JP3104379B2 - 無機繊維飛沫の飛散を防止した金属折板用断熱無機繊維マット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は機械的強度に優れ、無機
繊維飛沫の飛散防止した金属折板用易熱融着性断熱無機
繊維マットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、断熱無機繊維マット、具体的には
ガラス繊維マットは、不燃性と繊維をパンチングによっ
て細密充填したことによる断熱性から耐火構造の建築物
における金属折版屋根材として金属板と貼り合されたの
ち山形状に成形されて使用されている。

【０００３】これらの断熱無機繊維マットは、具体的に
は例えば特公昭６３−５７２２８号公報にはガラス繊維
などの無機繊維マットと無端状有機繊維不織布との積層
体に有機繊維不織布側からニ−ドルパンチ加工を施して
ガラス繊維と有機繊維を絡み合わせて、かつ有機繊維不
織布表面に樹脂組成物からなる難燃性被膜を形成した金
属折板屋根用ブランケットが提案され、特公昭６３−５
７５３８号公報には、ガラス繊維と有機繊維およびホッ
トメルト型接着剤からなる複合繊維とが混繊されたシ−
ト状物であって、厚み方向にニ−ドルパンチ加工される
と共に、加熱処理により前記複合繊維とガラス繊維およ
び有機繊維もしくは複合繊維同志が熱接着された断熱材
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭６３−
５７２２８号公報に記載のガラス繊維断熱材は、不織布
表面に形成された難燃性被膜によって摩擦抵抗が増加し
折板成形時にシワが発生したり、屈曲部が破断しやす
く、また、不織布の反対面すなわちガラス面のガラス繊
維がむきだしであるためガラス飛沫の発生が多く生産
時、作業者がチカチカ感等の不快感を覚えたり、また健
康上にもよくないので好ましくない。さらに、金属板と
の貼合せ時にはネオプレン系等の公知の接着剤、あるい
はホットメルト接着剤を使用するが、これらは接着強さ
が必ずしも十分でなく、特に高温における接着強さの低
下が問題であった。

【０００５】一方、特公昭６３−５７５３８号公報記載
の有機繊維とホットメルト型接着剤からなる複合繊維で
ガラス繊維を接合しただけの断熱材は、有機繊維とガラ
ス繊維あるいはこれら３者の絡み合いが不十分であり機
械的強度に劣ったり、あるいは機械的強度を保持させよ
うとすれば有機成分が多量に必要となり本マットの不燃
性が損なわれる問題があった。また、このものは不織布
などの表面被覆層を有していないため表面はガラス繊維
が剥きだしの状態でありガラス飛沫の発生が多く上記と
同様の問題があり環境衛生上好ましくない問題があっ
た。

【０００６】この２例のような製造時の無機繊維飛沫の
飛散を防止する方法としては無機維繊マットの無機繊維
側にアクリル系エマルジョン接着剤を憤霧して表面に被
覆層を設け飛沫の飛散を防止したり、ホットメルト接着
剤をロ−ルコ−トしたり、熱可塑性樹脂粉末を散布して
加熱溶融後、加圧して樹脂被膜層を設ける方法などが手
段として提案されている。しかし、最終的にこの製品を
亜鉛鉄板とラミネ−トする工程、さらに山形成形するい
わゆるロ−ルフォ−ミング工程において無機維繊マット
に対し圧縮、剪断などの外力が加わり、無機繊維飛沫が
発生するため、これらの加工工程、さらに実際に工事施
工する現場での無機繊維飛沫の飛散を防止することはで
きなかった。

