(57)【要約】【課題】  特別な薬品処理が不要で、しかも簡便な工程で製造可能な、樹皮を用いた建材と、その製造方法を提供する。【解決手段】  樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間発酵させて炭化することにより得られる有機炭素繊維を、２５ｍｍ以下の長さに切断し、水に浸漬してから、型枠に充填し、加圧成形して壁材として使用可能な建材を得る。水に浸漬することにより、樹皮繊維に含まれる、水溶性樹脂などの接着剤として機能する成分が溶出して、樹皮繊維表面を被覆し、成形体の強度を確保できる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間発酵させて炭化することにより得られる有機炭素繊維を成形してなることを特徴とする樹皮繊維建材。
【請求項２】
前記樹皮は、針葉樹の樹皮であること特徴とする、請求項１に記載の樹皮繊維建材。
【請求項３】
前記有機炭化繊維の長さは２５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の樹皮繊維建材。
【請求項４】
前記有機炭化繊維を水に、２〜３時間浸漬することにより、樹脂またはセルロースの少なくともいずれかを表面に溶出させた後、成形することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の樹皮繊維建材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、素材として樹皮を用い、壁などに適した建材とその製造方法に関わるもので、特に樹皮に低温で炭化処理を施したものに関わる。
【背景技術】
【０００２】  樹木の用途として、建材、紙などがあるが、製材などの工程で除かれた樹皮は廃棄物として処理されている。これを有効に利用する方法として、様々な技術開発がなされ、実用に供されているものもある。【０００３】  その一例として、特許文献１には、粉砕した樹皮を土に混合して、緑化材や植栽土として活用し、樹皮をリサイクルシステムに繰り込む技術が開示されている。また類似した例として、特許文献２には、有機質資材を極強酸性の溶液に浸透させ、急速酸化により形成した腐植土と、バーク堆肥を混合することによって、荒廃地の自然復元を可能とする技術が開示されている。【０００４】  樹皮の中でも、スギ、ヒノキ、ヒバなどの腐敗し難いものは、堆肥としての利用も困難で、焼却処分されてきたが、近年は、前記のように、粉砕したり薬品処理を施したりして、緑化基材として用いる技術が開発されている。また、特許文献３には、前記のような腐敗し難い樹皮の粉砕物をコンクリート壁などに吹き付け、ヒートアイランド現象の低減に寄与する技術が開発されている【０００５】  一方で、建材のように、堆肥などよりも付加価値の高い製品に、樹皮を応用する技術も検討されている。例えば特許文献４には、リン化合物を含む溶液を含浸したセルロース系繊維体に対し、８０〜３００℃で加熱処理を施すことにより、建材などに使用可能な炭化材を得る技術が開示されている。【０００６】  しかしながら、この技術においては、環境への負荷が大きいリン化合物を除く工程が必要であり、比較的高温で熱処理を施すことから、炭化工程で火災発生の虞がある他、炭化処理後の機械的強度が低下する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】  特開２００１−０７８５６３号公報
【特許文献２】  特開２０１０−１４８３９８号公報
【特許文献３】  特開２００５−０４２５２６号公報
【特許文献４】  特開２００１−３４２６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  従って本発明の課題は、特別な薬品処理が不要で、しかも簡便な工程で製造可能な、樹皮を用いた建材と、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、前記課題の解決のため、炭化条件を見直すとともに、セルロースが元来具備する接着機能の活用することを検討した結果なされたものである。【００１０】  即ち、本発明は、樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間発酵させて炭化することにより得られる有機炭素繊維を成形してなることを特徴とする樹皮繊維建材であり、樹皮として針葉樹に由来するものを用いることができる。【００１１】  また、本発明は、前記有機炭化繊維の長さが、２５ｍｍ以下であることを特徴とする、前記の樹皮繊維建材である。