(57)【要約】【課題】改良された生物分解性断熱材を提供すること。【解決手段】本発明は生物分解性断熱材に関する。改良された生物分解性断熱材を提供するために、本発明は、繊維の平均直径が１ｍｍ以下で平均繊維長が２０ｍｍ以下の５０〜９０重量％のセルロースおよび木質繊維の少なくとも一つと、２〜１５重量％の難燃剤と、繊維の平均直径が１ｍｍ以下で繊維長が２０ｍｍ以下の二成分繊維の形である５〜３０重量％の生物分解性結合剤と、を含み、密度が３０〜３００ｋｇ／ｍ３である生物分解性断熱材を提案する。【選択図】図１
2009090669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の平均直径が１ｍｍ以下で平均繊維長が２０ｍｍ以下の５０〜９０重量％のセルロースおよび木質繊維の少なくとも一つと、２〜１５重量％の難燃剤と、繊維の平均直径が１ｍｍ以下で繊維長が２０ｍｍ以下の二成分繊維の形である５〜３０重量％の生物分解性結合剤と、を含む生物分解性断熱材であって、前記断熱材の密度が３０〜３００ｋｇ／ｍ３である生物分解性断熱材。
【請求項２】
繊維の平均直径が１ｍｍ以下で平均繊維長が２０ｍｍ以下の５０〜９０重量％の木質繊維と、肥料成分を含む２〜１５重量％の難燃性であり、かつ好ましくは防蟻性の薬剤と、繊維の平均直径が１ｍｍ以下または繊度が１０デシテックス以下であり、かつ繊維長が２０ｍｍ以下である５〜３０重量％の生物分解性結合剤と、を主成分として含む生物分解性断熱材であって、前記断熱材の密度が３０〜３００ｋｇ／ｍ３であり、前記断熱材が断熱特性、熱応力緩和特性、音響低減特性、防火および耐火特性、防蟻特性、湿度調整特性、ならびに環境保護特性および解毒特性を有する、生物分解性断熱材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の生物分解性断熱材であって、前記木質繊維が繊維の平均直径が１ｍｍ以下で平均繊維長が２０ｍｍ以下の短繊維であり、針葉樹、広葉樹、および単子葉植物などの細い木材、古い木材からの木材チップ、堅い樹皮の削りくずおよび製材の残りのうちの少なくとも一つを浸漬し、かつフィブリル化することによって得られる、生物分解性断熱材。
【請求項４】
請求項１または２に記載の生物分解性断熱材であって、肥料成分を兼ねる前記難燃防蟻剤がホウ酸化合物およびリン化合物の混合物を含む、生物分解性断熱材。
【請求項５】
請求項１または２に記載の生物分解性断熱材であって、前記生物分解性断熱材が温水可溶性ポバール、デンプン、ＣＭＣおよびキトサンといった合成および天然の複合材料、ならびに生物分解性ポリオレフィン、ポリエステル、およびカプロラクタムといった複合材料を含み、繊維の平均直径が１ｍｍ以下または繊度が１０デシテックス以下であり、かつ繊維長が２０ｍｍ以下である、生物分解性断熱材。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材であって、前記断熱材がフリース形態、板形態、またはフェルト形態である、生物分解性断熱材。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材であって、前記断熱材がサンドイッチ構造を有する板形態からなり、前記サンドイッチ構造の上層および下層が高密度であり、中央の中心層が低密度であり、かつ前記断熱材の平均密度が１００〜３００ｋｇ／ｍ３である、生物分解性断熱材。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材であって、前記断熱材が気密遮断特性、気密難燃特性および気密耐火特性ならびに気密音響低減特性を向上させるために実質的に処理される板である、生物分解性断熱材。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材であって、ショット当たりの重量が１００ｇ／ｍ２以下である生物分解性不織布を前記フェルト様断熱材の片面または両面に積層した、生物分解性断熱材。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材であって、断熱材の不織布およびフェルトから製造される切断栽培フリースとして、または肥料フリースとして使用される、生物分解性断熱材。
【請求項１１】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材からフリースまたは板を製造する方法であって、綿状繊維を分散により混合する工程と、回収工程と、分布工程と、を含む乾式加工と、プレス成形と、加湿同時成形工程および加熱同時成形工程を含む半乾式加工と、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の生物分解性断熱材からフェルトを製造する方法であって、空気集積乾燥処理と、加湿同時成形および加熱同時成形を含む半乾式処理と、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１３】
