WO2003016611A1 - Mat de fibres inorganiques et procede de production de ce dernier - Google Patents

Mat de fibres inorganiques et procede de production de ce dernier Download PDF

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WO2003016611A1
WO2003016611A1 PCT/JP2002/008329 JP0208329W WO03016611A1 WO 2003016611 A1 WO2003016611 A1 WO 2003016611A1 JP 0208329 W JP0208329 W JP 0208329W WO 03016611 A1 WO03016611 A1 WO 03016611A1
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binder
aldehyde
fiber mat
inorganic
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Yoshifumi Mizuno
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Asahi Fiber Glass Company, Limited
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    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/7654—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising an insulating layer, disposed between two longitudinal supporting elements, e.g. to insulate ceilings
    • E04B1/7658—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising an insulating layer, disposed between two longitudinal supporting elements, e.g. to insulate ceilings comprising fiber insulation, e.g. as panels or loose filled fibres
    • E04B1/7662—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising an insulating layer, disposed between two longitudinal supporting elements, e.g. to insulate ceilings comprising fiber insulation, e.g. as panels or loose filled fibres comprising fiber blankets or batts
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    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
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    • C03C25/34—Condensation polymers of aldehydes, e.g. with phenols, ureas, melamines, amides or amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y10T428/24058—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24124—Fibers

Definitions

  • Patent application title Inorganic fiber mat and method for producing the same
  • the present invention relates to an inorganic fiber mat used as a heat insulating material for construction, a sound absorbing material, and the like, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to an inorganic fiber mat that emits less formaldehyde and a method for producing the same. Background art
  • inorganic fiber mats made of inorganic fibers such as glass wool and rock wool have been widely used as heat insulating materials and sound absorbing materials for industrial and residential use.
  • this inorganic fiber mat is manufactured by fixing fibers together with a binder mainly composed of a water-soluble phenol resin and molding the fibers into a mat.
  • Aldehydes such as formaldehyde are generally used as a crosslinking agent in the water-soluble phenol resin, which is a main component of the binder.
  • the aldehydes remain partially in the inorganic fiber mat as unreacted aldehydes and aldehydes bound to the water-soluble phenol resin when the binder is cured by heating. Also, after curing, aldehydes are generated due to hydrolysis of the binder and progress of the condensation reaction. Therefore, a very small amount of these aldehydes are released from the surface or side surface of the manufactured inorganic fiber mat.
  • the amount of aldehydes released to the outside is an amount that has no effect on the human body after construction on houses.
  • a certain number of inorganic fiber mats are packed together in a sealed package.
  • a large amount of inorganic fiber mats are compressed and sealed.
  • trace amounts of aldehydes are released from the inorganic fiber mat and accumulated in the packaging. Since the accumulated aldehydes are released to the outside when opened, it is required that the amount of aldehydes released from the inorganic fiber mat be as low as possible.
  • the conventional technologies include a reaction temperature and a reaction temperature for producing the water-soluble phenol resin.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-178805 discloses a method of adding a substance that traps aldehydes to inorganic fiber mat, and mainly uses a formaldehyde-based thermosetting resin.
  • An inorganic fiber heat insulating material which is formed into a mat shape by adding a binder as a component, and wherein a scavenger capable of reacting with formaldehyde and immobilizing is added, is disclosed.
  • a formaldehyde scavenger at least one of a hydrazide compound, a compound containing an amino group or an imino group, and a urea derivative is disclosed.
  • As a method for applying the formaldehyde scavenger it is disclosed that the binder resin is heated and cured or mixed with the binder in advance and added simultaneously with the application of the binder.
  • US Pat. No. 5,578,871 discloses that a formaldehyde-trapping substance is preliminarily mixed with a binder, and the binder is applied to the inorganic fibers, thereby forming a fiber in a forming step or a firing step. ) It is disclosed that formaldehyde generated in the process is captured to reduce formaldehyde in exhaust gas.
  • the method of optimizing the reaction conditions when producing a water-soluble phenol resin has a problem that the production cost is increased because the allowable range of production conditions is narrowed.
  • optimization of the reaction molar ratio can be achieved by increasing the amount of low molecular weight substances in the phenolic resin generated by thermal decomposition from the exhaust gas during the production process of the inorganic fiber mat, or by increasing the amount of binder in the preparation tank and the liquid feed. It is not easy because it leads to troubles such as the precipitation of polynuclear substances in the phenolic resin in the piping.Also, the method of diffusing aldehydes over time by ventilation and storage Due to the low bulk density of high quality mats, large storage space and long-term storage are required, which is not economical.
  • the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-178805 has a problem that the formaldehyde scavenger used is expensive and the production cost is high.
  • the scavenger is a compound containing carbon, there is a problem in heat resistance. If the scavenger is applied before the heat curing reaction step of the binder, it may be decomposed. Further, when the application of the scavenger is performed after the heat curing reaction as in the method of the same publication, the binder is already cured regardless of whether the form in which the scavenger is applied is powder or aqueous solution.
  • the scavenger does not sufficiently adhere to the inorganic fiber mat, and tends to fall off in the post-process and thereafter, and as a result, there is a problem that the efficiency of scavenging aldehydes decreases.
  • the working environment in the manufacturing process is deteriorated because the powder is easily scattered.
  • the scavenger when applied as an aqueous solution, a part of the binder is hydrolyzed by the water, and aldehydes are newly generated. Therefore, there is a problem that the aldehydes cannot be completely captured. There is also a problem that the inorganic fiber mat needs to be dried again to evaporate the water, and the energy efficiency deteriorates. In addition, when the water is not evaporated, the inorganic fiber mat contains extra water, and there is a problem that the heat insulating performance, which is the main performance of the inorganic fiber mat, is reduced.
  • an object of the present invention is to reduce the emission amount of aldehydes sufficiently over a long period of time and to manufacture the inorganic fiber mat at low cost without impairing the physical properties of the inorganic fiber mat. And a method for producing the same. Disclosure of the invention
  • an inorganic fiber mat of the present invention is an inorganic fiber mat formed by attaching a binder whose main component is a phenol resin, wherein the binder is 100 parts by mass of the attached binder. Containing 3 to 15 parts by mass of an aldehyde scavenger and a reaction product thereof, wherein the aldehyde scavenger is a sodium salt, a potassium salt, and a calcium salt of sulfurous acid, acid sulfite, dithionite, or disulfite. At least one selected from the group consisting of:
  • the aldehyde-trapping substance reacts with the aldehyde to form an aldehyde that is released over a long period of time.
  • the amount of release can be reduced below a certain amount.
  • the aldehyde capturing substance of the present invention is cheaper and more stable than the organic formaldehyde capturing substance used in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-178805. Further, there is almost no effect on the human body within the application amount range of the present invention.
  • the formaldehyde emission amount in a formaldehyde emission amount test of JIS-A5908 is 0.3 Omg liter or less. According to this aspect, even when a certain number or more of inorganic fiber mats are collectively sealed and packaged, the amount of formaldehyde released at the time of opening can be extremely reduced.
  • the method for producing an inorganic fiber mat of the present invention comprises a step of fibrillating inorganic fibers, a step of applying a binder whose main component is a phenol resin to the inorganic fibers, and a step of adhering the binder on a cotton collecting conveyor.
  • a method for producing an inorganic fiber mat comprising: a step of depositing the obtained inorganic fibers; and a step of polymerizing and curing the binder in a polymerization reactor, wherein a sodium salt of sulfurous acid, acidic sulfurous acid, dithionous acid or disulfurous acid,
  • the aldehyde scavenger and its reaction product should be contained in an amount of 3 to 15 parts by mass.
  • the method is characterized in that the binder is applied to the inorganic fibers to which the binder has adhered.
  • the aldehyde scavenger is applied before the step of polymerizing and curing the binder.
