(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）厚さ０．７６〜６．４mmの上部シート材料、（２）綿、毛、絹、レーヨン、ポリエステル、合成ポリアミド、アクリル繊維、モダクリル繊維及びセルロースアセテート繊維から選ばれた紡織繊維を含んでなる布帛並びに（３）厚さ０．７６〜６．４mmの下部シート材料をこの順に含んでなる積層体に、熱及び圧力をかけることによって得られる紡織繊維を含んでなる布帛を埋封した熱可塑性物品であって、
前記上部及び下部シート材料が、フェノール６０重量％及びテトラクロロエタン４０重量％からなる溶剤１００ml当りポリマー０．５０ｇを用いて２５℃で測定したインヘレント粘度が０．５〜１．２dL／ｇで、
（ｉ）少なくとも８０モル％のテレフタル酸残基を含む二酸残基並びに
（ii）９８〜１モル％のエチレングリコール残基及び１，３−又は１，４−シクロヘキサンジメタノールに由来する２〜９９モル％の１，３−又は１，４−シクロヘキサンジメタノール残基を含んでなり、エチレングリコール残基及びシクロヘキサンジメタノール残基がジオール残基の少なくとも８０モル％を構成するジオール残基を含んで成るコポリエステルから形成される熱可塑性物品。
【請求項２】
上部シート材料が１．６〜３．２mmの厚さを有し、エチレングリコール残基：１，３−又は１，４−シクロヘキサンジメタノール残基のモル比が６０：４０〜８０：２０であり、そして前記コポリエステルがフェノール６０重量％及びテトラクロロエタン４０重量％からなる溶剤１００ml当りポリマー０．５０ｇを用いて２５℃で測定したインヘレント粘度が０．６〜０．９dL／ｇである請求項１に記載の熱可塑性物品。
【請求項３】
前記物品がその外表面の一方又は両方に耐摩耗性被覆を含む請求項２に記載の熱可塑性物品。
【請求項４】
耐摩耗性被覆がポリ（塩化ビニル）、ＰＥＴＧコポリエステル、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（メチルメタクリレート）又はポリカーボネートのフィルム上の熱、紫外線又は電子ビーム硬化材料である請求項３に記載の熱可塑性物品。
【請求項５】
耐摩耗性表面が厚さ０．０５１〜０．１７８mmのフッ素化炭化水素、ポリ（パーフルオロエチレン）、アクリル又は配向ポリ（エチレンテレフタレート）フィルムとして提供される請求項３に記載の熱可塑性物品。
【請求項６】
上部シート材料が透明であり、そして下部シート材料が半透明又は不透明である請求項１に記載の熱可塑性物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は紡織繊維（ｔｅｘｔｉｌｅ  ｆｉｂｅｒ）を含む布帛を埋封した新規な熱可塑性物品に関する。更に詳しくは、本発明は、上部シート材料、紡織繊維から構成される又は作られる布帛及び下部シート材料をこの順で含む積層体に、その布帛を埋封した熱可塑性物品を製造するために熱及び圧力をかけることによって製造される物品に関する。本発明によって提供される新規な熱可塑性物品は、窓用ガラス板として、パーティションに、そして装飾パネルとして、建設業界において使用することができる。これらの物品の一方又は両方の表面は物品の形成時に表面模様をつけることができる。
【０００２】
発明の背景
ガラス、透明及び半透明の両ガラスは窓のガラス板材料及びパーティションとして使用されており、そして或る用途に対しては特別の装飾効果を与えるために、塗装されたり、ステンドガラスとされている。ガラスは密度及び重量が高く、作業場所で二次加工することは困難であり、一般に脆く、そして安全面での危険性を招くおそれがある。
【０００３】
ポリ塩化ビニルシート材料、例えばポリ（メチルメタクリレート）のようなアクリルシート材料及びポリカーボネートシート材料は或る種の窓ガラス用途におけるガラス置換品として使用されてきた。一般に、これらの置換品は透明な非装飾用として作られている。本発明によって提供されるシート材料は、主として、様々な透明度及び様々な安全強化レベルの装飾用のものを製造したり、得たりするのに使用することができる。
【０００４】
発明の要約
