JP2007021879A - 複合樹脂発泡体およびそれを用いた建築用材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂発泡体、好ましくは内在する気泡のアスペクト比のDz/Dxの平均値が1.1〜4.0、発泡倍率が3〜20倍である樹脂発泡体のすくなくとも一面に、拘束点密度が30点/cm2以上、任意の点から0.5mm以内に繊維拘束部が存在する繊維集合体が積層されてなることを特徴とする複合樹脂発泡体及びそれを用いた建築用材料。
【選択図】なし
Description
しかし、上記のようにスペーサー材として、合板や繊維板を使用する場合は、次のような課題がある。(i)重量が重くハンドリングが悪く、例えば、12mm厚さの合板ではせいぜい2枚/人程度しか一度に運べない。(ii)現場でのカット調整が困難であり、電動ノコ等が必要で安全性や騒音の問題がある。(iii)仕上材が高分子床材の場合は、通常クロス職人が施工を行なうが、下地に合板を用いるとクロス職人が使用する工具類(カッターが主)では施工できず、木質床施工職人が必要となり、施工現場に異業種の職人が複数必要となり、工事単価が高くなる。(iv)耐水合板であっても、完全な耐吸水性能を維持することはできず、腐食による変形、反り等が発生しやすい。(v)厚み公差の不安定さから目違いが起こりやすく仕上げ材にクッションフロアなどの高分子系仕上げ材を施した場合、外観に影響を及ぼす。(vi)近年の建築基準法の改正により防虫剤の使用量が規制され、合板に含まれる防虫剤成分が低減されているため虫が食いやすい。また防虫剤成分が配合されている場合は、揮発性有害物質の室内放散の可能性が高くなり、ハウスシック症候群の原因になり得る。(vii)釘を使用して固定する場合は、釘との摩擦により経年変化で釘なりの可能性が発生する。また、二重床システムに関しては、二重床の段差調整は脚の長さを調整することで解消できるが、重量が重いために調整工数の負担増を招いているためスペーサーで段差調整するほうがむしろ簡易的である。また、仕上げ材にクッションフロアを用いる場合は二重床のパーティクルボードの目違いが発生するため、合板や専用のスペーサー材を下地に使用する必要があり、床仕上げ材を接着剤で固定した場合、リフォーム等で床を改装する場合、スペーサー材と仕上材の分離がしにくい等の問題が発生する。
これは床下地スペーサー用途に限った問題でなく、接着剤による固定が必要な不織布が積層された発泡体全般の使用に関する課題でもある。例えば、壁材や天井材に発泡体を固定する場合は、同様の課題が生じることが容易に考えられる。例えば、壁材や天井材に発泡体を固定する場合は同様の問題が生じることが容易に考えられる。
ポリエステル系繊維としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどはもとより、イソフタル酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、トリメチレングリコールなどの共重合成分の共重合ポリエステル、ポリエチレンナフタレート及びこれらの共重合物からなる繊維でも、芯鞘構造又はサイドバイサイド等の複合繊維であっても良い。
ここで、繊維拘束部とは、繊維集合体が点状の部分的熱圧接等を受けて繊維同士が熱融着、または接着剤等で固定されている部分のことを言い、繊維材料がある角度で二次元もしくは三次元配列が重なり、その重なった部分で固定されている範囲のことをいう。
ここで、繊維集合体の拘束点密度とは、繊維集合体が点状の部分的熱圧接等を受け、その点状拘束区域の全表面積における密度、すなわち拘束点密度Bとして次式で表される。
B(点/cm2)=拘束点の数(点)/繊維集合体の全表面積(cm2)]×100
ここで、繊維集合体の拘束面積率は、繊維集合体が部分的熱圧接等を受け、その熱拘束部の全表面積に対する全拘束区域の面積比すなわち拘束面積率Aとして次式で表される。
