JPH05200920A - 屋根シートを熱接合するための熱可塑性フイルムおよび屋根の被覆方法 - Google Patents

屋根シートを熱接合するための熱可塑性フイルムおよび屋根の被覆方法

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JPH05200920A
JPH05200920A JP4229443A JP22944392A JPH05200920A JP H05200920 A JPH05200920 A JP H05200920A JP 4229443 A JP4229443 A JP 4229443A JP 22944392 A JP22944392 A JP 22944392A JP H05200920 A JPH05200920 A JP H05200920A
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JP
Japan
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seam
adhesive
roof
epdm
thermoplastic film
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Pending
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JP4229443A
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English (en)
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Kei Bareiteisu Jiyosefu
ジヨセフ・ケイ・バレイテイス
Ei Deibisu Jieimuzu
ジエイムズ・エイ・デイビス
Furederitsuku Rooa Dei
デイ・フレデリツク・ローア
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2枚の強化されているかもしくは強化されて
いない、硬化されているかもしくは硬化されていないE
PDMまたはEPR屋根シート物質を一緒に接合させる
ための伝統的接着剤を代用する熱可塑性フィルムを提供
すること。 【構成】 それの少なくとも1層が未硬化であるか硬化
されている2層の屋根用の平らなゴムシート物質、およ
び端部区域が重なった時に接着剤なしで継目を形成する
ために該2層屋根膜の端部区域の間に挿入される1層の
熱可塑性フィルムを含んでなる、平らなゴムシート物質
のラミネート継目。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は一般的には屋根用に使用されるシ
ート物質に関するものである。より特に、エチレン−プ
ロピレン−ジエン(EPDM)三元共重合体、エチレン
−プロピレン共重合体、または他の同様なオレフィン型
重合体、およびそれらの混合物を含んでなる2枚の強化
されたもしくは強化されていないゴムシート、並びにブ
チル、ネオプレン、またはポリ塩化ビニル(PVC)、
塩素化されたポリエチレン(CPE)、クロロスルホン
化されたポリエチレンなどを含む他の重合体から製造さ
れたシートを一緒に接合するための薄い熱可塑性フィル
ムが提供される。ゴムシートは硫黄で硬化されていても
よくまたは未硬化であってもよく、そしてスクリムで強
化されていてもまたは強化されていなくてもよい。本発
明の薄い熱可塑性フィルムを使用する段階を含む屋根の
被覆方法も提供される。
【0002】
【発明の背景】重合体状の屋根シートは、工業用および
商業用の平らな屋根を被覆するための単一プライの屋根
用の膜として使用されている。そのような膜は一般的に
は加硫されたまたは硬化された状態で屋根表面に適用さ
れる。
【0003】顕著な気候耐性および柔軟性のために、硬
化されたEPDMを基にした屋根シートが急速に認めら
れてきている。この物質は通常、組成物を硫黄または例
えばメルカプタン類の如き硫黄含有化合物の存在下で加
硫することにより、製造される。我々の以前の米国特許
番号4,803,020も、イオン化照射により硬化させ
ることのできるEPDMシート組成物中での照射架橋結
合促進剤の使用を教示している。
【0004】照射硬化および硫黄硬化の有用性にもかか
わらず、これらの促進剤を使用する欠点はEPDMの、
特に硬化されたEPDMの、それ自身に対する接着性の
欠如である。非常に労力が大きい上に、EPDMシート
を屋根に適用する際には硬化されたEPDMシートを一
緒に接合することが一般的に必要であるためこれは重要
な問題でもある。この接合または継目区域は、例えば屋
根の動き、強風、凍結サイクルおよび熱サイクルにより
引き起こされるものの如き短期的および長期的応力の両
方がかけられる。そのような応力は剪断力または剥離力
で現れることがあり、すなわち継目が厳しい応力条件下
では裏で剥離したりまたはそれより厳しさが少ない条件
下では部分的に開いた継目(しばしば魚口状態と称され
ている)を生じるかもしれない。
【0005】前記の問題の観点では、硬化されたEPD
Mシートを一緒に結合させるために接着剤を利用するこ
とが必要であった。上記の論議から明らかなように、硬
化されたEPDMエラストマー屋根シートを一緒に結合
させるための接着剤は満足させるのが非常に難しいよう
な多くの条件に合致しなければならない。すなわち、接
着剤は硬化されたEPDMエラストマー屋根シートを一
緒に結合させることにより生じる接合を例えば上記で論
じられているものの如き短期的および長期的応力の両者
に対して耐性にさせるのに充分な継目剥離および剪断強
度を与えなければならない。さらに、接着剤は酸化、加
水分解および溜まった水からの化学的攻撃に耐性でなけ
ればならない。さらに、接着剤は接着剤業界でしばしば
「急速粘着」と称されている重要な性質も与えなければ
ならない。「急速粘着」という語は、接着剤組成物でコ
ーテイングされている物質の2枚のシートが互いに接触
して置かれた時に事実上直ちに接着強度を示す特性を称
している。
【0006】硬化されたEPDMエラストマー屋根シー
