JP6586744B2

JP6586744B2 - 化粧シート及び化粧材

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Publication number: JP6586744B2
Application number: JP2015047555A
Authority: JP
Inventors: 聡史竹中; 孝史冨永
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2019-10-09
Anticipated expiration: 2035-03-10
Also published as: JP2016165866A

Description

本発明は、建材として使用される化粧シート及び、これを利用した化粧材に関する。なお、本発明の化粧シート及び化粧材は、特に外装用として用いられることに好適である。

化粧シートは、安価で加工性に優れた建材として、建築物の屋内、屋外及び家具や什器といった様々な用途に使用されている。このような化粧シートのうち、屋外に使用される外装用の化粧シートは、玄関等の外装用化粧鋼板の表面に貼り付けられて使用される。外装用化粧シートには、内装用の化粧シート以上の耐候性が要求される。
高い耐候性を有する化粧シートとして、現在、オレフィン系の材料を用いた化粧シートが実用化されている。耐候性の評価は、実際の屋外暴露や促進耐候性試験によって行われている。オレフィン系材料を用いた化粧シートの耐候性は、実用の条件を満たすものである。なお、このような化粧シートは、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１２−１３１１１２号公報

しかしながら、既存の外装用化粧シートは、太陽光の紫外光に対する耐候性については評価し、処方を施しているものの、赤外光に対する耐候性については考慮されていなかった。外装用の化粧シートにあっては、赤外光を吸収することによって蓄熱し、蓄えらえた熱が化粧シートの基材に伝わることによって膨張が発生する。化粧シートの基材が膨張すると、化粧シートが貼り合わされた化粧材に反りが発生し、建材としての美観や建築物を保護する機能が低下することになる。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、遮熱性を有し、赤外光による反りを防ぐことができる化粧シート及び化粧材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の化粧シートは、着色熱可塑性樹脂基材の一方の面側に、絵柄が印刷された印刷層及び２層以上の透明熱可塑性樹脂層がこの順で積層され、前記透明熱可塑性樹脂層は、最外層以外の層である内側層がアクリル系樹脂からなり、前記最外層を構成する熱可塑性樹脂の透湿度が前記アクリル系樹脂の透湿度より低く、前記印刷層は黒色顔料を含み、該黒色顔料は、ペリレン系黒色顔料であることを特徴とする。

上記構成により、本発明は、遮熱性を有し、赤外光による反りを防ぐことができる化粧シート及び化粧材を提供することができる。

本発明の一実施形態の化粧シート、及び化粧シートを用いた化粧材の断面図である。

以下、本発明の一実施形態の化粧シート及び化粧材について説明する。
（化粧材）
図１は、本実施形態の化粧材１を説明するための断面図である。本実施形態の化粧材１は、基材２０と、基材２０と貼り合わされる化粧シート３と、基材２０と化粧シート３とを貼り合わせる接着層２１と、を有している。

（基材）
基材２０は、表面に化粧シート３を貼着（ラミネート）して使用するものである。基材２０には、金属系基材や木質系基材等の各種材料のものがある。金属系基材としては、アルポリック材がある。アルポリック材は、塗装や鏡面仕上げ等の表面加工処理が施された金属板で樹脂材を挟んだアルミ樹脂複合板である。金属板としては、アルミ、ガルバリウム鋼板、ステンレス及びチタン等が使用される。また、樹脂材としては、ポリエチレン単体、あるいはポリエチレンに無機材を加えたもの等が使用される。
また、木質系基材としては、例えば、ＭＤＦ（medium density fiberboard）や合板、パーチクルボード等が使用される。

（接着層）
接着層２１としては、化粧シートと基材との貼り合わせに使用される公知の接着剤であれば、どのようなものを用いてもよい。また、本実施形態では、例えば、反応性ホットメルト系の接着剤を使用して接着層２１を形成することができる。特に、反応性ホットメルト系の接着剤のうち、２液タイプのポリウレタンの接着剤を用いて接着層２１を形成してもよい。このような接着層２１のうち、本実施形態では、特に、一般社団法人日本壁装協会の規定による不燃認定を受けている部材を用いることが望ましい。
接着層２１は、紫外線吸収剤や光安定剤等を含有するものであってもよい。また、接着層２１の厚みは、５μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。

