(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）インヘレント粘度が約0.5〜約1.2dL／ｇの実質的に透明なコポリエステルを含んでなる外層；
（Ｂ）少なくとも一方の面が着色されているか又はその上に画像が印刷されている対向する面を有する印刷または着色フィルム層；
（Ｃ）該フィルム層に隣接して配置されているポリ塩化ビニル及びコポリエステルからなる群から選ばれたポリマーを含む裏打層；ならびに
（Ｄ）該外層と該フィルム層との間に配置され、外層とフィルム層とを接着させるポリウレタンを含んでなり、可視エアポケットも不連続接着も実質的に存在しないことを特徴とする積層強化材層
を含んでなる合成積層構造体。
【請求項２】
前記コポリエステルがジカルボン酸100モル％及びジオール100モル％に基づいて、
（１）少なくとも80モル％のテレフタル酸またはジメチルテレフタレートからの反復単位を含んでなるジカルボン酸成分；ならびに
（２）98〜１モル％のエチレングリコール及び２〜99モル％のシクロヘキサンジメタノールからの反復単位を含んでなるジオール成分
を含む請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項３】
コポリエステルのジオール成分が67〜75モル％のエチレングリコール及び33〜25モル％の１，４−シクロヘキサンジメタノールからの反復単位を含んでなる請求の範囲第２項に記載の合成積層構造体。
【請求項４】
積層強化材の層を前記外層と前記印刷または着色フィルム層との間と前記裏打層と前記印刷または着色フィルム層との間に配置する請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項５】
印刷または着色フィルム層上の画像を、溶液型インキを用いて印刷する請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項６】
前記印刷または着色フィルム層を、ポリ塩化ビニル及びコポリエステルからなる群から選ばれたポリマーから製造する請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項７】
外層の厚さが約0.127mm〜約12.7mmである請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項８】
印刷または着色フィルム層の厚さが約0.025mm〜0.254mm厚である請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項９】
前記裏打層の厚さが約0.127mm〜約24.1mm厚である請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項１０】
外表面層上に配置された硬質被膜をさらに含んでなる請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項１１】
前記硬質被膜が二層フィルムである請求の範囲第10項に記載の合成積層構造体。
【請求項１２】
前記硬質被膜がUV硬化または電子ビーム硬化架橋アクリル樹脂、真空硬化またはUV硬化ウレタン樹脂、UV硬化または電子ビーム硬化シリコーン＋アクリル樹脂ならびに熱硬化ウレタン樹脂またはプラスチゾル並びにこれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求の範囲第10項に記載の合成積層構造体。
【請求項１３】
前記の印刷または着色フィルム層が天然建築材料の画像を有する請求の範囲第１項に記載の合成積層構造体。
【請求項１４】
前記天然建築材料が木である請求の範囲第13項に記載の合成積層構造体。
【請求項１５】
前記天然建築材料が石である請求の範囲第13項に記載の合成積層構造体。
【請求項１６】
Ｉ．インヘレント粘度が約0.5〜約1.2dL／ｇの実質的に透明なコポリエステルを含んでなる外層の第１面と、印刷または着色フィルム層の第１面との間に、ポリウレタンを含んでなる積層強化材をランダムまたは均一に配置することによって、外層の第１面とフィルム層の第１面との間に積層強化材の実質的に不連続な層をサンドイッチし；