【００１２】  また、本発明は、前記有機炭化繊維を水に、２〜３時間浸漬することにより、樹脂またはセルロースの少なくともいずれかを表面に溶出させた後、成形することを特徴とする前記の樹皮繊維建材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】  従来技術による樹皮を用いた建材の多くは、単にスギやヒノキの樹皮をチップ状、または繊維状に粉砕して得られる材料を、接着剤を使用して板状に成形したものである。このような加工品は樹皮繊維と樹皮肉質部が混合した状態であるため、十分な機械的強度を確保するのが困難であるなどの改良すべき点があり、良質な材料とは言えない。また、スギ、ヒノキ、ヒバなどの針葉樹の樹皮を、高温発酵菌を用いて、６５〜８０℃の温度領域で高温発酵させた場合では、バーク堆肥と同様の状態まで、樹皮繊維が生物分解を起こして腐敗に至り、建材としては不適となる。【００１４】  このような課題への対処法として、本発明においては、３５〜４５℃という温度領域で低温処理を施すので、樹皮は繊維の形状が保持された状態で炭化し、建材として十分な機械的特性を具備したものを得ることが可能である。【００１５】  また、このようにして得られる建材は、壁材などとして使用可能であるが、樹皮繊維を成形したものなので、一定の空隙率を有し、断熱材としても有用である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  次に本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る樹皮繊維建材は、基本的には、前記のように、樹皮を３５〜４５℃の温度範囲で、７〜８箇月間低温発酵させることにより炭化して得られる樹皮繊維を、型に充填して成形するという方法で得られる。
【００１７】  一例として、スギの樹皮を、３５〜４５℃の温度範囲で、７箇月保持し発酵させたもの試料として、１０５℃で重量減少がなくなるまで、水分を除き、炭素の含有量を測定したところ、９０％という数値が得られた。植物の細胞を構成する主成分であるセルロースは、（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）ｎという組成式で示されるように、炭素：水素：酸素の重量比が、概ね７２：１０：６０となるので、炭素の重量分率は、約５１％ということになる。従って、セルロース換算の重量で、酸素及び水素の約８９％が発酵過程で除かれたことになる。
【００１８】  このようにして得られた樹皮繊維は、当然のことながらグラファイトのような脆弱さが認められず、可撓性を具備している。この樹皮繊維を、長さが２５ｍｍ以下になるように、切断して成形工程に供した。切断した理由は、あまりに長いと、繊維の端部が成形体表面から飛び出して外観を損なうことがあるからである。ただし、あまりに短いと、個々の樹皮繊維の接点の面積が小さくなることから、繊維同士の相互作用が小さくなり、成形体の強度低下に繋がるので、本発明者の検討結果によると、７〜８ｍｍ以上とするのが望ましい。
【００１９】  次に、切断処理を施した樹皮繊維を、約４０℃に保持した温水に約２時間浸漬した後、十分に水分を除いてから、３００ｍｍ×３００ｍｍの型枠に充填して、２０ＭＰａに圧力で加圧成形を行い、縦横が３００ｍｍ、厚さが７０ｍｍの成形体を得た。
【００２０】  この成形体を、棒形状に切り出して、曲げ強度を測定した。比較のために温水に浸漬する処理を行なわないで、同じ条件で加圧成形し、切り出した供試体についても曲げ強度を測定したところ、温水浸漬を施した供試体は、温水浸漬を施していない供試体よりも約３０％高い曲げ強度を示した。
【００２１】  このように温水浸漬によって、成形体の強度が向上した理由としては、樹皮繊維に含まれる水溶性樹脂やセルロースが溶出し、需品繊維表面を被覆し、バインダーとして作用したことが考えられる。これによって、成形工程で合成高分子系のバインダーを混合する必要がなくなり、建材として使用した際の、シックハウス症候群などが解消されるという効果が期待できる。
【００２２】  以上に説明したように、本発明によれば、従来は廃棄物として処理されていた樹皮を有建材として利用することが可能となり、資源の有効利用や環境への負荷低減に資することができる。しかも、従来行なわれていた焼却処分が不要となるので、炭酸ガス排出量減少、ひいては地球の温暖化抑制にも寄与することができる。
【００２３】  なお、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の分野における通常の知識を有する者であれば想到し得る、各種変形、修正を含む、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれることは勿論である。