JP2005219215A - Ｍｄｆ廃材の再利用方法及びｍｄｆ炭化物内蔵建築用パネル材 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＭＤＦ廃材の有用資源化方法の提供を目的とし、特にセラミックスコーティング炭化物にすることによる再利用方法と、炭化物を内蔵した建築資材用パネル材に特徴がある。
【解決手段】中密度繊維板又は中質繊維板と称される、ＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）からなる産業廃棄物をチップ状に粉砕したものにベントナイト（Bentonite）を含有する粘結材を撹拌混合し、加熱焼成処理して炭化物を得るＭＤＦ廃材の有用資源化方法。
【選択図】 図１
【解決手段】中密度繊維板又は中質繊維板と称される、ＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）からなる産業廃棄物をチップ状に粉砕したものにベントナイト（Bentonite）を含有する粘結材を撹拌混合し、加熱焼成処理して炭化物を得るＭＤＦ廃材の有用資源化方法。
【選択図】 図１
Description
本発明は、ＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）の廃材の再利用方法及びＭＤＦ廃材を所定の炭化物にして建築用パネル材に適用する技術に関する。
ＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）は、中密度繊維板又は中質繊維板と称される素材であり、比重０．３５〜０．８と中比重の材料である。
ＭＤＦは、木材チップを繊維の状態にまで分解し、接着剤で固めた素材をいい、建築解体材や建築現場で発生する木屑、木製品、工場等で発生する残材等を原材料としている点ではリサイクル製品でもある。
ＭＤＦは、木材チップを繊維の状態にまで分解し、接着剤で固めた素材をいい、建築解体材や建築現場で発生する木屑、木製品、工場等で発生する残材等を原材料としている点ではリサイクル製品でもある。
ＭＤＦは、木の繊維を接着剤で固めてあるため、板自体が強く天然木材と異なり年輪や節がないために表面も板全体も均質で加工し易いことから、建材のみならず、家具、楽器、オーディオ製品、ラック製品等多くの分野にて使用されている。
このようなＭＤＦも製品化の過程で多くの端材が産業廃棄物として発生する。
ところが、ＭＤＦは先に述べたとおり木材繊維を接着剤で固めたものであるために、その廃材処理が大変であった。
ＭＤＦは、接着剤の種類によりＵ、Ｍ、Ｐの３種類に区別されていて、Ｕはユリア樹脂系の接着剤を用いたもので、一般に家具やキャビネット等に適用されている。
Ｍは、メラニン・ユリア縮合樹脂系の接着剤を用いたもので、床材、枠台等の建築材に適用されている。
Ｐは、フェノール樹脂系の接着剤を用いたもので、屋根、壁、床などの下地材に適用されている。
このように木質繊維を接着剤で固めているので、これまで有効な再利用方法が無く、廃材処理はもっぱら焼却処理や埋立処理に頼っていた。
ところが、ＭＤＦは先に述べたとおり木材繊維を接着剤で固めたものであるために、その廃材処理が大変であった。
ＭＤＦは、接着剤の種類によりＵ、Ｍ、Ｐの３種類に区別されていて、Ｕはユリア樹脂系の接着剤を用いたもので、一般に家具やキャビネット等に適用されている。
Ｍは、メラニン・ユリア縮合樹脂系の接着剤を用いたもので、床材、枠台等の建築材に適用されている。
Ｐは、フェノール樹脂系の接着剤を用いたもので、屋根、壁、床などの下地材に適用されている。
このように木質繊維を接着剤で固めているので、これまで有効な再利用方法が無く、廃材処理はもっぱら焼却処理や埋立処理に頼っていた。
そこで本発明者らは、ＭＤＦ廃材の有用資源化方法を精意検討した。
その結果、ＭＤＦの特性を活かした炭化物及びこの炭化物を適用した建築用パネル材の本発明に至ったものである。
