JP2019085672A - ミネラルウール用バインダー組成物及びミネラルウール - Google Patents

Abstract

【課題】ポリビニルアルコール樹脂を含むバインダーを用いたミネラルウールに関して、ミネラルウールの硬さが向上し、かつ、ミネラルウールの復元性を充分に確保することを可能とするミネラルウール用バインダー組成物を提供すること。【解決手段】ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、水性溶媒と、を含有する、ミネラルウール用バインダー組成物が開示される。コロイダルシリカの含有量が、バインダー組成物の水性溶媒以外の成分全量に対して、１．０質量％以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、ミネラルウール用バインダー組成物及びミネラルウールに関する。

グラスウール、又は、ロックウール等のミネラルウールは、通常、建築物等の内装部材又は外装部材の内部に設けられる。ミネラルウールにおいて、繊維間を接着させるためにバインダー（ミネラルウール用バインダー）が使用されている。

従来、ミネラルウールには、フェノール樹脂を主成分とするバインダーが用いられてきた。近年、フェノール樹脂から放散されるホルムアルデヒドへの健康上の懸念から、バインダーにはフェノール樹脂に代えて、ポリビニルアルコール樹脂が用いられることがある。例えば、特許文献１には、ポリビニルアルコール系樹脂を主成分とする水溶性高分子と、架橋剤と、粘着抑制剤と、シランカップリング剤と、離型剤とを混合して得られた無機繊維用水溶性バインダーであって、その硬化物に優れた弾力性と耐水性とがある事を特徴とする、無機繊維用水溶性バインダーが開示されている。

特開２０１６−１０８７０７号公報

ところが、バインダーにポリビニルアルコール樹脂を用いた場合、フェノール樹脂を用いた場合と比べて、得られるミネラルウールが柔らかくなりやすい。ミネラルウールが柔らかいと、例えば、マット状のミネラルウールを工事現場等で所定の位置に配置することが困難になることがある。

また、ミネラルウールは、輸送性の観点から、圧縮された状態からの良好な復元性を有することも求められる。

そこで、本発明の主な目的は、ポリビニルアルコール樹脂を含むバインダーを用いたミネラルウールに関して、ミネラルウールの硬さが向上し、かつ、ミネラルウールの復元性を充分に確保することを可能とするミネラルウール用バインダー組成物を提供することにある。

本発明の一側面は、ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、水性溶媒と、を含有する、ミネラルウール用バインダー組成物に関する。ミネラルウール用バインダー組成物において、コロイダルシリカの含有量は、当該バインダー組成物の水性溶媒以外の成分全量に対して、１．０質量％以上であってよい。

上記バインダー組成物は、架橋剤を含有していてもよく、ポリビニルアルコール樹脂の少なくとも一部が、架橋剤により、又は架橋剤によらずに架橋されていてもよい。上記バインダー組成物において、コロイダルシリカの含有量が、上記バインダー組成物が架橋剤を含有するときはポリビニルアルコール樹脂及び架橋剤の合計含有量１００質量部に対して、上記バインダー組成物が架橋剤を含有しないときはポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部に対して、１．０質量部以上であってよい。

コロイダルシリカの含有量が、上記バインダー組成物が架橋剤を含有するときはポリビニルアルコール樹脂及び架橋剤の合計含有量１００質量部に対して、上記バインダー組成物が架橋剤を含有しないときはポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部に対して、７．５〜２２．５質量部であってよい。

上記バインダー組成物の前記水性溶媒以外の成分全量に対して、上記バインダー組成物が架橋剤を含有するときはポリビニルアルコール樹脂及び架橋剤の合計含有量が、上記バインダー組成物が架橋剤を含有しないときはポリビニルアルコール樹脂の含有量が、７６．０〜８５．０質量％であってよい。

本発明の別の一側面は、無機繊維と、無機繊維に付着した上記ミネラルウール用バインダー組成物と、を含有する、ミネラルウールに関する。

本発明の別の一側面は、無機繊維と、無機繊維に付着したバインダーと、を含有し、バインダーが、架橋ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、を含む、ミネラルウールに関する。

