JP2011069007A

JP2011069007A - 植物繊維系断熱マットの製造方法

Info

Publication number: JP2011069007A
Application number: JP2009220077A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Takahashi; 一郎高橋; Katsuyuki Takayama; 勝行高山; Michio Nobori; 道夫登; Akira Nakazono; 章中園
Original assignee: Fujita Corp; Oji Packaging Systems Co Ltd
Current assignee: Fujita Corp; Oji Packaging Systems Co Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: JP5415198B2

Abstract

【課題】取り扱い性に優れるパルプ繊維製断熱マット４２を提供すること。
【解決手段】通気性を有する第１の面材Ｍ１の上にパルプ繊維を接着剤と共に積層して第１のパルプ繊維層Ｓ１を形成し圧縮する。第１のパルプ繊維層Ｓ１の上に、通気性を有する第２の面材Ｍ２を載置する。第２の面材Ｍ２の上にパルプ繊維を接着剤と共に積層して第２のパルプ繊維層Ｓ２を形成し圧縮する。このような手順により４つのパルプ繊維層が積層された積層体３４を形成する。次に、積層体３４を乾燥炉１４に搬入し乾燥させる。これによりパルプ繊維製断熱マット４２が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は植物繊維系（パルプ繊維（再生パルプ繊維を含む）、木材繊維、麻繊維、竹繊維など）断熱マットの製造方法に関する。

従来の断熱材に使用されている材料は、主に石油を原料とする発泡樹脂系および鉱物繊維系の断熱材である。発泡樹脂系の断熱材の施工方法は、吹付け工法、充填工法、押出マット成形等の施工法である。鉱物繊維系の断熱材の施工方法は、主にマット状にした施工方法である。

特開２００８−１２７８７２特開２００７−２３０２２８特開２０００−１６０７１３

しかしながら、石油を原料とする発泡樹脂系および鉱物繊維系の断熱材では下記の不具合が生じる。
発泡樹脂系断熱材の施工時のフロンガス使用による地球環境破壊の問題
発泡樹脂系断熱材の火災時の有害ガス発生の問題
鉱物繊維系断熱材の粉塵（ハウスダスト等）発生の懸念に関する問題
発泡樹脂系および鉱物繊維系断熱材の製造時ＣＯ２排出量の増大による環境破壊問題

上述の問題を解決するためパルプ繊維（新聞残紙等をリサイクルし綿状、繊維状にして再生した再生パルプ繊維を含む）などの植物繊維を用いることが考えられる。
しかしながら、植物繊維の主な適用分野は、建築物の断熱材としての用途が主流であった。
また、植物繊維の主な施工方法は、吹付け工法、吹込み工法、充填工法の３種類であった。
そこで、本発明者は、植物繊維の断熱材としての適用範囲を拡大する為に、植物繊維をマット状およびボード状（以下マットと略記）に成型する技術を発明することにより、より広範囲な市場への適用を目指す。
なお、本発明の植物繊維断熱材のマット状に施工する方法は、湿式工法と乾式工法の2種類がある。

植物繊維をマット状に成形する技術を発明することにより、断熱材としての適用範囲を拡大し、建築分野以外の新たな分野への断熱工法の提案を可能にした。例えば、輸送用冷凍コンテナ、事務所ビル用不燃区画、クリーンルーム、家電製品、自動車などの断熱材として応用が考えられる。
したがって、本発明の目的は、建物の省エネと火災安全の問題を考慮して、植物繊維を用いて、次世代の断熱工法を実現することを目指したものである。

前記目的を達成するため本発明の植物繊維製断熱マットの製造方法は、可撓性および通気性を有する第１の面材を平面上に展開する工程と、前記第１の面材上に、植物繊維を、単位面積当たりの重量が予め定められた値となりかつ高さが均一になるように接着剤と共に積層して第１の植物繊維層を形成する工程と、前記第１の植物繊維層の上に可撓性および通気性を有する第２の面材を載置する工程と、前記第２の面材の上に、植物繊維を、単位面積当たりの重量が予め定められた値となりかつ高さが均一になるように接着剤と共に積層して第２の植物繊維層を形成する工程と、このような工程により複数の植物繊維層を積層した積層体を形成する工程と、前記植物繊維層を形成する工程毎にそれら植物繊維層を圧縮する、または、前記積層体を圧縮する工程と、前記積層体を一定の厚さに維持した状態で乾燥させ植物繊維製断熱マットを得る工程とを備えることを特徴とする。

