(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023153311
(43)【公開日】2023-10-17
(54)【発明の名称】建材およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
B29C 44/24 20060101AFI20231005BHJP
B29C 44/00 20060101ALI20231005BHJP
B29C 48/21 20190101ALI20231005BHJP
B29C 48/305 20190101ALI20231005BHJP
B29C 48/07 20190101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
B29C44/24
B29C44/00 E
B29C48/21
B29C48/305
B29C48/07
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023135318
(22)【出願日】2023-08-23
(62)【分割の表示】P 2019064516の分割
【原出願日】2019-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】504163612
【氏名又は名称】株式会社ＬＩＸＩＬ
(74)【代理人】
【識別番号】100106002
【弁理士】
【氏名又は名称】正林 真之
(74)【代理人】
【識別番号】100165157
【弁理士】
【氏名又は名称】芝 哲央
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100160794
【弁理士】
【氏名又は名称】星野 寛明
(72)【発明者】
【氏名】金森 博之
(72)【発明者】
【氏名】樹神 真
(57)【要約】
【課題】人体接触時の温熱感を低減できるとともに高い硬度と耐摩耗性を有する建材およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】基材層と、前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、前記三層を共押出成形して製造する、建材およびその製造方法を提供する。また、前記表面層にはその表面にエンボス加工が施されていてもよい。
【選択図】図１
【解決手段】基材層と、前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、前記三層を共押出成形して製造する、建材およびその製造方法を提供する。また、前記表面層にはその表面にエンボス加工が施されていてもよい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材層と、
前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、
前記三層を三層共押出成形して製造し、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材の製造方法。
前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、
前記三層を三層共押出成形して製造し、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材の製造方法。
【請求項2】
基材層と、
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、
前記基材層と、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、の二層を共押出成形すると同時に、金型中に設けられた整流板によって前記混合層を前記多孔質層と前記表面層に分離することで前記建材を三層構造として製造し、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材の製造方法。
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、
前記基材層と、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、の二層を共押出成形すると同時に、金型中に設けられた整流板によって前記混合層を前記多孔質層と前記表面層に分離することで前記建材を三層構造として製造し、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材の製造方法。
【請求項3】
基材層と、
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、
前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、前記基材層と、の二層を下からこの順に積層するように共押出成形して製造し、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材の製造方法。
