(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、屈伏点１０００℃以下のガラスフリット５〜２００重量部と、少なくとも１種の繊維と、アンチモン系化合物とを配合してな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、屈伏点１０００℃以下のガラスフリット５〜２００重量部と、少なくとも１種の繊維と、アンチモン系化合物とを配合してなることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、少なくとも１種の繊維を０．１〜２００重量部配合したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、アンチモン系化合物を０．１〜１００重量部配合したことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項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５】
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４に記載の耐火性樹脂発泡体。
【請求項６】
請求項４または５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く、しかも、燃焼条件によっては、生じたガラス発泡体の密度が大きすぎ、十分な断熱性を発揮することが難しく、安定した耐火性能を具備することが困難であった。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合った。
【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）〜（６）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、屈伏点１０００℃以下のガラスフリット５〜２００重量部と、少なくとも１種の繊維と、アンチモン系化合物とを配合してなることを特徴とする樹脂組成物。
（２）ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、少なくとも１種の繊維を０．１〜２００重量部配合したことを特徴とする（１）の樹脂組成物。
（３）ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、アンチモン系化合物を０．１〜１００重量部配合したことを特徴とする（１）または（２）の樹脂組成物。
（４）（１）〜（３）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。
（５）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（４）の耐火性樹脂発泡体。
（６）（４）または（５）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、少なくとも１種の繊維とを含有させることで、耐火試験中に繊維断熱層を形成させ、それを耐火試験において発生した熱で溶融したガラスにより鋼板に付着させる。このとき、アンチモン系化合物により鋼板とガラスとの密着力を高めることで、繊維断熱層を鋼板から落下させることなく形成することができる。この繊維断熱層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繊維断熱層を形成し、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℃以下のガラスフリットと、少なくとも１種の繊維と、アンチモン系化合物とを配合したものであり、以下各成分について説明する。
【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℃以下のガラスフリットとしては、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】
繊維としては、耐火試験中の燃焼温度において熱的に安定な繊維が用いられる。例えば、有機繊維では、アラミド繊維、酸化アクリル繊維、フェノール繊維、シリコン繊維等の防炎性、難燃性、耐熱性の高い繊維、無機繊維では、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維や、鉄繊維、チタン繊維、ボロン繊維などの金属繊維が用いられる。これらの繊維は、単一種類の繊維として使用してもよく、あるいは異なる２種類以上の混合繊維として使用してもよい。
【００１３】
本発明では、発泡体中に、低融点ガラスと、少なくとも１種の繊維とを含有させることで、耐火試験中に繊維断熱層を形成させ、それを耐火試験において発生した熱で溶融したガラスにより鋼板に付着させる。このとき、アンチモン系化合物により鋼板とガラスとの密着力を高めることで、繊維断熱層を鋼板から落下させることなく形成することができる。この繊維断熱層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ため、本発明で用いる繊維は、用いる低融点ガラスの屈伏点付近で熱的に安定であることがより好ましい。低融点ガラスの屈伏点付近で、繊維が熱分解したり、溶融したりして、繊維の状態を維持できなくなると、もはや断熱層としての意味をなさなくなるため、より高温に耐えられる繊維が好ましく、特に無機繊維が好適であり、経済性の観点から、さらに好ましくはガラス繊維である。ガラス繊維の中でも、シリカ（ＳｉＯ２）とアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）の成分比率を高めた耐熱性ガラス繊維が最も好ましい。
【００１４】
繊維の長さとしては、短すぎると耐火試験中に形成される繊維断熱層の断熱効果が劣り、逆に長すぎると発泡性樹脂組成物中への均一な分散が困難となるばかりか、混練分散中の機械的なせん断によって繊維が破壊され、実質的に長い繊維を添加する効果が得られなくなるため、２０μｍ〜１０ｍｍが好ましい。繊維の発泡性樹脂組成物中の含有量としては、少なすぎると耐火試験中に形成される繊維断熱層による断熱効果が十分でなく、多すぎると高倍率の発泡体が得られず、屋根材としての断熱性に劣るため、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．１〜２００重量部が好ましく、さらに好ましくは１０〜１００重量部である。
【００１５】
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。
【００１６】
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、少なくとも１種の繊維は０．１〜２００重量部、より好ましくは１０〜１００重量部、アンチモン系化合物は０．１〜１００重量部、より好ましくは３〜３０重量部である。
【００１７】
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。
【００１８】
また、本発明の樹脂組成物には、上記成分に加え、難燃剤、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。特に、難燃剤の配合は、本発明に用いる繊維との相乗効果により、耐火性を満たし、さらには、国土交通省の防火認定のいずれをも満たしうる耐火断熱材を提供することができることから、より好ましい。難燃剤の種類は特に限定されるものではないが、本発明の樹脂組成物の発泡成形性を損なわない範囲内で、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、金属水和物などの市販の難燃剤を使用することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
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未満である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）
また、本発明の耐火性樹脂発泡体は、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未満であると、耐火試験中に十分な断熱層を形成しうる灰分が得られず、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、発泡体シートを０．１ｍ×０．１ｍの大きさに切り出し、厚さＴ（ｍ）を測定し、体積をＶ（ｍ３）、切り出した発泡体の質量をＭ（Ｋｇ）として、下記式に代入して見掛け密度ρ（Ｋｇ／ｍ３）を求めた。
ρ＝Ｍ／（０．１×０．１×Ｔ）
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１〜４の評価用サンプルを得た。なお、表中のリン酸系低融点ガラスの屈伏点は３５７℃、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、加熱面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、石膏ボード（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（試験後形状保持）
試験後の断熱層が鋼板上に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】
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形状保持性がいずれも悪く、耐火性が劣るものであった。
【００２５】
【表１】
2010018650.tif 000002
【００２６】
【表２】
2010018650.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】
【００２８】
１０  小型加熱炉
１２  加熱面
１４  セラミックウール
１６  試験体
１８  石膏ボード
２０  バーナー
２２  鋼板
２４  評価用サンプル
【図１】
2010018650.tif 000004