(57)【要約】【課題】  長期間にわたって優れた撥水性を付与することができる無機繊維用バインダー及びこれを用いた無機繊維断熱吸音材を提供する。【解決手段】  水に溶解または分散した熱硬化性樹脂前駆体と、撥水剤エマルションとを含有する無機繊維用水性バインダーであって、前記撥水剤エマルションが、水溶性ポリカルボン酸系樹脂からなる分散剤と、ワックス類から選択される少なくとも1種を含む撥水剤とを含有する無機繊維用水性バインダーを得る。この無機繊維用水性バインダーを、繊維化直後の無機繊維に付与し、この無機繊維を集綿した後、加熱硬化させて成形することにより、無機繊維断熱吸音材を得る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に溶解または分散した熱硬化性樹脂前駆体と、撥水剤エマルションとを含有する無機繊維用水性バインダーであって、前記撥水剤エマルションが、水溶性ポリカルボン酸系樹脂からなる分散剤と、ワックス類から選択される少なくとも1種を含む撥水剤とを含有することを特徴とする無機繊維用水性バインダー。
【請求項２】
前記撥水剤が、ワックス類から選択される少なくとも1種と、重質オイル類から選択される少なくとも1種との混合物である請求項１に記載の無機繊維用水性バインダー。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂前駆体と、前記撥水剤とが、固形分換算で前記熱硬化樹脂前駆体１００質量部に対して、前記撥水剤０．１〜１０質量部となるように含有する、請求項1又は２に記載の無機繊維用水性バインダー。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂前駆体が、アルデヒド縮合性樹脂前駆体、ポリオールとポリカルボン酸系樹脂との混合物、およびエポキシ樹脂とポリカルボン酸系樹脂との混合物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1乃至３のいずれか一つに記載の無機繊維用水性バインダー。
【請求項５】
請求項1乃至４のいずれか一つに記載の無機繊維用水性バインダーを繊維化直後の無機繊維に付与し、前記無機繊維用水性バインダーが付着した無機繊維を堆積した後、加熱硬化させて成形して得られたものであることを特徴とする無機繊維断熱吸音材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、戸建て住宅、ビル建築物などの断熱材や吸音材に使用される無機繊維用水性バインダーに関し、更に詳しくは、長期間にわたり優れた撥水性を付与する無機繊維用水性バインダー及びこれを用いた無機繊維断熱吸音材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無機繊維の集合体は、高い空隙率を有し、更にその単繊維によって微細な空間に区切られ、この集合体に含まれる空気を動き難くさせるので、住宅、建物、防音壁、クーリングタワーや野外設置機器などに、断熱材又は吸音材として広く使用されている。
【０００３】
しかし、雨水や結露などによる水が、無機繊維の集合体に吸収されると、断熱や吸音の性能が低下するばかりでなく、カビの発生や無機繊維の集合体と接触する金属部分などの腐食を招く場合がある。したがって、水と接触する可能性のある無機繊維の集合体においては、できるだけ吸水性が低く、撥水性の高いものが要求されている。
【０００４】
無機繊維の撥水性を高めるため、これまで、鉱油エマルションが多く使用されてきたが、上記の要求が高くなるにつれて、更に高い撥水性能を有する材料が提案されている。
【０００５】
例えば下記特許文献１には、無機繊維の撥水性を向上させる処理剤として各種オルガノポリシロキサン類を用いることが開示されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、金属石鹸を有効成分として含有する断熱材用ガラス繊維の疎水化処理樹脂組成物が開示されている。
【特許文献１】特許第２８６３５８５号公報
【特許文献２】特開平５−３３０８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の従来技術で使用される撥水剤を、無機繊維用バインダーに添加するためには、予め、水に分散させる必要がある。このため、撥水剤にノニオン系、あるいはアニオン系界面活性剤等を併用して、水に分散・乳化しているが、これらの界面活性剤は、硬化した無機繊維用バインダー中に残存した場合に、吸水し易いという欠点を有している。したがって、撥水剤を添加しても、上記界面活性剤の吸水性に相殺され、無機繊維断熱吸音材の撥水性の向上に限界を有している場合がある。
【０００８】
また、鉱油あるいは、オルガノポリシロキサン類を用いた撥水剤では、室温下で液体であり、時間の経過とともに無機繊維表面から、撥水剤の一部が流失する場合があり、これによって経時的に撥水性が低下するという問題を有していた。
