JP2018508613A

JP2018508613A - ルーフィング膜およびルーフィング膜を製造するための方法

Info

Publication number: JP2018508613A
Application number: JP2017538213A
Authority: JP
Inventors: パスカル，マリア，ヒューバート，ピエールティヒセン，; キャロラインミッターレーナー，
Original assignee: DSM IP Assets BV
Current assignee: DSM IP Assets BV
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2018-03-29
Also published as: WO2016134941A1; CN107429046A; US20180029345A1

Abstract

熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）と熱可塑性ポリエーテルエステル（ＴＰＥＥ）とを含むポリマー組成物からなるバリヤーフィルムを含むルーフィング膜。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、ルーフィング膜およびルーフィング膜を製造するための方法に関する。ルーフィング膜およびルーフィング膜を製造するための方法は、欧州特許出願公開第Ａ−１１００８４４号明細書から公知である。

ルーフィング膜は、多くの場合、屋根被覆材の下、例えばタイル、スレート等の下で勾配屋根に適用される。このようなルーフィング膜は、タイル間の間隙に吹き込んだ微細な雪の融解によって形成されるか、または激しい雨による水浸透のために例えば屋根被覆材における漏れから生じる、建物に侵入する水に対するバリアである。しかしながら、このシートは十分な水蒸気透過性（透湿度としても表される）を有するため、建物内にたまる傾向がある湿気が放出され、建物内で生活または作業する人々の良好な健康状態を確保し、かつ建物の木製構造物、例えば屋根構の木の梁の腐朽を避けるのに十分に乾燥した屋内の状態を維持する。

ルーフィング膜は、一般的に、フリースの層およびバリヤーフィルムの層またはフリースの２つの層およびバリヤーフィルムを含み、バリヤーフィルムは、フリースの２つの層間に配置される。欧州特許出願公開第Ａ−１１００８４４号明細書のルーフィング膜のバリヤーフィルムは、コポリエーテルエステルを含むポリマー組成物からなる。

コポリエーテルエステルを含むポリマー組成物のバリヤーフィルムの利点には、フィルムが小さい厚みを有するように製造され得ることが含まれる。これは、積層によって製造されるルーフィング膜と押出コーティングによって製造されるルーフィング膜との両方に重要である。さらに、コポリエーテルエステルは、良好な熱安定性を有するが、ルーフィング膜は、特にタイルの下に適用される場合に高温に晒されることがあるため、これは重要である。屋根への適用後、シートは、屋根被覆材が適用される前に場合により数ヶ月にわたり直射日光によって紫外線に暴露され、最大４ヶ月が屋根業者によって通常受け入れられる期間である。また、被覆材が適用された後も、屋根被覆材の開口のため、直射日光の光線を通過させて暴露が続く場合がある。コポリエーテルエステルの不利な点は、低い紫外線耐性である。これは、例えば欧州特許出願公開第Ａ−１１００８４４号明細書に開示されるように、紫外線安定剤および／または紫外線吸収剤の添加によって解決され得るが、特に紫外線安定剤は高価であり、さらに改良された紫外線耐性が依然として必要とされている。

さらに、コポリエーテルエステルを含むポリマー組成物のフィルムは滑りやすい。ルーフィング膜のバリヤーフィルムの層は多くの場合に建物の外側に向いて適用されるため、建設業者は、多くの場合、フィルム上を歩かなければならない。フィルムが滑りやすい場合、これは安全性に対して問題を生じることがある。

また、バリヤーフィルムが熱可塑性ポリウレタンを含むポリマー組成物からなることも可能である。熱可塑性ポリウレタンの利点には、適した紫外線安定剤および／または紫外線吸収剤によって得られる非常に高いレベルの紫外線耐性と、低いスリップ性をもたらす表面の高い摩擦係数とが含まれる。可塑性ポリウレタンの非常に不利な点は低い粘性である。低い粘性のため、小さい厚みを有するバリヤーフィルムを製造することができず、費用の観点からこのフィルムを魅力に乏しいものにしている。

本発明の目的は、これらの不利な点を示さず、かつそれにもかかわらず費用面で魅力があるルーフィング膜を提供することである。

この目的は、コポリエーテルエステルと熱可塑性ポリウレタンとを含むポリマー組成物のバリヤーフィルムを含むルーフィング膜を提供することによって達成される。

驚くべきことに、このポリマー組成物は、熱可塑性コポリエーテルエステルのバリヤーフィルムの押出と同様に、高い押出速度でも薄いバリヤーフィルムに押し出すことができる。

さらに、本発明によるルーフィング膜のバリヤーフィルムは、熱可塑性ポリウレタンのバリヤーフィルムの紫外線耐性と同様に非常に高い紫外線耐性を示す。

さらに、本発明によるルーフィング膜のバリヤーフィルムは、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーのバリヤーフィルムの高い耐熱性と同様に非常に高い耐熱性を示す。

