(57)【要約】【課題】本発明は、断熱性を有し、成形性、施工性および調湿性がバランス良く優れる断熱材を提供することである。【解決手段】課題は、パルプを解繊した解繊繊維と繊維状接着剤とから形成される断熱材であって、断熱材の乾燥固形分質量に対して５質量％以上２０質量％以下の範囲で繊維状接着剤を含有し、断熱材の密度が２４ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下であり、解繊繊維が、加重平均繊維長０．７ｍｍ以上２．２ｍｍ以下且つ平均キンク角度３０°以上１２５°以下であることを特徴とする断熱材によって達成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルプを解繊した解繊繊維と繊維状接着剤とから形成される断熱材であって、断熱材の乾燥固形分質量に対して５質量％以上２０質量％以下の範囲で繊維状接着剤を含有し、断熱材の密度が２４ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下であり、解繊繊維が、加重平均繊維長０．７ｍｍ以上２．２ｍｍ以下且つ平均キンク角度３０°以上１２５°以下であることを特徴とする断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルプを用いて形成される断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルロースや木質繊維を含有する断熱材が公知である（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
木質系材料が６０質量部以上９０質量部以下と、防火薬剤が５質量部以上３５質量部以下と、繊維状接着剤および液状接着剤の少なくとも１つの接着剤が５質量部以上１５質量部以下と、を含み、密度４０ｋｇ／ｍ３以上である、断熱ボードに使用することができる木質系成形体が公知である（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−７５０３号公報
【特許文献２】特開２００９−９０６６９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１３９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
住宅店舗等の建築資材に使用される断熱材は、要求される形状や大きさに加工される。従って、断熱材は、加工された形状や大きさにおいて、断熱材の密度的偏りが小さく、結果として断熱材を加熱した時の断熱性のバラツキが小さいこと（成形性）、断熱材カッター等を用いて断熱材を断裁する場合に断裁が容易であることおよびこれに伴う繊維落ちが少ないこと（施工性）が要求される。
また、良好な住環境の維持や住宅店舗等の他の建築資材に対する水分の影響を軽減するために調湿性が求められる。
しかしながら、特許文献１〜３に記載されるが如くのセルロースや木質繊維、あるいは木質系材料を使用して形成される断熱材は、成形性、施工性または調湿性の点で不十分であり、これらのさらなる向上が要望されている。
【０００６】
本発明の目的は、断熱性を有し、成形性、施工性および調湿性がバランス良く優れる断熱材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の課題は、パルプを解繊した解繊繊維と繊維状接着剤とから形成される断熱材であって、断熱材の乾燥固形分質量に対して５質量％以上２０質量％以下の範囲で繊維状接着剤を含有し、断熱材の密度が２４ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下であり、解繊繊維が、加重平均繊維長０．７ｍｍ以上２．２ｍｍ以下且つ平均キンク角度３０°以上１２５°以下であることを特徴とする断熱材によって達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、断熱性を有し、成形性、施工性および調湿性がバランス良く優れる断熱材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の断熱材についてさらに説明する。
【００１０】
本発明の断熱材は、解繊繊維と繊維状接着剤とから形成される。
【００１１】
（解繊繊維）
本発明において、パルプは、木材や草等の植物から抽出した繊維質であり、製紙分野で従来公知のものである。パルプの例としては、針葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒クラフトパルプ、サルファイトパルプなどの化学パルプ、砕木パルプ、ストーングランドパルプ、加圧ストーングランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ、リファイナーグランドパルプ、リファイナーメカニカルパルプ、セミケミカルパルプなどの各種機械パルプ、また古紙を原料とする古紙パルプなどを挙げることができる。
