专利名称：天然羽毛纤维绝热材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用天然羽毛纤维的绝热材料。
背景技术：
以往的绝热材料例如建筑用绝热材料为一种有利于尽可能防止建筑物内部与外部之间的热交换以减轻空调的负荷，防止内壁面结露，特别是使内壁表面温度接近适宜温度以增加居住者舒适感觉的原材料。根据作为住宅的节能标准的《有关能源使用合理化法律》的规定，在昭和55年(1980)年发表了通产省、建设省告示第1号及建设省告示第195号，推进了住宅的隔热化，这个标准在平成4年(1992)年修改，作为判定标准第2号、设计施工指南第451号公布，这两个告示一起被称为《新节能标准》，节能对策越来越重要。
作为建筑用绝热材料，多使用例如玻璃纤维、玻璃棉垫、发泡塑料、无机填充泡沫等。一般来说，这些绝热材料以原料及形状来分类，这种类别很多，如前所述，为了推进住宅环境的节能化，要求市场提供绝热性能更好的绝热材料。
发明内容
本发明的目的是根据这样的市场要求，提供比上述以往产品绝热性更好的绝热材料。此外，以往的建筑用绝热材料在废弃时以燃烧或填埋的方式处理，但在焚烧时会放出有害物质，掩埋可能会因不能分解而一直如此地残存于土中，本发明的另一目的是提供改进了这些缺点的建筑用绝热材料。
作为解决上述课题的手段，本发明提供了一种天然羽毛纤维绝热材料，以天然羽毛纤维作为构成材料，由1-99重量％构成。
此外，提供了一种天然羽毛纤维绝热材料，以天然羽毛纤维作为构成材料，由1-99重量％构成，配合1-99重量％的作为粘接剂的合成纤维而成。所述合成纤维的特征为，外层部为低融点烯烃、芯部为高融点合成树脂构成的芯鞘复合纤维。
本发明使用了天然角蛋白构成的天然羽毛，通过将其加工成纤维状，以利用羽毛纤维具有的保温性及低比重及膨松性，能够形成绝热性能好的绝热材料(及保温材料)。作为羽毛纤维的粘接剂可使用合成纤维，通过将此合成纤维加热处理可形成以羽毛纤维作为主体的绝热材料。特别是在使用芯鞘结构的复合合成纤维时，在加热处理后芯部作为纤维状残留，通过其与羽毛纤维的缠绕结合，能够提高绝热材料中的空隙率。根据使用目的的不同，羽毛纤维的比例会有所不同，但由于羽毛纤维为天然有机物，在其比例高的情况下，在废弃的绝热材料焚烧时排出的有害物质少，还能够在土中生物分解以尽可能防止环境污染。
图1为本发明的天然羽毛纤维绝热材料的制造工序略图。
图2为PP/PET芯鞘复合纤维的略图。
图3为绝热材料的性能试验装置的略图。
具体实施例方式
以下根据附图对本发明的天然羽毛纤维绝热材料的实施例进行说明。图1示出了天然羽毛纤维绝热材料的制造工序，首先将例如羽绒被等中使用的鸟的羽毛一类的天然羽毛在酒精中进行脱脂洗净(步骤1)。进行干燥后，由具有螺旋桨形状的切刃的切断机加工为10mm长度的纤维状(步骤2)。
将通过上述纤维状加工2得到的羽毛的1-99％重量，与1-99％重量的作为粘接剂的合成纤维配合，两种纤维进行混合(步骤3)，以成为均匀状态。羽毛纤维3的配合率最好为50-90％重量，但根据绝热材料使用目的的不同而没有特别限定。
作为粘接剂的合成纤维为外层部为低融点烯烃，芯部为高融点合成树脂构成的芯鞘复合纤维，可以例如图2所示，使用外层部为聚丙烯(PP)，芯部为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)以形成芯鞘(芯—外皮)复合纤维(PP/PET芯—外皮复合纤维)。此外，也可使用例如外层部为聚乙烯(PE)，芯部为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的芯鞘复合纤维(PE/PET芯鞘复合纤维)，或通常的PE纤维、PP纤维等合成纤维。从得到的绝热材料(保温材料)的强度、性能来考虑，以PP/PET芯鞘复合纤维为好。
前述羽毛纤维与合成纤维(在此为PP/PET芯鞘复合纤维)均匀混合后，以所需的密度进行层积(步骤4)，在热风干燥机中进行热成型(步骤5)。这种热成型(步骤5)例如可将层积物置于上下网状输送器之间运送的同时由热风干燥机等加热到特定的温度。此时基本不需施加压力，但也可根据需要适当施加。
