能である。アルカリ金属浴処理または電子線のようなイオン化放射線などのさらなる処理もまた有用である。
【００３６】
次に、装飾的シートは多くの通常の接着剤および様々なラミネートプロセスを用いて金属基材に接着される。通常のコイルコーティングプロセスでは、スチールなどの被覆のない金属コイルを巻き出し、金属表面を洗浄／脱脂し、表面に化学的処理をして接着性を強化しまた何らかの腐食防止をし、プライマ組成物を塗り、接着剤を塗って次いで装飾的表面シートをコイルにラミネートすることにより、装飾的表面シートのロールを連続的にスチールコイルにラミネートする。プロセスの各ステップの後に通常、乾燥／硬化ステップがあり、コイルはオーブンの中を通る。ラミネートステップでは通常、接着剤を塗り乾燥した後でコイルがオーブンを出たときに、装飾的表面シートを加圧ニップロールによりコイルに圧着させる。次いで、装飾的シートを表面にもつ金属コイルは通常巻き取られる。
【００３７】
本発明に有用な接着剤には様々なアミン官能性ポリマーが含まれる。本発明に有用なアミン官能性ポリマーには、これらに限定はされないが、アクリルポリマー、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアジリジン、およびエポキシポリマーが含まれる。アミン官能性ポリマーの１つの好ましい形態は、Ｓｉｍｍｓの米国特許第３，１３３，８５４号に記載されるアミン官能性アクリルコポリマーである。
【００３８】
本発明の建築用パネルを形成する別の方法には、フルオロポリマーフィルム連続ベース層を形成し接着性を強化するためにベースフィルムの表面処理をすることが含まれる。ベースフィルムには次に、接着層を用いて基材を接着させる。一実施形態では、金属基材はスチールコイルである。好ましくはフレークの形態のフルオロポリマーフィルム不連続トップ層が次に、熱および圧力を用いてすでに基材に接着されたベース層に付けられる。ベース層フィルムおよび基材のラミネートを用いるプロセスの利点は、フィルムの剛性が保持され収縮が最少化されることである。しかし、これには、フィルム／基材ラミネート材の選択が適切でラミネート構造体が融着温度に耐えられることが必要である。ベースフィルムおよび基材のラミネートを使用する別の利点は、前記の連続プロセよりもむしろバッチタイププロセスの固定熱板により、好ましくはフィルムのフレークである不連続トップ層を固着できることである。
【００３９】
本発明により製造されたパネルには内装および外装として用いられる多くの建築への応用がある。本発明の物品は抜群の耐候性、耐摩耗性および耐溶剤性がある。これらは化学薬品、埃、錆、落書きおよび日光による劣化に対する耐性がある。前記の説明は、ルーフィング材として主に使用される、金属基材に適用された本発明のテキスチャのある装飾的シートに特に重きをおいたが、主題の材料は、フルオロポリマーの性質が性能を向上させる、他の基材の表面および多数の末端使用製品への応用に適用できる。多くの用途の例には、外装サイディング、飛行機の装飾的ラミネートの外層、内装または外装壁面パネルおよび可撓性ファブリック用の落書き耐性被覆材、乗用車、トラック、バスおよび列車の外装の熱可塑性および熱硬化性部材（バンパフェイシアおよびフェンダスカートなど）の耐ＵＶ性保護被覆としての使用が含まれる。
【００４０】
試験方法
表面粗さ
シートおよびパネルの表面粗さは、ＭａｈｒＦｅｄｅｒａｌ，Ｉｎｃ（Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ、ロードアイランド州）製で、Ｒａ駆動範囲５ｍｍのＰｏｃｋｅｔＳｕｒｆＩＩＩプロフィルメータを用いて測定される。
【００４１】
【実施例】
以下の例で用いられる材料および使用される省略形は以下の通りである。
【００４２】
フルオロポリマーフィルム
ＰＶＦ−１＝チャコールのポリフッ化ビニルフィルム、厚さ１．５ミル（３８．１μｍ）、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）がＴＥＤＬＡＲ（登録商標）ＴＣＣ１５ＳＬ３として市販。
【００４３】
ＰＶＦ−２＝グラニットグレーのポリフッ化ビニルフィルム、厚さ１．５ミル（３８．１μｍ）、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）がＴＥＤＬＡＲ（登録商標）ＴＧＹ１５ＳＬ３として市販。
【００４４】
ＰＶＦ−３＝サーブルブラウンのポリフッ化ビニルフィルム、厚さ１．５ミル（３８．１μｍ）、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）がＴＥＤＬＡＲ（登録商標）ＴＨＢ１５ＢＬ３として市販。
【００４５】