上記ミネラルウールにおいて、バインダーの付着量が、ミネラルウール１００質量部に対して、０．５〜１５．０質量部であってよい。

本発明の一側面によれば、ポリビニルアルコール樹脂を含むバインダー組成物を用いたミネラルウールに関して、ミネラルウールの硬さが向上し、かつ、ミネラルウールの復元性を充分に確保することを可能とするミネラルウール用バインダー組成物が提供される。また、本発明の一側面によれば、硬さが向上しており、かつ、復元性が充分に確保されている、ポリビニルアルコール樹脂を含むバインダー組成物を用いたミネラルウールを提供することができる。

以下、本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係るミネラルウール用バインダー組成物（以下、単に「バインダー組成物」ともいう。）は、ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、水性溶媒と、を含有する。

本実施形態に係るミネラルウール用バインダー組成物において、ポリビニルアルコール樹脂の少なくとも一部が架橋されていてもよい。つまり、バインダー組成物は、ポリビニルアルコール樹脂の架橋体である、架橋ポリビニルアルコール樹脂を含有していてもよい。架橋ポリビニアルコール樹脂は、架橋剤により化学的に架橋されたポリビニルアルコール樹脂であっても、架橋剤によらずに樹脂中の結晶構造等により物理的に架橋されたポリビニアルコール樹脂であってもよい。バインダー組成物が架橋剤を含有しない場合、通常、後述の結晶化促進剤のような、ポリビニルアルコール樹脂の物理的な架橋を促進するための成分がバインダー組成物に加えられる。すなわち、本実施形態に係るミネラルウール用バインダー組成物は、架橋ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、水性溶媒と、を含み、コロイダルシリカの含有量が、架橋ポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部に対して、１．０質量部以上であってよい。ここで、架橋ポリビニアルコール樹脂は、少なくとも一部が化学的又は物理的に架橋されたポリビニアルコール樹脂を意味し、本実施形態に係るミネラルウール用バインダー組成物が付着し加熱処理を受けたミネラルウールの取扱性に優れることから、少なくとも一部が化学的に架橋されたポリビニルアルコール樹脂であることが好ましい。

ポリビニルアルコール樹脂の重合度は、例えば、３００〜３０００の範囲であってよく、好ましくは、３５０〜１０００の範囲であり、より好ましくは、４００〜８００の範囲である。ポリビニルアルコール樹脂の重合度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７２６：１９９４に規定されている方法で求められる平均重合度の値である。ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、例えば、６０〜１００（モル％）の範囲であってよく、好ましくは、７５〜９９（モル％）の範囲である。ポリビニルアルコール樹脂のケン化度は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６７２６：１９９４で規定されている方法で求めることができる。ポリビニルアルコール樹脂の市販品としては、例えば、日本酢ビ・ポバール社製の「ＪＬ−０５Ｅ」（重合度：５００、けん化度：８０〜８４（モル％））が挙げられる。

バインダー組成物の水性溶媒以外の成分全量（以下、単に「固形分」ともいう。）に対して、バインダー組成物が架橋剤を含有するときはポリビニルアルコール樹脂及び架橋剤の合計含有量、バインダー組成物が架橋剤を含有しないときはポリビニルアルコール樹脂の含有量は、工業的生産のための経済性により優れるという観点から、７６．０〜８５．０質量％、７７．０〜８４．０質量％、又は７８．０〜８３．５質量％であってよい。すなわち、バインダー組成物が架橋剤を含有する場合には、バインダー組成物の水性溶媒以外の成分全量に対して、架橋ポリビニルアルコール樹脂の含有量は、７６．０〜８５．０質量％、７７．０〜８４．０質量％、又は７８．０〜８３．５質量％であってよい。

架橋ポリビニルアルコール樹脂が架橋剤により化学的に架橋されたポリビニルアルコール樹脂である場合、架橋剤は、ポリビニルアルコール樹脂の水酸基と共有結合又は非共有結合を形成することで、ポリビニルアルコール樹脂の分子鎖同士を架橋する１種以上の化合物から構成される。架橋剤は、水酸基と反応して共有結合を形成し得る官能基を２個以上有する化合物を含んでいてもよい。水酸基と反応して共有結合を形成し得る官能基の例としては、カルボキシル基がある。