  • the aldehyde scavenging substance is applied in a state where the binder is not cured, and the two act as an adhesive between the aldehyde scavenging substance and the inorganic fibers due to the polymerization and curing reaction of the binder, and both are fixed. Therefore, compared with the case where the binder is applied after being cured by heating, the aldehyde-trapping substance is less likely to fall off and the amount to be fixed can be increased.
  • the aldehyde capturing substance is applied immediately after the step of applying the binder.
  • the aldehyde-trapping substance is applied while the inorganic fibers are being deposited on the conveyor, so that the aldehyde-trapping substance can be applied to and deposited on the individual inorganic fibers while the fiber density is low. Therefore, the aldehyde-trapping substance is uniformly applied not only to the surface of the inorganic fiber mat but also to the inside.
  • the aldehyde-trapping substance is added between the step of depositing the inorganic fiber and the step of polymerizing and curing the binder. Is given. This makes it possible to apply the aldehyde-trapping substance to the inorganic fibers after deposition and lamination, so that the amount of the aldehyde capture substance can be increased.
  • the method further includes: It is applied from both the upper and lower directions of the inorganic fiber.
  • the aldehyde-trapping substance can be applied more uniformly, and the amount of fixation can be increased.
  • the amount of formaldehyde released from the obtained inorganic fiber mat by the formaldehyde release amount test of JIS-A5908 is as follows.
  • the aldehyde scavenger is applied so as to be 0.3 mgZL or less. According to this aspect, even when a certain number or more of the inorganic fiber mats are collectively sealed and sealed, Of formaldehyde can be extremely reduced.
  • FIG. 1 is a schematic process chart showing one embodiment of a method for producing an inorganic fiber mat of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic process diagram showing another embodiment of the method for producing an inorganic fiber mat of the present invention.
  • the inorganic fiber used in the present invention is not particularly limited, and glass wool, rock wool, and the like, which are used for ordinary heat insulating and sound absorbing materials, can be used.
  • Various methods such as a fire method, a blow-off method, and a rotary rotation method can be used as a method for converting inorganic fibers into fibers.
  • well at a density density of inorganic fiber mat it is also used in conventional insulation and absorption sound material, imparting preferably also in the range of 5 ⁇ 1 0 0 k gZm 3, in the inorganic fiber in the present invention
  • the binder to be used is based on the phenol resin used for ordinary glass wool and rock wool.
  • This phenolic resin is a resin obtained by a condensation reaction of phenols and aldehydes.
  • the phenols include phenol, cresol, xylenol, resorcinol, and modified products thereof.
  • formaldehyde, acetoaldehyde, furfural and paraformaldehyde can be exemplified.
  • a part of the phenols may be replaced with a substance that undergoes a condensation reaction with aldehydes of melamine, methylolated melamine, urea, or methylolated urea.
  • the phenol resin is preferably water-soluble from the viewpoint of use as an aqueous binder.
  • the binder may optionally contain additives such as urea, melamine, a pH adjuster, a curing accelerator, a silane coupling agent, a coloring agent, and a dustproofing agent, in addition to the phenol resin as a main component.
  • additives such as urea, melamine, a pH adjuster, a curing accelerator, a silane coupling agent, a coloring agent, and a dustproofing agent, in addition to the phenol resin as a main component.
  • the binder is prepared by mixing the above components according to a conventional method, and adding water to adjust the concentration to a predetermined value.
  • the aldehyde trapping substance a substance that reacts with aldehydes to form a stable compound can be used.
  • the aldehyde capturing agent sulphite (S 0 3 2 -), hydrogen sulfite (bisulfite, HS 0 3 -), dithionite (S 2 0 4 2 I), or metabisulfite (pyrosulfite, and at least one selected from the group consisting of a sodium salt, a potassium salt, and a calcium salt of s 2 o 5 2 —).
  • Preferred specific examples of the aldehyde capturing substance include sodium sulfite and potassium sulfite.
  • a salt of acidic sulfite is preferable because of a good efficiency of capturing aldehydes, and particularly, sodium acid sulfite is preferable.
  • the aldehyde scavenger described above may be a hydrazide compound, a compound containing an amino group or an imino group, a urea derivative, or a urea derivative disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-178805.
  • polyphenols such as catechins and tannins used in marine products, they are easily available and inexpensive because they are used in large quantities as industrial chemical raw materials.
  • sodium bisulfite is widely used as an antioxidant for foods and the like, and has almost no effect on the human body within the application range of the present invention.
  • the amount of the aldehyde scavenger of the present invention is determined by the amount of the binder attached to the inorganic fiber mat.
  • the amount is set so that the attached amount of the aldehyde scavenger and its reaction product is 3 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass. If the amount of the aldehyde scavenging substance and its reaction product is less than 3 parts by mass, the aldehyde scavenging effect cannot be expected sufficiently. On the other hand, if the amount exceeds 15 parts by mass, the trapping substance will not be completely fixed to the inorganic fiber mat and will fall off, or the cost of the trapping substance will increase, which is not economical.
  • the application amount of the aldehyde scavenger is preferably 5 to 15 parts by mass, and particularly preferably 7 to 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the binder.
  • the attached amount of the binder in the present invention is an amount measured by a method called a loss on ignition method or L01 (Loss of Ignition), and the inorganic fiber mat after the attachment of the binder at about 550 ° C.
  • L01 Los on ignition method
  • the amounts of the aldehyde trapping substance and the reaction product thereof mean the total amount of the reaction product of the aldehyde trapping substance and the aldehyde and the unreacted aldehyde trapping substance.
  • the reaction product mainly includes a normal substance obtained by reacting the above-mentioned aldehyde-trapping substance with aldehydes.
  • the aldehyde-trapping substance is sodium hydrogen sulfite
  • the aldehyde compound is formaldehyde.
  • sodium 1-hydroxymethylsulfonate is mainly used.
  • the formaldehyde emission amount is preferably not more than 0.30 mg / liter in a formaldehyde emission amount test according to JIS-A5908 (June 1, 1994 edition).
  • E Q as a demarcation formaldehyde emission
  • E Q type as a demarcation formaldehyde emission
  • E Q type as a demarcation formaldehyde emission
  • E Q type as a demarcation formaldehyde emission
  • the formaldehyde emission is measured in accordance with JIS-A5908 described above.
  • the thickness of the inorganic fiber mat is 10 to 150 mm, the size and number of test pieces are appropriately adjusted, and The surface area is 1800 cm 2 .
  • the test piece is collected after opening the inorganic fiber mat package and placed in a measuring container according to the test method described above. The time until the start of the measurement was set within 10 minutes.
  • FIG. 1 is a schematic process chart showing an example of a method of applying an aldehyde scavenger immediately after a step of applying a binder in the method for producing an inorganic fiber mat of the present invention.
  • the binder is applied to the inorganic fibers 3 spun from the fiberizing device 1 by the binder applying device 2, and immediately thereafter, the aldehyde capturing material is applied by the aldehyde capturing material applying device 9a. Is done.
  • the inorganic fibers 3 provided with the binder and the aldehyde-trapping substance are deposited on the conveyor 4a, conveyed onto the conveyor 4b, compression-molded to a predetermined thickness by the conveyor 5, and the polymerization reaction furnace 6 And the binder is thermally polymerized and cured to form the inorganic fiber mat 7.
  • each step will be described.
  • a fiberizing process for spinning inorganic fibers such as glass wool by the fiberizing device 1 is performed.
  • a method of fiberizing by the fiberizing apparatus 1 besides a conventionally known rotary one-rotation method, a fire method, a blowing method and the like can be exemplified and are not particularly limited.
  • a plurality of fiberizing devices 1 can be provided according to the density, thickness, and length in the width direction of the inorganic fiber mat 7 to be manufactured.
  • a binder whose main component is a phenol resin is applied to the inorganic fibers 3 spun from the fiberizing device 1 by a binder applying device 2.
  • a method for applying the binder a conventionally known spray method or the like can be used.
  • the aldehyde capturing substance is applied by the aldehyde capturing substance applying apparatus 9a.
