JP4046442B2 - Building materials - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れた防音特に、雨音などによる衝撃音が小さく、併せて断熱効果を奏する建材例えば屋根材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
防音、断熱効果を奏する屋根材等の建材においては、基材として例えばコンクリートスレート板、木材、パーティクルボードなどの無機材、鉄板、着色亜鉛鉄板、亜鉛鉄板、着色鋼板、銅板、着色ステンレス鋼板、ステンレス鋼板、着色アルミ板、アルミ板、亜鉛板、亜鉛合金板などの金属板が用いられ、あるいは金属板に防音、断熱効果を奏する材料を積層したものが使用されている。例えば、防音、断熱効果を奏する材料としては、架橋ポリオレフィン発泡体、ポリウレタン発泡体のような合成樹脂材料やガラス繊維のような無機材料などを接着剤や熱融着などにより積層したもの、或いは、それらをロールフォーミングなどの方法によって、波形を賦与したもの等が使用されている(特開平9−88250号公報及び特開平3−182342号公報)。
【0003】
このような建材は、軽量で施工時の加工が容易であることから、建築物の屋根材として汎用されているが、基材が金属板であるため、降雨時、雨滴が金属板に落下する際の衝突音が激しく、防音、断熱効果を奏する材料を積層した場合には、多少衝突音の緩和が期待されるものの、一般の住居を始めとして、事務所、工場などの静かな住環境、静かな仕事環境等が、より以上求められる昨今、建築物の屋根材としては当然のことであるが、不向きであり、静かな住環境、静かな仕事環境等に相応しい、屋根材の出現が期待されていた。
【0004】
このような期待に応えるべく、ガラス繊維のような吸音性と断熱性を具備した材料を基材である金属板に積層一体化した屋根材が識られており、ガラス繊維の吸音性能は、ポリオレフィン発泡体例えば独立気泡のポリエチレン発泡体に比較して良いのであるが、ガラス繊維は、屋内で発生した音に対する吸音性能に比べると、外表面で発生する音例えば雨音に対する吸音性能が、必ずしも良いとはいえず、屋根材に防音材として使用することに難点がある。
【0005】
一方、前記の基材である金属板にガラス繊維を積層したものを波型に加工する場合例えば、ロールフォーミングで加工する場合、ガラス繊維が破砕されて周囲に飛散するので、作業環境の悪化を招くと共に、ガラス繊維は、金属板の波型加工に対しての追随性つまり所望する保形性が悪く金属板にガラス繊維を積層したものを波型に均一の厚さに加工するのは困難である。
また、図6に示すように、金属板(1)に合成樹脂発泡体(6)例えば架橋ポリエチレン発泡体を積層したものをロールフォーミングにより波型に加工する場合、曲げ加工によって、屈曲部(7)近傍に位置する合成樹脂発泡体(6)が圧縮されて、潰れ、薄くなり、永久歪となって、線状に減り込み、合成樹脂発泡体(6)の屈曲部(7)の外観を損なうと共に、併せて、断熱、防音、防結露等の効果を阻害するという欠点がある。特に、戸建用屋根材の一般仕様は、波型の凹凸のピッチが短いものであるため、ロールフォーミングによる波型加工によって、合成樹脂発泡体(6)が引き伸ばされた歪を内在したまま波型加工を修了するため、経時と共に破断の発生は、避けられず、前項と同様、断熱、防音、防結露等の効果を阻害するという欠点がある。
また、二枚の金属シートの間にガラス繊維を挟み三層積層体とした屋根材も提案されている(特開平3−182342号公報)が、外部の雨音に対する防音効果の向上は認められるものの、屋内の騒音が、屋内側の金属シートで反射して屋内発散現象を惹起するという欠点を有する。
【0006】
また、基板として、二枚の金属シートの間に自己接着性を有する熱可塑性樹脂フィルム(粘弾性材料)を挟んだ積層金属シートの屋根材が提案(特公平2−55575号公報)されており、この積層金属シートに、発泡体などを積層した屋根材は、雨音に対する防音効果は、優れたものである。
【0007】
しかしながら、前記積層金属板を基板とした屋根材は、製造上、大きな問題を抱えている。即ち、通常、積層金属板なる基板に発泡体などを積層する方法には、発泡体または積層金属板の片面に接着剤を塗布して積層する方法と発泡体または金属板のいずれか一方を加熱して熱融着によって積層する方法とがある。しかし、基材として特公平2−55575号公報が提案する積層金属板を用いると、基材が中間に熱可塑性樹脂フィルム(粘弾性材料)を挟んだ構造となっているので、中間の熱可塑性樹脂フィルムが断熱材として機能するため、加熱の平均化を阻害し、後者の熱融着の方法は、採用することができず、前者の接着剤による方法を採用せざるを得ず、生産性が悪い。
【0008】
また、この基板である積層金属板に発泡体を積層した後、従来のロールフォーミングにより波型加工すると、基板である積層金属板相互の接着面に「ズレ」が発生し、積層金属板の吸音性を低下させる要因となると共に、この「ズレ」部分から、雨水が入り積層金属板の腐食を助長させることになるので、この「ズレ」部分の防水処理を必要とする。
一方、屋根施工の際、避けては通れない工程の一つとして、一単位の屋根は、相互に複数の屋根材を長手方向に係合して完工するが、該係合個所の止水性が重要である。つまり、係合個所からの雨漏りは、絶対に避けねばならない。しかしながら、従来の屋根材の断面は、図7に示すように、一端面を折り曲げ加工してフランジ(8)とし、他の相対する端面を前記一端面と反対の方向に折り曲げ加工してフランジ(8)とした構造のものが多く、複数の屋根材相互の係合は、折り曲げ方向の異なるフランジ(8)を相杓り構造により係合する場合が多い。そして、基板である金属板(1)に合成樹脂発泡体(6)を積層してあるものの、フランジ(8)近傍には、合成樹脂発泡体(6)を配していない。このことは、図6を援用して説明すると、屈曲部(7)近傍に位置する合成樹脂発泡体(6)が圧縮されて、潰れ、薄くなり、永久歪となって、線状に減り込み、合成樹脂発泡体(6)の屈曲部(7)の外観を損なうので、折り曲げ加工する個所及びその近傍には、敢えて、合成樹脂発泡体(6)を配するのを避けている。このため、折り曲げ方向の異なるフランジ(8)を相杓り構造により係合する場合、係合部が、パッキンレスとなるため止水性は、皆無に近いので雨水などの浸入を防ぎきれず、腐食の原因となる。
