JP2004330589A - Charcoal mat material, method for producing charcoal mat material, and method for using charcoal mat material - Google Patents

Charcoal mat material, method for producing charcoal mat material, and method for using charcoal mat material Download PDF

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多津子 清水
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SHIRATORI MOKUZAI KAKO KYODO KUMIAI
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SHIITEKKU KK
SHIRATORI MOKUZAI KAKO KYODO K
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    • Y02A30/244Structural elements or technologies for improving thermal insulation using natural or recycled building materials, e.g. straw, wool, clay or used tires

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve adsorption properties, thermal insulation properties, humidity adjustment properties, lightweight properties, and flame retardant properties. <P>SOLUTION: The charcoal mat material 1 is mainly composed of a mat substrate 4 produced by molding coconut fibers C obtained from a natural palm tree into a mat by using a liquid binder component 3 and a carbon layer 8 which contains fine carbon powder 6 and is formed on the surface 5 of the mat substrate 4 by spraying a carbon coating prepared by dispersing/mixing the carbon powder 6 in/with the binder component 3 etc., on the surface 5 of the mat substrate 4 and drying the coating. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭マット材、炭マット材の製造方法、及び炭マット材の使用方法に関するものであり、特に、断熱性、吸着性(脱臭性及び消臭性を含む)、軽量性、及び難燃性に優れ、建築用資材として適用可能な炭マット材、炭マット材の製造方法、及び炭マット材の使用方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年において、木材と主たる建築用資材として利用して建設される従来型の木造様式からなる木造建築物(木造家屋)の他に、コンクリート建材を多用して建築された住宅、マンション、及び高層ビルなどがコンクリート工法によって建築されている。
【0003】
ところで、近年の住宅等の室内には、壁紙及びクロスを貼着する際に、揮発性の石油系有機溶剤を含む接着剤を多用することがある。また、住宅用の扉などの建具の一部には、合板や集成材を同様の接着剤などで貼合わせたもの(例えば、「フラッシュドア」など)が知られている。さらに、係る合板や集成材を利用して家具が製造されていることもある。そのため、貼着用などに使用された接着剤から、石油系有機溶剤が室内に拡散することがある。その結果、室内の居住者は、係る石油系有機溶剤を鼻や口から肺などの呼吸器官に吸込んだり、或いは皮膚などが係る石油系有機溶剤に直接晒されることにより、化学物質過敏症(所謂「シックハウス症候群」)の症状を引き起こすことが知られている。特に、前述のコンクリート建材を使用したマンションなどは、木造住宅に比べ、室内が高気密化し、通気性があまり良くない傾向がある。そのため、室内に拡散した揮発性の石油系有機溶剤は、長時間にわたって室内に滞留し続けることになり、居住者の体内等に取込まれる可能性がさらに高くなっている。
【0004】
ここで、接着剤に利用される石油系有機溶剤には、例えば、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、及びパラジクロロベンゼンなどの、工業的に多用される有機化合物が主に挙げられる。また、これらの大部分は、一般に引火性の高い化合物であり、消防法における危険物(特に、乙4類)に指定されているものであり、火災等に対する注意を要するものである。また、これらの化合物が、体内に過剰に摂取されることにより、頭痛、吐き気、及びめまい、さらには種々のアレルギー症状を摂取者に生じさせることがあり、特に、摂取量が多い場合には、人体に重体なダメージを与えることが知られている。
【0005】
そこで、住宅建設用の資材等を製造する業者などは、前述したホルムアルデヒド等の石油系有機溶剤の使用を中止したり、或いは可能な限り使用量の削減を図る努力を行っている。
【0006】
ところで、住宅の室内には、前述したホルムアルデヒド等の化学物質の拡散とともに、種々の要因からなる臭いが溜まることがある。例えば、犬や猫などの愛玩動物(ペット)を室内で飼育する家庭では、ペットの動物臭、或いは排泄された糞尿による臭いなどが拡散し、居住者を不快に感じさせることが多い。そのため、脱臭機能を有するマット、消臭剤或いは芳香剤等を室内に常備していることも多い。また、前述した高気密化し、通気性の悪化したマンションでは、季節、或いは昼夜の寒暖差によって、室内の湿度が室外と大きく異なることがあり、木材家屋に対して調湿性が劣ることがある。
【0007】
以上の従来技術は、当業者として当然に実施されているものであり、出願人はこの従来技術が記載された文献等を本願出願時における現段階では特に知見するものではない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホルムアルデヒド等の石油系有機溶剤の使用を中止することや、使用量の削減を図ることは種々の要因から困難であった。すなわち、使用の中止によって製造される木材製品(合板や集成材)の品質(特に、耐久性や接着強度)が低下することがあり、或いは好適(環境に優しい)代替品がなかなか見つからないことがあった。そのため、これらの問題が直ぐに解消されることがなかった。
【0009】
そこで、室内に拡散した石油系有機溶剤或いは不快な悪臭成分等を物理的に吸着させようとする試みが既に行われていた。例えば、多孔性の木炭、活性炭、及びゼオライト等の吸着効果に着目し、係る吸着性物質を室内に載置したり、住宅の建築用資材の一部として利用することが行われていた。しかしながら、特に、建築用資材として利用する場合には、前述の吸着性(脱臭性・消臭性を含む)以外にも、種々の特性が求められていた。
【0010】
