JP7466889B2

JP7466889B2 - 複合シート

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Publication number: JP7466889B2
Application number: JP2020026232A
Authority: JP
Inventors: 雄斗山口; 芳文萩原
Original assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd
Current assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd
Priority date: 2020-02-19
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2024-04-15
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: JP2021130236A

Description

本発明は、複合シートに関する。

建築物に使用される膜材として、例えば、ガラス繊維からなるシート状織物の両面上にフッ素樹脂が積層された膜材が知られている。ガラス繊維織物は、密に織り込まれたガラス繊維からなるため、比較的優れた引裂強さを有している。しかしながら、織物の織組織は、基本的に経糸及び緯糸の二軸方向の繊維からなるため、織物を含む膜材の引裂強さには改善の余地がある。

一方で、こうした膜材を屋根材とした膜構造物には、建築物内部の熱環境及び明るさを考慮して、適度な透光率が要求されることがある。ガラス繊維織物は、織物の開口率が小さいため、高い透光率を達成するのは困難である。例えば、ガラス繊維織物を含む膜材の可視光透過率は１０％～２０％程度であり、要求される透光率を達成することができない場合がある。

特許第６０９６１４１号公報特開平１０－０１８１４６号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされ、適度な可視光透過率及び高い強度を有する複合シートを提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、複合シートが提供される。複合シートは、多軸組布の芯材と、前記芯材の両面上に形成され、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体を含むフッ素樹脂含有層とを備える。複合シートの厚み方向について、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率は３０％～７０％の範囲内にある。複合シートの面内方向に対する引裂強さは３５０Ｎ～４５０Ｎの範囲内にある。芯材は、繊維及び接着剤を含む。繊維は、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維からなる群より選択される少なくとも１種である。接着剤は、アクリル酸エステルの重合体、酢酸ビニルの重合体、及び、アクリル酸エステル及び酢酸ビニルの共重合体からなる群より選択される少なくとも１種である。芯材の開口率は、５０％～６５％の範囲内にある。

本発明によると、高い可視光透過率及び優れた引裂強さを有する複合シートを提供することができる。

実施形態に係る複合シートの一例を概略的に示す断面図。実施形態に係る三軸組布の一例を概略的に示す平面図。実施形態に係る四軸組布の一例を概略的に示す平面図。実施例及び比較例に係る複合シートの可視光透過率測定の結果を示すグラフ。実施例及び比較例に係る複合シートの応力ひずみ曲線を示すグラフ。実施例及び比較例に係る複合シートの引裂強さ試験の結果を示すグラフ。

以下、実施の形態について適宜図面を参照して説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。

膜材に高い透光率が要求される場合、フッ素樹脂のみからなるフィルムを膜材として利用することがある。樹脂の種類にもよるが、芯材を含まないフィルムは、芯材を含むフィルムと比較して高い透光率を示すためである。しかしながら、芯材を含まないフッ素樹脂フィルムは強度が低いため、一例によれば、一定の荷重を掛けるといわゆるクリープ現象が生じる。クリープ現象とは、荷重を掛けている間、フィルムが伸び続ける現象である。膜構造物を建築する際、膜構造物の強度を維持するために、クリープ現象が生じるほどの荷重を掛けることはできない。厳密に言えば、膜材の引張降伏点未満の荷重で施工する必要がある。引張降伏点未満の荷重で施工するためには、例えば、展張の基礎となる鉄骨又は木材の梁間距離（スパン）を短くする必要があり、膜構造物を建築するための費用が高くなるという問題がある。

実施形態に係る複合シートは、フッ素樹脂含有層のみならず、多軸組布の芯材を備えている。多軸組布とは、三軸又はそれ以上の方向に糸を配列させてなる組布である。各軸方向には、複数の糸群が、面内方向に沿って所定の間隔を開けて配列されている。多軸組布として、具体的には、例えば、三軸組布及び四軸組布が知られている。

