JP2003193359A

JP2003193359A - 断熱材

Info

Publication number: JP2003193359A
Application number: JP2001387183A
Authority: JP
Inventors: Noboru Watanabe; 昇綿奈部; Katsumi Agari; 勝美上利; Makio Nagata; 万亀男永田; Hiroshi Onoe; 宏尾上; Toyotaka Fukuhara; 豊高福原; Kenichi Yoneda; 賢一米田
Original assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd; Endeavor House Ltd
Current assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd; Endeavor House Ltd
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2001-12-20
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で断熱性に優れ、経時的に沈み込まない、
シックハウス症候群の原因物質の放散もなく、施工時の
作業性にも優れた断熱材を提供する。【解決手段】２種類以上の短繊維集合体からなる断熱材
であって、該短繊維集合体がマトリックス繊維およびマ
トリックス繊維の融点よりも低い融点を有する成分を含
む低融点繊維からなり、該繊維集合体がスライバーを熱
成形し、カットした塊状であることを特徴とする吹き込
み用断熱材。【効果】ガラス繊維に替わる性能を有し、更には、中空
型構造繊維の使用および異型断面構造繊維により断熱性
能能に優れた性能を有し、設置作業性、作業環境を著し
く改善した、特に使用条件が過酷な天井等の建築材料用
などの断熱材に適する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、断熱性および使用
時の作業性に優れる吹き込み用断熱材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】住宅を建てる際に床、壁、屋根等に断熱
材を施工することは日常的に行われている。多くの場
合、マット状に成形された不織布構造体を適宜切り分け
て壁の隙間などにはめ込む方法が取られている。この方
法だと、巨大な不織布構造体を製造する必要があり、運
搬が不便であるだけでなく、施工現場で必要な大きさに
切り分けて使う必要があり、切りくずが発生するという
問題があった。

【０００３】そこで、グラスウールの破砕品やグラスウ
ールにフェノール樹脂等で固めてブロック状に切断した
ものなどを、施工現場で型枠に吹き込んで成形する吹き
込み成形タイプの断熱材が使用されている。この方法
は、上述した運搬上の問題がないことや廃棄物の発生が
全くないというメリットがある。しかしながら、グラス
ウール製断熱材は、たとえば、壁体内に充填した後、経
時的に壁体に作用する振動によって充填した断熱材の沈
み込みが発生するという問題がある。このような断熱材
の沈み込みを防止する工法として、米国特許第４，４８
７，３６５号公報に開示されている。この工法は、施工
現場で断熱材をホースを介してブロワーにて吹き込む際
に、ホースの先端に設けたノズルから接着剤を供給し、
接着剤と共に壁体内の空間に吹き込むようにしている。
また、日本国特許第３，００４，５６９号公報には、平
均繊維径が５．７μｍ以下の繊維状断熱材を見かけ密度
を１８．０ｋｇ／ｍ³以上として充填密度が４５ｋｇ／
ｍ³以上となるように接着剤を介さずに圧縮空気と共に
吹き込むようにしている。更に、グラスウール製断熱材
は、肌に触れるとチクチクとした刺激性がある。吹き込
み作業時には大量の破砕粉が発生し、これを吸い込んだ
り目に入ったりすると大変なことになるので、作業時に
は厳重な安全対策が必要である。また、フェノール樹脂
から放散されるホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物
は、シックハウス症候群の原因物質とされている。そこ
で、施工時の作業性を向上させ、更にはより快適な居住
性を得るために、グラスウールからの素材転換が要望さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点を解消し、軽量で断熱性に優れ、経時
的に沈み込まない、シックハウス症候群の原因物質の放
散もなく、施工時の作業性にも優れた断熱材を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維集合体は、
前記課題を解決するために以下のような構成を有する。

【０００６】すなわち、請求項１にかかる発明は、２種
類以上の短繊維集合体からなる断熱材であって、該短繊
維集合体がマトリックス繊維およびマトリックス繊維の
融点よりも低い融点を有する成分を含む低融点繊維から
なり、該繊維集合体がスライバーを熱成形し、カットし
た塊状であることを特徴とする吹き込み用断熱材であ
る。

