(57)【要約】【課題】剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図るとともに、遮音性及び難燃性に優れた木片陶石ボードの提供。【解決手段】木片チップと陶石粉末とをバインダーで一体に形成した木片陶石ボードとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木片チップと陶石粉末とをバインダーで一体に形成した木片陶石ボード。
【請求項２】
木片チップと陶石粉末と接着剤と水とを混練して板状に熱圧することにより形成した請求項１に記載の木片陶石ボード。
【請求項３】
木片チップと接着剤と水とを混練して板状に形成した木片ボード材の少なくとも一側に、陶石粉末と接着剤と水とを混練してなる陶石ボード材を配置させた状態で、これらを熱圧することにより一体に密着形成した請求項１に記載の木片陶石ボード。
【請求項４】
請求項２に記載の木片陶石ボードの少なくとも一側に、陶石粉末と接着剤と水とよりなる陶石ボードを一体的に設けた木片陶石ボード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁材や化粧材等の建築用ボードに関し、特に、剪定木材及び陶石廃材を原料として形成する木片陶石ボードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、開花や結実を促す等の目的で樹木の剪定が行われている。剪定された枝葉等からなる剪定木材は、焼却あるいは埋め立てによって処分されていたが、近年においては、チッパー等を用いて粉砕し小片化することにより、堆肥、敷料、土壌改良材等として再資源化する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、果樹剪定枝を原材料とする家畜用飼料及びその製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−８２５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような再資源化方法が提案されているにもかかわらず、多くの剪定木材は、未だに焼却あるいは埋め立て処分されているのが実情であり、剪定木材の新たな利用法が求められている。
【０００４】
一方、磁器の原料である陶石は、乾燥や酸化によって褐色化すると、原料として使用することができなくなることから、かかる褐色化した陶石廃材の有効利用法の開発も強く望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図るとともに、遮音性及び難燃性に優れた木片陶石ボードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、木片チップと陶石粉末とをバインダーで一体に形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、木片チップと陶石粉末と接着剤と水とを混練して板状に熱圧することにより形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、木片チップと接着剤と水とを混練して板状に形成した木片ボード材の少なくとも一側に、陶石粉末と接着剤と水とを混練してなる陶石ボード材を配置させた状態で、これらを熱圧することにより一体に密着形成したことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の木片陶石ボードの少なくとも一側に、陶石粉末と接着剤と水とよりなる陶石ボードを一体的に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、剪定木材を原料とする木片チップと、陶石廃材を原料とする陶石粉末を用いることにより、これら剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図ることができ、さらに、遮音性及び難燃性に優れた木片陶石ボードを提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図ることができる木片陶石ボードを、少ない製造工程で容易に製造することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、遮音性能及び難燃性能を高めることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、遮音性能及び難燃性能を更に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る木片陶石ボードの一実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態にかかる木片陶石ボードは、壁材や化粧材等の建築用ボードとして使用されるものであり、原料として、木片チップと陶石粉末とを有する。
