JPH11221872A

JPH11221872A - 断熱用繊維材

Info

Publication number: JPH11221872A
Application number: JP10042887A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Kamijukkoku; 成夫上拾石; Kenji Ohashi; 憲治大橋
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】加工性を低下させることなく、耐火性、無機
繊維飛散防止性に優れた断熱用繊維材を提供する。【解決手段】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用繊維材において、有機繊
維不織布面に有機樹脂と硼酸塩からなる被膜を設けたこ
とを特徴とする断熱用繊維材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度に優
れ、無機背に飛沫の飛散を防止するとともに、耐火性に
優れた断熱用繊維材、およびそれを用いた断熱構造体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、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とから、耐火構
造の建築物における金属折板屋根材として金属板と貼り
合わされたのち山形状に成形されて使用されている。

【０００３】このような断熱無機繊維マットについて
は、具体的には、例えば特公昭６３−５７２２８号公報
に、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ードルパン
チ加工を施してガラス繊維と有機繊維を絡み合わせ、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てい
る。また、特公昭６３−５７５３８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ート状物であって、厚み方向に
ニー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無機繊維マットが提案されてい
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、折版成形時にしわが発生したり、屈曲部が破断しや
すく、また、不織布面に難燃性被膜を設けたにしても有
機物であるため、５００〜８００℃になったとき被膜面
が脱離し、結果的に有機不織布が燃焼して断熱材の強度
が低下し、断熱材が脱離する問題があった。

【０００５】一方、特公昭６３−５７５３８号公報に記
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、本素材
の不燃性が損なわれてしまうという問題があった。

【０００６】この２例のような従来の断熱無機繊維マッ
トは、有機成分、また有機成分に水酸化アルミ、マグネ
シウムなどの無機充填剤を添加した履層を設けて耐火性
を向上させているが、最終的にこの製品を亜鉛鉄板とラ
ミネートする工程、さらに山形成形するいわゆるロール
フォーミング工程において、この被膜層に対し圧縮、剪
断などの外力が加わり、有機成分層に亀裂が入り、結果
的に無機繊維マットが破れ、不燃性、耐火性不足が生
じ、それを補うことができなかった。

【０００７】本発明は、上記のような問題を解決するも
のであって、マットの加工性を低下させることなく、耐
火性、無機繊維飛散防止性に優れた断熱用繊維材、つま
り断熱無機繊維マットを提供することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係る断熱用繊維材は、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用繊維
材において、有機繊維不織布面に有機樹脂と硼酸塩から
なる被膜を設けたことを特徴とするものからなる。

【０００９】また、本発明に係る断熱構造体は、このよ
うな断熱用繊維材を金属板に積層したものからなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明における無機繊維マットと
しては、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、マーブ
ルメルト法等で作られた長繊維からなるものが好まし
い。繊維の太さとしては３〜１５μｍ、好ましくは５〜
１０μｍ、長さは長繊維をチョップドして３０〜１５０
ｍｍにしたものが望ましい。また、その他のものとして
は、ロックウールや鉱さい繊維などを混合したものであ
ってもよく、さらにはガラスヤーン以外にガラスロービ
ングを混合したものであってもよい。

【００１１】本発明における有機繊維不織布としては、
たとえばポリエステル、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合成繊維の長繊維を用
いたものが好ましく、不織布の繊度としては、１〜１０
デニール、好ましくは３〜７デニール、長さは無端状の
長繊維でもよい。この不織布の目付けとしては１５〜５
０ｇ／ｍ²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が１５ｇ／ｍ²未満で
は断熱用繊維材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／ｍ²を越えると、本発明では無機繊維飛
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
ことになるので、断熱用繊維材の不燃性に悪影響を及ぼ
すおそれがあるので好ましくない。

