JP5391489B2 - 無機繊維マットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、アルデヒド類の放出が抑制された無機繊維マットの製造方法に関する。
グラスウール、ロックウール等の無機繊維からなる無機繊維マットでは、繊維同士を結合させるバインダーとして、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂（又はレゾール型フェノール樹脂）を主成分とするフェノール樹脂系バインダーが広く使用されている。これらフェノール樹脂系バインダーは、比較的短時間で加熱硬化し、強度のある硬化物が得られることから、フェノール樹脂系バインダーを使用した無機繊維マットは、形状保持、圧縮梱包開封後の厚み復元性、耐撓み性等の性能に優れている。
しかしながら、フェノール樹脂系バインダーを使用した無機繊維マットは、製造工程、特にバインダーの硬化時にホルムアルデヒドが放出される。このため、放出されたホルムアルデヒドの処理や対応が問題となっている。特に近年では、環境負荷の低減から、法規制等により、ホルムアルデヒドの放散量の制限が求められている。
無機繊維マットから放出されるアルデヒド類の放散を抑制するにあたり、バインダー硬化後の無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を付与する方法があり、特許文献１には、無機繊維にバインダーを添加してマット状に堆積し、無機繊維ウェブを形成する集綿工程と、前記無機繊維ウェブのバインダーを硬化させて無機繊維マットを形成する硬化工程と、前記集綿工程の後において、マット状の無機繊維に対して、ホルムアルデヒド捕捉剤の溶液を、平均液滴径が１〜２０μｍの霧状として噴霧し、付与する工程を有する無機繊維断熱材の製造方法が開示されている。
特開２００７−９２８２２号公報
上記特許文献１に開示されているように、アルデヒド捕捉剤を霧状にして噴霧することで、無機繊維マットの表面にほぼ均一に付与でき、また、アルデヒド捕捉剤の乾燥に要する時間を短縮することができる。
しかしながら、アルデヒド捕捉剤を霧状に噴霧すると、無機繊維マットに付着する量よりも周囲へ飛散する量の方が多くなるので、周囲の装置が飛散したアルデヒド捕捉剤で汚染したり、作業環境が損なわれる問題があった。更には、アルデヒド捕捉剤の使用量が多くなるので、生産性が低下する問題があった。
したがって、本発明の目的は、アルデヒド捕捉剤を周囲に飛散させず、無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を効率よく付着できる無機繊維マットの製造方法を提供することである。
上記目的を達成するにあたって、本発明の無機繊維マットの製造方法の第１は、無機繊維にバインダーを付与し、搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する集綿工程と、前記無機繊維ウェブに付与されたバインダーを加熱硬化して無機繊維マットを形成するバインダー硬化工程と、前記無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を付与するアルデヒド捕捉剤付与工程と、を含む無機繊維マットの製造方法であって、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側にて前記無機繊維マットの表面に気体を吹き付けてエアーカーテンを形成し、前記エアーカーテンの真下を少なくとも含む、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側の前記無機繊維マットの裏面から吸引を行うことを特徴とする。
また、本発明の無機繊維マットの製造方法の第２は、無機繊維にバインダーを付与し、搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する集綿工程と、前記無機繊維ウェブに付与されたバインダーを加熱硬化して無機繊維マットを形成するバインダー硬化工程と、前記無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を付与するアルデヒド捕捉剤付与工程と、を含む無機繊維マットの製造方法であって、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側で前記無機繊維マットの裏面から吸引し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも上流側及び／又は下流側で前記無機繊維マットの表面に加熱気体を吹き付けてエアーカーテンを形成することを特徴とする。
また、本発明の無機繊維マットの製造方法の第２は、無機繊維にバインダーを付与し、搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する集綿工程と、前記無機繊維ウェブに付与されたバインダーを加熱硬化して無機繊維マットを形成するバインダー硬化工程と、前記無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を付与するアルデヒド捕捉剤付与工程と、を含む無機繊維マットの製造方法であって、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側で前記無機繊維マットの裏面から吸引し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも上流側及び／又は下流側で前記無機繊維マットの表面に加熱気体を吹き付けてエアーカーテンを形成することを特徴とする。
