JP3779589B2

JP3779589B2 - 建築用下地材フィルム

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Publication number: JP3779589B2
Application number: JP2001334274A
Authority: JP
Inventors: 敦弘高田; 竜磨黒田; 暁花田; 武山田
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003138738A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築用下地材フィルムに関し、詳しくは強度に綴れた建築用下地材フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の屋根や床において、水の移動を阻止するために、これまで種々の防水材料が使用されており、その代表的なものとして、アスファルト（アスファルト工法）、合成ゴムや合成樹脂シート（シート工法）等がある。この内，合成樹脂シートはアスファルト等に比べて軽量であり、運搬、展張作業などを行い易く、施工し易いため下地材として多用されている。これら合成樹脂シートにおいては家屋内の湿気を屋外に排出し、構造材である木材が水分により腐敗し劣化するのを防止する目的でポリエチレン繊維を高温高圧加工したものや、多孔性シートに補強材を積層したものなどが開発されている。例えば、無機充填剤を含む樹脂組成物を一軸方向に延伸して得られた多孔性シートと樹脂製織布とを積層して熟融着した建材用透湿防水シートとしたもの（特開平９−２７７４１４号公報）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、建材用透湿防水シートとしての従来の下地材シートには、強度が不十分であるため、例えば外力が作用したり他の材料と接触したりすると破れやすいという問題がある。
【０００４】
上記従来技術の有する問題点に鑑みて、本発明の目的は、強度に優れた建築用下地材フィルムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、強度に優れ、外力が作用しても容易には破れない建築用下地材フィルムを開発すべく鋭意研究した結果、特定の３次元網状組織を有する熱可塑性樹脂製多孔性フイルムを建築用下地材フィルムとすることにより、上記目的を達成することができることを見出した。
【０００６】
すなわち、上記目的は各請求項記載の発明により達成される。本発明に係る建築用下地材フィルムの特徴構成は、多数の微細孔を有する熱可塑性樹脂製多孔性フィルムからなり、前記微細孔は、フィルムの１方向に伸びる幹フィブリルとこの幹フィプリル間を連結する枝フィブリルとからなる３次元網状組織により形成されており、前記技枝フィブリルの形成密度は、前記幹フィブリルの形成密度よりも高いことにある。このような孔構造を、（ｌｏｏｆａｈ）構造と称する。
【０００７】
かかる構成の建築用下地材フィルムは、例えば１〜３００μｍ程度の厚さであっても、十分に高い強度を有する。また、多数形成される微細工の微孔径などを調節することにより、通気性、透湿性および耐水圧性に優れた建築用下地材フィルムとすることができ、これを使用することにより、建屋内の湿気を屋外に効率よく逃すことができる。
【０００８】
しかも、微細孔の構造が、フィルムの１方向に伸びる幹フィブリルと枝フィブリルからなる３次元網状組織により形成されているため、強度の高い建築用下地材フィルムを実現できることになる。つまり、枝フィブリルの形成密度が、幹フィブリルの形成密度よりも高いことによって、最大熱収縮方向、及びそれに直交する方向の力学強度のバランスに優れた建築用下地材フィルムとなる。従って、本発明の建築用下地材フィルムは機械的強度に優れ、局部的に強い外力が作用しても容易には破れない。また、多数形成される微細工の細孔径などを調節することにより、通気性、透湿性および耐水圧性に優れた建築用下地材フィルムとすることができ、これを使用することにより，建屋内の湿気を屋外に効率よく逃すことができる。
【０００９】
この場合、枝フィブリル、幹フィブリルは、必ずしも直線的に伸びている必要はない。また、幹フィブリルの伸びる方向は、電子顕微鏡写真により確認でき、フィルムの裁断により決定されるので、特に特定されるものではない。「１方向に伸びる」とは、すべての幹フィブリルが直線的に平行に特定方向に伸びていることを要するものではなく、蛇行しつつある程度のばらつきを有して平均的に特定方向に配向していることを意味する。枝フィブリル、幹フィブリルのそれぞれの形成密度は、フィルム１μｍ² の面積に存在するフィブリルの数であり、走査型電子顕微鏡によりフィルム表面を観測して求める。具体的には、５×５μｍ中に存在するフィブリルの数を計測して求める。
