JP5170512B2

JP5170512B2 - 生分解性断熱材とその成型体およびそれらの製造方法並びにそれらの製造方法を用いた植物育成材と肥料材

Info

Publication number: JP5170512B2
Application number: JP2007141903A
Authority: JP
Inventors: 詔雄大友; 祥太大友; 良忠後藤; 清赤尾; 衛板橋; 琢夫笹田; 治山本
Original assignee: 株式会社Ｎｅｒｃ; ホーマテルムゲーエムベーハー
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: JP2008296395A

Description

本発明は、生分解性断熱材とその成型体およびそれらの製造方法並びにそれらの製造方法を用いた植物育成材と肥料材に関するものである。

一般に、木質繊維板には、木質繊維と結合材とサイズ剤とを水に分散させたスラリーを、製紙と同様の湿式プロセスで抄造により製造する密度３５０Kg/m^３未満の軟質繊維板（インシュレーションボード）や、木質繊維にメラミン系樹脂結合材と撥水剤を含有する水溶液を噴霧して付着させ加熱プレスにより乾式プロセスで製造される中密度繊維板（ＭＤＦ）や、更に高圧で加熱プレスして成形される密度８００Kg/m^３以上の硬質繊維板（ハードボード）が知られており、建築部材や家具調度品に用いられている。係る木質繊維板の製造技術において、近年、省エネ・コストダウン、防火性、防虫性、シックハウス対策、リサイクル環境対策に関係した数多くの改良技術が公開されている。

従来の中密度繊維板では、木質繊維と熱可塑性樹脂との結合からなる混合物をマット状に成形し、結合材を融点以上の温度で熱融着させ、低密度化と省エネによるコストダウンを図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、従来、中密度繊維板に難燃性と防虫性を付与するため、フェノール樹脂にポリエチレングリコール、トリアゾール防蟻剤、リン酸アンモンニウム塩を配合した水溶液を中密度繊維板に含浸処理するものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、従来、廃棄処分されていた使用済み木質繊維板を破砕処理して、密度５０ないし２５０Kg/m^３、繊維長０．０１ないし２０mmの再生原料とし、中密度繊維板の原料の一部として用いるものが知られている（例えば、特許文献３参照。）。また、従来、平均繊維長５〜１００mmのセルロース系繊維とポリ乳酸樹脂とを混合して得られる不織布を積層し、目付４００〜２５０００g/m^２、厚み２〜５０mmの生分解性中密度繊維板を製造するものが知られている（例えば、特許文献４参照。）。
特開２００１−３３４５１０号公報（第２−３頁、第１図）特開２００２−３３７１１６号公報（第３−４頁）特開２００３−３１１７１７号公報（第３−４頁）特開２００６−２８９７６９号公報（第８頁）

しかしながら、上記従来の木質繊維板では、例えば、特許文献１に記載の木質繊維板では、プレスしないでフォーミングするので低密度（０．０３〜０．０８g/cm^３）とすることができる反面、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防虫性、生分解性に欠けるという問題があった。また、特許文献２および３に記載の木質繊維板では、難燃性と防虫性、防腐性は得られるものの、シックハウス発生の虞があり生分解性に欠けるという問題がある。さらに、特許文献４に記載の木質繊維板では、防火性、耐火性、防虫性、軽量弾力性に欠けるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、乾式プロセスと半乾式プロセスによって製造される断熱材と同じ密度の範囲を確保する一方、湿式プロセスでは実現できない特性、すなわち、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防蟻性、断熱性および調湿性の性能向上を図るとともに、シックハウスの発生を抑制し環境への負荷軽減を図ることができる生分解性断熱材とその成型体およびそれらの製造方法並びにそれらの製造方法を用いた植物育成材と肥料材を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る生分解性断熱材の製造方法は、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m ^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、チップ加工された原料に難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料を解繊する第３の工程と、解繊された繊維原料に繊維状の生分解性結合材を投入して分散させ混合させる第４の工程と、分散混合された繊維を集綿し面状に積層して乾式成形する第５の工程と、成形された繊維を圧縮して乾式成形する第６の工程と、圧縮された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第７の工程と、加湿されて加熱成形された繊維を乾燥させて加熱し乾式成形する第８の工程とを有するようにしたものである。

本発明の請求項１に係る生分解性断熱材の製造方法では、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m ^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、チップ加工された原料に難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料を解繊する第３の工程と、解繊された繊維原料に繊維状の生分解性結合材を投入して分散させ混合させる第４の工程と、分散混合された繊維を集綿し面状に積層して乾式成形する第５の工程と、成形された繊維を圧縮して乾式成形する第６の工程と、圧縮された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第７の工程と、加湿されて加熱成形された繊維を乾燥させて加熱し乾式成形する第８の工程とを有するようにしたことにより、主要成分が、木質繊維、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤および生分解性結合材をそれぞれ所定の比率で含み、かつ所定の密度とするマット状生分解性断熱材が製造される。この生分解性断熱材は、低密度でありながら、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防蟻性、断熱性および調湿性の各性能が向上し、さらに、シックハウスの発生を抑制し環境への負荷軽減を図ることができる。すなわち、生分解性断熱材を、断熱材や防音材として用いると、低密度で弾力性を有するとともに、熱伝導率および温度伝導率が低く、ガラスウール等の無機短繊維や押出発泡ポリスチレン等の発泡プラスチックの断熱材に比較して断熱性能と防音性能とが向上する。生分解性断熱材を建築材として用いると、火熱を受けて着火しても木質繊維は表面が炭化して炭化断熱層を形成するため、防火性能および耐火性能が向上する。生分解性断熱材を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、未使用または使用済みの生分解性断熱材を、施肥マットとして用いることができる。

また、請求項２に係る生分解性断熱材の製造方法は、第３の工程で、粉末状生分解性結合材を所定の重量比で投入するようにしたものである。

さらに、請求項３に係る生分解性断熱材の製造方法は、第３の工程後、解繊処理された原料の含水率を１５wt％前後となるよう含水率をコントロールして調湿するようにしたものである。

請求項４に係る生分解性断熱材の製造方法は、第８の工程後、乾燥されて加熱成形された繊維を調湿養生するようにしたものである。

請求項５に係る生分解性断熱材の製造方法は、第８の工程で、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させるとともに高圧で圧縮するようにしたものである。
請求項５に係る生分解性断熱材の製造方法では、第８の工程で、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させるとともに高圧で圧縮するようにしたことにより、ボード状生分解性断熱材が製造される。

請求項６に係る生分解性断熱材の製造方法は、第８の工程で、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させるとともに、繊維両面のうち少なくともいずれか一方を所定の密度に高めるよう圧縮し繊維内密度を異ならせるようにしたものである。

請求項６に係る生分解性断熱材の製造方法では、第８の工程で、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させるとともに、繊維両面のうち少なくともいずれか一方を所定の密度に高めるよう圧縮し繊維内密度を異ならせるようにしたことにより外側の密度を高めると、外側面の防火性、耐火性、機械的強度、表面平滑性、断熱性が向上する。

請求項７に係る生分解性断熱材の製造方法は、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m ^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料に繊維状の生分解性結合材を投入して混合し、解繊する第３の工程と、解繊された原料に抄造処理を行い、フェルト状に成形する第４の工程と、フェルト状に成形された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第５の工程とを有するようにしたものである。

請求項７に係る生分解性断熱材の製造方法では、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m ^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料に繊維状の生分解性結合材を投入して混合し、解繊する第３の工程と、解繊された原料に抄造処理を行い、フェルト状に成形する第４の工程と、フェルト状に成形された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第５の工程とを有するようにしたことにより、製造された生分解性断熱材はフェルト状に成型される。フェルト状に成型された生分解性断熱材は、薄い厚みで断熱性能と防音性能とを確保した上で、柔軟性を向上させることができ、ロール巻きすることができ、施工性が向上する。

請求項８に係る生分解性断熱材の製造方法は、第５の工程後、乾燥されて加熱成形された繊維を調湿養生するようにしたものである。

請求項９に係る生分解性断熱材の製造方法は、第５の工程後、乾燥されて加熱成形された繊維両面のうち少なくともいずれか一方に生分解性不織布を重ねてニードルパンチ加工を行うようにしたものである。

