JP7443670B2 - 不燃シート - Google Patents
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Description
また、原反層に無機質材料を含んだ不燃シートには、原反層表面に直接印刷層を形成した場合に、原反層と印刷層を形成するためのインキとの密着性が低く、印刷層内部または原反層と印刷層との層間で剥離が生ずるものがある。そのような不燃シートは、その使用中に印刷層等が剥離するおそれがあるため、例えば、建装材の用途としては不向きである。
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。
[不燃シートの構成]
第1実施形態の不燃シート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。また、第1実施形態の不燃材12は、第1実施形態の不燃シート10と、基板11とを備えている。
以下、不燃シート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、不燃シート10の基材となる層(シート)であって、熱可塑性樹脂と、無機質材料とを含んだ層である。
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、15質量%以上90質量%以下の範囲内であればよく、20質量%以上80質量%以下の範囲内であればより好ましく、60質量%以上80質量%以下の範囲内であればさらに好ましい。無機質材料の含有量が原反層1の質量に対して、15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、不燃性または難燃性が得にくい傾向がある。また、原反層1の表面をホフマンスクラッチテスターを用いて引っ掻いた際に、視認できる程度の傷が付く、即ち十分な表面硬度が得られないことがある。一方、無機質材料の含有量が原反層1の質量に対して、90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、原反層1表面にアンカー層塗工もしくは印刷等を行った際に原反層1表面に所謂「粉吹き」が発生することがある。ここで、「粉吹き」とは、原反層1に含まれた無機質材料が原反層1の表面に浮き出ることをいう。また、絵柄模様層3の形成時に、原反層1から浮き出た無機質材料によってインキが積層しにくくなる、即ち印刷適性が低下することがある。また、表面アンカー層2、裏面アンカー層5、絵柄模様層3、及びトップコート層4の少なくとも一つを形成したシートをロール状または枚葉で木質系基材及び石系基材にラミネートする際にラミネートしにくくなる、即ちラミネート適性が低下する傾向がある。また、表面アンカー層2、裏面アンカー層5、絵柄模様層3、及びトップコート層4の少なくとも一つを形成したシートを折り曲げて再び開いた際に、折り曲げた部分から割れが発生したり、無機質材料が落ちたりすることがある。また、絵柄模様層3を形成したシートの表面にセロハンテープを圧着した後、強く引き剥がし、絵柄模様層3内または原反層1(表面アンカー層2)と絵柄模様層3との間で剥離が生じる、即ちインキ密着性が低下することがある。
本実施形態の熱可塑性樹脂は、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種を含んでいれば好ましく、ポリプロピレンを含んでいればより好ましい。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、不燃シート10の汎用性を高めることができる。
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と、紫外線吸収剤(耐候剤)と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、「塩酢ビを含むウレタン系樹脂」は、前述の塩酢ビ及びウレタン系樹脂以外に硬化剤を含んでいてもよい。この硬化剤は、塩酢ビを含むウレタン系樹脂を確実に硬化させるために添加されるものであり、その含有量については特に限定されない。例えば、塩酢ビを含むウレタン系樹脂の含有量と、硬化剤の含有量との比(塩酢ビを含むウレタン系樹脂の含有量(質量)/硬化剤の含有量(質量))は99/1~1/99の範囲内であればよく、99/1~50/50の範囲内であれば好ましく、95/5~90/10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。
本実施形態において表面アンカー層2は、紫外線による不燃シート10の劣化を防止する目的で、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等の紫外線吸収剤と、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定化剤とを含んでいる。
表面アンカー層2に含まれる紫外線吸収剤の含有量は、表面アンカー層2全体の質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下の範囲内が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下の範囲内がより好ましく、1質量%以上5質量%以下の範囲内がさらに好ましい。表面アンカー層2に含まれる紫外線吸収剤の含有量が上記数値範囲内であれば、不燃シート10の耐候性を確実に付与することができる。表面アンカー層2に含まれる紫外線吸収剤の含有量が0.1質量%未満の場合には、不燃シート10に付与された耐候性が十分でない場合がある。また、表面アンカー層2に含まれる紫外線吸収剤の含有量が20質量%を超える場合には、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の含有量が相対的に低下するため、原反層1と絵柄模様層3との層間強度が低下する傾向がある。
