JP2006161262A

JP2006161262A - アスファルト含浸用基材

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Publication number: JP2006161262A
Application number: JP2005269905A
Authority: JP
Inventors: Kiyoto Nakai; 清人中井; Hisashi Kamishiro; 寿史神代
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】軽量で作業性に優れ、しかも、アスファルト含浸時の波形変形を低減するためのアスファルト含浸用基材を提供すること。
【解決手段】本発明は、短繊維からなる不織布中に、フィラメントからなる複数の補強材が離間配置され、前述した不織布がバインダーで樹脂加工されてなるアスファルト含浸用基材において、前記バインダーが熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物であり、前記熱可塑性樹脂と前記熱硬化性樹脂との固形分重量比が７０：３０〜１０：９０であり、短繊維の面密度が３０〜６０ｇ／ｍ^２であることを特徴とするアスファルト含浸用基材に関する。また、上述の短繊維がポリエステルからなるものであることが好ましい。
【選択図】図１

Description

この発明は、屋根下地材として用いるため、アスファルト等を含浸してルーフィング材とするための基材に関し、特に、軽量であることから作業性に優れ、しかもアスファルト含浸時の皺発生を低減することが可能なアスファルト含浸用基材に関する。

家屋などの建築に際し、屋根の下地として防水性を有するルーフィング材が広く用いられている。ルーフィング材は、防水性を担うアスファルトを基材に含浸して調製されるが、この基材に求められる特性として、アスファルトを均一な塗膜として被着させることにより優れた防水性を発揮し、しかも、下地として敷設する際の作業により、例えば引裂や引張による変形を受けにくいことが要求されている。

従来のルーフィング材について、例えば特開昭５４−１４８０８８号公報（特許文献１）では、ポリエステルの長繊維をランダムに配列して形成された不織布層と、例えばレーヨンポリアクリロニトリル、ビニロン等から任意に選択された素材からなる編織布層とをニードルパンチで結合してなる複合体にアスファルトを含浸させたものが提案されている。この公報技術によれば、不織布層として１００〜５００（ｇ／ｍ^２）、編織布層として１５〜７５（ｇ／ｍ^２）の好適な目付範囲を開示している。

また、特開平７−５２２９９号公報（特許文献２）では、ガラス系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維からなり、引張強度が５ｇ／ｄ以上、３％伸長時の応力が２ｇ／ｄ以上、かつ１８０℃で１０分間処理時の乾熱収縮率が０．５％以下である繊維が、一方向あるいは前記方向およびそれと交叉する方向とに存在する中間層部と、前記中間層部の表裏両面に積層された不織布とがニードルパンチ処理により一体化され、かつ加熱処理および／または樹脂含浸が施されてなるアスファルトルーフィング用積層シートが提案されている。この公報技術によれば、高強力と高弾性率および寸法安定性を有するルーフィング材として、一方向あるいは前記方向およびそれと交叉する方向に、特定の物性を有する繊維を入れることでアスフアルト加工時の伸びを押さえ得ると開示されている。

特開昭５８−８７３７４号公報（［特許請求の範囲］）特開平７−５２２９９号公報（［特許請求の範囲］）

上述した背景技術からも理解できる様に、ルーフィング材は所定の基材にアスファルトを含浸することで防水性を発揮させるものである。このような防水性、或いは、１０年以上を要すると言われる耐候性に加えて、高所で行われるルーフィング材の敷設作業においては、軽量であることが極めて重要な要求特性である。これらルーフィング材としての要求特性は、基材とアスファルトとの組み合わせにおける設計に基いて種々の工夫が為されているものであるが、基材に固有の要求として、アスファルト含浸時の形状安定性、特に、１８０〜２００℃の高温に曝される際の寸法変化が重要となる。つまり、作業性を考慮した軽量な基材構成を採用する場合、アスファルト含浸後のルーフィング材に波形の変形や屈曲による折れ皺を生じ、当該ルーフィング材の平滑性が失われたり、ルーフィング材の幅が減少してしまうという問題点が有った。また、この種の波形変形は、前述した特許文献１における編織布の様に、直交する網目状の繊維構造を有する補強材を採用することにより緩和される傾向にある。しかしながら、現在広く採用されているルーフィング材では、補強材として耐熱性や剛性に優れたガラスを用いているため、通常、その比重が３〜４程度のガラスを多用することは軽量性を希求する上で、必ずしも有効な手段とはなり得ないと言う問題も生じていた。