例えば、外気に対する室内温度の変化を最小限に抑え、暖房機器及び冷房機器による冷暖房効果を高め、エネルギー消費量を少なくすることが可能な断熱性、高気密化した室内の湿度を調整するための調湿性、住宅等の建築作業時に作業者の負担及び運搬コストを削減可能とする軽量性、及び万が一に火災が発生した場合を想定し、被害を最小限に食い止めるための難燃性(防炎性)、及び燃焼時に塩素系ガスなどの有毒ガスを発生させないための燃焼安全性などが求められていた。
【0011】
しかしながら、現在の建築用資材の多くは、上述した全ての特性を考慮して設計されているものがほとんどなく、特に、近年における人々の自然環境に対する意識の高まり、及び健康に対する関心の高さなどから、居住者或いは建築業者によって係る特性を有する建築用資材を望む声が大きかった。
【0012】
そこで、本発明は、上記実情に鑑み、化学物質過敏症などに対応可能な吸着性に加え、断熱性、調湿性、軽量性、及び難燃性などの優れた特性を有する炭マット材、炭マット材の製造方法、及び炭マット材の使用方法の提供を課題とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明にかかる炭マット材は、「天然のヤシから生成されるココナッツファイバーと、前記ココナッツファイバーをマット状に成形加工するため一液硬化型の水性バインダ成分と、前記ココナッツファイバー及び前記水性バインダ成分により、多孔性を有するマット状に形成されたマット基材の表面に炭素微粉末を塗着してなる炭素層とを具備し、前記炭素層は、前記炭素微粉末を前記水性バインダ成分及び希釈液成分に分散及び混合することによって調製された炭素塗料を、前記マット基材の表面に噴霧し、さらに乾燥させて形成される」ものから主に構成されている。
【0014】
ここで、ココナッツファイバーとは、熱帯地域(若しくは亜熱帯地域の一部)に多く樹生する天然のヤシから得られるものであり、取出した繊維質の箇所を長く紡ぐことにより、紐などに主として利用されるものである。さらに、天然ゴム成分を含有するラテックスと、該ココナッツファイバーとを利用し、主にマット状(板状)に成形加工することにより、自動車用のシートなどの工業製品を製造することが可能なものである。
【0015】
また、水性バインダ成分とは、前述した従来のマット状に成形する際に利用されるラテックスの代替として使用されるものであり、例えば、浸漬したココナッツファイバーを上下方向からプレスして所定の厚さにした状態を保持するために用いられる。ここで、水性バインダ成分は、一液硬化型のものが利用され、自然乾燥若しくは加熱による強制的な乾燥によってマット状に保持することが可能となる。なお、水性バインダ成分は、水に対して溶解性を有するものであり、アルコール系溶剤などの石油系有機溶媒を含んでいない。そのため、消防法の危険物に該当するものではなく、引火性状を有していない。
【0016】
一方、炭素微粉末とは、日本に古来から伝えられる、備長炭などの木炭、或いは竹を蒸し焼きにして得られた竹炭などを、細かく粉砕し、篩いなどにかけることにより、一定の粒度(粒径)に調整されたものである。この炭素微粉末は、表面に微細な空孔や空隙を有した多孔質性状を有するため、表面積が非常に大きい。そして、この空孔等に石油系有機溶剤や悪臭成分等を吸着可能なものである。
【0017】
また、炭素塗料とは、水性バインダ成分を利用してココナッツファイバーをマット状に成形したマット基材の表面に塗着されるものであり、前述した炭素微粉末と、成形加工の際に利用したものと同じ水性バインダ成分と、噴霧に適した粘度に調製するための水などの希釈液成分とから構成され、水性バインダ成分及び希釈液成分に炭素微粉末が分散及び混合されたものである。
【0018】
したがって、本発明の炭マット材によれば、水性バインダ成分によってココナッツファイバーがマット状に成形されたマット基材の表面に、予め噴霧に適する粘度に調製された炭素塗料が従来から周知のスプレー塗布技術などを利用して噴霧される。これにより、該表面に炭素塗料が塗着する。そして、炭素塗料に含まれる水性バインダ成分及び希釈液成分の液体成分が大気中に蒸散することにより、炭素微粉末による炭素層がマット基材の表面に形成される。換言すると、マット基材の表面が炭素微粉末で被覆された状態となる。その結果、炭マット材は、炭素微粉末の有する吸着性を有することとなる。
【0019】
また、マット基材は、内部に空気を多く含む多孔性状で形成されているため、断熱性、調湿性(炭素微粉末に起因する部分も有る)、軽量性に富んだ素材である。そのため、炭マット材は、吸着性、及び断熱性等の優れた素材として構成されることになる。さらに、水性バインダ成分の利用により、従来のラテックスを用いた場合と比べ、石油系有機溶剤(例えば、エチルアルコール等)の使用が全くないため、消防法による危険物に該当する物質が使用されていない。そのため、引火性を抑えることが可能となる。
【0020】
さらに、マット基材の主な原料は、天然植物のヤシから得られたココナッツファイバーであり、炭素微粉末も備長炭等の木炭を利用することが可能である。そのため、本発明にかかる炭マット材は、大部分が自然から産出されたものを利用しているため、特に自然環境に配慮した構成と言える。
【0021】
本発明の炭マット材は、上記構成に加え、「前記炭素塗料に含まれる前記希釈液成分は、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、メタルシリコン、及び水を混合し、反応させることによって得られた難燃性状を呈する耐火液が利用される」ものであっても構わない。
【0022】
ここで、従来から物質(素材)に対して難燃性(耐火性)を付与する場合、例えば、石綿(アスベスト)、耐火性の水ガラス、及び複合材などが多く用いられていた。しかしながら、石綿は、所謂「アスベスト粉塵」が肺などに取込まれた際に、肺ガンを誘引する可能性が有り、現在では一般に使用されることはほとんどない。また、耐火性の水ガラスは、耐火性を維持することが可能な温度が、比較的低温領域に限られることがあり、特に建築用資材として使用することは難しかった。また、複合材の場合は、種々の化合物が混合して形成されているため、高温に晒された際に有毒ガスを発生する危険性が高い点や重量が増大する点などで問題があった。そこで、近年に入り、主として、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、及びメタルシリコン(金属珪素化合物)の反応生成物である耐火液が難燃剤として用いられることがある。
【0023】
したがって、本発明の炭マット材によれば、ココナッツファイバーからなるマット基材に対して炭素塗料を塗布する際に使用される希釈液成分に難燃性状を呈する耐火液が使用される。ここで、耐火液は、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、メタルシリコン、及び水を所定比率で混合し、反応させて得られたものである。そのため、マット基材の表面の炭素層には、前述したメタルシリコン等が含まれ、前述した難燃性が付与されたこととなる。そのため、マット基材の表面に形成された炭素層には、前述のメタルシリコン等の一部が含まれ、耐火性を有することになる。
【0024】
その結果、例えば、炭マット材が高温に晒される環境になった場合(例えば、火災発生時など)でも、耐火液による難燃性が発揮され、容易に燃えることがなくなる。また、この場合、従来のように、塩素ガスなどの有毒ガスが発生することがない。加えて、耐火液には、適用した素材に遮音性及び断熱性を付与する作用が知られ、炭マット材は係る特性を有することになる。
【0025】
本発明の炭マット材は、上記構成に加え、「前記水性バインダ成分は、アクリル酸エステル共重合体を含んで構成される」ものであっても構わない。
【0026】
