(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張り速度が５０ｍｍ／ｍｉｎである引張り強度試験により得られる、縦軸に応力、横軸にひずみを取った応力−ひずみ曲線のグラフにおける、原点から降伏点までの区間の応力−ひずみ曲線と、降伏点から横軸に下した垂線と、横軸とで囲まれる図形の面積が、２．０×１０４Ｎ・ｍ／ｍ２以下の範囲にあり、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して石油樹脂の成分を１〜５０重量部添加した樹脂を含む非塩化ビニル系樹脂層を少なくとも１層以上と、インキ層を設けたポリエチレンテレフタレート系樹脂を含む基材シートとから構成されることを特徴とする化粧シート。
【請求項２】
請求項１に記載の化粧シートを表面に貼り合わせてなることを特徴とする化粧板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に建築物の内装、建具、家具等等の表面装飾等に好適に用いられる化粧版と、その表面に貼り合わされた、非塩化ビニル系の化粧シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内装扉、クローゼット、キッチン扉、内壁材、家電用表装材などに用いられてきた、化粧板の表面に使用されている化粧シートは、印刷適性が良い、可塑剤添加により硬軟の度合いの調節が可能で用途に合わせた固さを選択できる、エンボス加工性が良い、ラミネート時の層間の接着強度が強い、切削性が良く、化粧シートを利用した化粧板にルーター加工等の切削加工を施した場合にもバリ・ヒゲ等が目立たない、等々の利点がある、ポリ塩化ビニルシートに木目柄や抽象柄等を印刷した、ポリ塩化ビニル系化粧シートが広く一般的に使用されてきた。
【０００３】
しかしながら、上述のポリ塩化ビニル系化粧シートは、燃焼した場合に有害なガスが発生する恐れがあり、廃棄物の燃焼処理時の人的影響や環境保全への危惧から、ポリ塩化ビニル系化粧シートに代わる、燃焼した場合にも有毒なガスが発生しない材料を用いた化粧シートの開発がユーザーから強く求められていた。
【０００４】
そこで近年では、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、アクリル系などの樹脂や紙などを、単層又はこれらの組み合わせによって作る非塩化ビニル系化粧シートが、ポリ塩化ビニル系化粧シートの代替として使用されるようになっている。
【０００５】
しかしながら、ポリオレフィン等の非塩化ビニル系化粧シートを化粧板にした場合の切削性は、化粧シートを構成する樹脂が本来持つ機械物性がポリ塩化ビニル系樹脂とは異なっている為に、非塩化ビニル系化粧シートにおいて、ポリ塩化ビニル系化粧シートと比べて遜色ない切削性を実現することは、これまで困難であった。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は係る従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、木質系や無機系の基材の表面に非塩化ビニル系化粧シートを貼り合わせた化粧板において、ルーター加工等の切削加工を行った場合に良好な切削性が得られるようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
引張り速度が５０ｍｍ／ｍｉｎである引張り強度試験により得られる、縦軸に応力、横軸にひずみを取った応力−ひずみ曲線のグラフにおける、原点から降伏点までの区間の応力−ひずみ曲線と、降伏点から横軸に下した垂線と、横軸とで囲まれる図形の面積が、２．０×１０４Ｎ・ｍ／ｍ２以下の範囲にあり、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して石油樹脂の成分を１〜５０重量部添加した樹脂を含む非塩化ビニル系樹脂層を少なくとも１層以上と、インキ層を設けたポリエチレンテレフタレート系樹脂を含む基材シートとから構成されることを特徴とする化粧シートとしたものである。
【００１０】
また、請求項２の発明では、請求項１に記載の化粧シートを表面に貼り合わせてなることを特徴とする化粧板としたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、化粧シートの引張り試験を行った時の、応力−ひずみ曲線について説明する。
【００１２】
