JP3546607B2 - 鉱物質繊維板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉱滓綿等の鉱物質繊維を主成分とする軽量性、吸音性、生産性に優れた鉱物質繊維板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉱滓綿を主成分とする湿式又は半湿式製法による鉱物質繊維板は主に建築物の内装材として天井面に用いられている。材料に要求される本来の性能としては防火性、吸音性が基本となっているが、潜在的な課題として施工効率の向上、より一層の吸音性の向上、経済的側面から運送費の低減、原材料の低減、生産性の向上がある。これらを満足する手段としては材料の軽量化を図ることが考えられる。現状鉱物質繊維板の密度は４００ｋｇ／ｍ^３ 前後であるがこれらの課題を満足する軽量化の目安として例えば２００〜３００ｋｇ／ｍ^３ にしようとすればパーライト、シラス等の軽量骨材を高配合することが考えられる。しかし、パーライト、シラス等の軽量骨材を高配合することは軽量性と若干の吸音性の向上が得られるものの、抄造工程での含水率が大幅に増加し乾燥のためのエネルギーが大幅増となり、加えて生産スピードが大幅にダウンし結果としてコストアップとなり、軽量化のメリットの大部分が相殺されてしまう。
先に述べた軽量骨材の混入以外に圧縮復元力の高い鉱物質繊維を高配合する組成も考えられるが圧縮復元力の高い鉱物質繊維は水中分散性が悪く密度斑が多くなり外観・物性とも満足する鉱物質繊維板は得られない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は鉱物質繊維板の前記潜在的課題を経済的に解決した鉱物質繊維板の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題は鉱物質繊維６０〜９０重量％、有機結合剤２〜１９重量％、無機質微繊維１〜２０重量％、凝集剤０．５〜３重量％、膨張後の直径が０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であり、直径の膨張倍率が３倍以上であり、かつ膨張開始温度が５０〜１０５℃である熱膨張性微粒子０．５〜１０重量％を組成成分とし水中に均一に分散してスラリーとした後抄造、乾燥する鉱物質繊維板の製造方法によって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる鉱物質繊維は鉱滓綿、ロックウール等であり使用量は６０〜９０重量％である。
【０００６】
本発明にかかる有機結合剤は樹脂、デンプン、叩解パルプ等で鉱物質繊維等の成分を結合するために２〜１９重量％使用される。２重量％より少ないと鉱物質繊維を結合する力が不足し鉱物質繊維板の強度維持に問題が生じ、有機成分の合計が２０重量％を越えると、防火性能において準不燃をクリアできなくなるため有機結合剤の上限は１９重量％となる。
【０００７】
本発明にかかる無機質微繊維はセピオライト、アタパルジャイト等で有機結合剤や熱膨張性樹脂微粒子の歩留り向上材及び自身が固着剤として強度物性の向上に寄与する。使用量は１〜２０重量％である。１重量％より少ないと歩留り向上や強度物性の向上の効果が不十分であり、２０重量％を越えると主原料の鉱物質繊維の含有量が減少し密度が高くなってしまうことと、抄造工程での濾水性の悪化による生産スピードの低下となり好ましくない。
【０００８】
本発明にかかる凝集剤はポリアクリルアミド、ポリアクリルアミド変性物、硫酸アルミニウム等あり０．５〜３重量％使用される。０．５重量％未満では十分な効果が得られず３重量％を越えても効果の更なる上昇は見られない。
【０００９】
