(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光合成反応により炭酸ガスを固定したクロレラを乾燥させた粉末状クロレラ（１０）と合成樹脂粉体（１１）とを混合した混合物によって成形された第１バック層と、
該第１バック層の裏面側に積層され、合成樹脂と充填材と可塑材とからなる第２バック層と、
前記第１バック層の表面側に積層され、再生合成樹脂と充填材と可塑材とからなるセンター層と、
該センター層の表面側に積層され、色や模様を示す印刷層と、
該印刷層の表面側に積層され、透明な熱可塑性樹脂フィルムである表層とを具備し、
前記粉末状クロレラ（１０）は、混合割合が２０重量％以下に設定されていることを特徴とする防音断熱材。
【請求項２】
請求項１記載の防音断熱材において、充填材は炭酸カルシウムであることを特徴とする防音断熱材。
【請求項３】
請求項１または２記載の防音断熱材において、
可塑材はＤＯＰ（di-(2-ethylhexyl）phthalate)であることを特徴とする防音断熱材。
【請求項４】
光合成反応により炭酸ガスを固定したクロレラを乾燥させて粉末状クロレラ（１０）にする粉末化工程と、
合成樹脂粉体（１１）と前記粉末状クロレラとを混合する混合工程と、
前記合成樹脂粉体と前記粉末状クロレラとの混合物を圧縮して第１バック層を成形すると共に、該第１バック層の裏面側に合成樹脂と充填材と可塑材とからなる第２バック層を、前記第１バック層の表面側に再生合成樹脂と充填材と可塑材とからなるセンター層を、該センター層の表面側に色や模様を示す印刷層を、また該印刷層の表面側に透明な熱可塑性樹脂フィルムからなる表層を積層する成形工程とを備え、
前記混合工程では前記粉末状クロレラ（１０）を２０重量％以下の割合で混合させることを特徴とする防音断熱材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の防音断熱材の製造方法において、
充填材は炭酸カルシウムであることを特徴とする防音断熱材の製造方法。
ことを特徴とする防音断熱材の製造方法。
【請求項６】
請求項４または５記載の防音断熱材の製造方法において、
可塑材はＤＯＰ（di-(2-ethylhexyl）phthalate)であることを特徴とする防音断熱材の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の防音断熱材の製造方法において、
前記成形工程は、カレンダーロール（１２）によって行うことを特徴とする防音断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、床材、壁材、天井材等の建材や防音・断熱設備等に用いられる防音断熱材に関し、特に、大気中の二酸化炭素の低減に用いられ工業的な大量培養が容易な微細藻類の有効利用に寄与することができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市化、産業化の発達により化石燃料が大量消費され、二酸化炭素の排出量が年々増え続ける傾向にあり、これにともなう大気中の二酸化炭素濃度の増大が地球温暖化をもたらす一因として考えられている。この地球温暖化は、生物の生存環境に直接影響を与えるため、大気中の二酸化炭素濃度の低減を図ることが急務とされている。
【０００３】
二酸化炭素は、植物や藻類の光合成反応を利用して固定化補集することができ、微細藻類を大量培養して二酸化炭素を固定する研究が進められている。しかしながら、培養後に得られる藻体のうち、食用、家畜の飼料等に利用されない余剰培養藻体等は、有効利用されないまま、焼却処理などの方法で廃棄されるか、あるいは地上または地中に放置され、自然界の微生物によって分解されることになる。
【０００４】
このように余剰の藻類を焼却処理すると、光合成反応により、固定化した二酸化炭素が大気中に再び放出されてしまうことになる。また、他の生物による分解を受けて二酸化炭素の生成源となってしまう。
これに対して、本発明者らは、このような藻類等の植物廃棄物の再資源化法として、例えば、特開平９−２７２１０７号公報等に記載されているように、非木質植物廃棄物を乾燥、粉砕した後、合成樹脂と混合、成形して成形体を得る方法を提案している。
この方法によれば、光合成機能により排ガス等の炭酸ガスを吸収・固定して増殖させた微細藻を、成形体として資源化し、再度炭酸ガスを出すことなく有効利用することが可能となる。
【０００５】