【００１２】
本発明において、解繊繊維とは、従来公知の機械的方法または化学的方法によってパルプを解繊し、細かく解繊された繊維である。
【００１３】
パルプの解繊には乾式法と湿式法がある。解繊に用いる装置は、特に制限はなく、例えば、ポケットグラインダー、チェーングラインダーおよびリンググラインダー等のグラインダー類、シングルディスクリファイナーやダブルディスクリファイナー等のディスクリファイナーおよびコニカル型リファイナー等のリファイナー類、ビーター等の叩解機類、ブレンダー、デフレーカー等の攪拌機類、デファイブレーター等の解繊機、ハンマーミル、ピンミル、フラッファー等を挙げることができる。本発明において、断熱材を低密度にするために、解繊は、乾式法の装置が好ましく、装置の例としてはハンマーミル、ピンミル、ディスクリファイナーが好ましい。
【００１４】
本発明において、解繊繊維の加重平均繊維長は、ＪＩＳ  Ｐ  ８２２６に準拠して求められる値である。例えば、ファイバークオリティーアナライザーＨｉＲｅｓ  ＦＱＡ（ＯｐＴｅｓｔ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｉｎｃ．社製）を用いて測定することができる。
【００１５】
本発明において、解繊繊維は、加重平均繊維長が０．７ｍｍ以上２．２ｍｍ以下である。加重平均繊維長が０．７ｍｍ未満の場合、断熱材は断熱性、施工性および調湿性を得ることができない。加重平均繊維長が２．２ｍｍ超である場合、断熱材は施工性を得ることができない。
【００１６】
本発明において、キンク角度とは、繊維が直線状であった場合からの折れ曲がり角度を指す。解繊繊維の平均キンク角度とは、直線状にある繊維に対して折れ曲がり度合いを示す平均値であり、例えば、「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｕｌｐ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ」（２１巻１１号［１９９５年］、Ｊ３６７頁〜Ｊ３７３頁、Ｏｌｓｏｎ，Ｊ他著、『Ａｎ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  ｆｏｒ  Ｆｉｂｒｅ  Ｓｈａｐｅ  ａｎｄ  Ｌｅｎｇｔｈ』）に定義されている角度の平均値である。本発明の平均キンク角度は、例えば、ファイバークオリティーアナライザーＨｉＲｅｓ  ＦＱＡ（ＯｐＴｅｓｔ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  Ｉｎｃ．社製）を用いて測定することができる。
【００１７】
本発明において、解繊繊維は、平均キンク角度が３０°以上１２５°以下である。平均キンク角度が３０°未満の場合、断熱材は成形性を得ることができない。平均キンク角度が１２５°超の場合、断熱材は成形性や施工性を得ることができない。
【００１８】
（繊維状接着剤）
本発明において、繊維状接着剤は、従来公知であって特に制限はない。好ましくは、芯鞘構造繊維状接着剤、海島構造繊維状接着剤およびノボラック樹脂繊維状接着剤から選ばれる少なくとも１種である。
芯鞘構造繊維状接着剤とは、その断面が芯部とその芯部を覆う鞘部とを有する繊維状接着剤をいい、芯部がポリプロピレン／鞘部がポリエチレンであるポリプロピレン−ポリエチレン繊維などの高融点ポリオレフィン−低融点ポリオレフィン繊維、芯部がポリエチレンテレフタレート／鞘部がポリエチレンであるポリエチレンテレフタレート−ポリエチレン繊維などのポリエチレンテレフタレート−ポリオレフィン繊維、芯部がポリエチレンテレフタレート／鞘部がマレイン酸変性ポリエチレンテレフタレートなどのポリエチレンテレフタレート−低融点変性ポリエチレンテレフタレート繊維（ここで、低融点変性ポリエチレンテレフタレートとは、ポリエチレンテレフタレートに比べてより低融点になるように化学的に変性されたポリエチレンテレフタレートをいう。）、芯部がポリオレフィン／鞘部がポリビニルアルコールであるポリオレフィン−ポリビニルアルコール繊維などを挙げることができる。
海島構造繊維状接着剤とは、その断面が少なくとも１つの島部とその島部を覆う海部とを有する繊維状接着剤をいい、海部がポリビニルアルコール／島部がポリオレフィンであるポリビニルアルコール−ポリオレフィン繊維、海部がポリビニルアルコール／島部がポリエチレンテレフタレートであるポリビニルアルコール−ポリエチレンテレフタレート繊維などを挙げることができる。
ノボラック樹脂繊維状接着剤は、特に制限はないが、強度の高い成型体を得るため、未架橋部分を有するノボラック樹脂繊維状接着剤が好ましい。このような接着剤は、特開昭４８−１１２８４号公報に記載されている。
【００１９】
