(57)【要約】【課　　題】生分解性を有し軽量で、かつ湿度調節性、断熱性、抗菌性、電磁波遮蔽性、防音性、マイナスイオン発生能等生活環境を良くする建築用資材を提供すること。【解決手段】穀物粉粒体の炭化物と賦形材とを含むことを特徴とする建築用資材。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀物粉粒体の炭化物と賦形材とを含むことを特徴とする建築用資材。
【請求項２】
接着材で穀物粉粒体の炭化物と賦形材とが固結されていることを特徴とする請求項１に記載の建築用資材。
【請求項３】
穀物粉粒体が小麦ふすまであることを特徴とする請求項１または２に記載の建築用資材。
【請求項４】
賦形材が繊維であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された建築用資材。
【請求項５】
繊維が廃セルロース系繊維であることを特徴とする請求項４に記載の建築用資材。
【請求項６】
廃セルロース系繊維が段ボール切断屑から得られる繊維であることを特徴とする請求項５に記載の建築用資材。
【請求項７】
接着材が熱可塑性繊維であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の建築用資材。
【請求項８】
穀物粉粒体の炭化物の建築用資材製造のための使用。
【請求項９】
穀物粉粒体の炭化物と賦形材とを混合して、接着材で固結させることを特徴とする建築用資材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築用資材に関し、より詳細には、穀物粉粒体の炭化物を利用した生分解性を有し、軽量で、かつ湿度調節性、断熱性、抗菌性、電磁波遮蔽性、防音性、マイナスイオン発生能を有する建築用資材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経済的にも文化的にも豊かな環境が整えられていく中、企業経営、家庭生活の区別なく日々大量の物資が消費され、その過程で発生する様々な廃棄物は、今や経済的負担の問題ばかりではなく、自然環境保全の面から、その取扱いが極めて大きな社会問題化してきている。焼却可能な廃棄物は、減容を主目的として焼却廃棄しているのが現状である。理由の如何を問わず、焼却する事は、大気を汚染し、残渣の灰には、有害物質が凝集する等、地球環境保全に対しては最も悪い処分法である事を知りながら、実施せざるを得ない必要悪と言う事が出来よう。日本における廃棄物の現状は一年間で一般ごみ類が６０００〜７０００万屯、産業廃棄物が３５０００〜４００００万屯とも云われ更に今後は増え続けるであろうと云われている。これらの莫大な廃棄物をどう処理し処分するか、またいかに資源として有効に活用することができるか、その資源としての活用の路が強く求められているのが現状である。
【０００３】
特に、例えば高度経済社会のバロメータとまでいわれる大量の古紙の取扱いを見てみると、新聞紙や一部雑誌類では、現在どの社でも回収紙を利用した再生紙を使用してはいるものの、その再生紙自体は、１００％回収紙だけで作られたものが使用されている訳ではなく、バージンパルプを何割かの割合で加え、品質の安定を図ったものとしての再利用となっているため、それら再生紙の利用に積極的な業界からの協力を以てしても、到底、古紙市場の要求を満たしきれないというのが現状となっている。そうした再利用の道のない余剰古紙や、回収されないまま廃棄処分されてしまう古紙は、他の可燃性ゴミ等と一緒に焼却炉で燃やされ、燃焼禁制品を含む紙類の燃焼により、有害なダイオキシンを大気中に放散することとなって自然環境を破壊する元凶と目され、地方公共団体はその発生の少ない高性能焼却場建設のために多額の社会資本投資を余儀無くされたり、最終埋立場の確保のために様々な困難覚悟の企画、立案に取り組まなければならない等という政策的課題にいつまでも悩まされることになる。
【０００４】
この廃棄処理の問題は、古紙に限らず、今やあらゆる生活現場、企業の製造現場から排出される種々雑多な廃棄物についても同様に存在する。
