JP2010520392A - 防滑性屋根下葺き材 - Google Patents

Abstract

連続多成分フィラメントのスパンボンド不織層と、スパンボンド不織層の少なくとも１つの表面上のコーティングとから形成される可撓性で防滑性の屋根下葺き材が提供される。このスパンボンドフィラメントは、コア中の高強度成分とコーティングに対して高い接着性を有するシース成分とのシース−コア構造で好ましくは形成される。この屋根下葺き材は、高引張強度および高摩擦係数の改善された組み合わせを有する。

Description

本発明は、高摩擦係数および高引張強度を有する防滑性屋根下葺き材(non-skid roof underlayment)に関する。

ポリマーコーティングがコーティングされたポリマー不織シート材料は、可撓性屋根下葺き材としての使用が知られている。しかし、使用されるコーティングのポリマーは、不織シートのポリマーへの接着性が良好なポリマーに限定される。結果として、高強度の不織基材が使用される場合には、使用されるポリマーコーティングの摩擦係数が望ましくないほど低いため、屋根の取り付けおよび修理の間に人が下葺き材の上を歩いた場合に、滑ったり滑り落ちたりする可能性が生じる屋根下葺き材が得られる。

高引張強度および高摩擦係数の改善された組み合わせが得られる、可撓性で防滑性の屋根下葺き材が必要とされている。

用語「スパンボンドノンウーブン」、「スパンボンド層」、「スパンボンド不織布」、および「スパンボンド不織ウェブ」は、「スパンボンド繊維」または「スパンボンドフィラメント」とも呼ばれる溶融紡糸連続フィラメントから形成された不織シートを意味するために同義的に本明細書において使用される。本明細書において使用される場合、用語「スパンボンド」フィラメントは、押し出されるフィラメントの直径を有する紡糸口金の複数の細いキャピラリーから、溶融した熱可塑性ポリマー材料をフィラメントとして押し出し、次に延伸して急速に細くすることにより形成されるフィラメントを意味する。スパンボンドフィラメントは、一般に連続であり、通常は約５ミクロンを超える平均直径を有する。スパンボンド不織布は、小孔を有するスクリーンまたはベルトなどの捕集面上に不規則にスパンボンドフィラメントを載せることによって形成される。スパンボンドウェブは、熱カレンダー加工、スルーエアボンディングなどの当該技術分野において周知の方法によって、または高圧において飽和蒸気室にウェブを通すことによって接合することができる。

用語「ノンウーブン」は、多数の不規則に分布した繊維を含むウェブを意味する。これらの繊維は一般に互いに接合される場合もあり、接合されていない場合もある。これらの繊維は単一成分または多成分を含むことができる。

本明細書において使用される場合、用語「多成分フィラメント」および「多成分繊維」は、少なくとも２種類の異なるポリマーで構成され、それらが共に紡糸されて１つのフィラメントまたは繊維が形成された、あらゆるフィラメントまたは繊維を意味する。この多成分繊維またはフィラメントは、多成分繊維の断面を横断する別の領域内に配置され繊維の長さに沿って延在する２種類の異なるポリマーでできた複合繊維またはフィラメントである。多成分繊維は、ポリマー材料の均一な溶融ブレンドから押し出された繊維とは区別される。本発明において有用な多成分繊維は、好ましくはシース−コア繊維である。本発明において有用な多成分連続フィラメントスパンボンドウェブは、当該技術分野において周知のスパンボンド法を使用して作製することができる。スパンボンドフィラメントは一般に円形であるが、種々の他の形状（たとえば楕円形、三葉、または多葉、平坦、中空など）および構成（たとえば対称のシース−コア、偏心のシース−コアなど）で作製することもできる。

「カレンダー加工」は、２つのロールの間のニップにウェブを通すプロセスである。これらのロールは互いに接触していてもよく、ロール表面間で一定または変動する間隙が存在してもよい。ニップのロールは「軟質」であってもよく、すなわち適用された圧力下で変形する表面を有することができ、または「硬質」であってもよく、すなわちカレンダープロセス中に適用される圧力下で変形が生じない表面を有することもできる。ニップのロールは、パターンを有してもよく、すなわちウェブがニップを通るときにウェブ上にパターンを意図的に形成するための点またはパターンを有さなくてもよい。「点接合」は、ばらばらの箇所でウェブを接合するパターンを有する２つのロールの間のニップにウェブを通すプロセスである。あるいは、ロールはパターンを有さず、すなわち平滑な表面を有することもできる。「領域接合」は、２つの平滑なロールの間のニップにロールを通すプロセスである。

