JPH0952302A

JPH0952302A - 無機質繊維ボードの製造方法

Info

Publication number: JPH0952302A
Application number: JP23191695A
Authority: JP
Inventors: Toru Mizukami; 徹水上; Yuji Yokoo; 祐次横尾
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 1995-08-17
Filing date: 1995-08-17
Publication date: 1997-02-25
Anticipated expiration: 2015-08-17
Also published as: JP2880933B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無機質繊維が平面方向とほぼ直角な方向に配
向され、表面が平滑で厚さのばらつきが少ない無機質繊
維ボードを、比較的簡単な工程で製造できる製造方法を
提供する。【解決手段】無機質繊維に樹脂バインダーを付与しな
がら堆積させて無機質繊維マットを形成した後、このマ
ットをその平面方向とほぼ直角な方向に所定の幅で裁断
し、この裁断物１３をその裁断面が平面方向とほぼ平行
となる向きにして板状に配列して型枠２１内に配置し、
加熱、加圧して、樹脂バインダーを熱溶融又は熱硬化さ
せて無機質繊維を結着させ、ボード状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の内外壁、
間仕切り、ドア、天井等の断熱吸音材、又はパネルの芯
材等として用いられる、強度に優れた無機質繊維ボード
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、建築物の内外壁、間仕切り、
ドア、天井等の断熱吸音材、又はパネルの芯材等とし
て、無機質繊維ボードが多く用いられている。無機質繊
維ボードは、グラスウール等の無機質繊維を、フェノー
ル樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とするバインダーで結
着させてボード状に成形して製造され、一般的には、無
機質繊維がボードの平面方向に対してほぼ平行に配向さ
れている。

【０００３】しかし、このような無機質繊維ボードは、
平面方向と直交する方向、すなわち厚さ方向の圧縮に対
する強度が低く、また、曲げ剛性が低いことから、長尺
にした場合にたわみやすいという問題を有していた。

【０００４】これらの問題を解決するため、例えば、特
公昭52-25644号公報、実開昭55-119826 号公報、特開昭
59-88380号公報、実開昭60-146723 号公報等には、無機
質繊維が平面方向とほぼ直角方向に配向するようにした
無機質繊維ボード、又はそれを芯材として表皮材を貼付
したパネルが開示されている。

【０００５】これらの無機質繊維ボード又はパネルで
は、無機質繊維がボードの平面方向に対してほぼ平行に
配向されている一般的な無機質繊維ボードを作成した
後、この無機質繊維ボードを角柱状に裁断し、この角柱
状の裁断物を並べ替えて、無機質繊維の配向方向が、得
ようとするボードの平面方向に対してほぼ直角となるよ
うにしている。そして、角柱状の裁断物どうしを接着剤
で接着してボード状にするか、あるいは接着剤を塗布し
た表皮材上に角柱状の裁断物を並べてボード状に成形し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、一般的な無機質繊維ボードを作成した後、角柱
状に裁断して並べ替える方法では、裁断物を接着してボ
ードを再度成形しなければならないので、ボードの製造
に手間がかかり、コストが高くなるという問題があっ
た。

【０００７】また、上記の方法では、弾力性を有する無
機質繊維ボードを角柱状に裁断する際の寸法精度に限界
があるため、精度が低い場合には、裁断物の幅にばらつ
きが生じて裁断物どうしの間に隙間ができたり、裁断物
を並べて得たボードの表面に凹凸ができて、鋼板等の表
皮材を貼付する際に接着不良が発生する等の問題があっ
た。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、無機質繊維が平面方向とほぼ直角な
方向に配向された、強度に優れた無機質繊維ボードの製
造方法であって、製造工程を簡略化して製造コストを低
減でき、表面が平滑で厚さのばらつきが少なく、表皮材
を接着したときの剥離強度に優れた無機質繊維ボードの
製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の無機質繊維ボードの製造方法は、無機質繊
維が平面方向とほぼ直角な方向に配向された無機質繊維
ボードの製造方法であって、無機質繊維に樹脂バインダ
ーを付与しながら堆積させて無機質繊維が平面方向とほ
ぼ平行に配向された無機質繊維マットを形成する工程
と、前記無機質繊維マットを、その平面方向とほぼ直角
な方向に所定の幅で裁断する工程と、前記無機質繊維マ
ットの裁断物を、その裁断面が平面方向とほぼ平行とな
る向きにして板状に配列し、型枠内に配置する工程と、
前記無機質繊維マットを加熱、加圧して、前記樹脂バイ
ンダーの熱溶融又は熱硬化により前記無機質繊維を結着
させ、ボード状に成形する工程とを含むことを特徴とす
る。

