JP3839977B2 - ロックウールボードおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロックウールボードとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物の断熱性または防音性を高めるために、壁、天井、床などに施工される建築材料としてロックウールボードが知られている。
ロックウールボードに珪藻土や粉粒炭などの調湿機能を有する粉粒体を分散配合させておくことで、ロックウールボードに調湿機能を付与する技術も知られている。調湿機能を付与されたロックウールボードは、環境湿度が高くなると一時的に吸湿するが、環境湿度が低下すれば吸湿された水分を迅速に放出するので、室内環境の湿度を適切な状態に調整する機能を果たす。また、水分を吸湿したままになって断熱性や防音性が低下するという問題も解消される。前記粉粒体は、悪臭や有害ガスを吸着除去する機能もある。
【０００３】
調湿機能を有する粉粒体をロックウールボードの製造方法としては、繊維状のロックウールを集積しバインダーで接着一体化させてロックウールボードを製造する際に、ロックウールに粉粒体を混合しておくことで、バインダーの接着作用で粉粒体をロックウールに接合一体化させる方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記製造方法では、ロックウールボードに粉粒体を均一に分散させて配置しておくことが難しいという問題がある。
繊維状のロックウールと粉粒体とを通常の混合手段で攪拌混合しても、なかなか均一な混合状態は得られず、ロックウールボードの場所によって粉粒体の配合割合に偏りが生じ、前記した吸放湿性などの機能にも偏りが生じやすい。
【０００５】
製造工程で、ロックウールと粉粒体との混合物に、さらに液状のバインダーを加えて混合すると、粉粒体の表面がバインダーの膜で覆われてしまったり、粉粒体の吸放湿機能を発揮する微細孔がバインダーで埋められてしまったりして、粉粒体の機能が十分に発揮されなくなるという問題もある。また、粉粒体がロックウールの繊維同士の接着を阻害してしまうという問題も発生する。
【０００６】
本発明の課題は、前記のような調湿機能を有する粉粒体が配合されたロックウールボードにおいて、粉粒体が有する各種機能を効果的に発揮できるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロックウールボードは、３層以上からなる複数層のロックウール層と、各ロックウール層の間にそれぞれ配置されて積層一体化された、粒径０．３〜５mmで平均細孔径１００Å以下の無機多孔質粉粒体を含む調湿機能を有する粉粒体層とを備え、前記複数層のロックウール層の各層が互いに結合されることにより前記積層一体化がなされている。
〔ロックウール層〕
通常のロックウールボードの材料となるロックウールが用いられる。具体的には、玄武岩、珪酸質岩石、石灰石等の岩石あるいは高炉スラグ等の鋼滓を高温で溶融させ、溶融物を遠心力や高圧空気、蒸気などの力で飛散させて、数μｍ程度の微細な繊維にしてなり、ＳｉＯ₂ などを成分とする鉱物繊維あるいはその集合体である。
【０００８】
繊維状のロックウールを所定の厚みで堆積させることでロックウール層が得られる。比較的に厚みのあるロックウール層を作製したあと、スライサー装置などを用いて所定の厚みに裁断することもできる。ロックウールを連続的に帯状に堆積させれば、連続帯状のロックウール層を得ることができる。
ロックウールは単に集積させただけでもフェルト状の層状体すなわちロックウール層が得られるが、フェノール樹脂等からなる結合剤を配合することで、ロックウール層を構成するロックウールの一体性を向上させることができる。
【０００９】
結合剤は通常、液体状でロックウールに配合される。結合剤の粘性あるいは粘着力によってロックウール同士をまとめておくことができる。結合剤を乾燥、加熱などの手段で硬化させることで、ロックウール同士は結合一体化される。
結合剤としては、たとえば、澱粉、フェノール樹脂やメラミン樹脂などの樹脂、セメントや石膏、水ガラスなどの水硬性物質、その他の通常のロックウールボード製造に用いられているバインダー材料が使用される。
【００１０】
ロックウール層の厚みは特に限定されないが、目的とするロックウールボードを、最低２枚以上、好ましくは数枚以上のロックウール層で構成できるように、個々のロックウール層の厚みを設定すればよい。例えば、用途によっても異なるが、ロックウール層の厚みを２〜２００mmに設定することができる。
