(57)【要約】【課題】軽量で断熱性に優れ、シックハウス症候群の原因物質の放散もなく、施工時の作業性にも優れた、製造が容易で安価な断熱材を提供する。【解決手段】繊度が０．０１ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘの合成繊維を粉砕またはカットした吹き込み用断熱材である。好ましくは、合成繊維がメルトブローン法またはスパンボンド法による未延伸糸または延伸糸である。さらに、前構成繊維の素材をポリエステルで統一することで、リサイクルも可能となり環境面でもいっそう優れるものとなる。【選択図】図１
2004116013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊度が０．０１ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘの合成繊維を粉砕またはカットした吹き込み用断熱材。
【請求項２】
前記合成繊維がメルトブローン法またはスパンボンド法による未延伸糸または延伸糸であることを特徴とする請求項１記載の吹き込み用断熱材。
【請求項３】
紡糸工程または、延撚工程または、延伸工程より直接粉砕またはカットした合成繊維であることを特徴とする請求項１に記載の吹き込み用断熱材。
【請求項４】
上記合成繊維が、延撚工程または延伸工程の捲縮トウを、直接粉砕またはカットした合成繊維であることを特徴とする請求項１または３に記載の吹き込み用断熱材。
【請求項５】
前記合成繊維がポリエステル繊維であることを特徴とする請求項１〜４記載の吹き込み用断熱材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱性および使用時の作業性に優れる吹き込み用断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
住宅を建てる際に床、壁、屋根等に断熱材を施工することは日常的に行われている。多くの場合、マット状に成形された不織布構造体を適宜切り分けて壁の隙間などにはめ込む方法が取られている。この方法だと、巨大な不織布構造体を製造する必要があり、運搬が不便であるだけでなく、施工現場で必要な大きさに切り分けて使う必要があり、切りくずが発生するという問題があった。
【０００３】
そこで、グラスウールの破砕品やグラスウールにフェノール樹脂等で固めてブロック状に切断したものなどを、施工現場で型枠に吹き込んで成形する吹き込み成形タイプの断熱材が使用されている。この方法は、上述した運搬上の問題がないことや廃棄物の発生が全くないというメリットがある。しかしながら、グラスウール製断熱材は、たとえば、壁体内に充填した後、経時的に壁体に作用する振動によって充填した断熱材の沈み込みが発生するという問題がある。
【０００４】
このような断熱材の沈み込みを防止する工法として、米国特許第４，４８７，３６５号公報に開示されている。この工法は、施工現場で断熱材をホースを介してブロワーにて吹き込む際に、ホースの先端に設けたノズルから接着剤を供給し、接着剤と共に壁体内の空間に吹き込むようにしている。また、特開平９−１８９０８２号公報には、グラスウール、ロックウール、セルロースファイバー等の繊維状断熱材に、予め流動パラフィンとシリコーン又は水分からなる処理剤を繊維状断熱材に噴霧し乾燥させて得られた吹込み用断熱材に、使用する接着剤を改良して乾燥時間の短縮をはかっている。また、日本国特許第３，００４，５６９号公報には、平均繊維径が５．７μｍ以下の繊維状断熱材を見かけ密度を１８．０ｋｇ／ｍ３以上として充填密度が４５ｋｇ／ｍ３以上となるように接着剤を介さずに圧縮空気と共に吹き込むようにしている。
【０００５】
更に、グラスウール製断熱材は、肌に触れるとチクチクとした刺激性がある。吹き込み作業時には大量の破砕粉が発生し、これを吸い込んだり目に入ったりすると大変なことになるので、作業時には厳重な安全対策が必要である。
【０００６】
また、フェノール樹脂から放散されるホルムアルデヒド等の揮発性有機化合物は、シックハウス症候群の原因物質とされている。
そこで、施工時の作業性を向上させ、更にはより快適な居住性を得るために、グラスウールからの素材転換が要望されている。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第４４８７３６５号明細書
【特許文献２】
特開平９−１８９０８２号公報
【特許文献３】
特許第３００４５６９号公報
【特許文献４】
特開平７−５４２５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、軽量で断熱性に優れ、シックハウス症候群の原因物質の放散もなく、施工時の作業性にも優れた、製造が容易で安価な断熱材を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の繊維集合体は、前記課題を解決するために以下のような構成を有する。
【００１０】
すなわち、請求項１にかかる発明は、繊度が０．０１ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘの合成繊維を粉砕またはカットした吹き込み用断熱材である。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明は、合成繊維がメルトブローン法またはスパンボンド法による未延伸糸または延伸糸であることを特徴とする請求項１記載の吹き込み用断熱材である。
ここでいうメルトブローン繊維とは、溶融材料を高速ガス中に成型オリフィスを介して吹き出すことにより繊維を形成するメルトブローン法により作られた繊維をいう。
ここでいうスパンボンド繊維とは、溶融材料をオリフィスより押し出し、静電気や空気流等によって繊維を開繊、交絡したのちに熱ロールや接着剤によって接合した繊維をいう。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明は、通常の繊維製品までしないで、紡糸工程または、延撚工程または、延伸工程より直接粉砕またはカットした合成繊維であることを特徴とする請求項１に記載の吹き込み用断熱材である。