架橋剤は、例えば、脂肪族カルボン酸、脂肪族カルボン酸を単量体単位として含む単独重合体若しくは共重合体、ホウ素化合物、又はこれらの組合せを含むことができる。脂肪族カルボン酸を単量体単位として含む重合体又は共重合体としては、例えば、マレイン酸単独重合体又は共重合体、（メタ）アクリル酸単独重合体又は共重合体、及びフマル酸単独重合体又は共重合体が挙げられる。架橋剤としては特に、２個のカルボキシル基を有する、マレイン酸に由来する単量体単位を含む共重合体が好ましい。架橋剤は市販品であってもよい。市販品の架橋剤としては、例えば、五協産業社製「ガントレンツＡＮ−１１９」（マレイン酸系共重合体）が挙げられる。

ホウ素化合物としては、ホウ砂、ホウ酸、ホウ酸錯体等が挙げられる。ホウ素化合物は、これを含むバインダー組成物を調製する段階でポリビニルアルコール樹脂の架橋反応を進行させ得る。したがって、バインダー組成物の過度な粘度増加を抑制する観点から、ホウ素化合物は、低濃度の水溶液の状態でバインダー組成物の調製に用いられることが好ましい。例えば、市販のホウ砂を水に溶解して調製された濃度４．０％の水溶液が用いられる。

架橋剤の含有量は、ポリビニルアルコール樹脂１００質量部に対して、１．０質量部以上であることが好ましい。架橋剤の含有量が４．０質量部以上であると、バインダーの耐水性がより向上する傾向がある。同様の観点から、架橋剤の含有量は、ポリビニルアルコール樹脂１００質量部に対して、２．０質量部以上、６．０質量部以上、又は７．０質量部以上であってもよい。架橋剤の含有量の上限は、特に限定されないが、経済性の観点から、ポリビニルアルコール樹脂１００質量部に対して、１００質量部以下、５０質量部以下、３０質量部以下、２０質量部以下、又は１０質量部以下であってもよい。

バインダー組成物が架橋剤を含有する場合、架橋ポリビニアルコール樹脂の含有量は、ポリビニルアルコール樹脂の含有量と架橋剤の含有量との合計を意味する。バインダー組成物又はこれから形成されるバインダーにおいて、必ずしも架橋剤の全てが、ポリビニルアルコール樹脂の水酸基と共有結合又は非共有結合を形成していなくてもよい。

バインダー組成物が、結晶化促進剤を更に含有していてもよい。樹脂中の結晶構造により物理的に架橋されたポリビニルアルコール樹脂は、結晶化促進剤により、ポリビニアルアルコール樹脂の結晶化度を高めることにより得ることができる。結晶化促進剤としては、粒子径が１μｍ以下の無機粒子（例えば、タルク等）、結晶性有機物（例えば、カルボン酸アミド等）等を用いることができる。結晶化促進剤の含有量は、架橋ポリビニルアルコール樹脂（又はポリビニルアルコール樹脂）１００質量部に対して、０．１〜１０質量部であってもよい。

本実施形態に係るバインダー組成物は、コロイダルシリカを含有する。コロイダルシリカは、水性溶媒にコロイド状に分散するシリカ粒子である。コロイダルシリカは、市販品を利用することができる。コロイダルシリカのＢＥＴ法による平均粒子径は、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜５０ｎｍである。コロイダルシリカは、例えば、ＢＥＴ法による平均粒子径が上記範囲であるシリカ粒子と言い換えることもできる。なお、ＢＥＴ法による平均粒子径とは、粉末化したコロイダルシリカの比表面積を窒素吸着ＢＥＴ法で測定し、下式に基づき、比表面積から真球換算で算出した平均一次粒子径である。
２７２０／比表面積（ｍ^２／ｇ）＝真球換算で算出した平均一次粒子径（ｎｍ）