トを一緒に接合させるために利用される接着剤において
は急速粘着は非常に重要な性質である。従って、現在公
知である接着剤組成物は一般的にはどこでも約2−約7
日で室温(すなわち22℃)において最大接着継目強度
を得ることが必要である。それより高い周囲温度におい
ては、この時間は幾分短くなるかもしれないが、最少で
もそれは一般的には少なくとも24時間であろう。EP
DM屋根シートを一緒に接合させるための従来の工程
は、接着剤コーテイングを各シートに適用した後の比較
的短時間後に、一般的には30分以内であるがしばしば
それ以下で、接合する方法である。従って、接着剤組成
物は接着剤が上記の如く一般的には約2−7日かかるで
あろう最大強度に達するまでの間に継目が風、動き、設
置者による取り扱いなどからの応力に耐えるのに充分な
即座の接着剤強度または急速粘着を与えなければならな
い。硬化されたEPDMエラストマー屋根シートを一緒
に結合させるために一般的に使用されている商業用の接
触接着剤は一般的には、2−ブタノンをしばしば粘着用
樹脂と共に含有しているネオプレンまたはネオプレン型
重合体の芳香族または芳香族−脂肪族溶媒中溶液からな
っている。しかしながら、そのような接着剤は望ましい
強度より低いそれらの継目剥離接着強度のために非常に
満足のいくものであるとは証されていない。すなわち、
ネオプレンまたはブチル型接着剤はしばしば1線状イン
チ当たり1−2ポンドだけの22℃における剥離接着値
を与える。さらに、そのような系中での有機溶媒の使用
は揮発性有機物質の放出を取り締まる環境規制にひっか
かりそうである。
【0007】中和されているか、部分的に中和されてい
るか、または中和されていないスルホネートエラストマ
ー、粘着用樹脂、および有機溶媒または有機溶媒混合物
を含有している感圧および接触接着剤組成物は、米国特
許番号3,801,531および3,867,247により
示されている如く先行技術で公知である。
【0008】米国特許番号3,801,531は、不飽和
エラストマーまたはスルホン化されたEPDMなどの中
和されているか、部分的に中和されているか、または中
和されていないスルホン化されたエラストマーのチオウ
ロニウム誘導体類、フェノールホルムアルデヒドまたは
アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂などの粘着用
樹脂、および有機溶媒またはトルエンとイソプロピルア
ルコールの好適な90:10混合物などの有機溶媒混合
物を含有している感圧接着剤組成物に関するものであ
る。しかしながら、この特許はそのような組成物中での
アルキルフェノール類またはエトキシル化されたアルキ
ルフェノール類の使用は開示または示唆していない。
【0009】米国特許番号3,867,247は、中和さ
れているか、部分的に中和されているか、または中和さ
れていないスルホン化されたブチルエラストマー、フェ
ノールホルムアルデヒドまたはアルキルフェノールホル
ムアルデヒド樹脂などの粘着用樹脂、および有機溶媒ま
たはトルエンとイソプロピルアルコールの好適な90:
10混合物などの有機溶媒混合物を含有している感圧接
着剤組成物に関するものである。しかしながら、この特
許はそのような組成物中でのアルキルフェノール類また
はエトキシル化されたアルキルフェノール類の使用は開
示または示唆していない。
【0010】上記特許中に記載されている接着剤組成物
は相当な欠点を有しており、それが硬化されたEPDM
エラストマー屋根シートを一緒に結合させるための接触
接着剤としてのそれらの有用性を著しく制限しておりそ
してそれは急速粘着性の不足ともなっている。また、そ
のような系中での有機溶媒の使用は揮発性有機物質の放
出を取り締まる環境規制にひっかかりそうである。
【0011】良好な急速粘着を与えるEPDMエラスト
マー用の接着剤系は、ここに記録されている譲渡人によ
り所有されている米国特許番号4,480,012中に記
載されている。そのような接着剤は、中和されたスルホ
ン化されたEPDMエラストマー三元共重合体、有機炭
化水素溶媒、パラ−アルキル化されたフェノールホルム
アルデヒド粘着用樹脂およびアルキルフェノールまたは
エトキシル化されたアルキルフェノールからなってい
る。そのような接着剤組成物の使用はエラストマー性の
屋根物質の端部を結合および接合するための有効な手段
であるが、接着剤の使用が省略できるなら、接着剤の適
用に必要な余分な労力物質費用および関連装置の相当な
費用節約をもたらすであろう。さらに、屋根へのそれの
適用前に物質を硬化させる必要性がないことも有利であ
ろう。
【0012】現在出願継続中の米国特許出願番号07/
594,461は、接着剤の必要性、溶媒および屋根へ
の適用前の硬化必要性のないシート物質組成物を開示し
ている。これらの利点は費用節約をもたらしそして環境
的に良好であるが、より急速に結合しそしてより強い結
合を生じる屋根被覆系を与える必要がある。高い結合速
度は、ほとんどの適用にとって重要な条件である屋根の
水堅牢性を確実にさせる。変動可能な幅のそしてその結
果として変動可能な強度の継目も望ましい。
【0013】
【発明の要旨】本発明の一目的は、2枚の強化されてい
るかもしくは強化されていない、硬化されているかもし
くは硬化されていないEPDMまたはEPR屋根シート
物質を一緒に接合させるための伝統的接着剤を代用する
熱可塑性フィルムを提供することである。
【0014】本発明の他の目的は、溶媒または非−溶媒
を基にした接合接着剤並びにそれらを混合並びに適用に
必要な関連労力および装置の必要性のないEPDMおよ
びEPR屋根シート物質用の熱可塑性フィルムを提供す
ることである。
【0015】本発明のさらに他の目的は、必ずしも硬化
を必要とせずそして溶媒または非−溶媒を基にした接着
剤を使用せずにそれらの端部で結合および接合すること
ができる2枚のEPDM、EPRまたは他のオレフィン
型屋根シート物質を一緒に接合するための熱可塑性フィ
ルムを提供することである。
【0016】本発明の別の目的は、屋根シート物質間の
水堅牢性接合を生じる上記の熱可塑性フィルムを提供す
ることである。
【0017】本発明のさらに他の目的は、EPDMまた
はEPR屋根シート物質を一緒に接合する際に有機溶媒