A(%)=[繊維集合体の全融着区域の面積(cm2)/繊維集合体の全表面積(cm2)]×100
樹脂発泡体内に内在する気泡のアスペクト比が上記の範囲にすることによって、本発明における樹脂発泡体は、その厚み方向に圧縮力を受けると、厚み方向に長い紡錘形の気泡の長軸方向に力がかかることになるので厚み方向に高い圧縮強度を示す。
また、上記樹脂発泡体に内在する気泡のDxyの平均値は、500μm以上であることが好ましい。
すなわち、図1に示すように、発泡体(a)のシート厚み方向(z方向と呼ぶ)に平行な任意な断面(b)の10倍の拡大写真をとり、この写真中で無作為に選ばれる少なくとも50個の気泡における下記の2つの定方向最大径(Dz、Dxy)を測り、個数平均値を算出することにより求めることができる。
Dz:硬質発泡体中の気泡のz方向に平行な最大径
Dxy:硬質発泡体中の気泡のシート幅または長さ方向、すなわちz方向に垂直な面方向(xy方向と呼ぶ)に平行な最大径
ここで、発泡倍率は、JIS K6767に準拠して見掛け密度を測定し、その逆数発泡倍率(倍)とする値である。
ここで、圧縮弾性率は、JIS K7220に準拠して測定する値である。
ここで、ゲル分率とは、ポリオレフィン系樹脂発泡体を、120℃のキシレン中に24時間浸漬した後の残渣重量のキシレン浸漬前のポリオレフィン系樹脂発泡体重量に対する百分率(重量)で表す値である。
上記のような樹脂変性方法をとることで、成形された発泡性シート原反架橋度が低いにも拘らず、これを常圧で発泡させることが可能となる。
レンダリング成型、射出成型など、プラスチックの成型加工で一般的に行われる方法が適用可能であるが、スクリュ押出機より吐出する発泡性樹脂組成物を直後賦形する方法が生産性の観点から好ましい。この方法では、一定寸法幅の連続原反シートを得ることができる。
発泡前の原反の少なくとも片面に面材を積層することにより、発泡時における原反の面内の二次元方向(xy方向)の発泡を抑制し、厚み方向(z方向)にのみ発泡させることが可能となって、得られる発泡体シート内部の気泡は厚み方向にその長軸を配向した紡錘形の気泡となる。
ただし、ポリオレフィン系樹脂以外の材料からなる面材を用いるときは、リサイクル性の観点より、その使用量は最小限度に留めることが好ましい。
本発明の複合樹脂発泡体は、樹脂発泡体の表面に繊維集合体を積層したものであるので、上記面材として、繊維集合体を用いることにより、樹脂発泡体と繊維集合体の積層工程を省くことができるので、上述の繊維集合体が特に好ましい。
本発明の複合樹脂発泡体の形状は、特段限定するものではないが、利用面から考慮すると、パネル形状やブロック形状、長尺シート等の形状が好ましい。
上記硬質板状体としては、特に限定されず、例えば、以下の(i)〜(v)に示すようなものが挙げられる。
(i)単板(単一材料のむく板)
(ii)合板など[ベニヤ、パーチクルボード、繊維板(ファイバーボードともいう:MDFなど)など従来から床材として使われているもの]
(iii)合成樹脂板[ポリエチレン樹脂板(超高分子量ポリエチレン板が望ましい)、ポリプロピレン樹脂板、塩化ビニル樹脂板など]
(iv)繊維強化合成樹脂板(ガラス繊維などで繊維強化された、ポリエステル樹脂板、エポキシ樹脂板、硬質ポリウレタン樹脂板など)
(v)無機質板(磁器タイル、石板など)
サンプル表面に対して予め任意の点にボールペンにて20点表示させておき、マイクロスコープにて表面撮影を行い、画像データをパソコンに保存した。その後、画像解析装置を用いてパソコンディスプレイ上に表示し、目視にて任意の点を確認した。確認された点から画像解析装置を使用し、最も短い拘束部端部までの距離を計測し平均値を算出した。
(2)拘束点密度
繊維集合体の点状拘束区域の全表面積における密度、すなわち拘束点密度Bとして次式で求めた。
