(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維径が３〜２８ミクロンで目付けが５〜５０ｇ／ｍ2のポリエステル系不織布に、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルよりなる厚みが７〜６０ミクロンの皮膜が積層されてなることを特徴とするハウスラップ材。
【請求項２】
前記ブロック共重合ポリエステル皮膜が、融点１５０〜１８０℃、２３０℃でのメルトフローレートが３０〜１５０ｇ／１０分の共重合ポリエステル樹脂であり、カーボン粒子を０．５〜１０質量％含有する皮膜であることを特徴とする請求項１に記載のハウスラップ材。
【請求項３】
透湿度が２０００〜１００００ｇ／ｍ2・２４時間、耐水圧が５００〜２００００ｍｍＡｑであることを特徴とする請求項１または２に記載のハウスラップ材。
【請求項４】
前記ポリエステル系不織布の材料が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートの何れかのホモポリマー、繰り返し単位の一部に前記の何れかを有する共重合物及び前記の何れかのポリマーのブレンド物からなる群より選ばれるポリエステルであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のハウスラップ材。
【請求項５】
前記ポリエステル系不織布が、熱エンボス加工処理され、厚みが０．０５〜０．３５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のハウスラップ材。
【請求項６】
繊維径が３〜２８ミクロンで目付けが５〜５０ｇ／ｍ2のポリエステル系不織布に、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルよりなる厚みが１０〜６０ミクロンの皮膜を、押し出しラミネート法により積層させることを特徴とするハウスラップ材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は透湿性と防水性のバランスにすぐれた薄くて軽量なハウスラップ材およびその製造法に関するものであり、さらに詳しくは、機械的特性にすぐれ、かつリサイクル性のよいポリエステル系樹脂組成物のみよりなるハウスラップ材に関するものである。本発明のハウスラップ材は、衣料用途や屋根下葺き材、ルーフィング材、熱交換器などの一般工業用途、農業用シートなど透湿防水性を要求される全ての用途にも転用することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】
最近の建築家屋は空調機能やその経済性を重視して機密性が高くなってきている。その結果、冬季の寒冷地を中心に、家屋の壁面や天井面近傍で空気が冷却されて結露を生じ、家屋の腐敗やカビ発生などが問題となっている。その対策として透湿防水機能をもつハウスラップ材をもちいて、外気への水蒸気排出を行い、屋内の湿度コントロールを行う方策が用いられている。なお、ハウスラップ材とは家屋あるいはビルの天井あるいは壁面に結露防止や湿度コントロールを行うための透湿防水機能を有する資材を言う。
ポリオレフィンやフッ素材の樹脂多孔膜等に代表される多孔質フィルムは、透湿性、防水性、機械的特性、及び化学的特性などに優れており、ハウスラップ用途に使用されている。この多孔膜の孔形成は延伸によりボイドを形成させるタイプやレーザーなどにより直接所望の孔を形成するなどの手段がとられている。しかし、これらの手法では多孔膜の製造コストが高く用途が制限されるという問題があった。また、実質上の孔が開いているために防水性を高くするのは容易でなかった。また、防水性を高くすると透湿性が低下してしまい湿度コントロール性などの所望の特性を得る事が困難であった。
また、フラッシュ紡糸法による高密度ポリエチレン不織布も透湿防水性にすぐれていることからハウスラップ材として用いられているが、価格が高い上に、施工時に風などにより不織布があおられて大きな音がでるという問題があった。