本発明の無機繊維マットの製造方法によれば、無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧したことで、アルデヒド捕捉剤が無機繊維マットの表面にほぼ均一に付与される。そして、無機繊維マットの裏面から吸引するようにしたことで、アルデヒド捕捉剤の周囲の環境への飛散を防止しつつ、無機繊維マットの内部にまでアルデヒド捕捉剤を十分に浸透させることができる。したがって、本発明によれば、アルデヒド捕捉剤を周囲に飛散させず、無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を効率よく付着でき、アルデヒド類の放出が抑制された無機繊維マットを生産性よく製造できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記バインダー硬化工程を経た直後の搬送ライン上で、前記無機繊維マットの表面に前記アルデヒド捕捉剤を噴霧し、該噴霧場所の下流側で前記無機繊維マットの裏面から吸引することが好ましい。バインダー硬化工程直後の無機繊維マットは余熱があるので、この無機繊維マットの表面にアルデヒド捕捉剤を噴霧することで、余熱を利用してアルデヒド捕捉剤の乾燥を促進することができ、アルデヒド捕捉剤の乾燥時間を短縮できる。また、無機繊維マットの搬送に伴い、気流の乱れが生じ、特にアルデヒド捕捉剤の噴霧場所の下流側にアルデヒド捕捉剤が飛散することがあるが、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所の下流側で無機繊維マットの裏面から吸引することで、アルデヒド捕捉剤の周囲環境への飛散をより効果的に防止できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの搬送ラインの前記アルデヒド捕捉剤を噴霧する場所の上流側で、前記無機繊維マットの表面に気体を吹き付けてエアーカーテンを形成することが好ましい。この態様によれば、前記エアーカーテンによって、硬化工程で使用した加熱炉等の機器や装置に、飛散したアルデヒド捕捉剤が付着するのをより効果的に防止できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの搬送ラインの前記アルデヒド捕捉剤を噴霧する場所の下流側で、前記無機繊維マットの表面に気体を吹き付けてエアーカーテンを形成することが好ましい。この態様によれば、前記エアーカーテンによって、アルデヒド捕捉剤付与工程の後工程に配される例えば無機繊維マットの切断装置、包装機器、表皮材張り合わせ装置等の機器や装置に、飛散したアルデヒド捕捉剤が付着するのをより効果的に防止できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に気体を吹き付けてエアーカーテンを形成する場所の真下においても、前記無機繊維マットの裏面から吸引を行うことが好ましい。この態様によれば、アルデヒド捕捉剤の周囲への飛散をより効果的に防止できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に熱風を吹き付けて前記エアーカーテンを形成することが好ましい。この態様によれば、上記熱風によって無機繊維マットに付着したアルデヒド捕捉剤を乾燥できるので、アルデヒド捕捉剤の乾燥時間を大幅に短縮できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの搬送ラインの両側端部に沿って仕切板を配置した状態で前記アルデヒド捕捉剤を付与することが好ましい。この態様によれば、仕切板によってアルデヒド捕捉剤の周囲環境への飛散を防止でき、更には、アルデヒド捕捉剤が噴霧された無機繊維マットの上部空間に滞留しているアルデヒド捕捉剤をも無機繊維マットの裏面から吸引して、無機繊維マットの内部に浸透できるので、アルデヒド捕捉剤の付着率が向上する。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、前記アルデヒド捕捉剤として、固形分量が５〜４０％の水性組成物を用いることが好ましい。この態様によれば、噴霧ノズルの詰まりがほとんど無く、また、アルデヒド捕捉剤を無機繊維マットに噴霧し易い粘度で使用できるので、搬送ライン周囲への捕捉剤の飛散を抑制することができ、結果として無機繊維マットをより安定的に生産することができる。
本発明によれば、アルデヒド捕捉剤を周囲に飛散させず、無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を効率よく付着でき、アルデヒド類の放出が抑制された無機繊維マットを生産性よく製造できる。
本発明の無機繊維マットの製造方法は、無機繊維にバインダーを付与し、搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する集綿工程、無機繊維ウェブのバインダーを加熱硬化して無機繊維マットを形成するバインダー硬化工程、無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を塗布するアルデヒド捕捉剤付与工程を含む工程からなる。本発明の特徴は、上記アルデヒド捕捉剤付与工程において、無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、無機繊維マットの裏面から吸引することである。