【００１６】
木片チップは、樹木枝葉等の剪定材料よりなる木質系原料である。この木片チップは、剪定材料をチッパーにより小片化し、小片化した剪定木材を植繊機によりパウダー状に加工した後、さらに、乾燥機を用いて乾燥させることにより得られる。なお、本実施形態においては、上記工程により得られた木片チップのうち、長さが約2ｍｍ以下の小さいものを篩いによって除去した。このようにすることで、原料の大きさを均一にすることができ、木片陶石ボードの建築用ボードとしての品質を向上させることができる。
【００１７】
ここで、植繊機とは、剪定枝や刈り草等の植物残枝を加圧混練しながら繊維質を剥き出しにする膨潤処理を行うことによって、植物残枝をパウダー状に加工するものである。また、本実施形態における乾燥機による乾燥条件は、温度105℃、時間24ｈであり、最終的な木片チップの含水率は6.8％である。
【００１８】
陶石粉末は、乾燥や酸化によって褐色化し、磁器の原料として使用することが出来なくなった陶石廃材からなる無機質系原料である。この陶石粉末は、上記陶石廃材を細かく粉砕することにより得られる。なお、この陶石粉末も木片チップと同様、篩いによって直径が約２ｍｍ以上のものを取り除くことにより、原料の大きさの均一化を行った。
【００１９】
本実施形態における木片陶石ボードは、これら木片チップ及び陶石粉末を原料とするものであるが、この木片陶石ボードは、様々な形状に形成可能である。そこで、以下に、本実施形態の木片陶石ボードにおける形状毎の具体的な実施例を図面を参照して説明する。図１は、各実施例における木片陶石ボードの断面概略図である。
【００２０】
（実施例１）
本実施例にかかる木片陶石ボードは、上記木片チップ及び陶石粉末を、バインダーにより一体とすることによって形成される。
【００２１】
バインダーは、木片チップ及び陶石粉末のつなぎの役割を果たすものであり、各種接着剤等を用いることができる。
【００２２】
また、形成方法として、木片チップ、陶石粉末及びバインダーを混練することにより一体とした後、圧縮して固めることにより形成される。ここで、圧縮方法としては、ホットプレスを用いた熱圧のほか、プレス機による圧縮でもよい。
【００２３】
また、本実施例の木片陶石ボードは、広板状、タイル状、薄板状等、種々の形状に形成することができる。
【００２４】
このように、本実施例にかかる木片陶石ボードは、従来、廃材として処分されていた剪定木材及び陶石廃材を原料として用いることができるため、これら剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図ることが可能となる。
【００２５】
（実施例２）
本実施例にかかる木片陶石ボード１０は、図１（ａ）に示すように、木片チップと陶石粉末とを混練してなる単層ボードである。
【００２６】
本実施例の木片陶石ボード１０は、木片チップと陶石粉末と接着剤と水とを混練して板状に熱圧されることにより形成される。
【００２７】
具体的には、先ず、陶石粉末と接着剤と水とを混練し、さらに、この混練したものと木片チップとを混練することにより、単層ボード材を調製する。ここで、水は、接着剤の粘性を低下させることで、各種原料を平均的に混在させるために用いられるものである。
【００２８】
次に、かかる単層ボード材にスプレーガンを用いて接着剤を噴霧した後、フォーミング用の枠に入れて板状に成型し、最後に、ホットプレスを用いて熱圧することにより木片陶石ボード１０は形成される。なお、熱圧条件は、圧力60kgf/cm2、温度180℃、時間5minである。
【００２９】
かかる構成とすることにより、剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図ることが可能な木片陶石ボードを、より少ない製造工程で容易に製造することができる。
【００３０】
（実施例３）
本実施例における木片陶石ボード２０は、木片チップを主体として形成される木片ボード２１の両側に陶石粉末を主体として形成される陶石ボード２２が一体的に設けられた３層ボードとしている。
【００３１】
本実施例の木片陶石ボード２０は、木片チップと接着剤と水とを混練して板状に形成した木片ボード材の両側に、陶石粉末と接着剤と水とを混練してなる陶石ボード材を配置させた状態で、これらを熱圧することにより一体に密着形成して得られるものである。
【００３２】
具体的には、先ず、木片チップに、スプレーガンを用いて接着剤と水との混合物を噴霧することにより芯層となる木片ボード材を調製する。また、陶石粉末と接着剤と水とを混練したものを、テフロン（登録商標）シート上に厚さが均一になるように引き伸ばすことにより表層となる陶石ボード材を調製する。
【００３３】
