(57)【要約】【課題】  嵩比重を大きくしても解繊が容易、建造物への充填が容易、繊維同士がバインダーで結合された断熱層を形成する無機繊維吹込み工法と装置。【解決手段】  圧縮した粒状無機繊維を固まりが残らないように解繊し、加熱融解樹脂バインダーを混合し、バインダーが軟化ないし融解する温度以上に加熱し、加熱空気吹込みで建造物の空間に充填し、加熱融解樹脂バインダーで無機繊維同士を一体化して断熱層を形成する無機繊維吹込み工法。粒状無機繊維を固まりが残らないように解繊する解繊ユニット３、加熱融解樹脂バインダーを供給するバインダー供給ユニット７、バインダーを加熱して軟化ないし融解する加熱ユニット８、無機繊維を空気輸送すると共にバインダーを軟化ないし融解状態に保持する加熱空気供給ユニット９、加熱混合物の吐出口１０を備えた無機繊維吹き込み装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物の壁、天井等の空間に断熱層を形成するための無機繊維の吹込み工法において、圧縮した粒状化無機繊維を固まりが残らないように解繊し、解繊された無機繊維に加熱融解樹脂バインダーを混合し、この混合物を加熱融解樹脂バインダーが軟化ないし融解する温度以上に加熱し、加熱空気吹込みで建造物の空間に充填し、加熱融解樹脂バインダーで無機繊維同士を一体化して断熱層を形成することを特徴とする無機繊維の吹込み工法。
【請求項２】
圧縮した粒状化無機繊維が、嵩比重０.２〜０.５の粒状ロックウールである請求項１に記載の無機繊維の吹込み工法。
【請求項３】
加熱融解樹脂バインダーの加熱が、高周波誘導加熱及びマイクロ波加熱から選ばれる電磁気的加熱によって行われる請求項１又は２に記載の無機繊維の吹込み工法。
【請求項４】
粒状化無機繊維を固まりが残らないように解繊する解繊ユニット、無機繊維を接着するための加熱融解樹脂バインダーを供給するバインダー供給ユニット、バインダーを加熱して軟化ないし融解する加熱ユニット、無機繊維を空気輸送すると共にバインダーを軟化ないしは融解状態に保持する加熱空気供給ユニット、及び加熱された無機繊維とバインダーの混合物の吐出口を備えたことを特徴とする無機繊維吹き込み装置。
【請求項５】
解繊ユニットが、粒状化無機繊維の送り込みとくわえ込みを目的とする一対のブレード付き供給ロールと、供給ロールにくわえ込まれた粒状化無機繊維を引き離しながら解繊する目的の互いにぶつからないように同期回転するブレード付き解繊ロールを有する請求項４に記載の無機繊維吹き込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物や建造物の壁、床、天井等又はこれらを構成する部材に、断熱性能を付与するため、ロックウール等の無機繊維断熱層を形成する無機繊維吹込み工法、及び無機繊維吹き込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開昭６３−２７４６１号公報
【特許文献２】特開平８−２１０５８３号公報
【特許文献３】特開平６−１３４７８９号公報
【０００３】
ロックウール、ガラスウール、セラミックファイバー等の無機繊維は、住宅、商業ビル等の建築物や、船舶、発電所、化学プラント等の構造物（以下、建造物という）に、断熱、防音、防火、耐火等の性能を付与するための被覆材や充填材として多用されている。
【０００４】
その一つとして、ロックウール、ガラスウール等の無機繊維を、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂バインダーやポリエステル等の加熱融解樹脂バインダーで、層状に成形したロックウールマットやガラスウールフェルトがある。これらのマットやフェルトは、軽量で断熱性等に優れるものの嵩張るので、プレス梱包、脱気梱包等により圧縮された状態で輸送され、施工現場で解梱された後、釘止め、ホッチキス止め、金網掛け、接着等の固着手段で、建造物に断熱層を形成するのに使用される。このロックウールマット等は、搬入・充填に制約がない新築工事の断熱材等としては好適であるが、搬入・充填に制約がある既設建造物には向かない材料である。
【０００５】
無機繊維の別の形態として、ロックウール等の無機繊維を粒状に加工した吹込み用無機繊維充填材（以下、ブローイングウールという）がある。また、これに加熱融解樹脂バインダーを混合し、無機繊維粒子同士を接着して形状保持性を高めたタイプのブローイングウールも知られている（特許文献１）。このブローイングウールは、建造物の壁、天井等の空間に空気と共に吹込み充填し、無機繊維断熱層を形成する吹込み工法に使用される。ブローイングウールは、圧縮率を上げて輸送コストを下げることができ、しかも施工が簡便であり、既設建築物の断熱工事などに好適である。
【０００６】
