JP6153159B2

JP6153159B2 - ポリカーボネート積層体、及び、屋根材

Info

Publication number: JP6153159B2
Application number: JP2013111090A
Authority: JP
Inventors: 梓清水; 浩幸脇田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2033-05-27
Also published as: JP2014226909A

Description

本発明は、ポリカーボネート積層体、及び、屋根材に関する。詳細には、ポリカーボネート基材にガラス繊維不織布が積層されてなる、防火性能に優れたポリカーボネート積層体、並びに、該ポリカーボネート積層体を用いた屋根材に関する。

近年、準防火・防火地域の拡大により、防火基準に適合する屋根材が求められている。具体的には、火災時の延焼を防ぐ観点から、火災時の火の粉等により、防火上有害な発炎をしないこと、また、屋内に達する溶融や貫通孔を生じない防火性能、いわゆる飛び火性能が要求されている。

そのような飛び火性能を有する屋根材の一つとして、特許文献１には、酸素指数が２１以上である熱可塑性樹脂の少なくとも片面に、繊維密度が縦糸、横糸ともに１５本／２５ｍｍ以上であるガラスクロスが積層された屋根材が開示されている。また、特許文献２には、ポリカーボネート基材の片面に、接着剤層を介して、縦糸、横糸ともに３２〜１２０本／２５ｍｍであり、目付量が１００〜５００ｇ／ｍ^２であるガラスクロスが積層された積層体が提案されている。

特開２００４−９２２７２号公報特許第４９１０１８３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の屋根材はガラスクロスの目付量や糸の番手によっては、十分な飛び火性能が得られないという問題があった。また、上記特許文献２の屋根材はガラスクロスの目付量が１００〜５００ｇ／ｍ^２と大きいため、全光線透過率が２５〜３５％と低い値を示すことが問題であった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、屋根材に要求される飛び火性能を備え、採光性に優れたポリカーボネート積層体を提供することを課題とする。

本発明者らは、ポリカーボネート基材の片面に、接着層を介して所定のガラス繊維不織布を積層することで、比較的小さい目付量であっても、高い飛び火性能を得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、請求項１に記載の発明は、ポリカーボネート基材の片面に接着層を介してガラス繊維不織布が積層されてなるポリカーボネート積層体であって、ガラス繊維不織布の目付量が３０ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下であり、ヘイズ値が８５％以上であることを特徴とする、ポリカーボネート積層体である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリカーボネート積層体において、ポリカーボネート基材のガラス繊維不織布が積層されている面とは反対側の面に、紫外線吸収層が積層されている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のポリカーボネート積層体において、全光線透過率が４０％以上である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のポリカーボネート積層体を用いた屋根材である。

本発明によれば、火災時にポリカーボネートが裏面に溶出して裏面が着火することや、ドリッピングを防止することができるので、飛び火性能に優れたポリカーボネート積層体を提供することができる。また、ガラス繊維不織布を比較的小さい目付量で積層することができるため、採光性に優れたポリカーボネート積層体を提供することができる。

本発明のポリカーボネート積層体に対する飛び火試験の様子を示す図である。

以下、本発明の実施形態の一例としてのポリカーボネート積層体について説明する。但し、本発明は、このポリカーボネート積層体に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、数値Ａ及びＢについて「Ａ〜Ｂ」という表記は「Ａ以上Ｂ以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Ｂのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Ａにも適用されるものとする。

本発明のポリカーボネート積層体は、ポリカーボネート基材の片面に接着層を介してガラス繊維不織布が積層されてなるものである。また、ポリカーボネート基材のガラス繊維不織布が積層されている面とは反対側の面に、紫外線吸収層が積層されていることが好ましい。

以下に、本発明のポリカーボネート積層体を構成するポリカーボネート基材、ガラス繊維不織布、及び、紫外線吸収層について順に説明する。

＜ポリカーボネート基材＞
本発明におけるポリカーボネート基材は、ポリカーボネート積層体に優れた強度及び耐衝撃性を付与する役割を果たす。

本発明において、ポリカーボネート基材の形状は、加工性の観点、及び、ポリカーボネート積層体の製造を容易にする観点から、平板状であることが好ましいが、ポリカーボネート積層体を構成することができるものであれば、特に限定されず、例えば、波板状であったり、凹凸を有していてもよい。

