(57)【要約】【課題】  機能性を発揮し、かつ機能材の廃棄処分が容易である機能管体を提供する。【解決手段】  機能管体としての防音配管１１は、管体１２とその管体１２の外周面を被覆する機能材としての吸音材１３とを備えている。吸音材１３は、天然セルロース繊維を基材とするシート材１７から構成されている。シート材１７には、天然セルロース繊維が短繊維として含有し、その天然セルロース繊維はバインダーで結合されている。この防音配管１１は、吸音材１３によって吸音機能を発揮する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体とその管体の外周面を被覆する機能材とを備え、吸音機能又は断熱機能を有する機能管体において、前記機能材は天然セルロース繊維を基材とするシート材から構成されることを特徴とする機能管体。
【請求項２】
前記シート材は、短繊維として含有する前記天然セルロース繊維とその天然セルロース繊維を結合するバインダーとを備えて構成されることを特徴とする請求項１に記載の機能管体。
【請求項３】
前記シート材は、前記天然セルロース繊維を多孔質シートによって挟持して構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機能管体。
【請求項４】
前記機能材の比重は、１０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の機能管体。
【請求項５】
前記天然セルロース繊維は、古紙を原料とすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の機能管体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物の給排水装置、空調装置等の配管に適用され、吸音機能又は断熱機能を有する機能管体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物には給排水装置や空調装置に連結される配管が設けられている。そうした配管を構成する管体として、吸音機能や断熱機能を有する機能管体が知られている（特許文献１参照）。こうした機能管体は、管体とその外周面を被覆する機能材とを備え、その機能材としては、例えば合成樹脂から形成された発泡材料が使用されている。
【特許文献１】特開２００３−３１４７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、環境負荷の低減に対する要求に伴い、機能管体にも廃棄処分やリサイクルが容易であることが求められている。特に、機能管体を構成する機能材に対し、廃棄処分が容易であることが重要な課題となっている。
【０００４】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機能性を発揮し、かつ機能材の廃棄処分が容易である機能管体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の機能管体は、管体とその管体の外周面を被覆する機能材とを備え、吸音機能又は断熱機能を有する機能管体において、前記機能材は天然セルロース繊維を基材とするシート材から構成されることを要旨とする。
【０００６】
この構成によれば、機能材は天然繊維である天然セルロース繊維を基材として構成されているため、そうした機能材の廃棄処分が容易となる。さらに、天然セルロース繊維を基材とするシート材によって管体の外周面を被覆する形態を採用することにより、機能材を所定の厚さや比重にすることができるようになる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の機能管体において、前記シート材は、短繊維として含有する前記天然セルロース繊維とその天然セルロース繊維を結合するバインダーとを備えて構成されることを要旨とする。
【０００８】
この構成によれば、機能材の形状維持性を向上させることができるようになる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の機能管体において、前記シート材は、前記天然セルロース繊維を多孔質シートによって挟持して構成されることを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、天然セルロース繊維の脱落を抑制することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の機能管体において、前記機能材の比重は、１０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌであることを要旨とする。