コロイダルシリカの含有量は、バインダー組成物の水性溶媒以外の成分全量に対して、ミネラルウールの硬さ及び復元性が優れたものとなるという観点から、１．０質量％以上又は１．０〜５０．０質量％であってよく、配合安定性が更に優れたものとなるという観点から、２．０〜３０．０質量％であってよく、ミネラルウールの復元性がより優れたものになるという観点から、６．０〜２０．０質量％であってよく、上記効果と経済性との両立の観点から、７．０〜１２．０質量％であってもよい。

コロイダルシリカの含有量は、バインダー組成物が架橋剤を含有するときはポリビニルアルコール樹脂及び架橋剤の合計含有量１００質量部に対して、バインダー組成物が架橋剤を含有しないときはポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部に対して、ミネラルウールの硬さ及び復元性が優れたものとなるという観点から、１．０質量部以上、又は１．０〜１００質量部であってよく、配合安定性が更に優れたものとなるという観点から、２．０〜２５．０質量部であってよく、ミネラルウールの復元性がより優れたものになるという観点から、７．５〜２２．５質量部であってよく、上記効果と経済性との両立の観点から、８．０〜１５．０質量部であってもよい。以下、バインダー組成物が架橋剤を含有するときの「ポリビニルアルコール樹脂及び架橋剤の合計含有量１００質量部」、及び、バインダー組成物が架橋剤を含有しないときの「ポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部」の両方を意味するために、「架橋ポリビニルアルコール樹脂１００質量部」ということがある。

本実施形態に係るバインダー組成物は、水性溶媒を含有する。水性溶媒とは、水、又は水と任意の割合で相溶し得る親水性溶媒を意味する。水性溶媒は、バインダー組成物に含まれる成分の溶媒又は分散媒として用いることができる。水性溶媒としては、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等が挙げられ、経済性及び取扱性の観点から水が好ましい。水性溶媒は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本実施形態に係るバインダー組成物のｐＨは、好ましくは７．０〜１０．０、７．５〜９．５、８．１〜９．５、又は８．８〜９．２である。バインダー組成物のｐＨがこの範囲内であることで、ミネラルウールの製造設備の腐食を防止又は抑制することができる。ｐＨの調整は、例えば、ｐＨ調整剤（例えば、アンモニア、各種カルボン酸）の添加により行うことができる。ｐＨはｐＨ試験紙により測定することができる。

本実施形態に係るバインダー組成物は、防塵剤を更に含有していてよい。防塵剤としては、オイルエマルション等が挙げられる。防塵剤の市販品の例としては、出光興産株式会社製の重質オイルエマルション「ダフニープロソルブルＰＦ」が挙げられる。防塵剤の含有量は、架橋ポリビニルアルコール樹脂１００質量部に対して、１〜３０質量部であってよい。

本実施形態に係るバインダー組成物は、撥水剤を更に含有していてよい。撥水剤としては、例えば、シリコーンオイルエマルション等のシリコーン系添加剤、及び、フッ素系添加剤が挙げられる。撥水剤の市販品の例としては、信越化学工業株式会社製のシリコーンオイルエマルション「Ｐｏｌｏｎ ＭＲ」が挙げられる。撥水剤の含有量は、架橋ポリビニルアルコール樹脂１００質量部に対して、０．０５〜２０質量部であってよい。

本実施形態に係るバインダー組成物は、シランカップリング剤を更に含有していてよい。シランカップリング剤は、架橋ポリビニルアルコール樹脂と無機繊維との界面接着に寄与する。シランカップリング剤としては、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン等のアミノシランカップリング剤、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤等が挙げられる。シランカップリング剤の市販品の例としては、信越化学工業株式会社製のアミノプロピルトリメトキシシラン「ＫＢＥ９０３」が挙げられる。シランカップリング剤は、１種類単独で用いてもよく、又は、２種類以上を併用して用いてもよい。シランカップリング剤の含有量は、ポリビニルアルコール樹脂の水溶性及び反応性並びに製造コストの観点から、架橋ポリビニルアルコール樹脂１００質量部に対して、０．１〜３.０質量部であることが好ましい。シランカップリング剤の含有量が０．１質量部以上であると、架橋ポリビニルアルコール樹脂と無機繊維との十分な界面接着が得られ易い。シランカップリング剤は、シリコーン系添加剤の無機繊維表面への定着にも寄与する。そのため、シランカップリング剤とシリコーン系添加剤等の撥水剤と組み合わせて用いることにより、ミネラルウールの耐水性をより向上させることができる。