ＰＶＦ−４＝ドスキンのポリフッ化ビニルフィルム、厚さ１．５ミル（３８．１μｍ）、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）がＴＥＤＬＡＲ（登録商標）ＴＤＳ１５ＢＬ３として市販。
【００４６】
ＰＶＦ−５＝アイランドアイボリーのポリフッ化ビニルフィルム、厚さ１．５ミル（３８．１μｍ）、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）がＴＥＤＬＡＲ（登録商標）ＴＣＭ１５ＳＬ３として市販。
【００４７】
ＰＶＦ−６＝シェルホワイトのポリフッ化ビニルフィルム、厚さ１．５ミル（３８．１μｍ）、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）がＴＥＤＬＡＲ（登録商標）ＴＷＨ１５ＳＬ３として市販。
【００４８】
ＰＶＦ−４の両面は製造中に火炎処理されている。これらの例で使用された他のフィルムの表面は処理されていない。
【００４９】
基材
基材１＝アルミニウムシート、厚さ２３ミル（０．６ｍｍ）。
基材２＝白色ポリ塩化ビニルシートシート、厚さ１３５ミル（３．４ｍｍ）。
【００５０】
接着剤
接着剤＝アミン官能性アクリル接着剤６８０７０、デュポンカンパニー（ウィルミントン、ＤＥ）が市販。
【００５１】
（実施例１）
従来のアスファルトシングルの表面に似る装飾的シートを本発明に従って作製する。
【００５２】
幅２０インチ（５１ｃｍ）の予め形成された長い連続チャコールグレーのポリフッ化ビニルベースフィルム（ＰＶＦ−１）をロールから巻き出し、ＲｏｅｈｌｅｎＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓの一部門Ｂ．Ｆ．Ｐｅｒｋｉｎｓ（ロチェスター、ＮＹ）製の３本ロール、２２−インチ（５６ｃｍ）面長不織布実験用カレンダ装置の２つの加熱カレンダロールを通して供給する。上側の２本のロールだけを用いる。カレンダ装置の一番下のロールは使用されない。中央のロールの温度を華氏３５０度および華氏３９０度（１７７〜１９９℃）の間に維持する。その上側のロールは華氏４００度から華氏４５０度（１９９〜２３２℃）の範囲の温度に加熱される。グラニットグレーのポリフッ化ビニルフィルム（ＰＶＦ−２）を、Ｓｐｒｏｕｔ，Ｗａｌｄｒｏｎ＆Ｃｏ．Ｉｎｃ．（Ｍｕｎｃｙ、ペンシルベニア州）製の１２インチ（３０ｃｍ）ＲｏｔａｒｙＫｎｉｆｅＣｕｔｔｅｒに供給して、様々な大きさのフィルムフレークに形成する。ロータリナイフカッタは、ＨａｒｒｉｎｇｔｏｎａｎｄＫｉｎｇ製で、穴の直径０．０７７インチ（２ｍｍ）、５／６４インチ（２ｍｍ）ジグザグ状、中心間７／６４インチ（２．８ｍｍ）で穴が９６個／平方インチ（６．５ｃｍ^２）、開口率４５％のスクリーンを備える。典型的なフレークの大きさは、最長直線寸法が１ミル（２５μｍ）および約３ｍｍの間で変化する。ＰＶＦ−２のフレークをベース層ＰＶＦ−１上にフルオロポリマーフィルム不連続トップ層が形成されるように穴のあるプラスチック容器からフレークを振りかけることによりＰＶＦ−１の表面上に撒き散らす。次にフレークを有するベース層をカレンダロールに通し、不連続トップ層に熱および圧力を加え、トップ層をベース層に融着させて斑点パターンをもつテキスチャのある装飾的表面シートを作り上げる。フィルムの収縮に起因するフィルムのわずかなネックダウンが見られる。収縮は下側の冷却ロールへのフィルムの接触を増やすことにより制御される。冷却ロールの回りに約９０°フィルムを抱かせることにより接触を増やすことができる。次に融着したフレークを有するベースフルオロポリマーフィルムの装飾的シートを巻き取り、建築用パネルを形成するために別の表面に貼り付ける準備ができる。
【００５３】
この例の装飾的シートは従来のアスファルトシングルの表面によく似ている。表面粗さは１４０〜２００マイクロインチ（３．５〜５μｍ）である。
【００５４】
（実施例２）
不連続トップ層が多色の装飾的シートを本発明の技術に従って作製する。
【００５５】
以下の相違点はあるが、実施例１に記載のものと同じ方法を用いて装飾的シートを作製する。ベース層は、予め形成された長い連続的サーブルブラウンのポリフッ化ビニルフィルム（ＰＶＦ−３）である。２種のポリフッ化ビニルフィルム、ドスキンのＰＶＦ−４およびアイボリーアイランドのＰＶＦ−５をロータリカッタナイフに供給してフレークにする。ＰＶＦ−４およびＰＶＦ−５のフレークを穴のあいたプラスチック容器で混合して、ベース層であるＰＶＦ−３上に振りかける。加熱カレンダロールでフィルムとフレークを融着させた後、それぞれ色の違う複数のフルオロポリマーフィルムのフレークを有するテキスチャのある装飾的シートが形成される。表面粗さは１００および３００マイクロインチを超える範囲（２．５から＞７．６μｍ）にある。（３００マイクロインチはプロフィルメータの測定限界である。）
