JP2008014115A - カット性及び伸縮性に優れた住宅用断熱・吸音材 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量で断熱性、吸音性等にも優れるが、使用時のカット性や挿入性といった作業性にも優れ、その断熱・吸音材を容易に製造できる方法を提供する。
【解決手段】 ２種類以上の短繊維集合体からなる不織布構造体の繊維方向が構造体の幅方向よりも長さ方向に対して比較的平行に揃っていて幅方向に裂け、幅方向に伸縮することを特徴とする住宅用断熱・吸音材。
【選択図】図１

Description

本発明は、断熱性、吸音性および使用時の作業性に優れる住宅用断熱・吸音材およびその製造方法に関するものである。

従来、床、壁、屋根等の住宅用断熱・吸音材としては、ガラスウールにフェノール樹脂等をスプレー法、含浸法等により付与したものや、ガラスウールに替えて発泡ウレタン、発泡スチレン等を用いる方法が種々検討されている。

また、ポリエステル捲縮繊維をマトリックスとし、熱接着性繊維で該繊維を固定したポリエステル繊維製断熱材は、例えば特開平６−２５７０４８号、特開平７−１０２４６１号等に記載されている。しかしこれらはいずれも住宅用断熱・吸音材として施工する場合、現場で床・壁・天井のスペースに合わせてカットする必要があるが、カッター等でこれを行うと繊維に絡んで切断しづらく、時間もかかってしまうためこのままでは住宅用断熱・吸音材としては不適当である。

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、吸音性等にも優れるが、使用時のカット性や挿入性といった作業性にも優れ、その断熱・吸音材を容易に製造できる方法を提供することにある。

本発明の短繊維集合体からなる住宅用断熱・吸音材は、前記課題を解決するために以下のような構成を有する。

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不織布構造体の繊維方向が構造体の幅方向よりも長さ方向に対して比較的平行に揃っていて幅方向に裂け、幅方向に伸縮することを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

また、請求項２にかかる発明は、前記不織布構造体の長さ方向に沿って１本以上のスリットを施し、簡単に手で幅方向に裂け、幅方向に伸縮することを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

また、請求項３にかかる発明は、前記不織布構造体に施すスリットの深さが厚さに対して１０％以上であることを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

また、請求項４にかかる発明は、前記不織布構造体が、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、該低融点繊維を５〜４０ｗｔ％含有し、密度が５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下で、厚さが５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

また、請求項５にかかる発明は、前記不織布構造体の片面もしくは両面に膜状物を積層することを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

また、請求項６にかかる発明は、前記膜状物が不織布で、厚さが０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

また、請求項７にかかる発明は、前記膜状物がフィルムで、厚さが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする住宅用断熱・吸音材である。

本発明はガラス繊維に替わる性能を有し、不織布構造体の長さ方向に１本以上のスリットを施すことにより使用時のカット性や挿入性といった作業性を著しく改善した。更に、幅方向に伸縮する為、木部の木痩にも追従し断熱性能を損なわない。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短繊維集合体なら再び本発明の断熱・吸音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。

以下に本発明の住宅用断熱・吸音材の部材である短繊維集合体について説明する。
本発明の実施の形態に係わる断熱・吸音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（ＰＥＴ）、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レーヨン、および絹、綿、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。

本発明に用いる短繊維集合体は、上記繊維を２種類以上含むが、少なくとも１種類は異型構造の繊維であることが好ましい。異型構造の繊維を使用することにより、短繊維集合体を嵩高性にし、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。異型構造の例としては、中空（単孔、多孔）、三角形、多角形、Ｙ型、Ｗ型等がある。

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、短繊維集合体を断熱材として使用する場合、短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。また、三角形、多角形、Ｙ型、Ｗ型等の場合、繊維表面積が多くなることと、構造体の空間をより細かく分割することにより熱の移動を抑制する効果がある。

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知られており、このタイプの繊維は本発明の短繊維構造体のマトリックス繊維として特に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。

また、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短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、短繊維集合体の形態が保持される。

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。

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不織布構造体としてのカット性、形態保持性の観点から５〜４０ｗｔ％の利用が好ましい。５ｗｔ％未満であると不織布構造体としての形態保持性が維持できず、また４０ｗｔ％以上であると短繊維同士の接着が強くなりすぎてカットが困難となる。作業現場での使用時のカット性を考慮するとより好ましくは、５〜２０ｗｔ％である。

本発明の好ましい態様として、短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短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。

次に本発明の短繊維集合体からなる住宅用断熱・吸音材の製造方法について説明する。
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、クロスレイヤでウェッブを積層して熱処理を施す。熱処理温度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、短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し住宅用断熱・吸音材に使用可能な不織布構造体となる。

本発明の不織布構造体の繊維方向が構造体の幅方向よりも長さ方向に対して比較的平行に揃っていることが必要である。繊維方向が構造体の幅方向よりも長さ方向に対して比較的平行に揃えることにより構造体の幅方向に裂け、幅方向に伸縮することが容易となる。幅方向に伸縮することにより挿入及び挿入後の断熱欠損が少なくなる利点がある。繊維方向が構造体の幅方向よりも長さ方向に対して比較的平行に揃えた不織布構造体を作成するには、前記で説明した製造工程でカーディング機の幅方向（ウェッブの幅方向）が不織布構造体の長さ方向となるようにサイズを決定することにより可能となる。

