天井裏敷設用炭、天井構造、天井裏敷設用防音調湿材
【課題】天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供する。
【解決手段】天井裏敷設用炭は、炭化後の長径が１５ｍｍ以下の炭の占める割合が、炭全体の８０重量％以上を占め、嵩密度が０．１２ｇ／ｃｍ３以上である。この発明は、嵩密度を大きくして敷設厚みを相対的に薄くし、短いもしくは小さな炭の占める割合を高くして音の拡散効率を高めつつ、比表面積を大きくして調湿性能も向上させる。また、短いもしくは小さな炭の占める割合が高いので炭同士が重なり、外気の部屋への直接進入（吹き込み）が防止され、気密性を保ちつつ通気性も確保される。これにより、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供することが可能となる。なお、炭を所定厚みで用いるため断熱性および蓄熱性に優れた天井が構築されることとなる。
【解決手段】天井裏敷設用炭は、炭化後の長径が１５ｍｍ以下の炭の占める割合が、炭全体の８０重量％以上を占め、嵩密度が０．１２ｇ／ｃｍ３以上である。この発明は、嵩密度を大きくして敷設厚みを相対的に薄くし、短いもしくは小さな炭の占める割合を高くして音の拡散効率を高めつつ、比表面積を大きくして調湿性能も向上させる。また、短いもしくは小さな炭の占める割合が高いので炭同士が重なり、外気の部屋への直接進入（吹き込み）が防止され、気密性を保ちつつ通気性も確保される。これにより、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供することが可能となる。なお、炭を所定厚みで用いるため断熱性および蓄熱性に優れた天井が構築されることとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井裏敷設用炭、天井構造、天井裏敷設用防音調湿材に関し、特に、調湿性および防音性を兼ね備えた天井裏敷設用炭、天井構造、天井裏敷設用防音調湿材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンション等の集合住宅や高層住宅では、上の住人の生活音が床を通じて下の部屋に聞こえてしまうという問題点があった。そのうち、最も苦情となるのは、床に対する直接的な衝撃音、すなわち、床衝撃音である。
【０００３】
床衝撃音は、重量衝撃音と軽量衝撃音に分けられる。重量衝撃音は、子供が上の階で走り回ったり飛び跳ねたりする場合などの「ドン」といった音に代表される重たい音であり、軽量衝撃音は、スプーンを落とした場合などの「コツン」といった音に代表される軽い音である。従来では、この様な上階の床衝撃音を、構造体自体による方法を除いては、天井ボードの裏にロックウールやグラスウールを組み合わせるなどして緩和していた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３１３０８号公報
【特許文献２】特開平１０−３３１２９８号公報
【特許文献３】特開平 ５−２４８０３２号公報
【特許文献４】特開平 ５−２５３４３９号公報
【特許文献５】特開平 ８―１１２８７６号公報
【特許文献６】特開平１０― ３０２８１号公報
【特許文献７】特開平１０−１３１３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
通常、マンションなどの構造物では、天井と天井スラブとの間は約３０ｃｍ程度の空間があり、その空間は、建物側壁等に設けられている通気口によって外気とつながっている。従って、室内と外気との温度差により結露が発生し、長年の居住によって天井ボードとロックウールとの間に大量のカビが発生するという問題点があった。また、結露によって天井ボードの素材である石膏がぬれ、部屋側までシミが発生するという問題点があった。また、場合によっては石膏が膨潤し、天井ボードの剥落や室内へのカビ胞子の拡散も発生するという問題点があった。
【０００６】
また、台所、脱衣場などの湿気により局所的に室内湿度が高くなり、じゅうたん、カーペット、布団などが湿って、カビ・ダニなどが大量に発生し、これに起因する、アトピー性皮膚炎、気管支喘息などの問題が発生していた。
【０００７】
一方、防音性を高めるため孔空きボードを用いた天井も知られている。この様な天井によれば、室内内部における音の反射や、室外への音の漏洩も防げ、また、外部からの音の進入防止にも一定の効果が期待できる。加えて、通気性が確保されるので、ある程度のカビ発生の遅延効果が期待できる。しかしながら、天井裏がロックウールやグラスウール等の繊維系素材であれば、長期間の居住により上記と同様に大量のカビが発生し、孔をつたって室内側のボード面にもカビが回り込むという問題点があった。
【０００８】
また、防音の観点からは、ロックウール等の敷設物の厚みを厚くするのが好ましいが、天井と天井スラブとの間には、配管や配線を巡らすため、厚みには自然と制約がでてくるという問題点があった。
【０００９】
一方、この様なロックウールやグラスウールを敷設しない天井であれば、結露が生じても外気と通じているので、やがて水分が蒸発しカビも発生しにくくなる。しかしながら今度は、床衝撃音を吸収できないという問題点が生じる。
【００１０】
すなわち、従来では、防音性能に着目した場合には結露ないしカビの問題が発生し、結露ないしカビの問題に着目すれば防音性に劣る、という問題点があった。
【００１１】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の天井裏敷設用炭は、炭化後の長径が１５ｍｍ以下の炭の割合が炭全体の９０重量％以上を占め、嵩密度が０．０９３ｋｇ／ｌ〜０．１５６ｋｇ／ｌであることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明は、第１に、短いもしくは小さな炭の占める割合を大きくして音の拡散効率を高める。第２に、嵩密度を所定の範囲として防音効率を高め、また、敷設厚みが過度に厚くなるのを防ぐ。第３に、比表面積が大きな炭を用いることにより、調湿性能も高める。
【００１４】
なお、請求項１に係る発明品は、短いもしくは小さな炭の占める割合が高いので炭同士が重なり、外気の部屋への直接進入（吹き込み）が防止される。従って、結果として室内外の通気性は保たれ、一方で気密性も確保される。なお、炭を所定厚みで用いるため断熱性および蓄熱性にも優れた天井が構築されることとなる。
【００１５】
なお、せいぜい数センチの大きさである炭の形状は粒状または棒状であるため、本願では、炭の大きさを規定するために長径という表現を用いるものとする。そして、長径とは炭の最も長い部分の長さを示すものとする。なお、炭の原料は特に限定されず、木、草、木の葉、椰子殻、竹などを挙げることができる。
【００１６】
なお、嵩密度の測定方法は ＪＩＳ Ｋ １４７４−１９９１ の「手動充てん法」に従った。すなわち、炭を２００ｍｌの充てん密度測定容器にゴム板上でたたき充てんし、単位体積あたりの質量を求めた値である。
【００１７】
また、請求項２に記載の天井裏敷設用炭は、請求項１に記載の天井裏敷設用炭において、原料が針葉樹である炭の割合が炭全体のうち９５重量％以上を占めることを特徴とする。
【００１８】
すなわち、請求項２に係る発明は、針葉樹を原料とするので、炭化したときの空孔が広葉樹より大きく、拡散の作用が向上し水分吸収能が高まり高い調湿効果を得ることができる。これにより、ロックウールその他の繊維状部材を用いた場合と異なり、結露発生をより効果的に防止可能となる。また、針葉樹として解体廃材やパレット廃材、間伐材などを用いれば、原料木材を安く安定して確保でき、安価な天井裏敷設用炭を提供可能となる。
【００１９】
また、請求項３に記載の天井裏敷設用炭は、請求項１または２に記載の天井裏敷設用炭において、炭の固定炭素率が９０重量％以上であることを特徴とする。