「屋根下葺き材」または「下葺き材」は、天候、または建造物の外側の環境における他の要因から建造物の一部の領域を覆う、または保護するために建造物の屋根葺き材に含まれるあらゆるシート材料を意味する。

層の位置を説明するために使用される場合の用語「外側」は、建造物から外側に向いた下葺き材の側または表面を意味する。用語「内側」は、建造物に向かう下葺き材の側を意味する。

一実施形態において、本発明は、高摩擦係数、高グラブ引張強度（ｇｒａｂ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）、ならびに「静水頭」、「水頭」、および「液体水抵抗性」と同義的に本明細書において称される液体の水の浸透に対する高い抵抗性を維持することができる屋根下葺き材に関する。下葺き材はスパンボンド不織ウェブ層を含むことができ、この不織ウェブ層は連続ポリマーシース−コア繊維から形成される。シース成分は好都合にはポリエチレンを含み、コア成分は好都合にはポリエステルおよびポリアミドからなる群から選択されるポリマーを含む。シース成分対コア成分の重量比は好都合には約１０：９０〜９０：１０である。スパンボンドウェブの坪量は約５０ｇ／ｍ²〜約１３６ｇ／ｍ²であってよい。

本発明の下葺き材は少なくとも０．４０の摩擦係数をさらに有し、この屋根下葺き材は、縦方向における少なくとも２６Ｎ／ｃｍの引張強度、および少なくとも１００ｃｍの水の静水頭を有する。この摩擦係数は、米国特許公開第２００６／０２２８９６３号明細書に開示されるような砂、石炭スラグなどのざらついた材料ではなく好適なコーティングを使用することによって好ましくは得られる。

このスパンボンド不織層は、主としてまたは排他的に、米国特許第６，８３１，０２５号明細書および米国特許第７，００８，８８８号明細書に示されるような溶融紡糸によって製造された多成分スパンボンド繊維から形成することができる。このような複合スパンボンド繊維は、高引張強度が得られるとコア成分と、下葺き材コーティングのポリマーに対して高い接着性が得られるシース成分とを組み合わせることによって複合繊維を適応させることができるため、本発明の屋根下葺き材の基材中への使用に特に適していることが分かった。コア成分としての使用に好適なポリマーとしては、ポリプロピレン、ポリエステル、およびポリアミドを挙げることができる。シース成分としての使用に好適なポリマーとしては、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン、ならびにそれらのコポリマーが挙げられる。シース成分対コア成分の重量比は約１０：９０〜９０：１０である。シースおよび／またはコアのポリマーは、染料、顔料、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、紡糸仕上剤などの従来の他の添加剤を含むことができる。

スパンボンド不織層は、本発明の下葺き材に所望の物理的性質を付与するために、領域接合または点接合のいずれかによってカレンダー加工することができる。スパンボンド不織層は、２つのロールの間のカレンダーニップ中に供給することができ、このロールの少なくとも１つは、ポリマーがガラス状態からゴム状態に転移する温度と、ポリマーの溶融が開始する温度との間の温度に維持されており、そのためスパンボンド不織層の繊維は、カレンダーニップを通過するときに可塑化状態になる。ロールの組成および硬度は、布の所望の最終使用特性が得られるように変化させることができる。２つのロールの間のニップ中のスパンボンド不織層の滞留時間はウェブのライン速度によって制御される。ライン速度、温度、および圧力などの接合条件は、当業者に明らかなように変動させることができる。

スパンボンド不織層は、押出コーティングなどの周知のコーティング手段によってコーティングされる。コーティングとしての使用に好適なポリマーとしては、ポリエチレン、エチレンアクリル酸メチルコポリマー、エチレンアクリル酸エチルコポリマー、およびエチレンアクリル酸ブチルコポリマー樹脂が挙げられる。コーティングの樹脂は染料、顔料、酸化防止剤、ＵＶ安定剤などの従来の他の添加剤を含むことができる。

以上の説明および以下の実施例において、報告される種々の特性および性質を測定するために以下の試験方法を使用した。ＡＳＴＭは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓを意味する。ＴＡＰＰＩは、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙを意味する。

