(57)【要約】【課題】    厚み方向の他に幅方向または長さ方向に伸縮可能な断熱材を提供する。【解決手段】  断熱材１は、厚さ方向だけでなく幅方向または長さ方向にも収縮できるので、充填したい空間１３の幅に合わせて圧縮して挿入することができ、圧縮状態を解除すると断熱材が幅方向に膨張し、壁内寸法に適応して隙間を封隙することができ断熱効果を発揮する。また断熱材１は厚み方向の伸縮もあるため、空間１３の厚さよりも若干厚めの製品を空間に入れることで、内装材を膨らますことなく密着させることができ更に高い断熱効果を発揮できる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機繊維が厚み方向に積層されてマット状に成形された断熱材において、成形時に無機繊維を圧縮することで形成される波形状の方向が厚み方向と幅方向の中間または厚み方向と長さ方向の中間を向くことで、厚み方向の他に幅方向または長さ方向に伸縮可能となっていることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
無機繊維を厚み方向に積層してマット状に成形する断熱材の成形装置であって、この成形装置は上流側で紡糸された無機繊維を下流側の乾燥炉まで搬送する下部コンベア群と上部コンベア群を備え、上部コンベア群は乾燥炉に向かって下部コンベア群との間隔が徐々に狭くなるように下部コンベア群に対して相対的に傾斜して配置され、更に下部コンベア群及び上部コンベア群を構成するコンベアは下流側のコンベアの搬送速度が上流側のコンベアの搬送速度よりも遅くなるように設定されていることを特徴とする断熱材の成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載の断熱材の成形装置において、前記下部コンベア群を構成するコンベアのうち最も上流側のコンベアの速度Ｖ１と、乾燥炉に設けられる乾燥炉コンベアの速度Ｖ９との比（Ｖ１／Ｖ９）を１．４〜２．５の範囲に設定し、且つ前記搬送コンベアの最終段出口の間隔を基準として、前記最終段出口に続く上下の乾燥炉コンベア間隔の比率を１／１．５〜１．０の範囲に設定したことを特徴とする断熱材の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラスウールまたはロックウール等の無機繊維をマット状に成形してなる断熱材と、この断熱材を成形する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な無機繊維断熱材の製造方法は、高速回転する円筒状回転体内に溶融ガラスを供給し、回転体の側面に形成された小孔から遠心力で紡糸した一次繊維をエア流によって下方に引き伸ばして目標繊維径を有する二次繊維とし、この二次繊維が空中を飛行している間にフェノール樹脂等の接着剤を二次繊維に噴霧し、この二次繊維をキャタピラー状の下部コンベア上に堆積させ、この堆積した二次繊維を下流側の乾燥炉まで搬送し、所定寸法に切断してマット状の断熱材を得るようにしている。
【０００３】
上記の断熱材を住宅の外壁や間仕切壁に充填することで、断熱効果を発揮するようにしている。しかしながら、上記した製法からくる特性として、断熱材は厚み方向に容易に伸縮するが、幅方向あるいは長さ方向には伸縮しにくい。
【０００４】
このため、図６に示すように、外壁１００、内壁１０１、左右の縦胴縁１０２，１０２間に形成される空間に断熱材１０３を充填する場合、断熱材１０３の幅が空間の幅よりも短いと、（ａ）に示すように充填後に隙間が残ってしまい断熱効果に悪影響を及ぼす。また、断熱材１０３の幅が空間の幅よりも長いと、（ｂ）に示すように充填することができない。
【０００５】
上記の不利を解消すべく、特許文献１〜３が提案されている。
特許文献１には、図５（ａ）に示す搬送方向に繊維配向を持つ長いグラスウール堆積集合体２００を、（ｂ）に示すように、カッターで搬送方向に沿って所定の幅に切断して縦切断細長断熱体２０１とし、次いで（ｃ）に示すように、縦切断細長断熱体２０１を９０°反転させてから被覆フィルム２０２でカバーすることにより幅方向に伸縮性を持たせたグラスウール断熱材２０３とする提案がなされている。
【０００６】
また特許文献２には、圧縮状態の連続気泡発泡体または繊維集成体の表面にポリエチレンフィルムを被覆してなる積層体をプレス法あるいはロール法によって収縮率６０％程度で圧縮し、真空ポンプなどで脱気したものを、充填しようとする空間に挿入施工し、施工後に前記フィルムを開封することにより積層体が空気を吸収して１．４倍に膨張して未充填空間を埋めるようにした方法が提案されている。