〔粉粒体層〕
各種建築材料に調湿性を付与するため各種粉粒体が用いられる。粉粒体としては、調湿性のほかに、脱臭性などの機能を有するものも用いられる。多孔質の粉粒体は調湿性や脱臭性に優れている。
【００１１】
粉粒体の具体例として、粉粒炭、各種木材あるいは木質材の炭化物、食品，パルプ，紙などの廃棄物を炭化処理したものなど、各種の炭化物を用いることができ、調湿性および脱臭性に優れたものとなる。炭は揮散成分が無いため火災に対する安全性に優れている。食品廃棄物は、人体に対する安全性に優れている。食品廃棄物として、コーヒー、茶、おから、食物等を用いることができる。セピオライト、ゼオライト、珪藻土、多孔質珪石等の天然鉱物、人工的に製造された各種無機材料などの無機物を用いることができる。無機物は、不燃材料であり、結合剤の硬化工程でも消失せず、防火性や耐火性に優れたものとなる。火を扱う工場などの建築物に適用した場合でも安全性が高い。
【００１２】
粉粒体として、平均粒径０．３〜５mmのものが好ましい。粒径が小さすぎると、結合剤の接着不良が生じ、粒径が大きすぎると、粉粒体の確実な固定が行い難い。
粉粒炭と粉粒炭以外の無機多孔質粉粒体を組み合わせることができる。ロックウールが有する優れた基本特性に、粉粒炭および無機多孔質粉粒体が有する優れた調湿性能および脱臭性能を発揮することができる。具体的には、炭は、ほとんど全ての揮発物質を吸着できるが、吸着飽和を起こし易く長期の吸着力維持には難点がある。無機物は、揮発性物質の吸着に選択性があるが、吸放湿性が安定的に行われ、長期にわたって吸放湿機能を発揮することができる。例えば、一般的に無機物はアンモニア等の窒素系物質の吸着性は高いが硫化水素等の硫黄系物質の吸着は困難である。炭と適切な無機物を組み合わせれば、目的とする揮発物質を効率的に吸着でき、しかも、調湿機能を長期間安定して発揮させることが可能になる。製造工程で可燃物である粉粒炭の微粉が粉塵爆発を起こす問題を、無機物の配合によって防止することができる。
【００１３】
無機多孔質粉粒体の平均細孔半径が１００Å以下であるものが好ましい。平均細孔半径が大きすぎると吸着性に劣るものとなる。平均細孔半径８０Å以下がより好ましい。
粉粒炭の割合が、この粉粒炭と無機多孔質粉粒体の合計量に対して２０〜８０重量％であることができる。
【００１４】
粉粒体として、分解温度２００℃以上の有機材料を用いることができる。分解温度が２００℃以上であれば、フェノール系材料などの高温硬化型の結合剤を用いた場合でも、接合剤の硬化処理に耐えることができる。具体的に、木材あるいはオガクズなどが用いられる。
〔ロックウールボードの製造〕
基本的には、通常のロックウールからロックウールボードを製造する方法が適用される。
【００１５】
前記した方法で得られたロックウール層すなわちロックウールの単層シートの上に、前記粉粒体を散布して粉粒体層を形成し、その上に別の単層シートを重ねて、全体を一体成型すれば、複数のロックウール層とその間に介在する粉粒体層とからなるロックウールボードが得られる。一体化する単層シートおよび粉粒体層の層数は必要に応じて適宜に設定される。
【００１６】
単層シートおよび粉粒体層を一体成型するには、厚み方向に加圧したり、加圧と同時に加熱したりすればよい。このとき、接着剤あるいは前記結合剤を用いることができる。単層シートの表面に接着剤や結合剤を塗布しておき、一体成型と同時に硬化させれば、粉粒体層を挟んだ状態で単層シート同士が接着一体化される。接着剤や結合剤は、粉粒体層を構成する個々の粉粒体を完全に覆ってしまわない程度に使用するのが好ましい。
【００１７】
単層シートを製造する際に、ロックウール同士を結合する硬化性の結合剤を配合しておくとともに、結合剤を硬化完了させずにおき、単層シートと粉粒体層とを積層したあとで、結合剤を硬化完了させれば、結合剤が単層シート内でのロックウール同士の結合と、単層シートと粉粒体層との積層一体化との両方の機能を果たすことができる。結合剤として熱硬化性の材料を用いた場合、単層シートの製造時には結合剤の粘着性によってロックウールを一体化させておき、単層シートと粉粒体層との一体成型の際に所定温度まで加熱して結合剤を硬化させることができる。
【００１８】
