(57)【要約】【課題】無機繊維の突出及び飛散が少ないだけでなく、吸音性能に優れ、結露水滴を吸水することもできる建材用断熱材を提供する。【解決手段】ガラス繊維９０〜９６質量％とポリエステル繊維４〜１０質量％とを混合してなるマット２の使用時結露側となる表面に、樹脂製シート３とポリエステル繊維よりなる不織布４とがその順に積層され、該積層後に不織布４側から施されたニードルパンチング加工により、不織布４から引き出された有機繊維４ａが樹脂製シート３のニードル痕３ａを延びてマット２のガラス繊維２ａと絡み合っており、該ニードル痕３ａに存在する有機繊維４ａの毛細管現象で不織布４側の結露水がマット２内部に吸水可能となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に無機繊維よりなるマットの使用時結露側となる表面に、樹脂製シートと主に有機繊維よりなる不織布とがその順に積層され、該積層後に不織布側から施されたニードルパンチング加工により、不織布から引き出された有機繊維が樹脂製シートのニードル痕を延びてマットの無機繊維と絡み合っており、該ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で不織布側の結露水がマット内部に吸水可能となっていることを特徴とする建材用断熱材。
【請求項２】
前記樹脂製シートが発泡体であり、発泡体のニードル痕の復元力でニードル痕に存在する有機繊維を締付保持していることを特徴とする請求項１記載の建材用断熱材。
【請求項３】
前記不織布の少なくとも一部の表面に前記毛細管現象が失われない程度に表面目止め剤が付着されていることで、有機繊維間の結合力が増していることを特徴とする請求項１記載の建材用断熱材。
【請求項４】
前記マットの裏面に、裏面目止め剤及び接着層のいずれか一方又はその順で両方が付着されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の建材用断熱材。
【請求項５】
無機繊維よりなるマットの使用時結露側となる表面に樹脂製シートと主に有機繊維よりなる不織布とをその順に積層し、該積層後に不織布側からニードルパンチング加工を施すことにより、不織布から引き出された有機繊維が樹脂製シートのニードル痕を延びてマットの無機繊維と絡み合うようにし、該ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で不織布側の結露水がマット内部に吸収可能とすることを特徴とする建材用断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、折板屋根、壁材、床材等の建材に沿わせて使用される断熱材とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の折板屋根用断熱材としては、次のものが知られている。
特許文献１「折板用断熱マット及びそれを用いた断熱折板屋根」には、無機繊維マットの少なくとも一面側に熱可塑性フィルムを積層して、無機繊維の突出及び飛散を抑えること、また、無機繊維マットの他面側又は無機繊維マットと熱可塑性フィルムとの間に樹脂繊維製不織布を絡合一体化して、より優れた断熱性を得ることが記載されている。
特許文献２「金属折版屋根用ブランケット」には、無機繊維マットと有機繊維不織布とをニードルパンチング加工で絡み合わせて強化し、ロールフォーミングを可能にするとともに無機繊維の飛散を防止すること、また、有機繊維不織布の表面に樹脂被膜を形成して繊維を固定し、強度を増大することが記載されている。
特許文献３「折板用ガラス繊維断熱材の製造法」には、ガラス繊維マットと有機繊維不織布とをニードルパンチ加工し、熱を加えることで表面に飛び出した有機繊維を溶融して反対面の有機繊維不織布と結合させ、同時に内層部の貫通有機繊維を捲縮させて、一種のソウイング効果を利用することが記載されている。
特許文献４「金属屋根用断熱材」には、ポリオレフィン系発泡体シートの一面にフィルムを貼合せ、フィルム上に所定の粘着力の粘着層を具備させて、十分な粘着力と取扱性を得ることが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６７９５号公報
【特許文献２】特開昭５７−７８８９号公報
【特許文献３】特開平１−２４６４５３号公報
【特許文献４】特開２００８−２４０３４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のように熱可塑性フィルムが最表面にある断熱マットは、無機繊維の飛散防止効果は高いが、熱可塑性フィルムに結露して凝集した水滴が屋内に落下するとか、孔の無い熱可塑性フィルムが無機繊維マットを覆って無機繊維マットの吸音効果を減殺するおそれがあるとかという問題があった。
