木炭ボード及びその製造方法
【課題】 グルコマンナンをバインダーとして製造される木炭ボードの曲げ強度を高めること。
【解決手段】 本発明に係る木炭ボードの製造方法は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１と、木炭１１よりも少量のグルコマンナン１２と、グルコマンナン１２よりも更に少量のカルシウム化合物１４を混合したものに水１３を加えて練り合わせる練り合わせ工程Ｓ１、練り合わせ工程Ｓ２により得られた木炭成形材料１６を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程Ｓ２、及び加圧成形工程Ｓ２により得られた木炭ボード半加工品１７を乾燥し固化する乾燥・固化工程Ｓ３含む。グルコマンナン１２はコンニャク精粉であって、その量は木炭１１の１０．０〜１５．０重量％程度である。また、カルシウム化合物１４は炭酸カルシウムであって、その量はグルコマンナン１２の４．０〜６．０重量％程度である。
【解決手段】 本発明に係る木炭ボードの製造方法は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１と、木炭１１よりも少量のグルコマンナン１２と、グルコマンナン１２よりも更に少量のカルシウム化合物１４を混合したものに水１３を加えて練り合わせる練り合わせ工程Ｓ１、練り合わせ工程Ｓ２により得られた木炭成形材料１６を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程Ｓ２、及び加圧成形工程Ｓ２により得られた木炭ボード半加工品１７を乾燥し固化する乾燥・固化工程Ｓ３含む。グルコマンナン１２はコンニャク精粉であって、その量は木炭１１の１０．０〜１５．０重量％程度である。また、カルシウム化合物１４は炭酸カルシウムであって、その量はグルコマンナン１２の４．０〜６．０重量％程度である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バインダーとしてグルコマンナンを用いた木炭ボード及びその製造方法の改良に関する。なお、本明細書において木炭とは、木炭だけでなく竹炭を含む概念である。また、グルコマンナンとは、コンニャク精粉、コンニャク飛粉、コンニャク芋原料、及びこれらの混合物を含む概念である。
【背景技術】
【０００２】
竹炭を固有の細孔をそのまま活性の状態に保ちながらボード化した木炭ボードは、除湿性、脱臭性、吸音性、電磁波遮断性に優れていることは、特開平７−１５０６４５号公報（特許文献１）、特開平７−１５０７４３号公報（特許文献２）などの特許公報に開示され、また刊行物にも記載されて公知である。しかしながら、これら公知の木炭ボードの殆どは、バインダーに石油化学製品を用いているため、ホルムアルデヒト臭を発生したり、或いはアトピー性皮膚炎を引き起こす物質を発散させたりする危険性が高い。
【０００３】
バインダーに石油化学製品を用いていない木炭ボードは、特開平９−３０２８０３号公報（特許文献３）に開示されている。これは、天然繊維解維物をバインダーとして製造された２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２０ｍｍの木炭ボードであって、石膏ボードと同程度以上の強度を有する木炭ボードである。バインダーとして用いられている天然繊維解維物は、セルロース系天然繊維単独、又はセルロース系天然繊維にコラーゲン系天然繊維を混合したものを、上下２段のノンポーラス砥石を用いて構成された融砕機によって、直径がサブミクロンになるまで解維されたものである。しかしながら、この天然物を出発原料とするバインダーを用いた安価な木炭ボードは未だに商品化されていない。
【０００４】
特許第３３５７０２０号公報（特許文献４）には、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と少量のグルコマンナン粉とに水を加えて練り合わせする練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた木炭半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とからなる木炭成型品の製造方法、及び前記製造方法で製造された木炭成型品が開示されている。この製造方法で製造された木炭ボードはグルコマンナンをバインダーとして用いているので、上述の特開平９−３０２８０３号公報に開示の木炭ボードが有する問題を解決したものである。ここに、主材料となる木炭は竹炭を含む概念であり、竹炭は安く大量に入手できる。しかしながら、グルコマンナン粉をバインダーとする木炭ボードは曲げ強度が石膏ボードよりも低く、建築材料としての用途が限られるという問題があった。
【０００５】
特開２００５−１１１９３１号公報（特許文献５）には、木材のカンナ屑や鋸屑などの植物性補強材料を金型に敷き詰める工程、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と少量のグルコマンナン粉とに水を加えて練り合わせする練り合わせ工程、前記練り合わせ工程により得られた木炭成型材料を植物性補強材料が敷き詰められた金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び前記加圧成形工程により得られた木炭ボード半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む二層構造の木炭ボードの製造方法を開発した。この方法で製造された二層構造の木炭ボードは、特許第３３５７０２０号公報に開示されている実施例の木炭ボードよりも曲げ強度が増し発泡スチロールの２倍程度になったが、未だ石膏ボードよりも低く、建築材料としての用途が限られるという問題があった。
【特許文献１】特開平７−１５０６４５号公報
【特許文献２】特開平７−１５０７４３号公報
【特許文献３】特開平９−３０２８０３号公報
【特許文献４】特許第３３５７０２０号公報
【特許文献５】特開２００５−１１１９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と少量のグルコマンナンとに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボードの曲げ強度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の木炭ボードは、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボードである。