II．コポリエステル及びポリ塩化ビニルからなる群から選ばれたポリマーを含んでなる裏打層を、フィルム層の第２面に隣接して配置することによって、積層強化材がその間にサンドイッチされた外層及びフィルム層と裏打層とを重ね合わせ；そして、
III．重ね合わせた外層、フィルム層及び裏打層に充分な熱及び圧力を加えることによって、積層強化材を流動させ且つ外層とフィルム層との間に拡がらせて、可視エアポケット又は不連続接着が実質的に存在しないことによって特徴づけられる外層とフィルム層とを接着させる実質的に連続な層とする
ことを含んでなる合成積層構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記積層強化材を吹付によって配置する請求の範囲第16項に記載の方法。
【請求項１８】
前記積層強化材をスパッターコーティングによって配置する請求の範囲第16項に記載の方法。
【請求項１９】
裏打層とフィルム層の第２面との間に積層強化材をさらに含ませてなる請求の範囲第16項に記載の方法。
【請求項２０】
工程（III）を、ホットプレス接着とそれに続くコールドプレス接着によって実施し、ホットプレス接着を温度約250〜約340°Ｆ及び圧力約70〜約110psiで実施し、コールドプレス接着を温度約70〜約340°Ｆ及び圧力約13psi〜約500psiで実施する請求の範囲16項に記載の方法。
【請求項２１】
ホットプレス接着を温度270〜295°Ｆ及び圧力90〜100psiで実施し、コールドプレス接着を温度100〜130°Ｆ及び圧力100〜300psiで実施する請求の範囲第20項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
関連出願に関するクロス・リファレンス
この出願は、1995年12月20日に出願された米国特許出願第08/575,454号の一部継続出願である。
発明の分野
本発明は、美的に望ましい表面外観を有する合成積層構造体及びその製造方法に関する。
発明の背景
伝統的な合成積層品は、いくつかの型の熱硬化性プラスチックのいずれからか製造された複合材料であり、印刷された図柄を含むことができる。しかし、このような積層板は熱成形することができず、一般に、硬質で脆い。さらに、この合成積層構造体に改良された性質を与える可能性が見込まれるある種の材料は、隣接層に容易には密着しないため、使用期間の後にまたは圧延、切断もしくは熱成形作業などにおけるように加工時に不均一な積層または離層を生じ、これが得られる製品の機能特性または美的特性に悪影響を与えている。
発明の要約
従って、本発明の目的は、美的に望ましい表面外観を有する合成積層構造体を提供することにある。
本発明の別の目的は、軽量で且つ耐久性の優れた、前記特性を有する合成積層構造体を提供することにある。
本発明の更に別の目的は、天然の建築材料の外観を有する、前記特性を有する合成積層構造体を提供することにある。
本発明の目的はまた、着色画像または印刷画像を実質的に変形させず且つほとんど離層を起こさずに積層された構造体を熱成形及び成形できる、着色画像または印刷画像を有する合成積層構造体を提供することにある。
本発明の別の目的は、これまで積層が困難だった材料の層を効果的且つ均一に一つに積層して離層を最小にすることによって、改良された機能特性及び美的特性を有する製品を形成できる合成積層構造体の製造方法、ならびにそのような合成積層構造体を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、ほとんど離層を起こさずに熱成形されて、洗面台用、浴槽用及び調理台用の種々の成形品を形成できる合成積層構造体を提供することにある。
前述の記載に関連して、本発明は、
（Ａ）インヘレント粘度が約0.5〜約1.2dL／ｇの実質的に透明なコポリエステルを含んでなる外層；
（Ｂ）少なくとも一方の面が着色されているか又はその上に画像が印刷されている、対向する面を有する印刷または着色フィルム層；
