(57)【要約】【課題】無機繊維質保温材に木竹炭粉粒を固着させて住環境を改善し、人と環境に優しい無機繊維質複合材を得る。【解決手段】繊維化され集綿のために飛来する無機短繊維片の軌道空間にタンニンを主成分とした植物由来の天然バインダー溶液を噴霧する。通過する無機短繊維片は表面を濡らしながら集綿されてフェルト化する。同時に，分級された木竹炭粉粒を概略均等に添加し、加熱しながら狭圧し、形成してなる無機繊維質複合材。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質繊維と，粒径１５０μｍ以下の木竹炭粉粒、及び、植物由来の天然系バインダーとから成ることを特徴とする無機繊維質複合材。
【請求項２】
請求項１において、天然系バインダーは、（イ）植物素材よりタンニン含有粗液を抽出する工程、（ロ）タンニン含有粗液中の糖類を発酵処理する工程、及び、（ハ）発酵処理後のタンニン含有液を調整して天然系バインダーを生成する工程によって得られたものであることを特徴とする、請求項１記載の無機繊維質複合材。
【請求項３】
ガラスや溶融スラグの繊維化から、集綿を経て集積形成に至る間で、先ず、天然系バインダー溶液の霧粒子を無機質繊維片に付着させ、次に、木竹炭粉粒を付着させることを特徴とする無機繊維質複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の天井、壁、床の断熱、保温、防音、その他室内雰囲気に影響有る内装材として使用される無機繊維質複合剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
古くから木炭や竹炭などは多孔質であって、比表面積が大きく吸着性に富むことから有害ガスの吸着剤として、また、消臭剤、或いは調湿剤等として古くから利用されてきた事は周知のとおりである。この様な昔からの利用様態に加えて、近年には、更に新たな機能が知られるようになった。例えば、炭の小孔に存在する多くの微生物が、吸着された有害物質を分解し、消臭して無害化する機能、マイナスイオンや遠赤外線を放射する機能、或いは、電磁波を遮蔽したり、木竹炭分子が発する分子の固有振動周波数が人の健康に利する特性等が知られるようになった。このような特性を生活環境の改善に利用する目的で多くの発明や考案がなされている。
【０００３】
従来ある、公知の複合材としては、マニラ麻を補強材とし、酢酸ビニルをバインダーとした粉炭ボードを成形し、マイナスイオンの発生や吸湿効果による環境改善を提案している。（特許文献１）
【０００４】
また、熱可塑性繊維をバインダーの目的で粉砕炭と混合し、熱プレスすることによってホルマリンが発生することなしに炭ボードを成形し、炭本来の特性が発現し環境改善に寄与することを提案している。（特許文献２）
【０００５】
また、目的に応じた複数枚のプラスチックフィルムや不織布で粉炭をくるんで一体化した、建物内のコンクリート壁面用積層粉炭シートが提案されている。（特許文献３）
【０００６】
以上、木炭、竹炭等の木質系炭が有する諸機能は利用の形態によって様々な恩恵をもたらす可能性を有している。
【０００７】
つぎに、溶融スラグやガラスを繊維化して得られるロックウールやグラスウール等の無機質繊維は優れた耐火性、断熱性、防音性、電気絶縁性を備えた資材として広い分野で利用されている。これら無機繊維質マットやフェルトは、構成している無機質繊維の特性を活用する事が主目的である。自らが有する諸機能に対して付加価値を加えた新たな利用の形態は未だ試みられていない。フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とする合成樹脂バインダー等が使用されているのは、繊維相互を結束してマットやフェルトの形態を単に補強する為だけである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−５９４０９号公報（第１−２頁、第３図）
【特許文献２】特許第３００２１００号（第１−２頁、第１−３図）
【特許文献３】特開２００１−２６９９０９号公報（第１−２頁）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
木竹炭を含む硬質ボードでは、使用される炭の粒子径が２〜１０ｍｍあり、これらの炭粒子を固着してボードとしての強度を維持するために多量の合成樹脂が使用されている。その結果、パネルは重量を増すだけで、内装箇所も限られることになる。また、合成樹脂が炭粒子を包含して、固着している形態からも、炭粒子の吸着機能が損なわれると共に、再利用が困難な製品となっている。
【００１０】
また、砕粒炭を直接、袋やフィルムに詰めて利用するのは簡便ではあるが、使用場所に制限を受け、内装工事も複雑さを伴うことになる。