【０００８】
上記課題を解決する第１の木炭ボードの製造方法を、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と、該木炭に対して少量のグルコマンナン粉と、前記グルコマンナン粉よりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とで構成した。
【０００９】
上記課題を解決する第２の木炭ボードは、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、セルロース系繊維、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボードである。
【００１０】
上記課題を解決する第２の木炭ボードの製造方法を、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭よりも少量のセルロース系繊維、該セルロース系繊維よりも少量のグルコマンナン、及び前記グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とで構成した。
【００１１】
上記課題を解決する第３の木炭ボードの製造方法を、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、及び該木炭よりも少量のグルコマンナンを混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を第１の和紙を敷き詰めた金型に流し込み、流し込まれた木炭成形材料の表面を第２の和紙で被覆して加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とで構成した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、グルコマンナンをバインダーとする木炭ボードの曲げ強度を石膏ボードと同程度まで高めることができた。従って、本発明により運搬や現場での加工性が良く且つより高強度の木炭ボードが実現できた。それ故、グルコマンナンをバインダーとする木炭ボードの用途が、壁や天井の下地材から仕上げ材まで広がった。また、コンニャク飛粉をバインダーとすることで、木炭ボードの製造コストを大幅に低下させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る木炭成型品の製造方法は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭に対して少量のグルコマンナン、該グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含んで構成されている。カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム又は水酸化カルシウムが望ましい。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る木炭ボードの製造方法の実施例１は、図１のフローチャートに示す如く、練り合わせ工程Ｓ１、加圧成形工程Ｓ２、及び乾燥・固化工程Ｓ３の３つの工程から構成されている。実施例１における練り合わせ工程Ｓ１は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１、木炭１１に対して少量のグルコマンナン１２、及びグルコマンナン１２よりも更に少量のカルシウム化合物１４を混合したものに水１３を加えて攪拌機で十分に練りあわせる工程である。練り合わせ工程Ｓ１には、グルコマンナン１２を水１３によく分散させて或る程度吸水・膨潤させる膨潤工程を含む。
【００１５】
グルコマンナン１２としてコンニャク精粉を用いた場合、その量は、粉状又は粒状の木炭１１の１０．０〜１５．０重量％程度である。また、カルシウム化合物１４は、例えば炭酸カルシウムや水酸化カルシウムであり、その量はコンニャク精粉の３．０〜１２．０重量％程度である。更に、練り合わせのために加えられる水１３は、粉状または粒状の木炭１１に対して５０〜１５０重量％程度である。
【００１６】
加圧成形工程Ｓ２は、練り合わせ工程Ｓ１を経て十分に練り合わせられた木炭成形材料１６を金型に流し込み、木炭成形材料１６が流し込まれた金型を加圧成形機で加圧成形する工程である。
【００１７】
乾燥・固化工程Ｓ３は、加圧成形工程Ｓ２を経て加圧成形され、金型から取り出された木炭半加工品１７を室内または室外（天日）で乾燥し、固化する工程である。
【００１８】
以下に述べる実施品及び比較品の製造において用いた木炭は、乾留法で生産された竹炭である。即ち、天然に大量に生育しており、安く大量に入手できるモウソウチクやマダケ等の竹を伐採し、適当な長さに裁断した竹材を鉄製炉で乾留し炭化した竹炭である。この場合の炭化温度は、４００〜１０００℃であった。なお、原材料の竹材は１ｍ程度に裁断したものと、５ｃｍ程度の長さの短冊状の割竹の２種類を用意した。
【００１９】
粉炭、粒炭、長粒炭を用い、いくつもの木炭ボードの実施品を製造した。粉炭は竹炭を粉砕機で細かく粉砕し篩い分けした粒径２ｍｍ程度の粉状の竹炭、粒炭は粉砕の程度を弱くし篩い分けした粒径１０〜２０ｍｍ程度の粒状の竹炭、長粒炭は５ｃｍ程度の短冊状の割竹を上述の方法で炭化した薄状片の竹炭である。
【００２０】
粉炭、粒炭、長粒炭を用いた木炭ボードの実施品の製造には、攪拌機、油圧ホットプレス機、内径３０ｃｍ角で深さ５ｃｍの金型、及び蒸気抜き孔付の鉄板を用いた。
【００２１】
（第１実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム０．４ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。十分に練り合わせた竹炭成形材料が流し込まれ、蒸気抜き孔付の鉄板で蓋をされた金型をホットプレス機に設置し、１００℃で１０分間かけて加圧成形した。ホットプレス機から取り出した竹炭ボード半加工品を室内で１週間ほど自然乾燥し、その後に更に１００℃の定温器で２４時間乾燥し、乾燥・固化した第１実施品の竹炭ボードを完成させた。第１実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．２Ｎ／ｍｍ２であった。
