JP6890378B2 - 浴室床用成形品及びその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、洗い場用床パネルにおいて、SMC(シートモールディングコンパウンド)をプレス成形した繊維強化プラスチックの基部の表面に島状に突出する複数の凸部を形成し、各凸部を無数の気孔を有する断熱部とその表面の保護層から構成した床パネルが開示されている。
特許文献3には、SMC等からなる基材層とその上面に形成された断熱層とその上面に積層された化粧層とを備え、前記断熱層として複数の中空粒子をプリプレグシート中に分散させてなるフロア材が開示されている。
特許文献4には、中空気泡体含有樹脂層とその上に配置される表面保護樹脂層とを備え、これらの層の境界部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、表面保護樹脂層と中空気泡体含有樹脂層を同一樹脂にて1枚のシートにした断熱シートが記載されている。
(1)本発明の浴室床用成形品は、表面層樹脂シートと、該表面層樹脂シートの下面側に積層された断熱層樹脂シートと、該断熱層樹脂シートの下面側に積層された基材シートとを具備し、内部に独立気泡を有する断熱層用中空充填材が前記断熱層樹脂シートに複数分散された浴室床用成形品であり、前記表面層樹脂シートが表面層用熱硬化性樹脂と表面層用硬化剤とシート状であり模様材を含む表面層用補強材とで構成され、前記表面層用補強材が前記表面層用熱硬化性樹脂と前記表面層用硬化剤を含む表面層用混練樹脂組成物層で覆われ、前記表面層樹脂シートが半硬化表面層樹脂シートの硬化物であり、前記断熱層樹脂シートが断熱層用熱硬化性樹脂と断熱層用硬化剤と前記断熱層用中空充填材とシート状の断熱層用補強材とで構成され、前記断熱層用中空充填材が前記断熱層用熱硬化性樹脂より比重の軽い中空充填材であり、前記断熱層用補強材が前記断熱層用熱硬化性樹脂と前記断熱層用硬化剤と前記断熱層用中空充填材を含む断熱層用混練樹脂組成物層で覆われ、前記断熱層用混練樹脂組成物層中の前記基材シートに近い側に前記基材シートから遠い側よりも密に前記断熱層用中空充填材が分散され、前記断熱層樹脂シートが半硬化断熱層樹脂シートの硬化物であり、前記断熱層用補強材が、前記断熱層用混練樹脂組成物層中の前記基材シートから遠い側に設けられ、前記半硬化表面層樹脂シートの硬化物である前記表面層樹脂シートが色を付与した前記表面層用補強材を介し着色され、前記半硬化断熱層樹脂シートの硬化物である前記断熱層樹脂シートが色を付与した前記断熱層用補強材を介し着色され、前記断熱層樹脂シートが隠蔽層とされた事を特徴とする。
断熱層樹脂シートに分散された断熱層用中空充填材が断熱層樹脂シートに温感性を付与する。
断熱層樹脂シートは独立気泡を有する断熱層用中空充填材が分散されているので、床面全体に均一な温感性能が得られる。補強材を有することで表面層樹脂シートに必要な強度が付与される。断熱層用中空充填材が分散されることで均一な温感性を得ることができる。
中空充填材を熱硬化性樹脂100質量部に対し10〜50質量部配合することで良好な温感性を有する浴室床用成形品を提供できる。
織布あるいは不織布に色または模様が付与されていると、意匠性の高い浴室床用成形品を提供できる。
表面層樹脂シートに防汚剤を配合することで防汚性の高い汚れ難い浴室床用成形品を提供できる。
(8)本発明において、前記半硬化断熱層樹脂シートを製造するに際し、シート状の補強材の周囲に熱硬化性樹脂組成物と硬化剤と中空充填材を混練した樹脂組成物を含浸後加熱して半硬化させることが好ましい。
(9)本発明において、前記熱硬化性樹脂組成物100質量部に対し前記中空充填材10〜50質量部を混練することが好ましい。
