JPH0351354A - 鉱物繊維複合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、特に成形品を製造するための素材として有用
な、鉱物繊維および熱硬化性結合剤を含む鉱物繊維複合
物に関するものである。

［従来の技術］ 鉱物繊維、特にガラス繊維またはロックウールベースの
素材、および結合剤を含むものの熱成形により、場合に
より成形された、高密度または低密度の成型品を得る方
法が知られている。

これらの素材は、例えば−１断熱材の目的に用いられる
鉱物繊維マットにより構成されうる。

これらの断熱材のための鉱物繊維マットは、種々の方法
で製造することができる。

例えば、ガラス繊維のような鉱物繊維は、遠心機により
延伸する、既存の技術により得ることができる。すなわ
ち、溶融ガラス質物が高速で回転する遠心機の中に注入
され、遠心機壁の一連のオリフィスを経てフィラメント
状に出てくる。該フィラメントは、・高速高温の気流に
よって繊維状に引き出される。気流によって引き出され
た該繊維は、収集装置に集められ、マットを形成する。

繊維マットの結合を確実にするために、繊維が収集装置
に到達するよりも前に、結合剤組成物を繊維上に吹き付
ける。続いて該マットを所望する厚さとする。

次に、この時はまだ湿っているが、このマットを、成形
品を製造するための素材として使用する。

さらに断熱材のための該鉱物繊維のフェルトまたはマッ
トは、成形品を製造するために、素材を成形するよりも
後に使用することもできる。そのためこれらは乾式であ
る。この場合、単一の繊維を分離する、またはフロック
を形成させるために、該マットを任意の適切な装置を用
いて裁断する。

これらの分離した繊維またはフロックに、鉱物繊維複合
物を成形するために、結合剤を加える。このようにして
、所望する成形品を得るために熱圧されるように再構成
されたマットの準備が整う。

このように鉱物繊維マットを再構成することにより得ら
れた鉱物繊維複合物は、例えば出願人により１９８８年
１２月１日に登録した仏国特許第８８−１５３７５号に
記載されている。

上述の特許請求の範囲内である該鉱物繊維複合物は、特
殊なカーデイング装置により寸断された鉱物繊維のフェ
ルトから得られたフロックおよび結合剤を加えることに
より成形される。

これらの製造物は、有益である。すなわち、それらは従
来の絶縁マットから製造されるために、特殊な製造方法
を必要としない、該再構成製造物は、それらの製造に使
用される最初のマットに非常に近い絶縁力を有し、且つ
絶縁マット製造工程により生じる異方性において、最初
の絶縁マットに比べ該再構成製造物の異方性が減少する
ことにより、より良い機械的特性を有する。

さらに、これらの再構成鉱物ｉＭ維複合物は、低温の繊
維上に液体または粉末形として加えられる結合剤を含有
する。このことは結合剤の選択について最大限の自由を
与えている。特に遅延作用結合剤すなわち室温で作用が
起こらない、または非常にゆっくりと作用が起こる結合
剤を選択することができる。つまりこれは使用前に該鉱
物繊維複合物を貯蔵することを可能にしている。

粉末形で加えられた結合剤は、溶剤を使用することのな
い鉱物繊維複合物の乾式製造を可能にしているためにと
くに有益である。この技術は、サイジングの影響のない
繊維／結合剤の混合を可能にする。結合は結合剤が溶融
する時のみ起こる。

上述の特許明細書に記載されている鉱物繊維複合物を成
形するために使用することのできる結合剤は、例えば、
ノボラックフェノールホルムアルデヒド樹脂、エポキシ
、シリコーン、ポリウレタン樹脂のような熱硬化性樹脂
、またはポリウレタンおよびポリプロピレン樹脂のよう
な熱可塑性樹脂である。

［発明が解決しようどする課題］ 鉱物繊維またはフロックおよびノボラックのような、あ
る種の粉末結合剤を含有してなる鉱物繊維複合物を使用
することは、得られた成形品が機械的強度、特に破断強
度が不十分であるという点が問題である。また、これら
の成形品は、高温で安定ではない。