【００１３】
また、請求項４にかかる発明は、合成繊維が、延撚工程または、延伸工程の捲縮トウを、直接粉砕またはカットしたポリエステル繊維であることを特徴とする請求項１または３に記載の吹き込み用断熱材である。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明は、前記合成繊維がポリエステル繊維であることを特徴とする請求項１〜４記載の吹き込み用断熱材である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の吹き込み用断熱材について説明する。
繊度が０．０１ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘの合成繊維またはその未延伸糸を粉砕またはカットした吹き込み用断熱材を構成する素材としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）やこれらの共重合体に代表されるポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル等の合成繊維が挙げられる。なかでも、ＰＥＴボトルや不織布、繊維くず等からのリサイクル繊維を用いたものが好ましい。また、これらの繊維を単一または複数組み合わせての使用が可能である。
【００１６】
メルトブローン法またはスパンボンド法による製造方法の場合、その製法上の特徴からその繊維径は、必然的にある分布をもって生産される。しかし、強制的に繊維径に分布をもたせるために、オリフィスの孔径を変えた紡糸用口金を使用しても良い。１個の口金でオリフィスの孔径を変えた加工をしても良いし、オリフィスの孔径の違う口金を複数個組み合わせて紡糸しても良い。
【００１７】
繊度が０．０１ｄｔｅｘから２０ｄｔｅｘであると、繊維径が小さいものは断熱性能に寄与し、繊維径の大きいものは嵩高性に寄与する。繊度が０．０１ｄｔｅｘ未満であると、毛羽、風綿が発生する。また、繊度が２０ｄｔｅｘを超えると反発力はあるが断熱性能は良くない。好ましくは、０．０１ｄｔｅｘから６ｄｔｅｘである。この範囲の繊維径の分布は通常用いられるメルトブローン用の１個の口金で生産可能である。一般に、メルトブローン繊維は、繊維径が細くかつ表面積が大きいため、断熱性能上好ましい。
【００１８】
メルトブローン繊維の材料は、押出機１に充填されて溶融され、口金２のオリフィスを通して押し出される。通常は、口金２はメルトブローン繊維を押し出すオリフィスとは別に加熱空気を高速で吹き出すオリフィスをも備えており、押し出されたメルトブローン繊維は、オリフィスを通して送られる空気流によりコレクター４方向に吹き付けられる。メルトブローン繊維はその間にさらに微細化され固形化される。
【００１９】
固形化する条件としては、オリフィスを通して送られる空気流の温度、流量やコレクターまでの距離等が有る。これらの条件を適宜選択することにより、繊維径やその分布および単糸どうしの融着状態を変えることができる。
【００２０】
固形化されたメルトブローン繊維束３はそのまま引取られ、カッター５でカットされ本発明の吹込み用断熱材６を得る。カッターは、ギロチン式カッターやシュレッダー、ロータリー式カッター等適宜使用できる。
【００２１】
スパンボンド方式も上記と同様に生産できる。
【００２２】
一方、通常の紡糸、延伸、または延撚工程から直接粉砕またはカットしてもよい。この際、繊維径の異なる繊維ブレンドのために、紡糸工程で異なる口金、異なるオリフィスを同時に使用してもよい。延伸または延撚工程で、異なる繊維径の未延伸糸をブレンドしてもよい。
【００２３】
また、延撚工程または延伸工程で捲縮トウを得るには、エアーやゴムローラーによるエンタングル法でも良いし、クリンパー等の座屈による機械的捲縮付与でもよい。
【００２４】
本発明の粉砕またはカットした吹込み用断熱材の密度は、１ｋｇ／ｍ３〜２００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。この範囲の密度で、大きさを任意に選択することにより、吹き込み時の充填密度を、例えば、２０ｋｇ／ｍ３〜８０ｋｇ／ｍ３のように最適値に合わせることができる。
【００２５】
しかし、本発明の吹込み断熱材の大きさや密度は、使用目的、使用部位や必要とされる断熱性に応じて適宜変更が可能である。
【００２６】
吹き込み用断熱材の熱伝導率は、ＪＩＳ−Ａ−１４１２による平板直接法で、英弘精機製熱伝導率測定装置「ＨＣ−０７４」で測定し、２０℃での値を採用した。また、繊度の測定は、電子顕微鏡写真により繊維径を測定し、各々の繊維の比重より換算した。
【００２７】
【実施例】
実施例１
ＰＥＴボトルフレークおよび不織布の耳部および繊維くずを原料として、押し出し機にて３３０℃にて溶融し、孔径０．５ｍｍのオリフィスを５００個有する口金より、いわゆるメルトブローン法によって、２５０℃の加熱空気流とともに押し出してコンベア上で固形化した。固形化した繊維束を引取り、ギロチン式カッターで１０ｍｍに連続でカットして吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度は、０．０１ｄｔｅｘ〜６ｄｔｅｘで、単糸が一部融着したものであった（図１）。
【００２８】
この吹き込み用断熱材の吹込み密度３０ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作業性が良好であった。
【００２９】
実施例２
ＰＥＴボトルフレークを原料として、押し出し機にて３００℃にて溶融し、孔径０．５ｍｍオリフィス１００個、孔径０．３ｍｍオリフィス４００個、孔径０．２ｍｍオリフィス８００個を各々有する口金３個より、押し出してスピンドロー法により２０００ｍ／分の速度で巻き取った。巻き取った繊維束をまとめて引取り、ロータリー式カッターで連続で粉砕して吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度が０．５ｄｔｅｘ〜２０ｄｔｅｘの繊維束であった。