請求項１０に係る生分解性断熱材の製造方法は、第４の工程の抄造処理が、繊維原料を空気中に分散させて乾式抄造するエアーレイド処理により行われるようにしたものである。

請求項１０に係る生分解性断熱材の製造方法では、第４の工程の抄造処理が、繊維原料を空気中に分散させて乾式抄造するエアーレイド処理により行われることにより、従来の湿式抄造に比較して乾燥工程を省略することができ、製造効率が向上する。

請求項１１に係る生分解性断熱材の製造方法は、第４の工程により得られたフェルト状繊維を、単層または複層に積層し、第５の工程で、単層または複層に成形されたフェルト状繊維を重ね合わせ加湿して加圧し半乾式成形し、第５の工程後、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させ乾式成形し、立体形状にプレス加工するようにしたものである。

請求項１１に係る生分解性断熱材の製造方法では、第４の工程により得られたフェルト状繊維を、単層または複層に積層し、第５の工程で、単層または複層に成形されたフェルト状繊維を重ね合わせ加湿して加圧し半乾式成形し、第５の工程後、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させ乾式成形し、立体形状にプレス加工するようにしたことにより、厚さが異なったり複雑な形状の取り付け場所であってもプレスによりフェルト状生分解性断熱材を自在な形状に成型することができるスタンパブル成形により、自動車の内装材やフロアーインシュレーター等の多種の施工対象に用いることができる。

請求項１２に係る生分解性断熱材の成型体の製造方法は、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造された生分解性断熱材を所望の寸法にカットし、成型体に成形するようにしたものである。

請求項１２に係る生分解性断熱材の成型体の製造方法では、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造された生分解性断熱材を所望の寸法にカットし、成型体に成形するようにしたことにより、主要成分が、木質繊維、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤および生分解性結合材をそれぞれ所定の比率で含み、かつ所定の密度とする生分解性断熱材の成型体が製造される。この生分解性断熱材の成型体は、低密度でありながら、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防蟻性、断熱性および調湿性の各性能が向上し、さらに、シックハウスの発生を抑制し環境への負荷軽減を図ることができる。すなわち、生分解性断熱材の成型体を、断熱材や防音材として用いると、低密度で弾力性を有するとともに、熱伝導率および温度伝導率が低く、ガラスウール等の無機短繊維や押出発泡ポリスチレン等の発泡プラスチックの断熱材に比較して断熱性能と防音性能とが向上する。生分解性断熱材の成型体を建築材として用いると、火熱を受けて着火しても木質繊維は表面が炭化して炭化断熱層を形成するため、防火性能および耐火性能が向上する。生分解性断熱材の成型体を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、未使用または使用済みの生分解性断熱材の成型体を、施肥マットとして用いることができる。

請求項１３に係る生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材は、木質繊維が、木材チップまたは靱皮チップのうち少なくともいずれか一方を蒸煮して解繊した平均繊維径１mm以下でかつ平均繊維長２０mm以下の繊維であるようにしたものである。

請求項１４に係る生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材は、木材チップが、針葉樹、広葉樹、間伐材または廃棄木材のうちいずれかを用いるようにしたものである。

請求項１５に係る生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材は、難燃防蟻剤が、ホウ素系化合物とリン系化合物との混合物からなるようにしたものである。

請求項１６に係る生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材は、生分解性結合材が、熱水可溶性ポリビニルアルコール、澱粉、カルボキシメチルセルロースまたはキトサンのうち少なくともいずれか１を含む素材と、生分解性ポリオレフィン、ポリエステルまたはカプロラクタムのうち少なくともいずれか１を含む素材とからなり、平均繊維径が１mm以下か、繊度が１０dtex以下かまたは繊維長が２０mm以下の繊維であるようにしたものである。

請求項１７に係る生分解性断熱材の成型体は、請求項１３ないし１６のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材を、マット状、ボード状またはフェルト状のうちいずれか１に成型してカットしてなるようにしたものである。

請求項１７に係る生分解性断熱材の成型体では、請求項１３ないし１６のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材を、マット状、ボード状またはフェルト状のうちいずれか１に成型してカットしてなることにより、いずれかの形状に成型された成型体を、断熱材や防音材として用いると、低密度で弾力性を有するとともに、熱伝導率および温度伝導率が低く、ガラスウール等の無機短繊維や押出発泡ポリスチレン等の発泡プラスチックの断熱材に比較して断熱性能と防音性能とが向上する。成型体を建築材として用いると、火熱を受けて着火しても木質繊維は表面が炭化して炭化断熱層を形成するため、防火性能および耐火性能が向上する。成型体を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、未使用または使用済みの成型体を、施肥マットとして用いることができる。

請求項１８に係る生分解性断熱材の成型体は、生分解性断熱材の成型体を、中心層とこの中心層の両外側層のうち少なくともいずれか一方を中心層と密度を異ならせて構成したものである。

請求項１８に係る生分解性断熱材の成型体では、生分解性断熱材の成型体を、中心層とこの中心層の両外側層のうち少なくともいずれか一方を中心層と密度を異ならせて構成したことにより、成型体は密度に応じた性能が発揮されるとともに軽量化される。

請求項１９に係る生分解性断熱材の成型体は、成型体の外側層を中心層に対して高密度に加工し、成型体の平均密度を１００ないし３００Kg/m ^３としたものである。

請求項１９に係る生分解性断熱材の成型体では、成型体の外側層を中心層に対して高密度に加工し、成型体の平均密度を１００ないし３００Kg/m ^３としたことにより、成型体は外側が高密度となるので、外側に所望の性能を確保して軽量化される。

請求項２０に係る生分解性断熱材の成型体は、成型体には、側面に凹または凸の実加工が施されるようにしたものである。
請求項２０に係る生分解性断熱材の成型体では、成型体には、側面に凹または凸の実加工が施されるようにしたことにより、成型体同士、面接続がし易くなり施工性が向上する。

請求項２１に係る生分解性断熱材の成型体は、成型体をフェルト状に成型して構成し、このフェルト状成型体を、繊維目付１００g/m ^２以下の生分解性不織布を片面または両面のいずれかに重ねてニードルパンチ加工したしたものである。
請求項２１に係る生分解性断熱材の成型体では、成型体をフェルト状に成型して構成し、このフェルト状成型体を、繊維目付１００g/m ^２以下の生分解性不織布を片面または両面のいずれかに重ねてニードルパンチ加工したことにより、成型体は薄い厚みで断熱性能と防音性能とを確保した上で、柔軟性を向上させることができ、ロール巻きすることができ、施工性が向上する。

請求項２２に係る植物育成材は、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして植物育成床に用いるようにしたものである。

請求項２２に係る植物育成材では、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして植物育成床に用いるようにしたことにより、内部に通気空間を確保し、かつ保水性も確保することができるだけでなく、無菌状態で肥料成分が水に溶け出すので、苗を健全にかつ良好に育成させることができる。

請求項２３に係る肥料材は、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして施肥マットに用いるようにしたものである。

請求項２３に係る肥料材では、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして施肥マットに用いるようにしたことにより、肥料材を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、肥料材が地面に投入されると、肥料成分が土壌に溶け出し、時間の経過とともに分解される。

本発明に係る生分解性断熱材の製造方法は、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m ^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、チップ加工された原料に難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料を解繊する第３の工程と、解繊された繊維原料に繊維状の生分解性結合材を投入して分散させ混合させる第４の工程と、分散混合された繊維を集綿し面状に積層して乾式成形する第５の工程と、成形された繊維を圧縮して乾式成形する第６の工程と、圧縮された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第７の工程と、加湿されて加熱成形された繊維を乾燥させて加熱し乾式成形する第８の工程とを有するようにしたので、主要成分が、木質繊維、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤および生分解性結合材をそれぞれ所定の比率で含み、かつ所定の密度とする生分解性断熱材が製造される。この生分解性断熱材は、低密度でありながら、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防蟻性、断熱性および調湿性の各性能が向上し、さらに、シックハウスの発生を抑制し環境への負荷軽減を図ることができる。つまり、従来の無機短繊維や発泡プラスチックに比較して断熱性と吸音性とが高く、しかも外観が平滑で、柔軟性が高く、弾力性に富むとともにハンドリング性の良好な製品が得られる。このため、遮音性および衝撃音に対する防音性が向上し、特に、低周波での防音効果が高くなる。また、火熱を受けても表面に炭化断熱層が形成され耐火性能が向上する。さらに、生分解性断熱材を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、未使用または使用済みの生分解性断熱材を、施肥マットとして用いると、防蟻性を発揮するとともに、肥料成分が溶け出すので、植物の生育を助け、しかも、時間の経過とともに生分解されるので、環境への負荷が軽減される。

