JP2002059409A

JP2002059409A - 炭入りボード

Info

Publication number: JP2002059409A
Application number: JP2000252606A
Authority: JP
Inventors: Toru Komatsu; 小松　　徹; Ryusuke Nishimaki; 龍介西巻
Original assignee: Sanei Kensetsu KK
Current assignee: Sanei Kensetsu KK
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】混入した炭の粉末が偏ったり、飛び散ること
なく、均等に長期間吸湿効果やマイナスイオン発生効果
を得ることができると共に、間仕切壁材のような人の目
に触れるような箇所に使用しても、外観を損なうことの
ない炭入りボードを提供する。【解決手段】粉炭２４を３０〜８０重量％、マニラ麻
２７等の繊維材を５〜３０重量％及び酢酸ビニル２８を
主成分とした粘性材を１０〜３０重量％混練した後、板
状に加圧成形し、その両面を通気性のある厚紙２６等で
できた表皮材によって被覆した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石膏ボードの代わ
りに粉炭、繊維材、粘性材を混練して形成したボードに
関し、特に壁材や天井材といった建築材料に適した吸湿
性と強靭性を兼ね備えた炭入りボードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、木炭を砕いて粉状あるいは粒状に
した炭材をセメント材等に混入させ、これを板状に成形
した建築用のボード類が考案されている。このような建
築部材に炭材を混入させているのは、炭自体が持つ様々
な作用が住空間に及ぼすことが認められているためであ
る。この炭の主な特徴は、吸湿性や臭気等の吸着性が高
いことと、遠赤外線やマイナスイオン等を発生して保温
効果や殺菌効果を有することである。このような炭入り
のボード類の例としては、図４に示すように、平均粒径
が２〜７ｍｍの竹炭粒または乾留竹のペレット、若しく
は乾留竹の繊維、残部セメントからなる混合材料を板状
またはブロック状に加圧成形した竹炭ボード１がある
（特開平７−１５０６４５参照）。この竹炭ボード１
は、主に建築物４の床下２の地面３上に一面に敷き詰
め、床下調湿材として使用されているものである。

【０００３】上記以外の炭入りボードとしては、図５に
示すように、木炭１０を混入させた内壁材１１がある
（特開平６−４９９１６参照）。この内壁材１１は、木
炭１０を適当に砕いて、接着剤にて通気性を失わないよ
うにしながら板状に成形したものである。該内壁材１１
は壁紙１３等を被覆した石膏ボードやベニヤ等の板材１
２に貼設して壁材として用いられる。また、図６に示す
ように、所定厚の発泡スチロール板、グラスファイバー
等の軟形断熱材１５の表面に、木炭粒１６または木炭粉
１７を非合成接着剤１８によって接着した炭入り断熱板
がある（実用新案登録第３０３９５８７号参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
４に示した竹炭ボード１においては、一定の粒径を有し
た炭材と竹材の繊維質を適量混合して形成してあるた
め、強度の点では優れているものの、混入した炭材がボ
ード表面に見えたり、ボード表面からこぼれ落ちたりす
る。このため、床下に置く基礎材としては適している
が、目に見える内壁材としてはそのままでは使用できな
い。

【０００５】また、図５に示したような木炭１０入りの
内壁材１１にあっては、木炭１０を板状に加工して通常
の板材１２の表面に貼り付けて形成されている。このた
め、長期間使用していくうちに崩れたり、また、炭の微
粒子が飛び散って衣服に付着したりする場合がある。こ
れは、炭自体が多孔質構造であることから、吸湿性に優
れている反面、脆いことが影響しているためである。一
方、図６に示したような炭入り断熱板にあっては、粉状
に加工した炭材を発泡スチロール等の軟形断熱材１５の
表面に貼り付けて形成してあるため、前記図５の内壁材
１１に比べて崩れにくく強度は保てるものの、炭の粒子
自体が微細であることから、炭本来の持つ吸湿性や吸着
性が十分発揮されず、作用効果の薄いものであった。ま
た、室内の壁材として使用する場合は、炭が剥がれ落ち
やすく、見栄えもよくない。