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、
前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、前記基材層と、の二層を下からこの順に積層するように共押出成形して製造し、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材の製造方法。
【請求項4】
基材層と、
前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層（ただし、スキン層を除く。）と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、
前記三層は三層共押出成形されて製造され、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材。
前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層（ただし、スキン層を除く。）と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、
前記三層は三層共押出成形されて製造され、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材。
【請求項5】
基材層と、
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、
前記基材層と、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、の二層が共押出成形されると同時に、金型中に設けた整流板によって前記混合層が前記多孔質層と前記表面層に分離されることで三層構造とされて製造され、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材。
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、
前記基材層と、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、の二層が共押出成形されると同時に、金型中に設けた整流板によって前記混合層が前記多孔質層と前記表面層に分離されることで三層構造とされて製造され、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材。
【請求項6】
基材層と、
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層（ただし、スキン層を除く。）と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、
前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、前記基材層と、の二層が下からこの順に積層されるように共押出成形されて製造され、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材。
前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、
前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層（ただし、スキン層を除く。）と、からなり、
前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、
前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、前記基材層と、の二層が下からこの順に積層されるように共押出成形されて製造され、
前記多孔質層の熱浸透率は、２８８Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であり、
前記多孔質層の発泡倍率は、１．３～２．２倍である、建材。
【請求項7】
前記表面層には、表面にエンボス加工が施される、請求項４～６に記載の建材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、建材およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
居住空間等を構成する建材は、夏場の日照を長時間受けると表面が高温となり、あるいは冬場に冷たい空気にさらされることで低温になる。このような場合には建材に手足等肌で触れた際に熱くて直接肌で触れていられないために何らかの衣類等を身に着けて触れる必要がある等、不便性を感じるという問題があった。
【0003】
特許文献１には、基材の表層に多孔質構造の断熱層を設けることで、接触温熱感を改善した建材が開示されている。しかしながらこのような建材においては、多孔質構造中の空隙比率を高くするほど断熱性能が向上する代わりに建材としての硬度が低下するという問題があるが、建材として有用な断熱性能と硬度の両方を満たす空隙比率の範囲は明確にされていない。