三軸組布及び四軸組布の詳細は後述するが、三軸組布は、面内方向に沿って配列した経糸群と、経糸群と交わるように、経糸群上に配列した第１斜交糸群と、経糸群及び第１斜交糸群と交わるように、経糸群上、又は、第１斜交糸群上に配列した第２斜交糸群とを備えている。つまり、三軸組布は、互いに異なる３方向にそれぞれ配列した経糸群、第１斜交糸群及び第２斜交糸群とを含んでいる。これら糸群は、それぞれが密に配列しているわけではなく、所定の間隔を開けて配列している。即ち、三軸組布などの多軸組布は、各糸群が交差することにより形成される複数の開口部を有している。芯材の面内方向と垂直な方向に沿って可視光が入射した場合、可視光は、主にこの開口部を通過する。

複合シートが備えるフッ素樹脂含有層は、エチレン－テトラフルオロエチレンコポリマ（ＥＴＦＥ：ethylene tetrafluoro ethylene）を含む。ＥＴＦＥは、テトラフルオロエチレン（Ｃ₂Ｆ₄）とエチレン（Ｃ₂Ｈ₄）との共重合体であり、ＰＴＦＥ等の結晶性プラスチックとは異なり非晶性プラスチック特有のラメラ構造を有していることから、ＥＴＦＥを含むフッ素樹脂含有層は可視光透過率が高い。

ＥＴＦＥのエチレン：テトラフルオロエチレンの共重合モル比率は、典型的には１：１である。しかしながら、共重合比率は１：１に限定されるものではない。エチレン：テトラフルオロエチレンの共重合モル比は、例えば３０：７０～７０：３０の範囲内にあり、好ましくは５０：５０～６０：４０の範囲内にある。ＥＴＦＥの共重合モル比がこの範囲内にあると、低ヘイズで高い光透過性を有する効果がある。

ＥＴＦＥを含むフッ素樹脂含有層は、多軸組布である芯材の両面上に設けられている。フッ素樹脂含有層は芯材の開口部においても形成されているが、フッ素樹脂含有層の可視光透過率は高いため、芯材の開口部において多くの可視光を透過させることができる。

一方で、芯材を構成する糸の部分は、可視光透過性に優れてはいない。その結果、実施形態に係る複合シートは、その厚み方向について、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が３０％～７０％という適度な透光率を達成することが可能である。即ち、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍの範囲内であれば、いずれの波長においても可視光透過率が３０％～７０％の範囲内にある。なお、多軸組布を構成する各糸群に関して、それらが配列する間隔、即ち糸間の距離には特に制限は無く、複合シートの波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が３０％～７０％となるように各糸群を配列していれば、各糸群の配列の間隔は適宜設定することができる。

複合シートの波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が３０％未満であると、複合シートを膜構造物に採用した場合に、要求される透過率を満たすのが困難である可能性がある。可視光透過率が７０％を超えると、例えば、太陽光の透過率が高すぎて室内の温度が上がり過ぎる可能性がある。波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率は４０％～６０％の範囲内にあることが好ましく、５０％～６０％の範囲内にあることがより好ましい。

複合シートの厚み方向についての可視光透過率は、日本分光株式会社製の分光光度計Ｖ－６７０、又は、これと等価な機能を有する装置を用いて、ＪＩＳＲ３１０６：１９９８に準拠して測定することができる。この測定により、測定対象のシートに関して、例えば波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率を測定することができる。

更に、芯材は、互いに異なる３方向、４方向又はそれ以上の方向にそれぞれ配列した糸群を備えているため、種々の方向に対する引裂強さに優れており、複合シートのクリープ現象を抑制することができる。そして、複合シートの引裂方向に応力が掛かる部分においても、別途補強するのを省略することができる。更に、この芯材を備える複合シートは、等方向性に優れるため、応力集中による複合シートの破損リスクを低減することが可能である。複合シートの面内方向に対する引裂強さは、例えば３００Ｎ～４５０Ｎの範囲内にあり、好ましくは３５０Ｎ～４５０Ｎの範囲内にあり、より好ましくは４００Ｎ～４５０Ｎの範囲内にある。複合シートの面内方向に対する引裂強さは、ＪＩＳＬ１０９６Ｃ法（トラペゾイド法）に準拠して測定することができる。