ところで、従来、板状やシート状の建材として、例えばコンクリート床に貼る床材（床タイル（シート））は、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣという）を原料とするコンポジションビニル床タイル（シート）が大部分である。これは、ポリ塩化ビニル樹脂に安定剤や充填剤等を混合して加熱圧縮するとともに、板状に成形して製造されている。
この床材には、充填剤として炭酸カルシウム等の無機物が用いられているが、この炭酸カルシウムは単なる厚みを持たせるための増量剤として用いられているものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の藻類を原料とした成形体およびその製造方法では、粉末状藻体を含有した成形体が硬くて柔軟性を有していないために、板状やシート状等に成形し難く、床材等の軟質製品への適用に不向きであって適用範囲が限られていた。
また、上記成形体は吸水性を有しているために、吸水による寸法変化やカビ等が生じるおそれがあるとともに、粉末状藻体に起因する臭いが発生する場合もあった。
一方、上記従来の床材等は、炭酸カルシウム等を充填剤として用いているが、その材質上、特に効果的な防音性や断熱性がなく、防音断熱材としての機能が要求される場合には不適であった。
【０００７】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、微細藻類の有効利用が可能で、また耐湿性・耐カビ性に優れるとともに無臭であり、さらには柔軟性を有して多様な適用が可能な防音断熱材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、藻類を原材料とする成形体に関する技術について研究を進めた結果、以下の知見を得ることができた。
すなわち、光合成反応により炭酸ガスを固定した藻類を乾燥させた粉末状藻体は、その細胞内に微小な気泡を生じ、さらに、樹脂と混合して成形すると粉末状藻体間に多くの間隙が生じて多孔質となることから、この成形体に多孔質材料にみられる防音（吸音・遮音）性および断熱性が備わることが判明した。
【０００９】
本発明は、上記研究結果に基づく技術であって、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、第１の発明に係る防音断熱材では、光合成反応により炭酸ガスを固定した藻類を乾燥させた粉末状藻体と合成樹脂粉体とを混合した混合物によって成形されている技術が採用される。
【００１０】
また、第５の発明に係る防音断熱材の製造方法では、光合成反応により炭酸ガスを固定した藻類を乾燥させて粉末状藻体にする粉末化工程と、合成樹脂粉体と前記粉末状藻体とを混合する混合工程と、前記合成樹脂粉体と前記粉末状藻体との混合物を圧縮して成形する成形工程とを備えた技術が採用される。
【００１１】
これらの防音断熱材およびその製造方法では、光合成反応により炭酸ガスを固定した藻類を乾燥させた粉末状藻体と合成樹脂粉体とを混合した混合物によって成形するので、粉末状藻体の細胞内に生じた微小気泡および粉末状藻体間に生じた間隙によって、多孔質性を有することとなり、効果的な防音効果や断熱効果を発揮することができる。また、粉末状藻体の粒径は、その製造過程で調整可能であるため、粉末状藻体間にできる間隙の大きさも任意に調整でき、これに対応した多様な音域の遮音性に対応することも可能である。
【００１２】
第２の発明に係る防音断熱材では、上記第１の発明に係る防音断熱材において、前記混合物に可塑剤が添加されている技術が採用される。
【００１３】
また、第６の発明に係る防音断熱材の製造方法では、上記第５の発明に係る防音断熱材の製造方法において、前記混合工程で前記合成樹脂粉体と前記粉末状藻体との混合物に可塑剤を添加する技術が採用される。
【００１４】
これらの防音断熱材およびその製造方法では、前記混合物に可塑剤が添加されるので、柔軟性を有することができ、設置場所に凹凸等があってもこれら凹凸に応じて撓むことで取り付けることが可能となる。
【００１５】
第３の発明に係る防音断熱材では、上記第２の発明に係る防音断熱材において、前記粉末状藻体は、混合割合が２０重量％以下に設定され、前記混合物は、板状体に成形されている技術が採用される。
【００１６】
また、第７の発明に係る防音断熱材の製造方法では、上記第６の発明に係る防音断熱材の製造方法において、前記混合工程で前記粉末状藻体を２０重量％以下の割合で混合させ、前記成形工程で前記混合物を板状体に成形する技術が採用される。
【００１７】
これらの防音断熱材およびその製造方法では、粉末状藻体の混合割合が２０重量％以下に設定され、混合物が板状体に成形されるので、われやバリ等が生じない十分な加工性を備えた板状体となる。