以下、本発明の無機繊維マットの製造方法の各工程について説明する。
（集綿工程）
集綿工程では、溶融した無機質原料を繊維化装置で繊維化し、繊維化された無機繊維にバインダーを付与し、有孔の搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する。
集綿工程では、溶融した無機質原料を繊維化装置で繊維化し、繊維化された無機繊維にバインダーを付与し、有孔の搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する。
無機繊維としては、特に限定されず、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、無機繊維の繊維化方法は、火焔法、吹き飛ばし法、遠心法（ロータリー法とも言う）等の各種方法を用いることができる。特に無機繊維がグラスウールの場合は、遠心法を用いるのがよい。
無機繊維に付与するバインダーとしては、硬化前においては無機繊維への濡れ性と付着性に優れ、硬化後は無機繊維との接着性に優れ、その硬化物が耐水性、耐湿性、不燃性等を有していれば特に限定されない。例えば、レゾール型フェノール樹脂、レゾール型フェノール−尿素樹脂、メラミン−尿素樹脂等のアルデヒド縮合性熱硬化樹脂を含むバインダーが好ましい一例として挙げられる。なお、アルデヒド縮合性熱硬化樹脂は、硬化過程でホルムアルデヒドが発生するものである。
無機繊維にバインダーを付与するには、スプレー装置等を用いて塗布、噴霧することができる。バインダーの付与量は、目的とする無機繊維マットの密度や用途によって異なるが、バインダーを付与した無機繊維マットの質量を基準として、固形分量で０．５〜１５質量％の範囲が好ましく、０．５〜９質量％の範囲がより好ましい。
無機繊維にバインダーを付与するタイミングは、繊維化後であればいつでも良い。すなわち、繊維化直後に付与し、バインダーが付与された無機繊維を搬送ライン上にマット状に堆積させてもよく、搬送ライン上にバインダーが付与されていない無機繊維をマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成し、その後、バインダーを付与してもよい。
無機繊維を搬送ライン上に堆積させる際、無機繊維を堆積させる搬送ラインの反対側から吸引装置により吸引しながら堆積させることが好ましい。このようにすることで、搬送ライン上に無機繊維を効率よく集綿させることができる。
（バインダー硬化工程）
バインダー硬化工程では、集綿工程で形成した無機繊維ウェブを、所望とする厚さになるように、間隔を設けた上下一対の有孔コンベア等に送り込んで狭圧する。そして、所定の厚みに圧縮された状態で搬送しながら加熱炉などに導入して、無機繊維ウェブに付着したバインダーを加熱硬化させて無機繊維マットを形成する。
バインダー硬化工程では、集綿工程で形成した無機繊維ウェブを、所望とする厚さになるように、間隔を設けた上下一対の有孔コンベア等に送り込んで狭圧する。そして、所定の厚みに圧縮された状態で搬送しながら加熱炉などに導入して、無機繊維ウェブに付着したバインダーを加熱硬化させて無機繊維マットを形成する。
バインダーを硬化させる温度は、特に限定しないが、１８０〜２５０℃が好ましい。また、加熱時間は、無機繊維マットの密度、厚さにより、３０秒〜１０分の間で適宜行われる。
（アルデヒド捕捉剤付与工程）
アルデヒド捕捉剤付与工程では、バインダー硬化工程にてバインダーを硬化させた無機繊維マットの表面に、アルデヒド捕捉剤を付与する。
アルデヒド捕捉剤付与工程では、バインダー硬化工程にてバインダーを硬化させた無機繊維マットの表面に、アルデヒド捕捉剤を付与する。
本発明では、アルデヒド捕捉剤付与工程において、無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、無機繊維マットの裏面側から吸引する。
図１，２を用い、アルデヒド捕捉剤付与工程について更に詳細に説明する。図１は、アルデヒド捕捉剤付与工程で使用するアルデヒド捕捉剤付与装置の斜視図であり、図２は、同アルデヒド捕捉剤付与装置の正面図である。
図１，２に示すように、このアルデヒド捕捉剤付与装置は、バインダーが硬化した無機繊維マット２を搬送する有孔の搬送ライン３が、バインダー硬化工程で使用した加熱炉１から伸びている。
搬送ライン３の上方には、搬送ライン３に載置された無機繊維マット２に、アルデヒド捕捉剤を噴霧する噴霧ノズル４が配置されている。
噴霧ノズル４は、アルデヒド捕捉剤を平均液滴径が１〜５０μｍの霧状に噴霧できるものであれば特に限定はない。このような噴霧ノズルは一般的に市販されており、例えば、株式会社いけうちから販売されている「ＢＩＭＶ８００４」、「ＢＩＭＶ８００７５」、「ＢＩＭＶ１１００４」、「ＢＩＭＶ１１００７５」などがある。