  • immediately after the binder applying step is between the binder applying apparatus 2 and the conveyor 4a for collecting cotton.
  • a part of the aldehyde trapping substance sprayed from the aldehyde trapping substance provision device 9a may be directly supplied to the inorganic fibers 3 on the conveyor 4a.
  • the conveyor 4a is a device for laminating the inorganic fibers 3 to which the uncured binder has adhered on a perforated conveyor, and the conveyor 4a has a suction device (not shown) on the lower surface for uniformly laminating the fibers. It is a perforated conveyor. For this reason, a downward suction force from the suction device is acting in the vicinity of the aldehyde trapping substance applying device 9a. Therefore, by providing the aldehyde-trapping substance application device 9a at this position, the aldehyde-trapping substance can be efficiently applied even in a small amount using the downward suction force.
  • the individual inorganic fibers 3 can be deposited while applying a aldehyde-trapping substance at a low fiber density. For this reason, the aldehyde-trapping substance is uniformly applied not only to the surface of the inorganic fiber mat but also to the inside thereof, and the aldehyde-trapping efficiency can also be improved.
  • the binder is already cured even if the form in which the aldehyde-trapping substance is applied is either powder or aqueous solution.
  • the aldehyde-trapping substance does not sufficiently adhere to the inorganic fiber mat 7, and tends to fall off in the post-process and thereafter, resulting in low aldehyde-trapping efficiency.
  • the aldehyde capturing substance is applied in an aqueous solution, a part of the binder is hydrolyzed by the water and formaldehyde is newly generated, so that the aldehydes cannot be captured completely.
  • the concentration of the aqueous aldehyde scavenging substance solution is preferably 1 to 20% by mass, and more preferably 5 to 15% by mass. If the concentration is higher than 20% by mass, handling problems such as difficulty in dissolving when preparing an aqueous solution of the aldehyde scavenger are not preferred. If the concentration is lower than 1% by mass, it is necessary to increase the spray amount in order to obtain the aldehyde trapping effect. Is not economically preferable because the heat amount is required.
  • the temperature of the aqueous solution is not particularly limited and may be room temperature, but is preferably in a temperature range in which freezing, solid deposition, and the like do not occur.
  • the amount of the aldehyde-trapping substance applied to the inorganic fibers 3 can be adjusted to a desired value, and the content of the aldehyde-trapping substance relative to the amount of the binder can be adjusted to a desired value.
  • the inorganic fibers 3 to which the binder and the aldehyde scavenger have been applied by the above process are deposited on the conveyor 4a arranged below the fiberizing device 1, and are continuously provided along the line direction. Move to conveyor 4b. Then, the accumulated inorganic fibers 3 are compressed to a predetermined thickness and formed into a mat shape by the conveyors 5 opposed to each other at predetermined intervals on the conveyor 4b.
  • the mixture enters the polymerization reaction furnace 6 provided at the position of the conveyor 4b, and the binder applied to the inorganic fibers 3 and the main component of which is a water-soluble phenol resin is heat-polymerized and cured in the polymerization reaction furnace 6.
  • the inorganic fiber mat 7 is formed. Then, the formed inorganic fiber mat 7 is cut into a predetermined product size by a cutting machine 8 installed in a portion of the conveyor 4c, and then is conveyed, packed, and packed by the conveyor 4d.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the method for producing an inorganic fiber mat of the present invention, in which an aldehyde scavenger is provided between the step of depositing the inorganic fibers and the step of polymerizing and curing the binder.
  • an aldehyde scavenger is provided between the step of depositing the inorganic fibers and the step of polymerizing and curing the binder.
  • the apparatus for applying an aldehyde-trapping substance includes a conveyor 4 b on which the inorganic fibers 3 have been deposited and a conveyor 4 b for introducing the aldehyde-trapping substance into a polymerization reactor 6 provided continuously therewith. It differs from the embodiment of FIG. 1 in that it is provided in a portion between the conveyor 5.
  • the binder is applied to the inorganic fibers 3 spun from the fiberizing device 1 by the binder applying device 2 and is deposited on the conveyor 4a, and then on the continuous conveyor 4b. Conveyed.
  • the application of the aldehyde-trapping substance depends on the condition that the inorganic fibers 3 have been deposited. It is deposited by an aldehyde trapping substance applying device 9b provided between the conveyor 4a and immediately before the conveyor 5, and an aldehyde trapping material applying device 9c provided in a gap between the conveyor 4a and the conveyor 4b.
  • the inorganic fibers 3 are introduced into the polymerization reactor 6 while being compression-molded to a predetermined thickness by the conveyor 5 as in FIG.
  • the binder is thermally polymerized and cured, and the inorganic fiber mat 7 is formed. Then, the formed inorganic fiber mat 7 is cut into predetermined product dimensions by a cutting machine 8 installed in a portion of the conveyor 4c, and then is wrapped and packed.
  • the application of the aldehyde-trapping substance is performed by the conveyor 4a on which the inorganic fibers 3 have been completely deposited, and the conveyor 4b and the conveyor 5 for introducing the polymerization reaction furnace 6 which is provided continuously therewith.
  • the aldehyde-trapping substance applying device may be provided at one of the upper and lower locations, but in order to apply the aldehyde-trapping substance to the entire upper and lower surfaces of the deposited inorganic fibers 3.
  • it is provided on both the upper and lower sides.
  • a plurality of aldehyde capturing substance applying apparatuses may be provided according to the length of the deposited inorganic fibers 3 in the width direction.
  • the timing of applying the aldehyde-trapping substance to the inorganic fibers 3 is, as described above, from the step of applying a binder to the inorganic fibers to the step of polymerizing and curing the binder.
  • the method is not particularly limited as long as it is between the conditions described above, and among them, the method shown in FIG. 1 or FIG. 2 is preferable, and the step of depositing the inorganic fibers shown in FIG. Particularly preferred is a method of imparting the compound between the step of polymerizing and curing. In the methods of FIGS. 1 and 2, either one of them may be used alone, or both may be used in combination. When used in combination, the applied amounts of the respective trapping substances by both methods can be appropriately distributed to adjust the applied amounts of the trapping substances to desired values.
  • the inorganic fiber mat 7 obtained by the above-described production method of the present invention can be used as it is as a heat insulating material, a sound absorbing material, or the like. Also, see Table 7 for inorganic fiber mats. You may combine skin materials. As the skin material, use paper, metal-deposited synthetic resin film, synthetic resin film, metal foil laminated film, non-woven fabric, woven fabric, or a combination thereof (for example, aluminum-laminated kraft paper, aluminum-laminated glass cloth, etc.). be able to.
  • Sodium bisulfite was used as an aldehyde scavenger, and 7.5 parts of the sodium bisulfite powder was completely dissolved in 92.5 parts of ion-exchanged water with stirring in a tank so that it could be continuously supplied to the spraying device by piping. did.
  • the inorganic fiber mat glass wool
  • a binder mainly composed of water-soluble phenol resin adhered deposited on the cotton-conveying conveyor was used.
  • the aqueous solution of sodium bisulfite concentration 7.5% was sprayed uniformly on both surfaces of the deposited inorganic fibers from above and below using a spray device.
  • the aqueous solution was applied so that the content of sodium bisulfite and its reaction product was 3.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder of the inorganic fiber mat.
  • the binder adhering to the inorganic fiber mat was cured in a polymerization reactor to continuously obtain an inorganic fiber mat having a density of 10 kg / m 3 and a thickness of 100 mm.
  • the inorganic fiber mat was cut into a length of 1370 mm and a width of 4030 mm, and 27 pieces of the processed inorganic fiber mat were collectively sealed.
  • Example 2 The inorganic fiber mat of Example 2 was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of the aqueous solution of the aldehyde scavenger was changed to 12.5%. At this time, the aqueous solution was applied so that the content of sodium bisulfite and the reaction product thereof was 7.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder of the inorganic fiber mat. Comparative Example 1
  • the inorganic fiber mat of Comparative Example 1 was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the concentration of the aqueous solution of the aldehyde capturing substance was changed to 2.5%. At this time, the aqueous solution was applied such that the content of sodium bisulfite and its reaction product was 1.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder attached to the inorganic fiber mat.