【００１０】
従って、本発明によれば、強度の高い建築用下地材フィルムを提供することができ、外壁用のみならず、より高い強度の要求される屋根用下地材フィルムとしても使用できた。
【００１１】
前記熱可塑性樹脂は、分子鎖長が２８５０ｎｍ以上のポリオレフィンを１重量％以上含むことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、建築用下地材フィルムは強度に特に優れたものとなる。本発明の建築用下地材フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、その強度の点で、２８５０ｎｍ以上のポリオレフィンを１０重量％以上含有していることがより好ましく、２０重量％以上含有していることが更に好ましく、３０重量％以上含有していることが一層好ましい。
【００１３】
本発明の建築用下地材フィルムは、バブルポイント法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）により求めた前記微細孔の平均細孔直径ｄ（μｍ）と、水銀圧入法（ＪＩＳＫ１１５０）により求めた前記微細孔の平均細孔半径ｒ（μｍ）とが、下記式を満たすものであることが好ましい。
１．２≦２ｒ／ｄ≦１．７。
【００１４】
２ｒ／ｄの値が前記範囲内にあると建築用下地材フィルムとして、強度、通気性、および透湿性のバランスに特に優れたものとなる。なお、フィルムの強度の点から、２ｒ／ｄの値は１．６５以下であることがより好ましく、１．６０以下であることが更に好ましい。多孔性フィルムからなる建築用下地材フィルムの厚みは通常１〜３００μｍであり、好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは５〜５０μｍである。厚すぎると軽量性に劣り、薄すぎると機械的強度が十分でなくなる。
【００１５】
前記枝フィブリルは、前記フィルムの最大熱収縮方向に配向していることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、枝フィブリルが、フィルムの最大熱収縮方向に配向することにより、最大熱収縮方向の機械的強度が高くなる。
【００１７】
前記微細孔は、平均細孔直径ｄが０．０３〜３μｍであることが好ましい。
【００１８】
平均細孔直径ｄが０．０３〜３μｍであると、通気性および透湿性に特に優れたものとなる。また、本発明の建築用下地材フィルムに用いられる多孔性フィルムは、ガーレー値が厚さ２５μｍあたり１０〜５００秒／１００ｃｃ、空隙率が４０〜８０％であることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下に詳細に説明する。
【００２０】
本発明の建築用下地材フィルムを構成する多孔性フィルムの主原料である熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ブタジエンースチレン共重合体、ポリスチレン、スチしン−ブタジエンースチレン共重合体、スチレンーインプレン−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリフツ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ビニル系樹脂、６−ナイロン、６，６−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミド系樹脂、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等の飽和ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート、ボリフエニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、シリコーン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、熱可塑性エラストマーやこれらの架橋物などが挙げられ、水不溶性熱可塑性樹脂または水難溶性熱可塑性樹脂が好ましい。前記ポリオレフィン樹脂には、オレフィン（例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン等）の単独重合体、２種類以上のオレフィンの共重合体、および１種以上のオレフィンと他の１種類以上の重合性単量体との共重合体が該当し、具体的には、低密度ポリエチレン、線状ポリエチレン（エチレン−α−オレフィン共重合体）、高密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などのプロピレン系樹脂、ポリ（４−メチルペンテン−１）、ポリ（ブテン−１）、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが該当する。本発明の建築用下地材フィルムを構成する多孔性フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、１種類の熱可塑性樹脂であってもよく、２種類以上の熱可塑性樹脂の混合物であってもよい。