噴霧ノズル４は、吐出口が搬送ライン３上の無機繊維マットの表面２ａから１００〜４００ｍｍ離れた位置に配置されていることが好ましく、１００〜３００ｍｍ離れた位置に配置されていることがより好ましい。噴霧ノズル４の吐出口と、搬送ライン３上の無機繊維マットの表面２ａとの間の距離が１００ｍｍ未満であると、無機繊維マットの表面にアルデヒド捕捉剤を均一に付与できないことがある。また、４００ｍｍを超えると、周囲に飛散する量が多くなる。
噴霧ノズル４の吐出口は、垂直下方向に向けたときを０度とした時、無機繊維マットの進行方向側に向けて０〜６０度傾いていることが好ましい。無機繊維マットの進行方向側に向けて０〜６０度傾けることで、アルデヒド捕捉剤の無機繊維マットへの付与面積を広げることができ、付与効率を上げることができる。また、搬送ライン３のラインスピードが５０ｍ／ｍｉｎを超える場合は、０〜４５度傾いていることが好ましく、０〜１５度傾いていることがより好ましい。また、搬送ライン３のラインスピードが５０ｍ／ｍｉｎ以下の場合は、１５〜４５度傾いていることが好ましく、１５〜３０度傾いていることがより好ましい。
搬送ライン３の上方であって、噴霧ノズル４の下流側には、搬送ライン３上の無機繊維マットに空気を吹き付けてエアーカーテンを形成する空気ノズル５ａ、５ｂが配置されている。この空気ノズルは、熱風が吹きつけられるように構成されているものが特に好ましい。なお、この実施形態では、空気ノズルが２個配置されているが、１個でもよく、また、２個以上でもよく、特に個数は限定しない。
空気ノズルは、吐出口が搬送ライン３上の無機繊維マットの表面２ａから５０〜４００ｍｍ離れた位置に配置されていることが好ましく、１００〜２５０ｍｍ離れた位置に配置されていることがより好ましい。空気ノズルの吐出口と、搬送ライン３上の無機繊維マットの表面２ａとの間の距離が５０ｍｍ未満であると、無機繊維マットが搬送ラインを移動中に上下方向に動いた場合に、無機繊維マットと接触することがあり、接触した場合に、無機繊維マットの製造に支障となるためであり、４００ｍｍを超えると、エアーカーテンによるアルデヒド捕捉剤の飛散防止効果が十分発揮されないことがある。
空気ノズルの吐出口は、垂直下方向に向けたときを０度とした時、無機繊維マットの進行方向側に０〜６０度傾いていることが好ましく、３０〜４５度傾いていることがより好ましい。空気ノズルの吐出口を、無機繊維マットの進行方向側に向けて０〜６０度傾けることで、無機繊維マットへの吹き付け面積を広げることができ、搬送ラインの上方への捕捉剤の舞い上がりを抑制することができる。
搬送ライン３の下方であって、搬送ライン３上の無機繊維マット２へのアルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの下流側には、吸引装置６が配置されている。吸引装置６は、空気ノズル５ａ、５ｂからの無機繊維マット２への空気吹き付け場所Ｂ１，Ｂ２の真下においても、無機繊維マット２の裏面２ａから吸引を行うことができるように配置されていることが好ましい。この実施形態では、吸引装置６は１個であるが、複数個配置してもよい。ただし、複数個配置する場合、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの上流側には配置しないことが好ましい。バインダー硬化工程直後の無機繊維マットは、バインダー硬化の際に加熱されて余熱があるので、余熱のある無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を噴霧することで、余熱を利用して無機繊維マットに付着したアルデヒド捕捉剤を乾燥でき、アルデヒド捕捉剤の乾燥時間等を大幅に短縮できる。アルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの上流側で吸引操作を行うと無機繊維マットが冷却されてしまい、余熱を利用した乾燥がおこなわれず、無機繊維マットに付着したアルデヒド捕捉剤を乾燥する際のコストや時間が増加することがあるためである。
搬送ライン３の両側端部には、仕切板７が配置されている。
アルデヒド捕捉剤付与工程では、無機繊維マットを搬送ライン３で搬送しながら、無機繊維マット２の表面２ａに、噴霧ノズル４から平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧して、無機繊維マット２の表面２ａにアルデヒド捕捉剤を付着させる。また、吸引装置６を作動させて、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの下流側であって、無機繊維マットの裏面２ｂから吸引操作を行う。また、空気ノズル５ａ，５ｂから、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの下流側の無機繊維マットの表面２ａに空気を吹き付けてエアーカーテンを形成する。
アルデヒド捕捉剤を霧状に噴霧すると、無機繊維マット２に付着しきれず、噴霧場所Ａの近傍に滞留する。そして、無機繊維マット２の搬送に伴い、気流の乱れが生じて、特にアルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａ下流側にアルデヒド捕捉剤が飛散していくが、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの下流側で、無機繊維マットの裏面２ｂから吸引装置６にて吸引するので、吸引装置６の上方にあるアルデヒド捕捉剤が吸引される。このため、アルデヒド捕捉剤が周囲に飛散し難くなり、更には、無機繊維マット２の内部にまでアルデヒド捕捉剤を浸透させることができ、アルデヒド捕捉剤の付着率が向上する。
