(57)【要約】【課題】特に建物の外壁面取り付ける外断熱材として有効な型内発泡法スチレン系樹脂成形品を提供する。【解決手段】型内発泡法スチレン系樹脂成形品は、発泡体密度が略１２〜３３ｋｇ／ｍ３の範囲であり、厚みが略１５０ｍｍ以上であり、厚み方向の引張強さが略６〜２５Ｎ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする。建物に取り付けた状態で、風圧により生じる引張力によって破損することのないその断熱材が得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡体密度が略１２〜３３ｋｇ／ｍ３の範囲であり、厚みが略１５０ｍｍ以上であり、厚み方向の引張強さが略６〜２５Ｎ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする型内発泡法スチレン系樹脂成形品。
【請求項２】
圧縮強さが略３〜２０Ｎ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の型内発泡法スチレン系樹脂成形品。
【請求項３】
建物の外壁面に取り付けた外断熱材であることを特徴とする請求項１または２に記載の型内発泡法スチレン系樹脂成形品。
【請求項４】
建物の外壁面との接着面積が外断熱材の裏面の略１２〜５０％である態様で用いられる外断熱材であることを特徴とする請求項３に記載の型内発泡法スチレン系樹脂成形品。
【請求項５】
建物の外壁面に取り付けた軽量装飾材であることを特徴とする請求項１または２に記載の型内発泡法スチレン系樹脂成形品。
【請求項６】
建物の外壁面との接着面積が軽量装飾材の裏面の略１２〜５０％である態様で用いられる軽量装飾材であることを特徴とする請求項５に記載の型内発泡法スチレン系樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内発泡法スチレン系樹脂成形品に関し、特に、建物の外壁面に取り付ける外断熱材あるいは軽量装飾材としての型内発泡法スチレン系樹脂成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の外壁面に、外断熱材として、あるいは軽量装飾材として、スチレン系樹脂成形品を取り付けることが行われている。建物の外壁面には風圧力がかかり、外壁面に外断熱材を取り付けた場合、外壁の方位により、圧縮力または引張力として作用する。接着剤を用いて、スチレン系樹脂成形品である外断熱材を外壁面に取り付けた場合、接着剤による接着力は十分であっても、引張強さが不足すると、風圧による引張力に耐えられなく、外断熱材が外壁面から引き剥がされる恐れがある。
【０００３】
これまで、スチレン系樹脂成形品の引張強さに対しては十分な研究がなされてなく、一つの成果として、特許文献１には、発泡体密度が１５〜６０ｋｇ／ｍ３、発泡体厚さが１０〜１５０ｍｍのスチレン系樹脂発泡体であって、厚み方向の引張強さが３０Ｎ／ｃｍ２以上であることを特徴とするスチレン系樹脂押出発泡体が記載されており、このスチレン系樹脂押出発泡体に、合板、石膏ボード等からなる面材を積層することにより、両界面での接着性に優れる積層パネルが得られると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５９３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
外断熱工法で用いられる外断熱材には、軽量であり所望の断熱性を得やすいことから、型内発泡法すなわちビーズ発泡成形法によるスチレン系樹脂成形品が主に用いられる。求められる断熱性能によっても違いがあるが、外断熱材には、厚みが１５０〜２００ｍｍ程度の型内発泡法スチレン系樹脂成形品が多く用いられている。また、外断熱材は建物の外壁面に接着剤（例えば、樹脂系接着剤あるいはモルタル団子など）を用いて貼り付けられるが、接着面積は、外断熱材裏面の略１２〜５０％程度が普通である。さらに、スチレン系樹脂成形品による外断熱材において、密度が大きくなると、接着当初での接着剤強度が不足してずり落ちが生じる恐れがあるので、所定値以下の密度のものを用いることが必要となる。また、密度が小さすぎると圧縮強度あるいは引張強度等の機械的強度が不足するので、所定値以下の密度のものを用いることが必要となる。