本発明は紡織繊維を含んでなる布帛を埋封した熱可塑性物品、典型的にはシート材料の形の熱可塑性物品を提供する。この熱可塑性物品は、（１）上部シート材料、（２）紡織繊維からなる布帛及び（３）下部シート材料をこの順に含んでなる積層体又はサンドイッチ体を熱及び圧力をかけることによって得られる。上部及び下部シート材料はテレフタル酸残基、エチレングリコール残基及びシクロヘキサンジメタノール残基の繰り返し単位を含む或る種のコポリエステルから製造される。即ち、本発明は、（１）上部シート材料、（２）紡織繊維を含んでなる布帛並びに（３）下部シート材料をこの順に含んでなる積層体に熱及び圧力をかけることによって得られる紡織繊維を含んでなる布帛を埋封した熱可塑性物品であって、
前記上部及び下部シート材料が、フェノール６０重量％及びテトラクロロエタン４０重量％からなる溶剤１００ml当りポリマー０．５０ｇを用いて２５℃で測定したインヘレント粘度が０．５〜１．２dL／ｇで、
（ｉ）少なくとも８０モル％のテレフタル酸残基からなる二酸残基並びに
（ii）９８〜１モル％のエチレングリコール残基及び２〜９９モル％の１，３−又は、好ましくは、１，４−シクロヘキサンジメタノールから誘導される残基からなり、エチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノール残基がジオール残基の少なくとも８０モル％を構成するジオール残基を含んで成るコポリエステルから形成される熱可塑性物品からなる。
【０００５】
発明の詳細な説明
本発明の熱可塑性物品を構成するコポリエステルは公知の組成物である。これらのコポリエステルの一つはイーストマン  ケミカル社（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）からＰＥＴＧコポリエステル（Ｃｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）として市販されている。これらのコポリエステルは、二酸残基及びジオール残基の繰り返し単位を含む。二酸残基の少なくとも８０モル％はテレフタル酸残基である。コポリエステルの二酸成分は任意的で２０モル％以下の１種又はそれ以上のジカルボン酸を含むことができる（ジカルボン酸単位の合計は１００モル％）。そのような他のジカルボン酸の例はフタル酸、イソフタル酸、１，４−、１，５−、２，６−又は２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，３−又は１，４−シクロヘキサンジカルボン酸（シス、トランス又はそれらの混合物とすることができる）、シクロヘキサン二酢酸、トランス−４，４′−スチルベンジカルボン酸、４，４′−オキシジ安息香酸、３，３′−及び４，４′−ビフェニルジカルボン酸並びにマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナン酸、デカン酸及びドデカンジカルボン酸などのような脂肪族ジカルボン酸などである。本明細書でいうジカルボン酸の残基は二酸のジエステルの一部を構成する二酸の部分である。二酸の残基はジカルボン酸、そのジアルキルエステル、例えばジメチルテレフタレート及びビス（２−ヒドロキシエチル）テレフタレート、その酸塩化物及び、場合によっては、その酸無水物などから誘導される。
【０００６】
コポリエステルのジオール成分は９８〜１モル％のエチレングリコール残基並びに２〜９９モル％の１，３−シクロヘキサンジメタノール及び／又は１，４−シクロヘキサンジメタノールを含む。ジオール成分の２０モル％以下は１種又はそれ以上のエチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノール以外のジオールの残基とすることができる（すべてのジオール残基の合計は１００モル％である）。そのような追加のジオールの例は炭素数３〜１６の脂環族ジオール及び炭素数３〜１２の脂肪族ジオールである。このような他のジオールの具体例は１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２，４，４−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオール（トランス−、シス−又はそれらの混合物）、及びｐ−キシリレングリコールである。コポリエステルは例えば少量のポリエチレングリコール又はポリテトラメチレングリコール（重量平均分子量５００〜２０００）のような弾性挙動を高めるポリエチレングリコール又はポリテトラメチレングリコールで変性することもできる。コポリエステルのジオール成分は好ましくはエチレングリコール及び１，４−シクロヘキサンジメタノールの残基から実質的になり、エチレングリコール：１，４−シクロヘキサンジメタノール残基のモル比は１０：９０〜９０：１０、最も好ましくは６０：４０〜８０：２０である。