特許文献２には、ロックウール、ガラスウール等の無機繊維と、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の無機充填材と、炭化水素溶剤との混合物を含有する乾式吹込み用断熱材が開示されている。この乾式吹込み用断熱材は、発電所のタービンケーシング、配管等の高温設備の外表面に断熱層を形成するのに用いられるものであるが、粉末状の無機充填材を混合するので、住宅、商業ビルの壁や天井の断熱材には使用できない。
【０００７】
また、特許文献３には、ロックウール、ガラスウール等の無機繊維と熱硬化性樹脂バインダーとを、高周波誘電加熱装置を加熱面に備えたプレス機でプレスする高密度無機繊維断熱材の製造方法が開示されている。これによって得られる断熱材は、密度が数百kg/cm2という高密度であり、やはり住宅等の壁や天井の断熱材には向かない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記ブローイングウールを天井の断熱材として使用する場合は、水平に充填するので問題ないが、壁の断熱材として使用する場合は、フルに充填しても時間の経過と共に自重で沈下し、壁の頂部に空間が生ずるため、断熱性能が低下するという問題があった。また、ブローイングウールは、輸送時の嵩比重を大きくすると解繊が難しいという課題を抱えている。また、バインダー添加タイプのブローイングウールは、防火の観点から加熱融解樹脂バインダーの含有量に制約がある。
【０００９】
本発明の目的は、輸送コスト低減のため嵩比重を大きくしても解繊が容易で、施工現場で建造物への充填が容易であって、施工後は成形ロックウール等と同様に繊維同士がバインダーで結合された断熱層を形成することができる無機繊維吹込み工法、及びそれに用いる無機繊維吹込み装置を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の別の目的は、前記工法の実施に好適な無機繊維吹き込み装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は、建造物の壁、天井等の空間に断熱層を形成するための無機繊維の吹込み工法において、圧縮した粒状化無機繊維を固まりが残らないように解繊し、解繊された無機繊維に加熱融解樹脂バインダーを混合し、この混合物を加熱融解樹脂バインダーが軟化ないし融解する温度以上に加熱し、加熱空気吹込みで建造物の空間に充填し、加熱融解樹脂バインダーで無機繊維同士を一体化して断熱層を形成することを特徴とする無機繊維の吹込み工法である。
【００１２】
前記の無機繊維の吹込み工法において、圧縮した粒状化無機繊維は、嵩比重が０.２〜０.５の粒状ロックウールであることがよく、加熱融解樹脂バインダーの加熱は、高周波誘導加熱及びマイクロ波加熱から選ばれる電磁気的加熱によって行われることがよい。
【００１３】
また、本発明は、粒状化無機繊維を固まりが残らないように解繊する解繊ユニット、無機繊維を接着するための加熱融解樹脂バインダーを供給するバインダー供給ユニット、バインダーを加熱して軟化ないしは融解する加熱ユニット、無機繊維を空気輸送すると共にバインダーを軟化ないし融解状態に保持する加熱空気供給ユニット及び加熱された無機繊維とバインダーの混合物の吐出口を備えたことを特徴とする無機繊維吹き込み装置である。      
【００１４】
前記の無機繊維吹き込み装置において、解繊ユニットは、粒状化無機繊維の送り込みとくわえ込みを目的とする一対のブレード付き供給ロールと、供給ロールにくわえ込まれた粒状化無機繊維を引き離しながら解繊する目的の互いにぶつからないように同期回転するブレード付き解繊ロールを有するものであることがよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の無機繊維吹込み工法は、輸送コスト低減のため嵩比重を大きくしても解繊が容易であり、施工現場で建造物への充填が容易であって、施工後は成形ロックウール等と同様に繊維同士がバインダーで結合された断熱層を形成することができ、壁に施工した場合でも優れた断熱性や防音性を発揮する。
【００１６】
また、本発明の無機繊維吹き込み装置は、解繊効率が高く、無機繊維の建造物への充填が簡便であり、しかも壁の空間等の狭隘な施工箇所に無機繊維成形品と同様な断熱層を形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、原料として粒状ロックウールを使用した実施形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達せられる範囲内で各要素の置換や設計変更を含むものである。
【００１８】
図１において、原料の粒状ロックウール１は、装置全体を符号２で示す無機繊維吹き込み装置の解繊ユニット３に装入され、固まりがない程度、すなわち繊維状に解繊される。解繊ユニット３は、静電気により繊維を分散させる静電気付加手段４を備えたものが好ましい。そして、解繊ユニット３は、粒状ロックウールを固まりがない程度に解繊できるものであれば特に限定されないが、好ましくは、図２に示す解繊ユニットである。