また、特許文献２，３のように有機繊維不織布とニードルパンチング加工した無機繊維マットは、樹脂被膜が無いと無機繊維の突出及び飛散の防止効果が不十分になるおそれがあり、樹脂被膜が有ると結露水滴が落下するという問題があった。
また、特許文献４のようにフィルムを貼合せたポリオレフィン系発泡体シートは、無機繊維の突出及び飛散とは無縁であるが、結露水滴が落下し、吸音性能も低くなりやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、無機繊維の突出及び飛散が少ないだけでなく、吸音性能に優れ、結露水滴を吸水することもできる建材用断熱材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、次の手段を採った。
（１）主に無機繊維よりなるマットの使用時結露側となる表面に、樹脂製シートと主に有機繊維よりなる不織布とがその順に積層され、該積層後に不織布側から施されたニードルパンチング加工により、不織布から引き出された有機繊維が樹脂製シートのニードル痕を延びてマットの無機繊維と絡み合っており、該ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で不織布側の結露水がマット内部に吸水可能となっていることを特徴とする建材用断熱材。
（１−１）前記樹脂製シートが発泡体であり、発泡体のニードル痕の復元力でニードル痕に存在する有機繊維を締付保持していること。
（１−２）前記不織布の少なくとも一部の表面に前記毛細管現象が失われない程度に表面目止め剤が付着されていることで、有機繊維間の結合力が増していること。
（１−３）前記マットの裏面に、裏面目止め剤及び接着層のいずれか一方又はその順で両方が付着されていること。
【０００７】
（２）無機繊維よりなるマットの使用時結露側となる表面に樹脂製シートと主に有機繊維よりなる不織布とをその順に積層し、該積層後に不織布側からニードルパンチング加工を施すことにより、不織布から引き出された有機繊維が樹脂製シートのニードル痕を延びてマットの無機繊維と絡み合うようにし、該ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で不織布側の結露水がマット内部に吸収可能とすることを特徴とする建材用断熱材の製造方法。
【０００８】
本発明の建材用断熱材によれば、従来例では得られない下記の作用が得られる。
（ア）吸音性能の向上：  樹脂製シートのニードル痕を通し、無機繊維よりなるマットの吸音効果と樹脂製シートの吸音効果を合成し、幅広い周波数帯で吸音性能が向上する。勿論、不織布及び樹脂製シートにより、無機繊維の突出及び飛散を防止することもできる。
（イ）結露水の吸収：  建物の内外温度差にて発生し表面側の不織布ないし樹脂製シートに付着した結露水を、ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で、マットの内部に吸水する。よって、この建材用断熱材を、折板屋根に使用した場合には屋内に結露水滴が落下するのを防止でき、壁材に使用した場合には結露水滴が伝い落ちるのを防止でき、床材に使用した場合には、結露水滴が上に溜まるのを防止できる。なお、建物の内外温度差が減少したときには、マットの内部に吸水されていた水分が、同毛細管現象で不織布側に浸出し蒸発する。
【０００９】
上記各手段における構成要素の様態を、以下に例示する。
（Ａ）マット
マットは、主に（好ましくは９０質量％超が）無機繊維からなり、副次的に有機繊維、有機バインダー等の有機分を含んでもよい。
無機繊維の種類は、特に限定されず、ガラス繊維、ロックウール繊維、セラミック繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、バサルト繊維、金属繊維等を例示できるが、価格と安全性の面でガラス繊維が好ましい。ガラス繊維の種類は、特に限定されないが、最も汎用性の高いＥガラス繊維が好ましい。ガラス繊維は、平均繊維径が８〜１０μｍで、平均繊維長が４８〜９６ｍｍのものが好ましい。ガラスヤーン以外に、ガラスロービングやガラス糸を混合したものでもよい。
無機繊維に有機繊維を４〜１０質量％混合することが、後加工の熱処理で溶融させた有機繊維により無機繊維間を固着し、無機繊維の飛散を防止できることから、好ましい。この有機繊維としては、特に限定されないが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系有機繊維が好ましい。
