(57)【要約】【課題】熱収縮が抑えられ、繊維飛散が少なく、柔軟性低下も少ない目止めシリカ紡績糸クロス、及びそれを表皮として用いた断熱又は消音構造体を提供する。【解決手段】目止めシリカ紡績糸クロス３は、厚さ０．３〜２．０ｍｍで重量３００〜２０００ｇ／ｍ２であるシリカ紡績糸クロスと、シリカ紡績糸クロスのシリカ繊維に付着率０．０４％以上、２．０％未満で付着した目止めのための無機系バインダーの付着層とからなり、１０００℃×１時間で加熱したときの熱収縮率が４％以下である。断熱又は消音構造体１は、無機繊維の集合体からなる無機系不織布２と、無機系不織布を包んで被覆する表皮としての前記目止めシリカ紡績糸クロス３とからなり、目止めシリカ紡績糸クロス３は口を閉じるように縫製糸４で縫製されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ０．３〜２．０ｍｍで重量３００〜２０００ｇ／ｍ２であるシリカ紡績糸クロスと、シリカ紡績糸クロスのシリカ繊維に付着率０．０４％以上、２．０％未満で付着した目止めのための無機系バインダーの付着層とからなり、１０００℃×１時間で加熱したときの熱収縮率が４％以下であることを特徴とする目止めシリカ紡績糸クロス。
【請求項２】
無機系バインダーの付着層が、少なくともシリカとシリコーンを含むものである請求項１記載の目止めシリカ紡績糸クロス。
【請求項３】
無機系バインダーの付着層が、焼付固化したものである請求項１又は２記載の目止めシリカ紡績糸クロス。
【請求項４】
無機系バインダーの付着層が、厚さ３μｍ以下である請求項１、２又は３記載の目止めシリカ紡績糸クロス。
【請求項５】
無機繊維の集合体からなる無機系不織布と、無機系不織布を包んで被覆する表皮としての請求項１〜４のいずれか一項に記載の目止めシリカ紡績糸クロスとからなり、目止めシリカ紡績糸クロスが口を閉じるように縫製されていることを特徴とする断熱又は消音構造体。
【請求項６】
厚さ０．３〜２．０ｍｍで重量３００〜２０００ｇ／ｍ２であるシリカ紡績糸クロスに、無機系バインダーの希釈液を塗布した後、乾燥させることにより、シリカ紡績糸クロスのシリカ繊維に付着率０．０４％以上、２．０％未満で付着した目止めのための無機系バインダーの付着層を形成して、１０００℃×１時間で加熱したときの熱収縮率が４％以下である目止めシリカ紡績糸クロスを得ることを特徴とする目止めシリカ紡績糸クロスの製造方法。
【請求項７】
無機系バインダーの希釈液は少なくともシリカとシリコーンを含むものであり、乾燥は２００〜４００℃で加熱処理してシリコーンを焼付固化することにより行う請求項６記載の目止めシリカ紡績糸クロスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリカ紡績糸よりなるクロスに関するものである。クロスの用途としては、断熱材や吸音材に使われる無機系不織布を被覆する表皮、高温用ラギングカバー、耐熱カーテン、養生シート等が例示できる。断熱材や吸音材の用途は、工場設備、ボイラー等が例示できる。
【背景技術】
【０００２】
１０００℃近辺で使用できる断熱材や吸音材として、従来よりセラミックス繊維があるが、発がん性の疑いが指摘されている。そこで、近年、セラミックス繊維の代替品として、シリカ繊維のニーズが高まっている。
【０００３】
シリカ繊維は、主に酸による表面処理により製法されるため、多孔質繊維となりやすく、熱収縮率が高いこと、繊維飛散しやすいこと、繊維強度が低下することが問題となり得る。これらを改善するため、レーヨン繊維等の合成繊維、綿等の天然繊維、ガラス繊維等の無機繊維、又は、ステンレス繊維等の金属繊維を混綿し、または単独で撚りのあるシリカ紡績糸からクロスにする方法が取られている。しかし、シリカ紡績糸クロスにも、まだ次の問題がある。
【０００４】
（ア）シリカ紡績糸クロスは、特にガラス繊維やロックウールの無機系不織布を包んで被覆する表皮として用いる場合、（無機系不織布を包むために）口を閉じるように縫製するため、高温下での使用で大きく熱収縮すると無機系不織布との間に隙間が発生し、断熱や消音効果を著しく低下させる。
（イ）上記のようにシリカ紡績糸クロスを縫製する際に屈曲させると、シリカ繊維の飛散や粉落ちが発生しやすい。
（ウ）また、加熱されると繊維収束剤や混綿された有機質が減少し、シリカ繊維が飛散しやすい。特に環境下で振動等が加わると、繊維飛散により、粉じん問題が発生しやすい。
（エ）繊維収束剤や混綿された有機繊維による発煙、臭いが問題となる場合がある。
【０００５】