（Ｃ）該フィルム層に隣接して配置されているポリ塩化ビニル及びコポリエステルからなる群から選ばれたポリマーを含む裏打層（backing layer）；ならびに
（Ｄ）該外層と該フィルム層との間に配置され、外層とフィルム層とを接着させるポリウレタンを含んでなり、可視エアポケットも不連続接着も実質的に存在しないことを特徴とする積層強化材層
を含む合成積層構造体を提供する。
好ましい実施態様において、合成積層構造体はさらに、合成積層構造体に耐引っ掻き性（scratch resistance）及び圧痕抵抗性（dent resistance）を与えるために外層上に配置された、UV−硬化または電子ビーム硬化架橋アクリル樹脂、真空硬化またはUV硬化ウレタン樹脂、UV硬化または電子ビーム硬化シリコーン＋アクリル樹脂、ならびに熱硬化ウレタン樹脂またはプラスチゾルからなる群から選ばれた硬質被膜を含む。
本発明はまた、合成積層構造体の製造方法であって、
Ｉ．インヘレント粘度が約0.5〜約1.2dL／ｇの実質的に透明なコポリエステルを含んでなる外層の第１面と、印刷または着色フィルム層の第１面との間に、ポリウレタンを含んでなる積層強化材をランダムまたは均一に配置することによって、外層の第１面とフィルム層の第１面との間に積層強化材の実質的に不連続な層をサンドイッチし；
II．コポリエステル及びポリ塩化ビニルからなる群から選ばれたポリマーを含んでなる裏打層を、フィルム層の第２面に隣接して配置することによって、積層強化材がその間にサンドイッチされた外層及びフィルム層と裏打層とを重ね合わせ；そして、
III．重ね合わせた外層、フィルム層及び裏打層に充分な熱及び圧力を加えることによって、積層強化材を流動させ且つ外層とフィルム層との間に拡がらせて、可視エアポケット又は不連続接着が実質的に存在しないことによって特徴づけられる、外層とフィルム層とを接着させる実質的に連続な層とする
ことを含んでなる、合成積層構造体の製造方法に関する。
本発明は、美的に望ましい表面外観を有し且つ耐久性の優れた、建築材料として使用するための合成積層構造体を提供する。この積層品は着色または印刷画像を含み、着色画像または印刷画像を実質的に変形させず且つほとんど離層を起こすことなく、熱成形及び成形できる。この積層品の表面から反射する光は、着色または印刷フィルム層に関して立体感と奥行きを与える。
【図面の簡単な説明】
本発明の前記及び他の特徴は、添付した図面と共に以下にさらに説明する。図面中、
第１図は、本発明の一実施態様に係る実質的に平面の合成積層構造体の部分横断面図であり；
第２図は、本発明の別の実施態様に係る硬質被膜を有する実質的に平面の合成積層構造体の部分横断面図である。
発明の説明
本発明は、合成積層構造体及びその製造方法に関する。この積層品は美的に望ましい表面外観、例えば、木または石のような天然の建築材料の表面外観を有する。さらに詳しくは、この合成積層構造体は、透明なコポリエステルの外層、少なくとも一方の表面が着色されているかまたはその上に画像が印刷されている対向する表面を有する印刷または着色フィルム層、及び裏打層を含む。ポリウレタンを基材とする積層強化材が、外層とフィルムの間に、好ましくはフィルム層と裏打層の間に挟まれている。本明細書中において、「外層」及び「裏打層」はフィルム層に対する層の位置を示し、外層及び裏打層は積層構造の最外層であるということを必ずしも示さない。従って、本発明の積層構造体は、フィルム層のいずれの側にも多数の層を含むこともできるし、多数のフィルム層を含むこともできる。
外層は、透明なコポリエステルを含む。コポリエステルは好ましくはPETGコポリエステルである。本明細書中においては、「PETGコポリエステル」はシクロヘキサンジメタノール反復単位２〜99モル％で改質されたポリエチレンテレフタレートポリエステルと定義する。シクロヘキサンジメタノールは、１，４−または１，３−異性体のいずれであってもよいし、シス形もしくはトランス形または異性体の混合物であることもできる。コポリエステルは半結晶質または非晶質であることができ、好ましくは非晶質である。外層は厚さが好ましくは約0.13mm〜約12.7mm（厚さ0.005〜約0.500インチ）である。