【０００６】そこで、本発明は混入した炭の粉末が偏っ
たり、飛び散ることなく、均等に長期間吸湿効果やマイ
ナスイオン発生効果を得ることができると共に、間仕切
壁材のような人の目に触れるような箇所に使用しても、
外観を損なうことのない炭入りボードを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る炭入りボードは、粉炭３０
〜８０重量％、繊維材５〜３０重量％及び粘性材１０〜
３０重量％を混練した後、板状に加圧成形し、その両面
に表皮材を被覆してなることを特徴とする。

【０００８】この発明によれば、従来のボード材の主原
料である石膏の代わりに、木炭を細かく砕いた粉炭を主
原料とし、さらに粉炭に繊維材や粘性材を混練したこと
で、健康によいとされている炭の成分入りで、且つ強度
面においても優れたボードの形成が容易となった。特
に、その成分比を、粉炭３０〜８０重量％、繊維材５〜
３０重量％及び粘性材１０〜３０重量％としたことで、
炭自体の効果と、ボードとしての強度のバランスが最適
であり、炭の持つ吸湿性等の効果を長期間に亘って維持
することができると共に、壁や天井等の建築部材として
の耐用性も十分である。また、前記形成されたボードの
両面に表皮材を被覆させたことで、炭の成分が粉状にな
って飛び散るのを防止することができると共に、強度も
さらに高めることができる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１記載の炭入り
ボードにおいて、前記繊維材がマニラ麻であることを特
徴とする。

【００１０】この発明によれば、マニラ麻は強靱で軽
く、しかも耐水性が大きいのが特徴である。したがっ
て、上記繊維材としてこのマニラ麻で補強した炭入りボ
ードを形成したときに衝撃や振動等の外力に対する強度
が非常に高いものとなる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１記載の炭入り
ボードにおいて、前記粘性材の主成分が酢酸ビニルであ
ることを特徴とする。

【００１２】この発明によれば、粘性材の主成分として
水性の酢酸ビニルを利用しているため、特に直接あるい
は間接的に人体に接することの多い建築材として用いる
ボードとして好ましいものである。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１記載の炭入り
ボードにおいて、表皮材が通気性の有する厚紙であるこ
とを特徴とする。

【００１４】この発明によれば、通気性のある厚紙を表
皮材として使用するので、ボード内部に混入した粉炭の
吸湿性等の効果を妨げることなく、かつ強度的にも十分
である。また、厚紙の張り替えも容易に行なえることか
ら、部屋の雰囲気に合せて様々な装飾効果を得ることが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下添付図面に基づいて、本発明
に係る炭入りボードの実施形態を詳細に説明する。本実
施例において生成される炭入りボードは、通常の木炭を
作る工程で生成された粉炭と、マニラ麻等の繊維材及び
酢酸ビニル等の粘性材とを混練した後、乾燥・焼成・圧
延等の工程を経て板状に成形されたものである。また、
このボードの両面には厚紙等の表皮材が被覆される。主
な用途としては、壁材や天井材等の建築材料である。

【００１６】図１は本発明の炭入りボード２１を部屋の
仕切壁２２や天井２３に用いた場合の施工例を示したも
のであり、図２は前記炭入りボード２１の断面構造を示
したものである。この炭入りボード２１は、粉炭２４と
繊維材であるマニラ麻２７を粘性材である酢酸ビニル２
８で練り固めて板状に成形したボード本体２５と、該ボ
ード本体２５の両面に被覆される厚紙２６とで構成され
る。前記ボード本体２５は後述する生成工程を経て成形
される。このボード本体２５の主成分である粉炭２４の
原料は特に制約を受けるものではなく、間伐等を目的と
して山林から伐採したスギ、ヒノキ等の針葉樹や取り壊
した建築物から出る廃材等から得られる木炭である。使
用する粉炭２４は、２．５ｍｍのフィルタ・メッシュを
通過するような粒径のものが望ましい。また、粉粒の大
きさを一定の範囲内に揃えることで、粉炭２４をボード
本体２５内に均一に分散させることができるといった効
果がある。