【００２２】
（第２実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム０．８ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第２実施品の木炭ボードを完成させた。第２実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．９Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品より十分に高く、石膏ボードの強度、即ち、５．０Ｎ／ｍｍ２と同程度であった。
【００２３】
（第３実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム１．２ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第３実施品の木炭ボードを完成させた。第３実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．８Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品より十分に高く、石膏ボードと同程度の値であった。
【００２４】
（第４実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム１．６ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第４実施品の木炭ボードを完成させた。第４実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００２５】
（第５実施品）
竹炭の竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム２．０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第５実施品の竹炭ボードを完成させた。第５実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．６Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００２６】
（第６実施品）
竹炭の竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム２．４ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第６実施品の竹炭ボードを完成させた。第６実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった、そして、その曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００２７】
（第７実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム０．４ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第７実施品の木炭ボードを完成させた。第７実施品の竹炭ボードは厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった、そして、その曲げ強度は４．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００２８】
（第８実施品）
粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム０．８ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第８実施品の木炭ボードを完成させた。第８実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．７Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品より十分に高く、石膏ボードの強度に近い値であった。
【００２９】
（第９実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム１．２ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第９実施品の木炭ボードを完成させた。第９実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００３０】
（第１０実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム２．０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１０実施品の木炭ボードを完成させた。第１０実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３１】
（第１比較品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１比較品の木炭ボードを完成させた。比較品は、厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３、その曲げ強度は４．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３２】
（第２比較品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム１．６ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１０実施品の木炭ボードを完成させた。第２比較品は、厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．０Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３３】