そして、フォーミング用の枠内にこれら各原料を、陶石ボード材→木片ボード材→陶石ボード材の順に積層させた後、ホットプレスを用いて熱圧することにより木片陶石ボード２０は形成される。なお、熱圧条件は、（実施例２）の木片陶石ボード１０と同様である。
【００３４】
かかる構成とすることにより、後述するように、剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図るとともに、後述するように、遮音性能及び難燃性能の高い木片陶石ボードを提供することができる。
【００３５】
なお、本実施例の木片陶石ボード２０は、木片ボード２１の両側に陶石ボード２２を設けた３層ボードとしたが、この木片陶石ボード２０を用いる場所や目的等に応じて、木片ボード２１の一側だけに陶石ボード２２を設けた２層ボードとしてもよい。
【００３６】
［各木片陶石ボードの性能について］
ここで、上記のようにして形成された木片陶石ボード１０及び木片陶石ボード２０は、剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図ることができるばかりでなく、遮音性及び難燃性に優れた建築用ボードとして利用することができるものである。以下に、木片陶石ボード１０及び木片陶石ボード２０の遮音性能及び難燃性能に関する実験結果を示す。図２は、遮音性能試験装置の概略図であり、図３は、単層ボード、３層ボード、ＰＢ、ＯＳＢの遮音率を示すグラフであり、図４は、難燃性能試験装置の概略図であり、図５は、単層ボード、３層ボード、ＯＳＢ、石膏ボードの炭化長を示すグラフであり、図６は、単層ボード、３層ボード、ＯＳＢ、石膏ボードの重量減少率を示すグラフである。なお、以下において、木片陶石ボード１０を「単層ボード１０」、木片陶石ボード２０を「３層ボード２０」と称する。
【００３７】
（１．遮音性能試験について）
遮音性能試験は、JIS A 1417「建築物の空気音遮断性能の測定方法」に準拠して行った。
【００３８】
具体的には、図２に示すように、試験片を隔壁とする二つの空間を形成し、一方の空間でスピーカにより発生させた雑音（周波数0.1ｋＨｚから5.0ｋＨｚ、±５Ｖのサイン波）を、各空間の中央に設置されたマイクロフォンでそれぞれ集音し、当該集音した雑音の音圧レベルを騒音計により測定した。
【００３９】
そして、各マイクロフォンで集音した雑音の音圧レベルの差を、スピーカを設置した空間に設置された方のマイクロフォンで集音した雑音の音圧レベルで除した値を算出し、当該値を遮音率とした。なお、性能を比較するために、市販されているパーティクルボード（ＰＢ）とＯＳＢとを試験に供した。ＯＳＢ（Oriented Strand Board）とは、チップ化された木材を熱圧成型して得られる木質ボードであって、建築用の下地等として一般的に用いられるものである。また、本試験において、単層ボード１０及び３層ボード２０は、陶石粉末と木片チップの重量割合を５０：５０として形成した。
【００４０】
図３に、周波数0.125、1.25、4.0kHzにおける各ボードの遮音率を示す。これより、遮音率は、各周波数において３層ボード２０（図中、「Ｔ」で示す。）が最も優れていることがわかった。また、単層ボード１０（図中、「Ｓ」で示す。）の遮音率は、３層ボード２０に比べわずかに下回ったが、ＰＢ及びＯＳＢに比べて優れた性能を示した。
【００４１】
このように、単層ボード１０及び３層ボード２０は、いずれも市販のＰＢ及びＯＳＢよりも優れた遮音性能を有しており、特に、３層ボード２０の遮音性能が優れていることが明らかとなった。
【００４２】
〔４．難燃性能試験ついて〕
次に、難燃性能試験について説明する。本試験は、JIS A 1322「建築用薄物材料の難燃性試験方法」に準拠し、４５°メッケルバーナー法と呼ばれる燃焼試験を行った。４５°メッケルバーナー法とは、図４に示すように、試験片を４５度に傾けた状態で下からバーナの炎を所定時間あて、残炎時間、残じん、炭化長、重量減少率を測定するものである。なお、性能を比較するために、ＯＳＢと石膏ボードを試験に供した。また、単層ボード１０及び３層ボード２０については、陶石粉末と木片チップの重量割合が４０：６０、５０：５０、６０：４０のものをそれぞれ作成し本試験に供した。
【００４３】
得られた結果を表１に示す。表１は、単層ボード、３層ボード、ＯＳＢ、石膏ボードの難燃性能を示す表である。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１に示すように、残炎時間については、ＯＳＢが最も長く、残炎が５８秒間確認された。一方、単層ボード１０及び３層ボード２０については、陶石粉末の重量割合が５０％の単層ボード１０で２秒間確認されたものの、その他での残炎は認められなかった。また、残じんについては、陶石粉末の重量割合が５０、６０％の単層ボード１０と、ＯＳＢで確認された。
【００４６】