本発明の製造方法によれば、植物繊維が面材と絡み合い、植物繊維層が剥がれにくい植物繊維製断熱マットが得られ、得られた植物繊維製断熱マットは、取り扱い性に優れたものとなる。
したがって、本発明の製造方法によれば、取り扱い性に優れた植物繊維製断熱マットが得られることから、植物繊維製の断熱材としての適用範囲を拡大し、建築分野以外の新たな分野への断熱工法への応用が可能となり、次の効果が奏される。
植物繊維断熱材の施工にはフロンガスを使用しない（ノンフロン工法）。
防燃処理を施した植物繊維断熱材は、不燃材料または難燃材料としての性能を有し火災時に有害ガスが発生しない。
植物繊維の中でも再生パルプ繊維を用いた場合には、再生パルプ繊維は、新聞紙等の古紙を再び繊維状、綿状にしたものを主原料とし、地球資源の有限を考慮した高環境対応型の断熱材料である（リサイクル材料）。
鉱物繊維系のような粉塵の発生が少ない。
すなわち、環境問題と火災安全を考慮した技術革新性の高い付加価値を有する植物繊維製断熱マットを用いた様々な断熱工法が可能となる。

植物繊維製断熱マットの製造装置の平面図である。植物繊維製断熱マットの製造装置の正面図である。搬送路の上に第１の面材を載置し、その上に第１のパルプ繊維層を形成した状態の断面図である。第１のパルプ繊維層の上に第２の面材を載置した状態の断面図である。第２の面材の上に第２のパルプ繊維層を形成した状態の断面図である。搬送路の上に第１乃至第４のパルプ繊維層からなる積層体を形成した状態の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
なお、本実施の形態では、パルプ繊維（再生パルプ繊維を含む）、木材繊維、麻繊維、竹繊維などの植物繊維のうち、パルプ繊維を用いた場合について説明する。
また、本実施の形態の製造方法を植物繊維製断熱マット４２の製造装置と共に説明する。
製造装置１０は、搬送路１２、第１〜第４のステーションＳＴ１〜ＳＴ４、乾燥炉１４などを含んで構成されている。
第１〜第４のステーションＳＴ１〜ＳＴ４は、それぞれ繰り出しロール１６、ガイドローラ１８、攪拌機２０、均しローラ２２、圧縮ローラ２４などを含んで構成されている。

搬送路１２は、被搬送物を上流部から下流部に向けて搬送させるものである。
本実施の形態では、駆動ローラ２６と従動ローラ２８とにわたってベルト（下側搬送部材）３０が掛け渡されており、搬送路１２は、上側に位置するベルト３０の上面で構成されている。
ベルト３０は、その厚さ方向に空気が流通するように通気性を有している。

搬送路１２の上流端に第１のステーションＳＴ１が配置されている。
第１のステーションＳＴ１の繰り出しロール１６は、搬送路１２の上流端の上方に配置されている。
繰り出しロール１６には、一定幅の長尺な第１の面材Ｍ１が巻回されている。
第１の面材Ｍ１は、可撓性および通気性を有している。
このような面材Ｍ１として、合成樹脂製繊維やガラス繊維など、従来公知の様々な材料からなる不織布やネットが使用可能である。
ガイドローラ１８は繰り出しロール１６の下方の箇所に配置されている。
搬送路１２の搬送と共に、第１の面材Ｍ１が繰り出しロール１６から繰り出され、ガイドローラ１８により搬送路１２上で平面的に展開され、第１の面材Ｍ１は搬送路１２と共に下流へと搬送されていく。

第１のステーションＳＴ１の攪拌機２０は、搬送路１２上で繰り出しロール１６よりも下流の箇所に設けられている。
攪拌機２０は、搬送路１２の上方に設けられ、攪拌機２０からは、単位面積当たりについて予め定められた重量のパルプ繊維が、第１の面材Ｍ１上での高さが均一になるように接着剤と共に落下される。
これにより、図３に示すように、第１の面材Ｍ１の上にパルプ繊維が積層され、第１のパルプ繊維層（第１の植物繊維層）Ｓ１が形成される。
落下量は、本実施の形態では、パルプ繊維の密度が２０〜１００Ｋｇ／ｍ^３になるように調整した。