その結果、ＭＤＦの特性を活かした炭化物及びこの炭化物を適用した建築用パネル材の本発明に至ったものである。
特許第３２７２１８２号公報には、可燃物とベントナイトを含む無機質粘結材を混練して焼成する技術が開示されている。
ここでベントナイトは、薄片状結晶の粘土鉱物であるモンモリロナイトを主成分とし、水を大量に吸収してゲルを形成する性質を有している。
従って、ＭＤＦ廃材をチップ状に粉砕したものとベントナイトを混練すると、ＭＤＦチップの表面にベントナイトが付着し、これを焼成するとベントナイトが溶融セラミックス化し、ＭＤＦチップをコーティングするように作用し、一方、ＭＤＦには大量の接着剤が含まれていて自燃性を有する。
従って、ＭＤＦチップとベントナイトを混練すると、初期に一定の加熱をするだけで接着剤で固められた木材繊維が接着剤の自燃作用により、貧酸素化で焼成が進行し、多孔質の炭化物になることを見い出した。
即ち、ＭＤＦチップの自燃作用により、初期に一定の加熱をするだけの僅かのエネルギーで炭化物が得られることになる。
また、外部（粒子表面）がベントナイトのセラミックス化による多孔質になり、内部がＭＤＦの炭化物による多孔質となることも明らかになった。
ここでベントナイトは、薄片状結晶の粘土鉱物であるモンモリロナイトを主成分とし、水を大量に吸収してゲルを形成する性質を有している。
従って、ＭＤＦ廃材をチップ状に粉砕したものとベントナイトを混練すると、ＭＤＦチップの表面にベントナイトが付着し、これを焼成するとベントナイトが溶融セラミックス化し、ＭＤＦチップをコーティングするように作用し、一方、ＭＤＦには大量の接着剤が含まれていて自燃性を有する。
従って、ＭＤＦチップとベントナイトを混練すると、初期に一定の加熱をするだけで接着剤で固められた木材繊維が接着剤の自燃作用により、貧酸素化で焼成が進行し、多孔質の炭化物になることを見い出した。
即ち、ＭＤＦチップの自燃作用により、初期に一定の加熱をするだけの僅かのエネルギーで炭化物が得られることになる。
また、外部（粒子表面）がベントナイトのセラミックス化による多孔質になり、内部がＭＤＦの炭化物による多孔質となることも明らかになった。
このようなＭＤＦチップとベントナイトを含有する粘結材との混練焼成による特有の効果は、先の特許第３２７２１８２号公報に開示も示唆もされていないものである。
本発明は、ＭＤＦ廃材の有用資源化方法の提供を目的とし、特にセラミックスコーティング炭化物にすることによる再利用方法と、炭化物を内蔵した建築資材用パネル材に特徴がある。
本発明の技術的要旨は、中密度繊維板又は中質繊維板と称されるＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）からなる産業廃棄物をチップ状に粉砕したものにベントナイト（Bentonite）を含有する粘結材を撹拌混合し、加熱焼成処理して炭化物を得るＭＤＦ廃材の有用資源化方法にある。
なお、ベントナイトのゲル化を促進するために、必要に応じて水を添加するのが良い。
なお、ベントナイトのゲル化を促進するために、必要に応じて水を添加するのが良い。
このようにして得られた炭化物は、表面層がベントナイトによる多孔質セラミックスであり、内部が多孔質の活性炭からなる炭化物である。
請求項３記載に係る発明は、ＭＤＦ又はケイソウ土あるいは穀類の殻を細く粉砕したものを単独又は混合して用い、これにベントナイトを含有する粘結材を撹拌混合した後に加熱焼成して得られた炭化物を、枠材の両側に重ね合わせたパネル中空部に充填して得られることを特徴とする建築用パネル材である。
ＭＤＦ廃材をチップ化し、ベントナイトを含有する粘結材で混練した後に炭化して得られた炭化物は、多孔質で活性を有し、表面層がセラミックスで覆われているので難燃性を有するので、これを内蔵したパネル材は脱臭性、調湿性に優れた建築材になる。
なお、建築用パネル材としては適用する場合においては、ＭＤＦ廃材から得られるセラミックスコーティング炭化物のみならず、ケイソウ土や穀物の殻を原料とする炭化物を用いたパネル材でもよい。