請求項１または２に記載の生物分解性断熱材において、肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤による木材チップの処理工程、および前記木材チップを浸漬しフィブリル化する工程、を含むことを特徴とする、木質繊維の製造方法。
【請求項１４】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の断熱材の二次加工のためのプレス成形方法であって、前記断熱材または吸音材から、成形した本体を製造するために、加湿同時プレス成形および加熱同時成形によって複数重ね合わされた断熱材の層から単層または複数層のフェルトを成形する工程を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にセルロースおよび木質繊維のうちの少なくとも一方と、結合剤として２種類の成分を含む繊維である二成分繊維と、を含む生物分解性断熱材に関する。
本発明はさらに、断熱特性、熱応力緩和特性、音響低減および防火特性、耐火特性、音響低減特性を示し、好ましくは防蟻特性、湿度調節特性、環境保全特性ならびに解毒特性を示す木質繊維断熱材に関する。本発明はさらに、乾式法および半乾式法の併用による断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
木質繊維板は、密度が３５０ｋｇ／ｃｍ３未満であり、かつ紙の製造時のように木質繊維、結合剤およびサイズ剤を水に分散したスラッジを用いる湿式加工により製造される軟質繊維板（断熱板）と、接着結合強度を備えて適用されるべく、木質繊維、メラミン樹脂結合剤および撥水剤を含む水溶液の噴霧と、加熱圧縮を用いる乾式法による溶液の乾燥と、によって製造される中密度木質繊維板（ＭＤＦ）と、密度が８００ｋｇ／ｍ３以上であり、かつ高圧で加熱してプレス成形される硬質繊維板（ハードボード）と、を含む。これらの板は建築材料および室内装備材料として家庭内で様々に使用される。
【０００３】
近年、エネルギー節約、費用削減、防火、防虫、ならびに健康的な生活およびリサイクル性に対する対策との関連で多くの改良技術が発表されてきた。
例えば、特許文献１は、木質繊維および熱可塑性樹脂結合剤を含む混合物をフリース成形し、かつ軟化点より高い温度で結合剤を熱固定することによって、低密度のＭＤＦ板がエネルギー節約と同時に得られる、費用削減技術について述べている。
【０００４】
特許文献２は、ＭＤＦを防火性および防虫性にするためにフェノール樹脂中のポリエチレングリコール、トリアゾール系防蟻剤、およびリン酸アンモニウムが混合物を形成する水溶液にＭＤＦを浸漬する方法について述べている。
【０００５】
特許文献３は、使用済み木質繊維板を破砕することで得られ、密度が５０〜２５０ｋｇ／ｍ３であり、かつ繊度が０．０１〜２０ｍｍであるリサイクルされた材料が、ＭＤＰの原材料に混合される手段によるリサイクル方法について述べている。
【０００６】
特許文献４は、ショット当たりの重量が４００〜２５００ｇ／ｍ２で厚さが２〜５０ｍｍであり、ポリ乳酸繊維を平均繊維長が５〜１００ｍｍのセルロース繊維と混合することにより得られる不織布を重ねるＭＤＦの製造方法について述べている。
【特許文献１】特開２００１−３３４５１０号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７１１６号公報
【特許文献３】特開２００３−３１１７１７号公報
【特許文献４】特開２００６−２８９７６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の改良技術は、湿式加工により製造される断熱板の改良技術、または乾式法によって製造されるＭＤＰの改良技術に関係し、これらの各技術は断熱、不燃性、虫害抵抗性、エネルギー節約、費用削減およびリサイクル対策に対応するが、いずれの形成方法および製造方法も問題を包括的に解決できるまでには至っていないのが現状である。
【０００８】
本発明は、密度範囲が湿式加工および半乾式加工により製造される断熱板の密度範囲と類似してはいるものの、湿式加工により製造される断熱板ではこれまでに見いだされてはいなかったような弾力性、機械的強度、音響低減、難燃性および耐火性、ならびに防蟻性などといった特性を提供し、断熱、湿度調節特性、ならびに不健康な生活および病んだ環境に対する対策を向上させる。
【０００９】
本発明の性能の特徴は、難燃性および耐火特性に関してはグラスウール断熱要素およびロックウール断熱要素と同等または同等以上であり、さらに断熱に関しても同様に、発泡体断熱要素には見られない、不安定状態で熱伝導を遅らせる熱応力緩和特性、ならびに高度断熱を、気密性断熱構造によって可能にする。
【００１０】
さらに、本発明による使用済み断熱材は、農業および林業における肥料フリースとして使用され、森林活性化および環境の解毒に貢献し、地球温暖化対策となる。
