(57)【要約】【課題】軽量で成形が容易であり、かつ環境に悪影響を及ぼさずに焼却あるいは埋設処分できる、リサイクル可能な建材ボード。【解決手段】木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂を混合し、それらを真空押出しして予備成形品とし、該予備成形品を圧延成形した後、乾燥させることを含んで成るリサイクル可能な板状成形品の製造方法。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂を混合し、それらを真空押出しして予備成形品とし、該予備成形品を圧延成形した後、乾燥させることを含んで成るリサイクル可能な板状成形品の製造方法。
【請求項２】
水溶性有機樹脂が、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ポリエチレンイミド、またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）から成る群より選択される少なくとも１種である請求項１記載のリサイクル可能な板状成形品の製造方法。
【請求項３】
木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂を含有するリサイクル可能な板状成形品。
【請求項４】
木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂が、木炭１００重量部に対しパルプ２〜３０重量部、粘土４０〜１４０重量部および水溶性有機樹脂２〜３０重量部の量で含有する請求項３記載のリサイクル可能な板状成形品。
【請求項５】
水溶性有機樹脂が、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ポリエチレンイミド、またはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）から成る群より選択される少なくとも１種である請求項３記載のリサイクル可能な板状成形品。
【請求項６】
温水または蒸気の付与により変形または崩壊する請求項３記載のリサイクル可能な板状成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に建築用の建材ボードとして有用な、木炭を含むリサイクル可能な板状成形品およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、建築物や構造物の壁材や外壁に用いられている建材ボードには、意匠性を重視したものや、断熱性および調湿性を特徴とするものなど、多種多様なものが存在する。その中には石膏やセメントを心材とする建材ボードも包含される。
このような建材ボードは、基本的には１回の利用を目的としたものであり、再利用（リサイクル）を目的としたものではない。不要となると、建材ボードは、ある程度まで粉砕されてから廃棄処分されるが、建材ボードの粉砕には非常に大きなエネルギーが必要とされることがある。また、粉砕後も、建材ボードには土壌に悪影響を及ぼす可能性の有る物質が含まれていることがあるために、埋設による廃棄処分が困難である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、軽量で成形が容易であることに加え、環境保全の観点からリサイクル性に優れた建材ボードであって、しかも環境に悪影響を及ぼさずに埋設されて、自然に戻すことが可能な建材ボードが求められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
一般に知られている紙粘土は、基本的にパルプから構成されており、更に粘土や水溶性有機樹脂が混入されたものも市販されている。紙粘土は、吸湿性材料であって、水を加えることで容易に加工でき、その後乾燥させると固いが機械強度が小さい（特に、衝撃に弱い）成形品が得られる。この成形品は、水を加えると元の柔らかい状態に戻り、紙粘土として再度使用可能となる。
【０００５】
本発明者らは、紙粘土の機械強度を改良すべく、研究を重ねた結果、成形手段として、瓦の製造に使用される真空押出成形法を利用し、得られる予備成形品をさらに圧延成形し、そして乾燥させることで、機械強度に優れかつリサイクル可能な材料が得られることを見出した。
更に材料組成においても、紙粘土中の水溶性有機樹脂として、土壌改良材に指定されている物質を採用し、そしてこれら紙粘土成分を「炭」、特に木炭と組み合わせることにより、廃棄処分時に容易に自然に戻せることに加えて、木炭成分の特徴とされる調湿性および脱臭機能を有する材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
従って、本発明は、木炭と、紙粘土成分であるパルプ、粘土および水溶性有機樹脂を混合し、それらを真空押出しして予備成形品とし、該予備成形品を圧延成形した後、乾燥させることを含んで成るリサイクル可能な板状成形品の製造方法、およびそれにより得られるリサイクル可能な板状成形品を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
リサイクル可能な板状成形品の製造方法
本発明の第１態様は、木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂を含有する成型用組成物を用いた、リサイクル可能な板状成形品の製造方法である。