本発明にかかる熱膨張性微粒子はスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルと塩化ビニリデンの共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体等の樹脂にプロパン、ブタン、ペンタン、イソブタン等の発泡剤を１種またはそれ以上内包した微粒子である。前記熱膨張性樹脂の微粒子の中膨張後の直径が０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、直径の膨張倍率が３倍以上、かつ膨張開始温度が５０〜１０５℃のものが使用される。膨張後の直径が０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である理由は０．３ｍｍ未満では鉱物質繊維で主として構成される組織の空隙に納まってしまい鉱物質繊維板の厚さを増す効果が得られず１．０ｍｍを越えると表面及び断面の風合が従来の汎用天井板と異なってくるため好ましくない。直径の膨張倍率が３倍以上の理由は鉱物質繊維板の十分な軽量効果得るためである。膨張開始温度が５０〜１０５℃である理由は常温膨張を避けるためと結合剤の硬化開始前に膨張を開始し結合剤の硬化セッティングされる前に膨張が終わるのが好ましいためである。
熱膨張性微粒子の使用量は０．５〜１０重量％である。０．５重量％より少ないと十分な軽量性が得られず、１０重量％を越えると鉱物質繊維板の組織斑、凹凸、低強度等の問題が生じる。
本発明にかかる熱膨張性微粒子は原料スラリーの中に存在するときは微粒であり、比重が１．０近辺であるためスラリー中に容易に均一に分散し製品に密度斑が生じることはない。抄造工程を経てマット状に裁断され乾燥工程において熱膨張性微粒子は加熱され膨張温度に達すると膨張を始めマットはその厚さを増してゆき、配合された結合剤が硬化セッティングされる前に膨張は終わる。マット中の水分が全て蒸発するとほぼドライマットとなり結合剤のセッティングはほぼ終了する。マットの温度は更に上昇してゆくがこの過程で膨張した熱膨張性微粒子は自身の融点に達する。そこで熱膨張性微粒子は溶融破泡し膨張前の容積に戻ってゆき、乾燥終了後結合剤の１部として作用する。膨張した樹脂微粒子により形成された空隙はそのまま残り吸音効果、断熱効果として有効に働く。
【００１０】
本発明の鉱物質繊維板は調合工程で鉱物質繊維と有機結合剤と無機質微繊維と凝集剤と熱膨張性微粒子を所定の割合で水に添加し均一に分散し、前記成分の合計量が約５％となるスラリーを得る。スラリーは抄造工程で脱水し、所定寸法に切断した後乾燥硬化して原板が得られる。原板は化粧仕上げ工程に送られ、吸音のためのピン穴加工、ロールによる模様付け、塗装工程のうちの１種又は２種以上のプロセスを必要に応じて施し、最終製品を得る。
【００１１】
【実施例】
［実施例１〜５］
表１に示す配合割合で各成分を水に添加し、均一に分散し合計成分が５重量％となるスラリーを得、長網式抄造機により抄造し、乾燥・硬化し本発明の鉱物質繊維板を得た。
【００１２】
［比較例１〜５］
表１に示す配合割合で各成分を水に添加し、均一に分散し合計成分が５重量％となるスラリーを得、長網式抄造機により抄造し、乾燥・硬化し比較用の鉱物質繊維板を得た。
【００１３】
実施例１〜５及び比較例１〜５のそれぞれの抄造性及び得られた鉱物質繊維板の物性を測定し表１に示した。
【００１４】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
表１に示す抄造性及び物性から理解される通り本発明の製造方法によると抄造時濾水時間は２０〜２５秒と短く、抄造後厚さを最終製品厚さよりも大巾に薄く設定できるためウエットマットの絶対含水量が大巾にに下がるのでライン速度指数も一般従来品を代表する比較例５の１００に比べ１６０〜２４０と１．６倍以上と極めて生産性に優れる。また物性は乾燥後密度が１９０〜３００ｋｇ／ｍ^３ と目的の２００〜３００ｋｇ／ｍ^３ の軽量化を達成し、吸音率においても０．５９〜０．７５と十分な効果が認められる。

Claims (1)

1. 鉱物質繊維６０〜９０重量％、有機結合剤２〜１９重量％、無機質微繊維１〜２０重量％、凝集剤０．５〜３重量％、膨張後の直径が０．０３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であり、直径の膨張倍率が３倍以上であり、かつ膨張開始温度が５０〜１０５℃である熱膨張性微粒子０．５〜１０重量％を組成成分とし水中に均一に分散してスラリーとした後抄造、乾燥することを特徴とする鉱物質繊維板の製造方法