【００２１】
本発明の建築用下地材フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、分子鎖長が２８５０ｎｍ以上のポリオレフイン（以下、長分子鎖長ポリオレフィンと記すことがある）を１重量％以上含有することが好ましい。これにより、本発明の建築用下地材フィルムは従来品に比して強度に優れるものとなる。本発明の建築用下地材フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、長分子鏡長ポリオレフインを１０重量％以上含有していることが好ましく、２０重量％以上含有することがより好ましく、３０重量％以上含有することが一層好ましい。また、本発明の建築用下地材フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、その５０重量％を超える部分がポリオレフィン樹脂であることが好ましく、熱可塑性樹脂全部がポリオレフィン樹脂であることも好ましい。ポリオレフィン樹脂は、機械的強度および化学的安定性に優れるからである。すなわち、本発明の建築用下地材フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン樹脂であることが好ましく、該ポリオレフィン樹脂は、前記長分子鎖長ポリオレフィンを１重量％以上含有することが好ましく、１０重量％以上含有することが特に好ましく、２０重量％以上含有することが特に好ましく、３０重量％以上含有することがとりわけ好ましい。
【００２２】
ポリオレフィンの分子鎖長、重量平均分子鎖長、分子量および重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定し、特定分子鎖長範囲または特定分子量範囲のポリオレフィンの混合比率（重量％）はＧＰＣ測定により得られる分子量分布曲線の積分により求めることができる。
【００２３】
ここに、ポリオレフィンの分子鎖長は、後述するＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）測定によるポリスチレン換算の分子鎖長であり、より具体的には以下の手順で求められるパラメータである。
【００２４】
すなわち、ＧＰＣ測定の移動相としては、測定する未知試料も分子量既知の標準ポリスチレンも溶解することができる溶媒を使用する。まず、分子量が異なる複数種の標準ポリスチレンのＧＰＣ測定を行い、各標準ポリスチレンの保持時間を求める。ポリスチレンのＱファクターを用いて各標準ポリスチレンの分子鎖長を求め、これにより、各標準ポリスチレンの分子鎖長とそれに対応する保持時間を知る。尚、標準ポリスチレンの分子量、分子鎖長およびＱファクターは下記の関係にある。
分子量＝分子鎖長×Ｑファクター
次に、未知試料のＧＰＣ測定を行い、保持時間ー溶出成分量曲線を得る。標準ポリスチレンのＧＰＣ測定において、保持時間Ｔであった標準ポリスチレンの分子鎖長をＬとするとき、未知試料のＧＰＣ測定において保持時間Ｔであった成分の「ポリスチレン換算の分子鎖長」をＬとする。この関係を用いて、当該未知試料の前記保持時間ー溶出成分量曲線から、当該未知試料のポリスチレン換算の分子鎖長分布（ポリスチレン換算の分子鎖長と溶出成分量との関係）が求められる。
【００２５】
上記建築用下地材に用いるフィルムは、無機充填剤あるいは有機充填剤などの充填剤を含有していてもよく、本発明の効果を妨げない範囲で脂肪酸エステルや低分子量ポリオレフィン樹脂などの延伸助剤、安定化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤などの添加剤を含有してもよい。
【００２６】
上記建築用下地材に用いるフィルムとして、例えば分子鎖長が２８５０ｎｍ以上の長分子鎖長ポリオレフィンを含有するポリオレフィン系樹脂を原料とする場合、樹脂原料と無機化合物および／又は樹脂の微粉末とを、強混練できるようセグメント設計した２軸混練機を使用して混練した後、ロール圧延法によりフィルム化し、得られた原反フィルムを延伸機により延伸することによって、目的とするフィルムを製造することができる。延伸に使用する装置としては、公知の延伸装置が限定なく使用可能であり、クリップテンターが好適な手段として例示される。
【００２７】
