(57)【要約】【課題】断熱性及び構造強度が優れると共に成形性にも優れた繊維成形体及びその製造方法を提供する。【解決手段】成形型で所定形状に成形された、板状の低結合材繊維層１１と、この少なくとも１面側に一体的に積層された高い高結合材繊維層１２と、これらと一体的に圧縮成形されて積層された繊維クロス１３および金属板１４と、を有する部品１を少なくとも２個結合して所定形状とした繊維成形体１０。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合材を含む繊維集積シートを厚さ方向に圧縮成形された板状の低結合材繊維層と、
該低結合材繊維層の少なくとも１面側に一体的に圧縮成形されて積層された該低結合材繊維層を構成する該結合材より配合割合の高い高結合材繊維層と、
該高結合材繊維層に一体的に圧縮成形されて積層された繊維クロスと、
該繊維クロスに一体的に圧縮成形されて積層された金属板と、
を有することを特徴とする繊維成形体。
【請求項２】
前記低結合材繊維層、前記高結合材繊維層、前記繊維クロス及び前記金属板は同時に圧縮成形されたものである請求項１記載の繊維成形体。
【請求項３】
前記圧縮成形は成形型で圧縮成形されたものである請求項２記載の繊維成形体。
【請求項４】
前記繊維集積シートは無機繊維集積シートであり、前記結合材は熱硬化性樹脂結合材であり、繊維クロスは無機繊維クロスであり、前記金属板は金属箔である請求項１〜３記載の繊維成形体。
【請求項５】
前記無機繊維集積シートはガラス繊維集積シートであり、前記無機繊維クロスはガラス繊維クロスであり、前記金属箔はアルミニウム箔である請求項４記載の繊維成形体。
【請求項６】
成形型で所定形状に成形された、結合材を含む繊維集積シートを厚さ方向に圧縮成形された板状の低結合材繊維層と、該低結合材繊維層の少なくとも１面側に一体的に圧縮成形されて積層された該低結合材繊維層を構成する該結合材より配合割合の高い高結合材繊維層と、該高結合材繊維層に一体的に圧縮成形されて積層された繊維クロスと、該繊維クロスに一体的に圧縮成形されて積層された金属板と、を有する部品を少なくとも２個結合して所定形状としたことを特徴とする繊維成形体。
【請求項７】
前記低結合材繊維層の両側に前記高結合材繊維層、前記繊維クロス及び前記金属板が積層されて圧縮成形されている請求項６記載の繊維成形体。
【請求項８】
結合材を含む繊維集積シートを調製する繊維集積シート調製工程と、
得られた該繊維集積シートの少なくとも１面に結合材を含ませる結合材含有工程と、
該結合材が含まされた該繊維集積シートに面して繊維クロスさらに該繊維クロスに面して金属板を積層する積層工程と、
積層された該結合材が含まされた該繊維集積シート、該繊維クロス及び該金属板を厚さ方向に圧縮して成形する成形工程と、
を有することを特徴とする繊維成形体の製造方法。
【請求項９】
前記結合材はフェノール樹脂結合材であり、前記成形工程は加熱型による加熱圧縮成形である請求項８記載の繊維成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は断熱性及び構造強度を必要とする繊維成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の天井材等に使用する繊維成形体としてはガラス繊維マットの両側に金属板を積層し、加圧加熱して成形したサンドイッチ構造の繊維成形体が知られている。
【特許文献１】特開平６−２４０７９９号公報
【特許文献２】特開平７−１７３９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
繊維成形体は繊維層で断熱性を確保し金属板で構造強度を確保して断熱性及び構造強度の両特性を得ている。しかし、構造強度を高めるため厚い金属板を使用すると成形性が悪くなる等の問題が発生する。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、断熱性及び構造強度が優れると共に成形性にも優れた繊維成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の繊維成形体は、結合材を含む繊維集積シートを厚さ方向に圧縮成形された板状の低結合材繊維層と、該低結合材繊維層の少なくとも１面側に一体的に圧縮成形されて積層された該低結合材繊維層を構成する該結合材より配合割合の高い高結合材繊維層と、該高結合材繊維層に一体的に圧縮成形されて積層された繊維クロスと、該繊維クロスに一体的に圧縮成形されて積層された金属板と、を有することを特徴とする。
【０００６】
この繊維成形体はその低結合材繊維層で優れた断熱性を確保し、高結合材繊維層、繊維クロス及び金属板で高い構造強度を得ている。特に、高結合材繊維層と繊維クロス及び金属板が一体化しているために構造強度の一層高いものとなっている。このため金属板としては薄い金属箔及びそれより少し厚めの薄い金属板を使用した場合でも高い構造強度が得られる。
【０００７】
