JP4986578B2 - 床用断熱材 - Google Patents

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Description

本発明は、住宅の大引間などに配置される床用断熱材に関する。
最近では、床にも断熱材を敷くことにより冷暖房効果を改善する傾向にある。この用途にグラスウールからなるマット状断熱材が適している。このようなマット状断熱材の一般的な製法は、高速回転する円筒状回転体内に溶融ガラスを供給し、回転体の側面に形成された小孔から遠心力で紡糸した一次繊維をエア流によって下方に引き伸ばして目標繊維径を有する二次繊維とし、この二次繊維が空中を飛行している間にフェノール樹脂等の接着剤を二次繊維に噴霧し、この二次繊維をキャタピラー状の下部コンベア上に堆積させ、この堆積した二次繊維を下流側の乾燥炉まで搬送し、所定寸法に切断してマット状の断熱材を得るようにしている。
上記の製法によって得られたマット状断熱材は繊維層が厚み方向に積層されるため、撓みやすい。そこで、特許文献1に開示される方法が知られている。この方法は図3に示すように帯状の補強材を大引間に掛け渡し、この補強材の上にマット状断熱材をセットするようにしている。
上記したように帯状の補強材を設けるのはマット状断熱材が厚み方向に撓みやすいためである。その理由はマット状断熱材の製法上の特性から、断熱材を構成する繊維層が平行に重ねられるからである。特許文献1の図面では断熱材を構成する繊維層の境界が畝っているが、これはグラスウールマットを作図する上での決め事であり、実際には繊維層の境界は側面から見て平行になっている。
また、マット状断熱材の製法を改良した方法が特許文献2に開示されている。この方法は、コンベアの出口速度を入り口速度と比べて遅い速度に設定してグラスウールを通すことで、製造コンベア上のグラスウールマットを進行方向に圧縮する工程を設けることで、不規則な方向性を持つグラスウールマットを製造するようにしている。
特開平07−189357号公報 特開平04−316790号公報
特許文献1に開示される床用断熱材にあっては、大引間に別途補強材を設けなければならず施工に手間がかかり、面圧縮強度に劣る。一方特許文献2に開示される方法によって床用断熱材を製造した場合には、面圧縮強度と曲面追従性については改善されるが、厚み方向の撓みについては改善されず、依然として帯状補強材を必要とするか、或いは大引に取り付ける受け金具の張り出し寸法を大きくしなければならず、いずれにしてもコストアップにつながり、施工性も悪くなる。
上記課題を解決するため本発明は、住宅の大引間などに配置される床用断熱材において、この床用断熱材は無機繊維を圧縮してマット状に積層成形することで得られ、更に断熱材を構成する繊維層の境界に現れる波形状の方向がマット状床用断熱材の厚み方向と幅方向の中間または厚み方向と長さ方向の中間を向く構成とした。
ここで、波形状とは、2次元状に展開されるグラスウールの層が積層されて乾燥炉に搬送される際に、搬送方向に圧縮されることで、前記積層体が厚み方向に角度をもった3次元状に配列され、この3次元状に配列されることで搬送方向に沿って形成される模様を指す。つまり搬送方向を長さ方向とすれば幅方向には波形状は形成されない。そして、波形状の方向とは波形をなす模様の頂点と左右の底部の中間点とを結んだ方向をいう。
また上記の断熱材を成形する装置としては、上流側で紡糸された無機繊維を下流側の乾燥炉まで搬送する下部コンベア群と上部コンベア群を備え、上部コンベア群は乾燥炉に向かって下部コンベア群との間隔が徐々に狭くなるように下部コンベア群に対して相対的に傾斜して配置され、更に下部コンベア群及び上部コンベア群を構成するコンベアは下流側のコンベアの搬送速度が上流側のコンベアの搬送速度よりも遅くなるように設定された装置を用いる。
上記の成形装置にあっては、下部コンベア群を構成するコンベアのうち最も上流側のコンベアの速度V1と、乾燥炉に設けられる乾燥炉コンベアの速度V9との比(V1/V9)を1.5〜4.0の範囲に設定し、且つ前記搬送コンベアの最終段出口の間隔を基準として、前記最終段出口に続く上下の乾燥炉コンベア間隔の比率を1/1.5〜1.0の範囲に設定することが所望の特性の断熱材を得る上で好ましい。
