JP2002054066A - 天然羽毛繊維断熱材 - Google Patents

天然羽毛繊維断熱材

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の断熱材より断熱性能に優れ、且つ廃棄
焼却時に有害物質の排出を少なくし、又は埋め立てると
大部分が生分解さるようにした天然羽毛繊維断熱材を提
供する。 【解決手段】 天然羽毛をアルコールで脱脂洗浄１し、
乾燥後に繊維状に加工２する。この羽毛繊維を構成素材
として１〜９９重量％（好ましくは５０〜９０重量
％）、バインダーとしてＰＰ／ＰＥＴ芯鞘複合繊維を１
〜９９重量％配合し、均一に混合３する。混合物を所定
の密度となるように積層４し、熱風乾燥機にて熱成型５
を行うことで製造する。羽毛繊維と芯鞘複合繊維の芯繊
維との絡み合いにより断熱材全体の空隙率が著しく高め
られる。羽毛繊維は、天然有機物であるから焼却時に有
害物質を排出せず、土中に埋められると生分解される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然羽毛繊維を用
いた断熱材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の断熱材例えば建築用断熱材は、建
物内部と外部との間の熱移動を極力防いで冷暖房負荷を
軽減し、内壁面の結露発生を防止し、更に内壁表面温度
を適温に接近させて居住者の快適感覚を増大するのに有
用な素材である。住宅の省エネルギー基準として「エネ
ルギー使用の合理化に関する法律」の規定に基づいて、
昭和５５年（１９８０）に通産省・建設省告示第１号及
び建設省告示第１９５号として示され、住宅の断熱化が
推進されてきたが、この基準が平成４年（１９９２）に
改正され、判断基準が第２号、設計施工の指針が第４５
１号として公表され、この２つの告示を一対として「新
省エネルギー基準」と称されており、ますます省エネル
ギー対策が必要とされている。
【０００３】建築用断熱材としては、例えばロックウー
ル、ガラスウールマット、発泡プラスチック、無機質充
填フォーム等が多く用いられている。一般的に、これら
の断熱材は、素材及び形状によって分類され、その種類
は多数あり、先に述べたように住宅環境の省エネルギー
化を推進しているが、より一層断熱性能に優れている断
熱材が市場から求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
市場の要求に応えるためになされ、上記従来のものより
断熱性能の優れた断熱材を提供することを目的とする。
又、従来の建築用断熱材では、廃棄時に焼却或は埋め立
て処分されるが、焼却すると有害物質を出すものがあ
り、埋め立てると分解されずに土中にそのまま残存する
といったことがあったが、本発明ではこれらの点をも改
良した建築用断熱材を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、本発明は、天然羽毛繊維を構成素材と
して１〜９９重量％で構成された天然羽毛繊維断熱材を
要旨とする。又、天然羽毛繊維を構成素材として１〜９
９重量％で構成され、バインダーとして合成繊維を１〜
９９重量％配合して形成された天然羽毛繊維断熱材を要
旨とする。前記合成繊維は、鞘部が低融点オレフィン、
芯部が高融点合成樹脂からなる芯鞘複合繊維であること
を特徴とするものである。
【０００６】本発明は、天然ケラチン蛋白である天然羽
毛を用い、これを繊維状に加工することで羽毛繊維の持
つ保温性及び低比重や嵩高性を生かし、断熱性能の優れ
た断熱材（及び保温材）を形成することができる。羽毛
繊維のバインダーとしては合成繊維を用いることがで
き、この合成繊維を加熱処理することで羽毛繊維を主体
とした断熱材を形成することができる。特に芯鞘構造の
複合合成繊維を用いると、加熱処理後に芯部が繊維状と
して残り、これが羽毛繊維と絡み合うことで断熱材中の
空隙率を高めることができる。使用目的によって羽毛繊
維の配合率は異なるが、羽毛繊維は天然有機物であるた
めその配合率が高い程、廃棄断熱材の焼却時に有害物質
の排出は少なくなり、又土中で生分解されて環境汚染を
極力防ぐことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る天然羽毛繊維
断熱材の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１
は天然羽毛繊維断熱材の製造工程を示すもので、天然羽
毛例えば羽布団等に使用される鳥の羽を、先ずアルコー
ルにて脱脂洗浄１を行う。その後乾燥してから、プロペ
ラ状の切り刃を有する切断機により１０ｍｍ程度の長さ
の繊維状に加工２する。
【０００８】上記繊維状加工２により得られた羽毛繊維
を１〜９９重量％と、バインダーとしての合成繊維を１
〜９９重量％配合し、両繊維が均一になるように混合３
を行う。羽毛繊維３の配合率は、５０〜９０重量％であ
ることが好ましいが、断熱材の使用目的によって異なり
限定されない。
【０００９】バインダーとしての合成繊維は、鞘部が低
融点オレフィン、芯部が高融点合成樹脂からなる芯鞘複
合繊維、例えば図２のように鞘部のポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）と芯部のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と
で芯鞘構造に形成された芯鞘複合繊維（ＰＰ／ＰＥＴ芯
鞘複合繊維）を用いることができる。これ以外にも、例
えば鞘部のポリエチレン（ＰＥ）と芯部のポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）との芯鞘複合繊維（ＰＥ／Ｐ
ＥＴ芯鞘複合繊維）、或は通常のＰＥ繊維、ＰＰ繊維等
の合成繊維を使用することも可能である。得られる断熱