【０００７】本発明は上記の問題を解決するものであっ
て断熱無機繊維マット製造工程、加工、施工工程での無
機繊維飛沫の発生、無機繊維飛沫の飛散を防止した金属
折板用断熱無機繊維マットを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、「有機繊維不
織布と無機繊維マットを重ね合せ有機繊維不織布側から
パンチングして有機繊維不織布の繊維で無機繊維を絡合
してマットとした有機繊維不織布と無機繊維からなる断
熱無機繊維マットにおいて、有機繊維不織布と無機繊維
マットの間に、融点が８５〜２００℃であって、かつ、
ＪＩＳ Ｋ−６７６０に基づいて測定されるＭＩが２〜
２００００の範囲内である熱可塑性樹脂被膜層を設け
て、無機繊維飛沫の飛散を防止したことを特徴とする断
熱無機繊維マット」との構成を有する。すなわち、無機
繊維（２）からなるマットと有機繊維不織布（３）の間
に、融点が８５〜２００℃であって、かつ、ＪＩＳ Ｋ
−６７６０に基づいて測定されるＭＩが２〜２００００
の範囲内である熱可塑性樹脂被膜層を設けて、その有機
繊維不織布側からニ−ドルパンチ加工により無機繊維マ
ット（２）の無機繊維に有機繊維（３）を絡み合わせて
マットとした後、該熱可塑性樹脂被膜層用樹脂成分の融
点以上に加熱し、軽度に加圧して熱可塑性樹脂被膜層
（４）を形成し、無機繊維飛沫の飛散を防止した断熱無
機繊維マットである。

【０００９】本発明による無機繊維マット（２）とは公
知の各種ガラス繊維、例えば無機アルカリガラス（Ｅガ
ラス）を原料としてダイレクトメルト法、マ−ブルメル
ト法等で作られた長繊維が好ましい。太さとしては３〜
１５μｍ、好ましくは５〜１０μｍ、長さは長繊維をチ
ョップドして３０〜１５０ｍｍにしたものが好ましい。
その他としてはロックウ−ルや鉱さい繊維などを混合し
た物であっても良く、さらにはガラスヤ−ン以外にガラ
スロ−ビングを混合した物であっても良い。

【００１０】本発明による有機繊維不織布（３）とはポ
リエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン
等の樹脂あるいはこれらの成分を含む各種共重合体ある
いは混合樹脂からなる長繊維で不織布の繊度は１〜１０
デニ−ル、好ましくは３〜７デニ−ル、長さは無端状の
長繊維のものでよく、この不織布の目付けは１５〜５０
ｇ／ｍ^２のものがよく、好ましくは２０〜４５ｇ／ｍ^２
である。有機繊維不織布の目付けが１５ｇ／ｍ^２以下で
は無機繊維マットの機械的強度が不十分であったり、無
機繊維の飛沫の目止め効果が著しく低下するので好まし
くなく、５０ｇ／ｍ^２を越えると本発明による無機繊維
飛沫飛散防止樹脂層を設けることから樹脂成分が増加す
るので無機繊維マットの不燃性に悪影響があるので好ま
しくない。

【００１１】本発明による熱可塑性樹脂被膜層（４）
は、熱可塑性樹脂被膜層用樹脂成分である、たとえばポ
リエステル、ナイロン、ポリエチレンおよびポリプロピ
レンから選ばれた少なくとも１種あるいはこれらの成分
を含む共重合体あるいはこれらの混合樹脂からなり、そ
の性状は２〜５０μｍの未延伸フィルムあるいは軽度に
一軸延伸されたフィルム、あるいはこれらを短冊状にス
リットしたものや粒径が４０〜５００μｍの粉体など
で、樹脂成分の融点は８５〜２００℃であって、かつ、
ＪＩＳ Ｋ−６７６０に基づいて測定されるＭＩが２〜
２００００の範囲内のもので形成されていることが重要
である。かかる熱可塑性樹脂被膜層（４）を融点以上に
加熱後、軽度に加圧して延ばした状態である。樹脂成分
の融点が８５℃未満であると軽度の圧力で良く延びるの
で目止め効果の点では好ましいが高温下での強度が保持
できないので好ましくなく、２００℃を越えると加熱炉
が長くなったり、冷却を強化しないとマットの温度が高
く、巻き上げ作業のハンドリング性が悪化するので好ま
しくない。ＭＩが２未満であると融点よりも更に高い温
度に加熱しないと軽度の圧力では樹脂が延びず、このも
のによる目止め効果が発起されないので好ましくなく、
２００００を越えると逆に樹脂成分の流れ性が良すぎる
ため、加熱中に流れ落ちたり、また、ラミネ−ト、ロ−
ルフォ−ミング工程での外力に耐えられず亀裂が入った
り、破れたりするため目止め効果が発起されないので好
ましくない。 本発明における熱可塑性樹脂被膜層は無
機繊維マットと有機繊維不織布の間にある必要がある
が、これはパンチングによる有機繊維不織布、無機繊維
マットとの交絡がより進むためにより目止め効果が大き
くなるためと考えられることと、熱可塑性樹脂被膜層が
有機繊維不織布側にあると最終製品の金属折板屋根とし
て施工したとき有機繊維不織布側が目にふれるので外観
上好ましくない。