次に、各タイプのボードにおける炭化長の測定結果を図５に示す。なお、図中、Ｓ４は陶石粉末の重量割合が４０％の単層ボード、Ｓ５は陶石粉末の重量割合が５０％の単層ボード、Ｓ６は陶石粉末の重量割合が６０％の単層ボード、Ｔ４は陶石粉末の重量割合が４０％の３層ボード、Ｔ５は陶石粉末の重量割合が５０％の３層ボード、Ｔ６は陶石粉末の重量割合が６０％の３層ボード、Ｇは石膏ボードを示している。
【００４７】
図５に示すように、各３層ボード２０（Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６）は、いずれも市販の木質ボードであるＯＳＢよりも炭化長が短く、特に、陶石粉末の重量割合が５０％の３層ボード２０（Ｔ５）は、耐火性能の非常に高い石膏ボードと同等の性能を示した。
【００４８】
次に、各タイプのボードの、燃焼による重量減少率を図６に示す。これより、単層ボード１０及び３層ボード２０の重量減少率は、いずれもＯＳＢよりも低い値を示しており、難燃性に優れていることがわかる。
【００４９】
また、単層ボード１０では陶石粉末の重量割合の影響はほとんど認められないものの、３層ボード２０では重量割合が増加するほど重量減少率が小さくなる傾向を示した。これは、陶石粉末の重量割合が増加して、表層の陶石層が厚くなり、燃焼が抑制されたためと考えられる。
【００５０】
このように、本実施形態にかかる木片陶石ボードの難燃性は、耐火性能が非常に高いことで知られる石膏ボードにはやや劣るものの、市販のＯＳＢに比べて優れており、特に、３層ボード２０においては、その表層である陶石ボードの特性が生かされた結果となった。また、この３層ボード２０は、残炎、残じんが共に認められず、さらに、炭化長が１５０ｍｍより小さいことから、JIS A 1322の規格により、防炎３級ボードに相当する性能を有していることが明らかとなった。
【００５１】
以上のように、本実施形態にかかる木片陶石ボードは、ＰＢやＯＳＢ等の市販の木質ボードと比較して、遮音性能及び難燃性能が有意に高く、建築用ボードとして優れた性能を有するものである。
【００５２】
（実施例４）
ところで、上記の試験において、単層ボード１０よりも３層ボード２０の方が遮音性能に優れていた点や、及び表層部分の陶石が難燃性能を高めている点に鑑みて、図７に示すように、木片陶石ボードを、単層ボード１０の両側に陶石ボード２２を一体に設けた複合ボードとすることにより、遮音性能及び難燃性能を更に高めることができる。
【００５３】
本実施例における木片陶石ボード３０は、前記単層ボード材及び前記陶石ボード材を用い、これら原料をフォーミング用の枠内に、陶石ボード材→単層ボード材→陶石ボード材の順に積層させた後、ホットプレスを用いて熱圧することにより形成される。なお、熱圧条件は、単層ボード１０及び３層ボード２０と同様である。
【００５４】
このように、単層ボード１０の両側に陶石粉末と接着剤と水とよりなる陶石ボードを有する複合ボードとすることによって、剪定木材及び陶石廃材の有効利用を図ることができるばかりでなく、遮音性及び難燃性により一層優れた建築用ボードを提供することができる。
【００５５】
なお、本実施例における木片陶石ボード３０は、単層ボード１０の両側に陶石ボード２２を設けた３層構造としたが、実施例３における木片陶石ボード２０と同様、使用される場所や目的等に応じて、単層ボード１０の一側だけに陶石ボード２２を設けた２層構造としてもよい。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【００５７】
例えば、本実施形態においては、接着剤として、イソシアネート系接着剤を用いたが、これに限らず、フェノール系、エポキシ系、アクリル系等の樹脂から適宜に選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態に係る木片陶石ボードの断面概略図であり、図１（ａ）は単層ボードの断面概略図、図１（ｂ）は３層ボードの断面概略図である。
【図２】遮音性能試験装置の概略図である。
【図３】単層ボード、３層ボード、ＰＢ、ＯＳＢの遮音率を示すグラフである。
【図４】難燃性能試験装置の概略図である。
【図５】単層ボード、３層ボード、ＯＳＢ、石膏ボードの炭化長を示すグラフである。
【図６】単層ボード、３層ボード、ＯＳＢ、石膏ボードの重量減少率を示すグラフである。
【図７】本実施形態に係る複合ボードの断面概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    単層ボード
２０    ３層ボード
２１    木片ボード
２２    陶石ボード
３０    複合ボード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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