【００５６】
（実施例３）
不連続トップ層が多色の装飾的シートを有する２種の建築用パネルを本発明の教示に従って作製する。
【００５７】
以下の相違点はあるが、装飾的シートは実施例１に記載されるようにして作製される。ベース層は予め形成された長い連続的ドスキンのポリフッ化ビニルフィルム（ＰＶＦ−４）である。２種のポリフッ化ビニルフィルム、シェルホワイトのＰＶＦ−６およびチャコールのＰＶＦ−１をロータリナイフカッタに供給してフレークにする。ＰＶＦ−６およびＰＶＦ−１のフレークを穴のあるプラスチック容器で混合してベース層ＰＶＦ−４の上に振りかける。フィルムとフレークを加熱カレンダロールで融着させた後、それぞれ色の異なる複数のフルオロポリマーフレークを有するテキスチャのある装飾的シートが形成される。
【００５８】
次に製造された装飾的シートを用いて２種のラミネートされた建築用パネルを製造する。パネル１は基材１（アルミニウム）にラミネートされた装飾的シートである。パネル２は基材２（ポリ塩化ビニル）にラミネートされた装飾的シートである。パネル１を製造するために、大きさが約６１ｃｍ×３３ｃｍ（２４インチ×１３インチ）ある１枚の装飾的シートの裏面（フレークの反対側）に接着剤を塗る。コートされたシートを華氏１５０度（６６℃）のオーブンで乾燥する。シートの接着剤がコートされた側に、やはり大きさが約６１ｃｍ×３３ｃｍ（２４インチ×１３インチ）ある脱脂され洗浄されたアルミニウムシートを当てる。シートとアルミニウムの複合体を予熱された、ＷａｂａｓｈＰｌａｔｅｎＰｒｅｓｓ（Ｗａｂａｓｈ、インディアナ州）製の＃１５０−２４２４−４ＴＭ型水圧プレスに挿入する。予熱温度は華氏３５０度（１７７℃）である。プレスを閉じて、装飾的シートを表面に有するアルミニウムに３小トン（２７２０ｋｇ）の圧力を３分間かけて接着させる。新たに形成されたラミネートを加圧下で華氏１２５度（５２℃）に冷却して装飾的シートを表面にもつ建築用アルミニウムパネルを得る。
【００５９】
パネル２を形成するために、大きさが約２０ｃｍ×２８ｃｍ（８インチ×１１インチ）ある１枚の装飾的シートの裏面（フレークの反対側）に接着剤を塗る。コートされたシートを華氏１５０度（６６℃）のオーブンで乾燥する。シートの接着剤がコートされた側に、やはり大きさが約２０ｃｍ×２８ｃｍ（８インチ×１１インチ）ある基材シート２を当てる。シートとＰＶＣの複合体を華氏３５０度（１７７℃）に予熱された＃１５０−２４２４−４ＴＭ型水圧プレス（ＷａｂａｓｈＰｌａｔｅｎＰｒｅｓｓ（Ｗａｂａｓｈ、インディアナ州）製）に挿入する。プレスを閉じて、装飾的シートを表面に有するＰＶＣシートに３小トン（２７２０ｋｇ）の圧力を３分間かけて接着させる。新たに形成されたラミネートを加圧下で華氏１２５度（５２℃）に冷却して装飾的シートを表面にもつ建築用ＰＶＣパネルを得る。
【００６０】
シートおよびパネル表面粗さは１１０〜２００マイクロインチ（２．８から５．１μｍ）の範囲にある。
本発明の好ましい態様を以下に示す。
１．装飾的建築用パネルであって、
ａ．基材、
ｂ．前記基材に接着された予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層、および
ｃ．装飾的でテキスチャのある表面をなすフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層、
を含むことを特徴とするパネル。
２．フルオロポリマーフィルムベース層が第１の色で着色されているかまたは透明であり、またフルオロポリマーフィルム不連続トップ層が第２の色で着色されており、斑点パターンを有する装飾的でテキスチャのある表面を形成することを特徴とする１．に記載のパネル。
３．前記テキスチャの表面がスリップしにくい表面を形成することを特徴とする１．に記載のパネル。
４．前記不連続トップ層がフルオロポリマーフィルムのフレークからなることを特徴とする１．に記載のパネル。
５．前記不連続トップ層がそれぞれ異なる色を有する複数のフルオロポリマーフィルムのフレークからなることを特徴とする４．に記載のパネル。
６．基材が金属であることを特徴とする１．に記載のパネル。
７．金属基材がスチールであることを特徴とする６．に記載のパネル。
８．スチールが亜鉛または亜鉛アルミニウム合金でコートされていることを特徴とする７．に記載のパネル。
９．金属基材がアルミニウムであることを特徴とする６．に記載のパネル。
１０．金属ルーフィングを形成することを特徴とする６．に記載のパネル。
１１．外壁パネルを形成することを特徴とする６．に記載のパネル。
１２．全厚さが１０ミル（２５０μｍ）から４２ミル（１０７０μｍ）であることを特徴とする６．に記載のパネル。