  • An inorganic fiber mat of Comparative Example 2 was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the aqueous solution concentration of the aldehyde-trapping substance was changed to 5.0%. At this time, the aqueous solution was applied so that the content of sodium bisulfite and its reaction product was 2.7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder attached to the inorganic fiber mat.
  • An inorganic fiber mat of Comparative Example 3 was obtained under the same conditions as in Example 1 except that the aldehyde scavenger was not added.
  • Example 2 From the results in Table 1, it was found that in Example 2, the formaldehyde emission was as low as 0.25 mg / liter and 0.24 mgZl, respectively, whereas sodium bisulfite and its In Comparative Examples 1 and 2, in which the content of the reaction product was less than 3 parts by mass and out of the specified range of the present invention, both were as high as 0.4 Omg / liter.
  • Comparative Example 4 in which the aldehyde-trapping substance was directly added to the binder, the amount was as high as 0.38 mg / liter, and the amount of formaldehyde release was higher than that in Example 1 in which the aldehyde-trapping substance was added immediately before the polymerization curing step. The effect of reducing noise cannot be obtained sufficiently.
  • Example 1 From the results in Tables 2 and 3, the amount of formaldehyde released in Example 1 was almost the same as that after 1 hour even on the 28th day after production, and was comparable to Comparative Example 3 in which no aldehyde-trapping substance was added. In comparison, it shows that the amount of released formaldehyde can be stabilized at a low concentration even in a closed state for a long time.
  • the amount of formaldehyde released from the inorganic fiber mat can be reduced without impairing the various physical properties of the inorganic fiber mat.
  • the amount of formaldehyde released at the time can be reduced as much as possible, and it can be suitably used as a heat insulating material for construction of houses and sound absorbing materials.

Description

明 細 無機質繊維マツトおよびその製造方法 技術分野
本発明は、 建築用の断熱材、 吸音材等として用いられる無機質繊維マットおよ びその製造方法に関し、 さらに詳しくは、 ホルムアルデヒド放出量の少ない無機 質繊維マツトおよびその製造方法に関する。 背景技術
従来より、 グラスウール、 ロックウール等の無機質繊維からなる無機質繊維マ ッ卜は産業用や住宅用の断熱材や吸音材に広く用いられている。 そして、 この無 機質繊維マットは一般に水溶性フエノール樹脂を主成分とする結合剤によつて繊 維同士が固定されマツト状に成形されて製造されている。
結合剤の主成分である水溶性フエノール樹脂には、 架橋剤として一般的にホル ムアルデヒド等のアルデヒド類が使用されている。 そして、 このアルデヒド類は 、 結合剤を加熱硬化するときに未反応のアルデヒド類および水溶性フエノール樹 脂に結合しているアルデヒド類として一部が無機質繊維マツトの中に残留する。 また、 硬化した後も、 結合剤の加水分解や縮合反応の進行によってもアルデヒド 類が発生する。 よって、 これらのアルデヒド類が、 製造後の無機質繊維マットの 表面や側面から極微量放出されることになる。
このアルデヒド類の外部への放出量は、 住宅等への施工後には人体への影響が 無い量である。 し力 ^し、 無機質繊維マットは保管や輸送の効率を上げるために、 製品は一定数量以上の無機質繊維マツトをまとめて密封梱包される。 更に多量の 無機質繊維マットを圧縮して密封梱包する場合もある。 このため、 時間経過とと もに、 無機質繊維マツ卜から極微量のアルデヒド類が放出されて包装内に蓄積さ れる。 この蓄積されたアルデヒド類は開封時に外部に放出するため、 無機質繊維 マツトからのアルデヒド類の放出量は極力低いことが要求される。 無機質繊維マツトからのアルデヒド類の放出量を少なくする方法として、 水溶 性フエノール樹脂中のアルデヒド類を低減する方法があり、 その従来技術として は、 水溶性フエノール樹脂を製造する際の反応温度、 反応時間の最適化や、 フエ ノール類とアルデヒド類の反応モル比の最適化によって、 未反応のアルデヒド類 を低減させる方法がある。
また、 他の方法として、 無機質繊維マットを通風の良い場所に保管し、 経時的 にアルデヒド類を拡散させる方法等も知られている。
さらに、 特開 2 0 0 1—1 7 8 8 0 5号公報には、 アルデヒド類を捕捉する物 質を無機繊維マツトに添加する方法が開示されており、 ホルムアルデヒド系熱硬 化性樹脂を主成分とする結合剤を添加してマツト状に成形された無機繊維製断熱 材であって、 ホルムアルデヒドと反応して固定化可能な捕捉剤が添加されている 無機繊維製断熱材が開示されており、 ホルムアルデヒド捕捉剤として、 ヒドラジ ド化合物、 アミノ基もしくはイミノ基を含む化合物または尿素の誘導体の少なく とも 1種類が開示されている。 そして、 ホルムアルデヒド捕捉剤の付与方法とし て、 結合剤樹脂の加熱硬化後、 または予め結合剤と混合しておき結合剤の付与と 同時に添加することが開示されている。