また、本発明によるフェルト様の断熱材は濡れた状態で成形圧縮および加熱成形することによって二次的利用の対象となる可能性もあり、自動車用のエコロジカルな内装材として使用される場合には新分野の開発に貢献する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、湿式法によって製造された断熱板の密度と同じく、密度が３００ｋｇ／ｍ３以下であり、湿式法および半湿式法によって製造された混合物が主要原材料として用いられ、前記混合物が、繊維の平均直径が１ｍｍ以下であるとともに平均繊維長が２０ｍｍ以下である木質繊維と、温水で膨潤して熱により固定し、かつ繊度が１０デシテックスであるとともに繊維長が２０ｍｍ以下である生物分解性結合剤と、を含む断熱材を用いて前記の問題を包括的に解決する。
【００１２】
本製造方法によって製造された断熱材は低密度であり、弾力性を有し、また低熱伝導性ならびに高熱容量および高弾力性による熱応力緩和特性を用いる気密性断熱構造の結果として、グラスウールなどの無機短繊維断熱材または押出ポリスチレンや発泡スチロールなどの発泡断熱材においてはこれまでになかったような高い断熱性および音響低減性を提供する。
【００１３】
肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤で処理された木質繊維は、さらに火および熱による発火に抗して断熱材表面に炭化断熱層を形成し、かつ自己消火性であるために、石こうボードなどと組み合わせられた壁材は優れた防火特性および耐火特性を示す。
【００１４】
さらに断熱材を構成する原材料は生物分解可能であり、また難燃防蟻剤は植物栽培のための三種類の肥料要素を含むため、使用済み断熱材から生じた廃棄物を含めて、これらは移植による損失なしに肥料製造用原料として使用することができる。またこれらは種子の加速的成長、森林の活性化、ＣＯ２の削減、および地球温暖化防止に貢献する環境浄化機能も示す。
【００１５】
本発明による断熱材に組み込まれる原材料、ならびにその製品形態および製造方法は以下に詳細に述べられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による断熱材は、乾式法および半乾式法により繊維状材料を含む混合物を製造することによって得られる。４０〜３００ｋｇ／ｍ３の低密度であり、平たい外観、柔軟性、弾力性、ならびにフリース、板、およびフェルトの扱いやすさ、といった良好な特性を有する製品を作製する。
【００１７】
フリースと板によって、断熱特性、熱応力緩和特性、および弾力性を有する気密性断熱構造を有することができる。断熱効果およびエネルギーの節約は、グラスウール断熱材、ロックウール、および発泡断熱材よりも優れている。
【００１８】
さらに、断熱処理した木質繊維は、難燃性、耐火性および適切な防蟻効果を示す。
難燃性および耐火性に関しては、同断熱材はグラスウールと比べものにならない優れた難燃性および耐火性を示し、建設用の板との複合材要素として半耐火性よりも効果的であり、火や熱にさらされた場合でも断熱材表面が炭化断熱層を形成することから、新しいタイプの耐火および断熱建設材料の開発を可能にする。
【００１９】
さらに、遮音効果が、特に低周波域において非常に高い。
本発明による断熱材は天然材料であり、かつ生物分解性の材料で構成されるため、同断熱材は廃材として置き忘れられたとしても環境を汚染せず、肥料成分を兼ねる。従って、栽培用マットおよび肥料フリースとして使用することができ、また同時に、環境浄化作用を含め、森林および間引かれた樹木を活性化する作用を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明による断熱材を形成する木質繊維は、例えばヨーロッパモミ、アシブリカ（Ａｓｉｂｒｉｃａ）、カラマツ、ヒマラヤスギ、およびトウヒといった針葉樹、ならびにブナノキ、カエデ、およびクヌギなどの広葉樹といった細い木材；古い木材からの木材チップおよび粉末にした堅い竹皮、ならびに麻の繊維などを、肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤で処理し、フィブリル化することによって得られる。
【００２１】
木材チップおよび粉末製品は、木材を長さ１０〜３０ｍｍ、幅５〜１５ｍｍの薄片の形に切断して、後述の仕上剤（ｒｅｆｉｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）で処理することにより得られる。
【００２２】
難燃防蟻剤で処理した木材チップおよび粉末製品は、蒸気処理し、蒸気または同様の方法によって軟化させ、次に繊維の平均直径が１ｍｍ以下、かつ平均繊維長２０ｍｍ以下になるように叩解機で細断し、さらに木質繊維へと加工する。繊維の平均直径を１ｍｍ以下にする理由は、得られた断熱材の弾力性を確保し、熱伝導性を低減するためである。平均繊維長を２０ｍｍ以下にする理由は、乾式加工において近接する繊維が粒状になるのを抑制し、後述の繊維状の結合剤との混合工程の間にケバが生じるのを抑制し、分散することによって均一に混合するためである。均一な分散は、１０〜３００Ｌ／Ｄ（繊維の長さ／繊維の直径）の範囲で適切であり、好ましくは繊維長は２０ｍｍ以下である。
