(57)【要約】【課題】  簡易な施工により快適な居住空間等を構成することを可能とし、かつ断熱・遮音特性に優れかつ万一の火災発生に際しても安全性を確保する。【解決手段】  フォーム基材が、ポリエステル系繊維の基材繊維２と、この基材繊維２より低融点特性を有するバインダ繊維３とを混綿した混綿繊維素材５によりフォーム基材４を形成し、このフォーム基材４の主面にバインダ繊維３の融点と同等若しくは低融点のバインダ剤７を塗布したアルミニウム箔６を熱圧着してアルミニウム箔層８を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材繊維のポリエステル系繊維と、このポリエステル系よりも低融点特性を有するバインダ繊維とを混綿した混綿繊維素材を不織布状態に交絡し、この不織布に対して上記バインダ繊維のみを溶融する加熱処理を行いながらマット状に圧縮形成してなるフォーム基材と、
上記フォーム基材の少なくとも一方主面に対して、上記バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度での硬化特性を有するバインダ剤が相対する主面に塗布された金属箔材が供給され、熱圧着処理が施されることによって一体化されて形成された金属薄膜層と
から構成されたことを特徴とする不燃断熱フォーム材。
【請求項２】
上記金属箔材にアルミニウム箔が用いられることを特徴とする請求項１に記載の不燃断熱フォーム材。
【請求項３】
基材繊維のポリエステル系繊維と、このポリエステル系よりも低融点特性を有するバインダ繊維とを混綿して混綿繊維素材を形成する混綿工程と、
上記混綿繊維素材に加熱処理を施して上記ポリエステル系繊維に上記バインダ繊維を交絡させて不織布を形成する不織布形成工程と、
金属箔材の一方主面に、上記バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度での硬化特性を有するバインダ剤を塗布するバインダ剤塗布工程と、
上記不織布と上記金属箔とを、不織布に対して上記バインダ剤の塗布面を対向させて、所定温度に保持された加熱空間部内に所定の間隔を保持されて対向配置された加熱ローラとガイドローラとを有する熱圧着装置内に供給し、上記加熱ローラとガイドローラとの間に走行させることによって所定の厚みを有するとともに一方主面に上記金属箔が圧着されて金属薄膜層が形成されたマット状の断熱フォーム原反を形成する断熱フォーム原反形成工程と、
上記断熱フォーム原反を所定の形状に切断する切断工程とを有し、
所定形状のフォーム基材の表面に金属薄膜層を一体化してなる不燃断熱フォーム材を製造することを特徴とする不燃断熱フォーム材の製造方法。
【請求項４】
上記金属箔材にアルミニウム箔を用いることを特徴とする請求項３に記載の不燃断熱フォーム材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル系繊維を基材としてマット状に形成され、例えば建物の壁面等の内装材として用いられることによって優れた断熱作用等を奏するとともに建築基準法に規定する不燃特性の要件を有する不燃断熱フォーム材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建造物には、壁面や天井裏、床面等の様々な部位に断熱、保温、遮音或いは結露防止等を目的として各種の断熱材が組み込まれる。断熱材としては、従来化粧板等に断熱材を封装してパネル化したものや、発泡樹脂材により成形したボード材或いは内部に敷き込まれるグラスウールやロックウール等のように様々な形態のものが提供されている。
【０００３】
パネル型断熱材やボード型断熱材は、比較的高価であるとともに所定の形状に形成されかつ重量も大きいために取り扱いが面倒であるばかりでなく施工性が悪いといった問題がある。かかる断熱材は、例えばコンセントや配管等が配置される場合にはその個所のくり抜き加工を施してスペースを確保する必要があるとともに施工後に隙間に発泡材等を充填するといった対応が図られ、工事が面倒であるとともに断熱特性等が低下するといった問題がある。
【０００４】
グラスウールやロックウールからなる断熱材は、比較的廉価であるとともに軽量かつ大きさも小さいことから取り扱いが簡易であり、例えば外装材と内装材との間の空間部に敷き込むことから施工も簡易である。かかる断熱材は、変形自在であるとともにカット等の処理も容易に行うことができることから配管等が配置された箇所や複雑な空間部にも敷き込みが可能であり、所定の断熱特性等が保持される。しかしながら、かかる断熱材は、これ自体に結露が発生してかびが発生したり柱や外装板等を劣化させる原因となるために、一般にポリエチレン等の防湿シートを介して敷き込みが行われることで全体の施工が面倒となってしまう。グラスウールは、硬質なグラス繊維を素材とすることから、施工時に作業者に対していわゆるチクチク感を与える。
【０００５】
また、断熱材には、上述した各断熱材の問題を解決する繊維素材を用いた不織布からなる断熱材も提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。繊維素材を用いた断熱材は、グラスウールと同様に軽量で大きさも小さく取り扱いが簡易であり、変形自在かつ復元特性も大きくまたカット等の処理も容易に行うことができることから配管等が配置された箇所や複雑な空間部にも敷き込みが可能で施工性も高く、所定の断熱特性等が保持されるといった特徴がある。かかる断熱材は、繊維素材の特性から通気性にも優れかびの発生や腐食の心配も無いことから大きな期待が寄せられている。
【０００６】
出願人も、特許文献３によってポリエステル系繊維を素材とした断熱材を提供した。この先願発明は、ペット（PET:polyethylene terephthalate）ボトルから再生した再生ポリエチレンテレフタレート繊維と軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高い衣料等に用いられるポリエステル繊維とを混綿した混綿繊維素材をマット状に圧縮形成したフォーム基材の一方の表面に木炭塗料層を形成してなる。先願発明は、再生ポリエチレンテレフタレート繊維の多目的使用化を図るとともに資源のリサイクル化を促進しかつ用済み後の再々利用も可能とし、良好な断熱作用や防音作用等を奏する低コストの断熱材をえることを可能とする。
【０００７】
また、先願発明は、フォーム基材を自由に変形させたりはさみ等によって任意形状に加工することが可能であり、各種の配管や柱等が存在したり複雑な形状の空間部にも容易に充填することが可能であり、施工が簡易に行われかつ断熱作用や防音作用等を劣化させることも無く、極めて使い勝手がよいことから施工効率を大幅に向上させる。先願発明は、素材の特性から、万一の火災等に際して燃焼しても有毒ガスを発生させることは無く、極めて安全性が高い。なお、先願発明は、木炭塗料層が、シックハウス等の原因となる有害な化学物質の吸着作用、消臭作用、湿度調整作用、防虫作用、保温作用或いは空気清浄作用等を奏して快適な居住空間を構成する。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１５４０５０号公報
【特許文献２】特開平８−１８８９４５号公報
【特許文献３】特開２００４−１００３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、建築用断熱材は、万一の火災発生時に、燃焼せず或いは燃焼しずらく、有毒なガスを発生させない特性を有することが必要である。我が国の建築基準法では、通常の火災時における加熱により燃焼しないこと（第２条第９号）を不燃性能として、所定の要件に基づいて建築材を「難燃材料」、「準不燃材料」及び「不燃材料」にランク分けしている。認定の試験は、総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下、２００ｋＷ／ｍ２を超える発熱速度が１０秒間継続して超えない装置を用いて、２０分の加熱を加えても試験体裏面に達する亀裂、貫通孔が生じないことを条件に不燃材料として認定される。「不燃材料」は、３階以上の住宅や特定地域の住宅等に使用が義務付けられている。
【００１０】
上述した試験装置３０は、具体的には図７に示すように試験体３１をホルダ３２上に押さえ枠３３によって保持して、ヒータ３４により加熱する。試験体３１は、表面が１辺約１００ｍｍの正方形で厚さが５０ｍｍ以内とされ、表面を除いて外周面と底面とを厚さ２５〜４０ミクロンのアルミ箔で被覆される。試験は、試験体３１とヒータ３４との間隔ｈを２５ｍｍに設定し、ヒータ３４からの輻射熱ｃを試験体３１に照射して上述した要求時間に達したときに終了する。