【０００３】
上記の問題を解決する方法として、無孔質の樹脂よりなる透湿防水材をフィルム化する試みが行われている。例えば、特開平８−１２６６６３号公報では、ハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステル樹脂より形成された無孔の透湿性フィルムを伸縮可能な不織布に接合することが開示されている。
【０００４】
無孔の透湿性フィルムを不織布に接合することは本発明と類似の形態を有するが、本発明の透湿性と防水性のバランスが優れた性能は達成されていない。
この理由としては、透湿性はフィルムの厚みとほぼ反比例することから、透湿性を高くするために無孔の透湿性フィルムを可能な限り薄くすることが必要となり、不織布とフィルムを接合する際に不織布の凹凸によりフィルムの破れが発生しやすいという問題があった。また、このフィルムはソフトセグメントを含むために伸びによる変形が生じやすくなっており、この薄いフィルムを巻き取りや巻き出しのハンドリング時にフィルムの破れを防止することは技術的にかなり困難であるばかりでなく、コストアップにもつながり実用化されていないのが現状である。そのため、透湿性と防水性のバランスの優れたシートの開発が待たれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、透湿性および防水性のバランスに優れ、製造上の問題が少なく薄くて軽量なハウスラップ材を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる問題点を解決した安価で透湿防水性のバランスの良い薄くて軽量なシート材料を提供するために以下の手段をとる。
【０００７】
すなわち、第１の発明は上記課題の解決法として、繊維径が３〜２８ミクロンで目付けが５〜５０ｇ／ｍ2のポリエステル系不織布に、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルよりなる厚みが７〜６０ミクロンの皮膜が積層されてなることを特徴とするハウスラップ材である。
【０００８】
第２の発明は、前記ブロック共重合ポリエステル皮膜が、融点が１５０〜１８０℃、２３０℃でのメルトフローレートが３０〜１５０ｇ／１０分の共重合ポリエステル樹脂であり、カーボン粒子を０．５〜１０質量％含有する皮膜であることを特徴とする第１の発明に記載のハウスラップ材である。
【０００９】
さらに第３の発明は、透湿度が２０００〜１００００ｇ／ｍ2・２４時間、耐水圧が５００〜２００００ｍｍＡｑであることを特徴とする第１または２の発明に記載のハウスラップ材である。
【００１０】
また、第４の発明は、前記ポリエステル系不織布の材料が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートの何れかのホモポリマー、繰り返し単位の一部に前記の何れかを有する共重合及び前記の何れかのポリマーのブレンド物からなる群より選ばれるポリエステルであることを特徴とする第１〜３の発明の何れかに記載のハウスラップ材である。
【００１１】
そして第５の発明は、ポリエステル系不織布が熱エンボス加工処理され、厚みが０．０５〜０．３５ｍｍであることを特徴とする第１〜４の発明の何れかに記載のハウスラップ材である。
【００１２】
次に第６の発明は、繊維径が３〜２８ミクロンで目付けが５〜５０ｇ／ｍ2のポリエステル系不織布に、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルよりなる厚みが１０〜６０ミクロンの皮膜を、押し出しラミネート法により積層させることを特徴とするハウスラップ材の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における皮膜は実質的に無孔であり、ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルにより形成されることが好ましい。この共重合ポリエステルはソフトセグメント部に水分子を吸着させ、アモルファス相の内部を水分子が浸透あるいは拡散していくことより透湿性が得られるものと推定される。ソフトセグメントのグリコール成分の共重合量を増やしていくことで透湿度は向上していくが、樹脂自身の強度は低下していく傾向がある。