【００２３】
本発明の断熱材の主成分である肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤は、木質繊維の浸漬処理が行われる状態で混合される。肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤は、本発明による断熱材に難燃性と不燃性を与え、石こうボードなどとの複合材要素に防火特性および耐火特性を与え、シロアリによる浸食対策として防蟻特性を提供する。さらに難燃防蟻剤は、肥料フリースとして、および農業で苗木栽培用のマット材料として使用することができる肥料成分を兼ね、使用済み断熱材を含む。肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤は、ホウ素化合物およびリン化合物の混合物であり、特に、溶解補助剤としてホウ酸、ホウ砂、ホウケイ酸塩、ポリリン酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、ポリリン酸マグネシウム、ポリリン酸カリウム、次亜リン酸ナトリウム、および亜硫酸ナトリウムを、ならびに固定補助剤として炭酸カリウムおよび塩化マグネシウムを含む。木質繊維に対する浸漬付着量が２重量％以下である場合、難燃効果および防蟻効果は不十分であり、３０重量％以上では費用の増大を生ずる飽和効果が生じる。これが、２−３０重量％が適切と考えられる理由である。
【００２４】
本発明による断熱材の主成分を成す生物分解性結合剤は、天然結合剤および合成結合剤であり、湿式法および半乾式法に適した温水可溶性の接着性結合剤および疎水性の熱固定結合剤の混合物を含み、繊維形態の生物分解性結合剤に限られる。
【００２５】
天然および合成の温水可溶性結合剤は、天然デンプン、セルロース誘導体、およびキトサンを含み、温水可溶性結合剤は理想的にはけん化ポリビニルアルコール、シリコン含有ポリビニルアルコールおよび同様のものを含み、例えば木質繊維または繊維状結合剤といった繊維に支持された結合剤に相当する。
【００２６】
合成の疎水性熱固定結合剤は、ポリカプロラクタムポリアミド、ポリ乳酸、例えばポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、および繊維状の生物分解性ポリエチレン・ポリプロピレン複合樹脂などの脂肪族ポリエステル樹脂を含む。
【００２７】
繊維状結合剤は、繊度が１０デシテックス以下で、かつ繊維長が２０ｍｍ以下である繊維に支持された種類の結合剤に限られるか、または分散による原材料の均一な混合、混合物の繊度の程度、および薄片状堆積物の特性、ならびに本発明の形成方法である乾式法および半乾式法における分配を確保するために繊維状結合剤に限られる。
【００２８】
本発明による組成の主成分は、木質繊維、肥料成分をかねる難燃防蟻成分、およびすでに説明した生分解性、温水可溶性の熱固定繊維状結合剤を含む。適切な混合物は、更なる添加剤として、撥水性フッ素系化学物質、撥水性シリコンオイル剤、結合剤としてのアルキルケテンダイマー、銅および亜鉛といった抗菌性物質に担体としてリン酸カルシウムを用いる抗菌剤、ならびにヒノキチオールおよびキトサンなどの防かび剤といった環境に優しい添加剤、から製造することができる。
【００２９】
本発明による断熱材から作られたフリースおよび軽量建築用板材は、後述の乾式法および半乾式法を組み合わせて用いられる方法で製造することができ、同フリースおよび同軽量建築用板材は湿式法により製造された断熱板および乾式法によって製造されたＭＤＦ板とは異なる。
【００３０】
本発明による製造方法は、図１のフローダイアグラムに示す。
長さが１５〜２５ｍｍ、幅が５〜１０ｍｍ、厚さが２〜５ｍｍであり、工程６でホウ素化合物およびリン化合物を含む水溶液または懸濁液に８０℃までの常温で２〜２４時間の間、浸した針葉樹および広葉樹の細い木材および古い木材の樹皮の外皮を剥がして得た木材チップ１は、蒸気圧０．５〜１ＭＰａの蒸気で５〜２０分間処理され、引き続いて工程８でシングルディスク叩解機またはダブルディスク叩解機を用いてデフィブリル化される。繊維の平均直径、平均繊維長、および木質繊維の生産率は、叩解機の回転速度を変化させることによって、および固定刃および回転刃の間の距離を変化させることによって制御することができる。木材チップ１に生物分解性の第一の結合剤２を任意で添加することもできる。
【００３１】
工程７で肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤で処理される、仕上工程で製造された木質繊維は、綿状繊維ベール（ｆｌｏｃｋ  ｂａｌｅ）として圧縮することによって一時的に梱包される。この綿状繊維ベールは、必要であれば工程９で含水率１５重量％で湿らされるか、または分散による混合のために次の工程でドラム型スクリーンに送り込まれる。