【００１０】
この構成によれば、機能材による吸音性能及び断熱性能を十分に発揮させることができるようになる。
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の機能管体において、前記天然セルロース繊維は、古紙を原料とすることを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、古紙を有効利用して機能材を構成することができる。さらに、例えば古紙の粉砕品は繊維長が短いため、天然セルロース繊維の繊維間において微細な連続気泡が形成されるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、機能性を発揮し、かつ機能材の廃棄処分が容易である機能管体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を防音管体に具体化した一実施形態を図１及び図２に従って詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態における防音管体１１は、防音管体１１の本体となる管体１２と、その外周面を被覆する機能材としての吸音材１３とを備えている。さらに、防音管体１１は、吸音材１３の外周面を被覆する遮音材１４と、その遮音材１４の外周面を被覆することにより、管体１２に吸音材１３及び遮音材１４を保持させる被覆フィルム１５とを備えている。この防音管体１１は、建築物に配設されることによって配管を構成し、このような配管は建築物に備えられる給排水装置や空調装置に連結される。そして、この防音管体１１は、管体１２の内部を通じる流体の流動に基づく音を、吸音材１３によって吸音する吸音機能と、そうした流体の流動に基づく音が防音管体１１の外部へ伝播することを遮音材１４によって抑制する遮音機能とを有している。
【００１４】
管体１２は、各種硬質材料や軟質材料から形成され、その内部を流体が流通する筒状をなしている。管体１２を形成する材料としては、特に限定されずポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の合成樹脂、金属等が挙げられ、これらの材料は単独又は組み合わせて使用される。すなわち管体１２は、硬質及び軟質のいずれであってもよい。さらに、管体１２の一部を硬質材料から構成するとともに、管体１２の他部を軟質材料から構成することにより、管体１２が部分的に屈曲自在に構成されてもよい。
【００１５】
吸音材１３は、図２に示すように天然セルロース繊維１６を基材とするシート材１７から構成される。吸音材１３は、その吸音材１３に入射した音等の振動エネルギーを減衰する機能を発揮する。詳述すると、吸音材１３は、天然セルロース繊維１６の繊維間、すなわちシート材１７の内部に含まれる連続気泡の粘弾性等によって、そうした振動エネルギーが熱エネルギーに変換されることにより、振動エネルギーを減衰する。
【００１６】
この吸音材１３を構成するシート材１７における基材とは、シート材１７の全質量に対し、５０質量％以上となる材料をいう。すなわち、シート材１７の全質量に対し、天然セルロース繊維１６は５０質量％以上含有されている。さらに、天然セルロース繊維１６による吸音性能を十分に発揮させるとともに、吸音材１３の廃棄処分を一層容易にするという観点から、シート材１７の全質量に対する天然セルロース繊維１６の含有量は、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上である。なお、基材に配合可能な天然セルロース繊維１６以外の材料としては、グラスウール、ロックウール、発泡体、合成繊維等が挙げられる。
【００１７】
天然セルロース繊維１６の具体例としては、木質繊維、葉脈繊維、靭皮繊維、種子繊維等が挙げられる。葉脈繊維としてはマニラ麻、サイザル麻等、靭皮繊維としては亜麻、コウゾ、ミツマタ等、種子繊維としてはリンター等が挙げられる。これらの天然セルロース繊維１６の中でも、古紙を原料とした天然セルロース繊維１６が好ましい。この古紙は、上記天然セルロース繊維１６のパルプを抄紙して得られた紙が加工される工程で発生する裁断くずや、その紙が例えば新聞紙等として使用された使用済みの紙をいう。本実施形態では、新聞古紙を原料とした天然セルロース繊維１６が使用されている。詳述すると、古紙を原料とした天然セルロース繊維１６は、古紙を粉砕又は解繊することによって短繊維として得られる。天然セルロース繊維１６は、単独で用いてもよく、複数種の混合物を用いてもよい。また、天然セルロース繊維１６は、未使用の紙と古紙との混合物を用いてもよい。この天然セルロース繊維１６には、難燃処理が施されていてもよい。これにより、防音管体１１の難燃性を向上することができる。その難燃処理に使用される難燃剤としては、例えばホウ素系化合物、リン酸系化合物等が挙げられる。