本発明において、断熱材中の繊維状接着剤の含有量は、断熱材の乾燥固形分質量に対して５質量％以上２０質量％以下の範囲である。含有量が５質量％未満や２０質量％超の場合、断熱材は施工性を得ることができない。
【００２０】
本発明において、断熱材は、性能向上や機能性付与のため各種薬剤を適宜含有することができる。薬剤の例としては、無機繊維、金属繊維、防腐剤、消臭剤、保湿剤、鮮度保持剤、難燃剤、防蟻剤などを挙げることができる。また、これらを複数種併用することができる。
【００２１】
本発明において、断熱材の密度は、２４ｋｇ／ｍ３以上５０ｋｇ／ｍ３以下である。密度が２４ｋｇ／ｍ３未満である場合、断熱材は施工性を得ることができない。密度が５０ｋｇ／ｍ３超の場合、断熱材は断熱性や調湿性を得ることができない。
【００２２】
本発明において、断熱材は、従来公知の後処理を施すことができる。後処理の例としては、難燃処理、防蟻処理、乾燥処理、成形処理、複合化処理などを挙げることができる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその主旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。また、質量％および乾燥固形分質量は実質成分の値を示す。
【００２４】
（実施例１）
＜解繊繊維の調製＞
パルプを遠心脱水器（株式会社コクサン製）で含水率３５質量％まで脱水し、次に、加重平均繊維長が２．１ｍｍで平均キンク角度が１００°になるようにシングルディスクリファイナー（熊谷理機工業株式会社製）のクリアランスと回転数を調整し、また必要に応じて繊維を分別して解繊し、続いてドラム乾燥機で乾燥して解繊繊維を得た。
【００２５】
＜断熱材の調製＞
繊維状接着剤として、ポリエチレンテレフタレート−ポリエチレン繊維（ユニチカ株式会社製、メルティ４０８０）を、断熱材の乾燥固形分質量に対して１０質量％となるように解繊繊維と混合し、解繊繊維と繊維状接着剤との混合物を得た。
得られた解繊繊維と繊維状接着剤との混合物をエアレイドフォーミング法により１５０℃で加熱しながら所定の密度になるよう調整しつつ形成し、密度２８．７ｋｇ／ｍ３の断熱材を得た。
【００２６】
（実施例２）
実施例１において、解繊繊維の加重平均繊維長が２．２ｍｍおよび密度が２５．８ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００２７】
（実施例３）
実施例１において、解繊繊維の加重平均繊維長が１．５ｍｍおよび密度が３６．３ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００２８】
（実施例４）
実施例１において、解繊繊維の加重平均繊維長が０．７ｍｍおよび密度が４９．３ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００２９】
（実施例５）
実施例１において、解繊繊維の平均キンク角度が３０°および密度が４１．２ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３０】
（実施例６）
実施例１において、解繊繊維の平均キンク角度が８０°および密度が３５．０ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３１】
（実施例７）
実施例１において、解繊繊維の平均キンク角度が１２５°および密度が２５．３ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３２】
（実施例８）
実施例１において、繊維状接着剤の含有量が断熱材の乾燥固形分質量に対して２０質量％および密度が２４．１ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３３】
（実施例９）
実施例１において、繊維状接着剤の含有量が断熱材の乾燥固形分質量に対して１５質量％および密度が２４．８ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３４】
（実施例１０）
実施例１において、繊維状接着剤の含有量が断熱材の乾燥固形分質量に対して５質量％および密度が２６．８ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３５】
（実施例１１）
実施例１において、断熱材の密度が４７．６ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３６】
（比較例１）
実施例１において、解繊繊維の加重平均繊維長が２．３ｍｍおよび密度が２２．９ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３７】
（比較例２）