【００１４】
また、共重合ポリエステルのハードセグメント成分としては、芳香族ポリエステルあるいは脂環族ポリエステルあるいはそれらの誘導体あるいはそれらの混合物などから選択され、ソフトセグメント成分としては、ポリテトラメチレングリコールやポリ（エチレン／プロピレン）ブロックポリグリコールなどから選択される事が好ましい。
【００１５】
さらに、皮膜を形成するブロック共重合ポリエステルに適当な酸化防止剤や耐候材、滑材、着色剤などを混合することも可能である。特にハウスラップ材用途は太陽光が直接あたるために紫外線などによる劣化が懸念され、それを防止するために紫外線吸収材、紫外線安定材、酸化防止剤を総量で０．５〜１５質量％程度、好ましくは２〜１２質量％、特に好ましくは５〜１２質量％付与することも好ましい。また、紫外線吸収材、紫外線安定材、酸化防止剤の添加量とは関係なく、カーボン粒子を０．５〜１０質量％含有させることも耐候性改善に効果がある。
【００１６】
本発明で目標とする２０００〜１００００ｇ／ｍ2・２４時間の透湿度を無孔の皮膜状態で達成するためには、皮膜の膜厚が７〜６０ミクロンの間にあることが好ましい。膜厚が６０ミクロンより厚いと耐水圧を高くすることが可能であるが透湿性に劣るという問題点を生じやすい。一方、膜厚が７ミクロンより薄いと水圧や風圧がかかった際に膜厚の破壊が生じるために耐水圧を高くすることが困難となる。また、膜厚が薄すぎるとハンドリング時や施工時の風などによりシートがばたついて膜の破壊が起こりやすいという問題がある。
【００１７】
ハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステルは、融点が１５０〜１８０℃の間にあり、メルトフローレート（以下ＭＦＲとも記載。ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８に準拠）が２３０℃で３０〜１５０ｇ／１０分の間にあることが好ましい。ポリエステルの融点はソフトセグメントの構造と構成比率により決定されるが、発明者の検討の範囲では、耐水圧や透湿度を所望の値に設定するためにはこの温度域にあることが好ましかった。
【００１８】
また、ＭＦＲが２３０℃で３０〜１５０ｇ／１０分の間にあることが好ましい。  本発明で使用される共重合ポリエステルは２３０℃前後で加工することが皮膜の加工性の観点から特に好ましい。つまり、皮膜の厚みや幅の変動を小さくするためにはこのＭＦＲにあることが好ましい。ＭＦＲが１５０ｇ／１０分より高くなるとサージングなどの影響により幅の変動が大きくなりあまり好ましくなく、ＭＦＲが小さくなりすぎると皮膜を本発明の目的とする薄さに成形することが困難であった。
【００１９】
ハードセグメントとソフトセグメントよりなるブロック共重合ポリエステルにより形成される皮膜には補強材としてポリエステル系の不織布が接合される。この不織布の繊維径が３〜２８ミクロンの間にあることが好ましく、特に好ましくは５〜１６ミクロンである。繊維径を細くすることで皮膜の破壊を生じにくくすることが可能となる。発明者の経験では、皮膜の厚みが平均繊維径の１／２より薄くなると、皮膜が破れたりあるいは繊維層から剥離するという問題を生じやすい傾向があった。一方、繊維径が３ミクロンより細い場合には補強効果が小さくなるという問題を生じやすいためあまり好ましくない。なお、繊維径は平均値を代表値として考えることが、嵩高性や伸縮性を出すためにそれより太い繊維を重量分率で３０％程度までなら混合しても本発明の目的をあまり阻害しない。従って，平均繊維径は全体の繊維のなかで細い方から７０％だけを取り出して計算すればよい。
【００２０】