【００１０】本発明によれば、無機質繊維に樹脂バイン
ダーを付与しながら堆積させて形成した無機質繊維マッ
トを、加熱、加圧する前に、平面方向とほぼ直角な方向
に所定の幅で裁断し、この裁断物を、その裁断面が平面
方向とほぼ平行となる向きになるように板状に配列して
型枠内に配置し、加熱、加圧して無機質繊維ボードを製
造するようにしたので、樹脂バインダーによる無機質繊
維の結着と同時に、裁断物どうしの接着を行うことがで
き、従来の方法に比べて工程が簡略化されるので、製造
コストを低減することができる。

【００１１】また、裁断物の寸法精度がそれほど高くな
くても、型枠内に配置して加熱、加圧する工程で、所定
の厚さになるように圧縮成形されるので、表面が平滑で
厚さのばらつきが少なく、したがって表皮材を貼付した
際に接着不良が起こることがなく、また、ボード内に隙
間が発生することもない無機質繊維ボードを得ることが
できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明において無機質繊維として
は、ガラス繊維、鉱物繊維などの他、アルミナ繊維、ム
ライト質繊維等のセラミック繊維などから選ばれた１
種、又は２種以上を、カーディング等の方法によって混
合した混合物を用いることができる。これらのうち、軽
量で、断熱吸音性に優れていることから、繊維が綿状で
あるグラスウール、ロックウール、セラミックウールを
用いるのが好ましい。なお、無機質繊維は、遠心法、火
焔法等、いずれの方法で得られたものであってもよい。
また、防火性、耐火性が損なわれない範囲であれば、無
機質繊維マットあるいはこれを成形した無機質繊維ボー
ドに柔軟性を与えるため、有機質繊維を混合して使用す
ることもできる。

【００１３】本発明において樹脂バインダーとしては、
熱可塑性樹脂バインダー又は熱硬化性樹脂バインダーを
用いることができる。熱可塑性樹脂バインダーとして
は、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル樹脂等のエマル
ジョン、及び、ポリビニルアルコール、メチルセルロー
ス、カルボキシメチルセルロース等の水溶性樹脂などを
主成分として含むものを用いるのが好ましい。また、熱
硬化性樹脂バインダーとしては、フェノール樹脂、メラ
ミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂等を主成分とするものを使用す
ることができる。これらのうち、難燃性に優れているこ
とから、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂を
単独あるいは混合して使用するのが好ましい。

【００１４】無機質繊維に対する樹脂バインダーの付与
量は、無機質繊維と樹脂バインダーの固形分との合計重
量に対して、樹脂バインダーを固形分として１〜50重量
％となるようにするのが好ましく、３〜30重量％がより
好ましい。樹脂バインダーの付与量が、固形分として１
重量％未満の場合には、無機質繊維どうしの結着が不十
分で無機質繊維ボードとしての強度が不十分となり、50
重量％を超える場合には、可燃性である樹脂分含量が多
くなりすぎて、防火性、耐火性が不十分となるので好ま
しくない。

【００１５】本発明において無機質繊維マットは、無機
質繊維に樹脂バインダーを付与しながら、無機質繊維が
平面方向とほぼ平行に配向するように堆積させることに
より形成される。無機質繊維マットの単位面積当たりの
重量は、0.3 〜３kg/m² とするのが好ましい。単位面積
当たりの重量が0.3 kg/m² 未満の場合には、単位面積当
たりの重量が不均一になりやすく、３kg/m² を超える場
合には、マットの取扱性が悪くなる。

