JP4065879B2

JP4065879B2 - 断熱材およびその製造方法

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Publication number: JP4065879B2
Application number: JP2005013271A
Authority: JP
Inventors: 敏夫石田; 泰弘神沢; 信彦吉田; 圭一高木
Original assignee: Kimura Chemical Plants Co Ltd
Current assignee: Kimura Chemical Plants Co Ltd
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: JP2006200234A

Description

本願発明は、断熱材およびその製造方法に関し、詳しくは、古紙または石膏ボードから分離した分離古紙を原料とする、難燃性、防虫性を備えた断熱材およびその製造方法に関する。

近年、住宅やオフィスなどの建物に断熱材を用いて、生活環境や作業環境の向上を図ったり、冷暖房の省エネルギーを図ったりすることが広く行われている。

このような断熱材として、例えば、ガラスウールなどの工業材料を用いた断熱材がある。しかしながら、ガラスウールなどの工業材料を利用した断熱材は、材料コストの割合が大きいため、さらに低コストの断熱材が求められている。
そして、そのような断熱材として、近年、新聞古紙を原料としたセルロース（ファイバー）断熱材が提案されるに至っている。

ところで、断熱材には、断熱性能の他に難燃性、防虫・防カビ性などが要求される。そのため、セルロース（ファイバー）断熱材に、難燃性、防虫・防かび性を付与する目的で、断熱材に、ホウ酸塩などのホウ素化合物を水溶液として添加することが行われている。しかし、ホウ素化合物の添加量は通常２０％以上とすることが必要となるため、薬剤コストの増大や、ホウ素化合物を水溶液として添加した場合の水分の除去に要する熱エネルギーコストの増大を招くというような問題点がある。

また、低コストの断熱材として、例えば、新聞紙などの古紙を粉砕したセルロースファイバーを酸素供給量を制限しながら炭化させた綿状の形態の断熱材も提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、この方法の場合、新聞紙などの古紙を粉砕したセルロースファイバーを酸素供給量を制限しながら炭化させるようにしているので、熱エネルギーが必要となったり、高精度の工程管理が必要となったりして、製造工程が複雑化するという問題点がある。
特開２００３−２５１６１６号公報

本願発明は、上記問題点を解決するものであり、複雑な製造工程を必要とせず、経済性に優れ、かつ、必要な難燃性、防虫・防カビ性を備えた断熱材および該断熱材を効率よく製造することが可能な断熱材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の断熱材は、
ドライベースの解繊古紙１００重量部と、
石膏二水塩５０〜１００重量部と、
ホウ素（Ｂ）として１〜３重量部のホウ素化合物と
を含有する断熱材であって、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、
ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、
ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を添加することにより、前記ホウ素（Ｂ）が１〜３重量部の割合で配合されており、
断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たし、かつ、
防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率；５０％以上の要件を満たすものであること
を特徴としている。

また、請求項２の断熱材は、請求項１記載の断熱材の発明の構成において、前記解繊古紙が、廃石膏ボードから分離された分離古紙を解繊した解繊古紙を含むものであることを特徴としている。

また、請求項３の断熱材は、請求項１または２記載の断熱材の発明の構成において、前記石膏二水塩が、廃石膏ボードから分離した廃石膏を含むものであることを特徴としている。

また、請求項４の断熱材は、請求項１〜３のいずれかに記載の断熱材の発明の構成において、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³の範囲にあることを特徴としている。

また、請求項５の断熱材は、請求項１〜４のいずれかに記載の断熱材の発明の構成において、長さおよび幅が５００mm以下、厚みが３０〜１００mmのマット状に成形されていることを特徴としている。

また、本願発明（請求項６）の断熱材の製造方法は、
断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たし、かつ、
防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率；５０％以上の要件を満たす断熱材を製造する方法であって、
ドライベースの古紙成分１００重量部に対し石膏二水塩が５０〜１００重量部の割合で添加された状態で古紙を乾式解繊する解繊工程と、
前記解繊工程において解繊された解繊古紙に、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、
ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、
ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を、解繊古紙中のドライベースの古紙成分１００重量部に対し、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるような割合で添加して混合する添加・混合工程と
を具備することを特徴としている。

