JP2005015989A

JP2005015989A - 無機繊維断熱吸音材の製造方法

Info

Publication number: JP2005015989A
Application number: JP2004165429A
Authority: JP
Inventors: Manabu Iizuka; 学飯塚; Yuka Akiyama; 由香秋山
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-06-03
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2024-06-03
Also published as: JP4526875B2

Abstract

【課題】無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒドの放出がきわめて少ない無機繊維断熱吸音材の製造方法を提供する。
【解決手段】この無機繊維断熱吸音材の製造方法は、塩基性触媒下で、フェノール類１モルに対してホルムアルデヒド２〜３モルを反応させて、数平均分子量が２７０〜３８０のレゾールを得るレゾール形成工程と、前記レゾールに尿素を添加してバインダーを得るバインダー調合工程と、前記尿素を添加後７２時間以内に前記バインダーを無機繊維に付与するバインダー付与工程と、前記バインダー付与工程後の無機繊維を加熱硬化する加熱硬化工程とを含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば、建築用の断熱材、吸音材等として用いられる無機繊維断熱吸音材の製造方法に関し、更に詳しくは、ホルムアルデヒドの放出がきわめて少ない無機繊維断熱吸音材の製造方法に関する。

無機繊維の集合体は、高い空隙率を有し、更にその単繊維によって微細な空間に仕切られ、この集合体に含まれる空気を動き難くさせるため、壁、屋根、床、及び天井、設備等の断熱材、吸音材として使用されている。この無機繊維断熱吸音材には、その機械的強度を向上し、形状を保持するためにバインダーが付与されており、このバインダーの主成分としては、レゾールの水性分散液が一般的に用いられている。

このレゾールは、一般に熱や触媒等を加えることにより硬化し、不融不溶のフェノール樹脂となるが、樹脂の構造中にホルムアルデヒド成分を含有するため、樹脂中の未反応のホルムアルデヒドが無機繊維断熱吸音材中に残留することがある。また、一旦硬化したレゾールが熱、湿気や紫外線等によって分解され、ホルムアルデヒドが発生することがある。よって、これらのホルムアルデヒドが無機繊維断熱吸音材から微量放出されることになる。

そこで、ホルムアルデヒドの放出量を抑制する方法として、例えば、特許文献１には、ホルムアルデヒド捕捉剤として、尿素を添加することによって放出ホルムアルデヒド量を減少させる、断熱材用バインダー組成物が開示されている。

また、特許文献２には、縮合生成物が液体であり、遊離フェノール含量が０．５％以下で、遊離ホルムアルデヒド含量が３％以下であり、少なくとも１０００％の希釈可能であるフェノール、ホルムアルデヒドおよび尿素の塩基性触媒の存在下での縮合生成物を主体とするガラス繊維のサイジング用組成物が開示されている。

更に、特許文献３には、レゾールと、尿素等の窒素化合物とを含む無機繊維断熱材用の水系バインダーが開示されており、遊離フェノール含量が２％以下で、遊離ホルムアルデヒド含量が２％以下であり、レゾールは、フェノール１モルに対してホルムアルデヒド２〜２．５モルを反応させて得られ、その数平均分子量が４００以下であることが開示されている。
特開平２−２０２５３７号公報特開昭６０−１３９７１５号公報米国特許第３９５６２０４号公報

上記従来技術のうち、特許文献１に開示されている断熱材用バインダー組成物においては、添加尿素と反応するホルムアルデヒドの量は、ｐＨが中性の条件下では添加尿素１モルに対し１モル以下、多くの場合は０．１〜０．５モル程度であり、ホルムアルデヒドの捕捉効率が低い。更に、尿素は通常使用前に水溶性フェノール樹脂に単に混合溶解するので、尿素とホルムアルデヒドとの反応は樹脂化の状態までには到達しない場合が多い。そのため、樹脂の硬化の際に発生するホルムアルデヒドの放出量は減少できても、断熱材の製造工程における加熱による、該樹脂の分解によって新たに放出されるホルムアルデヒド量を減少させることができない。