材（保温材）の強度、性能面から考えるとＰＰ／ＰＥＴ
芯鞘複合繊維が好ましい。
【００１０】前記羽毛繊維と合成繊維（ここでは、ＰＰ
／ＰＥＴ芯鞘複合繊維）とを均一に混合した後、所要の
密度となるように積層４し、熱風乾燥機にて熱成型５を
行う。この熱成型５は、例えば上下のメッシュコンベア
間に積層物を挟んで搬送しながら熱風ドライヤー等で所
定の温度に加熱することで行う。その際圧力は殆ど掛け
ないが、必要に応じては適宜の圧力を掛けることもあ
る。
【００１１】この熱成型時に、前記芯鞘複合繊維におけ
る鞘部のＰＰが溶融して羽毛繊維を点状に接着するバイ
ンダーとしての役目を果たし、芯部のＰＥＴは溶融せず
に繊維状のまま残り、羽毛繊維と絡み合って接着一体化
される。従って、羽毛繊維と芯鞘複合繊維の芯繊維とが
複雑に絡み合うことで、全体の空隙率を著しく高めるこ
とができる。
【００１２】このようにして得られた成型品は、主構成
素材として羽毛繊維が用いられており、この羽毛繊維は
嵩比重が０．０２６ｇ／ｃｍ３と非常に軽い素材であっ
て、筒状の中空構造を有しており、その上羽毛繊維と芯
鞘複合繊維の芯繊維とが絡み合って全体の空隙率が高い
ので、断熱性の極めて高いものが得られる。ちなみに天
然羽毛は、熱伝導度が０．００００５７ｃａｌ／ｃｍ２
・ｃｍ・ｓｅｃ・℃であり、空気の熱伝導度０．０００
０５６ｃａｌ／ｃｍ２・ｃｍ・ｓｅｃ・℃と非常に近い
値であるため、断熱効果及び保温効果の高い素材といえ
る。
【００１３】次に、本発明に係る天然羽毛断熱材の断熱
性能を試験するために、上記にて得られた試作品を用い
てＪＩＳＡ１４１２−２「熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導
率の測定方法−第２部：熱流計法（ＨＦＭ法）」の附属
書Ａ（規定）平板比較法により熱伝導度を求めた。その
際の試験装置を図３に示す。
【００１４】この場合、天然羽毛断熱材の試験体の寸法
は２００×２０３ｍｍであり、厚みは２５ｍｍ、密度は
３４．１ｋｇ／ｍ３であり、その熱伝導率λを下記計算
式により求めると０．０３５Ｗ／（ｍ・Ｋ）となり、熱
伝導度を求めると０．０３０１ｋｃａｌ／（ｍ・ｈ・
℃）となる。これを他の断熱材（及び保温材）と比較す
ると表１のようになる。 λ＝λ０×（ｄ／ｄ０）×（ΔＴ０／ΔＴ）＝ｄ／Ｒ
［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］ Ｒ＝（ｄ０／λ０）×（ΔＴ／ΔＴ０） ［ｍ２・Ｋ／
Ｗ］ 但し、ｄ：試験体の厚さ（ｍ） ｄ０：標準板の厚さ（ｍ）［＝０．０２５２］ λ０：標準板の熱伝導率 ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］ λ０＝０．００００７｛（θ１＋θ２）／２｝＋０．０
２９０ ΔＴ：試験体温度差（Ｋ） ΔＴ０：標準板温度差（Ｋ） θ１：標準板高温側表面温度（℃） θ２：標準板、試験体間両表面温度（℃） θ３：試験体低温側表面温度（℃） 尚、標準板：ポリスチレンフォーム 試験体姿勢：水平 熱流方向：垂直（下向き）
【００１５】
【表１】
【００１６】上記表１によると、本発明による天然羽毛
繊維断熱材は、断熱材クラスＣ（クラスＤに限りなく近
い）に属し、繊維系断熱材の中でも最高級クラスであ
り、非常に高い断熱効果が認められた。これは先に説明
したように、天然羽毛の筒状中空構造が断熱効果に優れ
ていること、及び芯鞘複合繊維をバインダーとして用い
たことにより羽毛繊維との複雑な絡み合いが生じて全体
の空隙率が向上したことに起因すると考えられる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
断熱材の主構成要素として天然羽毛繊維を用いること
で、極めて断熱性能に優れた繊維系断熱材を提供するこ
とができる。又、芯鞘構造の合成繊維をバインダーとす
ることで、羽毛繊維との絡み合いによって全体の空隙率
を増大させ、断熱性能を著しく向上させることができ
る。更に、羽毛繊維は天然有機物であることから、廃棄
断熱材の焼却時に有害物質の排出を極力防止すると共
に、埋め立てられた際には生分解により大部分が分解さ
れ、従来のものより土中残量が激減し環境破壊を防止す
る等の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る天然羽毛繊維断熱材の製造工程を
示す概略図
【図２】ＰＰ／ＰＥＴ芯鞘複合繊維の概略図
【図３】断熱材の性能試験装置を示す概略図
【符号の説明】
１…脱脂洗浄 ２…繊維状加工 ３…配合及び混合 ４…積層 ５…熱成型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2E001 DD01 GA43 HE00 JD04 2E162 CE00 FD06 4L036 MA04 MA05 MA08 MA15 MA35 MA39 PA18 RA10 RA25 UA06 UA25 4L047 AA11 AA14 AA21 AA27 AA28 AB02 BB02 BB06 BB09 CB01 CB06 CC10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】天然羽毛繊維を構成素材として１〜９９重
    量％で構成された天然羽毛繊維断熱材。
  2. 【請求項２】天然羽毛繊維を構成素材として１〜９９重
    量％で構成され、バインダーとして合成繊維を１〜９９
    重量％配合して形成された天然羽毛繊維断熱材。
  3. 【請求項３】前記合成繊維は、鞘部が低融点オレフィ
    ン、芯部が高融点合成樹脂からなる芯鞘複合繊維である
    請求項２記載の天然羽毛繊維断熱材。
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