を使用しない上記の熱可塑性フィルムを提供することで
ある。
【0018】本発明のさらに他の目的は、2層のEPD
MまたはEPR屋根シート間の変動可能な継目をそして
その結果として変動した強度を生じるために使用できる
上記の熱可塑性フィルムを提供することである。
【0019】一般的には本発明は、それの少なくとも1
層が未硬化であるか硬化されている2層の屋根用の平ら
なゴムシート物質、および該端部区域が重なった時に接
着剤なしで継目を形成するために該2層の屋根膜の端部
区域の間に挿入される1層の熱可塑性フィルムを含んで
なる、平らなゴムシート物質のラミネート継目に関する
ものである。
【0020】屋根を被覆する方法も提供され、そしてそ
れは熱可塑性フィルムを少なくとも1層の平らなゴムシ
ート物質の端部区域に適用し、該熱可塑性フィルムおよ
び該第一の平らなゴムシート物質に重なるように平らな
ゴムシート物質の第二層を適用し、重なった区域を熱可
塑性フィルムのピーク融解温度よりわずかに高く加熱
し、そして重なった区域を接着剤を使用せずに許容可能
な継目を与えるのに充分な圧力下で接合させる段階から
なっている。
【0021】本発明を実施するために使用される屋根シ
ートは硫黄硬化性であってもよい。未硬化および硬化さ
れた屋根膜の両者とも任意にスクリム強化されていても
よい。
【0022】当技術の専門家には明らかになるであろう
前記目的の少なくとも1種以上を以下の明細書を参照し
ながらさらに詳細に記載する。
【0023】
【発明の好適態様】前記の如く、本発明で使用されるシ
ート物質はEPDM、EPRまたは他の同様なオレフィ
ン型重合体を含んでいる。EPDMという語はASTM
−D−1418−85中に示されているようなそれの定
義の意味で使用されており、そしてエチレン、プロピレ
ンおよび側鎖中にジエンの残存不飽和部分を有するジエ
ン単量体の三元共重合体を意味するものである。該三元
共重合体の例示的製造方法は米国特許番号3,280,0
82中に示されており、それの開示事項はここでは参照
として記しておく。好適な重合体は約60−約95重量
%のエチレンおよび約0−約12重量%のジエンを有し
ており、重合体の残りはプロピレンまたは他の同様なオ
レフィン型重合体である。
【0024】EPDM三元重合体の製造で使用されるジ
エン単量体は好適には非共役ジエンである。使用できる
非共役ジエン類の例は、ジシクロペンタジエン、アルキ
ルジシクロペンタジエン、1,4−ペンタジエン、1,4
−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘプタ
ジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、シクロオ
クタジエン、1,4−オクタジエン、1,7−オクタジエ
ン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−n−プロ
ピリデン−2−ノルボルネン、5−(2−メチル−2−
ブテニル)−2−ノルボルネンなどである。典型的なE
PDMは、約52のムーニー粘度(ML/4、125
℃)、61/39重量%のエチレン/プロピレン(E/
P)比および2.7重量%の不飽和を有する三元共重合
体であるビスタロンRMD−744(エキソン・ケミカ
ル・カンパニー)である。
【0025】硫黄硬化性EPDM組成物の製造において
特に有用でありそして好適なものは、約54のムーニー
粘度(ML/4、125℃)、約67/33重量%のエ
チレン/プロピレン(E/P)比、約2.2重量%の不
飽和(5−エチリデン−2−ノルボルネン)、約2.7
重量%の結晶度および約313,000−355,000
の重量平均分子量を有するロヤレンR3180(ユニロ
イヤル・ケミカル・カンパニー)である。ビスタロンR
MD−744(エキソン・ケミカル・カンパニー)は、
約53のムーニー粘度(ML/4、125℃)、約60
/40重量%のエチレン/プロピレン(E/P)比、約
2.7重量%の不飽和(5−エチリデン−2−ノルボル
ネン)、約360,000の重量平均分子量を有する他
の有用な硫黄硬化性EPDMゴムである。熱可塑性の熱
接合可能なシート物質、すなわち非晶質(非−結晶性)
のEPDM類またはEPR類とは対照的な高い結晶度を
有するEPDM類およびEPR類、も有用である。それ
らの例には、ロヤレンR375(ユニロイヤル・ケミカ
ル・カンパニー)並びにエプシンR5508およびエプ
シンRMDE249(コポリマー・ラバー・アンド・ケ
ミカル・コーポレーション)が包含される。ロヤレンR
375は約50.8のムーニー粘度(ML/4、125
℃)、75/25重量%のE/P比および約2.0重量
%の不飽和(ジシクロペンタジエン)、並びに約19
0,000の重量平均分子量を有している。エプシンR
508は約55.6のムーニー粘度(ML/4、125
℃)、73/27重量%のE/P比および約3.7重量
%の不飽和を有している。約56のムーニー粘度(ML
/4、125℃)、71/29重量%のE/P比および
約1.7重量%の不飽和(5−エチリデン−2−ノルボ
ルネン)を有する実験的三元共重合体であるエプシンR
MDE249を使用することもできる。熱接合可能な物
質のさらに完全な論議は我々の現在出願継続中の米国特
許出願番号07/594,457中に示されており、そ
れの主題は参照としてここに記しておく。
【0026】EPRという語はASTM−D−1418
−85中に示されているようなそれの定義の意味で使用
されており、そしてエチレンおよびプロピレンの共重合
体を意味するものである。好適な共重合体は約30−9
5重量%のエチレンを含有しており、合計100重量%
にするための残りはプロピレンである。典型的なEPR
は、約75/25重量%のE/P比を有するビスタロン
R719(エキソン・ケミカル・カンパニー)である。
【0027】また、本発明で屋根物質として有用なもの
はエチレンおよびブテンの共重合体である。この特定共
重合体は約82重量%のエチレンを有しており、合計1
00重量%とする残りがブテンである。典型的なエチレ
ン/ブテン共重合体は、少なくとも約221,000の
GPCにより測定されたMwを有するGERS−198
5(ユニオン・カーバイド・コーポレーション)であ