【００１１】
また、グラスウールフェルトに使用される熱硬化樹脂は溶融したときの延展性が小さい為に、無機短繊維片を保持する力が弱く、施工中に該短繊維が遊離浮遊して、作業者が呼気と共に吸入して健康に悪影響を及ぼしたり、或いは、肌や作業着に付着して不快感を与えている。また、剛性不足のためにグラスウールフェルトが経時的に撓んだり、変形などする場合が生じて保温材としての効果を減じることがある。
【００１２】
この様な状況を背景として、建築物の天井、壁、床等の調湿、保温、防音その他室内雰囲気への影響、例えば、環境に優しいだけでなく、人の健康や、住環境の改善に寄与するような、且つ、簡便に施工できる内装材としての建材の開発が課題とされていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願発明は、前述の背景の下で案出された。ガラスや溶融スラグを繊維化して成る無機質繊維、そして、粉粒化した木炭、または竹炭、及び、これら骨材相互を固定する植物由来の天然系バインダーを基剤とする構成から成り、各基剤それぞれの特質を保持しながら一体化し、簡便な施工で、人の健康や、住環境の改善に大きく寄与する無機繊維質複合材を提供する。なお、前記植物由来の天然系バインダーとは、植物から抽出される天然のタンニンを主成分とするバインダーであって、合成された素材をいっさい含む物ではない。
【００１４】
すなわち、本願に係わる無機繊維質複合材は、ガラスや溶融スラグを繊維化してなる無機質繊維と粒径１５０μｍ以下の粉粒状にした木炭、竹炭、及び、植物由来の天然系バインダーとから成り、該天然系バインダーは、（イ）植物素材よりタンニン含有粗液を抽出する工程、（ロ）タンニン含有粗液中の糖類を発酵処理する工程、及び、（ハ）発酵処理後のタンニン含有液を調整して天然系バインダーを生成する工程、以上の工程から得られたものである事を特徴とする。
【００１５】
また、前記木竹炭粉粒は、木炭、竹炭の粒径が１５０μｍ以下であることを特徴とする。正規分布をなす粉粒は粒径が小さくなるほどにファンデルワールス力の効果が現れ、植物由来の天然系バインダーの接着力と併せて、無機質繊維片に付着し一体化する。木竹炭の微粉化と霧化された該バインダー微粒子の両者は無機繊維質フェルトに対して必要な密度を保持することが出来る。一方、粉粒炭粒子径が１００μｍを超えるに従って徐々に、バインダーへの付着効率が悪くなる。２００μｍを超えると５０％以上が未付着となり、脱落していく。
【００１６】
更にまた、上記生成工程において、タンニンを抽出する対象植物は柿渋採取用の渋柿の一種、ハチヤ柿、の青実を使用することがある。これは、日本古来からの生成工程が採られている。（イ）渋柿の青実を採取し、即日（ロ）圧搾して果実液を抽出する。（ハ）抽出液は直接杉製の木樽に貯蔵される。約３年間かけて自然発酵させて、糖を分解、熟成させる。最後に、（ニ）上澄み液を柿渋液として採り、これはタンニンを主成分とした天然系バインダーである。また、該バインダーは抗菌性、防虫性などを備え、尚かつ、撥水性や接着性に富み、一旦固化すると再溶解しない等の優れた機能がある。
【００１７】
天然の柿渋液はこの様な特質を備えたバインダーとして、古くから傘や染色用の型紙或いは漁網などのセルロース繊維の強化を目的に、或いは、油紙として医療用や、包装用に、また、着色用として、紙や布，木などに塗布され広い範囲で使い親しまれてきた。
【００１８】
付着した木竹炭粉粒は多孔質な本質に加えて、１５０μｍ以下の微粒子に調整されている為に、更に，比表面積は大きくなり、吸着性が増大し、調湿、脱臭機能に加えて、ホルマリンガスなどを吸着して分解する機能がより活発なものになる。また、木竹炭は、遠赤外線やマイナスイオンを放射し、人の細胞を活性化させて気持ちを和ましたり、或いは、炭の温度履歴によっては、人の健康に有用とされる１０ヘルツ以下の分子固有振動周波数を発信する機能を備えている事等が明らかにされている。
【００１９】
また、タンニンを主成分とする植物由来の天然バインダーは単に接合剤の働きだけでなく、抗菌、防虫性を備えており、本願無機繊維質複合材は保温機能に加えて、人の健康と住環境の改善に寄与し、加えて、構成される素材はすべて天然品から成り、破棄する場合も全て土に帰る環境に優しい無機繊維質複合材を提供する。
【００２０】
上記無機繊維はガラス繊維、石質繊維、スラグ繊維及びこれら繊維の混合物をさす。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の様態一例を説明する。無機繊維質複合剤の製造工程は、図２に示すように、原料混合．溶融工程１，繊維化工程２，バインダー噴霧３，木竹炭粉粒添加４、集綿マット化工程５，挟圧加熱形成工程６，から構成されている。