ポリカーボネート基材は、ポリカーボネート樹脂を主成分として構成される。ポリカーボネート樹脂は、主鎖中に炭酸エステル結合を含む線状高分子であり、例えば種々のジヒドロキシジアリールをエステル交換により反応させて得ることができる重合体である。具体的には、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）と、ホスゲン又はジフェニルカーボネートとから製造されるポリカーボネート樹脂を挙げることができるが、これに限定されるものではない。また、ポリカーボネート樹脂の分子量は特に制限されないが、通常の押出成形によりシート成形が可能であることから、粘度平均分子量が１．５万〜３万程度であることが好ましい。

ポリカーボネート基材に含まれるポリカーボネート樹脂の含有量は、ポリカーボネート基材に含まれる全成分の合計を１００質量％として、６０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、７０質量％以上９５質量％以下であることがより好ましい。ポリカーボネート樹脂の含有量が上記範囲にあることにより、ポリカーボネート基材に十分な強度及び耐衝撃性を付与することができる。
また、ポリカーボネート基材には、ポリカーボネート樹脂に加えて、例えば、着色剤、有機溶剤、防汚添加剤、紫外線吸収剤、光安定剤、耐衝撃性改質剤、加工助剤、帯電防止剤等、熱線吸収剤の各種添加剤を含有することができる。

ポリカーボネート基材の厚みは、ポリカーボネート積層体に十分な強度及び耐衝撃性を付与する観点から、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがより好ましく、１．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、ポリカーボネート基材の厚みに特に上限はなく、用途に応じて適宜設定することができるが、重量を抑える観点、及び、経済性の観点からは５．０ｍｍ以下であることが好ましく、３．５ｍｍ以下であることが好ましく、３．０ｍｍ以下であることが好ましい。

＜ガラス繊維不織布＞
本発明において、ポリカーボネート基材の片側の面には、接着層を介してガラス繊維不織布が積層されている。ガラス繊維不織布は、ポリカーボネート積層体に優れた飛び火性能を付与する役割を果たす。

ガラス繊維不織布はガラス繊維を原料とする不織布であり、湿度変化及び温度変化による伸縮が小さく、耐熱性に優れる。ガラス繊維不織布としては、例えば、阿波製紙株式会社製のＦＤＣ−３０ＴＫ、オリベスト株式会社製のＥＰＢ０３５等を用いることができる。

ガラス繊維不織布の厚みは、本発明のポリカーボネート積層体を構成することができるものであれば特に限定されないが、ポリカーボネート積層体に優れた飛び火性能を付与し、かつ、全光線透過率を低下させない観点から、一般に０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．２ｍｍ〜０．８ｍｍであることがより好ましく、０．２ｍｍ〜０．６ｍｍであることがさらに好ましい。

本発明において、ポリカーボネート基材に積層されるガラス繊維不織布の目付量は、ポリカーボネート積層体に優れた防火性能を付与し、かつ、ポリカーボネート積層体の全光線透過率を低下させない観点から３０ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましく、３０ｇ／ｍ^２以上８０ｇ／ｍ^２以下であることがより好ましく、３０ｇ／ｍ^２以上６０ｇ／ｍ^２以下であることがさらに好ましい。

本発明において、ポリカーボネート基材とガラス繊維不織布とは、接着層を介して接着されている。接着層としては、ポリカーボネート基材への接着性を考慮し、例えば、ポリウレタン系ホットメルトやポリエステル系ホットメルトを使用することができる。接着層を介することにより、ポリカーボネート基材とガラス繊維不織布との線膨張係数の差に起因する積層体の反りを防止することが可能となる。

＜紫外線吸収層＞
本発明において、ポリカーボネート基材のガラス繊維不織布が積層されている面とは反対側の面に、紫外線吸収層が積層されていることが好ましい。紫外線吸収層を有することにより、本発明のポリカーボネート積層体を屋根材として用いた場合に、室内に侵入する紫外線の量を低減することができる。

紫外線吸収層は、透明樹脂に紫外線吸収物質を混合することにより形成することができる。ここで、透明樹脂としては、一般に外装建材として使用されている透明樹脂を使用することができ、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂の中から１種を選択してもよく、又は２種以上を混合してもよい。透明性、耐熱性、耐衝撃性等の観点からは、基材と同じポリカーボネート系樹脂を用いることが好ましい。

