JPWO2003016611A1 - 無機質繊維マットおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

無機質繊維マットの諸物性を損うことなく、放出されるアルデヒド量の少ない無機質繊維マットおよびその製造方法を提供する。結合剤を付着させて成形した無機質繊維マットにおいて、結合剤１００質量部に対して、アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物を３〜１５質量部含有し、前記アルデヒド捕捉物質が、亜硫酸、酸性亜硫酸、亜ジチオン酸または二亜硫酸の、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種である。アルデヒド捕捉物質は、結合剤を付与する工程と重合硬化工程の間で付与される。

Description

技術分野
本発明は、建築用の断熱材、吸音材等として用いられる無機質繊維マットおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ホルムアルデヒド放出量の少ない無機質繊維マットおよびその製造方法に関する。
背景技術
従来より、グラスウール、ロックウール等の無機質繊維からなる無機質繊維マットは産業用や住宅用の断熱材や吸音材に広く用いられている。そして、この無機質繊維マットは一般に水溶性フェノール樹脂を主成分とする結合剤によって繊維同士が固定されマット状に成形されて製造されている。
結合剤の主成分である水溶性フェノール樹脂には、架橋剤として一般的にホルムアルデヒド等のアルデヒド類が使用されている。そして、このアルデヒド類は、結合剤を加熱硬化するときに未反応のアルデヒド類および水溶性フェノール樹脂に結合しているアルデヒド類として一部が無機質繊維マットの中に残留する。また、硬化した後も、結合剤の加水分解や縮合反応の進行によってもアルデヒド類が発生する。よって、これらのアルデヒド類が、製造後の無機質繊維マットの表面や側面から極微量放出されることになる。
このアルデヒド類の外部への放出量は、住宅等への施工後には人体への影響が無い量である。しかし、無機質繊維マットは保管や輸送の効率を上げるために、製品は一定数量以上の無機質繊維マットをまとめて密封梱包される。更に多量の無機質繊維マットを圧縮して密封梱包する場合もある。このため、時間経過とともに、無機質繊維マットから極微量のアルデヒド類が放出されて包装内に蓄積される。この蓄積されたアルデヒド類は開封時に外部に放出するため、無機質繊維マットからのアルデヒド類の放出量は極力低いことが要求される。
無機質繊維マットからのアルデヒド類の放出量を少なくする方法として、水溶性フェノール樹脂中のアルデヒド類を低減する方法があり、その従来技術としては、水溶性フェノール樹脂を製造する際の反応温度、反応時間の最適化や、フェノール類とアルデヒド類の反応モル比の最適化によって、未反応のアルデヒド類を低減させる方法がある。
また、他の方法として、無機質繊維マットを通風の良い場所に保管し、経時的にアルデヒド類を拡散させる方法等も知られている。
さらに、特開２００１−１７８８０５号公報には、アルデヒド類を捕捉する物質を無機繊維マットに添加する方法が開示されており、ホルムアルデヒド系熱硬化性樹脂を主成分とする結合剤を添加してマット状に成形された無機繊維製断熱材であって、ホルムアルデヒドと反応して固定化可能な捕捉剤が添加されている無機繊維製断熱材が開示されており、ホルムアルデヒド捕捉剤として、ヒドラジド化合物、アミノ基もしくはイミノ基を含む化合物または尿素の誘導体の少なくとも１種類が開示されている。そして、ホルムアルデヒド捕捉剤の付与方法として、結合剤樹脂の加熱硬化後、または予め結合剤と混合しておき結合剤の付与と同時に添加することが開示されている。
また、米国特許第５５７８３７１号には、ホルムアルデヒド捕捉物質を予め結合剤に混合し、該結合剤を無機質繊維に付与することにより、繊維化（ｆｏｒｍｉｎｇ）工程や焼成（ｃｕｒｉｎｇ）工程において発生したホルムアルデヒドを捕捉して、排気ガス中のホルムアルデヒドを削減することが開示されている。
上記従来技術のうち、水溶性フェノール樹脂を製造する際の反応条件を最適化する方法においては、製造条件の許容範囲が狭くなることから製造コストの増大に繋がるという問題がある。また、反応モル比の最適化は、無機質繊維マットの製造工程において、熱分解により発生するフェノール樹脂中の低分子量体を排気中から除去処理する量の増加、あるいは結合剤の調合タンクおよび送液配管中でのフェノール樹脂中の多核体の析出等のトラブルにも繋がることから容易でない。