（第３比較品）
スギの木炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第３比較品の木炭ボードを完成させた。第３比較品は、厚さ５．４ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．４７ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は２．３Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３４】
以上、本発明の実施例１により製造した木炭ボードである第１実施品から第１０実施品について詳細に説明したとおり、混入されるカルシウム化合物が炭酸カルシウムである場合の第２実施品から第６実施品、及び混入されるカルシウム化合物が水酸化カルシウムである場合の第７実施品は、石膏ボードと同程度又はそれ以上の曲げ強度を有することが判明した。これらの実施品及びここに記載しない各種の実験等の結果から、カルシウム化合物として炭酸カルシウムを用いる場合、その量はコンニャク精粉の３．０〜１２．０重量％程度であること、カルシウム化合物として水酸化カルシウムを用いる場合、その量は前記コンニャク精粉の３．０〜６．０重量％程度であることが望ましいことが分かった。
【実施例２】
【００３５】
本発明に係る木炭ボードの製造方法の実施例２は、図２のフローチャートに示す如く、練り合わせ工程Ｓ１、加圧成形工程Ｓ２、及び乾燥・固化工程Ｓ３の３つの工程から構成されている。実施例２における練り合わせ工程Ｓ１は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１、木炭１１よりも少量のスギ樹皮２１、スギ樹皮２１よりも少量のグルコマンナン１２、及びグルコマンナン１２よりも更に少量のカルシウム化合物１４を混合したものに水１３を加えて攪拌機で十分に練りあわせる工程である。練り合わせ工程Ｓ１には、グルコマンナン１２を水１３によく分散させて或る程度吸水・膨潤させる膨潤工程を含む。スギ樹皮２１は、リファイナリーと呼ばれる木材解繊装置によってスギ樹皮を解繊したものである。スギ樹皮２１の代わりに、和紙の材料となる植物繊維などの他のセルロース系繊維を用いてもよい。
【００３６】
グルコマンナン１２としてコンニャク精粉を用いた場合、その量は、粉状又は粒状の木炭１１の１０．０〜１５．０重量％程度である。また、カルシウム化合物１４は、例えば炭酸カルシウムや水酸化カルシウムであり、その量はコンニャク精粉の３．０〜１２．０重量％程度である。更に、練り合わせのために加えられる水１３は、粉状または粒状の木炭１１に対して５０〜１５０重量％程度である。
【００３７】
加圧成形工程Ｓ２は、練り合わせ工程Ｓ１を経て十分に練り合わせられた木炭成形材料１６を金型に流し込み、木炭成形材料１６が流し込まれた金型を加圧成形機で加圧成形する工程である。
【００３８】
乾燥・固化工程Ｓ３は、加圧成形工程Ｓ２を経て加圧成形され、金型から取り出された木炭半加工品１７を室内または室外（天日）で乾燥し、固化する工程である。
【００３９】
（第１１実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇとスギ樹皮５０ｇに水酸化カルシウム１ｇと水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１１実施品の木炭ボードを完成させた。第１１実施品は厚さ５．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５３ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は６．３Ｎ／ｍｍ２であった。この値から明らかな通り、第１１実施品は石膏ボードの強度を十分に超えるものであった。
【実施例３】
【００４０】
本発明に係る木炭ボードの製造方法の実施例３は、図３のフローチャートに示す如く、練り合わせ工程Ｓ１、加圧成形工程Ｓ２、及び乾燥・固化工程Ｓ３の３つの工程から構成されている。実施例３における練り合わせ工程Ｓ１は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１、及び木炭１１に対して少量のグルコマンナン１２を混合したものに水１３を加えて攪拌機で十分に練りあわせる工程である。練り合わせ工程Ｓ１には、グルコマンナン１２を水１３によく分散させて或る程度吸水・膨潤させる膨潤工程を含む。
【００４１】
実施例３における加圧成形工程Ｓ２は、金型に第１の和紙を敷き詰める工程Ｓ２１、和紙を敷き詰めた金型に練り合わせ工程Ｓ１により得られた木炭成形材料を流し込む工程Ｓ２２、流し込まれた木炭成形材料の表面を第２の和紙で被覆する工程Ｓ２３を含む。実施例３における加圧成形工程Ｓ２と乾燥・硬化工程Ｓ３は、実施例１におけるものと同じである。
【００４２】
グルコマンナン１２は、コンニャク精粉の場合の量は粉状又は粒状の木炭１１に対して３．０〜１０．０重量％程度であり、コンニャク飛粉の場合の量は粉状又は粒状の木炭１１に対して２０．０〜６０．０重量％程度である。セルロース系不織布層をセルロース系不織布は和紙が最適であるが、新聞紙などの洋紙でもよい。
【００４３】
実施例３の製造方法で製造された木炭ボード１８は、図３に示す如く、木炭層１８ａと第１セルロース系不織布層1８ｂ及び第２セルロース系不織布層１８ｃとから成る３層構造の木炭ボードである。木炭層１８ａと第１セルロース系不織布層1８ｂ及び第２セルロース系不織布層１８ｃはバインダーであるグルコマンナンにより分離することなく、一体に加圧成形されている。
【００４４】
（第１２実施品）
粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、図３のフローチャートに示す如く工程を経て第１１実施品の三層の木炭ボードを完成させた。第１２実施品は第１セルロース系不織布層1８ｂ及び第２セルロース系不織布層１８ｃを和紙で構成した厚さ５．１ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの三層構造の竹炭ボードで、その容積比重は０．５６ｇ／ｃｍ２であった。そして、その曲げ強度は４．２Ｎ／ｍｍ２であった。
【００４５】