このような従来の問題点に鑑み、本出願に係る発明者は、補強材を可能な限り低減し、
しかも、アスファルト含浸時に発生しやすいとされてきた上記波形変形を低減すべく、鋭意検討を重ねた。その結果、基材としての曲げ強度と波形変形との間には相関性があり、この曲げ強度を所定のバインダー配合とすることで上述の課題を解決し得るとの知見を得、本発明を完成したものである。従って、本発明の目的は、軽量で作業性に優れ、しかも、アスファルト含浸時の波形変形を低減するためのアスファルト含浸用基材を提供することにある。

この目的の達成を図るため、本発明のアスファルト含浸用基材の構成によれば、短繊維からなる不織布中に、フィラメントからなる複数の補強材が離間配置され、前記不織布がバインダーで樹脂加工されてなるアスファルト含浸用基材において、前記バインダーが熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物であり、前記熱可塑性樹脂と前記熱硬化性樹脂との固形分重量比が７０：３０〜１０：９０であり、短繊維の面密度が３０〜６０ｇ／ｍ^２であることを特徴としている。

本発明の形態として、上述した短繊維をポリエステルとするのが好適である。また、前述したアスファルト含浸用基材の総重量においてバインダー固形分重量の占める割合を２０〜４０重量％とするのが好適である。

加えて、上述したアスファルト含浸用基材の１８０℃加熱時における曲げ強度を、０．
０７（Ｎ）以上とするのが好適である。

この発明に係るアスファルト含浸用基材によれば、短繊維からなる不織布中に、フィラメントからなる複数の補強材が離間配置され、前記不織布がバインダーで樹脂加工されてなるアスファルト含浸用基材において、前記バインダーが熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物であり、前記熱可塑性樹脂と前記熱硬化性樹脂との固形分重量比が７０：３０〜１０：９０であり、短繊維の面密度が３０〜６０ｇ／ｍ^２である構成としている。このような構成を採用することにより、軽量で作業性に優れ、しかも、アスファルト含浸時の波形変形を低減可能なアスファルト含浸用基材を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき説明する。本発明の構成では、短繊維からなる不織布中にフィラメントからなる複数の補強材を離間配置し、当該不織布に、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物からなるバインダーを適用する構成となっている。

上述した不織布として、短繊維からなるものを採用することにより、例えばスパンボンド法などの長繊維不織布に較べて均一性が高く、アスファルト含浸後のルーフィング材として、優れた防水性が期待できる。このような短繊維不織布は、従来知られているカード法、エアレイ法、湿式法などによって繊維ウエブを形成した後、ニードルパンチ法、水流絡合法などの絡合を施したものを任意好適に選択することができる。中でも、カード法によるウエブ形成に際して、そのウエブ内にフィラメントを配置させ、ニードルパンチ法による絡合を施した不織布を用いるのが好ましい。また、当該不織布を構成する短繊維としては、アスファルト含浸時の温度条件での耐熱性に応じて種々に選択し得るものであるが、化学的に安定で耐候性に富んだポリエステル、より詳細にはポリエチレンテレフタレートやポリエチレンブチレンテレフタレートなどから選択することができる。

上述したフィラメントとしては、前述した特許文献２にも開示されるように、ガラスフィラメント、ポリビニルアルコール系樹脂からなるフィラメント、ポリエステルフィラメントなどから選択し得るが、前述した短繊維と同様な耐熱性や耐候性、さらに、基材の経済性を考慮すればガラスフィラメントが好ましい。好適に用いられるガラスフィラメントの形態としては、直径９〜１５μｍのガラスフィラメントを数十本束ねたトウ状である。

