(57)【要約】　　　（修正有）【課題】ＳＭＣまたはＢＭＣとを載置し、プレス成形時の熱圧により接着一体化する加飾ＦＲＰ成形品の製造方法において、二軸延伸ポリエステル樹脂層が含まれる加飾シートをもちいる従来方法では、絞りの深い製品の形状に追従しにくく、金型に施したエンボス調などの特殊な意匠を製品表面に十分に表現できない問題があった。【解決手段】少なくとも無延伸の熱可塑性プラスチックシートである基体シートと、ビカット軟化温度が４０〜１８０℃の熱可塑性樹脂である裏打ちシートとからなる加飾シートを用いる。【選択図】　　　図１
2004098343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形金型内に、加飾シートと、ＳＭＣまたはＢＭＣとを載置し、プレス成形時の熱圧により接着一体化する加飾ＦＲＰ成形品の製造方法に用いる加飾シートであって、少なくとも無延伸の熱可塑性プラスチックシートである基体シートと、ビカット軟化温度が４０〜１８０℃の熱可塑性樹脂である裏打ちシートとからなる加飾シート。
【請求項２】
基体シートがアクリル系樹脂またはポリプロピレン系樹脂であり、裏打ちシートがアクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の加飾シート。
【請求項３】
プレス成形金型の下型に、請求項１または請求項２に記載の加飾シートを裏打ちシート面が上になるよう固定して絞り成形したのち、該裏打ちシート面上に、ＳＭＣまたはＢＭＣを載せ、プレス成形を行なうことを特徴とする加飾ＦＲＰ成形品の製造方法。
【請求項４】
プレス成形金型の下型に、ＳＭＣまたはＢＭＣを置き、その上に請求項１または請求項２に記載の加飾シートを基体シート面を上にして載せ、プレス成形することを特徴とする加飾ＦＲＰ成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浴室などの住設壁材、床材などに用いる加飾シートおよびＦＲＰ製品の製造方法に関する。ここで，　ＦＲＰとはＦｉｂｅｒｇｌａｓｓ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓの略で、繊維強化プラスチックのことであり、ＳＭＣとはＳｈｅｅｔ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓの略で、樹脂、充填材、その他添加物の混合物をガラス繊維に含浸させ増強したシート状成形材料のことであり、ＢＭＣとはＢｕｌｋ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓの略で、樹脂、充填材、補強材などを混練した塊状成形材料のことである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の浴室などの住設壁材、床材は、ある程度の強度が必要なため、ＦＲＰが使用されていたが、意匠性向上のニーズの増加とともに、表面だけでなく、側面部においても加飾が要求されるようになった。そのような加飾ＦＲＰ成形品の製造方法としては、特開平１１−０７０６２２号公報に記載される方法があった。
【０００３】
特開平１１−０７０６２２号公報に記載される方法は、二軸延伸ポリエステル樹脂層、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂層が順次積層されてなる装飾シートを用意し、装飾シートのアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂層側と接するようにＳＭＣまたはＢＭＣを重ね合わせ、金型内で加熱加圧して両者を一体化する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本発明者は、特開平１１−０７０６２２号公報に記載される方法を検討していたが、絞りの深い製品の形状に追従しにくく、金型に施したエンボス調などの特殊な意匠を製品表面に十分に表現できない問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の問題点を解決するために、本発明者は、プレス成形金型内に、加飾シートと、ＳＭＣまたはＢＭＣとを載置し、プレス成形時の熱圧により接着一体化する加飾ＦＲＰ成形品の製造方法に用いる加飾シートであって、少なくとも無延伸の熱可塑性プラスチックシートである基体シートと、ビカット軟化温度が４０〜１８０℃の熱可塑性樹脂である裏打ちシートとからなる加飾シートを発明した。
【０００６】
また、本発明者は、前記発明のより好ましい態様として、基体シートにアクリル系樹脂またはポリプロピレン系樹脂、裏打ちシートにアクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂またはポリエチレン系樹脂からなる加飾シートを発明した。
【０００７】