また、 米国特許第 5 5 7 8 3 7 1号には、 ホルムアルデヒド捕捉物質を予め結 合剤に混合し、 該結合剤を無機質繊維に付与することにより、 繊維化 （f o r m i n g ) 工程や焼成 （c u r i n g ) 工程において発生したホルムアルデヒドを 捕捉して、 排気ガス中のホルムアルデヒドを削減することが開示されている。 上記従来技術のうち、 水溶性フエノール樹脂を製造する際の反応条件を最適化 する方法においては、 製造条件の許容範囲が狭くなることから製造コストの増大 に繋がるという問題がある。 また、 反応モル比の最適化は、 無機質繊維マットの 製造工程において、 熱分解により発生するフエノール樹脂中の低分子量体を排気 中から除去処理する量の増加、 あるいは結合剤の調合タンクおよび送液配管中で のフエノール樹脂中の多核体の析出等のトラブルにも繫がることから容易でない また、 通風、 保管によって経時的にアルデヒド類を拡散させる方法では、 無機 質繊維マツトはかさ密度が小さいので、 大きな保管スペースおよび長期の保管を 必要とするため、 経済的でないという問題がある。
一方、 特開 2 0 0 1— 1 7 8 8 0 5号公報に開示されている方法においては、 使用されるホルムアルデヒド捕捉剤が高価であり、 製造コストが高くなるという 問題点がある。 また、 捕捉剤が炭素を含む化合物であるために耐熱性に問題があ り、 結合剤の加熱硬化反応工程の前に付与すると分解してしまう恐れがある。 また、 同公報の方法のように捕捉剤の付与を加熱硬化反応後に行った場合には 、 捕捉剤を付与する形態が粉体または水溶液のどちらの場合でも、 結合剤が既に 硬化しているために捕捉剤が無機質繊維マツトへ十分に固着せず、 後工程以降に おいて脱落しやすくなり、 その結果アルデヒド類の捕捉効率が低くなる問題があ る。 また、 粉体で付与する場合には、 飛散し易いため製造工程での作業環境が悪 くなるという問題がある。
さらに、 捕捉剤を水溶液で付与する場合、 その水分によって結合剤の一部が加 水分解され、 新たにアルデヒド類が発生するので、 そのアルデヒド類を捕捉しき れないという問題がある。 また、 前記水分を蒸発させるのに、 無機質繊維マット の乾燥が再度必要になつてエネルギー効率が悪くなるという問題もある。 また、 前記水分を蒸発させない場合には無機質繊維マツ卜に余分な水分が含まれること になり、 無機質繊維マツ卜の主要な性能である断熱性能が低下するという問題も ある。
一方、 上記した米国特許 5 5 7 8 3 7 1号に開示される、 ホルムアルデヒド捕 捉剤を混合した結合剤を無機質繊維に付与する場合においては、 高温の無機質繊 維に結合剤を吹付けるため、 捕捉剤が熱分解したり、 結合剤の熱分解で発生した アルデヒド類と反応したりすること等によって、 ホルムアルデヒド捕捉剤として の機能が低下してしまう。 その結果、 かかる方法による場合には、 重合硬化後の 製品としての無機質繊維マツ卜から放出されるアルデヒド類の捕捉が不十分にな るという問題がある。
したがって、 本発明の目的は、 アルデヒド類の放出量を長期に渡り十分に低減 するとともに、 無機質繊維マットの諸物性を損なうことなく、 安価に製造するこ とができる無機質繊維マツトおよびその製造方法を提供するものである。 発明の開示
上記課題を解決するため、 本発明の無機質繊維マットは、 主成分がフエノール 樹脂である結合剤を付着させて成形した無機質繊維マツ卜において、 前記付着し た結合剤 1 0 0質量部に対して、 アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物を 3 〜 1 5質量部含有し、 前記アルデヒド捕捉物質が、 亜硫酸、 酸性亜硫酸、 亜ジチ オン酸、 または二亜硫酸の、 ナトリウム塩、 カリウム塩、 およびカルシウム塩か らなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする。
本発明の無機質繊維マツトによれば、 結合剤に対して特定量のアルデヒド捕捉 物質を付与したことにより、 アルデヒド捕捉物質とアルデヒド類とが反応して、 長期間に渡って放出されるアルデヒド類の放出量を一定量以下に低減できる。 ま た、 本発明の前記アルデヒド捕捉物質は、 特開 2 0 0 1— 1 7 8 8 0 5号公報で 用いられている有機系のホルムアルデヒド捕捉物質に比べて安価で、 安定である 。 また、 本発明の付与量範囲内では人体に影響はほとんどない。
本発明の無機質繊維マツトの好ましい態様としては、 J I S— A 5 9 0 8のホ ルムアルデヒド放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が 0 . 3 O m g リッ 卜ル以下である。 この態様によれば、 一定数量以上の無機質繊維マットをまとめ て密封梱包した場合においても、 開封するときのホルムアルデヒドの放出量を極 めて低くすることができる。
一方、 本発明の無機質繊維マットの製造方法は、 無機質繊維の繊維化工程と、 主成分がフエノール樹脂である結合剤を前記無機質繊維へ付与する工程と、 集綿 コンベア上に前記結合剤が付着した無機質繊維を堆積させる工程と、 重合反応炉 で前記結合剤を重合硬化させる工程とを含む無機質繊維マツ卜の製造方法におい て、 亜硫酸、 酸性亜硫酸、 亜ジチオン酸または二亜硫酸の、 ナトリウム塩、 カリ ゥム塩、 およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種を含むァ ルデヒド捕捉物質を、 前記結合剤を前記無機質繊維へ付与する工程から前記重合 硬化させる工程に入るまでの間に、 前記付着した結合剤 1 0 0質量部に対して前 記アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物が 3〜1 5質量部含有されるように
、 前記結合剤が付着した無機質繊維へ付与することを特徴とする。
この製造方法によれば、 アルデヒド捕捉物質が前記結合剤を重合硬化させるェ 程より前で付与される。 このため、 結合剤が未硬化の状態でアルデヒド捕捉物質 が付与されることになり、 結合剤の重合硬化反応によってアルデヒド捕捉物質と 無機質繊維との接着剤としても機能して両者が固着する。 したがって、 結合剤が 加熱硬化した後に付与する場合と比べて、 アルデヒド捕捉物質の脱落が少なく、 固着する量を多くすることができる。
本発明の製造方法の好ましい態様としては、 上記の製造方法において、 前記ァ ルデヒド捕捉物質を、 前記結合剤を付与する工程の直後に付与する。 これにより 、 無機質繊維がコンベアに堆積される途中でアルデヒド捕捉物質が付与されるの で、 繊維密度の低い状態で、 個々の無機質繊維へアルデヒド捕捉物質を付与しつ つ堆積することができる。 このため、 無機質繊維マットの表面だけではなく内部 まで均一にアルデヒド捕捉物質が付与される。
さらに、 本発明の製造方法の別の好ましい態様としては、 上記の製造方法にお いて、 前記アルデヒド捕捉物質を、 前記無機質繊維を堆積させる工程と、 前記結 合剤を重合硬化させる工程との間で付与する。 これにより、 堆積、 積層後の無機 質繊維に対してアルデヒド捕捉物質を付与できるので、 固着する量を多くするこ とができる。
また、 本発明の製造方法の別の好ましい態様としては、 前記無機質繊維を堆積 させる工程と、 前記結合剤を重合硬化させる工程との間で付与する方法において 、 アルデヒド捕捉物質を、 前記堆積された無機質繊維の上下両方向から付与する 。 これにより、 アルデヒド捕捉物質を更に均一に付与でき、 固着量も増やすこと ができる。
さらに、 本発明の製造方法の別の好ましい態様としては、 上記の製造方法にお いて、 得られた無機質繊維マツ卜に対する J I S— A 5 9 0 8のホルムアルデヒ ド放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が、 0 . 3 0 m gZリットル以下と なるように前記アルデヒド捕捉物質が付与される。 この態様によれば、 一定数量 以上の無機質繊維マツトをまとめて密封梱包した場合においても、 開封するとき のホルムアルデヒドの放出量を極めて低くすることができる。 図面の簡単な説明
図 1 ： 本発明の無機質繊維マットの製造方法の一実施形態を示す概略工程図 である。
図 2 ： 本発明の無機質繊維マツ卜の製造方法の他の実施形態を示す概略工程 図である。
符号の説明
1 2 ： 結合剤付与装置
3 4 a、 4 b、 4 c、 4 d、 5 : コンベア