更に、特許文献２に開示されているのサイジング用組成物や、特許文献３に開示されているのバインダーにおいても、ホルムアルデヒドの捕捉効率が低く、無機繊維断熱吸音材におけるホルムアルデヒドの放散量が充分に抑制できないという問題があった。また、尿素の添加後のバインダーの安定性については検討されておらず、尿素の添加によって進行する高分子化によって、バインダーの水による希釈性が低下してしまい、バインダーの安定性が経時的に低下するという問題があった。また、レゾールの数平均分子量が４００以下であっても遊離フェノールの含有量が多い場合では、無機繊維断熱吸音材の製造工程で排出されるガスに含まれる遊離フェノール濃度が高くなってしまうため、排気ガス処理設備の負荷が増大するという問題があった。

したがって、本発明の目的は、バインダーに関する上記の問題点を解決し、バインダー中の遊離ホルムアルデヒドの含有量が少なく、製品状態である無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒドの放出もきわめて少ない無機繊維断熱吸音材の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の無機繊維断熱吸音材の製造方法は、塩基性触媒下で、フェノール類１モルに対してホルムアルデヒド２〜３モルを反応させて、数平均分子量が２７０〜３８０のレゾールを得るレゾール形成工程と、該レゾールに尿素を添加してバインダーを得るバインダー調合工程と、前記尿素を添加後７２時間以内に前記バインダーを無機繊維に付与するバインダー付与工程と、前記バインダー付与工程後の無機繊維を加熱硬化する加熱硬化工程とを含むことを特徴とする。

本発明の製造方法によれば、数平均分子量が２７０〜３８０のレゾールを用いることで、バインダー中に含まれる遊離ホルムアルデヒド、遊離フェノールを少なくすることができ、尿素を添加することにより、尿素と遊離ホルムアルデヒドとが反応して樹脂化することで、一層遊離ホルムアルデヒドを少なくすることができる。更に、前記尿素を添加後７２時間以内に前記バインダーを無機繊維に付与することによって、バインダーの安定性を維持でき、上記のバインダーの希釈性能の低下を防止できる。

本発明においては、前記レゾールの固形分１００質量部に対して、前記尿素を１０〜１２０質量部添加することが好ましい。これによれば、上記のバインダーの安定性を維持しつつ、無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒドの放出を低減できる。

また、本発明においては、前記バインダー付与工程から前記加熱硬化工程終了までの間に、更にアルデヒド捕捉剤を付与し、該アルデヒド捕捉剤の付与量が、前記無機繊維に付着したバインダーの固形分１００質量部に対して、３〜１５質量部となるように付与することが好ましい。これによれば、更に無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒドの放出を低減できる。

更に、本発明においては、前記レゾール中の遊離フェノールの含量が１質量％以下であり、かつ、遊離ホルムアルデヒドの含量が５質量％以下であることが好ましい。未反応のフェノール、ホルムアルデヒド量が少ないので、加熱硬化した後の無機繊維断熱吸音材においても、ホルムアルデヒドの放出を充分に低減できる。

また、本発明においては、上記方法により得られた前記無機繊維断熱吸音材に対するＪＩＳＡ１９０１のホルムアルデヒド放散測定方法によるホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈｒ以下であることが好ましい。これによれば、無機繊維断熱吸音材の製品状態において、一定数量以上の無機繊維マットをまとめて密封梱包した場合においても、開封するときのホルムアルデヒドの放出を極めて低くすることができる。

本発明の無機繊維断熱吸音材の製造方法によれば、バインダー中の遊離ホルムアルデヒドの含有量が少なく、無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒドの放出量が極めて少ない無機繊維断熱吸音材を製造することができる。