(10)本発明において、前記中空充填材の粒径が10〜100μmであり、前記熱硬化性樹脂として10℃/minの昇温速度でDSC測定した際の最大発熱ピーク温度が110〜180℃である熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
また、断熱層樹脂シートは断熱層用中空充填材を混練した樹脂材料を補強材に含浸後加熱し、基材層と同時プレス成形を行っても中空充填材を複数有する浴室床用成形品が作製可能となり、これによって、浴室床用成形品に安定した温感性を付与する事ができる。
表面層樹脂シートと断熱層樹脂シートが着色され、断熱層樹脂シートにおいて基材シートに近い側の中空充填材の量を密とし、反対側の中空充填材を粗とすることで、色むらを抑制した浴室床用成形品を得ることができる。
また、中空充填材を熱硬化性樹脂の比重よりも軽いものとすることで、成形時であって成形開始するまでの間に半硬化断熱層樹脂シートの成形型の上面側に寄る傾向とすることができ、基材シートに近い側に中空充填材を密に、遠い側に中空充填材を粗とする構成を製造できる。これにより、表面層樹脂シートと断熱層樹脂シートが着色された場合に、断熱層樹脂シートにおいて基材シートに近い側の中空充填材の量を密とし、反対側の中空充填材を粗とすることで、色むらを抑制した浴室床用成形品を得ることができる。
本発明の第1実施形態に係る温感性能を付加した浴室床用成形品1は、図1に示すように表面層樹脂シート2と、表面層樹脂シート2の下面に積層された断熱層樹脂シート3と、断熱層樹脂シート3の下面に積層された基材シート(基材層)4とから構成される。
表面層樹脂シート2は、表面層用補強材11の周囲を熱硬化性樹脂組成物と硬化剤を混練した樹脂組成物の硬化物で覆ってなる。断熱層樹脂シート3は、断熱層用補強材12の周囲を熱硬化性樹脂組成物と硬化剤と中空充填材18を混練した樹脂組成物の硬化物で覆ってなる。
表面層樹脂シート2は具体的には表面層用補強材11を半硬化表面層樹脂で覆ってなる半硬化表面層樹脂シート6を後述する如く加熱加圧して形成される。
断熱層樹脂シート3は断熱層用補強材12を半硬化断熱層樹脂で覆ってなる半硬化断熱層樹脂シート7を後述する如く加熱加圧して形成される。
表面層樹脂シート2に用いられる熱硬化性樹脂は、特に制限はないが、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂等を使用でき、1種類を単独、もしくは2種類以上の樹脂を併用して使用することができる。
不飽和多塩基酸又はその無水物としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、これらの無水物等が挙げられる。これらは2種以上併用してもよい。
飽和多塩基酸又はその無水物としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、3、6−エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、グルタル酸、アジピン酸、セバチン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ダイマー酸、こはく酸、アゼライン酸、ロジン‐マレイン酸付加物などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。
用いることができ、前記不飽和ポリエステル樹脂における重合性単量体を混合したものが使用できる。ここで使用されるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA型、ビススフェノールF型及びビスフェノールS型等のビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
