JP2007077711A - 金属屋根用断熱材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポリオレフィン系発泡体シートを用いた金属屋根用断熱材であって、金属屋根材に貼合して折り曲げ加工を行う際には十分な粘着力を有し、金属屋根を解体する際には、どのような厳しい温度条件下に曝された後でも、発泡体シートと金属屋根材とを容易に分別・解体することが可能な断熱材を提供する。
【解決手段】 ポリオレフィン系発泡体シート１０と、ポリオレフィン系発泡体シートの一面１２に貼合されたフィルム１４と、フィルム上に形成された粘着層１６とを具備し、粘着層を金属屋根材に粘着させる断熱材とする。そして、ポリオレフィン系発泡体シートのフィルム貼合面１８の表皮強さを１０００ｋＰａ以上とし、粘着層と金属屋根材およびポリオレフィン系発泡体シートの他面２０との粘着力を１．０Ｎ／ｃｍ以下とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリオレフィン系発泡体シートを用いた金属屋根用断熱材およびその製造方法に関する。

従来、金属屋根の断熱材には、金属屋根の結露防止や、保温、保冷等の遮熱性能の点から、ポリオレフィン系発泡体シートが多用されている。その場合、上記発泡体シートには、加熱処理により金属屋根材に熱貼合可能なプライマー剤を予め塗工し、その後金属屋根材と熱貼合あるいは接着剤を使用した糊貼合を行い、さらに発泡体シートを貼合した金属屋根材の折り曲げ加工を行っている。

上記の金属屋根材に貼合した発泡体シートには、折り曲げ加工を行う時に適度な接着力が要求されるので、金属屋根材に対する接着力を低下させた発泡体シートを用いることはできない。そのため、建築物の老朽化等により金属屋根を解体する際には、発泡体シートと金属屋根材とが強固に接着してしまっており、発泡体シートと金属屋根材とを分別・解体することは困難であり、断熱材付き金属板として産業廃棄物扱いで処理することを余儀なくされている。

そこで、環境悪化を防止する点から、金属屋根材に貼合して折り曲げ加工を行う際には十分な粘着力を有し、金属屋根を解体する際には発泡体シートと金属屋根材とを分別・解体することが容易な金属屋根用断熱材として、発泡体シートの粘着加工面の表皮強さが７００ｋＰａ以上であり、かつ当該粘着加工面の金属板および当該粘着加工自裏面に対する粘着力が０．５Ｎ／ｃｍ以下である金属屋根断熱用ポリオレフィン系発泡体シートが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−４４１４２号公報

しかしながら、夏場の金属屋根は温度が７０℃を超える高温となり、このような厳しい温度条件下に曝された場合、特許文献１に示されたような従来の粘着加工を施した発泡体シートでは、粘着加工面の粘着力が増して金属屋根材に強固に貼着し、発泡体シートと金属屋根材とを分別・解体することが困難となり、発泡体シートの表面が材料破壊によって金属屋根材上に残ってしまうことがあった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、ポリオレフィン系発泡体シートを用いた金属屋根用断熱材であって、金属屋根材に貼合して折り曲げ加工を行う際には十分な粘着力を有し、金属屋根を解体する際には、どのような厳しい温度条件下に曝された後でも、発泡体シートと金属屋根材とを容易に分別・解体することが可能な金属屋根用断熱材とその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために種々検討を行った結果、発泡体シートの表面にフィルムを貼合することで、発泡体シートの表皮強さを向上させて１０００ｋＰａ以上となるようにし、このフィルム上に粘着加工を行うとともに、上記粘着加工面の金属屋根材および発泡体シートの裏面に対する粘着力が１．０Ｎ／ｃｍ以下となるようにすれば、金属屋根が高温に曝された場合、例えば夏場の想定温度を超える８０℃の高温に曝された場合でも、発泡体シートと金属屋根材とを容易に分別・解体できることを見出した。

本発明は、上述した知見に基づいてなされたもので、ポリオレフィン系発泡体シートと、前記ポリオレフィン系発泡体シートの一面に貼合されたフィルムと、前記フィルム上に形成された粘着層とを具備し、前記粘着層を金属屋根材に粘着させる金属屋根用断熱材であって、前記ポリオレフィン系発泡体シートの前記フィルムを貼合した面の表皮強さが１０００ｋＰａ以上であり、かつ、前記粘着層と前記金属屋根材との粘着力および前記粘着層と前記ポリオレフィン系発泡体シートの他面との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする金属屋根用断熱材を提供する。