【００１８】
本実施形態の吸音材１３を構成するシート材１７は、短繊維として含有する天然セルロース繊維１６とその天然セルロース繊維１６を結合するバインダーとしての熱融着繊維１８とを備えて構成される。そして、このシート材１７は熱融着繊維１８同士の熱融着や、熱融着繊維１８を介した天然セルロース繊維１６同士の熱融着により、吸音材１３（シート材１７）自体の形状維持性が向上されている。熱融着繊維１８の材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、生分解性ポリエステル、生分解性ポリ乳酸等の熱可塑性樹脂が挙げられる。このように構成したシート材１７は、シート材１７中に存在する連続気泡を微細化することができるようになるため、吸音性能を向上させることができる。この熱融着繊維１８としては、単独の熱可塑性樹脂からなる繊維であってもよく、複数の熱可塑性樹脂から構成された複合繊維であってもよい。シート材１７中における熱融着繊維１８（バインダー）の含有量は、吸音材１３の廃棄処分を一層容易にするという観点から、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下、さらに好ましくは２５質量％以下である。
【００１９】
こうしたシート材１７を製造するには、従来から知られる不織布の製造方法を利用することができる。その製造方法としては、シート材１７の内部における連続気泡の含有量を増大させることが容易であるという観点から、天然セルロース繊維１６をエアを利用してシート材１７としての不織布にするエアレイド方式を採用することが好ましい。
【００２０】
シート材１７（吸音材１３）の比重は、吸音性能が十分に発揮され易いという観点から、好ましくは１０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌ、より好ましくは２０ｇ／Ｌ〜１５０ｇ／Ｌである。シート材１７の面密度は、製造が容易であるという観点から、好ましくは５０〜１０００ｇ／ｍ２、より好ましくは１００〜８００ｇ／ｍ２である。シート材１７（吸音材１３）の厚さは、吸音性能が十分に発揮され易いという観点から、好ましくは２〜５０ｍｍ、より好ましくは３〜３０ｍｍである。なお、複数のシート材１７から吸音材１３を構成し、複数のシート材１７積層することで所定の厚さの吸音材１３に設定することも可能である。
【００２１】
遮音材１４は、高比重かつ面密度が高い遮音材料から構成され、遮音材は吸音材１３を透過する音を遮音する機能を発揮する。詳述すると、遮音材１４を構成する遮音材料は、高比重かつ面密度が高い材料から形成されているため、遮音材１４に音が伝播しても、遮音材１４自体の振動が抑制されるように構成されている。そのため、遮音材１４はその外周面から音が漏れ出すことを抑制する遮音効果が発揮される。こうした遮音効果を十分発揮させるという観点から、遮音材１４の単位面積当たりの質量、すなわち面密度は１．５ｋｇ／ｍ２より高いことが好ましく、２．０ｋｇ／ｍ２以上であることがさらに好ましい。遮音材料の具体例としては、金属薄膜や高分子材料（合成樹脂、ゴム類等）が挙げられる。合成樹脂としては塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系エラストマーに代表されるエラストマー等、ゴム類としてはアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられる。また、遮音材料として高分子材料を適用する場合、遮音性能を向上させるという観点から、高分子材料中にフィラーを充填することが好ましい。フィラーとしては、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、酸化マグネシウム、アルミナ、酸化チタン、バライト、鉄粉、酸化亜鉛、グラファイト等が挙げられる。
【００２２】
本実施形態の被覆フィルム１５は、熱収縮性フィルムから構成されている。熱収縮性フィルムは、シュリンクフィルムとも呼ばれ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル等を材料としたシュリンクフィルムが使用される。
【００２３】
防音管体１１を製造するには、まず管体１２にシート材１７を巻き付けた後、そのシート材１７をジョイントテープで接合することにより、管体１２に吸音材１３を装着する。続いて、吸音材１３と同様にして吸音材１３の表面に遮音材１４を装着する。次に、遮音材１４の表面に、熱収縮性フィルムの加熱による収縮力を利用して、遮音材１４及び吸音材１３を管体１２に対して締め付けるようにして被覆フィルム１５を装着する。このように被覆フィルム１５が装着されることで、吸音材１３及び遮音材１４の機能を半永久に維持することができる。