【００１１】
上述した先願発明にかかる断熱フォーム材は、例えば厚み５０ｍｍ、密度約３０Ｋｇ／ｍ３、圧縮硬さ２５％で約３０Ｎ、引張り強さが繊維配向方向で約３００Ｎ等の優れた特性を有している。断熱フォーム材は、多孔質の繊維素材から優れた吸音性も有しており、また燃焼時に有害なガスを発生させないことは勿論である。しかしながら、断熱フォーム材は、上述したように優れた断熱材特性をし有燃焼性について自己消化性を示すが、ポリエチレンテレフタレート繊維の特性から耐熱性が約１２０℃であることから、建築基準法に定める「不燃材料」の認定を得るに至っていない。
【００１２】
従来、建築基準法に規定した「不燃材料」の要件を得た建材等は、一般に耐火物を基材として形成されることから、比較的重量も大きくなりかつ高価であり、たとえコストが割高になっても安全には代えられないといった考え方の基に使用されていた。従来の「不燃材料」と認定された断熱材は、重量や剛性も大きく、構造体等の強度を必要とするとともに施工性も悪いといった問題があり普及率も伸びていない。
【００１３】
断熱材において、不燃特性の向上について種々の検討を行っており、例えばスチレン系樹脂ボードの表面に金属箔を接合したりグラスウールを金属箔の袋に詰めることによって「難燃材料」の要件を得ることも可能となる。しかしながら、スチレン系樹脂ボードは、万一燃焼した場合にスチレン系樹脂から有毒ガスが発生する虞があり、また全体として剛性が大きいことから施工性が悪いといった問題がある。また、グラスウール材は、有毒ガスの発生も無く軽量ではあるが、自由な大きさに裁断して用いることができずまたコストが高いといった問題がある。
【００１４】
出願人は、先願発明にかかる断熱フォーム材についてさらに鋭意検討を重ねた結果、上述した特性を保持しながら建築基準法に準拠した「不燃材料」不燃材料に認定された断熱フォーム材を開発した。本発明は、簡易な施工により快適な居住空間等を構成することを可能とし、かつ断熱・遮音特性に優れかつ万一の火災発生に際しても安全性を確保する不燃断熱フォーム材及びその製造方法を提供することを目的に提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成する本発明にかかる不燃断熱フォーム材は、フォーム基材と、このフォーム基材の少なくとも一方主面に一体化された金属薄膜層とから構成される。不燃断熱フォーム材は、フォーム基材が、基材繊維のポリエステル系繊維と、このポリエステル系繊維よりも融点が低温度の特性を有するバインダ繊維とを混綿した混綿繊維素材を不織布状態に交絡し、この不織布に対してバインダ繊維のみを溶融する加熱処理を行いながら圧縮されることによりマット状に形成される。不燃断熱フォーム材は、金属薄膜層が、バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度の熱硬化特性を有するバインダ剤を一方主面に塗布した金属箔材が用いられ、フォーム基材の少なくとも一方主面に対して熱圧着処理が施されることによってバインダ剤を介して一体化されて形成される。また、不燃断熱フォーム材は、金属箔材としてアルミニウム箔が用いられる。
【００１６】
本発明にかかる不燃断熱フォーム材においては、軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高いポリエステル系繊維を基材繊維として形成されたフォーム基材の表面に金属薄膜層を形成した簡易な構造体からなる。不燃断熱フォーム材においては、フォーム基材の表面に形成した金属薄膜層が輻射熱を反射させるとともに周囲への熱伝導により放熱が行われるようにすることでフォーム基材の温度上昇を抑制するとともに、フォーム基材側の良好な通気性により金属薄膜層の温度上昇を抑制する。不燃断熱フォーム材においては、フォーム基材と金属薄膜層との相乗効果によってフォーム基材と金属薄膜層の熱変形が抑制され、建築基準法に規定される「不燃材料」の要件も満たすようになる。
【００１７】
本発明にかかる不燃断熱フォーム材においては、良好な断熱作用や防音作用等を奏するとともに万一の火災等に際しても有毒ガスが発生することは無く安全性を確保する。不燃断熱フォーム材においては、金属箔材を接合して金属薄膜層を形成してもフォーム基材の自在な変形特性が保持されるとともに軽量で簡易に加工処理を施すことが可能である。したがって、不燃断熱フォーム材においては、各種の配管や柱等が存在したり複雑な形状の空間部にも充填施工が簡易に行われかつ断熱作用や防音作用等を劣化させることも無い。不燃断熱フォーム材においては、簡易な設備と工程とにより低コストで製造される。
【００１８】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる不燃断熱フォーム材の製造方法は、基材繊維のポリエステル系繊維とこのポリエステル系よりも低融点特性を有するバインダ繊維とを混綿して混綿繊維素材を形成する混綿工程と、混綿繊維素材に加熱処理を施してポリエステル系繊維とバインダ繊維とを交絡させて不織布を形成する不織布形成工程とを有する。不燃断熱フォーム材の製造方法は、金属箔材の一方主面に、バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度の熱硬化特性を有するバインダ剤を塗布するバインダ剤塗布工程を有する。不燃断熱フォーム材の製造方法は、不織布と金属箔とから断熱フォーム原反を形成する断熱フォーム原反形成工程と、断熱フォーム原反を所定の形状に切断することによってフォーム基材の表面に金属薄膜層が形成された断熱フォーム材を製造する切断工程とを有する。不燃断熱フォーム材の製造方法は、所定温度に保持された加熱空間部内に所定の間隔を保持されて対向配置された加熱ローラとガイドローラとを有する熱圧着装置により断熱フォーム原反形成工程が行われる。不燃断熱フォーム材の製造方法は、不織布に対して金属箔をバインダ剤の塗布面を対向させて熱圧着装置内に供給し、加熱ローラとガイドローラとの間に走行させることによって所定の厚みを有するとともに一方主面に金属箔が圧着されて金属薄膜層が形成されたマット状の断熱フォーム原反を得る。
【００１９】
本発明にかかる不燃断熱フォーム材の製造方法においては、軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高いポリエステル系繊維を基材繊維としてバインダ繊維を混綿した混綿繊維素材により形成したフォーム基材の表面に金属薄膜層を形成した簡易な構造体からなる不燃断熱フォーム材が、簡易な設備と工程とによに効率よく低コストで製造される。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、フォーム基材の表面に形成した金属薄膜層が輻射熱を反射させるとともに周囲への熱伝導により放熱が行われるようにすることでフォーム基材の温度上昇を抑制するとともにフォーム基材が良好な通気性により金属薄膜層の温度上昇を抑制し、かかるフォーム基材と金属薄膜層との相乗効果でフォーム基材と金属薄膜層の熱変形が抑制されて建築基準法に規定される「不燃材料」の要件を満たす不燃断熱フォーム材を製造する。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、良好な断熱作用や防音作用等を奏するとともに万一の火災等に際しても有毒ガスが発生することは無く安全性を確保する不燃断熱フォーム材を製造する。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、金属箔材を接合して金属薄膜層を形成してもフォーム基材の自在な変形特性が保持されるとともに軽量で簡易に加工処理を施すことが可能な不燃断熱フォーム材を製造する。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、各種の配管や柱等が存在したり複雑な形状の空間部にも充填施工が簡易に行われかつ断熱作用や防音作用等を劣化させることが無い不燃断熱フォーム材を製造する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高い基材繊維のポリエステル系繊維にバインダ繊維を混綿した混綿繊維素材により形成されたフォーム基材の表面に金属薄膜層を形成した簡易な構造体からなり、フォーム基材の表面に形成した金属薄膜層が輻射熱を反射させてフォーム基材の温度上昇を抑制するとともにフォーム基材が良好な通気性によって金属薄膜層の温度上昇を抑制することで、フォーム基材と金属薄膜層の熱変形が抑制されるようになり建築基準法に規定される「不燃材料」の要件を満たす良好な不燃特性を奏する不燃断熱フォーム材を得ることが可能となる。本発明によれば、良好な断熱作用や防音作用等を奏するとともに万一の火災等に際しても有毒ガスが発生することは無く安全性が高い不燃断熱フォーム材を得ることが可能となる。本発明によれば、軽量でかつ自在に変形させたり切断することが可能であり、施工性が極めて高い不燃断熱フォーム材を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として示した不燃断熱フォーム材１は、図１に示すように、基材繊維２に対してバインダ繊維３を混綿してなる混綿繊維素材５をマット状に成形したフォーム基材４と、このフォーム基材４の少なくとも第１主面４Ａにアルミニウム箔６をバインダ剤７によって接合して構成したアルミニウム箔層８とからなる。不燃断熱フォーム材１は、詳細を図２に示した製造工程にバインダ繊維３とバインダ繊維３とアルミニウム箔６とが供給されて製造される。不燃断熱フォーム材１は、詳細を後述するように壁面や天井裏或いは床面に敷き込まれて用いられ、フォーム基材４の素材特性により室内の断熱、保温、遮音或いは結露防止等の作用を奏するとともにアルミニウム箔層８により不燃特性を奏する。