【0004】
特許文献２には、化学発泡剤を用いて多孔質構造を構成する技術が開示されている。特許文献２では、化学発泡剤の発泡倍率を特定することで、好ましい熱伝導率と硬度を両立させる材料および空隙比率を実現している。さらに特許文献２には、多孔質構造の層のさらに表層に、多孔質層よりも密度の高いスキン層を有する構造が開示されている。このスキン層によって硬度が高くなり、さらに摩耗に強い性質となることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００９－１３３０７４号公報
【特許文献2】特開２０１４－１２９５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、人体接触時の温熱感を低減できるとともに高い硬度と耐摩耗性を有する建材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）本発明は、基材層（例えば、後述の基材層２）と、前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層（例えば、後述の多孔質層３）と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層（例えば、後述の表面層４）と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材（例えば、後述の建材１）の製造方法であって、前記三層を共押出成形して製造する、建材の製造方法を提供する。
【0008】
（２）また本発明は、基材層と、前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、前記基材層と、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層（例えば、後述の混合層３４）と、の二層を共押出成形すると同時に、金型（例えば、後述の金型６）中に設けられた整流板（例えば、後述の整流板５）によって前記混合層を前記多孔質層と前記表面層に分離することで前記建材を三層構造として製造する、建材の製造方法を提供する。
【0009】
（３）また本発明は、基材層と、前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材の製造方法であって、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、前記基材層と、の二層を下からこの順に積層するように共押出成形して製造する、建材の製造方法を提供する。
【0010】
（４）また本発明は、基材層と、前記基材層の表面に形成され、空孔と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、前記三層は共押出成形されて製造される、建材を提供する。
【0011】
（５）また本発明は、基材層と、前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、前記基材層と、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、の二層が共押出成形されると同時に、金型中に設けた整流板によって前記混合層が前記多孔質層と前記表面層に分離されることで三層構造とされて製造される、建材を提供する。
【0012】
（６）また本発明は、基材層と、前記基材層の表面に形成され、中空充填剤と樹脂を有して構成される多孔質層と、前記多孔質層の表面に形成され、少なくとも樹脂を有し、前記多孔質層よりも樹脂リッチに構成される表面層と、からなり、前記多孔質層が、前記基材層と、前記表面層と、の間に介在してなる三層構造を有する建材であって、前記中空充填剤と前記樹脂との混合層と、前記基材層と、の二層が下からこの順に積層されるように共押出成形されて製造される、建材を提供する。
【0013】
（７）（１）～（６）に記載の発明において、前記表面層には、接触温熱感や防滑性の観点から表面にエンボス加工が施されることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、人体接触時の温熱感を低減できるとともに高い硬度と耐摩耗性を有する建材およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係る建材を表す斜視図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係る建材の断面の層構成を表す図である。
【図3】本発明の第２の製造方法に係る建材の押出成形過程を表す図である。
【図4】本発明の第３の製造方法に係る建材の製造過程を表す図である。
【図5】本発明の第２実施形態に係る建材の断面の層構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。
【0017】
（第１実施形態）
図１および２は、本発明の第１実施形態に係る建材１の構成を表す図である。