引張り試験とは、試験片に、決められた速度を定常的に与えて、かかる応力と試験片のひずみを測定する試験方法である。応力−ひずみ曲線とは、上記引張り試験を行ったときに、縦軸に試験片にかかる応力を取り、横軸には引張りにより試験片に生じるひずみを取った際に得られる曲線である。応力は、試験片にかかる荷重を、その試験片の引張り前の断面積で割った値によって規定される。またひずみは、通常は測定片の引張り測定中の長さと引張り前の初期長さとの比で求められるが、物性を比較する上では、単に引張り測定前のシート長さと引張測定中のシート長さの差（引張り速度と測定経過時間との積に等しい）をひずみの代用特性としても差し支えないので、これを横軸の値とする。また、応力−ひずみ曲線の形状は通常引張速度に依存するので、引張り試験を行う際は、引張り速度を統一する必要がある。本発明においては、すべての引張り試験の引張り速度を５０ｍｍ／ｍｉｎで行ったが、物性の比較を目的とするのであれば、引張り速度は必ずしもこの値に限るものではなく、おおよそ２００ｍｍ／ｍｉｎ以下の範囲であればよい。一般的な応力−ひずみ曲線の形を、図１に示す。
【００１３】
本発明の化粧シートにおいては、ポリ塩化ビニル系の化粧シートを用いた化粧板と同等の切削性を実現する為に、上記の応力−ひずみ曲線に関して、弾性域から降伏点までの間の面積ｄを、２．０×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2以下の範囲に抑える事が必要である事を発見した。ここで弾性域とは、図１のａに示される、引張り試験初期の応力−ひずみ曲線が、線形状態にある領域の事である。また、応力−ひずみ曲線において、弾性域にある試験片に、さらに引張り荷重を加え続けていると、応力の増加の割合が急激に小さくなり、ついには応力の増加がゼロまたはマイナスになる。この、図１のｂで示した、応力の増加がゼロになった点の事を降伏点という。ここで、引張り荷重試験により得られる、縦軸に応力、横軸にひずみを取った応力−ひずみ曲線のグラフにおける、原点から降伏点までの区間の応力−ひずみ曲線と、降伏点から横軸に下した垂線と、横軸とで囲まれる図形の面積ｄは、縦軸が単位断面積あたりにかかる力、横軸がシートの受ける変位量であるから、単位断面積あたりの切削時のエネルギーと考えることも可能である。
【００１４】
こうして、面積ｄを、単位断面積あたりの切削時のエネルギーと考えた場合、切削性が良いシートとは、単位断面積あたりの切削時のエネルギーが小さいシート、言い換えれば、切削時にかかる負荷が小さいシートと言う事になる。我々のこれまでの測定でも、切削性に優れていたポリ塩化ビニル系のシートの面積ｄが、おおよそ１×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2であったのに対し、切削性が劣っていたポリプロピレン系のシートの場合は、面積ｄは２．４×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2であった。実に２．４倍もの差が生じており、我々の予想に違わない結果が得られている。
【００１５】
続いて、図面を参照しながら、本発明の化粧シートについて、化粧シートの構成の形態を説明する。図２は、本発明の化粧シートの様態の中で、もっとも単純な、単層シート構造の化粧シートを示す断面図である。図２に示す例では、化粧シートは、ポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート系、ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、アクリル系の樹脂、または紙等からなる基材シート層１の表面に、木目柄や抽象柄等のインキ層２が積層されている。
【００１６】
図２に示す例では、インキ層２は基材シート層１の表面にあるが、基材シート層１が透明性の高い層である場合には、主にインキ層２の柄が磨耗や紫外線等により劣化するのを防ぐ為に、基材シート層１の裏面にインキ層を有しても良い。またこの場合には、基材シート層１には、木材等の質感を出す為に、エンボス加工などにより凹凸の加工が施されていても良い。また意匠感を出す為に、公知のワイピング法によって、凹凸の凹部（導管部）に着色部が形成されていても良い。ワイピングは、凹凸部全面に着色インキを塗工し、その後凸部のインキをかき取り凹部に着色インキを残留させる方法で、ドクターブレード法、ロールコート法などがあるが、どの方法を用いても良い。また、このような、基材シート層１の裏面にインキ層があるような構成の場合には、当該シートを木質系や無機系の基材に貼り合せた時に基材の色みがインキを通して透けて見えるのを防ぐ為、ベタの印刷を行うのが一般的である。
