(57)【要約】【課題】耐火試験中の鋼板に断熱性に優れた断熱層を形成することができる耐火性樹脂発泡体を提供する。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、１０００℃以下の温度に屈伏点をもつガラス５〜２００重量部と、アンチモン系化合物５〜２００重量部とを配合した樹脂組成物であって、鋼板上で６００℃１０分間加熱した前記樹脂組成物の放射率が０．９以下である樹脂組成物を発泡させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、１０００℃以下の温度に屈伏点をもつガラス５〜２００重量部と、アンチモン系化合物５〜２００重量部とを配合した樹脂組成物であって、鋼板上で６００℃１０分間加熱した前記樹脂組成物の放射率が０．９以下であることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂組成物を発泡させてなることを特徴とする耐火性樹脂発泡体。
【請求項３】
平均気泡径が１〜１０００μｍ、見かけ密度が１０〜２００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項２に記載の耐火性樹脂発泡体。
【請求項４】
請求項２または３に記載の耐火性樹脂発泡体と鋼板とを貼り合わせたことを特徴とする屋根用材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐火性を有する樹脂発泡体を得るための樹脂組成物、この樹脂組成物を発泡させた耐火性樹脂発泡体、および、この耐火性樹脂発泡体を用いた屋根用材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋根材に鋼板を用いた折半屋根の裏面に貼合するポリオレフィン系発泡体は、断熱や吸音などの目的で貼合されており、これらは難燃性を付与されているものが多い。しかし、難燃性を付与した発泡体であっても、耐火試験時には燃えてしまい、折半屋根は直に炎にさらされる。このため、折半屋根に用いられている鋼板の温度が上昇し、耐火試験中の鋼板強度が低下する。
【０００３】
上述した問題に対し、特許文献１では、ポリオレフィン系樹脂などの樹脂成分に低融点ガラスおよび金属炭酸塩を配合することにより、低融点ガラスと金属炭酸塩との組み合わせによるガラスを発泡させ、耐火断熱層を形成する技術が提案されている。しかし、特許文献１の樹脂組成物で発泡体を形成する場合、発泡体自体の密度が小さいので、ガラス発泡体を形成可能なガラス量の添加が難しい。また、折半屋根の構造では鋼板が上、発泡体が下になるが、特許文献１の樹脂組成物による発泡体は、屋根材に用いられている鋼板と溶融したガラスとの密着力が弱いため、耐火試験中に鋼板からガラス発泡体が落ちてしまうという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】特許第３９７８１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、耐火試験中の鋼板に赤外線を反射させる膜を形成させることにより優れた断熱層を形成することができる耐火性樹脂発泡体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】
【０００６】
本発明は、前記目的を達成するため、下記（１）〜（４）の樹脂組成物、耐火性樹脂発泡体および屋根用材料を提供する。
（１）ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、１０００℃以下の温度に屈伏点をもつガラス５〜２００重量部と、アンチモン系化合物５〜２００重量部とを配合した樹脂組成物であって、鋼板上で６００℃１０分間加熱した前記樹脂組成物の放射率が０．９以下であることを特徴とする樹脂組成物。
（２）（１）の樹脂組成物を発泡させてなることを特徴とする耐火性樹脂発泡体。
（３）平均気泡径が１〜１０００μｍ、見かけ密度が１０〜２００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする（２）の耐火性樹脂発泡体。
（４）（２）または（３）の耐火性樹脂発泡体と鋼板とを貼り合わせたことを特徴とする屋根用材料。
【０００７】
本発明では、発泡体中に低融点ガラスと、放射率の低い粉体とを含有させることで、耐火試験において発生した熱で溶融したガラスにより放射率の低い粉体を鋼板に付着させることで赤外線反射膜を形成する。このとき、アンチモン系化合物により、鋼板とガラスおよび放射率の低い粉体との密着力を高めることで、赤外線反射膜を鋼板から落下させることなく形成することができる。この赤外線反射膜によって耐火試験中における鋼板の温度上昇を防ぐことで、鋼板強度の低下が防止される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の耐火性樹脂発泡体によれば、耐火試験中の鋼板に赤外線反射膜を形成し、鋼板の温度上昇を防ぐことにより、鋼板強度の低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明の樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂に対し、屈伏点１０００℃以下のガラスと、アンチモン系化合物とを配合し、耐火試験中の鋼板に対し赤外線反射率の高い膜を形成するものであり、以下各成分、赤外線反射率について説明する。