ＭＤＦ廃材をチップ化し、ベントナイトを含有する粘結材で混練した後に炭化して得られた炭化物は、多孔質で活性を有し、表面層がセラミックスで覆われているので難燃性を有するので、これを内蔵したパネル材は脱臭性、調湿性に優れた建築材になる。
なお、建築用パネル材としては適用する場合においては、ＭＤＦ廃材から得られるセラミックスコーティング炭化物のみならず、ケイソウ土や穀物の殻を原料とする炭化物を用いたパネル材でもよい。
本発明においては、ＭＤＦ廃材をチップ化し、ベントナイトを含有する粘結材を混練被覆した後に、初期に加熱するだけでＭＤＦの接着剤の自燃作用により、その後にエネルギーを与えなくてもベントナイトのセラミックス化によるコーティング下で貧酸素化で燃焼が進行するので、木材繊維が炭化する際に優れた活性を有する多孔質となる。
よって、これによりＭＤＦ廃材の有用資源化が可能になる。
また、本発明による炭化物は表面層がセラミックス多孔質で内部が活性炭からなる複層構造なので難燃性を有するとともに、多孔性から土壌改良材（剤）、脱臭材（剤）、調湿材（剤）としての機能を有する。
よって、これによりＭＤＦ廃材の有用資源化が可能になる。
また、本発明による炭化物は表面層がセラミックス多孔質で内部が活性炭からなる複層構造なので難燃性を有するとともに、多孔性から土壌改良材（剤）、脱臭材（剤）、調湿材（剤）としての機能を有する。
本発明に係る炭化物は難燃性及び活性を有するので、これを内蔵したパネル材は建築資材としても優れる。
ＭＤＦとベントナイトを含有する粘結材を混練して、ロータリーキルン等の焼成炉やバッチ炉に投入して、特に密閉する必要もなく加熱して７００℃〜８００℃になるとその後は加熱しなくても炭化が進行する。
これは、表層部がベントナイトのセラミックス化により被覆された状態でＭＤＦの接着剤の自燃により、いわば、炭焼き釜状になり、炉を密閉しなくても炭化物になるものと推定される。
この際に、ＭＤＦは木材繊維が接着剤で固められた状態になっているので非常に多孔質の炭になる。
このようにして得られた炭化物の成分結果を図１の表に示し、外観参考写真を図２に示す。
なお、分析はＪＩＳ Ｒ２２１２耐火れんが及び耐火モルタルの化学分析法に準じた定量分析をした。
図１の表には本発明品の他に比較例としてウバメガシ白炭及びナラ黒炭の成分分析結果を示す。
従来の炭と比較して特徴的なのは、二酸化ケイ素が多く、また多種類の無機成分が含まれている点にある。
即ち、多孔質でありながら多くのミネラル分が含まれているので、土壌改良剤としての機能を有する。
また、表層がセラミックス層になっているので難燃性を有し、優れた建築材にもなる。
これは、表層部がベントナイトのセラミックス化により被覆された状態でＭＤＦの接着剤の自燃により、いわば、炭焼き釜状になり、炉を密閉しなくても炭化物になるものと推定される。
この際に、ＭＤＦは木材繊維が接着剤で固められた状態になっているので非常に多孔質の炭になる。
このようにして得られた炭化物の成分結果を図１の表に示し、外観参考写真を図２に示す。
なお、分析はＪＩＳ Ｒ２２１２耐火れんが及び耐火モルタルの化学分析法に準じた定量分析をした。
図１の表には本発明品の他に比較例としてウバメガシ白炭及びナラ黒炭の成分分析結果を示す。
従来の炭と比較して特徴的なのは、二酸化ケイ素が多く、また多種類の無機成分が含まれている点にある。
即ち、多孔質でありながら多くのミネラル分が含まれているので、土壌改良剤としての機能を有する。
また、表層がセラミックス層になっているので難燃性を有し、優れた建築材にもなる。
本発明に係るセラミックスコーティング炭化物を建築用パネル材に適用した例を図面に基づいて以下説明する。
図３に建物の模式的分解図を示す。
パネル材は、床材１、壁材２、屋根下材３等に使用される。
また、床板と基礎との間の空間部に本発明に係る炭化物を敷設してもよい。