例えば、農産物である小麦粒原料からは周知のように製粉工程を経て、通常小麦粒の大部分を占める胚乳のみからなる小麦粉が調製され、小麦粉製品が一般に広く流通している。小麦粒は一般に約１３〜１５％の外皮、２〜３％の胚芽、そして残り胚乳部とから構成されている。しかし、外皮部分であるふすまは、食味の悪さおよび保存性の悪さなどの理由から一般消費者向けには製品化されておらず、大半は飼料に利用され、一部は微生物培養用培地に利用されている。ここで、飼料等で利用しきれない余剰のふすまの利用方法が求められているものの、その用途が未だ見出されていない。また、近年環境への配慮から廃棄物質のリサイクルについて種々の提案、例えば、へどろを原料とした建築材料の製造方法（特許文献１）、コーヒー粕とポリプロピレンとを主原料とする硬質材の製法（特許文献２）または古紙を素材にした発泡断熱材・板角材（特許文献３）等がなされている。そこで、小麦ふすまについても他の付加価値のあるものへの利用が求められている。
【０００５】
一方、建築用材料は、不要になった場合地中に埋められる等されるが、従来のものは生分解性がなく自然環境を汚染または破壊するおそれがあった。また、建築用パネル等の建築内装材料として木材が用いられることが多いが、原木の高騰または自然環境保護などの理由により、代替え基板の模索がなされている。さらに、鉄骨鉄筋コンクリート構造の大型建物または施設等においても、軽量鉄骨プレハブ工法やツーバイ工法等の住宅、小規模の店舗または施設等においてもこれに使用される建材の性能向上に対する要望が増大していて、吸湿性または吸音性等多機能を有するいわゆる生活改善のための新建材の提供が模索されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−０３５３６４号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開平０８−２０７０４６号公報（請求項１）
【特許文献３】
特開平０８−０６７７６３号公報（発明の名称）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、穀物粉粒体の炭化物を利用した生分解性を有し軽量で、かつ湿度調節性、断熱性、抗菌性、電磁波遮蔽性、防音性、マイナスイオン発生能等を有し生活環境を改善する建築用資材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、穀物粉粒体の炭化物と賦形材とを含むことを特徴とする建築用資材が上記目的を達成し得ることを見出してさらに検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１）穀物粉粒体の炭化物と賦形材とを含むことを特徴とする建築用資材、
（２）接着材で穀物粉粒体の炭化物と賦形材とが固結されていることを特徴とする（１）に記載の建築用資材、
（３）穀物粉粒体が小麦ふすまであることを特徴とする（１）または（２）に記載の建築用資材、
（４）賦形材が繊維であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載された建築用資材、
（５）繊維が廃セルロース系繊維であることを特徴とする（４）に記載の建築用資材、
（６）廃セルロース系繊維が段ボール切断屑から得られる繊維であることを特徴とする（５）に記載の建築用資材、
（７）接着材が熱可塑性繊維であることを特徴とする（２）〜（６）のいずれかに記載の建築用資材、
（８）穀物粉粒体の炭化物の建築用資材製造のための使用、
（９）穀物粉粒体の炭化物と賦形材とを混合して、接着材で固結させることを特徴とする建築用資材の製造方法、