コポリエステルは、ジカルボン酸100モル％及びジオール100モル％に基づくジカルボン酸及びジオールの反復単位を含む。ジカルボン酸成分は少なくとも80モル％のテレフタル酸またはジメチルテレフタレートを含む。コポリエステルは任意に、総ジカルボン酸量が100モル％となるようにテレフタル酸またはジメチルテレフタレート以外の１種またはそれ以上の異なるジカルボン酸20モル％以下で改質することができる。テレフタル酸と共に使用することができるの他のジカルボン酸の例としては、フタル酸、イソフタル酸、１，４−、１，５、−２，６−及び２，７−ナフタレンジカルボン酸、１，３−、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサン二酢酸、オキシ二安息香酸、４，４−ビフェニルジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ピメリン酸、及び１，12−ドデカン二酸が挙げられる。このコポリエステルは１種またはそれ以上の前記ジカルボン酸から製造できる。
これらの酸の対応する酸無水物、エステル及び酸塩化物も用語「ジカルボン酸」に含むものとする。
前記ジオール成分はエチレングリコール98〜１モル％及び１，４−シクロヘキサンジメタノール及び／または１，３−シクロヘキサンジメタノール２〜99モル％からの反復単位を含む。シクロヘキサンジメタノールは、シス異性体もしくはトランス異性体またはそれらの混合物として存在できる。さらに、ジオール成分は任意に、総ジオール量が100モル％となるように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１種またはそれ以上の異なるジオール20モル％以下で改質できる。追加のジオールとしては、炭素数６〜16の脂環式ジオール及び炭素数３〜16の脂肪族ジオールが挙げられる。エチレングリコール及びシクロヘキサンジメタノールと共に使用できるジオールの例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパン−１，３−ジオール、ブタン−１，４−ジオール、ペンタン−１，５−ジオール、ヘキサン−１，６−ジオール、３−メチルペンタンジオール−（２，４）、２−メチルペンタンジオール−（１，４）、２，２，４−トリメチルペンタン−ジオール−（１，３）、２−エチルヘキサンジオール−（１，３）、２，２−ジエチルプロパン−ジオール−（１，３）、ヘキサンジオール−（１，３）、１，４−ジ−（ヒドロキシエトキシ）−ベンゼン、２，２−ビス−（４−ヒドロキシシクロヘキシル）−プロパン、２，４−ジヒドロキシ−１，１，３，３−テトラメチル−シクロブタン、２，２−ビス−（３−ヒドロキシエトキシフェニル）−プロパン及び２，２−ビス−（４−ヒドロキシプロポキシフェニル）−プロパンが挙げられる。コポリエステルは１種またはそれ以上の前記ジオールから製造できる。コポリエステルはまた、ポリエチレングリコールまたはポリテトラメチレングリコールで改質して、エラストマーとしての挙動を増大させることができる。
コポリエステルはインヘレント粘度が0.5〜1.2dL／ｇである。好ましくは、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％から成る溶剤100mL当たりポリマー0.50ｇを用いて25℃において測定した時に0.6〜0.9dL／ｇのインヘレント粘度を有する。コポリエステルは、テレフタル酸単位、エチレングリコール単位及び１，４−シクロヘキサンジメタノール単位から成る反復単位から製造するか又はこれに由来するのが特に好ましい。
前記コポリエステルは公知の常用の重縮合法によって製造できる。このような方法としては、ジカルボン酸とジオールとの直接縮合、ジカルボン酸ジアルキルを用いたエステル交換が挙げられる。例えば、テレフタル酸ジメチルのようなテレフタル酸ジアルキルは、高温において触媒の存在下でジオールとエステル交換する。
