JP7552044B2

JP7552044B2 - 膜材

Info

Publication number: JP7552044B2
Application number: JP2020048951A
Authority: JP
Inventors: 俊貴木下; 良介高橋
Original assignee: Toppan Holdings Inc
Current assignee: Toppan Holdings Inc
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2024-09-18
Anticipated expiration: 2040-03-19
Also published as: JP2021146622A

Description

本発明は、光透過性を有する膜材に関する。

例えば、光透過性を有する天井材は、現在、主にガラス繊維織物を含む膜材が使用されており、軽量性及び不燃性も兼ね備えるようになっている（例えば、下記特許文献１等参照）。このような光透過性を有する膜材を使用した天井材（光膜天井材）においては、内側に位置する光源からの光を拡散透過させることにより、眩しさを緩和することができるようになっている。

特開２０１９－２１４１７７号公報

上述したような光膜天井材は、住宅の室内やオフィスの会議室や駅舎の待合室等のような光源との距離が比較的近い小空間と、体育館や商業施設等のような光源との距離が比較的遠い大空間とにおいて、要求される光透過率がそれぞれ異なっている。このように要求される光透過率の異なる光膜天井材は、製造するにあたって、密度や厚さの異なるガラス繊維織物をそれぞれ利用する必要があるため、手間やコストがかかってしまうという問題があった。

このような問題は、上述したような光膜天井材に利用される膜材に限らず、例えば、建具や腰壁等の壁面や、三面鏡等の照明家具や、足元照明や案内灯等のような内部に照明器具を収納する間接照明等に利用される膜材であっても、同様にして生じ得ることである。

このようなことから、本発明は、要求される光透過率のものを簡単に得ることができる膜材を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための、本発明に係る膜材は、光透過性を有する膜材であって、光透過性を有する基材と、前記基材の一方面に布設されて三軸織物を有する表面材と、を備え、前記表面材は、空隙部の面積割合が５％以上５０％以下であり、前記基材は、ガラスクロス又はガラス不織布を含んでいることを特徴とする。

本発明に係る膜材によれば、表面材の空隙部の面積割合によって光透過率を設定できることから、基材の光透過率が同じであっても、異なる光透過率の表面材を適用することにより、光透過率を変更することができるので、要求される光透過率のものを簡単に得ることができる。

本発明に係る膜材の主な実施形態の概略構成を表す断面図である。図１の膜材の表面材の概略構成を表す平面図である。

本発明に係る膜材の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は図面に基づいて説明する実施形態のみに限定されるものではない。

〈主な実施形態〉
本発明に係る膜材の主な実施形態を図１，２に基づいて説明する。

図１に示すように、光透過性を有する基材１１の一方面（図１中、上面）上には、三軸織物を有する表面材１２が布設されている。基材１１と表面材１２との間には、接着層１３が介在している。

基材１１は、ガラス繊維のガラスクロス又はガラス不織布を含み、質量が５００ｇ／ｍ^２以下であると、軽量化を図ることができるので好ましい。ガラスクロスの場合、開口率が０．５％以上１．０％以下で厚さが１００μｍ以上１ｍｍ以下となるように、ガラス繊維の経糸及び緯糸により織られていると好ましい。他方、ガラス不織布の場合、厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下であると好ましい。

さらに、基材１１は、不燃規格を満たしている。具体的には、例えば、ＩＳＯ５６６０－１に準拠し、建築基準法第２条第９号及び建築基準法施工令第１０８条の２に基づく防耐火試験方法と性能評価規格に従うコーンカロリーメーター試験機による発熱性試験において、（１）加熱開始後２０分間の総発熱量（ＭＪ／ｍ^２）が４ＭＪ／ｍ^２以下であり、（２）加熱開始後２０分間の最大発熱速度が１０秒以上継続して２００ｋＷ／ｍ^２を超えず、（３）加熱開始後２０分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴がない、という条件を満たす不燃性を有していると好ましい。

表面材１２は、図１，２に示すように、一方面と他方面との間を貫通する空隙部１２ｂを有するようにガラス繊維の糸条１２ａを三軸方向で織った三軸織物を含み、空隙部１２ｂの面積割合が５％以上５０％以下の範囲に調整されている。

三軸織物は、厚さが１００μｍ以上１ｍｍ以下であり、質量が５００ｇ／ｍ^２以下であると、軽量化を図ることができるので好ましい。表面材１２は、織物の糸条１２ａのガラス繊維間に樹脂が含浸して硬化しており、剛性が高くなっている。含浸樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂，紫外線硬化性樹脂等を挙げることができる。

