JPH03221435A - 無機繊維質成形部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建築物等の壁、天井、その他のパネルにおいて
、断熱性、防音性、不燃性などの特性を有する建築部材
として使用され、軽量でハンドリング性、施工性に優れ
た無＠ｔａｇ質成形郁材の製造法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より建築物等の壁、天井、パネルにはグラスウール
、ロックウール等の無機質繊維に結合剤を添加したのち
硬化させた成形部材が断熱性、防音性、不燃性に優れた
建築部材として広く使用されている。

従来、この種の成形部材の製造方法には大きく分けて湿
式抄造法と乾式成形法の二つがある。

湿式抄造法はロックウール、セビオライト等の無機質繊
維、でんぷん、フェノール樹脂やメラくン樹脂等のエマ
ルジョン型の合成樹脂、及びパルプ等の補強材、シラス
、粘土等の無機質フィシを水中に分散させたのち、減圧
脱水成形法等により製造したものである。

また、乾式成形法はグラスウール、ロックウール等の短
繊維に水溶性のフェノール樹脂、メラくン樹脂、尿素樹
脂等の熱硬化性樹脂を付着させ、その後加熱硬化させる
ことにより製造したものである。

〔発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の湿式抄造法及び乾式成形法とも以
下のような問題点があった。

まず湿式抄造法で製造される製品は、密度的３００　ｋ
ｇ／ｍ３程度の重く硬直な物で、構成材料を水中に均一
に分散させて抄くという工程上、使用される繊維の長さ
は大体１ｍｍ以下に短く切断されている。その結果、衝
撃に弱くハンドリング時に折れやすいため大型の形状品
には不向きで、また施工性にも劣るという問題点を有す
る。耐衝撃性を改善するためには、有機質の結合剤や補
強材の量を増加させることも考えられるが、この場合不
燃性を損なうことになり好ましくない。

一方、乾式成形法で製造される製品は、製造上の特徴か
ら密度が通常８０〜１５０　ｋｇ／ｍ３の範囲にあるた
め、表面が軟らかく表面被覆材との接着性や表面平滑性
に劣り、また耐たわみ性も不十分で、施工性や意匠的に
も問題があった。これらの欠点を改善するために、でん
ぷん糊、酢酸ビニル、ＰＶＡ、ＣＭＣ、ラテックス等の
有機質化合物を単独あるいは混合物で用いることが考え
られるが、湿式抄造法と同様に不燃性を損なうことにな
り好ましくない。

更に乾式成形法においては、特開昭６２−１３０８０２
号公報に示されるように、無機質繊維と熱硬化性樹脂を
混合解繊した後加圧成形により高密度の成形部材を作る
ことも知られているが、この方法では部材全体が高密度
で重くなりハンドリング性、施工性に欠けると共に、長
尺、大板等の大型形状の部材を作ることが困難であった
。更にまた、特公昭５６−１８６９９号公報および特公
昭５６−１８７００号公報に記載のガラス繊維マットの
製造方法は、短繊維層の表面に開５ｓｔｔａ維を落下せ
しめて突刺させ開ｍ繊維の薄層を形威し、その後結合剤
を吹き付けて両者を一体化したマットの製造方法である
が、開Ｎｌｉ繊維を形成するための切断ロービングまた
は切断ストランドは、長さが約３〜１０ｃｍと比較的長
めであるために、思った程の高密度とはならず、また結
合剤を開ｍａｎの上から表面だけに吹き付けているため
に、接着性の面で必ずしも十分とはいえなかった。

本発明はグラスウール、ロックウール等の無機質繊維の
有する、断熱性、防音性、不燃性等を損なうことなく、
軽量で良好なハンドリング性、施工性を有すると共に、
耐たわみ性に優れ、大型形状の部材も作れる無機繊雌質
成形部材の製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記のような問題点を解決するため、無機質ｍ
維に熱硬化性樹脂バインダを噴霧し、コンベア上に集綿
して未硬化の基材繊維層を形成し、その表面に短く切断
した短ｆａ雌を熱硬化性樹脂バインダと共に添加して基
材繊維層の表面に高密度ｆａ維層を形成した後、両者を
一体化した無機ｍ難質成形部材の製造方法を手段として
いる。