【００１７】前記粉炭２４に混練させるマニラ麻２７
は、非木材パルプの一種で繊維質が強靱で軽く、また耐
水性が大きいため、補強用の原料として最適である。本
実施形態ではこのマニラ麻２７を２〜５ｍｍと、５〜１
０ｍｍの長さにカットした２種類のものを用いる。この
カット長付近のものが水との混ぜ合わせや強度面におい
ても最適であると共に、ある程度カット長の異なったも
のを混ぜることで、繊維が分散して強度むらがなくなる
からである。マニラ麻２７は、粉炭２４に対して５〜２
０重量％程度混入されるのが望ましい。５重量％以下で
はボード本体２５の強度を十分に確保することが難し
く、一方、２０重量％以上になると粉炭２４自体の性質
を損なうからである。なお、マニラ麻２７に限らずこの
ような強靭で耐水性を持った繊維材を使用することも可
能である。

【００１８】酢酸ビニル２８は、粉炭２４をマニラ麻２
７と一緒に練り固めるための粘着剤となるものである。
実際に使用する際には上記マニラ麻２７が混入された水
の中に適量を混ぜることで粘りが増し、どろどろの粘土
状の粘性液になる。酢酸ビニル２８の混合割合は、粉炭
２４に対して４〜１５重量％程度が望ましい。市販の酢
酸ビニルは、その成分比が水６０％、酢酸ビニル４０％
となっているので、市販の酢酸ビニルの混入量として
は、約１０〜４０重量％となる。なお、前記水溶性の酢
酸ビニルの他、でんぷん糊、アラビア糊、アルギン酸ナ
トリウム等も使用することができる

【００１９】ボード本体２５の両面を被覆する厚紙２６
は、通気性のある材質で厚さ１〜１．５ｍｍ程度に成形
したものであり、水性の接着剤などによって貼られる。
材質としてはクラフト紙のような強度の高いものが使用
される。また、紙材であるので、通気性を有し、室内の
湿気をボード本体２５に混練した粉炭２４に効率よく吸
収することができる。また、ボード本体２５を両側の厚
紙２６で挟み込むことで、ボードとしての強度が保たれ
る。さらに厚紙２６の表面に模様や絵柄等をあしらうこ
とで外観的にも見栄えがよいものとなる。前記通気性を
確保できるものであれば、厚紙２６に限らず布材等も使
用することができる。また、耐火性を重視するならば、
前記厚紙２６の代わりにケイソウ土を主成分とした粘土
層を形成してもよい。このような粘土層を設ける場合
は、前記ケイソウ土に水溶性ボンド（登録商標）を１０
〜３０％程度混入したものを使用する。ボード本体２５
に塗布する粘土層の厚みは、０．５〜２．０ｍｍ程度が
好ましい。このような粘土層を設けることで、耐火性と
同時に外観装飾効果も得ることができる。

【００２０】次に、この炭入りボード２１を仕切壁２２
や天井２３の建築材料として用いる場合の形状及び成分
比の一例を以下に示す。ボード本体の厚さ…１３ｍｍ程度主成分は、炭入りボード２００ｍｍ×３００ｍｍ×１５
ｍｍに対して、粉炭…４２０ｇ、粘性液…１１０ｇの割
合である。上記粘性液は、マニラ麻…４２ｇと、水に溶
かした酢酸ビニル…１６８ｇを混合したものであり、水
分を蒸発させた最終的な分量は、マニラ麻…４２ｇに対
して酢酸ビニル…６８ｇとなる。これら粉炭及び粘性液
の各成分を混合する際には、４２０ｍｌ程度の水に先ず
マニラ麻を解きほぐし、酢酸ビニルを加えて攪拌する。
そして、最後に粉炭を混入して各成分が均等に混ざり合
うように十分攪拌する。なお、ボード本体の厚さは、上
記１３ｍｍの他に、１５，２０，２３，２５ｍｍといっ
た種類があり、これらボード本体の厚さに応じて適宜粉
炭と粘性液の分量を調整する。