表面アンカー層2は、例えば、アクリルシリコン系樹脂またはフッ素系樹脂を含んだ樹脂であってもよい。
また、表面アンカー層2は、例えば、アクリル系樹脂と繊維素系樹脂との混合組成物であって、さらに上述した紫外線吸収剤及び着色顔料の少なくとも1種を含有する紫外線吸収性樹脂であってもよい。表面アンカー層2に含まれるアクリル系樹脂は、例えば、アクリルポリオール系樹脂とイソシアネート系硬化剤との反応により生成するアクリルウレタン系樹脂である。より詳しくは、表面アンカー層2に含まれるアクリル系樹脂には、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体を主成分とし、これに必要に応じて他の共重合可能な単量体、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリルや、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有単量体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基含有単量体、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート等のアミノ基含有単量体、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等のエポキシ基含有単量体等を配合して得た単独又は共重合体を使用することができる。それらの中でもメタクリル酸メチルを主成分とする単独又は共重合体を使用することが最も望ましい。
絵柄模様層3は、不燃シート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。
なお、絵柄模様層3は、ウレタン系樹脂をバインダーとして含むインキを、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ってもよい。そのウレタン系樹脂としては、アクリルポリオールとイソシアネートとを反応させて得られるウレタン系のものを用いてもよい。イソシアネートには、例えば、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、リジンジイソシアネート(LDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、メチルヘキサンジイソシアネート(HTDI)、メチルシクロヘキサノンジイソシアネート(HXDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)などから適宜選択することができるが、耐候性を考慮すると、直鎖状の分子構造を有するヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)を用いることが好ましい。
絵柄模様層形成用インキは、上記バインダー以外に、例えば、有機又は無機の染料又は顔料や、必要に応じて体質顔料、充填剤、粘着付与剤、分散剤、消泡剤、安定化剤その他の添加剤を適宜添加してもよい。また、絵柄模様層形成用インキは、適当な希釈溶剤で所望の粘度に調整されている。
また、下地着色を目的として、表面アンカー層2と絵柄模様層3との間にベタインキ層(図示せず)を設ける場合には、ベタインキ層の形成方法として、上記各種の印刷方法の他に、例えば、ロールコート法、グラビアコート法、ロッドコート法、ナイフコート法、エアーナイフコート法、スプレーコート法、リップコート法、ダイコート法等、任意のコーティング方法を用いることが可能である。
不燃シート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と、紫外線吸収剤(耐候剤)とを含有していることが好ましい。
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、例えば、裏面アンカー層5の質量に対し、15質量%以上99質量%以下の範囲内が好ましく、80質量%以上99質量%以下の範囲内がより好ましく、85質量%以上95質量%以下の範囲内がさらに好ましい。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が上記数値範囲内であれば、裏面アンカー層5とプライマー層6との層間強度を十分なものにしつつ、均一でムラや欠けのない裏面アンカー層5を形成することができる。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が裏面アンカー層5の質量に対し、15質量%未満であると、裏面アンカー層5とプライマー層6との層間強度が不十分となることがある。また、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が裏面アンカー層5の質量に対し、80質量%未満であると、使用上何ら問題はないが、裏面アンカー層5の原反層1への食い込み比率が低下し、裏面アンカー層5と原反層1との層間強度が低下することが僅かながらある。なお、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が裏面アンカー層5の質量に対し、99質量%以下であれば使用上何ら問題はないが、95質量%、より正確には98質量%を超えると、硬化不足で裏面アンカー層5に欠けが生じたり、裏面アンカー層5と原反層1、もしくは裏面アンカー層5とプライマー層6との層間強度が低下したりすることがある。