B(点/cm2)=[拘束点の数(点)/繊維集合体の全表面積(cm2)]×100
(3)耐磨耗性
テーバー摩耗試験装置でJIS K5600に準拠して、回転数と摩耗程度を目視判断した。
(4)接着施工性
樹複合脂発泡体を1m×1mのサイズにパネルカットし、コニシ(株)製の木質床材直貼り施工用接着剤「ボンドKU928R」を付属の専用くし目コテでパネル片面に塗布し、表面の毛玉発生具合を目視にて確認した。
(5)接着強度
JIS A1612に準拠し、コニシ(株)製の木質床材直貼り施工用接着剤「ボンドKU928R」をコンクリートモルタルと資料との接着強度を測定した。
なお、試験用治具とコンクリートモルタル、資料との固定は接着強度が高いエポキシ系接着剤を用い、接着面積は25cm2、引張り速度は5mm/minとした。
(6)リサイクル成形性
高さ10cm、サイズ1m×1mのリサイクル樹脂パレットを成形し、サンプルをペレタイジングにより粉砕したインジェクション成形法による金型内成形が可能かどうかをみた。
(7)再剥離性
1m×1mのサンプルにコニシ(株)製の木質床材直貼り施工用接着剤「ボンドKU928R」をビード状に15cm間隔で格子状に塗布し、木質フローリングを接着し、48時間常温(23℃)にて放置後にフローリングを剥がし各サンプルの破壊度合を目視で判断した。
(1)変性ポリオレフィン系樹脂の調製
変性ポリオレフィン系樹脂を調製するために、同方向回転2軸スクリュー押出機(プラスチック工学研究所社製、型式「BT40型」)を用いた。この押出機は、セルフワイピング2条スクリューを備え、そのL/Dは35、D(直径)は39mmである。シリンダーバレルは押出機の上流から下流側にかけて第6バレルに区分され、成形ダイは3穴ストランドダイであり、第4バレルには揮発分を回収するための真空ベントが設置されている。以下の操作においては、第1バレルの温度を180℃、第2バレルから第6バレルの温度および3穴ストランドダイの温度を220℃に設定し、スクリュー回転数を150rpmに設定した。
上記2軸スクリュー押出機の第1バレル後端に備えられたホッパーから、ポリオレフィン系樹脂としてランダムポリマー型のポリプロピレン樹脂(日本ポリケム社製、商品名「EX6」、MFR1.8g/10分、密度0.9g/cm3、)を10kg/時間の供給量で押出機内に投入した。次に、第3バレルから、ジビニルベンゼン(変性用モノマー)および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3(有機過酸化物)の混合物を押出機内に注入し、これらを均一に溶融混練して、変性ポリプロピレン樹脂を調製した。
次いで、この変性ポリプロピレン樹脂を3穴ストランドダイから吐出した後、水冷し、ペレタイザーで切断して、変性ポリプロピレン樹脂のペレットを得た。変性用モノマーおよび有機過酸化物の注入量は、ポリプロピレン樹脂100重量部に対し、変性用モノマー0.5重量部および有機過酸化物0.1重量部であった。また、押出機内で発生した揮発分は真空ベントにより真空吸引した。
上記で得られた変性ポリプロピレン樹脂に未変性ポリプロピレン樹脂および発泡剤を添加するために、同方向回転2軸スクリュー押出機(日本製鋼所社製、型式「TEX−44型」)を用いた。この押出機は、セルフワイピング2条スクリューを備え、そのL/Dは45.5、D(直径)は47mmである。シリンダーバレルは押出機の上流から下流側にかけて第1バレルから第12バレルに区分され、第12バレルの先端部には成形ダイとしてTダイが設定されている。また、発泡剤を供給するために、第6バレルにはサイドフィーダーが設置されており、第11バレルには揮発分を回収するための真空ベントが設置されている。以下の操作においては、第1バレルを常時冷却し、第1ゾーン(第2バレルから第4バレル)の温度を150℃、第2ゾーン(第5バレルから第8バレル)の温度を170℃、第3ゾーン(第9バレルから第12バレル)の温度を180℃、第4ゾーン(Tダイおよびアダプター部)の温度を160℃に設定し、スクリュー回転数を40rpmに設定した。
