(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも無機繊維を主成分とし有機繊維と接着剤とを含有するマット状物を複数枚積層成形することで得られる熱伝導率測定用無機繊維マット標準板であって、前記無機繊維を前記熱伝導率測定用無機繊維マット標準板に対して少なくとも７５重量％以上含有し、かつ前記無機繊維は平均繊維径が３〜８μｍのガラス繊維である熱伝導率測定用無機繊維マット標準板。
【請求項２】
前記接着剤が、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は澱粉類である請求項１に記載の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板。
【請求項３】
無機繊維を主成分とし有機繊維と接着剤とを含有するマット状物を複数枚積層成形することで得られる熱伝導率測定用無機繊維マット標準板の製造方法であって、少なくとも（Ａ）平均繊維径が３〜８μｍのガラス繊維を前記熱伝導率測定用無機繊維マット標準板に対して少なくとも７５重量％以上と有機繊維とマット状物形成用接着剤とを混合し、湿式抄紙法によりウェットマット状物を形成する工程、（Ｂ）このウェットマット状物の片面及び／又は両面に、層間接着用接着剤を付着させて複数枚積層し、加熱成形プレスを行うことで所定の密度、成形厚さからなるマット状物の成形物を得る工程、（Ｃ）得られたマット状物の成形物を所定形状に切断して熱伝導率測定用無機繊維マット標準板を得る工程からなることを特徴とする熱伝導率測定用無機繊維マット標準板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱伝導率測定用の標準板として、経時変化に対する形状及び密度の安定性に優れ、また面方向における特性のバラツキが少なく、更に製造ロットによる特性のバラツキの少ない熱伝導率測定用無機繊維マット標準板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建築材料、例えばグラスウール、ロックウール等に関する熱性能を評価する値として熱伝導率が使用される。熱伝導率はその材質内部において一定の温度勾配があるとき、そこを定常的に移動する熱量の大小を表す比例定数であり、この値が小さければその材料は断熱性能に優れたものであり、熱を伝え難いことになる。
この熱伝導率の測定には試験体を通過する熱流を電力として直接測定する平板直接法のような絶対法と、試験体と熱伝導率の基準となる標準板を重ね表面温度差を測定し、その比と標準板の熱伝導率から算出する平板比較法のような相対法がある。相対法においては平板比較法では標準板、平板熱流計法及び保護熱流計法では熱流計の校正板として標準板が使用される。この標準板は試験機関により検定がなされたものであり、材質としては高密度グラスウールやポリスチレンフォーム等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし高密度グラスウールから標準板を製造する場合、通常のグラスウール製造技術から製造されたものは密度ムラが生じ易く、又、製造ロット間での性能のバラツキが生じ易かった。ポリスチレンフォームによる製品においても製品寸法及び性能に経年変化が生じ易かった。
熱伝導率標準板としての性能については、熱伝導率が試験材料に近い値であり、経時変化に対する各形状の安定性があり、面方向での性能特性にバラツキが少ない等が必要である。又、測定装置に関して、熱伝導率測定装置に限らず様々な測定装置において装置間の特性差により測定値に誤差が生じ、真の値との誤差がどの程度あるのか等検討がなされており、その校正に使用するため上記性能を有するような標準板的物質材料等であることが必要である。
本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、熱伝導率の安定性に優れ、材料の面方向での特性のバラツキが少なく、製造ロットによる性能差が少ない無機繊維マット標準板及びその製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板は、繊維径が３〜８μｍのガラス繊維を前記熱伝導率測定用無機繊維マット標準板に対して少なくとも７５重量％以上含有し、少なくとも有機繊維と接着剤と含有するマット状物を複数枚積層成形することで得られることを特徴とする。更に、接着剤は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は澱粉類であることが好ましい。本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板の製造方法は、無機繊維を主成分とし有機繊維と接着剤とを含有するマット状物を複数枚積層成形することで得られる熱伝導率測定用無機繊維マット標準板の製造方法であって、少なくとも（Ａ）平均繊維径が３〜８μｍのガラス繊維を前記熱伝導率測定用無機繊維マット標準板に対して少なくとも７５重量％以上と有機繊維とマット状物形成用接着剤とを混合し、湿式抄紙法によりウェットマット状物を形成する工程、（Ｂ）このウェットマット状物の片面及び／又は両面に、層間接着用接着剤を付着させて複数枚積層し、加熱成形プレスを行うことで所定の密度、成形厚さからなるマット状物の成形物を得る工程、（Ｃ）得られたマット状物の成形物を所定形状に切断して熱伝導率測定用無機繊維マット標準板を得る工程からなることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板において主成分として用いるガラス繊維は、通常、無機繊維断熱材に使用されるグラスウールを用いるが、成形性、形状保持性向上のためセピオライト繊維等の無機繊維を共に用いることもできる。