【０００７】
また特許文献３には、無機繊維マットの圧縮を第１コンベアと第２コンベアの２段階で行なうことにより、樹脂フィルムに内在する空気を排出しやすくすると同時に短辺方向の樹脂フィルム同士の接着を容易にして適度に圧縮し、建築物の柱の間や隙間に充填した後、表皮材に孔を空けて表皮材に空気を入れ、復元させる断熱材の施工方法が提案されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８１９６３号公報
【特許文献２】特開平０９−０１１３７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２８７１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示される断熱材にあっては、図５（ｄ）に示すように、幅方向には伸縮するため、図６で説明したような従来の不利は解消できる。しかしながら、製作に手間がかかりコストアップになってしまう。また、厚み方向の伸縮がないため、厚めの製品を空間に充填すると内装材を内側から膨らませてしまう不利がある。
【００１０】
また、特許文献２にあっては連続気泡発泡体として、ウレタン樹脂を原料とするため、無機繊維に比較して大幅にコストアップになってしまう。
【００１１】
更に、特許文献３は、コンベアベルトで移動しながら圧縮と前記被覆加工を行うものであり、復元方向が厚み方向のみであるので、前記と同様の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため本発明は、無機繊維が厚み方向に積層されてマット状に成形された断熱材に対し、成形時に無機繊維を圧縮することで形成される波形状の方向が厚み方向と幅方向の中間または厚み方向と長さ方向の中間を向くようにした。このような構成とすることで、厚み方向の他に幅方向または長さ方向に伸縮可能となる。
【００１３】
ここで、波形状とは、２次元状に展開されるグラスウールの層が積層されて乾燥炉に搬送される際に、搬送方向に圧縮されることで、前記積層体が厚み方向に角度をもった３次元状に配列され、この３次元状に配列されることで搬送方向に沿って形成される模様を指す。つまり搬送方向を長さ方向とすれば幅方向には波形状は形成されない。そして、波形状の方向とは波形をなす模様の頂点と左右の底部の中間点とを結んだ方向をいう。
【００１４】
また上記の断熱材を成形する装置として、上流側で紡糸された無機繊維を下流側の乾燥炉まで搬送する下部コンベア群と上部コンベア群を備え、上部コンベア群は乾燥炉に向かって下部コンベア群との間隔が徐々に狭くなるように下部コンベア群に対して相対的に傾斜して配置され、更に下部コンベア群及び上部コンベア群を構成するコンベアは下流側のコンベアの搬送速度が上流側のコンベアの搬送速度よりも遅くなるように設定された装置を本願で提案する。
【００１５】
上記の成形装置にあっては、下部コンベア群を構成するコンベアのうち最も上流側のコンベアの速度Ｖ１と、乾燥炉に設けられる乾燥炉コンベアの速度Ｖ９との比（Ｖ１／Ｖ９）を１．４〜２．５の範囲に設定し、且つ前記搬送コンベアの最終段出口の間隔を基準として、前記最終段出口に続く上下の乾燥炉コンベア間隔の比率を１／１．５〜１．０の範囲に設定することが所望の特性の断熱材を得る上で好ましい。
【００１６】
また、無機繊維としてガラス繊維を用いる場合には、１２〜２４ｋｇ／ｍ３の密度を持つものが好ましい。これにより、高い断熱効果が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の断熱材は、厚さ方向だけでなく、幅方向または長さ方向にも収縮できるので、充填したい空間の幅に合わせて圧縮して挿入することができ、圧縮状態を解除すると断熱材が幅方向に膨張し、壁内寸法に適応して隙間を封隙することができ断熱効果を発揮する。
また、本発明の断熱材は厚み方向の伸縮もあるため、空間の厚さよりも若干厚めの製品を空間に入れることで、内装材を膨らますことなく密着させることができ更に高い断熱効果を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本願発明の実施例について図に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明に係る断熱材の圧縮前の状態を示す斜視図、（ｂ）は本発明に係る断熱材の圧縮後の状態を示す斜視図であり、マット状をなす断熱材１はガラス繊維２を積層して構成される。ガラス繊維２は厚み方向だけでなく長さ方向にも重なるように成形され、その結果、側面に波形状の模様が形成されている。