また、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所Ａの下流側で、無機繊維マットの表面２ａには、空気ノズル５ａ，５ｂから空気が吹き付けてエアーカーテン８を形成するので、このエアーカーテンによって、アルデヒド捕捉剤の移動が遮られ、アルデヒド捕捉剤が飛散しにくくなる。更には、空気の吹き付けによって無機繊維マット２の表面に付着したアルデヒド捕捉剤が内部まで浸透するので、アルデヒド捕捉剤の付着効率が向上する。
噴霧ノズル４から噴霧するアルデヒド捕捉剤の平均液滴径は、１〜５０μｍであることが必要であり、５〜３０μｍが好ましく、１０〜２０μｍがより好ましい。アルデヒド捕捉剤の平均液滴径が１μｍ未満であると、外気の影響を受けて、周囲に飛散してしまい、無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤が付着しにくくなる。また、平均液滴径が５０μｍを超えると、アルデヒド捕捉剤の乾燥に時間を要し、また、無機繊維マットの内部にまで十分浸透しないことがある。なお、アルデヒド捕捉剤の平均液滴径は、シリコンオイルなどを塗布したプレートガラス上にアルデヒド捕捉剤を噴霧し、シリコンオイル内の粒径を測定する液漬法や、レーザ光路上にホルムアルデヒド捕捉剤を噴霧し、光路上の粒子表面で散乱した散乱光の強度により測定するフランホーヘル回折を利用したレーザ回折法や、２本のレーザ光を交差させて干渉縞を形成し、この干渉縞にホルムアルデヒド捕捉剤を噴霧して、干渉縞を通過した粒子により生じた散乱光を受光器で感知した時の位相差により測定するドップラー法を利用したレーザ回折法などによって測定できる。
吸引装置６からの吸引は、搬送ライン３上に無機繊維マットが載置されていない状態を基準として、０．１〜３．４ｍ／ｓｅｃの風速で、１〜８ｍ３／ｓｅｃの風量を吸引することが好ましい。上記風速及び風量の範囲の下限値未満では、吸引が不充分となりアルデヒド捕捉剤の舞い上がりが多く、アルデヒド捕捉剤の飛散量が多くなるので好ましくない。また、上限値超では、吸引部分に無機繊維マットが引き付けられ過ぎて、無機繊維マットの移動が妨げられ、吸引部分で無機繊維マットが停滞する可能性があり、結果として無機繊維マットの生産が妨げられるので好ましくない。
また、無機繊維マットの表面にエアーカーテンを形成する際、空気ノズル５ａ，５ｂから熱風を吹き付けてエアーカーテンを形成することで、アルデヒド捕捉剤の乾燥が促進され、アルデヒド捕捉剤の乾燥時間をより短縮できる。
アルデヒド捕捉剤の付着量は、無機繊維マット２の表面積に対して、液量で１〜６０ｇ／ｍ２となるように付与することが好ましい。
無機繊維マットに付与するアルデヒド捕捉剤としては、アルデヒド類と反応して安定な化合物を生成する物質であって、水、アルコールなどの溶媒に溶解または分散し、噴霧可能な溶液を形成するものであれば特に限定はなく、例えば、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素カルシウム、亜ジチオン酸ナトリウム、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、二亜硫酸カリウム、二亜硫酸カルシウム、亜硫酸アンモニウム、アミド硫酸、アミド硫酸アンモニウム、尿素、エチレン尿素、ジヒドロキシエチレン尿素、ジシアンジアミド、シアノアセトアミド、ジエチレントリアミン、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸イミド、カルボジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド等が挙げられる。これらは、固形分量が５〜４０％で、弱酸性から弱アルカリ性（ｐＨが約５〜９）の水性組成物として用いることが好ましい。
本発明の製造方法によって得られる無機繊維マットのアルデヒド類の放出を抑制させるためには、なかでも、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、亜硫酸ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムから選ばれた少なくとも１種と、カルボジヒドラジドとの組合せからなるアルデヒド捕捉剤がより好ましい。
前記アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、亜硫酸ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムは、カルボジヒドラジド１００質量部に対して、アジピン酸ジヒドラジドが５〜６０質量部、コハク酸ジヒドラジドが５〜４０質量部、亜硫酸ナトリウムが０〜５質量部、亜硫酸水素ナトリウムが０〜５質量部の割合で含有させることがより好ましい。
また、カルボジヒドラジドと、アジピン酸ジヒドラジドおよび／またはコハク酸ジヒドラジドと、亜硫酸ナトリウムおよび／または亜硫酸水素ナトリウムとの組合せからなるアルデヒド捕捉剤が更により好ましい。この場合、前記アジピン酸ジヒドラジドおよび／またはコハク酸ジヒドラジドと、前記亜硫酸ナトリウムおよび／または亜硫酸水素ナトリウムとは、アルデヒド捕捉剤中のカルボジヒドラジド１００質量部に対する割合が、アジピン酸ジヒドラジドおよび／またはコハク酸ジヒドラジドは５〜１９質量部であり、亜硫酸ナトリウムおよび／または亜硫酸水素ナトリウムは０.１〜５質量部であることが最も好ましい。