また、本発明では上述した短繊維からなる不織布中に、上記フィラメントからなる複数の補強材を離間配置して構成される。ここで、「不織布中」とは、少なくとも２枚以上の繊維ウエブ間に挟持された状態で、例えばニードルパンチによる絡合を施し、短繊維とフィラメントとを一体化した状態、或いは、繊維ウエブの表面にフィラメントを離間配置された状態で水流絡合を施して一体化を図った状態の何れであっても良い。また、前述した通り、フィラメントからなる補強材は、２つの直交する方向に延在するフィラメントからなるメッシュ状であっても良いが、軽量化を図るために、不織布の延在する面内の一方向にのみ、平行に引き揃えられた状態で離間配置した形態が最も好ましい。このフィラメントの離間距離は、短繊維の面密度とフィラメントとの重量比率によって任意好適に設計することが出来るが、目的とする補強効果を得るために５〜１５ｍｍとするのが好ましい。さらに、この短繊維の面密度は、ルーフィング材の軽量化を目的とする上で、３０〜６０ｇ／ｍ^２とする必要がある。面密度が３０ｇ／ｍ^２未満では防水用のアスファルトを均一に付着させることが困難となる。また、６０ｇ／ｍ^２を超えると軽量化の目的を達成することが困難となる。

また、アスファルト含浸用基材の総重量においてバインダー固形分重量の占める割合を２０〜４０重量％の範囲とするのが好適である。この数値条件は、上述したバインダー適用前の基材における面密度によって種々に設計することが出来るものである。しかしながら、この面密度と、バインダーの面積当たりの固形分重量との合計に占める上記割合が２０重量％に満たない場合、本発明に係るバインダー適用による曲げ剛性向上を望むことが難しく、その反面、４０重量％を超えてバインダーを過剰に適用する場合には溶融アスファルトの均一含浸が阻害される。

次いで、本発明に適用するバインダーにつき、詳細に説明する。本発明は、バインダー組成として、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とを組み合わせて適用することにより、これらを単独で用いる場合よりも、曲げ剛性の向上が著しく高まる点に着目してなされたものである。このうち、熱可塑性樹脂としては、ポリアクリル酸エステル、アクリル酸エステル・酢酸ビニル共重合体、ＳＢＲ等の合成ゴムエマルジョン、熱硬化性樹脂としては、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素・ホルマリン樹脂、尿素メラミン樹脂、等が挙げられる。これら２種類の樹脂は、各々１種以上の組み合わせとして、任意に選択し得るものであるが、基材に靱性を付与する観点から熱可塑性樹脂であるアクリル酸エステルと、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂である尿素メラミン樹脂とを組み合わせて用いるのが好ましい。また、上述した熱可塑性樹脂の固形分重量と熱硬化性樹脂の固形分重量との比は、７０：３０〜１０：９０とする必要がある。この範囲を超えて熱可塑性樹脂が過剰な組み合わせとした場合にはルーフィング材として使用する際の靱性を付与し得る反面、アスファルト含浸時の耐熱性に乏しく、波形変形を来し易くなる傾向にある。また、熱硬化性樹脂が過剰に含まれる場合には、アスファルト含浸時の耐熱性に富む反面、アスファルト含浸時における靱性に乏しくなる。

以下、本発明の実施例につき説明する。この実施例では、説明の理解を容易とするため、具体的な形状、配置関係、数値的条件、及びその他特定の条件を例示するが、本発明は、これら特定条件にのみ限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で、任意好適な変形または変更を行い得る。

本実施例では、市販のポリエチレンテレフタレートからなるポリエステル短繊維（繊度２．２デシテックス，繊維長３８ｍｍ）と、市販のガラスフィラメント（直径１０μｍ）とを用いてカード法、並びに、ニードルパンチによって、短繊維不織布中にフィラメントを離間配置した状態で一体化された試料を調製した。この際、フィラメントの離間距離は９ｍｍに統一し、上記短繊維のみの面密度を３５（ｇ／ｍ^２）と、４５（ｇ／ｍ^２）と、５５（ｇ／ｍ^２）と、９０（ｇ／ｍ^２）との４水準とした。

次いで、本実施例で用いたバインダーは、熱可塑性樹脂として『ニポールＬＸ−８１４』（日本ゼオン株式会社製，商品名；固形分４５重量％）と、熱硬化性樹脂として『ベッカミンＪ−１０３』（大日本インキ化学工業株式会社製，商品名，固形分７０重量％）とを、各固形分換算の重量比、熱可塑性樹脂／熱硬化性樹脂が９０／１０と、７０／３０と、５０／５０と、３０／７０と、１０／９０との場合について試料を調製した。この際、所謂、絞りローラーでバインダー混合液を所定の被着量にまで絞った後、周知のドライヤーによって乾燥、熱硬化を施し、バインダーの付着量を５（ｇ／ｍ^２）と２０（ｇ／ｍ^２）との２水準とした。