【００２０】
すなわち、請求項３に係る発明は、吸放湿性能が高く、また、湿度の高い雰囲気下であっても長期（数年から数十年以上）にわたり腐らない天井裏敷設用炭の提供が可能となる。なお、ここで固定炭素とは、木酢液などの有機物としてではなく、化学物質の構成元素でない単独で存在する炭素をいう。
【００２１】
また、請求項４に記載の天井裏敷設用炭は、請求項１、２または３に記載の天井裏敷設用炭において、炭のＢＥＴ法比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする。
【００２２】
すなわち、請求項４に係る発明は、吸放湿性ないし吸着性の高い天井裏敷設用炭を提供可能となる。
【００２３】
また、請求項５に記載の天井構造は、孔空きボードと、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭と、当該孔空きボードと天井裏敷設用炭との間に介在させ炭粉落下を防止するとともに通気性を確保するシート部材と、を有する。
【００２４】
すなわち、請求項５に係る発明は、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供することが可能となる。なお、介在するとは各構成要素の位置関係を規定する意であって、本願の作用効果を奏するのであれば、他の構成が間に存在することを妨げない。また、孔は貫通したものであって、その形状は特に限定されず、例えば、円柱にくり抜く場合のほか、切頭円錐にくり抜く様な態様であっても良い。
【００２５】
また、請求項６に記載の天井構造は、請求項５に記載の天井構造において、前記孔空きボードは、吸音用孔空きボードであることを特徴とする。
【００２６】
すなわち、請求項６に係る発明は、炭に加えてボード自体でも防音性能を有するので上階からの床衝撃音をより効果的に緩和することが可能となる。
【００２７】
また、請求項７に記載の天井構造は、請求項５または６に記載の天井構造において、前記孔空きボードは、厚みが５ｍｍ〜１５ｍｍ、孔の経が５ｍｍ〜１５ｍｍ、隣接する孔同士の中心間距離が２０ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする。
【００２８】
すなわち、請求項７に係る発明は、ボードの強度を保ちつつ好適な通気性を確保し、また、上階からの床衝撃音を緩和する。
【００２９】
また、請求項８に記載の天井構造は、請求項５、６または７に記載の天井構造において、前記シート部材を、フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下の不織布としたことを特徴とする。
【００３０】
すなわち、請求項８に係る発明は、炭の漏洩を実質的に無視できる目としつつ通気性を好適に確保する。なお、より好ましい通気度は、５ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上１０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下である。
【００３１】
また、請求項９に記載の天井構造は、請求項５、６または７に記載の天井構造において、前記シート部材が通気性のある不燃紙であることを特徴とする。
【００３２】
すなわち、請求項９に係る発明は、防火性に優れる。
【００３３】
また、請求項１０に記載の天井裏敷設用防音調湿材は、フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下であって一辺４５ｃｍ〜５５ｃｍの２枚の不織布を重ねて袋体を形成し、この袋体中に、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭を、１５リットル〜２１リットル封入したことを特徴とする。
【００３４】
すなわち、請求項１０に係る発明は、部屋の大きさの単位である畳敷きに合わせた敷設が可能となる。詳述すれば、一畳分の面積に８袋敷設し、敷設高さが７〜１５ｃｍとなり、天井と天井スラブとの間の空間を良好に満たし、配線等の取り回しの自由度を奪うことなく、床衝撃音を効率的に抑制し、かつ、良好な調湿性を発揮させることが可能となる。また、炭が袋体に封入されているので、良好な施工性を得ることもできる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供可能となる。また、炭を用いるので、ロックウール等の繊維系素材より充填率が高く、断熱性および蓄熱性に優れた部屋を提供可能となる。
【００３６】
また、原料を針葉樹とすることができ、この場合には、水分吸収能が高まり、高い調湿効果ひいては結露防止効果を得ることができる。また、間伐材や解体廃材から原料調達が可能となり、近年のリサイクル指向に合致し、原材料を含めたコストの低減を図ることも可能となる。
【００３７】
また、固定炭素率を高めれば、湿度の高い雰囲気下でであっても長期にわたり腐らない天井裏敷設用炭の提供が可能となる。
【００３８】
また、炭を袋に封入することにより、作業性が高まり、施工費の低減を図ることも可能となる。
【００３９】
なお、炭の調湿作用により結露が発生しないため、長期の使用によっても天井裏にカビが発生することなく衛生的であり、また、湿度が適度に保たれるので、ダニの発生も抑制可能となる。
【００４０】
さらに、ホルムアルデヒド等のシックハウスの原因物質に関しても炭の吸着性能により吸着可能となる。換言すれば、本発明は空気清浄効果も発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態．
図１は、本発明の一実施の形態の構成を示した概要図である。このうち、図１（ａ）は、天井部分の断面図を、図１（ｂ）は、天井を屋根裏側からみた図を、図１（ｃ）は、天井を部屋側から見上げた図をそれぞれ示している。図１（ａ）に示した様に、天井部１は、野地板Ｊおよび野縁Ｆを挟んで、天井ボード２の上に天井裏用炭袋３が敷き詰められた構成となっている。天井裏用炭袋３の上は天井スラブＳが形成され、天井裏用炭袋３と天井スラブＳとの間の空間Ｋに、必要に応じて配管や配線が巡らせることができる様になっている。また、空間Ｋは、通気窓Ｍを介して外気と通じている。
【００４２】
各部を説明する。天井ボード２は、貫通した孔Ｈが多数整列して設けてある吸音ボードであり、石膏を主素材としている。その大きさは、一枚、９００ｍｍ×９００ｍｍ×９．５ｍｍであり、直径５ｍｍの孔が縦横１５ｍｍの間隔で整列している。孔Ｈが設けてあることにより、音が散乱し吸音および防音効果が高くなる。また、孔Ｈが設けられていることにより、通気性が確保され、室内の調湿、天井裏の結露を防止可能となる。なお、孔Ｈの大きさや形状または配置間隔はこれに限ることなく使用の態様により種々採用できる。天井ボード２は、ビス留め等により野地板Ｊに取り付けられる。
【００４３】
天井裏用炭袋３は、天井裏敷設用炭４と、これを封入する不織布からなる外袋５とから構成される。図２は、天井裏用炭袋３の一辺を開けた様子を示した概念図である。天井裏敷設用炭４は、針葉樹を炭化させたものを用いる。図３は、広葉樹木炭と、針葉樹木炭を同倍率で写した顕微鏡写真である。図から明らかな様に、針葉樹と広葉樹では、炭化させたときのマクロな空孔（１００ｎｍ径以上数μｍ）の大きさは針葉樹の方が明らかに大きい。マクロな空孔が大きいと、空気との接触面積が大きくなり、吸放湿を促進するため好ましく、天井裏敷設用炭４では、針葉樹木炭を用いている。使用する針葉樹としては例えば、アカマツ、カラマツ、スギ、ヒノキなどが挙げられる。
【００４４】
