JPH0585495B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は建築用内装材、詳しくは、消臭効果を
有する鉱物質繊維板に関するものである。 （従来の技術） 鉱物質繊維板は防火性、断熱性、吸音性に優れ
ているため建築用内装材として広く使用されてい
る。冷暖房の効率をよくするため、及びアルミサ
ツシ等建具が改良されたために建物の気密化が進
み、その結果、新築の建物では、合板等の接着剤
から出るホルマリンや、内装材の施工に使用され
た接着剤中の溶剤等から出る有害ガスが部屋の中
に充満し入居後１ケ月ぐらいの間、頭や目が痛く
なることがある。 この悪臭対策の一つとして、特開昭62−275465
号公報に開示されている消臭ロツクウール天井板
は、天井材の裏面に凹部を設け消臭剤を含浸させ
た担体を保持させることにより、消臭作用を有す
る天井材を提供することを目的としている。しか
しながら、天井板の裏面に凹部を設けるための加
工が必要であり、さらに消臭剤を担体に含浸させ
その担体を該天井板裏面に設置するという複雑な
工程が必要である。 また建材として、特開昭62−178642号公報には
石膏と活性炭の混合物をボード状に成型する方法
や、木材の廃材に木炭、ゼオライトを混合し適当
な方法でボード状とする方法が記載されている。
石膏を主成分とした成型体は安価ではあるが、組
織が緻密で、表面から気体が板の中に拡散する速
度が遅く、悪臭を速やかにとり去ることができな
い。また木材の廃材を使用したものは、燃え易
く、防火上の問題がある。 ウレタンフオームにエマルジヨン型接着剤、粉
末活性炭及び難水溶性の固体酸を含む分散液を含
浸させることを特徴とする脱臭材が特開昭61−
138511号公報に開示されているが、火災時にシア
ンガスや煙を多量に出すという欠点をもつてい
る。 （本発明が解決しようとする課題） 本発明は従来の消臭、空気清浄用材料が持つて
いる。 ａ 複雑な製造工程が必要である。 ｂ 悪臭の吸収速度が遅い。 ｃ 防火上の問題点がある。 等の欠点を克服し、安価で、優れた消臭性を有
し、しかも防火上問題のない建材を提供するもの
である。 （課題を解決するための手段） 本発明者等は粉末活性炭を無機質繊維板中に分
散させることにより、前記の諸問題を解決できる
ことを知り、種々検討の結果この発明を完成する
に到つた。 以下本発明の消臭効果を有する鉱物質繊維板に
ついて詳細に説明する。なお本明細書中に示す
“％”は特に限定しない限り「重量％」を意味す
る。 上記繊維板の製造方法は大別して２種あり、い
ずれの方法によつても製造することが可能であ
る。 第１の方法は湿式抄造法であつて、鉱物質繊
維、結合剤、結合助剤等をその重量の10〜100倍
に相当する多量の水中に均一に分散させた水性懸
濁液を抄造成型するものである。 第２の方法は半湿式法であつて、結合剤その他
の充填剤からなる混合物に、その２〜４倍の水を
添加し、これを80℃に加温混合したのち、ブレン
ダー中の鉱物質繊維と一緒に混練する。そのよう
にして得られた水性ペースト状物を押出し、また
は圧延して成型するものである。 本発明はその原料として、鉱物質繊維60〜80
％、有機質結合剤２〜16％、無機質結合剤３〜25
％、活性炭２〜30％、及び必要に応じて適量の結
合助剤、充填剤を使用する。 用いる鉱物質繊維としては、ロツクウール、鉱
滓綿およびグラスウールの中から選択される。 有機質結合剤としては、酢ビエマルジヨン、ア
クリルエマルジヨン、澱粉、パルプ、メラミン樹
脂、フエノール樹脂、PVA、ガーガム等がある。
これら有機質結合剤は２％未満では繊維板の強度
が不足し、16％より多いと、可燃物が増えるので
防火上の問題となるばかりでなく、活性炭の周囲
を覆つて、有害ガスの吸着速度が遅くなるという
欠点を生じる。有機質結合剤の量は好ましくは５
〜14％である。湿式抄造法によつて製造する場
合、生澱粉、叩解したパルプ、粉末フエノール樹
脂等のように水に溶解する成分の少いもの、界面
活性剤を含まないものを用いると特に良い結果が
得られる。これは、水に溶解する有機物の量が少
いので、製造過程で活性炭に吸着されるものが少
く、従つて活性炭の吸着性能の低下が少いこと及
び、通気性を阻害する結合剤被膜の形成が少いた
めと思われる。 無機質結合剤としては、複鎖構造型粘土である
アタパルジヤイト、セピオライトが主として使用
されコロイダルアルミ、コロイダルシリカ、ベン
トナイト等からも適宜選ばれる。 これらの成分は、３％未満となると結合剤とし
ての作用が得られなく、機械的強度に優れた無機