紫外線吸収物質としては、紫外線吸収性能を有していれば特に限定されず、例えば、ベンゾトリアゾールやトリアジン等を好適に使用することができる。

紫外線吸収層の厚みは、表面硬度、成形性に問題が無ければ、特に制限されないが、紫外線吸収性能及び経済性の観点から、１０μｍ〜１００μｍであることが好ましく、２０μｍ〜７０μｍであることがより好ましく、２０μｍ〜４０μｍであることがさらに好ましい。

＜ポリカーボネート積層体＞
本発明のポリカーボネート積層体は、ヘイズ値が８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ヘイズ値が上記下限を有することにより、空気層が積層体中に存在するため、接着層の含浸率が低くなり、裏面着火を防止することができる。

また、本発明のポリカーボネート積層体は、全光線透過率が４０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、６０％以上であることがさらに好ましい。全光線透過率が、上記下限を有することにより、本発明のポリカーボネート積層体を屋根材として使用した際の採光性に優れ、昼間の屋内照明にかかる経費を節約することができる。

＜ポリカーボネート積層体の製造方法＞
以下、本発明のポリカーボネート積層体の製造方法について説明する。但し、本発明のポリカーボネート積層体の製造方法は、以下に示す方法に限定されるものではない。

本発明のポリカーボネート積層体の製造方法において、ポリカーボネート積層体が紫外線吸収層を備える場合には、まず、ポリカーボネート基材に紫外線吸収層を積層する。ポリカーボネート基材に紫外線吸収層を積層する方法としては、ポリカーボネート基材に、紫外線吸収性能を備えたシートを貼着するように積層してもよく、また、ポリカーボネート樹脂と紫外線吸収層を構成する樹脂（以下、「紫外線吸収層構成樹脂」という）とを共押出しして積層してもよい。

ポリカーボネート樹脂と紫外線吸収層構成樹脂とを共押出する場合は、例えば、ポリカーボネート樹脂を押出すメイン押出機と、紫外線吸収層構成樹脂を押出すサブ押出機（通常はメイン押出機より小型）とを使用することが好ましい。

共押出をする際、ポリカーボネート基材を構成する樹脂及び紫外線吸収層構成樹脂の主成分としてポリカーボネート樹脂を使用する場合であれば、メイン押出機の温度条件は、通常２５０〜２９０℃、特に２６０〜２８０℃とすることが好ましく、サブ押出機の温度条件は、通常２５０〜２９０℃、特に２６０〜２８０℃とすることが好ましい。

樹脂中の異物を除去するために、押出機のＴダイより上流側にポリマーフィルターを設置することが好ましい。

２種の溶融樹脂を共押出により積層する方法としては、フィードブロック方式、マルチマニホールド方式等の公知の方法を用いることができる。
フィードブロック方式の場合、フィードブロックで積層された溶融樹脂を、Ｔダイ等のシート成形ダイに導き、シート状に成形した後、表面を鏡面処理された成形ロール（ポリシングロール）に流入させてバンクを形成すると共に成形ロール通過中に鏡面仕上げと冷却を行い、積層体を形成することができる。
他方、マルチマニホールド方式の場合には、マルチマニホールドダイ内で積層された溶融樹脂を、上記同様にダイ内部でシート状に成形した後、成形ロールにて表面仕上げ及び冷却を行い、積層体を形成することができる。

ダイの温度は、紫外線吸収層構成樹脂の主成分としてポリカーボネート樹脂を使用する場合であれば、通常２３０〜２９０℃、好ましくは２５０〜２８０℃であり、成形ロール温度は、通常１００〜１９０℃、好ましくは１１０〜１８０℃である。ロールは縦型ロール又は、横型ロールを適宜使用することができる。

本発明のポリカーボネート積層体はポリカーボネート基材とガラス繊維不織布とを接着層によって接着することで得られる。接着層としてはポリカーボネートへの接着性を考慮し、ポリウレタン系ホットメルトやポリエステル系ホットメルトを使用することができるが、これらに限定されるものではない。また、接着方法としては、ポリカーボネート基材又はガラス繊維不織布に加熱したホットメルトを塗布し積層後に冷却する方法や、フィルム状に成形したホットメルトを介してポリカーボネート基材及びガラス繊維不織布を積層し熱プレスする方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例によりその範囲が限定されるものではない。

（ＨＡＺＥ（ヘイズ値）、全光線透過率測定方法）
日本電色工業（株）製のヘイズメーターＮＤＨ５０００を用いて、ＪＩＳＫ７１０５に基づく全光線透過率及びヘイズ値を測定した。