また、本発明に係る生分解性断熱材の成型体は、請求項１３ないし１６のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を、マット状、ボード状またはフェルト状のうちいずれか１に成型してカットしてなるので、従来の無機短繊維や発泡プラスチックの成型体に比較して断熱性と吸音性とが高く、しかも外観が平滑で、柔軟性が高く、弾力性に富むとともにハンドリング性の良好な製品が得られる。このため、遮音性および衝撃音に対する防音性が向上し、特に、低周波での防音効果が高くなる。また、火熱を受けても表面に炭化断熱層が形成され耐火性能が向上する。さらに、成型体を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、未使用または使用済みの成型体を、施肥マットとして用いると、防蟻性を発揮するとともに、肥料成分が溶け出すので、植物の生育を助け、しかも、時間の経過とともに生分解されるので、環境への負荷が軽減される。

さらに、本発明に係る植物育成材は、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして植物育成床に用いるようにしたので、苗を健全にかつ良好に育成させることができる。

本発明に係る肥料材は、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造された生分解性断熱材を所定の寸法にカットして施肥マットに用いるようにしたので、蟻の害を防いで、植物を健全にかつ良好に育成させることができるとともに、時間の経過とともに分解されるので、環境への負荷を軽くすることができる。

本発明に係る生分解性断熱材の製造方法は、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料に繊維状の生分解性結合材を投入して混合し、解繊する第３の工程と、解繊された原料に抄造処理を行い、フェルト状に成形する第４の工程と、フェルト状に成形された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第５の工程とを有するようにしたので、主要成分が、木質繊維、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤および生分解性結合材をそれぞれ所定の比率で含み、かつ所定の密度とするフェルト状生分解性断熱材が製造される。フェルト状に成型された生分解性断熱材は、薄い厚みで断熱性能と防音性能とを確保した上で、柔軟性を向上させることができ、ロール巻きすることができ、施工性が向上する。

本発明に係る生分解性断熱材の成型体の製造方法は、請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造された生分解性断熱材を所望の寸法にカットし、成型体に成形するようにしたので、主要成分が、木質繊維、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤および生分解性結合材をそれぞれ所定の比率で含み、かつ所定の密度とする生分解性断熱材の成型体が製造される。この生分解性断熱材の成型体は、低密度でありながら、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防蟻性、断熱性および調湿性の各性能が向上し、さらに、シックハウスの発生を抑制し環境への負荷軽減を図ることができる。つまり、従来の無機短繊維や発泡プラスチックの成型体に比較して断熱性と吸音性とが高く、しかも外観が平滑で、柔軟性が高く、弾力性に富むとともにハンドリング性の良好な製品が得られる。このため、遮音性および衝撃音に対する防音性が向上し、特に、低周波での防音効果が高くなる。また、火熱を受けても表面に炭化断熱層が形成され耐火性能が向上する。さらに、生分解性断熱材の成型体を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、未使用または使用済みの生分解性断熱材の成型体を、施肥マットとして用いると、防蟻性を発揮するとともに、肥料成分が溶け出すので、植物の生育を助け、しかも、時間の経過とともに生分解されるので、環境への負荷が軽減される。

乾式プロセスと半乾式プロセスにより製造される断熱材と同じ低密度の範囲で、かつ、湿式プロセスによる断熱材にない特性、例えば、弾力性、機械的強度、防音性、防火性、耐火性、防蟻性を付与し、しかも、断熱性、調湿性、シックハウス抑制の向上と環境負荷軽減を図るという目的を、主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、生分解性結合材を投入して蒸煮し解繊する第３の工程と、蒸煮解繊された繊維の含水率をコントロールして調湿を行う第４の工程と、繊維状の生分解性結合材を投入して分散させ混合させる第５の工程と、分散混合された繊維を集綿し面状に積層して乾式成形する第６の工程と、成形された繊維を圧縮して乾式成形する第７の工程と、圧縮された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第８の工程と、加湿されて加熱成形された繊維を乾燥させて加熱し乾式成形する第９の工程と、乾燥されて加熱成形された繊維を調湿養生する第１０の工程とを有する製造方法により製造される生分解性断熱材を得ることにより実現した。

以下、図面により本発明について説明する。本発明の生分解性断熱材に用いられる木質繊維は、まず、木片をチップ加工したチップ片を使用する。木片は、エゾ松、トド松、唐松、杉、トウヒ等の針葉樹や、ブナ、カエデ、クヌギなどの広葉樹、またはこれらの間伐材や廃棄木材、竹、麻などの靭皮類を、長さ１０〜３０mm、巾５〜１５mm、厚み２〜５mmの薄片状に切断して破砕されたものが用いられる（図１のステップＳ１（第１の工程）参照）。これらチップ片は、一種を単独で、あるいは二種以上を混合して用いてもよい。

次に、これらチップ片には、肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤を所定の重量比で投入して難燃防蟻処理を行う（図１のステップＳ２（第２の工程）参照）。肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤は、ホウ素系化合物とリン系化合物の混合物から構成される。すなわち、ステップＳ２では、これらチップ片を、ホウ素系化合物とリン系化合物とからなる水溶液または懸濁液に、常温〜８０℃の温度で２〜２４時間浸漬処理する。上述のように肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤は、ホウ素系化合物とリン系化合物の混合物から構成されるが、具体的には、ホウ酸、ホウ砂、ホウ珪酸塩、ポリ燐酸アンモニウム、燐酸二水素アンモニウム、燐酸マグネシウム、燐酸カリウムおよび、溶解助剤としての亜リン酸ソーダ、亜硫酸ソーダや定着助剤としての炭酸カリウム、塩化マグネシウムを挙げることができる。肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤は、木質繊維に対する含浸付着量が、２wt%以下では難燃、防蟻効果が不十分であり、また、３０wt%以上では効果が飽和しコストアップとなるため、２〜３０wt%が適正である。このような肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤は、製造された最終製品の木質繊維に含浸処理された状態で配合されるようになる。この肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤は、製造された断熱材には難燃不燃性を、製造された断熱材ボードと石膏ボードとの複合部材には防火性、耐火性をそれぞれ付与するようになるとともに、シロアリ食害対策としての防蟻性をも付与するものである。また、難燃防蟻剤は、使用済の最終製品を含め、農業用の施肥マット、育苗マットとして活用できる肥料成分を兼ねるものである。

次に、難燃防蟻処理されたチップ片には、粉末状の生分解性結合材が所定の重量比で投入され、生分解性結合材が投入され難燃防蟻処理されたチップ片をスチームにより蒸煮して軟化させ、蒸煮され軟化されたチップ片をリファイナーで、平均繊維径１mm以下でかつ平均繊維長２０mm以下の木質繊維に解繊する（図１のステップＳ３（第３の工程）参照）。すなわち、生分解性結合材が投入され難燃防蟻処理されたチップ片を、０．５〜１MPの蒸気圧で５〜２０分蒸煮し、続いてシングル又はダブルディスクリファイナーで解繊する。リファイナーの回転数、および固定ブレードと回転ブレードのクリアランスを変えることで、木質繊維の平均繊維径、平均繊維長および吐出量をコントロールすることができる。平均繊維径を１mm以下とする理由は、得られる断熱材に弾力性を有しつつ熱伝導率を低くするためである。また平均繊維長を２０mm以下とする理由は、後述する繊維状結合材と乾式プロセスによる混合工程で繊維間同士の粒状化、毛玉の発生を抑え均一に分散混合させるためである。均一分散は、Ｌ／Ｄ( 繊維長／繊維径)として、１０〜３００の範囲が適正で、繊維長では２０mm以下が好ましい。この条件で製造される密度３０〜１５０Kg/ｍ^３の断熱材の熱伝導率は、後述するように、０．０３８W/mKと低く、比熱は２０００J/KgKと高い熱容量値を示した。