印刷または着色フィルム層は、画像が一方の表面に印刷されている対向する面を有し、且つ／またはフィルム層は着色されている。本発明の積層構造体には１層より多い印刷または着色フィルム層を使用することもできる。多数のフィルム層を使用すると、印刷または着色層の画像または文字に立体感または「浮き出し」感を与えることができる。印刷または着色フィルム層の各々は、画像または着色がほとんど変形せずに外層から透視できるように、積層強化材によってその表面の一方が外層に接着させられる。印刷または着色フィルム層は、外層及び裏打層に使用した材料と相溶性の任意の適当な高分子材料、インキならびに合成積層構造体の二次加工に使用する他の材料を含むことができる。好ましくは、フィルム層は、ポリ塩化ビニル（PVC）またはコポリエステルを含む。
フィルム層は好ましくは厚さが約0.025mm（0.001インチ）〜約0.254mm（0.010インチ）、より好ましくは0.025mm（0.001インチ）〜0.178mm（0.007インチ）、最も好ましくは約0.025mm（0.001インチ）〜0.125mm（0.0015インチ）である。しかし、使用装置によってはこれより薄いまたは厚いポリマーフィルムをフィルム層に使用でき、このような条件下では厚さは官能性のみに限定される。
一実施態様において、画像または着色はフィルム層の底面に印刷され、その場合にはフィルム層の製造に使用するポリマーは透明でなければならない。天然の建築材料の画像のように、美的に望ましい表面外観を有するならば、任意の画像でも使用できる。本明細書中で使用する用語「建築材料」は、木または石のような天然の建築材料からでも構成することができる製品の構成に使用できる適当な強度、耐久性、耐衝撃性及び剛性を持つ材料を意味する。
フィルム層に印刷される画像は、常用の写真印刷法に従って、または写真画像から作成されたデジタル化データベースを用いて製造できる。画像のデジタル化及び保存は、走査のような、コンピュータ技術においてよく知られた多くの方法のうちの任意の方法によって実施できる。
フィルム層への選択された画像の印刷は、印刷業界においてよく知られた方法に従って１個またはそれ以上のシリンダーを彫刻し、このようなシリンダーを使用して、彫刻された選択画像をフィルム層上に適当なインキで印刷することによって行うことができる。この印刷方法の解像度は、約30〜59ドット／線センチメートル（75〜150ドット／線インチ）、すなわち、約872cm2〜3,488cm2（5,625〜22,500ドット／平方インチ）の範囲とすべきである。この印刷方法を使用して、フィルム層底面に木目画像を底面印刷する方法は、具体例を挙げると、最も目立つ、最も間隔の広い木目線、すなわち、粗い木目に対応する黒色または他の濃色のインキの図柄を、第１のシリンダーを用いて最初に印刷することを含む。次に、第２のシリンダーを使用して、黒または他の濃色インキを用いて、より細く、より間隔の狭い木目線、すなわち、細かい木目を印刷することができる。
第３のシリンダーは、フィルム上に着色バンドを印刷するのに使用できる。例えば、幅約3.8cm（1.5インチ）で間隔が約3.8cm（1.5インチ）のバンドを、選択された茶色に印刷する。これらのバンドが木材の内部の種々の色の効果を与える。このようなバンドの幅、間隔及び色は全て選択可能である。第４のシリンダーは、見本となっている種類の木の色に対応する、選択された色相の茶色または他の色の、比較的にべたの背景色を印刷するのに使用できる。また、印刷または着色フィルム層によりいっそう画像効果を与えるのに、別のシリンダーを用いることもできる。当業者ならば、選択された画像を作製するために、これより多いまたは少ないシリンダーと印刷工程を選択できると考えられる。
印刷または着色フィルム層の上面への画像の上面印刷を行うためには、これらの工程は逆に行う。すなわち、べたの色を最初に印刷し、次いで、バンド、細かい木目、粗い木目を連続して印刷する。代表的には、印刷の過程でフィルムは若干伸びる。従って、各シリンダーによって印刷される画像が適切に重ね合うように、第２のシリンダーは第１のシリンダーよりわずかに大きく、第３のシリンダーは第２のシリンダーよりわずかに大きく、そして第４のシリンダーは第３のシリンダーよりわずかに大きくしなければならない。