【００１２】次に上記発明の金属折板用断熱無機繊維マ
ットの構造を図に基づいて説明する。

【００１３】図１及び図２、図３は本発明の無機繊維飛
沫の飛散を防止した金属折板用断熱無機繊維マットの縦
断面図を示す。

【００１４】図１において無機繊維飛沫の飛散を防止し
た金属折板用断熱無機繊維マットは無機繊維層２と有機
繊維不織布層３と飛散防止用熱可塑性樹脂被膜層４とを
主として備えている。

【００１５】有機繊維不織布層３は飛散防止用熱可塑性
樹脂被膜層４を介して無機繊維層２の片面に積層され、
ニ−ドルパンチ加工により一部の繊維６が有機繊維不織
布層３を貫通して無機繊維層２を構成する繊維と絡み合
うことにより繊維６と飛散防止用熱可塑性樹脂層４、無
機繊維層２が一体化している。

【００１６】飛散防止用熱可塑性樹脂層４は有機繊維不
織布層３と無機繊維層２の間に配置されている。図２に
示す熱可塑性樹脂層４は有機繊維不織布層３の上に配置
された樹脂成分、具体的にはフィルムなどが有機繊維不
織布層３と無機繊維層２の双方に融着されて形成された
層である、また図３は熱可塑性樹脂被膜層４の樹脂成分
に樹脂粉末を使用したときであるが、この場合有機繊維
不織布層３と無機繊維層２の間に樹脂粉末を配し、さら
にニ−ドルパンチ加工により一部の樹脂粉末が無機繊維
層２内部にも分散し有機繊維不織布層３と無機繊維層２
および無機繊維層２内部も融着されて形成された層であ
る。

【００１７】次に本発明による製造の一態様について述
べる。

【００１８】まず、ヤ−ンとロ−ビングで混合比率が９
０／１０〜６０／４０よりなるガラス繊維（２）を解繊
したのち一定厚みのガラスマットを形成する。このとき
ビニロンや熱可塑性樹脂からなる有機繊維を１０重量％
以下ならガラス繊維（２）中に入れて混繊してガラスマ
ットを形成してもよい。

【００１９】次いで無端状に長いポリエステル繊維不織
布（３）にエチレンと酢酸ビニルとグリシジルメタクリ
レ−ト共重合体からなる厚さが１５μｍの未延伸フィル
ムを積層したものをガラスマットに積層したのちに不織
布側からニ−ドルパンチ加工を施し無機繊維マットを形
成し、ガラス繊維面にアクリルエマルジョンからなる接
着剤を噴霧し、このものを水平搬送装置を装備し、かつ
１１０℃〜１８０℃に加熱した熱風乾燥炉に導入し、未
延伸フィルムを溶融させる。そして、熱風乾燥炉の出口
において、溶融したフィルムを冷却ロ−ルを用いて積層
体に加圧し、ガラスマットとポリエステル繊維不織布双
方に接着させて熱可塑性樹脂被膜層（４）を形成させ
る。これにより、本発明の無機繊維飛沫の飛散を防止し
た金属折板用断熱無機繊維マットが連続シ−ト状で得ら
れる。

