JP7442103B1 - 断熱材 - Google Patents
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Abstract
【課題】おが屑や古紙、牡蠣などの貝殻、落ち葉、古着布地、廃棄漁網などの廃棄物、また木質建築廃材や間伐材を有効利用し、廃棄物の焼却処分や埋め立て処分によって生じていた自然環境への負荷を軽減する。【解決手段】断熱材１を、ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む塗料２とこの塗料２と混合される芯材３とを有するものとした。【選択図】図１
Description
本発明は、天然素材のホタテ貝殻からなる塗料を利用した断熱材に関するものである。
従来から、ホタテに関しては水揚げされて食用部分を取り外したあとの貝殻が大量に廃棄物として処理されてきているが、廃棄物となったホタテ貝殻の有効利用方法が数々提案されている。
その一つとして、天日乾燥と焼成とを行ない粉砕した粉砕物から得られるホタテ貝殻粉末と天然素材から得た接着剤としてのカルボキシメチルセルロースとを含んで、耐火性のある壁塗布材を得るようにした工夫が知られている（非特許文献１）。そして、ホタテ貝殻は粉末の形態であっても多孔質性を示していて、建材や壁材などから空気中に放出されたホルムアルデヒドを吸着、分解する作用を有する（非特許文献２）。
また、非特許文献３にあっては、ホタテ貝殻粉末を骨材として内装用塗り壁材に利用し、抗カビ効果を発揮させることを目的とし、非焼成ホタテ貝殻の粉砕物を骨材としてモルタルに混合させる工夫が示されている。
また、特許文献１にあっては、住宅などの建物の壁、天井、床などの建築構成部材の空間内部に吹き込み材料を吹き込み充填する有機繊維系断熱材の湿式吹き込みが示されていて、古紙を解織して得られる天然木質繊維のセルロースファイバ、天然接着剤、貝殻カルシウム（粉砕したホタテ貝殻の焼成物であって、貝殻主成分の炭酸カルシウムが酸化された酸化カルシウム、水和した水酸化カルシウム）の混合物とする点が示されている。
そして、この吹き込み材料と水とを、外壁仕上げ材と施工用シートと柱、間柱とで仕切られた空間部内に充填して、断熱層となる有機繊維系断熱材を形成する点が示されている。
また、吹き込み材料が含む貝殻カルシウムは、空気中の有害物質及び汚染物質を吸着分解する機能、消臭する機能を有し、住居者の健康に悪影響を与えるシックハウス症候群の発生を抑止する点が示されている。
ホタテ貝殻塗料内装仕上材（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｈａｆｆ－ｓｃａｌｌｏｐ．ｃｏ．ｊｐ／ｃｈａｆｆｗａｌｌ／ｃｈａｆｆｗａｌｌｐａｎｆ．ｐｄｆ）
ホタテ貝殻の有効利用「ホタテ貝殻のバイオニックデザイン、小山信次」（ｈｔｔｐｓ：／／ｍｓ－ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．ｊｐ／ｓｃａｌｌｏｐ／ｓｃａｌｌｏｐ．ｈｔｍ）
学位論文「ホタテ貝殻利活用による建材開発と施工方法に関する研究」（２０２１年９月、北海道科学大学大学院、小松幸雄）
上記ホタテ貝殻以外にも多くの不要物が廃棄物として処理されていて、例えば、おが屑や古紙、牡蠣などの貝殻、落ち葉、古着布地、廃棄漁網などが廃棄物として処理されてきているが、焼却による環境汚染の問題や埋め立て地の不足が問題となってきている。
そこで、おが屑や古紙、牡蠣などの貝殻、落ち葉、古着布地、廃棄漁網などの廃棄物、また木質建築廃材や間伐材を有効利用することを課題とし、廃棄物の焼却処分や埋め立て処分によって生じていた自然環境への負荷を軽減することを目的とするものである。
本発明は上記課題を考慮してなされたもので、ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む塗料と、前記塗料と混合されて塗料を支持する芯材とを有する断熱材であり、
前記ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む前記塗料には、
海中の二酸化炭素とカルシウムとが合成されてなる炭酸カルシウムを主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしている不燃物のバイオマスであるホタテ貝殻の非焼成粉砕物と、
大気中の二酸化炭素と水との光合成で生成された炭水化物を主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしている準不燃物のバイオマスである籾殻と
が混合され、
かつ前記塗料と前記芯材とを混合した混合物により多孔状となる小塊の集合体の形態とされており、
前記集合体の形態とされた多孔状の前記小塊それぞれの骨格の部分に、前記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物と前記籾殻を混合している前記塗料を定着させて、前記集合体の形態とされた前記小塊それぞれが備える多数の透孔の内表面に、前記塗料が位置するとともに、
前記集合体の形態とされた多孔状の前記小塊それぞれの外表面に、前記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物と前記籾殻を混合している前記塗料の部分が小塊内に向けて凹み外表面側が開口してなる凹所が複数形成されていることを特徴とする断熱材を提供して、上記課題を解消するものである。