また、通風、保管によって経時的にアルデヒド類を拡散させる方法では、無機質繊維マットはかさ密度が小さいので、大きな保管スペースおよび長期の保管を必要とするため、経済的でないという問題がある。
一方、特開２００１−１７８８０５号公報に開示されている方法においては、使用されるホルムアルデヒド捕捉剤が高価であり、製造コストが高くなるという問題点がある。また、捕捉剤が炭素を含む化合物であるために耐熱性に問題があり、結合剤の加熱硬化反応工程の前に付与すると分解してしまう恐れがある。
また、同公報の方法のように捕捉剤の付与を加熱硬化反応後に行った場合には、捕捉剤を付与する形態が粉体または水溶液のどちらの場合でも、結合剤が既に硬化しているために捕捉剤が無機質繊維マットへ十分に固着せず、後工程以降において脱落しやすくなり、その結果アルデヒド類の捕捉効率が低くなる問題がある。また、粉体で付与する場合には、飛散し易いため製造工程での作業環境が悪くなるという問題がある。
さらに、捕捉剤を水溶液で付与する場合、その水分によって結合剤の一部が加水分解され、新たにアルデヒド類が発生するので、そのアルデヒド類を捕捉しきれないという問題がある。また、前記水分を蒸発させるのに、無機質繊維マットの乾燥が再度必要になってエネルギー効率が悪くなるという問題もある。また、前記水分を蒸発させない場合には無機質繊維マットに余分な水分が含まれることになり、無機質繊維マットの主要な性能である断熱性能が低下するという問題もある。
一方、上記した米国特許５５７８３７１号に開示される、ホルムアルデヒド捕捉剤を混合した結合剤を無機質繊維に付与する場合においては、高温の無機質繊維に結合剤を吹付けるため、捕捉剤が熱分解したり、結合剤の熱分解で発生したアルデヒド類と反応したりすること等によって、ホルムアルデヒド捕捉剤としての機能が低下してしまう。その結果、かかる方法による場合には、重合硬化後の製品としての無機質繊維マットから放出されるアルデヒド類の捕捉が不十分になるという問題がある。
したがって、本発明の目的は、アルデヒド類の放出量を長期に渡り十分に低減するとともに、無機質繊維マットの諸物性を損なうことなく、安価に製造することができる無機質繊維マットおよびその製造方法を提供するものである。
発明の開示
上記課題を解決するため、本発明の無機質繊維マットは、主成分がフェノール樹脂である結合剤を付着させて成形した無機質繊維マットにおいて、前記付着した結合剤１００質量部に対して、アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物を３〜１５質量部含有し、前記アルデヒド捕捉物質が、亜硫酸、酸性亜硫酸、亜ジチオン酸、または二亜硫酸の、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする。
本発明の無機質繊維マットによれば、結合剤に対して特定量のアルデヒド捕捉物質を付与したことにより、アルデヒド捕捉物質とアルデヒド類とが反応して、長期間に渡って放出されるアルデヒド類の放出量を一定量以下に低減できる。また、本発明の前記アルデヒド捕捉物質は、特開２００１−１７８８０５号公報で用いられている有機系のホルムアルデヒド捕捉物質に比べて安価で、安定である。また、本発明の付与量範囲内では人体に影響はほとんどない。
本発明の無機質繊維マットの好ましい態様としては、ＪＩＳ−Ａ５９０８のホルムアルデヒド放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が０．３０ｍｇ／リットル以下である。この態様によれば、一定数量以上の無機質繊維マットをまとめて密封梱包した場合においても、開封するときのホルムアルデヒドの放出量を極めて低くすることができる。
