(57)【要約】 【課題】機能性材料を混入した成型体について、製造容易としてコストを高騰させることなく、しかも機能性材料の機能を十分に発揮できるとともに建築用材として充分な強度を備えたものとする。【解決手段】木質チップ表面にセメント系バインダが水和反応の進行する状態で付着して覆ったコート層を有するとともに個々の木質チップ同士が互いに結合しない状態を維持しているセメントコートチップとする。また、このセメントコートチップを、更にセメント系バインダで互いに結合させて所定形状に成型・固化してなるセメントコートチップ成型体とする。【選択図】図５
2007161526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質チップ表面にセメント系バインダが水和反応の進行する状態で付着して覆ったコート層を有し、個々の前記木質チップが互いに結合しない状態を維持している、ことを特徴とするセメントコートチップ。
【請求項２】
前記コート層は、木質チップ１００体積部に対し前記セメント系バインダ７〜１５体積部と所定量の水を用いて形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載したセメントコートチップ。
【請求項３】
前記木質チップは、短径０．５〜５ｍｍ、長径１〜５０ｍｍに細断されたものが９０体積％以上を占めている、ことを特徴とする請求項１または２に記載したセメントコートチップ。
【請求項４】
前記セメント系バインダは、ポルトランドセメントが主成分とされている、ことを特徴とする請求項１，２または３に記載したセメントコートチップ。
【請求項５】
前記セメント系バインダは、高炉セメントが主成分とされている、ことを特徴とする請求項１，２または３に記載したセメントコートチップ。
【請求項６】
前記セメント系バインダは、比表面積４５００ｃｍ２／ｇ未満のものであることを特徴とする請求項４または５に記載したセメントコートチップ。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５または６に記載したセメントコートチップを、更にセメント系バインダで互いに結合させて所定形状に成型・固化してなるセメントコートチップ成型体。
【請求項８】
前記セメントコートチップ１００体積部に対し、前記セメント系バインダを１８〜２７体積部を用いて成型・固化され、空隙率が１５％以上であることを特徴とする、請求項７に記載したセメントコートチップ成型体。
【請求項９】
前記セメント系バインダは、ポルトランドセメントが主成分とされている、ことを特徴とする請求項７または８に記載したセメントコートチップ成型体。
【請求項１０】
前記セメント系バインダは、高炉セメントが主成分とされている、ことを特徴とする請求項７または８に記載したセメントコートチップ成型体。
【請求項１１】
前記セメント系バインダは、比表面積が４５００ｃｍ２／ｇ未満のものであることを特徴とする、請求項９または１０に記載したセメントコートチップ成型体。
【請求項１２】
請求項７，８，９，１０または１１に記載したセメントコートチップ成型体からなることを特徴とする建築用材。
【請求項１３】
前記木質チップに所定量の水を加えて表面湿潤状態としてから、前記セメント系バインダを加えて撹拌混合して、前記木質チップ表面の水に前記セメント系バインダを付着させ、水和反応の進行可能な状態で前記木質チップを覆って前記コート層を設ける、ことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６に記載したセメントコートチップの製造方法。
【請求項１４】
前記木質チップに加える水の量が、前記木質チップの気乾状態時に用いる前記セメント系バインダの１５〜２５体積％に相当する体積の水を加えた場合の前記木質チップの含水量と同等になるものとされている、ことを特徴とする請求項１３に記載したセメントコートチップの製造方法。
【請求項１５】
前記セメント系バインダが前記木質チップに付着した後に、送風機による送風に曝すことで余剰水分を蒸発させてセメントコートチップ同士が結合することを防止するものとした、ことを特徴とする請求項１３または１４に記載したセメントコートチップの製造方法。
【請求項１６】
前記セメントコートチップに、前記セメント系バインダと所定量の水とを加えて混練したものを型枠に投入し、縦方向から振動プレスを所定時間与えて成型後、即脱型して所定期間被覆養生する、ことを特徴とする請求項７，８，９，１０または１１に記載したセメントコートチップ成型体の製造方法。
【請求項１７】