DSC測定した際の最大発熱ピーク温度が110℃未満の有機過酸化物を使用すると加熱加圧成形時に反応の進行が徐々に速くなり、型の表面形状によっては転写不良を起こす可能性が上がる。
また、DSC測定した際の最大発熱ピーク温度が180℃を超えると、加熱加圧成形時に硬化不良が生じる可能性があり、成形時間が長くなる為好ましくない。
また、半硬化状態の調整及び長期間半硬化状態を維持させるために連鎖移動剤、重合禁止剤を併用することもできる。
硬化度[%]=(総スチレン量[g]−残留スチレン量[g])/総スチレン量[g]
尚、好ましい硬化度の上限を、半硬化断熱層樹脂シートより低く設定したことにより、金型の表層形状の転写性を確保することが出来る。
半硬化断熱層樹脂シート7に用いられる熱硬化性樹脂、硬化剤、補強材12については半硬化表面層樹脂シート6で用いた物と同じ物を用いることができる。
尚、好ましい硬化度の上限を、半硬化表面層樹脂シート7より高く設定したことにより、プレス一体成形による半硬化表面層樹脂シート6及び半硬化断熱層樹脂シート7の破れ等を防止することができる。
また、無機系のものと有機系のものを合わせて使用する事ができる。さらに、粒径の異なる2種類以上の中空充填材18を組み合わせて使用することもできる。
中空充填材18の粒径は、特に制限されるものではないが、樹脂との混合、分散性、補強材12への含浸性等に良好な10〜100μmの範囲が好ましい。粒径が10μm未満の場合は断熱性能が徐々に低下する。100μmを越えると樹脂シート作製の際、補強材12への含浸性が低下し、気泡が入りやすくなり、シート硬化度が不安定になる。
中空充填材18の添加量は、樹脂100質量部に対して、10〜50質量部配合される事が好ましい。添加量が10重量部未満の場合、樹脂の割合が多く充填材が均一に分散されなくなるため、温感性能にバラつきが生じる。また、添加量が50質量部を超えると、配合樹脂組成物の粘度が高くなるために、攪拌が困難になり、合わせて補強材12への含浸性が低下する。なお、この中空充填材18の比重は樹脂の比重より軽いので、後述する成形時であって成形開始するまでの間に半硬化断熱層樹脂シートの成型時の上面側に寄る傾向となる。
基材シート4となる成形材料としては、SMC、BMC、TMC等の熱硬化性繊維強化材料を用いることができる。
加熱加圧一体成形の方法としては、図2に示すように表面用型5から順に半硬化表面層樹脂シート6、半硬化断熱層樹脂シート7、成形材料8を載置して裏面用型9で上から型締め成形する方法があり、その成形圧力は3.98MPa〜9.81MPa程度(40kgf/cm2〜100kgf/cm2)であることが好ましく、4.90MPa〜7.85MPa(50kgf/cm2〜80kgf/cm2)であることがより好ましい。
成形圧力が3.98MPa未満では、半硬化表面層樹脂シート6及び半硬化断熱層樹脂シート7と成形材料の界面の空気が抜けにくい不具合が発生する傾向があり、逆に9.81MPaを超えると必要以上の成形圧となり経済性の観点から好ましくない。また半硬化表面層樹脂シート6と表面型の間の空気や樹脂シートと成形材料との間の空気を効果的に抜くために、必要に応じて型締めが完了するまでの間、真空引きを行うこともできる。
本発明における半硬化表面層樹脂シート6及び半硬化断熱層樹脂シート7を作製する方法は、図3、4に示すような、以下の「1」乃至「3」の工程によって製造することができる。
「1」図3(a)又は図4(a)に示すようにクリアフィルム10上に表面層用補強材11又は断熱層用補強材12を載置した後、表面層用熱硬化性樹脂と表面層用硬化剤を配合した表面層用熱硬化性樹脂組成物13又は断熱層用熱硬化性樹脂と中空充填材18と断熱層用熱硬化性樹脂を配合した断熱層用熱硬化性樹脂組成物14を塊状に載置し、さらにクリアフィルム10を重ねる。
「2」図3(a)又は図4(a)に示すように積層物の端部からローラー15により転押圧して均一に延伸、脱泡しながら表面層用補強材11又は補強材12に表面層用熱硬化性樹脂組成物13又は断熱層用樹脂組成物14を含浸させる。