本発明の方法で好適に使用される木炭は、木や竹等を原料とするものであってもよく、１ｍｍ程度に粉砕した後、使用する。
【０００８】
パルプとしては、従来公知のもの、例えば、溶解パルプ、サルファイトパルプ、木材パルプ、ボロパルプ、クラフトパルプ、セミケミカルパルプ、ケミグラウンドパルプ、リファイナーグラウンドパルプ、砕木パルプ、その他として、わら、麻、コットンリンター、とうもろこし繊維、ヤシ繊維などがいずれも使用できる。これらは、バージンパルプであっても回収パルプであってもよい。
【０００９】
粘土は、好適には、カオリン、ハロイサイト、ダイアスポア、セリサイト、パイロフィライト、モンモリナイトなどであるが、土中から掘り出される粘土でもよい。粘土には水分が入っていてもよいが、全体として後述の組成物の含水量で規定される範囲内に調節される必要がある。
【００１０】
前記水溶性有機樹脂は、土壌改良材として指定されているもの、例えば、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、澱粉、ポリエチレンイミド、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）およびそれらの混合物から成る群より選択される少なくとも１種であってよい。より好ましくは、水溶性有機樹脂として、ポリビニルアルコールを単独で使用するか、あるいは必要に応じてポリビニルアルコールとそれ以外の前記水溶性有機樹脂から選択される少なくとも１種との組み合わせが使用される。
【００１１】
前記木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂は、前記成型用組成物中に、木炭１００重量部に対して、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂をそれぞれ、２〜３０重量部、４０〜１４０重量部、２〜３０重量部の量で、好ましくはそれぞれ５〜１５重量部、７０〜１２０重量部および５〜１５重量部の量で使用される。
最も好ましくは、木炭、パルプ、粘土および水溶性有機樹脂を、木炭１００重量部に対し、パルプ９重量部、粘土１００重量部、水溶性有機樹脂１３重量部で使用する。
【００１２】
前記成型用組成物には、所望により、成形品の製造に通常使用される各種添加物が、成型用組成物の全重量に対し、０〜２０重量％の量で含有されていてもよい。好適に使用される添加物の例としては、セピオライト、シリカ紛、ケイソウ土、軽量骨剤（パーライト、シラスバルーン）などが挙げられる。
【００１３】
前記成型用組成物を、含水率４０〜７０％、好ましくは５５〜６０％に調節し、混練して真空押出成形することにより、押出方向に連続した丸棒状の予備成形品が得られる。
【００１４】
真空押出成形は、好ましくは真空土練機（例えば、高浜工業（株）製ＭＰＭ１２０Ｎ−ＳＳ）を用いて行われる。真空土練機内では、成型用組成物中に空気が混入されずに混練された後、押出成形される。
真空押出成形により得られる予備成形品の寸法は、所望の最終製品の寸法を基準に決定され得る。
【００１５】
次に、得られた予備成形品を、ロールプレス機（例えば、丸二陶料（株）製ＣＲ−８００）に適用し、予備成形品の両面を３ｍｍ厚みポリエステルフェルト（例えば、市川毛織（株）製Ｋ８０１）挟みロール間隔を２０ｍｍ、１５ｍｍ、１１ｍｍおよび９ｍｍと狭めてロールプレスする条件下で圧延して板状に成形した後で所望の寸法に切断するか、あるいはロールプレス機の代わりに北川精機（株）製単板プレスなどの圧縮成形機に適用してプレス板間にスペーサー及びポリエステルフェルトをセットし、スペーサー厚みまで５ｋｇｆ／ｃｍ２程度の圧力で成形した後、十分に乾燥させることで所望の成形品が得られる。プレス後端部はカットし再度原料として使用する。
【００１６】
最終製品を得るための成形品の乾燥は、好ましくは６０〜１５０℃において２４〜２（時間）行われる。
【００１７】
本発明の方法により得られる最終製品としての成形品は、機械的強度に優れており、例えば、曲げ強度９０ｋｇｆ／ｃｍ２、引張強度３２ｋｇｆ／ｃｍ２程度である。
【００１８】
板状成形品
本発明は、第２態様として、上記方法により製造される板状成形品を提供する。本発明の板状成形品は、軽量で、しかも優れた機械強度を有することから、建築用の建材ボードのみならず、家具、建具材、畳心材、ふすま心材等にも適用され得る。
【００１９】
本発明の板状成形品の寸法は、製造装置や適用目的に依存して変化してよいが、例えば、厚さ３〜３０ｍｍ、幅５０〜１，３００ｍｍおよび長さ１００〜３，０００ｍｍの範囲のものが得られる。
【００２０】
本発明の板状成形品は、木炭を含有し、しかも成形品内部に多孔性を保持しているため、優れた調湿性および脱臭効果を発現し得る。
板状成形品の多孔度は、予備成形および成形時の条件に依存して変更され得る。
【００２１】
更に、本発明の成形品は、木炭を含有することで、マイナスイオンを放出し得る。マイナスイオンは、自然の空気中に多く含まれており、心身のリラックスは勿論、病気や老化に関連する細胞の老化を防ぎ、新陳代謝の活性化を促す働き（いわゆる、マイナスイオン効果）があると考えられている。
【００２２】
本発明の成形品は、温水（例えば、８０〜１００℃）に浸漬するか、あるいは蒸気を適用することにより、変形されて、最終的には崩壊することを特徴とする。
【００２３】