6 重合反応炉 7 : 無機質繊維マット
8 切断機 9 a、 9 b、 9 c : アルデヒド捕捉物質付与装置
発明を実施するための最良の形態
まず、 本発明の無機質繊維マットについて説明する。
本発明に用いられる無機質繊維は、 特に限定されず、 通常の断熱吸音材に使用 されている、 グラスウール、 ロックウール等を用いることができる。 また、 無機 質繊維の繊維化方法は、 火焰法、 吹き飛ばし法、 ロータリー回転法など各種の方 法を用いることができる。 さらに、 無機質繊維マットの密度も通常の断熱材や吸 音材に使用されている密度でよく、 好ましくは 5〜1 0 0 k gZm3の範囲である また、 本発明において上記の無機質繊維に付与する結合剤は、 通常のグラスゥ ールゃロックウールに使用されているフエノール樹脂を主成分とするものである
。 このフエノール樹脂は、 フエノール類とアルデヒド類との縮合反応によって得 られる樹脂であり、 フエノール類としては、 フエノール、 クレゾール、 キシレノ ール、 レゾルシンおよびこれらの変性物が例示でき、 アルデヒド類としては、 ホ ルムアルデヒドの他、 ァセトアルデヒド、 フルフラール、 パラホルムアルデヒド が例示できる。 この場合、 フエノール類の一部をメラミン、 メチロール化メラミ ン、 尿素、 メチロール化尿素のアルデヒド類と縮合反応する物質に置き換えても よい。 また、 水系の結合剤に使用する点から、 上記フエノール樹脂は水溶性であ ることが好ましい。
更に、 結合剤は、 主成分のフエノール樹脂以外に尿素、 メラミン、 p H調整剤 、 硬化促進剤、 シランカップリング剤、 着色剤、 防塵剤等の添加剤を必要により 加えても良い。 結合剤は上記の各成分を常法にしたがって混合し、 水を加えて所 定の濃度に調整される。
次に、 本発明に使用するアルデヒド捕捉物質について説明する。
アルデヒド捕捉物質としては、 アルデヒド類と反応して安定な化合物を生成す る物質が使用できる。 本発明では、 かかるアルデヒド捕捉物質として、 亜硫酸 （ S 03 2— ) 、 酸性亜硫酸 （亜硫酸水素、 H S 03— ) 、 亜ジチオン酸 （S 204 2一） 、 または二亜硫酸 （ピロ亜硫酸、 s 2 o 5 2— ) の、 ナトリウム塩、 カリウム塩、 お よびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。 アル デヒド捕捉物質の好ましい具体例としては、 亜硫酸ナトリウム、 亜硫酸カリウム
、 亜硫酸カルシウム、 酸性亜硫酸 （亜硫酸水素） ナトリウム、 酸性亜硫酸 （亜 ¾ 酸水素） カリウム、 酸性亜硫酸 （亜硫酸水素） カルシウム、 亜ジチオン酸ナトリ ゥム、 亜ジチオン酸カリウム、 亜ジチオン酸カルシウム、 二亜硫酸ナトリウム、 二亜硫酸力リゥム、 二亜硫酸カルシウムが挙げられる。
なかでも、 本発明におけるアルデヒド捕捉物質としては、 アルデヒ類の捕捉効 率が良いなどの理由のために酸性亜硫酸の塩が好ましく、 特に、 酸性亜硫酸ナト リウムが好適である。
上記のアルデヒド捕捉物質は、 前記の特開 2 0 0 1 - 1 7 8 8 0 5号公報に開 示されているヒドラジド化合物、 アミノ基もしくはィミノ基を含む化合物または 尿素の誘導体の他、 一般的に用いられるカテキン類、 タンニン類等のポリフエノ ール類に比べ、 工業用の化学原料として大量に使用されていることから容易に入 手でき安価である。 また、 例えば亜硫酸水素ナトリウムは食品等の酸化防止剤と しても広く用いられており、 本発明の付与量範囲内では、 人体への影響はほとん どない。
本発明のアルデヒド捕捉物質の付与量は、 無機質繊維マツ卜への結合剤の付着 量 100質量部に対して、 アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物の付着量が 3〜15質量部となるような範囲とする。 上記アルデヒド捕捉物質およびその反 応生成物の付着量が 3質量部未満となる付与量であるとアルデヒド捕捉効果が十 分に期待できない。 また、 15質量部を超える付与量になると、 捕捉物質が無機 質繊維マツ卜に固着しきれずに脱落したり、 捕捉物質に要するコストが高くなり 経済的でない。 なかでも、 アルデヒド捕捉物質の付与量は、 結合剤の付着量 10 0質量部に対して、 5〜15質量部が好ましく、 特には、 7〜 10質量部が好適 である。
ここで、 本発明における結合剤の付着量とは、 強熱減量法または L 01 (Loss of Ignition ) と呼ばれる方法により測定される量であり、 約 550°Cで結合剤 付着後の無機質繊維マツトの乾燥試料を強熱し、 減量をすることにより失われる 物質の重量を意味する。
また、 アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物の量とは、 前記アルデヒド捕 捉物質とアルデヒド類との反応生成物、 および未反応のアルデヒド捕捉物質の合 計量を意味する。
ここで、 反応生成物とは、 上記したアルデヒド捕捉物質とアルデヒド類とが反 応してなる通常の物質を主とするもので、 例えばアルデヒド捕捉物質が亜硫酸水 素ナトリウムであり、 アルデヒド化合物がホルムアルデヒドである場合は、 1― ヒドロキシメチルスルフォン酸ナトリウムが主となるものである。
本発明においては、 ホルムアルデヒド放出量が、 J I S— A5908 (199 4年、 6月 1日版） のホルムアルデヒド放出量試験で 0. 30mg/リットル以 下が好ましい。 上記 J I Sにおいては、 ホルムアルデヒド放出量による区分とし て EQ、 E2の 3段階に区分されており、 それぞれホルムアルデヒド放出量 が 0. 5mgZリツトル以下の場合 EQタイプ、 0. 5mgZリットル〜 1. 5m gZリットル以下の場合 E タイプ、 1. 5mg/リットル〜 5. Omg /リット ル以下の場合 E2タイプに区分される。 E。タイプが最も優れるタイプと規定され る。 したがって、 本発明の好ましいホルムアルデヒド放出量である 0. 3 Omg /リットル以下は、 上記 EDタイプの上限を更に下回るので、 極めて少ないホルム アルデヒド放出量である。
前記ホルムアルデヒド放出量の測定は、 上記の J I S— A 5 9 0 8に準拠して 測定される。 ここで、 本発明の無機質繊維マットで測定するにあたっては、 無機 質繊維マツ卜の厚みが 1 0〜1 5 0 mmであるため、 試験片の大きさや枚数は適 宜調整され、 試験片の全表面積は 1 8 0 0 c m2である。 また、 包装内に蓄積され たホルムアルデヒドが包装を開梱した瞬間に放散することから、 無機質繊維マツ トの包装体を開封してから試験片を採取し、 前記試験法に従い測定容器内に置い て、 測定を開始するまでの時間を 1 0分以内とした。
次に、 本発明の無機質繊維マツ卜に製造方法について図面を用いて説明する。 図 1は、 本発明の無機質繊維マットの製造方法のうち、 結合剤を付与する工程 の直後でアルデヒド捕捉物質を付与する方法の一例を示す概略工程図である。 図 1の製造方法では、 繊維化装置 1から紡出された無機質繊維 3に、 結合剤付 与装置 2によって結合剤が付与され、 その直後にアルデヒド捕捉物質付与装置 9 aによってアルデヒド捕捉物質が付与される。 次いで、 結合剤とアルデヒド捕捉 物質とが付与された無機質繊維 3をコンベア 4 a上に堆積して、 コンベア 4 b上 に搬送され、 コンベア 5によって所定厚さに圧縮成形されつつ、 重合反応炉 6に 導入されて結合剤が加熱重合硬化され、 無機質繊維マット 7が形成される。 以下 、 各工程について説明する。
まず、 繊維化装置 1によりグラスウール等の無機質繊維を紡出させる繊維化工 程が行われる。 ここで、 繊維化装置 1による繊維化の方法としては、 従来公知の ロータリ一回転法の他、 火熵法、 吹き飛ばし法等が例示でき、 特に限定されない
。 また、 繊維化装置 1は、 製造する無機質繊維マット 7の密度、 厚さ、 および巾 方向の長さに応じて複数設けることも可能である。
次いで、 結合剤付与装置 2によって、 繊維化装置 1から紡出された無機質繊維 3に、 主成分がフエノール樹脂である結合剤を付与する。 結合剤の付与方法とし ては、 従来公知のスプレー法等を用いることができる。