本発明の基材繊維層に使用される無機質繊維としては、
グラスウール、ロックウール、セラミックファイバー等
がある。結合剤として無機質繊維に噴霧される熱硬化性
樹脂バインダとしては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メ
ラくン樹脂等の熱硬化性樹脂、又はこれらの混合物を選
ぶことができるが、熱硬化後の成形体の強度発現性の点
からはフェノール樹脂及びフェノール樹脂を基にした混
合物が望ましい。また、結合剤を噴霧する際に単独、あ
るいは樹脂バインダとの混合溶液として、シリコン系の
擬水剤、防塵オイル、シランまたはチタネート等のカッ
プリング剤の添加剤、表面処理剤を噴霧することも可能
である。樹脂バインダの使用料は、成形後の密度、樹脂
特性に応じて繊維重量当り固形分として０．５〜１０重
量％の範囲で選択するのが望ましい。この場合、成形部
材の硬化成形後の密度は４０〜２５０　ｋｇ／ｍ３の範
囲で選択可能となるが、製品重量、ハンドリング性、施
工性などを考慮した場合、８０〜１５０　ｋｇ／ｍ３の
範囲が特に好ましい。

コンベア上に集綿された未硬化基材繊維層の上に熱硬化
性樹脂バインダと共に添加される短繊維は、以下のよう
な方法によって製造される。まず、この短繊維は途中ま
では前記基材１ｊｌｉ！層と同じ方法によって作られる
が、次いでこれを無機繊維あるいは右機ｔａ維の解繊、
切断に通常用いられるカーデイングマシン、ローラープ
レス機、ハンマーくル、フェザ−くル、フィックくル、
ディスクルファイナ等によりごく短く切断し、繊維をほ
ぐしなからｍ維長を短くする。さらに、このようにして
短く切断した短繊維から、繊維化の際あるいは繊維化に
引続き、繊維と共に生成される粒子状物質を取り除くこ
とが有効である。

切断した上記短繊維と結合剤である熱硬化性樹脂バイン
ダとを混合する方法としては、例えば繊維化の際に同時
に樹脂バインダを噴霧しながら均一に付着させてこれを
切断する場合と、繊維化の際に樹脂噴霧等の処理を施さ
ない繊維、いわゆる白線を前記の各種切断方法により短
繊維化した後、未硬化基材繊維層の上に吹き付ける際に
熱硬化性樹脂を混合する方法、あるいは切断するのと同
時に熱硬化性樹脂を混合する方法のいずれでもよい。

高密度層を形成する無機質繊維としては、ガラス長繊維
のチョツプドストランド、ガラス短繊維、ロックウール
の層状綿、充填綿、粒状綿、セラくツクファイバのバル
ク等の人造鉱物ｍ維及びこれから粒子状物質を取り除い
た低ショット繊雌、さらにはアルミナｍ維、炭化珪素繊
維、炭素繊維等連続繊維のチョツプドストランド品を使
用することができる。

熱硬化性樹脂バインダとしては、水溶性タイプのほかに
粉末タイプのものを使用することができる。混合装置の
簡便性、生産性の点からは粉末状タイプのものが好適で
あり、例えば粉末状フェノール樹脂、粉末状メラ□ン樹
脂があげられる。

切断した短繊維の平均繊維長は、切断する装置に応じて
３００　μｍ〜３０ｍｍの範囲で選択でき、成形後の無
機質繊維成形部材の表面平滑性、表面硬度、強度の発現
性に対応して、短繊維に付着させる樹脂量と共に任意に
選択できる。なお、上記未硬化の基材＃Ｉ！維層と、そ
の上に添加される高密度繊維層の材質は、同一種類のも
のに限られない。