また、本発明者は、前記加飾シートを用いた加飾ＦＲＰ成形品の製造方法として、図２の可動型（以下、上型という。）／ＳＭＣまたはＢＭＣ／加飾シート／固定型（以下、下型という。）の順に載置して、プレス成形する方法（以下、第一のプレス成形方法という。）と、図３の上型／加飾シート／ＳＭＣまたはＢＭＣ／下型の順に載置してプレス成形する方法（以下、第二のプレス成形方法という。）を発明した。なお、図２，図３は上下に型が設置され上型が上下に可動するものであるが、型が左右方向に設置されて左右に可動するものであっても良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の加飾シートは、少なくとも無延伸の熱可塑性プラスチックシートである基体シートと、ビカット軟化温度が４０〜１８０℃の熱可塑性樹脂である裏打ちシートとからなり、基体シート１と裏打ちシート５とを熱ラミネート、ドライラミネートなどの方法により積層形成することで得られる。
【０００９】
そして、基体シート１と裏打ちシート５との間には、加飾のための層として、グラビア印刷、シルクスクリーン印刷等により形成された絵柄層２、機能層３、接着層４などの印刷層を設ける。あるいは、印刷層を設けず、基体シート１または裏打ちシート５自体に染料、顔料等の着色剤を混練して加飾化することもできる。
【００１０】
基体シート１は、加飾後は加飾ＦＲＰ成形品の一構成層として、印刷層を保護する機能を有する。
【００１１】
基体シート１を無延伸の熱可塑性プラスチックシートに限定した理由は、特開平１１−０７０６２２号公報に記載された方法の問題の原因を調べた結果、二軸延伸ポリエステル樹脂層が結晶性のために、柔軟性、延伸性に欠け、製品の形状に追従しにくいためとわかり、本発明者は、この層が非晶質の熱で可塑化する材質からなり、柔軟性、延伸性をもつ状態を維持することができれば、製品の形状に追従しやすい状態になり、上記の問題が解決できると考えたからである。
【００１２】
基体シート１の材質としては、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂，ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などや、これらのアロイ樹脂からなるプラスチックシートを使用できる。
【００１３】
しかし、前記の材質であっても、ＳＭＣの成分で膨潤して溶解するようなプラスチックシートでは、ＳＭＣの熱硬化時の熱や流動時の応力により印刷層が流されて不良が出る場合がある。また、表面物性、環境への配慮なども考える必要がある。そこで、そのような問題が起こりにくい材質として、アクリル系樹脂またはポリプロピレン系樹脂からなるプラスチックシートを使うことが好ましい。
【００１４】
基体シート１の膜厚としては、０．０１０ｍｍ〜０．５００ｍｍが好ましい。膜厚が０．０１０ｍｍより薄いと、印刷層を形成する際、裏打ちシート５とラミネートする際、およびラミネートした後に絞り成形した際に、破れ易いという問題があり、膜厚が０．５００ｍｍより厚いと、印刷などの加工がし難いという問題があるためである。
【００１５】
なお、基体シート１は、必要に応じて印刷層を形成する側の表面に予めコロナ放電処理、プラズマ処理、易接着プライマーコート処理等の易接着処理を施しておいてもよい。
【００１６】
裏打ちシート５は、ビカット軟化温度が４０℃〜１８０℃の熱可塑性プラスチックシートを使用する。その理由は、プレス成形時の型温の熱と、ＳＭＣまたはＢＭＣの発熱作用を利用し、その発生した熱により裏打ちシート５が軟化して、ＳＭＣまたはＢＭＣに固着しやすくするためである。
【００１７】
すなわち、プレス成形時の型温は通常１２０〜１８０℃であり、さらにＳＭＣ、ＢＭＣの発熱作用による熱が加わるため、ビカット軟化温度が１８０℃以下の裏打ちシート５であれば、容易に軟化し、ＳＭＣまたはＢＭＣに固着しやすくなると考えたのである。しかし、ビカット軟化温度が４０℃未満であれば、絵柄層２が軟化して絵柄が崩れてしまう問題がある。
【００１８】
ビカット軟化温度とは，ＡＳＴＭ―Ｄ―１５２５の試験方法で得られる温度であって、具体的には、直径１ｍｍの針をのせ、その上部に１ｋｇの荷重を加えた状態で、５０℃／時間の速度で温度上昇させ、試験片が軟らかくなって針が１ｍｍ侵入するときの温度をいう。ただし、試験片の厚みが１ｍｍ未満の場合には、１ｍｍ以上の厚みになるまで同じものを何枚も重ねて測定する。
【００１９】
裏打ちシート５の材質としては、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、アクリル系樹脂等、またはこれらのアロイ樹脂からなるプラスチックシートが使用できる。なかでも、ＳＭＣ、ＢＭＣへの溶融固着力、環境への配慮などを考えると、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂が好ましい。裏打ちシート５の膜厚としては、０．０５０ｍｍ〜２ｍｍのものを使用することができる。０．０５０ｍｍ未満であると、プレス時に絵柄層の柄崩れを保護できない。２ｍｍを超えると、加工しにくく生産性に欠けるなどの不具合がある。
【００２０】
絵柄層２は、木目柄、石目柄、布目柄、文字、幾何学模様、全面ベタ等の加飾したい絵柄を表現するための印刷層である。全面ベタは、二酸化チタン、カーボンブラック等の隠蔽性の高い顔料を添加して、ＦＲＰ成形品を隠蔽する場合などに用いられる絵柄層２の材質は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂などの一般的な熱可塑性樹脂が好ましい。絵柄層に熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂を使用すれば、深い絞り形状で絞り成形する場合に、絵柄層が割れる不具合が発生するためである。