前記セメントコートチップに前記セメント系バインダを加える際に、所定量の骨材を加えることを特徴とする、請求項１６に記載したセメントコートチップ成型体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメントコートチップ及びセメントコートチップ成型体及びその製造方法に関し、殊に、木質材料からなるチップ（細片）をセメント系バインダで被覆したセメントコートチップ、及びこれを所定形状に成型してなり建築用材として使用した場合に、吸放湿能・断熱能・透水能・保水能等の機能を発揮するセメントコートチップ成型体、及びその製造方法に関する。  
【背景技術】
【０００２】
近年、セメントに様々な機能性材料を混入して所定形状に成型してなる機能性建築用材が普及している。例えば、特開平１０―４５４５５号公報にはセメント成分と木毛成分と水とを混練して圧縮成型してなる遮音能・断熱能に優れたセメント板が提案され、特開２０００−４４３１５号公報には籾殻と木質片とをセメントペーストに入れて混練したものを圧縮成型してなる強度・断熱能・遮音能・ビスの保持能に優れた建築用ブロックが提案されている。また、木炭粉とセメントと木酢液と木繊とを混ぜ合わせて圧縮成型してなる防湿能・断熱能・防音能・防臭能に優れたブロックも特開平１１−１３１６３３号公報に記載されている。
【０００３】
これらは、木材特有の断熱能・吸音能・調湿能、或いは炭特有の物質吸着能等を利用したものであり、セメントをバインダとして成型して壁材や床材、或いは舗装用材等の建築用材としたものである。しかし、斯かる機能性材料の機能を充分に発揮させるためには、成型体中の機能性材料の含有率をある程度確保する必要があるところ、建築用材は所定の強度・耐久性が必要であるため、ある程度のバインダ量（セメント量）が必要である。
【０００４】
即ち、強度・耐久性を上げるために、木質片や炭化物等の機能性物質同士を結合させるバインダ量を多くすると、機能性物質の割合が減るとともにその表面を覆うバインダ被膜が厚くなって本来の機能が発揮されにくくなり、機能性を確保するためにバインダ量を少なくすると建築用材としての強度が不充分となる、という問題が生じる。
【０００５】
そこで、比較的少量でも結合力の強い超早強セメントを用いたり補強用の木質系繊維成分を混入したりすることが考えられ、或いは特開２００２−２６５２４８号公報に記載のもののように多孔質充填材を混合することで機能性物質の表面を完全に覆わないようにして機能を確保することが考えられる。しかし、いずれも原材料が安価であることが求められる建築用材としてはコストアップが問題となり、また補強効果も不充分である。
【０００６】
また、上述したセメント系バインダに木質系材料を混入する総ての成型体に共通して、細断された木質系材料はその合計表面積が大きくなることから、水分の吸収力が極めて強くなっている。そのため、水和反応で硬化するセメント系バインダでこれらを結合させて成型・固化するには、木質系材料の水分吸収力を適度な状態にコントロールする必要がある。
【０００７】
即ち、木質系材料内の含水量が少ない場合は、セメント系バインダに混入された水分が木質系材料内に急速に吸収され水和反応が不充分となって低強度の成型体になり、含水量が過多の場合は、逆にセメント系バインダに水分が移動してモルタル状となって成型・脱型作業が困難となり、且つ完成後の強度にバラツキが出でしまう。そのため、均一な強度の成型体を作成することは実際上困難であり、成型体の製造に失敗する例が多いことが問題となっている。
【０００８】
一方、近年都市部を中心にアスファルトやコンクリート等による人工物の面積比が増加していることに加えエアコン等から排出される暖気の増加等を原因として、ヒートアイランド現象や乾燥化が顕著になっており、更にこの問題に加えて炭酸ガス増加等による地球温暖化を防止する観点からも、自然環境を損ないにくい建築物や冷暖房効率に優れた建築物の開発が強く要請されるに至っており、また、透水能・保水能を発揮する舗装材の開発も要請されるようになった。
【０００９】
そこで、特開２００４−１７５０１３号公報には、木材チップの表面に液状熱硬化樹脂を飽和するまで被覆してなる透水性多孔質の断熱ボードをビルの屋上に敷設して断熱をはかるものとし、さらにこれを植栽マットとして利用する技術が提案されている。しかしながら、この断熱ボードは木材自体の断熱作用を利用することを主目的としており、木材自体が水分を貯留・放出することによる調湿能や気化熱による冷却能を積極的に利用しようとするものではない。即ち、木材チップを被覆するバインダが樹脂製であることからバインダ被膜内外での水分の流通性に乏しいため、これら木材特有の優れた機能は殆ど発揮されないものであり、他の一般的な断熱材と比べても顕著な効果が期待できるものではない。
【特許文献１】特開平１０―４５４５５号公報
【特許文献２】特開２０００−４４３１５号公報
【特許文献３】特開平１１−１３１６３３号公報
【特許文献４】特開２００２−２６５２４８号公報