また、無機繊維としてガラス繊維を用いる場合には、24〜32kg/mの密度を持つものが好ましい。これにより、高い断熱効果が得られる。
本発明の床用断熱材は、面圧縮強度に優れるだけでなく、厚み方向の撓みが少なくなる。その結果、大引に取り付ける受け金具として張り出し寸法の小さなものを使用でき、また余分な補強材を必要とせず、施工性も大幅に改善される。
以下に、本願発明の実施例について図に基づいて説明する。図1(a)は本発明に係る床用断熱材の斜視図、(b)は本発明に係る床用断熱材を床の大引間にセットした状態の斜視図、(c)は(a)のC方向から見た図であり、マット状をなす床用断熱材1はガラス繊維2を積層して構成され、大引3,3間に受け金具4を介して支持されている。
また、ガラス繊維2は厚み方向だけでなく長さ方向にも重なるように成形され、その結果、図1(c)に示すように、側面に波形状の模様が形成されている。側面の波形状の方向、即ち、波形をなす模様の頂点と左右の底部の中間点とを結んだ方向は、厚み方向と長さ方向の中間を向いており、その結果、床用断熱材1は厚み方向の撓みが少なくなっている。
図2は、本発明の床用断熱材の成形装置の側面図であり、成形装置は上流側で紡糸されたガラス繊維2を下流側の乾燥炉30まで搬送する下部コンベア群31と上部コンベア群32を備え、下部コンベア群31は複数のコンベア31a,31b,31c,31dを連接して構成され、上部コンベア群32は複数のコンベア32b,32c,32dを連接して構成される。そして、上部コンベア群32は乾燥炉30に向かって下部コンベア群31との間隔が徐々に狭くなるように下部コンベア群に対して相対的に傾斜して配置され、更に乾燥炉30の入口にはコンベアローラ33,34が配置されている。
下部コンベア群31及び上部コンベア群32を構成するコンベアは全て単独で速度調整が可能とされ、本実施例にあっては、下流側のコンベアの搬送速度が上流側のコンベアの搬送速度よりも遅くなるように設定されている。即ち、コンベア31aの速度をV1,コンベア32bの速度をV2,コンベア31bの速度をV3,コンベア32cの速度をV4,コンベア31cの速度をV5,コンベア32dの速度をV6,コンベア31dの速度をV7,コンベアローラ33の速度をV8,コンベアローラ34の速度をV9とした場合、以下に述べるように速度が設定される。
先ず下部搬送コンベア31aの移動速度V1と下部搬送コンベア31bの移動速度V3は、
V1×0.95≦V3≦V1×1.05
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
また、上部搬送コンベア32bの移動速度V2は、下部搬送コンベア31bの移動速度V3に対して、
V3×0.6≦V2≦V3
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
更に、ガラス繊維断熱材(原綿)の高さをH1とし、上部搬送コンベア32bの入口部と下部搬送コンベア31bの入口部との距離をH2とすると、
H1×0.4<H2<H1×1.2
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
コンベア31b,32bにて搬送されたガラス繊維断熱材(原綿)は、更に圧縮コンベア対31c,32cによって長手方向に第1回目の圧縮を受ける。ここで、下側に位置する圧縮コンベア31cの移動速度V5は、前段の圧縮コンベア31bの移動速度V3及び次段の圧縮コンベア31dの移動速度V7と相関が高く、
V7×1.05≦V5≦V3×0.95
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
また、上側に位置する圧縮コンベア32cの移動速度V4は、圧縮コンベア31cの移動速度V5に対して、
V5×0.6≦V4≦V5
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
ここで、上部圧縮コンベア32bの入口部と下部圧縮コンベア31bの入口部の距離H2に対し、前記上部搬送コンベア32bの出口部と下部搬送コンベア31bの出口部の距離をH3とすると、