【００１６】本発明の製造方法により得られる無機質繊
維ボードは、密度を30〜500 kg/m³とするのが好まし
く、50〜300 kg/m³ とするのがより好ましい。密度が30
kg/m³未満の場合には、無機質繊維ボードの圧縮強度が
十分でなく、500 kg/m³ を超える場合には、無機質繊維
ボードの重量が重くなりすぎて施工性が悪く、経済的に
も不利である。

【００１７】本発明の無機質繊維ボードの製造方法の好
ましい一例を説明すると、次の通りである。

【００１８】まず、無機質繊維に、樹脂バインダーをス
プレー法等の方法によって付与しながら、一定速度で移
動するコンベア上に堆積させて、無機質繊維が平面方向
とほぼ平行に配向された無機質繊維マットを得る。この
際に、無機質繊維マットを加熱しない状態で、ロール等
を用いて連続的にプレスすることにより、所望の密度に
することができる。

【００１９】次に、例えば図８に示すように、無機質繊
維マット１４を、その平面方向とほぼ直角な方向に、例
えば回転刃２４を有するスリッター２３等を用いて所定
の幅ｔで裁断してリボン状物１３とする。このリボン状
物１３の幅ｔは、製造しようとする無機質繊維ボードの
厚さに相当するが、後に加熱、加圧する工程を行うの
で、無機質繊維ボードの厚さより多少大きめでも問題は
なく、無機質繊維ボードの厚さに対して100 〜110 ％程
度にすればよい。

【００２０】なお、無機質繊維マット１４を、その平面
方向とほぼ直角な方向に所定の幅で裁断する方法は、上
記のように無機質繊維マット１４の製造工程に連続して
行って、リボン状物１３とする方法の他、例えば図９に
示すように、無機質繊維マット１４をロール状に巻取
り、このロール状物１５を所定の幅ｔで輪切りに裁断し
てもよく、また、無機質繊維マット１４を例えばジクザ
グ状に折りたたんだ後、所定の幅で裁断してもよい。

【００２１】上記のようにして得られた無機質繊維マッ
ト１４のリボン状物１３を、その裁断面が平面方向とほ
ぼ平行になるように、すなわち、裁断時のリボン状物１
３の幅方向が成形後の無機質繊維ボードの厚さ方向とな
るようにして板状に配列し、例えば金属製の型枠内に配
置する。リボン状物１３を板状に配列して型枠内に配置
する方法は、図３に示すように、リボン状物１３を、ジ
グザグ状に配列して、型枠２１内に配置する方法、図５
に示すように、リボン状物１３を、ウズマキ状に配列し
て、型枠２１内に配置する方法等が好ましく採用され
る。なお、この際、リボン状物１３の長さが、型枠２１
内に配置するために十分な長さでない場合は、必要に応
じてつなぎ足していく。リボン状物１３をつなぎ足して
も、後に加熱、加圧した際に、樹脂バインダーにより一
体化されるので、剥離等の問題は生じない。

【００２２】また、無機質繊維マット１４をロール状に
巻取ったり、ジグザグ状に折りたたんだりした後、裁断
した場合は、その裁断面が平面方向とほぼ平行になるよ
うにするだけで板状に配列されるので、そのまま型枠２
１内に配置すればよい。