【０００７】また、請求項２にかかる発明は、低融点繊
維の含量が５〜９５ｗｔ％である断熱材である。

【０００８】また、請求項３にかかる発明は、２種類以
上の短繊維集合体からなる断熱材が、少なくとも１種類
が中空型構造であるマトリックス繊維からなることを特
徴とする吹き込み用断熱材である。

【０００９】また、請求項４にかかる発明は、２種類以
上の短繊維集合体からなる断熱材が、少なくとも１種類
が異型断面構造であるマトリックス繊維からなることを
特徴とする吹き込み用断熱材である。

【００１０】また、請求項５にかかる発明は、２種類以
上の短繊維集合体からなる断熱材が、少なくとも１種類
が難燃性であるマトリックス繊維からなることを特徴と
する吹き込み用断熱材。

【００１１】また、請求項６にかかる発明は、スライバ
ー熱成形品をカットした塊状が、直径３ｍｍ〜５０ｍ
ｍ、長さ３ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする請求
項１〜５記載の吹き込み用断熱材である。

【００１２】また、請求項７にかかる発明は、スライバ
ー熱成形品をカットした塊状が、密度１ｋｇ／ｍ³〜２
００ｋｇ／ｍ³であることを特徴とする請求項１〜５記
載の吹き込み用断熱材である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の吹き込み用断熱材
の部材である繊維集合体について説明する。本発明の吹
き込み用断熱材を構成する繊維について説明する。利用
可能な素材としては、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ
エチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ポ
リ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリ
エステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、
その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成
繊維や、ウール、絹、綿、麻等の天然繊維が挙げられ
る。合成繊維の場合、ＰＥＴボトル等からのリサイクル
繊維を用いても良い。

【００１４】本発明に用いる繊維集合体は、上記繊維を
２種類以上含むが、マトリックス繊維として少なくとも
１種類は中空型構造の繊維を使用することにより、軽量
であるだけでなく断熱性にも優れた繊維集合体を得るこ
とが可能である。これは中空型構造の繊維の場合、繊維
の中空部分に空気が保持されるためである。通常、繊維
集合体を断熱材として使用する場合、繊維集合体中に発
生する空気対流によって熱が移動するが、中空型構造の
繊維を使用することによりこれを抑える効果がある。

【００１５】また、マトリックス繊維は、少なくとも１
種類が異型断面構造の繊維を使用することにより、繊維
間の空間を細かく分割でき、繊維集合体中に発生する空
気対流を抑える効果があり好ましい。例えば三角型、Ｙ
型、偏平型の異型断面繊維が挙げられ、中でもＹ型は好
ましい。

【００１６】また、マトリックス繊維は、難燃性繊維も
好ましく用いられる。ダウンライトを用いるような天井
用の吹込み断熱材に好ましい。

【００１７】また、マトリックス繊維は、単独ポリマー
からなるものだけでなく、複合繊維も好ましく用いられ
る。例えば、サイドバイサイドの構造を有し自己捲縮発
現性を有する繊維等である。また、サイドバイサイド構
造と上記中空型構造を組み合わせた繊維も好ましく用い
られる。マトリックス繊維は１種類のみでなく、複数の
種類を組み合わせてもよい。

【００１８】本発明では、マトリックス繊維の融点より
も低い融点を有する成分を含む低融点繊維を使用するこ
とが必要である。このような、低融点成分（あるいは融
着成分ともいう）は、通常数十℃から百数十℃の温度で
溶融又は軟化する。低融点成分のみが溶融又は軟化し、
他の繊維成分には影響のない温度で繊維構造体を熱処理
し、低融点成分により繊維相互間の接触部の一部で実質
的に接着させる。これにより、繊維集合体の形態が保持
される。

【００１９】このような低融点成分を含む繊維の例とし
ては、イソフタル酸を共重合したＰＥＴとホモＰＥＴか
らなる複合繊維、ポリオレフィンとＰＥＴからなる複合
繊維等が挙げられる。