このように、複合シートは、適度な可視光透過率及び高い引裂強さを有するため、適用可能な建築物デザインの幅、及び、設計の幅を広げることができる。

図１は、実施形態に係る複合シートの一例を概略的に示す断面図である。図２は、実施形態に係る三軸組布の一例を概略的に示す平面図である。図３は、四軸組布の一例を概略的に示す平面図である。

図１に示す複合シート１は、シート状の芯材２と、芯材２の両面上に形成されたフッ素樹脂含有層３とを備える。フッ素樹脂含有層３は、芯材２の表面上に形成された第１フッ素樹脂含有層３ａと、芯材２の裏面上に形成された第２フッ素樹脂含有層３ｂとからなる。図１には図示していないが、第１フッ素樹脂含有層３ａ及び第２フッ素樹脂含有層３ｂは、芯材２の開口部２０を介して融着している。開口部２０は、図２及び図３に示しているように、各糸群が交差することにより形成される。

図２に示す芯材２は、面内方向に沿って配列した経糸群２ａを含む。面内方向とは、例えば、複合シート１の厚み方向と直交する方向である。経糸群２ａは、複数の経糸を含む。経糸群２ａが含む複数の経糸は、好ましくは、互いに平行となるように配列している。経糸群２ａが含む複数の経糸の間隔（糸間のピッチ）は、複合シートの用途に応じて適宜変更することが可能であるが、例えば、５ｍｍ～２０ｍｍの範囲内にある。複数の経糸は、隣り合う経糸と一定の間隔を開けて配列していることが好ましい。こうすると、複合シートの可視光透過率にムラが出来にくく、どの場所においても均一な透光率を達成することができる。

芯材２は、経糸群２ａと交わるように、経糸群２ａ上に配列した第１斜交糸群２ｂを更に含む。第１斜交糸群２ｂは、経糸群２ａ上に積層されている。第１斜交糸群２ｂは、複数の第１斜交糸を含む。第１斜交糸群２ｂが含む複数の第１斜交糸は、好ましくは、互いに平行となるように配列している。ここでは、「交わる」という用語は、経糸群２ａと、第１斜交糸群２ｂとが、少なくとも１つの交点を有することを意味している。第１斜交糸群２ｂが含む複数の第１斜交糸の間隔（糸間のピッチ）は、複合シートの用途に応じて適宜変更することが可能であるが、例えば、２ｍｍ～２０ｍｍの範囲内にある。複数の第１斜交糸は、隣り合う第１斜交糸と一定の間隔を開けて配列していることが好ましい。こうすると、複合シートの可視光透過率にムラが出来にくく、どの場所においても均一な透光率を達成することができる。

複合シート１を、当該複合シート１の厚み方向に平行な方向から観察した場合に、第１斜交糸群２ｂは、経糸群２ａと５５°～６５°の角度をなすことが好ましい。言い換えると、第１斜交糸群２ｂは、面内方向において経糸群２ａと５５°～６５°の角度をなすことが好ましい。第１斜交糸群２ｂは、図２に示しているように、経糸群２ａと６０°の角度をなすことがより好ましい。

芯材２は、経糸群２ａ及び第１斜交糸群２ｂと交わるように、経糸群２ａ上、又は、第１斜交糸群２ｂ上に配列した第２斜交糸群２ｃを更に含む。つまり、第２斜交糸群２ｃは、経糸群２ａ上又は第１斜交糸群２ｂ上に積層されている。図１～図３では、一例として、第２斜交糸群２ｃが経糸群２ａ上に積層されている場合を示している。