【００１９】
図２に示す解繊ユニットは、粒状ロックウールの送り込みとくわえ込み目的とした一対のブレード付き供給ロール２１、２１'と、供給ロール２１、２１'にくわえ込まれた粒状ロックウールを引き離しながら解繊する目的の互いにぶつからないように同期回転するブレード付き解繊ロール２２で構成されており、粒状ロックウール２３を固まりがない程度に解繊された解繊ロックウール２４とすることができる。
【００２０】
次に、解繊されたロックウールは、可撓性の搬送ダクト５を通って本体機器６に送給される。本体機器６は、バインダー供給ユニット７、加熱ユニット８、加熱空気供給ユニット９と吐出口１０を備えている。ロックウールは、バインダー供給ユニット７から供給された加熱融解樹脂バインダー１１と混合され、加熱ユニット８で所定温度に加熱され、軟化ないし融解したバインダーが付着した状態の混合物１２とされ、加熱空気供給ユニット９の加熱空気吹込みで、吐出口１０から噴出し建造物の壁空間１３に充填される。
【００２１】
原料に用いる無機繊維としては、ロックウール、ガラスウール、セラミックファイバー等が挙げられるが、戸建住宅の断熱用には、低コストで断熱性に優れるロックウールが好ましい。ロックウールの商品形態は、これを粒状に加工した粒状ロックウール、層状に巻いた層状ロックウール、フェノール樹脂バインダー等で成形したロックウール成形品、セメントを混合した吹付けロックウール等があるが、本発明は、圧縮状態で輸送できる粒状ロックウールを用いる。輸送コストを低減するために、粒状ロックウールを圧縮梱包等で嵩比重０.２〜０.５に圧縮したものがよい。
【００２２】
加熱融解樹脂バインダーとしては、１００〜２００℃程度で軟化ないし融解する、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系等の熱可塑性樹脂やホットメルト型熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、一般住宅のように閉塞構造の建造物は、水が湿気や黴の原因になることを避けるため、ロックウール成形品のバインダーとして用いられるフェノール樹脂等の水性バインダーは好ましくない。
【００２３】
バインダーの形状は、粒径約１mm以下の粉末、１mm×３mm程度のフレークなど加熱し易いものがよく、ロックウールに対する配合量は、ロックウール１００重量部に対し１〜２０重量部程度、好ましくは３〜１０重量部程度である。バインダーの配合量が１重量部より少ないと、繊維同士を十分に接着できないので、壁等の垂直部位に充填した場合に自重で沈下するおそれがあり、２０重量部より多いと断熱性が低下する。このバインダーは、ロータリーフィダー等の定量供給機を備えたバインダー供給ユニット７から、本体機器６に供給される。
【００２４】
バインダーを軟化ないし融解する加熱ユニット８は、誘導加熱、マイクロ波加熱、電気ヒーター加熱、赤外線加熱、レーザー加熱、電子ビーム加熱などが挙げられるが、断熱性の高いロックウールに混合されたバインダーを加熱するには、誘導加熱、マイクロ波加熱等の電磁気的加熱手段が好ましい。その加熱温度は、使用するバインダーが軟化ないし融解する温度以上であればよく、通常、１００〜２５０℃程度の温度領域がよい。
【００２５】
誘導加熱は、交番磁界中に置かれた導電性物体に生じる渦電流損失又は磁気ヒステリシスにより加熱する方法である。直接式は、導電性被加熱物自身に生じる渦電流損失又は磁気ヒステリシスにより加熱する方式であり、間接式は、絶縁性の被加熱物を導電性の容器に収め、容器内に生じる渦電流損失又は磁気ヒステリシスによる発熱を種として伝導によって加熱する方式である。本発明は、いずれの方式も採用できるが、好ましくは、前者の直接加熱式である。交番磁界をつくる交番電流の周波数は、通常、数kHZ以上であるが、ロックウール等に少量混合されたバインダーを加熱するには数kHZ〜数MHZの高周波電流がよい。なお、高周波は法規制により使用できる帯域が振り分けられているので、規制に従った高周波帯域を利用する必要がある。また、誘導加熱の効率を上げるために、バインダー及び／又はロックウールに少量の金属、酸化物、炭素粉末、炭素繊維等の導電性物質を添加してもよい。
【００２６】
また、電磁気的加熱手段としてマイクロ波加熱を採用してもよい。マイクロ波加熱は、発振管により数MHzのマイクロ波（電磁波）を発生させ、このマイクロ波を被加熱物に照射し、被加熱物中の水分子等を振動させて発生する熱により、被加熱物を直接加熱する方式である。マイクロ波加熱を採用する場合は、バインダーとして、極性基を含有する加熱融解樹脂を用いるとよく、電磁波障害を防止するために、本体機器６を金属製材料で構成するか、あるいは電磁波遮蔽材で被覆するなどの措置を講じることがよい。
【００２７】