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。
本実施形態において裏面アンカー層5は、紫外線による不燃シート10劣化を防止する目的で、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等の紫外線吸収剤と、例えば、ヒンダードアミン系等の光安定化剤とを含んでいてもよい。
裏面アンカー層5が紫外線吸収剤を含む場合、その含有量は、裏面アンカー層5全体の質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下の範囲内が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下の範囲内がより好ましく、1質量%以上5質量%以下の範囲内がさらに好ましい。裏面アンカー層5に含まれる紫外線吸収剤の含有量が上記数値範囲内であれば、不燃シート10の耐候性を確実に付与することができる。裏面アンカー層5に含まれる紫外線吸収剤の含有量が0.1質量%未満の場合には、不燃シート10に付与された耐候性が十分でない場合がある。また、裏面アンカー層5に含まれる紫外線吸収剤の含有量が20質量%を超える場合には、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の含有量が相対的に低下するため、裏面アンカー層5とプライマー層6との層間強度が低下する傾向がある。
裏面アンカー層5は、例えば、アクリルシリコン系樹脂またはフッ素系樹脂を含んだ樹脂であってもよい。
また、裏面アンカー層5は、例えば、アクリル系樹脂と繊維素系樹脂との混合組成物であって、さらに紫外線吸収剤及び着色顔料の少なくとも1種を含有する紫外線吸収性樹脂であってもよい。裏面アンカー層5に含まれるアクリル系樹脂は、例えば、アクリルポリオール系樹脂とイソシアネート系硬化剤との反応により生成するアクリルウレタン系樹脂であってもよい。より詳しくは、裏面アンカー層5に含まれるアクリル系樹脂には、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体を主成分とし、これに必要に応じて他の共重合可能な単量体、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリルや、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有単量体、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート等の水酸基含有単量体、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート等のアミノ基含有単量体、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート等のエポキシ基含有単量体等を配合して得た単独又は共重合体を使用することができる。それらの中でもメタクリル酸メチルを主成分とする単独又は共重合体を使用することが最も望ましい。
また、裏面アンカー層5に含まれる着色剤には、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、カーボンブラック、弁柄、黄色酸化鉄、鉄黒、紺青、コバルトブルー等の無機顔料を使用することが最も望ましいが、有機顔料を使用してもよい。有機顔料としては、例えばアントラキノン、キナクリドン、イソインドリノン、ペリレン、ジオキサジン、インダストロン等の縮合多環顔料やフタロシアニン等、耐候性の特に高いものが望ましい。
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、不燃シート10の最背面に位置するため、不燃シート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、後述する基板11との密着性を確保することが目的であるので、0.1μm以上3.0μm以下の範囲内とすることが好ましい。
本実施形態の不燃シート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。
不燃シート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、本実施形態に係る不燃シート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。
図1を用いて、不燃材12の構成を説明する。
図1に表すように、不燃材12は、基板11と、上述の不燃シート10とを備えている。そこで、以下、基板11について説明し、上述の不燃シート10については説明を省略する。
本実施形態の基板11は、例えば、金属系の材料、木質系の材料、または無機質系の材料を用いて形成した板状の部材である。
金属系の材料としては、例えば、アルミ、鋼、ステンレス、複合パネル等を用いることが可能である。
複合パネルとしては、例えば、芯材となる樹脂層と、樹脂層の両面それぞれに貼り付けられた金属板(アルミニウム、ガルバリウム、ステンレス等)を備えたものを用いることが可能である。
木質系の材料としては、例えば、MDF(Medium Density Fiberboard)、合板、パーティクルボード等を用いることが可能である。
無機質系の材料としては、例えば、石こうボード、繊維混入ケイ酸カルシウム板等を用いることが可能である。
不燃材12の製造方法の一例について、簡単に説明する。
まず、不燃シート10のプライマー層6を基板11側に向けて配置する。
次に、この積層体を、例えば熱ラミネートする。
こうして、プライマー層6と基板11とを溶着させて、不燃材12を製造する。