【００２３】続いて、図４又は図６に示されるように、
押圧手段２１ｅにより、型枠２１の幅を狭めて、得よう
とする無機質繊維ボードのサイズにする。図４又は図６
に示される型枠２１は、対向する一対の辺２１ａ、２１
ｂを得ようとする無機質繊維ボードの幅Ｄに固定し、対
向するもう一対の辺２１ｃ、２１ｄのいずれか少なくと
も一方を押圧手段２１ｅにより移動できるようにして、
得ようとする無機質繊維ボードの長さＬまで狭めるよう
にしている。なお、型枠２１は後述の加圧成形の際にス
ぺーサーとしても機能するので、その高さは、得ようと
する無機質繊維ボードの厚さと同一にしておく。また、
型枠２１の形状は図４又は図６に示されるものに限定さ
れず、無機質繊維ボードの長さ方向、幅方向の少なくと
も一方に狭めるための可動部分が設けてあればよい。

【００２４】次に、図７に示されるように、型枠２１内
に配置したリボン状物１３を型枠２１ごと、例えば上型
２２ａと下型２２ｂとからなる、図示しない加熱装置を
備えたプレス装置２２にセットし、加熱、加圧してプレ
ス成形する。この際、加熱、加圧によって、リボン状物
１３に付与された樹脂バインダーが溶融又は硬化して無
機質繊維どうしが結着し、リボン状物１３が一体化さ
れ、ボード状に成形される。したがって、無機質繊維マ
ット１４を切断する際の寸法精度があまりよくなくてリ
ボン状物１３の幅にばらつきが生じて、板状に配置した
際にその表面に多少凹凸があった場合にも、プレス成形
時に平滑にされる。

【００２５】プレス成形の際の加熱温度は、樹脂バイン
ダーの溶融又は硬化の温度を目安に設定される。また、
プレス装置２２に備える加熱装置は、通常用いられてい
る電気ヒーターを使用することができるが、樹脂バイン
ダーの溶融又は硬化の時間の短縮等を目的として、マイ
クロ波加熱、高周波加熱等を併用してもよく、プレス装
置２２の上型２２ａ、下型２２ｂ等から熱風が吹き出す
機構としてもよい。

【００２６】なお、上記プレス成形前に、型枠２１内に
配置したリボン状物１３の平面方向の片面又は両面に、
ガラスペーパー等の表皮材を配置し、その後、加熱、加
圧して一体成形すると、樹脂バインダーの溶融又は硬化
により表皮材も同時に接着することができ、無機質繊維
ボードの外観等を向上させることができる。また、得ら
れた無機質繊維ボードに、エポキシ樹脂系等の接着剤を
用いて、カラー鋼板等の表皮材を貼付して、パネルとす
ることもできる。

【００２７】図１には、本発明の製造方法により得られ
た無機質繊維ボード１１の一例が示されており、図２は
図１の円で囲んだ部分を示す部分拡大図である。無機質
繊維ボード１１は、無機質繊維１２が、平面方向すなわ
ち無機質繊維ボード１１の表面１１ａに対してほぼ直角
な方向に配向されており、強度に優れるとともに、表面
１１ａが平滑で表皮材の接着不良がなく、ボードの厚さ
の精度も高い。なお、図１において、無機質繊維ボード
１１内部に記載された複数の破線１１ｂ、１１ｂ・・・
は、加熱、加圧する前のリボン状物１３の接合部であっ
て、加熱、加圧して無機質繊維ボード１１にした際には
一体化されている。

【００２８】

【実施例】

実施例グラスウールに、フェノール樹脂を主成分とする未硬化
の樹脂バインダーを、固形分として９重量％付与しなが
ら、単位面積当たりの重量が1.7 kg/m² となるように堆
積させた後、非加熱状態でローラーによってプレスし
て、厚さ約２cm、密度80kg/m³ 程度のグラスウールマッ
トを得た。

【００２９】次に、このグラスウールマットを、回転刃
を有するスリッターを用いて、幅が50〜55mmの範囲に入
るように裁断してリボン状物を得た。

【００３０】続いて、得られたリボン状物を、その裁断
面が平面方向とほぼ平行となる向きにして、図３に示さ
れるようにジグザグ状にして板状に配列し、高さが50mm
のアルミニウム製の型枠内に配置した後、型枠を狭め
て、幅が900 mm、長さが4000mmとなるようにした。