ロックウールとバインダーの混合物を加熱状態で吹込むための加熱空気供給ユニット９は、電熱ヒーター内蔵空気送風機、外熱式空気送風機などが挙げられる。通常の空気送風機で冷風を送ると、加熱ユニット８で加熱されて軟化ないし融解状態にされたバインダーが固化してしまうからである。加熱空気の温度は、加熱ユニット８の温度とほぼ同じでよい。また、バインダー供給ユニット７及び加熱ユニット８は、バインダーの固化防止の観点から吐出口１０の近傍に設置することが好ましい。
【００２８】
加熱された混合物１２を加熱空気吹込みにより吐出口１０から、断熱、防音等の目的に従い、予め設定された嵩比重で目的の空間、例えば壁の空間や天井裏に充填する。この嵩比重は、解繊ユニット３の供給ロール２１、２１'の回転数や加熱空気供給ユニット９の送風量を制御することよって適宜調整することができる。目的の空間に吹込まれた混合物は層状に集積し、温度の低下とともに固化したバインダーでロックウール繊維間が接着され、強固な断熱層を形成する。この断熱層は、成形ロックウール並の形状保持性を有し、優れた断熱性や防音性を発揮する。なお必要に応じて、バインダーの匍匐現象に伴なう収縮等の経時変化を軽減するため、充填する箇所にアンカー効果を有するスタッド等を設けてもよい。
【００２９】
上記の実施形態は、解繊ユニット３と本体機器６を別個に設置し、可撓性の搬送ダクト５で両者を連結した実施形態について説明したが、解繊ユニット３と本体機器６を一体化した無機繊維吹込み装置としてもよく、本発明に属する。
【実施例】
【００３０】
原料の粒状ロックウールは、ロックウール工場で製造した粒状ロックウールをベーラー梱包機で圧縮梱包したもの（新日化ロックウール株式会社製、エスファイバー粒状綿、嵩比重０.４、平均粒径１０mm）を使用した。
また、無機繊維吹込み装置としては、図２に示す解繊ユニット３を備えた図１に示す無機繊維吹込み装置を使用した。
粒状ロックウールを図２に示す解繊ユニットに装入し、一対のブレード付き供給ロール２１、２１'に粒状ロックウールを送り込みと同時にくわえ込ませ、供給ロール２１、２１'と互いにぶつからないように同期回転するブレード付き解繊ロール２２で、くわえ込まれた粒状ロックウールを引き離しながら繊維状に解繊し、ロックウール繊維片が分散しやすいように静電気付加手段４を通過させた。
解繊したロックウールは、可撓性の搬送ダクト５により本体機器６に送給した。
加熱空気供給ユニット８として、電気ヒーター内蔵型送風機（ＬＥＩＳＴＥＲ製、ホットウィンドＳ）を使用し、約２００℃の加熱空気を５００l/min本体機器６に吹き込んだ。
加熱融解樹脂バインダーとして、ポリエステル（ＰＥＴ）若しくはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の粉末（粒度１mm以下）又はフレーク（１×３mm程度）を使用し、これをバインダー供給ユニット７からロックウール１００重量部に対し３〜１０重量部を供給した。
加熱ユニット８として、ＩＳＭバンド帯で稼働する高周波誘導加熱装置（４０MHZ ５Kw）を、バインダー供給ユニット７の下流側で吐出口１０の近傍に設置した。tanδの関係からＰＥＴよりＰＶＣが容易に融解したが、ＰＥＴでも予熱するか、あるいは誘電加熱装置の出力を上げることで融解することが確認された。
ロックウールとバインダーの混合物は、加熱ユニット８を通過する際にバインダーが融解し、融解バインダーが付着したロックウールを吐出口１０から噴出させ、壁空間を想定した３００mmの隙間に吹き込み吹こみ充填した。
解繊ユニット３の供給ロール２１、２１'の回転数と、加熱空気供給ユニット９の送風量を調整することにより、空間に充填されるロックウールの嵩比重を０.２から０.３の範囲で変えることができた。
ロックウール充填後のバインダー効果は、従来の成形品（フェノール樹脂バインダー含浸硬化物）をそのまま充填した場合と、３ヶ月にわたる目視による観察の結果では、バインダー含有率が７％になれば、差は認められないかむしろ向上していることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の無機繊維吹き込み装置の一例を示す概念図である。
【図２】図２は、解繊ユニットの詳細を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：ロックウール、２：無機繊維吹き込み装置、３：解繊ユニット、４：静電気付加手段、５：搬送ダクト、６：本体機器、７：バインダー供給ユニット、８：加熱ユニット、９：加熱空気供給ユニット、１０：吐出口、１１：バインダー、１２：ロックウールとバインダー混合物、１３：壁空間、２１：供給ロール、２２：解繊ロール
【図１】
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【図２】
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