マットは、嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3 、厚みが４〜１２ｍｍであることが好ましく、厚みは４〜６ｍｍであることがより好ましい。
【００１０】
（Ｂ）不織布
不織布は、主に（好ましくは９０質量％超が）有機繊維からなり、副次的に無機繊維を含んでもよい。
有機繊維の種類は、特に限定されないが、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アクリル、ビニロン、レーヨン等の樹脂、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有機繊維の長繊維を例示でき、アラミド繊維、天然繊維、ポリ乳酸繊維のいずれかを混合したものでもよい。無機粉体が混入された合成繊維（有機繊維）でもよい。
有機繊維の繊度は、１〜１０デニールが好ましく、３〜７デニールがより好ましい。有機繊維の長さについては、連続長繊維のものがよい。
不織布の目付は、１５〜４０ｇ／ｍ2 が好ましく、２０〜３０ｇ／ｍ2 がより好ましい。目付が１５ｇ／ｍ2 未満であると、不織布の製造が困難であり、繊維の絡みも少なく好ましくない。目付が４０ｇ／ｍ2 を超えると、防火性能上、室内側に面することから、好ましくない。
【００１１】
（Ｃ）樹脂製シート
樹脂製シートは、非発泡体よりなるものでも発泡体よりなるものでもよい。
樹脂の種類は、特に限定されないが、非発泡体の場合には、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコン等を例示でき、発泡体の場合には、ポリエチレン、ポリウレタン等を例示できる。何れも自己消火性を有したものがよく、無機粉体や有機系難燃剤を混合した難燃性の樹脂製シートが好ましい。
樹脂製シートが発泡体であり、発泡体のニードル痕の復元力でニードル痕に存在する有機繊維を締付保持していることにより、不織布と樹脂製シートとの結合性及び不織布とマットとの結合性が強くなる利点がある。また、ニードル痕に存在する有機繊維の間隙が狭められて毛細管現象が強くなる利点や、ニードル痕の孔径が狭められてニードル痕からの無機繊維の突出及び飛散がなくなる利点もありうる。
発泡体の嵩密度は、１０〜５０ｋｇ／ｍ3 が好ましく、２０〜３０ｋｇ／ｍ3 がより好ましい。嵩密度が１０ｋｇ／ｍ3 未満であると、ニードルパンチング加工時に破れが生じやすく、ニードル痕に挟まれた有機繊維のグリップ力も弱くなり好ましくない。嵩密度が５０ｋｇ／ｍ3 を超えると、発泡率が低下するとともに、吸音性能が著しく低下し、好ましくない。
非発泡体よりなる樹脂製シートの厚みは、１０〜５０μｍが好ましく、１５〜２５μｍが汎用性がありより好ましい。
発泡体よりなる樹脂製シートの厚みは、１〜４ｍｍが好ましく、１．５〜３ｍｍがより好ましい。厚み１ｍｍ未満は、製造上困難であり、４ｍｍを越えると、防火性能上好ましくない。
【００１２】
多湿環境下となる場所に施工する場合は、防カビ剤を樹脂製シートに混合し又は表面塗布したものを使用することが好ましい。
また、発泡材の表面抵抗率を１０の８乗〜１０の５乗Ω／□に調整することで、静電気によるゴミの付着を防止できる。表面抵抗率の調整には、カーボン等の無機導電材や高分子導電剤を適量添加すればよい。
いずれにしても、材質や添加剤には、環境問題や健康問題に悪影響を及ぼさないものを使用することが好ましい。
【００１３】
（Ｄ）合わせニードルパンチング加工
マットの単位面積に対する針の打込本数は、３〜８０本／ｃｍ2 が好ましく、５〜２０本／ｃｍ2 がより好ましい。打込本数が３本／ｃｍ2 未満であると、前記毛細管現象の箇所が少なくなって吸水性が低下し、８０本／ｃｍ2 を超えると、樹脂製シートが破損しやすくなる。
【００１４】
（Ｅ）表面目止め剤
不織布の少なくとも一部の表面に前記毛細管現象が失われない程度に表面目止め剤が付着されていることで、有機繊維間の結合力が増していることより、不織布の耐久性が向上する。不織布の全表面に過剰量の表面目止め剤が付着されると前記毛細管現象が失われるが、例えば、不織布の全表面に比較的少量の表面目止め剤が付着されるか、又は、不織布の分散した２以上の部分の表面に比較的多量の表面目止め剤が付着される場合には、前記毛細管現象が失われないようにすることができる。
なお、表面目止め剤が不織布の表面のみならず内部まで含浸して付着されていると、不織布と樹脂製シートとの間の結合力も増す。
表面目止め剤を付着させるには、高分子エマルジョンをロールコーターやスプレー方式でマットの表面に塗布すればよい。塗布量は、片面３〜１０ｇ／ｍ2 とすることが好ましい。多すぎると、防火性能と吸音・吸水性能に悪影響する。高分子エマルジョンには、樹脂（アクリル系等）系や合成ゴム系が例示できる。
【００１５】
（Ｆ）接着層と裏面目止め剤