【特許文献５】特開２００４−１７５０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来の機能性材料を混入した成型体における、上記のような問題点を解決しようとするものであり、製造容易でコストを高騰させることなく機能性材料の機能を十分に発揮でき、建築用材として充分な強度を備えたものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで本発明は、木質チップ表面にセメント系バインダが水和反応の進行する状態で付着して覆ったコート層を有し、個々の木質チップが互いに結合しない状態を維持している、ことを特徴とするセメントコートチップとした。このように、木質チップをバインダで結合させて成型する前に、予め木質チップの表面にセメント系バインダを水和反応が進行する状態で付着させて覆ったことで、木質チップの吸水能が適度な状態となり、これを成型体用材料として用いてセメント系バインダで成型・固化する際に失敗が少ないものとなり、しかも比較的少量のバインダで成型しても建築用材として充分な強度を確保できることから、木質チップ特有の機能が発揮されるものとなる。
【００１２】
また、このセメントコートチップは、木質チップ１００体積部に対しセメント系バインダ７〜１５体積部と所定量の水を用いて形成されているものとすれば、木質チップ表面を覆うコート層が極めて薄くなり、且つその合計表面積が極めて大きなものとなり、成型体とした場合に木質チップ内外の水分流通性に富んで木質チップの機能が充分に発揮されやすいものとなる。
【００１３】
さらに、上述したセメントコートチップにおいて、用いる木質チップは、短径０．５〜５ｍｍ、長径１〜５０ｍｍに細断されたものが９０体積％以上を占めているものとする。これにより、成型体とした場合に細長い形状の木質チップが絡み合ってセメントコートチップ間に形成される間隙の連通性が良好となるとともに補強繊維としても機能するため、高い透水能・吸水能を発揮しながら充分な強度・耐久性を発揮するものとなる。
【００１４】
さらにまた、上述したセメントコートチップにおいて、用いるセメント系バインダはポルトランドセメントを主成分とするものとすれば、安価で入手しやすく比較的短時間でコート層を設けることができ、一方、これと異なり、用いるセメント系バインダは高炉セメントを主成分とするものとすれば、同様の効果を発揮しながら一層低コストに製造できるものとなり、このセメント系バインダに、比表面積４５００ｃｍ２／ｇ以上のコストの高い超早強セメント等を用いなくとも、例えば普通セメントのように比表面積４５００ｃｍ２／ｇ未満でコストの安いものを用いた場合でも、セメント系バインダのコート層の存在で成型体とした場合に充分な機能を発揮しながら強度と耐久性を確保できるものとなる。
【００１５】
一方、上述したセメントコートチップを、更にセメント系バインダで互いに結合させて所定形状に成型・固化してなるセメントコートチップ成型体とすれば、木質チップのコート層をセメント系バインダで互いに結合させて成型・固化することで、成型時のバインダ量を少なくしても成型体の強度・耐久性を確保できるものとなる。また、そのセメントコートチップ１００体積部に対しセメント系バインダを１８〜２７体積部を用いて成型・固化された空隙率１５％以上のセメントコート成型体とすれば、必要最小限のバインダで成型・固化したことで成型体が空隙に富むとともに木質チップの機能を一層発揮しやすいものとなる。
【００１６】
加えて、上述したセメントコートチップ成型体において、成型に用いるセメント系バインダがポルトランドセメントを主成分とするものとすれば、低コストで堅牢な成型体を製造可能なものとなり、一方、これと異なり、成型に用いるセメント系バインダが高炉セメントを主成分とするものとすれば、一層低コストに製造できるものとなり、この成型用のセメント系バインダに、表面積４５００ｃｍ２／ｇ未満でコストの安いものを用いた場合でも、成型体において充分な強度と耐久性を確保できるものとなる。そして、上述したセメントコートチップ成型体で建築用材を作成すれば、室内の壁材や床材として使用した場合に調湿・断熱・防音等の機能を発揮するものとなる。
【００１７】
さらに加えて、上述したセメントコートチップは、木質チップに所定量の水を加えて表面湿潤状態としてから、セメント系バインダを加えて撹拌混合して、木質チップ表面の水にセメント系バインダを付着させ、水和反応の進行可能な状態で木質チップを覆ってコート層を設ける、という手順の製造方法で作成されるものとすれば、比較的簡単な工程で木質チップ表面にセメント系バインダのコート層を均一に薄く設けることが可能となる。
【００１８】