したがって、本発明により得られる無機繊維断熱吸音材は、住宅等の建築用断熱材、吸音材等として好適に使用することができる。

本発明の無機繊維断熱吸音材の製造方法は、レゾールを得るレゾール形成工程と、該樹脂に尿素を添加してバインダーを得るバインダー調合工程と、このバインダーを無機繊維に付与するバインダー付与工程と、バインダー付与後の無機繊維を加熱硬化する加熱硬化工程とを含む。以下、製造工程に沿って説明する。

まず、レゾール形成工程において、塩基性触媒下で、フェノール類１モルに対してホルムアルデヒド２〜３モルを反応させて、数平均分子量が２７０〜３８０のレゾールを得る。

レゾールは、塩基性触媒下でフェノール類とホルムアルデヒドとが縮合して得られる可溶性の縮合生成物であり、加熱により硬化して不融不溶のフェノール樹脂となるものである。

フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシノール及びこれらの変性物が例示でき、単独または２種類以上を併用して用いることができる。更に、汎用性、原料コストの面からフェノールが好ましく用いられる。この場合、フェノール類の一部をメラミン、メチロール化メラミン、尿素、メチロール化尿素のアルデヒド類と縮合反応する物質に置き換えてもよい。

ホルムアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドの他、アセトアルデヒド、フルフラール、パラホルムアルデヒドが例示でき、単独または２種類以上を併用して用いることができる。更に、汎用性、原料コストの面からホルムアルデヒドが好ましく用いられる。

なお、水系のバインダーに使用する点から、レゾールは水溶性であることが好ましい。

本発明のレゾールは、フェノール類１モルに対してホルムアルデヒド２〜３モルを反応させることが好ましく、更に、フェノール１モルに対してホルムアルデヒド２〜３モルを反応させて得られるレゾールが特に好ましい。これにより、該レゾール中の過剰のホルムアルデヒドの残留を抑えることができる。フェノール類１モルに対するホルムアルデヒドの反応モル数が２モル未満であると、フェノール類のメチロール化が不充分となり、硬化後の樹脂の強度が発揮され難くなり、また、未反応のフェノール類の残留量が増えることとなり、３モルを超えるとホルムアルデヒドとしての残留量が増加する。

また、レゾールの数平均分子量は２７０〜３８０の範囲であり、好ましくは３００〜３６０である。これにより、従来のレゾールより分子量の大きいレゾールを用いることで、含まれる遊離ホルムアルデヒド、遊離フェノールを少なくすることができ、尿素を添加することにより、尿素と遊離ホルムアルデヒドとが反応して樹脂化することで、一層遊離ホルムアルデヒドを少なくすることができる。

数平均分子量が２７０未満の場合は、得られるバインダーの安定性は優れるが、遊離フェノールの含有量が高くなる。一方、３８０を越えると、遊離フェノールの含有量が低いが、バインダーの安定性が低下する。なお、上記の分子量の調節は、フェノール類とホルムアルデヒドとの反応時間の調整により行なうことができる。また、上記の分子量の測定はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定できる。

本発明においては、レゾールの遊離フェノールの含有量は１質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以下であることがより好ましい。遊離フェノールの含有量が１質量％を超えると、バインダー付与工程や加熱硬化工程から排出されるガス中のフェノール含有量が増大し、排気ガス処理設備の負荷が増大するので好ましくない。なお、遊離フェノールの含有量は、例えばガスクロマトグラフィーによって測定できる。

また、遊離ホルムアルデヒドの含有量が５質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましい。遊離ホルムアルデヒドの含有量が５質量％を超えると、無機繊維断熱吸音材の製品から放出されるホルムアルデヒドが増加するので好ましくない。なお、遊離ホルムアルデヒドの含有量は、例えば塩化ヒドロキシアンモニウム法による滴定法により測定できる。

塩基性触媒としては、バリウム触媒、ナトリウム触媒等の公知の塩基性触媒が挙げられるが、ナトリウムを含む塩基性触媒を用いることが好ましい。これにより、主として４−ヒドロキシメチルフェノール（４−ＨＭＰ）構造のレゾールが生成し、結果としてレゾールの数平均分子量が２７０〜３８０の範囲に入ることになる。