マットの裏面（使用時結露側となる表面とは反対側の面）には、施工時に施工者が接着剤を塗布して、折板屋根等の建材に貼り付けることもできるが、断熱材のメーカー等で予め接着層を設けておいて、施工時における接着剤塗布の手間を省くことが好ましい。予めマットの裏面に接着層を設ける場合の接着層としては、合成ゴム系接着剤（例えばクロロプレンゴム系接着層）が好ましく、ホットメルト接着剤をロールコートやスプレー方式にて塗布したり、あるいは、粘着性フィルムや加熱によって接着できる接着フィルムを貼り合せたりする態様を例示できる。マットの裏面に接着剤を塗布する場合の塗布量は、１０〜４０ｇ／ｍ2 が好ましく、１５〜３０ｇ／ｍ2 がより好ましい。１０ｇ／ｍ2 未満では、マットが吸水した場合に十分な接着力が得られず、剥離が発生する恐れがある。４０ｇ／ｍ2 を超えると防火性能に悪影響をきたす恐れがある。また、接着層の表面に離型紙を貼り合せることで、施工時まで接着面を保護することができる。
【００１６】
上記の接着層を設けない場合であっても、少なくとも、ニードルパンチ加工後のマットの裏面に裏面目止め剤を付着させることで、施工時の繊維の突出及び飛散を防止し、チクチク感をなくすことが好ましい。裏面目止め剤の材料としては、樹脂（アクリル系等）系や合成ゴム系の高分子エマルジョンを例示でき、これをマットの裏面に塗布すればよい。また、マットの裏面に裏面目止め剤を付着させてから、上記の接着層を設けてもよい。
【００１７】
（その他）
断熱材における有機繊維、目止め剤及び接着剤を含めた有機含有量は、２００ｇ／ｍ2 以下とすることが、防火性能上好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無機繊維の突出及び飛散が少ないのに加え、吸音性能に優れ、且つ結露水滴が室内に落下しにくい建材用断熱材を提供できるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
ガラス繊維９０〜９６質量％と有機繊維４〜１０質量％とを混合してなるマットの使用時結露側となる表面に、発泡体樹脂製シートと主に有機繊維よりなる不織布とがその順に積層され、該積層後に不織布側から施されたニードルパンチング加工により、不織布から引き出された有機繊維が樹脂製シートのニードル痕を延びてマットのガラス繊維と絡み合っており、該ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で不織布側の結露水がマット内部に吸水可能となっている建材用断熱材である。不織布の少なくとも一部の表面に前記毛細管現象が失われない程度に表面目止め剤が付着されていることで、有機繊維間の結合力が増している。マットの裏面に、裏面目止め剤及び接着層がその順で付着されている。接着層には離型紙が付設される。
【実施例１】
【００２０】
下記の表１に示す実施例１〜４と比較例１〜４の各建材用断熱材を作成した。なお、実施例で記す材料、構成、数値は例示であって、適宜変更できる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
実施例１の建材用断熱材１は、図１に示すように、主に無機繊維よりなるマット２の使用時結露側となる表面に、樹脂製シート３と有機繊維よりなる不織布４とがその順に積層され、該積層後に不織布４側から施されたニードルパンチング加工により、不織布４から引き出された有機繊維４ａが樹脂製シート３のニードル痕３ａを延びてマット２の無機繊維２ａと絡み合っているものである。マット２には、平均繊維径が９μｍで平均繊維長が７５ｍｍのＥガラス繊維の９４質量％に、繊度が２デニールで平均繊維長が３８ｍｍのポリエステル繊維の質量６％が混合されてなり、嵩密度が１００ｋｇ／ｍ3 で、厚みが５ｍｍであるわた状のマットを用いた。樹脂製シート３には、非発泡のポリエチレン製で、目付が１５ｇ／ｍ2 の静電気防止フィルムを用いた。不織布４には、繊度が３デニールのポリエステル連続長繊維よりなる、目付が３０ｇ／ｍ2 のものを用いた。
【００２３】
そして、図３の上側に示すように、前記マット２の表面に樹脂製シート３と不織布４とをその順に積層し、該積層後にニードルパンチング加工機により打込本数が約２０本／ｃｍ2 で不織布４側からニードルパンチング加工を施すことにより、前記のとおり不織布４から引き出された有機繊維４ａが樹脂製シート３のニードル痕３ａを延びてマット２の無機繊維２ａと絡み合わせて、一体化した建材用断熱材１とした。表１中の積層厚み、積層重量及び嵩密度は、ニードルパンチング加工後の値である。
【００２４】
