JP2008132676A - 断熱パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】 耐熱性、耐吸湿性および耐湿熱性が要求される分野において好適に使用しうる断熱パネルを提供する。
【解決手段】 合成樹脂発泡体からなる断熱材の、少なくとも片面に表面材を具備してなる断熱パネルであって、断熱材が芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位、及びN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位及びシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものであることを特徴とする断熱パネル。
【選択図】 なし
【解決手段】 合成樹脂発泡体からなる断熱材の、少なくとも片面に表面材を具備してなる断熱パネルであって、断熱材が芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位、及びN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位及びシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものであることを特徴とする断熱パネル。
【選択図】 なし
Description
本発明は、建築分野あるいはその他の各種産業分野において幅広く使用される断熱パネルに関する。
従来より、建築分野あるいは産業資材分野において適用されている断熱パネルとしては、ポリスチレンフォーム、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォーム等の合成樹脂発泡体を芯材とし、その芯材を表面材で被覆したパネルが主に使用されている(例えば、特許文献1〜6)。
ポリスチレンフォームは、断熱性に優れ、実使用中にほとんど吸湿あるいは吸水することがなく、加えてマテリアルリサイクルを考慮した環境適合性に優れた断熱材としては有用ではあるが、基材樹脂であるスチレンの耐熱温度が80℃近傍であるため、それ以上の高温域に曝される用途(例えば、蒸気養生室、乾燥養生室の断熱パネル等)には、形状を保持できないほど発泡体の変形をきたすために使用することができないという問題点を有していた。
一方で、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォームは熱硬化性樹脂であることから、耐熱性が高いことが一般的に知られているものの、吸湿性が高く、吸湿した状態では耐熱性が極端に悪化すると共に、断熱性の低下を招くため、例えば、蒸気養生室の断熱パネル等には使用することができないという問題点を有していた。加えて、ポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォームは熱硬化性樹脂であることからマテリアルリサイクル性に乏しく、環境適合性に優れるとは言い難い。
特開昭61−148043号公報
特開平8−90694号公報
特開2006−123178号公報
特開2004−132056号公報
特開2005−305654号公報
特開2002−339472号公報
このような状況下において、断熱パネルに用いられる断熱材として、耐吸湿性に優れ、マテリアルリサイクル性を考慮した環境適合性の優れたポリスチレンフォームの利点と、耐熱性に優れたポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォームの利点とを併せ持つ断熱材を芯材とする断熱パネルの開発が待ち望まれている。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性、耐吸湿性及び耐湿熱性に優れた樹脂発泡体を用いた断熱パネルを提供することを目的とする。
本発明者らは、前述された課題を解決するために鋭意研究した結果、耐熱性を有する共重合体と流動性に優れた共重合体とを含有する樹脂組成物を発泡させてなる発泡体を断熱材として用いることにより、高温・高湿下に曝される用途(例えば、蒸気養生室、乾燥養生室の断熱パネル等)に対応できる断熱パネルとなることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
[1]合成樹脂発泡体からなる断熱材の、少なくとも片面に表面材を具備してなる断熱パネルであって、断熱材が芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位およびN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位およびシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものであることを特徴とする断熱パネル、
[2]断熱材が、共重合体(A)を0.1〜90重量%および共重合体(B)を99.9〜10重量%からなる樹脂混合物[(A)および(B)の合計量が100重量%]を含有する樹脂組成物を発泡させてなるものである前記[1]記載の断熱パネル、
[3]共重合体(A)および共重合体(B)をそれぞれ構成する芳香族ビニル単位が、スチレン単位である、前記[1]または[2]に記載の断熱パネル、
[4]共重合体(A)を構成する不飽和ジカルボン酸無水物単位が、無水マレイン酸単位である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の断熱パネル、
[5]共重合体(A)を構成するN−アルキル置換マレイミド単位が、N−フェニルマレイミド単位である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の断熱パネル、および
[6]共重合体(B)を構成するシアン化ビニル単位が、アクリロニトリルである、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の断熱パネル
に関する。
[1]合成樹脂発泡体からなる断熱材の、少なくとも片面に表面材を具備してなる断熱パネルであって、断熱材が芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位およびN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位およびシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものであることを特徴とする断熱パネル、