ナトリウムを含む塩基性触媒としては、ナトリウムを含む酸化物、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩が挙げられるが、好ましくは水酸化ナトリウムが用いられる。これらはそれぞれ単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい
レゾールの固形分量は、少なくとも３５質量％以上であることが好ましく、より好ましくは４０質量％以上である。これにより、レゾールの固形分量当りの輸送コストを低下できる。

尿素は水溶液の状態でバインダーに添加することができる。この際、尿素の添加量はレゾールの固形分１００質量部に対して、１０〜１２０質量部添加することが好ましく、４０〜７０質量部添加することがより好ましい。

尿素の添加量が１０質量部未満であると、遊離ホルムアルデヒドの量が増大し、結果として得られる無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒド放出が増大するので好ましくない。また、１２０質量部を超えて添加すると、樹脂化されていない尿素が増大して、結果として得られる無機繊維断熱吸音材の物性、特に強度や耐久性を低下させるので好ましくない。

なお、本発明のバインダーには、上記のレゾールと尿素と水以外の成分が含まれていてもよい。このような成分としては、例えば、上記のレゾール以外の熱硬化性樹脂前駆体、アルデヒド捕捉剤、硬化促進剤、ｐＨ調整剤、カップリング剤、飛散防止剤、撥水剤等の添加剤が挙げられる。

上記のレゾール以外の熱硬化性樹脂前駆体としては、メラミン樹脂、尿素樹脂、フラン樹脂の各々の前駆体が挙げられ、この前駆体は単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用しても良い。ここで、前駆体とは、加熱による反応でメラミン樹脂、尿素樹脂、フラン樹脂を各々生成する、もととなる化合物を意味する。前記熱硬化性樹脂前駆体は、レゾールとの相溶性を鑑みて、水に溶解又は分散したものであることが好ましい。

アルデヒド捕捉剤としては、特に限定されず、例えば、鉄（II）化合物とキレート剤と安定剤とを含有してなる組成物、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素カルシウム等の亜硫酸塩又は亜硫酸水素塩、ヒドラジド化合物、アミノ基もしくはイミノ基を含む化合物、尿素の誘導体等が挙げられる。上記の捕捉剤は、単独又は２種以上を併用して用いることができる。

硬化促進剤としては、特に限定されず、例えば、硫酸アンモニウム等が好ましく用いられる。

ｐＨ調整剤としては、アンモニアが好ましく用いられる。これによりｐＨを塩基性にしてレゾールと尿素との反応を終了させ、残存する遊離ホルムアルデヒド含有量を更に低下させることができる。ｐＨは７．２〜９．０となるように調整することが好ましい。

撥水剤とてしては、シリコーン系、フッ素系等の公知の撥水剤が使用でき、特に限定されない。

カップリング剤としては、シラン系カップリング剤、ボラン系カップリング剤又はチタネート系カップリング剤等の公知のカップリンング剤が使用できるが、バインダーの安定性の点からシラン系カップリング剤を用いることが好ましい。

上記の添加剤の各成分は、常法にしたがって混合し、水を加えて所定の濃度に調整すればよい。

なお、上記の添加剤のうち、アルデヒド捕捉剤は、上記のようにあらかじめバインダー中に添加してもよいが、後述するように、バインダー付与工程から加熱硬化工程終了までの間に、アルデヒド捕捉剤を付与することが好ましい。

次に、上記のバインダーを無機繊維に付与するバインダー付与工程と、バインダー付与工程後の無機繊維を加熱硬化する加熱硬化工程について、図面を用いて説明する。

図１には、本発明の無機繊維断熱吸音材の製造方法におけるバインダー付与工程と加熱硬化工程の一実施形態を示す概略工程図が示されている。

図１の製造方法では、繊維化装置１から紡出された無機繊維３に、バインダー付与装置２によってバインダーが付与され、その直後にアルデヒド捕捉剤付与装置９ａによってアルデヒド捕捉剤が付与される。次いで、バインダーとアルデヒド捕捉剤とが付与された無機繊維３をコンベア４ａ上に堆積して、コンベア４ｂ上に搬送され、コンベア５によって所定厚さに圧縮成形されつつ、重合反応炉６に導入されてバインダーが加熱重合硬化され、無機繊維断熱吸音材７が形成される。