本発明の住宅用断熱・吸音材は不織布構造体の長さ方向に沿って１本以上のスリットを施すことが好ましい。スリットを施すことにより更に簡単に手で幅方向に裂けるといった作業現場での作業性を著しく改善することが可能となる。

本発明の不織布構造体に施すスリットの深さが厚さに対して１０％以上であることが好ましい。１０％未満であると作業現場でカットする際、手で裂くことが困難となる。

本発明の不織布構造体の密度は５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下であることが好ましい。密度が５ｋｇ／ｍ３未満であると住宅に必要とされる断熱・吸音性が得られない。また５０ｋｇ／ｍ３以上であると不織布構造体の硬度が大きくなりすぎ、カットが困難となり不適切である。

本発明の不織布構造体の厚さは５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましい。厚さが５ｍｍ未満であると住宅に必要とされる断熱・吸音性が得られない。また２００ｍｍ以上であると住宅用断熱・吸音材として床・壁・天井に使用する場合、納入スペースの容積を超えてしまうため不適切である。

本発明の不織布構造体の片面もしくは両面に膜状物を積層することも可能である。膜状物に防湿性、撥水性といった機能性を付与することにより、住宅用断熱・吸音材に付加価値を付与することが可能となる。

本発明に使用する膜状物は、スパンボンドもしくはメルトブローンもしくはフラッシュボンド等の直接紡糸法による不織布や、スパンレースもしくはエアレイドもしくはカード法による短繊維からなる不織布で、強度や経済性、壁材としての使用時の作業性を考慮すると厚さが０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。更に好ましくは、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。使用する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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レーヨン、および絹、綿、麻、羊毛等の天然繊維が挙げられる。

また、膜状物がフィルムでも良い。フィルムを全面に積層した場合、壁構造体の湿気止めとしてそのまま使用できる。厚さは、前記と同様の理由で０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。更に好ましくは、０．０５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。使用する素材としては、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、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）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、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が挙げられる。

本発明に使用する膜状物を不織布構造体に積層する際、不織布構造体よりはみ出させることも施工時の作業性の観点から好ましい。はみ出す巾は、不織布構造体の端面より２ｍｍ以上３００ｍｍ以下はみ出るように膜状物を積層することが好ましい。

壁構造に使用される柱は１０５ｍｍもしくは１２０ｍｍ、１５０ｍｍの角材が一般的であり、膜状物を柱にタッカーで打ちつけるのに、不織布よりはみ出す巾が２ｍｍ未満では、作業性が悪く、３００ｍｍ以上では柱より必要以上に、はみ出て経済的でない。柱の大きさに会わせて適宜、はみださせる巾を決めれば良い。

（実施例１）
帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＴＡ９４（１４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を４０％、帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＲＡ０３（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を２０％、熱融着繊維としてユニチカファイバー（株）製共重合ＰＥＴ短繊維４０８０（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）４０％を開繊、混綿し、カーディング機、クロスレイヤー処理を行った。引続き試料の両面から１４０〜２００℃加熱処理を施し、さらに加熱処理ゾーン出口にてローラで不織布を圧縮して厚さを調節して目付け８００ｇ／ｍ２、厚さ４０ｍｍの不織布構造体を得た。この不織布構造体を出口にて回転スリッターでカーディング機の幅方向（ウェッブの幅方向）が長さ方向となるよう幅４１７ｍｍ、長さ１１６８ｍｍのサイズにカットを行った。さらに次工程において回転スリッターにより幅方向の両端から３８ｍｍの位置に長さ方向に添って不織布構造体の上面に深さ２０ｍｍのスリットを施すことにより住宅用断熱・吸音材を得た。この住宅用断熱・吸音材を実際に住宅の床の根太間に施工したところ、スリットに沿って簡単に手で長さ方向に裂けることにより様々なサイズの根太間に合わせて現場で簡単にサイズ調整が可能となり、作業性の改善に繋がった。

（実施例２）
帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＴＡ９４（１４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を４０％、帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＲＡ０３（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を２０％、熱融着繊維としてユニチカファイバー（株）製共重合ＰＥＴ短繊維４０８０（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）４０％を開繊、混綿し、カーディング機、クロスレイヤー処理を行った。引続き試料の両面から１４０〜２００℃加熱処理を施し、さらに加熱処理ゾーン出口にてローラで不織布を圧縮して厚さを調節して目付け８００ｇ／ｍ２、厚さ４０ｍｍの不織布構造体を得た。この不織布構造体を出口にて回転スリッターでカーディング機の幅方向（ウェッブの幅方向）が長さ方向となるよう幅４１７ｍｍ、長さ１１６８ｍｍのサイズにカットを行った。さらに次工程において回転スリッターにより幅方向の両端から３８ｍｍの位置に長さ方向に添って不織布構造体の上面に深さ２０ｍｍのスリットを施したうえ、目付け３０ｇ／ｍ２、厚さ０．３ｍｍ、幅５１７ｍｍ、長さ１２６８ｍｍのスパンボンド（片面にバインダー樹脂を塗布した）を不織布構造体の端面から両方向に５０ｍｍ飛び出るように積層して加熱圧着を行い住宅用断熱・吸音材を得た。この住宅用断熱・吸音材を実際に住宅の床の根太間に施工したところ、スリットに沿って簡単に手で長さ方向に裂けることにより様々なサイズの根太間に合わせて現場で簡単にサイズ調整が可能となり、作業性の改善に繋がった。