また、この繊維成形体は、その表面部分が結合材繊維層と繊維クロス及び金属板が一体化した複合材で形成されているため気密性に優れている。特に表裏共に結合材繊維層と繊維クロス及び金属板が一体化した複合材で形成した場合には、構造強度及び機密性が一層高いものとなる。
【０００８】
本発明の繊維成形体の製造方法は、結合材を含む繊維集積シートを調製する繊維集積シート調製工程と、得られた該繊維集積シートの少なくとも１面に結合材を含ませる結合材含有工程と、該結合材が含まされた該繊維集積シートに面して繊維クロスさらに該繊維クロスに面して金属板を積層する積層工程と、積層された該結合材が含まされた該繊維集積シート、該繊維クロス及び該金属板を厚さ方向に圧縮して成形する成形工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の繊維成形体の製造方法では、最後に圧縮行程で圧縮することにより、成形と同時に、繊維成形体を構成する低結合材繊維層、高結合材繊維層、繊維クロス及び金属板が一体的に接合される。このために成形が容易で有る。また、強度を高結合材繊維層と繊維クロスとで受け持てるため、それだけ金属板を薄くすることができ、成形性も高くなる。
【００１０】
繊維集積シートとしては、グラスウール、ロックウール、炭素繊維等の無機繊維あるいは合成繊維、天然繊維等の有機繊維及びこれらを混合したシートあるいはマットを用いることができる。耐火性を得るためには無機繊維を使用するのが好ましい。
【００１１】
結合材としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂結合材、熱で硬化あるいは溶剤を希散させる無機結合材を用いることができる。
【００１２】
繊維クロスとしては無機、有機のクロスを用いることができる。耐火性を高めるためにはガラスクロス等の無機クロスが好ましい。また、繊維クロスは長繊維を平織りしたものが好ましい。特に繊維間に隙間の多い溶融した結合材が一方から他方に容易に浸出できる程度に隙間の多いものが好ましい。結合材が浸出できる場合、繊維クロスの一面側に塗布された結合材が圧縮成形される圧力で繊維クロスの隙間を浸出し金属板と繊維クロスの間に入り込み、繊維クロスと金属板とを一体的に結合する。繊維クロスの隙間が十分でない場合には、繊維クロスと金属板との間に結合材を介在させるため、２度目の結合材塗布手段を必要とする。
【００１３】
金属板としては金属箔を使用するのが好ましい。金属箔としてはアルミニウム箔が好ましい。
【００１４】
本発明の繊維成形体の製造方法は、繊維集積シート調製工程と、結合材含有工程と、繊維クロスおよび金属板を積層する積層工程と、圧縮して成形する成形工程と、を有する。
【００１５】
繊維集積シート調製工程は結合材を含む繊維集積シートを得る工程である。薄い繊維シートに液状にした結合材を散布して含ませ、この薄い結合材を含む繊維シートを所定枚数積層し、厚さ方向に加圧することにより調製できる。液状結合材の場合は溶媒として使用された水等を乾燥して除去したりして半乾燥状態の繊維集積シートとするのが好ましい。この段階の結合材含有量は、繊維成形体の低結合材繊維層とした状態で５０〜３００ｋｇ／ｍ3程度が好ましい。また、厚さは、繊維成形体の低結合材繊維層及び高結合材繊維層を合計した状態で６〜３０ｍｍとするのが好ましい。
【００１６】
結合材含有工程は、結合材を含む繊維集積シートの表面部のみにさらなる結合材を含有させる工程である。表面部は片面でも両面でも良い。具体的な含有方法は、表面に向かって結合材を散布することにより含有させる。この含有させた結合材が浸透して固化した部分が得られる繊維成形体の高結合材繊維層となる。結合材の割合は、得られる高結合材繊維層とした状態で、低結合材繊維層の２〜１０倍程度、具体的には２００〜１０００ｋｇ／ｍ3程度が好ましい。得られる高結合材繊維層の厚さとしてとは０．１〜５．０ｍｍ程度が好ましい。
【００１７】
積層工程は表面部にさらに結合材が含有された繊維集積シートの結合材がさらに含有された表面部の表面側に繊維クロスさらに金属板を積層する工程である。
繊維クロスとしては１枚でも複数枚でも良い。しかし、繊維集積シートに含有させた結合材が加圧成形時に積層した繊維クロスを浸透し、金属板に到達し、金属板も含めて繊維クロス及び繊維集積シートの表面部が一体的に結合材で結合されるものである必要がある。
【００１８】
成形工程は積層工程で得られた繊維集積シート、繊維クロス及び金属板を型で厚さ方向に加圧、より好ましくは厚さ方向に加熱加圧し、結合材を硬化させて繊維成形体とする工程である。成形型は板材を得るものでも、所定形状の成型品を得るものでも良い。
【００１９】
結合材として熱で硬化するものを用い、成形型で熱と押圧を与え、厚さ方向に圧密化し、その状態を結合材で固めるものがこのましい。
【００２０】
成形できる形状は比較的単純なものとなる。平板状、断面Ｌ字状、断面弧状等の断面が一定のもの等、金属板に大きな延び、収縮を必要としない形状のものが好ましい。
【００２１】
具体的には、断面方形のダクトをその対角線で２等分した２個の部品を組み合わせるようにし、その部品を本発明の繊維成形体で構成するようなものが考えられる。
【００２２】