したがって、本発明の炭マット材によれば、マット状に成形加工するための水性バインダ成分として、アクリル酸エステル共重合体によって構成されている。ここで、アクリル酸エステル共重合体は、アクリル酸エチルエステル、アクリル酸ブチルエステル、及びアクリル酸モノマーなどが挙げられる。また、既に述べたように、従来はココナッツファイバーをマット状に成形するために、天然ゴム成分を含有するラテックスなどの樹脂が利用されていた。しかしながら、これらは特有のゴム臭を有し、特に住宅の建材の一部に利用することは、適当ではなかった。そこで、本発明の炭マット材では、ココナッツファイバーの成形に水性のアクリル酸エステル共重合体を用いることにより、不快なゴム臭を感じさせることがなくなる。加えて、水性性状を呈するため、人体に対して有害な石油系有機溶剤の室内への拡散、及び居住者の吸引する可能性が低くなる。
【0027】
本発明の炭マット材の製造方法は、「上述の炭マット材を製造するための炭マット材の製造方法であって、前記ココナッツファイバーを一液硬化型の前記水性バインダ成分に浸漬させる浸漬工程と、前記浸漬工程により、前記水性バインダ成分を内部に含んだ状態の前記ココナッツファイバーをプレス加工し、所定厚さのマット状に成形したマット基材を生成する成形加工工程と、前記水性バインダ成分及び前記希釈液成分に前記炭素微粉末を分散及び混合し、噴霧可能な粘度の炭素塗料に調製する炭素塗料調製工程と、前記炭素塗料調製工程によって調製された前記炭素塗料を、前記マット基材の表面に噴霧して塗着させる噴霧工程と、前記噴霧工程によって噴霧され、前記マット基材の表面に塗着した前記炭素塗料を乾燥させ、前記表面に前記炭素層を形成する乾燥工程と」を具備するものある。
【0028】
したがって、本発明の炭マット材の製造方法によれば、まず、ココナッツファイバーに一液硬化型の水性バインダ成分を浸漬する。そして、水性バインダ成分を浸漬した状態のココナッツファイバーを、例えば、上下方向から圧力を掛けることによってプレス加工し、所定の厚さのマット基材を形成する。その後、炭素微粉末、水性バインダ成分、及び希釈液成分を含んで構成され、所定の混合比率によって噴霧可能な粘度に調製された炭素塗料を、マット機材の表面に噴霧し、さらに表面に塗着した炭素塗料を乾燥させる。これにより、炭素塗料に含まれる液体成分(主として水分)が大気中に蒸散し、マット基材の表面に炭素微粉末による炭素層が形成される。その結果、上述した吸着性等の優れた特性を有する炭マット材が製造される。
【0029】
本発明の炭マット材の使用方法は、「上述の炭マット材を、建築用資材として使用する」ものである。
【0030】
したがって、本発明の炭マット材の使用方法によれば、炭マット材を、例えば、壁及び天井の少なくとも一部に用いたり、或いは床下の基礎部分に敷設して使用される。これにより、炭マット材の有する吸着性による室内の有害な化学物質や不快な悪臭を吸着し、さらに断熱性により外気温度との熱交換を遮断し、冷暖房の効果を効率的に享受可能とすることができ、さらに炭素層による調湿性によって室内環境を良好なものとし、さらに万が一火災が発生した場合でも、難燃性により家屋の焼失を防ぐことが可能となる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である炭マット材1、及び炭マット材の製造方法2(以下、単に「製造方法2」と称する)について、図1乃至図3に基づいて説明する。ここで、図1は本実施形態の炭マット材1の構成を示す一部を切欠いた切欠斜視図であり、図2は製造方法2における各工程の流れを示すフローチャートであり、図3は製造方法2の工程の一部を模式化して示した説明図である。
【0032】
本実施形態の炭マット材1は、図1に示すように、主に熱帯地域に多く樹生する天然ヤシから得られる繊維であるココナッツファイバーC(ヤシ繊維)を、アクリル酸エステル共重合体からなる水溶性のバインダ成分3を利用し、マット状に成形加工したマット基材4と、マット基材4の基材表面5に、炭素微粉末6をバインダ成分3等(詳細は後述する)に分散及び混合して調製された炭素塗料7をスプレー塗布し、乾燥させることにより、基材表面5の上に形成された炭素微粉末6からなる炭素層8とを具備して主に構成されている。
【0033】
ここで、炭素塗料7について、さらに詳しく説明すると、炭素塗料7は、優れた吸着性能を有する多孔性状の備長炭からなる炭素微粉末6(粒度=約450メッシュ程度)と、ココナッツファイバーCをマット状に成形する際に用いたものと同一組成のアクリル酸エステル共重合体からなる水溶性状のバインダ成分3と、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、メタルシリコン、及び水を含む耐火液9とから構成されている。そして、炭素微粉末6が、それぞれ液状を呈するバインダ成分3及び耐火液9に投入され、攪拌装置(図示しない)等によって撹拌されることによって、後述するスプレー塗装に適する粘度(ここでは、1000から3000mPa・sの間に調製)になるように混合されている。なお、各成分の配合の一例を下記に示す。ここで、耐火液9が本発明における希釈液に相当する。<配合例>
炭素微粉末6 ・・・・・ 28〜32 重量%
バインダ成分3 ・・・・・ 58〜62 重量%
耐火液9 ・・・・・ 3〜10 重量%
【0034】
次に、本実施形態の炭マット材1を製造するための製造方法2について、図2及び図3に基づいて説明する。まず、天然のヤシから得られ、マット基材4を構成するためのココナッツファイバーCをバインダ成分3に所定時間、浸漬する(浸漬工程S1:図3(a)参照)。その後、液状のバインダ成分3に浸漬されたココナッツファイバーCを上下方向からプレス加工し、所定の厚さ(ここでは、1cm)のマット状に成形したマット基材4にする(成形工程S2:図3(b)参照)。そして、マット基材4が予め設定したサイズ(ここでは、縦45cm×横45cm)になっているかを検査する(第一検査工程S3)。
【0035】
一方、前述した浸漬工程S1乃至第一検査工程S3と並行し、マット基材4の基材表面5に塗布するための炭素塗料7の調製が行われる。具体的に説明すると、前述の配合例に則った各成分3,6,9の配合量の計測が行われ、計測された各成分3,6,9を撹拌槽に投入し、撹拌装置(図示しない)によって撹拌する(撹拌工程S5)。これにより、噴霧に適する粘度の炭素塗料7が調製される。ここで、配合計測工程S4及び撹拌工程S5が、本発明における炭素塗料調製工程に相当する。
【0036】
そして、調製された炭素塗料7が、マット基材4の基材表面5にスプレー装置Sによって噴霧される(噴霧工程S6:図3(c))参照)。なお、炭素塗料7に含まれる炭素微粉末6は、前述したように約450メッシュ程度の微細な粒度のものが使用されているため、スプレー装置Sの噴霧口SH及びチューブ(図示しない)内などに固着して目詰まりを起こす可能性が低い。
【0037】
そして、マット基材4の基材表面5に噴霧によって塗着した炭素塗料7を、30分から1時間の間、乾燥炉(図示しない)内に入れて乾燥させる(乾燥工程S7:図3(d))。これにより、基材表面5には、炭素微粉末6によって主に構成される炭素層8が形成される。なお、炭素層8には、バインダ成分3に含まれるアクリル酸エステル共重合体の固形物や、耐火液9に含まれるメタルシリコン等の加熱によって蒸散しない物質が含まれている。その後、炭素層8の形成ムラや乾燥時に反りなどが発生していないことを確認するために品質の最終的な検査が行われ(第二検査工程S8)、炭マット材1の製造が完了する。
【0038】
以上示したように、上述した製造方法2によって、炭マット材1が製造される。係る炭マット材1は、基材表面5に形成された炭素層8によって、優れた吸着性、調湿性、及び難燃性を有している。加えて、マット基材4の有する断熱性、及び軽量性を兼ね備えている。そのため、特に、住宅などの壁材、天井、床下の基礎部分等に、本実施形態の炭マット材1を使用することにより、上述の特性に優れた住宅用の資材としての利用が可能となる。また、マット基材4の基材表面5に、炭素塗料7を噴霧することによって炭素層8が形成されるため、マット基材4を炭素塗料7に浸漬する場合と比べ、乾燥工程S7において反りや変形などが発生することがない。さらに、炭素塗料7に含まれる炭素微粉末6の使用量を抑えることができる。ここで、炭素微粉末6は、他の構成成分と比べ、比較的高価であることが多く、前述した特性等の低下がない程度に可能な限り、使用量を抑えることが好ましい。そのため、本実施形態で示したように、炭素塗料7を基材表面5に噴霧して塗着させる方法が特に好適である。