る。他の同様なオレフィン系重合体(例えばエチレン/
オクテン共重合体)を使用して本発明を実施することも
できる。一般的に言えば、約2重量%より大きい結晶度
を有しておりそして炭素数が少なくとも2である単量体
から製造された重合体からなる群から選択された半結晶
性重合体を使用することができる。ここでの論議の目的
用には、EPDM、EPRまたは同様なオレフィン系重
合体は本発明の半結晶性重合体のいずれも包括している
とされる。
【0028】シート物質を製造するために使用される組
成物は、2種以上の型の混合物を含む100重量部のE
PDM、EPR、または他の同様なオレフィン型重合体
を含んでおり、それには充填剤および加工用物質並びに
任意に硬化剤などの他の成分類が加えられており、それ
らの全てが以下で論じられている。
【0029】最初に充填剤に関すると、適当な充填剤は
ゴムに一般的に加えられているような強化用および非−
強化用物質並びにそれらの混合物からなる群から選択さ
れる。例には、例えばカーボンブラック、粉砕石炭、炭
酸カルシウム、粘土、シリカ、寒剤性粉砕ゴムなどの如
き物質が包含される。好適な充填剤には、カーボンブラ
ック、粉砕石炭および寒剤性粉砕ゴムが包含される。
【0030】カーボンブラックは、100部の重合体当
たり約20部−約300部(phr)の量で、好適には
約60−約150phrの量で、使用される。ここで好
適範囲(60−150phr)のカーボンブラックは、
硫黄硬化されたEPDM屋根シートの製造で普通使用さ
れているカーボンブラックの量とほぼ等しい。ここで有
用なカーボンブラックはいずれのカーボンブラックであ
ってもよい。好適なものは、例えばGPR(一般的目的
炉)、FEF(急速押し出し炉)およびSRF(半−強
化用炉)の如きファーナスブラックである。
【0031】本発明の組成物中で充填剤として使用され
る粉砕石炭は、低揮発性歴青炭から誘導される乾燥微細
分割黒色粉末である。粉砕石炭は、透過電子顕微鏡を用
いて50粒子に対して測定された最少0.26ミクロン
−最大2.55ミクロンの範囲の粒子寸法を有してお
り、平均粒子寸法は0.69±0.46ミクロンである。
粉砕石炭は、ESTM D−1512に従い試験された
時に、約7.0のpHを有する水性スラリーを生成す
る。この型の好適な粉砕石炭は、1.22±0.03の比
重、4.58%の灰含有量、および0.65%の硫黄含有
量を有するオースチン・ブラックと称されている。オー
スチン・ブラックはバージニア州、ブルーフィールド、
P.O.ボックス1063のコール・フィラー・インコー
ポレーテッドから商業的に入手可能である。量は約5−
65phrの範囲であり、15−35が好適である。
【0032】最後に、本質的にはいずれの寒剤性粉砕ゴ
ムでも本発明の組成物中での充填剤として使用すること
ができる。好適な寒剤性粉砕ゴムは寒剤性粉砕EPD
M、ブチル、ネオプレンなどである。好適な寒剤性粉砕
ゴムは寒剤性粉砕EPDMである。好適な寒剤性粉砕E
PDMゴムは1.129±0.015の比重および約30
−約300ミクロンの範囲の粒子寸法を有する微細黒色
ゴム粉末であり、平均粒子寸法は約50−約80ミクロ
ンの範囲である。量は約5−約40phrであり、約1
0−25phrが好適である。
【0033】ここで有用なオースチン・ブラックおよび
寒剤性粉砕ゴムの混合物をカーボンブラック用の部分的
代用品として使用することができる。これらの2種の混
合物を使用する時には、それらの相対的量は広く変える
ことができるが、全体的合計量は約60phrを越えな
い。オースチン・ブラック対寒剤性粉砕ゴムの比は2:
1の望ましい比から多分3/1の比までの範囲であるこ
とができる。これらの充填剤物質の量は硫黄硬化された
一般的屋根シートの製造において通常使用されている量
の範囲内に入る。
【0034】加工用物質に関しては、それは組成物の加
工性能を改良する(すなわち混合時間を短縮させそして
シート製造速度を増加させる加工油類、ワックス類など
を含んでいる)ことを包括している。加工油は100部
のEPDM成分当たり約20部−約150部(phr)
の加工油の範囲内の量であり、好適には約60−約10
0phrの範囲内の量である。好適な加工油はパラフィ
ン油、例えばサン・オイル・カンパニーから入手できる
サンパル2280、である。ナフテン系油類などの他の
石油から誘導される油類を使用することもできる。
【0035】任意成分類には、例えば、少量のEPDM
の代わりの他のエラストマー類(例えばブチルエラスト
マー、中和されたスルホン化EPDM、中和されたスル
ホン化ブチル)、合計の第二充填剤含有量が普通は約1
0−約150phrの範囲になるような第二無機充填剤
(例えば滑石、雲母、粘土、珪酸塩、白色剤)、および
一般的量の他の一般的試薬、例えば酸化亜鉛、ステアリ
ン酸、酸化防止剤、抗オゾン剤、難燃剤など、が包含さ
れる。
【0036】硬化剤に関すると、硫黄は約0.3−2p
hrの量が好適である。上記の如く、屋根シート化合物
は適用前に硬化されておらず、そしてその後に硬化する
必要もない。硫黄の存在が継目の結合を強化する。
【0037】混和用成分類は、内部混合機(例えばバン
バリー・ミキサー)、押し出し機、および/または二ロ
ール混合機、または粘着性の比較的均一な混合物を製造
するのに適している他の混合機を用いて、混合すること
ができる。好適方式においては、B型バンバリー・内部
混合機を使用する時には例えばカーボンブラックの如き
乾燥または粉末状物質を最初に加え、その後に、液体加
工油をそして最後に重合体を加える(この型の混合は上
部−下方混合技術と称することもできる)。
【0038】生じた混合物を、例えば粉砕、カレンダー
掛けまたは押し出しの如き一般的シート化方法により、
5−200ミルの、好適には35−60ミルの、範囲の
厚さとなるまでシート状にする。好適には、屋根用途で
使用するための強化されていない黒色EPDMゴムシー
トに関してゴム製造協会の屋根部会により設定された標
準において指定されている最少厚さである少なくとも4
0ゲージ(0.040インチ)となるまで混合物をシー
ト状にする。この時点でシートを希望する長さおよび幅
寸法に切断することができる。
【0039】本発明は、前記の如き物質から製造された