【００３２】
木質繊維３、生物分解性結合剤５、およびその他の添加剤４を混合するドラム型スクリーンは、外周辺部に金属性の網目構造部を有する円錐台形型回転装置である。供給された断熱材の原材料は連続的に撹拌され、工程１０で出口の方向に混合され、直径がより小さい側である供給口および直径がより大きい側である出口の周速度の違いによって分配される。この工程で細かく砕かれた産物は、原材料から分離され、金属網目構造部によって外周辺部に除去される。
【００３３】
ドラム型スクリーンによって混合され分配された断熱材の原材料は、工程１１で空気コンベアーで、背面に吸引装置が備わったメッシュ細片を有する、薄片状堆積物を回収するチャンバーに移され、これらの材料は厚いフリースに成形するために乾式法により回収される。これらのフリースは、次に連続コンベアーベルトに移され、次いで、工程１２で成形圧縮によっておよそ一定の厚さおよび密度を有する状態にされ、次いで、水分によって膨潤して繊維を互いに結合し、かつフリースに形状安定性および弾力性を与えるために、繊維状の温水可溶性結合剤を含む結合剤５が作られる。半乾式法では、さらに高圧力乾燥を行うことで上層と下層のフリース密度は中間層の密度よりも高くなり、密度が異なる三層構造が形成される。
【００３４】
繊維状結合剤５は、次に、乾式法によって可動コンベアーでプレス成形に供されると同時に熱によって固定され、フリースは強度と弾力性を有する最終製品の形を得る。繊維状結合剤５は、例えば、二成分繊維（ｂｉｃｏ  ｆｉｂｒｅｓ）によってもたらされる。
【００３５】
乾式法および半乾式法により断熱材から製造されるフリース及び板の外観は良好であり、均一で、厚み方向の強度があり、断熱特性があり（低熱伝導性）、難燃性かつ耐火性であり、防蟻効果があり、音響低減特性および湿度調節特性があり、揮発性有機化合物を含まず、かつ肥料材料の特性を有する。
【００３６】
本発明に従う断熱材に由来するフェルトは、後述するエネルギー節約乾式法によって製造することができる。
本発明のフェルトは、前述の組成を含む混合物からの乾式法により紙状のものを製造することにより得られるフェルトであり、前述の湿潤接着および熱固定接着による厚さ２〜１０ｍｍで密度２００〜３００ｋｇ／ｍ３のフェルトの成形と、市販の生物分解性不織布のフェルトの片面、または両面への積層と、ニードリングと、により得られ、同フェルトは一定の長さにされるか、または巻き上げられる。
【００３７】
フェルトは、製紙法で用いられるような同様の方法で製造することもできるが、製造時のエネルギー節約と費用節約の理由から、乾式法および半乾式法で紙状のものを製造するのが有利である。
【００３８】
製紙法と同様の湿式法では、厚さ２〜１０ｍｍのフェルトは前述の断熱材の原材料が１〜５重量％の濃度で分配された水性スラッジを用いる円形網目構造部、長尺状網目構造部、またはじょうご状成形システムで製造することができる。
【００３９】
乾式製紙法を含む乾式法では、断熱材の原材料はデンマークに所在のエムアンドジェイ  ファイバーテック（Ｍ＆Ｊ  Ｆｉｂｅｒｔｅｃｈ  Ｃｏ．）社およびダンウェブ（Ｄａｎｗｅｂ  Ｃｏ）社によって開発された空気集積システムの空気流によって分散され、厚さ２〜１０ｍｍのフェルトに成形することができる。
【００４０】
湿式法ではフェルトは事前に乾燥されるが、乾式法ではフェルトの含水量は水蒸気によって湿らせることで約１５重量％に調節される。それに続く工程では、乾式法および半乾式法の場合と同様に、柔軟で弾力性があるフェルトを成形するために、フェルトの繊維状結合剤の湿潤接着および熱固定接着により繊維は互いに接着結合される。
【００４１】
フェルトを扱いやすくするために、ショット当たりの重量が２０〜１００ｇ／ｍ２の市販の繊維材料（例えば、ユニチカ（Ｕｎｉｔｉｋａ  Ｌｔｄ．）社のＴＥＲＲＡＭＡＣ）をフェルトの片面または両面に重ね合わせ、ニードリングし、最終的に、実際に巻き上げられるような強度を持つフェルトに加工する。
【００４２】
完成した断熱材２２は、最終的に片面また反対の面にフェルトを貼り合わせる場合もあるフリースを含む板として最終的に成形されても良い。フェルトは、工程１６で乾式法で処理される初期材料の木質繊維１４、生物分解性結合剤１５、および任意で添加剤から成形され、さらにフェルト成形を行う工程１７で加工される場合もある。予め成形されたフリースを成形されたフェルトと組み合わせ、半乾式法による湿潤加熱成形を第一の工程１８で、また乾式法による加熱成形を第二の工程１９で行ってもよい。最後に湿度調整および硬化の工程が工程２０で行われてもよく、任意で熱製品２２を成形するための裁断および最終加工を伴う工程を工程２１で提供してもよい。
【００４３】
以下、実施例を参照して本発明を説明するが、同実施例は本発明を制限するものではない。
【実施例１】
【００４４】
木質繊維
アシブリカ（Ａｓｉｂｒｉｃａ）、カラマツおよびヒマラヤスギなどの乾燥した細い木材の樹皮を取り除き、長さ約２０ｍｍ、幅約１５ｍｍおよび厚さ２ｍｍの木材チップを以下の温水溶液に２４時間の間浸漬した。