ここでいうポリエステル系不織布とは、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートの何れかのホモポリマー、これらのポリマーの繰り返し単位の何れかが一部に存在する共重合物、左記のホモポリマーや共重合物のブレンド物などからなる群から選ばれるポリエステルから製造されたものをいう。本発明者らの検討の結果、ポリエステル系不織布は共重合ポリエステル皮膜との接着性が良く、接合の前に特別な表面処理をして接着性を改善するなどの必要がないため特に好ましい。ポリオレフィン１００％の不織布では接着性が悪く、使用中に剥離を生じる問題が生じて好ましくなかった。ポリエステル系不織布は、必要に応じてコロナ処理などを行うことにより、さらに接着性を改善することも推奨される。
【００２１】
また、ポリエステル系不織布には、適当な酸化防止剤や耐候材、滑材、着色剤などを混合することも可能である。特にハウスラップ用途など太陽光が直接あたる用途では、紫外線などによる劣化を防止するために紫外線吸収材、紫外線安定材、酸化防止剤を総量で０．０１〜１５質量％程度、好ましくは０．３〜１２質量％、特に好ましくは１〜１２％質量付与することも好ましい。また、カーボン粒子を０．５〜１０質量％含有させることも耐候性改善に効果がある。
【００２２】
ポリエステル系不織布の形態としては特に規定されるものではなく、長繊維不織布や短繊維不織布のいずれであっても良いが、長繊維不織布が強度特性に優れ、表面が平滑で膜との密着性が良く、接合状態が良くなるために好ましい。短繊維不織布は風合いが柔らかく、風などによりばたついて音が発生するのを防止するためには好ましい形態のひとつである。また、短繊維不織布の場合にはポリオレフィンやナイロンなど他の素材と混合した素材であっても良い。
【００２３】
ポリエステル系不織布の目付けは５〜５０ｇ／ｍ2であることが好ましい。目付けが小さすぎると補強効果が十分得られにくくなり、目付けが高すぎると本発明の目的である薄くて軽量なシートになりにくく、かつ硬くなりすぎて折り曲げ時に骨立ちが生じて、透湿膜層の破壊が起こりやすくなる傾向がある。
【００２４】
また、ポリエステル系不織布は熱エンボス加工処理され、厚みが０．０５〜０．３５ｍｍの間にあることが好ましい。熱エンボスされることで、シート強度を大幅に向上させることができる。繊維の交絡を上げるためにニードルパンチ加工や水流交絡加工を行うことも好ましい形態のひとつであるが、不織布表面があまり毛羽立つと膜との接着性が悪くなる傾向がある。樹脂などのバインダーにより繊維接着性を上げることも可能であるが、ポリエステル共重合物との接着性を考慮する必要がある。シートの厚みは厚すぎると膜との接着性が悪くなり、薄すぎるとペーパーライクの風合いになり風きり音が問題になることがある。不織布の表面がプレス処理により平滑化されていると、表面にプリントなどを行いやすくなるので好ましい。
【００２５】
本発明のハウスラップ材の特性としては、透湿度が２０００〜１００００ｇ／ｍ2・２４時間、耐水圧が５００〜５０００ｍｍＡｑの間にあることが好ましい。透湿度が前記の間にあると、ハウスラップ用途に用いた際に湿度が上がりすぎて結露を生じる問題がなく、外気との空気の入れ替えが起こりやすいために、蒸し暑さが軽減される効果が期待できる。透湿度が１００００ｇ／ｍ2・２４時間以上でもあまり問題はないが、一般にソフトセグメント成分の比率が高くなると、紫外線などに対する耐久性、耐候性などが低下する傾向がある。また、耐水圧が５００〜２００００ｍｍＡｑの間にあると、雨などが表面に付着しても内部に水が浸入することがない。耐水圧が５０００ｍｍＡｑを超えることはあまり問題ないが、共重合成分の選択肢が狭まり皮膜がもろくなったり風合いが硬くなる場合が多くなると考えられる。
【００２６】