本実施形態の建材１は、角筒状の中空部を有する基材層２と、基材層２の表面に形成され、空孔と樹脂を有する多孔質層３と、少なくとも樹脂を有し、多孔質層３の表面に形成されて多孔質層３よりも樹脂リッチに構成される表面層４と、の三層から構成される。また建材１は、多孔質層３が、基材層２と、表面層４と、の間に介在してなる三層構造を有する。
図１および２は、本発明の第１実施形態に係る建材１の構成を表す図である。
本実施形態の建材１は、角筒状の中空部を有する基材層２と、基材層２の表面に形成され、空孔と樹脂を有する多孔質層３と、少なくとも樹脂を有し、多孔質層３の表面に形成されて多孔質層３よりも樹脂リッチに構成される表面層４と、の三層から構成される。また建材１は、多孔質層３が、基材層２と、表面層４と、の間に介在してなる三層構造を有する。
【0018】
基材層２は建材１に必要な曲げ強度を担保するための層である。多孔質層３は建材１に断熱性能を付与し、人体接触時の温熱感を低減する。表面層４は建材１に高い表面硬度および耐摩耗性を付与する。なお、基材層２の形状は角筒状の中空部を有する形状に限定されるわけではなく、建材１を使用する箇所や必要な強度に応じて成形すればよい。
【0019】
基材層２を構成する材料としては特に限定されるものではなく、例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳＡ樹脂等を用いることができ、建材１が用途に応じて適切な曲げ強度を有するように選択することが好ましい。基材層２は化学発泡剤や中空充填剤を含むことで、軽量化およびコスト削減を行うこともできる。
【0020】
多孔質層３は、多孔質構造を有する層として構成される。多孔質層３を構成する材料としては、例えばポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳＡ（アクリロニトリル・スチレン・アクリルゴム）樹脂等を用いることができるが、特にポリスチレンを用いることが好ましい。ポリスチレンは熱伝導率や比熱が小さいため、接触温熱感の低減に特に優れる（後述）。
【0021】
多孔質層３の空孔は、化学発泡剤を用いて形成されてもよいし、中空の充填剤を層中に含有することによって形成されてもよい。化学発泡剤としては特に限定されず、従来の発泡樹脂成形に用いられるものを使用することができる。例えば、重炭酸ナトリウムや炭酸アンモニウム等の無機発泡剤や、ニトロソ化合物やアジド化合物等の有機発泡剤を用いてもよい。中空の充填剤も同様に特に限定されるものではなく、例えばセラミックスバルーンやシリカバルーン等を用いることができる。
【0022】
多孔質層３は、厚さが１ｍｍ以上、熱浸透率が２８６Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下となるように構成される。これにより、例えば建材が夏場の日照により７０℃近い高温となっていても、皮膚温度は４３℃以上にならないため、熱さで痛み等を感じることなく建材に接触することができる。なお、後述の接触温熱感試験によれば、人体の皮膚は温度が４３℃以上になると痛みを感じる。
【0023】
ここで、熱浸透率は（熱伝導率×密度×比熱）１／２で表される物性値であり、熱浸透率が大きいほど接触した際に伝熱が早く進行する。すなわち、金属のような物質は熱浸透率が大きく、接触した際に熱さや冷たさを瞬時に感じるが、熱浸透率が小さい物質では接触してから熱さや冷たさが伝わるまでに時間がかかる。
【0024】
したがって、多孔質層３の発泡倍率を大きくして密度を低下させることや、ポリスチレンのように熱伝導率および比熱が小さいものを用いることで、熱浸透率を低下させて、建材１への接触時の温熱感を低減することができる。
【0025】
また多孔質層３の発泡倍率は、１．３～２．２倍であることが好ましい。発泡倍率が大きく１．３倍以上であれば熱浸透率が小さくなり接触温熱感を低減することができる。また２．２倍を超えると多孔質層３が脆くなり建材として十分な表面硬度が得られない恐れがある。なお、本発明における成形体の発泡倍率は、体積充填率の逆数に等しい。したがって、多孔質層３が中空充填剤を層中に含有することによって形成される場合には、発泡倍率［倍］＝１／（体積充填率［倍］）の対応関係から、相当する発泡倍率を算出することができる。
【0026】
表面層４は、少なくとも樹脂を有して構成され、多孔質層３よりも樹脂リッチに形成される。表面層４を構成する材料としては、後述する本発明の第１の製造方法では、基材層２や多孔質層３と同一の材料を用いることも、異なる材料を用いることもできる。後者の場合、例えば、多孔質層３をポリスチレンで、表面層４をＡＳＡで構成してもよい。これにより、ポリスチレンの接触温熱感の優れた低減効果とＡＳＡ樹脂の表面の耐溶剤性を両立できる。なお、ポリスチレンとＡＳＡは良好な接着性を示すため、剥離しにくく耐溶剤性が長期にわたって発揮される。さらに、表面層４に耐摩耗性に優れた樹脂を使用すれば、建材１の耐摩耗性をさらに改善することができる。
【0027】