【００４５】
１）１０重量％のホウ酸、２重量％のホウ砂、１重量％のリン酸カリウムおよび１０重量％のポリリン酸アンモニウムを含む懸濁水溶液、ならびに：
２）１０重量％のホウ酸、１重量％の炭酸カリウム、および１５重量％のリン酸二水素アンモニウムを含む水溶液。
【００４６】
処理した木材チップを１Ｍｐａの蒸気圧で１０分間湿らせ、ダブルディスク叩解機に投入し、回転速度８００ｒｐｍおよび間隔２ｍｍでフィブリル化した。一方、必要な場合には、ここで粉末状の結合剤を加える（後述）。次に、肥料成分を兼ねる難燃防蟻剤で処理され、かつ繊維の平均直径０．２ｍｍおよび繊維長２０ｍｍである木質繊維、を製造するために、湿潤処理を行った。以下の表１にあるコード番号は、種々の木から、種々の処理溶液を用いて得られる木質繊維に対して与えられている。
【００４７】
【表１】
2009090669.tif 000003
繊維状結合剤
ポバ−ル樹脂でコーティングした木質繊維と混合された粉末状結合剤（１）の製造には、鹸化度が理想的であるポバール樹脂粉末（ＰＯＶＡＬ  Ｖ−２０、日本酢ビ・ポバ−ル株式会社製造）を、１０重量％の割合の木質繊維（Ａ−１およびＡ−２）と粉体形状で混合した。繊維状結合剤ＤおよびＥを製造するために、繊度５デシテックスおよび長さ２０ｍｍに切断した温水可溶性のポバール繊維（ＶＩＮＹＬＯＮ  ＶＰＢ、クラレ社製造）の繊維結合剤（２）、繊度３デシテックスおよび長さ２０ｍｍに切断した生物分解性熱固定ポリオレフィン複合繊維（ＥＳ  ＦＩＢＥＲ  ＶＩＳＩＯＮ、生物分解性ＥＳ繊維）（３）を、（１）：（３）＝５：１（記号Ｄ）の重量比および（２）：（３）＝１：１（記号Ｅ）の重量比で混合した。
【００４８】
フリース成形
表２の混合物形成比率で計量した木質繊維Ａ、ＢおよびＣ、ならびに繊維状結合剤ＤおよびＥの混合物を、供給口の周速度０．５ｍ／ｓおよび出口の周速度０．８ｍ／ｓの、パンチング７で、金属網目構造部を備える回転式のドラム型スクリーンに投入し、混合により分散させた。回転により生じる分散時に、混合物は供給口から出口に移動するが、原材料混合物の粉砕された部分は取り除かれた。
【００４９】
混合により均一に分布した原材料は空気コンベアーで回収チャンバー（連続移動する連続網目構造コンベアーを備え、後部に吸引ボックスが取り付けられた、綿状繊維堆積のための装置）に運ばれ、次に回収され、均一で厚いフリースを成形するために積層された。厚いフリースは、連続移動する運搬プレートの往復式二重コンベアーに移され、そこで整列され、往復式コンベアー間の距離を変える工程を含む乾式法により、フリースの成形圧縮を行い、ほとんど隙間のない厚さに成形される。
【００５０】
フリースの結合
フリースを二重コンベアー上の分割された区画に往復しつつ移し、蒸気が往復式コンベアーから放出される半乾式法により、７０〜１００℃の温度範囲で繊維状結合剤を木質繊維と湿った状態で重ね合わせ、成形された扱いやすい一次フリースを製造した。
【００５１】
成形された一次フリースは次に、前の程のように細かく分割された区画でフリースを最終的な厚さに圧縮すると同時に熱風流が往復式コンベアーから放出される乾式法によりフリースを加熱し、そして１００〜１５０℃の温度範囲で繊維状結合剤を熱固定することによって、適度な強度と弾力性を備える所定の断熱材へと仕上げ加工された。
【００５２】
検査用に製造された断熱材の性能評価
断熱材製造のための前述の方法において、木質繊維、難燃防蟻剤、および繊維状結合剤の混合物構成比率、厚さおよび密度は、表２に従って変更された。
【００５３】
【表２】
2009090669.tif 000004
表２の断熱材の熱伝導性は、試料毎にＪＩＳ−Ａ−１４１２に準じた平板直接法に従って測定され、比熱容量は、コールラウシュの液体熱量測定法にて測定した。
【００５４】
断熱材の弾性復元特性は、弾力性（（Ａ）：優良、（Ｂ）：標準、（Ｃ）：復元が乏しい）、および復元率（％）に照らして評価した。得られた結果は、表３に示す。
【００５５】
【表３】
2009090669.tif 000005
試験用に製造された断熱材は、表３に従う断熱性及び弾力性に関して良好な結果を示した。
【実施例２】
【００５６】
実施例１の試料番号１番および２番の試料を１０ｃｍ×１０ｃｍ×２ｃｍ四方の大きさに裁断し、その底面をアルミホイルで覆って試料物を準備した。試料物の難燃特性は、建築基準法の官報第９号第２条に準拠してＣＣＭ（コーン熱量計）に従って評価し、結果は５．２ＭＪ／１０ｍｉｎおよび６．５ＭＪ／２０ｍｉｎであり、準可燃性および可燃性として認定された。
【実施例３】
【００５７】
検査用に製造された断熱材の断熱効果の、グラスウール断熱材の断熱効果との比較
密度が８０ｋｇ／ｍ３である実施例１の６番の断熱材の断熱効果を、密度が１６ｋｇ／ｍ３であるグラスウール断熱材の断熱効果と比較した。結果は表４に示す。
【００５８】
【表４】
2009090669.tif 000006