（化粧シート）
化粧シート３は、着色熱可塑性樹脂基材１１、印刷層１３、ヒートシール層１５及び透明熱可塑性樹脂層５を有している。また、透明熱可塑性樹脂層５は、最外層５３と最外層５３の下側に位置する内側層５１を含む２層以上の層からなる。
本実施形態の化粧材１は、波長が０．７μｍから１０００μｍの赤外光に対する印刷層１３の透過率を高め、透過した赤外光を着色熱可塑性樹脂基材１１で反射することによって基材２０の蓄熱を防いでいる。
以下、化粧シート３の各層について説明する。

〈着色熱可塑性樹脂基材〉
着色熱可塑性樹脂基材１１は、着色ベースフィルム層等の熱可塑性樹脂基材である。着色熱可塑性樹脂基材１１に用いられる熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はその鹸化物、エチレン−（メタ）アクリル酸（エステル）共重合体等のポリオレフィン系共重合体、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）等のポリエステル系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン、６，１０−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、セルロースアセテート、ニトロセルロース等の繊維素誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素系樹脂、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のフッ素系樹脂等、又はこれらから選ばれる２種又は３種以上の共重合体や混合物、複合体、積層体等を使用することができる。

上記したように、着色熱可塑性樹脂基材１１は、化粧シート３を貼り合せる基材２０等の表面を隠蔽するために着色剤を含有しているが、特にこれに限定されるものではなく、表面または裏面に隠蔽層（図示せず）を設けたり顔料をベタ印刷したりしたものであっても良い。
着色熱可塑性樹脂基材１１には、着色剤のほか、充填剤（シリカ、タルク、酸化チタン、硫酸バリウム等）紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤（ステアリン酸、金属石けん等）、難燃剤、抗菌剤、防黴剤、減摩剤、光散乱剤、艶調整剤等の各種の添加剤から選ばれる１種以上が添加されていても良い。

また、本実施形態では、着色熱可塑性樹脂基材１１における赤外光の反射率を高めるため、上記材料に酸化チタンを添加し、着色熱可塑性樹脂基材に含有させてもよい。このとき、本実施形態では、着色熱可塑性樹脂基材１１が酸化チタンを２３質量部以上含有させることにより、遮熱性が向上させる。上記隠蔽層として酸化チタンを用いる場合、隠蔽層としての酸化チタンの含有量と添加された酸化チタンとの合計が２３質量部以上であればよい。また、着色熱可塑性樹脂基材１１が隠蔽層として酸化チタンを２３質量部以上含む場合、これ以酸化チタンを添加しなくともよい。
ただし、着色熱可塑性樹脂基材１１に添加される酸化チタンが多くなると、着色熱可塑性樹脂基材１１の膜質に酸化チタンが影響を及ぼす。このため、着色熱可塑性樹脂基材１１の酸化チタンの好適な含有量は、２３質量部以上４０質量部以下である。

また、本実施形態は、図１に示したように、着色熱可塑性樹脂基材１１の印刷層１３の側の面に酸化チタンを塗布して酸化チタン層１１１を設けてもよい。なお、酸化チタン層１１１を設ける場合であっても、酸化チタン層１１１によって着色熱可塑性樹脂基材１１が酸化チタンを２３質量部以上含有すれば着色熱可塑性樹脂基材１１による基材２０への遮熱性が向上する。このような条件により、酸化チタン層１１１の厚さとしては、５μｍから１０μｍが好ましい。
着色熱可塑性樹脂基材１１の厚さとしては、８０〜１１０μｍが好適であるが、これに限定されるものではなく、他の樹脂層の厚みと構成材料とによって適宜調整される。
着色熱可塑性樹脂基材１１の成形方法としては、例えば押出成形法、インフレーション成形法、カレンダー成形法、キャスト成形法などが使用可能である。

〈印刷層〉
印刷層１３は、目的とする化粧シートに任意の所望の絵柄の意匠性を付与する目的で設けられるものである。本実施形態においては着色熱可塑性樹脂基材１１の表面に、印刷法等の手段により適宜の絵柄模様を有する印刷層１３が設けられる。
印刷層１３は、着色熱可塑性樹脂基材１１に好適なインキを用いて設けられる。具体的には着色熱可塑性樹脂基材１１がポリプロピレン樹脂であれば、ウレタン樹脂と塩化ビニル＝酢酸ビニル共重合樹脂の混合物が好適に用いられる。
着色剤としては、特に黒色顔料として、ペリレン系の黒色顔料を用いる。代表的なペリレン系の黒色顔料としては、ペリレンブラックがある。このような構成は、既存の化粧シートが黒色顔料としてカーボンブラックを用いることが多く、近赤外光領域（０．７８1μｍ〜２．５μｍ）においての反射率が低かったため、赤外光による熱の吸収によって、蓄熱作用が発生するという不具合を改善することができる。