【０００９】
更には、無機繊維断熱吸音材の撥水性を向上させるために、鉱油類あるいはオルガノポリシロキサン類を多量に含有した場合には、べたつきが生じ易くなって施工時の作業性が劣り、またコスト的にも高価となるので好ましくない。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、長期間にわたって優れた撥水性を付与することができる無機繊維用バインダー及びこれを用いた無機繊維断熱吸音材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の無機繊維用水性バインダーは、水に溶解または分散した熱硬化性樹脂前駆体と、撥水剤エマルションとを含有する無機繊維用水性バインダーであって、前記撥水剤エマルションが、水溶性ポリカルボン酸系樹脂からなる分散剤と、ワックス類から選択される少なくとも1種を含む撥水剤とを含有することを特徴とする。
【００１２】
上記発明によれば、ノニオン系あるいはアニオン系界面活性剤を使用しないので、撥水剤の効果を相殺することなく、少量の添加量でも充分な撥水効果を得ることができる。また、ワックス類は、室温下で固形物でありながら、熱硬化性樹脂前駆体を硬化させる際の加熱時には、比較的粘度の低い液体となるので、前記バインダー硬化時にワックス類は流動して無機繊維表面を被覆し、冷却されると固形化して、無機繊維表面に固着するので、長期間の撥水性を維持することが可能となる。
【００１３】
本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、前記撥水剤が、ワックス類から選択される少なくとも1種と、重質オイルから選択される1種との混合物であることが好ましい。
【００１４】
これによれば、前記バインダーを無機繊維に付与して加熱硬化させる際に、ワックス類が溶融して無機繊維表面を被覆するが、比較的高融点のワックスを使用した場合に、ワックスの無機繊維表面の被覆状態にむらが生じ、無機繊維断熱吸音材の撥水性にばらつきが生じる場合があるので、ワックス類の可塑剤として、重質オイルを使用することにより、無機繊維表面の被覆状態のばらつきを低減し、安定した撥水性を得ることが可能となる。
【００１５】
本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、前記熱硬化性樹脂前駆体と、前記撥水剤とが、固形分換算で前記熱硬化性樹脂前駆体１００質量部に対して、前記撥水剤０．１〜１０質量部となるように含有することが好ましい。
【００１６】
熱硬化性樹脂前駆体に対する、撥水剤の量比を上記の範囲にすることにより、無機繊維断熱吸音材に充分な撥水性を付与することができ、しかもバインダーの安定性を損なうことがない。
【００１７】
さらに、本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、前記熱硬化性樹脂前駆体が、アルデヒド縮合性樹脂前駆体、ポリオールとポリカルボン酸系樹脂との混合物、およびエポキシ樹脂とポリカルボン酸系樹脂との混合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【００１８】
これによれば、上記に示した熱硬化性樹脂前駆体は、撥水剤エマルションの分散剤である水溶性ポリカルボン酸系樹脂と硬化反応するので、撥水性に好ましくない影響を及ぼすことがない。
【００１９】
一方、本発明の無機繊維断熱吸音材は、前記無機繊維用水性バインダーを、繊維化直後の無機繊維に付与し、前記無機繊維用水性バインダーが付着した無機繊維を堆積した後、加熱硬化させて成形して得られたものであることを特徴とする。
【００２０】
上記発明によれば、無機繊維表面のべたつきがなく、長期にわたって良好な撥水性を維持することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の無機繊維用水性バインダーは、水溶性ポリカルボン酸系樹脂からなる分散剤と撥水剤であるワックス類とを含有することにより、充分な撥水性を無機繊維断熱吸音材に付与することができる。また、前記バインダーを用いた本発明の無機繊維断熱吸音材は優れた撥水性を有するため、雨水や結露水に曝されても、断熱、吸音性能が長期間にわたって低下せず、カビの発生や接触する金属部分の腐食や木材の腐朽の問題を解決することができ、住宅、建物、防音壁、クーリングタワーや屋外設置機器などの断熱材又は吸音材として好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の無機繊維用水性バインダーは、水に溶解または分散した熱硬化性樹脂前駆体と、撥水剤エマルションとを含有する。
【００２３】
まず、熱硬化性樹脂前駆体について説明する。
本発明において使用する熱硬化性樹脂前駆体としては、無機繊維断熱吸音材の製造に適用可能なものであれば、どのようなものでも構わないが、短時間で硬化するものが生産性を損なわないので、好ましい。