まず、繊維化装置１によりグラスウール等の無機繊維を紡出させる繊維化工程が行われる。ここで、繊維化装置１による繊維化の方法としては、従来公知の遠心法（ロータリー法）の他、火焔吹付法、吹き飛ばし法等が例示でき、特に限定されない。また、繊維化装置１は、製造する無機繊維断熱吸音材７の密度、厚さ、および巾方向の長さに応じて複数設けることも可能である。

無機繊維３は、特に限定されず、通常の断熱吸音材に使用されている、グラスウール、ロックウール等を用いることができる。また、無機繊維断熱吸音材の密度も通常の断熱材や吸音材に使用されている密度でよく、好ましくは５〜１００ｋｇ／ｍ^３の範囲である。

次いで、バインダー付与装置２によって、繊維化装置１から紡出された無機繊維３に、上記のバインダーを付与するバインダー付与工程を行なう。バインダーの付与方法としては、従来公知のスプレー法等を用いることができる。

ここで、本発明においては、このバインダー付与を、尿素を添加後７２時間以内、好ましくは２４時間以内に行なう。尿素の添加後７２時間を超えると、バインダーの安定性が低下し、バインダーが分離して無機繊維に均一に付与することが困難となる。

ここで、無機繊維のバインダーの付着量は、無機繊維断熱吸音材の密度や用途によって異なるが、バインダーが付着した無機繊維断熱吸音材の質量を基準として、固形分量で１〜１５質量％の範囲であることが好ましい。

次に、上記のバインダーの付与工程の直後に、アルデヒド捕捉剤付与装置９ａによってアルデヒド捕捉剤が付与される。このように、本発明においては、バインダー付与工程から前記加熱硬化工程終了までの間に、アルデヒド捕捉剤の付与が行われることが好ましい。

この場合、アルデヒド捕捉剤の付与量は、無機繊維に付着したバインダーの固形分１００質量部に対して、３〜１５質量部となるように付与することが好ましい。上記捕捉剤の付着量が３質量部未満となる付与量であるとアルデヒド捕捉効果が十分に期待できない。また、１５質量部を超える付与量になると、上記捕捉剤が無機繊維に固着しきれずに脱落したり、上記捕捉剤に要するコストが高くなり、経済的でない。上記捕捉剤の付与量は、バインダーの付着量１００質量部に対して、５〜１５質量部がより好ましく、７〜１０質量部が特に好ましい。

ここで、本発明におけるバインダーの付着量とは、強熱減量法またはＬＯＩ（Loss of Ignition ）と呼ばれる方法により測定される量であり、約５５０℃でバインダー付着後の無機繊維断熱吸音材の乾燥試料を強熱し、減量をすることにより失われる物質の重量を意味する。

アルデヒド捕捉剤を付与する方法としては、粉体で散布する方法、水に溶かして液体の状態で噴霧する方法があるが、特に、無機繊維の表面に均一に付与するには、液体の状態でスプレー装置を用いて噴霧する方法が好ましい。この場合、アルデヒド捕捉剤水溶液の濃度は１〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。２０質量％を超える高濃度であると、アルデヒド捕捉剤の水溶液を調合するときに溶解しにくい等のハンドリングの問題が生じるので好ましくない。また、１質量％未満の低濃度であると、アルデヒド捕捉効果を得るために噴霧量を増加する必要があり、後の重合反応炉６で余分な水分を飛ばすための熱量が必要となるため経済上好ましくない。水溶液の温度は、特に限定されず常温でもよいが、凍結、固形分の析出等が生じない温度範囲であることが好ましい。