また、微細であるため図３では表れないが天井裏敷設用炭４は、ミクロな空孔（０．５ｎｍ〜１００ｎｍ径）を多数有した多孔質体であるので、高湿環境下では水蒸気を吸着し、乾燥ないし低湿環境下では水蒸気を放出する。シリカゲルの様な除湿剤は湿気を吸着するのみで一度吸い取ってしまえば機能を果たしにくくなるのに対し、天井裏敷設用炭４の場合は周囲の環境変化に合わせて水蒸気を吸放出するので調湿機能を発揮する。すなわち、天井部１は、針葉樹を用いた天井裏敷設用炭４を用いることにより、屋外と接続している空間Ｋと室内との温度差に由来する従来であれば結露となるべき水分（過度な湿気）をマクロな空孔を通じてミクロな空孔で調整し、結露発生を防止可能となっている。
【００４５】
なお、吸着性能を高めるため、天井裏敷設用炭４の炭化温度は７００℃〜１０００℃が好ましく、さらに好ましくは７５０℃〜９００℃であり、最も好ましくは７８０℃〜８８０℃である。これは、１０００℃をこえて炭化すると比表面積が小さくなるためであり、７００℃未満では比表面積が小さく、かつ強度不足や炭化不良を生じるためである。なお、炭化に当たっては、比表面積を大きくする通常の制御、例えば、温度、窒素量、酸素量などの雰囲気条件、炭化時間の制御を適宜おこなう。具体的には、木炭の揮発分を１０重量％以下、好ましくは６重量％以下となる様にする。また、ＢＥＴ法による比表面積の測定で、比表面積が２００ｍ２／ｇ以上となる様に調整するのが好ましく、３００ｍ２／ｇ以上がさらに好ましい。また、固定炭素率が９０重量％以上となる様に炭化する。
【００４６】
天井裏敷設用炭４は、その長径が１５ｍｍ以下の炭が占める割合が、炭全体の９０重量％以上占めるのが好ましく、原料木材は、その範囲に収まる様に破砕する。また、同様に、炭化後の嵩密度が１リットル（１０００ｃｍ３）あたり０．０９３ｋｇ〜０．１５６ｋｇであることが好ましい。より好ましくは、０．１０４ｋｇ〜０．１５１ｋｇである。このように調整すると、平均して５０％〜６０％の湿度を有する天井裏（床下湿度は平均して７０〜９０％）を、通気性と気密性の両方を確保しながら調湿が可能となり、また、マクロな空孔および炭同士の重なり合いによる空隙が音波を効率的に散乱・吸収する。炭化処理によっても異なるが、おおよその目安としては、炭化前の原料木材を、長さが３０ｍｍ〜５０ｍｍ、幅が数ｍｍの棒状に破砕するとよい。
【００４７】
なお、ウバメガシを素材とする備長炭に代表される広葉樹炭は、針葉樹炭に比べマクロ空孔およびミクロ空孔の観点から調湿能力がおとり、また、燃料品質の観点から原料の選定コスト、管理コストが必要である。一方、天井裏敷設用炭４では、むしろ針葉樹が好ましく、杉、桧、松などにより構成される建築廃材などを利用すれば、木材の選別が実質的に不要なため一括して炭化処理でき、管理コストも不要となる。また、廃木材は平成１４年５月３０日から施行された建設リサイクル法（建設工事に係る資材の再資源化等に関する法律）により、原則として再利用する必要があり、今後剰余するとみられる。従って、天井裏敷設用炭４は、原料の調達が容易であるとともに原料選別が不要であり低コスト化を図ることができるほか、資源の有効活用にも寄与できる。
【００４８】
以上の説明では、天井裏敷設用炭４は、針葉樹としたが、広葉樹由来の木炭やヤシ殻炭あるいは粒状活性炭が混入していることを妨げない。例えば、針葉樹木炭の容積：広葉樹由来の木炭その他の炭の重量＝１０：０が最も望ましいが、このほか、９：１、８：２、７：３であってもよく、目安としては針葉樹木炭が８０重量％以上が好ましい。なお、建築廃材を減量に用いる場合は、床柱以外はほとんど針葉樹であるので、９５重量％以上が針葉樹となる。
【００４９】
次に、外袋５について説明する。針葉樹木炭は、細胞壁の厚みが広葉樹木炭より狭く脆いため（図３参照）、運搬課程や施工時など木炭塊が擦れ合う際に木炭粉が発生しやすい。そこで、外袋５は、通気性を確保しつつ、天井裏敷設用炭４の微粉が天井ボード２の孔Ｈから部屋側へ漏出しないものとした。
【００５０】
具体的には、外袋５は不織布とした。不織布とすることで、炭粉の漏出を効率よく防止できる。これは、織布にあっては、織糸の交差部分にできる目（空隙部分）の布の厚みが必然的に薄くなるのに対し、不織布では、例え同じ広さの空隙であっても厚みがほとんど変わらないので木炭粉が通過する際の抵抗が大きくなるからである。このほか、織布では、運搬時や施工時など、外袋の片側を引っ張って移動させる様な状況下では、目が広がるのに対し、不織布では目が拡径しにくく、この点からも木炭粉の漏出を防ぐことができる。不織布の目は、ＪＩＳ−Ｌ１９０６あるいはＪＩＳ−Ｌ１０９６にいうフラジール形法で測定した通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下が好ましい。
【００５１】
なお、不織布の素材としては、水に対する耐腐食性の高いものが好ましい。これは、天井裏用炭袋３は頻繁に交換できない環境にあるからである。従って、例えば、１０年間性状の変化しない素材が好ましく、さらに好ましくはカビの生えにくいものがよい。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、または、ポリエステル系繊維が好ましい。
【００５２】
また、不織布は種々の方法で製造することができるが、例えば、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂を用いて、トウ開繊維法、バーストファイバー法および積層延展法で製造することができる。積層延展法によれば、強度、耐水性などの点で特に好ましい。
【００５３】
なお、従来でも、不織布を用いた広葉樹木炭用の外袋は存在していたが、通気性を巨視的にとらえていた結果、目の粗いもの、具体的には、木炭粉の漏洩が問題となるレベルである１３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１程度以上のものが用いられていた。
【００５４】
なお、外袋５の大きさは４５ｃｍ×４５ｃｍ〜５５ｃｍ×５５ｃｍの範囲が好ましい。また、天井裏敷設用炭４は、外袋５が上記の大きさの場合には１５リットルから２１リットル封入することが好ましい。この様にすると、封入後の大きさが一辺４５ｃｍ前後、厚みが１０ｃｍ程度となり、４畳半、６畳、８畳といった畳単位で規定される部屋の天井を天井裏用炭袋３により整然と満たすことが可能となり、また、防音性、調湿性も好適に両立させる厚みとなる。
【００５５】
次に、実験例により防音性能を説明する。実験では、発明品と、防音性を高めていない従来天井（石膏ボードのみの場合と、石膏ボード＋グラスウールの場合）と、従来の防音天井（石膏ボード二枚張り＋ロックウール）と、を比較することとした。また、発明品に関しては、天井裏用炭袋３中の天井裏敷設用炭４の嵩密度を異ならせた防音実験を行った。
【００５６】
評価に際しては、日本建築学会推奨の床衝撃法であるＪＩＳ Ａ １４１８−１ および ＪＩＳ Ａ １４１８−２「建築物の床衝撃御社弾性能の測定方法」に準じた。なお、音響評価を絶対値として出すよりも、本実験では、同一の実験室を用いて、本発明と従来の防音天井構造とを比較する、いわば、相対評価をおこなうことを念頭に置いた。図４は、実験室の様子を示した図である。４畳半の２階建ての実験室を用意し、２Ｆ音原室では、音源（タッピングマシーン）を５カ所（部屋中央、対角線上の対象な４カ所（壁から５０ｃｍ離した位置））設置し、１Ｆ受音室（床から天井ボードまでの高さ２２００ｍｍ）では、床から１２００ｍｍの高さにマイクロホンを３カ所（部屋中央、対角の対称な位置２カ所（壁から７５０ｍｍ離れた場所））設置して音の大きさを測定した。
【００５７】
なお、比較例を含めて以下の例では、野地板に天井ボードを打ち付け、その上（天井裏）に、天井裏敷設用炭やロックウール等を載置した。野地板は厚み９ｍｍ、幅７５ｍｍ、ピッチ間隔４５０ｍｍで一方向のみに渡し、これと直角に交差する野縁に固定した。野縁は、４０ｍｍ×４０ｍｍの角柱であり、ピッチ間隔は３８０ｍｍである。図５は、天井裏における敷設物の敷設の様子（ａ）と、野縁と野地板との関係（ｂ）を示した図である。