また、黒色顔料以外の顔料として、印刷層１３には、イソインドリノン、ジスアゾ、ポリアゾ、ジケトピロロピロール、キイナクリドン、フタロシアニン、酸化チタンの少なくとも一つ以上が用いられる。
本発明の発明者らは、以上の着色剤の赤外光の透過率を測定した。この測定によれば、上記着色剤の波長が０．７８1μｍ〜２．５μｍの光の透過率は、４０％以上であった。
その他、印刷層１３には、必要に応じて例えば体質顔料や可塑剤、分散剤、界面活性剤、粘着付与剤、接着助剤、乾燥剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、硬化剤、硬化促進剤又は硬化遅延剤等の各種の添加剤を適宜添加することもできる。

印刷層１３の形成方法には特に制限はなく、例えばグラビア印刷法やオフセット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、静電印刷法、インキジェット印刷法等の従来公知の各種の印刷方法を使用することができる。また、例えば全面ベタ状の場合には前記した各種の印刷方法の他、例えばロールコート法やナイフコート法、エアーナイフコート法、ダイコート法、リップコート法、コンマコート法、キスコート法、フローコート法、ディップコート法等の各種のコーティング方法によることもできる。その他、例えば手描き法、墨流し法、写真法、レーザービーム又は電子ビーム描画法、金属等の部分蒸着法やエッチング法等、又はこれらの方法を複数組み合わせて行うことも勿論可能である。

また、印刷層１３の形成に先立ち、必要に応じて、着色熱可塑性樹脂基材１１の表面に例えばコロナ処理、オゾン処理、プラズマ処理、電離放射線処理、重クロム酸処理、アンカー又はプライマー処理等の表面処理を施すことによって、着色熱可塑性樹脂基材１１と印刷層１３との間の密着性を向上することもできる。
印刷層１３が構成する絵柄の種類には特に制限はなく、従来より化粧シートの分野において広く採用されている木目柄や、石目柄、布目柄、抽象柄、幾何学模様等、或いは単なる着色や色彩調整を目的とする場合には単色無地であっても良く、要するに、目的の化粧シートの用途に応じ任意の所望の絵柄を採用することができる。

〈ヒートシール層〉
ヒートシール層１５は、着色熱可塑性樹脂基材１１と透明熱可塑性樹脂層５とを強固に貼り合せる場合に適宜使用される。着色熱可塑性樹脂基材１１と透明熱可塑性樹脂層５が接着性を有している場合には必要ないが、層間強度を上げるために使用することが好適である。ヒートシール層１５に用いられるヒートシール剤としては、アクリル−ポリエステル−塩化酢酸ビニル系樹脂が好適である。ただし、本実施形態のヒートシール層１５は、特にアクリル−ポリエステル−塩化酢酸ビニル系樹脂に限定されるものではない。

〈透明熱可塑性樹脂層〉
上記したように、本実施形態の透明熱可塑性樹脂層５は、最外層５３及び内側層５１の二層構造を有している。内側層５１としては、アクリル系樹脂が用いられる。具体的には、内側層５１は、メチルメタアクリレート樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂（Ｔｇは−２０℃程度）等が使用可能である。内側層５１の厚みは、透明熱可塑性樹脂層５の総厚に対する比率が８５％〜９０％の範囲が耐候性の点で好適である。また、内側層５１に公知の紫外線吸収剤を添加しても良い。

本実施形態の最外層５３には、内側層５１に用いられたアクリル樹脂の透湿度よりも低い透湿度を有する樹脂が使用される。また、最外層５３表面の各種耐性を考慮すれば、最外層５３にはフッ素樹脂が好適に用いられる。
具体的には、最外層５３の材料として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレンペルフルオロアルコキシビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニルフロライド（ＰＶＦ）等が使用可能であり、特には折り曲げ白化性、アクリル樹脂層との密着性の点でポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦのＴｇは−３９℃）が好適である。