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。
[不燃シートの構成]
第2実施形態の不燃シート10は、図3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1と、表面アンカー層2と、絵柄模様層3と、透明樹脂層7と、トップコート層4とを備えている。第2実施形態のトップコート層4は、第1のトップコート層4aと、第2のトップコート層4bとを備えている。また、第2実施形態の不燃材12は、第2実施形態の不燃シート10と、基板11とを備えている。つまり、第2実施形態の不燃シート10は、第1実施形態の不燃シート10と比較して、透明樹脂層7と、複数層からなるトップコート層4とを備えている点で異なる。そこで、以下、この異なる部分である透明樹脂層7と、複数層からなるトップコート層4とについて説明し、その他の層については説明を省略する。
透明樹脂層7は、絵柄模様層3の絵柄が透けて見えるように、透明な樹脂を用いて形成されたシート状の層であり、絵柄模様層3の上面に積層されて形成されている。
透明樹脂層7を積層する方法としては、例えば、原反層1、表面アンカー層2及び絵柄模様層3を含む積層体に対し、ラミネート加工により透明樹脂層7を積層する方法を用いることが可能である。
透明樹脂層7を形成する透明な樹脂は、特に限定されるものではなく、既知の透明な樹脂を用いることが可能である。
特に、溶融押し出し装置を用いた製造では、生産性、環境適合性、機械強度、耐久性、価格等を考慮すると、透明樹脂層7を形成する透明な樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂を用いることがより好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアリレート、ポリカーボネート、共重合ポリエステル(代表的には、1,4-シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエチレンテレフタレート樹脂である通称PET-G)等を用いることが可能である。
ポリアミド系樹脂としては、例えば、6-ナイロン、6,6-ナイロン、6,10-ナイロン、12-ナイロン等を用いることが可能である。
スチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂等を用いることが可能である。
塩素系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等を用いることが可能である。
フッ素系樹脂等としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフロロエチレン、エチレン-テトラフロロエチレン共重合体等を用いることが可能である。
透明樹脂層7には、必要に応じて既存の熱安定化剤、難燃化剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、ブロッキング防止剤、触媒捕捉剤、着色剤、光散乱剤および艶調整剤などの各種添加剤を添加することができる。表面強度の向上を図る場合には、高結晶性のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。なお、熱安定化剤としては、例えば、フェノール系、硫黄系、リン系、ヒドラジン系などを用いることができる。難燃化剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどを用いることができる。紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系などを用いることができる。光安定化剤としては、例えば、ヒンダードアミン系などを用いることができる。また、透明樹脂層7の表面には必要に応じて、図3に示すような、所定の凹凸パターンを有するエンボス模様7aを形成してもよい。
エンボス模様7aは、例えば、絵柄模様層3の絵柄と同調した凹部と凸部とからなる模様である。エンボス模様7aの凹部と凸部により、触感による立体感を付与可能となっている。エンボス模様7aと絵柄模様層3の絵柄とのずれは、例えば、絵柄模様の形状に対して長手方向には10mm以下、短手方向(幅方向)には3mm以下の範囲内とすることが好ましい。例えば、絵柄模様が木目である場合には、木目の導管が伸びている方向が「絵柄模様の形状に対する長手方向」となり、長手方向と直交する方向が「絵柄模様の形状に対する短手方向」となる。特に、木目の導管が不燃シート10の長手方向に沿って伸びている場合には、不燃シート10の長手方向が「絵柄模様の形状に対する長手方向」となり、不燃シート10の短手方向(幅方向)が「絵柄模様の形状に対する短手方向」となる。エンボス模様7aは、透明樹脂層7及びトップコート層4が透明であるため、斜光の反射により初めて強く視認されるが、エンボス模様7aと絵柄模様層3の絵柄とのずれが上記範囲内であれば、反射光と同時に絵柄模様層3の透過光を視認することが困難なため違和感がない。エンボス模様7aと絵柄模様層3の絵柄とのずれを一定範囲内へ抑えることにより、パターンの形状と分布を等しくシート全面で精度よく一致させた不燃シート10を得ることができる。また、エンボス模様7aの凹部と凸部との高低差は、例えば、3μm以上200μm以下の範囲内とする。高低差は、目的とする不燃シート10の意匠に適した数値を選ぶことができる。例えば、最大高低差(200μm)内で連続的な多段形状を取ることもできる。特に、巨視的な立体物としての形状を得るために、高低差は、10μm以上150μm以下の範囲がより好ましい。
トップコート層4は、第1のトップコート層4aと、第2のトップコート層4bとを備えている。