に関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の建築資材の製造原料に供される穀物粉粒体としては、例えば小麦粒原料から小麦粉に至る製粉工程において発生する小麦粉以外の副生物、例えば小麦ふすま、規格外の小麦粉、篩オーバーの異物混入粉、小麦の繊維片および粒子等を含むダストなどが挙げられる。上記したこれらの穀物粉粒体の一種あるいは二種以上の混合物を用いることができる。一般に小麦ふすまは飼料等に供されるが、飼料等で利用しきれない余剰部分の利用方法が求められているもののその用途が未だ見出されていないのは上記したとおりである。本発明に用いる小麦ふすまとは、小麦を製粉して小麦粉を採取した残りをいう。小麦粉ふすまは主として小麦粒の外側の皮からなるが、通常、アリューロン層、胚芽または皮に近い胚乳も一部混在している。製粉工程において、おもにブレーキ系統から出る大ふすまと、リダクション系統で粉砕されずに残った細かい小ふすまが得られる。本発明で使用される小麦ふすまとしては、例えば大ふすま、小ふすま、またはそれらの混合物が挙げられる。また、穀物粉粒体は小麦粉の低級品でふすま成分を含むすそ粉、またはすそ粉とふすまの混合物であってもよい。
【００１１】
次いで上記の穀物粉粒体は、例えば炭窯の中にて無酸素状態で加熱されて炭化される。炭化条件は、好ましくは内温約２００〜３００℃、炭化時間約６０〜１８０分、より好ましくは内温約２３０〜２７０℃、炭化時間約９０〜１２０分である。炭化終了後、加熱を停止して炭化物を無酸素状態下にて適当な時間（例えば約２４〜７２時間）放冷した後に炭化装置から炭化物を取り出す。また近年一般の産業廃棄物を焼却処理する際に効率よく炭化して、炭化後の総容積を減少させる装置が開発され、例えば有機系廃棄物の炭化装置エコモーション２０００（株式会社伊丹技研製）、超高温過熱蒸気式熱分解システム　ファイアスチーマー（株式会社エス・ティ・エム製）等公知の装置を用いることができる。エコモーション２０００での処理温度は約５００〜７００℃で炭化し、発生する乾留生成物は約７００℃以上で循環燃焼させる。本発明による炭化処理は通常の炭窯を用いて行われてもよい。
【００１２】
賦形材としては、廃セルロース系材料、好ましくは例えば段ボール切断屑、シュレッダー処理紙片、小麦紙袋の廃切り込み片および市販のパルプを主成分とする植物栽培基材などが挙げられる。上記した賦形材の一種あるいは二種以上の混合物を用いることができる。これらの賦形材は微細裂されて綿状繊維の形態にされることが好ましい。古紙、廃セルロース系材料、段ボール切断屑等を起毛処理して得られる綿状繊維または羽毛状繊維であってよい。廃セルロース系材料は微細裂した形態のものが好ましい。
【００１３】
上記した方法にて得られた穀物粉粒体の炭化物および賦形材に接着材を添加した後、充分撹拌し均一に混合する。上記撹拌の方法は、プレフォーム法、プレミックスフォーム法またはミックスフォーム法など公知の方法を用いてよい。また、撹拌機についても、例えばオムニミキサー、ヘンシェル型ミキサーまたは高速ミキサーなど一般に市販されている種々撹拌機を使用できる。
【００１４】
本発明において用いられる接着材は、例えば酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、ポリビニルアセタール系、塩化ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、ポリエチレン系、セルロース系接着材等が挙げられるが、生分解性能を有するポリビニルアルコール系の熱可塑性繊維が好ましい。熱可塑性繊維は市販品を使用してよい。
【００１５】
次いで、穀物粉粒体の炭化物、賦形材および接着材を均一に混ぜて作製した混合体を所望の型枠に入れて成型するのが好ましい。ここで、本発明における該混合体中の各成分の割合は、穀物粉粒体の炭化物が通常約１０重量％〜９０重量％、好ましくは約２０重量％〜５０重量％、賦形材が通常約１０重量％〜６０重量％、好ましくは約２０重量％〜５０重量％、接着材が通常約１重量％〜５０重量％、好ましくは約１０重量％〜３０重量％である。さらに少量の水を加えてもよい。このようにして得られる混合体をつづいて加圧・加熱して固結することによって、本発明の建築用資材を製造することができる。加熱下にて圧力をかけて圧縮することで成形する方法のほか、押型成形機によって該混合体を加温、加圧して連続的に押出して成形体を得る方法が製造に使用され得る。