【００１７】
本発明で使用される単層のシートを作製する方法としては、Ｔダイ押出し法やカレンダー法などがあるが、その方法については特に規定されるものではなく、用途に応じて使い分けをすればよい。また使用するシートは、延伸・未延伸シートのいずれでも良い。また本発明のインキ層２は、木目柄、抽象柄、石目柄、布目柄、文字、記号、ベタ等々の模様を有し、グラビア印刷、オフセット印刷、シルクスクリーン印刷、転写シートからの転写印刷、等の公知の印刷技法を用いて形成されるもので、どの方式を使用するかは特に規定されるものではないが、通常化粧シートの印刷においては、グラビア印刷を用いることが多い。またインキの種類は、溶剤系と水系の２種類に大別されるが、欲しようとする発色が得られていて、かつ基材シート層１及び木質系や無機系の基材との接着が充分であれば、どちらを選んでも差し支えない。
【００１８】
図３は、本発明の化粧シートの様態の中で、様々な用途に広く用いられている、複層シート構造の化粧シートを示す断面図である。図３に示す例では、基材シート層１上にインキ層２があるところまでは、単層の場合と同じ構造である。複層シートの場合には、この上に、主にインキ層２の柄が磨耗や紫外線等により劣化するのを防ぐ為の、透明非塩化ビニル系樹脂層３があり、さらにその上には、透明な表面保護層４が積層されている。透明非塩化ビニル系樹脂層３と透明な表面保護層４には、木材等の質感を出す為に、エンボス加工などにより凹凸の加工が施されていても良い。
【００１９】
本発明で使用される透明非塩化ビニル系樹脂層３は、ポリ塩化ビニル系シートと同等以上の物性を有していれば、特に規定されるものではないが、コスト面その他を考えた場合、ポリプロピレンを主体とした樹脂であることが望ましい。この層の厚みとしては、通常３０〜２００ｍｍ程度にする事が多いが、その範囲内に限定される必要は必ずしもない。透明透明非塩化ビニル系樹脂層３には、エンボス加工等によって作製した装飾の為の凹凸があってもよい。また前述した、公知のワイピング法によって、凹凸の凹部（導管部）に着色部が形成されていても良い。
【００２０】
また化粧シート自体に、耐熱性、硬度、耐衝撃性、低温加工性等の機能が要求される場合には、透明非塩化ビニル系樹脂層３のベースとなるポリプロピレンも、ホモポリマー、ランダムポリマー、ブロックコポリマー等を任意に選定したものであって構わない。また通常は、これら透明非塩化ビニル系樹脂層３には、得られた製品の熱酸化を防止する為の酸化防止剤、得られた製品の紫外線による劣化を防ぐ為の紫外線吸収剤および光安定剤等々の添加剤が適宜添加される。これらの添加剤の種類及び量に関しては、特に規定されるものではなく、一般に使用されているものの組み合わせで充分である。
【００２１】
上記の様な、複層タイプのシートを作製する方法としては、押出しラミネーション（共押出しラミネーションを含む）、ドライラミネーション等の方法があり、用途に応じて、いずれの方法を用いても差し支えない。
【００２２】
押出しラミネーションとは、スクリューを使って樹脂を押出し機から押出し、Ｔダイを通して基材となるシート上に樹脂を積層していく方法である。特に、２層以上の層を積層するの場合は、２種類以上の樹脂が別々の押出し機から同時に押出され、Ｔダイの中または外でこれらの樹脂を積層して、２層以上の層を接着剤の使用無しに１工程で作製できる。この製法においては、層間に接着剤を使用していないため、層間の接着強度を得る為に、必要に応じて、アンカーコート層を用いる、接着性樹脂層を用いる、コロナ処理、オゾン処理等の酸化処理を行う、等々の処理を行っても良い。
【００２３】
ドライラミネーションとは、積層する片方のシートに、水性または有機溶剤に溶解させた接着剤をグラビアコート等で均一に塗布し、乾燥オーブン中で溶剤分を蒸発・乾燥させ、乾燥粘着状態になったところで他方のシートを貼り合わせ、摂氏４０〜１００度に加熱した金属ロールとゴムロールとで圧着ラミネートする方法である。ドライラミネーションに使用する接着剤としては、ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、エポキシ系、ゴム系、ウレタン系等があるが、本発明の化粧シートにおいては、ウレタン系の接着剤が適している。