【００２０】低融点繊維の混率は任意であるが、繊維集
合体中の耐熱性や形態保持性の観点から５〜９５ｗｔ％
の利用が好ましい。

【００２１】本発明の好ましい態様として、繊維集合体
を構成する繊維が全てポリエステル繊維であるものが挙
げられる。素材をポリエステルに統一する事は、特にリ
サイクル面で優位である。例えば、マトリックス繊維と
してＰＥＴ、ＰＥＮ等のホモポリマーからなるものや、
ホモポリエステルを１成分とするサイドバイサイド繊維
と、共重合ポリエステルを低融点成分とする単独又は複
合ポリエステルからなる繊維集合体を例示することが出
来る。更に、断熱性能と弾性性能の面から、繊維径の大
きいものと小さいものを混合して用いる事は好ましい。

【００２２】次に本発明の吹き込み用断熱材の製造方法
について説明する（図３）。最初に前述したマトリック
ス繊維と低融点繊維を任意の混率で混合する。混綿、カ
ーディングを行い、カードの出口でトランペットと呼ば
れる集束管を用いてウェブをスライバーとし、これに熱
処理を施す。熱処理は低融点繊維中の低融点成分が軟化
又は溶融する温度より高く、他の繊維成分が溶融する温
度より低い温度で行う。これにより、低融点繊維（の一
部）が溶融し、繊維集合体は構成繊維の相互間の接触部
の一部で実質的に接着する。これにより、断熱材の構造
が保持される。

【００２３】熱的処理は、カーディングを行ってスライ
バーとした後の工程で、例えば赤外線ヒータの輻射熱に
よる間接的な加熱処理を上下両面から施し、直後に円筒
や、円をくりぬいた板状物を通過させることにより円柱
状に固定された成形スライバーを得る。このとき成形直
後に空気等で冷却して成形性を向上させることが可能で
ある。

【００２４】また、スライバーを直接、加熱した板ある
いは加熱したチューブによる接触加熱で、表面を溶融さ
せて成形スライバーにすることも可能である。

【００２５】このとき、円筒や円をくりぬいた板状物も
しくは加熱した板あるいは加熱したチューブ等の円の直
径を変えることによって、スライバーの直径を任意に変
更する事が出来る。また、断面形状は円形のみでなく四
角形、三角形など適宜選択出来る（図１）。

【００２６】赤外線ヒータ等による間接加熱、あるいは
熱板等による接触加熱のいずれの場合も、表面を加熱処
理して溶融させる温度は１１０〜２２０℃であることが
好ましい。この範囲内であると、スライバーを成形する
のに十分であるほか、マトリックス繊維に与える影響も
少ない。このためマトリックス繊維のポリマー劣化等が
引き起こす物性変化などが抑制され好ましい。

【００２７】本発明の吹込み断熱材の大きさは、直径３
ｍｍ〜５０ｍｍ、長さ３ｍｍ〜５０ｍｍであることが好
ましい。小さすぎても大きすぎても吹込み施工性が悪く
なる傾向がある。また、その形状は直円柱でなくても、
斜めになっていてもかまわない（図２）。

【００２８】また、本発明の吹込み断熱材の密度は、１
ｋｇ／ｍ³〜２００ｋｇ／ｍ³であることが好ましい。し
かし、本発明の吹込み断熱材の大きさや密度は、使用目
的、使用部位や必要とされる断熱性に応じて適宜変更が
可能である。