また、本願発明（請求項７）の断熱材の製造方法は、
断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たし、かつ、
防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率；５０％以上の要件を満たす断熱材を製造する方法であって、
廃石膏ボードから分離した、ドライベースの古紙成分１００重量部に対し石膏二水塩を５０〜１００重量部の割合で含有する分離古紙を乾式解繊する解繊工程と、
前記解繊工程において解繊された解繊古紙に、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、
ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、
ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を、解繊古紙中のドライベースの古紙成分１００重量部に対し、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるような割合で添加して混合する添加・混合工程と
を具備することを特徴としている。

また、請求項８の断熱材の製造方法は、請求項６または７記載の断熱材の製造方法の発明の構成において、
前記乾式解繊を行った後の石膏二水塩を含む解繊古紙のカサ密度が、０．０２〜０．０４ｇ／cm³となるように前記乾式解繊を行うことを特徴としている。

また、請求項９の断熱材の製造方法は、請求項６〜８のいずれかに記載の断熱材の製造方法の発明の構成において、
前記乾式解繊を行うにあたって、
破砕後の紙片を通過させる通過孔として、直径が１５〜３０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた破砕機を用いて古紙の破砕を行った後、
解繊後の解繊古紙を通過させる通過孔として、直径が３〜１０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた乾式解繊機を用いて、前記破砕機により破砕された古紙の乾式解繊を行うこと、
を特徴としている。

また、請求項１０の断熱材の製造方法は、請求項６〜９のいずれかに記載の方法により製造された断熱材を、長さおよび幅が５００mm以下、厚みが３０〜１００mm、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³のマット状に成形することを特徴としている。

本願発明（請求項１）の断熱材は、ドライベースの解繊古紙１００重量部と、石膏二水塩５０〜１００重量部と、ホウ素（Ｂ）として１〜３重量部のホウ素化合物を含有しているので、低コストで、経済性に優れ、かつ、必要な難燃性、防虫・防カビ性を備えた断熱材を得ることが可能になる。
また、本願発明によれば、ＪＩＳＡ１４１２により測定した熱伝導率が約０．０３０kcal／mh℃である、良好な断熱性能を備え、かつ、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率が５０％以上である、優れた防虫性能を備えた断熱材を得ることができる。

すなわち、本願発明の断熱材は、石膏二水塩を５０〜１００重量部の割合で含有しており、この石膏二水塩が難燃性をもたらす機能の他に防虫効果をもたらす機能を果たすため、難燃性、防虫・防カビ性を付与するためのホウ素化合物の添加量を少なくすることが可能になる。
また、ホウ素化合物をホウ素（Ｂ）として１〜３重量部含有しているので、石膏二水塩によりもたらされる防火、防虫効果とあいまって、十分な難燃性、防虫・防カビ性を確保することが可能になる。

さらに、ホウ素化合物として、ホウ酸、ホウ砂、およびホウ酸カリウムを含有するものを用い、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％となるような割合で水に溶解した高濃度のホウ素化合物水溶液を添加するようにしているので、水分を除去するための乾燥工程を必要とすることなく、効率よく上述の効果を奏する断熱材を得ることが可能になる。

また、請求項２の断熱材のように、解繊古紙として、廃石膏ボードから分離された分離古紙を解繊した解繊古紙を含むものを用いるようにした場合、廃石膏ボードから分離した分離古紙が石膏成分を含有しているため、添加すべき石膏二水塩を不要にしたり、少なくしたりすることが可能になり、添加薬剤コストを大幅に減らして、経済性に優れた断熱材を得ることが可能になるとともに、廃石膏ボードから石膏を回収するために分離される分離古紙の有効利用を図ることが可能になる。
なお、廃石膏ボードから分離された分離古紙を解繊した解繊古紙は、通常、ドライベースの古紙成分１００重量部に対して、石膏二水塩５０〜１００重量部を含有しているので、解繊古紙として、廃石膏ボードから分離された分離古紙を解繊したものを主として用いるようにした場合、石膏二水塩を別途添加することが不要になる場合が多い。

また、請求項３のように、石膏二水塩として、廃石膏ボードから分離した廃石膏を含むものを用いることにより、さらに経済性に優れた断熱材を得ることが可能になる。
なお、請求項２の場合のように、廃石膏ボードから分離された分離古紙を用いるようにした場合、必然的に、廃石膏ボードから分離した廃石膏が断熱材を構成する石膏二水塩の主要部または全部として用いられることになる。