また、水溶液の濃度とスプレー装置の噴霧量の少なくともどちらか一方を調整することにより、従来の無機繊維断熱吸音材の製造する諸条件を変更することなく、無機繊維３へのアルデヒド捕捉剤の付与量を所望の値に調整することができ、かつ、バインダーの量に対するアルデヒド捕捉剤の含有量を所望の値に調整することができる。

なお、本発明においては、アルデヒド捕捉剤を付与する位置は、バインダー付与工程から前記加熱硬化工程終了までの間であれば上記の位置には限定されず、例えば、図２のように、無機繊維３が堆積し終わったコンベア４ａ上と、それに連続して設けられている重合反応炉６に導入するためのコンベア４ｂおよびコンベア５との間の部分にアルデヒド捕捉剤付与装置９ｂ、９ｃが設けられていてもよい。

上記工程によって、バインダーおよびアルデヒド捕捉剤が付与された無機繊維３は、繊維化装置１の下方に配置されたコンベア４ａに堆積され、連続して、ライン方向に沿って設けられているコンベア４ｂに移動する。そして、コンベア４ｂ上に所定間隔で対向配置されたコンベア５によって、堆積した無機繊維３は所定の厚さに圧縮されてマット状に成形される。

その後、コンベア４ｂの位置に配設された重合反応炉６に入り、無機繊維３に付着したバインダーが、重合反応炉６内で加熱重合硬化される加熱硬化工程が行なわれ、無機繊維断熱吸音材７を形成する。そして、形成された無機繊維断熱吸音材７は、コンベア４ｃの部分に設置された切断機８によって所定の製品寸法に切断された後、コンベア４ｄによって運ばれ、包装、梱包される。

上記の本発明の製造方法によって得られた無機繊維断熱吸音材７は、そのままの形態で断熱材、吸音材等に用いることができる。また、無機繊維断熱吸音材７に表皮材を組み合わせてもよい。表皮材としては、紙、金属蒸着合成樹脂フィルム、合成樹脂フィルム、金属箔積層フィルム、不織布、織布あるいはこれらを組み合わせたもの(例えば、アルミ貼クラフト紙、アルミ貼ガラスクロス等)を用いることができる。

また、本発明の製造方法を用いることにより、得られる無機繊維断熱吸音材７からのアルデヒド類の放出を抑えることができる。アルデヒド類の放出の程度としては、ＪＩＳＡ１９０１のホルムアルデヒド放散測定方法（小型チャンバー法）によるホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈｒ以下であり、ホルムアルデヒドの放出を極めて少なくすることができる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の説明において、部、％は、特に断りのない場合は質量基準を表す。

調合１
水酸化ナトリウム触媒を用い、ホルムアルデヒド対フェノールのモル比(以下Ｆ／Ｐ比という)を２．５として調合し、数平均分子量が３５０のレゾールを得た。

調合２
水酸化ナトリウム触媒を用い、Ｆ／Ｐ比を２．５として調合し、数平均分子量が２５０のレゾールを得た。

調合３
水酸化ナトリウム触媒を用い、Ｆ／Ｐ比を２．５として調合し、数平均分子量が４００のレゾールを得た。

調合４
水酸化ナトリウム触媒を用い、Ｆ／Ｐ比を３．５として調合し、数平均分子量が３５０のレゾールを得た。

［実施例１］
調合１で得られたレゾールの固形分換算１００部に対して、４０質量パーセント濃度に調製した尿素水溶液を固形分換算で４０部添加し、室温で３時間攪拌した。その後、ｐＨが８．０となるように２５％アンモニア水溶液を添加し反応を終了させた。更に、固形分が３５％となるように水で希釈を行ないバインダーを得た。