【0039】
次に、上記に示した製造方法2によって製造された炭マット材1の特性の一例について説明する。なお、ここでは、特に、炭マット材1の吸着性及び断熱性について説明をする。
【0040】
<吸着性>
まず、本実施形態のA)炭マット材、B)無処理ボード材、C)ブランクの三つの試験体を用意する。ここで、B)無処理ボード材は、炭素塗料7の噴霧が為されていないもの、換言すればマット基材4に相当するものである。なお、試験体は、それぞれ10cm×10cmのサイズにカットされている。また、C)ブランクは、後述するデシケータ内に何も投入しないものを示している。
【0041】
そして、ホルマリン溶液(37%)を、蒸留水で15倍に希釈し、12リットルの容積のデシケータ内に20μLを注入する。そして、上述した試験体をそれぞれのデシケータ内に設置し、2時間経過後のデシケータ内のホルムアルデヒド濃度を、検知管(ガステック製 91L)により測定を行った。その結果を、下記の表1に示す。
【0042】
【表1】

Figure 2004330589
【0043】
表1に示されるように、デシケータ内に設置されたそれぞれの試料により、C)ブランクに比して、A)炭マット材、B)無処理ボード材のいずれにおいても、デシケータ内のホルムアルデヒド濃度が低下する結果が得られた。特に、A)炭マット材の場合は、B)無処理ボード材に比べて、係る減少の傾向が強く見られた。これにより、ホルムアルデヒドが、A)炭マット材、及びB)無処理ボード材のいずれによってもボード内(ココナッツファイバーCの内部)に吸着されるとともに特に、表面に形成された炭素層8によってより多くのホルムアルデヒドの吸着が行われることを示している。すなわち、炭素層8を基材表面5に形成することにより、ホルムアルデヒド等の化学物質の吸着量を著しく増加させることができ、炭マット材1による吸着性を示すことができた。
【0044】
<断熱性>
次に、炭マット材1の断熱性能について示す。ここで、断熱性能を示すものとして、一般に素材の熱伝導率(w/m・K)が測定される。なお、熱伝導率の測定は、二枚の炭マット材1を試料として用意し、それぞれについて測定した結果の平均を取ることにより、熱伝導率の値を求めている。ここで、熱伝導率は、熱流計法に基づいた熱伝導率測定装置(英弘精機株式会社製 HC−074型)を用いている。
【0045】
始めに、サンプル1(試料厚さ:0.02718m)及びサンプル2(試料厚さ:0.02894m)を、20℃−60%の恒温・恒湿室内で、恒量に達するまで5日間静置する。その後、熱伝導率測定装置を用い、周囲環境温度を18℃に設定した状態で測定を行う。このとき、熱伝導率測定装置の高温側の位置は、水平、かつ下側に設定されている。その測定結果を、下記の表2に示す。
【0046】
【表2】
Figure 2004330589
【0047】
上記に示したように、本実施形態の炭マット材1は、サンプル1及びサンプル2の平均値で0.0507w/m・Kの熱伝導率を有していることが示された。係る値は、断熱性素材として使用できる範囲のものであり、これにより、炭マット材1の断熱性が示された。
【0048】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。
【0049】
すなわち、本実施形態の炭マット材1及び製造方法2において、炭素塗料7の配合比率の一例を示したが、これに限定されるものではない。噴霧し、形成する炭素層8の厚さやスプレー塗布する際に適した粘度に応じて配合比率を適宜変更することが可能である。さらに、難燃性を付与するために、メタルシリコン等を含む耐火液9を炭素塗料7に含有させるものを示したが、これに限定されるものではなく、難燃性をあまり必要としない用途に使用する場合等は、耐火液9に替えて水などで、バインダ成分3を希釈するものであってもよい。
【0050】
さらに、製造方法2において、ココナッツファイバーC及びバインダ成分3によってマット基材4を成形するものと、炭素塗料7の調製を並行して行うものを示したが、これに限定されるものではなく、これらを一連の流れで行うものであっても構わない。ここで、炭素塗料7は、時間が経過すると、分散された炭素微粉末6が沈殿する可能性があるため、係る場合には再度撹拌したり、少量の水等(耐火液9を含む)で希釈することにより、噴霧に適した状態とすることが可能である。
【0051】
【発明の効果】
以上のように、本発明の炭マット材は、マット基材の表面に炭素微粉末からなる炭素層が形成されるため、ホルムアルデヒド等の有害なガスや悪臭等を容易に吸着することができる。また、マット状に成形加工するためのバインダに水性のものが使用されることにより、特に住宅等の建築用の資材の一部として使用することに適している。加えて、建築用資材として使用する場合、耐火液によって難燃性が付与されるため、万が一、火災などが発生した状況にあっても延焼を防ぎ、被害の拡大を抑えることができる。また、マット基材の表面に粘度を調製した炭素塗料を噴霧することによって製造することができるため、製造工程が複雑化せず、簡易に、かつ製造コストを抑えたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の炭マット材の構成を示す一部を切欠いた切欠斜視図である。
【図2】製造方法における各工程の流れを示すフローチャートである。
【図3】製造方法の工程の一部を模式化して示した説明図である。
【符号の説明】
1 炭マット材
2 製造方法(炭マット材の製造方法)
3 バインダ成分
4 マット基材
5 基材表面(表面)
6 炭素微粉末
7 炭素塗料
8 炭素層
9 耐火液(希釈液)
C ココナッツファイバー
S1 浸漬工程
S2 成形工程
S4 配合計測工程(炭素塗料調製工程)
S5 撹拌工程(炭素塗料調製工程)
S6 噴霧工程
S7 乾燥工程[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charcoal mat material, a method for producing the charcoal mat material, and a method for using the charcoal mat material. In particular, the present invention relates to heat insulation, adsorption (including deodorizing and deodorizing properties), lightness, and difficulty. The present invention relates to a charcoal mat material excellent in flammability and applicable as a building material, a method for producing the charcoal mat material, and a method for using the charcoal mat material.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in addition to wooden buildings (wooden houses) of conventional wooden style constructed using wood and main building materials, houses, condominiums, and high-rise buildings constructed using a large amount of concrete building materials Are constructed by the concrete method.