実施例１において、解繊繊維の加重平均繊維長が０．６ｍｍおよび密度が５３．１ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３８】
（比較例３）
実施例１において、解繊繊維の平均キンク角度が２０°および密度が４３．５ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００３９】
（比較例４）
実施例１において、解繊繊維の平均キンク角度が１３０°および密度が２５．２ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００４０】
（比較例５）
実施例１において、繊維状接着剤の含有量が断熱材の乾燥固形分質量に対して２５質量％および密度が２２．８ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００４１】
（比較例６）
実施例１において、繊維状接着剤の含有量が０質量％および密度が２７．８ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００４２】
（比較例７）
実施例１において、断熱材の密度が５２ｋｇ／ｍ３になるよう変更した以外は実施例１と同様に実施し、断熱材を得た。
【００４３】
（断熱性の評価）
断熱材の断熱性の評価は以下の方法により実施した。
断熱材を縦×横×高さ：２００ｍｍ×２００ｍｍ×４０ｍｍにカットし、２００℃に設定した電気ホットプレートの上で１０分間加熱した。断熱材の加熱面側１０箇所の温度および対面１０箇所の温度を接触式表面温度計（株式会社テストー製、ｔｅｓｔｏ９０５−Ｔ２）で測定した。１０箇所の平均温度を求め、加熱面と対面との平均温度差を断熱性の指標とし、下記の基準により断熱性を評価した。本発明において、評価３〜５であれば断熱性を有するものとする。
５：平均温度差５０℃以上。
４：平均温度差４５℃以上５０℃未満。
３：平均温度差４０℃以上４５℃未満。
２：平均温度差３５℃以上４０℃未満。
１：平均温度差３５℃未満。
【００４４】
（成形性の評価）
断熱材の成形性の評価は断熱性のバラツキによって実施した。
断熱材を縦×横×高さ：２００ｍｍ×２００ｍｍ×４０ｍｍにカットし、２００℃に設定した電気ホットプレートの上で１０分間加熱した。断熱材の加熱面側２０箇所の温度および対面２０箇所の温度を接触式表面温度計（株式会社テストー製、ｔｅｓｔｏ９０５−Ｔ２）で測定した。加熱面側２０箇所の平均温度を求め、当該平均温度に対する対面２０箇所各々の温度差を成形性の指標とし、下記の基準により成形性を評価した。本発明において、評価２または３であれば成形性を有するものとする。
３：全箇所の温度差５℃以下。
２：温度差５℃超が１箇所以上３箇所以下存在。
１：温度差５℃超が３箇所超存在。
【００４５】
（施工性の評価）
断熱材の施工性の評価は、断裁時の断裁容易さおよびこれに伴う繊維落ちの無さによって実施した。
断熱材カッター（神沢鉄工株式会社製、Ｋ−４７０）を用いて、縦×横×高さ：２００ｍｍ×２００ｍｍ×４０ｍｍの断熱材を断裁した時、断裁容易さおよび断裁に伴う繊維落ちについて下記の基準により施工性を官能評価した。本発明において、評価２または３であれば施工性を有するものとする。
３：断裁がし易く、繊維落ちが少ない。
２：若干、断裁がし難いまたは繊維落ちがあるものの、実用上問題がない。
１：実用上問題がある程度に、断裁がし難いまたは繊維落ちする。
【００４６】
（調湿性の評価）
断熱材の調湿性の評価は以下の方法により実施した。サンプルを２３℃、３３％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿槽中で平衡にさせ、次にサンプルを２３℃、９３％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿槽中に入れて、吸湿量を２４時間にわたって測定し、そして再び２３℃、３３％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿槽中に入れて放湿量を測定する。この時の吸放湿量の値を、単位面積あたりの質量に換算して吸放湿性能を算出した。本発明において、評価２または３であれば調湿性を有するものとする。
３：吸放湿量５０ｇ／ｍ２以上
２：吸放湿量３０ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２未満
１：吸放湿量３０ｇ／ｍ２未満
【００４７】
各実施例および各比較例の評価結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2015139911.tif 000002
【００４９】
表１の結果から、本発明である断熱材は、断熱性を有し、成形性、施工性および調湿性がバランス良く優れることがわかる。本発明に相当しない比較例では、このような効果を得ることができないとわかる。