［実施例２］
レゾールの固形分１００部に対して尿素６７部となるように尿素を添加した以外は、実施例１と同様の方法によりバインダーを得た。

［実施例３］
レゾールの固形分１００部に対して尿素４２部となるように尿素を添加した以外は、実施例１と同様の方法によりバインダーを得た。

［実施例４］
レゾールの固形分１００部に対して尿素２５部となるように尿素を添加した以外は、実施例１と同様の方法によりバインダーを得た。

［比較例１］
調合２で得られたレゾールを、実施例１と同様の調合方法によってバインダーを得た。

［比較例２］
調合３で得られたレゾールを、実施例１と同様の調合方法によってバインダーを得た。

［比較例３］
調合４で得られたレゾールを、実施例１と同様の調合方法によってバインダーを得た。

［比較例４］
尿素を添加しなかった以外は、実施例１と同様の方法によりバインダーを得た。

［試験例１］
希釈能の測定
実施例１、比較例１、２のバインダーについて、蒸留水を用いて、希釈倍率を求めた。異物が見られた時点での希釈倍率を、その樹脂の希釈能とした。

遊離フェノールの測定
実施例１、比較例１、２のバインダーに用いた調合１〜３のレゾールについて、遊離フェノール（以下、ＦＰとする）を測定した。

ＦＰ（％）は、以下の方法でガスクロマトグラフィーにより測定した。まず、フェノールを０．１ｇ、０．２ｇ、０．３ｇを各々秤量し、アセトン２０ｍｌを加え２分攪拌し、更にｎ−ドデカンを０．１ｍｌ加え、１分混合したものを検量線用のサンプルとした。

次に、上記のレゾールを３ｇ秤量し、アセトンを２０ｍｌ加え２分攪拌した。更に内標準物質としてｎ−ドデカンを０．１ｍｌ加えて１分混合し、測定用サンプルとした。ガスクロマトグラフィーの測定条件は、キャリアーガスを窒素ガス（１．０ｋｇ／ｃｍ２）、カラム温度を１３０℃、注入口温度を２４０℃、注入量を０．５μＬである。カラムはセライト545AW (MAX TEMP.280℃、MESH 60/80)を用いた。

上記の希釈能及びＦＰの測定結果を表１にまとめて示す。

表１より明らかなように、数平均分子量が低い比較例２では、安定性は実施例１よりも優れるが、ＦＰが非常に高い。一方で、数分子量の高い比較例２では、ＦＰは実施例１と同様に低いが、希釈能に劣り、バインダーとしての安定性に欠ける。

［試験例２］
遊離ホルムアルデヒドの測定
実施例２〜４、比較例４のバインダーについて、遊離ホルムアルデヒド（以下、ＦＦとする）を測定した。

ＦＦ（％）は、以下の方法で滴定により測定した。

上記のレゾール５ｇ秤量し、メタノールを１５ｍｌ添加し、更に水５０ｍｌを添加し、静かに攪拌しながら０．１規定の硫酸水溶液でｐＨを４．０に調製した。調製完了後ただちに７％塩酸ヒドロキシルアミン溶液５０ｍｌを加え、５分攪拌した。その後、１規定の水酸化ナトリウム溶液で滴定し、ｐＨが４．０になる点を終点として滴定量を求め、以下の式よりＦＦ（％）を算出した。その結果を表２に示す。

ＦＦ（％）＝（滴定量(ml)×0.03×NaOHのファクター×100）／レゾール(g)

表２より明らかなように、レゾールに対する尿素の添加量が本発明の好ましい範囲内である実施例２、３においてはＦＦが１％以下であるのに対し、尿素の添加量が少ない実施例４においてはＦＦが２．４％と高く、尿素を含有しない比較例４においてはＦＦが４．３％と更に高いことがわかる。

［実施例５］
遠心法により繊維化したガラス繊維に、実施例１のバインダーを所定の付与量になるようにスプレーで塗布した。なお、バインダーは尿素の添加後４時間後に付与した。

その後、吸引装置で吸引しながらバインダーが付着したガラス繊維をコンベア上に堆積させ、無機繊維断熱吸音材の中間体を形成させた。この中間体を２８０℃の熱風中で３分間加熱して、バインダーを硬化させ、密度３５ｋｇ／ｍ^２、厚み５０ｍｍ、バインダー付与量８．０％である無機繊維断熱吸音材を得た。