【００１２】本発明による製品の無機繊維マットの有機
繊維不織布面に設ける耐火性のある被膜層は、たとえ
ば、アクリル系、酢酸ビニル系、ブチルゴム系の単一組
成あるいは混合組成エマルジョンに、硼酸アルミ、亜鉛
などの硼酸塩のゲル状物を添加してエマルジョン塗料と
したものから形成される。この硼酸塩の濃度は有機樹脂
成分１００重量部に対し２０〜３００重量部、好ましく
は３０〜２００重量部とすることが望ましい。また、硼
酸塩は樹脂成分エマルジョンと混合するため、硼酸塩合
成後、硼酸塩として析出させた結晶物より、結晶前のゲ
ル状物を用いる方が好ましい。結晶物を用いると、エマ
ルジョンとの親和性が劣るので分散剤として界面活性剤
を添加する必要が生じることと、設けた被膜層に単に充
填剤として分散しているに過ぎないため耐火性が向上し
ないおそれがある。また、被膜層の強度が低下するため
ロールフォーミング中に被膜層が破断するなどの問題が
生じる。

【００１３】一方、ゲル状物を用いると、硼酸塩水和物
としてゲル状の形態で存在するため、樹脂エマルジョン
への親和性が高く、界面活性剤を用いることなく良好に
分散するため、多量の硼酸塩が添加されても被膜の強度
が低下しない。ちなみに、ゲル状物を用いたものを鉄板
に厚さ０．５ｍｍに塗布したものを６００℃の炉に入れ
ても発火現象は認められず、また、被膜層の形態は溶融
はしているものの流れ出して被膜層が消失するようなこ
とはなかった。

【００１４】一方、結晶硼酸塩を用いたものは、有機成
分のためと思われるが、発火、発煙現象を示し、また、
被膜層は若干は残っているもののほとんど消失してい
た。これは、有機成分が消失したため分散している硼酸
塩が支持体を失い、被膜を形成することなく消失したも
のと考えられる。

【００１５】本発明における被膜層は、無機繊維マット
の製造工程、輸送、あるいは成形加工時に発生する無機
繊維飛沫の飛散防止効果も合わせて発揮する。

【００１６】さらに、非有機繊維不織布面には、無機繊
維の飛沫の飛散防止を目的としたアクリル樹脂や熱融着
性を付与するためゴム系やエチレン一酢酸ビニル系樹脂
からなるフイルム層を積層したり、同樹脂からなるホッ
トメルト層を設ける等の処理を適宜施すことができる。

【００１７】上記のような本発明に係る断熱用繊維材の
構造について、図面を参照して説明する。図１および図
２は、本発明の一実施態様に係る断熱用繊維材、およ
び、それを金属板に積層した場合の断熱構造体を示して
いる。図１において、断熱用繊維材１は、積層後不織布
側からのパンチングにより互いに絡合された、無機繊維
マット層としてのガラス繊維マット層２と、無端状有機
繊維不織布層３とを有している。このように形成された
有機繊維不織布と無機繊維とのマットの有機繊維不織布
面に、耐火性でかつ、無機繊維飛沫の飛散防止の機能も
有する、有機樹脂と硼酸塩からなる被膜４が設けられて
いる。また、この被膜４とは反対側の面には、無機繊維
飛沫の飛散防止のための有機樹脂層５が設けられてい
る。

【００１８】このような構成を有する断熱用繊維材１
が、金属板６と貼り合わせ後に、ロールフォーミング等
により、図２に示すような山形折板構造の断熱構造体７
に形成されている。

【００１９】次に、本発明に係る断熱用繊維材の製造方
法の例について説明する。まず、ヤーンとロービングの
混合比率が９０／１０〜６０／４０よりなるガラス繊維
を解繊したのち一定厚みのガラス繊維マットを形成す
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中に入れて混繊してガ
ラス繊維マットを形成してもよい。

【００２０】次いで無端状の長いポリエステル繊維不織
布にガラス繊維マットを積層してポリエステル繊維不織
布側からニードルパンチ加工を施し、無機繊維と不織布
とからなるマットを形成し、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て有機樹脂層を形成
する。次に、ポリエステル繊維不織布側に硼酸塩含有エ
マルジョンをコーティングするコーターを介して被膜層
を設け、水平搬送装置を装備し、かつ、１１０℃〜１４
０℃に加熱した熱風乾燥炉に導入して、エマルジョンの
水分を除去乾燥し、熱風乾燥炉の出口において、所定の
幅にスイットする。このスリットした製品の断面には、
無機繊維飛沫の飛散防止を目的にアクリルエマルジョン
をスプレーで吹き付けておくとよい。このようにして、
所望の断熱用繊維材を得る。