そして、このセメントコートチップの製造方法において、木質チップに加える水の量は、木質チップの気乾状態時に用いるセメント系バインダの１５〜２５体積％に相当する体積の水を加えた場合の木質チップの含水量と同等になるようにすれば、あらゆる湿度条件においても木質チップ表面にセメント被覆層を安定的に設けることが可能となる。そしてまた、上述したセメントコートチップ成型体の製造方法において、木質チップにセメント系バインダが付着した後に送風機による送風に曝すことで、余剰水分を蒸発させてセメントコートチップ同士が結合することを回避する手順を加えれば、セメントコートチップ同士の結合による塊の発生を有効に回避することができる。
【００１９】
一方、上述したセメントコートチップ成型体は、セメントコートチップに、セメント系バインダと所定量の水とを加えて混練したものを型枠に投入し、縦方向から振動プレスを所定時間与えて成型後、即脱型して所定期間被覆養生する、という手順の製造方法により製造されるものとすれば、比較的簡易な工程により低廉な製造コストでムラの少ない均一な多孔質体を得ることができ、しかも均一で充分な強度を確保しながら木質チップの機能性を損ないにくいものとなる。
【００２０】
そして、このセメントコートチップ成型体の製造方法において、セメントコートチップにセメント系バインダを加える際に、所定量の骨材を加えるようにすれば、骨材により一層強度・耐久性に優れたものとなり、例えば屋外用の舗装材としても充分な強度・耐久性を発揮するとともに雨水を吸収して水たまりの発生を防ぎ、乾燥時には水分を放出して調湿能を発揮するものとなり、高温時には気化熱で優れた冷却能を発揮するものとなる。
【発明の効果】
【００２１】
木質チップ表面をセメント系バインダの比較的少量で覆ったセメントコートチップとし、更にこれをセメント系バインダで成型・固化させて成型体とするものとした本発明により、建築用材として用いる場合に、製造が容易であるとともにコストの低廉なものとなり、且つ、均一で優れた強度を有しながら木材特有の機能を充分に発揮できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。尚、本発明において、空隙率とは気中時空隙率を指すとともに、測定時の試料への水の浸潤をセメントコートチップ間に形成された空隙への浸潤のみを想定して木質チップ内部への浸潤を想定しない数分程度の短時間とした場合であって、寸法測定による見掛け体積から水中水位上昇分の真体積を引いて空隙体積を算出し見掛け体積で割って導いた値を指す。また、比表面積とは、ＪＩＳのセメントの物理試験方法のうち、比表面積試験：Ｒ５２０１による比表面積を指す。さらに、平均粒径とはふるい分け試験においてふるいの目開きの寸法で表現したものを指す。
【００２３】
図１は本発明における第一の実施の形態のセメントコートチップの製造方法のフローチャートを示している。用いる木質チップは、間伐材や製材工程で排出されるような木材片や皮を含む部分を用いてもよく、例えば短径が０．５ｍｍ〜５ｍｍ、長径が１ｍｍ〜５０ｍｍの細片にカットされたものが９０体積％以上を占める木質チップを用いるとよい。このようにすることで、通常は廃棄にコストを要するものを再利用してコスト面で有利となり、また細長い形状の木質チップが成型後に補強繊維と同様の作用を発揮して強度に優れた成型体となり、且つ成型体が空隙に富んで機能性に優れたものとなる。
【００２４】
フローチャートに従って説明すると、この木質チップ１００体積部をミキサに投入し、適宜水を加えながら表面湿潤状態で安定するまで撹拌混合する。次に、粉末状のセメント系バインダ７〜１５体積部を加えてさらに撹拌混合する。例えば、木質チップ１００Ｌの場合、加えるセメント系バインダは通常１０Ｌ前後であり、付着しない余剰部分が出ることなくセメント系バインダが木質チップ表面をまんべんなく覆うものとなり、しかもコート層は水和反応が進行可能に水分を含んだ状態で付着する。セメント系バインダは、所謂超早強セメントのような比表面積４５００ｃｍ２／ｇ以上の高価なものを用いる必要はなく、比表面積３３００ｃｍ２／ｇ程度の比較的安価で入手し易い普通ポルトランドセメント、或いは更に低廉な高炉セメントでも充分である。
【００２５】
尚、木質チップを表面湿潤状態にするために加える水の量は、湿度条件などにより変動するが、例えば、気乾状態の木質チップの場合はセメント系バインダに対し１５〜２５体積％の水を加えればよく、木質チップが他の湿度状態の場合は木質チップ中の含水量がこれと同等程度になる量を計算して加えればよい。さらに、木質チップは水に所定時間浸漬して飽和湿潤状態にした後、水切りをした時点で表面湿潤状態であれば、これをそのまま用いることもできる。
【００２６】
そして、撹拌混合は、粉末状のセメント系バインダが水で湿潤した木質チップ表面にまんべんなく付着して覆うまで行い、撹拌混合後は底が網状の容器に入れて所定時間養生する。その際、容器底側から送風して余剰水分を乾燥させるようにすることで、セメントコートチップ同士が結合することを回避しやすいものとなる。また、撹拌混合後３〜６時間経過後に再度撹拌混合を行うことで、チップ同士が結合した部分を乖離させることができ、その後の成型作業が容易なものとなる。