上述の無機化合物の微粉末としては、平均粒子径が０．１〜１μｍの酸化アルミニウムや水酸化アルミニウム、酸化マグネシウムや水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどが例示される。特に、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムを使用し、フィルム作製後に、酸性水により溶解、除去することが、安定した特性を有する建築用下地材フィルムを得る上で好適である。
【００２８】
建築用下地材フィルムを構成する熱可塑性樹脂は、放射線の照射により架橋されていてもよい。熱可塑性樹脂が架橋されているフィルムは、非架橋の熱可塑性樹脂からなる建築用下地材フィルムよりも耐熱性や強度において優れる。
【００２９】
本発明の建築用下地材フィルムは、厚み５〜５０μｍ程度であることが特に好ましく、当該フィルムを構成する熱可塑性樹脂が放射線照射により架橋されていることが更に効果的である。通常は、フィルムを薄くすると、強度が低下してしまうという問題がある。これに対して、本発明にかかる建築用下地材フィルムに用いる多孔性フィルムであって、その厚みが５〜５０μｍ程度が好ましく、かつ、それを構成する熱可塑性樹脂が放射線の照射により架橋されているフィルムは、透湿性が特に優れており、かつ高い耐水圧強度を有する建築用下地材に用いるフィルムとなり得る。
【００３０】
本発明の建築用下地材フィルムであって熱可塑性樹脂が架橋されているフィルムは、非架橋の熱可塑性樹脂を用いて製造した多孔性フィルムに対して、更に放射線を照射することにより得ることができる。
【００３１】
架橋のために未架橋の多孔性フィルムに照射する放射線の種類は特に限定されないが、ガンマー線、アルファー線、電子線などが好ましく用いられ、生産速度や安全性の面から電子線の使用が特に好ましい。
【００３２】
放射線源としては、加速電圧が１００〜３０００ｋＶの電子線加速器が好ましく用いられる。加速電圧が１００ｋＶより小さいと電子線の透過深さが充分でなく、３０００ｋＶより大きいと装置が大掛かりとなって、コスト的に好ましくない。放射線照射装置の例としては、バンデグラーフ型などの電子線走査型装置やエレクトロンカーテン型などの電子線固定・コンベア移動型装置などが挙げられる。
【００３３】
放射線の吸収線量は０．１〜１００Ｍｒａｄであることが好ましく、０．５〜５０Ｍｒａｄであることがより好ましい。吸収線量が０．１Ｍｒａｄより小さい場合には樹脂を架橋させる効果が充分でなく、１００Ｍｒａｄより大きい場合は強度が著しく低下するため好ましくない。
【００３４】
放射線を照射するときの照射雰囲気は、空気中としてもよいが、窒素など不活性ガス雰囲気であることが好ましい。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明を更に具体的に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
実施例および比較例に示す建築用下地材フィルムの物性は、下記の評価方法により測定した。
【００３６】
［評価方法］
（１）耐水性評価
フィルムの耐水圧（単位：ｍｍ水柱）をＪＩＳＬ１０９２に規定されている静水圧Ａ法（低水圧法）に準じて測定した。耐水圧が高いほど、耐水圧性は優れる。
【００３７】
（２）透湿性評価
フィルムの透湿度（単位：ｇ／ｍ² ・ｄａｙ）をＪＩＳＺ０２０８に規定されているカップ法に準じて測定した。透湿度が高いほど、透湿性は優れる。
【００３８】
（３）通気性評価
フィルムのガーレー値（秒／１００ｃｃ）は、ＪＩＳＰ８１１７に準じて、Ｂ型デンソメーター（東洋精機製）にて測定した。ガーレー値が小さいほど、通気性は優れる。
【００３９】
（４）フィルム厚み測定
フィルムの厚みは、山文電気社製、オフラインシート厚み計（ＴＯＦ２Ｖａｒ３．２２）を用いて、幅方向、長さ方向にわたり、１０点でフィルムの厚みを測定し、全測定値の平均値を算出した。その平均値をフィルムの厚みとした。
【００４０】
（５）平均細孔直径
ＡＳＴＭＦ３１６−８６に準拠し、バブルポイント法により、Ｐｅｒｍ−Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ（ＰＭＩ社製）にて平均細孔直径ｄ（μｍ）を測定した。
【００４１】
（６）平均細孔半径
ＪＩＳＫ１１５０に準拠し、水銀圧入法により、オートポア III９４２０（ＭＩＣＲＯＭＥＲＩＴＩＣＳ社製）にて平均細孔半径ｒ（μｍ）を測定した。尚、平均細孔半径を求めるにあたり、０．００３２〜７．４μｍの範囲の細孔半径分布を測定した。
【００４２】
（７）突刺強度
直径１２ｍｍのワッシャーにて固定したフィルムに、直径１ｍｍ、針先曲率半径０．５ｍｍの金属製の針を、２００ｍｍ／分の速さで突き刺した際に、孔が開口する最大荷重を測定し、突刺強度とした。
【００４３】
（実施例１）