【００５８】
試験では、タッピングマシーンにより軽量衝撃音を発生させ、マイクロホンで音を拾い、６３Ｈｚ、１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚの音の大きさ（デシベル）を測定した。また、評価としては、Ｌ等級評価を行った。なお、図６に、実験例と比較例との天井ボードと敷設物の違いを模式的に示した。
【００５９】
＜実験例１〜７：発明品の構成＞
まず、天井裏敷設用炭の原料として、建築廃木材（木製パレットや木造家屋解体材）を調達した。この木材を、破砕機により長径が３０ｍｍ〜５０ｍｍの棒状に破砕した。この棒状木材を横型連続式炭化炉の中で温度７５０℃〜８５０℃で１時間加熱し、針葉樹由来の木炭を得た。炭化過程で収縮が起こったが、得られた木炭は、長径が１５ｍｍ以下のものの割合が９０重量％であった。また、固定炭素率は９３重量％、揮発分は４重量％、灰分は３重量％であった。また、ＢＥＴ法比表面積は２２０ｍ２／ｇであった。
【００６０】
この木炭を、敷設厚みが１４ｃｍ程度であって、嵩密度が０．０９３ｋｇ／リットル〜１．１６３ｋｇ／リットルとなる様に外袋に入れ、天井裏用袋体を製造した。外袋用不織布としては、ユニセルメルフィットＢＴ−０７０ＥＷ（ユニセル株式会社製）を用い、一辺４５ｃｍの正方形の袋（内容物の入っていない薄い状態）とした。この不織布は７０ｇ／ｍ２、厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン系不織布であって、通気度は、７．５ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１である。なお、孔空き天井ボードの裏側に敷設した後、天井をたたいても、木炭微粉の落下は観察されず、炭の漏出はないことを確認した。
【００６１】
なお、得られた木炭について、吸放湿試験を調湿建材の評価法（ＪＩＳ−Ａ１４７０−１）で測定した結果、木炭１ｋｇ当たり、２０ｇ〜３０ｇ程度の水蒸気を吸放出できる能力があることが確認できた。なお、吸放出性能の測定は、動的吸放湿試験装置でおこなった。温度２５℃、湿度７０％の状態で１ｍ３の空気に含まれる水の量は約１６ｇである。この空気の湿度を１０％下げるには２ｇの水蒸気を吸湿することが必要であり、本実施例で得られた木炭はこれをはるかに上回る容量を有し、調湿能が飽和せず、調湿作用が充分確保されていることが確認できた。
【００６２】
なお、得られた木炭の固定炭素率はＪＩＳ−Ｍ８８１２による石炭類およびコークス類工業分析法に従った。比表面積は、窒素ガスＢＥＴ法（島津製作所製フロソーブＩＩ型を用い、１点法、相対圧０．２９４）で測定したものである。
【００６３】
なお、天井ボードとしては、吸音用孔空きボード（吉野石膏製タイガートーン：厚み９．５ｍｍ）を用いた。
【００６４】
＜比較例１．従来天井（敷設物なし）＞
比較例１としては、化粧石膏ボード（吉野石膏製ジプトーン：厚み９．５ｍｍ）だけの構成とし、敷設物を敷設しなかった。
【００６５】
＜比較例２．従来天井＞
比較例２としては、天井ボードは、化粧石膏ボード（吉野石膏製ジプトーン：厚み９．５ｍｍ）とし、敷設物には、グラスウール（パラマウントガラス工業製ハウスロン：厚み５０ｍｍ）を用いた。
【００６６】
＜比較例３．防音天井＞
比較例３としては、天井ボードは、石膏ボード（吉野石膏製タイガーボード：厚み１２．５ｍｍ×２枚重ね）とし、敷設物には、ロックウール（ニチアス製ホームマット：厚み５５ｍｍ）を用いた。
＜防音試験の比較＞
【００６７】
図７に実験結果を示した。防音性能をみると、実験例１〜７から分かる様に、嵩比重が０．０９３ｋｇ／リットルをこえ０．１５６ｋｇ／リットル未満であると、軽量衝撃音の防音性に優れることが分かる。比較例とＬ等級で比較すると、少なくとも、嵩比重が０．１０４ｋｇ／リットル以上０．１５１ｋｇ／リットル以下であると、従来の防音天井（比較例３）と同等程度であることが確認できた。なお、図７で、予備実験として示している様に、天井裏敷設用炭を敷設する前では、軽量衝撃音に対する防音効果が劣ることも確認できた。
【００６８】
以上の結果から、本発明品によれば、従来の防音天井と同等レベルの防音性能を発揮できるとともに、天井ボードの孔があるため調湿作用が発揮され、他の繊維系素材を敷設した密閉型の天井と異なり、結露が発生せず、また、断熱作用・蓄熱作用の期待できる天井を提供可能となる。
【００６９】
なお、ここまで、炭を外袋に封入する態様について説明したが、これに限ることなく、孔空きボード自体に通気性のある不燃紙を貼り付けて、不燃紙張りの孔空きボードで炭を挟んだ天井部材として本発明を応用できる。この様な孔空き不燃ボードとして、例えば、不燃紙張りタイガートーン（吉野石膏株式会社製）を挙げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
木炭は、また、比表面積が大きく、吸着作用を発揮するので脱臭作用等の空気浄化作用を期待できる。このため、シックハウス症候群の患者の住居において改修工事をおこない、快適な家屋を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示した概要図である。
【図２】天井裏用炭袋３の一辺を開けた様子を示した概念図である。
【図３】広葉樹木炭と、針葉樹木炭を同倍率で写した顕微鏡写真である。
【図４】実験室の様子を示した図である。
【図５】天井裏における敷設物の敷設の様子と、野縁と野地板との関係を示した図である
【図６】実験例と比較例との天井ボードと敷設物の違いを示した模式図である。
【図７】実験結果を示した図表である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 天井部
２ 天井ボード
３ 天井裏用炭袋
４ 天井裏敷設用炭
５ 外袋
Ｆ 野縁
Ｈ 孔
Ｊ 野地板
Ｋ 空間
Ｍ 通気窓
Ｓ 天井スラブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天井裏敷設用炭、天井構造、天井裏敷設用防音調湿材に関し、特に、調湿性および防音性を兼ね備えた天井裏敷設用炭、天井構造、天井裏敷設用防音調湿材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マンション等の集合住宅や高層住宅では、上の住人の生活音が床を通じて下の部屋に聞こえてしまうという問題点があった。そのうち、最も苦情となるのは、床に対する直接的な衝撃音、すなわち、床衝撃音である。
【０００３】
床衝撃音は、重量衝撃音と軽量衝撃音に分けられる。重量衝撃音は、子供が上の階で走り回ったり飛び跳ねたりする場合などの「ドン」といった音に代表される重たい音であり、軽量衝撃音は、スプーンを落とした場合などの「コツン」といった音に代表される軽い音である。従来では、この様な上階の床衝撃音を、構造体自体による方法を除いては、天井ボードの裏にロックウールやグラスウールを組み合わせるなどして緩和していた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３１３０８号公報
【特許文献２】特開平１０−３３１２９８号公報
【特許文献３】特開平 ５−２４８０３２号公報
【特許文献４】特開平 ５−２５３４３９号公報
【特許文献５】特開平 ８―１１２８７６号公報
【特許文献６】特開平１０― ３０２８１号公報
【特許文献７】特開平１０−１３１３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では以下の問題点があった。