また、後述する本発明の第２の製造方法および第３の製造方法では、多孔質層３と表面層４には同一の材料を主成分として使用する。なお、多孔質層３および表面層４にポリスチレンを用いる際は、さらにブタジエン系ゴム、アクリル系ゴム、シリコーン・アクリル複合ゴム等のゴム系充填剤を添加することが好ましい。ポリスチレンは耐溶剤性が低く、溶剤の付着により表面にクラックが発生および進展しやすいところ、ゴム系充填剤を併用することでクラックの進展を防止することができる。
【0028】
高密度の表面層４が多孔質層３上に形成されると建材１表面の熱浸透率が大きくなり、接触温熱感の低減効果が小さくなるため、表面層４は多孔質層３の接触温熱感の低減効果を損ねない程度に薄く形成されることが好ましい。例えば１ｍｍの厚みを有する多孔質層３の表層に０．２５ｍｍの厚みの表面層４が形成されていればよい。
【0029】
表面層４が最表層に存在することで、建材の表面研磨時にも多孔質層３中の空孔３１が表面に露出することがなく、露出した空孔３１への汚れの蓄積や衣服の引っかかりを防止することができる。
【0030】
基材層２、多孔質層３、表面層４のいずれにおいても上記の物質以外に添加剤が含まれていてもよく、例えば木粉や無機充填剤を配合して構成されることができる。
【0031】
＜第１の製造方法＞
次に、本実施形態の建材１の第１の製造方法について説明する。本実施形態の建材１は、共押出成形することによって製造される。
次に、本実施形態の建材１の第１の製造方法について説明する。本実施形態の建材１は、共押出成形することによって製造される。
【0032】
共押出成形では、基材層２、多孔質層３および表面層４の各層を構成する熱可塑性材料を３つの押出機あるいは共押出機中でそれぞれ溶融混錬したのち、各層の成形体が押し出される。３つの混錬体は押出工程途中で合流し、積層状態となって押出される。これを冷却して、三層構造の成形体を得ることができる。なお、多孔質層３は溶融混錬時に化学発泡剤を投入あるいは化学発泡剤は原料（樹脂、木粉等）混合時に予め添加することで発泡押出成形され、多孔質構造の成形体層が得られる。あるいは中空充填剤を層中に含むことで、多孔質層３が空孔を有することができる。
【0033】
押出成形した建材１の表面は研磨されることが好ましく、意匠性が向上するほか、例えば床材や壁材に使用する場合には肌で触れた際の触れ心地や衣服の引っかかりが改善するため効果的である。また、表面層４の表面に凹凸構造４２を備えていてもよい。これにより、意匠性が向上するほか、加工の形態により人体接触時に接点を少なくすることができ、さらに接触温熱感が低減される上、防滑性も向上させることができる。
【0034】
第１の製造方法により製造される建材１は、三層共押出成形によって高効率に生産されるとともに、各層の厚さを共押出用の金型６の設計によって制御できるため、表面層の厚さを高精度に制御することが容易となる。これにより、接触温熱感の低減効果と十分な表面硬度をより確実に両立できる。
【0035】
＜第２の製造方法＞
本発明の第２の製造方法は、多孔質層３が中空充填剤を有して構成され、表面層４が樹脂を有して構成される場合に適用できる。
本発明の第２の製造方法は、多孔質層３が中空充填剤を有して構成され、表面層４が樹脂を有して構成される場合に適用できる。
【0036】
図３は、本発明の第２の製造方法に係る建材の押出成形過程を模式的に表す図である。
基材層２と、中空充填剤および樹脂の混合層３４の各層を構成する熱可塑性材料を２つの押出機あるいは共押出機中でそれぞれ溶融混錬したのち、各層の成形体が押出方向７に沿って押し出される。２つの混練体は押出工程途中で合流し、積層状態となって押出される。
基材層２と、中空充填剤および樹脂の混合層３４の各層を構成する熱可塑性材料を２つの押出機あるいは共押出機中でそれぞれ溶融混錬したのち、各層の成形体が押出方向７に沿って押し出される。２つの混練体は押出工程途中で合流し、積層状態となって押出される。
【0037】
このとき、共押出用の金型６中で混合層３４の混錬体の流路には、図３に示すような整流板５が設けられている。整流板５は中空充填剤の粒径と同程度の幅のスリット（不図示）を複数有する板状の部品であり、中空充填剤はスリットを通過できずに整流板によって基材層２側に押しやられる。一方で樹脂のみがスリットを通過することによって、混合層３４は、中空充填剤を含む多孔質層３と、多孔質層３よりも高密度の表面層４に分離される。これを冷却して、三層構造の成形体を得ることができる。
【0038】
なお、図３では模式的に全ての中空充填剤が多孔質層３に含まれているが、表面層４が多孔質層３よりも高密度となる範囲であれば、中空充填剤の一部が整流板のスリットを通過でき、表面層４に含まれていてもよい。スリット幅を中空充填剤が完全に通過できないように設計すると、金型６中で詰まりが発生する恐れがあるためである。
【0039】
第２の製造方法により製造される建材１は、二層共押出成形によって高効率に生産されるとともに、各層の厚さを共押出用の金型６および整流板５の長さの設計によって表面層の厚さを高精度に制御することが容易となる。これにより、接触温熱感の低減効果と十分な表面硬度をより確実に両立できる。
【0040】
＜第３の製造方法＞