なお、ダクト等内部を空調用空気が流れるとか物を収容する場合、ある程度の表面部分の強度が必要となる。このような場合には低結合材繊維層の両側に高結合材繊維層、繊維クロス及び金属板をもつ繊維成形体を用いるのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、実施例により説明する。
【００２４】
本実施例の繊維成形体１で作ったダクト１０の断面図を図１に示す。このダクト１０は２個の繊維成形体１を互いに向き合わせて接着形成したものである。
【００２５】
繊維成形体１は図１に示すように、断面Ｌ字形状の長尺状で接合端面はいずれも内側の厚さの１／２のところで鈎状に切断成形され、互いに向き合った状態で一方の繊維成形体の欠落部分に他方の突部が嵌合するように形成されている。なお、嵌合部分には常温乾燥の熱硬化性接着剤で接着固定し、さらにその外周面に一面側に粘着剤がコートされている粘着アルミニウム箔３を張り付けて補強したものである。
【００２６】
この繊維成形体１はその断面で中央部を形成する低結合材繊維層１１と、その両側に位置する高結合材繊維層１２、繊維クロス１３、及びアルミニウム箔１４とで構成されている。
【００２７】
低結合材繊維層１１および高結合材繊維層１２は同一のガラス繊維集積シートでその繊維部分が形成されている。すなわち、低結合材繊維層１１および高結合材繊維層１２の繊維部分は同一のもので、その厚さ方向の中央部分が低結合材繊維層１１のガラス繊維部分を形成し、その両表面部分が高結合材繊維層１２のガラス繊維部分を形成している。低結合材繊維層１１と高結合材繊維層１２とは結合材の含有量が異なり、本実施例では、低結合材繊維層１１の結合材量は１４４ｋｇ／ｍ3、高結合材繊維層１２の結合材量は５００ｋｇ／ｍ3となっている。結合材としては液状フェノール接着剤を用いた。低結合材繊維層１１の厚さは約８ｍｍ、高結合材繊維層１２の厚さは約０．３ｍｍである。
【００２８】
繊維クロス１３はガラス長繊維を荒い平織りにした０．２５ｋｇ／ｍ2のガラスクロスを用いた。アルミニウム箔１４としては厚さ５０μｍのものをもちいた。繊維クロス１３及びアルミニウム箔１４は高結合材繊維層１２を構成する結合材が浸透した同じ結合材で一体的に押圧固定されたものである。
【００２９】
この繊維成形体１は次のようにして製造した。まず繊維集積シートとしては、ガラス短繊維シートに液状にしたフェノール樹脂からなる結合材を噴霧状に散布して含ませ、厚さ方向に加圧して調製した。得られた繊維集積シートは厚さ約１００ｍｍ、シートに用いたガラス繊維のみの単位面積当たりの重量は約１．５ｋｇ／ｍ2で、使用した結合材のみの単位面積当たりの重量は、乾燥重量で約１．２ｋｇ／ｍ2であった。
【００３０】
次ぎに、得られた繊維集積シートの両面に濃度を高めた液状フェノール樹脂からなる結合材を噴霧状に散布し繊維集積シートの両面の表面部分に結合材を含浸させた。使用した結合材は、両側合計でかつ乾燥重量で約１．４ｋｇ／ｍ2であった。
【００３１】
得られた繊維集積シートの両側に約０．２５ｋｇ／ｍ2の平織りのガラスクロスと厚さ５０ηｍのアルミニウム箔をそれぞれ積層した。この後、得られた積層シートを約１８０℃に加熱した上型及び下型で強圧し、結合材のフェノール樹脂を加熱硬化させて成形した。使用した上型、下型共に断面Ｖ字状で、積層シートを予めＶ字状に折り曲げ、下型の型面に沿って型面上に配置し、上型と下型を閉じ、加熱加圧して成形した。得られたＶ字断面をもつ粗成型品を面取りし、かつ嵌合端面部を段差状にカッターで切り取った。これにより図１に示す繊維成形体１を製造した。
【００３２】
図１に示すダクトは、外面及び内面共にアルミニウム箔１４で覆われ、そのアルミニウム箔１４がその裏面でガラスクロス１３をもつ高結合材繊維層１２で補強されているため、強い表面構造強度を有するとともに、空気、水等の遮断性にも優れていた。また、アルミニウムとガラス繊維を主な構成成分としているため、耐火性も極めて良好であった。
【００３３】
上記実施例の図１に示すダクト１０に代えて、図２にその断面で示すダクト２０としても良い。このダクト２０は繊維成形体として符号２、３で示す２種類の長方形状の繊維成形体２、３を用いている。繊維成形体２、３が形状の単純な長方形状であるため、成形が容易であるという利点がある。しかし、ダクトを形成するのに２種類の繊維成形体を必要とし、かつ接合も４カ所と２倍になり、接合作業が増える。また、得られるダクト２０の剛性も、図１のダクト１０２比較すると低い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例の繊維成形体であるダクトの断面図
【図２】他の実施例の繊維成形体であるダクトの断面図
【符号の説明】
【００３５】
１、２、３：繊維成形体      １１：低結合材繊維層
１２：高結合材繊維層      １３：繊維クロス１３      １４：アルミニウム箔１０、２０：ダクト
【図１】
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【図２】
2005246936.tif 000004