上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂，ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂，ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）樹脂，ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂，液晶ポリエステル樹脂等のポリエステル樹脂や、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂，ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂，ポリブチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、スチレン系樹脂や、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）樹脂，ポリアミド（ＰＡ）樹脂，ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂，ポリメチレンメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂，ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂，ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂，ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂，変性ＰＰＥ樹脂，熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）樹脂，ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂，ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂，ポリスルホン（ＰＳＵ）樹脂，変性ＰＳＵ樹脂，ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂，ポリケトン（ＰＫ）樹脂，ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂，ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂，ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）樹脂，ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂，ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）樹脂，熱可塑性フェノール系樹脂，フェノキシ樹脂，ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のフッ素系樹脂、更に、ポリスチレン系樹脂，ポリオレフィン系樹脂，ポリウレタン系樹脂，ポリエステル系樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリブタジエン系樹脂，ポリイソプレン系樹脂，フッ素系樹脂等の熱可塑エラストマーや、これらの共重合体，変性体，２種類以上ブレンドした樹脂等が挙げられる。

上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂（ＰＦ），エポキシ樹脂（ＥＰ），メラミン樹脂（ＭＦ），ユリア樹脂（ＵＦ），不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ），アルキド樹脂，ポリウレタン（ＰＵＲ），熱硬化性ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。

上記紫外線硬化性樹脂としては、例えば、アクリル系，エポキシ系等が挙げられる。

接着層１３は、基材１１と表面材１２とを接合するものであり、例えば、固形分１００％のホットメルト接着剤，固形分１００％の湿気硬化型（例えばポリウレタン（ＰＵＲ）系樹脂）接着剤，高粘度のゴム系接着剤，高粘度のウレタン樹脂系接着剤を挙げることができる。ホットメルト接着剤としては、例えば、エチレン－酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ樹脂），ポリアミド系樹脂等が挙げられる。

接着層１３に上述した接着剤を適用すると、基材１１や表面材１２の細孔内や、表面材１２の空隙部１２ｂ内に入り込んでしまうことを抑制して、基材１１と表面材１２との接着強度の低下を抑制できるので、非常に好ましい。なお、高粘度のゴム系接着剤や高粘度のウレタン樹脂系接着剤としては、例えば、粘度４０Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは５０Ｐａ・ｓ以上のものを適用すると好ましい。

このような本実施形態に係る膜材１０の製造方法を次に説明する。
まず、上述した樹脂（例えば熱硬化性樹脂）を水等の溶媒に溶解又は分散させて含浸液を作成し、表面材１２を含浸液中に浸漬して、表面材１２の織物の糸条１２ａのガラス繊維間に樹脂を含浸させる。

なお、樹脂の含浸方法としては、例えば、容器内の含浸液中に枚葉状の表面材１２をそのまま浸漬する方法や、含浸液を付着させた対をなすロール間にウエブ状の表面材を走行させて含浸液を表面材に含浸させた後、ウエブを裁断する方法等が挙げられる。

次に、基材１１の一方面上に、網目状（又はシート状）に形成した接着層（例えばホットメルト接着剤）１３を積層した後、樹脂を含浸させた表面材１２を積層する。続いて、これを加熱（例えば１００℃前後×３０秒前後）して樹脂を硬化させると共に接着剤を溶融させる。これにより、表面材１２が硬化すると共に、基材１１と表面材１２とが接着層１３により接合し、膜材１０を得ることができる。

このような本実施形態に係る膜材１０においては、ガラス繊維の糸条１２ａを三軸方向で織った空隙部１２ｂを有する三軸織物を含む表面材１２を、ガラス繊維を含むガラスクロス又はガラス不織布を含む基材１１上に布設するようにしていることから、光透過率を表面材１２の空隙部１２ｂの面積割合によって設定することができる。

すなわち、基材１１の光透過率をＰｂとし、表面材１２の光透過率をＰｓとし、接着層１３の光透過率をＰｇすると、膜材１０の光透過率Ｐｆは、下記式（１）で表すことができる。

Ｐｆ＝Ｐｂ×Ｐｓ×Ｐｇ（１）

ここで、接着層１３の光透過率Ｐｇは、事実上、無視することができるので、上記式（１）は、実質的に第１項及び第２項だけとなる。

このため、膜材１０の光透過率Ｐｆは、基材１１の光透過率Ｐｂが同じであっても、異なる光透過率Ｐｓの表面材１２を適用することにより、必要に応じた値に設定することができる。