[2]断熱材が、共重合体(A)を0.1〜90重量%および共重合体(B)を99.9〜10重量%からなる樹脂混合物[(A)および(B)の合計量が100重量%]を含有する樹脂組成物を発泡させてなるものである前記[1]記載の断熱パネル、
[3]共重合体(A)および共重合体(B)をそれぞれ構成する芳香族ビニル単位が、スチレン単位である、前記[1]または[2]に記載の断熱パネル、
[4]共重合体(A)を構成する不飽和ジカルボン酸無水物単位が、無水マレイン酸単位である、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の断熱パネル、
[5]共重合体(A)を構成するN−アルキル置換マレイミド単位が、N−フェニルマレイミド単位である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の断熱パネル、および
[6]共重合体(B)を構成するシアン化ビニル単位が、アクリロニトリルである、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の断熱パネル
に関する。
本発明により、断熱材の少なくとも片面に表面材を具備してなる断熱パネルにおける、断熱材を、芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位およびN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位およびシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものとすることにより、耐熱性、耐吸湿性および耐湿熱性の要求される用途に適用し得る断熱パネルを得ることができる。
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明における断熱パネルは、一定形状の断熱材を芯材とし、少なくとも片面に表面材を具備してなるものである。
断熱材は、断熱パネルにおいて、主に断熱性能を確保する目的で用いられるものである。
断熱材は、所定の厚みの平板形状の直方体であり、例えば、厚みが20〜100mm、縦横寸法が910mm×1820mmのものが用いられる。
表面材としては、通常用いられているものであればよく、特に限定はないが、金属板あるいは無機質ボード等が挙げられる。
金属板としては、例えば、ステンレス鋼板、カラー鋼板、アルミニウム鋼板、亜鉛めっき鋼板、ガルバリウム鋼板等が挙げられる。
また、無機質ボードとしては、例えば、石膏ボード、セメント板、ケイ酸カルシウム板、スラグ石膏板、ALC等が挙げられる。
表面材は、一般的に接着剤を介して、断熱材と貼りあわせる。
接着剤としては、表面材と断熱材を接着させることができるものであればよく、特に限定はしないが、例えば、エポキシ系、ポリエステル系、ポリウレタン系等の熱硬化性樹脂系接着剤が挙げられる。
接着剤の使用量は、表面材の種類などによって異なり、一概には決定することはできないが、あまりに少ない場合には芯材と表面材の接着力が低下する傾向があり、一方で、あまりに多い場合にはパネルとしての重量が増し、本来の合成樹脂発泡体を芯材とする断熱パネルに要求される軽量化に反する傾向となる。接着剤の使用量は、通常100〜500g/m2であることが好ましい。
接着方法についても、表面材と断熱材を接着させることができるものであればよく、特に限定はしないが、例えば、ホットプレス、ロールプレス等が挙げられる。
本発明における断熱材は、芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位、及びN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位及びシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものである。
共重合体(A)および共重合体(B)を構成する芳香族ビニル単位としては、スチレン、α−メチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレンなどが挙げられる。これらのうち、工業的に安価である点から、スチレン、α−メチルスチレンが好ましく、さらに安価であるスチレンが最も好ましい。
共重合体(A)を構成する不飽和ジカルボン酸無水物単位としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸などが挙げられる。これらのうち、工業的に安価である点から、無水マレイン酸が好ましい。また、耐吸湿性及び耐湿熱性を考慮すると、不飽和ジカルボン酸無水物単位は5重量%以下であることが好ましい。
共重合体(A)を構成するN−アルキル置換マレイミド単位としては、N−メチルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−4−ジフェニルマレイミド、N−2−クロロフェニルマレイミド、N−4−ブロモフェニルマレイミド、N−1−ナフチルマレイミドなどが挙げられる。これらのうち、工業的に安価である点から、N−フェニルマレイミドが好ましい。また、断熱材の耐熱性を考慮すると、N−アルキル置換マレイミド単位は40重量%以上であることが好ましい。
共重合体(B)を構成するシアン化ビニル単位としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリルなどが挙げられる。これらのうち、工業的に安価である点から、アクリロニトリルが好ましい。また、共重合体(A)と共重合体(B)との相溶性を考慮すると、共重合体(B)は、スチレンおよびアクリロニトリルの共重合体であることが好ましい。
上記樹脂組成物における共重合体(A)および共重合体(B)の混合比率[(A)および(B)の合計量が100重量%]は、共重合体(A)が0.1〜90重量%、共重合体(B)が99.9〜10重量%が好ましく、さらに好ましくは、共重合体(A)が10〜90重量%、共重合体(B)が90〜10重量%である。この範囲内であれば、樹脂組成物の流動性や成形性が保持されると共に、断熱材パネルとしての耐熱性、耐吸湿性および耐湿熱性を満足する程度に保持される。
断熱材の発泡体密度は、20〜100kg/m3であることが好ましく、25〜60kg/m3であることがより好ましい。発泡体密度が上記範囲内にあれば、平面圧縮強度に代表される面圧縮強度が発現される傾向にある。