【００１８】
第４の発明に係る防音断熱材では、上記第２の発明に係る防音断熱材において、前記混合物は、板状体に成形され、該板状体の表裏面に保護フィルムが被着されている技術が採用される。
【００１９】
また、第８の発明に係る防音断熱材の製造方法では、上記第６の発明に係る防音断熱材の製造方法において、前記成形工程で前記混合物を板状体に成形するとともに該板状体の表裏面に保護フィルムを被着させる技術が採用される。
【００２０】
これらの防音断熱材およびその製造方法では、前記混合物が板状体に成形され、該板状体の表裏面に保護フィルムが被着されるので、外部からの湿気等の水分の浸入を保護フィルムが防ぐとともに、混合物内の粉末状藻体の臭いが外部に放出することが防止される。また、保護フィルムによって、板状体となった混合物自体が物理的に保護され耐摩耗性が向上するとともに、板状体そのものの色（緑色）等にかかわらず、表面の色や模様を任意に設定することもできる。
【００２１】
第９の発明に係る防音断熱材の製造方法では、上記第８の発明に係る防音断熱材の製造方法において、前記成形工程は、カレンダーロールによって行う技術が採用される。
【００２２】
この防音断熱材の製造方法では、成形工程をカレンダーロールによって行うので、容易に混合物を板状体に成形できるとともに、保護フィルム等で板状体をサンドイッチ状態にしてこれらを積層させることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る防音断熱材およびその製造方法の一実施形態を、図１を参照しながら説明する。
この図にあっては、符号１は床材、２は第１バック層、３は第２バック層、４はセンター層、５は印刷層、６は表層クリアーを示している。
【００２４】
本実施形態の防音断熱材は、図１に示すように、床タイル（プリントタイル）の床材１に適用したものであって、該床材１は、第１バック層（板状体）２と、該第１バック層２の裏面側に積層された第２バック層３と、第１バック層２の表面側に積層されたセンター層４と、該センター層４上に積層された印刷層５と、該印刷層５上に積層された表層クリアー６とからの複数層で構成されている。
【００２５】
前記第１バック層２は、光合成反応により炭酸ガスを固定したクロレラ（藻類）を乾燥させた粉末状クロレラ（粉末状藻体）と熱可塑性樹脂であるＰＶＣ粉体（合成樹脂粉体）とを混合し、さらに可塑剤としてＤＯＰ(di-(2-ethylhexyl)phthalate)を添加した混合物によって主に成形されたクロレラ充填シートであり、充填剤として炭酸カルシウムおよび粉末状クロレラを添加しているものである。すなわち、炭酸カルシウムの代わりに充填剤の一部を粉末状クロレラとしている。
前記第２バック層３は、ＰＶＣと炭酸カルシウム等の充填剤と可塑剤とからなるシートである。
【００２６】
前記センター層４は、再生ＰＶＣ材と炭酸カルシウム等の充填剤と可塑剤とからなるシートであり、床材１の反りのバランスを調整するものである。
前記印刷層５は、床材１の表面に色や模様を着けるためのものであり、例えば、木目調や石目調等が採用される。
前記表層クリアー６は、透明ＰＶＣフィルムであって、床材１の耐摩耗性を持たせるものである。
センター層４、第１バック層２および第２バック層３は、床材１全体の支持作用や質感を出すために用いられている。
【００２７】
したがって、本実施形態の床材１では、光合成反応により炭酸ガスを固定したクロレラを乾燥させた粉末状クロレラとＰＶＣ粉体とを混合した混合物によって成形された第１バック層２を備えるので、粉末状クロレラの細胞内に生じた微小気泡および粉末状クロレラ間に生じた間隙によって、多孔質性を有することとなり、防音効果や断熱効果を発揮する防音断熱材として適用される。
そして、粉末状クロレラを主原料および充填剤として用いることにより、炭酸ガス固定後のクロレラの封じ込めと有効利用とが可能になるとともに、充填剤に用いられる炭酸カルシウムの使用量を削減することができる。
【００２８】
また、前記混合物に可塑剤が添加されるので、床材１に柔軟性が付加されるとともに肉厚を薄くでき、打ち上がったコンクリート床面が平面ではなく、大きなうねり（凹凸）があっても、このうねりに沿って床材１が撓み、床材１をこのうねりに密着して貼ることができる。
さらに、保護フィルムとして第１バック層２の表面および裏面にセンター層４、印刷層５、表層クリアー６および第２バック層３が被着されるので、外部からの湿気等の水分の浸入を上記各層が防ぐとともに、第１バック層１内の粉末状クロレラの臭いが外部に放出することが防止される。