吹き付けるパルプ繊維として市販品が使用可能であり、例えば、王子製袋株式会社製の商品名「ダンパック」が使用可能である。
また、湿式工法の場合、パルプ繊維と接着剤を同時に落下させるか、予めパルプ繊維に接着剤を混ぜ合わせた材料を水と一緒に落下させる。
接着剤は、水性接着剤や水溶性接着剤などが好適である。
また、乾式工法の場合には、予めパルプ繊維に接着剤を混ぜ合わせた材料を落下させる。
接着剤は、熱溶融性のものが好適である。

本実施の形態では、攪拌機２０の下方に位置する上側のベルト３０の下面に、この下面との間に閉塞空間を形成するケース３２が設けられ、植物繊維の積層時に、このケース３２内の空気を吸引することで、第１の面材Ｍ１上の空気を吸引するようにしている。
このように、植物繊維の積層時に、第１の面材Ｍ１上の空気を吸引すると、粉塵の飛散を抑制でき、作業環境を向上する上で有利となることは無論のこと、パルプ繊維を均一に積層する上でも有利となり、パルプ繊維を第１の面材Ｍ１と絡み合わせる上でも有利となる。

第１のステーションＳＴ１の均しローラ２２は、搬送路１２上で攪拌機２０よりも下流の箇所に設けられている。
均しローラ２２は、第１のパルプ繊維層Ｓ１の上面を均し、略均一の高さの略平面に均す。

第１のステーションＳＴ１の圧縮ローラ２４は、搬送路１２上で均しローラ２２よりも下流の箇所に設けられている。
圧縮ローラ２４は、搬送路１２の上面からの第１のパルプ繊維層Ｓ１の高さ（厚さ）を２５ｍｍに圧縮する。

搬送路１２上で第１のステーションＳＴ１の下流の箇所に第２のステーションＳＴ２が配置されている。
第２のステーションＳＴ２の繰り出しロール１６は、搬送路１２の上方に配置されている。
繰り出しロール１６には、一定幅の長尺な第２の面材Ｍ２が巻回されている。
第２の面材Ｍ２は、可撓性および通気性を有し、第１の面材と同様な部材が使用可能である。
ガイドローラ１８は繰り出しロール１６の下方の箇所に配置されている。
搬送路１２の搬送と共に、すなわち、第１の面材Ｍ１を含む第１のパルプ繊維層Ｓ１の搬送と共に、図４に示すように、第２の面材Ｍ２が繰り出しロール１６から第１のパルプ繊維層Ｓ１の上面に繰り出される。そして、第２の面材Ｍ２は、ガイドローラ１８により搬送路１２上に展開され、第２の面材Ｍ２は第１のパルプ繊維層Ｓ１と共に下流へと搬送されていく。

第２のステーションＳＴ２の攪拌機２０は、搬送路１２上で繰り出しロール１６よりも下流の箇所に設けられている。
攪拌機２０は、搬送路１２の上方に設けられ、攪拌機２０からは、単位面積当たりについて予め定められた重量のパルプ繊維が、第２の面材Ｍ２上での高さが均一になるように接着剤と共に落下される。
これにより、図５に示すように、第２の面材Ｍ２の上にパルプ繊維が積層され、第２のパルプ繊維層（第２の植物繊維層）Ｓ２が形成される。
落下量は、本実施の形態では、パルプ繊維の密度が２０〜１００Ｋｇ／ｍ^３になるように調整した。
また、第２の面材Ｍ２の上に、第１のパルプ繊維層Ｓ１と同じ厚さでパルプ繊維を積層して第２のパルプ繊維層Ｓ２を形成した。
用いるパルプ繊維、接着剤は、第１のパルプ繊維層Ｓ１に用いるパルプ繊維と同様である。

また、第１のステーションＳＴ１と同様に、攪拌機２０の下方に位置する上側のベルト３０の下面に、この下面との間に閉塞空間を形成するケース３２が設けられ、植物繊維の積層時に、このケース３２内の空気を吸引することで、第１の面材および第１のパルプ繊維層Ｓ１を通して第２の面材Ｍ２上の空気を吸引するようにしており、作業環境を向上する上で有利となり、パルプ繊維を均一に積層する上でも有利となり、パルプ繊維を第２の面材Ｍ２と絡み合わせる上でも有利となる。

第２のステーションＳＴ２の均しローラ２２は、搬送路１２上で攪拌機２０よりも下流の箇所に設けられている。
均しローラ２２は、第２のパルプ繊維層Ｓ２の上面を均し、略均一の高さの略平面に均す。

第２のステーションＳＴ２の圧縮ローラ２４は、搬送路１２上で均しローラ２２よりも下流の箇所に設けられている。
圧縮ローラ２４は、搬送路１２の上面からの第２のパルプ繊維層Ｓ２の高さを５０ｍｍに圧縮する。