【０００６】
上記のような事情を勘案して、外断熱工法に用いる型内発泡法スチレン系樹脂成形品である外断熱材の強度、特に引張強さについては、従来十分な検討がなされていない。特許文献１に記載のスチレン系樹脂押出発泡体は、積層パネルを得るのに適したスチレン系樹脂押出発泡体であり、建物の外壁面に取り付ける外断熱材に適用することについては、考察がなされていない。また、外断熱材の場合、厚みが１５０〜２００ｍｍ程度のものが多く求められるが、押出発泡成形ではそのような厚みのスチレン系樹脂成形品を得るのは極めて困難であり、実用化されていない。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、特に、外断熱工法に用いる外断熱材として好適な型内発泡法スチレン系樹脂成形品であって、安定した状態で建物外壁等に接着剤により取り付けることができる型内発泡法スチレン系樹脂成形品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品は、発泡体密度が略１２〜３３ｋｇ／ｍ３の範囲であり、厚みが略１５０ｍｍ以上であり、厚み方向の引張強さが略６〜２５Ｎ／ｃｍ２の範囲であることを特徴とする。好ましくは、型内発泡法スチレン系樹脂成形品の圧縮強さが略３〜２０Ｎ／ｃｍ２以上の範囲である。
【０００９】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品に制限はないが、建物の外壁面に取り付けた外断熱材として用いるのは、特に有効な用途であり、また、建物の外壁面に取り付けた軽量装飾材として用いることも有効な用途である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、特に、型内発泡法スチレン系樹脂成形品の引張強さを所要の範囲とすることにより、安定した状態で建物の外壁等に取り付け可能な型内発泡法スチレン系樹脂成形品を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品において、発泡体密度が略１２〜３３ｋｇ／ｍ３の範囲である。発泡体密度が１２ｋｇ／ｍ３未満であると、例えば外断熱材として用いるときに、十分な機械的強度が得られない。３３ｋｇ／ｍ３を超えるものは、重すぎて、例えば外断熱材として用いるときに、外壁からずり落ちる恐れがある。
【００１２】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品において、厚みは１５０ｍｍ以上である。上記の密度条件において、厚みが１５０ｍｍ未満のものは、例えば外断熱材として用いるときに、十分な断熱性が得られない。厚みの上限には制限がないが、過度に建物の容積を狭めない観点から、２００ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１３】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品において、厚み方向の引張強さは略６〜２５Ｎ／ｃｍ２の範囲である。外断熱材を建物の外壁に接着剤を用いて貼り付ける場合、現在の施工方法では、接着剤による接着面積は、外断熱材の裏面の略１２〜５０％であることを考慮すると、６Ｎ／ｃｍ２未満の場合には、例えば外断熱材として用いるときに、５０％の接着面積を取る場合でも風圧力に起因する引張力に耐えられなくなり、法が要求する安全性を達成できなくなる。２５Ｎ／ｃｍ２を超えるものは、型内発泡法スチレン系樹脂成形品の密度も大きなものとなり、外壁からずり落ちる恐れがある。
【００１４】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品において、圧縮強さが略３〜２０Ｎ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。圧縮強さが３Ｎ／ｃｍ２未満であると、外壁面などに接着固定するときに押圧力により、変形する恐れがある。２０Ｎ／ｃｍ２を超えるものは、型内発泡法スチレン系樹脂成形品の密度も大きなものとなり、外壁からずり落ちる恐れがある。
【００１５】