ステップＳ３のリファイナーで解繊加工され生分解性結合材が投入され難燃防蟻処理された木質繊維は、次に、必要に応じて含水率が１５wt％前後に調湿されるよう含水率がコントロールされる（図１のステップＳ４参照）。このとき、圧縮梱包によりベール綿梱包して一時保管するようにしてもよいし、含水率を調湿後、次の工程に進んでもよい。

次に、調湿された木質繊維には、繊維状の生分解性結合材と添加剤とが所定の重量比で投入されてトロンメルにより混合分散されて、均一に混合される（図１のステップＳ５（第４の工程）参照）。トロンメルは、円錐台形状の回転体で外周がメッシュの金網からなり、円錐台形状の細径側の投入口と広径側の排出口の周速の違いにより、投入された断熱材原料は排出口に向かって連続的に攪拌混合されて排出される。また、この工程で原料の微細化物は、外周のメッシュ金網により分離除去される。生分解性結合材は、天然および合成系の結合材で、乾式プロセス、半乾式プロセスに適合した熱水可溶性の湿潤接着型結合材および疎水性の熱融着型の結合材の混合物からなり、かつ生分解性の繊維形状をした結合材である。天然および合成系の熱水可溶型の結合材としては、天然系の澱粉、セルロース誘導体、キトサンがあり、合成系の熱水可溶型の結合材としては、完全ケン化型ポリビニルアルコール、珪素含有ポリビニルアルコールなどがあり、木質繊維など繊維に担持したタイプ、または繊維状のものが該当する。合成系の疎水性の熱融着型結合材としては、ポリカプロラクタム系ポリアミド、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートやポリブチレンサクシネート・アジペートなど脂肪族ポリエステル樹脂や生分解型のポリエチレン・ポリプロピレン複合樹脂で繊維状のものが該当する。係る繊維状の結合材は、本発明の成形プロセスである乾式プロセス、半乾式プロセスで、原料の均一分散混合、混合物の嵩高性、集配綿性を確保するために、平均繊維径が１mm以下か、繊度が１０ｄtex以下か、または繊維長が２０mm以下の繊維に担持したタイプ、あるいは繊維状タイプである。また、添加剤としては、フッ素系撥水剤、シリコンオイル系撥水剤、アルキルケテンダイマーサイズ剤やリン酸カルシウムに銅、亜鉛などの抗菌活性物質を担持させた抗菌剤やヒノキチオール、キトサン系の防黴剤、ゼオライト系化合物消臭剤など環境対応型の添加剤であれば、適宜、配合することができる。

ステップＳ５でトロンメルにより分散混合された原料は、次に、空気輸送により背面吸引装置付きのメッシュコンベヤからなる集綿室に移送され、乾式プロセスで集配綿され嵩高のマット（繊維）に成形される（図１のステップＳ６（第５の工程）参照）。

ステップＳ６でマットに成形された原料は、次に、無端パンプレート型（無端ベルト型）のダブルコンベヤに搬送され、ダブルコンベヤの上下パンプレート間に挿入され、ここで所定の厚みと所定の密度に近い状態までに圧縮成形される（図１のステップＳ７（第６の工程）参照）。

ステップＳ７で圧縮成型されたマット（繊維）には、続いて蒸気による加湿と加熱処理とが行われる（図１のステップＳ８（第７の工程）参照）。このようにマットに蒸気加湿と加熱処理を行うと、繊維形状の熱水可溶成分の結合材が湿潤して繊維同士を結合し，マットに保形性と弾力性を付与するようになる。

ステップＳ８で半乾式成形されたマットは、続いて乾式プロセスにより移動コンベヤで圧縮加熱される（図１のステップＳ９（第８の工程）参照）。このように、ステップＳ９で乾式プロセスにより圧縮加熱することにより繊維状の結合材が熱融着し、マットは強度と弾力性のある最終形状の製品に成形される。このステップＳ９の工程で、マットを高圧により圧縮加熱すると、密度の高いボード状の生分解性断熱材が製造される。そして、このステップＳ９の工程で、搬送されてきた半乾式成形されたマットを加熱して乾燥させるとともに、マット両面のうち少なくともいずれか一方を所定の密度に高めるよう圧縮して繊維内密度を異ならせることもできる。すなわち、マットの上下層（外側層）の密度を中間層の密度より高めて密度の異なる３層構造に形成することもできる。この場合、外側層を中心層に対して高密度に加工した成型体の平均密度を１００ないし３００Kg/m^３とすることが好ましい。

ステップＳ９で成形されたマットは、次に、保湿養生されて最終製品としての生分解性断熱材の製造が完了する（図１のステップＳ１０参照）。このようにして製造された生分解性断熱材は、外観良好で厚み方向の均質性と弾力性を有し、かつ断熱性（低い熱伝導率）、難燃防火性、難燃耐火性、防蟻性、防音性、調湿性、ホルムアルデヒドフリー（ＶＯＣフリー）および施肥マット材としての特性が付与される。

上記生分解性断熱材は、所望の形状にカットされて生分解性断熱材の成型体が製造される（図１のステップＳ１１参照）。すなわち、生分解性断熱材は、ステップＳ７で、所定の厚みと所定の密度に圧縮成型することによりマット状に成形され、ステップＳ９で高圧により圧縮加熱されるとボード状に成型される。そして、マット状またはボード状に成形された生分解性断熱材を所望の形状に切り出して生分解性断熱材の成型体が製造される。

次に、本発明の第２の実施例に係る生分解性断熱材をフェルトに成形する工程について説明する。フェルト状生分解性断熱材を成型する方法では、図２に示すように、木片をチップ片に加工し（ステップＳ２１）、所定の重量比で難燃防蟻処理を行う（ステップＳ２２）工程（第１、第２の工程）は、上記マット状またはボード状生分解性断熱材を製造する上記第１の実施例の工程と同一である。すなわち、まず、木片や靭皮類を長さ１０〜３０mm、巾５〜１５mm、厚み２〜５mmの薄片状に切断してチップ片に加工する（図２のステップＳ２１（第１の工程）参照）。これらチップ片は、一種を単独で、あるいは二種以上を混合して用いてもよい。次に、これらチップ片に、肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤を所定の重量比で投入して難燃防蟻処理を行う（図２のステップＳ２２（第２の工程）参照）。

次に、難燃防蟻処理を行った原料に、粉末状生分解性結合材に代えて繊維状の生分解性結合材を所定の重量比で投入しカーディングマシーンで混合して解繊を行う（図２のステップＳ２３（第３の工程）参照）。

次に、解繊された原料をエアレイド乾式抄造装置に投入し、所定の厚み（例えば、５mm）、所定の坪量（例えば、７５０g/m^２）で薄いマット状繊維を成形し（図２のステップＳ２４参照）、フェルトフォーミングを行う（図２のステップＳ２５（第４の工程）参照）。エアーレイド乾式抄造装置は、水を使わず、原料を空気中で分散させて乾式抄造するものである。エアーレイド乾式抄造装置では、厚み２〜１０mmのフェルトフォーミングを行うことができる。なお、本実施例では、エアーレイド乾式抄造装置を用いているがこれに限られるものではなく、水を使用する湿式抄造装置を用いてもよいことはいうまでもない。このような湿式抄造による湿式プロセスでは、製紙製造と同様のプロセスにより、ステップＳ２３で解繊された原料を液に投入し、濃度１〜５wt%に分散させた水性スラリーとし、この水性スラリーを、円網式、長網式、またはロートフォーマー方式で厚み２〜１０mmのフェルトを製造することができる。この場合、湿式プロセスではフェルトを予備乾燥するのに対し、乾式プロセスではスチームにより加湿して含水率を１５wt％前後に調湿するようになっている。