断熱材の耐熱性としては、例えば、乾燥養生室等の高温下での使用を想定した場合に、温度80℃での断熱材体積変化率が3%以内であることが好ましい。より好ましくは、温度100℃での断熱材体積変化率が3%以内であり、さらに好ましくは、温度120℃での断熱材体積変化率が3%以内である。
断熱材の耐湿熱性としては、例えば、蒸気養生室等の高温・多湿下での使用を想定した場合に、温度80℃および湿度95±5%での断熱材体積変化率が3%以内であることが好ましい。より好ましくは、温度90℃および湿度95±5%での断熱材体積変化率が3%以内であり、さらに好ましくは、温度95℃および湿度95±5%での断熱材体積変化率が3%以内である。
発泡体の耐熱性および耐湿熱性が上記範囲内にあれば、従来のポリスチレンフォームあるいはポリウレタンフォーム、ポリイソシアヌレートフォーム、フェノールフォームを用いた断熱パネルでは適用できなかった、高温・高湿下に曝される用途に対して適用できるので、好ましい。
上記樹脂組成物には、共重合体(A)および共重合体(B)からなる熱可塑性樹脂混合物に対して、塩素原子を含有しない発泡剤を用いることができる。このような発泡剤としては、物理型発泡剤および化学型発泡剤からなる群から選ばれた1種を、または2種以上混合して使用することができる。塩素原子を有しないことにより、環境への負荷が低減されるので好ましいが、本発明の目的を達成するためには、必ずしも塩素原子を含有しないことは必要ではない。
物理系発泡剤としては、例えば、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素、塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化イソプロピルなどの塩化アルキル類、1,1−ジフルオロエタン、1,2−ジフルオロエタン、1,1,1−トリフルオロエタン、1,1,2−トリフルオロエタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1,2,2−テトラフルオロエタン、1,1,1,2,2−ペンタフルオロエタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタンなどのフッ素化炭化水素、二酸化炭素、窒素、水、アルゴン、ヘリウムなどの無機ガス、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、イソプロピルエーテル、n−ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、フラン、フラフール、2−メチルフラン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどのエーテル類、蟻酸メチルエステル、蟻酸エチルエステル、蟻酸プロピルエステル、蟻酸ブチルエステル、蟻酸アミルエステル、プロピオン酸メチルエステル、プロピオン酸エチルエステルなどのカルボン酸エステル類、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、t−ブチルアルコールなどのアルコール類、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、エチル−n−プロピルケトン、エチル−n−ブチルケトンなどのケトン類が挙げられる。これらは、単独で又は2種以上を混合して使用することができる。
化学系発泡剤としては、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、p,p’−オキシビス−ベンゼンスルホニルヒドラジド、ヒドラゾジカルボンアミド、炭酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド、テレフタルアジド、5−フェニルテトラゾール、p−トルエンスルホニルセミカルバジドなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を混同して使用することができる。
前述された発泡剤のうち、オゾン層保護の観点から、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化イソプロピルなどの塩化アルキル類、二酸化炭素、窒素、水、アルゴン、ヘリウムなどの無機ガス類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、イソプロピルエーテル、n−ブチルエーテル、ジイソアミルエーテルなどのエーテル類、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、ブチルアルコール、i−ブチルアルコール、t−ブチルアルコールなどのアルコール類が好ましい。
また、前述された発泡剤のうち、断熱材の軽量化、押出発泡の安定性を考慮すると、発泡剤としては、上記共重合体(A)および上記共重合体(B)を含有してなる熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して、a)エーテル、塩化アルキルよりなる群から選ばれる1種以上を0.5〜10重量部と、b)炭化水素を0〜6重量部とを含有するものが好ましい。
エーテルとしては、前述されたエーテル類が挙げられるが、これらのうち、ジメチルエーテルが、押出発泡の際の押出圧力が低減され、安定して押出発泡体が製造されるので好ましい。エーテルの使用量としては、熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して0.5〜10重量部が好ましく、より好ましくは1.5〜6重量部であり、さらに好ましくは3〜5重量部である。エーテルの使用量が上記範囲内であれば、樹脂組成物へのガス分散性がよく、発泡性がよい。
塩化アルキルとしては、塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化イソプロピルが挙げられる。これらのうち、塩化メチル、塩化エチルが、押出発泡の際の押出圧力が低減され、安定して押出発泡体が製造されるので好ましい。塩化アルキルの使用量としては、熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して0.5〜10重量部が好ましく、より好ましくは1.5〜6重量部であり、さらに好ましくは3〜5重量部である。塩化アルキルの使用量が上記範囲内であれば、樹脂組成物へのガス分散性がよく、発泡性がよい。