第２斜交糸群２ｃは、複数の第２斜交糸を含む。第２斜交糸群２ｃが含む複数の第２斜交糸は、好ましくは、互いに平行となるように配列している。第２斜交糸群２ｃが含む複数の第２斜交糸の間隔（糸間のピッチ）は、複合シートの用途に応じて適宜変更することが可能であるが、例えば、２ｍｍ～２０ｍｍの範囲内にある。複数の第２斜交糸は、隣り合う第２斜交糸と一定の間隔を開けて配列していることが好ましい。こうすると、複合シートの可視光透過率にムラが出来にくく、どの場所においても均一な透光率を達成することができる。

複合シート１を、当該複合シート１の厚み方向に平行な方向から観察した場合に、第２斜交糸群２ｃは、経糸群２ａ及び第１斜交糸群２ｂと５５°～６５°の角度をなすことが好ましい。言い換えると、第２斜交糸群２ｃは、面内方向において、経糸群２ａ及び第１斜交糸群２ｂと５５°～６５°の角度をなすことが好ましい。第２斜交糸群２ｃは、図２に示しているように、経糸群２ａと６０°の角度をなすことがより好ましい。

経糸群２ａ、第１斜交糸群２ｂ及び第２斜交糸群２ｃが、面内方向において、それぞれ６０°の角度をなすように芯材が構成されていることが好ましい。即ち、芯材は三軸組布であることが好ましい。この場合、芯材の単位面積当たりの体積（単位面積当たりの質量）が小さくても、面内方向において種々の方向に対する引裂強さに優れた複合シートを得ることができる。芯材の単位面積当たりの体積（単位面積当たりの質量）が小さいため、可視光透過率を高めるのが容易である。芯材として三軸組布を含む複合シートは、引裂強さのみならず、等方向性、破裂抵抗、剪断抵抗及び衝撃強度にも優れる。

図３は、芯材（多軸組布）の他の例として、芯材が四軸組布である場合を示している。この例では、芯材２は、経糸群２ａ、第１斜交糸群２ｂ及び第２斜交糸群２ｃに加えて、緯糸群２ｄを更に含む。緯糸群２ｄは、複数の緯糸を含む。緯糸群２ｄが含む複数の緯糸は、好ましくは、互いに平行となるように配列している。

四軸組布における経糸群２ａ、第１斜交糸群２ｂ及び第２斜交糸群２ｃの構成は、第１斜交糸群２ｂが面内方向において経糸群２ａと４５°の角度をなしており、且つ、第２斜交糸群２ｃが面内方向において経糸群２ａと４５°の角度をなしていることを除いて、図２において説明したのと同様である。

四軸組布において、第１斜交糸群２ｂは、面内方向において経糸群２ａと４０°～５０°の角度をなしていてもよい。第１斜交糸群２ｂは、図３に示しているように、経糸群２ａと４５°の角度をなしていることが好ましい。四軸組布において、第２斜交糸群２ｃは、面内方向において経糸群２ａと４０°～５０°の角度をなしていてもよい。第２斜交糸群２ｃは、図３に示しているように、経糸群２ａと４５°の角度をなしていることが好ましい。

緯糸群２ｄは、経糸群２ａ、第１斜交糸群２ｂ及び第２斜交糸群２ｃのいずれとも交わるように、いずれかの糸群上に積層されている。図３では、一例として、緯糸群２ｄが第１斜交糸群２ｂ上に積層されている場合を示している。図３において、緯糸群２ｄは、面内方向において経糸群２ａと９０°の角度をなしている。緯糸群２ｄは、面内方向において経糸群２ａと８５°～９５°の角度をなしていてもよい。

多軸組布において、第１斜交糸群２ｂ及び経糸群２ａがなす角度と、第２斜交糸群２ｃ及び経糸群２ａがなす角度とは略同一であることが好ましい。略同一とは、例えば、これらの角度の差が０°～５°以内であることを意味する。この場合、複合シートの等方向性が高まるため好ましい。