【００２１】図３は炭入りボード２１の生成工程を示し
たものである。この生成工程は大きく分けて、粉炭生成
工程Ａ、粘性液生成工程Ｂ及びボード生成工程Ｃからな
る。前記粉炭生成工程Ａでは、最初に粉炭２４の原料と
なる木材を採取する（工程Ａ１）。木材は、間伐等を目
的として山林から伐採したスギやヒノキ等の針葉樹や取
り壊した建築物から出る廃材等を利用する。この木材を
炉に入るように適当な径及び長さにカットする（工程Ａ
２）。その後、前記木材が完全に黒く炭化するまで乾燥
・炭化を行う（工程Ａ３）。次に、この炭化した木炭を
ローラ等で圧延しながら粉砕したのち（工程Ａ４）、フ
ィルタにかけて選別を行う（工程Ａ５）。このフィルタ
は２．５ｍｍのメッシュで構成され、これを通過する炭
を集めたのが、ボード本体２５に混入する粉炭２４であ
る。

【００２２】一方の粘性液生成工程Ｂでは、補強用の原
料となる繊維材（例えばマニラ麻２７）を適当な大きさ
にカットし（工程Ｂ１）、解きほぐすために水に混入す
る（工程Ｂ２）。本実施形態では２〜５ｍｍ程度の幅に
カットしたものと、５〜１０ｍｍ程度の幅にカットした
ものの２種類を用いる。このカット長付近のものが水の
混ぜ合わせや強度面においても最適であり、また、ある
程度長さの異なったものが混ざっていた方が、様々なカ
ット幅のボードに対応することができるからである。マ
ニラ麻２７は、水の中に混入し、１本１本バラバラの繊
維に分離する。

【００２３】次に、前記解きほぐしたマニラ麻２７の水
溶液に適量の酢酸ビニルを加え（工程Ｂ３）、十分に攪
拌する（工程Ｂ４）。水性ボンドとして市販されている
酢酸ビニルを用いる。この酢酸ビニルを混入して均等に
攪拌すると粘りがさらに増し、どろどろの粘土状の粘性
液になる。

【００２４】ボード生成工程Ｃでは、前記粉炭生成工程
Ａで生成された粉炭と、前記粘性液生成工程Ｂで生成さ
れた粘性液とを上記割合で混合する（工程Ｃ１）。この
ようにして混合した粉炭と粘性液とが粉炭土状になるま
で、工程Ｃ２においてさらに均等に練り合わせる。次に
練り固めた原料を型枠に流し込み、一定の厚さ（例え
ば、１３ｍｍ程度）に圧延（工程Ｃ３）・成形（工程Ｃ
４）する。そして、ある程度形が決まったら炉に入れ、
乾燥・焼成（工程Ｃ５）を繰り返す。この工程Ｃ５は１
５０〜３００℃で１〜２時間程度行う。

【００２５】前記形成されたボード本体２５の表面に厚
さ１〜１．５ｍｍ程度の紙材からなる厚紙２６を接合
（工程Ｃ６）する。この接合には接着剤を用いる。ま
た、前記厚紙２６の代わりに粘土材を塗布してもよい。
このようにして形成された一枚の炭入りボード２１を、
設置する壁に合せて適当な幅でカット（工程Ｃ７）して
炭入りボード２１を完成する。

【００２６】上記において成形された炭入りボード２１
の強度を調べるために、圧縮試験を行った結果を表１
に、抗折試験の結果を表２に示す。圧縮試験に用いた炭
入りボード２１のサンプルは、上記成分比で示した割合
で粉炭、マニラ麻、酢酸ビニルを混合し、直径５０ｍｍ
×高さ１００ｍｍの円柱状に成形したものである。この
サンプルについて、圧縮強度試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ
製、型式ＵＴＣ-３０Ｃ）を用いて３回測定した。測定
の結果、３４４ｋｇ程度の強度が得られることが確認で
きた。