H3≦H2
の範囲であり、かつ上部圧縮コンベア32cの入口部と下部圧縮コンベア31cの入口部の距離をH4とすると、
H3≦H4
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
コンベア対31b、32bとコンベア対31c、32cによって第1回目の長手方向圧縮を受けたガラス繊維断熱材(原綿)は、更にコンベア対31c、32cとコンベア対31d、32dによって第2回目の長手方向圧縮を受ける。ここで、下側に位置する圧縮コンベア31dの移動速度V7は、次段の乾燥炉コンベアローラ34の移動速度V9と相関が高く、
V9×0.95≦V7≦V9×1.05
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
また、上側に位置する圧縮コンベア32dの移動速度V6は、圧縮コンベア31dの移動速度V7に対して、
V7×0.6≦V6≦V7
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
ここで、上部圧縮コンベア32dの入口部と下部圧縮コンベア31dの入口部の距離をH6とし、前記上部搬送コンベア32cの出口部と下部搬送コンベア31cの出口部の距離をH5とすると、
H5≦H6
の範囲であり、かつ上部圧縮コンベア32dの出口部と下部圧縮コンベア31dの出口部の距離をH7とすると、
H6≧H7
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
上部圧縮コンベア32dと下部圧縮コンベア31dによって第2回目の圧縮を受けたガラス繊維断熱材(原綿)は、更に上部乾燥炉コンベア33と下部乾燥炉コンベア34によって乾燥炉へと搬送される。ここで、下側に位置する下部乾燥炉コンベア34の移動速度V9は、前記搬送コンベア31aの移動速度V1と相関が高く、
V1×0.25≦V9≦V1×0.70 (S1)
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。
また、上側に位置する上部乾燥炉コンベア33の移動速度V8は、上記乾燥炉コンベア34の移動速度V9と同じ移動速度とした。
ここで、上部乾燥炉コンベア33の入口部と下部圧縮コンベア34の入口部の距離をH8とし、前記上部搬送コンベア6の出口部と下部搬送コンベア7の出口部の距離をH7とすると、
H8×1.0≦H7≦H8×1.5
の範囲であれば厚み方向のたわみが少なく断熱特性が良好であった。つまり、上記の関係は、最終段の搬送コンベアの出口距離が乾燥炉の入口距離に較べて1.0倍から1.5倍の範囲に設定すれば良いことを示している。これを逆に言えば、乾燥炉の入口距離は、最終段の搬送コンベアの出口に較べて1.0から1/1.5の範囲であれば良いことを意味する。
以上のデーターの中で、クリンピング率(V1/V9の比率)は前記V9とV7の関係式S1の全体をV1で割ると、
0.25≦V9/V1≦0.70
となり、この各項の逆数をとると、
1.4≦V1/V9≦4.0
となるので、クリンピング率は1.4から4.0が適切な範囲と考えられる。
(a)は本発明に係る床用断熱材の斜視図(b)は本発明に係る床用断熱材を床の大引間にセットした状態の斜視図(c)は(a)のC方向から見た図 床用断熱材の成形装置の側面図 従来の床用断熱材の施行例を示す斜視図
1…床用断熱材、2…ガラス繊維、3…大引、4…受け金具、30…乾燥炉、31…下部コンベア群、32…上部コンベア群、31a,31b,31c,31d…下部コンベア群を構成するコンベア、32b,32c,32d…上部コンベア群を構成するコンベア、33,34…コンベアローラ。

Claims (1)

  1. 住宅の大引間などに配置される床用断熱材において、この床用断熱材は無機繊維の積層体を長さ方向と厚み方向に沿って徐々に圧縮してマット状に積層成形することで得られ、更に断熱材を構成する積層された繊維層の境界に現れる波形状の方向がマット状床用断熱材の厚み方向と幅方向の中間または厚み方向と長さ方向の中間を向くことを特徴とする床用断熱材。
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