【００１９】
側面の波形状の方向、即ち、波形をなす模様の頂点と左右の底部の中間点とを結んだ方向は厚み方向と長さ方向の中間を向いており、その結果、図１（ｂ）に示すように、断熱材１は厚み方向のみならず長さ方向に対して伸縮しやすい構造になっている。
【００２０】
図２は本発明の断熱材を圧縮した状態で外壁と内壁の間に挿入した状態の断面図であり、外壁１０、内壁１１、左右の胴縁１２，１２の内側には空間１３が設けられ、この空間１３内に本発明に係る断熱材１が幅方向に圧縮された状態でセットされている。
【００２１】
そして、圧縮された状態でセットされた断熱材１の圧縮状態を解除すると、図３に示すように、断熱材１は幅方向に膨張して、外壁１０と内壁１１との間に形成された空間１３に充填される。
【００２２】
図４は、本発明の断熱材の成形装置の側面図であり、成形装置は上流側で紡糸されたガラス繊維２を下流側の乾燥炉３０まで搬送する下部コンベア群３１と上部コンベア群３２を備え、下部コンベア群３１は複数のコンベア３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを連接して構成され、上部コンベア群３２は複数のコンベア３２ｂ，３２ｃ，３２ｄを連接して構成される。そして、上部コンベア群３２は乾燥炉３０に向かって下部コンベア群３１との間隔が徐々に狭くなるように下部コンベア群に対して相対的に傾斜して配置され、更に乾燥炉３０の入口にはコンベアローラ３３，３４が配置されている。
【００２３】
下部コンベア群３１及び上部コンベア群３２を構成するコンベアは全て単独で速度調整が可能とされ、本実施例にあっては、下流側のコンベアの搬送速度が上流側のコンベアの搬送速度よりも遅くなるように設定されている。即ち、コンベア３１ａの速度をＶ１，コンベア３２ｂの速度をＶ２，コンベア３１ｂの速度をＶ３，コンベア３２ｃの速度をＶ４，コンベア３１ｃの速度をＶ５，コンベア３２ｄの速度をＶ６，コンベア３１ｄの速度をＶ７，コンベアローラ３３の速度をＶ８，コンベアローラ３４の速度をＶ９とした場合、以下に述べるように速度が設定される。
【００２４】
先ず下部搬送コンベア３１ａの移動速度Ｖ１と下部搬送コンベア３１ｂの移動速度Ｖ３は、
Ｖ１×０．９５≦Ｖ３≦Ｖ１×１．０５
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００２５】
また、上部搬送コンベア３２ｂの移動速度Ｖ２は、下部搬送コンベア３１ｂの移動速度Ｖ３に対して、
Ｖ３×０．６≦Ｖ２≦Ｖ３
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００２６】
更に、ガラス繊維断熱材（原綿）の高さをＨ１とし、上部搬送コンベア３２ｂの入口部と下部搬送コンベア３１ｂの入口部との距離をＨ２とすると、
Ｈ１×０．４＜Ｈ２＜Ｈ１×１．２
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００２７】
コンベア３１ｂ，３２ｂにて搬送されたガラス繊維断熱材（原綿）は、更に圧縮コンベア対３１ｃ，３２ｃによって長手方向に第１回目の圧縮を受ける。ここで、下側に位置する圧縮コンベア３１ｃの移動速度Ｖ５は、前段の圧縮コンベア３１ｂの移動速度Ｖ３及び次段の圧縮コンベア３１ｄの移動速度Ｖ７と相関が高く、
Ｖ７×１．０５≦Ｖ５≦Ｖ３×０．９５
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００２８】
また、上側に位置する圧縮コンベア３２ｃの移動速度Ｖ４は、圧縮コンベア３１ｃの移動速度Ｖ５に対して、
Ｖ５×０．６≦Ｖ４≦Ｖ５
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００２９】
ここで、上部圧縮コンベア３２ｂの入口部と下部圧縮コンベア３１ｂの入口部の距離Ｈ２に対し、前記上部搬送コンベア３２ｂの出口部と下部搬送コンベア３１ｂの出口部の距離をＨ３とすると、
Ｈ３≦Ｈ２
の範囲であり、かつ上部圧縮コンベア３２ｃの入口部と下部圧縮コンベア３１ｃの入口部の距離をＨ４とすると、