【０００７】
コポリエステルはフェノール６０重量％及びテトラクロロエタン４０重量％からなる溶剤１００ml当りポリマー０．５０ｇを用いて２５℃で測定して、０．５〜１．２dL／ｇのインヘレント粘度を有する。本発明の熱可塑性物品に利用されるコポリエステルは好ましくは０．６〜０．９dL／ｇ（上記のようにして測定）を有し、そして最も好ましくはテレフタル酸残基、エチレングリコール残基及び１，４−シクロヘキサンジメタノール残基からなる。
【０００８】
本発明に有用なコポリエステルは業界周知の一般的な重縮合方法で製造することができる。かかる方法はジカルボン酸（一個又は複数個）とジオール類との直接縮合又はジアルキルもしくはジアリールジカルボキシレートを用いるエステル交換を含む。例えばジメチルテレフタレートもしくはビス（２−ヒドロキシエチル）テレフタレートのようなジアルキルテレフタレート、又はジフェニルテレフタレートのようなジアリールエステルは重縮合触媒の存在下に高温でジオール類とエステル交換する。
【０００９】
本発明の熱可塑性物品の第二成分は紡織繊維からなる布帛である。この布帛は、例えば布帛における製織又は編成技術によって、製造された画像もしくは装飾デザインを呈する。本発明の物品を製造するのに使用される布帛は紡織繊維、即ち天然、半合成又は合成ポリマー物質の繊維である。例えば、布帛は綿、毛、絹、レーヨン（再生セルロース）、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフタレート）、合成ポリアミド（例えばナイロン６６及びナイロン６）、アクリル繊維、モダクリル繊維及びセルロースアセテート繊維から製造することができる。紡織繊維の融点は本発明の物品の製造又は加工の間に布帛が分解したり又は歪んだりするのを回避するのに十分高い必要がある。布帛は、製織、紡糸接合（不織布）、製編、織物取引において周知の他の方法によって製造することができ、無着色（例えば白色）又は一般的な染色及びプリント技術によって着色することができる。或いは、布帛は染色ヤーンから製造することができ、素材着色ポリマーに由来するフィラメント及びヤーンから製造することもできる。通常、本発明の熱可塑性物品中に存在する布帛は実質的に連続的で、明瞭な層又は積層部を構成する。従って、本発明の一態様は、（１）コポリエステル層、（２）紡織繊維からなる又は紡織繊維から製造される布帛層及び（３）コポリエステルの第二の層をこの順に配して成る新規な積層物品（コポリエステルは前述の通りのものである）である。
【００１０】
本発明の熱可塑性物品は装飾性壁、パーティション及び窓ガラス用の製造に使用することができる。本発明の熱可塑性物品は熱成形技術分野において公知の方法に従って熱成形することができる。
【００１１】
本発明の熱可塑性物品の製造に使用される上部及び下部シート材料は同一でも異なっていてもよい。例えば、上部及び下部シート材料は異なったコポリエステル（前に定義した通りのもの）又は異なった添加剤、例えばコポリエステルシート材料の透明性を変える顔料添加剤を含むコポリエステル組成物から製造することができる。或いは、シート材料の一方はバージンポリエステルから製造することができ、他方は安価な回収コポリエステルから製造することができる。
【００１２】
本発明の熱可塑性物品の製造に使用されるシート材料は、所望の特別の審美的効果によって、透明、半透明又は一方の層は不透明とすることができる。上部及び下部シート材料は、透明又は半透明の程度で異なることができ、そして着色度も異なることができる。上部及び下部シート材料を異なったコポリエステルから製造する場合には、コポリエステルは熱的に相容性でなければならない。本明細書で使用する用語「熱的相容性」は、複数のシート材料の層を高温及び高圧の条件で一緒に接着させた場合に、それらの層が、生成固体表面が実質的に平面になるように、ほぼ等しい熱膨張又は熱収縮を示すことをいう。