以上のように、従来の建材特に屋根材においては、多くの問題点がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の建材特に屋根材における問題点を解決し、簡単な積層構造によって、優れた防音、断熱効果を奏すると共に、曲げ成形等の加工特性に優れ、相互係合個所の止水機能をも併わせ有すると共に、従来から使用している例えばロールフォーミング装置をそのまま使用できる建材特に屋根材の提供を目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、本発明の(1)「金属板とエチレンプロピレン共重合体のゴム発泡体とが積層されてなる建材」、(2)「金属板と、合成樹脂フィルム又は不織布からなる補強材と、エチレンプロピレン共重合体のゴム発泡体とがこの順序で積層されてなる建材」、(3)「前記合成樹脂フィルム又は不織布が、厚さ2μm〜300μmのポリエステル、ポリオレフイン、ポリカーボネート、6,4ナイロンからなる群から選択された可撓性材料であることを特徴とする前記第(2)項に記載の建材。」、(4)「前記金属板と前記補強材とが粘着層を介して積層されてなる前記第(2)項又は第(3)項に記載の建材」、(5)「前記補強材と前記発泡体とが粘着層を介して積層されてなる前記第(2)項乃至第(4)項のいずれかに記載の建材」、(6)「前記粘着層が、主成分としてアクリル酸エステル系粘着剤を含有することを特徴とする前記第(4)項又は第(5)項に記載の建材」、(7)「前記金属板が、厚さ0.1〜2.0mmの着色鋼板、着色メッキ鋼板、メッキ鋼板、アルミ板又は着色アルミ板であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(6)項のいずれかに記載の建材」、(8)「前記エチレンプロピレン共重合体のゴム発泡体は、比重が、0.03〜0.07(g/cm 3 )であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(7)項のいずれかに記載の建材」により達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明による建材の基材としては、金属板例えば鉄板、着色亜鉛鉄板、亜鉛鉄板、着色鋼板、銅板、着色ステンレス鋼板、ステンレス鋼板、着色アルミ板、アルミ板、亜鉛板、亜鉛合金板などを用いることができ、また、無機材として例えばコンクリートスレート板、木材、パーティクルボードなど、あるいはそれら金属板と無機材や木材、パーティクルボードなどからなる複合材料等、その用途によって適宜選択することができるが、屋根材の場合は、前記金属板を用いるのが好適であり、着色鋼板、着色メッキ鋼板、メッキ鋼板、アルミ板、又は着色アルミ板が特に好ましい。
そして、その厚みは、0.1〜2.0mmであることが成形加工のし易さ、運搬等取扱いの利便性、強度及び耐久性、経済性の点から好ましい。
【0012】
本発明におけるゴム発泡体としては、用途によって防音性、断熱性、止水性の要求の程度を勘案し、建材例えば屋根材の場合、雨滴が金属板に落下する際の衝突音の緩和と断熱性、及び金属板とゴム発泡体との積層物からなる建材の加工性等などを勘案すると、防音性、断熱性、耐湿・熱性に優れたエチレン・プロピレン共重合体ゴム(EPDM)発泡体を用いるのが最も好ましい。そして、本発明で使用するエチレンプロピレン共重合体ゴムは、充分な発泡性を得るために、ムーニー粘度(125℃)が、50以下、沃素価が25以下のものが好ましい。
【0013】
本発明において用いられるエチレンプロピレン共重合体ゴムの発泡体は、エチレンプロピレン共重合体にゴム材としてのブタジエンゴム、イソプレンゴム或いはクロロプレンゴムを混練し、発泡処理したものであって、エチレンプロピレン共重合体に対するゴム材の混練割合は、1:0.2〜10重量部であることが好ましい。このようなゴム発泡体は、基板としての金属板に強固に接着し、その可塑性、可撓性が、雨滴等が剛弾性体の金属板に落下する際の衝突音の原因としての振動エネルギーをよく吸収し、かつ吸収した部位のエネルギーを周囲の発泡体骨格に速やかに分散伝播することにより衝突音を緩和する。ゴム材の混練割合が0.2重量部未満であると優れた防音、断熱効果、曲げ成形等の加工特性が得られず、また10重量部を越えて混練した場合には、不所望の独立気泡型発泡体が得られ防音性が満足すべきものでなくなる。
【0014】
本発明の場合のエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体は、例えば、特開昭50−30960号公報等に記載の方法などによって製造される汎用のエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体を使用することができる。硬さについては、50%硬さが、0.002〜0.5kg/cm2、特に0.04〜0.05kg/cm2が好適である(JIS K 6767)。軟か過ぎるたり、硬過ぎると、加工性を阻害する恐れがある。
【0015】
混練物は次に発泡処理され、得られた発泡体は、基板としての金属板上に強固に固着される。固着には通常粘着剤が使用される。金属板とエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板とを積層する場合、接着剤よりも粘着剤を用いて積層することが最も好ましく、屋根施工の際の端末加工、ロールフォーミングなどによる波型加工等に際して金属板とエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体との積層の「ズレ」を吸収する建材特に屋根材を製造することができる。
【0016】
粘着剤としては、市販されているブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−メチルヘプチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートのようなアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系、イソシアネート系などを挙げることができ、特にブチルアクリレートのようなアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系粘着剤が好適に使用される。これら粘着剤にはその粘着性、接着性を損なわない範囲でエポキシ系接着剤等を添加することができる。硬化性接着剤のみを用いた場合、可撓性に欠けた状態で接着しているので、剛弾性金属板と共振する場合があり、また、建材を構造物に施工する際の「ズレ」等を吸収し難いばかりでなく、曲げ加工に耐えられなくなる場合があり、結果的に建材としての機能の低下を招くことになり好ましくない。
【0017】
別法として、粘着剤を用いずに、発泡用混練物自体の接着性能を向上させることによって発泡体を基板としての金属板上に強固に固着することができる。そのためには、発泡用混練物にイソシアネート化合物及び有機ヒドロキシ化合物を外添する。外添量は発泡用混練物1重量部当たり1重量部以下、好ましくは0.5重量部以下、より好ましくは0.3重量部以下である。