本発明に係る金属屋根用断熱材は、金属屋根材に貼合して折り曲げ加工を行う際には十分な粘着力を有し、また、金属屋根が７０℃を超える高温に曝された場合でも、断熱材と金属屋根材とを容易に分別・解体することが可能であり、解体後の金属屋根材を産業廃棄物とするのではなく、リサイクル可能な状態に分別することができる。さらに、発泡体シートの粘着加工面に離型シートを適用したり、発泡体シートの粘着加工面の裏面に離型処理を施したりすることなく、断熱材をロール状で供給することができ、金属屋根材と円滑に貼合することが可能である。

以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明の金属屋根用断熱材は、図１に示すように、ポリオレフィン系発泡体シート１０と、ポリオレフィン系発泡体シート１０の一面１２に貼合されたフィルム１４と、フィルム１４上に形成された粘着層１６とを具備するものである。

ポリオレフィン系発泡体シートとしては、例えばポリエチレン発泡体シートを好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。また、ポリオレフィン系発泡体シートとしては、独立気泡構造を有するものが好ましい。独立気泡構造を有するポリオレフィン系発泡体シートは、独立気泡層が空気層を形成し、安定した熱伝導率を維持するため、より効果的な断熱効果を発揮する。具体的には、独立気泡構造を有するポリオレフィン系発泡体シートとして、古河電気工業株式会社フォームエース、積水化学工業株式会社ソフトロン、日立化成工業株式会社ハイエチレンを例示することができる。なお、ポリオレフィン系発泡体シートの密度、厚さなどは、断熱材の目的等に応じて適宜選択することができる。

本発明では、ポリオレフィン系発泡体シートの一面にフィルムを貼合することで、発泡体シートのフィルムを貼合した面（フィルム貼合面）１８の表皮強さが１０００ｋＰａ以上となるようにする。これにより、発泡体シートの表皮強さを向上させて、断熱材を金属屋根材から容易にはく離できるようにしている。上記フィルム貼合面の表皮強さのより好ましい値は１１００ｋＰａ以上、特に１２００〜２５００ｋＰａである。

また、断熱材を金属屋根材からさらに容易にはく離できるようにするために、断熱材と金属屋根材との貼合面積を減少させるべく、フィルム貼合後にポリオレフィン系発泡体シートの一面にエンボス等のシボ加工を施すことも有効である。

上記フィルムの材質に特に限定はないが、例えばポリエチレン、ＥＶＡ、ポリプロピレン、ポリエステル（ＰＥＴ）等からなるものを好適に用いることができる。また、フィルムの厚さにも限定はないが、１０〜２５０μｍ、特に４０〜１００μｍのものが好ましい。

本発明において、上述した表皮強さは以下の方法により測定される。まず、一面にフィルムが貼合されたポリオレフィン系発泡体シートをＪＩＳに規定された引張強さ測定用のダンベル片に打ち抜く。次いで、上記発泡体シートをスライス加工する。発泡体シートをスライス加工する際には、スライス加工面を下に配置して、その両側に厚さ０．４ｍｍの金属スペーサを配置する。この金属スペーサの厚さは、使用される発泡体シートにより適宜設定される。当該金属スペーサの厚さ方向に沿って刃を入れて金属スペーサと同じ厚さのダンベル状試験片を得る。当該試験片を引張速度５００ｍｍ／分で切断させた時の最大荷重を、当該試験片の幅と厚さの積からなる断面積で除した切断応力を表皮強さとする。

本発明では、前述したフィルム上に粘着層を形成し、粘着層と金属屋根材との粘着力および粘着層とポリオレフィン系発泡体シートの他面２０との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下になるようにする。これにより、金属屋根材に貼合して折り曲げ加工を行う際には十分な粘着力を有し、かつ、金属屋根を解体する際には断熱材を金属屋根材から容易にはく離できるようにするとともに、前述した離型シートの適用や離型処理を要することなく、断熱材をロール状で供給できるようにしている。上記粘着力のより好ましい値は０．５Ｎ／ｃｍ以下、特に０．２〜０．５Ｎ／ｃｍである。

上記粘着層を形成する粘着剤の材質に特に限定はないが、例えばアクリル系粘着剤を好適に用いることができる。本発明では、粘着剤の塗工量や材料を適宜選択して、前述した粘着力が所定の範囲となるようにすればよい。また、粘着剤とフィルムとの接合をより強固なものにするために、コロナ処理等の表面処理を施したフィルムを使用してもよい。

本発明において、上述した粘着層と金属屋根材との粘着力は以下の方法により測定される。すなわち、折板屋根として使用される金属板を用い、フィルム上に粘着層を形成したポリオレフィン系発泡体シートを２５ｍｍ幅に裁断して上記金属板に粘着層を下にして載置し、質量２ｋｇのゴムローラーを用いて発泡体シートを金属板に圧着し、２００ｍｍ／分のはく離速度にてはく離試験を行ったときのはく離強さを金属面に対する粘着力とする。