EPDMまたはEPRのシート間に熱可塑性フィルムを
使用することにより、実施される。第一のシートが断ら
ない限り従来方法で屋根構造上で広げられ、熱可塑性フ
ィルムが第一シート物質の端部または端部類に継目区域
に適用される。次のシートが次に熱可塑性フィルムに重
なって継目を形成するように屋根に適用される。継目の
幅は大工、建設相談員または屋根相談員により指定され
る条件により変動可能であり、そしてそれは本発明を制
限するものではない。一般的には、継目の幅は約1−6
インチの間で変動可能である。
【0040】図面に関すると、2層の屋根膜シート物質
10および11が記されており、シート10の端部区域
12はシート11の端部区域13により重ねられて継目
を形成している。これらの重なった端部の間に、接着剤
を使用せずに継目を形成するために本発明に従い使用さ
れる熱可塑性フィルムの層14が挿入される。
【0041】本発明の薄い熱可塑性フィルムは、炭素数
が約2−約8の単量体または単量体類から製造されるポ
リオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン類、ポリオクテンなど、およびエチレン−酢
酸ビニル共重合体並びにそれらの配合物、からなること
ができる。一般的には、フィルムの厚さは約2−約20
ミルの間の範囲であることができるが、それより大きい
厚さを使用することもでき、従ってそれらは除外される
ものではない。試験目的用にはポリエチレンフィルムが
主として使用された。
【0042】これらのライナーフィルムの赤外線スペク
トルはエチレン単量体単位だけの存在を示していた。そ
れぞれの熱可塑性物質に関する厚さのミル数およびピー
ク融解温度(示差走査熱量計)が表Iに示されている。
【0043】
【表1】 表I 熱可塑性フィルム 接合用物質 厚さ(ミル) 温度、℃(DSCによる) 赤色PEライナー 3−4 108.7a 透明PEライナー 3 111.8a エンボス処理PEライナー 4−5 109.4a ペイル線状−透明b 15−18 130.5a 高分子量ポリエチレンシート P150c 6 139.4a P550c 20 140.5a a)ピーク融解温度 b)高密度ポリエチレン c)スタミランUHR 次に、熱および幾らかの圧力を2枚の屋根シートの重ね
られた端部に適用して継目を形成する。継目の位置にお
いて、ライスター手動保持加熱銃を用いて約100°−
550℃の温度および幾らかの圧力が適用される。一般
的には、継目区域は熱可塑性フィルムの融解温度よりわ
ずかに高く加熱すべきである。圧力は、それが許容可能
な水堅牢性継目を与えるのに適している限り、最少3p
si−60psiまでで広く変えることができる。熱お
よび幾らかの圧力を使用する多くの技術を使用して、当
技術の専門家に公知の完全に許容可能な継目を生成する
ことができる。
【0044】本発明の実施を示すために、EPDMシー
ト物質の層および種々の熱可塑性フィルムを一緒に結合
することにより継目を製造した。これらの継目を製造
し、そして剥離および剪断接着試験の両方にかけ、それ
らの結果を表IIIおよびIVに示す。この試験用に使用さ
れたEPDMシート組成物は以下の表IIに示されてい
る。例示されている組成物は本発明の性質をさらに説明
するという目的用に供されており、そしてそれの範囲を
限定しようとするものではない。断らない限り、部数お
よび百分率は重量による。
【0045】化合物番号1および2は、高度に結晶性で
はない典型的なEPDM重合体である。化合物番号3
は、高いすなわち75重量%以上のエチレン含有量から
誘導される2重量%より大きい結晶度を有する高結晶性
EPDMである。我々は、そのようなEPDMおよびE
PR重合体が自己接着性である屋根頂部シート物質とし
て有用であること、すなわち継目を形成するために重な
った継目間で接着剤を必要としないこと、を見いだし
た。自己接着性屋根頂部物質のさらに完全な記載は我々
の現在出願継続中の米国特許出願番号07/594,4
57中に示されており、それの主題はここに示されてい
る。
【0046】
【表2】 表II 硫黄硬化されたおよび硬化されていない黒色EPDMシート 化合物番号 (I) (II) (III) ロヤレンR3180 100 100 −−− エプシンRMDE249 −−− −−− 100 ハイストラGPFブラック 60 122 125 ハイ−ホワイトRa 60 −−− −−− オースチン・ブラック −− 15 −−− パラフィン系加工油 65 87 80 酸化亜鉛 2.5 4 −−− ステアリン酸 1 1 −−− 水酸化マグネシウム 30 −−− −−− 硬化剤パッケージ 2.90 4.20 −−− 合計 321.40 333.2 305 比重(計算値) 1.2748 1.1322 1.1099 スクリム強化剤 あり なし あり a)J.M.フーバー・コーポレーションからの空気浮遊
軟質粘土詳細な剥離および剪断接着試験工程 上記のゴム組成物のそれぞれを、下記の工程に従い、一
部は繊維強化スクリムにより強化されておりそして一部
は強化されていない6×6インチシートからなる試験パ
ッドの製造を必要とする接着試験にかけた。
【0047】1.一部はスクリム織物で強化されており
そして一部は強化されていない工業用のカレンダー掛け
された膜シートを用いて、多数の厚さが約45ミル
(0.045インチ)の6×6インチシートを製造し
た。これらの膜の一部を硫黄を用いて硬化したが、一部
は未硬化種類であった。
【0048】2.選択された熱可塑性フィルムの6×6
インチシートを2枚の6×6インチゴムシートの間に挿
入した。
【0049】3.手動保持レイスター加熱銃を用いて継
目自身に対する420℃および1.5−5ポンドの圧力
においてゴムフィルム組み立て品の大部分を製造した。
加熱工程中に例えば2インチ幅の金属ローラーの如き標
準的手動ローラーを用いて圧力を継目に適用した。
【0050】4.高分子量ポリエチレンフィルムだけ
(P150またはP550)を使用した場合には、ゴム
/熱可塑性フィルム組み立て品を次に正の圧力方式を用
いて約5分間にわたり149℃において圧縮した。
【0051】5.1インチ幅のダイを有するクリッカー
機械を使用して継目剥離(B型、90°剥離)および剪
断(型A、180°剥離)接着試験用の多数の試験試料