【００２２】
原料混合．溶融工程１及び繊維化工程２にあってはいずれの方法を用いて原料を溶融、繊維化してもよい。
【００２３】
集綿マット化工程では、前工程で製造され、供給される短繊維片を、移動する有孔コンベア上に堆積してマット状物とする。この時、短繊維片が供給され、飛来する、軌道空間に、植物由来の天然系バインダー溶液を噴霧して通過する該繊維片に付着さす。天然系バインダーが付着した該繊維片が堆積し、フェルトが成長するに併せて、同時に所定量の木竹炭粉粒をフェルト上に概略均等に添加する。繊維片を湿らせている該天然系バインダーが添加された木竹炭粉粒を粘着保持する。
【００２４】
狭圧加熱形成工程では、前記工程から供給される、植物由来の天然系バインダーと木竹炭粉粒を含むマット状物を３２〜１５０ｋｇ／ｍ３の密度となるように、挟圧しながら加熱し乾燥してなる無機繊維質複合材を提供する。
【００２５】
本発明においては、植物由来の天然系バインダーを噴霧することで、該バインダーが乾燥すると、無機繊維質フェルトやマットは全体的に剛性が付加され，縦長方向に使用したときでも、たわみによって隙間が生じることもない。タンニンを主成分とする植物由来の天然系バインダーは一旦乾燥硬化すると再溶解することはなく、木竹炭粉粒だけでなく、無機質繊維相互をも接合、結束して短繊維片が遊離することを極力抑え作業環境の改善に資する。
【００２６】
また、バインダーと骨材の添加条件を個別に設定できるために、それぞれの最適条件を簡単に選択できる。。
【００２７】
タンニンを主成分とする植物由来の天然系バインダーは、噴霧される際に、その霧粒子の平均径が１０μｍ以下となるように調整されることが望ましく、塗布量は無機質繊維を基準として１〜４０重量％が好ましい。これにより、該バインダーは粘着性を保持しながら繊維片に付着し、添加される木竹炭粉粒を固定する。霧粒子の平均径が大きくなると、該バインダーの添加量が過剰となり、重力と表面張力が働き、繊維片は収束されて充填密度の調整が困難となる。
【００２８】
また、該バインダーは天然品の故に、品種、収穫時期や場所、或いは、温度や湿度などと多くの要因によるわずかな違いによって、濃度や粘度に変化が生じるために、使用する前に水で調節する必要がある。
【００２９】
粉粒状木竹炭の添加量は無機質繊維を基準として、１０〜１００重量％の範囲に維持することによって、該バインダーの塗着量と粉粒状木竹炭が固定される量とのバランスを調整することができる。粉粒状木竹炭の添加量が１０％に満たない場合は、木竹炭の密度が不足して、炭本来の効果が弱くなり、また、１００％を超過すると、固定されずに遊離して、浮遊する割合が増えて炭を無駄にすると同時に、素材としての効果を更に高めることもない。
【００３０】
生成された無機繊維質複合材は、製品としてより取り扱いが易しくなるように、通気性を備えた、紙又はプラスチックフィルムで包装して使用してもよい。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。溶融ガラスを製綿機にかけて平均径７μｍのグラスウールに繊維化する際、その繊維片を移送、集綿を経て形成に至る間で、まず、水道水で３倍容に希釈された柿渋溶液を噴霧し、霧粒子を付着させた繊維片を有孔コンベア上で集綿する。この際同時に、粉粒状木竹炭を添加し，集綿しながら一体化させた。次いで、狭圧しながら１２０℃×１分間の加熱処理することで，厚さ１００ｍｍで、密度３２ｋｇ／ｍ３の相互に結合された無機繊維質複合材を製造した。
【００３２】
【発明の効果】
無機繊維質フェルトと、１５０μｍ以下に粉粒化された木竹炭と、タンニンを主成分とする植物由来の天然系バインダーの接着力とファンデルワールス力とによって、一体化された無機繊維質複合材は構成要素が相互に干渉することなく、構成要素個々の特性を相乗的に発揮する効果がある。更に、無機繊維質複合材は全て、土に帰る天然産物から導かれた基材で構成されており、住環境の改善をとうして、人の健康的な生活に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す無機繊維質複合材の断面図である。
【図２】この発明の無機繊維質複合材の一実施例の製造工程を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  無機質繊維、２  タンニン含有天然系バインダーの乾燥体、３  木炭又は竹炭の粉粒。
【図１】
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【図２】
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