搬送路１２上で第２のステーションＳＴ２の下流の箇所に第３のステーションＳＴ３が配置され、第３のステーションＳＴ３の下流の箇所に第４のステーションＳＴ４が配置されている。
第３、第４のステーションＳＴ３、ＳＴ４の構成は第１、第２のステーションＳＴ１、ＳＴ２と同様である。
すなわち、第３のステーションＳＴ３では、第２のパルプ繊維層Ｓ２の上に、繰り出しロール１６から第３の面材Ｍ３が繰り出され、第３の面材Ｍ３の上に第３のパルプ繊維層（第３の植物繊維層）Ｓ３が形成される。
第３の面材Ｍ３は、可撓性および通気性を有し、第１の面材と同様な部材が使用可能である。
攪拌機２０からのパルプ繊維の落下量は、本実施の形態では、パルプ繊維の密度が２０〜１００Ｋｇ／ｍ^３になるように調整され、また、第３の面材Ｍ３の上に、第１のパルプ繊維層Ｓ１と同じ厚さでパルプ繊維を積層して第３のパルプ繊維層Ｓ３を形成した。
用いるパルプ繊維、接着剤は、第１のパルプ繊維層Ｓ１に用いるパルプ繊維と同様である。
なお、植物繊維の積層時に、第１、第２のステーションＳＴ１、ＳＴ２と同様に、ケース３２内の空気を吸引する。
そして、均しローラ２２により第３のパルプ繊維層Ｓ３の上面が均され、圧縮ローラ２４により、搬送路１２の上面からの第３のパルプ繊維層Ｓ３の高さが７５ｍｍに圧縮される。

また、第４のステーションＳＴ４では、第３のパルプ繊維層Ｓ３の上に、繰り出しロール１６から第４の面材Ｍ４が繰り出され、第４の面材Ｍ４の上に第４のパルプ繊維層（第４の植物繊維層）Ｓ４が形成される。
第４の面材Ｍ４は、可撓性および通気性を有し、第１の面材と同様な部材が使用可能である。
攪拌機２０からのパルプ繊維の落下量は、本実施の形態では、パルプ繊維の密度が２０〜１００Ｋｇ／ｍ^３になるように調整され、また、第４の面材Ｍ４の上に、第１のパルプ繊維層Ｓ１と同じ厚さでパルプ繊維を積層して第４のパルプ繊維層Ｓ４を形成した。
用いるパルプ繊維、接着剤は、第１のパルプ繊維層Ｓ１に用いるパルプ繊維と同様である。
なお、植物繊維の積層時に、第１、第２のステーションＳＴ１、ＳＴ２と同様に、ケース３２内の空気を吸引する。
そして、均しローラ２２により第４のパルプ繊維層Ｓ４の上面が均され、圧縮ローラ２４により、搬送路１２の上面からの第４のパルプ繊維層Ｓ４の高さが１００ｍｍに圧縮される。
このように第１の面材Ｍ１上に、第１のパルプ繊維層Ｓ１、第２の面材Ｍ２、第２のパルプ繊維層Ｓ２、第３の面材Ｍ３、第３のパルプ繊維層Ｓ３、第４の面材Ｍ４、第４のパルプ繊維層Ｓ４が積層されることで、図６に示す積層体３４が構成される。
なお、第１乃至第４のパルプ繊維層Ｓ１〜Ｓ４の厚さを、それぞれ異なる値に設定しても良いことは無論のことであるが、この実施の形態のように等しい厚さで形成しておくと、面の全域にわたり均一な断熱性能を発揮させる上で有利となり、また、意匠上も有利となる。

搬送路１２上で第４のステーションＳＴ４の下流の箇所に乾燥炉１４が配置されている。
乾燥炉１４は、熱風を発生させる方式など、従来公知の様々な形式の乾燥機が使用可能である。
本実施の形態では、乾燥炉１４に、駆動ローラ３６と、従動ローラ３８と、複数のガイドローラ３９と、それらローラ３６、３８、３９に掛け渡されたベルト（上側搬送部材）４０が設けられ、このベルト４０は、搬送路１２のベルトと同一の速度で移動するように構成されている。
ベルト４０は、その厚さ方向に空気が流通するように通気性を有している。
そして、下側に位置するベルト４０が積層体３４の上面に当接され、積層体３４は一定の厚さに維持した状態で乾燥される。
積層体３４がこのように乾燥されることで植物繊維製断熱マット４２が得られる。
得られた植物繊維製断熱マット４２は、所望の大きさに切断して使用される。