［比較例５］
比較例３のバインダーを用いた以外は実施例５と同様の方法で無機繊維断熱吸音材を得た。

［試験例３］
実施例５、比較例５の無機繊維断熱吸音材に用いたレゾールについて、上記のＦＦを測定した。また、得られた無機繊維断熱吸音材について、ＪＩＳＡ１９０１のホルムアルデヒド放散測定方法により、ホルムアルデヒド放散速度を測定した。

測定日数は７日間として、チャンバー体積は２０Ｌ、換気回数は０．５回／ｈとした。サンプリングにはＤＮＰＨ（２，４−ジニトロフェニルヒドラジン）シリカショートボディ（Waters製）を用いた。捕集体積は１０Ｌとし、捕集流量は１６７ｍｌ／ｍｉｎとした。その結果をまとめて表３に示す。

表３より明らかなように、実施例５ではＦＦが低く、無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒド放散速度も低く抑えられるのに対し、Ｆ／Ｐ比が３．５でホルムアルデヒドが多い比較例５では、ＦＦが高く、ホルムアルデヒド放散速度も高くなっていることがわかる。

［試験例４］
実施例２のバインダーについて、尿素を添加した直後からの経時変化における希釈能を測定し、バインダーの安定性を評価した。その結果を表４に示す。

表４より明らかなように、尿素の添加から７２時間以内であれば、希釈能は２００％以上と充分実用範囲内であるのに対し、経過時間が９６時間の場合には希釈能が１００％と不充分であり、バインダーの安定性が劣っていることがわかる。

本発明によれば、バインダー中の遊離ホルムアルデヒドの含有量が少なく、製品状態である無機繊維断熱吸音材からのホルムアルデヒドの放出もきわめて少ない無機繊維断熱吸音材を製造することができる。したがって、本発明により得られる無機繊維断熱吸音材は、住宅等の建築用断熱材、吸音材等として好適に使用することができる。

本発明の無機繊維断熱吸音材の製造方法の一実施形態を示す概略工程図である。本発明の無機繊維断熱吸音材の製造方法の他の実施形態を示す概略工程図である。

符号の説明

１：繊維化装置
２：バインダー付与装置
３：無機繊維
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５：コンベア
６：重合反応炉
７：無機繊維断熱吸音材
８：切断機
９ａ、９ｂ、９ｃ：アルデヒド捕捉剤付与装置

Claims

塩基性触媒下で、フェノール類１モルに対してホルムアルデヒド２〜３モルを反応させて、数平均分子量が２７０〜３８０のレゾールを得るレゾール形成工程と、前記レゾールに尿素を添加してバインダーを得るバインダー調合工程と、前記尿素を添加後７２時間以内に前記バインダーを無機繊維に付与するバインダー付与工程と、前記バインダー付与工程後の無機繊維を加熱硬化する加熱硬化工程とを含むことを特徴とする無機繊維断熱吸音材の製造方法。
前記レゾールの固形分１００質量部に対して、前記尿素を１０〜１２０質量部添加する請求項１に記載の無機繊維断熱吸音材の製造方法。
前記バインダー付与工程から前記加熱硬化工程終了までの間に、更にアルデヒド捕捉剤を付与し、該アルデヒド捕捉剤の付与量が、前記無機繊維に付着したバインダーの固形分１００質量部に対して、３〜１５質量部となるように付与する請求項１又は２に記載の無機繊維断熱吸音材の製造方法。
前記レゾール中の遊離フェノールの含量が１質量％以下であり、かつ、遊離ホルムアルデヒドの含量が５質量％以下である請求項１〜３のいずれか1つに記載の無機繊維断熱吸音材の製造方法。
上記方法により得られた前記無機繊維断熱吸音材に対するＪＩＳＡ１９０１のホルムアルデヒド放散測定方法によるホルムアルデヒド放散速度が５μｇ／ｍ^２・ｈｒ以下である請求項１〜４のいずれか１つに記載の無機繊維断熱吸音材の製造方法。