Ｈ３≦Ｈ４
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００３０】
コンベア対３１ｂ、３２ｂとコンベア対３１ｃ、３２ｃによって第１回目の長手方向圧縮を受けたガラス繊維断熱材（原綿）は、更にコンベア対３１ｃ、３２ｃとコンベア対３１ｄ、３２ｄによって第２回目の長手方向圧縮を受ける。ここで、下側に位置する圧縮コンベア３１ｄの移動速度Ｖ７は、次段の乾燥炉コンベアローラ３４の移動速度Ｖ９と相関が高く、
Ｖ９×０．９５≦Ｖ７≦Ｖ９×１．０５
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００３１】
また、上側に位置する圧縮コンベア３２ｄの移動速度Ｖ６は、圧縮コンベア３１ｄの移動速度Ｖ７に対して、
Ｖ７×０．６≦Ｖ６≦Ｖ７
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００３２】
ここで、上部圧縮コンベア３２ｄの入口部と下部圧縮コンベア３１ｄの入口部の距離をＨ６とし、前記上部搬送コンベア３２ｃの出口部と下部搬送コンベア３１ｃの出口部の距離をＨ５とすると、
Ｈ５≦Ｈ６
の範囲であり、かつ上部圧縮コンベア３２ｄの出口部と下部圧縮コンベア３１ｄの出口部の距離をＨ７とすると、
Ｈ６＞Ｈ７
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００３３】
上部圧縮コンベア３２ｄと下部圧縮コンベア３１ｄによって第２回目の圧縮を受けたガラス繊維断熱材（原綿）は、更に上部乾燥炉コンベア３３と下部乾燥炉コンベア３４によって乾燥炉へと搬送される。ここで、下側に位置する下部乾燥炉コンベア３４の移動速度Ｖ９は、前記搬送コンベア３１ａの移動速度Ｖ１と相関が高く、
Ｖ１×０．４０≦Ｖ９≦Ｖ１×０．７０      （Ｓ１）
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。
【００３４】
また、上側に位置する上部乾燥炉コンベア３３の移動速度Ｖ８は、上記乾燥炉コンベア３４の移動速度Ｖ９と同じ移動速度とした。
【００３５】
ここで、上部乾燥炉コンベア３３の入口部と下部圧縮コンベア３４の入口部の距離をＨ８とし、前記上部搬送コンベア６の出口部と下部搬送コンベア７の出口部の距離をＨ７とすると、
Ｈ８×１．０≦Ｈ７≦Ｈ８×１．５
の範囲であればライン進行方向における柔軟性と断熱特性が良好であった。つまり、上記の関係は、最終段の搬送コンベアの出口距離が乾燥炉の入口距離に較べて１．０倍から１．５倍の範囲に設定すれば良いことを示している。これを逆に言えば、乾燥炉の入口距離は、最終段の搬送コンベアの出口に較べて１．０から１／１．５の範囲であれば良いことを意味する。
【００３６】
以上のデーターの中で、クリンピング率（Ｖ１／Ｖ９の比率）は前記Ｖ９とＶ７の関係式Ｓ１の全体をＶ１で割ると、
０．４０≦Ｖ９／Ｖ１≦０．７０
となり、この各項の逆数をとると、
１．４≦Ｖ１／Ｖ９≦２．５
となるので、クリンピング率は１．４から２．５が適切な範囲と考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は本発明に係る断熱材の圧縮前の状態を示す斜視図（ｂ）は本発明に係る断熱材の圧縮後の状態を示す斜視図
【図２】本発明の断熱材を圧縮した状態で外壁と内壁の間に挿入した状態の断面図
【図３】図２の状態から断熱材の圧縮状態を開放した状態の断面図
【図４】本発明に係る断熱材の成形装置の側面図
【図５】（ａ）〜（ｄ）は従来の断熱材の構造を説明した図
【図６】（ａ）及び（ｂ）は従来の断熱材の問題点を説明した図
【符号の説明】
【００３８】
１…断熱材、２…ガラス繊維、１０…外壁、１１…内壁、１２…胴縁、１３…空間、３０…乾燥炉、３１…下部コンベア群、３２…上部コンベア群、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ…下部コンベア群を構成するコンベア、３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…上部コンベア群を構成するコンベア、３３，３４…コンベアローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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