多軸組布は、軸が多くなるにつれて、等方向性がより高まるため、引裂抵抗、破裂抵抗、剪断抵抗及び衝撃強度が向上する傾向がある。但し、軸が多くなるにつれて芯材の単位面積当たりの体積（単位面積当たりの質量）が大きくなる傾向があるため、可視光透過率を高めるのが困難になる傾向があり、また、複合シートの単位面積当たりの質量も増加してしまう傾向がある。複合シートを屋根材として使用する場合には、単位面積当たりの質量は小さい方が好ましい。つまり、複合シートは軽量であることが好ましい。しかしながら、例えば、各糸群の配列間隔（糸間のピッチ）を変更することにより芯材の開口率を調節することができるため、軸が多くなっても適度な可視光透過率、及び、複合シートの質量を達成することができる。

芯材の開口率は、複合シートに要求される可視光透過率及び引裂強さによって適宜変更することが可能であるが、例えば、５０％～６５％の範囲内にある。芯材の開口率は、例えば、多軸組布の軸数を変更するか、上記の通り各糸群の配列間隔を変更するか、又は、各糸のテックス番手を変更することにより調節することができる。開口率が過度に低いと、後述するフッ素樹脂含有層の透光率を高めたとしても、複合シートについて波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が３０％未満となる可能性がある。開口率が過度に高いと、複合シート１の可視光透過率が７０％を超える可能性がある。芯材２の開口率は４５％～６０％の範囲内にあることがより好ましい。

芯材２の開口率は、複合シートに対して、ＫＥＹＥＮＣＥ社製形状レーザーマイクロスコープＶＫ-Ｘ１００解析アプリケーションＶＫ-Ｈ１ＸＡを用いることで測定することができる。この測定により、芯材の所定面積に対する開口面積の割合を測定することができる。

芯材２において、開口部２０の１つ当たりの面積は、例えば、０．４ｃｍ²～２．０ｃｍ²の範囲内にある。

なお、各糸群が接する交点は、例えば、接着剤で固定されている。複合シートの引裂強さは芯材の引裂強さに依存するため、これら糸群が固定されていると、複合シートが伸びにくく、且つ、引裂強さが高まる効果がある。

接着剤としては、常温乾燥タイプのものであれば特に限定はされないが、アクリル酸エステルや酢酸ビニル等の重合体及び／又は共重合体をエマルジョンにしたタイプが好適に用いられる。

芯材２の厚みＴは、例えば、１５０μｍ－４５０μｍの範囲内にある。芯材２の厚みが過度に大きいと、複合シートの単位面積当たりの質量が増加する傾向にあるため好ましくない。

各糸群を構成する糸（繊維）の材質は特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維から選択されるいずれかである。各糸群は、一種類の糸のみを含んでいてもよく、複数種類の糸を含んでいてもよい。可視光透過率を高める観点からは、糸群を構成する糸の材質は、ガラス繊維であることが好ましい。

芯材上に積層されているフッ素樹脂含有層の透明性が高いため、例えば、観察者が、複合シート表面に対する垂線方向から複合シートの表面を観察した場合には、観察者は芯材の形状を知覚することができる。芯材を構成する糸としてガラス繊維を採用した場合には、観察者は、芯材を白色と認識し得る。芯材を構成する糸として炭素繊維及びアラミド繊維等を採用した場合には、観察者は、芯材を黒色と認識し得る。実施形態に係る複合シートは、観察者に対して芯材によって形成される模様を知覚させることが可能であるため、意匠性にも優れている。

各糸群を構成する糸（繊維）のテックス番手は、例えば、１０～４０番手の範囲内にある。複合シートが建築物の屋根材等に使用される場合には、テックス番手は３０～４０番手の範囲内にあることが好ましい。テックス番手が１０未満である場合には、芯材としての十分な強度が得られない可能性がある。テックス番手が４０を超える場合には、複合シートの単位面積当たりの質量が増加しやすい傾向があるため好ましくない。