前記ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む前記塗料には、
海中の二酸化炭素とカルシウムとが合成されてなる炭酸カルシウムを主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしている不燃物のバイオマスであるホタテ貝殻の非焼成粉砕物と、
大気中の二酸化炭素と水との光合成で生成された炭水化物を主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしている準不燃物のバイオマスである籾殻と
が混合され、
かつ前記塗料と前記芯材とを混合した混合物により多孔状となる小塊の集合体の形態とされており、
前記集合体の形態とされた多孔状の前記小塊それぞれの骨格の部分に、前記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物と前記籾殻を混合している前記塗料を定着させて、前記集合体の形態とされた前記小塊それぞれが備える多数の透孔の内表面に、前記塗料が位置するとともに、
前記集合体の形態とされた多孔状の前記小塊それぞれの外表面に、前記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物と前記籾殻を混合している前記塗料の部分が小塊内に向けて凹み外表面側が開口してなる凹所が複数形成されていることを特徴とする断熱材を提供して、上記課題を解消するものである。
そして、上記発明において、上記塗料は、
海中の二酸化炭素とカルシウムとが合成されてなる炭酸カルシウムを主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしているバイオマスであるホタテ貝殻の非焼成粉砕物
を含んでいることが良好である。
海中の二酸化炭素とカルシウムとが合成されてなる炭酸カルシウムを主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしているバイオマスであるホタテ貝殻の非焼成粉砕物
を含んでいることが良好である。
また、上記発明において、上記塗料は、
大気中の二酸化炭素と水との光合成で生成された炭水化物を主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしているバイオマスである籾殻
を含んでいることが良好である。
大気中の二酸化炭素と水との光合成で生成された炭水化物を主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしているバイオマスである籾殻
を含んでいることが良好である。
また、上記発明において、上記塗料と芯材とを混合した混合物は多孔状であることが良好である。
また、上記発明において、上記多孔状とした混合物は小塊の集合体の形態とされていることが良好である。
本発明によれば、断熱材が、ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む塗料と、この塗料と混合される芯材とを有して構成されているので、前記塗料を表面に配した芯材を備える断熱材となり、廃棄物や不要物を芯材として採用できる。
また本発明によれば、ホタテ貝殻の非焼成の粉砕物をバイオマスとしてかつ不燃物として使用する構成となり、廃棄物として処理されてきた非焼成のホタテ貝殻を有効に利用できる。
また、ホタテは、貝殻を成長させる過程で海中から二酸化炭素、カルシウムを取り込んでいて、この二酸化炭素、カルシウムを材料として貝殻を形成している。そのため、非焼成のホタテ貝殻は粉砕物の形態にしても、成長の過程で貝殻成形材料として取り込んだ二酸化炭素が分離することはなく、ホタテ貝殻の非焼成の粉砕物を用いることで、大気中に温室効果ガスを放出させないという利点がある。
なお、バイオマスは、動植物から得られた再利用可能な有機性の資源（石油などの化石燃料を除く）を表している。
なお、バイオマスは、動植物から得られた再利用可能な有機性の資源（石油などの化石燃料を除く）を表している。
また本発明によれば、籾殻をバイオマスとして使用する構成となり、処理として採用されてきた焼却処分を行なわずにかつ準不燃物として籾殻を有効に利用できる。
また、籾殻は、植物組織を形成する上で大気中から二酸化炭素を取り込み、水との光合成で形成された植物組織の一部であり、粉砕物の形態にしても、稲作を行なう上で大気中から取り込んだ二酸化炭素が分離されることはなく、籾殻の粉砕物を用いることで、大気中に温室効果ガスを放出させないという利点がある。
また本発明によれば、塗料と芯材との混合物は多孔状であるので、断熱材自体に通気性を備えている。
そして、塗料中のホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムには、空気中のホルムアルデヒドなどの有害物質を吸着し分解する機能があることが知られている。
よって、断熱材の孔部分を空気が通過することで、空気中の有害物質の吸着や分解が行なわれ、断熱材で空気の清浄化ができる。