最後に、このルーフィング膜は、ＴＰＵが比較的低価格であるため、より費用効果が高い。一方、ＴＰＵは小さい厚みを有するバリヤーフィルムに加工することができないため、これはＴＰＵのバリヤーフィルムを含むルーフィング膜には当てはまらない。

コポリエーテルエステル（ＴＰＥＥ）は、好適には、少なくとも１つのアルキレンジオールおよび少なくとも１つの芳香族ジカルボン酸またはそのエステルから誘導される反復単位から形成される硬質セグメントを含有する。セグメントの代わりに、ブロックという用語も使用されている。直鎖または脂環式アルキレンジオールは、およそ２〜６個のＣ原子、好ましくは２〜４個のＣ原子を含有する。その例には、エチレングリコール、プロピレンジオールおよびブチレンジオールが含まれる。好ましくはプロピレンジオールまたはブチレンジオール、より好ましくは１，４−ブチレンジオールが使用される。適した芳香族ジカルボン酸の例には、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ビフェニルジカルボン酸またはこれらの組合せが含まれる。その利点は、得られたポリエステルが一般的に半結晶性であり、１５０℃超、好ましくは１７５℃超、およびより好ましくは１９０℃超の融点を有することである。硬質セグメントは、他のジカルボン酸、例えばイソフタル酸から誘導される少量の単位を任意選択によりさらに含有してもよく、それは一般的にポリエステルの融点を低下させる。他のジカルボン酸の量は、とりわけ、コポリエーテルエステルの結晶化挙動が悪影響を与えられないことを確実にするために、好ましくは１０モル％以下、より好ましくは５モル％以下に制限される。硬質セグメントは、好ましくは、反復単位としてエチレンテレフタレート、プロピレンテレフタレートから形成され、特にブチレンテレフタレートから形成される。これらの容易に利用可能な単位の利点には、良好な加工特性を有するコポリエーテルエステルをもたらす好ましい結晶化挙動および高い融点、優れた耐熱性および耐薬品性ならびに良好な耐破壊性が含まれる。

成分（ａ）のコポリエーテルエステルの適した脂肪族ポリエーテル軟質セグメントは、実質的に非晶質でありかつ０℃未満のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を有する可撓性ポリエーテルである。好ましくは、Ｔ_ｇは−２０℃未満、より好ましくは−４０℃未満、最も好ましくは−５０℃未満である。セグメントのモル質量は広い範囲内で変化してもよいが、好ましくは、モル質量は４００〜６０００ｇ／モル、より好ましくは５００〜４０００ｇ／モル、最も好ましくは７５０〜３０００ｇ／モルで選択される。適した脂肪族ポリエーテルには、２〜６個のＣ原子、好ましくは２〜４個のＣ原子のアルキレンオキシドから誘導されるポリ（アルキレンオキシド）ジオール、またはそれらの組合せが含まれる。例には、ポリ（エチレンオキシド）ジオール、ポリ（テトラメチレンオキシド）ジオールまたはポリ（テトラヒドロフラン）ジオール、ポリ（ネオペンチレンオキシド−コ−テトラメチレンオキシド）ジオール、ポリ（プロピレンオキシド）ジオールおよびエチレンオキシド末端ポリ（プロピレンオキシド）ジオールが含まれる。本発明によるシートの高い耐久性は、コポリエーテルエステルがポリエーテルセグメントとしてポリプロピレングリコールセグメント、ポリエチレングリコールセグメントおよび／またはポリテトラヒドロフランセグメントを含有する場合に得られる。ポリテトラヒドロフランセグメントは最良の耐久性を提供し、ポリエチレングリコールセグメンストは高い耐久性と高い蒸気透過性との組合せを提供する。

コポリエーテルエステルは、それぞれ鎖延長剤または鎖分岐剤として作用する、酸またはヒドロキシル基と反応することができる２個以上の官能基を有する化合物をさらに含有してもよい。適した鎖延長剤の例には、カルボニルビスラクタム、ジイソシアネートおよびビスエポキシドが含まれる。適した鎖分岐剤には、例えばトリメリット酸、トリメリット酸無水物およびトリメチロールプロパンが含まれる。鎖延長剤または枝分岐剤の量およびタイプは、望ましい溶融粘度のブロックコポリエステルが得られるように選択される。一般的には、鎖分岐剤の量は、コポリエーテルエステルを生じさせるジカルボン酸１００モル当たり６．０当量以下である。