ガラス繊維の含有率は、熱伝導率測定用無機繊維マット標準板の総重量に対し７５重量％以上である。５０％未満であると最終製品の熱伝導率の経時的安定性が低下し、性能のバラツキが大きくなる場合がある。また、ガラス繊維の平均繊維径は３〜８μｍが好ましく、更に好ましくは４〜６μｍである。熱伝導率は繊維径の変化に応じて変化するため、繊維径が３μｍ未満であると、熱伝導率が目標値よりも小さくなり、繊維径が８μｍを超えると熱伝導率が目標値よりも大きくなりすぎる場合があり、熱伝導率測定用標準板として不具合が生ずることがある。
【０００６】
本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板においては、主成分とする無機繊維の他に、１又は２以上の有機繊維を用いる。有機繊維としては、一例を挙げると、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維などを使用することができ、これらに限定されるものでないが、耐熱性及び熱収縮が起きにくいアラミド繊維が好ましい。また、有機繊維の繊維径は、特に限定されないが、１０〜３０μｍ程度とし、上記無機繊維の繊維径を３〜８μｍとさせて無機繊維のそれより太い繊維径とすれば、成形性がよく、また熱伝導率測定用標準板の形状保持性、復元反発力抑制等を向上させることができる。
【０００７】
また、無機繊維マット標準板において用いる接着剤としては、マット状物として成形することができる接着剤であればよく、特に限定されるものではないが、一例をあげると、未硬化の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は澱粉類の接着剤であり、熱硬化性樹脂であれば、ユリア樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等、熱可塑性樹脂であれば、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、変性シリコーン等のエマルジョン、澱粉類であれば、通常の澱粉の他にリン酸澱粉も用いることができる。これらの接着剤は１種類に限らず複数の種類の接着剤を用いることもできる。
【０００８】
本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板には、本発明を阻害しない範囲のものであれば炭酸カルシウム、クレイ、マイカ、タルク、シリカ、水酸化マグネシウム、パーライト、バーキュミライト、ガラスバルーンなどの無機充填材や軽量骨材等を適時配合させることもできる。
更に、成形性、形状保持性、保水性、防カビ性等を向上させるため、界面活性剤、分散助剤、凝集剤等の補助剤を添加して用いることもできる。
【０００９】
次に本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板の製造方法を説明する。まず初めに、平均繊維径が３〜８μｍのガラス繊維を少なくとも７５重量％以上と、アラミド繊維などの有機繊維、更に熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂又は澱粉類などの成形用接着剤とを混合して、パルパー又はミキサー等に投入し、水に分散させて繊維等を離解し、各投入物質が十分に分散した後、貯蔵タンク内に移送して貯蔵タンク内で攪拌する。攪拌により混合物は水分散含有繊維状スラリーとなる。攪拌は混合の量、混合のしやすさなどにより貯蔵タンクを２個以上用意して攪拌を連続で行なうようにしてもよい。ガラス繊維のうち、グラスウールについては、有機繊維と成形用接着剤とを混合して、パルパー又はミキサー等に投入する前に、予め、水中にて離解又は空気中で解繊後、水中に分散させておいたものであってもよい。それにより、十分に解繊、分散したウエットマット状物が得ることが容易になる。水中にて離解するにはパルパー又はミキサー等を用い、また、空気中で解繊させるには公知の解繊機等を用いることができる。
【００１０】
ウエットマット状物に形成するには、上記攪拌後の水分散樹脂含有繊維状スラリーを、公知の一般的な抄紙製造工程により抄紙する。例えば上記水分散含有繊維状スラリーを長網式、円網式、ロートフォーマー式抄造機で抄造を行なう。これにより厚み３〜８ｍｍ程度に抄造してウェットマット状物を得る。
【００１１】
次に、得られたウエットマット状物の片面及び／又は両面に層間接着用接着剤を塗布させて、複数枚積層し、加熱成形プレスして、所定密度、成形厚さのマット状成形物を得る。
このウェットマット状物は層間接着用接着剤を塗布する前に、乾燥させたものであってもよい。乾燥は、自然乾燥、強制乾燥のいずれの乾燥でもよいが、強制乾燥の場合は、乾燥温度５０〜１５０℃程度の低い温度としてマット状物形成用接着剤を末硬化の状態のままにすることにより、柔軟性、成形性があるものが得られる。
【００１２】