【００２０】また、本発明においては無機繊維側面上に
エマルジョン接着剤のかわりに粒径が４０〜５００μｍ
の融点が８５〜１２０℃の酸あるいはカルボキル基また
はアミノ基を共重合成分とする粒径が４０〜５００μｍ
のエチレン系共重合体とグリシジル基を含有する融点も
しくは軟化点が６０〜１２０℃のエポキシ系重合体微粉
末を均一に散布され、さらにこのものを先に述べた熱風
乾燥炉に通して無機繊維に接着性樹脂を融着せしめて接
着性樹脂層を形成したり、また、ホットメルト型接着剤
をロ−ルコ−ト法で塗布して易熱融着性を付与すること
もできる。特に、接着性樹脂粉末を散布する方法は本発
明に用いる加熱炉を同時に利用することができるので生
産性の点でも有利である。

【００２１】測定方法並びに評価方法 本発明に用いる特性値の測定方法並びに評価方法は次の
通りである。

【００２２】１．融点 Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製示差走査熱量計ＤＳＣ−
２を用い、５ｍｇの試料を２０℃／分の昇温速度で２８
０℃まで昇温し５分間保持したのち、同速で冷却し、再
度昇温したときの、いわゆるセカンドランの融解曲線を
取る。その融解曲線において吸熱のピ−ク温度を融点と
する。なおピ−クが２個以上ある場合は高温側の吸熱ピ
−ク温度を融点とする。

【００２３】２．軟化点 ＪＩＳ Ｋ７２０６法によるビカット軟化温度を軟化点
とする。

【００２４】３．ＭＩ ＪＩＳ Ｋ６７６０法による。

【００２５】４．機械的強度 無機繊維マットから幅２５ｍｍ、長さ１００ｍｍに切出
し、チャック間５０ｍｍにセットしたオ−トグラフ型引
張り試験器（島津製作所製タイプＩＳ−５００）にか
け、引張り速度５０ｍｍ／分で引張り破断強さを記録用
紙に記録する。機械的強度はこの記録用紙に記録された
最高の値（Ａ）をもって表す。

【００２６】機械的強度 ＝ Ａ ｋｇ／２５ｍｍ ５．接着強さ 無機繊維マットと金属板を張合わせたものを幅２５ｍ
ｍ、長さ１５０ｍｍに切断したのち、長さ方向に無機繊
維マットを１００ｍｍ剥離してサンプルとする。 測定装置：オ−トグラフ型引張り試験器（島津製作所製
タイプＩＳ−５００） 常温法：２０〜２５℃の常温で引張り速度５０ｍｍ／分
で接着長さ５０ｍｍの剥離強さを測定し、その最大値を
接着強さ（Ｂ）として表す。

【００２７】常温接着強さ＝ （Ｂ） ｇ／２５ｍｍ 高温法：同上の内容にて７０℃下で測定を行う。

【００２８】高温接着強さ＝ （Ｂ） ｇ／２５ｍｍ ６．無機繊維飛沫による人体の痒み感 ａ．断熱無機繊維マットから１０×１０ｃｍのサンプル
を切出し、断面をテ−プで被覆した。このサンプルを黒
色の紙上で数回はたき、紙上に落下した繊維飛沫量の重
量を測定し、つぎの基準で痒み感を判定した。

【００２９】０．１ｇ以上落下：痒み感あり ０．１ｇ未満 ：痒み感なし ｂ．無機繊維マットと金属板を張合わせたものを１０×
１０ｃｍのサンプルを切出し，ロ−ル間隔がサンプルの
２５％の間隙に調整されたプレスロ−ルに３回通し、断
面をテ−プで被覆した。このサンプルを黒色の紙上で数
回はたき、紙上に落下した繊維飛沫量の重量を測定し、
つぎの基準で痒み感を判定した。

【００３０】０．５ｇ以上落下：痒み感あり ０．５ｇ未満 ：痒み感なし ７．折板屋根の折り曲げ部のシワ、破断 接着強度測定時に作成した折板の屈曲部を観察し、次の
基準により判定した。

【００３１】シワ、破断有り：無機繊維マット層が破
断、または亀裂を生じている シワ、破断無し：無機繊維マット層が均一に保持されて
いる ８．不燃性 ガラスマットを０．６ｍｍの亜鉛鉄板に熱融着したもの
から５×５ｃｍに切り出し５００℃に加熱した電気炉に
投入し５分間観察する。このときの燃焼状態をみて燃焼
性を判断する。