（実施例３）
帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＴＡ９４（１４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を４０％、帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＲＡ０３（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を２０％、熱融着繊維としてユニチカファイバー（株）製共重合ＰＥＴ短繊維４０８０（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）４０％を開繊、混綿し、カーディング機、クロスレイヤー処理を行った。引続き試料の両面から１４０〜２００℃加熱処理を施し、さらに加熱処理ゾーン出口にてローラで不織布を圧縮して厚さを調節して目付け８００ｇ／ｍ２、厚さ４０ｍｍの不織布構造体を得た。この不織布構造体を出口にて回転スリッターでカーディング機の幅方向（ウェッブの幅方向）が長さ方向となるよう幅４１７ｍｍ、長さ１１６８ｍｍのサイズにカットを行った。さらに次工程において回転スリッターにより幅方向の両端から３８ｍｍの位置に長さ方向に添って不織布構造体の上面に深さ２０ｍｍのスリットを施したうえ、目付け３０ｇ／ｍ２、厚さ０．０５ｍｍ、幅５１７ｍｍ、長さ１２６８ｍｍのポリエチレンフィルム（片面にバインダー樹脂を塗布した）を不織布構造体の端面から両方向に５０ｍｍ飛び出るように積層して加熱圧着を行い住宅用断熱・吸音材を得た。この住宅用断熱・吸音材を実際に住宅の床の根太間に施工したところ、スリットに沿って簡単に手で長さ方向に裂けることにより様々なサイズの根太間に合わせて現場で簡単にサイズ調整が可能となり、作業性の改善に繋がった。

（比較例１）
帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＴＡ９４（１４ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を４０％、帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維ＲＡ０３（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を２０％、熱融着繊維としてユニチカファイバー（株）製共重合ＰＥＴ短繊維４０８０（２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）４０％を開繊、混綿し、カーディング機、クロスレイヤー処理を行った。引続き試料の両面から１４０〜２００℃加熱処理を施し、さらに加熱処理ゾーン出口にてローラで不織布を圧縮して厚さを調節して目付け８００ｇ／ｍ２、厚さ４０ｍｍの不織布構造体を得た。この不織布構造体を出口にて回転スリッターでカーディング機の幅方向（ウェッブの幅方向）が長さ方向となるよう幅４１７ｍｍ、長さ１１６８ｍｍのサイズにカットを行い、住宅用断熱・吸音材を得た。この住宅用断熱・吸音材を実際に住宅の床の根太間に施工したところ根太間のサイズにあわせて手で裂くことは不可能で、専用の鋏もしくはカッターで切断する必要があり時間もかかり作業性は悪かった。

本発明の実施例１である住宅用断熱・吸音材の断面図である。 本発明の実施例１である住宅用断熱・吸音材の上面図である。 本発明の実施例２および３である住宅用断熱・吸音材の断面図である。 本発明の実施例２および３である住宅用断熱・吸音材の上面図である。

符号の説明

１、２、５ スリット（図ではスリット幅を広げて強調）
３ 長さ方向および繊維方向
４ 幅方向
６ 不織布もしくはフィルム

Claims (7)

1. ２種類以上の短繊維集合体からなる不織布構造体の繊維方向が構造体の幅方向よりも長さ方向に対して比較的平行に揃っていて幅方向に裂け、幅方向に伸縮することを特徴とする住宅用断熱・吸音材。
2. 前記不織布構造体の長さ方向に沿って１本以上のスリットを施し、簡単に手で幅方向に裂け、幅方向に伸縮することを特徴とする請求項１記載の住宅用断熱・吸音材。
3. 前記不織布構造体に施すスリットの深さが厚さに対して１０％以上であることを特徴とする請求項１〜２記載の住宅用断熱・吸音材。
4. 前記不織布構造体が、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、該低融点繊維を５〜４０ｗｔ％含有し、密度が５ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下で、厚さが５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３記載の住宅用断熱・吸音材。
5. 前記不織布構造体の片面もしくは両面に膜状物を積層することを特徴とする請求項１〜４記載の住宅用断熱・吸音材。
6. 前記膜状物が不織布で、厚さが０．０１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５記載の住宅用断熱・吸音材。
7. 前記膜状物がフィルムで、厚さが０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６記載の住宅用断熱・吸音材。

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