を製造した。
【0052】6.試験機械:モデル1130インストロ
ン・ユニバーサル・テスター−一定のジャー速度分離型
の試験機械。機械には試料をしっかりはさむことができ
そして試験中に滑らない適当な握りが備えられていた。
【0053】7.1インチ幅の試料を毎分2インチの速
度(クロスヘッドおよびチャート速度の両者)において
ASTM D−423(機械方法)に示されている接着
試験を用いて試験した。剥離および剪断接着強度の両者
を室温(すなわち23℃)において並びに場合によって
は70°および100℃において測定した。試料を15
分間予備加熱し、その後、高温試験にかけた。
【0054】8.接着強度は下記の如く定義されてい
る: 剥離接着強度(ポンド/インチ)=ポンド力×試料幅 剪断接着強度(ポンド/平方インチ)=ポンド力×試料
幅 5ガロンのペイルライナーを用いる試験用に、多数の試
験試料を製造した。最初に、ペイルライナーを正の圧力
方式でマイラーフィルムの間で加熱することによりライ
ナーの9−10ミルフィルムを製造した。生じた10ミ
ルフィルムをゴムの二層間に挿入し、そして6×6イン
チの正の圧力型中で約5分間にわたり149℃において
圧縮した。ペイルライナーは約129℃−130℃のピ
ーク融解温度を有していた。
【0055】ゴム試験パッドを正の圧力型中で約13
8.8ポンド/インチ2および13.9ポンド/インチ2
用いて6×6インチゴム試験パッド上で製造した。全て
のインストロン試験は2ipmのクロスヘッドおよびチ
ャート速度を用いて実施された。全ての1インチ幅の試
験試料を15分間予備加熱し、その後、高温において試
験した。
【0056】下表IIIは、表Iの熱可塑性フィルムを表I
Iのシートと共に使用して得られた屋根被覆の剥離接着
性質並びに通常接着剤(実施例番号1)および表IIのシ
ートを用いて得られた屋根被覆の比較を示している。表
IIに示されている組成物から製造された屋根シートは任
意にスクリムで強化されていてもよい。表IVは、高温に
おける剥離接着性質の比較を示している。表Vは、剪断
接着性質に関する同じ比較を示している。
【0057】表III、IVおよびVに示されている実施例
では、使用された調節接着剤はEPDM屋根シート物質
用のブチルを基にした商業的に入手可能なラップ接合接
着剤ユニロイヤルSA−1065であった。表IIIで使
用されたEPDMシートの組成は表IIに示されている。
【0058】
【表3】 表III 室温剥離接着比較 実施例 番号 接着剤/フィルムの型 測定された性質 接着結果/継目損傷 1 接着剤接合された 剥離接着 対照用(a) ポンド/インチ 1−7 継目損傷 接着損傷 −−シートの型−− EPDM(I) EPDM(II) EPDM(III) 硫黄硬化 硫黄硬化 未硬化 スクリム 未強化 スクリム 強化 強化 2 赤色PEライナー 剥離接着 ポンド/インチ 0.6-1.6 3-5.4 0.8 継目損傷 (A) (A),(B) (A) 3 透明PEライナー 剥離接着 ポンド/インチ 0.6-2.2 2.8-7 2.2-4 継目損傷 (A) (A),(B) (A)
【0059】
【表4】 表III(続き) 室温剥離接着比較 実施例 番号 接着剤/フィルムの型 測定された性質 接着結果/継目損傷 4 エンボス加工された 剥離接着 PEライナー ポンド/インチ 1-2 3-4 0.8-1 継目損傷 (A) (A),(B) (A) 5 5ガロン 剥離接着 ペイルライナー ポンド/インチ 2.3 >14.3 >15.6 (HDPE) 継目損傷 (A) (C) (C) 6 高分子量PEフィルム (a)P150(6ミル) 剥離接着 ポンド/インチ 2.5b >21.5b >46.5b 継目損傷 (A) (C) (C) (b)P550(20ミル)剥離接着 ポンド/インチ 4-4.5b >22b >33b 継目損傷 (A) (C) (C) (a)=熱可塑性フィルムおよびゴム膜の間で生じた損
傷 (B)=熱可塑性フィルム自身中での破壊 (C)=試験試料がインストロン・クランプ中で破壊し
たかまたはゴムが試験中に織物強化剤と分裂した (a)=SA−1065ラップ接合接着剤で接合された
強化されていない硫黄硬化された一般的な黒色EPDM
膜 (b)=成形中の圧力138.8psi
【0060】
【表5】 表IV 高温剥離接着比較 実施例 番号 接着剤/フィルムの型 測定された性質 接着結果/継目損傷 1 接着剤接合された 剥離接着@23℃ 対照用a ポンド/インチ 1−7 継目損傷 接着損傷 7 接着剤接合された 剥離接着@70℃ 対照用a ポンド/インチ 1.2 継目損傷 接着損傷 8 接着剤接合された 剥離接着@100℃ 対照用a ポンド/インチ 0.85 継目損傷 接着損傷
【0061】
【表6】 表IV(続き) 高温剥離接着比較 実施例 番号 接着剤/フィルムの型 測定された性質 接着結果/継目損傷 −−シートの型−− 強化 未強化 強化 硫黄硬化 硫黄硬化 未硬化 EPDM(I) EPDM(II) EPDM(III) 9 5ガロン 剥離接着@23℃ ペイルライナー ポンド/インチ − >23.5c >34c (HDPE) 継目損傷 − (C) (C) 10 5ガロン 剥離接着@70℃ ペイルライナー ポンド/インチ − >20c >2.1c (HDPE) 継目損傷 − (C) (C) 11 5ガロン 剥離接着@100℃ ペイルライナー ポンド/インチ − >14.4c >1.7c (HDPE) 継目損傷 − (C) (C)
【0062】
【表7】 表IV(続き) 高温剥離接着比較 実施例 番号 接着剤/フィルムの型 測定された性質 接着結果/継目損傷 12 高分子量PEフィルム (a)P150(6ミル) 剥離接着@70℃ ポンド/インチ 1 >12.5b >2.2b 継目損傷 (A) (C) (C) (b)P550(20ミル)剥離接着@70℃ ポンド/インチ 2.5-3 >14b >2.65b 継目損傷 (A) (C) (C) (a)=熱可塑性フィルムおよびゴム膜の間で生じた損
傷 (B)=熱可塑性フィルム自身中での破壊 (C)=試験試料がインストロン・クランプ中で破壊し
たかまたはゴムが試験中に織物強化剤と分裂した (a)=SA−1065ラップ接合接着剤で接合された