通常、マンションなどの構造物では、天井と天井スラブとの間は約３０ｃｍ程度の空間があり、その空間は、建物側壁等に設けられている通気口によって外気とつながっている。従って、室内と外気との温度差により結露が発生し、長年の居住によって天井ボードとロックウールとの間に大量のカビが発生するという問題点があった。また、結露によって天井ボードの素材である石膏がぬれ、部屋側までシミが発生するという問題点があった。また、場合によっては石膏が膨潤し、天井ボードの剥落や室内へのカビ胞子の拡散も発生するという問題点があった。
【０００６】
また、台所、脱衣場などの湿気により局所的に室内湿度が高くなり、じゅうたん、カーペット、布団などが湿って、カビ・ダニなどが大量に発生し、これに起因する、アトピー性皮膚炎、気管支喘息などの問題が発生していた。
【０００７】
一方、防音性を高めるため孔空きボードを用いた天井も知られている。この様な天井によれば、室内内部における音の反射や、室外への音の漏洩も防げ、また、外部からの音の進入防止にも一定の効果が期待できる。加えて、通気性が確保されるので、ある程度のカビ発生の遅延効果が期待できる。しかしながら、天井裏がロックウールやグラスウール等の繊維系素材であれば、長期間の居住により上記と同様に大量のカビが発生し、孔をつたって室内側のボード面にもカビが回り込むという問題点があった。
【０００８】
また、防音の観点からは、ロックウール等の敷設物の厚みを厚くするのが好ましいが、天井と天井スラブとの間には、配管や配線を巡らすため、厚みには自然と制約がでてくるという問題点があった。
【０００９】
一方、この様なロックウールやグラスウールを敷設しない天井であれば、結露が生じても外気と通じているので、やがて水分が蒸発しカビも発生しにくくなる。しかしながら今度は、床衝撃音を吸収できないという問題点が生じる。
【００１０】
すなわち、従来では、防音性能に着目した場合には結露ないしカビの問題が発生し、結露ないしカビの問題に着目すれば防音性に劣る、という問題点があった。
【００１１】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の天井裏敷設用炭は、炭化後の長径が１５ｍｍ以下の炭の割合が炭全体の９０重量％以上を占め、嵩密度が０．０９３ｋｇ／ｌ〜０．１５６ｋｇ／ｌであることを特徴とする。
【００１３】
すなわち、請求項１に係る発明は、第１に、短いもしくは小さな炭の占める割合を大きくして音の拡散効率を高める。第２に、嵩密度を所定の範囲として防音効率を高め、また、敷設厚みが過度に厚くなるのを防ぐ。第３に、比表面積が大きな炭を用いることにより、調湿性能も高める。
【００１４】
なお、請求項１に係る発明品は、短いもしくは小さな炭の占める割合が高いので炭同士が重なり、外気の部屋への直接進入（吹き込み）が防止される。従って、結果として室内外の通気性は保たれ、一方で気密性も確保される。なお、炭を所定厚みで用いるため断熱性および蓄熱性にも優れた天井が構築されることとなる。
【００１５】
なお、せいぜい数センチの大きさである炭の形状は粒状または棒状であるため、本願では、炭の大きさを規定するために長径という表現を用いるものとする。そして、長径とは炭の最も長い部分の長さを示すものとする。なお、炭の原料は特に限定されず、木、草、木の葉、椰子殻、竹などを挙げることができる。
【００１６】
なお、嵩密度の測定方法は ＪＩＳ Ｋ １４７４−１９９１ の「手動充てん法」に従った。すなわち、炭を２００ｍｌの充てん密度測定容器にゴム板上でたたき充てんし、単位体積あたりの質量を求めた値である。
【００１７】
また、請求項２に記載の天井裏敷設用炭は、請求項１に記載の天井裏敷設用炭において、原料が針葉樹である炭の割合が炭全体のうち９５重量％以上を占めることを特徴とする。
【００１８】
すなわち、請求項２に係る発明は、針葉樹を原料とするので、炭化したときの空孔が広葉樹より大きく、拡散の作用が向上し水分吸収能が高まり高い調湿効果を得ることができる。これにより、ロックウールその他の繊維状部材を用いた場合と異なり、結露発生をより効果的に防止可能となる。また、針葉樹として解体廃材やパレット廃材、間伐材などを用いれば、原料木材を安く安定して確保でき、安価な天井裏敷設用炭を提供可能となる。
【００１９】
また、請求項３に記載の天井裏敷設用炭は、請求項１または２に記載の天井裏敷設用炭において、炭の固定炭素率が９０重量％以上であることを特徴とする。
【００２０】
すなわち、請求項３に係る発明は、吸放湿性能が高く、また、湿度の高い雰囲気下であっても長期（数年から数十年以上）にわたり腐らない天井裏敷設用炭の提供が可能となる。なお、ここで固定炭素とは、木酢液などの有機物としてではなく、化学物質の構成元素でない単独で存在する炭素をいう。
【００２１】
また、請求項４に記載の天井裏敷設用炭は、請求項１、２または３に記載の天井裏敷設用炭において、炭のＢＥＴ法比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする。
【００２２】
すなわち、請求項４に係る発明は、吸放湿性ないし吸着性の高い天井裏敷設用炭を提供可能となる。
【００２３】
また、請求項５に記載の天井構造は、孔空きボードと、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭と、当該孔空きボードと天井裏敷設用炭との間に介在させ炭粉落下を防止するとともに通気性を確保するシート部材と、を有する。
【００２４】
すなわち、請求項５に係る発明は、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供することが可能となる。なお、介在するとは各構成要素の位置関係を規定する意であって、本願の作用効果を奏するのであれば、他の構成が間に存在することを妨げない。また、孔は貫通したものであって、その形状は特に限定されず、例えば、円柱にくり抜く場合のほか、切頭円錐にくり抜く様な態様であっても良い。
【００２５】
また、請求項６に記載の天井構造は、請求項５に記載の天井構造において、前記孔空きボードは、吸音用孔空きボードであることを特徴とする。
【００２６】
すなわち、請求項６に係る発明は、炭に加えてボード自体でも防音性能を有するので上階からの床衝撃音をより効果的に緩和することが可能となる。
【００２７】
また、請求項７に記載の天井構造は、請求項５または６に記載の天井構造において、前記孔空きボードは、厚みが５ｍｍ〜１５ｍｍ、孔の経が５ｍｍ〜１５ｍｍ、隣接する孔同士の中心間距離が２０ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする。
【００２８】
すなわち、請求項７に係る発明は、ボードの強度を保ちつつ好適な通気性を確保し、また、上階からの床衝撃音を緩和する。
【００２９】
また、請求項８に記載の天井構造は、請求項５、６または７に記載の天井構造において、前記シート部材を、フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下の不織布としたことを特徴とする。
【００３０】
すなわち、請求項８に係る発明は、炭の漏洩を実質的に無視できる目としつつ通気性を好適に確保する。なお、より好ましい通気度は、５ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上１０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下である。
【００３１】
また、請求項９に記載の天井構造は、請求項５、６または７に記載の天井構造において、前記シート部材が通気性のある不燃紙であることを特徴とする。
【００３２】
すなわち、請求項９に係る発明は、防火性に優れる。
【００３３】