本発明の第３の製造方法は、多孔質層３が中空充填剤を有して構成され、表面層４が樹脂を有して構成される場合に適用できる。
本発明の第３の製造方法は、多孔質層３が中空充填剤を有して構成され、表面層４が樹脂を有して構成される場合に適用できる。
【0041】
図４は、本発明の第３の製造方法に係る建材の製造過程を模式的に表す図である。
基材層２と、中空充填剤および樹脂の混合層３４の各層を構成する熱可塑性樹脂材料を２つの押出機あるいは共押出機中でそれぞれ溶融混錬したのち、各層の成形体が押し出される。２つの混錬体は押出工程途中で合流し、積層状態となって押出される。このとき、下から混合層３４の混錬体、基材層２の混錬体、の順に積層する。
基材層２と、中空充填剤および樹脂の混合層３４の各層を構成する熱可塑性樹脂材料を２つの押出機あるいは共押出機中でそれぞれ溶融混錬したのち、各層の成形体が押し出される。２つの混錬体は押出工程途中で合流し、積層状態となって押出される。このとき、下から混合層３４の混錬体、基材層２の混錬体、の順に積層する。
【0042】
図４（ａ）は、押出直後の混錬体の積層体を表す図である。この時点で各混錬体は固まっていない。この状態では、混合層３４の混錬体中で、密度の小さい中空充填剤は浮力を受けて上方の基材層側に移動する。これにより混合層３４の混錬体は図４（ｂ）に示すように、多孔質層３と表面層４に分離する。これを冷却して上下に反転することで、三層構造の成形体を得ることができる。
【0043】
第３の製造方法により製造される建材１は、二層共押出成形によって高効率に生産されるとともに、各層の厚さを共押出用の金型６の設計と中空充填剤の配合量によって制御できるため、表面層の厚さを高精度に制御することが容易となる。これにより、接触温熱感の低減効果と十分な表面硬度をより確実に両立できる。
【0044】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る建材の断面の層構成を表す図である。
本発明の第２実施形態では、第１実施形態に係る建材１において、表面層４にエンボス加工４１が施されている。これにより、意匠性が向上するほか、加工の形態により人体接触時に接点を少なくすることができ、さらに接触温熱感が低減される上、防滑性も向上させることができる。また表面研磨時と同様に、表面層４が存在することで多孔質層３中の空孔３１が表面に露出することがなく、露出した空孔３１への汚れの蓄積や衣服の引っかかりを防止することができる。
図５は、本発明の第２実施形態に係る建材の断面の層構成を表す図である。
本発明の第２実施形態では、第１実施形態に係る建材１において、表面層４にエンボス加工４１が施されている。これにより、意匠性が向上するほか、加工の形態により人体接触時に接点を少なくすることができ、さらに接触温熱感が低減される上、防滑性も向上させることができる。また表面研磨時と同様に、表面層４が存在することで多孔質層３中の空孔３１が表面に露出することがなく、露出した空孔３１への汚れの蓄積や衣服の引っかかりを防止することができる。
【0045】
また、建材１の表面に加飾シートを貼り付けることで、表面に意匠性を付与することができる。表面層４が存在することで多孔質層３中の空孔３１が表面に露出することがなく、加飾シートの建材１への接着強度が確保できる。なお表面に加飾シートを貼り付ける際には、シートの材質・物性等が建材１の熱浸透率に与える影響について留意する。
【0046】
本実施形態の建材１は、例えばウッドデッキに用いられることが好ましい。日照を長時間受けて高温になりやすく、またデッキ上を歩行して接触する機会が多いため、接触温熱感の低減によって歩行を妨げないようにすることで、ウッドデッキの利便性が大きく向上する。
【0047】
以上、本発明の各実施形態に係る建材１の構成について説明した。以下に、実施例および比較例を用いて、本発明の建材についてより詳細に説明する。
【実施例0048】
第１の製造方法によって、実施例１～７および比較例１～５に係る建材の試験体を作製した。また、第２の製造方法によって、実施例８～１０、１２および比較例６～８に係る建材の試験体を作製した。さらに第３の製造方法によって、実施例１１に係る建材の試験体を作製した。作製した試験体について、接触温熱感試験、摩耗試験、ストッキングによる引っかかり試験および耐溶剤性試験を行い、さらに発泡倍率、表面硬度および熱浸透率の測定を行った。実施例１～６および比較例１～６の組成と評価試験結果は、後述の表１に、実施例７～９および比較例７～１１の組成と評価試験結果は、後述の表２に示す。
【0049】
接触温熱感試験は、官能評価と接触後の肌の表面温度測定によって行った。まず予め７０℃の恒温機にて２４時間以上放置した試験体に、右手の手のひらを１０秒間試験体に接触させた。手のひらを試験体から離した後にサーモグラフィーに手のひらを向けて測温し、手のひらの最高温度を計測値として用いた。
その後、サーモグラフィーによる手のひら温度を測定した治験者から下記凡例に基づいてアンケートをとり官能試験結果とした。判定基準１～３の試験体は熱刺激を感じているため不合格品とした。
（凡例）
１ 熱くて３秒以上触れない