このようにして、アルデヒド捕捉剤付与工程にてアルデヒド捕捉剤が付与された無機繊維マットは、次工程にて、必要に応じて乾燥処理を行った後、所定の長さに切断し、最終製品とする。また、無機繊維マットの少なくとも一面に、表皮材を接着剤などで貼着し、表皮材の貼着された無機繊維マットを製造してもよい。表皮材としては、紙、合成樹脂フィルム、金属箔フィルム、不織布、織布あるいはこれらを組み合わせたものを用いることができる。
本発明の無機繊維マットの製造方法の第二の実施形態について、図３を用いて説明する。なお、アルデヒド捕捉剤付与工程以外は、上記実施形態と同一であるので、その説明は省略する。
この実施形態で使用するアルデヒド捕捉剤付与装置は、噴霧ノズル４の上流側に第２空気ノズル９が更に配置されている点で、上述した実施形態と相違する。
第２空気ノズル９は、無機繊維マット２の表面に熱風を吹きつけてエアーカーテンを形成するように構成されていることが好ましい。これによれば、無機繊維マットを予熱して、無機繊維マットの表面に噴霧されたアルデヒド捕捉剤の乾燥をより短時間で行うことができる。
第２空気ノズル９は、吐出口が搬送ライン３上の無機繊維マットの表面２ａから５０〜４００ｍｍ離れた位置に配置されていることが好ましく、１００〜２５０ｍｍ離れた位置に配置されていることがより好ましい。第２空気ノズル９の吐出口と、搬送ライン３上の無機繊維マットの表面２ａとの間の距離が５０ｍｍ未満であると、無機繊維マットが搬送ラインを移動中に上下方向に動いた場合に、無機繊維マットと接触することがあり、接触した場合に、無機繊維マットの製造に支障となるためであり、４００ｍｍを超えると、エアーカーテンによるアルデヒド捕捉剤の飛散防止効果が十分発揮されないことがある。
第２空気ノズルの吐出口は、垂直下方向に向けたときを０度とした時、無機繊維マットの進行方向側に０〜６０度傾いていることが好ましく、３０〜４５度傾いていることがより好ましい。第２空気ノズルの吐出口を、無機繊維マットの進行方向側に向けて０〜６０度傾けることで、無機繊維マットへの吹き付け面積を広げることができ、搬送ラインの上方への捕捉剤の舞い上がりを抑制することができる。
この実施形態では、噴霧ノズル４の上流側に第２空気ノズル９を配置して、アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも上流側にもエアーカーテンを形成するようにしたので、前記エアーカーテンによって、硬化工程で使用した加熱炉１等に、アルデヒド捕捉剤が流入するのを防止でき、アルデヒド捕捉剤の周囲への飛散をより効果的に防止できると共に、無機繊維マット２の内部にまでアルデヒド捕捉剤をより効率よく浸透させることができ、アルデヒド捕捉剤の付着効率が向上し、より、アルデヒド類の放出が抑制された無機繊維マットを製造することができる。
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。なお、以下の例において、アルデヒド捕捉剤として、亜硫酸ナトリウムと、コハク酸ジヒドラジド８０質量部及びアジピン酸ジヒドラジド２０質量部からなるヒドラジド化合物とを重量比１対４の割合で１０％含む水溶液を用いた。また、アルデヒド捕捉剤付与装置として、図１，２に示す装置を用いた。
（試験例１）
無機繊維としてグラスウールを用い、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂と尿素樹脂とが７０：３０となる混合物の１００質量部に、アミノシランを０．２質量部と、硫酸アンモニウムを１質量部添加したものを用い、バインダー付着量が、無機繊維マットを質量基準として９．５質量％となるようにグラスウールに付与し、バインダーを加熱硬化して、厚み１００ｍｍ、密度９ｋｇ／ｍ３の無機繊維マットを得た。
無機繊維としてグラスウールを用い、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂と尿素樹脂とが７０：３０となる混合物の１００質量部に、アミノシランを０．２質量部と、硫酸アンモニウムを１質量部添加したものを用い、バインダー付着量が、無機繊維マットを質量基準として９．５質量％となるようにグラスウールに付与し、バインダーを加熱硬化して、厚み１００ｍｍ、密度９ｋｇ／ｍ３の無機繊維マットを得た。
バインダーの加熱硬化直後の無機繊維マットに対し、表１に示す条件でアルデヒド捕捉剤を付与して無機繊維マットを得た。アルデヒド捕捉剤の飛散状態、得られた無機繊維マットの表面乾燥状態及びＪＩＳ Ａ １９０１ 小型チャンパー法に基づくホルムアルデヒド放出量（μｇ／ｍ２・ｈ）を、表１に併せて記す。なお、アルデヒド捕捉剤の飛散状態は、○：アルデヒド捕捉剤の飛散が若干ある、△：アルデヒド捕捉剤の飛散はあるが特に問題ない、×：アルデヒド捕捉剤の飛散が多く作業環境などに支障が生じる、として評価した。また、表面乾燥状態は、○：十分乾燥している、△：わずかに湿り気がある、×：濡れがある、として評価した。