【００２１】かくして得られた断熱用繊維材は、有機繊
維不織布側の表面にゾル状硼酸塩を配合した有機樹脂被
膜が形成されるため、耐火性が数段向上し、また、無機
繊維飛沫の飛散防止層としての機能も持っているため、
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、引張りんどの外力におって発生する無機繊維飛沫
の飛散がないためチカチカ感等の不快感もなくなる。ま
た、従来、この種の製品の欠点であった無機繊維を絡合
するための有機樹脂あるいは有機繊維からなる層の燃焼
がなく、ほぼ完全な不燃材となり、各種の問題が一挙の
解決できるため、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等に好適に用いること
ができる。より具体的には、各種体育館や倉庫、住宅等
の建築基準法に基づく不燃材料を用いなければならない
部分などに用いられる。

【００２２】［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。（１）不燃性ガラス繊維マットを０．６ｍｍの亜鉛鉄板に熱融着した
ものから５×５ｃｍに切り出し、６００℃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およ
び冷却後の被覆層形態をみて不燃性を判断する。発火せ
ず、かつ、被覆層およびマットに形態変化のないものを
「合格」、八あし、被覆層およびマットが形態変化した
ものを「不合格」と判定した。

【００２３】（２）無機繊維飛沫による人体の痒み感ａ．断熱用繊維材の製品断面を一辺とした１０×１０ｃ
ｍのサンプルを切り出し、製品断面以外の断面および表
面をテープで被覆した。このサンプルを黒色の紙上で数
回はたき、紙上で落下した繊維飛沫量の重量を測定し、
次の基準で痒み感を判定した。０．１ｇ以上落下・・・・痒み感有り０．１ｇ未満・・・・痒み感無し

【００２４】ｂ．断熱用繊維材と金属板を貼り合わせた
ものを１０×１０ｃｍのサンプルに切り出し、このサン
プルの製品断面および断面に隣接した表層の樹脂層を除
いた部分をテープで被覆したものを、ロール間隔がサン
プルの５０％の間隙に調整されたプレスロールに３回通
し、断面をテープで被覆した。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、次の基準で痒み感を判定した。０．５ｇ以上落下・・・・痒み感有り０．５ｇ未満落下・・・・痒み感無し

【００２５】（３）機械強度断熱用繊維材を幅２５ｍｍ、長さ２００ｍｍに切り出
し、テンシロン型引張試験機で試長１００ｍｍ、引張速
度３００ｍｍ／分の条件で引張強度を測定する。サンプ
ルの完全破断時の値ではなく、破断までの最高の値を用
いる。

【００２６】（４）折曲げ部のしわ、破断金属板と断熱用繊維材を貼り合わせたものを図２に示し
た形状にロールフォーミングし、屈曲部の状態をみて判
断する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。実施例１直径が１０μｍ、長さ３０〜１００ｍｍのガラス繊維９
７％（ヤーンとロービングの混合比７０／３０）に繊度
３デニール、平均長さ７０ｍｍのポリエステル複合繊維
（ユニチカ（株）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、スパ
ンボンド法によって製造された繊度３デニールのポリエ
ステル長繊維不織布（ユニチカ（株）製：９０４０５Ｗ
ＴＯ、目付け４３ｇ／ｍ²）を積層し、ポリエステル長
繊維不織布側からニードリングマシンにより２５ステッ
チ／ｃｍ²のニードリングを施し、ニードリング面の反
対側に不織布構成繊維（ニードル繊維）を突出させる。
次にこのもののガラス繊維マット面にアクリルエマルジ
ョン（固形分１５％）を噴霧装置を使用して６０ｇ／ｍ
²散布し、さらにポリエステル長繊維不織布面にロール
コーターで硼酸塩含有アクリルエマルジョン（“ワテッ
クス”：カナヱ塗料（株）製、固形分６５重量％、硼酸
アルミ：１００重量％）を１５０ｇ／ｍ²塗布して、遠
赤外線ヒー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、両面に
設けたエマルジョン層の水分を除去して被膜層を形成し
て連続的に巻き取った。

【００２８】得られた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。このものをロールフォーミングによって山形に
屈曲成形し、断熱用繊維材裏張り折板屋根を作成した。
得られた断熱繊維材および接着した亜鉛鉄板／断熱用繊
維材、及び断熱用繊維材裏張り折板屋根の特性は表１に
示した通りである。