実施例２は、実施例１に対して、樹脂製シート３を発泡体とした点と、不織布４の全表面に前記毛細管現象が失われない程度に少量の表面目止め剤（図示略）を付着させた点と、マット２の裏面に接着層６（図１に２点鎖線で示す）を付着させた点において相違し、その他は共通するものである。発泡体樹脂製シートには、ポリエチレン製で、目付が４０ｇ／ｍ3 、厚みが１．５ｍｍのものを用いた。図３の下側に示すように、表面目止め剤は、アクリル系樹脂エマルジョンを前記ニードルパンチング加工後の不織布４の全表面に塗布し乾燥熱処理することにより設け、これにより有機繊維間を固着させた。接着層６は、クロロプレンゴム系接着剤を前記ニードルパンチング加工後のマット２の全裏面に塗布し乾燥熱処理することにより設けた。表１中の積層厚み、積層重量及び嵩密度は、乾燥後の値である。
【００２５】
実施例３は、実施例２に対して、表面目止め剤を設けなかった点と、接着層６を設けなかった点において相違し、その他は共通するものである。
実施例４は、実施例２に対して、表面目止め剤を設けなかった点において相違し、その他は共通するものである。
【００２６】
比較例１は、実施例１に対して、ニードルパンチング加工を行わなかった点において相違し、その他は共通するものである。
比較例２は、実施例３に対して、ニードルパンチング加工を行わなかった点において相違し、その他は共通するものである。
比較例３は、実施例１に対して、樹脂製シート３を省いた点と、ニードルパンチング加工を行わなかった点において相違し、その他は共通するものである。
比較例４は、実施例３に対して、マット２を省いた点と、ニードルパンチング加工を行わなかった点において相違し、その他は共通するものである。
【００２７】
上記の実施例１〜４と比較例１〜４の各建材用断熱材について、吸音性能と表面側の吸水性とを調べた。
吸音性能は、ＪＩＳ−Ａ−１４０５に規定される円板形状の試験片に刃物で打ち抜き、管内法による垂直入射吸音率測定法に従って各周波数における吸音率を測定した。表１中に測定結果を示すとおり、実施例１〜４は、比較例１〜４と比べて、１０００〜２０００Ｈｚにおける垂直入射吸音率が顕著に高かった。
表面側の吸水性は、不織布４にスポイトで水滴を垂らして、水滴が吸水するかどうかを目視にて判定した。表１中に判定結果を示すとおり、実施例１〜４は吸水性は良好であった。これは、ニードル痕に存在する有機繊維の毛細管現象で不織布側の結露水がマット内部に吸水されたためである。これに対し、比較例１，２，４は水が樹脂製シートで遮断されて吸水しなかった。なお、比較例３は樹脂製シートがないのでマット内部に吸水された。
【００２８】
また、実施例１〜４の建材用断熱材は、マット２の表面側に樹脂シート３と不織布４の二層が積層されていることから、表面側における無機繊維の突出及び飛散が少ない。さらに、実施例２によれば、不織布４の表面に表面目止め剤が付着されていることから、表面側における無機繊維の突出及び飛散がより抑えられる。また、実施例２，４によれば、マット２の裏面側に接着層６が付着されていることから、裏面側における無機繊維の突出及び飛散が少ない。これらにより、施工時のチクチク感がほとんどなく、環境空気もきれいである。
【００２９】
実施例１〜４の建材用断熱材は、折板屋根、壁材、床材等の建材に沿わせて（ほとんどの場合は接着されて）使用される。例えば、図２に示すように、折板屋根１０の室内側面である下面に対し、実施例２，４は接着層６で接着され、実施例１，３は施工時に施工者がマットの裏面に塗布する接着剤で接着されて、不織布４が室内側であり使用時結露側となる下側となる。そして、使用時に不織布４側に結露した結露水ｗは、前記吸水性によりマット２内部に吸水される。なお、接着層６には施工前まで離型紙７（図１に２点鎖線で示す）を付設しておき、施工時に離型紙７を取り除くようにする。
【００３０】
本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による建材用断熱材の実施例を示す断面図である。
【図２】同建材用断熱材を折板屋根に使用したときの断面図である。
【図３】同建材用断熱材の製造方法を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    建材用断熱材
２    マット
２ａ  無機繊維
３    樹脂製シート
３ａ  ニードル痕
４    不織布
４ａ  有機繊維
６    接着層
７    離型紙
１０    折板屋根
【図１】
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【図２】
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【図３】
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