【００２４】
上記の熱硬化性樹脂前駆体としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フラン樹脂等のアルデヒド縮合性熱硬化性樹脂前駆体、あるいは、例えば、特開平６−１８４２８５号公報にあるような、エチレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、グリコース、１，４−ヘキサンジオール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のいずれかのポリオールと、メタクリル酸、アクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、２−メチルマレイン酸、イタコン酸、２−メチルイタコン酸、α−β−メチレングルタル酸、マレイン酸モノアルキル、フマル酸モノアルキル、無水マレイン酸、無水アクリル酸等のエチレン性不飽和カルボン酸のいずれかを含むポリカルボン酸系樹脂の混合物、更に、ＷＯ２００４−０８５７２９号公報にあるような、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックフェノールポリグリシジルエーテル等のエポキシ樹脂と、上記ポリカルボン酸系樹脂の混合物が挙げられる。
【００２５】
ここで、本発明において前駆体とは、加熱による反応で樹脂を各々生成する、もととなる化合物を意味する。この場合、各々の樹脂の前駆体中に含まれる単量体、二量体などの比率、あるいは単量体当たりの官能基数、あるいは各成分の分子量は特に限定されない。
【００２６】
一般的な無機繊維断熱吸音材の製造プロセスでは、繊維用無機原料を溶融し遠心法などで繊維化した直後の２００℃以上の雰囲気下で、バインダーを付与することが多いので、有機溶剤などの可燃性の溶媒を含むことは、火災などを招く恐れがある。そのため、上記熱硬化性樹脂前駆体は、水に溶解又は分散したものを用いる。
【００２７】
次に、撥水剤エマルションについて説明する。
本発明の撥水剤エマルションには、少なくとも撥水剤と分散剤と水とが含まれる。
本発明の撥水剤に使用するワックス類とは、厳密な定義ではないが、室温下で固体であるが、約４０℃以上に加熱すると、比較的流動性の高い液体となるものを指す。
【００２８】
上記ワックス類としては、蜜ろう、ラノリンワックス及びセラックワックスなどの動物系ワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス及びキャンデリラワックスなどの植物系ワックス、モンタンワックス及びオゾケライトなどの鉱物系ワックス、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスなどの石油系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ポリカーボネートワックス、やし油脂肪酸エステル、牛脂脂肪酸エステル、ステアリン酸アミド、ジペプタデシルケトン及び硬化ひまし油などの合成ワックスが挙げられる。この場合、ワックス類は単独で使用しても良く、２種以上を組み合わせて使用しても良い。
【００２９】
これらの中でも、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス及びポリプロピレンワックスが、経済性の点でより好ましい。
【００３０】
一般的に、上記ワックス類は疎水性材料であり、水性バインダーに添加する際には、混和性向上のためにも、予め、水に分散又は乳化しておく必要がある。
本発明では、上記ワックス類の水への分散剤として、水溶性ポリカルボン酸系樹脂を使用する。この場合の水溶性ポリカルボン酸系樹脂とは、酸価５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、好ましくは酸価８０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上の樹脂を、アンモニア、アミン類、あるいはアルカリ金属で中和して、ｐＨ７以上で水溶化したものを指す。上記水溶性ポリカルボン酸系樹脂の酸価が、５０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、樹脂の水への溶解度が低下し、ワックス類等の撥水剤の水への分散性が低下する場合がある。
【００３１】
本発明での分散剤として使用するポリカルボン酸系樹脂としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、2−メチルマレイン酸、イタコン酸、2−メチルイタコン酸、β−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート等のエチレン性不飽和カルボン酸を重合した樹脂、及び、前記エチレン性不飽和カルボン酸とメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ペプチル、オクチル、ノニル、デシル等の（メタ）アクリル酸エステル及びスチレンのエチレン性不飽和単量体の1種あるいは数種とを併用して重合した樹脂が挙げられる。