【００２２】
不燃断熱フォーム材１には、基材繊維２として例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系短繊維が用いられるとともに、バインダ繊維３にも基材繊維２よりも融点が低い例えば或いはポリヘキサメチレンテレフタレートやポリヘキサメチレンテレフタレート等のポリエステル系短繊維が用いられる。ポリエステル系繊維は、軽量かつ強靱であり保温性や通気性或いは断熱性に優れ、燃焼時に有毒ガスが生じないといった特徴がある。ポリエステル系繊維は、ペットボトルや衣料の原材料として用いられるように人体に対する安全性も高い。不燃断熱フォーム材１は、ポリエステル系繊維を基材繊維２とすることで、リサイクルシステムが確立されているＰＥＴボトルと同様のルートで再利用を図ることが可能である。
【００２３】
不燃断熱フォーム材１には、基材繊維２として、例えばペットボトル等のリサイクルシステムを経て繊維化された再生ポリエチレンテレフタレート短繊維（再生ＰＥＴ繊維）を用いてもよい。再生ＰＥＴ繊維は、回収されたペットボトルをチップ状に裁断した後に溶融して繊維状に形成するとともにこの再生繊維を所定の長さにカットして形成される。再生ＰＥＴ繊維は、一般にバージン繊維と比較して、製造に要するエネルギー量が約１／１０乃至１／７程度まで削減することを可能とし、省エネルギー化と省資源化とに貢献する材料である。
【００２４】
不燃断熱フォーム材１は、再生ＰＥＴ繊維とバージンポリエステル繊維とを、所定の割合で混綿して基材繊維２として用いる。基材繊維２は、再生ＰＥＴ繊維とバージンポリエステル繊維とが、好ましくはそれぞれ重量比で約４０％と６０％の割合で混綿される。基材繊維２は、この基準混合比に対して、再生ＰＥＴ繊維の混合割合が大きくなるにしたがって上述した断熱特性等がやや劣化するようになり、またバージンポリエステル繊維の混合割合が大きい場合にはコストが高くなる。なお、基材繊維２は、上述した混綿比が目安であり、これに限定されるものでは無いことは勿論である。
【００２５】
不燃断熱フォーム材１は、フォーム基材４の第１主面４Ａ上に熱伝導率が良好で反射率も高いアルミニウム箔６をバインダ剤７を介して全面に亘って接合することによってアルミニウム箔層８が形成される。アルミニウム箔６は、フォーム基材４の第１主面４Ａの気密性を保持するとともにある程度の熱的遮断作用を奏するようにする。したがって、アルミニウム箔６には、例えば食料品等の包装材として一般に提供されている量産性の高い２０μｍ程度の厚みのものを用いることによって、コストアップを抑制して所定の作用が奏される。アルミニウム箔６は、例えば１ｍｍを超える厚みとなると機械的剛性も大きくなり、フォーム基材４を自由に変形させることが困難となるとともにコスト高となる。
【００２６】
不燃断熱フォーム材１は、詳細を後述するようにアルミニウム箔６がロールから引き出されて加熱圧縮装置１５に連続して供給されるが、フォーム基材４の第１主面４Ａと相対する主面にバインダ剤７が塗布される。バインダ剤７は、バインダ繊維３の融点と同等若しくは低温度での熱硬化特性を有する適宜の樹脂用熱硬化型接着剤が用いられる。バインダ剤７は、吹き付け等の適宜の塗布手段によりロールから引き出されて加熱圧縮装置１５に供給されるアルミニウム箔６に塗布される。
【００２７】
不燃断熱フォーム材１は、詳細には加熱圧縮装置１５に対して基材繊維２とバインダ繊維３とを混綿した混綿繊維素材５を交絡して得た不織布９が供給されるとともに、この不織布９にバインダ剤７の塗布面を重ね合わせるようにしてアルミニウム箔６が供給され、加熱圧縮装置１５から送り出される不織布９にアルミニウム箔６を接合してなる長尺の断熱フォーム原反１０を所定の形状に切断して形成される。不燃断熱フォーム材１は、加熱圧縮装置１５における加熱条件や圧縮条件を適宜設定することにより、所定の厚みと幅とを有して形成される。
【００２８】
不燃断熱フォーム材１は、例えば内断熱用として用いる場合に、密度２７±３０Ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．０３３Ｗ／ｋｍ、熱抵抗１．４８ｍ２ｋ／Ｗ、圧縮硬さ２５％で３０±３Ｎまた５０％で８２±８Ｎ、引張り強さが繊維配向方向で３００±３０Ｎまた非繊維配向方向で１１０±２０Ｎ等の特性を有して形成される。不燃断熱フォーム材１は、図３に示すように従来の一般的な断熱材と比較して優れた断熱作用を奏する。なお、同図において、比較例１は内断熱材や外断熱材として用いられるガラス繊維板、比較例２は内断熱材として用いられるロックウール板、比較例３は内断熱材や外断熱材として用いられる押出法ポリスチレンフォーム保温板、比較例４も内断熱材や外断熱材として用いられるフェノール樹脂成形板である。
【００２９】
また、不燃断熱フォーム材１は、用途に応じて適宜の厚みを以ってフォーム基材４が形成されるが図４に示すように広帯域において優れた吸音特性を有する。不燃断熱フォーム材１は、例えば５０ｍｍの厚みの場合に、１００ＭＨｚに対して０．０９４０、５００ＭＨｚに対して０．３４６０、１０００ＭＨｚに対して０．６９３０の吸音特性を有する。また、不燃断熱フォーム材１は、７５ｍｍの厚みの場合に、１００ＭＨｚに対して０．１１５０、５００ＭＨｚに対して０．５６７０、１０００ＭＨｚに対して０．８４６０の吸音特性を有する。さらに、不燃断熱フォーム材１は、１００ｍｍの厚みの場合に、１００ＭＨｚに対して０．１１５０、５００ＭＨｚに対して０．６７６０、１０００ＭＨｚに対して０．８３９０の吸音特性を有する。
【００３０】
不燃断熱フォーム材１は、上述したようにフォーム基材４の第１主面４Ａに全面に亘ってアルミニウム箔層８が形成されており、このアルミニウム箔層８によって不燃特性が奏されるようになる。不燃断熱フォーム材１においては、アルミニウム箔層８に対して、厚みが２０μｍのアルミニウム箔６を分解させる熱量（約６６０℃）の輻射熱が加えられた場合でも、アルミニウム箔層８やフォーム基材４に熱変形が生じることは無い。
【００３１】
不燃断熱フォーム材１においては、アルミニウム箔層８が加えられる輻射熱の一部を反射させて熱負荷を軽減するとともに、良好な熱伝導率特性により全面に伝導して放熱するようにして部分的な熱集中の発生が抑制されるようにする。不燃断熱フォーム材１においては、上述した構成からアルミニウム箔層８が通気性の良好なポリエステル系短繊維を基材繊維２としたフォーム基材４に裏打ちされた構造となっており、アルミニウム箔層８の部分的な熱集中の発生が抑制される。したがって、不燃断熱フォーム材１においては、フォーム基材４とアルミニウム箔層８との相乗効果により、アルミニウム箔６を分解させる熱量の輻射熱が付加された場合にも熱変形の発生が抑制される。
【００３２】
なお、不燃断熱フォーム材１は、フォーム基材４の第１主面４Ａに全面に亘ってアルミニウム箔層８を形成したが、両面にアルミニウム箔層８を形成するようにしてもよいことは勿論である。不燃断熱フォーム材１は、この場合に厚みを異にするアルミニウム箔６をフォーム基材４に接合するようにしてもよい。
【００３３】
以上のように構成される不燃断熱フォーム材１の製造工程について図２を参照して説明する。不燃断熱フォーム材１の製造工程は、一般的な紡績工程で用いられる給綿機から原料となる基材繊維２とバインダ繊維３とを上述した割合で混綿機へと供給して混綿繊維素材５を紡績する混綿工程１１と、混綿繊維素材５を充分に交絡して不織布９を得る不織布形成工程１２とを有する。不燃断熱フォーム材１の製造工程は、ロール状に巻回されたアルミニウム箔６を引き出して一方主面にバインダ剤７を塗布するバインダ剤塗布工程１３とを有する。