[0003]
By the way, in a room such as a house in recent years, an adhesive containing a volatile petroleum organic solvent is often used when a wallpaper and a cloth are attached. In addition, as a part of a fitting such as a door for a house, a plywood or a laminated material bonded with a similar adhesive or the like (for example, a “flash door”) is known. Furniture may also be manufactured using such plywood or glulam. For this reason, the petroleum organic solvent may diffuse into the room from the adhesive used for sticking or the like. As a result, the occupants of the room may inhale the petroleum-based organic solvent from the nose or mouth into respiratory organs such as the lungs, or may directly expose the skin or the like to the petroleum-based organic solvent, resulting in chemical sensitivity (so-called “substance sensitivity”). It is known to cause the symptoms of "sick house syndrome"). In particular, condominiums and the like using the above-described concrete building materials tend to be more airtight in the room and have poor air permeability compared to wooden houses. Therefore, the volatile petroleum-based organic solvent diffused in the room stays in the room for a long time, and the possibility of being taken into a resident's body or the like is further increased.
[0004]
Here, examples of the petroleum organic solvent used for the adhesive mainly include organic compounds that are frequently used industrially, such as formaldehyde, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, and paradichlorobenzene. Most of these compounds are generally highly flammable compounds and are designated as dangerous goods (especially class 4) under the Fire Service Law, and require attention to fires and the like. In addition, excessive intake of these compounds into the body may cause headache, nausea, and dizziness, as well as various allergic symptoms to the user, especially when the intake is large, It is known to cause serious damage to the human body.
[0005]
Therefore, manufacturers of materials and the like for housing construction have stopped using petroleum-based organic solvents such as formaldehyde described above or made efforts to reduce the usage as much as possible.
[0006]
By the way, in the room of the house, the odor due to various factors may be accumulated together with the diffusion of the above-mentioned chemical substance such as formaldehyde. For example, in a home where pets such as dogs and cats (pets) are bred indoors, the animal odor of the pets or the odor due to excreted manure is diffused, and often makes the residents feel uncomfortable. Therefore, a mat having a deodorizing function, a deodorant, an aromatic, or the like is often kept in the room. Further, in the above-described condominiums that have become highly airtight and have poor air permeability, the humidity in the room may be significantly different from that outside the room due to the season or the temperature difference between day and night, and the humidity control property may be inferior to that of the timber house.
[0007]
The above prior art is naturally implemented as a person skilled in the art, and the applicant does not particularly know the literature describing the prior art at the present stage at the time of filing the present application.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been difficult to stop using a petroleum organic solvent such as formaldehyde or to reduce the amount of use due to various factors. In other words, the quality (particularly, durability and adhesive strength) of wood products (plywood and glulam) manufactured by discontinuing use may be reduced, or it is difficult to find suitable (environmentally friendly) alternatives. there were. Therefore, these problems were not immediately solved.
[0009]
Therefore, attempts have already been made to physically adsorb a petroleum organic solvent or an unpleasant odor component diffused in a room. For example, attention has been paid to the adsorption effect of porous charcoal, activated carbon, zeolite, and the like, and such adsorbent substances have been placed indoors or used as a part of building materials for houses. However, in particular, when used as a building material, various characteristics other than the above-described adsorptive properties (including deodorizing and deodorizing properties) have been required.
[0010]
For example, to minimize the change in the indoor temperature with respect to the outside air, enhance the cooling and heating effect of the heating device and the cooling device, reduce the amount of energy consumption, heat insulation, and adjust the humidity of the highly airtight room. Humidity control, light weight that can reduce the burden on workers and transportation costs during construction work such as housing, and flame retardancy (flameproof) to minimize damage in case of fire in case of fire ), And combustion safety for preventing generation of toxic gases such as chlorine-based gas during combustion.
[0011]
However, most of today's building materials are hardly designed in consideration of all the above-mentioned characteristics, and in particular, people's awareness of the natural environment has increased in recent years, and there has been a high interest in health. Therefore, there has been a great demand from residents or contractors for building materials having such characteristics.
[0012]
In view of the above circumstances, the present invention provides a charcoal mat material, a charcoal mat material having excellent properties such as heat insulation, humidity control, light weight, and flame retardancy, in addition to adsorptivity capable of responding to chemical substance hypersensitivity and the like. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a mat material and a method for using a charcoal mat material.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the charcoal mat material according to the present invention includes a `` coconut fiber produced from natural palm, and a one-component curable aqueous binder component for forming the coconut fiber into a mat shape, A carbon layer formed by applying fine carbon powder to the surface of a mat substrate formed in a porous mat shape by the coconut fiber and the aqueous binder component, wherein the carbon layer is A carbon paint prepared by dispersing and mixing a powder with the aqueous binder component and the diluent component is sprayed on the surface of the mat base material, and further dried to form a carbon coating material. .
[0014]
Here, coconut fiber is obtained from natural palms that grow in the tropics (or a part of the subtropical region), and is mainly used for strings, etc. by spinning the extracted fiber material for a long time. Things. Furthermore, it is possible to manufacture industrial products such as automotive sheets by mainly processing into a mat-like (plate-like) shape using a latex containing a natural rubber component and the coconut fiber. It is.
[0015]
Further, the aqueous binder component is used as a substitute for the latex used when the above-mentioned conventional mat is formed, for example, by pressing immersed coconut fiber from above and below to a predetermined thickness. It is used to maintain the state of Here, as the aqueous binder component, a one-component curing type is used, and the aqueous binder component can be held in a mat shape by natural drying or forced drying by heating. The aqueous binder component has solubility in water and does not contain a petroleum organic solvent such as an alcohol solvent. Therefore, it does not fall under the category of dangerous goods under the Fire Service Law and has no flammable properties.
[0016]
On the other hand, carbon fine powder refers to charcoal such as Bincho charcoal or bamboo charcoal obtained by steaming bamboo, which has been handed down to Japan since ancient times. Diameter). This carbon fine powder has a very large surface area because it has a porous property having fine pores and voids on the surface. The pores and the like are capable of adsorbing a petroleum organic solvent, an odor component, and the like.
[0017]
In addition, the carbon paint is one that is applied to the surface of a mat base material obtained by molding a coconut fiber into a mat shape using an aqueous binder component, and the carbon fine powder described above and used during the molding process. It is composed of the same aqueous binder component as above, and a diluent component such as water for adjusting to a viscosity suitable for spraying. The fine carbon powder is dispersed and mixed in the aqueous binder component and diluent component.
[0018]
Therefore, according to the charcoal mat material of the present invention, a conventionally known spray coating is applied to a surface of a mat base material in which coconut fibers are formed into a mat shape by an aqueous binder component, the carbon paint having been previously adjusted to a viscosity suitable for spraying. It is sprayed using technology. Thereby, the carbon paint is applied to the surface. Then, the liquid component of the aqueous binder component and the diluent component contained in the carbon paint evaporates into the atmosphere, whereby a carbon layer of carbon fine powder is formed on the surface of the mat base material. In other words, the surface of the mat base material is covered with the carbon fine powder. As a result, the carbon mat material has the adsorptivity of the carbon fine powder.