コポリエーテルエステルの例および調製は、例えばＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ，ｅｄ．Ｏ．ＯＩａｂｉｓｈｉ，Ｃｈａｐｔｅｒ１７，ＭａｒｃｅｌＤｅｋｋｅｒＩｎｃ．，ＮｅｗＹｏｒｋ１９９７，ＩＳＢＮ０−８２４７−９７９７−３，ＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃＥｌａｓｔｏｍｅｒｓ，２ｎｄＥｄ，Ｃｈａｐｔｅｒ８，ＣａｒｌＨａｎｓｅｒＶｅｒｌａｇ（１９９６），ＩＳＢＮ１−５６９９０−２０５−４，ＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．１２，Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ（１９８８），ＩＳＢＮ０−４７１−８０９４４，ｐ．７５−１１７およびそれに引用された参考文献に説明されている。

熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は、ジイソシアネート、短鎖ドイル（ｄｏｉｌ）またはジアミンと、長鎖ジオールまたはジアミンとの間の反応によって形成されてもよい。ジイソシアネートとして一般的に使用されるのは４，４’−ジフェニルマタンジイソシアネート（ＭＤＩ）である。短鎖ジオールが連鎖延長剤として使用されてもよい。このような短鎖ジオールの例には、エチレングリコール、１，４ブタンジオールおよび１，６−ヘキサンジオールが含まれる。好ましくは、長鎖ジオールとしてポリエーテルジオールまたはポリエーテルジアミンが使用される。長鎖ジオールとして、好ましくは、コポリエーテルエステルについて上に記載されたのと同じポリエーテルジオールまたはジアミンが使用される。ジオールの代わりに相当するジアミンを使用することが可能である。

好ましくは、本発明によるルーフィング膜のバリヤーフィルムのポリマー組成物は、好ましくは１０〜７０重量部（ｐｂｗ）のＴＰＵと９０〜３０ｐｂｗのＴＰＥＥとを含み、ＴＰＵとＴＰＥＥとの量が合計して１００ｐｂｗになる。より好ましくは、ポリマー組成物は、２０〜６０ｐｂｗのＴＰＵと８０〜４０ｐｂｗのＴＰＥＥとを含み、ＴＰＵとＴＰＥＥとの量が合計して１００ｐｂｗになる。さらにより好ましくは、ポリマー組成物は、３０〜５０ｐｂｗのＴＰＵと７０〜５０ｐｂｗのＴＰＥＥとを含み、ＴＰＵとＴＰＥＥとの量が合計して１００ｐｂｗになる。

好ましくは、ポリマー組成物は、ＴＰＵと、ＴＰＥＥと、例えば着色剤、顔料、安定剤および加工助剤などの非ポリマー添加剤とからなる。

本発明によるルーフィング膜は、バリヤーフィルムと、フィルムの１つまたは２つの表面にフリースとを含有してもよい。フリースとして、通常、不織布またはニードルパンチフリースが使用される。

さらなる一実施形態において、ルーフィング膜はポリマー組成物のフィルムからなる。また、このような膜はモノリシックフィルムと称される。モノリシックフィルムの利点は、フィルムが製造しやすく、低温で依然として非常に可撓性であり、フィルムを低温の風によって生じた機械的応力に対して耐性にすることである。

第１の工程において、ブロー成形によってフィルムを押し出すかまたはフラットフィルムを押し出すことができる。第２の工程において、本発明によるルーフィング膜は、グルーを使用してフィルムをフリースに付着させることによって形成されてもよい。

好ましくは、フラットフィルム押出法が使用され、そこでバリヤーフィルムが押し出され、その後、バリヤーフィルムは依然として溶融状態でフリースと接触させられ、フィルムの冷却後にフィルムがフリースに接着されるようにする。

バリヤーフィルムの厚さは２００μまでであってもよく、好ましくは、厚さは２５〜１５０μ、より好ましくは５０〜１００μである。

本発明はさらに図において説明されるが、それに限定されない。

バリヤーフィルムとフリースとからなる本発明による膜を示す。フリースと、フリースの各面に１つとしての２つのバリヤーフィルムとからなる本発明による膜を示す。バリヤーフィルムと、バリヤーフィルムの各面に１つとしての２つのフリースとからなる本発明による膜を示す。本発明の好ましい方法を実施するための同時押出ラインを示す。

図１は、フリース（３）と、ＴＰＵとＴＰＥＥとを含むポリマー組成物からなるバリヤーフィルム（２）とからなる本発明による膜（１）を示す。

図２は、フリース（３）と、フリースの各面に１つとしての２つのバリヤーフィルム（２）とからなる本発明による膜（１１）を示す。

図３は、２つのフリース（３．１）および（３．２）とバリヤーフィルム（２）とからなる本発明による膜（２１）を示す。

図４は、本発明による膜を製造するためのフラットフィルム押出ラインを示す。押出ラインは、ＴＰＵとＴＰＥＥとを含む溶融ポリマー組成物をダイヘッド（３０）に供給するための押出機（２０）を含む。ポリマー組成物のバリヤーフィルム（２）は、ダイヘッドを出た後にフリース（３）と接触させられ、冷却後にフィルムがフリースに接着するようにする。