【００２７】
このように、低廉な木質チップと比較的安価で入手しやすいセメント系バインダとを用いて簡易な手順で完成したセメントコートチップは、セメント系バインダが木質チップ表面を薄膜状またはドット状に覆った均一なコート層を形成したものとなる。また、そのコート層が物質透過性に優れて木質チップにおける水分の内外流通を実現するため、木材の有する各機能を充分に発揮させやすいものとなり、これをセメント系バインダで更に結合させて成型・固化して成型体とする場合に、比較的少量のセメント系バインダでもしっかりと成型することができる。そして、完成した成型体が空隙に富んで木質チップ特有の機能を損ないにくいとともに、優れた強度・耐久性を備えたものとなる点が特徴である。
【００２８】
図２は、本発明における第二の実施の形態である、前述した第一の実施の形態のセメントコートチップを更にセメント系バインダで互いに結合させて成型・固化してなるセメントコートチップ成型体の製造方法に関するフローチャートを示している。フローチャートに従って説明すると、前述した製造方法により作成したセメントコートチップを１００体積部計量してミキサに投入し、これにセメント系バインダを１８〜２７体積部を加える。尚、用いるセメント系バインダは前述と同様に比表面積４５００ｃｍ２／ｇ未満の安価なものでよく、親和性による接着力の観点からセメントコートチップ製作の際に用いたセメント系バインダと同じものを用いることが推奨される。
【００２９】
そして、ミキサを回して撹拌混合しながら、湿度等の条件を加味しつつ全体に適度な粘性を有するまで適当量の水を加え、充分に混練した後に型枠に投入する。そして、縦方向から振動プレス（セメント成型用の一般的な振動装置で可）を所定時間実施してムラのないようにし、所定厚さの平板状やブロック状に成型後、即脱型して所定期間被覆養生し、セメントコートチップの成型体を得る。尚、最初にミキサに投入するセメントコートチップは、コート層が完全に固化する前のものでもよく、上述した第一の実施の形態におけるセメントコートチップの製造方法における養生工程の途中または前段階から、直接この成型体の製造方法に移行する一連製造としても同様に作成することができる。
【００３０】
このように、比較的簡易な手順の製造方法により作成したセメントコートチップ成型体は、隣接するセメントコート層を有する木質チップ同士が少量のセメント系バインダで部分的に結合されて空隙に富む多孔質のものとなって断熱性に優れ、しかもセメント系バインダ同士で接着・結合させるため、極めて強度に優れたものとなる。また、木質チップを覆うコート層の殆どが薄いまま維持されることで内外の水分透過性に富むとともにセメントコート層が空気に触れる合計表面積が大きなものとなって、木質チップの有する調湿能が充分に発揮されるとともに気化熱による冷却能も期待できるものとなる。従って、本実施の形態のセメントコートチップ成型体は断熱能・調湿能・防音能に優れており、例えば内壁材として使用した場合に、冷暖房効率を改善するとともに調湿装置の運転を最小限としても快適な住環境を提供できるものである。
【００３１】
尚、本実施の形態のセメントコートチップ成型体が、単に木質チップをセメントペーストの中で混練して作成した成型体と異なる点は、細断された木質チップが極めて吸水力の強いものである関係で、水和反応により硬化するセメント系バインダを用いて成型・固化する場合の水分のコントロール、即ち、木質チップの吸水力とセメントペーストの水分量との調整が難しいために均一な強度の成型体を容易に作成できないのが問題であるのに対し、一旦セメント系バインダでコート層を設けることで木質チップの吸水力を適度な状態にできるため、成型が極めて容易になって失敗が少なくなるところにある。また、このようにすることで、セメントコート層を均一に薄くできるとともに、成型に必要なバインダ量も少なくできるため、調湿能・断熱能・防音能等の機能性に優れた成型体を得られる点も大きなメリットである。
【００３２】
図３は、本発明における第三の実施の形態である、床材や舗装材の用途にも適している強度・耐久性に優れたセメントコートチップ成型体の製造方法に関するフローチャートを示している。フローチャートに従って説明すると、本実施の形態は第二の実施の形態の製造方法の工程中に骨材を投入する工程を加えたものである。即ち、前述と同様にセメントコートチップ１００体積部計量してミキサに投入し、平均粒径１ｍｍ程度の骨材（コンクリート用砂）５０〜７０体積部およびセメント系バインダを４０〜５０体積部を加え、その後は上述と同様に所定形状に成型して養生することで、１５％以上の空隙率を有するセメントコートチップ成型体を得るものとした。