基材繊維層に高密度繊維層を添加する方法は、熱硬化さ
せる前であれば適宜選択できるものであり、例えば無機
質繊維に結合剤である熱硬化性樹脂を噴霧してメツシュ
コンベア上に集綿させた直後に、未硬化の基材繊維層上
に切断した短繊維を結合剤と共に吹き付けてもよく、ま
た硬化炉に入る直前で上部より散布し添加してもよい。

更に、基材繊維層の表面に均一に添加するのではなく、
必要箇所への部分強化をねらって部分的に添加すること
も可能である。また、基材繊維層の厚さに対する高密度
繊維層の厚さの比率も、添加量を変えるだけで自由に設
定でき、表面高密度繊維層の厚さは最低２ｍｍ以上、最
大で全体厚みの月くらいが好ましい。

基材繊維層と高密度繊維層の一体化は、この種の製造法
で一般的に用いられている加熱炉を使用して、上下から
加圧しながら熱硬化させることで簡単に行なうことがで
きる。また、基材繊維層と高密度繊維層との積層物を硬
化炉を通さずに回収し、別ラインにてホットプレス装置
等により一体化した成形部材を得ることもでき、表面の
部分強化品、あるいは表面が平面でない異形状の場合の
製造に有効である。

このようにして製造された無機繊維質成形部材は、軽量
でハンドリング性が良好なうえ、必要な表面あるいは部
分のみが硬く高密度で、耐たわみ性に優れているので、
長尺、大板形状の製品を作ることができ、かつ施工性に
も優れるものである。

（作用） 本発明では成形部材の表面層のみが＃ｉ！雌長を短かく
切断処理した短繊維で形成されるため、全体としては低
密度を維持しながら表層近傍のみ密度、硬度をあげるこ
とができる。また、表面の必要部分のみ短繊維を配線す
ることで表面を部分強化することもできる。さらに、表
面層と基材の樹脂量が繊維に対し同比率であっても、表
面層の方が繊維が短く高密度になるため、樹脂量もそれ
につれて増大し、硬く仕上ることになる、また、樹脂量
を増加させれば一層表面硬度が上がることになる。

成形部材のたわみ量は、部材自体の重量と剛性に左右さ
れるので、本発明の如く軽量性を維持しつつ最も負荷の
大きい表面層を強化することは効果的である。さらに短
い繊維から構成される表面の平滑性は長い繊維で積層さ
れた面より良好となり、意匠性および表面被覆材との接
着性も向上する。

次に本発明の具体的な実施例を説明する。

実施例１ 第１図に基づいて説明する。製綿＠１を用いたロックウ
ールの製綿時に、結合剤として水溶性フェノール樹脂を
ロックウール重量に対して１．２重量％噴霧し、無機質
繊維を互いに付着させてメツシュコンベア２上に基材繊
維層３を形成した。次に、上記と同様の方法によってフ
ェノール樹脂混合（付着量が１．２重量％）のロックウ
ール繊維を得、これを切断機であるフェザ−ミル４にて
平均ｍａ長数ｍｍに切断した後、上記メツシュコンベア
２上の基材繊維層３の表面に全体が均一の面密度になる
ように配線添加して高密度繊維層５を形成した。その後
加熱温度２００’Ｃに調整された加熱炉６にて下部コン
ベヤ７と上部コンベア８で圧縮しながら熱硬化させ、高
密度繊維層８．５ｍｍ、基材繊維層１１．５ｍｍからな
る全体の厚さ２０ｍｍ、製品密度１３８　Ｋｇ／ｍ３の
２層構造を有する成形部材９を得た。この成形部材９は
下部の基材繊維層３が低密度の層となっており、上部の
高密度ｍ離層５がそれより高密度の層となっている。