（簡易飛び火試験）
屋根材に関する飛び火性能の評価は、建築基準法第６３条に規定されており、（１）試験体端部まで延焼しないこと（２）裏面で火炎を伴う燃焼が無いこと（３）１０×１０ｍｍ以上の貫通孔が無いこと、という評価項目が挙げられている。これに基づき、図１に示すように、ポリカーボネート積層体を地上との角度が斜め１５度になるようにガラス繊維不織布を下側にして設置する。その後、図１に示すように着火した火種をポリカーボネート積層体の上に置き、扇風機で風速が３．０ｍ／ｓ±０．５ｍ／ｓの風を送る。火種は、密度５６０ｋｇ／ｍ±５０ｋｇ／ｍの樹種ブナの木材を、大きさ１９ｍｍ×１９ｍｍ×８０ｍｍに成形し、一段に各３本ずつ等間隔に並べたものを、互い違いに３段に積み重ね、適量の鉄丸釘等で固定し全体の大きさを８０ｍｍ×８０ｍｍ×６０ｍｍに製作したものとする（以下クリブと呼ぶ）。
火種の着火は、クリブの大きな面各２面にそれぞれ１分間ずつガスバーナーの火炎をあて、
試験体の上に置く。
試験体の上に火種を置いてから３０分間試験体端部までの延焼、試験体の裏面着火、貫通する燃え抜け（貫通孔）を生じるかを観察する。

＜実施例１＞
厚み１．８ｍｍのポリカーボネート基材の片面に、厚み０．０５ｍｍの紫外線吸収層を共押出により積層した。その後、ポリカーボネート基材の、紫外線吸収層を積層した面とは反対側の面に、ポリウレタン系ホットメルトフィルムを介して目付量３１．１ｇ／ｍ^２のガラス繊維不織布を積層し、熱プレスすることにより、実施例１のポリカーボネート積層体を得た。
得られたポリカーボネート積層体に対し、全光線透過率及びヘイズ値の測定、並びに、上記簡易飛び火性能試験を行った。結果を表１に示す。

＜実施例２〜６、比較例１〜３＞
ガラス繊維不織布の種類を変更した以外は、実施例１と同様にして、全光線透過率及びヘイズ値の測定、並びに、上記簡易飛び火性能試験を行った。結果を表１に示す。

＜比較例４＞
実施例１よりも熱プレス時間を長くすることによりヘイズ値を低くした以外は、実施例１と同様にして、全光線透過率及びヘイズ値の測定、並びに、上記簡易飛び火性能試験を行った。結果を表１に示す。

＜比較例５＞
ガラス繊維不織布を積層せず、厚み１．８ｍｍのポリカーボネート基板のみを用いた以外は、実施例１と同様にして、全光線透過率及びヘイズ値の測定、並びに、上記簡易飛び火性能試験を行った。結果を表１に示す。

表１より、本発明に基づく実施例１〜６のポリカーボネート積層体は飛び火性能に優れ、建築基準法の評価項目に適合するものであった。
一方、比較例１ではガラス繊維不織布の目付量が本願発明の下限値よりも小さいため、飛び火性能に劣っていた。また、ガラス繊維不織布の目付量が本願発明の上限値を上回る比較例２、３では、飛び火性能には優れていたが、全光線透過率が低かった。ヘイズ値を低くした比較例４では、接着層の含浸率が高いため、接着層が燃焼しやすく、裏面着火した。比較例５では貫通孔が発生し飛び火性能に劣っていた。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う、ポリカーボネート積層体もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明のポリカーボネート積層体は防火性能に優れ、且つ、採光性が良いことから昼間の屋内照明にかかる経費を節約することができるため、工場等の屋根材として好適に使用することができる。

Claims

ポリカーボネート基材の片面に接着層を介してガラス繊維不織布が積層されてなるポリ
カーボネート積層体であって、
前記ポリカーボネート基材の前記ガラス繊維不織布が積層されている面とは反対側の面
に、紫外線吸収層が積層されており、
前記ガラス繊維不織布の目付量が３０ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下であり、
ヘイズ値が８５％以上であることを特徴とする、ポリカーボネート積層体を用いた屋根材。
前記ポリカーボネート積層体の全光線透過率が４０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の屋根材。