【0018】
本発明の場合、粘着剤を介して金属板/エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板なる構造が基本的特徴であるが、それらの間に強度の優れた樹脂フィルム、金属フィルム、金属不織布、化繊不織布、網状体などを介在させて補強し、より優れた建材を得ることができる。補強材としての樹脂フィルム、不織布、網状体等は、ポリエステル、ポリオレフイン、ポリカーボネート、6,4ナイロンからなる群から選択された強度に優れた可撓性材料であることが好ましく、金属フィルムとしては、アルミニウムフィルムであることが好ましく、それらの厚さは2μm〜300μmであることが好ましい。
【0019】
非限定的に例を挙げれば、このような補強材は、粘着剤を用いず、例えば金属板に熱融着させることによって強固に付着させることができ、また粘着剤層によって、より好ましく強固に固着させることができる。この場合の粘着剤としても前記アクリル酸エステル系粘着剤が好適に使用される。さらに本発明において、このような粘着剤層は、補強材とゴム発泡体との強固な固着のために好ましく使用することができる。
【0020】
エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体を得るための発泡剤としては、DPT(N,N’-ジニトロソ・ペンタメチレン・テトラミン)、ADCA(アゾ・ジ・カルボンアミド)、BSH(ベンゼンスルホニル・ヒドラジド)等が用いられ、これら発泡材は混練物1重量部当たり5重量部〜25重量部の範囲であることが好ましい。5重量部未満であると充分な発泡倍率が得られず、25重量部を越えて用いた場合には建材の必要な強度が得られなくなることがある。発泡温度は113℃〜220℃の範囲であることが好ましい。
【0021】
このようにして形成された、本発明に係わるエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体の
みかけ比重は、0.02〜0.2g/cm3であることが好ましく、特に、0.030〜0.070g/cm3であることが好ましい。みかけ比重が0.02g/cm3より小さい場合、波型加工に際して破断を生ずることがあり、また、みかけ比重が0.2g/cm3より大さい場合、重量が重くなり、金属板とエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体との強固な固着が保持できず剥離を惹起することになり、また、屋根材を重量化することになり、建物の設計上、資材としての屋根材の運搬上好ましくない。(みかけ比重の測定は、日本ゴム協会標準規格(SRIS−0101)のみかけ比重測定の項a法に従う)
引っ張り強さは、0.2〜1.5(kg/cm2)好ましくは0.3〜0.7(kg/cm2)
伸びは、100〜400(%)好ましくは150〜300(%)
50%圧縮荷重は、3〜50(kg/200φ)好ましくは5〜30(kg/200φ)
通気性は、20(cc/cm2/sec)以下好ましくは10(cc/cm2/sec)以下
セル径は、5(mm)以下好ましくは3(mm)以下
であることが、防音・断熱効果と価格を満足するものである。
また、エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板の厚さについては、厚さが薄過ぎると、防音・断熱効果の低下を来す恐れがあり、また、厚過ぎると、加工性を阻害する恐れがあるので、2〜30mm、好ましくは、3〜15mmであることが好ましい。
【0022】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基いて図面を参照し詳細に説明するが、本発明は、これら実施例等に何ら制限されるものではない。
図1(a)は、本発明の実施例1であって屋根材の典型的な積層構造を示す断面図、
図1(b)は、本発明の実施例1の屋根材の相互長手方向係合構造を示す断面図、
図2は、本発明の実施例2であって屋根材の別な積層構造を示す断面図、
図3は、本発明の実施例3であって屋根材の更に別な積層構造を示す断面図、
図4は、従来例の積層構造を示す断面図、
図5は、本発明の図1(a)に示す実施例1の屋根材をロールフォーミングによって波型に加工した形態を示す断面図、
図6は、図4に示す従来例をロールフォーミングによって波型に加工した形態を示す断面図、
図7は、従来の端面フランジ加工した屋根材とその長手方向係合の態様を示す横断面図、
図8は、電磁加振法による固体音評価装置
を示し、
(1)は金属板、(2)はエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体、(3)は粘着材、(4)は不織布、(5)合成樹脂フィルム、(6)合成樹脂発泡体、(7)は屈曲部、(8)はフランジ、(9)止水構造を示す。
【0023】
本各実施例で使用した金属板(1)は、厚さ1.6mmの鉄板であって、該金属板(1)は、遮音性能の評価(表1参照)に際して、金属板(1)単体としての比較例として、採用しているものである。
【0024】
[実施例1]
実施例1は、図1(a)に示すように、前記金属板(1)に厚さ5mmのエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板(2)をブチルアクリレートからなるアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系粘着剤(3)をロールコートによって塗布し圧着積層した屋根材である。即ち、積層構造を模型的に示すと、金属板/粘着剤/エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板ということになる。
そして、この実施例1の屋根材の、長手方向係合構造を図1(b)に示すように、該係合部において、エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板(2)が、相互に押し潰されて接触し止水構造(9)を現出して雨水等の浸透を阻止する。
また、実施例1で得られた屋根材をロールフォーミング(波型の寸法は、山と山のピッチは200mm、山の高さは90mmである)によって波型に加工した波型屋根材を図5に示す。図5で明確に理解されるように、屈曲部(7)におけるエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板(2)の潰れなどの大きな変形は認められなかった。
【0025】
[実施例2]