２ 熱くて１０秒以上触れない
３ １０秒以上触れられるが、熱刺激（痛み）がある
４ 熱刺激は感じないが、やや熱い
５ 暖かい
６ 少し暖かい
その後、サーモグラフィーによる手のひら温度を測定した治験者から下記凡例に基づいてアンケートをとり官能試験結果とした。判定基準１～３の試験体は熱刺激を感じているため不合格品とした。
（凡例）
１ 熱くて３秒以上触れない
２ 熱くて１０秒以上触れない
３ １０秒以上触れられるが、熱刺激（痛み）がある
４ 熱刺激は感じないが、やや熱い
５ 暖かい
６ 少し暖かい
【0050】
摩耗試験は、ＪＩＳ Ｋ ７２０４に準拠して実施した。摩耗円盤を試験体に接触させた状態で１０００回転後、加飾した表面層の状態を目視で観察し、加飾によって付与された建材表面の模様が摩耗後も残っているかどうかによって評価した。試験は、円盤の回転速度：６０ｒｐｍ、円盤の種類：Ｈ２２、荷重：４．９Ｎ×２箇所の条件で実施した（Ａ：模様残存あり Ｂ：模様残存なし）。
【0051】
ストッキングによる引っかかり試験は、試験体を床置きした状態とした後、素足にストッキングを着用した状態で１分間歩行し、ストッキングの破れの有無を確認することで実施した（Ａ：破れなし Ｂ：破れあり）。
【0052】
耐溶剤性試験は、試験体に石油ベンジンを付着させて１時間放置したのち水洗いにより除去し、水洗い直後と２４時間後の状態を目視で外観観察することで行った（Ａ：劣化なし Ｂ：軽微な劣化あり）。
【0053】
表面硬度は、ロックウェル硬度試験機（仲井精機製作所製）によって試験体表面のロックウェル硬度を測定し、ロックウェル硬度が１００以上を示すものを合格品とした。圧子は球Φ１２．７ｍｍ（Ｒスケール、硬さ記号：ＨＲＲ）を用いた。なお分銅は３．３ｋｇのものを使用した。
【0054】
発泡層の熱浸透率は（熱伝導率×密度×比熱）１／２の式により算出される。熱伝導率、比熱、密度は成形した試験体から発泡層を切り出して、それぞれ次の方法により測定した。
【0055】
熱伝導率λは、発泡体をΦ５０ｍｍ、厚み約１ｍｍで切り出し、定常法により算出した。すなわち、測定熱流（ｑ）を試料に流した状態で定常状態になるまで放置し、その際の試料両端面の温度差（ΔΘ）を測定した。その後、ｑ、ΔΘおよび試料厚さ（Δｘ）をフーリエの法則に適用してλ＝（ｑ／ΔΘ）×Δｘの式によって算出した。
【0056】
密度ρは、上で切り出した発泡体の重量Ｗを測定し、さらに発泡体の５点平均厚みを測定して上記Φから体積Ｖを求め、ρ＝Ｗ／Ｖの式によって算出した。
【0057】
比熱は、示差走査熱量計（ＤＳＣ、ＮＥＴＺＳＣＨ製 ＤＳＣ３５００ Ｓｉｒｉｕｓ）によりアルゴンガス雰囲気下で測定を行った。
【0058】
また、多孔質層の発泡倍率は次式より算出した。
発泡倍率＝（発泡状態での多孔質層の密度）／（非発泡状態での多孔質層の密度）
発泡倍率＝（発泡状態での多孔質層の密度）／（非発泡状態での多孔質層の密度）
【0059】
【表1】
【0060】
【表2】
【0061】
＜第１の製造方法に係る実施例および比較例＞
実施例１～５に係る建材の試験体は、多孔質層が主としてＰＳ（ポリスチレン）で構成され、発泡倍率が１．３～２．２倍である。これらの建材の多孔質層は熱浸透率が２８６Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であった。また、その表面にＰＳ（ポリスチレン）からなる表面層が存在していた。これらの建材は、接触温熱感試験における１０秒間接触後の皮膚温度が４３℃未満であり、官能試験によっても痛みを感じずに触れることができた。また、建材表面のロックウェル硬度も十分に大きく、建材として十分な硬度を有していた。
実施例１～５に係る建材の試験体は、多孔質層が主としてＰＳ（ポリスチレン）で構成され、発泡倍率が１．３～２．２倍である。これらの建材の多孔質層は熱浸透率が２８６Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以下であった。また、その表面にＰＳ（ポリスチレン）からなる表面層が存在していた。これらの建材は、接触温熱感試験における１０秒間接触後の皮膚温度が４３℃未満であり、官能試験によっても痛みを感じずに触れることができた。また、建材表面のロックウェル硬度も十分に大きく、建材として十分な硬度を有していた。
【0062】
実施例６に係る建材の試験体は、多孔質層が主としてＰＰ（ポリプロピレン）で構成される。発泡倍率１．８倍の条件において熱浸透率は２５９Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）であり、実施例１～５と同様に良好な接触温熱感低減効果と十分な硬度を有していた。また表面層も主としてＰＰ（ポリプロピレン）で構成されており、ＰＳで構成される実施例１～３および５に対して、高い耐溶剤性を示していた。
【0063】
実施例７に係る建材の試験体は、多孔質層は実施例１と同様の構成であるが、表面層が主としてＡＳＡで構成されており、ＰＳで構成される実施例１～３および５に対して、高い耐溶剤性を示していた。多孔質層にＰＳを、表面層にＡＳＡを使用することで、ＰＳの高い接触温熱感低減効果と、ＡＳＡの耐溶剤性を両立できる。