第1のトップコート層4aは、透明樹脂層7の表面側に設けられ、透明樹脂層7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、エンボス模様7aを完全に埋めて意匠感を損なうことなく透明樹脂層7の表面を保護するに足る強度を得る点から、3μm以上100μm以下の範囲内にあることが好ましい。さらに、第1のトップコート層4aの材料としては、例えば、透明樹脂層7への接着性、不燃シート10の変形追従性、耐擦傷性等の点で、熱硬化型樹脂が好ましい。特に、コスト、汎用性の点からは、2液硬化型ウレタン樹脂等のウレタン結合を有する熱硬化型樹脂(バインダー)がより好ましい。熱硬化型樹脂には、例えば、シリカ粒子等の艶消剤や耐傷剤を添加してもよい。
また、イソシアネートとしては、分子中に2個以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネートを用いることができる。例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート、或いは、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂肪族(または脂環式)イソシアネートを用いることができる。また、上記各種イソシアネートの付加体又は多量体を用いることができる。例えば、トリレンジイソシアネートの付加体、トリレンジイソシアネート3量体(trimer)等がある。なお、上記イソシアネートにおいて脂肪族(または脂環式)イソシアネートは、耐候性、耐熱黄変性も良好にできる点で好ましく、例えば、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネートを使用できる。
(実施例1~16、比較例1~2)
まず、炭酸カルシウム粉と、熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂とで構成される原反層を形成した。原反層の組成比は、炭酸カルシウム粉60質量%とし、ポリプロピレン樹脂40質量%とした。原反層の厚みは、200μmとした。なお、炭酸カルシウム粉の純度は、炭酸カルシウムが90質量%のものを使用した。また、炭酸カルシウム粉として、平均粒子径(モード径)が2μmであり、最大粒子径が50μm以下であるものを使用した。
次に、コロナ処理した原反層の表面上及び裏面上に、紫外線吸収剤と塩酢ビとを含むウレタン系アンカー層形成用インキ、又は紫外線吸収剤と塩酢ビとを含むアクリル系アンカー層形成用インキを塗膜厚みが1μm~20μmとなるように塗工し、乾燥温度40℃、乾燥時間30秒間の条件で乾燥させた。より詳しくは、紫外線吸収剤の含有量が0質量%~0.5質量%の場合にはアンカー層形成用インキの塗膜厚みを15μm~20μm程度とし、紫外線吸収剤の含有量が1質量%~5質量%の場合にはアンカー層形成用インキの塗膜厚みを10μm~15μm程度とし、紫外線吸収剤の含有量が10質量%~20質量%の場合にはアンカー層形成用インキの塗膜厚みを1μm~5μm程度とした。こうして、原反層の表面上及び裏面上にアンカー層を形成した。各実施例及び各比較例で用いたアンカー層形成用インキ中における塩酢ビを含むウレタン系樹脂の含有率及び塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有率、並びに紫外線吸収剤の含有率は、下記表1に示す通りである。なお、塩酢ビを含むウレタン系樹脂及び塩酢ビを含むアクリル系樹脂、並びに紫外線吸収剤は、アンカー層全体の質量に対する「質量%」で示されている。また、塩酢ビを含むウレタン系樹脂として、塩酢ビとウレタン系樹脂との質量比(塩酢ビ:ウレタン系樹脂)が、20:80のものを使用した。また、塩酢ビを含むアクリル系樹脂として、塩酢ビとアクリル系樹脂との質量比(塩酢ビ:アクリル系樹脂)が、20:80のものを使用した。
その後、原反層、アンカー層及び絵柄模様層を備えた積層体(シート)を室温で1日エージングし、各評価を行うためのサンプルを作成した。
実施例17~22及び比較例3~4では、アンカー層の質量に対する塩酢ビを含むウレタン系樹脂の含有率を85質量%とし、アンカー層の質量に対する紫外線吸収剤の含有量を0.5質量%とし、アンカー層形成用インキ中における塩酢ビの質量とウレタン系樹脂の質量の比(塩酢ビの質量/ウレタン系樹脂の質量)を下記表2に示すようにした以外は、実施例1~16、比較例1~2と同様にして、積層体(シート)を得た。
実施例23~28では、アンカー層の質量に対する塩酢ビを含むウレタン系樹脂の含有率を85質量%とし、アンカー層形成用インキ中における塩酢ビの質量とウレタン系樹脂の質量の比(塩酢ビの質量/ウレタン系樹脂の質量)を20/80とし、紫外線吸収剤の含有率を下記表3に示すようにした以外は、実施例1~16と同様にして、積層体(シート)を得た。
本実施例における評価項目は、以下の通りである。
印刷後のシート表面にニチバン製セロハンテープを圧着した後、一定の力で強く引き剥がし、絵柄模様層内部または原反層と絵柄模様層との層間での剥離の有無を目視にて評価した。なお、評価基準は以下の通りである。
◎:15N(ニュートン)の力で引き剥がした場合に、絵柄模様層内部または原反層と絵柄模様層との層間で剥離は発生せず
○:10Nの力で引き剥がした場合に、絵柄模様層内部または原反層と絵柄模様層との層間で剥離は発生せず
△:10Nの力で引き剥がした場合に、絵柄模様層内部または原反層と絵柄模様層との層間の一部で剥離が発生
×:セロハンテープ全面に絵柄模様層が付着し、絵柄模様層内部または原反層と絵柄模様層との層間で顕著な剥離が発生
上記評価において、「◎」、「○」及び「△」を合格とした。