フッ素樹脂含有層は、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）を含む。フッ素樹脂含有層はＥＴＦＥからなっていてもよい。ＥＴＦＥは、透明性、耐候性、防汚性及び機械的強度に優れることから、これを含むフッ素樹脂含有層を備えた複合シートは、高い可視光透過率が要求されるような建築用膜材での使用に適している。例えば、長期間に亘り屋外に暴露される用途に適している。

ＥＴＦＥは溶融粘度が大きくないため、溶融成形が可能である。それ故、例えば、上述の芯材の両面上にＥＴＦＥフィルムを配置し、これらを熱ラミネートにより融着することにより、芯材の開口部を介して２枚のＥＴＦＥフィルムを溶融一体化させることができる。こうして、フッ素樹脂含有層と芯材とを強固に密着させることができる。

複合シートに関して波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が３０％～７０％を満たしている限り、フッ素樹脂含有層はＥＴＦＥ以外の他のフッ素樹脂を含むことができる。フッ素樹脂含有層に占めるＥＴＦＥの重量割合は、例えば、６０％～１００％の範囲内にあり、好ましくは８０％～１００％の範囲内にある。ＥＴＦＥ以外のフッ素樹脂としては、例えば、メルトフローレートが１０ｇ／１０ｍｉｎ－２５ｇ／１０ｍｉｎの範囲内にあるフッ素樹脂を使用することができる。他のフッ素樹脂は、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレンプロペン共重合体（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及び、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロペン－ビニリデンフルオロライド共重合体（ＴＨＶ）からなる群より選ばれる少なくとも１種でありうる。

複合シートが備えるフッ素樹脂含有層がＥＴＦＥを含んでいるか否かは、熱重量（ＴＧ：Thermal gravimetric）分析の結果、及び、赤外分光法（ＩＲ：Infrared spectroscopy）の結果を併せて考慮することにより確認することができる。

芯材の片面上に形成されるフッ素樹脂含有層の厚みは、例えば１５μｍ～２５０μｍの範囲内にある。芯材の両面上に形成されるフッ素樹脂含有層の厚みの合計は、即ち複合シートの厚みであり、例えば、２００μｍ～１０００μｍの範囲内にある。芯材上に形成されているフッ素樹脂含有層の厚みが過度に小さいと、複合シートの屈曲によって芯材が露出して耐久性が低下する可能性がある。複合シートの厚みが過度に大きいと、複合シートの柔軟性が劣る傾向がある。

芯材の厚み、及び、フッ素樹脂含有層の厚みは、例えば、複合シートの断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscopy）により観察することで測定することができる。フッ素樹脂含有層の厚みは、芯材の開口部の位置におけるフッ素樹脂含有層の厚みである。

フッ素樹脂含有層の表面上及び／又は裏面上には、例えば、ドット状などのプリントを施すことにより、可視光透過率を調節することができる。複合シートの可視光透過率が過度に高い場合には、このようなプリントを施すことで可視光透過率を低下させることができる。

実施形態に係る複合シートは、上述した芯材を具備しているため、芯材を具備していないＥＴＦＥフィルム単品の場合の引張降伏点以上の荷重での施工にも耐えることができる。

実施形態に係る複合シートは、一般的な膜材の施工に用いられるラップ融着法により施工することができるため、建築費用及び空間維持費用を低減することができる。或いは、意匠性が高いことを利用して、建築物等の美観を高める用途で複合シートを使用することもできる。

［実施例］
以下に実施例を説明するが、実施形態は、以下に記載される実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
芯材として、経糸群、第１斜交糸群及び第２斜交糸群の全てがガラス繊維からなる三軸組布（日東紡株式会社製ＫＴ２２１Ｈ）を用意して、所定の大きさに裁断した。経糸群が含む全ての糸は面内方向に沿って略平行に配列していた。第１斜交糸群は、面内方向において経糸群と６０°の角度をなすように、全ての糸が略平行に配列していた。また、第２斜交糸群は、面内方向において経糸群と６０°の角度をなすように、全ての糸が略平行に配列していた。芯材の開口率は、５２．５％であり、各糸群を構成している糸のテックス番手は４０であり、各糸群に含まれる複数の糸の間隔は、いずれの糸群についても１０ｍｍであった。各糸群の交点は、アクリル系接着剤により接着されていた。