[0019]
In addition, since the mat base material is formed in a porous state containing a large amount of air inside, the mat base material is a material that is rich in heat insulating property, humidity control property (there is also a portion caused by carbon fine powder), and lightweight. Therefore, the charcoal mat material is configured as a material having excellent adsorbing properties and heat insulating properties. Furthermore, the use of an aqueous binder component eliminates the use of petroleum-based organic solvents (eg, ethyl alcohol, etc.) as compared with the case where conventional latex is used. Absent. Therefore, flammability can be suppressed.
[0020]
Furthermore, the main raw material of the mat base material is coconut fiber obtained from the palm of a natural plant, and the carbon fine powder can use charcoal such as Bincho charcoal. For this reason, most of the charcoal mat material according to the present invention uses a material produced from nature, so it can be said that the configuration is particularly considering the natural environment.
[0021]
The charcoal mat material of the present invention, in addition to the above-described constitution, further comprises a liquid crystal component that is obtained by mixing and reacting potassium hydroxide, sodium carbonate, metal silicon, and water with each other. A refractory liquid exhibiting flammable properties is used. "
[0022]
Here, conventionally, in the case of imparting flame retardancy (fire resistance) to a substance (material), for example, asbestos (asbestos), fire-resistant water glass, and a composite material have been often used. However, asbestos may induce lung cancer when so-called “asbestos dust” is taken into the lungs and the like, and is rarely used at present. Further, the temperature at which the fire resistance of the fire-resistant water glass can be maintained may be limited to a relatively low temperature range, and it has been particularly difficult to use the water glass as a building material. Further, in the case of a composite material, since various compounds are formed as a mixture, there is a problem in that there is a high risk of generating a toxic gas when exposed to a high temperature and the weight increases. . Therefore, in recent years, a refractory liquid, which is a reaction product of potassium hydroxide, sodium carbonate, and metal silicon (metal silicon compound), is sometimes used as a flame retardant.
[0023]
Therefore, according to the carbon mat material of the present invention, a refractory liquid exhibiting flame retardancy is used as a diluent component used when applying a carbon paint to a mat substrate made of coconut fiber. Here, the refractory liquid is obtained by mixing and reacting potassium hydroxide, sodium carbonate, metal silicon, and water at a predetermined ratio. Therefore, the carbon layer on the surface of the mat base material contains the above-described metal silicon and the like, and the above-described flame retardancy is imparted. Therefore, the carbon layer formed on the surface of the mat base material includes a part of the above-described metal silicon and the like, and has fire resistance.
[0024]
As a result, for example, even in an environment where the charcoal mat material is exposed to a high temperature (for example, when a fire occurs), the fire-retardant liquid exhibits the flame retardancy and does not easily burn. Further, in this case, no toxic gas such as chlorine gas is generated unlike the related art. In addition, the refractory liquid is known to have an effect of imparting sound insulation and heat insulation to the applied material, and the charcoal mat material has such properties.
[0025]
In addition to the above configuration, the charcoal mat material of the present invention may be one in which “the aqueous binder component is configured to include an acrylate copolymer”.
[0026]
Therefore, according to the carbon mat material of the present invention, the aqueous binder component for forming into a mat shape is made of an acrylate copolymer. Here, examples of the acrylate copolymer include acrylate ethyl ester, acrylate butyl ester, and acrylate monomer. In addition, as described above, conventionally, a resin such as a latex containing a natural rubber component has been used to mold coconut fiber into a mat shape. However, they have a peculiar rubber odor, and were not suitable for use as a part of building materials of houses in particular. Therefore, in the carbon mat material of the present invention, an unpleasant rubber odor is not felt by using an aqueous acrylic ester copolymer for molding the coconut fiber. In addition, since it has an aqueous property, it is less likely that a petroleum organic solvent that is harmful to the human body will diffuse into a room and that a resident will inhale.
[0027]
The method for producing a carbon mat material of the present invention is a method for producing a carbon mat material for producing the above-described carbon mat material, wherein the coconut fiber is immersed in the one-component curing type aqueous binder component. And a forming step of pressing the coconut fiber containing the aqueous binder component therein by the dipping step to produce a mat base material formed into a mat having a predetermined thickness; and the aqueous binder component. And a carbon paint preparation step of dispersing and mixing the carbon fine powder in the diluent component to prepare a sprayable viscosity carbon paint, and the carbon paint prepared by the carbon paint preparation step, wherein the mat base material A spraying step of spraying and applying to the surface of the mat, and drying the carbon paint sprayed by the spraying step and applied to the surface of the mat base material, Some comprise a "and the drying step of forming the carbon layer.
[0028]
Therefore, according to the method for producing a carbon mat material of the present invention, first, a one-component curable aqueous binder component is immersed in coconut fiber. Then, the coconut fiber in which the aqueous binder component is immersed is pressed, for example, by applying pressure from above and below to form a mat base material having a predetermined thickness. After that, a carbon paint composed of a fine carbon powder, an aqueous binder component, and a diluent component and adjusted to a sprayable viscosity at a predetermined mixing ratio is sprayed on the surface of the mat device, and further applied to the surface. The carbon paint is dried. As a result, the liquid component (mainly water) contained in the carbon coating material evaporates into the atmosphere, and a carbon layer of carbon fine powder is formed on the surface of the mat substrate. As a result, a charcoal mat material having excellent characteristics such as the above-described adsorptivity is produced.
[0029]
The method of using the charcoal mat material of the present invention is “using the above-mentioned charcoal mat material as a building material”.
[0030]
Therefore, according to the method of using the charcoal mat material of the present invention, the charcoal mat material is used, for example, for at least a part of a wall and a ceiling, or laid on a foundation portion under a floor. As a result, it absorbs harmful chemical substances and unpleasant odors due to the adsorptive properties of the charcoal mat material, and further shuts off heat exchange with the outside air temperature due to the heat insulation properties, enabling the effects of cooling and heating to be efficiently enjoyed. In addition, the indoor environment can be improved by the humidity control property of the carbon layer, and even in the event of a fire, it is possible to prevent the house from burning out due to the flame retardancy.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a charcoal mat member 1 and a method 2 for manufacturing a charcoal mat member (hereinafter, simply referred to as “manufacturing method 2”) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of the charcoal mat member 1 of the present embodiment, FIG. 2 is a flowchart showing a flow of each step in a manufacturing method 2, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a part of the steps of a method 2.
[0032]
As shown in FIG. 1, the charcoal mat material 1 of the present embodiment is made of coconut fiber C (coconut fiber), which is a fiber obtained from a natural palm that mainly grows in tropical areas, mainly from an acrylic ester copolymer. Using a water-soluble binder component 3, a mat substrate 4 formed into a mat shape and a carbon fine powder 6 dispersed on the substrate surface 5 of the mat substrate 4 are dispersed in the binder component 3 and the like (details will be described later). And a carbon layer 8 composed of carbon fine powder 6 formed on the substrate surface 5 by spraying and drying a carbon paint 7 prepared by mixing. .