層間接着用接着剤としては、上記マット状物形成用接着剤を使用してもよく、又アクリル系エマルジョン等を使用してもよい。層間接着用接着剤の塗布量は上記マット状物１枚当たり５〜２０ｇ／ｍ２とすればよい。接着剤成分及び製品総重量に対する繊維含有率等により異なるが、５ｇ／ｍ２未満では接着剤量が少なすぎて、接着ムラが生じ易く、２０ｇ／ｍ２を超えると接着剤量が過剰となりで経済的でない場合がある。
層間接着用接着剤の塗布方法は、均一に接着効果が得られるものであれば特に限定されるものではなく、スプレー方式、コーターによる塗布など公知の技術を用いることができる。
ウェットマット状物の積層枚数は、複数枚であれば特に限定されないが、通常は８〜１８枚程度とする。加熱減圧プレスによる成形での加熱乾燥温度は通常１５０〜２００℃、プレス圧は２０〜４０ｔｆ／ｍ２とし、プレス時間に関しては接着剤特性により変わるため、約２０分〜３時間として積層成形品の湿分を完全に除去できる時間とすればよい。
【００１３】
その後、得られたマット状成形物を所定形状に切断して熱伝導率測定用無機繊維マット標準板を得る。
本発明において成形物の切断は、特に限定されるものではなく、ダイヤモンドカッター等、切断性が高く、切断面が美麗に仕上るものであればよい。
なお、切断面の形状安定性のため樹脂などのコーティングにより把持破損、破壊等が生じないようにしてもよい。
【００１４】
本発明において製造された成形加工品としては、通常、密度は１５０〜２５０ｋｇ／ｍ３の範囲に、厚さは２０〜２５ｍｍ、一辺の寸法が２００〜９００ｍｍの正方形として、所定熱伝導率及び測定機器校正値により各種の性能又は形状に成形されて、熱伝導率を測定後に、標準板として用いることができる。
本発明における無機繊維マット標準板の熱伝導率は「ＪＩＳ  Ａ１４１２−１９９４  熱絶縁材の熱伝導率及び熱抵抗の測定方法」による測定で、温度２５℃条件下で０．０３０〜０．０３５（Ｗ／ｍＫ）の範囲に調整されていることが好ましい。上記範囲は建材として使われる材料に近い熱伝導率である。
【００１５】
【実施例】
［実施例］
無機繊維としてガラス繊維、セピオライト繊維を使用した。使用したガラス繊維はガラス組成が調整された原料を溶融炉により溶融し、溶融ガラスを繊維化装置に投入、ガラスウールとして製造されたものである。ガラス繊維径は平均繊維径で４〜６μｍに調整される。このガラスウールを製品総重量に対して８８重量％及びセピオライト繊維２重量％、有機繊維としてアラミド繊維３重量％をパルパーに投入し、水に分散、離解する。上記パルパー中に成形用接着剤としてリン酸デンプン６重量％、その他に、界面活性剤、分散助剤、凝集剤等合計で１重量％を適時投入し、別のミキシングタンクに移送し、さらに攪拌する。この攪拌により繊維の分散と接着剤等との混合均一を図る。
【００１６】
攪拌して得られる繊維含有スラリーを抄造機ヘッドより吐出させ、抄造機幅方向のスラリーの均一性をより調節し、幅方向での密度分布を安定させ、円網・長網併用方式のロートフォーマー抄造機で抄造する。抄造機のワイヤーネット上で水分を自然ろ過及び脱水することで、単層のウェットマット状物の水分含有率を形状保持性、成形性の面から水分３０％にした後、１５００ｍｍ長さ、２２００ｍｍ幅に一次切断し、更に表面が耐水処理された新聞紙又は厚紙上に載せ、次に乾燥機に搬送、乾燥機温度１００℃で２分間乾燥し、成形用接着剤が未硬化の状態の単層のウェットマット状物５ｍｍを得た。
【００１７】
次にこの単層ウェットマット状物の片面にアクリルエマルジョンタイプの層間接着用接着剤をスプレーにより１枚当たり１５ｇ／ｍ２塗布した後、１０枚積層し、加熱減圧プレス機により加熱温度１８０℃、乾燥時間２時間半、プレス圧力２０ｔｆ／ｍ２により製品密度２００ｋｇ／ｍ３、厚み２５ｍｍに成形し、マット状物の成形物を得た。次に切断機により３００□、４５０□、９００□等の寸法に加工し、製品を得た。最終製品としての本発明の無機繊維マット標準版の熱伝導率は「ＪＩＳ  Ａ１４１２−１９９４  熱絶縁材の熱伝導率及び熱抵抗の測定方法」の平板直接法、温度２５℃条件下で０．０３３Ｗ／ｍＫであった。
【００１８】
［比較例］
従来例として通常のグラスウール製造技術により製作されたガラス繊維含有率９０％の高密度グラスウールによる比較用標準板を製作した。
実施例により製作した標準板と比較例に関する測定結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】
0004168361.tif 000002
【００２０】
［測定、評価方法］
熱伝導率：「ＪＩＳ  Ａ１４１２−１９９４  熱絶縁材の熱伝導率及び熱抵抗の測定方法」により測定評価した。
密度安定性：製造ロット間での製品密度を測定し、１９５〜２０５ｋｇ／ｍ３の範囲に入った割合を算出した。
ロット間性能安定性：製造ロット間での熱伝導率を測定し、０．０３３Ｗ／ｍＫ（ａｔ２５℃）であったものの割合を算出した。
【００２１】
［結果］
実施例で得られた標準板は、比較例の標準板と比べて、厚さ方向及び面方向での密度ムラが少ないため、性能のバラツキが小さく、密度安定性は比較例の７０％に対し９０％であった。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の熱伝導率測定用無機繊維マット標準板及びその製造方法によれば、熱伝導率の安定性、経時変化に対する寸法保持性と性能安定性、面方向での性能特性のバラツキが少なく、又、製造ロット間での性能のバラツキが少なく安定供給ができ、安価で美麗である製品及びその製造方法を提供できる効果がある。