在这种热成型时，前述芯鞘复合纤维的外层部的PP溶化，起到将羽毛纤维点状粘接的粘接剂的作用，芯部的PET不会被熔化而仍为纤维状，与羽毛纤维缠绕在一起成为一体。从而通过羽毛纤维与芯鞘复合纤维的芯纤维复杂地缠绕结合，可以全面显著地提高空隙率。
如此得到的成品使用羽毛纤维作为主要构成材料，这种羽毛纤维的松密度为0.026g/cm3，为非常轻的材料，由于具有筒状的中空结构，而且羽毛纤维与芯鞘复合纤维的芯纤维缠绕结合，整体的空隙率高，因此绝热性非常高。而且，由于天然羽毛的导热系数为0.000057cal/cm2.cm.sec.℃，而空气的导热系数为0.000056cal/cm2.cm.sec.℃，为非常接近的值，因此是绝热效果及保温效果高的材料。
以下，为了对本发明的天然羽毛绝热材料的绝热性能进行试验，使用上述得到的试制品，按照JISA1412-2《热绝缘材料的热阻及热传导率的测定方法-第2部热流计法(HFM法)》的附属书A(规定)平板比较法来求出热传导率。此时的试验装置如图3所示。
在此场合，天然羽毛绝热材料的试验体的尺寸为200×203mm，厚度为25mm，密度为34.1kg/m3，其热传导率λ由以下计算式求出为0.035W/(m·K)，通过以下计算式求得导热系数为0.0301kcal/(m·h·℃)，其与其他绝热材料(及保温材料)的比较为表1。
λ＝λo×(d/do)×(ΔTo/ΔT)＝d/R[W/(m·K)]R＝(do/λo)×(ΔT/ΔTo)[m2·K/W]d试验体的厚度(m)do标准板的厚度(m) [＝0.0252]λo标准板的热传导率[W/(m·K)]λo＝0.00007{(θ1+θ2)/2}+0.0290ΔT试验体温度差(K)ΔTo标准板温度差(K)θ1标准板高温侧表面温度(℃)θ2标准板、试验体间两表面温度(℃)θ3试验体低温侧表面温度(℃)另外，标准板聚苯乙烯泡沫试验体姿势水平热流方向垂直(向下)
表1
正如上述表1，本发明的天然羽毛纤维绝热材料属于绝热材料等级C(非常接近等级D)，在纤维系绝热材料中也为最高等级，被认为具有非常高的绝热效果。原因是，正如先前所述，天然羽毛的筒状中空构造在绝热效果方面非常优越，以及将芯鞘复合纤维作为粘接剂使用，产生与羽毛纤维的复杂的缠绕结合，整体的空隙率得以提高。
正如上述，采用本发明，通过将天然羽毛纤维作为绝热材料的主要构成要素使用，可提供绝热性能非常优越的纤维系绝热材料。此外，通过将芯鞘构造的合成纤维作为粘接剂，因与羽毛纤维的缠绕结合，增大了整体的空隙率，可使绝热性能显著提高。
另外，由于羽毛纤维是天然有机物，在焚烧废弃绝热材料时，能够尽量防止有害物质的排出的同时，在填埋之际，通过生物分解而大部分被分解，与以往相比，能大幅度消减在土中的残量、防止破坏环境。
权利要求
1.一种天然羽毛纤维绝热材料，以1～99重量％的天然羽毛纤维作为构成材料而构成。
2.一种天然羽毛纤维绝热材料，以1～99重量％天然羽毛纤维作为构成材料，并配合1～99重量％的合成纤维作为粘接剂而构成。
3.按照权利要求2所述的天然羽毛纤维绝热材料，所述合成纤维是外层部为低融点烯烃、芯部为高融点合成树脂所构成的芯鞘复合纤维。
全文摘要
提供一种绝热性能优于以往的绝热材料并且在焚烧废弃的有害物质时排出少或者填埋时大部分生物分解的天然羽毛纤维绝热材料。首先将天然羽毛用乙醇脱脂洗净(1),接着在干燥后加工成纤维状(2)。该羽毛纤维作为构成材料,占1－99重量%(最好为50～90重量%),配合1～99重量%的作为粘接剂的PP/PET芯鞘复合纤维,并均匀混合(3)。为将混合物形成规定的密度进行层积(4),用热风干燥机进行热成形(5)。通过羽毛纤维和芯鞘复合纤维的芯纤维缠绕结合,使得绝热材料整体的空隙率显著提高。羽毛纤维由于是天然有机物,焚烧时不会排出有害物质,如填埋土中,会发生生物分解。
文档编号D04H1/4274GK1337438SQ0112360
公开日2002年2月27日 申请日期2001年7月25日 优先权日2000年8月4日
发明者吉冈一茂, 大谷昌章 申请人:喀米商事株式会社