強化されていない硫黄硬化された一般的な黒色EPDM
膜 (b)=成形中の圧力138.8psi (c)=成形中の圧力13.9psi
【0063】
【表8】 表V 剪断強度比較 実施例 番号 接着剤/フィルムの型 測定された性質 接着結果/継目損傷 13 接着剤接合された 接合剪断強度@23℃ 対照用a ポンド/インチ2 27 継目損傷 接着損傷 14 接着剤接合された 継目剪断強度@70℃ 対照用a ポンド/インチ2 11.5 継目損傷 接着損傷 −−シートの型−− 強化 未強化 強化 硫黄硬化 硫黄硬化 未硬化 EPDM(I) EPDM(II) EPDM(III) 15 5ガロン 継目剪断強度@23℃ ペイルライナー ポンド/インチ2 − >27.5 − 継目損傷 − (C) − 16 5ガロン 継目剪断強度@70℃ ペイルライナー ポンド/インチ2 − >21.5 − 継目損傷 − (C) − (C)=試験試料がインストロン・クランプ中で破壊し
たかまたはゴムが試験中に織物強化剤と分裂した (a)=SA−1065ラップ接合接着剤で接合された
強化されていない硫黄硬化された一般的な黒色EPDM
膜 表III中で接着剤接合された従来の黒色EPDM膜(対
照用)に関する23℃における剥離接着は1−7ポンド
/インチであり、表V中での23℃における継目剪断接
着は27ポンド/インチであった。対照用の接着試験試
料を、ユニロイヤル・ケミカルから商業的に入手可能な
ラップ接合接着剤であるSA−1065で接合された強
化されていない硫黄硬化された従来の黒色EPDM膜を
用いて、製造した。HDPE(ペイルライナー)または
超高分子量ポリエチレン(P150/P550)で接合
されている、強化されていない、硫黄硬化されたEPD
M(II)シートまたは強化された未硬化のEPDM(II
I)を用いると接着剤で接合された対照用と比較して剥
離および剪断接着の両者においてかなりの増加が生じ
た。硫黄硬化されたおよび未硬化の黒色EPDM(I−
III)シートの両者をポリエチレンライナーで接合する
と、匹敵するおよび/または比例して改良された継目剥
離結果を与えた。これらの接着結果は、例えばポリエチ
レンなどの如きポリエチレンフィルムの使用並びに接着
剤を使用せずに許容可能な継目の生成を可能にするのに
充分な熱および幾らかの圧力を示している。実験的継目
のいずれも継目製造中はガソリンもしくは有機溶媒で洗
浄されたりまたはこすられたりしなかった。
【0064】結論では、硫黄硬化されたもしくは未硬化
のEPDM、EPRまたは他のオレフィン型重合体の特
徴を有する平らなシートと一緒に熱可塑性フィルムを使
用することによりそのような物質の重なっている端部に
沿って接着剤を使用せずに充分な熱および幾らかの圧力
を用いて接合させられるということが前記の実施例およ
び明細書の開示から明らかになるはずである。さらに、
該シート物質では粉末剤または放出剤を膜の表面に適用
し、その後、オートクレーブ硬化を行うことは必要でな
いかもしれない。また、表IIに示されている調合物から
製造された屋根シート物質は任意にスクリムで強化され
ていてもよい。本発明はここに例示されている熱可塑性
フィルムまたはEPDMの特定型にまたはここで示され
ている他の典型的なEPDM、EPRまたは他のオレフ
ィン型重合体の開示により限定されるものではなく、そ
れらの例は単に当該出願の実施法を示しているだけであ
る。当技術の専門家は、上記の他の熱可塑性フィルム、
または他のEPDM、EPR、またはエチレンおよびブ
テンの共重合体並びにエチレンおよびオクテンの共重合
体などの他の同様なオレフィン重合体をここでなされて
いる開示に従い容易に選択することができる。同様に、
本発明は使用される特定の充填剤および例示されている
加工用物質に必ずしも限定されるものではない。
【0065】従って、ここに開示されている変法のいず
れでもここに開示されそして記載されている発明の範囲
から逸脱しないなら容易に決定および調節できることは
信じられている。さらに、発明の範囲は添付されている
特許請求の範囲内に入る全ての改変も包括している。
【0066】本発明の主なる特徴および態様は以下のと
おりである。
【0067】1.それの少なくとも1層が未硬化である
か硬化されている2層の屋根用の平らなゴムシート物
質、および該端部区域が重なった時に接着剤なしで継目
を形成するために該2層の屋根膜の端部区域の間に挿入
される1層の熱可塑性フィルムを含んでなる、平らなゴ
ムシート物質のラミネート継目。
【0068】2.該フィルムが炭素数が約2−8の単量
体類から製造されたポリオレフィン類、エチレン−酢酸
ビニル共重合体類およびそれらの配合物からなる群から
選択される、上記1の平らなゴムシート物質のラミネー
ト継目。
【0069】3.平らなゴムシート物質の各層が任意に
ジエン単量体により改質されていてもよいポリオレフィ
ン共重合体から製造された物質の重合体状組成物を含ん
でなる、上記2の平らなゴムシート物質のラミネート継
目。
【0070】4.該ポリオレフィン重合体がEPDMお
よびEPRゴムからなる群から選択され、そして該物質
の組成物がさらに100重量部の該重合体当たり約20
−300重量部の強化用および非−強化用物質並びにそ
れらの混合物からなる群から選択される充填剤、および
100重量部の該重合体当たり約20−150重量部の
加工用物質およびそれらの混合物も含んでなる、上記3
の平らなゴムシート物質のラミネート継目。
【0071】5.該重合体が約75重量%のエチレン含
有量および約190,000の重量平均分子量を有する
EPDMを含んでなる、上記4の平らなゴムシート物質
のラミネート継目。
【0072】6.100重量部の該重合体当たり、該充
填剤が約110重量部のカーボンブラックを含んでお
り、そして該物質の組成物が70重量部の加工用油を含
んでいる、上記5の平らなゴムシート物質のラミネート
継目。
【0073】7.さらに、100重量部の該重合体当た
り約0.3−2重量部の硬化剤も含んでなる、上記6の
平らなゴムシート物質のラミネート継目。
【0074】8.該硬化剤が硫黄である、上記7の平ら
なゴムシート物質のラミネート継目。
【0075】9.該重合体が約60重量%のエチレン含
有量および約360,000の重量平均分子量を有する