炭化水素としては、前述された炭化水素が挙げられるが、沸点が低すぎると、押出発泡の際に樹脂組成物における蒸気圧が高くなり、高圧の樹脂組成物を制御することになるので、製造上問題となる場合があり、沸点が高すぎると、発泡剤が断熱材の気泡中に液状で残留し、断熱材の耐熱性を低下させる傾向にある。したがって、炭化水素としては、−50〜85℃の範囲に沸点を有する飽和炭化水素が好ましい。このような飽和炭化水素としては、プロパン、シクロプロパン、n−ブタン、i−ブタン、シクロブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、1,2−ジメチルブタン、シクロヘキサンなどが挙げられる。これらのうち、製造安定性の点から、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、n−ペンタン、i−ペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサンが好ましい。炭化水素の使用量としては、0〜6重量部が好ましくは、より好ましくは2〜5重量部である。炭化水素の使用量が上記範囲内であれば、発泡性、成形性が良好な発泡体が得られやすい傾向にある。
なお、本発明においては、樹脂組成物に難燃剤が添加されることが好ましい。難燃剤として、ハロゲン系難燃剤から選ばれる少なくとも1種が用いられることがさらに好ましい。また、リン酸エステル系化合物、窒素含有化合物を上記難燃剤と共存させてもよい。
また、本発明においては、必要に応じて本発明の効果を阻害しない範囲内で、シリカ、マイカ、酸化亜鉛、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの無機化合物、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、流動パラフィン、オレフィン系ワックス、ステアリルアミド系化合物などの加工助剤、帯電防止剤、着色剤などの添加物が用いられてもよい。
また、本発明においては、必要に応じて安定剤が用いられてもよい。本発明に使用される安定剤としては、フェノール系抗酸化剤、リン系安定剤、ベンゾトリアゾール類、ヒンダードアミン類などの耐光性安定剤などが挙げられる。
断熱材は、上記樹脂組成物を用いて公知の押出発泡法により得られる。例えば、上記熱可塑性樹脂混合物を公知の押出機に供給して高温高圧下で加熱溶融してゲル状にし、押出機内に発泡剤を圧入して混練し、押出発泡に適した樹脂温度まで冷却し、高圧領域からスリットダイなどのダイを通して低圧領域に押出発泡して、板状の断熱材を得る。
押出発泡の条件として、スリットダイにおける圧力は、3MPa以上であることが好ましく、より好ましくは4MPa以上である。発泡剤が気化しないように、また、樹脂組成物に十分溶解するように押出系内圧力を高圧に保持することは勿論である。スリットダイにおける圧力が上記範囲外であると、ガスの吹出し、ボイドの発生、押出系内の圧力変動による押出発泡体の断面プロファイルの変動が生じる傾向にある。
熱可塑性樹脂混合物に難燃剤などの添加剤を添加する手順として、例えば、熱可塑性樹脂混合物に対して難燃剤などを添加して混合した後、押出機に供給して加熱溶融し、さらに発泡剤を添加して混合する手順が挙げられるが、各種添加剤を熱可塑性樹脂混合物に添加するタイミングや混練時間は特に限定されない。
熱可塑性樹脂混合物の加熱温度は、そのガラス転移温度または融点以上であればよいが、難燃剤などの影響による樹脂の分子劣化ができる限り抑制される温度が好ましい。溶融混練時間は、単位時間当たりの樹脂組成物の押出量や押出機の種類により異なるので一義的に規定することはできず、熱可塑性樹脂混合物と発泡剤や添加剤とが均一に分散混合されるに要する時間として適宜設定される。
樹脂組成物の加熱溶融手段としては、例えばスクリュー型の押出機などが挙げられるが、通常の押出発泡に用いられているものであれば特に制限されない。ただし、樹脂の分子劣化をできる限り抑えるためには、押出機のスクリュー形状を低剪断タイプのものとすることが好ましい。
押出発泡法は、例えば、押出成形用に使用される開口部が直線のスリット形状を有するスリットダイを通じて、高圧領域から低圧領域へ圧力開放して得られた押出発泡体を、スリットダイと密着または接して設置された成形金型、及び該成形金型の下流側に隣接して設置された成形ロールなどを用いて、断熱材に成形する方法が用いられる。成形金型の流動面形状調整及び金型温度調整によって、所望の発泡体の断面形状、発泡体表面性、発泡体品質が得られる。
断熱材の気泡構造として、均一気泡構造や大小気泡が混在した複合気泡構造が挙げられる。気泡の平均径は、主として0.05〜2.0mmであることが好ましい。気泡径は、例えば、押出発泡体の断面の一部をサンプリングし、それを走査型電子顕微鏡にて拡大撮影して得られた写真から平均気泡径をASTM D−3576に準じて測定することができる。気泡径は、必ずしもすべてが上記範囲内である必要はなく、少なくとも気泡径の平均値が上記範囲内であればよい。気泡径が上記範囲未満であれば、断熱材の成形性が悪くなって、安定した製造が困難になる傾向にある。気泡径が上記範囲を超えると、断熱材表面の外観が悪化する傾向にある。
なお、断熱材の製造方法は押出発泡法に限定されず、例えば、予備発泡された発泡性ビーズを用いて成形金型で発泡成形を行う方法など、公知の他の方法が用いられてもよい。
本発明における断熱パネルは、建築分野あるいは産業資材分野において、耐熱性、耐吸湿性および耐湿熱性の要求される用途(例えば、蒸気養生室、乾燥養生室の断熱パネル等)に適用することができる。
以下、上記断熱材についての実施例について説明する。なお、本発明が以下の実施例に限定されないことは勿論である。また、以下の実施例においては、特に断られない限り、樹脂組成に関しては、「%」は「重量%」を表すものとする。
以下に示す実施例1〜実施例7、比較例1及び2で得られた断熱材について、発泡体密度、平均セル径、ガラス転移温度、100℃耐熱性、120℃耐熱性および95℃湿熱性を下記の方法に従って調べた。また、各断熱材を用いて断熱パネルを作製して100℃耐熱性、95℃湿熱性を下記方法に従って調べた。
(1)発泡体密度(kg/m3)
発泡体密度は、次の式に基づいて求め、単位をkg/m3に換算して示した。
発泡体密度(g/cm3)=発泡体重量(g)/発泡体体積(cm3)
発泡体密度は、次の式に基づいて求め、単位をkg/m3に換算して示した。
発泡体密度(g/cm3)=発泡体重量(g)/発泡体体積(cm3)
(2)平均セル径(mm)
断熱材を幅方向(押出方向と直交する水平方向)に沿って垂直(厚さ方向)に切断した断面においてサンプリングし、そのサンプルを走査型電子顕微鏡にて50〜100倍に拡大して写真撮影した。得られた写真から平均セル径をASTM D−3576に準じて測定し、各気泡において、厚み方向のセル径(HD)と幅方向のセル径(TD)とを測定して、各方向のセル径の積を3乗根した値を以下の式より算出した。