【００２１】
なお、絵柄層２は、真空蒸着やメッキ等の方法によって、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素などの金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は全面でもパターン状でもよい。絵柄層２の膜厚は０．５μｍ〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な意匠性や隠蔽性が得られないという問題があり、１０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。
【００２２】
また、絵柄層２と裏打ちシート５との接着性が乏しい場合には接着層４を設けることもできる。接着層４の材質は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂を挙げることができ、ラミネートする裏打ちシート５との溶融固着性に応じて、適宜、好ましい材料を選択する。
【００２３】
接着層４の膜厚は０．５μｍ〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な密着が得られないという問題があり、１０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。
【００２４】また、接着層４と絵柄層２、もしくは絵柄層２と基体シート１の間に機能層３を設けてもよい。機能層３を設けるのは、それらの層間の密着性を強化させたり、耐水性や耐候性などの諸物性を向上させるためである。　機能層３の材質は、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ビニロン系樹脂、アセテート系樹脂、ポリアミド系樹脂などであり、要求される諸物性や前後の層の材質に応じて、適宜、好ましい材料を選択する。
【００２５】
機能層３の膜厚は０．５μｍ〜１０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な物性が得られないという問題があり、１０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。
【００２６】
なお、必要に応じて、加飾シートの表面上に保護層を形成してもよい。保護層の材質としては、未硬化または半硬化の熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等の硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いるのが好ましい。保護層の厚さは要求性能に応じて適宜決めればよいが、通常１〜１００μｍ程度である。
【００２７】
ＳＭＣまたはＢＭＣの樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、熱硬化型アクリル樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、２液硬化型ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２８】
これらの熱硬化性樹脂は、単量体あるいはプレポリマー（オリゴマーも包含する）に、架橋剤、重合開始剤、硬化促進触媒、着色剤等が加えられている未硬化物の状態にしておく。この未硬化熱硬化性樹脂に、繊維質補強材と、その他必要に応じて充填剤、離型剤等の各種添加物を加えるとＳＭＣ又はＢＭＣの形態となる。
【００２９】
繊維質補強材としては、ガラス繊維の短繊維のほか、炭素繊維、石綿、チタン酸カリウム等の織布、不織布がある。
【００３０】
充填剤としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム等がある。離型剤としては、ステアリン酸亜鉛等がある。
【００３１】
つぎに、図２の第一のプレス成形方法および図３の第二のプレス成形方法を説明する。
【００３２】
第一のプレス成形方法は、まず、裏打ちシート５面を上に向けた加飾シートＡを下型６に載せ、加飾シートＡの４辺をクランプし、下型６を加飾シートＡで密閉、気密にする。次に、加飾シートＡが、他の熱源または下型６の熱で予熱軟化されたところで、下型６に施した吸引孔より下型６内の空気を抜く（真空成形）か、裏打ちシート５の面から圧縮空気を吹き付ける（圧空成形）ことにより、加飾シートＡを下型６の形状に絞り成形する。このとき、上型５を加飾シートＡに近接する位置まで降ろし、上型５の熱を利用して、加飾シートＡを予熱する事もできる。その後、絞り成形した加飾シートＡの上にＳＭＣまたはＢＭＣ８を載せ、プレス成形する。このとき、加飾シートＡをクランプで固定せず、予め必要なサイズにカットしたものを下型６の加飾面に直接載置することもできる。
【００３３】
第二のプレス成形方法は、下型６にまずＳＭＣまたはＢＭＣ８を置き、その上に加飾シートＡを基体シート１面を上にして載せ、プレス成形する。この場合、上型５は加飾シートＡに近接する位置で一旦停止し、加飾シートＡを予熱した後、型締めを行なうことが望ましい。これにより、加飾シートＡが軟化し、金型の形状に追従し易くなるからである。
【００３４】