本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品は、例えば特開２００７−２３７４６８号公報に記載されるような従来知られた型内発泡成形法を用いて作ることができる。成形型のキャビティ内に充填するスチレン系予備発泡粒子には、従来から発泡樹脂成形品製造のために用いられている樹脂材料の中から適宜選択して用いることができ、特に限定されず、例えば、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のポリスチレン系樹脂が挙げられる。
【００１６】
また、前記発泡剤としては、沸点が合成樹脂の軟化点以下であって、常圧でガス状もしくは液状の有機化合物が適しており、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ヘキサン、石油エーテル等の炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル等の低沸点のエーテル化合物、炭酸ガス、窒素等の無機ガス等が用いられる。これらの発泡剤は、一種のみを使用してもよく、また、二種以上を併用してもよい。発泡剤の含有率としては、合成樹脂粒子質量に対して１〜２０質量％、好ましくは２〜１０質量％である。発泡剤の含有量が前記範囲を下回ると、発泡成形品の発泡倍率が不十分で軽量発泡体が得られない。一方、発泡剤の含有量が前記範囲を超えても、発泡倍率の更なる上昇は実質的に見込めず、また発泡が不安定になり好ましくない。
【実施例】
【００１７】
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに制限されるものではない。以下に示す実施例、比較例において、発泡体密度、引張強さ、圧縮強さ、およびずり落ち評価は、以下に従って測定・評価した。
【００１８】
（１）発泡体密度（ｋｇ／ｍ３）
ＪＩＳ  Ａ７２２２  発泡プラスチック及びゴム  見掛け密度の求め方に準拠して測定を行った。
【００１９】
得られた型内発泡法スチレン系樹脂成形品を、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ×厚み１００ｍｍの直方体に切り出した後、その重量を測ると共に、発泡体密度（ｋｇ／ｍ３）を式  発泡体密度（ｋｇ／ｍ３）＝（ｍ／Ｖ）×１０６  により求めた。なお、ｍは試験片の質量（ｇ）、Ｖは試験片の体積（ｍｍ３）である。測定は試験片数３個で行い、その平均値で評価をした。
【００２０】
（２）引張強さ（Ｎ／ｃｍ２）
ＪＩＳ Ａ５５４７  発泡プラスチック保温板用接着剤  引張接着強さ試験に準拠して測定を行った。長さ４００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、厚さ２００ｍｍの成形品より４０ｍｍ×４０ｍｍ×厚さ２５ｍｍの試験片をカッターで切り出し、試験片を作成した。試験片に鋼製アタッチメントを接着し、標準条件（２３℃、５０％ＲＨ）で７２時間養生した。
【００２１】
試験時の環境条件は標準条件、試験速度は３ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、試験片が破断するまでの最大応力を測定した。試験数５の平均を引張強さとした。
【００２２】
（３）圧縮強さ（Ｎ／ｃｍ２）
ＪＩＳ Ｋ７２２０  硬質発泡プラスチック−圧縮特性の求め方−に準拠して測定を行った。長さ４００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、厚さ２００ｍｍの成形品より１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ５０ｍｍの試験片をカッターで切り出し、圧縮強さを測定した。速度は５ｍｍ／ｍｉｎで試験片を圧縮し、１０％変形時の圧縮応力を測定した。試験数５の平均を圧縮強さとした。
【００２３】
（４）ずり落ち評価
ＪＩＳ Ａ５４３０に規定される繊維強化セメント板を垂直に設置し、長さ４００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、厚さ２００ｍｍの成形品を、接着面が４００ｍｍ×３００ｍｍとして所定位置に接着し、７２時間後に所定位置から４隅が垂直方向に移動した距離を精度０．１ｍｍのノギスで測定し、その最大値（ｍｍ）を移動距離とした。移動距離が１ｍｍ以内を合格とした。接着は、成形品の接着面中央１２０×１００ｍｍに接着剤を塗布し、繊維強化セメント板に圧着した。繊維補強セメント板は、フレキシブルボード((株)エーアンドエーマテリアル社製  セルフレックス（９１０×１８２０×８ｍｍ）)を用いた。接着剤は、変性シリコーン・エポキシ樹脂系接着剤（(株)タイルメント社製  ＭＥ−０３）を用いた。使用量は１２０×１００ｍｍに６ｇ塗布した。