次に、 上記の結合剤の付与工程の直後に、 アルデヒド捕捉物質付与装置 9 aに よって、 アルデヒド捕捉物質が付与される。 ここで、 本発明において、 結合剤の 付与工程の直後とは、 結合剤付与装置 2と集綿のためのコンベア 4 aとの間であ ることを意味する。 ただし、 アルデヒド捕捉物質付与装置 9 aから噴霧されるァ ルデヒド捕捉物質の一部が、 コンベア 4 a上の無機質繊維 3に直接付与されても よい。
コンベア 4 aは、 未硬化の結合剤が付着した無機質繊維 3を有孔コンベア上に 積層する装置であり、 繊維を均一に積層させるために、 コンベア 4 aは下面に図 示しない吸引装置を有する有孔コンベアとなっている。 このため、 アルデヒド捕 捉物質付与装置 9 a付近は、 吸引装置からの下向きの吸引力が働いている。 した がって、 この位置にアルデヒド捕捉物質付与装置 9 aを設けることにより、 下向 きの吸引力を利用して少量でも効率よくアルデヒド捕捉物質を付与できる。
また、 無機質繊維 3がコンベア 4 aに堆積される途中であるので、 繊維密度の 低い状態で、 個々の無機質繊維 3ヘアルデヒド捕捉物質を付与しつつ堆積するこ とができる。 このため、 無機質繊維マットの表面だけでなく、 内部まで均一にァ ルデヒド捕捉物質が付与され、 やはりアルデヒド類の捕捉効率を上げることがで きる。
これに対して、 重合反応炉 6で結合剤が加熱硬化した後に付与する場合におい ては、 アルデヒド捕捉物質を付与する形態が粉体または水溶液のどちらの場合で も、 結合剤が既に硬化しているためにアルデヒド捕捉物質が無機質繊維マツト 7 へ十分に固着せず、 後工程以降において脱落しやすくなり、 その結果アルデヒド 類の捕捉効率が低くなる。 さらに、 アルデヒド捕捉物質を水溶液で付与する場合 、 その水分によって結合剤の一部が加水分解され、 新たにホルムアルデヒドが発 生するので、 そのアルデヒド類を捕捉しきれない。 アルデヒド捕捉物質を付与する方法としては、 粉体で散布する方法、 水に溶か して液体の状態で噴霧する方法があるが、 特に、 無機質繊維の表面に均一に付与 するには、 液体の状態でスプレー装置を用いて噴霧する方法が好ましい。 この場 合、 アルデヒド捕捉物質水溶液の濃度は 1〜2 0質量％が好ましく、 5〜1 5質 量％がより好ましい。 2 0質量％を超える高濃度であると、 アルデヒド捕捉剤の 水溶液を調合するときに溶解しにくい等のハンドリングの問題が生じるので好ま しくない。 また、 1質量％未満の低濃度であると、 アルデヒド捕捉効果を得るた めに噴霧量を増加する必要があり、 後の重合反応炉 6で余分な水分を飛ばすため の熱量が必要となるため経済上好ましくない。 水溶液の温度は、 特に限定されず 常温でもよいが、 凍結、 固形分の析出等が生じない温度範囲であることが好まし い。
また、 水溶液の濃度とスプレー装置の噴霧量の少なくともどちらか一方を調整 することにより、 従来の無機質繊維マツトの製造する諸条件を変更することなく
、 無機質繊維 3へのアルデヒド捕捉物質の付与量を所望の値に調整することがで き、 つ、 結合剤の量に対するアルデヒド捕捉物質の含有量を所望の値に調整す ることができる。
上記工程によって、 結合剤およびアルデヒド捕捉剤が付与された無機質繊維 3 は、 繊維化装置 1の下方に配置されたコンベア 4 aに堆積され、 連続して、 ライ ン方向に沿って設けられているコンベア 4 bに移動する。 そして、 コンベア 4 b 上に所定間隔で対向配置されたコンベア 5によって、 堆積した無機質繊維 3は所 定の厚さに圧縮されてマツト状に成形される。
その後、 コンベア 4 bの位置に配設された重合反応炉 6に入り、 無機質繊維 3 に付与された、 主成分が水溶性フエノール樹脂である結合剤が重合反応炉 6内で 加熱重合硬化されて無機質繊維マット 7を形成する。 そして、 形成された無機質 繊維マット 7は、 コンベア 4 cの部分に設置された切断機 8によって所定の製品 寸法に切断された後、 コンベア 4 dによって運ばれ、 包装、 梱包される。
図 2には、 本発明の無機質繊維マットの製造方法のうち、 無機質繊維を堆積さ せる工程と結合剤を重合硬化させる工程との間でアルデヒド捕捉物質を付与する 方法の実施形態が示されている。 なお、 以下の説明においては、 前記実施形態と 実質的に同一部分には同符号を付してその説明を省略する。
図 2の実施形態は、 アルデヒド捕捉物質の付与装置が、 無機質繊維 3が堆積し 終わったコンベア 4 a上と、 それに連続して設けられている重合反応炉 6に導入 するためのコンベア 4 bおよびコンベア 5との間の部分に設けられている点が、 図 1の実施形態と異なっている。
まず、 図 1と同様に、 繊維化装置 1から紡出された無機質繊維 3に結合剤付与 装置 2によって結合剤が付与されてコンベア 4 a上に堆積し、 次いで連続するコ ンベア 4 b上に搬送される。
このとき、 アルデヒド捕捉物質の付与は、 無機質繊維 3が堆積し終わったコン ベア 4 a上からコンベア 5の直前までの間に設けられたアルデヒド捕捉物質付与 装置 9 bと、 コンベア 4 aとコンベア 4 bの隙間に設けられたアルデヒド捕捉物 質付与装置 9 cによって、 堆積された無機質繊維 3の上下両面に対して行われる そして、 上記アルデヒド捕捉物質の付与直後に、 図 1と同様にコンベア 5によ つて所定厚さに圧縮成形されつつ、 重合反応炉 6に導入されて結合剤が加熱重合 硬化され、 無機質繊維マット 7が形成される。 そして、 形成された無機質繊維マ ット 7は、 コンベア 4 cの部分に設置された切断機 8によって所定の製品寸法に 切断された後、 包装、 梱包される。
このように、 アルデヒド捕捉物質の付与を、 無機質繊維 3が堆積し終わったコ ンベア 4 aと、 それに連続して設けられている重合反応炉 6に導入するためのコ ンベア 4 bおよびコンベア 5との間の部分で上下両方向から行うことにより、 ァ ルデヒド捕捉物質を更に均一に付与でき、 固着効率をよくすることができる。 なお、 この実施形態においては、 アルデヒド捕捉物質付与装置は上下いずれか の 1ケ所に設けられていてもよいが、 堆積された無機質繊維 3の上下面全体にァ ルデヒド捕捉物質を付与するために、 上下両方に設けられていることが好ましい 。 また、 図 1の実施形態と同様に、 アルデヒド捕捉物質付与装置は、 堆積された 無機質繊維 3の巾方向の長さに応じて複数設けられていてもよい。
なお、 本発明の製造方法においては、 アルデヒド捕捉物質を無機質繊維 3へ付 与するタイミングは、 上記したように、 無機質繊維に結合剤を付与する工程から 該結合剤を重合硬化させる工程に入るまでの間であれば特に限定されないが、 そ の中でも図 1または図 2に示した方法が好ましく、 捕捉物質の付着効率が良好な 点から、 図 2に示した無機質繊維を堆積させる工程と結合剤を重合硬化させるェ 程との間で付与する方法が特に好ましい。 また、 図 1および図 2の方法は、 それ らの何れかを単独で用いてもよいが、 両者を併用してもよい。 併用する場合は、 両者の方法によるそれぞれの捕捉物質の付与量を適宜配分して、 捕捉物質の付与 量を所望の値に調整することができる。
上記の本発明の製造方法によって得られた無機質繊維マツ卜 7は、 そのままの 形態で断熱材、 吸音材等に用いることができる。 また、 無機質繊維マット 7に表 皮材を組み合わせてもよい。 表皮材としては、 紙、 金属蒸着合成樹脂フィルム、 合成樹脂フィルム、 金属箔積層フィルム、 不織布、 織布あるいはこれらを組み合 わせたもの（例えば、 アルミ貼クラフト紙、 アルミ貼ガラスクロス等）を用いるこ とができる。
実施例
以下、 実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、 本発明はこれら実施例に限 定されるものではない。 なお、 部、 %は、 特にことわりの無い時は質量基準を表 す。
実施例 1
アルデヒド捕捉物質として亜硫酸水素ナトリウムを用い、 タンクでィォン交換 水 9 2 . 5部に、 前記亜硫酸水素ナトリウム粉末 7 . 5部を攪拌しながら完全に 溶解させ、 配管でスプレー装置へ連続供給できるようにした。