実施例2は、図2に示すように、前記金属板(1)と厚さ5mmのエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板(2)との間に補強材としてポリエステル繊維を主成分とした不織布(4)を介在させ、ブチルアクリレートからなるアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系粘着剤(3)をロールコートによって塗布し圧着積層したものである。この場合、粘着剤(3)は不織布(4)の両面に塗布するのでその積層構造を模型的に示すと、
金属板/粘着剤/不織布/粘着剤/エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板ということになる。
【0026】
[実施例3]
実施例3は、図3に示すように、前記金属板(1)と厚さ5mmのエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板(2)との間に補強材として合成樹脂フィルム(5)であるポリエステルフィルムを介在させ、ブチルアクリレートからなるアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系粘着剤(3)をロールコートによって塗布し圧着積層したものである。この場合、粘着剤(3)は合成樹脂フィルム(5)の両面に塗布するのでその積層構造を模型的に示すと、
金属板/粘着剤/合成樹脂フィルム/粘着剤/エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板ということになる。
【0027】
[従来例]
従来例は、図4に示すように、前記金属板(1)に厚さ5mmの合成樹脂発泡体板(6)である架橋ポリエチレン発泡体板(比重0.026g/cm3)をブチルアクリレートからなるアクリル酸エステルを主成分とするアクリル酸エステル系粘着剤(3)をロールコートによって塗布し圧着積層したものである。即ち、積層構造を模型的に示すと、
金属板/粘着剤/合成樹脂発泡体板ということになる。
【0028】
そして、前記各実施例並びに従来例共、粘着剤の塗布量、塗布厚さ等については、積層材相互が離間しない程度でよく、また、その寸法は、下記する電磁加振法による固体音評価装置で評価する試験体の寸法を勘案して、500mm×600mmとした。
【0029】
次に、遮音性能の評価法につき説明する。この評価法は、パネル加振音に対するインシュレータ構造の遮音性能を評価する電磁加振法であって、図8のように、内部を吸音処理したボックスに基準鉄板(ベースパネル)を固定し、その鉄板の下部一定距離の位置に設置した該鉄板とは非接触の電磁石により、基準鉄板(ベースパネル)を加振させ、該基準鉄板(ベースパネル)を発音させる。被試験物は、基準鉄板(ベースパネル)上面に載置して、その端部は、粘土などによって密封する。そして、被試験物の音圧レベルを計測し、基準鉄板(ベースパネル)のみの場合の音圧レベルを0dBとして、被試験物の音圧レベルとの差を遮音性能の評価するものである。
【0030】
本発明を前記遮音性能の評価法によって評価の結果を表1に示す。評価にあたって、雨音は1000Hz中心の周波数のため、周波数域は、400Hz、630Hz、1250Hzとして評価した。
【0031】
【表1】
【0032】
本発明に使用するエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体は、その配合、製造方法などは特に、限定するものではなく、一般に市販されているものが使用されるが、エチレンプロピレン共重合体ゴムに関しては、ジェイ・エス・アール株式会社のEP−80、三井化学株式会社の3045H、住友化学工業株式会社のエスプレン505Aが好適に使用される。
【0033】
本各実施例に用いたエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体の配合は、既に、識られているものであって、表2に配合(A)、配合(B)の2例を示すが、本発明の実施例では、配合(A)を用いたが、本発明は、何らこの配合に限定されるものではない。
配合(A)を公知の方法で混練り、熟成し、比重1.16g/cm3の生地を製造し(ムーニー粘度46 (125℃))、同じく公知の方法である150℃で30分間熱風中で、発泡、架橋させ、エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体を製造した。このエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体の比重は、0.05g/cm3、引っ張り強さは、0.5kg/cm2、伸びは、200%、50%圧縮荷重は、6(kg/200φ)、通気性は、0.1(cc/cm2/sec)、セル径は、2(mm)、断熱性能は、0.03kcal/mh℃(T=245℃)であった。
また、ロールフォーミングに伴う厚さに対する顕著な圧縮永久歪は、認められなかった。
【0034】
【表2】
【0035】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明は、金属板にゴム発泡体特にエチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体板を積層するという簡単な構造により優れた防音効果及び優れた加工性を奏する建材特に屋根材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の屋根材の典型的な構造を示す断面図である。(b)は、本発明の実施例1の屋根材の相互長手方向係合構造を示す断面図である。
【図2】本発明の屋根材の別な構造を示す断面図である。
【図3】本発明の屋根材の更に別な構造を示す断面図である。
【図4】従来例の屋根材の構造を示す断面図である。
【図5】本発明の図1(a)に対応する屋根材をロールフォーミングによって波型に加工した形態を示す断面図である。
【図6】従来例の屋根材の構造をロールフォーミングによって波型に加工した形態を示す断面図である。
【図7】従来の端面フランジ加工した屋根材の長手方向係合の横断面図である。
【図8】電磁加振法による固体音評価装置の概略図である。
【符号の説明】
1 金属板
2 エチレンプロピレン共重合体ゴム発泡体
3 粘着材
4 不織布
5 合成樹脂フィルム
6 合成樹脂発泡体
7 屈曲部
8 フランジ
9 止水構造[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to excellent soundproofing, in particular, a building material such as a roofing material that has a low impact sound due to rain and the like and also exhibits a heat insulating effect.