なお、実施例６、７、８は捕捉剤の種類を変えたものであり、実施例６は、カルボジヒドラジド１００質量部に対し、アジピン酸ジヒドラジド６０質量部、コハク酸ジヒドラジド４０質量部の割合で１０％水溶液とした以外は実施例１と同様にして無機繊維マットを製造し、実施例７は、噴霧量を５ｇ／ｍ２とした以外は実施例６と同様にして無機繊維マットを製造し、実施例８は、カルボジヒドラジド１００質量部に対し、アジピン酸ジヒドラジド１０質量部、コハク酸ジヒドラジド５質量部、亜硫酸ナトリウム０．１質量部の割合で１０％水溶液とした以外は実施例６と同様にして無機繊維マットを製造したものである。
無機繊維マットの表面にアルデヒド捕捉剤を噴霧し、噴霧場所の下流側で無機繊維マットの裏面側から吸引してアルデヒド捕捉剤を付与して製造した実施例１の無機繊維マットは、ホルムアルデヒドの放散が極めて抑制されており、また、乾燥を行わなくても、十分乾燥されていた。また、アルデヒド捕捉剤の噴霧時において、アルデヒド捕捉剤が周囲にほとんど飛散せず、作業環境が良好であった。
（試験例２）
無機繊維としてグラスウールを用い、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂と尿素樹脂とが７０：３０となる混合物の１００質量部に、アミノシランを０．２質量部と、硫酸アンモニウムを１質量部添加したものを用い、バインダー付着量が、無機繊維マットを質量基準として９．５質量％となるようにグラスウールに付与し、バインダーを加熱硬化して、厚み５０ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３の無機繊維マットを得た。
無機繊維としてグラスウールを用い、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂と尿素樹脂とが７０：３０となる混合物の１００質量部に、アミノシランを０．２質量部と、硫酸アンモニウムを１質量部添加したものを用い、バインダー付着量が、無機繊維マットを質量基準として９．５質量％となるようにグラスウールに付与し、バインダーを加熱硬化して、厚み５０ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３の無機繊維マットを得た。
バインダーの加熱硬化直後の無機繊維マットに対し、表２に示す条件でアルデヒド捕捉剤を付与して無機繊維マットを得た。アルデヒド捕捉剤の飛散状態、得られた無機繊維マットの表面乾燥状態及びＪＩＳ Ａ １９０１ 小型チャンパー法に基づくホルムアルデヒド放出量（μｇ／ｍ２・ｈ）を、表２に併せて記す。
無機繊維マットの表面にアルデヒド捕捉剤を噴霧し、噴霧場所の下流側で無機繊維マットの裏面側から吸引してアルデヒド捕捉剤を付与して製造した実施例２，３の無機繊維マットは、ホルムアルデヒドの放散が抑制されており、また、乾燥を行わなくても、十分乾燥されていた。また、アルデヒド捕捉剤の噴霧時において、アルデヒド捕捉剤が周囲にほとんど飛散せず、作業環境が良好であった。特に、空気ノズル５から空気を吹き付けエアーカーテンを形成しながらアルデヒド捕捉剤を噴霧した実施例２は、特にアルデヒド捕捉剤の飛散を抑制でき、更には、アルデヒド捕捉剤が無機繊維マットに効率よく付着してホルムアルデヒドの放散が極めて抑制されていた。
（試験例３）
無機繊維としてグラスウールを用い、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂と尿素樹脂とが７０：３０となる混合物の１００質量部に、アミノシランを０．２質量部と、硫酸アンモニウムを１質量部添加したものを用い、バインダー付着量が、無機繊維マットを質量基準として９．５質量％となるようにグラスウールに付与し、バインダーを加熱硬化して、厚み５０ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３の無機繊維マットを得た。そして、この無機繊維マット上に３０ｃｍ角（目付量：１００ｇ／ｍ２）のガラス繊維不織布を供給し、表３に示す条件でアルデヒド捕捉剤を付与した。得られたガラス繊維不織布５０枚を、１１０℃で３０分間乾燥して、それぞれのガラス繊維不織布のアルデヒド捕捉剤の付与前の状態からの増加した重量変化を測定し、それぞれの重量変化の平均値を求めた。それぞれのガラス繊維不織布の重量変化について、表３に併せて記す。
無機繊維としてグラスウールを用い、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂と尿素樹脂とが７０：３０となる混合物の１００質量部に、アミノシランを０．２質量部と、硫酸アンモニウムを１質量部添加したものを用い、バインダー付着量が、無機繊維マットを質量基準として９．５質量％となるようにグラスウールに付与し、バインダーを加熱硬化して、厚み５０ｍｍ、密度３２ｋｇ／ｍ３の無機繊維マットを得た。そして、この無機繊維マット上に３０ｃｍ角（目付量：１００ｇ／ｍ２）のガラス繊維不織布を供給し、表３に示す条件でアルデヒド捕捉剤を付与した。得られたガラス繊維不織布５０枚を、１１０℃で３０分間乾燥して、それぞれのガラス繊維不織布のアルデヒド捕捉剤の付与前の状態からの増加した重量変化を測定し、それぞれの重量変化の平均値を求めた。それぞれのガラス繊維不織布の重量変化について、表３に併せて記す。