次に、ステップＳ２５でフェルトフォーミングされた繊維を、ダブルコンベヤに搬送し、蒸気による加湿と加熱処理を行い半乾式成形する（図２のステップＳ２６（第５の工程）参照）。これは、上記実施例のステップＳ８と同一の工程である。このようにフェルトフォーミングされた繊維に蒸気加湿と加熱処理を行うと、繊維形状の熱水可溶成分の結合材が湿潤して繊維同士を結合し、湿潤接着と熱融着による接着とが行われ、より薄く圧縮成型され（例えば、この工程前５mmだった厚さが３mmに圧縮成型される）、フェルトフォーミングされた繊維に保形性と弾力性を付与するようになる。このとき、湿潤接着と熱融着接着により厚み２〜１０mm、密度２００〜３００Kg/m^３のフェルトに成形することが好ましい。

次に、ステップＳ２６で半乾式成形された繊維両面のうち、少なくともいずれか一方に繊維目付１００g/m^２以下のポリ乳酸繊維からなる生分解性不織布を重ねてニードルパンチ加工を行う（図２のステップＳ２７参照）。そして、フェルト状繊維に生分解性不織布が縫い込まれたフェルト状生分解性断熱材は、調湿養生されて最終製品としてのフェルト状生分解性断熱材の製造が完了する（図２のステップＳ２８参照）。不織布をフェルト状繊維にニードルパンチ加工するのは、操作性、施工性を向上させるためである。不織布は、目付２０〜１００g/m² の範囲であることが好ましい。

上記フェルト状生分解性断熱材は、所望の長さで、または所望の形状にカットされてフェルト状生分解性断熱材の成型体が製造される（図２のステップＳ２９参照）。こうして製造されたフェルト状生分解性断熱材は、薄い厚みで断熱性能と防音性能とを確保した上に、さらに、柔軟性を向上させてロール巻きすることができ、施工性が向上する。なお、この第２の実施例では、ステップＳ２７で、半乾式成形された繊維両面のうち、少なくともいずれか一方に生分解性不織布を重ねてニードルパンチ加工を行うようにしているがこれに限られるものではなく、このステップＳ２７を省略し、ステップＳ２６で半乾式成形された繊維を調湿養生し（ステップＳ２８参照）、最終製品としてもよいことはいうまでもない。

次に、上記第２の実施例の変形例に係る生分解性断熱材について説明する。上記第２の実施例では、生分解性断熱材をフェルト状に成型し、全面をほぼ一定の厚さのフェルト地としているのに対し、第２の実施例の変形例に係る生分解性断熱材は、凹凸面や曲面を有する立体形状に成型される点が異なっている。すなわち、この変形例に係る生分解性断熱材の製造方法は、上記ステップＳ２４およびＳ２５で得られたフェルト状繊維を、単層または複層に積層し、上記ステップＳ２６で、単層または複層に成形されたフェルト状繊維を重ね合わせ加湿して加圧し半乾式成形し、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させ乾式成形し、立体形状に加工するようにしている。

すなわち、図４に示すように、ステップＳ３１で、木片をチップ片に加工し、ステップＳ３２で、チップ片を難燃防蟻処理する。難燃防蟻処理されたチップ片に、ステップＳ３３で、異なる成分の複数種の繊維状生分解性結合材をそれぞれ所定の重量比で投入し、複数種の原料を生成する。これら異なる原料毎にカーディングマシンで混合して解繊処理を行う。次に、ステップＳ３４で、異なる原料毎解繊処理された繊維原料Ｍ、Ｎを別々にエアーレイド乾式抄造装置に投入して乾式抄造し、ステップＳ３５で、マットフォーミングする。得られた二種のマットＭｔ、Ｎｔをそれぞれ、ステップＳ３６で、ダブルコンベヤに搬送して乾式圧縮成形して所定の厚さに圧縮成形し、ステップＳ３７で、スチーム加湿と熱風加熱よる湿潤接着と熱融着接着を行い、さらに、ステップＳ３８で、市販の生分解性不織布(坪量５０g/m²)を重ねてニードルパンチ加工してフェルトＭｆ、Ｎｆを製造し、ステップＳ３９で、得られたフェルトＭｆ、Ｎｆをプレス成形（スタンパブル成形）して立体形状に加工するようになっている。

このため、変形例に係る生分解性断熱材では、厚さが異なったり複雑な形状の取り付け場所であってもプレスによりフェルト状生分解性断熱材を自在な形状に成型する立体形状のスタンパブル成形により、自動車の内装材やフロアーインシュレーター等の多種の施工対象に用いることができる。

本発明に係る植物育成材は、上記第１、第２の各実施例または変形例に係る生分解性断熱材の製造方法により製造された生分解性断熱材を、所定の寸法にカットして最終製品に仕上げられる。この植物育成材は、植物育成床に用いられる。この植物育成材を構成する木質繊維、難燃防蟻剤および結合材は生分解性を有し、しかも、難燃防蟻剤は肥料成分を兼ねているので、防蟻性を発揮するとともに、肥料成分が溶け出すので、植物の生育を助け、しかも、時間の経過とともに生分解されるので、環境への負荷が軽減される。このため、苗を健全にかつ良好に育成させることができる。

本発明に係る肥料材は、上記第１、第２の各実施例または変形例に係る生分解性断熱材の製造方法により製造された生分解性断熱材を、所定の寸法にカットして最終製品に仕上げられる。この肥料材は、施肥マットとして用いると、防蟻性を発揮するとともに、肥料成分が溶け出すので、植物の生育を助け、しかも、時間の経過とともに生分解されるので、環境への負荷が軽減される。

以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示すステップＳ１（第１の工程）のチップ片加工工程では、木片にそれぞれ樹皮が取り除かれたトド松、唐松および杉の乾燥間伐材を用い、これらを種類毎に長さ約２０mm、巾約１５mm、厚み約２mmの木片チップに加工処理した。トド松、唐松および杉をそれぞれタイプＡ、ＢおよびＣのチップ片とした。ステップＳ２（第２の工程）の難燃防蟻処理工程では、難燃防蟻剤として、以下の二種のタイプの処理剤を調製した。
（１）処理剤タイプ１を、ホウ酸１０wt%、ホウ砂２wt％、リン酸一カリウム１wt%、ポリリン酸アンモニウム１０wt％の懸濁水溶液とした。
（２）処理剤タイプ２を、ホウ酸１０wt％、炭酸カリウム１wt％、リン酸水素二アンモニウム１５wt％の水溶液とした。ホウ酸、ホウ砂は防蟻、防虫効果を発揮し、他の成分、リン酸一カリウム、ポリリン酸アンモニウム、炭酸カリウム、リン酸水素二アンモニウムは肥料成分となる。難燃性は、ホウ酸、ホウ砂を含む他の成分すべてで発揮される。

難燃防蟻処理工程では、ステップＳ１でチップ加工された木質チップ片を、樹種ごとに、すなわち、タイプＡ〜Ｃ毎に上記タイプの異なる難燃防蟻処理液タイプ１および２の熱水溶液に２４時間浸漬処理した。木質原料の種類と難燃防蟻処理された難燃防蟻処理液の種類とにより得られる木質原料は、表１に示すよう「木質原料の種類−処理液の種類」で表される。

次に、ステップＳ３の蒸煮解繊工程で、浸漬処理を行った木片チップを圧力１MPaの蒸気圧で１０分間蒸煮し、継いで、ダブルディスクリファイナーに投入し、回転数８００rpm、クリアランス２mmで解繊した。その際に、粉末状生分解性結合材を混合したものと、しないものに分けた。粉末状生分解性結合材を混合したものは、表１に示す、木質材料Ａ−１とＡ−２、すなわち、樹種がトド松で処理液のタイプ１とタイプ２に浸漬された原料である。粉末状生分解性結合材として完全ケン化度のポバール樹脂粉末を木質原料Ａ−１、Ａ−２に対し１０wt％の割合で混合した。解繊処理により、木質原料は、平均繊維径０．２mm、平均繊維長２０mmの木質繊維となる。ステップＳ３の蒸煮解繊工程後、ステップＳ４では、木質原料（木質繊維）は、必要に応じて含水率が１５wt％前後に調湿されるよう含水率がコントロールされる。