[0002]
[Prior art]
In building materials such as roofing materials that provide soundproofing and heat insulation effects, the base material is, for example, a concrete slate plate, inorganic material such as wood, particle board, iron plate, colored zinc iron plate, zinc iron plate, colored steel plate, copper plate, colored stainless steel plate, stainless steel A metal plate such as a steel plate, a colored aluminum plate, an aluminum plate, a zinc plate, or a zinc alloy plate is used, or a metal plate laminated with a material that provides soundproofing and heat insulating effects. For example, as a material having soundproofing and heat insulation effects, a laminated resin foam such as a crosslinked polyolefin foam, a polyurethane foam, an inorganic material such as glass fiber, or the like laminated by an adhesive or heat fusion, or Those imparted with a waveform by a method such as roll forming are used (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-88250 and 3-182342).
[0003]
Since such building materials are lightweight and easy to process during construction, they are widely used as roofing materials for buildings, but since the base material is a metal plate, raindrops fall on the metal plate when it rains. When materials with strong impact noise and soundproofing and heat insulation effects are laminated, the impact noise is expected to be somewhat mitigated, but in quiet living environments such as offices and factories, including ordinary residences, In recent years, where a quieter working environment is more demanded, it is natural for a roofing material for buildings, but it is unsuitable and is expected to appear as a roofing material suitable for a quiet living environment and a quiet working environment. It had been.
[0004]
In order to meet these expectations, a roof material is known in which a material having sound absorption properties and heat insulation properties such as glass fibers are laminated and integrated on a metal plate as a base material. Compared to foam, for example, closed-cell polyethylene foam, glass fiber is not necessarily better in sound absorption performance for sound generated on the outer surface, for example, rain sound, compared to sound absorption performance for sound generated indoors. However, it is difficult to use as a soundproofing material for roofing materials.
[0005]
On the other hand, when processing a glass plate laminated with a metal plate as the base material into a corrugated shape, for example, when processing by roll forming, the glass fiber is crushed and scattered around, so that the working environment is deteriorated. At the same time, glass fiber has poor followability to the corrugation of the metal plate, that is, the desired shape retention, and it is difficult to process the glass plate laminated with the glass fiber to a uniform thickness. It is.
Further, as shown in FIG. 6, when a metal plate (1) laminated with a synthetic resin foam (6) such as a cross-linked polyethylene foam is processed into a corrugated shape by roll forming, the bent portion (7 ) The synthetic resin foam (6) located in the vicinity is compressed, crushed, thinned, becomes permanent, and decreases linearly, and the appearance of the bent portion (7) of the synthetic resin foam (6) In addition to being damaged, there are also disadvantages that the effects of heat insulation, soundproofing, dew condensation and the like are hindered. In particular, the general specification of roofing materials for detached houses has a short corrugated pitch, so that the corrugated processing by roll forming causes the wave with the inherent strain to be stretched by the synthetic resin foam (6). Since the mold processing is completed, the occurrence of breakage with time is unavoidable, and there is a drawback that the effects of heat insulation, soundproofing, condensation prevention and the like are hindered as in the previous section.
Further, a roof material in which a glass fiber is sandwiched between two metal sheets to form a three-layer laminate has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 3-182342), but an improvement in the soundproofing effect against external rain noise is recognized. However, there is a drawback that indoor noise is reflected by an indoor metal sheet to cause an indoor divergence phenomenon.
[0006]
Further, as a substrate, a roofing material of a laminated metal sheet in which a thermoplastic resin film (viscoelastic material) having self-adhesive properties is sandwiched between two metal sheets has been proposed (Japanese Patent Publication No. 2-55575). The roof material obtained by laminating foam or the like on this laminated metal sheet has an excellent soundproofing effect against rain noise.
[0007]
However, the roof material using the laminated metal plate as a substrate has a significant problem in manufacturing. That is, normally, a method of laminating a foam or the like on a substrate that is a laminated metal plate includes a method of laminating an adhesive on one side of the foam or the laminated metal plate and heating either the foam or the metal plate. Then, there is a method of laminating by heat fusion. However, when a laminated metal plate proposed by Japanese Patent Publication No. 2-55575 is used as a base material, the base material has a structure in which a thermoplastic resin film (viscoelastic material) is sandwiched between them. Since the resin film functions as a heat insulating material, the heating averaging is hindered, and the latter method of heat fusion cannot be adopted, and the former method using an adhesive must be adopted, and the productivity is increased. Is bad.
[0008]
In addition, when foam is laminated on the laminated metal plate that is the substrate and then corrugated by conventional roll forming, “displacement” occurs on the bonding surface between the laminated metal plates that are the substrates, and the sound absorption of the laminated metal plate In addition to causing a decrease in the performance, rainwater enters from this “deviation” portion and promotes corrosion of the laminated metal plate. Therefore, waterproofing of this “deviation” portion is required.
On the other hand, as one of the processes that cannot be avoided during roof construction, a single unit roof is completed by engaging a plurality of roof materials in the longitudinal direction with each other. is important. In other words, it is absolutely necessary to avoid a leak from the engagement point. However, as shown in FIG. 7, the cross section of the conventional roof material is formed by bending one end surface into a flange (8), and bending the other opposite end surface in a direction opposite to the one end surface. In many cases, a plurality of roof materials are engaged with each other, and the flanges (8) having different bending directions are often engaged with each other by a combined structure. And although the synthetic resin foam (6) is laminated | stacked on the metal plate (1) which is a board | substrate, the synthetic resin foam (6) is not distribute | arranged to flange (8) vicinity. This will be explained with reference to FIG. 6. The synthetic resin foam (6) located in the vicinity of the bent portion (7) is compressed, crushed, thinned, becomes permanent set, and decreases linearly. Since the appearance of the bent portion (7) of the synthetic resin foam (6) is impaired, it is intentionally avoided to place the synthetic resin foam (6) at the place to be bent and in the vicinity thereof. For this reason, when the flanges (8) with different bending directions are engaged with each other by a combined structure, the engagement portion is packingless, so that there is almost no water stoppage, so that it is not possible to prevent the intrusion of rainwater, etc., and corrosion. Cause.