上記2軸スクリュー押出機の第1バレル後端に備えられたホッパーから、前工程(1)で得られたペレット状の変性ポリプロピレン樹脂、および未変性のホモポリマー型のポリプロピレン樹脂(日本ポリケム社製、商品名「FY4」、MFR5.0g/10分、密度0.9g/cm3)を、それぞれ10kg/時間(合計20kg/時間)の供給量で押出機内に投入した。また、第6バレルに設けられたサイドフィーダーから、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(ADCA)を1.0kg/時間の速度で供給量で押出機内に投入し、これらを均一に溶融混練して、発泡性ポリプロピレン樹脂組成物を調製した。次いで、この樹脂組成物をTダイから押し出し、幅1100mm、厚み0.7mmの発泡性シートを作製した。
上記で得られた発泡性シートの両面に、ポリエチレンテレフタレート製の不織布(ユニチカ社製、商品名「マリックス70150WTO」、拘束点密度64点/cm2、任意の点からの繊維拘束部の存在位置0.415mm、目付重量15g/m2)を重ね、プレス成形機を用いて、180℃の加熱加圧条件で積層して、2m×1mの発泡体性複合シートを得た。
次いで、上記複合樹脂発泡性シートを、230℃の加熱炉中で約10分間加熱して、発泡させ、厚み6mmの複合樹脂発泡体を得た。
得られた複合樹脂発泡体の特性を評価した。その結果を表1に示す。
発泡スチロール(発泡倍率20倍、ビーズ発泡成形品)厚さ12mm、サイズ2m×1mのパネルの表裏にポリエチレンテレフタレート製の不織布(ユニチカ社製、商品名「マリックス70150WTO」、拘束点密度64点/cm2、任意の点からの繊維拘束部の存在位置0.415mm、目付重量15g/m2)をエポキシ系接着剤で積層した複合樹脂パネルを製作した。
不織布として、ポリエチレンテレフタレート製の不織布(東洋紡績社製、商品名「スパンボンドエクーレ6301A」、拘束点密度25点/cm2、任意の点からの繊維拘束部の存在位置0.803mm、目付重量15g/m2)を用いる以外は、実施例1と同様にして複合樹脂発泡体を得た。評価結果を表1に示す。
不織布として、ポリエチレンテレフタレート製の不織布(東洋紡績社製、商品名「スパンボンドエクーレ6301A」、拘束点密度25点/cm2、任意の点からの繊維拘束部の存在位置0.803mm、目付重量15g/m2)を用いる以外は、実施例2と同様にして複合樹脂発泡体を得た。評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- 樹脂発泡体の少なくとも一面に、繊維拘束部が存在する繊維集合体が積層されてなり、任意の点から上記繊維拘束部までの平均最短距離が0.5mm以下であり、該繊維拘束部の点密度が30点/cm2以上であることを特徴とする複合樹脂発泡体。
- 繊維集合体が不織布であることを特徴とする請求項1に記載の複合樹脂発泡体。
- 樹脂発泡体は、内在する気泡のアスペクト比のDz/Dxの平均値が1.1〜4.0、発泡倍率が3〜20倍である樹脂発泡体であることを特徴とする請求項1又は2に記載の複合樹脂発泡体。
- 樹脂発泡体が、オレフィン系樹脂を主原料として用いた発泡体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合樹脂発泡体。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合樹脂発泡体を用いることを特徴とする建築用材料。
- 建築用材料が床用下地材であることを特徴とする請求項5に記載の建築用材料。
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