坪量は、布またはシートの単位面積当たりの質量の測定単位の１つであり、ＡＳＴＭ Ｄ−３７７６によって測定され、ｇ／ｍ²の単位で報告される。

摩擦係数はＴＡＰＰＩ ８１５に準拠して測定した。

静水頭はＡＡＴＣＣ−１２７に準拠して測定した。それらの結果は水のセンチメートルの単位で測定した。

引張強度は、縦方向および横方向において、表１に示すようにＡＳＴＭ Ｄ４１２またはＡＳＴＭ Ｄ５０３４−９５に準拠して測定した。方法Ｄ４１２による結果は、ｌｂ／ｉｎの単位で測定してＮ／ｃｍに変換しており、方法Ｄ５０３４−９５による結果はｌｂ_fの単位で測定してＮに変換している。

実施例１〜１０
これらの非限定的実施例は、スパンボンド層の上面および底面の上にポリマーをコーティングすることによって作製した屋根下葺き材の作製を示している。スパンボンド層は、融点が約１２６℃の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）をシース成分として使用し、融点が約２６０℃で固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をコア成分として使用する複合スパンボンド法で作製したシース−コアスパンボンド繊維から形成した。ＰＥＴ樹脂は、使用前に結晶化させ乾燥させた。ＰＥＴおよびＬＬＤＰＥポリマーを別々の押出機中で加熱して押し出し、濾過して、シース−コアフィラメント断面が得られるように設計された複合スピンブロックに計量供給した。これらのポリマーは、各成分の重量を基準として所望のシース／コア比の繊維が得られるように計量供給した。スパンボンド繊維中のポリエステル成分対ポリエチレン成分の比は５０：５０であった。得られたフィラメントは、向かい合った２つの急冷ボックスから供給される急冷空気を使用して急冷ゾーン中で冷却した。次にフィラメントを空気延伸ジェット中に通して、そこでフィラメントを延伸し、次に真空吸引によって補助されたレイダウンベルト上に配置した。次にスパンボンド層を熱点接合した。使用した接合ロールは、１２１℃（２５０°Ｆ）に制御した熱油によって両方のロールを加熱した。接合圧力は２５０ポンド／直線インチ（ＰＬＩ）に設定した。これらの実施例の不織層の坪量は２．５ｏｚ／ｙｄ²（８５ｇ／ｍ²）であった。比較例１としてコーティングしていない不織層を使用した。

次にスパンボンド系布の両側にポリマーコーティングを適用した。コーティングに使用したポリマーは、商品名Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９でＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）より販売される溶融温度約１０１℃、およびメルトフローレート約６ｇ／１０分のエチレン−メチルアクリレートコポリマーであった。押出前に、このコポリマーを５８０°Ｆ（３０４℃）に加熱し、溶融押出装置（Ｅｇａｎ Ｄａｖｉｓ−Ｓｔａｎｄａｒｄ（Ｐａｗｃａｔｕｃｋ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）製造）を使用し６．５ｉｎ（１６．５ｃｍ）の空隙設定を使用してスパンボンド布上に押し出した。ポリマー押出の前に、押出ダイを有するライン中でスパンボンド布のコロナ処理を行った。ポリマーコーティングの厚さは、機械のライン速度を調整することによって制御した。コーティングされた布をロール上に巻き取った。布の反対側にコーティングするためにもう一度機械に布を通した。

実施例１１
この実施例は、不織層の両側に異なるコーティング層を有する下葺き材の作製を示す。坪量が３．５ｏｚ／ｙｄ²（１１９ｇ／ｍ²）であり布のシース／コア比が３０：７０であることを除けば、実施例１〜１０に記載されるように不織布を作製した。比較例２としてコーティングしていない不織層を使用した。実施例１〜１０に記載のノンウーブンの外側層にＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９ポリマーを適用した。この実施例ではＵＶ安定剤パッケージをＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９層に加えた。実施例１〜１０に記載のノンウーブンの内側表面にメルトインデックスが４．５ｇ／１０分であり密度が０．９２３ｇ／ｃｍ³であるポリエチレンを適用した。

実施例１２
この実施例は、ノンウーブンの内側表面および外側表面の両方の上にＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９およびポリエチレンの同時押出コーティングを有する下葺き材の作製を示す。坪量が３．５ｏｚ／ｙｄ²（１１９ｇ／ｍ²）でありシース−コア比が３０：７０であることを除けば、実施例１〜１０に記載されるようにノンウーブンを作製した。比較例３としてコーティングしていない不織層を使用した。メルトインデックスが７ｇ／１０分であり密度が０．９１８ｇ／ｃｍ³であるポリエチレン（Ｍ．Ｈｏｌｌａｎｄ Ｃｏ．より入手可能）およびＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９を別々の押出機中で加熱し、次に１つの押出ダイ中に同時に供給し、実施例１〜１０に記載されるノンウーブン上に押し出した。ポリエチレンがノンウーブンの面に接触するように、同軸層をノンウーブン上に押し出した。各同時押出層中のポリエチレン対Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９の比は重量基準で７５：２５であった。ＵＶ安定剤パッケージをポリエチレンおよびＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９の両方に加えた。