一方、本発明の無機質繊維マットの製造方法は、無機質繊維の繊維化工程と、主成分がフェノール樹脂である結合剤を前記無機質繊維へ付与する工程と、集綿コンベア上に前記結合剤が付着した無機質繊維を堆積させる工程と、重合反応炉で前記結合剤を重合硬化させる工程とを含む無機質繊維マットの製造方法において、亜硫酸、酸性亜硫酸、亜ジチオン酸または二亜硫酸の、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種を含むアルデヒド捕捉物質を、前記結合剤を前記無機質繊維へ付与する工程から前記重合硬化させる工程に入るまでの間に、前記付着した結合剤１００質量部に対して前記アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物が３〜１５質量部含有されるように、前記結合剤が付着した無機質繊維へ付与することを特徴とする。
この製造方法によれば、アルデヒド捕捉物質が前記結合剤を重合硬化させる工程より前で付与される。このため、結合剤が未硬化の状態でアルデヒド捕捉物質が付与されることになり、結合剤の重合硬化反応によってアルデヒド捕捉物質と無機質繊維との接着剤としても機能して両者が固着する。したがって、結合剤が加熱硬化した後に付与する場合と比べて、アルデヒド捕捉物質の脱落が少なく、固着する量を多くすることができる。
本発明の製造方法の好ましい態様としては、上記の製造方法において、前記アルデヒド捕捉物質を、前記結合剤を付与する工程の直後に付与する。これにより、無機質繊維がコンベアに堆積される途中でアルデヒド捕捉物質が付与されるので、繊維密度の低い状態で、個々の無機質繊維へアルデヒド捕捉物質を付与しつつ堆積することができる。このため、無機質繊維マットの表面だけではなく内部まで均一にアルデヒド捕捉物質が付与される。
さらに、本発明の製造方法の別の好ましい態様としては、上記の製造方法において、前記アルデヒド捕捉物質を、前記無機質繊維を堆積させる工程と、前記結合剤を重合硬化させる工程との間で付与する。これにより、堆積、積層後の無機質繊維に対してアルデヒド捕捉物質を付与できるので、固着する量を多くすることができる。
また、本発明の製造方法の別の好ましい態様としては、前記無機質繊維を堆積させる工程と、前記結合剤を重合硬化させる工程との間で付与する方法において、アルデヒド捕捉物質を、前記堆積された無機質繊維の上下両方向から付与する。これにより、アルデヒド捕捉物質を更に均一に付与でき、固着量も増やすことができる。
さらに、本発明の製造方法の別の好ましい態様としては、上記の製造方法において、得られた無機質繊維マットに対するＪＩＳ−Ａ５９０８のホルムアルデヒド放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が、０．３０ｍｇ／リットル以下となるように前記アルデヒド捕捉物質が付与される。この態様によれば、一定数量以上の無機質繊維マットをまとめて密封梱包した場合においても、開封するときのホルムアルデヒドの放出量を極めて低くすることができる。
発明を実施するための最良の形態
まず、本発明の無機質繊維マットについて説明する。
本発明に用いられる無機質繊維は、特に限定されず、通常の断熱吸音材に使用されている、グラスウール、ロックウール等を用いることができる。また、無機質繊維の繊維化方法は、火焔法、吹き飛ばし法、ロータリー回転法など各種の方法を用いることができる。さらに、無機質繊維マットの密度も通常の断熱材や吸音材に使用されている密度でよく、好ましくは５〜１００ｋｇ／ｍ^３の範囲である。
また、本発明において上記の無機質繊維に付与する結合剤は、通常のグラスウールやロックウールに使用されているフェノール樹脂を主成分とするものである。このフェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類との縮合反応によって得られる樹脂であり、フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシンおよびこれらの変性物が例示でき、アルデヒド類としては、ホルムアルデヒドの他、アセトアルデヒド、フルフラール、パラホルムアルデヒドが例示できる。この場合、フェノール類の一部をメラミン、メチロール化メラミン、尿素、メチロール化尿素のアルデヒド類と縮合反応する物質に置き換えてもよい。また、水系の結合剤に使用する点から、上記フェノール樹脂は水溶性であることが好ましい。
更に、結合剤は、主成分のフェノール樹脂以外に尿素、メラミン、ｐＨ調整剤、硬化促進剤、シランカップリング剤、着色剤、防塵剤等の添加剤を必要により加えても良い。結合剤は上記の各成分を常法にしたがって混合し、水を加えて所定の濃度に調整される。
次に、本発明に使用するアルデヒド捕捉物質について説明する。