印刷に使用するインキは好ましくは溶液型インキであり、これは離層に抵抗性の耐久性合成積層構造体を製造するには重要である。合成積層構造体の層を一緒に密着させる過程において、インキの層は隣接層と密着すると共に、印刷または着色フィルム層及び裏打層（底面印刷のため）または外層（上面印刷のため）を作るのに使用されるポリマーに密着すべきである。特に好ましい溶液型インキは溶剤約20〜70％、顔料約５〜50％、酢酸ビニルポリマー及び配合助剤を含んでなり、American Mirrexから入手できる。
フィルム層はまた、フィルム層の製造の間に顔料または着色剤を含ませることによって厚みを全体にわたって着色することができる。この着色フィルムは上に印刷せずにそのまま使用してもよいし、あるいはこの着色フィルムを背景として用いて、外層から透視できる画像をさらにその上に印刷してもよい。
ポリマーの裏打層は透明であっても不透明であってもよい。従って、この裏打層は、必ずしも透明度を保持しない混合物またはリサイクル樹脂から成ることもでき、最終合成積層構造体の性質をさらに強化または改質する材料も含むこともできる。しかし、外層及び裏打層は加熱時に相容性であるのが好ましい。本明細書中で使用する用語「加熱時に相容性」とは、合成積層構造体の複数の層を高温及び加圧条件下で一緒に密着させる時に、合成積層構造体の表面が実質的に平面になり且つ製品の熱成形時の界面応力が最小になるように、複数の層がほぼ等しい熱膨張または収縮をすることを意味する。
この裏打層は優れた耐衝撃性、強度及び印刷または着色フィルム層との相容性を示す必要がある。裏打層は好ましくは厚さが約0.127mm〜約24.1mm（厚さ0.005〜約0.950インチ）である。この裏打層の厚さは官能性によってのみ限定される。好ましくは、裏打層はPETGコポリエステルから製造する。裏打層の製造に使用するPETGコポリエステルはリサイクルPETGコポリエステルであることができ、裏打層の優れた光学的特性は多くの用途では重要ではないだろう。
積層強化材は流動学的性質を有するものが選ばれ、細ひもまたは吹付の形でまたはグラビア印刷ローラーを用いて適用でき、乾燥時にサンドペーパーの触感を持つ粗面のテキスチャーを生じる、最初は粘度の高い液体の不連続層を形成する。積層強化材は、熱及び圧力の適用下で拡がって連続フィルムまたは層として凝集でき、隣接する層の間から横方向に空気を追い出す。積層強化材は最初は、計算されたパターンの間隔で不連続に外層と隣接層とを隔てているが、充分な熱及び圧力が加わると、材料は流動し、拡がって実質的に均一な連続層となり、外層と隣接層との間から機械的に徐々に空気が追い出され、従って、エアポケットまたは不連続界面の形成は最小となるか、排除される。冷却時には、積層強化材は接着剤になる。
積層強化材は多くの用途で、合成積層構造体の隣接層間から閉じ込められた空気を除去するために真空を適用する必要性がない。しかし３×３メートルのような大きい合成積層構造体に関しては、隣接層間からの閉じ込められた空気の除去を助けるために真空が必要である場合もあることを付け加える。閉じ込められた空気が望ましくないのは、合成積層構造体の外観を変形させ且つ層間における連続凝集接着層の形成を妨げるためである。積層の過程において、積層強化材は隣接層と相互貫通網状結合を形成することがわかった。
好ましくは、積層強化材は、Hauthawayから商標HD 2001で市販されている、23℃で液体の透明な水性ポリウレタンである。同一合成積層構造体に、積層強化材を組み合わせて使用することもできる。積層強化材は、合成積層構造体のいずれの層の間にも使用できる。
本発明の特徴は、積層強化材を最初はランダムまたは均一に適用することによって、層間に配置された積層強化材が幅、すなわちＸ方向及び長さ、すなわちＹ方向に、好ましくはＸ，Ｙ両方向に不連続となり、積層強化材層に比較的小間隔の不連続性を生じることである。このような積層強化材の適用方法は、液体の形態の積層強化材の吹付、例えば、間隔をあけて配置された多数の小さい開口部を有する横方向に配置されたドリップ管から液滴またはひもの形で積層強化材をスパッタリングまたは滴下することを含む。この積層強化材は、フィルム層を外層上にのせ、フィルム層と外層との間に、不連続性によって空気が満たされた小さい空隙が生じている積層強化材をサンドイッチさせてフィルムを外層から離した状態で支持するように、フィルム層を外層上に配する前に、乾燥させるのが好ましい。