【００３４】
不燃断熱フォーム材１の製造工程は、不織布９とアルミニウム箔６とを加熱圧縮装置１５に供給して、重ね合わせた状態で加熱圧縮する加熱圧縮行程１４を有する。加熱圧縮装置１５には、加熱空間部１６内にヒータ１８を有する加熱ローラ１７と、この加熱ローラ１７と所定の対向間隔を有して対向配置されたガイドローラ１９とが設けられている。不燃断熱フォーム材１の製造工程は、加熱圧縮装置１５から送り出される不織布９とアルミニウム箔６とを一体化した長尺の断熱フォーム原反１０を所定の形状に切断する切断工程２０を有する。
【００３５】
製造工程は、混綿工程１１において、詳細を省略するがそれぞれのホッパから上述した重量比を以って搬送管路に投入した基材繊維２とバインダ繊維３とを攪拌しながら空気搬送することにより、これら基材繊維２とバインダ繊維３とを充分に混綿して絡み合った状態のウェブ状にした混綿繊維素材５を搬送管路から送り出す。製造工程は、搬送管路から送り出された混綿繊維素材５を、搬送路の前段位置にヒータが設置された図示しないベルトコンベアによって搬送することでバインダ繊維３の溶融温度まで加熱する。
【００３６】
製造工程は、混綿繊維素材５をベルトコンベアで搬送する途中で不織布形成工程が行われる。混綿繊維素材５は、搬送路の前段位置においてヒータによって加熱されることで表面層のバインダ繊維３が溶融し、後段位置において冷やされることでバインダ繊維３が再硬化することで薄膜層を形成して比較的大きな厚みの不織布９を形成して加熱圧縮行程１４を構成する加熱圧縮装置１５に連続して供給される。
【００３７】
製造工程は、ロール状から引き出したアルミニウム箔６を加熱圧縮装置１５に連続して供給するが、途中に配置した例えばエアスプレー装置によってこのアルミニウム箔６の一方主面にバインダ剤７を吹き付けて塗布するバインダ剤塗布工程１３が施される。アルミニウム箔６は、上述したようにバインダ剤７を塗布した塗布面を不織布９と対向させるようにして加熱圧縮装置１５内へと供給される。
【００３８】
加熱圧縮装置１５は、図２に概略構成を示すように、加熱雰囲気に保持された空間部１６内に不織布９とアルミニウム箔６とを重ね合わせて搬送する搬送路が構成され、この搬送路に沿って加熱ローラ１７とガイドローラ１８とが配置されている。加熱圧縮装置１５は、加熱ローラ１７とガイドローラ１８とが不燃断熱フォーム材１の厚みを規定する対向間隔に設定されている。加熱圧縮装置１５は、これら加熱ローラ１７とガイドローラ１８との間に不織布９とアルミニウム箔６とを重ね合わせで搬送することにより、不織布９を所定の厚みに圧縮する。なお、加熱圧縮装置１５は、基材繊維２やバインダ繊維３の種類或いはフォーム基材４の厚み等の条件によって、空間部１６や加熱ローラ１７の温度が適宜設定される。
【００３９】
不織布９は、加熱ローラ１７とガイドローラ１８とによって加熱状態で圧縮されることにより、基材繊維２とバインダ繊維３とが内部で互いに交絡されて所定の厚みのマット状からなる不織布状態のフォーム基材４を形成する。また、アルミニウム箔６は、加熱ローラ１７とガイドローラ１８とにより加熱状態で不織布９に圧着されることによって、バインダ剤７が硬化して不織布９の表面に接合されてアルミニウム箔層８を形成する。製造工程は、上述したように加熱圧縮装置１５内において不織布９とアルミニウム箔６とを一体化する加熱圧縮行程１４を施す。なお、加熱圧縮装置１５は、一対の加熱ローラ１７とガイドローラ１８とを示したが、不織布９を徐々に所定の厚みまで圧縮するように複数対が設置される。また、加熱圧縮装置１５は、所定幅の断熱フォーム原反１０を形成するために、当該長さの加熱ローラ１７とガイドローラ１８とが用いられるとともに当該長さの対向間隔を以って設置されて搬送路を構成する一対のガイド板も備えられる。
【００４０】
製造工程には、加熱圧縮装置１５から送り出される断熱フォーム原反１０を搬送するベルトコンベアの途中に長さを検出するセンサを設けるとともに、カッタと受け台とが設置される。製造工程は、センサの出力によって断熱フォーム原反１０を受け台上でカッタによって切断する切断工程１９が施されて、所定形状の不燃断熱フォーム材１を連続して製造する。
【００４１】
図５及び図６に示した断熱構造２０は、柱２１や間柱２２によって仕切られた外装材２３と内装材２４との間に構成される壁面空間部２５内にアルミニウム箔層８を内側にして不燃断熱フォーム材１を充填して敷き込んでなる。断熱構造２０では、柱２１や間柱２２を覆うようにして透湿防水シート２６が取り付けられ、この透湿防水シート２６との間に通気層２７を保持して不燃材料の化粧パネル等からなる外装材２３が取り付けられる。
【００４２】
断熱構造２０においては、室内側から各壁面空間部２５内に不燃断熱フォーム材１がそれぞれ充填して敷き込る。不燃断熱フォーム材１は、壁面空間部２５の開口寸法よりもやや大きめの外形寸法にカットされ、外周部を適宜圧縮して壁面空間部２５内に押し込められる。不燃断熱フォーム材１は、軽量であることから取り扱いが極めて簡便である。断熱構造２０においては、不燃断熱フォーム材１との間に空気層２８を構成するようにしてパネルボードやこのパネルボードにクロス等を貼り合わせてなる内装材２４が取り付けられる。
【００４３】
不燃断熱フォーム材１は、上述したようにポリエステル系短繊維の基材繊維２とバインダ繊維３を混綿した混綿繊維素材５によりフォーム基材４が形成されることで、軽微な力で自由に変形させることが可能であるとともに自然状態への復元性も有している。不燃断熱フォーム材１は、ナイフやはさみによって所定の形状に簡単に裁断することが可能であるとともに、繊維状の裁断屑が飛散することも無い。したがって、不燃断熱フォーム材１は、極めて簡易な作業によって壁面空間部２５内に敷き込むことが可能であるとともに、フォーム基材４の弾性力が柱２１や間柱２２に作用することで保持構造や接着剤等を一切不要とする。
【００４４】
断熱構造２０においては、壁面空間部２５内に図示しないが電気、ガス、水道等の各種配管等が配されるとともに壁面空間部２５が様々な形状を呈している。不燃断熱フォーム材１は、上述したように自由な形状に変形可能であるとともにほぼ１００％の復元性を有していることから、配管等に合わせてカッタ等により形成した切込みを押し広げて通過させることで柱２１や間柱２２に密着した状態で壁面空間部２５内に敷き込まれる。
【００４５】
なお、不燃断熱フォーム材１は、上述した代表例として示した断熱構造２０にのみ適用されるものでは無いことは勿論である。また、不燃断熱フォーム材１は、壁面空間部２５への敷き込みばかりでなく、例えば天井部位や床面等にも広く用いられることは勿論である。また、不燃断熱フォーム材１は、上述した特性によって急峻な天井部分であっても容易に敷き込みが行われるとともに型くずれの経時変化を殆ど生じることは無い。不燃断熱フォーム材１は、現場対応で敷き込みが行われるばかりでなく、工場等で予め製作されて現場に搬入されて設置されるプレキャスト型の防音パネル等にも用いられる。また、不燃断熱フォーム材１は、建物の断熱フォーム材ばかりでなく、自動車や電車等の内装材、防音壁等の各種の用途に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態として示す不燃断熱フォーム材の要部縦断面図である。
【図２】不燃断熱フォーム材の製造工程図である。
【図３】不燃断熱フォーム材と従来の断熱フォーム材との特性比較図である。
【図４】不燃断熱フォーム材の吸音特性図である。
【図５】不燃断熱フォーム材を壁面に敷き込んだ使用状態の要部横断面図である。
【図６】不燃断熱フォーム材を壁面に敷き込んだ使用状態の要部縦断面図である。
【図７】不燃材料の試験装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  不燃断熱フォーム材、２  基材繊維、３  バインダ繊維、４  フォーム基材、５  混綿繊維素材、６  アルミニウム箔、７  バインダ剤、８  アルミニウム箔層、９  不織布、１０  断熱フォーム原反、１１  混綿工程、１２  不織布形成工程、１４  加熱圧縮工程、１５  加熱圧縮装置、１７  加熱ローラ、１８  ガイドローラ、１９  切断工程
【図１】
2006077551.tif 000003
【図２】
2006077551.tif 000004
【図３】
2006077551.tif 000005
【図４】
2006077551.tif 000006
【図５】
2006077551.tif 000007
【図６】