ここで押し出しラミネート法とは、Ｔダイより透湿性の樹脂を補強不織布とほぼ同じ幅で押し出してフィルム状の膜にして、５〜３０ｃｍ位のオフセットで補強不織布と接触させた後に、ローラで挟み込んで接着をさせると同時に皮膜を冷却する手法をいう。本発明で用いる共重合ポリエステルは粘着性が高くロールからの剥離性が悪くなる傾向があり、工程通過性悪くなる場合があるため、少なくとも皮膜と接触させるロールはＰＴＦＥなど離型性の良い樹脂でコーティングされていること、あるいはマット加工されていることが好ましい。
【００２７】
また、本発明におけるブロック共重合ポリエステルよりなる皮膜層は、結晶構造を安定化させて伸長回復性を改善する目的で１００〜１８０℃の間の温度で１〜３０分程度熱処理を行うことも好ましい。これにより引っ張り変形などを受けた際の皮膜の伸長回復性や形態安定性を改善することが可能である。
【００２８】
また、ハウスラップ材が積層構造で、その中に黒色の層があると、建設工事途上に直射日光が屋内に入るのをより効率的に防止することが可能となり、木材などの変色を防止することが可能である。好ましくは、最外側が白色であれば、外表面で紫外線が反射されるため、甲虫などの侵入を抑制する効果も得られる。
【００２９】
【実施例】
次に本発明を具体的な実施例で説明する。
本発明で使用される測定法は以下のとおりである。
（透湿度）
ＪＩＳ−Ｌ１０９９の［４．１．１（Ａ−１法）塩化カルシウム使用、φ７０ｍｍ］により測定した。
（耐水圧）
ＪＩＳ−Ｌ１９０２の［５．１  Ｂ法（高水圧法）］により測定を行った。
【００３０】
（繊維径）
走査型電子顕微鏡により適当な倍率で写真撮影を行い、ランダムに繊維を２０〜２００程度選んで各繊維の側面間の距離を測定した。撮影倍率より換算して円断面を仮定して繊維径を測定した。繊維径の分布は一般的に釣り鐘型の正規分布に準じた形となるが、異なった繊維径の繊維が混合された場合などはピークが複数存在するため、繊維径が細いほうから７０％に相当する分だけ選択して平均値を計算した。
【００３１】
（実施例１）
東洋紡績株式会社製ペルプレン樹脂のＧＰ−５５０（２３０℃のＭＦＲ３４、融点１７４℃）を２３０℃でＴダイにより押し出し、１５ｃｍのオフセットをおいて２０ｇ／ｍ2の東洋紡績株式会社製ポリエステルスパンボンド不織布(エクーレ、平均繊維径１４ミクロン)と接触させて平均１２ミクロンの厚みになるように張り合わせた。得られた不織布の透湿度は８４００ｇ／ｍ2・２４時間、耐水圧は１５００ｍｍＡｑと非常に優れた性能を示した。
【００３２】
（実施例２）
東洋紡績株式会社製共重合ポリエステル樹脂のペルプレンＰＥＬ３０Ｂ（２３０℃のＭＦＲ２５、融点１６０℃）に３．５質量％のカーボン粒子を添加した樹脂を２１５℃でＴダイにより押し出し、１５ｃｍのオフセットをおいて２０ｇ／ｍ2の東洋紡績株式会社製ポリエステルスパンボンド不織布(エクーレ、平均繊維径１４ミクロン)と接触させて平均１２ミクロンの厚みになるように張り合わせた。得られた不織布の透湿度は４２００ｇ／ｍ2・２４時間、耐水圧は２２５０ｍｍＡｑと優れた性能を示した。
【００３３】
（比較例１）
実施例２において透湿膜を平均７０ミクロンの厚みに設定した以外は全て同じ条件で透湿防水シートを作成した。得られた不織布の耐水圧は１００００ｍｍＡｑと非常に優れた性能であったが、透湿度が１２００ｇ／ｍ2・２４時間と低く問題であった。
【００３４】
（比較例２）
実施例１においてポリエステル系不織布の平均繊維径が３０ミクロンである以外は全て同じ条件で透湿防水シートを作成した。得られた不織布の透湿度は９０００ｇ／ｍ2・２４時間と良好であったものの、耐水圧は３１０ｍｍＡｑと低く問題であった。水圧がかかると繊維と膜の接着点で破壊が起こり耐水圧を小さくしていると推定された。また、シートの断面をとると膜の厚みの変動が大きく、１ｍ2あたりに２〜数箇所程度のボイドが認められ、防水材として非常に信頼性の低いものとなった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、透湿性と防水性のバランスにすぐれ、かつ機械的特性にすぐれたポリエステル系樹脂組成物よりなる薄くて軽量なハウスラップ材を提供することを可能である。