なお、実施例３の木炭ボードの製造方法においても、グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は炭酸カルシウムであって、その量は前記グルコマンナンの４．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする。また、前記グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は水酸化カルシウムであって、その量は前記コンニャク精粉の３．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする。
【００４６】
更に、実施例３の木炭ボードの製造方法において、工程Ｓ２１において金型に敷き詰められるセルロース系布は不織布の和紙であるとしたが、セルロース系織布でもよい。同様に、木炭成形材料の表面を被覆する工程Ｓ２３で用いられているセルロース系布は不織布の和紙であるとしたが、セルロース系織布でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】実施例２の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】実施例３の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】実施例３の製造方法で製造された三層構造の木炭ボードの斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ 粉状若しくは粒状の木炭
１２ グルコマンナン
１３ 水
１４ カルシウム化合物
Ｓ１ 練り合わせ工程
Ｓ２ 加圧成形工程
Ｓ２１ 和紙の敷き詰め工程
Ｓ２２ 成形材料の流し込み工程
Ｓ２３ 和紙による被覆工程
Ｓ３ 乾燥・硬化工程
１６ 木炭成形材料
１７ 木炭ボード半加工品
１８ 木炭ボード完成品
１８ａ 木炭層
１８ｂ 第１セルロース系不織布層
１８ｃ 第２セルロース系不織布層
２１ スギ樹皮
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バインダーとしてグルコマンナンを用いた木炭ボード及びその製造方法の改良に関する。なお、本明細書において木炭とは、木炭だけでなく竹炭を含む概念である。また、グルコマンナンとは、コンニャク精粉、コンニャク飛粉、コンニャク芋原料、及びこれらの混合物を含む概念である。
【背景技術】
【０００２】
竹炭を固有の細孔をそのまま活性の状態に保ちながらボード化した木炭ボードは、除湿性、脱臭性、吸音性、電磁波遮断性に優れていることは、特開平７−１５０６４５号公報（特許文献１）、特開平７−１５０７４３号公報（特許文献２）などの特許公報に開示され、また刊行物にも記載されて公知である。しかしながら、これら公知の木炭ボードの殆どは、バインダーに石油化学製品を用いているため、ホルムアルデヒト臭を発生したり、或いはアトピー性皮膚炎を引き起こす物質を発散させたりする危険性が高い。
【０００３】
バインダーに石油化学製品を用いていない木炭ボードは、特開平９−３０２８０３号公報（特許文献３）に開示されている。これは、天然繊維解維物をバインダーとして製造された２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×２０ｍｍの木炭ボードであって、石膏ボードと同程度以上の強度を有する木炭ボードである。バインダーとして用いられている天然繊維解維物は、セルロース系天然繊維単独、又はセルロース系天然繊維にコラーゲン系天然繊維を混合したものを、上下２段のノンポーラス砥石を用いて構成された融砕機によって、直径がサブミクロンになるまで解維されたものである。しかしながら、この天然物を出発原料とするバインダーを用いた安価な木炭ボードは未だに商品化されていない。
【０００４】
特許第３３５７０２０号公報（特許文献４）には、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と少量のグルコマンナン粉とに水を加えて練り合わせする練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた木炭半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とからなる木炭成型品の製造方法、及び前記製造方法で製造された木炭成型品が開示されている。この製造方法で製造された木炭ボードはグルコマンナンをバインダーとして用いているので、上述の特開平９−３０２８０３号公報に開示の木炭ボードが有する問題を解決したものである。ここに、主材料となる木炭は竹炭を含む概念であり、竹炭は安く大量に入手できる。しかしながら、グルコマンナン粉をバインダーとする木炭ボードは曲げ強度が石膏ボードよりも低く、建築材料としての用途が限られるという問題があった。
【０００５】
特開２００５−１１１９３１号公報（特許文献５）には、木材のカンナ屑や鋸屑などの植物性補強材料を金型に敷き詰める工程、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と少量のグルコマンナン粉とに水を加えて練り合わせする練り合わせ工程、前記練り合わせ工程により得られた木炭成型材料を植物性補強材料が敷き詰められた金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び前記加圧成形工程により得られた木炭ボード半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む二層構造の木炭ボードの製造方法を開発した。この方法で製造された二層構造の木炭ボードは、特許第３３５７０２０号公報に開示されている実施例の木炭ボードよりも曲げ強度が増し発泡スチロールの２倍程度になったが、未だ石膏ボードよりも低く、建築材料としての用途が限られるという問題があった。
【特許文献１】特開平７−１５０６４５号公報
【特許文献２】特開平７−１５０７４３号公報
【特許文献３】特開平９−３０２８０３号公報
【特許文献４】特許第３３５７０２０号公報