そして、塗料中のホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムには、空気中のホルムアルデヒドなどの有害物質を吸着し分解する機能があることが知られている。
よって、断熱材の孔部分を空気が通過することで、空気中の有害物質の吸着や分解が行なわれ、断熱材で空気の清浄化ができる。
また本発明によれば、塗料と芯材との混合物の形態が小塊の集合体を呈するものであり、多数個の小さな塊にしてそれを袋に入れるようにすれば、細かな場所や壁内の間柱が存在するような異形の場所でも、空間形状に応じて断熱材を設けることができる。
（第一の実施の形態）
つぎに本発明を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明における第一の実施の形態を断面で示している。図中１は多孔とされた断熱材であり、該断熱材１は塗料２と芯材３とを有してなるものである。
つぎに本発明を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明における第一の実施の形態を断面で示している。図中１は多孔とされた断熱材であり、該断熱材１は塗料２と芯材３とを有してなるものである。
（塗料）
上記断熱材１の塗料２は、ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと例えばカルボキシメチルセルロースからなる樹脂とを成分として含んでいて、塗料全体としては天然素材を材料として作成されている。この塗料２自体は不燃材である。なお、ホタテ貝殻から粉末カルシウムを得るまでの製造に関しては、二酸化炭素を発生させないように焼成温度は調整される。
上記断熱材１の塗料２は、ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと例えばカルボキシメチルセルロースからなる樹脂とを成分として含んでいて、塗料全体としては天然素材を材料として作成されている。この塗料２自体は不燃材である。なお、ホタテ貝殻から粉末カルシウムを得るまでの製造に関しては、二酸化炭素を発生させないように焼成温度は調整される。
また、上記塗料２には、バイオマスであって不燃物であるホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と、同じくバイオマスであって乾燥した準不燃物である籾殻５とが混合されている。
塗料２について、塗料２の全量中に対するホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と前記籾殻５との配合量と、ホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５との粉砕粒度とは、所要の溶媒を含んだ状態のこの塗料２が塗布対象及び含侵対象に対して固着する状態が損なわれないものとなるように調整されている。
塗料２について、塗料２の全量中に対するホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と前記籾殻５との配合量と、ホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５との粉砕粒度とは、所要の溶媒を含んだ状態のこの塗料２が塗布対象及び含侵対象に対して固着する状態が損なわれないものとなるように調整されている。
本実施の形態では、塗料２は、成分中にバイオマスであるホタテ貝殻の非焼成粉砕物４とバイオマスであって乾燥した籾殻５との両方を含んで混合されているものとして説明したが、本発明はこの例に限定されるものではない。
例えば、塗料２は、成分中にホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５との何れかを含んでいるものであってもよい。
例えば、塗料２は、成分中にホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５との何れかを含んでいるものであってもよい。
（芯材）
芯材３は、本実施の例の断熱材１において後述するように不要物や廃棄物だったものであり、断熱材１での芯材３として不要物、廃棄物を利用することで、不要物や廃棄物を有用なものに変化している。
芯材３は、本実施の例の断熱材１において後述するように不要物や廃棄物だったものであり、断熱材１での芯材３として不要物、廃棄物を利用することで、不要物や廃棄物を有用なものに変化している。
上記実施の例での芯材３は多孔状のものであり、塗料２と混合することによって多孔の骨格の部分で塗料２を定着させて支持し、塗料２と芯材３とを混合した混合物も孔の部分を多くした多孔状態にして形成されている。
多孔状態に形成された部分では空気が移動できる数多くの透孔６を備えており、数多くの透孔６の内表面に塗料２の粉末カルシウムが表出し、この粉末カルシウムでの空気中の有害物質の吸着分解が効率よく進むように設けている。
また、第一の実施の形態での断熱材１において、塗料２と芯材３の混合物が多孔状態となっていることから、断熱材１自体は軽量でありながら厚味を有する断熱部材として構成されている。