一般に無機繊維クロスの繊維飛散を防止するには、目止め等が有効であり、次の技術が知られている。
特許文献１には、厚さ０．０８〜０．３ｍｍで重量５０〜２５０ｇ／ｍ２であるガラス繊維布帛を、ガラス転移温度１５℃以上のアクリル系樹脂により、付着率２．０〜１５重量％で目止め処理されたガラスクロスを、グラスウールやロックウールの表面に貼り合わせることが記載されている。
特許文献２には、解重合型ポリマーを紡糸直後のガラス単繊維に塗布して集束し、２９０〜４００℃のフッ素樹脂の焼結温度領域で処理することが記載されている。
特許文献３には、外装クロスと、高珪酸ガラス繊維クロス又は溶融石英繊維クロスで構成した内装クロスとを、断熱材を介して重合した保温カバーが記載されている。
特許文献４には、水性のポリエステル樹脂によるほつれ防止用固着剤が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２１４８１１号公報
【特許文献２】特開平９−７７５２２号公報
【特許文献３】実用平７−１０６９４号公報
【特許文献４】特開２００１−８１６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のとおり、シリカ紡績糸クロスは、熱収縮し、繊維飛散しやすい。そこで、目止めが必要であるが、樹脂の付着による目止めは１０００℃近辺での使用に向かない。また、一般に無機系バインダーをクロスに付着させると、硬くなり柔軟性がなくなりやすい。クロスを構成している紡績糸が、無機系バインダーで繊維間を拘束され、嵩高性、伸縮性が著しく損なわれるためである。本発明は、このような欠点が生じない無機系バインダーの使用の仕方について検討を重ねてなされたものである。
【０００８】
本発明の目的は、熱収縮が抑えられ、繊維飛散が少なく、柔軟性低下も少ない目止めシリカ紡績糸クロス、及びそれを表皮として用いた無機系不織布との間に隙間が発生しにくい断熱又は消音構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明の目止めシリカ紡績糸クロスは、厚さ０．３〜２．０ｍｍで重量３００〜２０００ｇ／ｍ２であるシリカ紡績糸クロスと、シリカ紡績糸クロスのシリカ繊維に付着率０．０４％以上、２．０％未満で付着した目止めのための無機系バインダーの付着層とからなり、１０００℃×１時間で加熱したときの熱収縮率が４％以下であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、無機系バインダーの付着層が、少なくともシリカとシリコーンを含むものであることが好ましい。シリカはシリカ紡績糸と同等の耐熱性があり、シリコーンは次に述べる焼付固化が可能だからである。
また、無機系バインダーの付着層が、焼付固化したものであることが好ましい。付着層がシリカ紡績糸クロスに強く付着するからである。
また、無機系バインダーの付着層が、厚さ３μｍ以下であることが好ましい。シリカ紡績糸の嵩高性、伸縮性を維持でき、断熱性、消音性の機能上の低下を伴うことなく、飛散を防止できるからである。
【００１１】
（２）本発明の断熱又は消音構造体は、無機繊維の集合体からなる無機系不織布と、無機系不織布を包んで被覆する表皮としての請求項１〜４のいずれか一項に記載の目止めシリカ紡績糸クロスとからなり、目止めシリカ紡績糸クロスが口を閉じるように縫製されていることを特徴とする。
【００１２】
（３）本発明の目止めシリカ紡績糸クロスの製造方法は、厚さ０．３〜２．０ｍｍで重量３００〜２０００ｇ／ｍ２であるシリカ紡績糸クロスに、無機系バインダーの希釈液を塗布した後、乾燥させることにより、シリカ紡績糸クロスのシリカ繊維に付着率０．０４％以上、２．０％未満で付着した目止めのための無機系バインダーの付着層を形成して、１０００℃×１時間で加熱したときの熱収縮率が４％以下である目止めシリカ紡績糸クロスを得ることを特徴とする。
【００１３】
ここで、無機系バインダーの希釈液は少なくともシリカとシリコーンを含むものであり、乾燥は２００〜４００℃で加熱処理してシリコーンを焼付固化することにより行うことが好ましい。
【００１４】
本発明において、無機系バインダーの付着率を０．０４％以上、２．０％未満としたのは、繊維の柔軟性と高温下での繊維飛散防止のためである。２．０％以上の場合、繊維の柔軟性が低下し、縫製作業なとで屈曲させると繊維の飛散や粉落ちが発生しやすい。バインダーのコストも高くなる。０．０４％未満では、繊維飛散の防止効果がほとんど期待できない。無機系バインダーの付着率は、繊維飛散防止と低コストのバランスから好ましくは０．２％以上、０．８％以下であり、繊維飛散防止の点でより好ましくは０．３％以上、０．８％以下である。