また、請求項４のように、カサ密度（見かけ密度）を０．０５〜０．１５ｇ／cm³の範囲とすることにより、必要な断熱性能を確実に発現させることが可能になる。
なお、本願発明の断熱材においては、石膏二水塩が上述のような割合で配合されているので、カサ密度が断熱性能を左右する支配的な条件となる場合には、使用時の充填密度を、含有石膏二水塩量に対応して調整することが望ましい。

また、請求項５の断熱材のように、長さおよび幅を５００mm以下、厚みを３０〜１００mmのマット状に成形することにより、施工性や保管性などを向上させることが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。

また、本願発明（請求項６）の断熱材の製造方法は、ドライベースの古紙成分１００重量部に対し石膏二水塩が５０〜１００重量部の割合で添加された状態で古紙を乾式解繊した後、解繊工程において解繊された解繊古紙に、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を、解繊古紙中のドライベースの古紙成分１００重量部に対し、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるような割合で添加して混合するようにしているので、解繊工程において、石膏二水塩をファイバー状の解繊古紙に効率よく分散、混合させることが可能になるとともに、その後に、ホウ素化合物水溶液の添加・混合工程でホウ素化合物水溶液を添加して混合するだけで、断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たすとともに、防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率：５０％以上の要件を満たす本願発明（請求項１）の断熱材を効率よく製造することが可能になる。

また、本願発明（請求項７）の断熱材の製造方法は、廃石膏ボードから分離した、ドライベースの古紙成分１００重量部に対し石膏二水塩を５０〜１００重量部の割合で含有する分離古紙を乾式解繊した後、解繊工程において解繊された解繊古紙に、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を、解繊古紙中のドライベースの古紙成分１００重量部に対し、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるような割合で添加して混合するようにしているので、別途石膏二水塩を添加することなく、廃石膏ボードから分離した分離古紙を乾式解繊した後、ホウ素化合物水溶液を添加して混合するだけで、断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たすとともに、防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率：５０％以上の要件を満たす本願発明（請求項２）の断熱材を効率よく製造することが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。

なお、廃石膏ボードから分離した分離古紙に残存する石膏二水塩の量は、廃石膏ボードを、石膏粉と石膏紙片（分離古紙）（７０〜２００mm平方程度の大きさ）に分離した段階で、ドライベースの古紙成分１００重量部に対して９０重量部程度となっており、例えば、これを破砕機と解繊機により乾式解繊してファイバー化した場合、解繊ファイバーに捕捉される石膏二水塩の量（付着量）は、ドライベースの古紙成分１００重量部に対して、７０〜８０重量部程度となる。

また、請求項８の断熱材の製造方法のように、乾式解繊を行った後の石膏二水塩を含む解繊古紙のカサ密度が、０．０２〜０．０４ｇ／cm³となるように乾式解繊を行うようにした場合、その後に、ドライベースの古紙成分１００重量部に対して、ホウ素（Ｂ）濃度が５〜８重量％のホウ素化合物水溶液を、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるように添加して混合することにより、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³の範囲にあって、必要な断熱性能を備えた断熱材を効率よく製造することが可能になる。

また、請求項９の断熱材の製造方法のように、乾式解繊を行うにあたって、破砕後の紙片を通過させる通過孔として、直径が１５〜３０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた破砕機を用いて古紙の破砕を行った後、解繊後の解繊古紙を通過させる通過孔として、直径が３〜１０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた乾式解繊機を用いて、破砕機により破砕された古紙の乾式解繊を行うようにした場合、ファイバー内に石膏二水塩を確実に保持させることが可能な、十分に解繊された解繊古紙を得ることが可能になり、本願発明を実効あらしめることができる。

また、請求項１０の断熱材の製造方法のように、請求項６〜９のいずれかに記載の方法により製造された断熱材を、長さおよび幅が５００mm以下、厚みが３０〜１００mm、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³のマット状に成形するようにした場合、施工性や保管性などに優れた断熱材を得ることが可能になり、本願発明をさらに実効あらしめることが可能になる。

以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

［断熱材の製造設備］
図１は本願発明の断熱材の製造方法を実施するために用いた製造設備の概略構成を示す図である。

なお、この実施例では、断熱材を製造するための古紙原料として、廃石膏ボードから分離された以下の組成を有する分離古紙を用いた。
（分離古紙の組成）
ドライベースの古紙成分：１００重量部（４４重量％）
石膏二水塩：９０重量部（４０重量％）
水分：３６重量部（１６重量％）