得られた植物繊維製断熱マット４２は、パルプ繊維が第１乃至第４の面材Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４と絡み合い、パルプ繊維層が剥がれにくい構造となっており、したがって、取り扱い性に優れた植物繊維製断熱マット４２が得られる。
また、本実施の形態では、ベルト４０が通気性を有する部材で構成されているので、乾燥炉１４において熱風が積層体３４の厚さ方向にも通過しやすくなり、乾燥効率を高める上で有利となる。
また、得られた植物繊維製断熱マット４２は防音マットとしても使用可能である。

なお、パルプ繊維の積層は、攪拌機２０からのパルプ繊維、接着剤の落下に限定されず、例えば、吹き付けガン、ポンプなどを用いて手動操作により、あるいは、ロボットなどを用いて自動的にパルプ繊維、接着剤を吹き付けることで行うようにしてもよい。
また、本実施の形態では、各パルプ繊維層Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成する毎に圧縮する場合について説明したが、積層体３４を形成したのち圧縮してもよい。但し、各パルプ繊維層Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成する毎に圧縮を行なうと、面材Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の平坦性を確保する上で有利となる。
また、積層体３４を構成するパルプ繊維層の数は無論任意である。
また、用途に応じ、植物繊維製断熱マット４２に防燃処理を施すなど任意である。
また、本実施の形態では、植物繊維としてパルプ繊維を用いた場合について説明したが、本発明は、木材繊維、麻繊維、竹繊維などその他の植物繊維に広く適用可能である。

１２……搬送路、ＳＴ１〜ＳＴ４……第１〜第４のステーション、１４……乾燥炉、３４……積層体、４２……植物繊維製断熱マット、Ｍ１……第１の面材、Ｍ２……第２の面材、Ｍ３……第３の面材、Ｍ４……第４の面材、Ｓ１……第１のパルプ繊維層、Ｓ２……第２のパルプ繊維層、Ｓ３……第３のパルプ繊維層、Ｓ４……第４のパルプ繊維層。

Claims

可撓性および通気性を有する第１の面材を平面上に展開する工程と、
前記第１の面材上に、植物繊維を、単位面積当たりの重量が予め定められた値となりかつ高さが均一になるように接着剤と共に積層して第１の植物繊維層を形成する工程と、
前記第１の植物繊維層の上に可撓性および通気性を有する第２の面材を載置する工程と、
前記第２の面材の上に、植物繊維を、単位面積当たりの重量が予め定められた値となりかつ高さが均一になるように接着剤と共に積層して第２の植物繊維層を形成する工程と、
このような工程により複数の植物繊維層を積層した積層体を形成する工程と、
前記植物繊維層を形成する工程毎にそれら植物繊維層を圧縮する、または、前記積層体を圧縮する工程と、
前記積層体を一定の厚さに維持した状態で乾燥させ植物繊維製断熱マットを得る工程と、
を備えることを特徴とする植物繊維製断熱マットの製造方法。
被搬送物を上流部から下流部に向けて搬送させる搬送路が設けられ、
前記第１の面材は前記搬送路の上流部に載置され、
前記第１の面材を水平面上に展開する工程を含む前記積層体を形成する工程が前記搬送路の上流側で行なわれ、前記乾燥させ植物繊維製断熱マットを得る工程が前記搬送路の下流側で行なわれる、
ことを特徴とする請求項１記載の植物繊維製断熱マットの製造方法。
前記第１、第２の面材を含む面材はそれぞれ繰り出しロール上に巻回された長尺な部材であり、
前記面材はそれらの繰り出しロールから前記搬送路上に連続して繰り出される、
ことを特徴とする請求項２記載の植物繊維製断熱マットの製造方法。
前記搬送路は、通気性を有し前記第１の面材が載置される下側搬送部材を含んで構成され、
前記植物繊維の積層時に、前記下側搬送部材の下方から前記第１の面材上の空気を吸引する、
ことを特徴とする請求項２または３記載の植物繊維製断熱マットの製造方法。
前記乾燥させる工程において、通気性を有する上側搬送部材が前記積層体の上面に当接され、前記上側搬送部材は前記下側搬送部材と同一の速度で移動する、
ことを特徴とする請求項４記載の植物繊維製断熱マットの製造方法。
前記複数の植物繊維層は、前記植物繊維が同じ厚さで積層される、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の植物繊維製断熱マットの製造方法。