平均セル径=(HD×TD×MD)1/3
断熱材を幅方向(押出方向と直交する水平方向)に沿って垂直(厚さ方向)に切断した断面においてサンプリングし、そのサンプルを走査型電子顕微鏡にて50〜100倍に拡大して写真撮影した。得られた写真から平均セル径をASTM D−3576に準じて測定し、各気泡において、厚み方向のセル径(HD)と幅方向のセル径(TD)とを測定して、各方向のセル径の積を3乗根した値を以下の式より算出した。
平均セル径=(HD×TD×MD)1/3
(3)ガラス転移温度(℃)
断熱材を成形後、温度23℃、湿度55%の恒温室にて10日間状態調整した後、JIS K7121に準じて、示差走査熱量計により昇温速度10℃/分で250℃まで昇温し、10分間維持した後、10℃/分で30℃まで冷却した。再び250℃まで昇温したときの階段状変化を、JIS K7121の転移温度の求め方に従って測定した。
断熱材を成形後、温度23℃、湿度55%の恒温室にて10日間状態調整した後、JIS K7121に準じて、示差走査熱量計により昇温速度10℃/分で250℃まで昇温し、10分間維持した後、10℃/分で30℃まで冷却した。再び250℃まで昇温したときの階段状変化を、JIS K7121の転移温度の求め方に従って測定した。
(4)100℃耐熱性、120℃耐熱性(発泡体の体積変化率)
発泡体作成後、23℃、湿度55%の恒温室内にて10日間状態調整した後、厚み25mm×幅100mm×長さ300mmの試験片を切り出した。なお、比較例2については、市販のポリウレタンフォームを用いた。
上記試験片を100℃±2℃(120℃耐熱性の場合は、120℃±2℃)に設定した熱風乾燥機内で24時間加熱し、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。
求められた体積変化率を、以下の基準にて判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
発泡体作成後、23℃、湿度55%の恒温室内にて10日間状態調整した後、厚み25mm×幅100mm×長さ300mmの試験片を切り出した。なお、比較例2については、市販のポリウレタンフォームを用いた。
上記試験片を100℃±2℃(120℃耐熱性の場合は、120℃±2℃)に設定した熱風乾燥機内で24時間加熱し、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。
求められた体積変化率を、以下の基準にて判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
(5)95℃湿熱性
発泡体作成後、23℃、湿度55%の恒温室内にて10日間状態調整した後、厚み25mm×幅100mm×長さ300mmの試験片を切り出した。なお、比較例2については、市販のポリウレタンフォームを用いた。
上記試験片を温度95℃±2℃、湿度95±5%に設定した恒温恒湿槽内で24時間加熱し、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。
求められた体積変化率を、以下の基準にて判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
発泡体作成後、23℃、湿度55%の恒温室内にて10日間状態調整した後、厚み25mm×幅100mm×長さ300mmの試験片を切り出した。なお、比較例2については、市販のポリウレタンフォームを用いた。
上記試験片を温度95℃±2℃、湿度95±5%に設定した恒温恒湿槽内で24時間加熱し、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。
求められた体積変化率を、以下の基準にて判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
(6)断熱パネル試験
断熱材を成形後、温度23℃、湿度55%の恒温室にて10日間状態調整した後、厚み25mm×幅100mm×長さ300mmの試験片を切り出した。なお、比較例2については市販のポリウレタンフォームを用いた。各断熱材の両面にエポキシ系接着剤を250g/m2となるように、ロールコーターを用いて塗布し、次いで、アルミニウム鋼板を重ねあわせ、圧着させて断熱パネルを作成し、100℃耐熱性、95℃湿熱性、をそれぞれ評価した。
(6−a)100℃耐熱性
断熱パネルを温度100±2℃に設定した熱風乾燥機で48時間加熱した後、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。求められた体積変化率を以下の基準で判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
(6−b)95℃湿熱性
断熱パネルを温度95±2℃、湿度95±5%に設定した恒温恒湿槽で48時間加熱した後、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。求められた体積変化率を以下の基準で判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
断熱材を成形後、温度23℃、湿度55%の恒温室にて10日間状態調整した後、厚み25mm×幅100mm×長さ300mmの試験片を切り出した。なお、比較例2については市販のポリウレタンフォームを用いた。各断熱材の両面にエポキシ系接着剤を250g/m2となるように、ロールコーターを用いて塗布し、次いで、アルミニウム鋼板を重ねあわせ、圧着させて断熱パネルを作成し、100℃耐熱性、95℃湿熱性、をそれぞれ評価した。
(6−a)100℃耐熱性
断熱パネルを温度100±2℃に設定した熱風乾燥機で48時間加熱した後、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。求められた体積変化率を以下の基準で判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
(6−b)95℃湿熱性
断熱パネルを温度95±2℃、湿度95±5%に設定した恒温恒湿槽で48時間加熱した後、加熱前と加熱後の体積変化率を算出した。求められた体積変化率を以下の基準で判断した。
◎:体積変化率が1%以下である。
○:体積変化率が1%を超え、3%以下である。
△:体積変化率が3%を超え、5%以下である。
×:体積変化率が5%を超える。