As described above, conventional building materials, particularly roof materials, have many problems.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the problems in conventional building materials, particularly roofing materials, has a simple laminated structure, provides excellent soundproofing and heat insulation effects, and is excellent in processing characteristics such as bending, and has a water-stop function at an interengagement location. It is intended to provide a building material, particularly a roofing material, which can be used as it is, for example, a roll forming apparatus which has been used conventionally.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The object is (1) “building material in which a metal plate and a rubber foam of an ethylene propylene copolymer are laminated” of the present invention, (2) “reinforcing material made of a metal plate and a synthetic resin film or non-woven fabric” , Building materials in which rubber foams of ethylene propylene copolymer are laminated in this order ”, (3)“ the synthetic resin film or non-woven fabric is polyester, polyolefin, polycarbonate, 6,4 nylon having a thickness of 2 μm to 300 μm The building material according to the item (2), which is a flexible material selected from the group consisting of: ", (4)" The metal plate and the reinforcing material are laminated via an adhesive layer. is the first item (2) or the (3) building material according to claim comprising "(5)" said reinforcing material and said foam are laminated through an adhesive layer wherein the first (2) section to The building described in any of paragraph (4) "Material", (6) "The building material according to item (4) or (5) , wherein the adhesive layer contains an acrylic ester-based adhesive as a main component", (7) “The metal plate is a colored steel plate, a colored plated steel plate, a plated steel plate, an aluminum plate or a colored aluminum plate having a thickness of 0.1 to 2.0 mm,” (1) to (6), building material according to any one of Items "(8)" rubber foam of the ethylene-propylene copolymer, specific gravity, characterized in that it is a 0.03 to 0.07 (g / cm 3) the It is achieved by paragraph (1), second (7) building material according to any one of Items ".
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As the base material of the building material according to the present invention, a metal plate such as an iron plate, a colored zinc iron plate, a zinc iron plate, a colored steel plate, a copper plate, a colored stainless steel plate, a stainless steel plate, a colored aluminum plate, an aluminum plate, a zinc plate, a zinc alloy plate, or the like is used. In addition, as an inorganic material, for example, a concrete slate plate, wood, particle board, etc., or a composite material composed of such metal plate and inorganic material, wood, particle board, etc., can be appropriately selected depending on the application, In the case of a roof material, it is preferable to use the metal plate, and a colored steel plate, a colored plated steel plate, a plated steel plate, an aluminum plate, or a colored aluminum plate is particularly preferable.
The thickness is preferably from 0.1 to 2.0 mm from the viewpoints of ease of molding, convenience in handling such as transportation, strength and durability, and economy.
[0012]
As the rubber foam in the present invention, considering the degree of requirements for soundproofing, heat insulation and water-stopping depending on the application, in the case of building materials such as roofing materials, the mitigation of impact noise and heat insulation when raindrops fall on a metal plate In consideration of the processability of building materials made of laminates of metal plates and rubber foams, etc., ethylene / propylene copolymer rubber (EPDM) foams with excellent soundproofing, heat insulation, moisture resistance and heat resistance are used. Is most preferred. The ethylene-propylene copolymer rubber used in the present invention preferably has a Mooney viscosity (125 ° C.) of 50 or less and an iodine value of 25 or less in order to obtain sufficient foamability.
[0013]
The foam of ethylene propylene copolymer rubber used in the present invention is obtained by kneading butadiene rubber, isoprene rubber or chloroprene rubber as a rubber material with the ethylene propylene copolymer, The kneading ratio of the rubber material to the coalescence is preferably 1: 0.2 to 10 parts by weight. Such a rubber foam adheres firmly to a metal plate as a substrate, and its plasticity and flexibility provide vibration energy as a cause of collision sound when raindrops etc. fall on a rigid metal plate. It absorbs well, and the energy of the absorbed part is quickly dispersed and propagated to the surrounding foam skeleton to mitigate the impact sound. When the kneading ratio of the rubber material is less than 0.2 parts by weight, it is not possible to obtain excellent processing characteristics such as soundproofing, heat insulating effect, bending molding and the like. A cellular foam is obtained and the soundproofing is not satisfactory.
[0014]
As the ethylene propylene copolymer rubber foam in the present invention, for example, a general-purpose ethylene propylene copolymer rubber foam produced by the method described in JP-A-50-30960 can be used. it can. The hardness, 50% hardness, 0.002~0.5kg / cm 2, is particularly preferred 0.04~0.05kg / cm 2 (JIS K 6767 ). If it is too soft or too hard, workability may be impaired.
[0015]
Next, the kneaded product is foamed, and the obtained foam is firmly fixed on a metal plate as a substrate. An adhesive is usually used for fixing. When laminating a metal plate and an ethylene propylene copolymer rubber foam plate, it is most preferable to laminate using a pressure-sensitive adhesive rather than an adhesive. End processing during roof construction, corrugated processing by roll forming, etc. At this time, it is possible to produce a building material, particularly a roofing material, that absorbs the “displacement” of the laminate of the metal plate and the ethylene propylene copolymer rubber foam.
[0016]
Examples of the pressure-sensitive adhesive include commercially available butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-methylheptyl acrylate, acrylic acid esters based on 2-ethylhexyl acrylate, and isocyanate groups. In particular, an acrylic ester pressure-sensitive adhesive mainly composed of an acrylic ester such as butyl acrylate is preferably used. Epoxy adhesives and the like can be added to these pressure-sensitive adhesives as long as the adhesiveness and adhesiveness are not impaired. When only curable adhesive is used, it is bonded in a state of lack of flexibility, so it may resonate with the rigid elastic metal plate. Also, "deviation" when building materials are applied to structures. In addition to being difficult to absorb, it may not be able to withstand bending, resulting in a decrease in function as a building material.