質繊維板が得られなくなり、また25％を超える量
になると、水性スラリーの濾水性が悪く、抄造時
間が長くなり、生産性が悪くなる。湿式抄造法で
はこの外に結合助剤として、ポリアクリルアミ
ド、硫酸アルミ等を適宜選択して使用でき、一
方、半湿式法では、クレー、炭酸カルシウム粉末
等の充填剤を添加することが多い。 活性炭は気体の脱臭に用いる時粒子径が小さい
と飛散する等どうしても環境を汚染し易く、通常
は成型して顆粒状とし、不織布の袋に入れて使用
する。特殊な場合として結合剤により、活性炭を
不織布やウレタンフオームに固着して使用するこ
ともある。 しかし、この様な処理をすることにより、活性
炭の粒子が小さいままガスと接触する場合に比べ
てガスの吸着速度が遅くなるという欠点を生じ
る。 活性炭は、無機質繊維板に、悪臭、有害ガスの
吸着性を付与するもので、使用する原料として木
材、褐炭、泥炭、ヤシガラなど品質上の限定条件
はないが、粒度については0.5μm〜２mmであるこ
とを必要とする。 0.5μm以下では、有害ガス等の吸着速度は早い
が塵が発生し易く取扱いにくい。また２mm以上で
は有害ガスの吸着速度が遅くなると共に、繊維板
中に均一に混入することがむずかしくなる。 活性炭は活性化処理され、炭化水素、アルデヒ
ド等を良く吸着する標準タイプのもの以外に、ア
ンモニア、トリメチルアミン等を良く吸着するも
の、硫化水素、メルカプタン類等を良く吸着する
もの等があり、目的によりこれらを単独または２
種以上混合して使用することができる。 これらの原料によつて製造される、鉱物質繊維
板は、密度が150Kg／m³〜500Kg／m³であることが
必要である。密度が150Kg／m³以下では、強度が
弱く、施工上に問題があり、500Kg／m³以上では、
板中の空間が少なくなり、ガスの拡散がうまくい
かず、有害ガスの吸着速度が遅くなる。 （作用） 本発明による活性炭粉末含有の鉱物質繊維板
は、板中の空間の割合が80容積％以上で、活性炭
は板を構成している直径２〜10μmの細い鉱物質
繊維の表面に結合剤により固着されたり、鉱物質
繊維によつて囲まれた空間中に均一に分散してい
るので有害ガスが板中を拡散し易く、活性炭に触
れる機会が多くなるので、吸着速度が早い。また
模様付けのため、無数の溝、又は針による小穴が
板に多数設けられているものは一層早く有害ガス
の拡散が行われるので、有害ガスの吸着という目
的には更に好都合である。粒度の小さい活性炭を
広い面積に分散するとガスの吸着速度が速くなる
ことは周知の事実であり、活性炭粉末をウレタン
フオーム、不織布に結合剤で固定することが行わ
れている。しかしこれらの材料に比べ、本発明の
鉱物質繊維板は、活性炭が固定される直径２〜
10μmの細い鉱物質繊維の表面積がはるかに大き
く、単位体積当りに同一重量の活性炭を添加した
場合、細かい活性炭がより広い延面積に分散付着
されたことになり、ガスとの接触有効面積が大き
くなり吸着効果の大きな差となつて表われるもの
と思われる。 湿式抄造法によつて製造する場合、結合剤とし
て、生澱粉、糊化途中の澱粉、粉末フエノール樹
脂、叩解したパルプ等の様に水溶性成分の少い結
合剤を使用することにより一層すぐれた性能が得
られることは前述した。これにより製造中に活性
炭の性能の低下を最低限にすることができる外、
抄造することにより別の利点が出てくる。すなわ
ち抄造された鉱物質繊維板は、無数の細い繊維の
つみ重なつた微細な三次元網目構造を形成し、こ
の繊維によつて区切られている空間の大きさは大
部分が10μm以下である。活性炭粒子はこのよう
な微細な空間にとじ込められ、有害ガスの吸着速
度の速い、粒度の小さい活性炭を使用しても板の
内部から外部へ出てくることがなく、活性炭の飛
散を防ぐための有機結合剤の量を少なくできるの
で、可燃物の量が減少し、防火上有利となる。 （実施例） 次に本発明を実施例および比較例に基づいて説
明する。 実施例 １ 後記表−３の実施例１欄に記載されている配合
割合のセルローズ誘導体、アタパルジヤイト、ク
レー、撥水剤を同じく表−３の同じ欄に記載され
ている容量の水中に分散、混合し、80℃まで加温
した後、活性炭粉末を加えてバインダー液を調合
した。次に実験用小型ブレンダーに所定量のロツ
クウールと前記バインダー液を投入し、５分間混
練し水性ペースト状物を得た。この水性ペースト
状物を実験用小型押出、圧延装置で成型し、180
℃で４時間乾燥後、更に厚さ12ｍ／ｍに切削加工
し、400Kg／m³の鉱物質繊維板を得た。 実施例 ２ 表−３の実施例２欄に記載した配合割合の、ロ