【００３１】その後、上記リボン状物を型枠ごと、加熱
装置を備えたプレス装置にセットし、230 ℃で５分間プ
レスして樹脂バインダーを硬化させて、密度100kg/m³、
幅900 mm、長さ4000mm、厚さ50mmのグラスウールボード
を得た。

【００３２】得られたグラスウールボードは、グラスウ
ールが平面方向とほぼ直角な方向に配向されており、表
面が平滑で、内部に隙間等はなかった。

【００３３】比較例１グラスウールに、フェノール樹脂を主成分とする未硬化
の樹脂バインダーを、固形分として９重量％付与しなが
ら堆積させた後、加熱、加圧して、密度100 kg/m³ のグ
ラスウールボードを得た。

【００３４】次いで、得られたグラスウールボードを、
パネル切断機を用いて設定幅を50mmにして裁断して角柱
状の裁断物を得た。得られた裁断物の幅の精度は50±４
mmで、ばらつきが大きかった。

【００３５】続いて、得られた裁断物の幅方向が成形後
のボードの厚さ方向となるように上記裁断物を並べ替え
て板状に配列し、裁断物どうしの接触面にエポキシ樹脂
系接着剤を300 g/m²塗布して接着し、幅900 mm、長さ40
00mm、厚さ50mmのグラスウールボードを得た。

【００３６】こうして得られたグラスウールボードは、
グラスウールが平面方向とほぼ直角な方向に配向されて
いるが、表面に凹凸があった。

【００３７】比較例２グラスウールに、フェノール樹脂を主成分とする未硬化
の樹脂バインダーを、固形分として９重量％付与しなが
ら堆積させた後、加熱、加圧して、密度100 kg/m³ 、厚
さ50mmの一般的なグラスウールボードを得た。

【００３８】試験例上記実施例及び比較例１、２のグラスウールボードか
ら、10cm角のサンプルをそれぞれ切り出し、このサンプ
ルの厚さ方向の圧縮強度を測定した。なお、圧縮強度
（10％圧縮）は、圧縮試験機「ストログラフ−Ｗ２」
（商品名、東洋精機社製、ヘッドスピード５mm／分）を
用いて測定した。

【００３９】また、実施例及び比較例１で得られたグラ
スウールボードの両面に、エポキシ樹脂系接着剤を300
g/m²塗布した厚さ0.4 mmのカラー鋼板を積層し、圧着し
てサンドイッチパネルとした。

【００４０】得られたそれぞれのサンドイッチパネルの
厚さを、30カ所ランダムに測定して厚さの精度を評価し
た。

【００４１】更に、それぞれのサンドイッチパネルか
ら、10cm角のサンプルをランダムに10個切り出し、それ
ぞれについてグラスウールボードとカラー鋼板との間の
剥離強度を測定し、剥離強度のばらつきの度合いを評価
した。なお、剥離強度は、引張試験機の上下の治具の間
にサンプルを固定して、引張速度10mm/minで測定した。
これらの結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１の結果から、実施例及び比較例１のボ
ード、すなわちグラスウールが平面方向とほぼ直角な方
向に配向されたボードのほうが、グラスウールがボード
の平面方向に対してほぼ平行に配向された一般的な従来
品である比較例２のボードより圧縮強度が高いことがわ
かる。

【００４４】また、実施例のグラスウールボードは、比
較例１のものよりサンドイッチパネルとした際の厚さの
精度が極めて高く、また、グラスウールボードとカラー
鋼板との間の剥離強度が高いこと、すなわち、グラスウ
ールボードの表面が平滑で、表皮材が十分接着している
ことがわかる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の無機質繊
維ボードの製造方法によれば、樹脂バインダーを含む無
機質繊維マットを加熱加圧して成形する前に所定幅で裁
断し、この裁断物を並べ替えて無機質繊維の方向をボー
ドの平面に対してほぼ直角な方向にして配列し、その状
態で加熱加圧することにより、ボードの成形と同時に裁
断物の接着を行うので、無機質繊維の方向を平面に対し
てほぼ直角にする従来の無機質繊維ボードの製造方法に
比べて、工程が簡略化され、製造コストを低減すること
ができる。