【００１５】
また、シリカ紡績糸クロスの、１０００℃×１時間で加熱したときの熱収縮率を４％以下としたのは、無機系不織布を被覆する表皮として用いる場合に、高温下での使用でも無機系不織布との間に隙間が発生しにくく、本来の断熱効果や消音効果が発揮されるからである。好ましくは、熱収縮率が２％以下である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱収縮が抑えられ、繊維飛散が少なく、柔軟性低下も少ない目止めシリカ紡績糸クロス、及びそれを表皮として用いた無機系不織布との間に隙間が発生しにくい断熱又は消音構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例のシリカ紡績糸クロスを表皮として用いた断熱又は消音構造体を該表皮の一部を破断して見せる斜視図である。
【図２】同クロスのシリカ繊維に付着した無機系バインダーの付着層のイメージを示す、（ａ）は付着量０．０４％のときの概略図、（ｂ）は付着量０．２〜０．８％のときの概略図、（ｃ）は付着量１．９８％のときの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
構成要素の様態を、以下に例示する。
（ａ）シリカ紡績糸クロス
シリカ紡績糸クロスは、補強用合成繊維が含まれていてもよい。
シリカ紡績糸クロスの織り方は、特に限定されないが、平織、綾織、朱子織が例示でき、また、ニット織とすることもできる。
シリカ紡績糸クロスに繊維収束剤や補強用合成繊維が多く含まれる場合は、予め加熱処理し、有機質を炭化もしくは気化させてから、無機系バインダーを付着した方が発熱現象が抑制され、固化温度が安定するため、品質上好ましい。
【００１９】
（ｂ）無機系バインダー
無機系バインダーとしては、シリカ、アルミナゾル、ジルコニアゾル、チタニアゾル、セリアゾル、水ガラス、リン酸アンモニウム、リン酸マグネシウム、エチルシリケート、メチルシリケート、鉱物粘土が例示できる。
無機系バインダーは、シリカと環状シリコーンオイルからなる水分散タイプが好ましい。
シリカとしては、アモルファスシリカ（非結晶質シリカ）、コロイダルシリカ、ケイ酸塩が例示できる。超微粒子のものが望ましい。
シリコーンとしては、低分子環状シロキシサンが環境及び安全面でよく、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキシサン、デカメチルシクロペンタシロキシサン、ドデカメチルシクロヘキサシロキサンが例示でき、特にオクタメチルシクロテトラシロキシサンが汎用性があり好ましい。水で希釈可能であり、希釈量と塗布量で付着率を調整できる。
【００２０】
（ｃ）無機系バインダー希釈液
また、無機系バインダー希釈液には、防カビ剤、抗菌剤、撥水剤、接着剤、着色剤、脱臭剤、潤滑剤、分散剤を添加してもよい。
【００２１】
（ｄ）無機系バインダーの塗布
塗布方法としては、特に限定されないが、ロールコーター、スプレー塗布等が例示できる。塗布後、適度に絞りローラーを通すことで、含浸しやすくなる。
【００２２】
（ｅ）無機系バインダーの乾燥
乾燥は、無機系バインダーを強固に乾燥固化するために２００〜４００℃の温度で行うとよい。無機系バインダーに含まれるシリコーンオイルが焼付され、より強固に付着できる。
【実施例】
【００２３】
表１に示す実施例１〜６及び比較例１の目止めシリカ紡績糸クロスを作製した。比較例２はシリカ紡績糸クロスの生反である。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。
【００２４】
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【００２５】
シリカ紡績糸クロスは、日本グラスファイバー工業株式会社製のシリカ紡績糸クロス「ＮＳＦ−１０００−１００Ｓ」を用いた。主な仕様は、目付１０００ｇ／ｍ２、厚さ１．６ｍｍ、強熱減量２０％以下である。
無機系バインダーは、タイガレックス株式会社製「ＦＪ１７１」を、水により実施例毎に異なる率で希釈し、無機系バインダー希釈液として用いた。「ＦＪ１７１」はアモルファスシリカとオクタメチルシクロテトラシロキシサンを純水で分散したエマルジョンであり、固形分率はエマルジョン全体の８．３重量％である。
【００２６】