【００１０】
ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等を用いることができる。これらの中では、エチレン−酢酸ビニル共重合体、低密度ポリエチレンおよびエチレン−酢酸ビニル共重合体と低密度ポリエチレンとを併用したものが特に好ましい。
【００１１】
屈伏点１０００℃以下のガラスとしては、リン酸系低融点ガラス、ホウ酸系低融点ガラス、酸化ナトリウム系低融点ガラス等を用いることができる。これらはＢ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＢａＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ２、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、ＳｒＯ、Ｖ２Ｏ５、ＳｎＯ２、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｆｅ２Ｏ３等を屈伏点が１０００℃以下になるよう成分割合を調整したものである。このガラスの屈伏点のより好ましい範囲は３５０〜６５０℃である。
【００１２】
アンチモン系化合物としては、三酸化アンチモン、五フッ化アンチモン、硫化アンチモン等を用いることができる。これらの中では、三酸化アンチモンが特に好ましい。
【００１３】
本発明では、耐火試験中の鋼板に対し、赤外線反射膜を形成するが、この膜の評価方法としては、鋼板に評価する樹脂組成物を貼り合わせ、６００℃に熱せられた電気炉にて１０分間加熱し、得られたものをサンプルとする。また、このサンプルと別に、鋼板に放射率が明確な黒体スプレー等を塗布したもの（以下、「黒体物」という）を用意し、ホットプレート等を用いて、サンプルと黒体物を５０℃に加熱する。熱伝対式温度計を用い、サンプル、黒体物が５０±５℃で安定していることを確認し、黒体物の放射率に合わせた赤外線放射式温度計を用い、温度測定を行う。この時、黒体物の熱伝対式温度計で測定した温度と赤外線放射式温度計で測定した温度との温度差を１℃以内とする。この時測定したサンプル温度を（Ｔ１）、黒体物温度を（Ｔｂ１）とする。次に、サンプルと黒体物を１５０℃に加熱し、サンプル、黒体物が１５０±５℃で安定していることを確認し、黒体物の放射率に合わせた赤外線放射式温度計を用い、温度測定を行う。この時、黒体物の熱伝対式温度計で測定した温度と赤外線放射式温度計で測定した温度との温度差を１℃以内とする。この時測定したサンプル温度を（Ｔ２）、黒体物温度を（Ｔｂ２）とする。これらで得られたデータから下記式（ａ）にてサンプルの放射率を求める。なお、この放射率とは反射率の逆数となり、赤外線放射式温度計を用い測定しているので、赤外線領域の反射率の逆数とすることができる。
サンプルの放射率＝（Ｔ２−Ｔ１）÷（Ｔｂ２−Ｔｂ１）×黒体物の放射率  …（ａ）
【００１４】
上述した放射率の低い膜を形成するにあたり、樹脂組成物に放射率の低い粉体を添加することが望ましい。放射率の低い粉体としては、金、銀、銅、鉄、アルミニウム、鉛、クロム、白金、錫、チタン、タングステン、亜鉛、ニッケル、黒鉛等の金属粉末やその化合物などで、特に電気伝導度の高いものや、屈折率が高く、高温で残るものがよい。価格や入手難易度を考慮すると、アルミニウム、窒化チタン、黒鉛、酸化ジルコニウムの粉末が好ましい。放射率の低い粉体の放射率は、放射率の低い膜を形成する点で、０．５以下が好ましい。また、放射率の低い粉体の平均粒径は、分散性、発泡性の点で、１〜２０μｍが好ましい。
【００１５】
各成分の配合量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、屈伏点１０００℃以下のガラスは５〜２００重量部、より好ましくは２０〜８０重量部、アンチモン系化合物は５〜２００重量部、より好ましくは１０〜１５０重量部、放射率の低い粉体は、比重により最適な配合量は変わるが、概ね１０〜２０重量部程度が望ましい。
【００１６】
本発明の樹脂組成物を発泡させる発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジアゾアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルＮ，Ｎ’−ジニトロテレフタルアミド、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。これらは単独または２種以上で用いることができ、配合量は樹脂成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部が望ましい。