次に、解繊処理され調湿された木質原料は、ステップＳ５（第４の工程）で、繊維状生分解性結合材と混合される。繊維状生分解性結合材は、以下の各繊維状結合材を混合して調製される。
繊維状結合材のタイプ１：完全ケン化度のポバール樹脂粉末を木質原料（木質繊維）に対し１０wt％の割合で混合し、ポバール樹脂で被覆された木質繊維（ステップＳ３で混合処理された木質原料）と、
繊維状結合材のタイプ２：繊度５dtex、カット長２０mmの熱水可溶性のポバール繊維と、
繊維状結合材のタイプ３：繊度３dtex、カット長２０mmの生分解性熱融着ポリオレフィン複合繊維との各タイプの繊維状結合材を用意し、
（１）ポバール樹脂で被覆された木質繊維（繊維状結合材のタイプ１）とこれら各種の繊維状結合材（繊維状結合材のタイプ１、２）とを、繊維状結合材のタイプ１とタイプ３との重量比を５：１とした繊維状結合材を製作した。これを記号Ｄで表す。
（２）繊維状結合材のタイプ２とタイプ３との重量比を１：１とした繊維状結合材を製作した。これを記号Ｅで表す。
次に、ステップＳ５（第４の工程）の分散混合工程では、木質原料Ａ〜Ｃと、製作された繊維状結合材Ｄ、Ｅを表２に示す配合割合で計量した混合物をトロンメルにより混合して分散させた。混合物は、投入口の周速０．５m/sec、排出口の周速０．８m/sec、７メッシュ金網張りの回転トロンメルに投入され、混合して分散された。混合物は投入口から排出口に向かって回転分散されながら移動するが、その際メッシュ金網から原料混合物の微細化物を除去するようにした。表２は、後述するように、樹種と浸漬された難燃防蟻剤の種類、混合された繊維状結合材の種類、配合割合、生分解性断熱材の厚み、密度を変化させて製造した試作製品を示す。

次に、均一に混合分散された木質原料を、ステップＳ６（第５の工程）の乾式マット集綿工程で、空気輸送によりコレクションチャンバーに搬送し、そこで集綿積層し均一で嵩高のマットに成形した。コレクションチャンバーは、背面吸引ボックス付連続移動・無端式メッシュコンベヤからなる集綿設備である。

次に、ステップＳ７（第６の工程）の乾式圧縮成形工程で、上記嵩高マットを、連続移動・無端式パンプレートの上下ダブルコンベヤに搬送して挿入し、上下のコンベヤの間隔を変化させて圧縮し、所定の厚みのマットに乾式プロセスで圧縮成形した。このように、ステップＳ６およびＳ７でマットフォーミングが行われる。

次に、上記圧縮成形されマットフォーミングされたマットは、ステップＳ８（第７の工程）の半乾式加湿加熱成形工程で、引き続き、ダブルコンベヤの前後が仕切られて区画され密閉されてたゾーンに搬送されてコンベヤの上下に挿入され、コンベヤの上下よりスチームを噴射させて加湿される（半乾式プロセス）。こうして加湿加熱することにより、木質原料の木質繊維に繊維状結合材を７０〜１００℃の温度域で湿潤接着させてハンドリング性を有する一次成形マットに成形した。

次に、一次成形されたマットは、ステップＳ９（第８の工程）の乾式加熱成形工程で、引き続き、前工程と同様に仕切られて区画されたゾーンで、最終製品の厚みになるように圧縮されつつコンベヤの上下から熱風が噴射される乾式プロセスで加熱される。こうして、木質繊維と繊維状結合材を１００〜１５０℃の温度域で熱融着させ実用強度と弾力性のある断熱材に仕上げた。ステップＳ８およびＳ９でマットボンディングが行われる。

（比較例１）
このようにして試作された断熱材の性能評価を行った。性能評価の結果を表３に示す。表２の断熱材（試作No. １〜８）の熱伝導率を、ＪＩＳＡ−１４１２の平板直接法で、また、比熱容量をコールラウシュ液体カロリメトリー法で測定した。断熱材の弾力復元性は、厚み方向に５％圧縮した時の弾力性（触感観察により、◎：良好、○；普通、△：復元不良）と復元率（％）で評価した。

表３で明らかなように、本発明に係る生分解性断熱材の製造方法により製造された試作品（試作No. １〜８）の断熱材では、断熱性、弾力性で良好な結果を示した。

（比較例２）
次に、表２に示す試作品のNo.１およびNo.２のサンプルを縦１０cm×横１０cm×厚み２cmに切り出し、側面４面と底面とをアルミ箔で被覆した試験体を製作し、この試験体で、建築基準法第２条９号公示によるＣＣＭ( Cone Calorimetry )による防火性を評価した結果、５．２MJ/１０分、６．５MJ/２０分で準不燃および不燃に合格した。ＣＣＭとは、発熱量試験（コーンカロリー計試験、ＩＳＯ５６６０）のことで、試験体の表面にかけた輻射熱に対しての試験体の燃焼性を求めるものである。加熱速度は、フラッシュオーバー時の輻射強度に近い５０KW/m^２とし、試験体（１０cm×１０cm）を水平位置に置き、その輻射に１０分間曝す。口火は電気スパークを用いる。判定項目は、合計発熱量と最高発熱速度と防火上有害な燃焼性状等を示さなく、かつ裏面まで燃え抜けないことである。

（比較例３）
また、表２に示す試作品のNo.６（構成素材：Ｂ−２、結合材：Ｅタイプ、密度：８０Kg/m^３）と一般の断熱材に用いられる無機短繊維断熱材（密度１６Kg/m^３のガラスウール断熱材）との断熱性能を比較した。その結果を表４に示す。

表４より、ガラスウール断熱材と比較し、試作品のNo. ６の断熱材は、定常状態（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では同等であるものの、非定常状態（外部温度が変化する環境）での熱伝達を示す温度伝導率では、１／６と小さく外気温が変化する環境において熱の伝達が大幅に緩和されることを示した。

（比較例４）
さらに、表２に示す試作品のNo.２（構成素材：Ａ−１、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）と、厚み５０mm、密度４８Kg/m^３のガラスウール断熱材との吸音性能を比較した。吸音性能の計測は、ＪＩＳＡ−１４０９、残響室法による吸音率を、背面に空気層のない剛壁密着の条件で測定した。その結果を表５に示す。

表５より、ガラスウール断熱材と比較し、試作品No. ２の断熱材は、弾力性を反映して低周波領域で良好な吸音性能を示した。

（比較例５）
また、表２に示す試作品のNo.４（構成素材：Ａ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）断熱材の耐火性能と遮音性能との評価を行った。
図３の（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、胴差し（断面寸法１００×１００mm）２と、土台（断面積寸法１００×１００mm）３と、これら上下の胴差し２と土台３との間を結ぶ左右の柱（断面積寸法１００×１００mm）４、５と、左右両側の柱４、５間の間柱（断面積寸法１００×５０mm）６を備え、左右の柱４、５と間柱との間隔を４５５mmとした木造軸組み１０を製作した。木造軸組み１０には、厚さ２mmのグラファイト配合の加熱膨張フェルト１２が貼られる。この木造軸組み１０に、試作品No. ４の厚み５０mmの断熱材１１を２枚重ねで柱間４、６および５，６にやや大きめのサイズで挿入し、両面１０Ａ、１０Ｂを１２．５mmの石膏ボード１３、１４で被覆した間仕切壁２０を製作し、この間仕切壁の耐火性能と遮音性能を評価した。
耐火性能は、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線で建設省公示第１３５８号の耐火試験を実施した。結果は、非加熱面側の平均温度１３２℃、最高温度１４５℃で準耐火４５分に合格した。また、間仕切壁２０について、ＪＩＳＡ−１４０９の残響室法により音響透過損失の性能を測定した。結果は、遮音等級Ｄ−５０の良好な遮音性能を示した。