【００４６】また、無機質繊維マットの裁断の際の寸法
精度が低くても、加熱加圧してボードを成形する際に表
面が平滑になるので、表面に凹凸が少なく、厚さのばら
つきが小さく、したがって表皮材を貼付した際の剥離強
度に優れ、しかも無機質繊維が平面方向とほぼ直角な方
向に配向されていることにより、強度に優れた無機質繊
維ボードを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無機質繊維ボードの製造方法により製
造された無機質繊維ボードの一実施例を示す斜視図であ
る。

【図２】図１の円で囲んだ部分を示す部分拡大斜視図で
ある。

【図３】同実施例の無機質繊維ボードを製造する際に、
型枠内にリボン状物を配置した状態を示す平面図であ
る。

【図４】同実施例の無機質繊維ボードを製造する際に、
型枠内にリボン状物を配置した後、型枠を狭めた状態を
示す平面図である。

【図５】本発明の無機質繊維ボードの製造方法の他の実
施例において、型枠内にリボン状物を配置した状態を示
す平面図である。

【図６】同実施例において、型枠内にリボン状物を配置
した後、型枠を狭めた状態を示す平面図である。

【図７】本発明の無機質繊維ボードの製造方法の一実施
例において、型枠内に配置したリボン状物をプレス成形
する方法を示す一部を省略した側面図である。

【図８】本発明の無機質繊維ボードの製造方法の一実施
例において、無機質繊維マットを裁断する方法を示す一
部を省略した斜視図である。

【図９】本発明の無機質繊維ボードの製造方法の他の実
施例において、無機質繊維マットを裁断する方法を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１１無機質繊維ボード１２無機質繊維１３リボン状物１４無機質繊維マット１５無機質繊維マットのロール状物２１型枠２２プレス装置２３スリッター２４回転刃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質繊維が平面方向とほぼ直角な方向
に配向された無機質繊維ボードの製造方法であって、無機質繊維に樹脂バインダーを付与しながら堆積させて
無機質繊維が平面方向とほぼ平行に配向された無機質繊
維マットを形成する工程と、前記無機質繊維マットを、その平面方向とほぼ直角な方
向に所定の幅で裁断する工程と、前記無機質繊維マットの裁断物を、その裁断面が平面方
向とほぼ平行となる向きにして板状に配列し、型枠内に
配置する工程と、前記無機質繊維マットを加熱、加圧して、前記樹脂バイ
ンダーの熱溶融又は熱硬化により前記無機質繊維を結着
させ、ボード状に成形する工程とを含むことを特徴とす
る無機質繊維ボードの製造方法。
【請求項２】前記無機質繊維マットを、その平面方向
とほぼ直角な方向に所定の幅で裁断してリボン状物と
し、このリボン状物をその裁断面が平面方向とほぼ平行
となる向きにして板状に配列し、前記型枠内に配置する
請求項１記載の無機質繊維ボードの製造方法。
【請求項３】前記リボン状物を、ジグザグ状又はウズ
マキ状に配列して、前記型枠内に配置する請求項２記載
の無機質繊維ボードの製造方法。
【請求項４】前記無機質繊維マットをロール状に巻取
り、このロール状物を所定の幅で輪切りに裁断し、この
裁断物を裁断面が平面方向とほぼ平行となる向きにして
前記型枠内に配置する請求項１記載の無機質繊維ボード
の製造方法。
【請求項５】前記樹脂バインダーとして、熱可塑性樹
脂バインダー又は未硬化の熱硬化性樹脂バインダーを用
いる請求項１〜４のいずれか一つに記載の無機質繊維ボ
ードの製造方法。
【請求項６】前記無機質繊維マットの裁断幅を、製造
しようとする無機質繊維ボードの厚さに対して100 〜11
0 ％とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の無機質
繊維ボードの製造方法。