加熱温度は通常約５０〜１５０℃、圧力は通常約４〜３０ｋｇ／ｃｍ２、好ましくは加熱温度は約８０〜１２０℃、圧力は約１０〜２０ｋｇ／ｃｍ２がよい。
【００１６】
本発明における建築用資材は、寸法および形を変えることにより、建築用内装ボードとすることもできるし、ブロックとすることもできる。また、本発明でいう建築用資材とは、壁、床あるいは天井の仕上げ材、下地材のような屋内で用いられるものだけでなく、道路の外壁または舗装など屋外で用いられるものも含まれる。
【００１７】
本発明における建築用資材は、塗装、吹き付けあるいは壁紙張りの下地材、床あるいは天井の下地材、または表面に着色あるいは押し型で模様をつけて壁、床、天井の仕上げ材等の建築用内装ボードとしても用いられる。また、本発明の建築資材を防水加工方法としては、水掛かり場の内装やタイルの下地材に用いることもできる。防水加工方法としては、アスファルト等を不織布に含浸したシート、充填剤を添加したオレフィン系樹脂等からなるシートを延伸して得られる微細な孔部を有する多孔質シート、または不織布等を本発明の建築資材の表面にコーティングする方法などが挙げられる。
【００１８】
また、本発明における建築用資材は、他の異なる性質を持つ建材と組み合わせて複合パネルを形成することによって、外壁用の建材や屋根に用いる建材として使用することもできる。例えば、金属板と組み合わせることにより防火性能を高めた外壁材とすることもできるし、軽量気泡コンクリートパネルを張り合わせることにより耐水性を高めた外壁材とすることもできる。
【００１９】
穀物粉粒体の炭化物自体生分解性を有し、かつ上記した様に、例えば段ボール切断屑、シュレッダー処理紙片、小麦紙袋の廃切り込み片および市販のパルプを主成分とする植物栽培基材を構成成分とする賦形材や接着材としてのポリビニルアルコール系熱可塑性繊維もすべて生分解性を有しているので、これらを含む本発明の建築用資材は当然のこととして生分解性を有し、また炭化物を含むため湿度調節性、断熱性、防音性および抗菌性を有するという知見を得た。したがって、本発明にかかる建築用資材は特に壁材内部材等の用途に非常に有用であり、本発明は生活環境をより良くするために有効な新規建築用資材を提供することができる。さらに、該建築用資材は従来のものに比べて軽量であり、特に天井用建築資材としても有用である。
【００２０】
また、本発明者らは、本発明の建築用資材が消臭効果、電磁波遮蔽効果およびマイナスイオン効果を奏するという思いがけない新知見も得た。電磁波については、従来より、人体への弊害が憂慮されており、電磁波放出の強さを規制する規格も制定されており、電磁波を遮断することは非常に有用な効果である。また、マイナスイオンは、多孔質炭素材料分子が空気中の水分をヒドロキシルイオンと水素に分解し、このようにして生成したヒドロキシルイオン（マイナスイオン）が肺の毛細血管に入り、血液を弱アルカリ性にしコレステロールを解膠して血液の凝固を和らげて血圧を下げ、新陳代謝、発育または内分泌機能を向上させることにより、肩こり、神経痛、リウマチ、冷え症、腰痛、荒れ性、打ち身、捻挫、霜焼けもしくはあせもの治療、疲労回復、安眠または体質改善等に対して優れた効果を奏する。したがって、マイナスイオン効果を有することは、人体の健康に多大な貢献をする。
【００２１】
また、本発明者らは、本発明の建築用資材が化学物質過敏症対応の建築用資材として有用であるという知見も得た。ここで、化学物質過敏症とは、環境中の微量の化学物質に暴露されることによって、吐き気、頭痛または身体痙攣などのアレルギー症状を引き起こす病気であり、大きな社会問題となってきている。そこで、本発明者らは、本発明の建築用資材が化学物質過敏症を引き起こす物質、とくにホルムアルデヒドの放出を押さえることができ、放出されたホルムアルデヒドを吸着、除去するという知見を得た。
【００２２】