本実施形態に係るバインダー組成物は、以上例示した成分に加えて、必要に応じてその他の成分を更に含有していてよい。その他の成分としては、粘着抑制剤、離型剤、着色剤等が挙げられる。

バインダー組成物における、固形分濃度、すなわち水性溶媒以外の成分の含有量が、バインダー組成物全量に対して、２．０〜２０質量％であることが好ましい。水性溶媒以外の成分の含有量が、２．０質量％以上である場合、ミネラルウールを乾燥させるための加熱処理に要する時間が短くなり、生産性が向上する傾向がある。水性溶媒以外の成分の含有量が、２０．０質量％以下であると、溶液（バインダー組成物）の粘度が充分に低下し、ウール状の無機繊維に対する浸透性が良好になる。同様の観点から、水性溶媒以外の成分の含有量が２．０〜１０．０質量％であることがより好ましい。

本実施形態に係るバインダー組成物は、例えば、ポリビニルアルコール樹脂を含有する水溶液、架橋剤及びコロイダルシリカ、並びに、必要に応じて、防塵剤、撥水剤、シランカップリング剤及びその他の成分を、水とともに混合及び攪拌し、必要に応じて、水を添加して、上記成分の含有量を調整して得られる。なお、ポリビニアルアルコール樹脂と、架橋剤との反応は、ミネラルウール用バインダー組成物の調製中、及び／又は、ミネラルウール用バインダー組成物を加熱することにより進行する。

本実施形態に係るミネラルウールは、無機繊維と、無機繊維に付着した上述のミネラルウール用バインダー組成物と、を含有する。本実施形態に係るミネラルウールは、水性溶媒を含むことから、湿潤であり柔軟であるので、任意の立体形状に成形加工することが可能である。

本実施形態に係るミネラルウールは、無機繊維と、無機繊維に付着したバインダーと、を含有する。バインダーは、架橋ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、を含む。本実施形態に係るミネラルウールは、水性溶媒を実質的に含まず、適度な硬さを有することから、その後の加工がなくとも、壁内や天井中に設置される断熱材又は吸音材として利用することが可能である。

ミネラルウールは、無機繊維を含むウール状の繊維集合体であり、バインダー又はバインダー組成物を介して無機繊維同士が結着している。無機繊維は、ガラス繊維、又は、けい酸分と石灰分を主成分とする高炉スラグ、又は岩石等を原料とした繊維であってよい。無機繊維としてガラス繊維を含むミネラルウールは、一般にグラスウールと称される。無機繊維として、けい酸分と石灰分を主成分とする高炉スラグ、又は岩石等を原料とした繊維を含むミネラルウールは、一般にロックウールと称される。ミネラルウールは、断熱性及び吸音性がより優れたものとなる観点から、ガラス繊維を含むグラスウールであることが好ましい。

ミネラルウールの密度は１０〜２５０ｋｇ／ｍ^３であってよい。ミネラルウールの密度及び厚さは、ＪＩＳ Ａ ９５２１：２０１４に準拠して測定することができる。ここでの密度は、空隙体積を含む体積を基準とする見かけ密度である。ミネラルウールはマット状であってもよく、マット状のミネラルウールの厚さは、例えば、１０〜３００ｍｍであってよい。

ミネラルウールを構成する無機繊維の繊維径（バインダーの厚さを含む。）は、好ましくは３．０〜１０．０μｍ、３．５〜８．０μｍ、又は４．０〜７．０μｍである。ここでの繊維径は、マイクロネア法で測定される値である。ミネラルウールを構成する無機繊維の繊維長は、好ましくは２．０〜５００．０ｍｍである。