ロックウールボードを構成するロックウールと粉粒体との配合割合として、粉粒体をロックウールに対して重量比で５〜１５０％用いることが好ましい。粉粒体の割合が多いほど調湿機能は高まるが、粉粒体が多すぎると単層シート同士を充分に接合させることが困難になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、ロックウールボードの製造方法を段階的に示している。
図１(a) に示すように、繊維状をなすロックウールを集積してなる単層シート１０を準備する。単層シート１０の製造方法は、通常のロックウールボードあるいはロックウールシートの製造方法と同様である。単層シート１０には、ロックウールとともにフェノール系樹脂材料などからなる液状の結合剤が配合されている。但し、単層シート１０の段階では結合剤は硬化させない。
【００２０】
図１(b) に示すように、単層シート１０の表面に粉粒体を散布して、所定の厚みを有する粉粒体層２０を形成する。粉粒体として、炭と珪藻土などを組み合わせて用いる。
図１(c) に示すように、粉粒体層２０の上にさらに単層シート１０を重ねる工程を繰り返し、複数層の単層シート１０とそれぞれの間に介在する粉粒体層２０との積層体を得る。この積層体を、上下に加圧しながら前記結合剤の硬化温度以上に加熱する。結合剤は、単層シート１０を構成するロックウール同士を結合するとともに、粉粒体層２０を介して単層シート１０同士を結合一体化させる。このとき、結合剤の一部は粉粒体にも付着するが、粉粒体が完全に結合剤で覆われたり粉粒体の細孔が結合剤で埋まってしまうことは少ない。
【００２１】
結合剤の硬化が完了すれば、複数層の単層シート１０と粉粒体層２０とが一体成型されたロックウールボードＲが得られる。
ロックウールボードＲには、通常のロックウールボードと同様に、必要に応じて裁断や整形などの加工を施すことができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のロックウールボードは、ロックウール層の間に調湿機能を有する粉粒体層が積層一体化されていることにより、建築物の壁面などに用いたときに優れた調湿機能を発揮することができる。粉粒体が充分な厚みの粉粒体層として存在するので、ロックウールボードの全面で良好な調湿機能が発揮される。粉粒体が結合剤や接着剤に完全に覆われてしまったり、粉粒体の細孔が結合剤などで埋められてしまうことが防げるので、粉粒体が有する機能を良好に発揮させることができる。ロックウール層あるいは単層シートの製造は、通常のロックウールボードの製造と同じ処理条件で行えるので、ロックウールに粉粒体を配合しておく場合のような技術的問題が起こり難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を表し、ロックウールボードの製造工程を段階的に示す製造工程図
【符号の説明】
１０ 単層シート（ロックウール層）
２０ 粉粒体層
Ｒ ロックウールボード

Claims (6)

1. ３層以上からなる複数層のロックウール層と、
   各ロックウール層の間にそれぞれ配置されて積層一体化された、粒径０．３〜５mmで平均細孔径１００Å以下の無機多孔質粉粒体を含む調湿機能を有する粉粒体層と、
   を備え、
   前記複数層のロックウール層の各層が互いに結合されることにより前記積層一体化がなされている、
   ロックウールボード。
2. 前記粉粒体が炭である、請求項１に記載のロックウールボード。
3. 前記粉粒体が、有機材料および炭を含む造粒物である、請求項１または２に記載のロックウールボード。
4. 請求項１から３までのいずれかに記載のロックウールボードを製造する方法であって、下記(a) 、(b) の工程を含む、ロックウールボードの製造方法。
   (a) ロックウールの単層シートを得る工程。
   (b) 前記単層シートを３枚以上の複数枚、それぞれの中間に前記粉粒体を介在させて積層し単層シート同士を互いに結合一体化する工程。
5. 前記(a) 工程では、前記ロックウール同士を結合する硬化性の結合剤からなる単層シートを得るとともに前記結合剤は硬化完了させずにおき、
   前記(b) 工程では、前記接合剤の硬化を完了させて前記ロックウール同士を結合させ、前記ロックウールとともに前記粉粒体を一体化させる、
   請求項４に記載のロックウールボードの製造方法。
6. 前記(b) 工程では、前記粉粒体を前記ロックウールに対し重量比で５〜１５０％用いる、請求項４または５に記載のロックウールボードの製造方法。

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