この実施例で用いた断熱材の製造設備は、図１に示すように、廃石膏ボードから分離された石膏二水塩が付着した分離古紙（古紙原料）を定量供給するための古紙原料供給部１と、古紙原料供給部１から定量供給された古紙原料を所定の大きさに破砕する破砕機２と、破砕機２により破砕された古紙片をファイバー状に解繊する乾式解繊機３と、ホウ素化合物を水に溶解してホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）を調製するためのホウ素化合物溶解槽４と、乾式解繊機３で乾式解繊された石膏二水塩を含有する解繊古紙に、ホウ素化合物溶解槽４でホウ素化合物を水に溶解することにより調製したホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）を添加して混合する添加・混合手段５と、解繊古紙にホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）を添加・混合したファイバー状の混合物（断熱材）を受けるストック槽６とを備えている。

また、この実施例では、破砕機２として、破砕後の紙片を通過させる通過孔として、直径が２０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた破砕機を用いている。

また、乾式解繊機３として、解繊後の解繊古紙を通過させる通過孔として、直径が７mmの通過孔を有するスクリーンを備えた乾式解繊機を用いている。

さらに、この実施例では、ホウ素化合物溶解槽４において、ホウ素化合物として、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、およびホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、それぞれ、
１）ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％
２）ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％
３）ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
の割合で、かつ、上記の順に、約５０℃の水に溶解することにより、難燃・防虫剤水溶液（ホウ素化合物水溶液）とした。

この難燃・防虫剤水溶液（ホウ素化合物水溶液）において、ホウ素化合物の合計濃度（すなわち、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、およびホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）の濃度の合計値）は４０重量％とした。なお、この難燃・防虫剤水溶液（ホウ素化合物水溶液）中のホウ素（Ｂ）の含有率は７．７重量％である。
この難燃・防虫剤水溶液（ホウ素化合物水溶液）は３０℃以上の温度に保温し、撹拌することによりホウ素化合物の析出のない水溶液状態に保持することができた。

［断熱材の製造方法］
次に、上記設備を用いて断熱材を製造する方法について説明する。

(１)まず、古紙原料供給部１より、廃石膏ボードから分離された石膏二水塩が付着した分離古紙（古紙原料）を破砕機２に定量供給し、所定の大きさ（例えば、２０mm平方程度の大きさ）に破砕する。

(２)それから、破砕された分離古紙（古紙原料）を乾式解繊機３に供給し、石膏二水塩が付着した状態のまま乾式解繊を行いファイバー状に解繊する。このとき、石膏二水塩は、十分に解繊されてファイバー状になった解繊古紙にからむように保持されるが、石膏二水塩の一部はファイバー状になった解繊古紙から脱落（粉落ち）する。
なお、解繊工程において解繊古紙から脱落（粉落ち）した石膏二水塩は分離して、断熱材原料として循環使用したり、石膏ボードの原料としてリサイクルしたりすることができる。
また、乾式解繊を行った後の石膏二水塩を含む解繊古紙のカサ密度（見かけ密度）が、０．０２〜０．０４ｇ／cm³となるように乾式解繊を行うことにより、その後に、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）を添加して混合するだけで、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³の範囲にあって、必要な断熱性能を備えた断熱材を効率よく製造することが可能になる。

(３)それから、ファイバー状の、石膏二水塩を含む解繊古紙を添加・混合手段５に送り、ホウ素化合物溶解槽４において調製した、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、およびホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を合計で４０重量％（ホウ素（Ｂ）として７．７重量％）含有するホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）を、解繊工程で解繊した石膏二水塩を含む解繊古紙に、外掛けで３重量％、７重量％、１０重量％となるように添加し、混合する。

なお、このときのホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量は、ドライベースの解繊古紙（石膏二水塩を含まない）１００重量部に対して、ホウ素（Ｂ）の添加量が０．４８重量部、１．１１重量部、および１．５９重量部となるような条件である。

これにより、ドライベースの解繊古紙（古紙成分）１００重量部に対し、石膏二水塩約７０重量部と、ホウ素（Ｂ）として０．４８重量部、１．１１重量部、および１．５９重量部のホウ素化合物が配合された断熱材が得られる。