アルデヒド捕捉物質としては、アルデヒド類と反応して安定な化合物を生成する物質が使用できる。本発明では、かかるアルデヒド捕捉物質として、亜硫酸（ＳＯ_３ ^２−）、酸性亜硫酸（亜硫酸水素、ＨＳＯ_３ ⁻）、亜ジチオン酸（Ｓ_２Ｏ_４ ^２−）、または二亜硫酸（ピロ亜硫酸、Ｓ_２Ｏ_５ ^２−）の、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。アルデヒド捕捉物質の好ましい具体例としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、酸性亜硫酸（亜硫酸水素）ナトリウム、酸性亜硫酸（亜硫酸水素）カリウム、酸性亜硫酸（亜硫酸水素）カルシウム、亜ジチオン酸ナトリウム、亜ジチオン酸カリウム、亜ジチオン酸カルシウム、二亜硫酸ナトリウム、二亜硫酸カリウム、二亜硫酸カルシウムが挙げられる。
なかでも、本発明におけるアルデヒド捕捉物質としては、アルデヒ類の捕捉効率が良いなどの理由のために酸性亜硫酸の塩が好ましく、特に、酸性亜硫酸ナトリウムが好適である。
上記のアルデヒド捕捉物質は、前記の特開２００１−１７８８０５号公報に開示されているヒドラジド化合物、アミノ基もしくはイミノ基を含む化合物または尿素の誘導体の他、一般的に用いられるカテキン類、タンニン類等のポリフェノール類に比べ、工業用の化学原料として大量に使用されていることから容易に入手でき安価である。また、例えば亜硫酸水素ナトリウムは食品等の酸化防止剤としても広く用いられており、本発明の付与量範囲内では、人体への影響はほとんどない。
本発明のアルデヒド捕捉物質の付与量は、無機質繊維マットへの結合剤の付着量１００質量部に対して、アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物の付着量が３〜１５質量部となるような範囲とする。上記アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物の付着量が３質量部未満となる付与量であるとアルデヒド捕捉効果が十分に期待できない。また、１５質量部を超える付与量になると、捕捉物質が無機質繊維マットに固着しきれずに脱落したり、捕捉物質に要するコストが高くなり経済的でない。なかでも、アルデヒド捕捉物質の付与量は、結合剤の付着量１００質量部に対して、５〜１５質量部が好ましく、特には、７〜１０質量部が好適である。
ここで、本発明における結合剤の付着量とは、強熱減量法またはＬＯＩ（Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）と呼ばれる方法により測定される量であり、約５５０℃で結合剤付着後の無機質繊維マットの乾燥試料を強熱し、減量をすることにより失われる物質の重量を意味する。
また、アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物の量とは、前記アルデヒド捕捉物質とアルデヒド類との反応生成物、および未反応のアルデヒド捕捉物質の合計量を意味する。
ここで、反応生成物とは、上記したアルデヒド捕捉物質とアルデヒド類とが反応してなる通常の物質を主とするもので、例えばアルデヒド捕捉物質が亜硫酸水素ナトリウムであり、アルデヒド化合物がホルムアルデヒドである場合は、１−ヒドロキシメチルスルフォン酸ナトリウムが主となるものである。
本発明においては、ホルムアルデヒド放出量が、ＪＩＳ−Ａ５９０８（１９９４年、６月１日版）のホルムアルデヒド放出量試験で０．３０ｍｇ／リットル以下が好ましい。上記ＪＩＳにおいては、ホルムアルデヒド放出量による区分としてＥ_０、Ｅ_１、Ｅ_２の３段階に区分されており、それぞれホルムアルデヒド放出量が０．５ｍｇ／リットル以下の場合Ｅ_０タイプ、０．５ｍｇ／リットル〜１．５ｍｇ／リットル以下の場合Ｅ_１タイプ、１．５ｍｇ／リットル〜５．０ｍｇ／リットル以下の場合Ｅ_２タイプに区分される。Ｅ_０タイプが最も優れるタイプと規定される。したがって、本発明の好ましいホルムアルデヒド放出量である０．３０ｍｇ／リットル以下は、上記Ｅ_０タイプの上限を更に下回るので、極めて少ないホルムアルデヒド放出量である。