従って本発明の目的は、高温にさらされた時でさえ、満
足な機械的強度を提供する成形品を製造するための素材
として有用な、粉末結合剤を含有する再構成した鉱物繊
維ベース鉱物繊維複合物を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の該鉱物繊維複合物は、鉱物繊維および粉末形の
熱硬化性結合剤を含有してなる。該結合剤は、鉱物繊維
複合物の総重量に対して、１〜７０重量％のノボラック
樹脂および０．５〜７０重量％のシリコーン樹脂を含有
してなる粉末型の熱硬化性樹脂の混合により構成される
ことを特徴とする。

該鉱物繊維は、絶縁鉱物繊維のフェルトを寸断すること
により得られる単一の繊維類またはフロ・〉り状である
ことができる。

さらに、該結合剤混合物は、フェノール樹脂に用いる難
燃性物質、例えばマイカのような通常の添加剤を含有す
ることができる。

該ノボラック樹脂は、ホルムアルデヒドのフェノールに
対するモル比が１未満の、酸性媒体中でのフェノールお
よびホルムアルデヒドの重縮合により得られるフェノー
ルホルムアルデヒド樹脂である。該樹脂は、およそ９０
℃を越えると溶融する。

シリコーン樹脂としては、メチルまたはフェニルシリコ
ーンおよび好ましくはメチルシリコーンが使用される。

メチルシリコーンは、４５℃〜７０℃の間のかなり低い
温度で溶融する。

本発明の鉱物繊維複合物から得られる、熱成形品の仕上
がり品に所望する特性によって、ノボラックおよびシリ
コーン樹脂の量を変更することができる。

このように該鉱物繊維複合物が、例えば、１５〜７０重
量％のシリコーン樹脂および１〜５重量％のノボラック
樹脂、好ましくは１５〜２０重景％のシリコーン樹脂お
よび１〜２重量％のノボラック樹脂を含有してなる結合
剤混合物を含んでいる時は、高温にかけたときでさえ、
良好な機械的強度の鉱物繊維複合物が得られる。さらに
機械抵抗の限界は、鉱物繊維のそれと一致する；鉱物Ｉ
ＩＩ維ではおよそ４５０〜５００℃：ロックウールでは
およそ７００℃である。シリコーンが、３００℃または
それ以上で分解を始めることに注目すべきである。該ノ
ボラック樹脂は炭化した０本発明の結合剤混合物を使用
することは、たとえ機械的強度がシリコーンの分解のた
めに減少したとしても、熟成形した製造物は、その形状
を維持するので、例えば熱遮蔽材として使用するときに
有益である。

該鉱物繊維複合物が、熱作用に対する機械的強度を必要
としない熱成形品の場合には、該結合剤混合物は、シリ
コーン樹脂の最少量（０，５〜２％）および１５〜７０
重量％の間のノボラック樹脂、好ましくは０．５〜１重
量％の間のシリコーン樹脂および１５〜２０重量％の間
のノボラック樹脂を含有することができる。その時の熱
成形品の仕上がり品は、良好な機械的強度を有する（実
施例１参照〉、多量のシリコーンを使用することは、機
械的強度を改善することなく製造物コストの価格を増加
させる。ノボラック樹脂は５良好な耐火挙動を持たない
ために、非常に多くの量の該樹脂の使用は望ましくない
。

また本発明の鉱物繊維複合物から調製した熱成形品の仕
上がり品は、湿気に抵抗力がある。従ってそれは例えば
、１０重１％のノボラック樹脂および１０重量％のシリ
コーン樹脂を含有する結合剤混合物を使用することがで
きる。さらに熱成形品の仕上がり品は、非常に湿った環
境でさえ機械的強度が長時間安定である。

熱作用に対するシリコーン樹脂の硬化時間を減少させる
ために、結合剤混合物に硬化剤を加えることは有利であ
る。

繊維に配合された結合剤の総量は、好ましくは７０重量
％より少なく、安定な構造の成形繊維製造物を得るのに
必要である最小割合は、繊維の３０重量％である。

該鉱物繊維複合物は、断熱材の用途で一般的に使用され
ているすべての鉱物繊維、例えばガラス繊維、ロックウ
ール、スラグｍ維またはセラミック繊維を含有すること
ができる。これらの繊維は絶縁鉱物繊維マットまたはフ
ェルトから調製することができる。