成形品形状に凹凸が少なく平坦に近い場合では、第一のプレス成形方法、第二のプレス成形方法のいずれの方法も有効であるが、生産性からいえば第二のプレス成形方法の方が好ましい。一方、成形品形状の凹凸が激しく絞りが非常に深い場合は、基体シートを製品形状に予備成形しておくことが必要になるため、第一のプレス成形方法が有効である。
【００３５】
なお、型温の熱だけで第一のプレス成形方法を行う場合には、裏打ちシート５および加飾シートのビカット軟化温度は、型温以下であることが必要である。
【００３６】
本発明に使用できるプレス機としては、油圧プレス機、エアープレス機、Ｃ型プレス機、ストレートサイドプレス機などがある。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）膜厚０．１ｍｍのポリプロピレン系樹脂からなる基体シート１上に、膜厚が２μｍのポリウレタン系樹脂からなる機能層３、膜厚が８μｍのポリウレタン系樹脂からなる絵柄層２、膜厚が５μｍのポリプロピレン系樹脂からなる接着層４を、順次、スクリーン印刷により形成した。一方、膜厚０．５ｍｍのポリプロピレン系樹脂からなる白色の裏打ちシート５を用意した。この裏打ちシートのビカット軟化温度は６０℃であった。つぎに、上記裏打ちシート５、接着層４、機能層３、絵柄層２、基体シート１を、この順序になるよう重ねて、ドライラミネート法により加飾シートＡを作製した。
【００３８】
つぎに、プレス機の上型７および下型６を１５０℃に設定し、下型６の上に上記加飾シートＡを基体シート１が下になるようにして載せ、加飾シートＡの４辺をクランプし、下型６を加飾シートＡで密閉、気密にした。つぎに、加飾シートＡを、プレート形状の熱源で加熱した後、上型７を加飾シートＡに近接する位置まで降ろし、上型７の熱を利用して、加飾シートＡを予熱した。加飾シートＡが予熱軟化したところで、下型６に施した吸引孔より下型６内の空気を抜き、加飾シートＡを下型６の形状に絞り成形した。その後、絞り成形した加飾シートＡの上に、ガラス繊維の短繊維を３５重量％含み、イソシアネート架橋剤、ステアリン酸亜鉛を若干量混練した不飽和ポリエステル樹脂のプレポリマーからなるＳＭＣ８を載せ、プレス成形した。得られたＦＲＰ成形品は、従来技術の製品にはない非常に深い絞り形状の製品であった。
【００３９】
（実施例２）膜厚０．１５ｍｍのアクリル樹脂からなる基体シート１上に、膜厚が２μｍのアクリル系樹脂からなる絵柄層２、膜厚が５μｍのビニル系樹脂からなる接着層４を、順次、スクリーン印刷により形成した。一方、膜厚０．４ｍｍのアクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂からなる白色の裏打ちシート５を用意した。この裏打ちシートのビカット軟化温度は７０℃であった。つぎに、上記裏打ちシート５、接着層４、絵柄層２、基体シート１を、この順序になるよう重ねて、熱ラミネート法により加飾シートＡを作製した。
【００４０】
つぎに、プレス機の上型７および下型６を１５０℃に設定し、下型６の上に、ガラス繊維の短繊維を１５重量％増加含み、炭酸カルシウム、イソシアネート架橋剤、ステアリン酸亜鉛を若干量混練した不飽和ポリエステル樹脂のプレポリマーからなるＢＭＣ８を置き、その上に上記加飾シートＡを基体シート１面を上にして載せ、プレス成形した。得られたＦＲＰ成形品は、深い絞り形状の製品であり、かつ生産性が従来よりも大幅に向上していた。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の加飾シートは、少なくとも無延伸の熱可塑性プラスチックシートである基体シートと、ビカット軟化温度が４０〜１８０℃の熱可塑性樹脂である裏打ちシートとからなる。したがって、加飾シートと補強材となるＳＭＣまたはＢＭＣとを、プレス成形金型内に、柔軟性、延伸性のある状態で載置し、プレス成形時の熱圧により接着一体化することで深い絞り形状の加飾ＦＲＰ成形品を製造することができる効果がある。
【００４２】
また、本発明の第一のプレス成形方法によれば、絞り成形する対象が３次元形状に追従し易い加飾シートのみであるため、従来技術の製品ができなかった非常に深い絞り形状のＦＲＰ成形品にも適用できる効果がある。
【００４３】
また、本発明の第二のプレス成形方法によれば、プレス成形と同時に三次元加工ができるため、ひとつの工程のみでＦＲＰ成形品を得ることができる効果がある。
【００４４】
また、第一のプレス成形方法および第二のプレス成形方法とも、基体シート１が無延伸の熱可塑性プラスチックは非晶質であるため、プレス時の金型温度で一旦軟化し、型表面の光沢感やエンボスが基体シート１表面に反映できるという効果がある。
【００４５】
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る加飾シートの一実施例を示す断面図である。
【図２】請求項３に係る第一のプレス成形方法の一実施例を示す断面図で
ある。
【図３】請求項４に係る第二のプレス成形方法の一実施例を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
Ａ　加飾シート
１　基体シート
２　絵柄層
３　機能層
４　接着層
５　裏打ちシート
６　下型
７　上型
８　ＳＭＣまたはＢＭＣ
【図１】
2004098343.tif 000003
【図２】
2004098343.tif 000004
【図３】
2004098343.tif 000005