前記ホルムアルデヒド放出量の測定は、上記のＪＩＳ−Ａ５９０８に準拠して測定される。ここで、本発明の無機質繊維マットで測定するにあたっては、無機質繊維マットの厚みが１０〜１５０ｍｍであるため、試験片の大きさや枚数は適宜調整され、試験片の全表面積は１８００ｃｍ^２である。また、包装内に蓄積されたホルムアルデヒドが包装を開梱した瞬間に放散することから、無機質繊維マットの包装体を開封してから試験片を採取し、前記試験法に従い測定容器内に置いて、測定を開始するまでの時間を１０分以内とした。
次に、本発明の無機質繊維マットに製造方法について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の無機質繊維マットの製造方法のうち、結合剤を付与する工程の直後でアルデヒド捕捉物質を付与する方法の一例を示す概略工程図である。
図１の製造方法では、繊維化装置１から紡出された無機質繊維３に、結合剤付与装置２によって結合剤が付与され、その直後にアルデヒド捕捉物質付与装置９ａによってアルデヒド捕捉物質が付与される。次いで、結合剤とアルデヒド捕捉物質とが付与された無機質繊維３をコンベア４ａ上に堆積して、コンベア４ｂ上に搬送され、コンベア５によって所定厚さに圧縮成形されつつ、重合反応炉６に導入されて結合剤が加熱重合硬化され、無機質繊維マット７が形成される。以下、各工程について説明する。
まず、繊維化装置１によりグラスウール等の無機質繊維を紡出させる繊維化工程が行われる。ここで、繊維化装置１による繊維化の方法としては、従来公知のロータリー回転法の他、火焔法、吹き飛ばし法等が例示でき、特に限定されない。また、繊維化装置１は、製造する無機質繊維マット７の密度、厚さ、および巾方向の長さに応じて複数設けることも可能である。
次いで、結合剤付与装置２によって、繊維化装置１から紡出された無機質繊維３に、主成分がフェノール樹脂である結合剤を付与する。結合剤の付与方法としては、従来公知のスプレー法等を用いることができる。
次に、上記の結合剤の付与工程の直後に、アルデヒド捕捉物質付与装置９ａによって、アルデヒド捕捉物質が付与される。ここで、本発明において、結合剤の付与工程の直後とは、結合剤付与装置２と集綿のためのコンベア４ａとの間であることを意味する。ただし、アルデヒド捕捉物質付与装置９ａから噴霧されるアルデヒド捕捉物質の一部が、コンベア４ａ上の無機質繊維３に直接付与されてもよい。
コンベア４ａは、未硬化の結合剤が付着した無機質繊維３を有孔コンベア上に積層する装置であり、繊維を均一に積層させるために、コンベア４ａは下面に図示しない吸引装置を有する有孔コンベアとなっている。このため、アルデヒド捕捉物質付与装置９ａ付近は、吸引装置からの下向きの吸引力が働いている。したがって、この位置にアルデヒド捕捉物質付与装置９ａを設けることにより、下向きの吸引力を利用して少量でも効率よくアルデヒド捕捉物質を付与できる。
また、無機質繊維３がコンベア４ａに堆積される途中であるので、繊維密度の低い状態で、個々の無機質繊維３へアルデヒド捕捉物質を付与しつつ堆積することができる。このため、無機質繊維マットの表面だけでなく、内部まで均一にアルデヒド捕捉物質が付与され、やはりアルデヒド類の捕捉効率を上げることができる。
これに対して、重合反応炉６で結合剤が加熱硬化した後に付与する場合においては、アルデヒド捕捉物質を付与する形態が粉体または水溶液のどちらの場合でも、結合剤が既に硬化しているためにアルデヒド捕捉物質が無機質繊維マット７へ十分に固着せず、後工程以降において脱落しやすくなり、その結果アルデヒド類の捕捉効率が低くなる。さらに、アルデヒド捕捉物質を水溶液で付与する場合、その水分によって結合剤の一部が加水分解され、新たにホルムアルデヒドが発生するので、そのアルデヒド類を捕捉しきれない。
アルデヒド捕捉物質を付与する方法としては、粉体で散布する方法、水に溶かして液体の状態で噴霧する方法があるが、特に、無機質繊維の表面に均一に付与するには、液体の状態でスプレー装置を用いて噴霧する方法が好ましい。この場合、アルデヒド捕捉物質水溶液の濃度は１〜２０質量％が好ましく、５〜１５質量％がより好ましい。２０質量％を超える高濃度であると、アルデヒド捕捉剤の水溶液を調合するときに溶解しにくい等のハンドリングの問題が生じるので好ましくない。また、１質量％未満の低濃度であると、アルデヒド捕捉効果を得るために噴霧量を増加する必要があり、後の重合反応炉６で余分な水分を飛ばすための熱量が必要となるため経済上好ましくない。水溶液の温度は、特に限定されず常温でもよいが、凍結、固形分の析出等が生じない温度範囲であることが好ましい。