バインダーは、上述の実施形態に係るバインダー組成物を加熱処理することにより形成される。つまり、バインダーは、バインダー組成物の硬化物又は加熱処理物ということもできる。

バインダーの付着量が、ミネラルウール１００質量部に対して、０．５〜１５．０質量部、又は１．０〜６．０質量部であってもよい。バインダーの付着量は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。

本実施形態に係るミネラルウールは、例えば、上記バインダー組成物を無機繊維に付着させる工程と、無機繊維及びこれに付着したバインダー組成物を含むウール状の中間繊維基材を形成させる工程と、中間繊維基材を加熱処理する工程とを含む方法によって製造することができる。また、加熱処理前の中間繊維基材をそのままミネラルウールとして用いてもよい。

バインダー組成物を無機繊維に付着させる工程では、例えば、熱溶融されたガラス、又は岩石等の鉱物のような無機質原料を繊維化して無機繊維を形成させながら、形成された無機繊維にバインダー組成物を付着させてもよい。無機繊維を繊維化する方法としては、例えば、火焔法、吹き飛ばし法、遠心法（ロータリー法とも言う）等の通常の方法を用いることができる。グラスウールを製造する場合、繊維化する方法として、遠心法が好ましく用いられる。無機繊維にバインダー組成物を付着させる方法としては、例えば、無機繊維に対し、スプレー装置等により、霧状のバインダー組成物を吹き付ける方法を用いることができる。

バインダー組成物を無機繊維に付着させながら、バインダー組成物が付着した無機繊維を堆積させることによって、ウール状の中間繊維基材を形成させることができる。堆積した無機繊維同士が徐々に絡み合い、ウール状の形態をとる。無機繊維にバインダー組成物を付着させる時期は、無機繊維が形成された後であればいつでもよいが、中間繊維基材の内部におけるバインダー組成物の付着が容易であることから、形成された直後の無機繊維にバインダー組成物を付着させ、その後、ウール状の中間繊維基材を形成させることが好ましい。

中間繊維基材の加熱処理により、無機繊維に付着したバインダー組成物が加熱硬化することでバインダーが形成されて、無機繊維と無機繊維に付着したバインダーとを含むミネラルウールが得られる。加熱処理の方法は、特に制限されない。例えば、所定の加熱温度に設定された１つ又は複数の加熱ゾーンを通過させることにより、中間繊維基材を加熱処理することができる。複数の加熱ゾーンは中間繊維基材の搬送方向に沿って直列的に設置されていてもよい。加熱処理の温度は、バインダー組成物から水性溶媒を除去するように設定すればよく、例えば平均加熱温度が２００℃以上であってもよく、２００℃以上２５０℃以下、又は２１０℃以上２４０℃以下であることが好ましい。平均加熱温度が、これら範囲内であることで、ミネラルウールにおける未乾燥部分の発生（水の残留）を防止又は抑制することができ、結果としてミネラルウールの復元性が確保される。

それぞれ所定の加熱温度に設定可能なｎ個の加熱ゾーンを通過させることによって中間繊維基材を加熱処理する場合、平均加熱温度Ｔ_ａｖｅは、下記式（１）によって算出される値である。式（１）において、Ｌ_ｉは各加熱ゾーン内で中間繊維基材が搬送される距離を示し、Ｔ_ｉは各加熱ゾーンの設定温度を示す。ｉは加熱ゾーンの数を示し、これは１以上の整数である。

中間繊維基材の加熱処理時間は、バインダー組成物が付着した無機繊維の密度、厚さにより、適宜調整される。加熱処理時間は、例えば、３０秒〜１０分、又は、２分〜１０分であってよい。

加熱処理工程後の中間繊維基材、すなわちミネラルウールは、必要により例えばマット状に成形され、さら所望の幅、長さに切断してもよい。

ミネラルウールは、そのままの形態で用いてもよく、また、ミネラルウールの表面を表皮材で被覆して、ミネラルウール及び表皮材を有するパネル等の部材を作製してもよい。表皮材としては、特に制限されないが、例えば、紙（特に耐熱紙、例えば、ガラスペーパー）、合成樹脂フィルム、金属箔フィルム、不織布（例えば、ガラスチョップドストランドマット）、織布（例えば、ガラス繊維織物）又はこれらを組み合わせたものを用いることができる。