具体的には、例えば、ガラス繊維の糸条１２ａの幅Ｗを４ｍｍ、織角度θを６０°としたとき、表面材１２の空隙部１２ｂの面積割合を約３０％とすることができる。このとき、糸条１２ａの幅Ｗを小さくする、又は、織角度θを大きくすると、表面材１２の空隙部１２ｂの面積割合を大きくすることができる。他方、糸条１２ａの幅Ｗを大きくする、又は、織角度θを小さくすると、表面材１２の空隙部１２ｂの面積割合を小さくすることができる。

このようにして空隙部１２ｂの面積割合を５％以上５０％以下の範囲となるように調整した、すなわち、光透過率Ｐｓを調整した表面材１２を、光透過率Ｐｂの基材１１に布設することにより、必要に応じた光透過率Ｐｆの膜材１０とすることが簡単にできる。

具体的には、例えば、商業施設や体育館等のように光源との距離が比較的遠い大空間の光膜天井材に利用する場合、光透過率Ｐｆが５０％以上９０％以下の膜材１０とし、住宅の室内やオフィスの会議室や駅舎の待合室等のような光源との距離が比較的近い小空間の光膜天井材に利用する場合、光透過率Ｐｆが３０％以上７０％以下の膜材１０とし、足元照明や案内灯等の間接照明のような光量を比較的必要としない用途に利用する場合、光透過率Ｐｆが１０％以上５０％以下の膜材１０とするように、光透過率Ｐｓを調整、すなわち、空隙部１２ｂの面積割合を調整した表面材１２を光透過率Ｐｂの基材１１に布設するのである。

つまり、空隙部１２ｂの面積割合を５％以上５０％以下の範囲内で複数取り揃えて表面材１２をシリーズ化する、言い換えれば、表面材１２の光透過率Ｐｓをシリーズとして複数取り揃えて、単一の光透過率Ｐｂの基材１１と組み合わせることにより、目的とする光透過率Ｐｆの膜材１０を得られるようにした組み合わせシリーズとなっているのである。

したがって、本実施形態に係る膜材１０によれば、要求される光透過率Ｐｆのものを簡単に得ることができる。

また、基材１１の光透過率Ｐｂをできるだけ高くしておく必要があることから、基材１１の密度や厚さが比較的小さくなって、基材１１の剛性が低くなってしまうものの、表面材１２の織物の糸条１２ａのガラス繊維間に樹脂を含浸させて硬化させることにより、表面材１２の剛性を高くしているので、表面材１２を芯材とすることができ、十分な剛性を有することができる。

なお、表面材が二軸（縦糸，横糸）織物からなると、方向性が縦方向及び横方向であることから、樹脂を含浸させて硬化させたとき、縦方向又は横方向に撓み易くなってしまう。これに対し、本実施形態に係る膜材１０は、表面材１２が三軸（軸糸，右上がりバイアス糸，左上がりバイアス糸）織物からなるので、方向性が斜め方向となることから、樹脂を含浸させて硬化させたとき、剛性を保つことができる。

〈他の実施形態〉
前述した実施形態においては、光膜天井材に適用した場合を中心にして説明したが、本発明はこれに限らない。他の実施形態として、例えば、建具や腰壁等の壁面や、三面鏡等の照明家具や、足元照明や案内灯等のような内部に照明器具を収納する間接照明等に利用される膜材等のように、光透過性を有する膜材として利用する場合であれば、前述した実施形態の場合と同様に適用可能である。

本発明に係る膜材は、要求される光透過率のものを簡単に得ることができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。

１０膜材
１１基材
１２表面材
１２ａ糸条
１２ｂ空隙部
１３接着層

Claims

光透過性を有する膜材であって、
光透過性を有する基材と、
前記基材の一方面に布設されて三軸織物を有する表面材と、
を備え、
前記表面材は、空隙部の面積割合が５％以上５０％以下であり、
前記基材は、ガラスクロス又はガラス不織布を含んでいる
ことを特徴とする膜材。
前記三軸織物の繊維は、樹脂によって硬化している
ことを特徴とする請求項１に記載の膜材。
前記三軸織物は、ガラス繊維を含んでいる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の膜材。
前記基材と前記表面材との間に接着層が介在している
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の膜材。
前記接着層は、固形分１００％のホットメルト接着剤，固形分１００％の湿気硬化型接着剤，高粘度のゴム系接着剤，高粘度のウレタン樹脂系接着剤のうちの少なくとも一種を含んでいる
ことを特徴とする請求項４に記載の膜材。