【００３２】
また、上記のエチレン性不飽和カルボン酸とエチレン性不飽和単量体との量比については、特に制限しないが、上述のように、アンモニア、アミン類、あるいはアルカリ金属で中和することにより、水に溶解するものであれば、本発明の撥水剤の分散剤として使用することができる。
【００３３】
なお、ワックス類の分散・乳化剤としては、一般的には、α―オレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、α―スルホ脂肪酸エステル塩、ジオクチルスルホコハク酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤や、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー等のノニオン性界面活性剤などが使用されている。しかし、前述したように、上記界面活性剤が、硬化したバインダー中に残存すると、界面活性剤中の親水部位により、硬化したバインダーが吸水し易くなり、所望する撥水性能が得られない場合がある。したがって、無機繊維断熱吸音材に高い撥水性を付与するためには、多量の撥水剤エマルションを無機繊維用水性バインダーに添加する必要があり、経済性において好ましくなく、更には、バインダー種によっては、水性バインダー中で分離するなどの安定性を損なう場合がある。
【００３４】
これに対して、本発明で使用する水溶性ポリカルボン酸系樹脂分散剤は、前記熱硬化性樹脂前駆体のいずれの種とも硬化反応をするので、従来のアニオン性またはノニオン性の界面活性剤による上記のような好ましくない影響を与えることがない。
【００３５】
上記の理由により、撥水剤エマルション中の撥水剤に対する分散剤の質量比を限定する必要はないが、好ましくは、撥水剤であるワックス類１００質量部に対して、上記ポリカルボン酸系樹脂分散剤１０質量部以下が好ましく、更には、５質量部以下であることが、より好ましい。
【００３６】
上記分散剤の使用量が１０質量部を超えると、撥水剤エマルション中の撥水剤の比率が減少するので、所望する撥水性を得るためには、無機繊維用水性バインダーへの撥水剤エマルションの添加が多くなり、経済性を損なう場合があるので好ましくない。
【００３７】
また、本発明では、撥水剤として、ワックス類から選択される少なくとも１種と、重質オイル類から選択される少なくとも１種との混合物を使用することが好ましい。
上記重質オイル類は、ワックス類と比較的類似した化学構造を有しており、流動性も高いので、ワックス類の可塑剤としても作用する。水性バインダーを硬化させるための加熱の際に、ワックス類の流動性を高め、無機繊維の表面にむらなく撥水剤を塗布することができ、無機繊維断熱吸音材の撥水性のばらつきを低減することが可能となる。
【００３８】
本発明で使用する重質オイル類とは、炭素数がおおよそ１５〜１２０の脂肪族炭化水素であるパラフィンあるいはナフテンで構成されているものを指す。重質オイル類の分類は、動粘度により行われ、粘度グレード（Viscosity Grade、以下ＶＧとする）で３２０ｍｍ２／ｓから６８０ｍｍ２／ｓの領域にあるものが、本発明において好ましく用いることができる。比較的動粘度の低い、例えばＶＧが３２０ｍｍ２／ｓ未満の重質オイル類では、炭素数が３０以下、特に、炭素数が２０以下の成分が増加し、バインダー硬化時の加熱の際に揮散し易くなる。一方、該動粘度が高く、例えばＶＧが６８０ｍｍ２／ｓを超えると、乳化する際の分散剤との混合に時間を要し、生産性を損なう場合がある。本発明においては、ＶＧが３６０ｍｍ２／ｓ乃至４３０ｍｍ２／ｓの重質オイル類を使用することが、より好ましい。
【００３９】
本発明で使用する撥水剤中のワックス類と重質オイル類との質量比に特に制限はないが、ワックス類：重質オイル類＝４０：６０〜９５：５であることが、好ましい。
【００４０】
撥水剤中の重質オイル類の比率が、６０質量％を超えると、室温下での撥水剤の流動性が高くなるので、得られる無機繊維断熱吸音材の長期間の使用での撥水性が低下する場合がある。一方、重質オイル類の比率が５質量％未満になると、高融点のワックス類を使用する場合には、ワックス類の可塑化効果が低減し、得られる無機繊維断熱吸音材の撥水性にばらつきが生じる場合がある。したがって、上記重質オイル類の使用比率は、使用するワックス類の融点、あるいは所望する撥水性能に合わせ、適宜調整することがより好ましい。
【００４１】
本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、上記撥水剤を、熱硬化性樹脂前駆体１００質量部に対して、好ましくは０．１〜１０質量部、より好ましくは０．５〜５質量部、特に好ましくは１〜５質量部含有する。