「3」加熱により各樹脂組成物を半硬化状態として、両面のクリアフィルム10を剥がして半硬化表面層樹脂シート6又は半硬化断熱層樹脂シート7とする。
尚、半硬化表面層樹脂シート6及び半硬化断熱層樹脂シート7の積段順については、特段の制約は無い。
模様材は、インクジェット印刷、グラビヤ印刷、スクリーン印刷等による印刷や、スプレー吹き付け等により模様付けをすることで形成できる。また、模様付けは本発明として使用する補強材である紙類、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の有機繊維、あるいはガラス等の無機繊維製の不織布に行うことができ、必要に応じて織布及び/又は不織布にインク定着層用処理を施すことができる。また、繊維の目付け量は、15g/m2〜300g/m2程度である事が好ましく、30g/m2〜100g/m2がより好ましい。この目付け量が15g/m2未満では、繊維表面へのインキ付着面積が少なく、模様が粗くなり鮮明性が低下する傾向にあり、300g/m2を超えると、半硬化表面層樹脂シート6及び半硬化断熱層樹脂シート7の作製に必要な樹脂量が増加し、経済性が損なわれる傾向にある。
防汚剤は、浴室床用成形品表面に求められる防汚性能に応じて選定できるが、好ましくは撥油親水性を示すものが使用される。ここで撥油親水性とは、空気中で基材に付着した油をはじく撥油性を有し、水中では基材を水となじみやすくすることでより油をはじきやすくなる性質である。これによって水洗いで容易に油汚れが落としやすくなり、特に水回り製品にとって好適である。
ビニルエステル樹脂RF309(昭和電工株式会社製)100質量部、撥油親水化剤SH−25(AGCセイミケミカル株式会社製)3質量部、硬化剤としてパーメックN(日油株式会社製)0.5質量部、パークミルD(日油株式会社)0.5質量部、トリエチルホスフェートに溶解させたL−アスコルビン酸10%溶液0.5質量部を配合、混合し表面層用樹脂組成物を得た。
また、ポリエステル樹脂GN259(ディーエイチ・マテリアル株式会社製)100質量部、中空充填材として3MグラスバブルズiM16K(3Mジャパン株式会社製)15質量部、パーロイルTCP(日油株式会社製)0.25質量部、パークミルD(日油株式会社)1.0質量部を配合、混練して断熱層用樹脂組成物を得た。
クリアPETフィルムの上に補強材として目付量30g/m2のガラス繊維不織布を載せ、さらに表面層用熱硬化性樹脂組成物または断熱層用熱硬化性樹脂組成物、クリアPETフィルムを載せ、ローラーにより転押圧し、脱泡、含浸させた。その後、70℃にて25分硬化させ、PETフィルムを両面とも剥離することで半硬化表面層樹脂シートまたは半硬化断熱層樹脂シートをそれぞれ得た。半硬化表面層樹脂シート及び半硬化断熱層樹脂シートをSMC材料と加熱加圧成形により一体成形を行うことで浴室床用成形品を得た。
半硬化断熱層樹脂シートの中空充填材の添加量を30重量部とした以外は実施例1と同様にして浴室床用成形品を得た。
(実施例3)
半硬化断熱層樹脂シートの補強材として目付量300g/m2のガラス繊維不織布を用いた以外は実施例1と同様にして浴室床用成形品を得た。
(比較例1)
半硬化断熱層樹脂シートを用いない事以外は、実施例1と同様にして浴室床用成形品を得た。
(比較例2)
半硬化表面層樹脂シートに用いる硬化剤をパーメックN(日油株式会社製)0.1質量部、トリエチルホスフェートに溶解させたL−アスコルビン酸10%溶液0.1質量部にした以外は実施例1と同様にして成形した。
(比較例3)
半硬化表面層樹脂シートに用いる硬化剤をパーロイルTCP(日油株式会社製)2質量部にした以外は実施例1と同様にして浴室床用成形品を得た。
(比較例4)