本発明は以下の実施例および比較例を参照してさらに説明されるが、これに限定されない。

［使用される材料］
ＥＭ４００：Ａｒｎｉｔｅｌ（登録商標）ＥＭ４００、ＤＳＭＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓによって供給されるコポリエーテルエステル。

Ｅ２−ＵＶ：マスターバッチＡｒｎｉｔｅｌ（登録商標）Ｅ２−ＵＶ、ＤＳＭＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｌａｓｔｉｃｓによって供給される、紫外線安定剤を含むコポリエーテルエステルのマスターバッチ。

ＭＶＴ７５ＡＴ３：ＥｓｔａｎｅＭＶＴ７５ＡＴ３ＬｕｂｒｉｚｏｌＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓによって供給される熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）。

６−ＢＫ−２０：マスターバッチＢＬＫＭＢ６−ＢＫ−２０、ＬｕｂｒｉｚｏｌＡｄｖａｎｃｅｄから入手可能である、紫外線安定剤を含むＴＰＵのマスターバッチ。

フリース：グローナウ（Ｇｒｏｎａｕ）のＲＫＷから入手可能なポリプロピレン不織布。

［ルーフィング膜の調製］
ルーフィング膜はＳＭＬ社（オーストリア（Ａｕｓｔｒｉａ））製の押出コーティング装置で製造された。押出機にバリアスクリュー、溶融ふるいおよびギヤーポンプを取り付けた。ＴＰＥＥおよびＴＰＵ樹脂を使用前に乾燥させた。ＴＰＥＥ、ＴＰＵおよびマスターバッチを、表１に示された量で押出し前に乾燥ブレンドした。押出機に先述の乾燥ブレンドを充填した。押出機内で得られた溶融体をフリース材料の上に押出した。その後、フィルムが冷却され、フィルムがフリースに接着された。構造物は図１においてさらに説明される。

実施例１および２ならびに比較例ＡおよびＢの試料組成物を表１に記載する。実施例１および２は、上に説明されたようにＴＰＥＥおよびＴＰＵのバリヤーフィルムを含む、本発明によるシートを目的としている。比較例ＡおよびＢは、ＴＰＥＥおよびマスターバッチまたはＴＰＵおよびマスターバッチのいずれかを含むバリヤーフィルムを目的としている。ルーフィング膜の調製は、実施例の場合と同じである。

表１に記載された試料組成物は異なる押出速度で加工される。押出機の設定は、両方の押出機の出力が等しいようになっている。コーティング厚さを重量によって定量した。全ての押出条件について目標層厚さは４０グラム／平方メートルであった。異なる押出条件が表２に記載される。

比較例ＡおよびＢは、ＴＰＵ組成物と比較したコポリエーテルエステル組成物の加工性の違いを示す。コポリエーテルエステル組成物を全く問題なく８０メートル／分線速度で薄い層に製造し、４０グラム／平方メートルフィルムをもたらすことができる。他方、ＴＰＵ組成物は、４０グラム／平方メートルのコーティング厚さが必要とされる場合、６０メートル／分の速度で加工することができない。実施例１および２は、コポリエーテルエステルとＴＰＵとを含む組成物からの押出フィルムが使用されるときに、装置の線速度を８０メートル／分まで増加させ得ることを示す。

Claims

熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）と熱可塑性ポリエーテルエステル（ＴＰＥＥ）とを含むポリマー組成物からなるバリヤーフィルムを含むルーフィング膜。
前記ポリマー組成物が、
１０〜７０ｐｂｗのＴＰＵと、
９０〜３０ｐｂｗのＴＰＥＥと
を含み、ＴＰＵとＴＰＥＥとの量が合計して１００ｐｂｗになる、請求項１に記載のルーフィング膜。
前記ポリマー組成物が、
２０〜６０ｐｂｗのＴＰＵと、
８０〜４０ｐｂｗのＴＰＥＥと
を含み、ＴＰＵとＴＰＥＥとの量が合計して１００ｐｂｗになる、請求項１に記載のルーフィング膜。
前記ポリマー組成物が、
３０〜５０ｐｂｗのＴＰＵと、
７０〜５０ｐｂｗのＴＰＥＥと
を含み、ＴＰＵとＴＰＥＥとの量が合計して１００ｐｂｗになる、請求項１に記載のルーフィング膜。
前記ポリマー組成物が前記ＴＰＵ、前記ＴＰＥＥおよび非ポリマー添加剤からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のルーフィング膜。