【００４２】
撥水剤の含有量が、０．１質量部未満であると、得られる無機繊維断熱吸音材に充分な撥水性を付与することができない。また、撥水剤の含有量が１０質量部を越えても、含有量の増加に比例して撥水性が向上せず不経済であるので好ましくない。
【００４３】
また、本発明の無機繊維用水性バインダーにおいては、必要に応じて、シランカップリング剤、防塵剤、硬化促進剤又は着色剤等を添加してもよい。
【００４４】
シランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシランなどのアミノシランカップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのエポキシシランカップリング剤等が挙げられ、主にバインダーと無機繊維との接着性を高めるために用いられる。
【００４５】
硬化促進剤としては、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム、ドデシルベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸などが挙げられる。
【００４６】
上記の無機繊維用水性バインダーは、固形分量が５〜４０質量％となるように、調整することが好ましい。この際、ディゾルバーなどの攪拌機のついたタンクを用いて調合することにより、本発明の無機繊維用水性バインダーを得ることができる。
【００４７】
次に、上記の無機繊維用水性バインダーを用いて得られる、本発明の無機繊維断熱吸音材について説明する。
【００４８】
本発明の無機繊維断熱吸音材の製造に際しては、まず、溶融した無機質原料を繊維化装置で繊維化し、その直後に上記の無機繊維用水性バインダーを無機繊維に付与する。次いで、無機繊維用水性バインダーが付与された無機繊維を有孔コンベア上に堆積して嵩高い無機繊維断熱吸音材用中間体を形成し、所望とする厚さになるように間隔を設けた上下一対の有孔コンベアなどに送り込んで狭圧しつつ加熱し、無機繊維用水性バインダーを硬化させて無機繊維断熱吸音材を形成する。次いで、必要に応じて表皮材等を被覆させて、無機繊維断熱吸音材を所望とする幅、長さに切断して製品が得られる。以下、各工程について説明する。
【００４９】
まず、本発明に用いられる無機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、ロックウールなどを用いることができる。無機繊維の繊維化方法は、火焔法、吹き飛ばし法、遠心法（ロータリー法とも言う）などの各種方法を用いることができる。特に無機繊維がグラスウールの場合は、遠心法を用いるのがよい。なお、目的とする無機繊維断熱吸音材の密度は、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５〜３００ｋｇ／ｍ３の範囲である。
【００５０】
次に、無機繊維にバインダーを付与するには、スプレー装置などを用いて塗布、噴霧することができる。無機繊維用水性バインダーの付与量の調節は、従来の撥水剤を含まないバインダーと同様の方法で調整することができる。バインダーの付与量は、無機繊維断熱吸音材の密度や用途によって異なるが、バインダーを付与した無機繊維断熱吸音材の質量を基準として、固形分量で０．５〜１５質量％の範囲が好ましく、０．５〜９質量％の範囲がより好ましい。
【００５１】
無機繊維吸音断熱材に水性バインダーを付与するタイミングは、繊維化後であればいつでも良いが、効率的に付与させるために繊維化直後に付与した方が好ましい。なお、撥水剤エマルションは、熱硬化性樹脂前駆体と混合した水性バインダーとして無機繊維に付与してもよく、撥水剤エマルションを含まない水性バインダーを付与する前後に別途撥水剤エマルションを無機繊維に付与してもよい。
【００５２】
このように、本発明により得られる無機繊維用水性バインダーを無機繊維に付与することにより、無機繊維断熱吸音材に充分な撥水性を付与することができる。
【００５３】
上記工程によってバインダーが付与された無機繊維は、有孔コンベア上に堆積され、嵩高い無機繊維中間体を形成する。ここで有孔コンベア上に堆積する時に、無機繊維が堆積される有孔コンベアの反対側から吸引装置により吸引することが、より好ましい。その後、有孔コンベア上を連続的に移動する前記無機繊維中間体を、所望とする厚さになるように間隔を設けた上下一対の有孔コンベアなどに送り込むと同時に、加熱した熱風によりバインダーに含有される前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化させて、無機繊維断熱吸音材をマット状に成形した後、所望とする幅、長さに切断する。
【００５４】
バインダーに含有される前記熱硬化性樹脂前駆体を硬化させる温度は、特に限定しないが、従来の撥水剤を含まないバインダーを付与する場合と同様にすることが可能で、２００〜３５０℃でよい。また、加熱時間は、無機繊維断熱吸音材の密度、厚さにより、３０秒〜１０分の間で適宜行われる。