【００３３】
このように、骨材を混入したことにより第二の実施の形態のセメントコートチップ成型体と比べて機能性物質である木質チップの割合がやや減るものの、強度・耐久性が増すとともに比重も重くなるため、床材や舗装材など大きな荷重がかかる建築用材としての用途にも適したものとなる。また、この骨材量を混入しても比較的高い空隙率を確保することができ、前述の成型体と同様に断熱能・調湿能に優れて、冷暖房効率を改善するとともに住環境を快適なものとすることができる。
【００３４】
また、屋外や屋上での用途においては、雨水を吸収して水たまりの発生を防いだり、乾燥時には水分を放出して湿度を上げたり、或いは高温時に水分蒸発に伴う気化熱により冷却能を発揮したりすることから、ヒートアイランド現象や地球温暖化の緩和にも有効な手段となることが期待される。また、これをブロック状として所定形状に積み上げて植栽用の土貯留手段とすれば、例えば好アルカリ性植物を植えた場合に、チップ間の空隙だけでなく木質チップ内部でも貯水するため、貯水能に優れて水を与える回数を最小限としてもその植物を乾燥から守ることが容易になり、緑化の推進にも大いに役立つものとなる。
【００３５】
以下に、本発明のセメントコートチップを更に成型・固化してなるセメントコートチップ成型体について、実施例により更に詳細に説明する。本発明による建築用材としての平板ブロックについて、以下の条件により試験を行い、その機能について検証した。
【実施例】
【００３６】
セメントコートチップ成型体である平板ブロックの作成に先立ち、先ず、成型体用材料としてのセメントコートチップを作成した。図４の木質チップとセメントコートチップの外観比較写真の下部分に示すように、木質チップの細片として短径が０．５〜５ｍｍ、長径が１ｍｍ〜５０ｍｍに裁断されたものが９０体積％以上を占める木質チップを用い、第一の実施の形態における製造方法に従って作成した。尚、用いた木質チップは、群馬県産の杉・檜間伐材のケンタ部分（ミミスリ材、皮を含む）を利用した。セメント系バインダは高炉セメント（製品名：住友大阪高炉セメントＢ種、比表面積：３９５０ｃｍ２／ｇ、住友大阪セメント社製）を用いた。
【００３７】
気乾状態の木質チップ１００Ｌをミキサに入れ、上から散水しながら充分かき混ぜて表面湿潤状態とした。加える水分量は後で加えるセメントの体積の２０％に相当する２Ｌとし、表面湿潤状態が安定したところで粉末状の普通ポルトランドセメント１０Ｌを加え、セメント粉末が木質チップの表面にまんべんなく付着するまで撹拌混合した。そして、１ｍｍの細片を通さない目開きの網を底面に設けた乾燥容器に移し、下側から余剰分の水分が乾燥するまで送風機で送風しながら養生することでチップ同士が結合することを回避して、図４の写真の上側に示すセメントコートチップを得た。尚、送風機を使用しない場合でもセメントコート層ができてから４時間後に再度撹拌混合することによってもチップ同士の結合を回避することができ、同様のセメントコートチップを得ることができた。
【００３８】
図４の外観比較写真を参照して、上部分に示す作成されたセメントコートチップは、下部分に示す木質チップの木質の明るい色調よりもやや暗い灰色がかった色調を呈しているが、木質チップの本来の色調とセメントの色調との中間的な色調であり、表面がセメントで薄膜状またはドット状に覆われていることが推定される。また、これらのセメントコートチップは互いに結合していない状態となっていた。
【００３９】
そして、その翌日（セメントコートチップ完成後２０時間後）に上述の第三の実施の形態における製造方法に従って、セメントコートチップ成型体である平板ブロックを作成した。即ち、セメントコートチップ１００Ｌと、骨材としてコンクリート作成用の砂（平均粒径１ｍｍ前後、最大粒径が９ｍｍ未満）６０Ｌとを、容量２５０Ｌのミキサ（製品名：高速ギヤードモルタルミキサー、型番：ＧＭ−６、タケムラテック社製）に投入し、これを撹拌混合しながら上述と同じ普通ポルトランドセメント４５Ｌを加え、さらに１９Ｌの水道水を徐々に加えながら全体として適度な粘性を有するまで撹拌混合した。尚、加える水の量は、４５Ｌのセメントが硬化するのに必要な量として最低１５Ｌは必要と考えられるが、この量は骨材やセメントコートチップに含まれる水分量で変動するものであり、今回は骨材が気乾状態であったことから１９Ｌであった。
【００４０】