実施例１３
この実施例は、ノンウーブンに対して点接合の代わりに平滑カレンダー加工を行った製品を示す。ノンウーブンの坪量が３．１ｏｚ／ｙｄ²（１０５ｇ／ｍ²）であり、シースコア比が５０：５０であることを除けば、実施例１〜１０に記載されるように不織層を作製した。比較例４としてコーティングしていない不織層を使用した。この実施例では、熱点接合カレンダー加工の代わりに熱平滑ロールカレンダー加工を使用してノンウーブンをともに接合した。平滑カレンダーは２５０°Ｆ（１２１℃）の油温、および６００ポンド／直線インチの接合圧力で運転した。不織布の両面に、実施例１〜１０に記載されるＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９ ポリマーをコーティングした。ＵＶ安定剤パッケージをＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ １６０９に加えた。

各実施例および比較例のコーティング厚さ、摩擦係数、引張強度、および静水頭を表１に報告する。比較例において：
Ｔｒｉｆｌｅｘ−３０はＧｒａｃｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）の製品である。

Ｔａｍｋｏ（登録商標）３０ ｌｂ．フェルトは、Ｔａｍｋｏ（登録商標） Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｊｏｐｌｉｎ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）の製品である。

ＥＬＫ Ｑｕａｎｔｕｍ（商標）は、Ｅｌｋ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｄａｌｌａｓ，Ｔｅｘａｓ）の製品である。

Ｔｉｔａｎｉｕｍ（商標）ＵＤＬは、ＩｎｔｅｒＷｒａｐ（Ｍｉｓｓｉｏｎ，Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｃｏｌｕｍｂｉａ，Ｃａｎａｄａ）の製品である。

ＥＺ−Ｒｏｏｆ（商標）Ｂａｓｅは、Ｃａｒｌｉｓｌｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｗａｔｅｒｐｒｏｏｆｉｎｇ，Ｉｎｃ（Ｗｙｌｉｅ，Ｔｅｘａｓ）の製品である。

Ｒｏｏｆｅｒｓ’ Ｓｅｌｅｃｔ（商標）は、ＣｅｒｔａｉｎＴｅｅｄ Ｃｏｒｐ．，Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）の製品である。

表１

（表１続き）

^*１ｍｉｌ＝０．０２５ｍｍ。ＮＡ＝適合せず、または使用せず。

Claims (6)

1. （ａ）２つの主面を有する多成分スパンボンド不織ウェブであって、実質的に連続のポリマーシース−コアスパンボンド繊維を含み、シース成分がポリオレフィンを含み、コア成分が、ポリプロピレン、ポリエステルおよびポリアミドからなる群から選択されるポリマーを含み、シース成分対コア成分の重量比が１０：９０〜９０：１０である多成分スパンボンド不織ウェブと；
   （ｂ）ポリエチレン、エチレン アクリル酸メチルコポリマー、エチレン アクリル酸エチルコポリマー、およびエチレン アクリル酸ブチルコポリマーからなる群から選択される樹脂を含む、前記スパンボンド不織ウェブの少なくとも１つの表面上のコーティングと
   を含む防滑性屋根下葺き材であって；
   少なくとも１つのコーティングされた表面が少なくとも０．４０の摩擦係数を有し、縦方向において少なくとも２６Ｎ／ｃｍの引張強度、および少なくとも１００ｃｍの水の静水頭を有する、屋根下葺き材。
2. 前記コーティングが、スパンボンド不織ウェブの両主面上に存在する、請求項１に記載の屋根下葺き材。
3. 前記コーティングがＵＶ安定剤をさらに含む、請求項１に記載の屋根下葺き材。
4. 前記スパンボンド繊維のシース成分対コア成分の重量比が５０：５０〜１０：９０である、請求項１に記載の屋根下葺き材。
5. 前記スパンボンド繊維の前記シース成分が線状低密度ポリエチレンを含み、前記スパンボンド繊維の前記コア成分がポリ（エチレンテレフタレート）を含む、請求項１に記載の屋根下葺き材。
6. 前記コーティングの厚さが１ミル〜２．５ミルである、請求項１に記載の屋根下葺き材。