本発明において、上述した粘着層とポリオレフィン系発泡体シートの他面との粘着力は以下の方法により測定される。フィルム上に粘着層を形成したポリオレフィン系発泡体シートを２５ｍｍ幅に裁断した２枚の試験片を用意し、１枚目の試験片の粘着層と、他の試験片の粘着層形成面の反対面とを重ね合せ、上記金属面に対する粘着力の測定方法と同条件で貼着した後、２００ｍｍ／分のはく離速度にてはく離試験を行ったときのはく離強さをポリオレフィン系発泡体シートの他面に対する粘着力とする。

本発明に係る金属屋根用断熱材の製造方法に限定はないが、下記（ａ）、（ｂ）の方法を好適に採用することができる。
（ａ）独立気泡構造を有するポリオレフィン系発泡体シートの片面にスライス加工を施す工程と、前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面の反対面にフィルムを貼合して、そのフィルムを貼合した面の表皮強さが１０００ｋＰａ以上となるようにする工程と、前記フィルム上に粘着層を形成して、当該粘着層と前記金属屋根材との粘着力および当該粘着層と前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下となるようにする工程とを行う製造方法。
（ｂ）独立気泡構造を有するポリオレフィン系発泡体シートの両面にフィルムを貼合して、それらフィルムを貼合した面の表皮強さが１０００ｋＰａ以上となるようにする工程と、前記両面にフィルムを貼合したポリオレフィン系発泡体シートの片面にスライス加工を施す工程と、前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面の反対面のフィルム上に粘着層を形成して、当該粘着層と前記金属屋根材との粘着力および当該粘着層と前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下となるようにする工程とを行う製造方法。

上記スライス加工は、断熱材による結露水の保水および断熱材の外傷防止のために行われるものであり、発泡体シートの厚さ方向を回転刃によって半裁にするような方法で適宜実施される。

本発明においては、以上のような構成を採用することにより、金属屋根の温度が７０℃を超える高温となった場合でも、断熱材と金属屋根材とを容易に分別・解体することが可能である。また、粘着加工品としては従来必要であった粘着加工面への離型シートの適用や、粘着加工面の反対面への離型処理の付与をしなくても、断熱材をロール状で供給することができ、金属屋根材と円滑に貼合することができる。この場合、粘着加工面と金属面との粘着力の特定は、金属屋根材を折り曲げ加工し、また金属屋根を解体する際に必要であるのに対し、粘着加工面とその反対面との粘着力の特定は、断熱材をロール状に巻き取った際に粘着加工面のはく離を容易に行うために必要であり、本発明においてはいずれの場合にも問題を起こすことがない。

次に、本発明の実施例を示すが、本発明は下記例に限定されるものではない。

（実施例１）
密度２５ｋｇ／ｍ^３の架橋発泡ポリエチレンシート（商品名：フォームエース、古河電気工業株式会社製）に厚さ４０μｍのコロナ処理付きポリエチレンフィルムを熱貼合した。架橋発泡ポリエチレンシートのポリエチレンフィルム貼合面の表皮強さは１６５０ｋＰａであった。次に、ポリエチレンフィルムのコロナ処理面にアクリル系粘着剤（綜研化学株式会社製）を３０ｇ／ｍ^２塗布して本発明の金属屋根用断熱材を作製した。得られた金属屋根用断熱材の粘着層と亜鉛めっき鋼板とを貼り合わせた後、所定の形状に折り曲げ加工した。加工後に２００ｍｍ／分のはく離速度にてはく離強さを測定したところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは０．３Ｎ／ｃｍであった。また、断熱材を８０℃の恒温槽に７４４時間放置した後にはく離試験を行ったところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは１．０Ｎ／ｃｍであり、鋼板面に発泡体シートを残すことなくはく離することができた。さらに、粘着層と架橋発泡ポリエチレンシートのフィルムを貼合していない面とのはく離強さは０．１１Ｎ／ｃｍであった。

（実施例２）
密度２５ｋｇ／ｍ^３の架橋発泡ポリエチレンシート（商品名：フォームエース、古河電気工業株式会社製）に厚さ４０μｍのコロナ処理付きポリエチレンフィルムを熱貼合した。架橋発泡ポリエチレンシートのポリエチレンフィルム貼合面の表皮強さは１０８５ｋＰａであった。その後、架橋発泡ポリエチレンシートのポリエチレンフィルム貼合面に、底辺２ｍｍ、高さ１ｍｍの四角ピラミッド型シボ加工を施した。次に、ポリエチレンフィルムのコロナ処理面にアクリル系粘着剤（綜研化学株式会社製）を３０ｇ／ｍ^２塗布して本発明の金属屋根用断熱材を作製した。得られた金属屋根用断熱材の粘着層と亜鉛めっき鋼板とを貼り合わせた後、所定の形状に折り曲げ加工した。加工後に２００ｍｍ／分のはく離速度にてはく離強さを測定したところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは０．２Ｎ／ｃｍであった。また、断熱材を８０℃の恒温槽に７４４時間放置した後にはく離試験を行ったところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは０．６Ｎ／ｃｍであり、鋼板面に発泡体シートを残すことなくはく離することができた。さらに、粘着層と架橋発泡ポリエチレンシートのフィルムを貼合していない面とのはく離強さは０．０８Ｎ／ｃｍであった。