外層はフィルム層に比較して一般に堅固で硬質であるため、積層強化材は外層に適用し、積層強化材が冷却してからこれにフィルム層を適用するのが好ましい。しかし、積層強化材をフィルム層に適用することも本発明の範囲内である。
積層強化材は好ましくは、外層への適用に関して前述したのと同様にして裏打層に適用する。しかしながら、いくつかの場合には、例えば、裏打層とフィルム層との間の不均一な接着が合成積層構造体の視覚的または機能的特性を損なわない場合には、積層強化材を裏打層に適用することによって、裏打層とフィルム層との間に連続層として最初に配置すれば十分であろう。フィルム層及び裏打層を含んでなる材料の性質によって熱及び圧力のみで充分な密着を達成できる場合には、フィルム層と裏打層との間から積層強化材を完全に除くことができる場合もある。
合成積層構造体はさらに、外層の上面に積層された透明で硬質で、耐引掻性または耐磨耗性のコーティングまたは層を含むのが好ましい。これらのコーティングまたは層また、積層構造体の耐薬品性を増大させ、落書きに強い表面を提供する。例えば、PETGコポリエステルは、ある用途に関しては、必ずしも望ましいほど、硬質でもなければ耐引掻性でもない。従って、外面が引っ掻かれるおそれのある用途では、外面に硬質被膜を設けるのが有利であろう。硬質被膜は、フィルム層に加えてさらにハードコートからなる二層フィルムとすることができる。硬質被膜は好ましくは、UV硬化または電子ビーム硬化架橋アクリル樹脂、真空硬化またはUV硬化ウレタン樹脂、UV硬または電子ビーム硬化シリコーン＋アクリル樹脂、ならびに熱硬化ウレタン樹脂またはプラスチゾルから選ばれる。ポリウレタンの層は耐磨耗性を与えるために外面に適用することができる。あるいは、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、例えば、DuPont Chemical Companyから入手できるMYLARまたはテフロン、例えば、DuPont Chemical Companyから入手できるTEDLARを硬質被膜として外層の上面に積層できる。
本発明の合成積層構造体の製造方法は好ましくは少なくとも２工程を含む。第１の工程は、少なくとも外層の第１面とフィルム層の第１面との間に積層強化材の実質的に不連続な層がサンドイッチされるように、前記積層強化材を外層の第１面と印刷または着色フィルム層の第１面との間にランダムまたは均一に適用することを含む。
第２の工程は、外層、フィルム層及び裏打層に熱及び圧力を適用することによって、積層強化材層を外層とフィルム層との間で流動させて拡がらせて、可視エアポケットまたは不連続接着が実質的に存在しないようにすることを特徴とする、外層とフィルム層とを効果的に接着する、実質的に連続な層を形成することを含む。
任意に、第２の積層強化材層は、加熱及び加圧の前に、裏打層の第１面と印刷または着色フィルム層の第２面との間に配置することによって、積層強化材の層を裏打層とフィルム層との間にサンドイッチする。
積層は、分解、変形または他の不所望な作用を生じずに合成積層構造体の層を粘着性とし且つ互いに接着させるのに充分な温度及び圧力で実施する。
かかる積層法において、好ましくは鋼板またはアルミニウム板である金属板、好ましくは圧縮布パッドである、圧力を等しくするのに役立つ圧力パッド、好ましくは厚さ20〜140ミルの可撓性のアルミニウム板である別の金属板は、それぞれ外層または、存在する場合には、硬質被膜の外面に平行にプレスするようにしてそろえる。布パッドは好ましくは、銅、シリコーン、DuPont de Nemours，E.I. & Companyから入手できるアラミド繊維もしくは布であるNOMEX、または銅及び／またはシリコーン及び／またはNOMEXの組み合わせから製造される。