また、請求項１０に記載の天井裏敷設用防音調湿材は、フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下であって一辺４５ｃｍ〜５５ｃｍの２枚の不織布を重ねて袋体を形成し、この袋体中に、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭を、１５リットル〜２１リットル封入したことを特徴とする。
【００３４】
すなわち、請求項１０に係る発明は、部屋の大きさの単位である畳敷きに合わせた敷設が可能となる。詳述すれば、一畳分の面積に８袋敷設し、敷設高さが７〜１５ｃｍとなり、天井と天井スラブとの間の空間を良好に満たし、配線等の取り回しの自由度を奪うことなく、床衝撃音を効率的に抑制し、かつ、良好な調湿性を発揮させることが可能となる。また、炭が袋体に封入されているので、良好な施工性を得ることもできる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、天井部分を過度に厚くすることなく、結露を防ぎつつ床衝撃音を緩和する天井を提供可能となる。また、炭を用いるので、ロックウール等の繊維系素材より充填率が高く、断熱性および蓄熱性に優れた部屋を提供可能となる。
【００３６】
また、原料を針葉樹とすることができ、この場合には、水分吸収能が高まり、高い調湿効果ひいては結露防止効果を得ることができる。また、間伐材や解体廃材から原料調達が可能となり、近年のリサイクル指向に合致し、原材料を含めたコストの低減を図ることも可能となる。
【００３７】
また、固定炭素率を高めれば、湿度の高い雰囲気下でであっても長期にわたり腐らない天井裏敷設用炭の提供が可能となる。
【００３８】
また、炭を袋に封入することにより、作業性が高まり、施工費の低減を図ることも可能となる。
【００３９】
なお、炭の調湿作用により結露が発生しないため、長期の使用によっても天井裏にカビが発生することなく衛生的であり、また、湿度が適度に保たれるので、ダニの発生も抑制可能となる。
【００４０】
さらに、ホルムアルデヒド等のシックハウスの原因物質に関しても炭の吸着性能により吸着可能となる。換言すれば、本発明は空気清浄効果も発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態．
図１は、本発明の一実施の形態の構成を示した概要図である。このうち、図１（ａ）は、天井部分の断面図を、図１（ｂ）は、天井を屋根裏側からみた図を、図１（ｃ）は、天井を部屋側から見上げた図をそれぞれ示している。図１（ａ）に示した様に、天井部１は、野地板Ｊおよび野縁Ｆを挟んで、天井ボード２の上に天井裏用炭袋３が敷き詰められた構成となっている。天井裏用炭袋３の上は天井スラブＳが形成され、天井裏用炭袋３と天井スラブＳとの間の空間Ｋに、必要に応じて配管や配線が巡らせることができる様になっている。また、空間Ｋは、通気窓Ｍを介して外気と通じている。
【００４２】
各部を説明する。天井ボード２は、貫通した孔Ｈが多数整列して設けてある吸音ボードであり、石膏を主素材としている。その大きさは、一枚、９００ｍｍ×９００ｍｍ×９．５ｍｍであり、直径５ｍｍの孔が縦横１５ｍｍの間隔で整列している。孔Ｈが設けてあることにより、音が散乱し吸音および防音効果が高くなる。また、孔Ｈが設けられていることにより、通気性が確保され、室内の調湿、天井裏の結露を防止可能となる。なお、孔Ｈの大きさや形状または配置間隔はこれに限ることなく使用の態様により種々採用できる。天井ボード２は、ビス留め等により野地板Ｊに取り付けられる。
【００４３】
天井裏用炭袋３は、天井裏敷設用炭４と、これを封入する不織布からなる外袋５とから構成される。図２は、天井裏用炭袋３の一辺を開けた様子を示した概念図である。天井裏敷設用炭４は、針葉樹を炭化させたものを用いる。図３は、広葉樹木炭と、針葉樹木炭を同倍率で写した顕微鏡写真である。図から明らかな様に、針葉樹と広葉樹では、炭化させたときのマクロな空孔（１００ｎｍ径以上数μｍ）の大きさは針葉樹の方が明らかに大きい。マクロな空孔が大きいと、空気との接触面積が大きくなり、吸放湿を促進するため好ましく、天井裏敷設用炭４では、針葉樹木炭を用いている。使用する針葉樹としては例えば、アカマツ、カラマツ、スギ、ヒノキなどが挙げられる。
【００４４】
また、微細であるため図３では表れないが天井裏敷設用炭４は、ミクロな空孔（０．５ｎｍ〜１００ｎｍ径）を多数有した多孔質体であるので、高湿環境下では水蒸気を吸着し、乾燥ないし低湿環境下では水蒸気を放出する。シリカゲルの様な除湿剤は湿気を吸着するのみで一度吸い取ってしまえば機能を果たしにくくなるのに対し、天井裏敷設用炭４の場合は周囲の環境変化に合わせて水蒸気を吸放出するので調湿機能を発揮する。すなわち、天井部１は、針葉樹を用いた天井裏敷設用炭４を用いることにより、屋外と接続している空間Ｋと室内との温度差に由来する従来であれば結露となるべき水分（過度な湿気）をマクロな空孔を通じてミクロな空孔で調整し、結露発生を防止可能となっている。
【００４５】
なお、吸着性能を高めるため、天井裏敷設用炭４の炭化温度は７００℃〜１０００℃が好ましく、さらに好ましくは７５０℃〜９００℃であり、最も好ましくは７８０℃〜８８０℃である。これは、１０００℃をこえて炭化すると比表面積が小さくなるためであり、７００℃未満では比表面積が小さく、かつ強度不足や炭化不良を生じるためである。なお、炭化に当たっては、比表面積を大きくする通常の制御、例えば、温度、窒素量、酸素量などの雰囲気条件、炭化時間の制御を適宜おこなう。具体的には、木炭の揮発分を１０重量％以下、好ましくは６重量％以下となる様にする。また、ＢＥＴ法による比表面積の測定で、比表面積が２００ｍ２／ｇ以上となる様に調整するのが好ましく、３００ｍ２／ｇ以上がさらに好ましい。また、固定炭素率が９０重量％以上となる様に炭化する。
【００４６】
天井裏敷設用炭４は、その長径が１５ｍｍ以下の炭が占める割合が、炭全体の９０重量％以上占めるのが好ましく、原料木材は、その範囲に収まる様に破砕する。また、同様に、炭化後の嵩密度が１リットル（１０００ｃｍ３）あたり０．０９３ｋｇ〜０．１５６ｋｇであることが好ましい。より好ましくは、０．１０４ｋｇ〜０．１５１ｋｇである。このように調整すると、平均して５０％〜６０％の湿度を有する天井裏（床下湿度は平均して７０〜９０％）を、通気性と気密性の両方を確保しながら調湿が可能となり、また、マクロな空孔および炭同士の重なり合いによる空隙が音波を効率的に散乱・吸収する。炭化処理によっても異なるが、おおよその目安としては、炭化前の原料木材を、長さが３０ｍｍ〜５０ｍｍ、幅が数ｍｍの棒状に破砕するとよい。
【００４７】
なお、ウバメガシを素材とする備長炭に代表される広葉樹炭は、針葉樹炭に比べマクロ空孔およびミクロ空孔の観点から調湿能力がおとり、また、燃料品質の観点から原料の選定コスト、管理コストが必要である。一方、天井裏敷設用炭４では、むしろ針葉樹が好ましく、杉、桧、松などにより構成される建築廃材などを利用すれば、木材の選別が実質的に不要なため一括して炭化処理でき、管理コストも不要となる。また、廃木材は平成１４年５月３０日から施行された建設リサイクル法（建設工事に係る資材の再資源化等に関する法律）により、原則として再利用する必要があり、今後剰余するとみられる。従って、天井裏敷設用炭４は、原料の調達が容易であるとともに原料選別が不要であり低コスト化を図ることができるほか、資源の有効活用にも寄与できる。
【００４８】
以上の説明では、天井裏敷設用炭４は、針葉樹としたが、広葉樹由来の木炭やヤシ殻炭あるいは粒状活性炭が混入していることを妨げない。例えば、針葉樹木炭の容積：広葉樹由来の木炭その他の炭の重量＝１０：０が最も望ましいが、このほか、９：１、８：２、７：３であってもよく、目安としては針葉樹木炭が８０重量％以上が好ましい。なお、建築廃材を減量に用いる場合は、床柱以外はほとんど針葉樹であるので、９５重量％以上が針葉樹となる。