[0033]
Here, the carbon paint 7 will be described in more detail. The carbon paint 7 is made by matting carbon fine powder 6 (particle size = about 450 mesh) made of porous Bincho charcoal having excellent adsorption performance and coconut fiber C into a mat. It is composed of a water-soluble binder component 3 made of an acrylate copolymer having the same composition as that used in molding into a shape, and a refractory liquid 9 containing potassium hydroxide, sodium carbonate, metal silicon, and water. ing. Then, the carbon fine powder 6 is charged into the liquid binder component 3 and the refractory liquid 9, respectively, and is stirred by a stirrer (not shown) or the like, so that a viscosity suitable for spray coating described below (here, from 1000). (Prepared between 3000 mPa · s). An example of the composition of each component is shown below. Here, the refractory liquid 9 corresponds to the diluent in the present invention. <Formulation example>
Carbon fine powder 6 28-32% by weight
Binder component 3 58-62% by weight
Refractory liquid 9 3-10% by weight
[0034]
Next, a manufacturing method 2 for manufacturing the charcoal mat member 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, coconut fiber C obtained from a natural palm and constituting the mat base material 4 is immersed in the binder component 3 for a predetermined time (immersion step S1: see FIG. 3A). Thereafter, the coconut fiber C immersed in the liquid binder component 3 is pressed from above and below to form a mat substrate 4 formed into a mat having a predetermined thickness (here, 1 cm) (forming step S2: FIG. 3 (b)). Then, it is inspected whether the mat base material 4 has a preset size (here, 45 cm long × 45 cm wide) (first inspection step S3).
[0035]
On the other hand, in parallel with the immersion step S1 to the first inspection step S3, the preparation of the carbon paint 7 to be applied to the substrate surface 5 of the mat substrate 4 is performed. More specifically, the amounts of the components 3, 6, and 9 are measured in accordance with the above-described mixing example, and the measured components 3, 6, and 9 are put into a stirring tank, and a stirring device (shown in the drawing) is used. (Agitating step S5). Thereby, the carbon paint 7 having a viscosity suitable for spraying is prepared. Here, the compounding measurement step S4 and the stirring step S5 correspond to the carbon paint preparation step in the present invention.
[0036]
Then, the prepared carbon paint 7 is sprayed on the base material surface 5 of the mat base material 4 by the spray device S (see the spraying step S6: FIG. 3 (c)). Since the carbon fine powder 6 contained in the carbon paint 7 has a fine particle size of about 450 mesh as described above, the carbon fine powder 6 is in the spray port SH of the spray device S and in a tube (not shown). It is unlikely to stick to and cause clogging.
[0037]
Then, the carbon paint 7 applied by spraying to the substrate surface 5 of the mat substrate 4 is placed in a drying furnace (not shown) for 30 minutes to 1 hour and dried (drying step S7: FIG. )). Thus, a carbon layer 8 mainly composed of the carbon fine powder 6 is formed on the substrate surface 5. The carbon layer 8 contains a solid substance of the acrylate copolymer contained in the binder component 3 and a substance which does not evaporate by heating, such as metal silicon contained in the refractory liquid 9. Thereafter, a final inspection of the quality is performed to confirm that the carbon layer 8 has not formed unevenly or warped during drying (second inspection step S8), and the production of the carbon mat material 1 is completed. .
[0038]
As described above, the charcoal mat member 1 is manufactured by the above-described manufacturing method 2. Such a carbon mat material 1 has excellent adsorptive properties, humidity control properties, and flame retardancy due to the carbon layer 8 formed on the substrate surface 5. In addition, it has both the heat insulating property and the lightweight property of the mat base material 4. Therefore, in particular, by using the charcoal mat material 1 of the present embodiment for a wall material of a house, a ceiling, a foundation portion under a floor, and the like, it becomes possible to use the material as a material for a house having excellent characteristics described above. . Further, since the carbon layer 8 is formed by spraying the carbon paint 7 on the base material surface 5 of the mat base material 4, the warp is more likely to occur in the drying step S <b> 7 than when the mat base material 4 is immersed in the carbon paint 7. No deformation or deformation occurs. Further, the amount of the fine carbon powder 6 contained in the carbon paint 7 can be reduced. Here, the carbon fine powder 6 is often relatively expensive as compared with the other constituent components, and it is preferable to reduce the amount of the carbon fine powder 6 used as much as possible without deteriorating the above-mentioned characteristics. Therefore, as shown in the present embodiment, a method of spraying and applying the carbon paint 7 on the base material surface 5 is particularly preferable.
[0039]
Next, an example of the characteristics of the charcoal mat member 1 manufactured by the above-described manufacturing method 2 will be described. Here, particularly, the adsorptive property and heat insulating property of the charcoal mat material 1 will be described.
[0040]
<Adsorption>
First, three specimens of this embodiment, A) a charcoal mat material, B) an untreated board material, and C) a blank, are prepared. Here, B) the untreated board material is not sprayed with the carbon paint 7, in other words, it corresponds to the mat base material 4. The test pieces were each cut to a size of 10 cm × 10 cm. Further, C) blank indicates that nothing is put into a desiccator described later.
[0041]
Then, the formalin solution (37%) is diluted 15-fold with distilled water, and 20 μL is injected into a 12-liter desiccator. Then, the test specimens described above were placed in the respective desiccators, and the formaldehyde concentration in the desiccator after 2 hours was measured using a detector tube (91 L, manufactured by Gastec). The results are shown in Table 1 below.
[0042]
[Table 1]
Figure 2004330589
[0043]
As shown in Table 1, the formaldehyde concentration in the desiccator in each of A) the charcoal mat material and B) the untreated board material was higher than that of the blank by the respective samples installed in the desiccator. Decreasing results were obtained. In particular, in the case of A) charcoal mat material, such a tendency of decrease was strongly observed as compared with B) the untreated board material. Thereby, the formaldehyde is adsorbed in the board (inside of the coconut fiber C) by any of A) the charcoal mat material and B) the untreated board material, and in particular, more formaldehyde is absorbed by the carbon layer 8 formed on the surface. Shows that the adsorption of formaldehyde is performed. That is, by forming the carbon layer 8 on the base material surface 5, the amount of adsorption of a chemical substance such as formaldehyde could be remarkably increased, and the adsorbability of the carbon mat material 1 could be exhibited.
[0044]
<Heat insulation>
Next, the heat insulation performance of the charcoal mat member 1 will be described. Here, the thermal conductivity (w / m · K) of the material is generally measured to indicate the heat insulation performance. In the measurement of the thermal conductivity, two carbon mat materials 1 were prepared as samples, and the average of the results of the measurements was obtained to determine the value of the thermal conductivity. Here, the thermal conductivity is measured by using a thermal conductivity measuring device (Model HC-074 manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.) based on a heat flow meter method.