塗布は、ロールコーターでシリカ紡績糸クロスの生反を無機系バインダー希釈液に全含浸することにより行った。液塗布量は１０００ｇ／ｍ２である。
乾燥は、塗布後のシリカ紡績糸クロスを乾燥炉にて３５０℃×５分で加熱することにより行った。
無機系バインダーの付着率は、無機系バインダー希釈液の固形分率と液塗布量から算出される単位面積当たりの固形分量の、該固形分量とシリカ紡績糸クロスの目付との和に対する率である。
【００２７】
繊維飛散量は、乾燥後の目止めシリカ紡績糸クロスを１００ｍｍ角にカットして試験片とし、各試験片をビニール袋に入れて手もみを１００回繰り返し、ビニール袋内の粉落ち量を重量計で計測し、該粉落ち量のシリカ紡績糸クロスに対する率として算出した。結果評価は、相対評価で、比較例２の１／５倍以下を「良（○）」とし、１／２０倍以下を「優（◎）」とした。
【００２８】
熱収縮率は、乾燥後の目止めシリカ紡績糸クロスを１５０ｍｍ角にカットして試験片とし、各試験片に二点間距離１２０ｍｍの二点をマーキングし、電気炉にて１０００℃×一時間で加熱し、加熱後の二点間距離をノギスにて測定し、加熱前と加熱後の二点間距離の減少量の、１２０ｍｍに対する率として算出した。結果評価は、４％以下を「良（○）」とし、２％以下を「優（◎）」とした。
【００２９】
比較例２（生反）は繊維飛散量が多く、熱収縮率も高かった。比較例１は繊維飛散量が多く、熱収縮率は低くなった。これに対し、実施例１〜６は繊維飛散量が少なく、かつ熱収縮率も低かった。前述したように無機系バインダーの付着率が０．３％以上、０．８％以下の好ましい範囲にある実施例３，４は、特に繊維飛散量が少なかった。
実施例１〜６では、シリカ繊維の表面にある微小な凹部分に無機系バインダーが入り込み、さらにシリコーンが焼付することでより強固なアンカ効果となり、繊維同士を接合することによって、繊維飛散を防止できる。
【００３０】
図２に、シリカ紡績糸クロスのシリカ繊維に付着した無機系バインダーの付着層のイメージを示す。無機系バインダーの付着層は厚さ３μｍ以下である。
（ａ）は付着量０．０４％のときの概略図であり、無機系バインダーがシリカ繊維に分散した付着層として付着し、繊維交点には付着が少ない。
（ｂ）は付着量０．２〜０．８％のときの概略図であり、無機系バインダーがシリカ繊維に部分的ではあるがより広い付着層として付着し、繊維交点にも付着している。
（ｃ）は付着量１．９８％のときの概略図であり、無機系バインダーがシリカ繊維を全体的に被覆する付着層として付着している。
【００３１】
次に、図１に示すように、実施例１〜６の目止めシリカ紡績糸クロスを用いて断熱又は消音構造体１を作成した。この断熱又は消音構造体１は、ガラス繊維やロックウール等の無機繊維の集合体からなる無機系不織布２と、無機系不織布２を包んで被覆する表皮としての実施例１〜５の目止めシリカ紡績糸クロス３とからなり、目止めシリカ紡績糸クロス３が（無機系不織布２を包むために）口を閉じるように縫製糸４で縫製されているものである。縫製糸４は、１０００℃近辺で使用できるシリカ糸、セラミックス糸、金属糸等が好ましい。
【００３２】
以上説明した実施例によれば、次の作用効果が得られる。
（カ）シリカ紡績糸クロスは、高温下でも熱収縮率が４％以下であるため、断熱材や消音材の表皮として縫製して用いる場合、無機系不織布との間に隙間が発生しにくく、断熱効果、消音効果を維持しやすい。
（キ）シリカ紡績糸クロスは、繊維飛散が少ないため、安全であり取扱いが容易である。上記のようにシリカ紡績糸クロスを表皮として縫製する際に、屈曲しても、繊維の粉落ちが低減でき、その後も粉落ちしにくい断熱材・消音材を提供できる。
（ク）また、高温に加熱されても、シリカ繊維が飛散しにくく、粉じん問題が発生しない。
（ケ）無機系バインダーのため、加熱による発煙、臭いが抑制される。
（コ）付着量が０．０４％以上、２％未満と少ないため、低コストで繊維の柔軟性を維持できる。シリカ紡績糸の嵩高性を維持できるため、断熱、消音性能に優れ、伸縮性の機能も維持できるため、取扱いが容易である。
【００３３】
なお、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ができる。
【符号の説明】
【００３４】
１    消音構造体
２    無機系不織布
３    目止めシリカ紡績糸クロス
４    縫製糸
【図１】
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【図２】
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