そして、平板ブロックを作成するための型枠（内側３０ｃｍ×３０ｃｍ、正方形）に約９．８ｃｍの厚さになるまで投入し、発明者作成の振動プレス装置を用いて成型した。詳細には、型枠に挿入された上板（３０ｃｍ×３０ｃｍ）とこれを受ける下板（３０ｃｍ×３０ｃｍ）とで挟まれた混練物を、上方向からエアシリンダ（製品名：ＳＣＡ２、チューブ径８０ｍｍ、ＣＫＤ社製）でプレス（３５０ｋｇ）しながら上下方向から振動モータ（ＫＭ５−２ＰＡ（遠心力０．４９ＫＮ）エクセン社製、上板１台、下板２台配置）をかけて振動プレスを３０秒間実施し、ムラのないようにして即脱型し、６ｃｍの厚さの平板ブロック状として所定期間被覆養生することで作成した。そして、図５の完成した平板ブロックの断面の状態を示す外観写真を参照して、セメントコートチップの成型体からなる平板ブロックは、断面の状態から空隙に富む多孔性のものであり、且つ空隙が互いに連通していることが分かった。
【００４１】
尚、この平板ブロックの作成において、気乾状態の木質チップを材料としてセメントコートチップも翌日には自然に乾燥した状態となったものを用いたが、これとは別に、木質チップを約２４時間水に浸した後、３０分水切りして飽和湿潤状態としたもの１００Ｌに、水を加えることなく１０Ｌのセメントを加え、他は上述と同様の手順でセメントコートチップとし、その翌日に上述と同様の手順で平板ブロックを作成した。この場合、セメントコートチップの作成においては表面が当初から湿潤していたためセメントを加えただけでコート層が形成され、成型体の作成ではセメントコートチップ内部が湿潤していたことから成型用のバインダに加える水は１３Ｌで足り、ほぼ同様の平板ブロックを得ることができた。
【００４２】
次に、このセメントコートチップ成型体である平板ブロックの性状・特性に関し、１〜６個の検体で各種試験を実施して検証し、以下のような結果を得た。
【００４３】
（曲げ強度試験）：ＪＩＳ Ａ５３７１のうち、「5.1曲げ強度試験」により測定した結果、最低８．７ＫＮ、最高１１．７ＫＮ、平均１０．３ＫＮであった。対照例として上述と同様の木質チップを予めセメントでコートせずに上述と同様の成型体の製造方法で平板ブロックを作成し、同様に試験した結果は約６〜８ＫＮであった。これにより、セメントコート層の存在で成型体の強度が向上したことが分かった。また、木質チップの成型体の成型時に要した水の量はセメントコートチップ成型体の約１．５倍であった。
【００４４】
（保水力試験）：乾燥重量（気乾状態）は７３４２ｇ、湿潤重量（２４時間浸水、３０分間水切）は９０３８ｇ、気中重量（湿度６０％時）は７９１０ｇであり、湿潤重量−乾燥重量は１６９６ｇであり、これを平板ブロックの体積５４００ｃｍ３で割った飽和時の含水率は３１．４％であった。また、湿潤重量−気中重量は１１２８ｇであり、体積５４００ｃｍ３の大きさの平板ブロックの通常時の保水力は、１１２８ｇであることが分かった。尚、この平板ブロックの空隙率は１５％であった。
【００４５】
尚、参考までに木質チップ（単体）と上述のセメントコートチップについて、気中重量（２４時間室内乾燥）、湿潤重量（２４時間浸水後３０分間水切）、再乾燥重量（湿潤状態のものを２４時間室内ネット乾し）を測定したところ、木質チップでは気中重量を１とした場合、湿潤重量が３．５であり、それを再び乾燥させた再乾燥重量が１．９であったが、セメントコートチップでは気中重量を１とした場合、湿潤重量が２．２であり、再乾燥重量が１．０となったことから、木質チップ単体よりも成型時の水分の影響が少ないことが推定され、このことが成型体作成時の容易化に関係すると考えられる。
【００４６】
次に、この平板ブロックの断熱能・冷却能について試験を行って検証した。
【００４７】
（断熱・冷却能試験）：図６は、平板ブロックの断熱能・冷却能を調べるために、内部に小部屋を有する試験例としてのコンクリート小屋を示す外観写真であり、図７はその対照例としての平板ブロックを配設していない状態のコンクリート小屋を示した外観写真である。対照例は、図７の写真に示すように、３０ｃｍ×３０ｃｍ×６０ｃｍのコンクリート柱４本で、１ｍ×２ｍ×１０ｃｍのコンクリート板の四隅を下から支えて天井板としており、その周りを約４ｃｍの厚さのコンクリート板で覆って内部に小部屋を形成し、またその床面はアスファルトコンクリートからなるものである。そして、図６の写真に示すように、実験例では対照例と同じ構造のコンクリート小屋の天井板上面に上述した平板ブロック（３０ｃｍ×３０ｃｍ×６ｃｍ）を２８枚（４枚×７枚）隙間無く配設したものである。
【００４８】
試験は、真夏の炎天下において、乾燥状態の平板ブロックによる断熱能、および水で濡れて湿潤状態の平板ブロックの気化熱による冷却能を検証するため、平板ブロックを配設しないコンクリート小屋を対照例として平板ブロック上面、天井板上面、天井板下面、小部屋内床面、小部屋外床面（アスファルトコンクリート舗装面）、外気温の６箇所でそれぞれ複数回、温度測定を実行した。尚、温度測定は放射温度計（型番：ＡＤ―５６１１Ａ、エー・アンド・ディ社製）を用いて実施し、湿潤状態とするために上から散水した水は全体で１０Ｌであった。その試験結果を以下の表１に示す。
【００４９】
【表１】
2007161526.tif 000003