表４から、検査用に製造された断熱材の、安定した状態下（外部温度が変化しない環境）での熱伝達の度合いを示す熱伝導率はグラスウール断熱材の熱伝導率と同じであるが、不安定な状態下（外部温度が変化する環境）での熱伝達を示す熱拡散率はわずか１／６であり、様々な外部温度の環境において熱伝達が実質的に低減することが理解される。
【実施例４】
【００５９】
検査用に製造された断熱材の音響低減のグラスウール断熱材の音響低減との比較
検査用に製造された密度が５５ｋｇ／ｍ３で厚さが５０ｍｍである実施例１の２番の断熱材、および密度が４８ｋｇ／ｍ３で厚さが５０ｍｍであるグラスウール断熱材について、ＪＩＳ  Ａ−１０４９に準拠したＮａｃｈｈａｌｌ（残響）法に従って音響低減率を、背面に空気層がない状態で剛壁に接着した条件下で測定した。結果は表５に示す。
【００６０】
【表５】
2009090669.tif 000007
表５から分かるように、グラスウール断熱材と比較して、検査用に製造された断熱材は、弾力性を示す低周波域において良好な音響低減作用を有している。
【実施例５】
【００６１】
検査用に製造された断熱材の耐火作用および音響低減作用の評価
本体の差が１００×１００ｍｍ、柱が１００×１００ｍｍ、かつ木製の押し型が１００×５０ｍｍである、木製の軸を有する検査用フレームの二枚の木製の押し型の間に、検査用に製造された実施例１の４番のやや寸法が大きい二層の断熱材を挿入し、厚さ２ｍｍのグラファイトと混合した熱膨張板（ＢＬＧＲ、丸三製紙株式会社（ＭＡＲＵＳＡＮ  ＰＡＰＥＲ  ＭＦＧ．ＣＯ．，ＬＴＤ．）製造）と接着接合し、押し型の隙間は４５５ｍｍであり、厚さ１２．５ｍｍの石こうボードで両面を覆った隔壁の耐火効果および音響低減効果を評価した。
【００６２】
耐火効果は、標準火災温度曲線ＩＳＯ８３４を参照し、官庁官報第１３５８号に準拠した耐火試験を実施することによって測定した。結果は、平均温度が１３２℃、加熱されない正面側の最高温度が１４５℃だった。これは、４５分間半耐火性であると承認された。
【００６３】
さらに、板の音響透過損失をＮａｃｈｈａｌｌ（残響）法により、ＪＩＳ  Ａ−１４１９に準拠して測定した。結果は、音響低減クラスＤ−５０において優良な音響低減効果を示している。
【実施例６】
【００６４】
検査用に製造された断熱材の湿度調整効果の評価
検査用に製造された実施例１の４、６および８番の断熱材を、１００×１００ｍｍ四方に裁断し、アルミニウムの接着性の小片で背面を密封した。吸湿効果および水分放出効果を測定するために、断熱材を４５℃で２４時間乾燥させ、次に２５℃で５０％の相対湿度で７２時間の間保存した。
【００６５】
吸湿効果および水分放出効果の測定条件は、２５℃、相対湿度９０％で２４時間の吸湿、およびそれに続く２５℃、相対湿度５０％で２４時間以上の水分放出で構成され、これが１サイクルに相当する。３サイクルが実施された。吸湿および水分放出が測定され、その結果は表６に示す。
【００６６】
【表６】
2009090669.tif 000008
表６は、材料が周囲の温度に従って水分を吸収および放出すること、またトウヒ材の湿度調節効果と同じかそれ以上の湿度調整効果であることを示す。
【００６７】
さらに、吸湿状態では表面はやや湿って感じるものの結露はなく、水分放出状態では表面は滑らかで乾燥したように感じることが明らかにされた。従って、カビ発生はなく、カビ増殖の問題が解消される。
【実施例７】
【００６８】
検査用に製造された断熱材の衝撃音遮断の評価
実施例１の４番の厚さ５０ｍｍの断熱材を床の支持梁の間に挿入して提供し（Ａ）、現実性を与えるために、支持梁の上面および断熱材の間の間隙が空気層になるように、露出した支持梁表面に５０ｍｍ厚の木製の床仕上げ材を高張力にて提供し、さらに１２．５ｍｍの厚さの石こうボードを支持梁の下面の層として設け、床を作製した（Ｂ）。床はバッグマシンを作動させ、対応する下の空間で減衰した衝撃音を測定した。
【００６９】
測定方法は、ＪＩＳ  Ａ−１４１８（建物物における床衝撃音レベルの測定）に準じて行われた。床（Ｂ）の衝撃音レベルは５０ｄＢであり、良好な衝撃音減衰効果を示した。一方、床（Ａ）の衝撃音レベルは７１ｄＢであった。
【実施例８】
【００７０】
断熱材の防蟻効果の評価
検査用に製造された密度が５５ｋｇ／ｍ３の実施例１の４番の断熱材、押し出し成形によって形成された密度が２８ｋｇ／ｍ３の発泡スチロール断熱材、および密度１６ｋｇ／ｍ３のグラスウール断熱材を２×２×２ｃｍの大きさに裁断して作製した試料物（ｎ＝３）を用いて、シロアリ（イエシロアリ）による家屋浸食被害試験を２５℃で相対湿度７５％の環境で１ヶ月間行った。防蟻効果は、重量の減少率（（Ａ）：５％以下、（Ｂ）：５〜１０％、および（Ｃ）：１０％以上）を参照して、また目視観察（（Ａ）：優良、（Ｂ）：多少の被害が測定されたが、その程度は非常に小さい、および（Ｃ）：より重度の被害が測定された）によって測定した。結果は表７に示す。
【００７１】
【表７】
2009090669.tif 000009