2006077551.tif 000008
【図７】
2006077551.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月16日(2005.9.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材繊維のポリエステル系繊維と、このポリエステル系よりも低融点特性を有するバインダ繊維とを混綿した混綿繊維素材を不織布状態に交絡し、この不織布に対して上記バインダ繊維のみを溶融する加熱処理を行いながらマット状に圧縮形成してなるフォーム基材と、
上記フォーム基材の少なくとも一方主面に対して、上記バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度での接合特性を有するバインダ剤によりバインダ剤層が相対する主面に形成された金属箔材が供給され、熱圧着処理が施されることによって上記バインダ剤層を介して一体化された金属薄膜層と
から構成されたことを特徴とする不燃断熱フォーム材。
【請求項２】
上記金属箔材にアルミニウム箔が用いられることを特徴とする請求項１に記載の不燃断熱フォーム材。
【請求項３】
基材繊維のポリエステル系繊維と、このポリエステル系よりも低融点特性を有するバインダ繊維とを混綿して混綿繊維素材を形成する混綿工程と、
上記混綿繊維素材に加熱処理を施して上記ポリエステル系繊維に上記バインダ繊維を交絡させて不織布を形成する不織布形成工程と、
金属箔材の一方主面に、上記バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度での接合特性を有するバインダ剤によりバインダ剤層を形成するバインダ剤層形成工程と、
上記不織布に対して上記金属箔材が、上記バインダ剤層を対向させて、所定温度に保持された加熱空間部内に所定の間隔を保持して対向配置された加熱ローラとガイドローラとを有する熱圧着装置内に供給されて走行されることによって、所定の厚みを有するとともに一方主面に上記金属箔材が圧着されて金属薄膜層が一体に形成されたマット状の断熱フォーム原反を形成する断熱フォーム原反形成工程と、
上記断熱フォーム原反を所定の形状に切断する切断工程とを有し、
所定形状のフォーム基材の表面に金属薄膜層を一体化してなる不燃断熱フォーム材を製造することを特徴とする不燃断熱フォーム材の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステル系繊維を基材としてマット状に形成され、例えば建物の壁面等の内装材として用いられることによって優れた断熱作用等を奏するとともに建築基準法に規定する不燃特性の要件を有する不燃断熱フォーム材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅等の建造物には、壁面や天井裏、床面等の様々な部位に断熱、保温、遮音或いは結露防止等を目的として各種の断熱材が組み込まれる。断熱材としては、従来化粧板等に断熱材を封装してパネル化したものや、発泡樹脂材により成形したボード材或いは内部に敷き込まれるグラスウールやロックウール等のように様々な形態のものが提供されている。
【０００３】
パネル型断熱材やボード型断熱材は、比較的高価であるとともに所定の形状に形成されかつ重量も大きいために取り扱いが面倒であるばかりでなく施工性が悪いといった問題がある。かかる断熱材は、例えばコンセントや配管等が配置される場合にはその個所のくり抜き加工を施してスペースを確保する必要があるとともに施工後に隙間に発泡材等を充填するといった対応が図られ、工事が面倒であるとともに断熱特性等が低下するといった問題がある。
【０００４】
グラスウールやロックウールからなる断熱材は、比較的廉価であるとともに軽量かつ大きさも小さいことから取り扱いが簡易であり、例えば外装材と内装材との間の空間部に敷き込むことから施工も簡易である。かかる断熱材は、変形自在であるとともにカット等の処理も容易に行うことができることから配管等が配置された箇所や複雑な空間部にも敷き込みが可能であり、所定の断熱特性等が保持される。しかしながら、かかる断熱材は、これ自体に結露が発生してかびが発生したり柱や外装板等を劣化させる原因となるために、一般にポリエチレン等の防湿シートを介して敷き込みが行われることで全体の施工が面倒となってしまう。グラスウールは、硬質なグラス繊維を素材とすることから、施工時に作業者に対していわゆるチクチク感を与える。
【０００５】
また、断熱材には、上述した各断熱材の問題を解決する繊維素材を用いた不織布からなる断熱材も提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。繊維素材を用いた断熱材は、グラスウールと同様に軽量で大きさも小さく取り扱いが簡易であり、変形自在かつ復元特性も大きくまたカット等の処理も容易に行うことができることから配管等が配置された箇所や複雑な空間部にも敷き込みが可能で施工性も高く、所定の断熱特性等が保持されるといった特徴がある。かかる断熱材は、繊維素材の特性から通気性にも優れかびの発生や腐食の心配も無いことから大きな期待が寄せられている。
【０００６】
出願人も、特許文献３によってポリエステル系繊維を素材とした断熱材を提供した。この先願発明は、ペット（PET:polyethylene terephthalate）ボトルから再生した再生ポリエチレンテレフタレート繊維と軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高い衣料等に用いられるポリエステル繊維とを混綿した混綿繊維素材をマット状に圧縮形成したフォーム基材の一方の表面に木炭塗料層を形成してなる。先願発明は、再生ポリエチレンテレフタレート繊維の多目的使用化を図るとともに資源のリサイクル化を促進しかつ用済み後の再々利用も可能とし、良好な断熱作用や防音作用等を奏する低コストの断熱材をえることを可能とする。
【０００７】
また、先願発明は、フォーム基材を自由に変形させたりはさみ等によって任意形状に加工することが可能であり、各種の配管や柱等が存在したり複雑な形状の空間部にも容易に充填することが可能であり、施工が簡易に行われかつ断熱作用や防音作用等を劣化させることも無く、極めて使い勝手がよいことから施工効率を大幅に向上させる。先願発明は、素材の特性から、万一の火災等に際して燃焼しても有毒ガスを発生させることは無く、極めて安全性が高い。なお、先願発明は、木炭塗料層が、シックハウス等の原因となる有害な化学物質の吸着作用、消臭作用、湿度調整作用、防虫作用、保温作用或いは空気清浄作用等を奏して快適な居住空間を構成する。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１５４０５０号公報
【特許文献２】特開平８−１８８９４５号公報
【特許文献３】特開２００４−１００３３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、建築用断熱材は、万一の火災発生時に、燃焼せず或いは燃焼しずらく、有毒なガスを発生させない特性を有することが必要である。我が国の建築基準法では、通常の火災時における加熱により燃焼しないこと（第２条第９号）を不燃性能として、所定の要件に基づいて建築材を「難燃材料」、「準不燃材料」及び「不燃材料」にランク分けしている。認定の試験は、試験片の表面に５０ｋＷ／ｍ２の輻射熱流速を与えることができる装置を用いて２０分間の加熱を加えても総発熱量が８ＭＪ／ｍ２以下、２００ｋＷ／ｍ２を超える発熱速度が１０秒間継続しないこと、試験体裏面に達する亀裂、貫通孔が生じないことを条件に不燃材料として認定される。「不燃材料」は、３階以上の住宅や特定地域の住宅等に使用が義務付けられている。
【００１０】
上述した試験装置３０は、具体的には図７に示すように試験体３１をホルダ３２上に押さえ枠３３によって保持して、ヒータ３４により加熱する。試験体３１は、表面が１辺約１００ｍｍの正方形で厚さが５０ｍｍ以内とされ、表面を除いて外周面と底面とを厚さ２５〜４０ミクロンのアルミ箔で被覆される。試験は、試験体３１とヒータ３４との間隔ｈを２５ｍｍに設定し、ヒータ３４からの輻射熱ｃを試験体３１に照射して上述した要求時間に達したときに終了する。
【００１１】
上述した先願発明にかかる断熱フォーム材は、例えば厚み５０ｍｍ、密度約３０Ｋｇ／ｍ３、圧縮硬さ２５％で約３０Ｎ、引張り強さが繊維配向方向で約３００Ｎ等の優れた特性を有している。断熱フォーム材は、多孔質の繊維素材から優れた吸音性も有しており、また燃焼時に有害なガスを発生させないことは勿論である。しかしながら、断熱フォーム材は、上述したように優れた断熱材特性を有し燃焼性について自己消化性を示すが、ポリエチレンテレフタレート繊維の特性から耐熱性が約１２０℃であることから、建築基準法に定める「不燃材料」の認定を得るに至っていない。