ツクウール、アタパルジヤイト、澱粉、パルプ、
結合助剤、活性炭粉末からなる固型分４％の水分
散スラリーを25作成する。得られたスラリーを
小型抄造機で抄造、減圧脱水し、次いでプレス機
でプレス成形した後、乾燥炉で170〜250℃に温度
を変化させながら、４時間乾燥し、厚さ12ｍ／ｍ
に切削加工し密度380Kg／m³の鉱物質繊維板を得
た。 比較例 １ β−石膏（吉野石膏(株)製）94重量部に活性炭粉
末を６重量部を配合し、これに水を0.9倍量混入
して得られた石膏スラリーを市販の石膏ボード用
原紙の間に流し、硬化110℃で４時間乾燥するこ
とによつて厚さ12ｍ／ｍ、密度810Kg／m³の石膏
ボードを得た。 比較例 ２ 市販の連続気泡タイプのウレタンフオーム（密
度20Kg／m³、厚さ12ｍ／ｍ）に活性炭粉末40部、
酢酸ビニル系エマルジヨン型接着剤10部、水50部
の混合液を含浸させ、70℃で４時間乾燥し比較用
ウレタンフオームを得た。 これらの実施例、比較例により造られた試験片
を用いて、脱臭試験、燃焼性試験を行い、その結
果を表−１、及び表−３下欄に示す。 ○脱臭試験法 テトラパツク（容量10）に厚さ12ｍ／ｍ、
100×100ｍ／ｍの寸法の試験片を封入する。次い
で脱臭試験用の硫化水素標準ガスをテトラパツク
に注入し硫化水素ガス初期濃度を105ppmにする。
ガスの分解を防ぐために暗箱に入れる。所定時間
毎に定電位電解式の硫化水素測定器により、硫化
水素ガス濃度を測定する。 ブランク試験に関しては、容器に硫化水素ガス
を注入し、上記と同じ条件で硫化水素ガス濃度を
測定する。なお脱臭性能の比較のため、活性炭の
みを各試料中の量と同量テトラパツクに入れ同様
に試験した。この比較用活性炭は使用上粉塵の発
生が少いよう加工してある市販の３〜５ｍ／ｍに
成型されたヤシガラ活性炭である。

【表】 実施例 ３ フイルターとして使用した場合のガス吸着性能
を比較するため、以下の試験を行つた。 表−３の実施例３欄に記載した配合組成物を用
い実施例２と同様にして、密度350Kg／m³、厚さ
12ｍ／ｍ、活性炭含有量420ｇ／m²の鉱物質繊維
板を製造し、吸音天井板用塗料で表面塗装し試験
体とした。比較に用いた活性炭は気流により飛散
しないよう３〜５ｍ／ｍ径の俵型顆粒状活性炭
で、10メツシユの金網上に420ｇ／m²となる様に
平らに均らして試験体とした。 試験方法 内容積1.5m³（縦１ｍ×横１ｍ×高さ1.5ｍ）の
アクリル箱中段に１m²の開口部を持つ仕切板を設
け、該開口部に試験体を設置する。箱中の硫化水
素ガス100ppm含有の空気を有圧フアンによつて
試験体層を通過するように循環し、所定時間ごと
に空気中の硫化水素ガス濃度を定電位電解式の硫
化水素測定器によつて測定する。

【表】 表−２に示す様に活性炭の粒子径が小さくなる
とガスの吸着速度が著しく上昇することが判る。 （発明の効果） 本発明の消臭作用を持つ鉱物質繊維板は成型材
料として鉱物質繊維を主体とする成型材料中にあ
らかじめ活性炭の粉末を混合したものを使用し、
成型、乾燥、切削、切断後塗装するという簡単な
工程で製造される。 このため、大量の安定した品質の製品を造るこ
とができる。製造された鉱物質繊維板はその体積
の80容量％以上が空間で、その間に活性炭が分散
しているので、板中の気体の拡散が容易であり、
活性炭による吸着も効果的に行われる。有機質結
合剤の量を２〜16％と少くすることにより活性炭
の表面を覆う結合剤の量が少く、特に水溶性成分
の少い有機質結合剤を使用した湿式抄造法の場
合、粒度の小さい活性炭が繊維で囲まれた空間に
閉じ込められる形で存在し、有害ガスの吸着速度
が早い。 特に建造物の新築時の有害ガスの吸着には有効
である。また有機質結合剤の量が少いので
JISA1321難燃２級に合格し、防火上の問題もな
い。 この鉱物質繊維板は多孔質で消臭作用があるの
で天井または壁の１部又は全部を消臭用フイルタ
ーとして室内空気の循環システムを構成し、空気
浄化と共に省エネに役立てることもできる。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 必須の固形成分として、鉱物質繊維60〜80重
   量％、有機質結合剤２〜16重量％、無機質結合剤
   ３〜25重量％、粒子径0.5μm〜２mmの活性炭２〜
   30重量％を含有し、これらの各固形成分が略均一
   に分散、絡合されて、密度が150Kg／m³〜500Kg／
   m³の鉱物質繊維ボード状構造とされていることを
   特徴とする鉱物質繊維板。