半硬化断熱層樹脂シートに用いる補強材として目付量300g/m2のガラス繊維不織布を2枚用いた以外は実施例1と同様にして浴室床用成形品を得た。
(比較例5)
半硬化表面層樹脂シートを用いない事以外は、実施例1と同様にして浴室床用成形品を得た。
(比較例6)
半硬化表面層樹脂シート及び半硬化断熱層樹脂シートを用いない浴室床用SMC成形品を得た。
得られた成形品を用いて温感性能、汚染試験、転写性の評価を以下記載の方法で実施した。その結果を表1に記載する。
{1}温感性能1の評価(熱流束の測定)
浴室床用成形品を5℃の恒温槽に12時間以上保持する。一方、板状のシリコンゴムシート(50×50×2mm)に熱流束センサBF−04(バーテル社製)を載置して、センサ温度が23℃になるように室内を調整する。5℃に冷却した成形品にセンサに3kgの荷重をかけて熱流束(W/m2)を測定する。温感性の良否は、熱流束ピーク値が3000W/m2以下を○、それ以上を×とした。
{2}温感性能2の評価(足裏温度変化の測定)
浴室床用成形品を5℃の恒温槽に12時間以上保持する。十分冷却された成形品の上に足裏温度を30℃にした状態で15秒乗った後にサーモグラフィーにて足裏温度を測定する。温感性の良否は、足裏温度21℃以上は○、それ以下は×とした。
{3}汚染試験の評価方法
5%化粧石鹸水をつけた布で浴室床用成形品表面を20往復こすり、水で洗浄した後、乾燥し、色差計でY値を測定しY0とする。白色ワセリンとJIS K 5107カーボンブラックに規定する顔料用カーボンブラックを質量比10対1に混練した汚染物質1gを布につけ擦りつける。常温で60分放置した後に、布で汚染物質をふきとり、5%化粧石鹸水で表面を20往復こすり、水で洗浄した後、乾燥し、色差計でY値を測定しY1とする。汚染回復率Y(%)をY=Y1/Y0×100で算出する。汚染性としては、汚染回復率90%以上を○、それ以下を×とした。
{4}転写性の評価
浴室床用成形品の表面を、表面粗さ形状測定機サーフコム130A(株式会社東京精密製)で評価長さ10mm、測定速度0.6mm/秒、カットオフ値0.08mm、フィルタ種別ガウシアン、カットオフ比300に設定し、任意の3箇所を測定した際の算術平均粗さRa(JIS B0601−1994)の平均値を求め、成形型に対する転写率を算出した。転写率80%以上を○、それ以外を×とした。
以上の結果を以下の表1に示す。
また、比較例2に示すように表面層樹脂シートを硬化度4%にすると成形時の成形材料の流動と圧力によりシートが破断して、成形性が悪い。
また、比較例3に示すように表面層樹脂シートを硬化度90%にすると微細凹凸の転写率が低下し型表面の形状転写性が悪い。
また、比較例4に示すように半硬化断熱層樹脂シートの厚みを2.5mmにすると温感性能は上がるが、汚染性が低下する浴室床用成形品となった。
結果、半硬化表面層樹脂シート及び半硬化断熱層樹脂シートを所定の硬化度としたことで、床表面の微細凹凸を転写し防滑性を有しかつ型表面の形状を十分に転写しているため意匠性に優れた浴室床用成形品を得ることができた。
Claims (8)
- 表面層樹脂シートと、該表面層樹脂シートの下面側に積層された断熱層樹脂シートと、該断熱層樹脂シートの下面側に積層された基材シートとを具備し、内部に独立気泡を有する断熱層用中空充填材が前記断熱層樹脂シートに複数分散された浴室床用成形品であり、
前記表面層樹脂シートが表面層用熱硬化性樹脂と表面層用硬化剤とシート状であり模様材を含む表面層用補強材とで構成され、前記表面層用補強材が前記表面層用熱硬化性樹脂と前記表面層用硬化剤を含む表面層用混練樹脂組成物層で覆われ、前記表面層樹脂シートが半硬化表面層樹脂シートの硬化物であり、