[0017]
Alternatively, the foam can be firmly fixed on the metal plate as the substrate by improving the adhesive performance of the foaming kneaded material itself without using an adhesive. For this purpose, an isocyanate compound and an organic hydroxy compound are externally added to the foaming kneaded product. The amount of external addition is 1 part by weight or less, preferably 0.5 parts by weight or less, more preferably 0.3 parts by weight or less per 1 part by weight of the foamed kneaded product.
[0018]
In the case of the present invention, a structure of a metal plate / ethylene propylene copolymer rubber foam plate through an adhesive is a basic feature, but a resin film, a metal film, a metal nonwoven fabric, a synthetic fiber having excellent strength between them is a feature. A more excellent building material can be obtained by reinforcing with a nonwoven fabric or a net-like material. The resin film, non-woven fabric, network, etc. as the reinforcing material is preferably a flexible material excellent in strength selected from the group consisting of polyester, polyolefin, polycarbonate, and 6,4 nylon. It is preferable that it is an aluminum film, and it is preferable that those thickness is 2 micrometers-300 micrometers.
[0019]
By way of non-limiting example, such a reinforcing material does not use an adhesive, and can be firmly attached by, for example, heat-sealing to a metal plate, and more preferably and firmly by an adhesive layer. Can be fixed. As the pressure-sensitive adhesive in this case, the acrylate-based pressure-sensitive adhesive is preferably used. Further, in the present invention, such a pressure-sensitive adhesive layer can be preferably used for strong fixation between the reinforcing material and the rubber foam.
[0020]
Examples of foaming agents for obtaining ethylene-propylene copolymer rubber foams include DPT (N, N'-dinitroso-pentamethylene-tetramine), ADCA (azo-di-carbonamide), BSH (benzenesulfonyl-hydrazide), etc. These foam materials are preferably in the range of 5 to 25 parts by weight per 1 part by weight of the kneaded product. If the amount is less than 5 parts by weight, a sufficient foaming ratio cannot be obtained, and if it exceeds 25 parts by weight, the required strength of the building material may not be obtained. The foaming temperature is preferably in the range of 113 ° C to 220 ° C.
[0021]
The apparent specific gravity of the ethylene propylene copolymer rubber foam according to the present invention thus formed is preferably 0.02 to 0.2 g / cm 3 , and particularly 0.030 to 0.070 g. / Cm 3 is preferable. When the apparent specific gravity is smaller than 0.02 g / cm 3 , breakage may occur during corrugation, and when the apparent specific gravity is larger than 0.2 g / cm 3 , the weight becomes heavier and the metal plate and ethylene propylene Strong adhesion to the copolymer rubber foam cannot be maintained, causing peeling, and increasing the weight of the roofing material, which is not preferable for building design and transportation of the roofing material as a material. . (Measurement of apparent specific gravity follows the method a of apparent specific gravity measurement of Japan Rubber Association Standard (SRIS-0101))
Tensile strength is 0.2 to 1.5 (kg / cm 2 ), preferably 0.3 to 0.7 (kg / cm 2 ).
Elongation is 100 to 400 (%), preferably 150 to 300 (%)
50% compression load is 3-50 (kg / 200φ), preferably 5-30 (kg / 200φ)
The air permeability is 20 (cc / cm 2 / sec) or less, preferably 10 (cc / cm 2 / sec) or less. The cell diameter is 5 (mm) or less, preferably 3 (mm) or less. Satisfies the effect and price.
In addition, the thickness of the ethylene propylene copolymer rubber foam plate may reduce the soundproofing and heat insulation effects if the thickness is too thin, and may deteriorate the workability if the thickness is too thick. Therefore, 2 to 30 mm, preferably 3 to 15 mm is preferable.
[0022]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to drawings based on an Example, this invention is not restrict | limited to these Examples etc. at all.
FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing a typical laminated structure of a roof material according to
FIG.1 (b) is sectional drawing which shows the mutual longitudinal direction engagement structure of the roof material of Example 1 of this invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another laminated structure of the roof material according to the second embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view showing still another laminated structure of the roof material according to the third embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional laminated structure,
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a form obtained by processing the roof material of Example 1 shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a form obtained by processing the conventional example shown in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional end-flanged roofing material and its longitudinal engagement mode;
FIG. 8 shows a solid sound evaluation apparatus using an electromagnetic excitation method.
(1) is a metal plate, (2) is an ethylene propylene copolymer rubber foam, (3) is an adhesive, (4) is a non-woven fabric, (5) a synthetic resin film, (6) a synthetic resin foam, (7 ) Indicates a bent portion, (8) indicates a flange, and (9) indicates a water stop structure.
[0023]
The metal plate (1) used in each of the examples is an iron plate having a thickness of 1.6 mm, and the metal plate (1) is a single metal plate (1) when evaluating sound insulation performance (see Table 1). This is adopted as a comparative example.
[0024]
[Example 1]
In Example 1, as shown in FIG. 1 (a), an ethylene propylene copolymer rubber foam plate (2) having a thickness of 5 mm is formed on the metal plate (1) with an acrylic acid ester composed of butyl acrylate as a main component. This is a roofing material in which an acrylic ester-based pressure-sensitive adhesive (3) is applied by roll coating and is pressure-bonded and laminated. That is, when a laminated structure is schematically shown, it is a metal plate / adhesive / ethylene propylene copolymer rubber foam plate.
Then, as shown in FIG. 1 (b), the longitudinal engagement structure of the roofing material of Example 1 is such that the ethylene propylene copolymer rubber foam board (2) pushes against each other at the engagement portion. It is crushed and comes into contact, reveals a water stop structure (9), and prevents the penetration of rainwater and the like.