また、透明熱可塑性樹脂層５の総厚に対し、最外層５３は、厚みが５％〜１５％となる範囲に水分を含むことが耐候性の点で好適である。
透明熱可塑性樹脂層５の最外層５３と内側層５１とを合わせた厚さは、２０〜８０μｍが望ましく、特には耐候性の点で３０〜６０μｍが好適である。
なお、以上説明した実施形態は、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、配置等を上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。
また、実施形態中の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ことに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は上記説明を参酌して判断すべきものである。

以上説明した本実施形態によれば、黒色顔料としてペリレン系の黒色顔料を用いたため、印刷層における光の透過率が既存の化粧シートよりも高まる。印刷層１３を透過した赤外光は着色熱可塑性樹脂基材１１で反射されるため、基材２０に熱が伝わらず、基材２０の蓄熱を防ぐことができる。そして、基材２０の蓄熱を防ぐことにより、屋外で使用しても太陽光による反り等が発生し難い化粧材１を得ることができる。
また、本実施形態は、最外層５３の透明熱可塑性樹脂層の樹脂の透湿度を内側層５１のアクリル系樹脂の透湿度より低いものを用いることで、アクリル系樹脂の耐候性に加えて化粧シート３の表面の水分含有が抑えられる。このことにより、本実施形態は、化粧シートを、長期の耐候性試験においてもチョーキング白化やクラック白化等が発生しないものとすることが可能となる

次に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、ポリプロピレン樹脂１００質量部に、ヒンダードフェノール系酸化防止剤３質量部、紫外線吸収剤１質量部、ヒンダードアミン系光安定剤１質量部、酸化チタン２３質量部添加し、厚み７０μｍの着色熱可塑性樹脂基材を製膜した。そして、着色熱可塑性樹脂基材の表面に、グラビア印刷によって木目柄を印刷し、印刷層を形成した。印刷に使用されたインキは、ウレタン樹脂と塩化ビニル＝酢酸ビニル共重合樹脂を７：３の割合で混合したもの１００質量部に、ヘキサメチレンジイソシアネートとイソホロンジイソシアネートを２：８の割合で混合した硬化剤を３質量部添加し、さらにイソインドリノン、ポリアゾ、フタロシアニン、ペリレンブラックからなる顔料を３質量部添加して作製された。

さらに、実施例１では、印刷層の上に、ヒートシール層を形成した。ヒートシール層の形成は、アクリル−ポリエステル−塩酢ビ系熱接着性樹脂（アクリル／ポリエステル／塩酢ビ＝３０／３０／３０）を、乾燥後の塗布量が１．５ｇ／ｍ^２となるようにグラビアコート法により塗工することによって行われた。
次に、実施例１では、最外層となる透明熱可塑性樹脂層と、内側層となる透明熱可塑性樹脂層とをヒートシート層上に押出し、積層して化粧シートを得た。最外層には、厚み５μｍ、透湿度５．０ｇ／ｍ^２・２４ｈ（ＪＩＳ−Ｋ−７１２９−１９９２に準ずる）のポリフッ化ビニリデン樹脂が使用され、内側層の透明熱可塑性樹脂層としては、厚み４５μｍ、透湿度２００ｇ／ｍ^２・２４ｈ（ＪＩＳ−Ｋ−７１２９−１９９２に準ずる）のメチルメタアクリレート樹脂が使用された。最外層及び内側層は、溶融押出し成形により２層のシートとして成形と同時にヒートシート層と積層された。

［実施例２］
実施例２では、実施例１の化粧シートの作製条件のうち、着色熱可塑性樹脂基材の材料のみを変更して化粧シートを作製した。実施例２では、ポリプロピレン樹脂１００質量部に代えてポリエチレン樹脂１００質量部を使用して着色熱可塑性樹脂基材を作製した。
［実施例３］
実施例３では、実施例１の化粧シートの作製条件のうち、着色熱可塑性樹脂基材の顔料のみを変更して化粧シートを作製した。実施例３では、ジケトピロロピロール２質量部、キイナクリドン２質量部、フタロシアニン１質量部及び酸化チタン２３質量部をポリプロピレン樹脂１００質量部に添加して着色熱可塑性樹脂基材を作製した。

［比較例］
比較例では、実施例１の印刷層に用いた黒色顔料の条件だけを変更して化粧シートを作製した。比較例の化粧シートは、黒色顔料をペリレンブラックに代えてカーボンブラックを使用したインキを使って作製された。
［評価］
本発明の発明者らは、上記実施例１、実施例２、実施例３及び比較例について、それぞれ遮熱性能、蓄熱性能及び耐候性を評価した。