【００２９】比較例１直径が１０μｍ、長さ３０〜１００ｍｍのガラス繊維９
７％（ヤーンとロービングの混合比７０／３０）に繊度
３デニール、平均長さ７０ｍｍのポリエステル複合繊維
（ユニチカ（株）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、スパ
ンボンド法によって製造された繊度３デニールのポリエ
ステル長繊維不織布（ユニチカ（株）製：９０４０５Ｗ
ＴＯ、目付け４３ｇ／ｍ²）を積層し、ポリエステル長
繊維不織布側からニードリングマシンにより２５ステッ
チ／ｃｍ²のニードリングを施し、ニードリング面の反
対側に不織布構成繊維（ニードル繊維）を突出させる。
次にこのもののガラス繊維マット面にアクリル系エマル
ジョン樹脂（固形分５％）を３０ｇ／ｍ²となるように
均一散布して、更に実施例１と同様のロールコーターを
使い水酸化マグネシュウムを７０重量部添加したブチル
ゴムエマルジョン（“ラックスター”：大日本インキ
（株）製、固形分５０％）を１５０ｇ／ｍ²塗布し、そ
の後１１０℃に加熱された乾燥炉に導入し、乾燥後、連
続シート状に巻き取った。

【００３０】得られた断熱用繊維材をクロロプレン系接
着剤（ノガワケミカル（株）製：“ダイアボンド”ＤＣ
−７６１）を固形分で４２ｇ／ｍ²となるように塗布
し、実施例１と同様に着色亜鉛鉄板に接着し、実施例１
と同様にロールフォーミングによって山形に屈曲成形し
断熱用繊維材裏張り折板屋根を作成した。得られた断熱
用繊維材および熱融着した亜鉛鉄板／断熱用繊維材、お
よび断熱用繊維材裏張り折板屋根の特性は表１に示した
通りである。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１に示したように、本発明による断熱用
繊維材は、マットの有機繊維面に耐火性に優れた被膜を
設けたため、耐火性が数段向上するとともに、断熱用繊
維材製造時、搬送等で発生する無機繊維飛沫の飛散を防
止できるとともに、ロールフォー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
や、特に製品断面から発生する無機繊維飛沫の飛散防止
に顕著な効果が認められ、作業性（チカチカ感）、環境
汚染の点で大幅に向上した。

【００３３】一方、比較例によるものは、従来の方法に
よるもので、マット表面からのガラス繊維の脱離を抑え
ることは可能であるが、亜鉛鉄板と積層体を実施例と同
様にロールフォーミングによって山形屈曲成形する工程
では、被膜の強度が弱いためガラス繊維飛沫の飛散を防
止できず、また、無機充填剤を単に分散させたものであ
るため耐火性に劣る不満足なものであった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の断熱用繊
維材によるときは、有機繊維不織布側の面に、特定の耐
火性に優れた被膜を設けたので、加工性を低下させるこ
となく、耐火性の良好な、しかも無機繊維飛沫の飛散を
防止できる、金属板等との積層構造体に用いて最適な断
熱用繊維材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様に係る断熱用繊維材の部分
斜視図である。

【図２】図１の繊維材を用いた断熱構造体の部分正面図
である。

【符号の説明】

１断熱用繊維材２ガラス繊維マット３有機繊維不織布４被膜５有機樹脂層６金属板７断熱構造体

Claims

【特許請求の範囲】

【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用繊維材において、有機繊
維不織布面に有機樹脂と硼酸塩からなる被膜を設けたこ
とを特徴とする断熱用繊維材。
【請求項２】前記有機繊維不織布が合成繊維の長繊維
を用いたものからなり、前記無機繊維マットがガラス繊
維からなる、請求項１の断熱用繊維材。
【請求項３】前記有機繊維不織布の目付けが１５〜５
０ｇ／ｍ²の範囲にある、請求項１または２の断熱用繊
維材。
【請求項４】前記被膜において、硼酸塩が有機樹脂成
分１００重量部に対し２０〜３００重量部配合されてい
る、請求項１ないし３のいずれかに記載の断熱用繊維
材。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の断
熱用繊維材を金属板に積層した断熱構造体。