In addition, a corrugated roof material obtained by processing the roof material obtained in Example 1 into a corrugated shape by roll forming (the corrugated dimensions are a pitch between a mountain and a mountain of 200 mm and a height of the mountain is 90 mm) is illustrated. As shown in FIG. As clearly understood in FIG. 5, no major deformation such as crushing of the ethylene propylene copolymer rubber foam plate (2) at the bent portion (7) was observed.
[0025]
[Example 2]
As shown in FIG. 2, Example 2 is a non-woven fabric mainly composed of polyester fibers as a reinforcing material between the metal plate (1) and the ethylene propylene copolymer rubber foam plate (2) having a thickness of 5 mm. An acrylic ester-based pressure-sensitive adhesive (3) mainly composed of an acrylate ester composed of butyl acrylate is applied by roll coating and pressure-bonded and laminated. In this case, the pressure-sensitive adhesive (3) is applied to both sides of the nonwoven fabric (4).
Metal plate / adhesive / nonwoven fabric / adhesive / ethylene propylene copolymer rubber foam plate.
[0026]
[Example 3]
Example 3 is a synthetic resin film (5) as a reinforcing material between the metal plate (1) and a 5 mm thick ethylene propylene copolymer rubber foam plate (2), as shown in FIG. An acrylic ester-based pressure-sensitive adhesive (3) mainly composed of an acrylate ester composed of butyl acrylate is applied by roll coating and is pressure-bonded and laminated with a polyester film interposed. In this case, the pressure-sensitive adhesive (3) is applied to both surfaces of the synthetic resin film (5).
Metal plate / adhesive / synthetic resin film / adhesive / ethylene propylene copolymer rubber foam plate.
[0027]
[Conventional example]
In the conventional example, as shown in FIG. 4, a cross-linked polyethylene foam plate (specific gravity 0.026 g / cm 3 ), which is a synthetic resin foam plate (6) having a thickness of 5 mm, is made of butyl acrylate on the metal plate (1). An acrylic acid ester-based pressure-sensitive adhesive (3) mainly composed of an acrylic acid ester is applied by roll coating and laminated by pressure bonding. In other words, when the laminated structure is shown as a model,
Metal plate / adhesive / synthetic resin foam plate.
[0028]
In each of the above examples and the conventional examples, the amount of adhesive applied, the thickness of application, and the like may be such that the laminated materials are not separated from each other, and the dimensions thereof are solid sound evaluation by the electromagnetic excitation method described below. Taking into account the dimensions of the test specimen to be evaluated by the apparatus, it was set to 500 mm × 600 mm.
[0029]
Next, the sound insulation performance evaluation method will be described. This evaluation method is an electromagnetic excitation method for evaluating the sound insulation performance of the insulator structure against the panel excitation sound. As shown in FIG. 8, a reference iron plate (base panel) is fixed to a box whose interior is subjected to sound absorption, A reference iron plate (base panel) is vibrated by an electromagnet that is not in contact with the iron plate placed at a certain distance below the iron plate, and the reference iron plate (base panel) is caused to sound. The DUT is placed on the upper surface of a reference iron plate (base panel), and its end is sealed with clay or the like. The sound pressure level of the DUT is measured, and the sound pressure level in the case of only the reference iron plate (base panel) is set to 0 dB, and the difference from the sound pressure level of the DUT is evaluated for the sound insulation performance.
[0030]
Table 1 shows the results of evaluation of the present invention by the method for evaluating sound insulation performance. In the evaluation, since the rain sound has a frequency centered at 1000 Hz, the frequency range was evaluated as 400 Hz, 630 Hz, and 1250 Hz.
[0031]
[Table 1]
[0032]
The ethylene propylene copolymer rubber foam used in the present invention is not particularly limited in its formulation, production method, etc., and those that are generally commercially available are used, but for the ethylene propylene copolymer rubber, EP-80 manufactured by JS R. Co., Ltd., 3045H manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., and esprene 505A manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. are preferably used.
[0033]
The blends of ethylene propylene copolymer rubber foams used in each of the examples are already known, and Table 2 shows two examples of blends (A) and (B). In the examples of the invention, the blend (A) was used, but the present invention is not limited to this blend.
Compound (A) is kneaded and aged by a known method to produce a dough having a specific gravity of 1.16 g / cm 3 (Mooney viscosity 46 (125 ° C.)), and also in a hot air at 150 ° C. for 30 minutes, which is also a known method. And foamed and crosslinked to produce an ethylene propylene copolymer rubber foam. The specific gravity of this ethylene propylene copolymer rubber foam is 0.05 g / cm 3 , the tensile strength is 0.5 kg / cm 2 , the elongation is 200%, and the 50% compression load is 6 (kg / 200φ). The air permeability was 0.1 (cc / cm 2 / sec), the cell diameter was 2 (mm), and the heat insulation performance was 0.03 kcal / mh ° C. (T = 245 ° C.).
Further, no significant compression set with respect to the thickness accompanying roll forming was observed.
[0034]
[Table 2]
[0035]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention is a building material that exhibits excellent soundproofing effect and excellent workability due to a simple structure in which a rubber foam, particularly an ethylene propylene copolymer rubber foam board is laminated on a metal plate. Roofing material can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a cross-sectional view showing a typical structure of a roofing material of the present invention. (B) is sectional drawing which shows the mutual longitudinal direction engagement structure of the roof material of Example 1 of this invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another structure of the roofing material of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing still another structure of the roofing material of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional roofing material.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a form in which a roof material corresponding to FIG. 1 (a) of the present invention is processed into a corrugated shape by roll forming.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a form in which a conventional roof material structure is processed into a corrugated shape by roll forming.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the longitudinal engagement of a conventional end flanged roofing material.
FIG. 8 is a schematic diagram of a solid-state sound evaluation apparatus using an electromagnetic excitation method.
[Explanation of symbols]
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