この断熱材は、図１に示すように、ストック槽６に保管し、必要に応じて、圧縮梱包器７で圧縮梱包して製品としたり、場合によっては、成形機８により、長さおよび幅が５００mm以下、厚みが３０〜１００mm、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³のマット状に成形して製品（成形品）としたりすることが可能である。

［断熱材の特性］
上記実施例において、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の割合（すなわち、ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、およびホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）の合計量）が、外掛けで、３重量％、７重量％、１０重量％となるように、解繊古紙に添加し、均一に混合した断熱材（試料）について、防虫試験および防火試験を行った。

防虫試験は、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法に準じて行った。
すなわち、長さ１００mm、内径２０mm、肉厚１mmのガラス管の一方に粘着テープを貼り付け、誘引用ダニ未接種培地０．０１ｇを均一に広げて付着させた後、この端から５mmの厚さにダニ計数用綿０．０２５ｇを入れ、さらに０．４ｇの防ダニ加工試料を２０mmの厚さに詰め込み、合計の厚さを２５mmとした。

それから、ガラス管のもう一方の端から約４０mmまでの間に生存ダニ数１００００匹を含む量のダニ培地を入れて、１００mm×１００mm程度に裁断した高密度織物で口を塞いで輪ゴムで固定し、飽和食塩水の入った食品保存用プラスチック容器に入れ、密封した。

次に、この食品保存用プラスチック容器を全暗状態の恒温器中に静置し、２５℃、７５％ＲＨの条件下に４８時間静置後、誘引ダニ（粘着テープと誘引用のダニ未接種培地、およびダニ計数用綿の部分が対象）の全生存ダニ数を計数し、忌避率を算出した。なお、忌避率（％）は、｛（対照区の浸入ダニ数−試験区のダニ数）／（対照区の浸入ダニ数）｝×１００の式より求めた。

また、防火試験は、ファイバー状の断熱材をかご状の容器に詰め、１５秒間加熱して着火させた後、自己消火するまでの時間を調べることにより行った。
防虫試験の結果を表１に示し、防火試験の結果を表２に示す。

なお、表１および表２におけるホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量の欄の、外掛け（重量％）の値は、解繊工程で解繊された解繊古紙に対する外掛けの添加量の値であり、また、ホウ素重量部の値は、ドライベースの古紙成分１００重量部に対するホウ素（Ｂ）の添加量の値である。

上記の防虫試験においては、忌避率が５０％以上の場合忌避効果があるとされているが、表１に示すように、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量が３重量％、７重量％、１０重量％のいずれの場合にも忌避率が５０％以上となっており、本願発明の断熱材が防虫性能を有していることが確認された。また、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量を７重量％以上（ドライベースの古紙成分に１００重量部に対して、ホウ素として1．０５重量部以上）とすることにより防虫性能をさらに向上させることが可能になることが確認された。
なお、表１に示したホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）を添加した各試料については、防カビ性を備えていることも確認されている。

また、防火試験の結果に関しては、表２に示すように、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量が３重量％の場合には、自己消火までに１００秒以上を要したが、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量が７重量％の場合には自己消火時間が５０秒、１０重量％の場合には自己消火時間が２５秒と短くなっており、良好な防火特性が得られることが確認された。

したがって、通常の使用の場合には、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量を３重量％程度とすることも可能であるが、防虫性能および防火性の両方を重視する見地からは、ホウ素化合物水溶液（難燃・防虫剤水溶液）の添加量を７重量％以上とすることが好ましく、１０重量％程度（ドライベースの古紙成分に１００重量部に対して、ホウ素として１．５９重量部程度）まで増加することがさらに好ましい。
なお、ドライベースの古紙成分１００重量部に対して、ホウ素を３重量部程度まで増やすことにより、防虫、防火性能をさらに向上させることが可能であるが、それ以上にホウ素の割合を増やしても、いたずらに薬剤コストの増大を招くことになるため、本願発明においては、ホウ素の配合割合を、ドライベースの古紙成分に１００重量部に対して、１〜３重量部の範囲とすることが望ましい。

また、表１および２に示した各試料については、カサ密度（見かけ密度）を０．０５〜０．１５ｇ／cm³の範囲とすることにより、必要な断熱性能（ＪＩＳＡ１４１２の熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃）が得られることが確認されている。

なお、上記実施例では、古紙原料として、廃石膏ボードから分離された、石膏二水塩を含有する分離古紙を用いる場合を例にとって説明したが、石膏二水塩を含有しない新聞紙などの古紙を用いることも可能であり、その場合は必要な量の石膏二水塩を解繊工程で添加することにより、上記実施例で製造した断熱材と同等の断熱材を得ることができる。