本実施形態に係るミネラルウールは、例えば、断熱・吸音機能を持つ素材として好適に用いることができる。とりわけ、本実施形態に係るミネラルウールは、建築材料用断熱材（特に、壁内や天井内といった建築材料内部に配置される断熱材）として特に好適に用いることができる。

以下、実施例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

＜バインダー組成物の調製＞
実施例１
（Ａ）重合度が３００で、ケン化度が８８%であるポリビニルアルコール樹脂（日本酢ビ・ポバール社製「ＪＬ−０５Ｅ」；水溶液）９２．５質量部（固形分換算）、（Ｂ）架橋剤である、マレイン酸を単量体単位として含むマレイン酸系共重合体（五協産業社製「ガントレンツＡＮ‐１１９」；水溶液）７．５質量部（固形分換算）、（Ｃ）ＢＥＴ法（ＢＥＴ比表面積法）により求められる平均粒子径が１０ｎｍのコロイダルシリカ１０質量部（固形分換算）、（Ｄ）防塵剤である重質オイルエマルション（出光興産社製の「ダフニープロソルブルＰＦ」）１５．０質量部（固形分換算）、及び、（Ｅ）シランカップリング剤であるγ-アミノプロピルトリエトキシシラン０．５質量部（固形分換算）を混合及び撹拌し、得られた混合液の固形分濃度が４．０質量％になるように水で調整し、実施例１のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物のｐＨは９．０であった。ここで、ｐＨは、ｐＨ試験紙により測定した。ここでの「固形分」は、水性溶媒を揮発させて乾燥した後に残存する固体成分の量（水性溶媒以外の成分の含有量）である。

実施例２
（Ｃ）コロイダルシリカの量を２０質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物のｐＨは９．０であった。

実施例３
（Ｃ）コロイダルシリカの量を５質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例３のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物のｐＨは９．０であった。

実施例４
（Ｃ）コロイダルシリカの量を１００質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例４のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物のｐＨは９．０であった。

比較例１
（Ｃ）コロイダルシリカの量を０．５質量部に変更したこと以外は、実施例１と同様にして比較例１のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物のｐＨは９．０であった。

比較例２
（Ｃ）コロイダルシリカを混合しなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例２のバインダー組成物を得た。得られたバインダー組成物のｐＨは９．０であった。

（グラスウールの製造）
熱溶融した原料ガラスを繊維化装置に導入し、遠心法により、熱溶融した原料ガラスを繊維状に噴出させることで、ガラス繊維を形成した。形成されたガラス繊維が空冷される際に、実施例１〜４又は比較例１〜２の各バインダー組成物を霧状にして吹きつけることで、バインダー組成物をガラス繊維に付着させた。バインダー組成物が付着したガラス繊維を堆積させて、ウール状の中間繊維基材を形成させた。

得られた中間繊維基材を、平均加熱温度２２０℃、加熱時間３分間の条件で、加熱処理した。これにより、バインダーが付着したガラス繊維を含むマット状のグラスウールを得た。加熱処理によって、架橋剤であるマレイン酸系共重合体によって架橋されたポリビニルアルコール樹脂を含むバインダーが形成された。

（繊維径、密度、幅、長さ及び厚さ）
ミネラルウールの密度、幅、長さ及び厚さをＪＩＳ Ａ ９５２１：２０１４に準拠して測定したところ、密度が２４ｋｇ／ｍ^３、幅が４２０ｍｍ、長さが２３５０ｍｍ、厚さが１０５ｍｍであった。ここでの密度は、空隙体積を含む体積を基準とする見かけの密度である。

（バインダーの付着量）
まず、グラスウールの重量（焼却前重量）を測定し、次いで、空気雰囲気下、５００℃の条件で３０分間加熱して、バインダーを焼却した。残ったガラス繊維の重量（焼却後重量）を測定し、下記式によりバインダーの付着量を算出した。実施例及び比較例のいずれのグラスウールについても、バインダーの付着量は、グラスウール１００質量部に対して、２．８質量部であった。
バインダーの付着量＝（焼却前重量−焼却後重量）／焼却前重量×１００