１３．基材がポリマーであることを特徴とする１．に記載のパネル。
１４．フルオロポリマーがトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、モノクロロトリフルオロエチレン、ジクロロジフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロブチルエチレン、ペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）、フッ化ビニリデン、およびフッ化ビニルのポリマーまたはコポリマーならびにこれらのブレンドと前記ポリマーおよび非フルオロポリマーのブレンドから選択されることを特徴とする１．に記載のパネル。
１５．前記フルオロポリマーがポリフッ化ビニル、エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン／ペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）コポリマーから選択されることを特徴とする１．に記載のパネル。
１６．建築用パネルの表面をなす装飾的シートであって、
ａ．第１の色を有する予め形成されたフルオロポリマーフィルム着色ベース層、
ｂ．前記ベース層に接着され第２の色を有し装飾的斑点パターンを形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続着色トップ層、
を含むことを特徴とする装飾的シート。
１７．斑点パターンがテキスチャのある表面を形成することを特徴とする１６．に記載の装飾的シート。
１８．斑点パターンがスリップしにくい表面を形成することを特徴とする１６．に記載の装飾的シート。
１９．シートの全厚さが０．５ミル（１３μｍ）から１２ミル（３０５μｍ）であることを特徴とする１６．に記載の装飾的シート。
２０．建築用パネルの表面をなす装飾的シートであって、
ａ．予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層、および
ｂ．装飾的でテキスチャのある表面を形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層、
を含むことを特徴とする装飾的シート。
２１．前記不連続トップ層がフルオロポリマーフィルムのフレークからなることを特徴とする１６．に記載の装飾的シート。
２２．建築用パネルの表面をなす装飾的シート製造プロセスであって、
ａ．第１の色を有するフルオロポリマーフィルム連続着色ベース層を形成すること、
ｂ．前記ベース層に第２の色を有するフルオロポリマーフィルムの少なくとも１種の不連続着色トップ層を付けること、および
ｃ．前記トップ層に熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させて斑点パターンを有する装飾的シートを形成すること、
を含むことを特徴とするプロセス。
２３．前記不連続トップ層がフレークの形態であることを特徴とする２２．に記載のプロセス。
２４．前記不連続トップ層を付ける前記ステップｂならびに熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させる前記ステップｃから結果としてテキスチャのある表面を有する装飾的シートが得られることを特徴とする２２．に記載のプロセス。
２５．建築用パネル製造プロセスであって、
ａ．フルオロポリマーフィルム連続ベース層を形成すること、
ｂ．前記ベース層にフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を付けること、
ｃ．前記トップ層に熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させること、および
ｄ．前記融着させた不連続トップ層を有する前記ベース層を基材に接着して装飾的でテキスチャのある建築用パネルを形成すること、
を含むことを特徴とするプロセス。
２６．前記不連続トップ層がフレークの形態であることを特徴とする２５．に記載のプロセス。
２７．前記フルオロポリマーフィルム連続ベース層が着色されていて第１の色を有し、また前記の不連続トップ層が着色されていて第２の色を有することを特徴とする２５．に記載の建築用パネル製造プロセス。
２８．建築用パネル製造プロセスであって、
ａ．フルオロポリマーフィルム連続ベース層を形成すること、
ｂ．前記ベース層を基材に接着してラミネート構造体を形成すること、
ｃ．前記ラミネート構造体の前記ベース層にフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を付けること、および