崩壊されたものは、成形用組成物として本発明の製造方法に利用され得る。すなわち、本発明の成形品は、再使用（リサイクル）が可能である。
再使用時には、崩壊されたものをそのまま成型用組成物として利用しても、あるいは前記混合比となるように各組成を補充してもよい。
【００２４】
本発明の成形品は、環境に有害な有機廃棄物などを含まないため、廃棄処分が容易である。すなわち、前記成形品は、土壌を汚染することなく土壌と化して自然に戻すことができる。
あるいは、本発明の成形品は、焼却処分も可能である。
【００２５】
【実施例】
実施例１（本発明の板状成形品の製造）
【表１】
2004066590.tif 000002
上記組成の成型用組成物を合わせて真空土練機（高浜工業（株）製ＭＰＭ１２０Ｎ−ＳＳ）に入れた。ここで、木炭、パルプ、粘土およびポリビニルアルコールの重量比は、１００：９：１００：１６（重量部）であった。それに水を加え含水率３９％にし、万能混合機（（株）品川工業所製Ｅ５ＡＭ−ＲＲ）で３０分間混練し真空土練機にて押出成形することにより、直径６０ｍｍの連続した丸棒状の予備成形品を得た。
【００２６】
得られた予備成形品を、ロールプレス機（丸二陶料（株）製ＣＲ−８００）において、両面に厚さ３ｍｍのポリエステルフェルトで挟み込み、ロール間隔を２０ｍｍ、１５ｍｍ、１１ｍｍ、９ｍｍと順次間隔を狭め、ロールプレスで圧延して板状に成形した。板が曲がらないように１０ｔの鉄板で１００℃／５時間前乾燥し、板が硬くなったのを確認後、１２０℃で１時間金網の上で乾燥することにより、板状成形品を得た。乾燥後の成形品の寸法は、厚さ９ｍｍ×幅３１０ｍｍ×長さ３１０ｍｍであった（重量：７９６ｇ）。板状成形品は、切断面を目視観察することにより、多孔性であることを確認した。
【００２７】
成形品の一部をなべに入れ、成形品の３倍の水を入れ１０分間８０℃以上で放置後、指で押圧すると、変形し、最終的には崩壊した。
【００２８】
実施例２（リサイクル試験）
実施例１で製造した成形品を、沸騰水で崩壊し、ザルにて水を切り、この原料６０に対して成型前の原料を４０混合した。これを原料として使用したこと以外は、実施例１の手順に従って、多孔質の板状成形品を得た。成形品の乾燥後の寸法は、厚さ９．１ｍｍ×幅３０５ｍｍ×長さ３０６ｍｍであった（重量：８１０ｇ）。
成形品の一部をなべに入れ、成型品とその３倍の水を入れ８０℃以上で１０分間放置した後、指で押圧すると、変形し、最終的には崩壊した。
【００２９】
（評価試験）
上記実施例１および２で得た板状成形品について、以下の試験を行った。
（１）土壌化評価
土壌中に６０日間埋め放置し取り出したところ、手で簡単に折れた。
【００３０】
（２）機械強度試験
（株）島津製作所製オートグラフ５０００Ｇで曲げ強さおよび引張り強さを測定した。
【００３１】
（３）調湿性試験（吸放湿量の測定）
タバイエスベック環境試験器で測定した。９ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの試料板を２３℃／６０％で重量が安定するまで放置後、２３℃／９５％に２４時間放置し、吸湿させ、２３℃／５０％に２４時間放置し放湿させた。９５％と５０％の時の重量差を吸放湿量とした。
【００３２】
（４）脱臭性能試験
５００ｃｃのガラス広口ビンにホルムアルデヒド３７％メタノール８％溶液（ホルマリン）を０．１ｍｌ入れた。試料を入れない時はホルマリン濃度５０ｐｐｍであった（北川式ガス検知器）。底に金網をセットし、９ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの試料板を３枚入れた。７日後、ホルマリン濃度で測定した。
【００３３】
（５）マイナスイオン効果（マイナスイオン放出量測定）
９ｍｍ×４０ｍｍ×８０ｍｍの試料板を２３℃／９５％に２４時間放置後、２３℃／６０％の室で神戸イオン（株）製イオンテスターＫＳＴ−９００にて測定した。１ｃｃ中のイオン数を結果として表示する。
上記（１）〜（５）の結果をそれぞれ表２にまとめる。
【００３４】
【表２】
2004066590.tif 000003
【００３５】
上記試験結果によれば、本発明の板状成形品およびこれを再使用して得られた成形品は共に、土に埋めると土壌と化し、焼却しても、人や環境に有害な物質を放出せず、また十分な機械強度を有することが分かる。また、上記結果からは、本発明の板状成形品およびこれを再使用して得られた成形品はいずれも、優れた調湿性や脱臭性能を有し、更にはマイナスイオンを有効に雰囲気中に放出し得ることも分かる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、公知の混練法と圧延法を組み合わせて使用することで、容易に成形でき、軽量で、しかも機械強度に優れた板状成形品が提供される。
【００３７】
本発明により得られる板状成形品は、優れた調湿性および脱臭効果、並びにマイナスイオン効果を特徴とする。
【００３８】
本発明の板状成形品は、温水または蒸気を付与することにより、容易に崩壊する。崩壊後は、本発明の方法において再使用（リサイクル）が可能である。
更に本発明の板状成形品は、廃棄時に環境に悪影響を及ぼさずに焼却でき、あるいは埋設することにより土壌と化して自然に戻すことが可能である。
【００３９】
本発明の板状成形品は、建材ボードとして優れた特性を発現し得ることから、壁材、天井材および床材、並びに床下の基礎部材等のあらゆる板状の建築材料として適用できるのみならず、家具等の板材にも適用可能である。