【００１７】
また、本発明の樹脂組成物には、上記成分に加え、結晶化核剤、結晶化促進剤、気泡化核剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、光安定剤、蛍光増白剤、顔料、染料、相溶化剤、滑剤、強化剤、上記以外の難燃剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、増粘剤、減粘剤などの各種添加剤を配合してもよい。
【００１８】
本発明の樹脂組成物は、上述した各成分を公知の方法で混練することにより得ることができる。また、本発明の耐火性樹脂発泡体は、本発明の樹脂組成物を公知の方法で成形、発泡させることにより得ることができる。本発明の耐火性樹脂発泡体は、平均気泡径が１〜１０００μｍ、特に２〜５００μｍであることが好ましい。平均気泡径が１μｍ未満だと独立気泡の割合が多くなりやすく、吸音特性が悪くなり、１０００μｍを超えると断熱性能が悪くなる。ここでいう平均気泡径は、ＡＳＴＭ  Ｄ３５７６−７７に準じて求めた。すなわち、シート断面のＳＥＭ写真を撮影し、ＳＥＭ写真上に水平方向と垂直方向に直線を引き、直線が横切る気泡の弦の長さｔを平均した。写真の倍率をＭとして、下記式に代入して平均気泡径ｄを求めた。なお、求めた気泡径（ｃｍ）は（μｍ）に換算した。
ｄ＝ｔ／（０．６１６×Ｍ）
【００１９】
また、本発明の樹脂組成物は、見かけ密度が１０〜２００ｋｇ／ｍ３、特に２０〜１００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。見かけ密度が１０ｋｇ／ｍ３未満だと、耐火試験中に十分な赤外線反射膜を形成しうる残留物が得られず、２００ｋｇ／ｍ３を超えると施工性が悪くなり、またコストが高くなってしまう。ここでいう見かけ密度は、発泡体を１０平方ｃｍに切り出し、厚さをノギス等で測定した値を用いて見かけの体積を求め、発泡体重量から除した値である。
【００２０】
本発明の屋根材料は、上述した本発明の耐火性樹脂発泡体と鋼板とを接着剤などを用いて貼り合わせることにより得ることができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでない。
【００２２】
下記表１、２に示す成分を１２０℃のオープンロールで混練することにより樹脂組成物を製造した。その後、１３０℃のプレス機にて樹脂組成物をシート状に成形した後、２２０℃の恒温槽にてシートを発泡させ、実施例１〜９、比較例１〜３の評価用サンプルを得た。なお、表中のホウ酸系低融点ガラスの屈伏点は５４５℃、酸化ナトリウム系低融点ガラスの屈伏点は６１７℃である。
【００２３】
実験は、鋼板のみからなる試験体と、鋼板に評価用サンプルを貼合した試験体とを用意し、図１に示すように行った。すなわち、加熱部１２が１００ｍｍ角になるよう加工してセラミックウール１４で囲った試験体１６（図中２２は鋼板、２４は評価用サンプルを示す）を、ＡＣＬ板（軽量気泡コンクリート板）１８に固定して小型加熱炉１０の上部に設置し、バーナー２０によりＪＩＳ−Ａ１３０４の加熱条件にて３０分間加熱し、鋼板２２の温度を測定した。耐火性の評価基準は下記の通りとした。
・耐火性（温度保持）
鋼板のみからなる試験体と、鋼板に評価用サンプルを貼合した試験体とで、鋼板温度の温度差が５０℃以上の評価用サンプルを合格（○）、５０℃未満の評価用サンプルを不合格（×）とした。
・耐火性（試験後のガラス膜形成）
試験後のガラス膜（赤外線反射膜）が鋼板上に８０％保持されている評価用サンプルを合格（○）、８０％保持されていない評価用サンプルを不合格（×）とした。
【００２４】
また、サンプルの放射率は、前述した方法を用いて式（ａ）により求めた。
【００２５】
結果を表１、２に示す。表１、２より、実施例の発泡体は、耐火試験時の温度保持性および耐火試験後の形状保持性がいずれも良好で、優れた耐火性を有することがわかる。これに対し、比較例の発泡体は、耐火試験時の温度保持性および耐火試験後のガラス膜形成（形状保持性）がいずれも悪く、耐火性が劣るものであった。
【００２６】
【表１】
2010018699.tif 000002
【００２７】
【表２】
2010018699.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例における実験を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  小型加熱炉
１４  セラミックウール
１６  試験体
１８  ＡＣＬ板
２０  バーナー
２２  鋼板
２４  評価用サンプル
【図１】
2010018699.tif 000004