（比較例６）
さらに、表２に示す試作品のNo. ４（構成素材：Ａ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）と、試作品のNo. ６（構成素材：Ｂ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：８０Kg/m^３）と、試作品のNo. ８（構成素材：Ｃ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：２５mm、密度：１６０Kg/m^３）の各断熱材の調湿性能の評価を行った。
表２に示す試作品のNo. ４、６および８の各断熱材を、１００×１００mmにカットし側面４周と裏面を粘着アルミテープでシールし、４５℃で２４時間乾燥させ、続いて２５℃で５０％RH（相対湿度パーセント）、７２時間養生して吸放湿性能を測定した。
吸放湿性能の測定条件は、２５℃、９０％RH、２４時間吸湿させ、続いて、２５℃、５０％RH、２４時間放湿させ、これを１サイクルとして３サイクル実施し、吸湿量、放湿量を測定した。その結果を表６に示す。

表６より、試作品のNo. ４、６および８の各断熱材は、環境湿度に応じ、水分を吸湿、放湿し、スプルース材（マツ科トウヒ属の常緑針葉樹）と同等以上の調湿する性能を有することを示した。また、吸湿状態の表面は、やや湿り感があるものの結露はなく、また放湿状態の表面では、さらさら感があり結露による黴の発生もなかった。このため、黴の発生は解消されるものと判断された。

（比較例７）
また、表２に示す試作品のNo. ４（構成素材：Ａ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）の断熱材の床遮音性能の評価を行った。
サイズ６０×２２０mmの露出梁桁の上面に、厚み２２mmの実加工付きの高張力木製フローリング材を敷設した床（イ）と、この床（イ）に試作品のNo. ４の厚み５０mmの断熱材を梁桁間に、梁桁の上面と断熱材の間が空気層になるように挿入敷設し、更に梁桁の下面に１２．５mmの石膏ボードを被覆した床（ロ）の構成で、バングマシンにより床に衝撃を加え、階下の対応する部屋での減衰した衝撃音を測定した。
測定法はＪＩＳＡ−１４１８（建築物における床衝撃音レベルの測定）に準拠して実施した。床（イ）の衝撃音レベルが７１dBであるのに対し、床（ロ）の衝撃音レベルが５０dBと良好な床遮音性能を示した。

（比較例８）
さらに、表２に示す試作品のNo. ４（構成素材：Ａ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）の断熱材について他の断熱材と比較した防蟻性評価を行った。
（i）試作品No. ４の密度５５Kg/m³の試作断熱材、（ii）密度２８Kg/m^３の押出発泡ポリスチレン断熱材、および（iii）密度１６Kg/m³のガラスウール断熱材をそれぞれ、縦横高さのサイズを２×２×２cmにカットした試験体を製作した。これら試験体を用いて２５℃、７５%RHの環境下で１ヶ月、イエシロアリ（Coptotermes formosanus ）による食害試験を実施した。防蟻性を重量減少率（○：５%以下、△:５〜１０％、×：１０％以上）と目視観察（○:良好、△:破損有り小、×:破損有り大）で評価した。得られた結果を表７に示す。

表７から、本発明の試作品の断熱材は、ガラスウール断熱材と同レベルで１００％の防蟻性はないものの、相応の防蟻性を示した。従って、防蟻性を有する泡ガラスとの併用や防蟻剤を部分的にコートすることで効果的な防蟻対策が可能と判断された。

（比較例９）
また、表２に示す試作品のNo. ４（構成素材：Ａ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）の断熱材について施工性評価を行った。
（i）試作品No. ４の密度５５Kg/m³の断熱材と、（ii）密度１６Kg/m³の市販ガラスウール断熱材とにより、厚み５０〜１００mmで、北海道伊達市および帯広市の木造軸組の戸建住宅４棟（規模、約２００m²、２階建）で断熱施工をして、施工性（作業性、施工スピード、廃材処理）と居住性（断熱性、防音性、シックハウス対策）について評価した。工務店および施主による評価を表８にまとめた。

表８の本発明の断熱材とガラスウール断熱材の施工性、居住性の評価比較から、本発明の試作品の断熱材はガラスウール断熱材と比較し、施工性、居住性とも優れるとの評価を得た。

上記本発明の第２の実施例に係るフェルト状生分解性断熱材を成型する方法について、以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例２）
図４に示すように、ステップＳ３１で、トド松（木質：Ａ）をチップ片に加工し、ステップＳ３２で、タイプ２の処理剤（ホウ酸１０wt％、炭酸カリウム１wt％、リン酸水素二アンモニウム１５wt％の水溶液）に加え、ポリジメチルシロキサン撥水剤を０．５wt％追添加して、難燃防蟻処理する。難燃防蟻処理された木質原料に、ステップＳ３３で、繊維状生分解性結合材Ｅ（繊維状結合材のタイプ２（繊度５dtex、カット長２０mmの熱水可溶性のポバール繊維）と繊維状結合材のタイプ３（繊度３dtex、カット長２０mmの生分解性熱融着ポリオレフィン複合繊維）との重量比を１：１とした繊維状結合材）を投入し、難燃防蟻処理された木質原料と繊維状生分解性結合材Ｅとの重量比が５０：５０となるよう配合した原料Ｍと、難燃防蟻処理された木質原料と繊維状生分解性結合材Ｅとの重量比が８０：２０となるよう配合した原料Ｎとをそれぞれ用意し、それぞれの原料Ｍ、Ｎ毎にカーディングマシンで混合解繊処理した。次に、ステップＳ３４で、それぞれ解繊処理された原料Ｍ、Ｎを別々にエアーレイド乾式抄造装置に投入し、乾式抄造し、ステップＳ３５でマットフォーミングし、厚み５mm、坪量７５０g/m^２のマットＭｔ、Ｎｔをそれぞれ成形した。

次に、得られた二種のマットＭｔ、Ｎｔをそれぞれ、ステップＳ３６でダブルコンベヤに搬送して乾式圧縮成形して厚さ３mmに成形し、ステップＳ３７でスチーム加湿と熱風加熱よる湿潤接着と熱融着接着を行い、さらに、ステップＳ３８で市販の生分解性不織布(坪量５０g/m²）を積層しニードルパンチ加工してフェルトＭｆ、Ｎｆを製造した。得られたフェルトＭｆ、Ｎｆの性能を表９に示す。

表９より、本発明のフェルト状生分解性断熱材の性能は、マットやボードと異なり、ロール巻きが良好な断熱防音フェルトを製造することができた。

（実施例３）
上記実施例に基づいて製造されたフェルトＭｆに対し、３次元成型の可能性を探るため凹凸形状や曲面形状の成形加工テストを行った。テストはフェルトＭｆに対し、温度７０〜１５０℃、プレス圧１〜１０Kgf/cm^２の低圧でプレスを行った（図４のステップＳ３９参照）。その結果、低圧で湿潤接着、熱融着接着による成形ができ、立体形状の加工が可能でスタンパブル成形性を有することが確認された。このため、このようにスタンパブル成形を行うことができるので、断熱防音性を有する成形素材としての適性が確認され、自動車内装天井材やフロアーインシュレーター等に利用できることが判明した。

（比較例１０）
また、表２に示す試作品のNo. ４（構成素材：Ａ−２、結合材：Ｅタイプ、厚み：５０mm、密度：５５Kg/m^３）の断熱材について農業用マットとしての評価と自然分解性の評価を行った。
試作品のNo. ４の断熱材マットは施肥成分としてＮ、Ｐ、Ｋ、Ｂを含有し、ＤＩＮ３８４０９、ＥＰＡ６１０、ＤＩＮ−ＥＮ１２０に基く環境汚染物質は検出されなかった。
また、米、麦等の穀類や、トマト、きゅうり、ナス等の果実野菜、ごぼう、ジャガイモ等の根菜の育苗マット、施肥マットとして使用したところ、連作障害もなく植物の生育、収穫は良好であった。さらに、マットは、３ヶ月から４ヶ月で土中で自然に分解し、土壌微生物の活動にマイナスの因子がないことも確認できた。

このように、本発明によれば、繊維状の素材からなる混合物から、乾式プロセス、半乾式プロセスにより、密度３０〜３００Kg/m³の低密度のマット、ボード、フェルトを製造することができ、それらは外観平滑性、柔軟性、弾力性、ハンドリング性の良い品質を有している。