ｄ．前記トップ層を有する前記ラミネート構造体に熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させてテキスチャのある装飾的建築用パネルを形成すること、
を含むことを特徴とするプロセス。
２９．前記不連続トップ層がフレークの形態であることを特徴とする２８．に記載のプロセス。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテキスチャのある装飾的表面シートの拡大横断面側面図である。
【図２】テキスチャのある装飾的表面フィルムを有する建築用パネルの拡大横断面側面図である。
【図３】ニップロールを用いてフルオロポリマーフィルム不連続トップ層を予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層に接着させる、本発明のテキスチャのある装飾的表面シートを形成するプロセスの概略図である。
【図４】２重ベルトプレスを用いてフルオロポリマーフィルム不連続トップ層を予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層に接着させる、本発明のテキスチャのある装飾的表面シートを形成するプロセスの概略図である。
【図５】本発明の典型的な装飾的シートの上面を示すイメージ図である。
【符号の説明】
１０本発明の装飾的表面シート
１１フルオロポリマーフィルムベース層
１２フルオロポリマーフィルム不連続トップ層
１２ａフルオロポリマーフレーク
２０本発明の装飾的建築用パネル
２１基材
２２接着剤
３１フルオロポリマーフィルムベース層
３２フルオロポリマーフィルムのロール
３３フレークアプリケータ
３４フレークアプリケータ
３５フレーク
３６加熱ニップロール
３７ニップロール（低温）
３８装飾的シートのロール
４１加熱二重ベルトプレス（ホットゾーン）
４２二重ベルトプレス（冷却ゾーン）

Claims

装飾的建築用パネルであって、
ａ．基材、
ｂ．前記基材に接着された予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層、および
ｃ．装飾的でテキスチャのある表面をなすフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層、
を含むことを特徴とするパネル。
建築用パネルの表面をなす装飾的シートであって、
ａ．第１の色を有する予め形成されたフルオロポリマーフィルム着色ベース層、
ｂ．前記ベース層に接着され第２の色を有し装飾的斑点パターンを形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続着色トップ層、
を含むことを特徴とする装飾的シート。
建築用パネルの表面をなす装飾的シートであって、
ａ．予め形成されたフルオロポリマーフィルムベース層、および
ｂ．装飾的でテキスチャのある表面を形成するフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層、
を含むことを特徴とする装飾的シート。
建築用パネルの表面をなす装飾的シート製造プロセスであって、
ａ．第１の色を有するフルオロポリマーフィルム連続着色ベース層を形成すること、
ｂ．前記ベース層に第２の色を有するフルオロポリマーフィルムの少なくとも１種の不連続着色トップ層を付けること、および
ｃ．前記トップ層に熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させて斑点パターンを有する装飾的シートを形成すること、
を含むことを特徴とするプロセス。
建築用パネル製造プロセスであって、
ａ．フルオロポリマーフィルム連続ベース層を形成すること、
ｂ．前記ベース層にフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を付けること、
ｃ．前記トップ層に熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させること、および
ｄ．前記融着させた不連続トップ層を有する前記ベース層を基材に接着して装飾的でテキスチャのある建築用パネルを形成すること、
を含むことを特徴とするプロセス。
建築用パネル製造プロセスであって、
ａ．フルオロポリマーフィルム連続ベース層を形成すること、
ｂ．前記ベース層を基材に接着してラミネート構造体を形成すること、
ｃ．前記ラミネート構造体の前記ベース層にフルオロポリマーの少なくとも１種の不連続トップ層を付けること、および
ｄ．前記トップ層を有する前記ラミネート構造体に熱および圧力を加えて前記トップ層を前記ベース層に融着させてテキスチャのある装飾的建築用パネルを形成すること、
を含むことを特徴とするプロセス。