【００２９】吹き込み用断熱材の熱伝導率は、ＪＩＳ−
Ａ−１４１２による平板直接法で、英弘精機製熱伝導率
測定装置「ＨＣ−０７４」で測定した。

【実施例】実施例１サイドバイサイドの構造を有し自己捲縮発現性を有する
中空構造型ポリエステル繊維「Ｈ５８８」（大島産業
（株）製；繊度７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）３０重量
％、レギュラー機械捲縮ポリエステル繊維「３１０」
（大島産業（株）製；繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１
ｍｍ）５０重量％、芯鞘型の複合繊維であってその鞘部
を構成する成分の融点が、レギュラー機械捲縮ポリエス
テル繊維より融点が約１４０℃低いポリエステル繊維
「４０８０」（ユニチカファイバー（株）製；繊度２．
２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）２０重量％を混綿し、カ
ーディングを行ったウェブを集束管（トランペット）を
通してスライバーを作製した後、通常の遠赤外線照射に
よる均一な加熱処理をスライバー全体に施し、ゲレン７
ｇ／ｍ、直径１７ｍｍの成形スライバーを得た。この成
形スライバーをギロチン式カッターにて長さ１７ｍｍに
カットし、密度３１ｋｇ／ｍ³の吹込み用断熱材を得
た。この吹込み用断熱材は、吹込み密度１３ｋｇ／ｍ³
に調整した試料の熱伝導率が０．０４６Ｗ／ｍ・Ｋの性
能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に天井に吹
込み施工を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚
のチクチク感がなく作業性が良好であった。

【００３０】実施例２繊維断面形状がＹ形状をした異型ポリエステル繊維「Ｓ
Ｐ８８０５」（小島（株）製；繊度５．５ｄｔｅｘ、繊
維長５１ｍｍ）１０重量％、レギュラー機械捲縮ポリエ
ステル繊維「３１０」（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５
１ｍｍ）７０重量％、芯鞘型の複合繊維であってその鞘
部を構成する成分の融点が、レギュラー機械捲縮ポリエ
ステル繊維より融点が約１４０℃低いポリエステル繊維
「４０８０」（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）
２０重量％を混綿し、カーディングを行ったウェブを集
束管（トランペット）を通してスライバーを作製した
後、通常の遠赤外線照射による均一な加熱処理をスライ
バー全体に施し、ゲレン６ｇ／ｍ、直径３０ｍｍの成形
スライバーを得た。この成形スライバーをギロチン式カ
ッターにて長さ３０ｍｍにカットし、密度８ｋｇ／ｍ³
の吹込み用断熱材を得た。この吹込み用断熱材は、吹込
み密度１３ｋｇ／ｍ³に調整した試料の熱伝導率が０．
０４４Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断
熱材を実際に天井に吹込み施工を行なったところ、飛散
する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作業性が良好
であった。

【００３１】実施例３レギュラー機械捲縮ポリエステル繊維「３１０」（繊度
１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）８０重量％、芯鞘型
の複合繊維であってその鞘部を構成する成分の融点が、
レギュラー機械捲縮ポリエステル繊維より融点が約１４
０℃低いポリエステル繊維「４０８０」（繊度２．２ｄ
ｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）２０重量％を混綿し、カーデ
ィングを行ったウェブを集束管（トランペット）を通し
てスライバーを作製した後、通常の遠赤外線照射による
均一な加熱処理をスライバー全体に施し、ゲレン５ｇ／
ｍ、直径１５ｍｍの成形スライバーを得た。この成形ス
ライバーをギロチン式カッターで長さ１５ｍｍにカット
し、密度２８ｋｇ／ｍ³の吹込み用断熱材を得た。この
吹込み用断熱材は、吹込み密度３０ｋｇ／ｍ³に調整し
た試料の熱伝導率が０．０３３Ｗ／ｍ・Ｋの性能であっ
た。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁面に吹込み施工
を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチ
ク感がなく作業性が良好であった。また、経時的に壁体
に作用する振動によって充填した断熱材の沈み込みも無
く良好であった。

【００３２】実施例４繊維断面形状がＹ形状をした異型ポリエステル繊維「Ｓ
Ｐ８８０５」（繊度５．５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）
１０重量％、レギュラー機械捲縮ポリエステル繊維「３
１０」（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）４０重
量％、難燃性ポリエステル繊維「ハイム」（東洋紡績
（株）製；繊度３．３ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）３０
重量％、芯鞘型の複合繊維であってその鞘部を構成する
成分の融点が、レギュラー機械捲縮ポリエステル繊維よ
り融点が約１４０℃低いポリエステル繊維「４０８０」
（繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）２０重量％を
混綿し、カーディングを行ったウェブを集束管（トラン
ペット）を通してスライバーを作製した後、通常の遠赤
外線照射による均一な加熱処理をスライバー全体に施
し、ゲレン８ｇ／ｍ、直径２０ｍｍの成形スライバーを
得た。この成形スライバーをギロチン式カッターにて長
さ２０ｍｍにカットし、密度２５ｋｇ／ｍ³の吹込み用
断熱材を得た。