【００２９】
また、保護フィルムとしての上記各層によって、第１バック層２が物理的に保護され耐摩耗性が向上するとともに、第１バック層２そのものの色（緑色）等にかかわらず、印刷層５等によって表面の色や模様を任意に設定して多様な意匠を表すこともできる。
なお、第１バック層２に含まれる粉末状クロレラは、蛍光灯等の光によって変色するため、内装材の表層には不適であるが、保護フィルムを積層することによって、このような変色の問題もない。
【００３０】
次に、本実施形態の床材１の製造方法について、図２を参照して以下に説明する。
【００３１】
〔粉末化工程〕
まず、光合成反応により炭酸ガスを固定した状態の微細藻類のクロレラを、増殖容器等の中で大量に培養した後、乾燥させるとともに、一定量に秤量されてブロック状あるいはペレット状の固定体とする。
該固形体とされたクロレラを、粉砕機等により粉砕して微粉末化し、図２に示すように、粉末状クロレラ１０とする。このとき、粉末状クロレラ１０の粒径は数μｍ程度に調製される。
【００３２】
〔混合工程〕
混和剤としてのＰＶＣ粉末１１と原料および充填剤としての上記粉末状クロレラ１０とを所定の比率で均等混合させるとともに、さらに充填剤（炭酸カルシウム）、可塑剤（ＤＯＰ）および安定剤等を所定比率で混合させた粉末状態の混合物を作製する。
【００３３】
〔成形工程〕
この混合物をミキサーにいれて混合しながら加熱し、加熱された混合物をカレンダーロール１２Ａによって、シート状（または板状）の第１バック層２として圧延、圧縮成形する。
さらに、この第１バック層２の表面および裏面に、センター層４、印刷層５、表層クリアー６および第２バック層３がカレンダーロール１２Ｂによってカレンダー加工され、積層、被着される。
この後、各層が積層された状態で冷却され、そしてパンチングプレスで所定形状（矩形状のタイル形状等）に打ち抜きが行われて、床材１が製作される。
【００３４】
すなわち、この製造方法では、成形工程においてカレンダーロール１２Ａ，１２Ｂを用いるので、容易に混合物をシート状または板状の第１バック層２に成形できるとともに、保護フィルムとしての上記各層で第１バック層２をサンドイッチ状態にしてこれらを積層させることが可能となる。
また、粉末状クロレラ１０の粒径は、その粉末化工程で調整可能であるため、粉末状クロレラ１０間にできる間隙の大きさも任意に調整でき、これに対応した多様な音域の遮音性に対応することも可能である。
【００３５】
【実施例】
次に、本発明に係る防音断熱材およびその製造方法の実施例を、表１を参照して以下に説明する。
【００３６】
上述した板材１の製造方法において、以下の表１に示すように、粉末状クロレラ１０の混合割合を０重量％、１０重量％、２０重量％、３０重量％および４０重量％に変えた複数の配合で第１バック層２を成形し、積層する各層の厚さを以下の値に設定して全厚２．５ｍｍの床材１を作製した。
【００３７】
【表１】
0004180178.tif 000002
表層クリアー６：０．３ｍｍ
印刷層５      ：０．１ｍｍ
センター層４  ：０．４ｍｍ
第１バック層２：１．２ｍｍ
第２バック層３：０．６ｍｍ
【００３８】
このときの各床材１の特性を、以下の表２に示す。
【表２】
0004180178.tif 000003
【００３９】
表１から分かるように、粉末状クロレラ１０の混合割合が２０重量％以下に設定された混合物がシート状または板状体の第１バック層２に成形されるので、われやバリ等が生じない十分な加工性を備えた床材１が作製できる。
【００４０】
また、作製された床材１は、製品の規格値２．５±０．１５ｍｍをほぼ満足している。なお、粉末状クロレラ１０の混合割合が３０重量％のものは、水に浸せきしたときに、側面部に露出した第１バック層２の吸水作用により、寸法変化量が規格値を超えているが、実用上は、側面部の撥水処理により防止可能であり、本実施例に示すように、混合割合３０重量％までは十分な特性を有することが可能である。
【００４１】
なお、本発明は、次のような実施形態をも含むものである。
（１）上記実施形態では、防音断熱材として床材に適用したが、他の建材や防音断熱設備等に適用しても構わない。例えば、壁材、天井材、自動車や航空機等に用いられる遮音材、スピーカー等の音響機器の筐体等に適用してもよい。特に、建材、耐久物に利用することにより、藻類が固定した二酸化炭素を半永久的に封じ込めることができる。
【００４２】