これらのマット類は、上述のように製造することができ
、且つ尿素やシラン等のような樹脂および通常の添加物
を含むサイジング組成物により処理した、例えば３〜６
μｍの間の平均直径のガラス繊維を含有することができ
る。断熱のための繊維のサイジングに通常に使用される
樹脂は、ノボラックまたはレゾール型のホルムアルデヒ
ド−フェノール樹脂であってもよい、レゾール樹脂は、
基本的な材料中で、フェノールに対してホルムアルデヒ
ドのモル比が１より大きい、ホルムアルデヒドとフェノ
ールの重縮合により得られる。完成した状態の絶縁マッ
トは、これらのおよそ５〜１０重量％を含有している。

［作　用コ 本発明の鉱物繊維複合物は、例えば上述のような断熱マ
ットを裁断することにより得られる単一のフィラメント
またはフロックとしての鉱物繊維から成形することがで
きる。これらのマットは、仏画特許第２，５９１，６２
１号または前述の仏画特許明細書に記載されているよう
な装置により裁断される。またカーデイング装置と呼ば
れるこれらの装置は、フロックを形成し、または繊維を
分離し、収集装置に重力により堆積して層を形成する。

従来の絶縁マットを製造する場合に生じる強い気流に干
渉されることなく、これらのフレークまたは分離した繊
維を収集することにより、該繊維は、いかなる特別な方
法によらずに、層を形成することができ、従って、より
等方性の製造物の構造を導くことができる。この粉末形
の結合剤は、一般的に繊維間の粉末のより一層な均質分
布を得るために、カーデイングの後、且つ収集装置上の
繊維の付着前に加える。

本発明の再構成した鉱物繊維複合物の製造に適切な断熱
マットの密度は、サイズおよび輸送のために要求される
約１（：）ｋｇ／ｘ３の低密度から３００Ａ、９／Ｉ３
の非常に高密度の範囲で変化させることができる。

本発明の鉱物繊維複合物は、例えば、成形品またはパネ
ルを製造する際の素材として使用することができる。−
船釣に成形は、２５０℃までの温度で、５〜１００ｋｇ
／ｃ１１２（５〜１００バール）の圧力により行われる
。該成形品またはパネルは、１００〜２０００λｇ　／
　ｚ　コの範囲にわたる密度を持ちうる。

使用される結合剤は、乾燥しており、且つ室温で不活性
または非常に低い活性を持つので、素材は、鉱物繊維複
合物の製造直後に、またはそうでなければ後の日に、成
形することができる。

〔実　施　例コ 以下、実施例にて本発明を説明する。なお、実施例にて
本発明を限定するものではない。

［実施例　１］ 鉱物繊維複合物を上述の仏画特許第８８−１５７３５号
明細書に記載されているように調製した。このガラス繊
維は、４〜５μｍの平均直径を有する。結合剤をノボラ
ック（２０％）およびメチルシリコーン（１％）粉末の
混合物で構成した。ここで、割合は該鉱物繊維複合物の
総重量に対して重量で示されている。さらにシリコーン
樹脂の硬化剤を含有させた。この鉱物繊維複合物の試料
を、結合剤混合物を硬化させるために異なる圧力で、２
００°Ｃで２分間処理し、様々な密度の試験試料を成形
した。

これらの試験試料を、曲げ強度試験にがけな。

およそ１５．ＯＸ　７５ｘｘのサイズの該試料を、二つ
の垂直支持体の先端に固定し、それらの中間点に、破断
点まで連続的に増加する応力にがけな。

効果の比較のために、該結合剤をノボラックのみ（２０
重量％）で調製した以外、同様の方法で鉱物繊維複合物
を製造した。この複合物の試料を、本発明の試験試料の
ように加熱処理した。

唯一の図は、本発明複合物（Ａ）および比較複合物（Ｂ
）の破断応力の曲線（複合物密度ｋｇ／ｘ’に対する応
力Ｎ／Ｉ”）を示している。

同じ密度で、本発明の複合ｅＡＡは、比較試験Ｂよりも
良好な破断強度を有し、且つ、密度が増加するとき、そ
の破断強度も増加することが判る。

このように、鉱物繊維複合物において、シリコ−ン樹脂
とともにフェノール樹脂を含む粉末結合剤の存在は、少
量の使用でさえも、この鉱物繊維複合物でつくられた成
形物の破断強度をかなり増加させる。