〈遮熱性能〉
本発明の発明者らは、遮熱性能を、ＪＩＳ規格、Ｋ５６０２に規定された塗膜の日射反射率の測定方法を用いて測定した。測定は、株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ３６００（製品名）によって行われた。そして、ＪＩＳ規格、Ｋ５６０２の規定により、塗膜の日射反射率が４０％以上であれば「〇」と評価し、４０％以下であれば「×」と評価した。
〈蓄熱性能〉
蓄熱性能の評価では、本発明の発明者らは、縦２１ｃｍ、横２９．７ｃｍ、厚みが０．５ｍｍの無塗装鋼板の片側の表面に接着剤を用いて化粧シートを貼り合わせ、試験片を作製した。そして、試験片表面の真上であって、表面から１５ｃｍ離れた位置にハロゲン球を設置し、１２０分間ハロゲン光を照射しながら試験片の表面と裏面の温度を１分毎に測定し、その最高温度を記録した。

〈耐候性〉
本発明の発明者らは、メタルハライドランプ方式の超促進耐候性試験機（ダイプラ・ウィンテス株式会社製）を用いて化粧シートの促進耐候性を評価した。試験は、メタルハライドランプの放射照度６５０Ｗ／ｍ^２、ブラックパネル温度（試験片温度）５３℃の条件で行われた。そして、照射後、試験片に著しい変化の無い場合を「○」と評価し、表面樹脂層のクラック、剥離が発生した場合を「×」と評価した。
なお、このような促進耐候性の試験方法は、ＪＩＳ規格、Ｋ５６０２に規定されたものである。

表１は、上記遮熱性能、蓄熱性能及び耐候性の評価をまとめて示している。表１によれば、黒色顔料としてペリレンブラックを用いた実施例１、実施例２及び実施例３の化粧シートは、いずれも耐候性及び遮熱性能について「〇」の評価を得た。一方、比較例の化粧シートは、耐候性能について「〇」の評価を得たものの、遮熱性能については「×」と評価された。
また、蓄熱性能については、実施例１、実施例２及び実施例３の試験片がいずれも６０℃になったのに対し、比較例の試験片は７１℃にまで温度が上昇した。このような差異は、実施例１から実施例３がペリレン系の黒色顔料を使用しているのに対し、比較例は黒色顔料としてカーボンブラックを使用しているために生じたと考えられる。

以上説明した本発明の化粧基材及び化粧シートは、太陽光下に曝しても反りが発生し難いので、屋外の使用に好適である。

１化粧材
３化粧シート
５透明熱可塑性樹脂層
１１着色熱可塑性樹脂基材
１３印刷層
１５ヒートシール層
２０基材
２１接着層
５１内側層
５３最外層
１１１酸化チタン層

Claims

酸化チタンを含む着色熱可塑性樹脂基材の一方の面側に、絵柄が印刷された印刷層及び２層以上の透明熱可塑性樹脂層がこの順で積層され、
前記透明熱可塑性樹脂層は、最外層以外の層である内側層がアクリル系樹脂からなり、
前記最外層を構成する熱可塑性樹脂の透湿度が前記アクリル系樹脂の透湿度より低く、
前記印刷層は黒色顔料を含み、該黒色顔料は、ペリレン系黒色顔料であり、
前記着色熱可塑性樹脂基材は、前記印刷層の側の面に酸化チタンからなる酸化チタン層を有し、
前記着色熱可塑性樹脂基材における前記酸化チタンの含有量は、２３質量部以上４０質量部以下であり、
前記酸化チタン層を有する前記着色熱可塑性樹脂基材の前記酸化チタンの含有量は、２３質量部以上であることを特徴とする化粧シート。
前記印刷層は、前記黒色顔料の他、イソインドリノン、ジスアゾ、ポリアゾ、ジケトピロロピロール、キイナクリドン、フタロシアニン、酸化チタンの少なくとも一つ以上の顔料を含むことを特徴とする請求項１に記載の化粧シート。
前記最外層に含まれる熱可塑性樹脂がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の化粧シート。
前記フッ素樹脂がポリフッ化ビニリデン樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の化粧シート。
前記酸化チタン層の厚さは、５μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の化粧シート。
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の化粧シートを基材に貼り合わせてなることを特徴とする化粧材。