また、水溶液の濃度とスプレー装置の噴霧量の少なくともどちらか一方を調整することにより、従来の無機質繊維マットの製造する諸条件を変更することなく、無機質繊維３へのアルデヒド捕捉物質の付与量を所望の値に調整することができ、かつ、結合剤の量に対するアルデヒド捕捉物質の含有量を所望の値に調整することができる。
上記工程によって、結合剤およびアルデヒド捕捉剤が付与された無機質繊維３は、繊維化装置１の下方に配置されたコンベア４ａに堆積され、連続して、ライン方向に沿って設けられているコンベア４ｂに移動する。そして、コンベア４ｂ上に所定間隔で対向配置されたコンベア５によって、堆積した無機質繊維３は所定の厚さに圧縮されてマット状に成形される。
その後、コンベア４ｂの位置に配設された重合反応炉６に入り、無機質繊維３に付与された、主成分が水溶性フェノール樹脂である結合剤が重合反応炉６内で加熱重合硬化されて無機質繊維マット７を形成する。そして、形成された無機質繊維マット７は、コンベア４ｃの部分に設置された切断機８によって所定の製品寸法に切断された後、コンベア４ｄによって運ばれ、包装、梱包される。
図２には、本発明の無機質繊維マットの製造方法のうち、無機質繊維を堆積させる工程と結合剤を重合硬化させる工程との間でアルデヒド捕捉物質を付与する方法の実施形態が示されている。なお、以下の説明においては、前記実施形態と実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
図２の実施形態は、アルデヒド捕捉物質の付与装置が、無機質繊維３が堆積し終わったコンベア４ａ上と、それに連続して設けられている重合反応炉６に導入するためのコンベア４ｂおよびコンベア５との間の部分に設けられている点が、図１の実施形態と異なっている。
まず、図１と同様に、繊維化装置１から紡出された無機質繊維３に結合剤付与装置２によって結合剤が付与されてコンベア４ａ上に堆積し、次いで連続するコンベア４ｂ上に搬送される。
このとき、アルデヒド捕捉物質の付与は、無機質繊維３が堆積し終わったコンベア４ａ上からコンベア５の直前までの間に設けられたアルデヒド捕捉物質付与装置９ｂと、コンベア４ａとコンベア４ｂの隙間に設けられたアルデヒド捕捉物質付与装置９ｃによって、堆積された無機質繊維３の上下両面に対して行われる。
そして、上記アルデヒド捕捉物質の付与直後に、図１と同様にコンベア５によって所定厚さに圧縮成形されつつ、重合反応炉６に導入されて結合剤が加熱重合硬化され、無機質繊維マット７が形成される。そして、形成された無機質繊維マット７は、コンベア４ｃの部分に設置された切断機８によって所定の製品寸法に切断された後、包装、梱包される。
このように、アルデヒド捕捉物質の付与を、無機質繊維３が堆積し終わったコンベア４ａと、それに連続して設けられている重合反応炉６に導入するためのコンベア４ｂおよびコンベア５との間の部分で上下両方向から行うことにより、アルデヒド捕捉物質を更に均一に付与でき、固着効率をよくすることができる。
なお、この実施形態においては、アルデヒド捕捉物質付与装置は上下いずれかの１ヶ所に設けられていてもよいが、堆積された無機質繊維３の上下面全体にアルデヒド捕捉物質を付与するために、上下両方に設けられていることが好ましい。また、図１の実施形態と同様に、アルデヒド捕捉物質付与装置は、堆積された無機質繊維３の巾方向の長さに応じて複数設けられていてもよい。
なお、本発明の製造方法においては、アルデヒド捕捉物質を無機質繊維３へ付与するタイミングは、上記したように、無機質繊維に結合剤を付与する工程から該結合剤を重合硬化させる工程に入るまでの間であれば特に限定されないが、その中でも図１または図２に示した方法が好ましく、捕捉物質の付着効率が良好な点から、図２に示した無機質繊維を堆積させる工程と結合剤を重合硬化させる工程との間で付与する方法が特に好ましい。また、図１および図２の方法は、それらの何れかを単独で用いてもよいが、両者を併用してもよい。併用する場合は、両者の方法によるそれぞれの捕捉物質の付与量を適宜配分して、捕捉物質の付与量を所望の値に調整することができる。
上記の本発明の製造方法によって得られた無機質繊維マット７は、そのままの形態で断熱材、吸音材等に用いることができる。また、無機質繊維マット７に表皮材を組み合わせてもよい。表皮材としては、紙、金属蒸着合成樹脂フィルム、合成樹脂フィルム、金属箔積層フィルム、不織布、織布あるいはこれらを組み合わせたもの（例えば、アルミ貼クラフト紙、アルミ貼ガラスクロス等）を用いることができる。