上記成形部材９の高密度ＩＩ＆維層離層硬度は、ゴム硬
度計よる場合４９であった。また、高密度繊維層５を下
側にして保持し、幅３００ｍｍの部材を間隔５００ｍｍ
で両持ちした場合のたわみ量は１．２ｍｍであった・ 実施例２ 切断長６ｍｍのグラスファイバーのチョツプドストラン
ド品１００重量部と、ノボラック型フェノール樹脂粉末
１０重量部をレーデイングくキサにて混合解繊し、これ
を実施例１と同じように水溶性フェノール樹脂を１．２
重量％噴霧して得たロックウールマット上に添加した。

その後加熱温度２００℃に調整された加熱炉にて下部コ
ンベヤと上部コンベアで圧縮しながら熱硬化させ、グラ
スファイバーのチョツプドストランド品からなる高密度
繊維層６ｍｍ、基材繊維層１４ｍｍからなる全体の厚さ
２０ｍｍ、製品密度１３９　Ｋｇ／ｍ３の２層構造を有
する成形部材を得た。

実施例１と同じ方法にて測定した硬度の値は５４、たわ
み量は０．９ｍｍであった。

実施例３ 樹脂を噴霧しないで繊維化したロックウール、すなわち
ロックウールの層状綿をカーデイングマシンで切断しな
がら粒子状物質を取り除き、平均繊維長さを７００　ｇ
ｍとし、粒径４５ｇｍ以上の粒子含膚率を８％とした。

これを実施例１と同じようにして得られたロックウール
マット上に積層添加した後２００°Ｃで硬化させ、高密
度繊維層５．４ｍｍ、基材繊維層１４．６ｍｍからなる
全体の厚さ２０ｍｍ、密度１２５　ｋｇ／ｍ’の成形部
材を得た。　この成形部材の硬度は４７、たわみ量は１
．５ｍｍであった・ 比較例１ 比較のため、実施例１における基材繊維層のみを２００
’Ｃに調整した加熱炉で加熱硬化させて、厚さ２０ｍｍ
、密度１３５　ｋｇ／ｍ’の成形部材を得た。

この成形部材を同様に測定した結果、硬度は２６、たわ
み量は３．０ｍｍであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る無機繊雌買成形部材
の製造方法によれば、熱硬化性樹脂バインダで噴霧付着
した未硬化の基材繊維層の表面に短く切断された短繊維
と熱硬化性樹脂との混合物を添加し、表面に高密度繊維
層を形成した後両者を一体化して成形部材を得るように
したから、成形部材全体としての低密度性は保持しつつ
強度を増すことができた。また、ごく短いｍｆａを表面
層として用い、結合剤と一緒に添加するようにしたので
、表面の平滑性が向上すると共に、接着強度も向上する
ことになる。

その結果、この成形部材を建築物の壁、天井、パネル等
に使用した場合には、軽量で耐たわみ性に優れ、かつハ
ンドリング性や施工性にも優れた大形パネルの製造が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施方法を示した説明図である。 １・・・製綿機 ２・・・メツシュコンベア ３・・・基材繊維層 ５・・・高密度繊維層 ６・・・加熱炉 ７・・・下部コンベア ８・・・上部コンベア ９・・・成形部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無機質繊維を主材とし、これに結合剤として熱硬
   化性樹脂バインダを添加した後硬化させてなる無機繊維
   質成形部材の製造方法において、 上記無機質繊維に熱硬化性樹脂バインダを噴霧し、これ
   をコンベア上に集綿して基材繊維層を形成する一方、こ
   の基材繊維層の表面に切断した短繊維と熱硬化性樹脂バ
   インダとの混合物を添加し、基材繊維層の表面に高密度
   繊維層を形成させた後一体化させてなる無機繊維質成形
   部材の製造方法。
2. （２）前記基材繊維層の表面に短繊維と共に添加される
   熱硬化性樹脂バインダの濃度は、短繊維１００重量部に
   対し０．５〜１５重量部に調整してなる請求項１記載の
   無機繊維質成形部材の製造方法。
3. （３）前記切断された短繊維は、３００μｍ〜３０ｍｍ
   の長さに調整され、その範囲内で選択されてなる請求項
   １又は２のいずれか記載の無機繊維質成形部材の製造方
   法。