検査用に製造された断熱材は、グラスウール断熱材と異なり、１００％の防蟻効果を示さなかったが、同程度の防蟻効果を示した。従って、防蟻効果を有する発泡ガラスとの組み合わせ、および防蟻剤で部分的に被覆することによって蟻を撃退するための効果的な方法が可能であることが見いだされた。
【実施例９】
【００７２】
検査用に製造された断熱材の建設材料としての特性の評価
北海道の伊達市および帯広市の木骨造の４戸の一戸建て住宅（約２００ｍ２で二階建ての規模）において、検査用に製造され、密度が５５ｋｇ／ｍ３の実施例１の４番の断熱材および密度が１６ｋｇ／ｍ３で厚さが５０〜１０ｍｍの市販のグラスウール断熱材を用いて、断熱工事を実施した。建設材料としての特性（加工可能性、組み込み率、および廃材処理）および住居用材料としての適性（断熱性、音響低減、および健康的な生活のための対策）が評価された。評価は建設業者および建物所有者によって表８にまとめられた。
【００７３】
【表８】
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表８の評価は、検査用に製造された断熱材が建設材料としての特性および住居用材料としての特性の両方についてグラスウール断熱材より優れていることを示す。
【実施例１０】
【００７４】
断熱フェルトの製造
実施例１の１番においてポリジメチルシロキサンへの０．５重量％撥水剤のさらなる添加によって得られる木質繊維（Ａ−２）と繊維状結合材Ｅが５０：５０の重量比で混合された原材料（Ａ）、および８０：２０の割合で混合された原材料（Ｂ）を梳綿機で混合することによりフィブリル化し、乾式抄紙機の空気集積システムに投入し、厚さ５ｍｍで単位面積当たりの重量が７５０ｇ／ｍ２であるフリースＡおよびＢを成形した。
【００７５】
得られたフリースＡおよびＢを、実施例１と同じ方法で二重コンベアーに移し、３ｍｍに圧縮し、蒸気加湿と温風による加熱によって湿潤接着および熱固定を行った。市販の不織布（ＴＥＲＲＡＭＡＣ  ５０ｇ／ｍ２、ユニチカ社製造）を重ね合わせ、ニードリングを行い、フェルトＡおよびＢを成形した。
【００７６】
得られたフェルトＡおよびＢにより達成された性能特性を表９に示す。
【００７７】
【表９】
2009090669.tif 000011
巻き上げ可能であり、かつマットおよび板とは異なる断熱および音響低減フェルトが製造可能であることを表９から理解することができる。
【実施例１１】
【００７８】
プレス成形の間の適応性の評価
例えば自動車内部の天井用の材料として、および床断熱材として、熱および音響の低減特性を有する成形可能な材料としての適応性を確認するために、実施例１０のフェルトＡについて、不均一な形状で波打った表面形状の形成と加工試験を行った。フェルトは１５０℃の温度で１〜１０ｋｇ／ｃｍ２の圧縮圧力で湿潤接着および熱固定により成形することができ、三次元構造を形成するための加工の可能性およびプレス成形の可能性が確認された。
【実施例１２】
【００７９】
農業利用および天然分解性に関するフリースの評価
実施例１のフリース４番は、Ｎ、Ｐ、Ｋ、およびＢの肥料成分を含み、ＤＩＮ３８４０９、ＥＰＡ６１０、およびＤＩＮ−ＥＮ１２０に準拠して汚染物質は検出されなかった。さらに、フリースはコメおよび小麦といった種子用、トマト、キュウリ、およびナスなどの果実および野菜用、ならびにゴボウおよびジャガイモといった根菜用の植物栽培マットおよび肥料フリースとして使用された。植物の成長および収穫は、植え付けへの継続的な損傷もなく良好である。
【００８０】
さらに、フリースは２〜３ヶ月にわたって土に自然に分解され、土壌微生物の活性に関する負の要因が存在しないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明による製造方法を示すフローダイアグラムである。
【符号の説明】
【００８２】
１    木材チップ
２    生物分解性結合剤（粉末状）
３    木質繊維
４    添加剤
５    生物分解性結合剤（繊維状）
６    木材チップ加工の工程
７    難燃防蟻剤で処理する工程
８    蒸気処理およびフィブリル化（叩解機）
９    湿度調整工程（水分含有量の制御）
１０    混合による分散工程（ドラム型スクリーン）
１１    乾式法による綿状繊維の回収および分配工程（コンベアーによる成形）
１２    乾式法による成形圧縮工程（コンベアーによる成形）
１２    添加剤
１４    木質繊維
１５    生物分解性結合剤（繊維状）
１６    乾式法による製紙法工程（給送口付近）
１７    フェルト成形工程
１８    半乾式法による湿潤加熱成形のための工程（コンベアーによる成形）
１９    乾式法による加熱成形のための工程（コンベアーによる成形）
２０    湿度調整および硬化の工程
２１    裁断および最終加工工程
２２    断熱製品
【図１】
2009090669.tif 000012
【外国語明細書】
2009090669000001.pdf