次に、厚みが約１００μｍのＥＴＦＥフィルム（ＡＧＣ株式会社製）を芯材の両面上に積層し、熱プレス機を使用して、２枚のＥＴＦＥフィルムを溶融させ、芯材が有する複数の開口部を介してこれらを溶融一体化させた。熱プレスの条件は、成形時の温度を２７０℃～３００℃とし、成形時のプレス圧力を５～１８ｋｇｆ／ｃｍ²とし、成形時のプレス保持時間を４０～９０秒とし、冷却時のプレス圧力を５～１８ｋｇｆ／ｃｍ²とし、冷却時のプレス保持時間を２０～４０秒とした。こうして、芯材とフッ素樹脂含有層とが接着した複合シートが得られた。得られた複合シートの厚みは、３９０μｍであった。

なお、この実施例１では、熱プレス機を用いて芯材及び２枚のＥＴＦＥフィルムを溶融一体化させたが、熱ラミネート機を用いてこれらを溶融一体化させてもよい。熱ラミネートの場合の条件は、例えば、熱ロール温度２８０℃～３１０℃、熱冷却ロール線圧５～１８ｋｇｆ／ｃｍ²、ライン速度１．０～４．０ｍ／ｍｉｎとする。

（比較例１）
比較例１では、中興化成工業株式会社製のチューコーフロー（登録商標）建築用膜材ＦＧＴ－８００を複合シートとして用意した。この複合シートが含む芯材は、平織りで構成されたガラス繊維クロスであり、芯材の開口率は１．２％であった。芯材の両面上に積層しているフッ素樹脂含有層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなっていた。複合シートの厚みは８００μｍであった。

（比較例２）
比較例２では、芯材を具備しないＥＴＦＥからなるフィルム（ＡＧＣ社製のアフレックス）を用意した。このフィルムの厚みは２００μｍであった。

＜可視光透過率測定＞
実施例１、比較例１及び２のそれぞれで得られたシートに関して、実施形態において説明したように、ＪＩＳＲ３１０６：１９９８に準拠して可視光透過率を測定した。測定結果を図４のグラフに示す。図４に示す可視光透過率のグラフにおいて、横軸には測定波長（ｎｍ）、縦軸には透過率（％）を示している。このグラフでは、実施例１、比較例１及び２のそれぞれに係るシートに関して、可視光線域（ここでは波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍ）についての可視光透過率を１０ｎｍごとに示している。

図４に示すグラフから明らかなように、実施例１に係る複合シートは、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が３０％～７０％の範囲内にあったため、十分な透光性を有しており、且つ、室内の温度が過度に高まるのも抑制できると考えられる。

一方、比較例１に係る複合シートは、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が２０％未満であったため、十分な透光性が得られなかった。また、比較例２に係るＥＴＦＥフィルムは、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率が８０％を超えていた。こうしたＥＴＦＥフィルムは可視光透過率が高すぎる上、後述するように、施工可能な荷重の範囲が狭いことが問題となる場合がある。

＜クリープ特性の比較＞
実施例１に係る複合シート、及び、比較例２に係るＥＴＦＥフィルムに関して、クリープ特性を評価した。測定対象のシート及びフィルムを所定の大きさに裁断して、島津製作所社製の万能試験機を用いて、下記の通り引張試験を行った。試験条件としては、２ｍｍ／ｍｉｎの速度で測定対象を一軸に引っ張り試験、一定荷重１２０Ｎ/３ｃｍとなった後、５分間維持した。図５では、測定対象のシート又はフィルムに掛かった荷重（Ｎ／３ｃｍ）を縦軸に示し、横軸には荷重に対応する変位量（ｍｍ）を示している。