前記断熱層樹脂シートが断熱層用熱硬化性樹脂と断熱層用硬化剤と前記断熱層用中空充填材とシート状の断熱層用補強材とで構成され、前記断熱層用中空充填材が前記断熱層用熱硬化性樹脂より比重の軽い中空充填材であり、前記断熱層用補強材が前記断熱層用熱硬化性樹脂と前記断熱層用硬化剤と前記断熱層用中空充填材を含む断熱層用混練樹脂組成物層で覆われ、
前記断熱層用混練樹脂組成物層中の前記基材シートに近い側に前記基材シートから遠い側よりも密に前記断熱層用中空充填材が分散され、前記断熱層樹脂シートが半硬化断熱層樹脂シートの硬化物であり、前記断熱層用補強材が、前記断熱層用混練樹脂組成物層中の前記基材シートから遠い側に設けられ、
前記半硬化表面層樹脂シートの硬化物である前記表面層樹脂シートが色を付与した前記表面層用補強材を介し着色され、前記半硬化断熱層樹脂シートの硬化物である前記断熱層樹脂シートが色を付与した前記断熱層用補強材を介し着色され、前記断熱層樹脂シートが隠蔽層とされた事を特徴とする浴室床用成形品。 - 前記断熱層用中空充填材の粒径が10〜100μmであり、前記断熱層用熱硬化性樹脂は10℃/minの昇温速度でDSC測定した際の最大発熱ピーク温度が110〜180℃である事を特徴とする請求項1に記載の浴室用成形品。
- 前記断熱層用中空充填材が前記断熱層用熱硬化性樹脂100質量部に対し10〜50質量部含まれたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の浴室床用成形品。
- 前記表面層樹脂シートの表面層用補強材と前記断熱層樹脂シートの断熱層用補強材の少なくとも一方が織布あるいは不織布であり、それらの表面に色または模様が付与されている事を特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の浴室床用成形品。
- 前記表面層樹脂シートに防汚剤が配合されている事を特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の浴室床用成形品。
- 請求項1に記載の浴室床用成形品を製造する浴室床用成形品の製造方法であって、
シート状の断熱層用補強材の周囲に断熱層用熱硬化性樹脂組成物と断熱層用硬化剤と断熱層用中空充填材を混練した断熱層用混練樹脂組成物を含浸後加熱して半硬化させ、前記半硬化断熱層樹脂シートを製造するに際し、前記断熱層用熱硬化性樹脂組成物100重量部に対し前記中空充填材を10〜50質量部混練して前記断熱層用混練樹脂組成物とするとともに、
シート状の表面層用補強材の周囲に表面層用熱硬化性樹脂組成物と表面層用硬化剤を混練した表面層用混練樹脂組成物を含浸後加熱して半硬化させ、前記半硬化表面層樹脂シートを構成し、
前記半硬化表面層樹脂シートと、厚み50〜2000μmの前記半硬化断熱層樹脂シートを加熱一体化して一体化シートとした後、この一体化シートと、基材シート用の成形材料を重ねて前記半硬化表面層樹脂シートと前記半硬化断熱層樹脂シートと前記成形材料がこれらの順に下から上に重なるように成形型の内部に収容し、前記成形型により110〜170℃に加熱加圧して前記一体化シート上に前記成形材料を硬化させた基材シートを形成することを特徴とする浴室床用成形品の製造方法。 - 前記半硬化表面層樹脂シートを製造するに際し、シート状の表面層用補強材の周囲に表面層用熱硬化性樹脂組成物と表面層用硬化剤を混練した表面層用混練樹脂組成物を含浸後加熱して半硬化させることを特徴とする請求項6に記載の浴室床用成形品の製造方法。
- 前記断熱層用中空充填材の粒径が10〜100μmであり、前記断熱層用熱硬化性樹脂として10℃/minの昇温速度でDSC測定した際の最大発熱ピーク温度が110〜180℃である熱硬化性樹脂を用いることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の浴室床用成形品の製造方法。
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