【0064】
比較例１および２に係る建材の試験体は、多孔質層の発泡倍率が１倍（発泡しない）および１．２倍である。これらの建材の多孔質層は熱浸透率が３３４Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）以上であった。また、その表面にポリスチレンからなる表面層が存在していた。これらの建材は、接触温熱感試験における１０秒間接触後の皮膚温度が４３℃を超え、官能試験によっても痛みを感じる結果となった。
【0065】
比較例３に係る建材の試験体は、多孔質層の発泡倍率が２．５倍である。この建材は、多孔質層の熱浸透率は１６０Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）であり、接触温熱感試験の結果は良好であるものの、ロックウェル硬度が小さく建材としては不十分であった。
【0066】
比較例４に係る建材の試験体は、多孔質層の発泡倍率が１．５倍であり、表面層を有しない。この建材は、多孔質層の熱浸透率は２５０Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）と小さく接触温熱感試験の結果は良好であるものの、摩耗に弱くストッキングの引っかかりが発生した。
【0067】
比較例５に係る建材の試験体は、多孔質層が主としてＰＥ（ポリエチレン）で構成され、発泡倍率が１．５倍である。この建材は、多孔質層の熱浸透率が６１６Ｊ／（ｍ２・ｓ１／２・Ｋ）であり、良好な接触温熱感低減効果が得られない結果となった。ＰＥを主成分に用いたこの建材の多孔質層は熱伝導率および比熱が大きいため、ＰＳを用いた場合と比べて熱浸透率が大きくなっている。
【0068】
実施例５に係る建材の試験体は、多孔質層中に化学発泡剤でなく中空充填剤を使用して構成されている。多孔質層中に化学発泡剤を使用し、ほぼ同程度の発泡倍率および熱浸透率を有する実施例１、４および７と比較すると、接触温熱感試験の結果に大きな差はみられない。したがって、多孔質層は中空充填剤を使用して構成されてもよい。
【0069】
また、実施例４に係る建材の試験体は、多孔質層中にゴム系充填剤が配合されている。実施例１～３、５および比較例１～４を見ると、ＰＳを用いて構成される多孔質層は小さい熱伝導率および比熱を有し、小さな熱浸透率を実現することに適しているが、表面にＰＳが露出する場合い、耐溶剤性試験において表面に劣化が見られる。しかしながらゴム系充填剤を配合した実施例４においてはクラックの進展が防止され、溶剤付着後も表面が劣化しにくい。
【0070】
＜第２、第３の製造方法に係る実施例および比較例＞
実施例８～１０および比較例６～８はそれぞれ、本発明の第２の製造方法で作製された例である。各例は実施例１～３および比較例１～３に対応して多孔質層が同一の発泡倍率で構成されるが、各評価試験の観点から比較しても、製法に関わらず同等な性能が得られた。さらに、実施例１１は本発明の第３の製造方法で作製された例であり、実施例１、８と多孔質層が同一の発泡倍率で構成されるが、製法に関わらず同等な性能が得られた。
実施例８～１０および比較例６～８はそれぞれ、本発明の第２の製造方法で作製された例である。各例は実施例１～３および比較例１～３に対応して多孔質層が同一の発泡倍率で構成されるが、各評価試験の観点から比較しても、製法に関わらず同等な性能が得られた。さらに、実施例１１は本発明の第３の製造方法で作製された例であり、実施例１、８と多孔質層が同一の発泡倍率で構成されるが、製法に関わらず同等な性能が得られた。
【0071】
実施例１２は、第２の製造方法によって作製された後、表面層４にエンボス加工が施された例である。実施例１、８および１１と多孔質層が同一の発泡倍率で構成されるが、表面にエンボス加工が形成されることで人体との接点が少なくなり、接触後の皮膚温度が低減され、官能評価において接触温熱感がさらに改善している。
【0072】
以上、実施例および比較例に基づいて、本発明の建材およびその製造方法について詳細に説明した。本発明によれば、人体接触時の温熱感を低減できるとともに高い硬度と耐摩耗性を有する建材およびその製造方法を提供することができる。
【0073】
また本発明の建材は、夏場の日照等で高温となった場合の接触熱感の低減だけでなく、冬場の冷気等で低温となった場合に接触冷感を低減する目的で使用されることができる。
【0074】
なお本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、上記の実施形態を変形・改良したものについても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【0075】
１ 建材
２ 基材層
３ 多孔質層
３１ 空孔
４ 表面層
３４ 混合層
５ 整流板
６ 金型
７ 押出方向
２ 基材層
３ 多孔質層
３１ 空孔
４ 表面層
３４ 混合層
５ 整流板
６ 金型
７ 押出方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】