【００２４】
次に、このように構成された防音管体１１の作用について説明する。
複数の防音管体１１が連結されてなる配管において、吸音材１３（シート材１７）は天然セルロース繊維１６を基材として構成されている。配管を通じる流体に基づく音は、天然セルロース繊維１６の繊維間に形成される連続気泡によって吸音される。ここで、シート材１７を採用しない場合、すなわち管体１２に天然セルロース繊維１６を接着剤とともに直接吹き付けることにより吸音材１３を形成しようとした場合、吸音材１３の厚さや比重が不均一となり易く、配管を構成したとしても安定した吸音機能が発揮されにくい。この点、本実施形態では管体１２の外周面が所定の厚さや比重のシート材１７で被覆される構成を採用することによって、天然セルロース繊維１６の集合体を管体１２の吸音材１３として適用し、その吸音機能を発揮させることがはじめて可能となる。
【００２５】
そうした配管が不要になった際には、被覆フィルム１５を裁断する等して防音管体１１から被覆フィルム１５を取り外し、遮音材１４及び吸音材１３を管体１２から分離させる。このとき、吸音材１３はシート材１７から構成されているため、管体１２から吸音材１３を分離させるに際し、天然セルロース繊維１６が飛散する等、吸音材１３が散乱することを抑制することができる。さらに、シート材１７の基材は天然セルロース繊維１６であるため、廃棄処分が容易である。すなわち、天然繊維である天然セルロース繊維１６は、合成樹脂よりも燃焼カロリーが低いため、焼却設備に対する負荷が低い。
【００２６】
本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
（１）  吸音材１３は、天然セルロース繊維１６を基材とするシート材１７から構成されている。天然繊維である天然セルロース繊維１６は、合成樹脂よりも燃焼カロリーが低い。そのため、本実施形態の吸音材１３は、合成樹脂の発泡体からなる従来の吸音材１３よりも、容易に焼却することができるようになる。この結果、吸音材１３の廃棄処分が容易である防音管体１１を提供することができる。
【００２７】
本実施形態では管体１２の外周面がシート材１７で被覆される構成を採用している。このため、吸音材１３を所定の厚さや比重にすることができるようになる。すなわち、天然セルロース繊維１６の集合体を管体１２の吸音材１３として適用することが、はじめて可能となる。こうしたシート材１７から構成される吸音材１３は、天然セルロース繊維１６の繊維間に存在する連続気泡や、天然セルロース繊維１６の繊維中に存在する微細な空気によって音を減衰するため、吸音機能を十分に発揮することができる。
【００２８】
加えて、シート材１７は断熱機能を有し、さらにシート材１７を構成する天然セルロース繊維１６の水酸基等によって、空気中の水分を吸放湿する性質がある。これにより、シート材１７の断熱機能及び調湿機能によって、防音管体１１における管体１２外周面等に結露が発生することを抑制することができるようになる。従って、防音管体１１から結露による水滴が垂れ落ちることを抑制することができる結果、配管周囲においてそうした結露による影響を抑制することができる。
【００２９】
（２）  シート材１７は、天然セルロース繊維１６とバインダーとを備えて構成されているため、シート材１７（吸音材１３）の形状維持性を向上させることができるようになる。その結果、吸音材１３による吸音機能が経時的に低下することを抑制することができる。
【００３０】
さらに、シート材１７の形状維持性が向上されることに伴って、防音管体１１を廃棄処分するに際し、管体１２から吸音材１３を容易に取り外すことができるようになる。さらに、管体１２から吸音材１３を分離させるに際し、天然セルロース繊維１６が飛散することを抑制することができる。この結果、吸音材１３の廃棄処分が一層容易である防音管体１１を提供することができる。
【００３１】
（３）  前記吸音材１３の比重を１０ｇ／Ｌ〜３００ｇ／Ｌに設定することにより、吸音特性を十分に発揮させることができるようになる。
（４）  古紙を原料とする天然セルロース繊維１６を使用することで、古紙を有効利用して吸音材１３を構成することができる。従って、木材に代表されるセルロース原料をリサイクルすることができるようになる結果、環境負荷の低減にも寄与し、こうした吸音材１３のコストダウンも図ることができる。
【００３２】