【００４９】
次に、外袋５について説明する。針葉樹木炭は、細胞壁の厚みが広葉樹木炭より狭く脆いため（図３参照）、運搬課程や施工時など木炭塊が擦れ合う際に木炭粉が発生しやすい。そこで、外袋５は、通気性を確保しつつ、天井裏敷設用炭４の微粉が天井ボード２の孔Ｈから部屋側へ漏出しないものとした。
【００５０】
具体的には、外袋５は不織布とした。不織布とすることで、炭粉の漏出を効率よく防止できる。これは、織布にあっては、織糸の交差部分にできる目（空隙部分）の布の厚みが必然的に薄くなるのに対し、不織布では、例え同じ広さの空隙であっても厚みがほとんど変わらないので木炭粉が通過する際の抵抗が大きくなるからである。このほか、織布では、運搬時や施工時など、外袋の片側を引っ張って移動させる様な状況下では、目が広がるのに対し、不織布では目が拡径しにくく、この点からも木炭粉の漏出を防ぐことができる。不織布の目は、ＪＩＳ−Ｌ１９０６あるいはＪＩＳ−Ｌ１０９６にいうフラジール形法で測定した通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下が好ましい。
【００５１】
なお、不織布の素材としては、水に対する耐腐食性の高いものが好ましい。これは、天井裏用炭袋３は頻繁に交換できない環境にあるからである。従って、例えば、１０年間性状の変化しない素材が好ましく、さらに好ましくはカビの生えにくいものがよい。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系繊維、または、ポリエステル系繊維が好ましい。
【００５２】
また、不織布は種々の方法で製造することができるが、例えば、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂を用いて、トウ開繊維法、バーストファイバー法および積層延展法で製造することができる。積層延展法によれば、強度、耐水性などの点で特に好ましい。
【００５３】
なお、従来でも、不織布を用いた広葉樹木炭用の外袋は存在していたが、通気性を巨視的にとらえていた結果、目の粗いもの、具体的には、木炭粉の漏洩が問題となるレベルである１３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１程度以上のものが用いられていた。
【００５４】
なお、外袋５の大きさは４５ｃｍ×４５ｃｍ〜５５ｃｍ×５５ｃｍの範囲が好ましい。また、天井裏敷設用炭４は、外袋５が上記の大きさの場合には１５リットルから２１リットル封入することが好ましい。この様にすると、封入後の大きさが一辺４５ｃｍ前後、厚みが１０ｃｍ程度となり、４畳半、６畳、８畳といった畳単位で規定される部屋の天井を天井裏用炭袋３により整然と満たすことが可能となり、また、防音性、調湿性も好適に両立させる厚みとなる。
【００５５】
次に、実験例により防音性能を説明する。実験では、発明品と、防音性を高めていない従来天井（石膏ボードのみの場合と、石膏ボード＋グラスウールの場合）と、従来の防音天井（石膏ボード二枚張り＋ロックウール）と、を比較することとした。また、発明品に関しては、天井裏用炭袋３中の天井裏敷設用炭４の嵩密度を異ならせた防音実験を行った。
【００５６】
評価に際しては、日本建築学会推奨の床衝撃法であるＪＩＳ Ａ １４１８−１ および ＪＩＳ Ａ １４１８−２「建築物の床衝撃御社弾性能の測定方法」に準じた。なお、音響評価を絶対値として出すよりも、本実験では、同一の実験室を用いて、本発明と従来の防音天井構造とを比較する、いわば、相対評価をおこなうことを念頭に置いた。図４は、実験室の様子を示した図である。４畳半の２階建ての実験室を用意し、２Ｆ音原室では、音源（タッピングマシーン）を５カ所（部屋中央、対角線上の対象な４カ所（壁から５０ｃｍ離した位置））設置し、１Ｆ受音室（床から天井ボードまでの高さ２２００ｍｍ）では、床から１２００ｍｍの高さにマイクロホンを３カ所（部屋中央、対角の対称な位置２カ所（壁から７５０ｍｍ離れた場所））設置して音の大きさを測定した。
【００５７】
なお、比較例を含めて以下の例では、野地板に天井ボードを打ち付け、その上（天井裏）に、天井裏敷設用炭やロックウール等を載置した。野地板は厚み９ｍｍ、幅７５ｍｍ、ピッチ間隔４５０ｍｍで一方向のみに渡し、これと直角に交差する野縁に固定した。野縁は、４０ｍｍ×４０ｍｍの角柱であり、ピッチ間隔は３８０ｍｍである。図５は、天井裏における敷設物の敷設の様子（ａ）と、野縁と野地板との関係（ｂ）を示した図である。
【００５８】
試験では、タッピングマシーンにより軽量衝撃音を発生させ、マイクロホンで音を拾い、６３Ｈｚ、１２５Ｈｚ、２５０Ｈｚ、５００Ｈｚの音の大きさ（デシベル）を測定した。また、評価としては、Ｌ等級評価を行った。なお、図６に、実験例と比較例との天井ボードと敷設物の違いを模式的に示した。
【００５９】
＜実験例１〜７：発明品の構成＞
まず、天井裏敷設用炭の原料として、建築廃木材（木製パレットや木造家屋解体材）を調達した。この木材を、破砕機により長径が３０ｍｍ〜５０ｍｍの棒状に破砕した。この棒状木材を横型連続式炭化炉の中で温度７５０℃〜８５０℃で１時間加熱し、針葉樹由来の木炭を得た。炭化過程で収縮が起こったが、得られた木炭は、長径が１５ｍｍ以下のものの割合が９０重量％であった。また、固定炭素率は９３重量％、揮発分は４重量％、灰分は３重量％であった。また、ＢＥＴ法比表面積は２２０ｍ２／ｇであった。
【００６０】
この木炭を、敷設厚みが１４ｃｍ程度であって、嵩密度が０．０９３ｋｇ／リットル〜１．１６３ｋｇ／リットルとなる様に外袋に入れ、天井裏用袋体を製造した。外袋用不織布としては、ユニセルメルフィットＢＴ−０７０ＥＷ（ユニセル株式会社製）を用い、一辺４５ｃｍの正方形の袋（内容物の入っていない薄い状態）とした。この不織布は７０ｇ／ｍ２、厚さ０．１５ｍｍのポリプロピレン系不織布であって、通気度は、７．５ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１である。なお、孔空き天井ボードの裏側に敷設した後、天井をたたいても、木炭微粉の落下は観察されず、炭の漏出はないことを確認した。
【００６１】
なお、得られた木炭について、吸放湿試験を調湿建材の評価法（ＪＩＳ−Ａ１４７０−１）で測定した結果、木炭１ｋｇ当たり、２０ｇ〜３０ｇ程度の水蒸気を吸放出できる能力があることが確認できた。なお、吸放出性能の測定は、動的吸放湿試験装置でおこなった。温度２５℃、湿度７０％の状態で１ｍ３の空気に含まれる水の量は約１６ｇである。この空気の湿度を１０％下げるには２ｇの水蒸気を吸湿することが必要であり、本実施例で得られた木炭はこれをはるかに上回る容量を有し、調湿能が飽和せず、調湿作用が充分確保されていることが確認できた。
【００６２】
なお、得られた木炭の固定炭素率はＪＩＳ−Ｍ８８１２による石炭類およびコークス類工業分析法に従った。比表面積は、窒素ガスＢＥＴ法（島津製作所製フロソーブＩＩ型を用い、１点法、相対圧０．２９４）で測定したものである。
【００６３】
なお、天井ボードとしては、吸音用孔空きボード（吉野石膏製タイガートーン：厚み９．５ｍｍ）を用いた。
【００６４】
＜比較例１．従来天井（敷設物なし）＞
比較例１としては、化粧石膏ボード（吉野石膏製ジプトーン：厚み９．５ｍｍ）だけの構成とし、敷設物を敷設しなかった。
【００６５】
＜比較例２．従来天井＞
比較例２としては、天井ボードは、化粧石膏ボード（吉野石膏製ジプトーン：厚み９．５ｍｍ）とし、敷設物には、グラスウール（パラマウントガラス工業製ハウスロン：厚み５０ｍｍ）を用いた。
【００６６】
＜比較例３．防音天井＞
比較例３としては、天井ボードは、石膏ボード（吉野石膏製タイガーボード：厚み１２．５ｍｍ×２枚重ね）とし、敷設物には、ロックウール（ニチアス製ホームマット：厚み５５ｍｍ）を用いた。