このようなパネル材に脱臭効果を付与することで、ホルマリンの溶出等によるいわゆるシックハウス症候群の防止を図ることができる。
図３に建物の模式的分解図を示す。
パネル材は、床材１、壁材２、屋根下材３等に使用される。
また、床板と基礎との間の空間部に本発明に係る炭化物を敷設してもよい。
このようなパネル材に脱臭効果を付与することで、ホルマリンの溶出等によるいわゆるシックハウス症候群の防止を図ることができる。
パネル材への本発明に係るセラミックスコーティング炭化物の内蔵例を図４〜図６に示す。
図４に示すパネル材１０の例は、外パネル１１と、有孔内パネル１２の間に枠材１３を挟み込むようにして空間部１５を形成して本発明に係る炭化物を充填した不織布袋体１４を組み込む。
なお、室内側に配置した有孔パネルとしては、ベニア板、アルミ板等が例として挙げられる。
図４に示すパネル材１０の例は、外パネル１１と、有孔内パネル１２の間に枠材１３を挟み込むようにして空間部１５を形成して本発明に係る炭化物を充填した不織布袋体１４を組み込む。
なお、室内側に配置した有孔パネルとしては、ベニア板、アルミ板等が例として挙げられる。
図５に示すパネル材２０の例は、外パネル２１と内パネル２２の間に格子状の枠材２３を挟み込み、空間部２４を形成して炭化物を入れた袋体２５を組み込んだものである。
この場合にも室内側の内パネル２２には、孔を形成して通気性を確保している。
この場合にも室内側の内パネル２２には、孔を形成して通気性を確保している。
図６に示すパネル材３０は、アルミ製パネル材の例を示し、アルミ押出材等からなる左右の枠材３１、３１にアルミパネル材３３を順次嵌め込み、上枠３２で固定した例である。
この場合には、アルミパネル材３３の内部に本発明に係る炭化物が不織布袋等に詰めて充填され、通気性が確保されている。
なお、本発明に係るパネル材は内部にセラミックスコーティングＭＤＦ炭化物を充填した点にあり、パネルの構造は上記実施例に限定されない。
この場合には、アルミパネル材３３の内部に本発明に係る炭化物が不織布袋等に詰めて充填され、通気性が確保されている。
なお、本発明に係るパネル材は内部にセラミックスコーティングＭＤＦ炭化物を充填した点にあり、パネルの構造は上記実施例に限定されない。
１ 床パネル
２ 壁パネル
３ 屋根下パネル
１０ 建築用パネル材
１１ 外パネル
１２ 有孔内パネル
１３ 枠材
１４ 炭化物充填袋体
１５ パネル材の空間部
２０ 建築用パネル材
２１ 外パネル
２２ 内パネル
２３ 格子状の枠材
２４ パネルの空間部
２５ 炭化物を入れた袋体
３０ 建築用パネル材
３１ アルミ枠材
３２ アルミ上枠
３３ 炭化物充填アルミパネル
２ 壁パネル
３ 屋根下パネル
１０ 建築用パネル材
１１ 外パネル
１２ 有孔内パネル
１３ 枠材
１４ 炭化物充填袋体
１５ パネル材の空間部
２０ 建築用パネル材
２１ 外パネル
２２ 内パネル
２３ 格子状の枠材
２４ パネルの空間部
２５ 炭化物を入れた袋体
３０ 建築用パネル材
３１ アルミ枠材
３２ アルミ上枠
３３ 炭化物充填アルミパネル
Claims (3)
- ＭＤＦ（Medium Density Fiberboard）からなる産業廃棄物をチップ状に粉砕したものにベントナイト（Bentonite）を含有する粘結材を撹拌混合し、加熱焼成処理することで炭化物が得られることを特徴とするＭＤＦ廃材の有用資源化方法。
- ＭＤＦからなる産業廃棄物をチップ状に粉砕したものに、ベントナイトを含有する粘結材を撹拌混合した後に加熱焼成して得られることを特徴とする炭化物。
- ＭＤＦ又はケイソウ土あるいは穀類の殻を細く粉砕したものを単独又は混合して用い、これにベントナイトを含有する粘結材を撹拌混合した後に加熱焼成して得られた炭化物を、枠材の両側に重ね合わせたパネル中空部に充填して得られることを特徴とする建築用パネル材。
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