（グラスウールの復元性評価）
グラスウールをポリ袋の中に圧縮梱包して厚さを１／５（すなわち、２１ｍｍ）まで圧縮した。その後これを開梱してから４時間後のグラスウールの厚さＴ（ｍｍ）を測定し、グラスウールの復元率（％）を下記式により算出した。
復元率（％）＝Ｔ／１０５×１００

（グラスウールの硬さの評価）
まず、長さが１３７０ｍｍ又は２３５０ｍｍであり、幅が４２０ｍｍであるグラスウールを準備した。各グラスウールを折り曲げ角度が４°となるように、中央部でＶ字状に折り曲げ、次いで、両端部を平面につけ、中央の折り曲げ部を平面から離した状態で、グラスウールが自立するか否かを確認することにより、グラスウールの硬さを評価した。なお、グラスウールが自立しないとは、端部と折り曲げ部との間で、グラスウールの自重によって折れ曲がりが発生し、この折れ曲がりに起因してグラスウールが倒れてしまうことをいう。

硬さの評価では、長さ１３７０ｍｍ及び２３５０ｍｍのグラスウールが自立する場合を「◎」、長さ１３７０ｍｍのグラスウールは自立するが、長さ２３５０ｍｍのグラスウールは自立しない場合を「○」、いずれの長さのグラスウールも自立しない場合を「×」とした。

（バインダー組成物の配合安定性評価）
配合安定性の評価では、撹拌して、各成分が均一に分散した実施例又は比較例の各バインダー組成物を静置した場合に、３時間以内に成分の分離が生じるものを「△」、３時間経過後も成分の分離が生じないものを「○」として評価した。

Claims (7)

1. ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、水性溶媒と、を含有する、ミネラルウール用バインダー組成物であって、
   前記コロイダルシリカの含有量が、当該バインダー組成物の水性溶媒以外の成分全量に対して、１．０質量％以上である、ミネラルウール用バインダー組成物。
2. 当該バインダー組成物が、架橋剤を含有していてもよく、
   前記ポリビニルアルコール樹脂の少なくとも一部が、前記架橋剤により、又は前記架橋剤によらずに架橋されていてもよく、
   前記コロイダルシリカの含有量が、当該バインダー組成物が前記架橋剤を含有するときは前記ポリビニルアルコール樹脂及び前記架橋剤の合計含有量１００質量部に対して、当該バインダー組成物が前記架橋剤を含有しないときは前記ポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部に対して、１．０質量部以上である、請求項１に記載のミネラルウール用バインダー組成物。
3. 前記コロイダルシリカの含有量が、当該バインダー組成物が前記架橋剤を含有するときは前記ポリビニルアルコール樹脂及び前記架橋剤の合計含有量１００質量部に対して、当該バインダー組成物が前記架橋剤を含有しないときは前記ポリビニルアルコール樹脂の含有量１００質量部に対して、７．５〜２２．５質量部である、請求項１又は２に記載のミネラルウール用バインダー組成物。
4. 当該バインダー組成物の前記水性溶媒以外の成分全量に対して、当該バインダー組成物が前記架橋剤を含有するときは前記ポリビニルアルコール樹脂及び前記架橋剤の合計含有量が、当該バインダー組成物が前記架橋剤を含有しないときは前記ポリビニルアルコール樹脂の含有量が、７６．０〜８５．０質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のミネラルウール用バインダー組成物。
5. 無機繊維と、前記無機繊維に付着した請求項１〜４のいずれか一項に記載のミネラルウール用バインダー組成物と、を含有する、ミネラルウール。
6. 無機繊維と、前記無機繊維に付着したバインダーと、を含有し、
   前記バインダーが、架橋ポリビニルアルコール樹脂と、コロイダルシリカと、を含む、ミネラルウール。
7. 前記バインダーの付着量が、前記ミネラルウール１００質量部に対して、０．５〜１５．０質量部である、請求項６に記載のミネラルウール。