【００５５】
本発明の無機繊維断熱吸音材は、そのままの形態でもよく、また、表皮材で被覆して用いてもよい。表皮材としては、紙、合成樹脂フィルム、金属箔フィルム、不織布、織布あるいはこれらを組み合わせたものを用いることができる。なお、表皮材は、吸水率が低く、撥水性を有する材料を用いることが好ましい。
【００５６】
このようにして得られた本発明の無機繊維断熱吸音材は、雨水や結露水に曝されても、前記断熱吸音材中に水分が溜まっていないので、断熱や吸音の性能が長時間にわたって低下せず、カビの発生や接触する金属部分の腐食や木材の腐朽の問題を解決することができる。
【００５７】
更に、無機繊維断熱吸音材と有孔コンベアとの接触面に存在する撥水剤の疎水性部分が、無機繊維断熱吸音材の有孔コンベアに対する離型性を向上させるので、製造中のトラブルも減少する。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。なお、以下の説明において、部、％は、特にことわりのない場合は質量基準を表す。
【００５９】
［撥水剤エマルションの調合］
調合１
６０℃で溶融させた融点５５℃のパラフィンワックス１００部に、アンモニアで中和して水溶化させた、固形分２５％の酸価２００ｍｇＫＯＨ／ｇのスチレン−マレイン酸共重合体２０部を加えて良く混合する。更に、攪拌を続けながら、水１５０部を徐々に滴下する。得られた乳化物を、高圧ホモジナイザーで更に分散し、固形分３８．９％（ワックス含有率３７％）のエマルションを得た。
【００６０】
なお、上記パラフィンワックスは、ＪＩＳ  Ｋ２２３５に規定されるパラフィンワックスの１３０Ｐ（融点５４．４℃以上、５７．２℃未満）に該当する。
【００６１】
調合２
融点１１０℃のポリエチレンワックス１００部に、酸価３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル酸メチル−スチレン−マレイン酸共重合体７部を加えて、１２０℃で溶解させて、よく混合する。次いで、メチルジエタノールアミン３部、水１６５部を加えたものを、オートクレーブ中で加圧し、１２０℃で攪拌混合する。この混合物を高圧ホモジナイザーで処理することにより、固形分３９．８％（ワックス含有率３６．４ ％）のエマルションを得た。
【００６２】
調合３
融点１１０℃のポリエチレンワックス８０部に、ＶＧが４３０の重質オイル３０部、及び酸価３５０ｍｇＫＯＨ／ｇのアクリル酸メチル−スチレン−マレイン酸共重合体７部を加えて、１２０℃で溶解させて、よく混合する。次いで、メチルジエタノールアミン３部、水１６５部を加えたものを、オートクレーブ中で加圧し、１２０℃で攪拌混合する。この混合物を高圧ホモジナイザーで処理することにより、固形分３９．８％（撥水成分含有率３６．４％）のエマルションを得た。
【００６３】
調合４
調合１で用いたパラフィンワックス１００部を６０℃で溶融させ、ポリオキシエチレンラウリルエーテル１０部、ジパルミチルジメチルアンモニウムクロライド２部を加えて良く混合する。更に、攪拌を続けながら、水１５０部を徐々に滴下する。得られた乳化物を、高圧ホモジナイザーで更に分散し、固形分４２．７％（ワックス含有率３８．２％）のエマルションを得た。
【００６４】
［重質オイルの水分散液の調合］
調合５
ＶＧが４３０ｍｍ２／ｓの重質オイル１００部に、アンモニアで中和して水溶化させた、固形分２５％の酸価２００ｍｇＫＯＨ／ｇのスチレン−マレイン酸共重合体２０部を加えて良く混合する。更に、攪拌を続けながら、水１５０部を徐々に滴下する。得られた乳化物を、高圧ホモジナイザーで更に分散し、固形分３８．９％（オイル含有率３７％）のエマルションを得た。
【００６５】
［ジメチルポリシロキサンの水分散液の調合］
調合６
分子量約５０００のジメチルポリシロキサン６０部に、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン１５部を添加した。撹拌しながら水２００部を滴下して、固形分２７．３％（ジメチルポリシロキサンの含有量２１．８％）の水分散液を得た。
【００６６】
実施例１
［無機繊維用水性バインダーの調合］
水に分散された、単量体１０％以下、二量体８０％以上、遊離フェノール１％以下のレゾール型フェノール樹脂前駆体を固形分換算で１００部に対して、調合１で得られた撥水剤エマルションを含有量換算で１.５部、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン０．２部、水４５０部とを攪拌機のついたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて無機繊維用水性バインダーを得た。
【００６７】
［無機繊維断熱吸音材の製造］