【００１３】
本発明の熱可塑性物品の製造に使用されるシート材料の厚さは本発明の重要な構成要件ではなく、機能性、重量、コストなどのような多くの因子に依存する。上部（又は外側）層又は表面を形成するシート材料は一般には０．７６〜６．４mm（０．０３〜０．２５インチ）、好ましくは１．６〜３．２mm（０．０６３〜０．１２６インチ）の範囲の厚さを有する。下部（又は裏打ち）層又は表面を形成するシート材料は、典型的には０．７６〜６．４mm（０．０３〜０．２５インチ）の範囲、好ましくは３．２mm（０．１２６インチ）の厚さを有する。
【００１４】
本発明の熱可塑性物品は、（１）上部シート材料、（２）紡織繊維からなる布帛及び（３）下部シート材料からなるサンドウィッチ体を、上部及び下部シート材料が互いに接着（又は融合）するのに十分な温度及び圧力に曝すことによって製造することができる。しかしながら、完成物品又はシート材料に分解、歪又はその他の好ましくない影響を生ずる温度は回避しなければならない。通常、接着温度は９０〜３００℃（１９４〜５７２°Ｆ）の範囲、好ましくは１２９〜２６０℃（２６５〜５００°Ｆ）の範囲である。サンドウィッチ体の接着又は積層に使用される圧力は０．６５〜３．４５MPa （９５〜５００ポンド／平方インチ−psi ）の範囲が好ましい。本発明の熱可塑性物品を接着するための最適温度は、例えば使用する特定のコポリエステルや使用するシート材料の厚さに依って変動し、当業者によって定めることができる。サンドウィッチ体又は積層体は適当な温度及び圧力に４〜２４分間、又は上部シート材料と下部シート材料との間に接着が形成される時間まで、保持される。４〜２４分後に、接着／融合された熱可塑性物品は、０．６９〜２．４MPa （１００〜３５０psi ）、好ましくは１．４MPa （２００psi ）の圧力下に、コポリエステルシート材料のガラス転移温度より低い温度に冷却されるまで冷却する。上記接着プロセスの間、コポリエステルシート材料は接着剤を使用することなく、互いに接着又は融合することができる。この積層プロセスはコポリエステルシート材料の布帛への接着を高めるために、接着剤又はカップリング剤を布帛上に使用することができる。
【００１５】
本発明の熱可塑性物品を製造するのに使用される接着プロセスにおいて、積層される上部及び下部シート材料の一方又は両方の融点又は軟化点より高い融点又は軟化点を有する薄い可塑性フィルム又はペーパーは積層される構造体の外側上に又は外側に隣接して配置される。このフィルム又はペーパーは平滑又はパターンを有することができる。このフィルム／ペーパーの上に置かれるのは、厚さ２０〜１４０ミル（５０８〜３５５６μｍ）の可撓性の金属プレートである。このプレート上に６．４mm（０．２５インチ）厚の布帛パッドを置く。この布帛パッドはシリコーン材料のような種々の材料や例えばＮｏｍｅｘ繊維のようなアラミド繊維から構成された布帛から構成することができ、伝熱性を促進するために銅線を含むことができる。このパッドの主たる目的はそれが覆う金属プレートへの圧力を均等化することにある。次に材料をプレス中に置き、積層される材料の温度が９０〜１４０℃（１９４〜２８４°Ｆ）になるまで温度を上げる。この操作は真空プレスを用いて、又は用いずに、実施することができる。一般的には、製造される最終熱可塑性物品中の泡発生は、熱及び圧力をかける前に空気を吸引すると、起りにくくなる。サンドウィッチ体／積層体上の圧力は、０．５５〜１．４MPa （８０〜２００psi ）に上げられ、好ましくは１．２４MPa （１８０psi ）である。加圧及び加熱の結果として、コポリエステルのシートは一緒に融合し、布帛はコポリエステルマトリックス中に埋封又は封入される。
【００１６】
積層プロセス中に真空を通用する場合には、圧力要件は、例えば１．７３MPa （２５０psi ）から１．０３MPa （１５０psi ）まで、著るしく減少する。積層体／サンドウィッチ体上への圧力は、生成熱可塑性物品の温度がコポリエステルのガラス転移温度より低い温度に低下するまで維持するのが好ましい。次に、融合された布帛を含む熱可塑性物品をプレスから取り出す。
【００１８】