［実施例　２］ 鉱物繊維複合物を、実施例１と同様に調製した。

しかし、使用した結合剤は、２０重量％のメチルシリコ
ーンおよび１重量％のフェノール樹脂を含有させた。　
４００ｋｇ／ｘ”の密度で熱成形した後に得られた複合
物は、４５０℃の高温でさえ機械的に安定であり、熱遮
蔽材として使用することができる。

［発明の効果］ 本発明は多くの有利な点を提供する。

粉末形の結合剤を含む鉱物繊維複合物を製造することが
可能であり（それらは乾式で製造することができるので
特に有利である）、熱成形物の仕上がり品の機械的強度
を減少させない。

またシリコーンの存在は、熱成形物の仕上がり品に碗水
性の特徴を与えるために、該熱成形品は、非常に湿った
条件でさえら使用することが可能である。

シリコーンの十分な量を含有する成形物は、高温をかけ
たときでさえ、良好な機械的強度を有する。シリコーン
の分解に対応する温度でも、該熟成形物はその形状を未
だに保っているので、例えば自動車の熱遮蔽材として使
用するとき等が特に有利である。第一に、溶融シリコー
ンとノボラックの比が１０：１のときのそれぞれの粘着
性は、ノボラックの結合の前に、シリコーンが繊維を被
覆するのを可能にする。第二に、高温で使用している間
のフェノール結合剤の分解は、シリコーンの結合機能を
変えることはない。

使用する条件においては、該シリコーン樹脂はフェノー
ル樹脂に合致する。

また、シリコーン樹脂の存在によって、機械的強度を減
少させることなく、耐火挙動に劣るフェノール樹脂の量
を減少させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明複合物および比較複合物の破断応力の曲線
を示す図である０図において、縦軸は、破断応力Ｎ／、
！を示し、横軸は、複合物の密度ｋｇ／ｚ”を示してい
る。 Ａ・・・本発明複合物、Ｂ・・・比較複合物−（ｋｇ／
ｍす

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．結合剤が、完成した鉱物繊維複合物の総重量に対し
   て、１〜７０重量％のノボラック樹脂および０．５〜７
   ０重量％のシリコーン樹脂を含有してなる熱硬化性樹脂
   の混合物により構成されることを特徴とする、鉱物繊維
   および粉末形の熱硬化性結合剤を含有してなる鉱物繊維
   複合物。
2. ２．鉱物繊維複合物が、絶縁鉱物繊維のフェルトを裁断
   することにより得られる単一の繊維またはフロック状に
   より成形されることを特徴とする、請求項１に記載の鉱
   物繊維複合物。
3. ３．シリコーン樹脂が、メチルシリコーンであることを
   特徴とする、請求項１または２に記載の鉱物繊維複合物
   。
4. ４．結合剤混合物が、１５〜７０重量％のシリコーンお
   よび１〜５重量％のノボラック樹脂を含有してなること
   を特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載
   の鉱物繊維複合物。
5. ５．結合剤混合物が、１５〜２０重量％のシリコーンお
   よび１〜２重量％のノボラック樹脂を含有してなること
   を特徴とする、請求項４に記載の鉱物繊維複合物。
6. ６．結合剤混合物が、０．５〜２重量％のシリコーンお
   よび１５〜７０重量％のノボラック樹脂、を含有してな
   ることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項
   に記載の鉱物繊維複合物。
7. ７．結合剤混合物が、１〜２重量％のシリコーンおよび
   １５〜２０重量％のノボラック樹脂を含有してなること
   を特徴とする、請求項６に記載の鉱物繊維複合物。
8. ８．繊維が、ガラス、ロックウールまたはセラミック繊
   維であることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれ
   か１項に記載の鉱物繊維複合物。
9. ９．繊維が、３〜６μｍの平均直径を持つことを特徴と
   する、請求項８に記載の鉱物繊維複合物。
10. １０．熱成形品の製造に使用する、請求項１ないし９の
    いずれか１項に記載の鉱物繊維複合物。