また、本発明者らは、本発明の建築用資材に岩綿を添加することにより、弾力性を付与し得るとの思いがけない知見も得た。かかる建築用資材は特に床材に用いるとクッション性がよく関節等にかかる負担が少なくなるので、身体にやさしい建築用資材として好適である。またかかる建築用資材を屋外においてコンクリートやアスファルトの下地として用いると、クッション性が向上するほか、例えばハイヒール等による騒音も軽減できるという有用性がある。また、岩綿を用いることにより、建築用資材等をさらなる難燃化あるいは不燃化することができるほか、さらなる軽量化を図ることができるという知見も得た。建築用資材の全構成成分に対する岩綿の含有率は通常約１０〜６０重量％、好ましくは約２０〜４０重量％である。
【００２３】
［実施例１］
―穀物粉粒体の炭化物の作製一
小麦ふすま、ダスト、廃棄処理用小麦粉（デユラム）各々５ｋｇを，エコモーション２０００を用いて５０〜６０分間炭化した。その結果は表１の通りである。
【表１】
2004116195.tif 000002
【００２４】
［実施例２］
炭化した小麦ふすま５０ｇ、廃セルロース系材料（東洋紡績（株）製「Ｐ培地」）５０ｇ、バインダー繊維（（株）クラレ製「　ＷＩＮ」）５ｇ、を混合し、１００×１５０ｍｍの型枠に均一に充填する。上部から加圧して厚みが１０ｍｍになるようにし、８０℃、３０分間加熱して成型物を作製した。
【００２５】
［実施例３］
炭化した小麦ダスト５０ｇ，廃セルロース系繊維素材（東洋紡績（株）製「Ｐ培地」）５０ｇ，　バインダー繊維（（株）クラレ製「Ｎ−７２０）４ｇを混合し、１００×１５０ｍｍの型枠に均一に充填する。上部から加圧して厚みが１０ｍｍになるようにし、１２０℃、３０分間加熱して成型物を作製した。
【００２６】
［実施例４］
炭化した小麦ダスト５０ｇ、廃セルロース系繊維素材（東洋紡績（株）製「Ｐ培地」）３０ｇ，ロックウール１５ｇおよびバインダー繊維（（株）クラレ製「Ｎ−７２０」）４ｇを混合し、１００×１５０ｍｍの型枠に均一に充填する。上部から加圧して厚みが１０ｍｍになるようにし、１２０℃、３０分間加熱して成型物を作成した。その結果、ロックウールを添加することにより柔軟性の高い成型物が得られた。
【００２７】
［試験例１　吸湿性テスト］
二つのデシケーター（中板径２４ｃｍ、全高３４ｃｍ）の下部に、濃度が各々１０重量％、５０重量％の硫酸溶液１００ｍｌを入れ静置し、相対湿度が各々９５％、３５％になる容器を用意した。この中に実施例２、３で作成した成型物サンプルを入れ、サンプルの重量が一定になるまで放置した。結果は下表の通りであった。
【００２８】
【表２】
2004116195.tif 000003
上表より、本発明における成型物は湿度の低いときは空気中に水分を放出し、湿度の高いときは水分を吸収することが分かる。これは本発明品が湿度をコントロールする調湿機能を有することを示している。
【００２９】
［試験例２　炭化処理した小麦ふすまの抗菌性テスト］
実施例３で作製した成型物からたて３０ｍｍ×よこ３０ｍｍ×厚さ５ｍｍのテストサンプルを作成した。一方でバクテリア増殖用培地（市販ブイヨン寒天）とカビ・酵母増殖用の培地（ポテトデキストローズ寒天）を各々充填した内径９０ｍｍ，高さ２０ｍｍの二つの円形シャーレに、上記のテストサンプルを一個ずつ置いた。バクテリアとしてＢａｃｉｌｌｕｓ　ｓｕｂｔｉｌｉｓの懸濁液を上記のバクテリア増殖用培地に散布し、一方酵母としてＳａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓ　ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅの懸濁液を上記のカビ・酵母増殖用培地に散布した後３０℃の恒温室にて培養した。
４８時間後の状況を観察したところ、両シャーレ中のテストサンプルおよびその周辺５ｍｍ前後はバクテリアおよび酵母の増殖が抑えられていた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、穀物粉粒体の炭化物を利用した生分解性を有し軽量で、かつ湿度調節性、断熱性、抗菌性、電磁波遮蔽性、防音性、マイナスイオン発生能等を有し、生活環境を改善する安価な建築用資材を提供することができる。