【００２４】
［実施例１〜５］および[比較例１〜３]
型内発泡成形装置は、積水工機製作所社製ＡＣＥ−７ＱＳを使用した。この成形装置に、長さ４００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、厚さ２００ｍｍの成形品を成形可能なキャビティ型とコア型を取り付けた。型閉め後、キャビティ内にポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を充填した。予備発泡粒子としては、積水化成品工業社製ＳＩＨＬＶを用いた。
【００２５】
次に、成形蒸気圧を７．８Ｎ／ｃｍ２に設定し、（ａ）金型加熱（ｂ）一方加熱（ｃ）逆一方加熱（ｄ）両面加熱の各加熱工程、及び（ｅ）冷却の工程を連続して実施した。各工程は、表１に示す条件で成形し、所定の成形品を得た。
【００２６】
【表１】
2013203829.tif 000002
【００２７】
［評価］
実施例１〜５、比較例１〜３について、評価結果を表２に示した。
【００２８】
【表２】
2013203829.tif 000003
【００２９】
表２のずり落ち評価についての合格（○）、不合格（×）については、上記（４）ずり落ち評価の欄に記載した。
【００３０】
表２の強度についての合格（○）、不合格（×）は、次のようにして評価した。すなわち、建築物の外壁に係る風圧について、建築基準法施工例では、最高建築高さ６０ｍ、最大風圧４６ｍ／ｓが想定されており、このときの最大風圧力は圧縮力で０．５Ｎ／ｃｍ２、引張力で０．３Ｎ／ｃｍ２と算出される。この外力に対し１０倍の安全率を見て、これを許容力として設定した。つまり、外壁に取り付ける建築部材では、許容圧縮力で５Ｎ／ｃｍ２、許容引張力で３Ｎ／ｃｍ２の強度が要求されるとした。一方、建物の外壁に貼り付ける外断熱材として型内発泡法スチレン系樹脂成形品を用いる場合、接着面積は略１２〜５０％であるのが通常であることから、この接着面積で風圧力に耐える型内発泡法スチレン系樹脂成形品には、６〜２５Ｎ／ｃｍ２の引張強度が必要であるとした。その前提のもとに、引張強度が６Ｎ／ｃｍ２のものは、強度としては合格（○）とし、それ未満のものは不合格（×）とした。
【００３１】
表２において、総合評価は、ずり落ち評価と強度の双方が合格のものを合格（○）とし、いずれか一方のみが合格（○）のものは、不合格（×）とした。
【００３２】
表２に示す評価結果において、比較例１は、発泡体密度が１８ｋｇ／ｍ３の範囲であり、軽量であることからずり落ち評価は合格であるが、引張強さが３Ｎ／ｃｍ２とひくく、風圧による引張力に対する強度が不足している。比較例２も同様であり、引張強さが、２Ｎ／ｃｍ２とひくく、風圧による引張力に対する強度が不足している。比較例３は、引張強さは３０Ｎ／ｃｍ２と高く、風圧による引張力に対する強度は備えているが、発泡体密度が３５ｋｇ／ｍ３と大きく、そのためにずり落ちが生じている。実施例１〜５では、発泡体密度は１４〜３０ｋｇ／ｍ３の範囲であり、引張強さは７〜２５Ｎ／ｃｍ２の範囲であることから、総合評価がすべて合格となっている。なお、実施例および比較例において、厚みは２００ｍｍの型内発泡法スチレン系樹脂成形品を用いて評価したが、発泡体密度は１４〜３０ｋｇ／ｍ３であれば、厚みは１５０ｍｍ〜２００ｍｍのものであっても、実質的に同じ評価が得られる。
【００３３】
以上のことから、型内発泡法スチレン系樹脂成形品、特に建物の外断熱材として用いる型内発泡法スチレン系樹脂成形品では、発泡体密度が略１２〜３３ｋｇ／ｍ３の範囲であり、厚みが略１５０ｍｍ以上であり、厚み方向の引張強さが略６〜２５Ｎ／ｃｍ２の範囲であることで、風圧に対して安定した貼り付け状態が得られる型内発泡法スチレン系樹脂成形品が得られることがわかる。
【００３４】
なお、表２に示すように、総合評価が合格のものにおいて、圧縮強さは４〜２０Ｎ／ｃｍ２の範囲であることから、本発明による型内発泡法スチレン系樹脂成形品において、圧縮強さが略３〜２０Ｎ／ｃｍ２の範囲であることは、より好ましい態様となる。