【００２７】抗折試験では、従来の石膏ボードと、本発
明の炭入りボードのサンプルを用いてそれぞれについて
３回行った。試験方法は、２つの支点（支点間距離１０
０ｍｍ）に幅２０ｍｍ×長さ２００ｍｍ×厚さ１５ｍｍ
のサンプルを均等に載置し、前記サンプルの中間をＲ５
ｍｍの圧子で押すことで最大荷重を計測するものであ
る。試験機器は材料試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ製、ＵＴ
Ｃ-３０Ｔ）を用いて行った。表の石膏ボード１〜３と
炭入りボード１-１〜１-３は表皮材に１〜１．５ｍｍの
厚紙を被覆したものであり、炭入りボード２-１〜２-３
は表皮材に前記厚紙と同じ厚さの粘土層を形成したもの
である。この試験結果からわかるように同じ厚紙を被覆
した条件下ではいずれも炭入りボードの方が抗折強度の
高いことが確認できた。一方、粘土層を被覆した炭入り
ボードは前記厚紙を被覆した場合に比べ最大荷重が約７
kgfと抗折強度は低いものの、耐火性の面においては厚
紙よりも優れている。これらの結果から、建築用の壁材
あるいは天井材としての衝撃に対しては、ボード本体２
５が崩れることなく安定した状態で使用することができ
る。また、ボード本体２５にねじやくぎを打ち付けて固
定する場合の引っ張り強度においても、従来の石膏ボー
ドに比べた高いことが確認されている。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る炭入
りボードによれば、粉炭を繊維材や粘性材と共に練り固
め一定の厚さに形成しているので、従来の石膏材のみで
形成されたボードに比べ、強度も十分な上、格段に吸湿
性の向上が図られる。

【００３１】また、この炭入りボードに含まれている粉
炭には優れた上記吸湿性の他に、臭いを吸着する効果も
あり、不快な臭い成分を分解する脱臭効果もある。

【００３２】また、厚紙や薄い粘土層等の表皮材でボー
ド本体を被覆してあるため、通気性や吸湿性を損なうこ
となく、強度がさらに高められる。

【００３３】上記以外にも炭の成分が遠赤外線やマイナ
スイオンを放出していることも確かめられている。遠赤
外線は保温効果があり、また、マイナスイオンは自立神
経の活性化、疲労抑制をすると共に、抗菌作用もある。
したがって、本発明による炭入りボードは、壁材や天井
材といった建築材料として最適である。

【００３４】上記実施例では本発明の炭入りボードを壁
材に適用した例を示したが、このような壁材に限らずあ
らゆる建築材料に適用可能である。例えば、天井材や床
材、あるいは床下の基礎部材等である。また、建築部材
に限らず家具等の板材にも適用でき、健康的な住環境を
創り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の炭入りボードを仕切壁や天井に使用し
たときの概念図である。

【図２】上記炭入りボードの断面構造図である。

【図３】上記炭入りボードの生成工程を示す工程図であ
る。

【図４】従来の炭入りボードの一例を示す外観図であ
る。

【図５】従来の炭入りボードの他の例を示す断面図であ
る。

【図６】従来の炭入りボードの他の例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２４粉炭２６厚紙２７マニラ麻２８酢酸ビニル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2B250 AA01 AA05 AA06 AA13 BA09 CA11 DA04 EA02 EA13 FA13 FA21 FA28 FA31 FA37 GA03 2B260 AA20 BA04 BA07 BA18 BA19 BA30 CB01 CD02 CD03 CD04 CD06 DA08 EB02 EB06 EB08 EB19 EB21 2E001 DB03 FA03 FA14 GA12 GA25 HC05 HC11 HD00 JC07 LA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粉炭３０〜８０重量％、繊維材５〜３０
重量％及び粘性材１０〜３０重量％を混練した後、板状
に加圧成形し、その両面に表皮材を被覆してなることを
特徴とする炭入りボード。
【請求項２】前記繊維材がマニラ麻であることを特徴
とする請求項１記載の炭入りボード。
【請求項３】前記粘性材の主成分が酢酸ビニルである
ことを特徴とする請求項１記載の炭入りボード。
【請求項４】前記表皮材が通気性を有する厚紙である
ことを特徴とする請求項１記載の炭入りボード。