炭酸カルシウム（商品名：スターピゴット１５Ａ、白石カルシウム社製、平均粒子径０．１５μｍ）３０ｖｏｌ％と、ポリエチレン粉末（ハイゼックスミリオン３４０Ｍ、三井化学製、重量平均分子鎖長１７０００ｎｍ、重量平均分子量３００万、融点１３６℃）７０重量％とポリエチレンワックス（ハイワックス１１０、三井化学製、重量平均分子量１０００、融点１１０℃）３０重量％の混合ポリエチレン樹脂７０ｖｏｌ％とを強混練できるようセグメント設計した２軸混練機（プラスチック工学研究所製）を使用して混練して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物中の分子鎖長２８５０ｎｍ以上のポリエチレンの含有率は、２７重量％であった。この樹脂組成物をロール圧延（ロール温度１５０℃）することにより、約８０μｍの膜厚の原反フィルムを作製した。
【００４４】
得られた原反フィルムをテンター延伸機により延伸温度１１０℃で約５倍に延伸し、建築用下地材フィルムを得た。得られたフィルムの物性等を表１に示す。
【００４５】
得られた原反フィルムをテンター延伸機により延伸温度１１０℃で約５倍に延伸し、ｌｏｏｆａｈ構造の多孔性フィルムからなる建築用下地材フィルムを得た。得られた建築用下地材フィルムの表面の走査電子顕微鏡写真を図１に示す。図１のＶ方向に蛇行しながら配向しているやや太めの繊維が幹フィブリルであり、Ｖ方向と直交する方向に枝フィブリルが形成されている。図１から明らかなように、枝フィブリルの形成密度は、幹フィブリルよりも高い。幹フィブリルと枝フィブリルにより、多数の微細な孔が形成されている。また枝フィブリルは、最大熱収縮方向であるＴＤ方向に配向している。
【００４６】
この実施例１にて得られた建築用下地材フィルムの耐水性、通気度、膜厚、平均細孔直径ｄ、平均細孔半径ｒ並びに２ｒ／ｄ、突刺強度の測定結果を表１に示す。
【００４７】
（実施例２）
炭酸カルシウム（商品名：ピゴット１０、白石カルシウム社製，平均粒子径０．１μｍ）３０ｖｏｌ％と、ポリエチレン粉末（ハイゼックスミリオン３４０Ｍ、三井化学製、重量平均分子鎖長１７０００ｎｍ、重量平均分子量３００万、融点１３６℃）７０重量％とポリエチレンワックス（ハイワックス１１０Ｐ、三井化学製、重量平均分子量１０００、融点１１０℃）３０重量％の混合ポリエチレン樹脂７０ｖｏｌ％とを実施例１で使用したのと同じ２軸混練機を使用して混練して樹脂組成物を得た。この樹脂組成物をロール圧延（ロール温度１５０℃）することにより、約６０μｍの膜厚の原反フィルムを作製した。
【００４８】
得られた原反フィルムををテンター延伸機により延伸温度１１０℃で約５倍に延伸し、建築用下地材フィルムを得た。得られたフィルムの物性等を表１に示す。
【００４９】
（比較例１）
市販されている多孔性フィルムを建築用下地材フィルムとして使用したときの耐水性、通気度、膜厚、平均細孔直径ｄ、平均細孔半径ｒ並びに２ｒ／ｄ、突刺強度の測定結果を表１に示す。この多孔性フィルムは、高ドラフト比（引取速度／押出速度）にて成形したポリプロピレン層／ポリエチレン層／ポリプロピレン層という層構成の積層フィルムに結晶化熱処理を施した後、これを低温延伸し、次いで高温延伸して結晶界面を剥離させて成形したフィルムであり、ｌｏｏｆａｈ構造を有するものではない。
【００５０】
【表１】

表１に示す通り、ｌｏｏｆａｈ構造からなる本発明の実施例１および実施例２の多孔性フィルムが、比較例１の多孔性フィルムと比較して、強度に優れ、かつ透湿性および通気性にも優れたものであることがわかる。
【００５１】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、ポリオレフィン樹脂製の多孔性フィルムを単独に使用する例を示したが、多孔性フィルムの透湿性を損なわない範囲で不織布、各種織布、編地などを積層した複合フィルムまたは複合シートとして用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の建築用下地材フィルムに用いられる多孔性フィルムの電子顕微鏡写真

Claims

多数の微細孔を有する熱可塑性樹脂製多孔性フィルムからなり、前記微細孔は、フィルムの１方向に伸びる幹フィブリルとこの幹フィブリル間を連結する枝フィブリルとからなる３次元網状組織により形成されており、前記枝フィブリルの形成密度は、前記幹フィブリルの形成密度より高いことを特徴とする建築用下地材フィルム。
前記熱可塑性樹脂は、分子鎖長が２８５０ｎｍ以上のポリオレフィンを１重量％以上含む請求項１の建築用下地材フィルム。
バブルポイント法（ＡＳＴＭＦ３１６−８６）により求めた前記微細孔の平均細孔直径ｄ（μｍ）と、水銀圧入法（ＪＩＳＫ１１５０）により求めた前記微細孔の平均細孔半径ｒ（μｍ）とが、下記式を満たすものである請求項１又は２の建築用下地材フィルム、
１．２≦２ｒ／ｄ≦１．７
前記枝フィブリルは、前記フィルムの最大熱収縮方向に配向している請求項２又は３の建築用下地材フィルム。
前記微細孔は、平均細孔直径ｄが０．０３〜３μｍである請求項１〜４のいずれかの建築用下地材フィルム。