本発明の物品及びシートの製造に使用されるシート材料を構成するコポリエステルは、或る種の最終用途にとって必要又は所望のように、硬質又は耐スクラッチ性でなくてもよい。例えば熱可塑性物品の外側表面が引っ掻きや摩耗を受ける最終用途、即ち私的パーティションにおいては、外表面の一方又は両方に耐摩耗性被覆を施すことが必要となるであろう。例えばフッ素化炭化水素、ポリ（パーフルオロエチレン）（例えばＤｕｐｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｍｙからのＴＥＤＬＡＲ）又は配向ポリ（エチレンテレフタレート）（例えばＤｕｐｏｎｔ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｍｙからのＭＹＬＡＲ）からなるフィルムは耐化学薬品性及び耐摩耗性の両方の改良のために使用することができる。耐摩耗性フィルムは典型的には０．０２５〜０．２５４mm（０．００１〜０．０１インチ）の範囲、好ましくは０．０５１〜０．１７８mm（０．００２〜０．００７インチ）、そして最も好ましくは０．０７６mm（０．００３インチ）の厚さを有する。しかしながら、このようなフィルムの厚さはコスト及び機能の考慮から利用できる装置によってのみ限定されるので、これらの範囲より薄い又は厚い耐摩耗性フィルムも使用できる。コポリエステルと耐摩耗性フィルムとの間に接着剤を任意的に使用することができる。
【００１９】
或いは、耐摩耗性被覆をプラスチックフィルムに適用し、次にこの耐摩耗性被覆を有するフィルムを本発明の物品又はシートの一方の側又は両側に積層することができる。このフィルムは積層プロセスに相容性の多くの熱可塑性材料、例えばポリ（塩化ヒニル）、ＰＥＴＧコポリエステル、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリカーボネート及びこれらに類似の材料から選ぶことができる。このフィルム厚は、０．００２５〜０．３８１mm（０．００１〜０．０１５インチ）の範囲とすることができ、０．０７６２〜０．２０３mm（０．００３〜０．００８インチ）の厚さが最も好ましい。この被覆は多くの市販材料、例えば熱硬化されるポリウレタン、フッ素化ポリウレタン及びシリコーン又は紫外線（ＵＶ）又は電子ビーム（ＥＢ）放射によって硬化される材料から選ぶことができる。このようなＵＶ／ＥＢ硬化材料は一般グレードのアクリレート並びにフッ素、ケイ素、エポキシ、ポリエステル、ポリエーテル又はカプロラクトン残基もしくは官能基を含む変性アクリレートを含む。特に選定された被覆材料は必要な耐摩耗性の程度に主として依存する。耐摩耗性被覆の液体、熱−又はＵＶ／ＥＢ−硬化性前駆体の適用は一般的な方法で実施することができ、一般には、ロールコーティング機械上で実施される。フィルムに適用される被覆厚は一般に０．００７６〜０．０５１mm（０．０００３〜０．００２インチ）であり、最も好ましい厚さは０．０１２７mm（０．０００５インチ）である。
【００２０】
これらの被覆は塗料の適用に類似の方法で適用することができる。これらの被覆は、非常に僅かの揮発分含量しか含まない非希釈材料として又は溶剤もしくは水系材料としてのいずれかで存在する。プロセスの一部として構造体に積層することができるフィルムに適用するほかに、被覆は最終製品に直接適用することができる。この適用は、例えばロール、ペイント、スプレー、ミスト、浸漬などのような種々の技術によって実施することができる。
【００２１】
本発明の物品の製造の間に、熱可塑性物品をコポリエステルのガラス転移温度より低い温度に冷却した後、熱可塑性物品は種々の有用な製品に形成及び熱形成することができる。具体例として、熱可塑性物品は熱成形又はその他の成形によって、スライド式ガラスドア、シャワードア、入口ドア、私的パーティション、ステンドガラスウィンドー及びテーブルトップなどにすることができる。本発明の熱可塑性物品はその中に含まれる布帛を実質的に歪ませることなく成形及び成型することができる。更に、本発明の物品は魅力的な外観を有し、それから作られる建築材料の輸送や設置を容易にする。
【００２２】
本発明をその好ましい態様を特に参照して詳細に説明して来たが、本発明の精神及び範囲中で変形や改良が行なえることを理解されたい。