＜防音試験の比較＞
【００６７】
図７に実験結果を示した。防音性能をみると、実験例１〜７から分かる様に、嵩比重が０．０９３ｋｇ／リットルをこえ０．１５６ｋｇ／リットル未満であると、軽量衝撃音の防音性に優れることが分かる。比較例とＬ等級で比較すると、少なくとも、嵩比重が０．１０４ｋｇ／リットル以上０．１５１ｋｇ／リットル以下であると、従来の防音天井（比較例３）と同等程度であることが確認できた。なお、図７で、予備実験として示している様に、天井裏敷設用炭を敷設する前では、軽量衝撃音に対する防音効果が劣ることも確認できた。
【００６８】
以上の結果から、本発明品によれば、従来の防音天井と同等レベルの防音性能を発揮できるとともに、天井ボードの孔があるため調湿作用が発揮され、他の繊維系素材を敷設した密閉型の天井と異なり、結露が発生せず、また、断熱作用・蓄熱作用の期待できる天井を提供可能となる。
【００６９】
なお、ここまで、炭を外袋に封入する態様について説明したが、これに限ることなく、孔空きボード自体に通気性のある不燃紙を貼り付けて、不燃紙張りの孔空きボードで炭を挟んだ天井部材として本発明を応用できる。この様な孔空き不燃ボードとして、例えば、不燃紙張りタイガートーン（吉野石膏株式会社製）を挙げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
木炭は、また、比表面積が大きく、吸着作用を発揮するので脱臭作用等の空気浄化作用を期待できる。このため、シックハウス症候群の患者の住居において改修工事をおこない、快適な家屋を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示した概要図である。
【図２】天井裏用炭袋３の一辺を開けた様子を示した概念図である。
【図３】広葉樹木炭と、針葉樹木炭を同倍率で写した顕微鏡写真である。
【図４】実験室の様子を示した図である。
【図５】天井裏における敷設物の敷設の様子と、野縁と野地板との関係を示した図である
【図６】実験例と比較例との天井ボードと敷設物の違いを示した模式図である。
【図７】実験結果を示した図表である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 天井部
２ 天井ボード
３ 天井裏用炭袋
４ 天井裏敷設用炭
５ 外袋
Ｆ 野縁
Ｈ 孔
Ｊ 野地板
Ｋ 空間
Ｍ 通気窓
Ｓ 天井スラブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化後の長径が１５ｍｍ以下の炭の割合が炭全体の９０重量％以上を占め、嵩密度が０．０９３ｋｇ／ｌ〜０．１５６ｋｇ／ｌであることを特徴とする天井裏敷設用炭。
【請求項２】
原料が針葉樹である炭の割合が炭全体のうち９５重量％以上を占めることを特徴とする請求項１に記載の天井裏敷設用炭。
【請求項３】
炭の固定炭素率が９０重量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の天井裏敷設用炭。
【請求項４】
炭のＢＥＴ法比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の天井裏敷設用炭。
【請求項５】
孔空きボードと、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭と、当該孔空きボードと天井裏敷設用炭との間に介在させ炭粉落下を防止するとともに通気性を確保するシート部材と、を有する天井構造。
【請求項６】
前記孔空きボードは、吸音用孔空きボードであることを特徴とする請求項５に記載の天井構造。
【請求項７】
前記孔空きボードは、厚みが５ｍｍ〜１５ｍｍ、孔の経が５ｍｍ〜１５ｍｍ、隣接する孔同士の中心間距離が２０ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項５または６に記載の天井構造。
【請求項８】
前記シート部材を、フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下の不織布としたことを特徴とする請求項５、６または７に記載の天井構造。
【請求項９】
前記シート部材が通気性のある不燃紙であることを特徴とする請求項５、６または７に記載の天井構造。
【請求項１０】
フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下であって一辺４５ｃｍ〜５５ｃｍの２枚の不織布を重ねて袋体を形成し、この袋体中に、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭を、１５リットル〜２１リットル封入したことを特徴とする天井裏敷設用防音調湿材。
【請求項１】
炭化後の長径が１５ｍｍ以下の炭の割合が炭全体の９０重量％以上を占め、嵩密度が０．０９３ｋｇ／ｌ〜０．１５６ｋｇ／ｌであることを特徴とする天井裏敷設用炭。
【請求項２】
原料が針葉樹である炭の割合が炭全体のうち９５重量％以上を占めることを特徴とする請求項１に記載の天井裏敷設用炭。
【請求項３】
炭の固定炭素率が９０重量％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の天井裏敷設用炭。
【請求項４】
炭のＢＥＴ法比表面積が２００ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の天井裏敷設用炭。
【請求項５】
孔空きボードと、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭と、当該孔空きボードと天井裏敷設用炭との間に介在させ炭粉落下を防止するとともに通気性を確保するシート部材と、を有する天井構造。
【請求項６】
前記孔空きボードは、吸音用孔空きボードであることを特徴とする請求項５に記載の天井構造。
【請求項７】
前記孔空きボードは、厚みが５ｍｍ〜１５ｍｍ、孔の経が５ｍｍ〜１５ｍｍ、隣接する孔同士の中心間距離が２０ｍｍ〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項５または６に記載の天井構造。
【請求項８】
前記シート部材を、フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下の不織布としたことを特徴とする請求項５、６または７に記載の天井構造。
【請求項９】
前記シート部材が通気性のある不燃紙であることを特徴とする請求項５、６または７に記載の天井構造。
【請求項１０】
フラジール形法による通気度が１ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以上３０ｃｍ３・（ｃｍ２・ｓ）−１以下であって一辺４５ｃｍ〜５５ｃｍの２枚の不織布を重ねて袋体を形成し、この袋体中に、請求項１〜４のいずれか一つに記載の天井裏敷設用炭を、１５リットル〜２１リットル封入したことを特徴とする天井裏敷設用防音調湿材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２１４２４５（Ｐ２００６−２１４２４５Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１０９９（Ｐ２００５−３１０９９）
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（３０１０５９４２２）出雲土建株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月７日（２００５．２．７）
【出願人】（３０１０５９４２２）出雲土建株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]