遠心法により繊維化したガラス繊維に、前記バインダーを用いて所定の付与量になるようにスプレーで塗布した後、吸引装置で吸引しながら有孔コンベア上に堆積して、無機繊維断熱吸音材の中間体を形成させた。前記中間体を２６０℃の熱風中で３分間加熱して、バインダーを硬化させ、密度１６ｋｇ／ｍ３、厚み１００ｍｍ、バインダー付与量３．０％である、実施例１の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００６８】
実施例２〜３
調合２〜３で得られた撥水剤エマルションを用いる以外は、実施例１と同様のバインダー調合方法及び無機繊維断熱吸音材の製造方法により、それぞれ実施例２〜３の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００６９】
実施例４
酸価６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのメタクリル酸−マレイン酸−メタクリル酸メチル共重合体の３０％水溶液を固形分換算１００部に、グリセリン１６．７部、ペンタエリスリトール２１部、次亜リン酸ナトリウム３.０部、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン０．２部、調合２で得られた撥水剤を固形分換算で２部、水４５０部とを、ディゾルバーのついたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて無機繊維用水性バインダーを得た。
【００７０】
次に、上記バインダーを用いる以外は、実施例１と同様の製造方法にて、実施例４の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００７１】
実施例５
実施例４で使用した酸化６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのメタクリル酸−マレイン酸−メタクリル酸メチル共重合体の３０％水溶液を固形分換算１００部に、エポキシ当量３４０ｇ／ｅｑのビスフェノールＡジグリシジルエーテル系エポキシ樹脂１１８部を混合し、充分に攪拌して、乳化物を得た。この乳化物１００部に対して調合３で得られた撥水剤エマルションを含有量換算で２．８部、トリメチレンジアミン３部、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン０．２部、水４５０部とを、ディゾルバーの付いたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分１５％になるように水を加えて無機繊維用水性バインダーを得た。
【００７２】
次に、上記バインダーを用いる以外は実施例１と同様の製造方法にて、実施例５の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００７３】
実施例６
調合１で得られた撥水剤エマルションを含有量換算で１２．５部にした以外は実施例１と同様のバインダー調合方法及び無機繊維断熱吸音材の製造方法により、実施例６の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００７４】
実施例７
実施例１で調合した無機繊維用水性バインダーを用いて、実施例１と同様の製造方法により、密度１０ｋｇ／ｍ３、厚さ１００ｍｍ、バインダー付与量３．０％の条件で実施例７の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００７５】
実施例８
実施例５で調合した無機繊維用水性バインダーを用いて、実施例１と同様の製造方法により、密度２４ｋｇ／ｍ３、厚さ１００ｍｍ、バインダー付与量４．０％の条件で実施例８の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００７６】
比較例１
実施例１で使用した水分散系のレゾール型フェノール樹脂前駆体を固形分換算で１００部と、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン０．１部、水４５０部とを、ディゾルバーの付いたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて撥水剤を含まない無機繊維用水性バインダーを得た。
【００７７】
更に、上記バインダーを用い、実施例１と同様の製造方法にて、比較例１の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００７８】
比較例２
実施例４で使用した酸価６５０ｍｇＫＯＨ／ｇのメタクリル酸−マレイン酸−メタクリル酸メチル共重合体の３０％水溶液を固形分換算１００部に、グリセリン１６．７部、ペンタエリスリトール２１部、次亜リン酸ナトリウム３.０部、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン０．２部、水４５０部とを、ディゾルバーのついたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて撥水剤を含まない無機繊維用水性バインダーを得た。