より好ましくは、流延紙またはエンボス紙を金属板と外層または硬質被膜の外面との間に配置して、積層構造に表面組織を与え、そして／またはPETGコポリエステルからなる外層またはハードコートが金属板に粘着するのを防ぐ。流延紙またはエンボス紙の例としては、高光沢を持つパテント（patent）、サテン仕上げを持つロクショウ（patina）、カク（matte）、焼きセッコウ（stucco）、オストリッチ（ostrich）、は虫類（reptilian）、火の粉（glitter）、トパーズ（topaz）、グリッド（grid）及び革の外観を有するアルグロ（allegro）が挙げられる。特に好ましい流延紙は、S.D.WarrenからULTRACASTとして入手できる。重質組織の表面は引っ掻ききずがつかないために、硬質被膜が必要ない場合もある。
一実施態様において、加熱と共に、重ね合わせられた層の重量を代わりに用いて、プレスせずに積層構造の層間を密着させるのに充分な熱及び圧力を得ることができる。圧力をより低下させるために真空を適用して、合成積層構造体の隣接層の間から閉じ込められた空気を除去することができる。
積層方法には、ホットプレス接着とコールドプレス接着とがある。ホットプレス接着は約250〜約340°Ｆ、好ましくは270〜295°Ｆの温度、70psi〜110psi、好ましくは90psi〜100psiの圧力で約１〜約15分間、好ましくは２〜13分間実施する。ホットプレス接着においては、340°Ｆを超える温度及び110psiを超える圧力は望ましくない。これは、そろえられた合成積層構造体から層が押し出される可能性があるためである。ホットプレス接着の後にコールドプレス接着を行う。コールドプレス接着では、合成積層構造体は、冷却時に温度約70〜約340°Ｆ、好ましくは100〜130°Ｆ及び圧力約13psi〜約500psi、好ましくは100〜300psi、より好ましくは約250psiにおいて硬質に保たれる。
積層は、上に配される材料の個々の比較的短いシートを用いてまたは後で横に切り離すための細長いシートを用いて行うことができる。材料は好ましくは、固定プレス中で積層するが、プラスチック工業において積層ウェブ材料の製造に使用する型の連続流延装置、例えば、上部及び下部連続ベルトを使用する機械を用いても積層できる。ベルトの少なくとも一方は一般に加熱され、積層構造体は、２つのベルトの間の空間に供給されて、加熱及び加圧されながらベルトと共に移動する。
合成積層構造体はいったん冷却されると、熱成形によって種々の有用な製品に造形及び成形できる。かかる製品の例としては、調理台、テーブルの天板、キャビネットのドア、ゲーム板、児童用製品、おもちゃ、１人用シャワー室用パネル、ホットタブ、黒板、屋外及び屋外の標示、洗面台、石鹸皿及び汚れよけを含む継ぎ目のない化粧台天板が挙げられる。
図面の第１図は、実質的に平面の合成積層構造体４の部分横断面図を示す。図面は模式的に示したもので、正確な縮尺率では書かれていない。合成積層構造体４は、４つの層：透明な外層12、印刷または着色フィルム層16、外層12とフィルム層16の間にサンドイッチされた積層強化材層14、ならびに裏打層18を含む。外層12及び裏打層18は、強度、耐薬品性、耐衝撃性、耐引掻性及び合成積層構造体を合成建築材料として使用するのに必要な他の特性を与え、フィルム層16は画像が印刷されているか着色されている。
図面の第２図は、実質的に平面の合成積層構造体８の部分横断面図を示す。合成積層構造体８は６つの層：硬質被膜層20、透明な外層22、印刷または着色フィルム層26、外層22とフィルム層26との間にサンドイッチされた積層強化材層24、裏打層28、裏打層28とフィルム層26との間にサンドイッチされた積層強化材層30を含む。硬質被膜層20及び裏打層28は、強度、耐薬品性、耐衝撃性、耐引掻性及び合成積層構造体を合成建築材料として使用するのに必要な他の特性を与え、フィルム層26は画像が印刷されているか着色されている。
本発明を特にそのいくつかの実施態様に関して説明したが、当業界の技術の範囲内の変更及び修正が可能であることを理解されたい。本発明は以下の請求の範囲によってのみ限定される。
【図１】
0003974177.tif 000002
【図２】
0003974177.tif 000003