比較例２に係るＥＴＦＥフィルムは、一定荷重積載後にクリープ現象が生じていることが読み取れる。

図５内の点Ｙは、比較例２に係るＥＴＦＥフィルムの引張降伏点である。比較例２に係るＥＴＦＥフィルムを施工する場合、引張降伏点Ｙ以上の荷重を掛けることはできないため、例えば、施工可能な荷重の範囲が線分Ｘで示している狭い範囲に限られてしまう。そうすると、膜構造物を建築するための費用が高くなるという問題がある。

比較例２で使用したフィルム単体はクリープ特性を有するため、建築基準法により引張降伏点以下の荷重でしか施工できないが、実施例１に係る複合シートは１３００Ｎ／３ｃｍ程度までの荷重を掛けて施工可能であるため、膜構造物等の建築に掛かる費用を抑えることができると共に、建築物のデザインの幅を広げることが可能である。

＜引裂強さ試験＞
実施例１及び比較例１のそれぞれに係る複合シートに対して、ＪＩＳＬ１０９６Ｃ法（トラペゾイド法）に準拠して引裂強さを測定した。試験速度は５０ｍｍ／ｍｉｎとした。得られた結果として、図６に、実施例１及び比較例１に係るシートの引裂強さを比較したグラフを示す。図６では、横軸に試験時のストローク（ｍｍ）を示し、縦軸に引裂強さ（Ｎ）を示している。

引裂強さを算出する際は、それぞれの例について、最大点５点平均を算出した。その結果、実施例１の引裂強さは４３７Ｎであった。また、比較例１の引裂強さは３４０Ｎであった。即ち、多軸組布として三軸組布を備える実施例１に係る複合シートの引裂強さは、平織りのガラスクロスを備える比較例１に係る複合シートと比較して引裂強さに優れていた。

以上の結果から明らかなように、実施例１に係る複合シートは、優れた引裂強さを有する上に、十分な可視光透過率を有していた。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
［１］多軸組布の芯材と、前記芯材の両面上に形成され、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体を含むフッ素樹脂含有層とを備える複合シートであって、
前記複合シートの厚み方向について、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率は３０％～７０％の範囲内にある複合シート。
［２］前記芯材の開口率は、５０％～６５％の範囲内にある［１］に記載の複合シート。
［３］前記フッ素樹脂含有層は、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体からなる［１］又は［２］に記載の複合シート。
［４］厚みが２００μｍ～１０００μｍの範囲内にある［１］～［３］の何れか１項に記載の複合シート。
［５］面内方向に対する引裂強さは３５０Ｎ～４５０Ｎの範囲内にある［１］～［４］の何れか１項に記載の複合シート。

１…複合シート、２…芯材、２ａ…経糸群、２ｂ…第１斜交糸群、２ｃ…第２斜交糸群、２ｄ…緯糸群、３…フッ素樹脂含有層、２０…開口部。

Claims

多軸組布の芯材と、前記芯材の両面上に形成され、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体を含むフッ素樹脂含有層とを備える複合シートであって、
前記複合シートの厚み方向について、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率は３０％～７０％の範囲内にあり、
面内方向に対する引裂強さは３５０Ｎ～４５０Ｎの範囲内にあり、
前記芯材は、繊維及び接着剤を含み、
前記繊維は、ガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維からなる群より選択される少なくとも１種であり、
前記接着剤は、アクリル酸エステルの重合体、酢酸ビニルの重合体、及び、アクリル酸エステル及び酢酸ビニルの共重合体からなる群より選択される少なくとも１種であり、
前記芯材の開口率は、５０％～６５％の範囲内にある複合シート。
前記フッ素樹脂含有層は、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体からなる請求項１に記載の複合シート。
厚みが２００μｍ～１０００μｍの範囲内にある請求項１又は２に記載の複合シート。
前記芯材は、ガラス繊維からなり、前記複合シートの厚み方向について、波長３６０ｎｍ～７４０ｎｍにおける可視光透過率は５０％～７０％の範囲内にある請求項１～３の何れか１項に記載の複合シート。