【００３２】 ５分間のうちで発煙はするが発火しないもの−−−合格 ５分間のうちで発火したもの −−−不合
格

【００３３】

【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３４】実施例１ 直径が１０μｍ、長さ３０〜１００ｍｍのガラス繊維９
７％（ヤ−ンとロ−ビングの混合比７０／３０）に繊度
３デニ−ル、平均長さ７０ｍｍのポリエステル複合繊維
（ユニチカ株式会社製：商品名Ｓ−１０）３％を混合
後、解繊して厚さ５０ｍｍのガラス繊維マットを作り、
このものに融点９８℃、ＭＩ１５、厚さ１５μｍの未延
伸フィルム（住友化学株式会社製：ボンドファ−スト）
を重ねたスパンボンド法によって製造された繊度３デニ
−ルのポリエステル長繊維不織布（ユニチカ株式会社
製：９０４０５ＷＴＯ、目付け４３ｇ／ｍ^２）をフィル
ム層がガラス繊維マットとポリエステル長繊維不織布の
間になるように積層しポリエステル長繊維不織布側から
ニ−ドリングマシンにより１７ステッチ／ｃｍ^２のニ−
ドリングを施し、ニ−ドリング面の反対側に不織布構成
繊維（ニ−ドル繊維）を突出させる。次にこのもののガ
ラス繊維マット面に粉末散布装置を使用してエチレン系
共重合体として融点１０２℃、ＭＩ ２００００ｇ／１
０分、平均粒径が１６０μｍのエチレン−アクリル酸エ
チル−アクリル酸共重合体（日本石油化学株式会社製
商品名 レクスポ−ル１）、融点９８℃、ＭＩ３０ｇ／
１０分、平均粒径が２００μｍのエチレン−アクリル酸
エチル−グリシジルメタアクリレ−ト共重合体（日本石
油化学株式会社製 商品名 レクスパ−ル６１７０）を
あらかじめ１：１の混合比率で混合したものを３９ｇ／
ｍ^２散布し、遠赤外線ヒ−タと熱風加熱炉を供えた水平
搬送装置に導入する。この加熱炉を１１０〜１３０℃に
加熱し、フィルム、ガラス繊維マット表面の接着樹脂を
溶融させる。この後、乾燥炉の出口において冷却ロ−ル
でニップして溶融したフィルム、接着性樹脂を均一に延
ばすとともに冷却して固化させた後に巻き取った。

【００３５】得られた無機繊維飛沫の飛散を防止した金
属折板用断熱無機繊維マットを厚さが０．６ｍｍで温度
が１１０℃に加熱された着色亜鉛鉄板に融着した。この
ものをロ−ルフォ−ミングによって山形に屈曲成形し、
無機繊維マット裏張り折板屋根を作成した。

【００３６】得られた無機繊維飛沫の飛散を防止した金
属折板用断熱断熱無機繊維マットおよび熱融着した亜鉛
鉄板／無機繊維マット及び無機繊維マット裏張り折板屋
根の特性は表１に示した。

【００３７】比較例１ 直径が１０μｍ、長さ３０〜１００ｍｍのガラス繊維７
５％（ヤ−ンとロ−ビングの混合比７０／３０）に繊度
３デニ−ル、平均長さ７０ｍｍのポリエステル複合繊維
（ユニチカ株式会社製：商品名Ｓ−１０）２５％を混合
後、解繊して厚さ５０ｍｍのガラス繊維マットを作り、
ニ−ドリングマシンにより２５ステッチ／ｃｍ^２のニ−
ドリングを施した後、１７５℃に加熱した加熱炉に導入
しポリエステル複合繊維を溶融させてガラス繊維を結束
して断熱無機繊維マットを得た。得られた断熱無機繊維
マットをクロロプレン系接着剤（ノガワケミカル株式会
社製：ダイアボンドＤＣ ７６１）を固形分で４２ｇ／
ｍ^２となるように塗布し、実施例と同様に着色亜鉛鉄板
に接着し、ロ−ルフォ−ミングによって山形に屈曲成形
し無機繊維マット裏張り折板屋根を作成した。得られた
断熱無機維マットおよび熱融着した亜鉛鉄板／無機繊維
マット及び無機繊維マット裏張り折板屋根の特性は表１
に示した。