さらに、古紙の粉砕品を採用すれば、天然セルロース繊維１６は繊維長が短いことに加え、その天然セルロース繊維１６が有する図示しないミクロフィブリルによって、天然セルロース繊維１６の繊維間において微細な連続気泡が形成されるようになる。その結果、吸音機能を一層発揮させることができる。なお、古紙の粉砕品を採用する場合、天然セルロース繊維１６をバインダーで結合すること、特に熱融着繊維１８で結合することにより、シート材１７の形状維持性も十分に確保することができる。
【００３３】
（５）  シート材１７としてエアレイド方式によって得られる不織布を採用することにより、シート材１７の比重を容易に調整することができる。従って、天然セルロース繊維１６の繊維間に存在する空気層の体積を増減することができるようになる。その結果、吸音材１３による吸音特性を容易に変化させることができる。
【００３４】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・  前記シート材１７を、図３に示すように多孔質シート２１によって、天然セルロース繊維１６を挟持させて構成したシート材２２に変更してもよい。この場合、天然セルロース繊維１６の脱落を抑制することができる。その結果、吸音材１３の形状維持性を向上させることができる。またこの場合、多孔質シート２１の周縁部を封止することで、熱融着繊維１８等のバインダーを省略することも可能である。なお、多孔質シート２１としては、紙、不織布、多孔質（ポーラス）加工が施された樹脂シート（フィルム）等が挙げられる。多孔質シート２１としての不織布を構成する繊維は、特に限定されず、パルプ等の上記天然セルロース繊維１６を採用してもよいし、合成繊維であってもよい。
【００３５】
・  前記シート材は、図４に示すように天然セルロース繊維１６の比重が厚さ方向に沿って異なるように構成した不織布であってもよい。すなわち、不織布を天然セルロース繊維１６の比重が高い高比重層１７ａと、その高比重層１７ａよりも天然セルロース繊維１６の比重が低い低比重層１７ｂとが積層された構成とする。さらに、比重の異なる層を３層以上積層した構成を採用してもよい。
【００３６】
・  前記被覆フィルム１５を省略してもよい。
・  前記遮音材１４を省略し、吸音機能を発揮する吸音管体として構成してもよい。
・  前記熱融着繊維１８以外のバインダーを採用してもよい。すなわち、シート材１７を製造する際に配合するバインダーの形態としては粉体状、液状等が挙げられ、天然セルロース繊維１６を結合するバインダーの形態としては繊維状に限らず塊状等の不定形であってもよい。また、バインダーの材料は熱可塑性樹脂に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂を採用してもよい。
【００３７】
・  前記防音管体１１を機能管体としての断熱管体に適用してもよい。断熱管体では、機能材（断熱材）として、前記シート材１７を採用する。すなわち、前記実施形態のように構成されたシート材１７は吸音材１３としての吸音機能及び断熱材としての断熱機能を発現するため、防音管体１１及び断熱管体のいずれにも利用することができる。シート材１７を断熱材として利用する場合、天然セルロース繊維１６自体に含まれる気泡や、天然セルロース繊維１６の繊維間に存在する気泡によって、従来のロックウール等に匹敵する低い熱伝導率の断熱材として機能する。さらに、断熱機能のみを重視する場合には、遮音材１４を省略してもよい。
【００３８】
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ）  前記シート材の面密度は、５０〜１０００ｇ／ｍ２である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の機能管体。
【００３９】
（ロ）  前記シート材はエアレイド方式によって得られる不織布である請求項１から請求項５及び上記（イ）のいずれか一項に記載の機能管体。上記（イ）及び（ロ）の構成によれば、機能材を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態の防音管体を示す斜視図。
【図２】吸音材（シート材）を模式的に示す断面図。
【図３】別の吸音材（シート材）を模式的に示す断面図。
【図４】別の吸音材（シート材）を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
【００４１】
１１…機能管体としての防音管体、１２…管体、１３…吸音材、１６…天然セルロース繊維、１７、２２…シート材、１８…バインダーとしての熱融着繊維、２１…多孔質シート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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