[0045]
First, sample 1 (sample thickness: 0.02718 m) and sample 2 (sample thickness: 0.02894 m) are allowed to stand in a constant temperature / humidity room at 20 ° C.-60% for 5 days until a constant weight is reached. . Thereafter, the measurement is performed using an apparatus for measuring thermal conductivity with the ambient environment temperature set at 18 ° C. At this time, the position on the high temperature side of the thermal conductivity measuring device is set to be horizontal and lower. The measurement results are shown in Table 2 below.
[0046]
[Table 2]
Figure 2004330589
[0047]
As described above, it was shown that the charcoal mat material 1 of the present embodiment had a thermal conductivity of 0.0507 w / m · K in the average value of the samples 1 and 2. Such a value is within a range that can be used as a heat insulating material, whereby the heat insulating property of the charcoal mat material 1 is shown.
[0048]
As described above, the present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements can be made without departing from the gist of the present invention as described below. And design changes are possible.
[0049]
That is, in the charcoal mat material 1 and the manufacturing method 2 of the present embodiment, an example of the mixing ratio of the carbon paint 7 is shown, but the present invention is not limited to this. It is possible to appropriately change the mixing ratio according to the thickness of the carbon layer 8 to be formed by spraying and the viscosity suitable for spray coating. In addition, a fireproof liquid 9 containing metal silicon or the like is contained in the carbon paint 7 in order to impart flame retardancy. However, the present invention is not limited to this. For example, the binder component 3 may be diluted with water or the like instead of the refractory liquid 9.
[0050]
Furthermore, in the production method 2, a method in which the mat base material 4 is formed by the coconut fiber C and the binder component 3 and a method in which the preparation of the carbon paint 7 is performed in parallel are shown, but the present invention is not limited to this. These may be performed in a series of flows. Here, the carbon paint 7 may have the dispersed carbon fine powder 6 settled out over time. In such a case, the carbon paint 7 may be stirred again or with a small amount of water or the like (including the refractory liquid 9). By diluting, a state suitable for spraying can be obtained.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the carbon mat material of the present invention has a carbon layer made of fine carbon powder formed on the surface of the mat base material, so that harmful gases such as formaldehyde and odors can be easily adsorbed. In addition, since an aqueous binder is used for forming into a mat, it is particularly suitable for use as a part of a building material such as a house. In addition, when used as a building material, fire resistance is imparted by the refractory liquid, so that even in the event of a fire or the like, the spread of fire can be prevented and the spread of damage can be suppressed. In addition, since it can be manufactured by spraying a carbon paint whose viscosity has been adjusted on the surface of the mat base material, the manufacturing process can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced without complicating the manufacturing process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a configuration of a charcoal mat member of the present embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of each step in the manufacturing method.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a part of the steps of the manufacturing method.
[Explanation of symbols]
1 Charcoal mat material
2 Production method (Production method of charcoal mat material)
3 Binder component
4 Mat substrate
5 Base material surface (surface)
6 carbon fine powder
7 Carbon paint
8 carbon layer
9 Refractory liquid (diluent)
C Coconut fiber
S1 immersion process
S2 molding process
S4 Mixing measurement process (carbon paint preparation process)
S5 Stirring process (carbon paint preparation process)
S6 spraying process
S7 Drying process

Claims (5)

天然のヤシから生成されるココナッツファイバーと、
前記ココナッツファイバーをマット状に成形加工する一液硬化型の水性バインダ成分と、
前記ココナッツファイバー及び前記水性バインダ成分により、多孔性を有するマット状に形成されたマット基材の表面に炭素微粉末を塗着してなる炭素層とを具備し、
前記炭素層は、
前記炭素微粉末を前記水性バインダ成分及び希釈液成分に分散及び混合し、噴霧可能な粘度に調製された炭素塗料を、前記マット基材の表面に噴霧し、乾燥させることによって形成されていることを特徴とする炭マット材。
Coconut fiber produced from natural palm,
A one-component curable aqueous binder component for forming and processing the coconut fiber into a mat shape,
The coconut fiber and the aqueous binder component, comprising a carbon layer formed by applying a carbon fine powder to the surface of a mat substrate formed in a porous mat shape,
The carbon layer,
The carbon fine powder is dispersed and mixed with the aqueous binder component and the diluent component, and a carbon paint prepared to have a sprayable viscosity is sprayed on the surface of the mat base material, and is formed by drying. A charcoal mat material characterized by the following.
前記炭素塗料に含まれる前記希釈液成分は、
水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、メタルシリコン、及び水を混合し、反応させて得られる難燃性状を呈する耐火液が利用されることを特徴とする請求項1に記載の炭マット材。
The diluent component contained in the carbon paint,
The charcoal mat material according to claim 1, wherein a refractory liquid exhibiting flame retardancy obtained by mixing and reacting potassium hydroxide, sodium carbonate, metal silicon, and water is used.
前記水性バインダ成分は、
アクリル酸エステル共重合体を含んで構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の炭マット材。
The aqueous binder component,
The charcoal mat material according to claim 1 or 2, wherein the charcoal mat material is configured to include an acrylic ester copolymer.
請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の炭マット材を製造するための炭マット材の製造方法であって、
前記ココナッツファイバーを一液硬化型の前記水性バインダ成分に浸漬させる浸漬工程と、
前記浸漬工程によって、内部に前記水性バインダ成分を含んだ前記ココナッツファイバーをプレス成形し、所定厚さのマット基材を形成する成形加工工程と、前記水性バインダ成分及び前記希釈液成分に前記炭素微粉末を分散及び混合し、噴霧可能な粘度に前記炭素塗料を調製する炭素塗料調製工程と、
前記炭素塗料調製工程によって調製された前記炭素塗料を、前記マット基材の表面に噴霧し、塗着させる噴霧工程と、
前記噴霧工程によって噴霧され、前記マット基材の表面に塗着された前記炭素塗料を乾燥させ、前記マット基材の前記表面に前記炭素層を形成する乾燥工程とを具備することを特徴とする炭マット材の製造方法。
A method for producing a charcoal mat material for producing the charcoal mat material according to any one of claims 1 to 3,
An immersion step in which the coconut fiber is immersed in the one-component aqueous binder component,
By the dipping step, the coconut fiber containing the aqueous binder component therein is press-molded to form a mat base material having a predetermined thickness, and the carbon binder is added to the aqueous binder component and the diluent component. Dispersing and mixing the powder, a carbon paint preparation step of preparing the carbon paint to a sprayable viscosity,
Spraying the carbon paint prepared by the carbon paint preparation step onto the surface of the mat base material, and applying a spray step;
Drying the carbon paint sprayed by the spraying step and applied to the surface of the mat base material to form the carbon layer on the surface of the mat base material. Manufacturing method of charcoal mat material.
請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の炭マット材を、建築用資材として使用することを特徴とする炭マット材の使用方法。A method of using a charcoal mat material, comprising using the charcoal mat material according to any one of claims 1 to 3 as a building material.
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