アルデヒド捕捉剤の噴霧場所の下流側で、ガラス繊維不織布の裏面側から吸引した実施例４，５では、吸引を行っていない比較例５に比べ、重量変化が大きく、アルデヒド捕捉剤の付着量が多かった。このことから、吸引を行うことでガラス繊維不織布へのアルデヒド捕捉剤の付着量が多くなり、間接的にアルデヒド捕捉剤の飛散量が減少したことがわかった。そして、空気ノズル５から空気を吹き付けてエアーカーテンを形成しながらアルデヒド捕捉剤を噴霧した実施例４は、アルデヒド捕捉剤の付着量後の重量変化が大きく、アルデヒド捕捉剤の付着量が多く、アルデヒド捕捉剤の飛散をより抑制できた。
１：加熱炉
２：無機繊維マット
３：搬送ライン
４：噴霧ノズル
５ａ，５ｂ：空気ノズル
６：吸引装置
７：仕切板
８：エアーカーテン
９：第２空気ノズル
２：無機繊維マット
３：搬送ライン
４：噴霧ノズル
５ａ，５ｂ：空気ノズル
６：吸引装置
７：仕切板
８：エアーカーテン
９：第２空気ノズル
Claims (9)
- 無機繊維にバインダーを付与し、搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する集綿工程と、前記無機繊維ウェブに付与されたバインダーを加熱硬化して無機繊維マットを形成するバインダー硬化工程と、前記無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を付与するアルデヒド捕捉剤付与工程と、を含む無機繊維マットの製造方法であって、
前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側にて前記無機繊維マットの表面に気体を吹き付けてエアーカーテンを形成し、前記エアーカーテンの真下を少なくとも含む、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側の前記無機繊維マットの裏面から吸引を行うことを特徴とする、無機繊維マットの製造方法。 - 前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの搬送ラインの前記アルデヒド捕捉剤を噴霧する場所の上流側で、前記無機繊維マットの表面に気体を吹き付けてエアーカーテンを形成する、請求項１に記載の無機繊維マットの製造方法。
- 前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に熱風を吹き付けて前記エアーカーテンを形成する、請求項１又は２に記載の無機繊維マットの製造方法。
- 無機繊維にバインダーを付与し、搬送ライン上にマット状に堆積して無機繊維ウェブを形成する集綿工程と、前記無機繊維ウェブに付与されたバインダーを加熱硬化して無機繊維マットを形成するバインダー硬化工程と、前記無機繊維マットにアルデヒド捕捉剤を付与するアルデヒド捕捉剤付与工程と、を含む無機繊維マットの製造方法であって、
前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの表面に平均液滴径１〜５０μｍのアルデヒド捕捉剤を噴霧し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも下流側で前記無機繊維マットの裏面から吸引し、前記アルデヒド捕捉剤の噴霧場所よりも上流側及び／又は下流側で前記無機繊維マットの表面に加熱気体を吹き付けてエアーカーテンを形成することを特徴とする、無機繊維マットの製造方法。 - 前記バインダー硬化工程を経た直後の搬送ライン上で、前記無機繊維マットの表面に前記アルデヒド捕捉剤を噴霧し、該噴霧場所の下流側で前記無機繊維マットの裏面から吸引する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無機繊維マットの製造方法。
- 前記アルデヒド捕捉剤付与工程において、前記無機繊維マットの搬送ラインの両側端部に沿って仕切板を配置した状態で前記アルデヒド捕捉剤を付与する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の無機繊維マットの製造方法。
- 前記アルデヒド捕捉剤として、固形分量が５〜４０％の水性組成物を用いる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の無機繊維マットの製造方法。
- 前記アルデヒド捕捉剤が、（１）カルボジヒドラジドと、（２）アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、亜硫酸ナトリウム、及び亜硫酸水素ナトリウムからなる群から選ばれた少なくとも１種とを含み、該アルデヒド捕捉剤中のカルボジヒドラジド１００質量部に対するその他の成分の割合が、アジピン酸ジヒドラジドは５〜６０質量部であり、コハク酸ジヒドラジドは５〜４０質量部であり、亜硫酸ナトリウムは０〜５質量部であり、亜硫酸水素ナトリウムは０〜５質量部である請求項１〜７のいずれか一項に記載の無機繊維マットの製造方法。
- 前記アルデヒド捕捉剤が、（１）カルボジヒドラジドと、（２）アジピン酸ジヒドラジドおよび／またはコハク酸ジヒドラジドと、（３）亜硫酸ナトリウムおよび／または亜硫酸水素ナトリウムとを含み、該アルデヒド捕捉剤中のカルボジヒドラジド１００質量部に対するその他の成分の割合が、アジピン酸ジヒドラジドおよび／またはコハク酸ジヒドラジドは５〜１９質量部であり、亜硫酸ナトリウムおよび／または亜硫酸水素ナトリウムは０．１〜５質量部である請求項１〜８のいずれか一項に記載の無機繊維マットの製造方法。
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