(実施例1)
共重合体(A)として、電気化学工業(株)製、商品名:デンカIP(265℃×10kg条件で、MFR=0.2g/分)を用い、共重合体(B)として、東洋スチレン(株)製、商品名:トーヨーAS(220℃×10kg条件で、MFR=1.8g/分)を用い、共重合体(A)10%と共重合体(B)90%とを混合した。この熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して、造核剤としてタルク(林化成(株)製、商品名:タルカンパウダー)0.3重量部、添加剤としてステアリン酸カルシウム0.2重量部をドライブレンドし、得られた樹脂組成物を、口径65mmの単軸押出機と口径90mmの単軸押出機を直列に連結した二段連結型押出機へ供給した。一段目押出機に供給した樹脂組成物を約230℃に加熱して溶融混練した後、発泡剤として、ジメチルエーテル(三井化学(株)製)5.0重量部を一段目押出機の先端付近で樹脂組成物に圧入した。その後、一段目押出機に連結された二段目押出機において樹脂組成物を混練しながら樹脂温度を約150℃付近まで冷却し、二段目押出機の先端に設けられたスリットダイより大気中へ押し出した。スリットダイにおける吐出量は45kg/時間、樹脂温度は140℃、スリット圧力は5.7MPaとした。吐出された樹脂を、成形金型及び成形ロールにより、厚さ約35mm×幅約130mmの断面プロファイルであって、表面にスキン層を有する断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例1における断熱材は、発泡体密度が33kg/m3、平均セル径が0.4mm、ガラス転移温度が115℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「○」、120℃耐熱性は「△」、95℃湿熱性は「○」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「○」、95℃湿熱性は「○」であった。
共重合体(A)として、電気化学工業(株)製、商品名:デンカIP(265℃×10kg条件で、MFR=0.2g/分)を用い、共重合体(B)として、東洋スチレン(株)製、商品名:トーヨーAS(220℃×10kg条件で、MFR=1.8g/分)を用い、共重合体(A)10%と共重合体(B)90%とを混合した。この熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して、造核剤としてタルク(林化成(株)製、商品名:タルカンパウダー)0.3重量部、添加剤としてステアリン酸カルシウム0.2重量部をドライブレンドし、得られた樹脂組成物を、口径65mmの単軸押出機と口径90mmの単軸押出機を直列に連結した二段連結型押出機へ供給した。一段目押出機に供給した樹脂組成物を約230℃に加熱して溶融混練した後、発泡剤として、ジメチルエーテル(三井化学(株)製)5.0重量部を一段目押出機の先端付近で樹脂組成物に圧入した。その後、一段目押出機に連結された二段目押出機において樹脂組成物を混練しながら樹脂温度を約150℃付近まで冷却し、二段目押出機の先端に設けられたスリットダイより大気中へ押し出した。スリットダイにおける吐出量は45kg/時間、樹脂温度は140℃、スリット圧力は5.7MPaとした。吐出された樹脂を、成形金型及び成形ロールにより、厚さ約35mm×幅約130mmの断面プロファイルであって、表面にスキン層を有する断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例1における断熱材は、発泡体密度が33kg/m3、平均セル径が0.4mm、ガラス転移温度が115℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「○」、120℃耐熱性は「△」、95℃湿熱性は「○」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「○」、95℃湿熱性は「○」であった。
(実施例2)
共重合体(A)30%と共重合体(B)70%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約240℃、二段目押出機において約170℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を45kg/時間、樹脂温度を158℃、スリット圧力を5.9MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例2における断熱材は、発泡体密度が34kg/m3、平均セル径が0.4mm、ガラス転移温度が128℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「○」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
共重合体(A)30%と共重合体(B)70%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約240℃、二段目押出機において約170℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を45kg/時間、樹脂温度を158℃、スリット圧力を5.9MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例2における断熱材は、発泡体密度が34kg/m3、平均セル径が0.4mm、ガラス転移温度が128℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「○」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
(実施例3)
共重合体(A)45%と共重合体(B)55%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約240℃、二段目押出機において約180℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を47kg/時間、樹脂温度を170℃、スリット圧力を6.3MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例3における断熱材は、発泡体密度が42kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が140℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