【００７９】
次に、上記バインダーを用いる以外は、実施例１と同様の製造方法にて、比較例２の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００８０】
比較例３
実施例１で使用した水分散系のレゾール型フェノール樹脂前駆体を固形分換算で１００部と、調合４で得られたパラフィンワックスのエマルションを含有量換算で５部、水４５０部とを、ディゾルバーの付いたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて無機繊維用水性バインダーを得た。
【００８１】
更に、上記バインダーを用い、実施例１と同様の製造方法にて、比較例３の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００８２】
比較例４
実施例１で使用した水分散系のレゾール型フェノール樹脂前駆体を固形分換算で１００部と、調合５で得られた重質オイルの水分散液を含有量換算で５部、水４５０部とを、ディゾルバーの付いたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて無機繊維用水性バインダーを得た。
【００８３】
更に、上記バインダーを用い、実施例１と同様の製造方法にて、比較例４の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
【００８４】
比較例５
実施例１で使用した水分散系のレゾール型フェノール樹脂前駆体を固形分換算で１００部と、調合６で得られたジメチルポリシロキサンの水分散液を含有量換算で５部、水４５０部とを、ディゾルバーの付いたオープンタンクで調合し、充分撹拌しながら固形分が１５％になるように水を加えて無機繊維用水性バインダーを得た。
【００８５】
更に、上記バインダーを用い、実施例１と同様の製造方法にて、比較例５の無機繊維断熱吸音材となるグラスウールを得た。
実施例１〜８及び比較例１〜５で用いた全ての無機繊維用水性バインダーは、いずれも安定性が良好であった。また、実施例で用いた撥水剤エマルションについては水性バインダーに均一に混合することができ、水性バインダーに含まれる前記熱可塑性樹脂前躯体以外の成分との相溶性も良好であった。
【００８６】
実施例１〜８及び比較例１〜５で得られたグラスウールについて、以下の評価を行った。
【００８７】
〔撥水性の評価（水浮きテスト）〕
得られたグラスウールより、５０×１００×１００ｍｍ角の試験片を切り出し、水を張った水槽に試験片を浮かべ、室温下で７日後の浸水部分の長さを測定した。また、それまでに水没してしまう場合は、その経過日数を計った。
【００８８】
〔長期撥水性の評価〕
得られたグラスウールより、５０×１００×１００ｍｍ角の試験片を切り出し、５０℃雰囲気下の恒温器中にて１ヶ月保存した。その後、恒温器から試験片を取り出し、上記撥水性の評価（水浮きテスト）と同様の評価を行い、長期撥水性の評価とした。なお、上記撥水性の評価で７日目までに水没した試験片については、長期撥水性の評価を実施しなかった。
【００８９】
上記評価の結果をまとめて表１に示す。
【００９０】
【表１】
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【００９１】
表１より、撥水性の評価において、比較例１及び２の試験片は、３日目及び４日目で完全に水没したこと、及び比較例３では、水没はしないものの７日目で厚みの半分以上水没したことと比較して、実施例１〜８の試験片は、７日間水に浮いていたことが分かる。これは、実施例で使用した各種撥水剤により、グラスウールの撥水性能が向上したことを示している。
【００９２】
また、実施例１と実施例６との比較より、撥水剤を前記好ましい範囲を超える量で添加しても、撥水性能の大きな向上はみられないことがわかる。更に、実施例２と実施例３との比較より、撥水成分をワックス類と重質オイル類との混合物にすることで、均質な撥水性能が得られることがわかる。
【００９３】
長期撥水性の評価において、実施例１〜８では、５０℃雰囲気下の長期保存においても撥水性能の変化が観察されず、高い撥水性能を維持することがわかる。一方、比較例４及び比較例５においては、初期の撥水性は、比較的有するものの、５０℃雰囲気下の長期保存では、撥水性能が低下したことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の無機繊維用水性バインダーを用いて得られる無機繊維断熱吸音材は、優れた撥水性を有するため、雨水や結露水に曝されても、断熱、吸音性能が長期間にわたって低下せず、カビの発生や接触する金属部分の腐食や木材の腐朽の問題を解決することができ、住宅、建物、防音壁、クーリングタワーや屋外設置機器などの断熱材又は吸音材として好適に使用できる。