【００２４】
本発明で使用される表面保護層４は、化粧シート全体の耐候性、耐汚染性の向上及び、化粧シートに所定の艶を持たせる為に用いられている。また、前述のワイピング等の技法により、導管部に着色が施されている場合には、この着色インキ保護の役割も果たす。この層の成分及び厚みに関しても、耐候性、耐汚染性、艶、及び透明非塩化ビニル系樹脂層との密着等が充分にあれば、特に規定されるものではない。
【００２５】
本発明の化粧シートにおいては、木質系・無機系基材との接着強度を向上させるために、必要に応じて、基材シート層１の裏面にプライマー層を設けても良い。このプライマー層の成分に関しても、基材シート層１との充分な接着強度が得られており、かつ接着時の基材シート層１と木質系・無機系等の基材との間での化粧シートの浮き等が発生しなければ、特に規定されるものではないが、ポリウレタン系のものを使用するのが望ましい。
【００２６】
これまで列記した各層に関しては、層間の密着強度を向上させるために、必要に応じてコロナ処理、オゾン処理等の酸化処理が施してあっても差し支えない。
【００２７】
これまでに列記した構成の化粧シートで、前述した面積ｄが、２．０×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2以下にある化粧シートであれば、このシートの切削性は良いと言えるが、単層または複層の層のうち、１つ以上の層に透明非塩化ビニル系樹脂層が使用してある場合においては、場合によってはこの数値を超えることがあり得る。その場合の対策しては、非塩化ビニル系樹脂層に、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、脂肪族系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂等の石油樹脂の成分を１〜５０重量部添加した樹脂を使用すればよい。さらに、好ましくは、５〜２０重量部添加すると良い。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の化粧シートの実施例及び比較例により、本発明の実施形態の説明を更に行う。
【００２９】
〔実施例１〕
ポリプロピレンを主体とした樹脂に、その樹脂１００重量部に対して、石油樹脂成分を１０重量部添加し、Ｔダイ押出し法によって、厚さ７０μｍの単層シートを作製した。このシートにおいて、前述の引張り試験を５０ｍｍ／ｍｉｎの引張り速度で行い、応力−ひずみ曲線の形状から、同じく前述の面積ｄを求めた。その結果、面積ｄの値は、１．５×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2であった。この値は、切削性が良好であった、単層のポリ塩化ビニル系シートの面積ｄの値１．０×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2と、切削性の悪かったポリオレフィン系シートの面積ｄの値２．４×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2の中間に位置する。
【００３０】
さらに、このシートの裏面にコロナ処理及びプライマー層の積層を行い、ＭＤＦ基材に貼り付けて、切削性の確認を行った。その結果、切削部分のバリ・ヒゲ等が殆ど見られず、切削性は良好であった。
【００３１】
〔実施例２〕
上記の、ポリプロピレンを主体とした樹脂に、その樹脂１００重量部に対して、石油樹脂成分をマスターバッチ方式で１０重量部添加した、厚みを約７０μｍにした単層シートを、ポリエチレン系の、厚みを約１０μｍにした接着性樹脂と共に、共押出しラミネーション法を用いて、グラビア印刷法により木質柄模様を施した、厚さ約７０μｍのポリエチレンテレフタレート系の基材シート上に積層した。インキ層と接着性樹脂層との間には、２液のウレタン系のアンカーコート樹脂を塗布し、さらに、アンカーコート層と接着性樹脂層との間にオゾン処理を施すことにより、層間の密着強度を高めた。このシートにおいて、単層の時と同じく５０ｍｍ／ｍｉｎの引張り速度で引張り試験を行い、応力−ひずみ曲線の形状から面積ｄを求めた。その結果、面積ｄの値は、２．０×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2であった。これは、ドライラミネーション法によって複層化した、切削性が良好であったポリ塩化ビニル系化粧シートの面積ｄの値１．１×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2と、切削性の悪かった、共押出しラミネーションにより複層化されたポリオレフィン系化粧シートの面積ｄの値４．０×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2の中間に位置する。