共重合体(A)45%と共重合体(B)55%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約240℃、二段目押出機において約180℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を47kg/時間、樹脂温度を170℃、スリット圧力を6.3MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例3における断熱材は、発泡体密度が42kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が140℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
(実施例4)
共重合体(A)60%と共重合体(B)40%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約250℃、二段目押出機において約200℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を43kg/時間、樹脂温度を185℃、スリット圧力を6.1MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例4における断熱材は、発泡体密度が38kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が150℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
共重合体(A)60%と共重合体(B)40%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約250℃、二段目押出機において約200℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を43kg/時間、樹脂温度を185℃、スリット圧力を6.1MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例4における断熱材は、発泡体密度が38kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が150℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
(実施例5)
共重合体(A)80%と共重合体(B)20%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約270℃、二段目押出機において約210℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を45kg/時間、樹脂温度を195℃、スリット圧力を6.5MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例5における断熱材は、発泡体密度が40kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が170℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
共重合体(A)80%と共重合体(B)20%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約270℃、二段目押出機において約210℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を45kg/時間、樹脂温度を195℃、スリット圧力を6.5MPaとした以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例5における断熱材は、発泡体密度が40kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が170℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
(実施例6)
共重合体(A)30%と共重合体(B)70%とを混合した。この熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して、造核剤としてタルク0.1重量部、添加剤としてステアリン酸カルシウム0.2重量部をドライブレンドし、得られた樹脂組成物を前記二段連結型押出機へ供給した。一段目押出機に供給した樹脂組成物を約240℃に加熱して溶融混練した後、発泡剤として、ジメチルエーテル3.0重量部、イソブタン(三井化学(株)製)3.0重量部を一段目押出機の先端付近で樹脂組成物に圧入した。その後、一段目押出機に連結された二段目押出機において樹脂組成物を混練しながら樹脂温度を約170℃付近まで冷却し、二段目押出機の先端に設けられたスリットダイより大気中へ押し出した。スリットダイにおける吐出量は50kg/時間、樹脂温度は155℃、スリット圧力は6.3MPaとした。吐出された樹脂を、成形金型及び成形ロールにより、厚さ約35mm×幅約130mmの断面プロファイルであって、表面にスキン層を有する断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例6における断熱材は、発泡体密度が45kg/m3、平均セル径が0.2mm、ガラス転移温度が125℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
共重合体(A)30%と共重合体(B)70%とを混合した。この熱可塑性樹脂混合物100重量部に対して、造核剤としてタルク0.1重量部、添加剤としてステアリン酸カルシウム0.2重量部をドライブレンドし、得られた樹脂組成物を前記二段連結型押出機へ供給した。一段目押出機に供給した樹脂組成物を約240℃に加熱して溶融混練した後、発泡剤として、ジメチルエーテル3.0重量部、イソブタン(三井化学(株)製)3.0重量部を一段目押出機の先端付近で樹脂組成物に圧入した。その後、一段目押出機に連結された二段目押出機において樹脂組成物を混練しながら樹脂温度を約170℃付近まで冷却し、二段目押出機の先端に設けられたスリットダイより大気中へ押し出した。スリットダイにおける吐出量は50kg/時間、樹脂温度は155℃、スリット圧力は6.3MPaとした。吐出された樹脂を、成形金型及び成形ロールにより、厚さ約35mm×幅約130mmの断面プロファイルであって、表面にスキン層を有する断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例6における断熱材は、発泡体密度が45kg/m3、平均セル径が0.2mm、ガラス転移温度が125℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