【００３８】

【表１】 表１に示したように本発明による無機繊維飛沫の飛散を
防止した金属折板用断熱無機繊維マットは無機繊維マッ
トと有機繊維不織布の間に無機繊維飛沫の飛散を防止す
る樹脂層を設けたためマット自体の強度が大幅に向上す
るとともにロ−ルフォ−ミングによって山形に屈曲成形
などの加工工程で発生する無機繊維飛沫の飛散発生量が
皆無に近いものとなり、作業性（チカチカ感）、環境汚
染の点で大幅に向上した。

【００３９】一方、比較例によるものは、複合繊維だけ
ではガラス繊維を完全に結束し、マット表面からのガラ
ス繊維の脱離を押さえることが困難で、チカチカ感の残
るものであり、亜鉛鉄板と接着する工程、亜鉛鉄板／無
機繊維マットを実施例と同様にロ−ルフォ−ミングによ
って山形屈曲成形する工程でのガラス繊維飛沫の飛散を
防止できない不満足なものであった。

【００４０】

【発明の効果】かくして得られた無機繊維飛沫の飛散を
防止した金属折板用断熱無機繊維マットは無機繊維マッ
トと有機繊維不織布の間に無機繊維飛沫の飛散防止をす
るため熱可塑性樹脂被膜層を設けたので、製造時はもち
ろんのこと金属板との接着時あるいはその積層品の折板
山形成形時、あるいは折板山形成形品の施工時に加わる
剪断、圧縮、引張りなどの外力によって発生する無機繊
維飛沫のマットからの飛散がないためチカチカ感の不快
感がなくなる。従来、本系統の製品の欠点であった無機
繊維飛沫飛散による各種の問題が一挙に解決したため、
不燃性断熱材としての商品価値が格段に向上し、断熱金
属折板屋根用途に好適に用いられる。具体的には各種体
育館や倉庫、住宅等の建築基準法に基ずく不燃材料を用
いられなければならない部分などに用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】無機繊維層、有機繊維不織布層、および熱可塑
性樹脂被膜層が積層された本発明の金属折半用断熱無機
繊維マットの断面を示す。

【図２】熱可塑性樹脂被膜層が加熱融着された本発明の
金属折半用断熱無機繊維マットの断面を示す。

【図３】熱可塑性樹脂被膜層４の樹脂成分に樹脂粉末を
用いた、加熱融着された本発明の金属折半用断熱無機繊
維マットの断面を示す。

【符号の説明】 １：金属折半用断熱無機繊維マット ２：無機繊維層 ３：有機繊維不織布層 ４：熱可塑性樹脂被膜層 ５：表面処理層または接着層 ６：不織布繊維

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機繊維不織布と無機繊維マットを重ね
   合せ有機繊維不織布側からパンチングして有機繊維不織
   布の繊維で無機繊維を絡合してマットとした有機繊維不
   織布と無機繊維からなる断熱無機繊維マットにおいて、
   有機繊維不織布と無機繊維マットの間に、融点が８５〜
   ２００℃であって、かつ、ＪＩＳ Ｋ−６７６０に基づ
   いて測定されるＭＩが２〜２００００の範囲内である熱
   可塑性樹脂被膜層を設けて、無機繊維飛沫の飛散を防止
   したことを特徴とする断熱無機繊維マット。
2. 【請求項２】 該熱可塑性樹脂被膜層が、ポリエステ
   ル、ナイロン、ポリエチレンおよびポリプロピレンから
   選ばれた少なくとも１種あるいはこれらの成分を含む共
   重合体あるいはこれらの混合樹脂であることを特徴とす
   る請求項１記載の断熱無機繊維マット。