実施例
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、部、％は、特にことわりの無い時は質量基準を表す。
実施例１
アルデヒド捕捉物質として亜硫酸水素ナトリウムを用い、タンクでイオン交換水９２．５部に、前記亜硫酸水素ナトリウム粉末７．５部を攪拌しながら完全に溶解させ、配管でスプレー装置へ連続供給できるようにした。
次に、図２に示すような製造方法を用い、集綿コンベア上に堆積した水溶性フェノール樹脂を主成分とする結合剤が付着した無機質繊維マット（ガラスウール）に、集綿コンベアでの堆積が終了して重合反応炉に入る直前の工程で、前記亜硫酸水素ナトリウム水溶液（濃度７．５％）をスプレー装置を用いて、堆積された無機質繊維の両面に上下から均一に噴霧した。このとき、無機質繊維マットの結合剤の付着量１００質量部に対する、亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生成物の含有量が３．５質量部となるように水溶液を付与した。
次に、この無機質繊維マットに付着した結合剤を重合反応炉で硬化させ、密度１０ｋｇ／ｍ^３、厚み１００ｍｍの無機質繊維マットを連続的に得た。
そして、この無機質繊維マットを長さ１３７０ｍｍ、幅４３０ｍｍに切断加工し、この加工した無機質繊維マット２７枚をまとめて密閉包装した。
実施例２
アルデヒド捕捉物質の水溶液濃度を１２．５％に変更した以外は、実施例１と同様の条件で、実施例２の無機質繊維マットを得た。このとき、無機質繊維マットの結合剤の付着量１００質量部に対する、亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生成物の含有量が７．０質量部となるように水溶液を付与した。
比較例１
アルデヒド捕捉物質の水溶液濃度を２．５％に変更した以外は、実施例１と同様の条件で、比較例１の無機質繊維マットを得た。このとき、無機質繊維マットの結合剤の付着量１００質量部に対する、亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生成物の含有量が１．８質量部となるように水溶液を付与した。
比較例２
アルデヒド捕捉物質の水溶液濃度を５．０％に変更した以外は、実施例１と同様の条件で、比較例２の無機質繊維マットを得た。このとき、無機質繊維マットの結合剤の付着量１００質量部に対する、亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生成物の含有量が２．７質量部となるように水溶液を付与した。
比較例３
アルデヒド捕捉物質を付与しない以外は、実施例１と同様の条件で、比較例３の無機質繊維マットを得た。
比較例４
アルデヒド捕捉物質に亜硫酸水素ナトリウムを用い、調合済の結合剤の固形分１００質量部に対して前記亜硫酸水素ナトリウム粉末５部を攪拌しながら、前記結合剤溶液中に添加し完全に溶解させた。そして、この結合剤を使用し、アルデヒド捕捉物質付与装置を使用しない以外は実施例１と同様の条件で比較例４の無機質繊維マットを得た。
試験例１
実施例１、２および比較例１、２、４の無機質繊維マットについて、密封包装後１時間経過したのち、この無機質繊維マットの包装体をＪＩＳ−Ａ５９０８のホルムアルデヒド放出量試験に供した。放出量試験片として、縦１５０ｍｍ、横６０ｍｍ、厚み１００ｍｍを３枚採取し、試験片の全表面積を１８００ｃｍ^２とした。その結果をまとめて表１に示す。

表１の結果から、実施例１、２においては、ホルムアルデヒド放出量がそれぞれ０．２５ｍｇ／リットル、０．２４ｍｇ／リットルと低かったのに対し、結合剤付着量１００質量部に対する、亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生成物の含有量が３質量部未満で本発明の規定範囲外である比較例１、２においては、共に０．４０ｍｇ／リットルと高かった。
また、結合剤に直接アルデヒド捕捉物質を添加した比較例４においても０．３８ｍｇ／リットルと高く、重合硬化させる工程の直前でアルデヒド捕捉物質を付与した実施例１に比べて、ホルムアルデヒド放出量を削減する効果が十分に得られない。
試験例２