次に、 図 2に示すような製造方法を用い、 集綿コンベア上に堆積した水溶性フ ェノール樹脂を主成分とする結合剤が付着した無機質繊維マツト （ガラスウール ) に、 集綿コンベアでの堆積が終了して重合反応炉に入る直前の工程で、 前記亜 硫酸水素ナトリウム水溶液 （濃度 7 . 5 %) をスプレー装置を用いて、 堆積され た無機質繊維の両面に上下から均一に噴霧した。 このとき、 無機質繊維マットの 結合剤の付着量 1 0 0質量部に対する、 亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生 成物の含有量が 3 . 5質量部となるように水溶液を付与した。
次に、 この無機質繊維マットに付着した結合剤を重合反応炉で硬化させ、 密度 1 0 k g /m3、 厚み 1 0 0 mmの無機質繊維マツトを連続的に得た。
そして、 この無機質繊維マツトを長さ 1 3 7 0 mm、 幅 4 3 0 mmに切断加工 し、 この加工した無機質繊維マツト 2 7枚をまとめて密閉包装した。
実施例 2
アルデヒド捕捉物質の水溶液濃度を 1 2 . 5 %に変更した以外は、 実施例 1と 同様の条件で、 実施例 2の無機質繊維マットを得た。 このとき、 無機質繊維マツ トの結合剤の付着量 1 0 0質量部に対する、 亜硫酸水素ナトリウムおよびその反 応生成物の含有量が 7 . 0質量部となるように水溶液を付与した。 比較例 1
アルデヒド捕捉物質の水溶液濃度を 2 . 5 %に変更した以外は、 実施例 1と同 様の条件で、 比較例 1の無機質繊維マットを得た。 このとき、 無機質繊維マット の結合剤の付着量 1 0 0質量部に対する、 亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応 生成物の含有量が 1 . 8質量部となるように水溶液を付与した。
比較例 2
アルデヒド捕捉物質の水溶液濃度を 5 . 0 %に変更した以外は、 実施例 1と同 様の条件で、 比較例 2の無機質繊維マットを得た。 このとき、 無機質繊維マット の結合剤の付着量 1 0 0質量部に対する、 亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応 生成物の含有量が 2 . 7質量部となるように水溶液を付与した。
比較例 3
アルデヒド捕捉物質を付与しない以外は、 実施例 1と同様の条件で、 比較例 3 の無機質繊維マツトを得た。
比較例 4
アルデヒド捕捉物質に亜硫酸水素ナトリゥムを用い、 調合済の結合剤の固形分 1 0 0質量部に対して前記亜硫酸水素ナトリウム粉末 5部を攪拌しながら、 前記 結合剤溶液中に添加し完全に溶解させた。 そして、 この結合剤を使用し、 アルデ ヒド捕捉物質付与装置を使用しない以外は実施例 1と同様の条件で比較例 4の無 機質繊維マツトを得た。
試験例 1
実施例 1、 2および比較例 1、 2、 4の無機質繊維マットについて、 密封包装 後 1時間経過したのち、 この無機質繊維マツトの包装体を J I S— A 5 9 0 8の ホルムアルデヒド放出量試験に供した。 放出量試験片として、 縦 1 5 0 mm、 横 6 0 mm、 厚み 1 0 0 mmを 3枚採取し、 試験片の全表面積を 1 8 0 0 c m2とし た。 その結果をまとめて表 1に示す。 表 1
Figure imgf000017_0001
表 1の結果から、 実施例 2においては、 ホルムアルデヒド放出量がそれぞ れ 0. 25mg/リットル、 0. 24mgZリットルと低かったのに対し、 結合 剤付着量 100質量部に対する、 亜硫酸水素ナトリウムおよびその反応生成物の 含有量が 3質量部未満で本発明の規定範囲外である比較例 1、 2においては、 共 に 0. 4 Omg/リットルと高かった。
また、 結合剤に直接アルデヒド捕捉物質を添加した比較例 4においても 0. 3 8mg/リットルと高く、 重合硬化させる工程の直前でアルデヒド捕捉物質を付 与した実施例 1に比べて、 ホルムアルデヒド放出量を削減する効果が十分に得ら れない。
試験例 2
実施例 1および比較例 3の無機質繊維マツト梱包体について、 製造してから、 1時間後、 14日後、 28日後のホルムアルデヒド放出量を測定し、 保存期間に よる放出量の経時変化を測定した。 その結果を表 2、 表 3に示す。
表 2
実施例 1
製造後経過時間及び日数 1時間後 14日後 28日後
ホルムアルデヒド放出量 0. 25 0. 22 0. 24
(mg/リットル） 表 3
Figure imgf000018_0001
表 2、 3の結果から、 実施例 1のホルムアルデヒド放出量は製造後 2 8日目に おいても 1時間後とほぼ同じ低い放出量であり、 アルデヒド捕捉物質を付与しな い比較例 3と比較して、 長期間密閉状態であっても、 放出するホルムアルデヒド 量を低い濃度で安定化することを示している。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 無機質繊維マットの諸物性を損うこと なく、 無機質繊維マットからのホルムアルデヒド放出量を低減できるので、 特に 密封梱包された無機質繊維マツト包装体を開封したときのホルムアルデヒド放出 量を極力低くすることができ、 住宅等の建築用断熱材、 吸音材等として好適に使 用できる。

Claims

請求の範囲
1 . 主成分がフエノール樹脂である結合剤を付着させて成形した無機質繊維マツ 卜において、 前記付着した結合剤 1 0 0質量部に対して、 アルデヒド捕捉物質お よびその反応生成物を 3〜1 5質量部含有し、 前記アルデヒド捕捉物質が、 亜硫 酸、 酸性亜硫酸、 亜ジチオン酸、 または二亜硫酸の、 ナトリウム塩、 カリウム塩 、 およびカルシウム塩からなる群から選択される少なくとも一種であることを特 徴とする無機質繊維マツト。
2 . J I S -A 5 9 0 8のホルムアルデヒド放出量試験によるホルムアルデヒド 放出量が 0 . 3 O m g Zリツトル以下である、 請求項 1記載の無機質繊維マット
3 . 無機質繊維がガラスウールまたはロックウールである請求項 1または 2に記 載の無機質繊維マツト。
4 . 無機質繊維の繊維化工程と、 主成分がフエノール樹脂である結合剤を前記無 機質繊維へ付与する工程と、 集綿コンベア上に前記結合剤が付着した無機質繊維 を堆積させる工程と、 重合反応炉で前記結合剤を重合硬化させる工程とを含む無 機質繊維マットの製造方法において、 亜硫酸、 酸性亜硫酸、 亜ジチオン酸、 また は二亜硫酸の、 ナトリウム塩、 カリウム塩、 およびカルシウム塩からなる群から 選択される少なくとも一種を含むアルデヒド捕捉物質を、 前記結合剤を付与する 工程から前記重合硬化させる工程に入るまでの間に、 前記付着した結合剤 1 0 0 質量部に対して前記アルデヒド捕捉物質およびその反応生成物が 3〜 1 5質量部 含有されるように、 前記結合剤が付着した無機質繊維へ付与することを特徴とす る無機質繊維マツトの製造方法。
5 . 前記アルデヒド捕捉物質を、 前記結合剤を付与する工程の直後に付与する、 請求項 4に記載の無機質繊維マツ卜の製造方法。
6 . 前記アルデヒド捕捉物質を、 前記無機質繊維を堆積させる工程と、 前記重合 硬化させる工程との間で付与する、 請求項 4または 5に記載の無機質繊維マツト の製造方法。
7. 前記アルデヒド捕捉物質を、 前記堆積された無機質繊維の上下両方向から付 与する、 請求項 5または 6に記載の無機質繊維マツ卜の製造方法。
8. 得られた無機質繊維マツトに対する J I S—A5908のホルムアルデヒド 放出量試験によるホルムアルデヒド放出量が、 0. 3 Omg/リットル以下とな るように前記アルデヒド捕捉物質を付与する、 請求項 4〜 7のいずれか一つに記 載の無機質繊維マツ卜の製造方法。
9. 前記アルデヒド捕捉物質を 1〜20質量％の水溶液にて前記結合剤が付着し た無機質繊維に噴霧する請求項 4〜 8のいずれか一つに記載の無機質繊維マツト の製造方法。
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