印刷時に原反層から粉落ちせずに、インキが積層できているか否かを目視にて評価した。なお、評価基準は以下の通りである。
○:粉落ちによる版詰まりが発生せず、均一でムラや抜けのないコート面を形成することが可能
△:印刷条件または印刷機の設備条件により、粉落ちによる版詰まり、ムラ、抜けが発生
×:粉落ちによる版詰まりが発生、または均一なコート面を形成することが極めて困難
上記評価において、「○」及び「△」を合格とした。
印刷後のシート表面を手やコットンでドライラビングし、粉吹きや炭酸カルシウム粉の脱落の有無を目視にて評価した。なお、評価基準は以下の通りである。
○:手の表面やコットンの表面に炭酸カルシウム粉は全く確認できなかった
△:手の表面やコットンの表面の一部に炭酸カルシウム粉を確認できた
×:手の表面やコットンの表面の全面に炭酸カルシウム粉を確認できた
上記評価において、「○」及び「△」を合格とした。
ISO5660-1に準拠したコーンカロリーメータ試験機による発熱性試験において下記の要件を満たしているか否か評価した。
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、石こうボードを用いた。また、評価基準は以下の通りである。
○:上記要件を全て満たす
×:上記要件の少なくとも1つを満たさない
上記各評価において、「×」の評価があるシートは、シート全体として不合格とした。
各実施例及び各比較例で得られたシートを、ダイプラ・ウィンテス株式会社製メタルウェザーにセットし、ライト条件(照度:60mW/cm2、ブラックパネル温度63℃、層内湿度50%RH)で20時間、結露条件(照度:0mW/cm2、ブラックパネル温度30℃、層内湿度98%RH)で4時間、水噴霧条件(結露条件の前後10秒間)の条件で、98時間、200時間、300時間、500時間、および1000時間放置する耐候性試験を行った。上記試験後、25℃50%RHの条件下で2日間保持してから、シート表面のクラックや黄変などの外観を目視で下記の基準により評価した。
◎:200時間経過後であっても初期と比べて全く変化が無かった。
○:200時間経過後には初期と比べて外観の変化はあったもののクラックは生じていなかった。
△:200時間経過後には表面に微細なクラックがあったものの、使用上問題がない程度であった。
×:200時間経過後には表面に無数のクラックがあった。
上記評価において、「◎」、「○」及び「△」を合格とした。
◎:98時間経過後であっても初期と比べて全く変化が無かった。
○:98時間経過後には初期と比べて若干の黄変が見られた。
△:98時間経過後には黄変がみられたものの、使用上問題がない程度であった。
×:98時間経過後には著しく黄変した。
上記評価において、「◎」、「○」及び「△」を合格とした。
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
7 透明樹脂層
7a エンボス模様
10 不燃シート
11 基板
12 不燃材
Claims (22)
- 原反層と、前記原反層の第1の面に形成された第1のアンカー層と、前記原反層の前記第1の面とは反対側の面である第2の面に形成された第2のアンカー層とを備え、
前記原反層は、熱可塑性樹脂と、無機質材料とを含有し、
前記第1のアンカー層は、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、前記第1のアンカー層全体の質量に対して、15質量%以上99質量%以下の範囲内で含有し、且つ紫外線吸収剤を含有し、
前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン及びポリエステルの少なくとも1種を含有し、
前記第1のアンカー層は、前記紫外線吸収剤を、前記第1のアンカー層全体の質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下の範囲内で含有し、
前記無機質材料の含有量は、前記原反層の質量に対して、15質量%以上90質量%以下の範囲内であることを特徴とする不燃シート。 - 前記第1のアンカー層は、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、前記第1のアンカー層全体の質量に対して、80質量%以上99質量%以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項1に記載の不燃シート。
- 前記第2のアンカー層は、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、前記第2のアンカー層全体の質量に対して、15質量%以上99質量%以下の範囲内で含有し、且つ紫外線吸収剤を含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の不燃シート。
- 前記第2のアンカー層は、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、前記第2のアンカー層全体の質量に対して、80質量%以上99質量%以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項3に記載の不燃シート。
- 前記第1のアンカー層における前記塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または前記塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量は、前記第2のアンカー層における前記塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または前記塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量と同じであることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の不燃シート。