このようにして調製した各試料に対して、アスファルト含浸時を想定した１８０℃における曲げ剛性を測定した。この曲げ剛性測定は、図１に示す装置により、所謂、三点曲げの手法により行った。図１は、当該測定方法を説明するため、要部のみを示す説明図であるが、図示を省略した市販の定速伸張型引張試験機である『テンシロン』（オリエンテック社製，商品名）の一対のチャックに、各々、上治具１１と下治具１３とを装着する。これら治具は、１８０℃に保たれた加熱炉（図示省略）中で、一方のチャックに装着された上治具１１のみが図中矢印Ａ方向に定速移動して荷重測定するように設計されている。上治具１１に形成された略『コ』の字型の載置部１５上に載置された測定試料１７は、その中央部分で、他方のチャックに固定装着されている下治具１３によって曲げられ、この際に、上治具１１と下治具１３との間で検出される最大応力を曲げ剛性として測定記録した。尚、この際、上治具１１は１００ｍｍ／分の定速で引き上げ、測定試料はタテ３ｃｍ、ヨコ１０ｃｍに裁断したものを用いた。さらに、各測定試料において、前述したフィラメントが離間配置する方向（タテ）とは直交する方向（各フィラメントの中心軸とは直交する方向：ヨコ）での曲げ強度を測定することにより、バインダーによる曲げ剛性への影響のみを評価した。

また、各試料を１８０℃に加熱溶融したアスファルトに含浸加工し、冷却固化した後の表面状態を観察した。以上に述べた評価用試料の詳細、並びに、評価結果につき、表１および表２に示す。

＊１：「熱可塑性樹脂の固形分重量／熱硬化性樹脂の固形分重量」を表す
＊２：波形変形や折れ皺が生じなかった場合を◎、使用に支障がない程度の波形変形が生じたものを○、折れ皺や波形変形を生じたものを×として、各々、表す
＊３：軽量性に優れる場合を◎、軽量性に劣る場合を×として、各々、表す

上記表１および表２からも理解できるように、基材の面密度が高く軽量性に劣る比較例１において、アスファルト含浸時の平滑性については、概ね良好であった。これに対して、同じバインダー組成を有し、面密度を低く採ることにより軽量化を図った比較例２並びに比較例３では、何れもアスファルト含浸によって波形変形と折れ皺との双方を来した。この含浸に先立って行った曲げ強度測定においても、比較例１に較べ、これら比較例２及び比較例３では、曲げ強度に劣っていた。このようなバインダー組成に対して、バインダーにおける熱硬化性樹脂の割合を高めた本発明の実施例１〜６においては、比較例３と同じ基材重量の実施例１〜４であっても、曲げ強度は一連の試料中で高く、アスファルト含浸後でも波形変形並びに折れ皺は全く観察されなかった。以上のことから、本発明の構成を適用することにより、例えば比較例１に較べて、約半分にまで軽量化をはかることができ、しかも、アスファルト含浸後の平滑性も極めて良好であることが確認された。

この発明の実施例で用いた曲げ剛性の測定方法を説明するため、要部を示す説明図。

符号の説明

１１：上治具、１３：下治具、１５：（上治具の）載置部、１７：試料、Ａ：上治具の移動方向。

Claims

短繊維からなる不織布中に、フィラメントからなる複数の補強材が離間配置され、前記不織布がバインダーで樹脂加工されてなるアスファルト含浸用基材において、前記バインダーが熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合物であり、前記熱可塑性樹脂と前記熱硬化性樹脂との固形分重量比が７０：３０〜１０：９０であり、短繊維の面密度が３０〜６０ｇ／ｍ^２であることを特徴とするアスファルト含浸用基材。
前記短繊維がポリエステルからなることを特徴とする請求項１に記載のアスファルト含浸用基材。
前記アスファルト含浸用基材の総重量においてバインダー固形分重量の占める割合を２０〜４０重量％としたことを特徴とする請求項１または請求項２の何れかに記載のアスファルト含浸用基材。
前記アスファルト含浸用基材の１８０℃加熱時における曲げ強度が０．０７（Ｎ）以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のアスファルト含浸用基材。