【００１２】
従来、建築基準法に規定した「不燃材料」の要件を得た建材等は、一般に耐火物を基材として形成されることから、比較的重量も大きくなりかつ高価であり、たとえコストが割高になっても安全には代えられないといった考え方の基に使用されていた。従来の「不燃材料」と認定された断熱材は、重量や剛性も大きく、構造体等の強度を必要とするとともに施工性も悪いといった問題があり普及率も伸びていない。
【００１３】
断熱材において、不燃特性の向上について種々の検討を行っており、例えばスチレン系樹脂ボードの表面に金属箔を接合したりグラスウールを金属箔の袋に詰めることによって「難燃材料」の要件を得ることも可能となる。しかしながら、スチレン系樹脂ボードは、万一燃焼した場合にスチレン系樹脂から有毒ガスが発生する虞があり、また全体として剛性が大きいことから施工性が悪いといった問題がある。また、グラスウール材は、有毒ガスの発生も無く軽量ではあるが、自由な大きさに裁断して用いることができずまたコストが高いといった問題がある。
【００１４】
出願人は、先願発明にかかる断熱フォーム材についてさらに鋭意検討を重ねた結果、上述した特性を保持しながら建築基準法に準拠した「不燃材料」不燃材料に認定された断熱フォーム材を開発した。本発明は、簡易な施工により快適な居住空間等を構成することを可能とし、かつ断熱・遮音特性に優れかつ万一の火災発生に際しても安全性を確保する不燃断熱フォーム材及びその製造方法を提供することを目的に提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した目的を達成する本発明にかかる不燃断熱フォーム材は、フォーム基材と、このフォーム基材の少なくとも一方主面に一体化された金属薄膜層とから構成される。不燃断熱フォーム材は、フォーム基材が、基材繊維のポリエステル系繊維と、このポリエステル系繊維よりも融点が低温度の特性を有するバインダ繊維とを混綿した混綿繊維素材を不織布状態に交絡し、この不織布に対してバインダ繊維のみを溶融する加熱処理を行いながら圧縮されることによりマット状に形成される。不燃断熱フォーム材は、金属薄膜層が、バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度の接合特性を有するバインダ剤からなるバインダ剤層を一方主面に形成した金属箔材が用いられ、フォーム基材の少なくとも一方主面に対して熱圧着処理が施されることによってバインダ剤層を介して一体化されて形成される。また、不燃断熱フォーム材は、金属箔材としてアルミニウム箔が用いられる。
【００１６】
本発明にかかる不燃断熱フォーム材においては、軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高いポリエステル系繊維を基材繊維として形成されたフォーム基材の表面に金属薄膜層を形成した簡易な構造体からなる。不燃断熱フォーム材においては、フォーム基材の表面に形成した金属薄膜層が輻射熱を反射させるとともに周囲への熱伝導により放熱が行われるようにすることでフォーム基材の温度上昇を抑制するとともに、フォーム基材側の良好な通気性により金属薄膜層の温度上昇を抑制する。不燃断熱フォーム材においては、フォーム基材と金属薄膜層との相乗効果によってフォーム基材と金属薄膜層の熱変形が抑制され、建築基準法に規定される「不燃材料」の要件も満たすようになる。
【００１７】
本発明にかかる不燃断熱フォーム材においては、良好な断熱作用や防音作用等を奏するとともに万一の火災等に際しても有毒ガスが発生することは無く安全性を確保する。不燃断熱フォーム材においては、金属箔材を接合して金属薄膜層を形成してもフォーム基材の自在な変形特性が保持されるとともに軽量で簡易に加工処理を施すことが可能である。したがって、不燃断熱フォーム材においては、各種の配管や柱等が存在したり複雑な形状の空間部にも充填施工が簡易に行われかつ断熱作用や防音作用等を劣化させることも無い。不燃断熱フォーム材においては、簡易な設備と工程とにより低コストで製造される。
【００１８】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる不燃断熱フォーム材の製造方法は、基材繊維のポリエステル系繊維とこのポリエステル系よりも低融点特性を有するバインダ繊維とを混綿して混綿繊維素材を形成する混綿工程と、混綿繊維素材に加熱処理を施してポリエステル系繊維とバインダ繊維とを交絡させて不織布を形成する不織布形成工程とを有する。不燃断熱フォーム材の製造方法は、金属箔材の一方主面に、バインダ繊維の融点と同等若しくは低温度の接合特性を有するバインダ剤からなるバインダ剤層を形成するバインダ剤層形成工程を有する。不燃断熱フォーム材の製造方法は、不織布と金属箔材とを一体化して断熱フォーム原反を形成する断熱フォーム原反形成工程と、断熱フォーム原反を所定の形状に切断することによってフォーム基材の表面に金属薄膜層が形成された断熱フォーム材を製造する切断工程とを有する。不燃断熱フォーム材の製造方法は、所定温度に保持された加熱空間部内に所定の間隔を保持されて対向配置された加熱ローラとガイドローラとを有する熱圧着装置により断熱フォーム原反形成工程が行われる。不燃断熱フォーム材の製造方法は、不織布に対して金属箔材をバインダ剤層を対向させて熱圧着装置内に供給し、加熱ローラとガイドローラとの間に走行させることによって所定の厚みを有するとともに一方主面に金属箔材が圧着されて金属薄膜層が形成されたマット状の断熱フォーム原反を得る。
【００１９】
本発明にかかる不燃断熱フォーム材の製造方法においては、軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高いポリエステル系繊維を基材繊維としてバインダ繊維を混綿した混綿繊維素材により形成したフォーム基材の表面に金属薄膜層を形成した簡易な構造体からなる不燃断熱フォーム材が、簡易な設備と工程とにより効率よく低コストで製造される。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、フォーム基材の表面に形成した金属薄膜層が輻射熱を反射させるとともに周囲への熱伝導により放熱が行われるようにすることでフォーム基材の温度上昇を抑制するとともにフォーム基材が良好な通気性により金属薄膜層の温度上昇を抑制し、かかるフォーム基材と金属薄膜層との相乗効果でフォーム基材と金属薄膜層の熱変形が抑制されて建築基準法に規定される「不燃材料」の要件を満たす不燃断熱フォーム材を製造する。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、良好な断熱作用や防音作用等を奏するとともに万一の火災等に際しても有毒ガスが発生することは無く安全性を確保する不燃断熱フォーム材を製造する。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、金属箔材を接合して金属薄膜層を形成してもフォーム基材の自在な変形特性が保持されるとともに軽量で簡易に加工処理を施すことが可能な不燃断熱フォーム材を製造する。不燃断熱フォーム材の製造方法においては、各種の配管や柱等が存在したり複雑な形状の空間部にも充填施工が簡易に行われかつ断熱作用や防音作用等を劣化させることが無い不燃断熱フォーム材を製造する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軽量で保温性や通気性に優れかつ安全性の高い基材繊維のポリエステル系繊維にバインダ繊維を混綿した混綿繊維素材により形成されたフォーム基材の表面に金属薄膜層を形成した簡易な構造体からなり、フォーム基材の表面に形成した金属薄膜層が輻射熱を反射させてフォーム基材の温度上昇を抑制するとともにフォーム基材が良好な通気性によって金属薄膜層の温度上昇を抑制することで、フォーム基材と金属薄膜層の熱変形が抑制されるようになり建築基準法に規定される「不燃材料」の要件を満たす良好な不燃特性を奏する不燃断熱フォーム材を得ることが可能となる。本発明によれば、良好な断熱作用や防音作用等を奏するとともに万一の火災等に際しても有毒ガスが発生することは無く安全性が高い不燃断熱フォーム材を得ることが可能となる。本発明によれば、軽量でかつ自在に変形させたり切断することが可能であり、施工性が極めて高い不燃断熱フォーム材を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として示した不燃断熱フォーム材１は、図１に示すように、基材繊維２に対してバインダ繊維３を混綿してなる混綿繊維素材５をマット状に成形したフォーム基材４と、このフォーム基材４の少なくとも第１主面４Ａにアルミニウム箔６をバインダ剤７によって接合して構成したアルミニウム箔層８とからなる。不燃断熱フォーム材１は、詳細を図２に示した製造工程に基材繊維２とバインダ繊維３とアルミニウム箔６とバインダ剤７とが供給されて製造される。不燃断熱フォーム材１は、詳細を後述するように壁面や天井裏或いは床面に敷き込まれて用いられ、フォーム基材４の素材特性により室内の断熱、保温、遮音或いは結露防止等の作用を奏するとともにアルミニウム箔層８により不燃特性を奏する。