【００５０】
表１から分かるように、試験例の平板ブロック上面の温度は、乾燥状態において対照例の天井板上面の温度と比較してほぼ同等の温度状態であったが、平板ブロックの下の天井板上面温度は対照例よりも７℃〜１０℃低かった。また、平板ブロックを湿潤させた状態では、平板ブロック上面温度が対照例の天井板上面温度よりも６℃〜９℃低く、また乾燥状態の平板ブロック上面温度よりも６℃〜１１℃低かった。尚、平板ブロックが乾燥状態の場合において、天井板下面温度は試験例の方が１℃〜５℃低く、小部屋内床面温度も０℃〜５℃低かった。
【００５１】
この結果より、本発明のセメントコートチップ成型体である平板ブロックは、乾燥状態で優れた断熱能を発揮したことが分かり、湿潤状態では優れた冷却能を発揮したことが分かった。尚、天板下面温度および小屋内床面温度において、温度差が小さかったのは、天井板が１０ｃｍと厚く内側まで温度が上昇するのに時間を要した結果と考えられる。
【００５２】
尚、本発明に係るセメントコートチップおよびセメントコートチップ成型体の開発にあたり、本願発明者らは用いる木質チップについて様々な種類・形状・サイズ・量で実施し、また、セメント系バインダについて様々な粉末度および種類のものを様々な割合で用いて、成型後の透水能・吸水能・断熱能・強度等について試験した。その結果、上述の解決手段に示した各構成がこれらの観点において優れていたことから採用したものである。
【００５３】
即ち、木質チップの短径が０．５ｍｍ未満になると空隙率が不充分となって透水性・断熱性が大きく低下し、５ｍｍを超えると空隙部分におけるバインダ表面の合計表面積が不充分となって吸水能・調湿能が急に低下したからである。また、木質チップを覆うセメント系バインダは、木質チップ１００体積部に対し、７体積部未満になると木質チップの吸水能が充分に低下しないことで成型が困難となりやすく、１５体積部を超えるとコート層が厚くなることで木質チップの機能が急に低下したことによる。さらに、セメントコートチップを成型するためのセメント系バインダは、セメントコートチップ１００体積部に対し、１８体積部未満になると成型体の強度が急に低下し、２７体積部を超えると空隙率が急に低下して機能性材料としての機能が大きく低下したことによる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上、本発明についてセメントコートチップ成型体を建築用材として用いる場合について述べたが、本発明はこれらの用途に限定されるものではなく、木質チップをセメント系バインダで覆った構成、及び木質チップの機能を確保しながらこれを多孔質の成型体とした構成から、或いはアルカリ性物質で物質透過能を備えたセメント系バインダの特性を利用するものとして、他の様々な用途が考えられる。
【００５５】
例えば、木質チップには重金属を吸着する能力があるとされているが、そのままでは産業上利用できるほどのレベルではないところ、アルカリ性下においてその能力が１０００倍以上の能力を発揮するとされている。従って、木質チップをアルカリ質のセメント系バインダでコートしたセメントコートチップ、及びこれを成型してなるセメントコートチップ成型体は、重金属類の浄化においてフィルタ用材料またはフィルタとして利用することが可能であり、すぐれた浄化能を発揮することが期待されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第一の実施の形態におけるセメントコートチップの製造方法を示すフローチャート。
【図２】本発明の第二の実施の形態におけるセメントコートチップ成型体の製造方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の第三の実施の形態におけるセメントコートチップ成型体の製造方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例において、用いる木質チップと完成したセメントコートチップの外観比較写真であって、下部分が木質チップ、上部分が作成されたセメントコートチップ。
【図５】図４の外観比較写真のセメントコートチップを用いて完成した平板ブロックの断面の状態を示す外観写真。
【図６】本発明の実施例における実験例としてのコンクリート小屋を示す外観写真。
【図７】本発明の実施例における対照例としてのコンクリート小屋を示す外観写真。
【図１】
2007161526.tif 000004
【図２】
2007161526.tif 000005
【図３】
2007161526.tif 000006
【図４】
2007161526.tif 000007
【図５】
2007161526.tif 000008
【図６】
2007161526.tif 000009
【図７】
2007161526.tif 000010