(実施例7)
共重合体(A)60%と共重合体(B)40%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約250℃、二段目押出機において約200℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を47kg/時間、樹脂温度を180℃、スリット圧力を6.5MPaとした以外は、実施例6と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例7における断熱材は、発泡体密度が40kg/m3、平均セル径が0.2mm、ガラス転移温度が150℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
共重合体(A)60%と共重合体(B)40%とを混合して熱可塑性樹脂混合物とし、一段目押出機において約250℃、二段目押出機において約200℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を47kg/時間、樹脂温度を180℃、スリット圧力を6.5MPaとした以外は、実施例6と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、実施例7における断熱材は、発泡体密度が40kg/m3、平均セル径が0.2mm、ガラス転移温度が150℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「◎」であった。
(比較例1)
共重合体(A)および共重合体(B)からなる樹脂混合物に代えて、ポリスチレン樹脂(PSジャパン株式会社、商品名:G9401)を用い、一段目押出機において約230℃、二段目押出機において約140℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を50kg/時間、樹脂温度を123℃、スリット圧力を5.5MPaに変更した以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、比較例1における断熱材は、発泡体密度が35kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が100℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「×」、120℃耐熱性は「×」、95℃湿熱性は「×」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「×」、95℃湿熱性は「×」であった。
共重合体(A)および共重合体(B)からなる樹脂混合物に代えて、ポリスチレン樹脂(PSジャパン株式会社、商品名:G9401)を用い、一段目押出機において約230℃、二段目押出機において約140℃に加熱溶融し、スリットダイにおける吐出量を50kg/時間、樹脂温度を123℃、スリット圧力を5.5MPaに変更した以外は、実施例1と同様にして断熱材を得た。
得られた断熱材の特性を表1に示す。表1に示されるように、比較例1における断熱材は、発泡体密度が35kg/m3、平均セル径が0.3mm、ガラス転移温度が100℃であった。
断熱材の100℃耐熱性は「×」、120℃耐熱性は「×」、95℃湿熱性は「×」であった。
また、断熱パネルの100℃耐熱性は「×」、95℃湿熱性は「×」であった。
(比較例2)
市販のポリウレタンフォーム(東洋ゴム株式会社、商品名:ソフランULボード)を断熱材とし、断熱材の100℃耐熱性、120℃耐熱性、95℃湿熱性、断熱パネルの100℃耐熱性、95℃湿熱性の評価を行った。
その結果を、表1に示す。表1に示されるように、比較例2では、断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「×」、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」であったが、95℃湿熱性は「×」であった。
市販のポリウレタンフォーム(東洋ゴム株式会社、商品名:ソフランULボード)を断熱材とし、断熱材の100℃耐熱性、120℃耐熱性、95℃湿熱性、断熱パネルの100℃耐熱性、95℃湿熱性の評価を行った。
その結果を、表1に示す。表1に示されるように、比較例2では、断熱材の100℃耐熱性は「◎」、120℃耐熱性は「◎」、95℃湿熱性は「×」、断熱パネルの100℃耐熱性は「◎」であったが、95℃湿熱性は「×」であった。
Claims (6)
- 合成樹脂発泡体からなる断熱材の、少なくとも片面に表面材を具備してなる断熱パネルであって、断熱材が、芳香族ビニル単位、不飽和ジカルボン酸無水物単位およびN−アルキル置換マレイミド単位からなる共重合体(A)と、芳香族ビニル単位およびシアン化ビニル単位からなる共重合体(B)とを含有する樹脂組成物を発泡させてなるものであることを特徴とする、断熱パネル。
- 断熱材が、共重合体(A)0.1〜90重量%および共重合体(B)99.9〜10重量%からなる樹脂混合物[(A)および(B)の合計量が100重量%]を含有する樹脂組成物を発泡させてなるものである、請求項1に記載の断熱パネル。
- 共重合体(A)および共重合体(B)をそれぞれ構成する芳香族ビニル単位が、スチレン単位である、請求項1または2に記載の断熱パネル。
- 共重合体(A)を構成する不飽和ジカルボン酸無水物単位が、無水マレイン酸単位である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の断熱パネル。
- 共重合体(A)を構成するN−アルキル置換マレイミド単位が、N−フェニルマレイミド単位である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の断熱パネル。
- 共重合体(B)を構成するシアン化ビニル単位が、アクリロニトリルである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱パネル。
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