【００３０】
この吹き込み用断熱材の吹込み密度３０ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０３２Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作業性が良好であった。
【００３１】
実施例３
ポリプロピレンを原料として、押し出し機にて２５０℃にて溶融し、孔径０．５ｍｍのオリフィスを５００個有する口金より、いわゆるメルトブローン法によって、２００℃の加熱空気流とともに押し出してコンベア上で固形化した。固形化した繊維束を引取り、ギロチン式カッターで１０ｍｍに連続でカットして吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度は、０．０１ｄｔｅｘ〜１０ｄｔｅｘで、単糸が一部融着したものであった。
【００３２】
この吹き込み用断熱材の吹込み密度１５ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０３６Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作業性が良好であった。
【００３３】
実施例４
ＰＥＴボトルフレークを原料として、押し出し機にて３００℃にて溶融し、孔径０．５ｍｍのオリフィスを５００個、孔径０．３ｍｍオリフィス８００個を有する口金２個を用いて通常の紡糸法により、１５００ｍ／分の速度で巻き取った。この未延伸糸の繊維束をまとめて引取り、ロータリー式カッターで連続で粉砕して吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度が０．８ｄｔｅｘ〜７ｄｔｅｘの繊維束であった。
【００３４】
この吹き込み用断熱材の吹込み密度１５ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０３８Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作業性が良好であった。
【００３５】
実施例５
ＰＥＴボトルフレークを原料として、押し出し機にて３００℃にて溶融し、孔径０．３ｍｍオリフィス１２００個を有する口金２個を用いて、巻き取り速度１０００ｍ／分の通常の紡糸を行ない、この未延伸糸の繊維束をまとめて４倍に延伸した。この延伸糸をロータリー式カッターで連続で粉砕して吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度が１ｄｔｅｘの繊維束であった。
【００３６】
この吹き込み用断熱材の吹込み密度３０ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０３３Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、飛散する塵が少なく、皮膚のチクチク感がなく作業性が良好であった。
【００３７】
比較例１
ＰＥＴボトルフレークを原料として、押し出し機にて３８０℃にて溶融し、孔径０．３ｍｍのオリフィスを１０００個有する口金より、いわゆるメルトブローン法によって、２５０℃の加熱空気流とともに押し出してコンベア上で固形化した。固形化した繊維束を引取り、ギロチン式カッターで１０ｍｍに連続でカットして吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度は、０．００５ｄｔｅｘ〜３ｄｔｅｘで、単糸が一部融着したものであった。
【００３８】
この吹き込み用断熱材の吹込み密度３０ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０３０Ｗ／ｍ・Ｋの性能であった。更にこの吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、皮膚のチクチク感はなかったが、嵩がなく、毛羽、風面が多いため、作業性が良くなかった。
【００３９】
比較例２
ＰＥＴボトルフレークを原料として、押し出し機にて２８０℃にて溶融し、孔径１．０ｍｍオリフィス５０個有する口金より押し出して、スピンドロー法により２０００ｍ／分の速度で巻き取った。巻き取った繊維束をまとめて引取り、ギロチン式カッターで１０ｍｍに連続でカットして吹き込み用断熱材を得た。この断熱材の繊度は３０ｄｔｅｘの繊維束であった。
【００４０】
この吹込み用断熱材を実際に壁に吹込み施工を行なったところ、皮膚のチクチク感がなく作業性は良好であったが、この吹き込み用断熱材の吹込み密度１５ｋｇ／ｍ３に調整した試料の熱伝導率は０．０５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、断熱材としては好ましくない性能であった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、製造工程が短く生産性に優れ、安価に生産可能な断熱材であり、断熱性能能に優れ、設置作業性、作業環境を著しく改善した、特に使用条件が過酷な天井等の建築材料用などの断熱材に適した断熱材である。また、本発明に開示した方法のうち、ポリエステル単一素材からなる断熱材ならば、再び本発明の断熱材としてリサイクルができ、地球環境の保全にも極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】メルトブローン法による本発明の吹込み用断熱材を提供する方法の一例。
【図２】メルトブローン法による本発明の吹込み用断熱材の概念図の一例。
【符号の説明】
１　押出機
２　口金（ダイ）
３　固形化した繊維束
４　コンベアまたはコレクター
５　カッター
６　本発明の吹込み用断熱材
【図１】
2004116013.tif 000003
【図２】
2004116013.tif 000004