芯材３を構成する材料としては、おが屑や古紙、落ち葉、牡蠣などの貝殻を採用することができる。従来からおが屑と古紙と落ち葉とはそれぞれ不要物として処理されているが、これらの不要物を種別分けしてそれぞれの種別を揃えて集積されたものとし、板状の形態、また塊の形態とすることで多孔状の芯材３が得られる。そして、塗料２と混合することで製造された混合物も多孔状であって板状のものとなり（図１）、また塊状のものとなり（図２）、非常に多くの孔を有した形態にすることが容易である。前述した牡蠣などの貝殻も食用部を取り外した後は貝殻の部分が不要物と処理されており、この牡蠣などの貝殻の部分も芯材３を構成する材料として用いることができ、大きさなどの調整も必要に応じて粉砕などを行なうようにすればよい。
また、芯材３は織物や編物かなる繊維材であって、織り上げられた織物形態、編み上げられた編物形態のものであってもよい。具体的には、古着布地や廃棄漁網が挙げられ、これらを芯材３として採用することができる。そして、これらの繊維材を塊状に集積して多数の塊の集合物や板状の集合物にし、これを塗料２と混合する。
上述した例と同じように塗料２と混合することで製造された混合物も多孔状であって塊状のものとなり、また板状のものとなり、非常に多くの孔を有した形態にすることが容易である。
上述した例と同じように塗料２と混合することで製造された混合物も多孔状であって塊状のものとなり、また板状のものとなり、非常に多くの孔を有した形態にすることが容易である。
塗料２と芯材３とを混合する方法としては、例えば芯材３に塗料２を塗布したり含侵させたりし、その後、塗料２を硬化させることで断熱材１が得られる。
また、断熱材１を塊状の前記混合物とする場合、小塊の集合体の形態を呈するように作製し、この小塊の集合体をさらに袋に入れて、建物の壁内に前記袋を取り付けるなどの方法が採用できる。
また、断熱材１を塊状の前記混合物とする場合、小塊の集合体の形態を呈するように作製し、この小塊の集合体をさらに袋に入れて、建物の壁内に前記袋を取り付けるなどの方法が採用できる。
（第二の実施の形態）
上記実施の形態の断熱材１では、塗料２が塗料成分中にホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５とを含むものとするとともに、塗料２と芯材３とを有していて、芯材３の部分で塗料２を支持する多孔構造（多くの孔を有した状態の構造物）を形成するようにしたものであるが、本発明はこの実施の形態に限定されず、以下に示す第二の実施の形態とすることも可能である。
上記実施の形態の断熱材１では、塗料２が塗料成分中にホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５とを含むものとするとともに、塗料２と芯材３とを有していて、芯材３の部分で塗料２を支持する多孔構造（多くの孔を有した状態の構造物）を形成するようにしたものであるが、本発明はこの実施の形態に限定されず、以下に示す第二の実施の形態とすることも可能である。
即ち、第二の実施の形態では図３に示すように断熱材１は芯材３を、木質建築廃材または間伐材からなる木質材からなるものとしている。
そして、この芯材３は板状とされており、芯材３の表面に塗料２を塗布により固着することによって断熱材１自体も板状に形成されているものである。
第二の実施の形態において塗料２は、不燃物である上記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と準不燃物である籾殻５との両者を塗料成分中には含んでいない。このホタテ貝殻の非焼成粉砕物４と籾殻５との両者は、塗料成分中に必ず含めなければならないというものではなく、何れか一方を含むものであってもよく、また、両者を含まないものであってもよい。この点は第一の実施の形態での塗料２においても同様である。
１…断熱材
２…塗料
３…芯材
４…ホタテ貝殻の非焼成粉砕物
５…籾殻
６…透孔
２…塗料
３…芯材
４…ホタテ貝殻の非焼成粉砕物
５…籾殻
６…透孔
Claims (1)
- ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む塗料と、前記塗料と混合されて塗料を支持する芯材とを有する断熱材であり、
前記ホタテ貝殻の焼成粉砕物からなる粉末カルシウムと樹脂とを成分として含む前記塗料には、
海中の二酸化炭素とカルシウムとが合成されてなる炭酸カルシウムを主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしている不燃物のバイオマスであるホタテ貝殻の非焼成粉砕物と、
大気中の二酸化炭素と水との光合成で生成された炭水化物を主成分として有していて、前記二酸化炭素を大気に対して非放出にしている準不燃物のバイオマスである籾殻と
が混合され、
かつ前記塗料と前記芯材とを混合した混合物により多孔状となる小塊の集合体の形態とされており、
前記集合体の形態とされた多孔状の前記小塊それぞれの骨格の部分に、前記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物と前記籾殻を混合している前記塗料を定着させて、前記集合体の形態とされた前記小塊それぞれが備える多数の透孔の内表面に、前記塗料が位置するとともに、
前記集合体の形態とされた多孔状の前記小塊それぞれの外表面に、前記ホタテ貝殻の非焼成粉砕物と前記籾殻を混合している前記塗料の部分が小塊内に向けて凹み外表面側が開口してなる凹所が複数形成されていることを特徴とする断熱材。
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