EPDMを含んでなる、上記4の平らなゴムシート物質
のラミネート継目。
【0076】10.100重量部の該重合体当たり、該
充填剤が約110重量部のカーボンブラックを含んでお
り、そして該物質の組成物が70重量部の加工用油を含
んでいる、上記9の平らなゴムシート物質のラミネート
継目。
【0077】11.さらに、100重量部の該重合体当
たり約0.3−2重量部の硬化剤も含んでなる、平らな
ゴムシート物質のラミネート継目。
【0078】12.該硬化剤が硫黄である、上記11の
平らなゴムシート物質のラミネート継目。
【0079】13.該重合体が約67重量%のエチレン
含有量および約313,000−355,000の重量平
均分子量を有するEPDMを含んでなる、上記4の平ら
なゴムシート物質のラミネート継目。
【0080】14.100重量部の該重合体当たり、該
充填剤が約110重量部のカーボンブラックを含んでお
り、そして該物質の組成物が70重量部の加工用油を含
んでいる、上記13の平らなゴムシート物質のラミネー
ト継目。
【0081】15.さらに、100重量部の該重合体当
たり約0.3−2重量部の硬化剤も含んでなる、上記1
4の平らなゴムシート物質のラミネート継目。
【0082】16.該硬化剤が硫黄である、上記15の
平らなゴムシート物質のラミネート継目。
【0083】17.接着剤の不存在下で少なくとも約2
ポンド/インチの継目剥離接着値を示す、上記4の平ら
なゴムシート物質のラミネート継目。
【0084】18.接着剤の不存在下で少なくとも約1
5ポンド/平方インチの剪断接着値を示す、上記4の平
らなゴムシート物質のラミネート継目。
【0085】19.該平らなゴムシート物質が未硬化で
ある、上記1の平らなゴムシート物質のラミネート継
目。
【0086】20.該平らなゴムシート物質がスクリム
で強化されている、上記1の平らなゴムシート物質のラ
ミネート継目。
【0087】21.該平らなゴムシート物質が強化され
ていない、上記1の平らなゴムシート物質のラミネート
継目。
【0088】22.該熱可塑性フィルムが約2−20ミ
ルの厚さを有する、上記1の平らなゴムシート物質のラ
ミネート継目。
【0089】23.熱可塑性フィルムを少なくとも1層
の平らなゴムシート物質の端部区域に適用し、該熱可塑
性フィルムおよび該第一の平らなゴムシート物質に重な
るように平らなゴムシート物質の第二層を適用し、重な
った区域を熱可塑性フィルムのピーク融解温度よりわず
かに高く加熱し、そして重なった区域を接着剤を使用せ
ずに許容可能な継目を与えるのに充分な圧力下で接合さ
せる段階からなる、屋根を被覆する方法。
【0090】24.該加熱段階が少なくとも約100℃
の温度において実施される、上記23の方法。
【0091】25.該熱可塑性フィルムが炭素数が約2
−8の単量体類から製造されたポリオレフィン類、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体類およびそれらの配合物から
なる群から選択される、上記23の方法。
【0092】26.平らなゴムシート物質の各層が任意
にジエン単量体により改質されていてもよいポリオレフ
ィン共重合体から製造された物質の重合体状組成物を含
んでなる、上記24の方法。
【0093】27.該ポリオレフィン重合体がEPDM
およびEPRゴムからなる群から選択され、そして該物
質の組成物がさらに100重量部の該重合体当たり約2
0−300重量部の強化用および非−強化用物質並びに
それらの混合物からなる群から選択される充填剤、およ
び100重量部の該重合体当たり約20−150重量部
の加工用物質およびそれらの混合物も含んでなる、上記
26の方法。
【0094】28.100重量部の該重合体当たり、該
充填剤が約110重量部のカーボンブラックを含んでお
り、そして該物質の組成物が70重量部の加工用油を含
んでいる、上記27の方法。
【0095】29.さらに、100重量部の該重合体当
たり約0.3−2重量部の硬化剤を該物質の組成物に加
える段階も含んでなる、上記27の方法。
【0096】30.該硬化剤が硫黄である、上記23の
方法。
【0097】31.該平らなゴムシート物質が未硬化で
ある、上記31の方法。
【0098】32.該平らなゴムシート物質がスクリム
で強化されている、上記23の方法。
【0099】33.該平らなゴムシート物質が強化され
ていない、上記23の方法。
【0100】34.少なくとも2ミルの厚さを有する熱
可塑性フィルムを選択する段階を含んでいる、上記23
の方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従う熱可塑性フィルムにより継目区域
で結合されている2枚の単一プライEPDM屋根膜の垂
直断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それの少なくとも1層が未硬化であるか
    硬化されている2層の屋根用の平らなゴムシート物質、
    および該端部区域が重なった時に接着剤なしで継目を形
    成するために該2層の屋根膜の端部区域の間に挿入され
    る1層の熱可塑性フィルムを含んでなる、平らなゴムシ
    ート物質のラミネート継目。
  2. 【請求項2】 さらに、100重量部の該重合体当たり
    約0.3−2重量部の硬化剤を含んでなる、平らなゴム
    のラミネート継目。
  3. 【請求項3】 熱可塑性フィルムを少なくとも1層の平
    らなゴムシート物質の端部区域に適用し、該熱可塑性フ
    ィルムおよび該第一の平らなゴムシート物質に重なるよ
    うに平らなゴムシート物質の第二層を適用し、重なった
    区域を熱可塑性フィルムのピーク融解温度よりわずかに
    高く加熱し、そして重なった区域を接着剤を使用せずに
    許容可能な継目を与えるのに充分な圧力下で接合させる
    段階からなる、屋根を被覆する方法。
JP4229443A 1991-08-08 1992-08-06 屋根シートを熱接合するための熱可塑性フイルムおよび屋根の被覆方法 Pending JPH05200920A (ja)

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