本願発明はさらにその他の点においても、上記実施例に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。

本願発明によれば、複雑な製造工程を必要とせず、経済性に優れ、かつ、必要な難燃性、防虫・防カビ性を備えた断熱材を効率よく製造することが可能になるとともに、資源のリサイクルを図ることが可能になる。
したがって、本願発明は、古紙を利用した断熱材およびその製造に関する分野に広く利用することが可能である。

本願発明の断熱材の製造方法を実施するために用いた製造設備の概略構成を示す図である。

符号の説明

１古紙原料供給部
２破砕機
３乾式解繊機
４ホウ素化合物溶解槽
５添加・混合手段
６ストック槽
７圧縮梱包器
８成形機

Claims

(ａ)ドライベースの解繊古紙１００重量部と、
(ｂ)石膏二水塩５０〜１００重量部と、
(ｃ)ホウ素（Ｂ）として１〜３重量部のホウ素化合物と
を含有する断熱材であって、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、
ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、
ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を添加することにより、前記ホウ素（Ｂ）が１〜３重量部の割合で配合されており、
断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たし、かつ、
防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率；５０％以上の要件を満たすものであること
を特徴とする断熱材。
前記解繊古紙が、廃石膏ボードから分離された分離古紙を解繊した解繊古紙を含むものであることを特徴とする請求項１記載の断熱材。
前記石膏二水塩が、廃石膏ボードから分離した廃石膏を含むものであることを特徴とする請求項１または２記載の断熱材。
カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の断熱材。
長さおよび幅が５００mm以下、厚みが３０〜１００mmのマット状に成形されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の断熱材。
断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たし、かつ、
防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率；５０％以上の要件を満たす断熱材を製造する方法であって、
ドライベースの古紙成分１００重量部に対し石膏二水塩が５０〜１００重量部の割合で添加された状態で古紙を乾式解繊する解繊工程と、
前記解繊工程において解繊された解繊古紙に、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、
ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、
ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を、解繊古紙中のドライベースの古紙成分１００重量部に対し、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるような割合で添加して混合する添加・混合工程と
を具備することを特徴とする断熱材の製造方法。
断熱性能として、熱伝導率：約０．０３０kcal／mh℃の要件を満たし、かつ、
防虫性能として、インテリアファブリクス性能評価協議会指定のガラス管法Ｂ法による忌避率；５０％以上の要件を満たす断熱材を製造する方法であって、
廃石膏ボードから分離した、ドライベースの古紙成分１００重量部に対し石膏二水塩を５０〜１００重量部の割合で含有する分離古紙を乾式解繊する解繊工程と、
前記解繊工程において解繊された解繊古紙に、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）、ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）、および、ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）を、
ホウ酸（Ｈ₃ＢＯ₃）：７重量％、
ホウ砂（Ｂ₅Ｏ₈・４Ｈ₂Ｏ）：１３重量％、
ホウ酸カリウム（Ｋ₂Ｂ₄Ｏ₇）：２０重量％
となるような割合で水に溶解したホウ素化合物水溶液を、解繊古紙中のドライベースの古紙成分１００重量部に対し、ホウ素（Ｂ）の添加量が１〜３重量部となるような割合で添加して混合する添加・混合工程と
を具備することを特徴とする断熱材の製造方法。
前記乾式解繊を行った後の石膏二水塩を含む解繊古紙のカサ密度が、０．０２〜０．０４ｇ／cm³となるように前記乾式解繊を行うことを特徴とする請求項６または７記載の断熱材の製造方法。
前記乾式解繊を行うにあたって、
破砕後の紙片を通過させる通過孔として、直径が１５〜３０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた破砕機を用いて古紙の破砕を行った後、
解繊後の解繊古紙を通過させる通過孔として、直径が３〜１０mmの通過孔を有するスクリーンを備えた乾式解繊機を用いて、前記破砕機により破砕された古紙の乾式解繊を行うこと、
を特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の断熱材の製造方法。
請求項６〜９のいずれかに記載の方法により製造された断熱材を、長さおよび幅が５００mm以下、厚みが３０〜１００mm、カサ密度が０．０５〜０．１５ｇ／cm³のマット状に成形することを特徴とする断熱材の製造方法。