なお、上記第１の実施例では、ステップＳ３で難燃防蟻処理されたチップ片には、粉末状の生分解性結合材を所定の重量比で投入するようにしているがこれに限られるものではなく、ステップＳ３で粉末状生分解性結合材を投入しないで、ステップＳ５で、分散混合する際に繊維状生分解性結合材を投入するようにしてもよい。また、ステップＳ４の工程で、リファイナーで解繊加工され生分解性結合材が投入され難燃防蟻処理された木質繊維を、必要に応じて含水率が１５wt％前後に調湿されるよう含水率をコントロールするようにしているが、この前工程であるステップＳ３で、適切な含水率であれば、ステップＳ４の調湿工程を省略してもよい。さらに、ステップＳ９の工程で、搬送されてきた半乾式成形されたマットを加熱して乾燥させるとともに、マット両面のうち少なくともいずれか一方を所定の密度に高めるよう圧縮して繊維内密度を異ならせるようにしているがこれに限られるものではなく、繊維内密度を均一にしてもよいことはいうまでもない。また、上記第２の実施例では、ステップＳ２７で、半乾式成形された繊維両面のうち、少なくともいずれか一方に繊維目付１００g/m^２以下の生分解性不織布を重ねてニードルパンチ加工を行うようにしているが、これに限られるものではなく、ステップＳ２７の工程を省略し、半乾式成形された繊維原料を調湿養生して最終製品としてもよい。

マット、ボードは断熱性、熱緩和特性と弾力性を反映した気密断熱施工ができ、これにより建物の高断熱化が可能となり、ガラスウール断熱材、ロックウール断熱材、発泡プラスチック断熱材以上の断熱効果、省エネ効果を発揮する。また難燃処理された木質繊維は、防火性、耐火性と相応の防蟻性を発揮する。防火性、耐火性に関しては、断熱材の表面は火熱を受けても炭化断熱層を形成するため、ガラスウールと比較にならない防火性、耐火性を発揮し、石膏ボードとの複合部材で準耐火以上の性能を有し、新たな耐火断熱建材としての利用できる。さらに、断熱材の弾力性、柔軟性を反映し、吸音、遮音、衝撃音に関する防音性、特に低周波での防音効果が高い性能を発揮する。また。本発明によれば、天然素材でかつ生分解性素材で構成されているため、廃材となった断熱材は自然に放置しても環境汚染の虞がなく、しかも、肥料成分の働きを兼ねるので、植物の育苗マット、施肥マットとして利用でき、環境浄化、間伐材の利用も含め森林の活性化にも効果を発揮することになる。

本発明の第１の実施例に係る生分解性断熱材の製造の工程を示すフローチャートである。（実施例１）本発明の第２の実施例に係る生分解性断熱材の製造の工程を示すフローチャートである。（実施例２）（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ、図１の工程により製造された生分解性断熱材の耐火性能と遮音性能との評価を行うために製作された間仕切壁の説明図である。本発明の第２の実施例の変形例に係る生分解性断熱材の製造の工程を示すフローチャートである。（実施例２）（実施例３）

符号の説明

Ａ〜Ｃ木質繊維
タイプ１、２肥料成分を兼ねた難燃防蟻剤
Ｄ、Ｅ生分解性結合材

Claims

主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、
木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、チップ加工された原料に難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料を解繊する第３の工程と、解繊された繊維原料に繊維状の生分解性結合材を投入して分散させ混合させる第４の工程と、分散混合された繊維を集綿し面状に積層して乾式成形する第５の工程と、成形された繊維を圧縮して乾式成形する第６の工程と、圧縮された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第７の工程と、加湿されて加熱成形された繊維を乾燥させて加熱し乾式成形する第８の工程とを有することを特徴とする生分解性断熱材の製造方法。
第３の工程で、粉末状生分解性結合材を所定の重量比で投入することを特徴とする請求項１に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第３の工程後、解繊処理された原料の含水率を１５wt％前後となるよう含水率をコントロールして調湿することを特徴とする請求項１または２に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第８の工程後、乾燥されて加熱成形された繊維を調湿養生することを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第８の工程で、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させるとともに高圧で圧縮することを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第８の工程で、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させるとともに、繊維両面のうち少なくともいずれか一方を所定の密度に高めるよう圧縮し繊維内密度を異ならせることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法。
主要成分を、木質繊維を５０〜９０重量％、肥料成分を兼ねた難燃性防蟻剤を２〜３０重量％および生分解性結合材を５〜３０重量％とするとともに、この断熱材の密度を３０〜３００Kg/m^３とする生分解性断熱材の製造方法であって、
木質繊維材料をチップ加工する第１の工程と、難燃防蟻剤を投入して難燃防蟻処理する第２の工程と、難燃防蟻処理された原料に繊維状の生分解性結合材を投入して混合し、解繊する第３の工程と、解繊された原料に抄造処理を行い、フェルト状に成形する第４の工程と、フェルト状に成形された繊維を加湿して加熱し半乾式成形する第５の工程とを有することを特徴とする生分解性断熱材の製造方法。
第５の工程後、乾燥されて加熱成形された繊維を調湿養生することを特徴とする請求項７に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第５の工程後、乾燥されて加熱成形された繊維両面のうち少なくともいずれか一方に生分解性不織布を重ねてニードルパンチ加工を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第４の工程の抄造処理が、繊維原料を空気中に分散させて乾式抄造するエアーレイド処理により行われることを特徴とする請求項７に記載の生分解性断熱材の製造方法。
第４の工程により得られたフェルト状繊維を、単層または複層に積層し、第５の工程で、単層または複層に成形されたフェルト状繊維を重ね合わせ加湿して加圧し半乾式成形し、第５の工程後、半乾式成形された繊維を加熱して乾燥させ乾式成形し、立体形状にプレス加工することを特徴とする請求項７ないし１０のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法。
製造された生分解性断熱材を所望の寸法にカットし、成型体に成形することを特徴とする請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の成型体の製造方法。
木質繊維は、木材チップまたは靱皮チップのうち少なくともいずれか一方を蒸煮して解繊した平均繊維径１mm以下でかつ平均繊維長２０mm以下の繊維であることを特徴とする請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材。
木材チップは、針葉樹、広葉樹、間伐材または廃棄木材のうちいずれかを用いることを特徴とする請求項１３に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材。
難燃防蟻剤は、ホウ素系化合物とリン系化合物との混合物からなることを特徴とする請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材。
生分解性結合材は、熱水可溶性ポリビニルアルコール、澱粉、カルボキシメチルセルロースまたはキトサンのうち少なくともいずれか１を含む素材と、生分解性ポリオレフィン、ポリエステルまたはカプロラクタムのうち少なくともいずれか１を含む素材とからなり、平均繊維径が１mm以下か、繊度が１０dtex以下かまたは繊維長が２０mm以下の繊維であることを特徴とする請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の製造方法により製造される生分解性断熱材。
請求項１３ないし１６のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を、マット状、ボード状またはフェルト状のうちいずれか１に成型してカットしてなることを特徴とする生分解性断熱材の成型体。
生分解性断熱材の成型体を、中心層とこの中心層の両外側層のうち少なくともいずれか一方を中心層と密度を異ならせて構成したことを特徴とする請求項１７に記載の生分解性断熱材の成型体。
成型体の外側層を中心層に対して高密度に加工し、成型体の平均密度を１００ないし３００Kg/m^３としたことを特徴とする請求項１８に記載の生分解性断熱材の成型体。
成型体には、側面に凹または凸の実加工が施されることを特徴とする請求項１７ないし１９のうちいずれか１に記載の生分解性断熱材の成型体。
成型体をフェルト状に成型して構成し、このフェルト状成型体を、繊維目付１００g/m^２以下の生分解性不織布を片面または両面のいずれかに重ねてニードルパンチ加工したことを特徴とする請求項１７に記載の生分解性断熱材の成型体。
請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして植物育成床に用いることを特徴とする植物育成材。
請求項１ないし１１のうちいずれか１に記載の方法により製造される生分解性断熱材を所定の寸法にカットして施肥マットに用いることを特徴とする肥料材。