【００３３】この吹込み用断熱材は、吹込み密度１３ｋ
ｇ／ｍ³に調整した試料の熱伝導率が０．０４５Ｗ／ｍ
・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に
ダウンライトを設置した天井に吹込み施工を行なったと
ころ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作
業性が良好であり、ダウンライトの背面の熱に対しても
影響のない良好な結果であった。

【００３４】比較例１吹込み用の破砕グラスウール断熱材を実施例と同様に密
度１８ｋｇ／ｍ³に調整した試料の熱伝導率が０．０５
２Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用破砕グ
ラスウール断熱材を実際に天井に吹込み施工を行なった
ところ、飛散する塵が多く、皮膚のチクチク感があり、
作業するには防塵マスクや気密性の高い作業服が必要で
あった。また、経時的に壁体に作用する振動によって充
填した断熱材の沈み込みの発生が見られた。

【００３５】

【発明の効果】本発明はガラス繊維に替わる性能を有
し、更には、中空型構造繊維の使用および異型断面構造
繊維により断熱性能能に優れた性能を有し、設置作業
性、作業環境を著しく改善した、特に使用条件が過酷な
天井等の建築材料用などの断熱材に適した繊維集合体で
ある。また、本発明に開示した方法のうちポリエステル
単一素材からなる繊維集合体なら再び本発明の断熱材と
してリサイクルができ、地球環境の保全にも極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】スライバー例。

【図２】断熱材例。

【図３】製造装置例。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上利勝美山口県防府市鐘紡町４番１号カネボウ合繊株式会社内 (72)発明者永田万亀男東京都港区海岸三丁目20番20号カネボウ合繊株式会社内 (72)発明者尾上宏東京都港区海岸三丁目20番20号カネボウ合繊株式会社内 (72)発明者福原豊高大阪市北区天満橋１丁目８番63号エンデバーハウス株式会社内 (72)発明者米田賢一大阪市北区天満橋１丁目８番63号エンデバーハウス株式会社内Ｆターム(参考） 2E001 DD01 FA14 GA06 GA07 HD11 HF11 JC06 JC07 JC08 JD02 JD04 JD06 4L047 AA21 AA27 AA28 AB02 AB09 AB10 BA09 BD02 CA17 CA19 CB06 CC10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類以上の短繊維集合体からなる断熱
材であって、該短繊維集合体がマトリックス繊維および
マトリックス繊維の融点よりも低い融点を有する成分を
含む低融点繊維からなり、該繊維集合体が繊維の長さ方
向に引き揃えたスライバーを熱成形し、カットした塊状
であることを特徴とする吹き込み用断熱材。
【請求項２】前記低融点繊維の含量が５〜９５ｗｔ％
である請求項１記載の吹き込み用断熱材。
【請求項３】前記マトリックス繊維の少なくとも１種
類が中空型構造である請求項１又は２記載の吹き込み用
断熱材。
【請求項４】前記マトリックス繊維の少なくとも１種
類が異型断面構造である請求項１乃至３いずれかに記載
の吹き込み用断熱材。
【請求項５】前記マトリックス繊維の少なくとも１種
類が難燃性である請求項１乃至４いずれかに記載の吹き
込み用断熱材。
【請求項６】直径３ｍｍ〜５０ｍｍ、高さ３ｍｍ〜５
０ｍｍの柱状である請求項１乃至５いずれかに記載の吹
き込み用断熱材。
【請求項７】密度が１ｋｇ／ｍ³〜２００ｋｇ／ｍ³で
ある請求項１乃至６いずれかに記載の吹き込み用断熱
材。