【００３２】
さらに、このシートも裏面にコロナ処理及びプライマー層の積層を行い、ＭＤＦ基材に貼り付けて、切削性の確認を行った。その結果、切削部分のバリ・ヒゲ等が殆ど見られず、切削性は良好であった。
【００３３】
〔比較例１〕
前述のポリプロピレンを主体とした樹脂の、石油樹脂成分の添加を行っていない単層シートを、同じくＴダイ押出し法によって、厚さ７０μｍで作製した。このシートの引張り試験を行い、応力−ひずみ曲線から面積ｄを測定したところ、２．４×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2であり、石油樹脂を添加した場合と比べて、０．９×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2面積が増加した。
【００３４】
このシートの裏面にコロナ処理及びプライマー層の積層を行い、ＭＤＦ基材に貼り付けて、切削性の確認を行ったところ、切削性は石油樹脂成分を添加した実施例１と比べて劣っていた。
【００３５】
〔比較例２〕
比較例１で示した、石油樹脂成分の添加を行っていない透明ポリプロピレン系樹脂を、ポリエチレン系の、厚みを約１０μｍにした接着性樹脂と共に、共押出しラミネーション法を用いて、グラビア印刷法により木質柄模様を施した、厚さ約７０μｍのポリエチレンテレフタロール系の基材シート上に、厚さ約７０μｍで積層した。インキ層と接着性樹脂層との間には、２液のウレタン系のアンカーコート樹脂を塗布し、さらに、アンカーコート層と接着性樹脂層との間にオゾン処理を施すことにより、層間の密着強度を高めた。このシートにおいて、単層の時と同じく引張り試験を行い、応力−ひずみ曲線の形状から面積ｄを求めた。その結果、面積ｄの値は、４．０×１０4Ｎ・ｍ／ｍ2であった。
【００３６】
このシートの裏面にコロナ処理及びプライマー層の積層を行い、ＭＤＦ基材に貼り付けて、切削性の確認を行ったところ、切削性は石油樹脂成分を添加した実施例２と比べて劣っていた。
【００３７】
各単層化粧シート（従来の塩化ビニル単層化粧シート、実施例１、比較例１）と、各複層化粧シート（従来の塩化単層化粧シート、実施例２、比較例２）について、構成、応力−ひずみ曲線の形状から求めた面積ｄ（Ｎ・ｍ／ｍ2）、切削性について一覧にしたものを、図４に示す。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の化粧シートを、化粧板の表層部に使用することにより、従来のポリオレフィン系等の非塩化ビニル系化粧シートを用いた化粧板と比べて、よりバリやヒゲ等の少ない、切削性の優れた化粧板になる。更に、切削性が良くなることにより、バリやヒゲ等の処理に費やす手間や時間を省ける為、コスト削減効果が得られる。更に、本発明の化粧シートは非塩化ビニル系のシートである為、廃棄する際の燃焼処理時に人的にも環境にも悪影響がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】応力−ひずみ曲線の代表的な形状と、本発明で規定する面積ｄを定義する説明図。
【図２】単層化粧シートの代表的な構成を示す断面図。
【図３】複層化粧シートの代表的な構成を示す断面図。
【図４】各単層化粧シート（従来の塩化ビニル単層化粧シート、実施例１、比較例１）と、各複層化粧シート（従来の塩化単層化粧シート、実施例２、比較例２）について、構成、応力−ひずみ曲線の形状から求めた面積ｄ（Ｎ・ｍ／ｍ2）、切削性について一覧にした図。
【符号の説明】
１…基材シート層
２…インキ層
３…透明非塩化ビニル系樹脂層
４…表面保護層
ａ…弾性域の、応力−ひずみ曲線の傾き
ｂ…降伏点
ｃ…降伏点から横軸に降ろした垂線ととの交点
ｄ…原点から降伏点までの区間と、降伏点から横軸に下した垂線と、横軸とで囲まれる図形の面積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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