（比較例１）
密度２３ｋｇ／ｍ^３、表皮強さ８１２ｋＰａの架橋発泡ポリエチレンシート（商品名：フォームエース、古河電気工業株式会社製）の片面にアクリル系粘着剤（綜研化学株式会社製）を３０ｇ／ｍ^２塗布して金属屋根用断熱材を作製した。得られた金属屋根用断熱材の粘着層と亜鉛めっき鋼板とを貼り合わせた後、所定の形状に折り曲げ加工した。加工後に２００ｍｍ／分のはく離速度にてはく離強さを測定したところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは０．５Ｎ／ｃｍであった。また、断熱材を８０℃の恒温槽に７２０時間放置した後にはく離試験を行ったところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは５．８Ｎ／ｃｍであり、架橋発泡ポリエチレンシートの表皮が鋼板面に残る材料破壊が観察された。

（比較例２）
密度２５ｋｇ／ｍ^３、表皮強さ８１２ｋＰａの架橋発泡ポリエチレンシート（商品名：フォームエース、古河電気工業株式会社製）の片面にアクリル系粘着剤（綜研化学株式会社製）を３０ｇ／ｍ^２塗布して金属屋根用断熱材を作製した。得られた金属屋根用断熱材の粘着層と亜鉛めっき鋼板とを貼り合わせた後、所定の形状に折り曲げ加工した。断熱材を８０℃の恒温槽に７２０時間放置した後にはく離試験を行ったところ、粘着層と鋼板面とのはく離強さは２．０Ｎ／ｃｍであり、架橋発泡ポリエチレンシートの表皮の一部が鋼板面に残る材料破壊が観察された。

本発明に係る金属屋根用断熱材の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０ ポリオレフィン系発泡体シート
１２ ポリオレフィン系発泡体シートの一面
１４ フィルム
１６ 粘着層
１８ 発泡体シートのフィルム貼合面
２０ ポリオレフィン系発泡体シートの他面

Claims (6)

1. ポリオレフィン系発泡体シートと、前記ポリオレフィン系発泡体シートの一面に貼合されたフィルムと、前記フィルム上に形成された粘着層とを具備し、前記粘着層を金属屋根材に粘着させる金属屋根用断熱材であって、前記ポリオレフィン系発泡体シートの前記フィルムを貼合した面の表皮強さが１０００ｋＰａ以上であり、かつ、前記粘着層と前記金属屋根材との粘着力および前記粘着層と前記ポリオレフィン系発泡体シートの他面との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下であることを特徴とする金属屋根用断熱材。
2. 前記ポリオレフィン系発泡体シートは独立気泡構造を有することを特徴とする請求項１に記載の金属屋根用断熱材。
3. 前記粘着層に離型シートを適用することなく、ポリオレフィン系発泡体シートをロール状に巻いたことを特徴とする請求項１または２に記載の金属屋根用断熱材。
4. 前記ポリオレフィン系発泡体シートの他面に離型処理を施すことなく、ポリオレフィン系発泡体シートをロール状に巻いたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属屋根用断熱材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属屋根用断熱材の製造方法であって、独立気泡構造を有するポリオレフィン系発泡体シートの片面にスライス加工を施す工程と、前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面の反対面にフィルムを貼合して、そのフィルムを貼合した面の表皮強さが１０００ｋＰａ以上となるようにする工程と、前記フィルム上に粘着層を形成して、当該粘着層と前記金属屋根材との粘着力および当該粘着層と前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下となるようにする工程とを具備することを特徴とする金属屋根用断熱材の製造方法。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属屋根用断熱材の製造方法であって、独立気泡構造を有するポリオレフィン系発泡体シートの両面にフィルムを貼合して、それらフィルムを貼合した面の表皮強さが１０００ｋＰａ以上となるようにする工程と、前記両面にフィルムを貼合したポリオレフィン系発泡体シートの片面にスライス加工を施す工程と、前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面の反対面のフィルム上に粘着層を形成して、当該粘着層と前記金属屋根材との粘着力および当該粘着層と前記ポリオレフィン系発泡体シートのスライス加工を施した面との粘着力がそれぞれ１．０Ｎ／ｃｍ以下となるようにする工程とを具備することを特徴とする金属屋根用断熱材の製造方法。