【００２２】
不燃断熱フォーム材１には、基材繊維２として例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系短繊維が用いられるとともに、バインダ繊維３にも基材繊維２よりも融点が低い例えば或いはポリヘキサメチレンテレフタレートやポリヘキサメチレンテレフタレート等のポリエステル系短繊維が用いられる。ポリエステル系繊維は、軽量かつ強靱であり保温性や通気性或いは断熱性に優れ、燃焼時に有毒ガスが生じないといった特徴がある。ポリエステル系繊維は、ペットボトルや衣料の原材料として用いられるように人体に対する安全性も高い。不燃断熱フォーム材１は、ポリエステル系繊維を基材繊維２とすることで、リサイクルシステムが確立されているＰＥＴボトルと同様のルートで再利用を図ることが可能である。
【００２３】
不燃断熱フォーム材１には、基材繊維２として、例えばペットボトル等のリサイクルシステムを経て繊維化された再生ポリエチレンテレフタレート短繊維（再生ＰＥＴ繊維）を用いてもよい。再生ＰＥＴ繊維は、回収されたペットボトルをチップ状に裁断した後に溶融して繊維状に形成するとともにこの再生繊維を所定の長さにカットして形成される。再生ＰＥＴ繊維は、一般にバージン繊維と比較して、製造に要するエネルギー量が約１／１０乃至１／７程度まで削減することを可能とし、省エネルギー化と省資源化とに貢献する材料である。
【００２４】
不燃断熱フォーム材１は、再生ＰＥＴ繊維とバージンポリエステル繊維とを、所定の割合で混綿して基材繊維２として用いる。基材繊維２は、再生ＰＥＴ繊維とバージンポリエステル繊維とが、好ましくはそれぞれ重量比で約４０％と６０％の割合で混綿される。基材繊維２は、この基準混合比に対して、再生ＰＥＴ繊維の混合割合が大きくなるにしたがって上述した断熱特性等がやや劣化するようになり、またバージンポリエステル繊維の混合割合が大きい場合にはコストが高くなる。なお、基材繊維２は、上述した混綿比が目安であり、これに限定されるものでは無いことは勿論である。
【００２５】
不燃断熱フォーム材１は、フォーム基材４の第１主面４Ａ上に熱伝導率が良好で反射率も高いアルミニウム箔６をバインダ剤７を介して全面に亘って接合することによってアルミニウム箔層８が形成される。アルミニウム箔６は、フォーム基材４の第１主面４Ａの気密性を保持するとともにある程度の熱的遮断作用を奏するようにする。したがって、アルミニウム箔６には、例えば食料品等の包装材として一般に提供されている量産性の高い２０μｍ程度の厚みのものを用いることによって、コストアップを抑制して所定の作用が奏される。アルミニウム箔６は、例えば１ｍｍを超える厚みとなると機械的剛性も大きくなり、フォーム基材４を自由に変形させることが困難となるとともにコスト高となる。
【００２６】
不燃断熱フォーム材１は、詳細を後述するようにアルミニウム箔６がロールから引き出されて加熱圧縮装置１５に連続して供給されるが、フォーム基材４の第１主面４Ａと相対する主面にバインダ剤７が塗布される。バインダ剤７は、バインダ繊維３の融点と同等若しくは低温度での熱硬化特性を有する適宜の樹脂用熱硬化型接着剤が用いられる。バインダ剤７は、吹き付け等の適宜の塗布手段によりロールから引き出されて加熱圧縮装置１５に供給されるアルミニウム箔６に塗布されてバインダ剤層を形成する。
【００２７】
不燃断熱フォーム材１は、詳細には加熱圧縮装置１５に対して基材繊維２とバインダ繊維３とを混綿した混綿繊維素材５を交絡して得た不織布９が供給されるとともに、この不織布９にバインダ剤層を重ね合わせるようにしてアルミニウム箔６が供給され、加熱圧縮装置１５から送り出される不織布９にアルミニウム箔６を接合してなる長尺の断熱フォーム原反１０を所定の形状に切断して形成される。不燃断熱フォーム材１は、加熱圧縮装置１５における加熱条件や圧縮条件を適宜設定することにより、所定の厚みと幅とを有して形成される。
【００２８】
不燃断熱フォーム材１は、例えば内断熱用として用いる場合に、密度２７±３０Ｋｇ／ｍ３、熱伝導率０．０３３Ｗ／ｋｍ、熱抵抗１．４８ｍ２ｋ／Ｗ、圧縮硬さ２５％で３０±３Ｎまた５０％で８２±８Ｎ、引張り強さが繊維配向方向で３００±３０Ｎまた非繊維配向方向で１１０±２０Ｎ等の特性を有して形成される。不燃断熱フォーム材１は、図３に示すように従来の一般的な断熱材と比較して優れた断熱作用を奏する。なお、同図において、比較例１は内断熱材や外断熱材として用いられるガラス繊維板、比較例２は内断熱材として用いられるロックウール板、比較例３は内断熱材や外断熱材として用いられる押出法ポリスチレンフォーム保温板、比較例４も内断熱材や外断熱材として用いられるフェノール樹脂成形板である。
【００２９】
また、不燃断熱フォーム材１は、用途に応じて適宜の厚みを以ってフォーム基材４が形成されるが図４に示すように広帯域において優れた吸音特性を有する。不燃断熱フォーム材１は、例えば５０ｍｍの厚みの場合に、１００ＭＨｚに対して０．０９４０、５００ＭＨｚに対して０．３４６０、１０００ＭＨｚに対して０．６９３０の吸音特性を有する。また、不燃断熱フォーム材１は、７５ｍｍの厚みの場合に、１００ＭＨｚに対して０．１１５０、５００ＭＨｚに対して０．５６７０、１０００ＭＨｚに対して０．８４６０の吸音特性を有する。さらに、不燃断熱フォーム材１は、１００ｍｍの厚みの場合に、１００ＭＨｚに対して０．１１５０、５００ＭＨｚに対して０．６７６０、１０００ＭＨｚに対して０．８３９０の吸音特性を有する。
【００３０】
不燃断熱フォーム材１は、上述したようにフォーム基材４の第１主面４Ａに全面に亘ってアルミニウム箔層８が形成されており、このアルミニウム箔層８によって不燃特性が奏されるようになる。不燃断熱フォーム材１においては、アルミニウム箔層８に対して、厚みが２０μｍのアルミニウム箔６を分解させる熱量（約６６０℃）の輻射熱が加えられた場合でも、アルミニウム箔層８やフォーム基材４に熱変形が生じることは無い。
【００３１】
不燃断熱フォーム材１においては、アルミニウム箔層８が加えられる輻射熱の一部を反射させて熱負荷を軽減するとともに、良好な熱伝導率特性により全面に伝導して放熱するようにして部分的な熱集中の発生が抑制されるようにする。不燃断熱フォーム材１においては、上述した構成からアルミニウム箔層８が通気性の良好なポリエステル系短繊維を基材繊維２としたフォーム基材４に裏打ちされた構造となっており、アルミニウム箔層８の部分的な熱集中の発生が抑制される。したがって、不燃断熱フォーム材１においては、フォーム基材４とアルミニウム箔層８との相乗効果により、アルミニウム箔６を分解させる熱量の輻射熱が付加された場合にも熱変形の発生が抑制される。
【００３２】
なお、不燃断熱フォーム材１は、フォーム基材４の第１主面４Ａに全面に亘ってアルミニウム箔層８を形成したが、両面にアルミニウム箔層８を形成するようにしてもよいことは勿論である。不燃断熱フォーム材１は、この場合に厚みを異にするアルミニウム箔６をフォーム基材４に接合するようにしてもよい。
【００３３】
以上のように構成される不燃断熱フォーム材１の製造工程について図２を参照して説明する。不燃断熱フォーム材１の製造工程は、一般的な紡績工程で用いられる給綿機から原料となる基材繊維２とバインダ繊維３とを上述した割合で混綿機へと供給して混綿繊維素材５を紡績する混綿工程１１と、混綿繊維素材５を充分に交絡して不織布９を得る不織布形成工程１２とを有する。不燃断熱フォーム材１の製造工程は、ロール状に巻回されたアルミニウム箔６を引き出して一方主面にバインダ剤７を塗布してバインダ層を形成するバインダ剤塗布工程１３とを有する。
【００３４】
不燃断熱フォーム材１の製造工程は、不織布９とアルミニウム箔６とを加熱圧縮装置１５に供給して、重ね合わせた状態で加熱圧縮する加熱圧縮行程１４を有する。加熱圧縮装置１５には、加熱空間部１６内にヒータ１７Ａを有する加熱ローラ１７と、この加熱ローラ１７と所定の対向間隔を有して対向配置されたガイドローラ１８とが設けられている。不燃断熱フォーム材１の製造工程は、加熱圧縮装置１５から送り出される不織布９とアルミニウム箔６とを一体化した長尺の断熱フォーム原反１０を所定の形状に切断する切断工程１９を有する。