- 前記第1のアンカー層における前記塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または前記塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量は、前記第2のアンカー層における前記塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または前記塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量よりも多いことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の不燃シート。
- 前記第1のアンカー層における前記塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または前記塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量は、前記第2のアンカー層における前記塩酢ビを含むウレタン系樹脂、または前記塩酢ビを含むアクリル系樹脂の含有量よりも少ないことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の不燃シート。
- 前記第2のアンカー層は、前記紫外線吸収剤を、前記第2のアンカー層全体の質量に対して、0.1質量%以上20質量%以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項3から請求項7のいずれか1項に不燃シート。
- 前記無機質材料は、粉末形状であり、平均粒子径が1μm以上3μm以下の範囲内であり、且つ最大粒子径が50μm以下であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 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1種を含有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 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、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1種を含有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記熱可塑性樹脂と、前記無機質材料との合計含有量は、前記原反層の質量に対して、90質量%以上100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11のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記原反層の厚みは、50μm以上250μm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12のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンを含有し、
前記原反層の厚みは、70μm以上200μm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13のいずれか1項に記載の不燃シート。 - 前記原反層と、前記第1のアンカー層と、トップコート層とをこの順に備えたことを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記原反層と、前記第1のアンカー層と、絵柄模様層と、トップコート層とをこの順に備えたことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記原反層と、前記第2のアンカー層と、プライマー層とをこの順に備えたことを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の不燃シート。
- ISO5660-1に準拠する発熱性試験にて不燃認定取得可能要件を満たすことを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記第1のアンカー層は、前記紫外線吸収剤を、前記第1のアンカー層全体の質量に対して、0.5質量%以上10質量%以下の範囲内で含有し、
前記紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の不燃シート。 - 前記第2のアンカー層は、前記紫外線吸収剤を、前記第2のアンカー層全体の質量に対して、0.5質量%以上10質量%以下の範囲内で含有し、
前記紫外線吸収剤は、ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤であることを特徴とする請求項3から請求項8のいずれか1項に記載の不燃シート。 - 前記第1のアンカー層及び前記第2のアンカー層の少なくとも一方の厚みは、0.5μm以上20μm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20のいずれか1項に記載の不燃シート。
- 前記第1のアンカー層及び前記第2のアンカー層の少なくとも一方は、無機質材料を含まないことを特徴とする請求項1から請求項21のいずれか1項に記載の不燃シート。
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