（２）混和剤として用いられる合成樹脂としては、上記実施形態で用いた熱可塑性樹脂以外に、熱硬化性樹脂でもよく、用途に応じて適宜用いる樹脂を決めればよい。しかしながら、粉末状藻体の添加率を上げると引張強さが低下するので、引張強さの高い合成樹脂を混和剤として用いることが好ましい。また、透明度の高いものを用いると粉末状藻体由来の色を活かすことができる。
具体的には、広くハウジング材等に用いられる合成樹脂を用いればよく、上記実施形態に用いたポリ塩化ビニル以外に、例えば、ＡＢＳ樹脂、高密度ポリエチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネート、不飽和ポリエステル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００４３】
特に、パネル、壁材、建材、タイルとしては、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどを用いることができる。あるいはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂を用いることもできる。
また、目的とする防音断熱材の用途によっては、耐燃焼性の高い合成樹脂を用いることが好ましい。
【００４４】
（３）粉末状クロレラと合成樹脂との混合の際に、必要に応じて上述した添加剤以外のもの、例えば、熱安定剤、光安定剤（紫外線吸収剤）、酸化防止剤、難燃剤、強化充填剤、帯電防止剤、滑剤、結晶核剤、離型剤、防菌・防カビ剤などを添加してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）第１の発明に係る防音断熱材および第５の発明に係る防音断熱材の製造方法によれば、光合成反応により炭酸ガスを固定した藻類を乾燥させた粉末状藻体と合成樹脂粉体とを混合した混合物によって成形するので、原材料または充填剤の代替として混合される粉末状藻体の細胞内および粉末状藻体間の間隙によって、優れた防音効果や断熱効果を発揮することができる。
また、粉末状藻体の粒径を調整することができるので、上記間隙の大きさも任意に調整でき、これに対応した多様な音域（高周波、低周波等）の遮音性に対応することも可能である。
さらに、安価で毒性のない粉末状藻体を用いるので、低コストで安全な防音断熱材を作製できるとともに、固定した二酸化炭素を再放出させずに藻類を再利用することができる。
【００４６】
（２）第２の発明に係る防音断熱材および第６の発明に係る防音断熱材の製造方法によれば、前記混合物に可塑剤が添加されるので、柔軟性を有することができ、設置場所の凹凸等に応じて取り付けることが可能となる。すなわち、板状やシート状等に成形し易くなり、床材等の軟質製品に広く適用することができる。
【００４７】
（３）第３の発明に係る防音断熱材および第７の発明に係る防音断熱材の製造方法によれば、粉末状藻体の混合割合が２０重量％以下に設定され、混合物が板状体に成形されるので、われやバリ等が生じない十分な加工性を備えた板状体にでき、例えば、床材等の軟質製品に好適な板材・シート材となる。
【００４８】
（４）第４の発明に係る防音断熱材および第８の発明に係る防音断熱材の製造方法によれば、前記混合物が板状体に成形され、該板状体の表裏面に保護フィルムが被着されるので、外部からの水分浸入に対する防水性および粉末状藻体の臭いに対する防臭性を付加することができるとともに、耐摩耗性の向上および表面に任意の意匠を表示できるという外観性の向上を図ることができる。
【００４９】
（５）第９の発明に係る防音断熱材の製造方法によれば、成形工程をカレンダーロールによって行うので、容易に混合物を板状体に成形できるとともに、保護フィルムで板状体をサンドイッチ状態にしてこれらを容易に積層させることができる。したがって、複数層からなる板状体（シート状のものを含む）を連続して低コストで成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る防音断熱材の一実施形態を示す断面図である。
【図２】  本発明に係る防音断熱材の製造方法の一実施形態における製造工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１  床材（防音断熱材）
２  第１バック層（板状体）
３  第２バック層（保護フィルム）
４  センター層（保護フィルム）
５  印刷層（保護フィルム）
６  表層クリアー（保護フィルム）
１０  粉末状クロレラ（粉末状藻体）
１１  ＰＶＣ粉体（合成樹脂粉体）
１２Ａ、１２Ｂ  カレンダーロール
【図１】
0004180178.tif 000004
【図２】
0004180178.tif 000005