【００３５】
製造工程は、混綿工程１１において、詳細を省略するがそれぞれのホッパから上述した重量比を以って搬送管路に投入した基材繊維２とバインダ繊維３とを攪拌しながら空気搬送することにより、これら基材繊維２とバインダ繊維３とを充分に混綿して絡み合った状態のウェブ状にした混綿繊維素材５を搬送管路から送り出す。製造工程は、搬送管路から送り出された混綿繊維素材５を、搬送路の前段位置にヒータが設置された図示しないベルトコンベアによって搬送することでバインダ繊維３の溶融温度まで加熱する。
【００３６】
製造工程は、混綿繊維素材５をベルトコンベアで搬送する途中で不織布形成工程が行われる。混綿繊維素材５は、搬送路の前段位置においてヒータによって加熱されることで表面層のバインダ繊維３が溶融し、後段位置において冷やされることでバインダ繊維３が再固化することで薄膜層を形成して比較的大きな厚みの不織布９を形成して加熱圧縮行程１４を構成する加熱圧縮装置１５に連続して供給される。
【００３７】
製造工程は、ロール状から引き出したアルミニウム箔６を加熱圧縮装置１５に連続して供給するが、途中に配置した例えばエアスプレー装置によってこのアルミニウム箔６の一方主面にバインダ剤７を吹き付けて塗布するバインダ剤塗布工程１３が施される。アルミニウム箔６は、上述したようにバインダ剤７を塗布して形成したバインダ剤層を不織布９と対向させるようにして加熱圧縮装置１５内へと供給される。
【００３８】
加熱圧縮装置１５は、図２に概略構成を示すように、加熱雰囲気に保持された空間部１６内に不織布９とアルミニウム箔６とを重ね合わせて搬送する搬送路が構成され、この搬送路に沿って加熱ローラ１７とガイドローラ１８とが配置されている。加熱圧縮装置１５は、加熱ローラ１７とガイドローラ１８とが不燃断熱フォーム材１の厚みを規定する対向間隔に設定されている。加熱圧縮装置１５は、これら加熱ローラ１７とガイドローラ１８との間に不織布９とアルミニウム箔６とを重ね合わせで搬送することにより、不織布９を所定の厚みに圧縮する。なお、加熱圧縮装置１５は、基材繊維２やバインダ繊維３の種類或いはフォーム基材４の厚み等の条件によって、空間部１６や加熱ローラ１７の温度が適宜設定される。
【００３９】
不織布９は、加熱ローラ１７とガイドローラ１８とによって加熱状態で圧縮されることにより、基材繊維２とバインダ繊維３とが内部で互いに交絡されて所定の厚みのマット状からなる不織布状態のフォーム基材４を形成する。また、アルミニウム箔６は、加熱ローラ１７とガイドローラ１８とにより加熱状態で不織布９に圧着されることによって、バインダ剤７を介して不織布９の表面に接合されてアルミニウム箔層８を形成する。製造工程は、上述したように加熱圧縮装置１５内において不織布９とアルミニウム箔６とを一体化する加熱圧縮工程１４を施す。なお、加熱圧縮装置１５は、一対の加熱ローラ１７とガイドローラ１８とを示したが、不織布９を徐々に所定の厚みまで圧縮するように複数対が設置される。また、加熱圧縮装置１５は、所定幅の断熱フォーム原反１０を形成するために、当該長さの加熱ローラ１７とガイドローラ１８とが用いられるとともに当該長さの対向間隔を以って設置されて搬送路を構成する一対のガイド板も備えられる。
【００４０】
製造工程には、加熱圧縮装置１５から送り出される断熱フォーム原反１０を搬送するベルトコンベアの途中に長さを検出するセンサを設けるとともに、カッタと受け台とが設置される。製造工程は、センサの出力によって断熱フォーム原反１０を受け台上でカッタによって切断する切断工程１９が施されて、所定形状の不燃断熱フォーム材１を連続して製造する。
【００４１】
図５及び図６に示した断熱構造２０は、柱２１や間柱２２によって仕切られた外装材２３と内装材２４との間に構成される壁面空間部２５内にアルミニウム箔層８を内側にして不燃断熱フォーム材１を充填して敷き込んでなる。断熱構造２０では、柱２１や間柱２２を覆うようにして透湿防水シート２６が取り付けられ、この透湿防水シート２６との間に通気層２７を保持して不燃材料の化粧パネル等からなる外装材２３が取り付けられる。
【００４２】
断熱構造２０においては、室内側から各壁面空間部２５内に不燃断熱フォーム材１がそれぞれ充填して敷き込まれる。不燃断熱フォーム材１は、壁面空間部２５の開口寸法よりもやや大きめの外形寸法にカットされ、外周部を適宜圧縮して壁面空間部２５内に押し込められる。不燃断熱フォーム材１は、軽量であることから取り扱いが極めて簡便である。断熱構造２０においては、不燃断熱フォーム材１との間に空気層２８を構成するようにしてパネルボードやこのパネルボードにクロス等を貼り合わせてなる内装材２４が取り付けられる。
【００４３】
不燃断熱フォーム材１は、上述したようにポリエステル系短繊維の基材繊維２とバインダ繊維３を混綿した混綿繊維素材５によりフォーム基材４が形成されることで、軽微な力で自由に変形させることが可能であるとともに自然状態への復元性も有している。不燃断熱フォーム材１は、ナイフやはさみによって所定の形状に簡単に裁断することが可能であるとともに、繊維状の裁断屑が飛散することも無い。したがって、不燃断熱フォーム材１は、極めて簡易な作業によって壁面空間部２５内に敷き込むことが可能であるとともに、フォーム基材４の弾性力が柱２１や間柱２２に作用することで保持構造や接着剤等を一切不要とする。
【００４４】
断熱構造２０においては、壁面空間部２５内に図示しないが電気、ガス、水道等の各種配管等が配されるとともに壁面空間部２５が様々な形状を呈している。不燃断熱フォーム材１は、上述したように自由な形状に変形可能であるとともにほぼ１００％の復元性を有していることから、配管等に合わせてカッタ等により形成した切込みを押し広げて通過させることで柱２１や間柱２２に密着した状態で壁面空間部２５内に敷き込まれる。
【００４５】
なお、不燃断熱フォーム材１は、上述した代表例として示した断熱構造２０にのみ適用されるものでは無いことは勿論である。また、不燃断熱フォーム材１は、壁面空間部２５への敷き込みばかりでなく、例えば天井部位や床面等にも広く用いられることは勿論である。また、不燃断熱フォーム材１は、上述した特性によって急峻な天井部分であっても容易に敷き込みが行われるとともに型くずれの経時変化を殆ど生じることは無い。不燃断熱フォーム材１は、現場対応で敷き込みが行われるばかりでなく、工場等で予め製作されて現場に搬入されて設置されるプレキャスト型の防音パネル等にも用いられる。また、不燃断熱フォーム材１は、建物の断熱フォーム材ばかりでなく、自動車や電車等の内装材、防音壁等の各種の用途に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態として示す不燃断熱フォーム材の要部縦断面図である。
【図２】不燃断熱フォーム材の製造工程図である。
【図３】不燃断熱フォーム材と従来の断熱フォーム材との特性比較図である。
【図４】不燃断熱フォーム材の吸音特性図である。
【図５】不燃断熱フォーム材を壁面に敷き込んだ使用状態の要部横断面図である。
【図６】不燃断熱フォーム材を壁面に敷き込んだ使用状態の要部縦断面図である。
【図７】不燃材料の試験装置の構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  不燃断熱フォーム材、２  基材繊維、３  バインダ繊維、４  フォーム基材、５  混綿繊維素材、６  アルミニウム箔、７  バインダ剤、８  アルミニウム箔層、９  不織布、１０  断熱フォーム原反、１１  混綿工程、１２  不織布形成工程、１４  加熱圧縮工程、１５  加熱圧縮装置、１７  加熱ローラ、１８  ガイドローラ、１９  切断工程
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006077551.tif 000010
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006077551.tif 000011
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006077551.tif 000012
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006077551.tif 000013
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2006077551.tif 000014