実施例１および比較例３の無機質繊維マット梱包体について、製造してから、１時間後、１４日後、２８日後のホルムアルデヒド放出量を測定し、保存期間による放出量の経時変化を測定した。その結果を表２、表３に示す。

表２、３の結果から、実施例１のホルムアルデヒド放出量は製造後２８日目においても１時間後とほぼ同じ低い放出量であり、アルデヒド捕捉物質を付与しない比較例３と比較して、長期間密閉状態であっても、放出するホルムアルデヒド量を低い濃度で安定化することを示している。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明によれば、無機質繊維マットの諸物性を損うことなく、無機質繊維マットからのホルムアルデヒド放出量を低減できるので、特に密封梱包された無機質繊維マット包装体を開封したときのホルムアルデヒド放出量を極力低くすることができ、住宅等の建築用断熱材、吸音材等として好適に使用できる。
【図面の簡単な説明】
図１： 本発明の無機質繊維マットの製造方法の一実施形態を示す概略工程図である。
図２： 本発明の無機質繊維マットの製造方法の他の実施形態を示す概略工程図である。
符号の説明
１： 繊維化装置 ２： 結合剤付与装置
３： 無機質繊維 ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、５： コンベア
６： 重合反応炉 ７： 無機質繊維マット
８： 切断機 ９ａ、９ｂ、９ｃ： アルデヒド捕捉物質付与装置

Claims (9)

1. 主成分がフェノール樹脂である結合剤を付着させて成形した無機質繊維マットにおいて、前記付着した結合剤１００質量部に対して、アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物を３〜１５質量部含有し、前記アルデヒド捕捉物質が、亜硫酸、酸性亜硫酸、亜ジチオン酸、または二亜硫酸の、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする無機質繊維マット。
2. ＪＩＳ−Ａ５９０８のホルムアルデヒド放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が０．３０ｍｇ／リットル以下である、請求項１記載の無機質繊維マット。
3. 無機質繊維がガラスウールまたはロックウールである請求項１または２に記載の無機質繊維マット。
4. 無機質繊維の繊維化工程と、主成分がフェノール樹脂である結合剤を前記無機質繊維へ付与する工程と、集綿コンベア上に前記結合剤が付着した無機質繊維を堆積させる工程と、重合反応炉で前記結合剤を重合硬化させる工程とを含む無機質繊維マットの製造方法において、亜硫酸、酸性亜硫酸、亜ジチオン酸、または二亜硫酸の、ナトリウム塩、カリウム塩、およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種を含むアルデヒド捕捉物質を、前記結合剤を付与する工程から前記重合硬化させる工程に入るまでの間に、前記付着した結合剤１００質量部に対して前記アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物が３〜１５質量部含有されるように、前記結合剤が付着した無機質繊維へ付与することを特徴とする無機質繊維マットの製造方法。
5. 前記アルデヒド捕捉物質を、前記結合剤を付与する工程の直後に付与する、請求項４に記載の無機質繊維マットの製造方法。
6. 前記アルデヒド捕捉物質を、前記無機質繊維を堆積させる工程と、前記重合硬化させる工程との間で付与する、請求項４または５に記載の無機質繊維マットの製造方法。
7. 前記アルデヒド捕捉物質を、前記堆積された無機質繊維の上下両方向から付与する、請求項５または６に記載の無機質繊維マットの製造方法。
8. 得られた無機質繊維マットに対するＪＩＳ−Ａ５９０８のホルムアルデヒド放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が、０．３０ｍｇ／リットル以下となるように前記アルデヒド捕捉物質を付与する、請求項４〜７のいずれか一つに記載の無機質繊維マットの製造方法。
9. 前記アルデヒド捕捉物質を１〜２０質量％の水溶液にて前記結合剤が付着した無機質繊維に噴霧する請求項４〜８のいずれか一つに記載の無機質繊維マットの製造方法。

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