【特許文献５】特開２００５−１１１９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と少量のグルコマンナンとに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボードの曲げ強度を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する第１の木炭ボードは、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボードである。
【０００８】
上記課題を解決する第１の木炭ボードの製造方法を、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭と、該木炭に対して少量のグルコマンナン粉と、前記グルコマンナン粉よりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とで構成した。
【０００９】
上記課題を解決する第２の木炭ボードは、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、セルロース系繊維、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボードである。
【００１０】
上記課題を解決する第２の木炭ボードの製造方法を、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭よりも少量のセルロース系繊維、該セルロース系繊維よりも少量のグルコマンナン、及び前記グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とで構成した。
【００１１】
上記課題を解決する第３の木炭ボードの製造方法を、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、及び該木炭よりも少量のグルコマンナンを混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を第１の和紙を敷き詰めた金型に流し込み、流し込まれた木炭成形材料の表面を第２の和紙で被覆して加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程とで構成した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、グルコマンナンをバインダーとする木炭ボードの曲げ強度を石膏ボードと同程度まで高めることができた。従って、本発明により運搬や現場での加工性が良く且つより高強度の木炭ボードが実現できた。それ故、グルコマンナンをバインダーとする木炭ボードの用途が、壁や天井の下地材から仕上げ材まで広がった。また、コンニャク飛粉をバインダーとすることで、木炭ボードの製造コストを大幅に低下させることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る木炭成型品の製造方法は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭に対して少量のグルコマンナン、該グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含んで構成されている。カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム又は水酸化カルシウムが望ましい。
【実施例１】
【００１４】
本発明に係る木炭ボードの製造方法の実施例１は、図１のフローチャートに示す如く、練り合わせ工程Ｓ１、加圧成形工程Ｓ２、及び乾燥・固化工程Ｓ３の３つの工程から構成されている。実施例１における練り合わせ工程Ｓ１は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１、木炭１１に対して少量のグルコマンナン１２、及びグルコマンナン１２よりも更に少量のカルシウム化合物１４を混合したものに水１３を加えて攪拌機で十分に練りあわせる工程である。練り合わせ工程Ｓ１には、グルコマンナン１２を水１３によく分散させて或る程度吸水・膨潤させる膨潤工程を含む。
【００１５】
グルコマンナン１２としてコンニャク精粉を用いた場合、その量は、粉状又は粒状の木炭１１の１０．０〜１５．０重量％程度である。また、カルシウム化合物１４は、例えば炭酸カルシウムや水酸化カルシウムであり、その量はコンニャク精粉の３．０〜１２．０重量％程度である。更に、練り合わせのために加えられる水１３は、粉状または粒状の木炭１１に対して５０〜１５０重量％程度である。
【００１６】
加圧成形工程Ｓ２は、練り合わせ工程Ｓ１を経て十分に練り合わせられた木炭成形材料１６を金型に流し込み、木炭成形材料１６が流し込まれた金型を加圧成形機で加圧成形する工程である。
【００１７】
乾燥・固化工程Ｓ３は、加圧成形工程Ｓ２を経て加圧成形され、金型から取り出された木炭半加工品１７を室内または室外（天日）で乾燥し、固化する工程である。
【００１８】
以下に述べる実施品及び比較品の製造において用いた木炭は、乾留法で生産された竹炭である。即ち、天然に大量に生育しており、安く大量に入手できるモウソウチクやマダケ等の竹を伐採し、適当な長さに裁断した竹材を鉄製炉で乾留し炭化した竹炭である。この場合の炭化温度は、４００〜１０００℃であった。なお、原材料の竹材は１ｍ程度に裁断したものと、５ｃｍ程度の長さの短冊状の割竹の２種類を用意した。
【００１９】
粉炭、粒炭、長粒炭を用い、いくつもの木炭ボードの実施品を製造した。粉炭は竹炭を粉砕機で細かく粉砕し篩い分けした粒径２ｍｍ程度の粉状の竹炭、粒炭は粉砕の程度を弱くし篩い分けした粒径１０〜２０ｍｍ程度の粒状の竹炭、長粒炭は５ｃｍ程度の短冊状の割竹を上述の方法で炭化した薄状片の竹炭である。
【００２０】
粉炭、粒炭、長粒炭を用いた木炭ボードの実施品の製造には、攪拌機、油圧ホットプレス機、内径３０ｃｍ角で深さ５ｃｍの金型、及び蒸気抜き孔付の鉄板を用いた。
【００２１】
（第１実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム０．４ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。十分に練り合わせた竹炭成形材料が流し込まれ、蒸気抜き孔付の鉄板で蓋をされた金型をホットプレス機に設置し、１００℃で１０分間かけて加圧成形した。ホットプレス機から取り出した竹炭ボード半加工品を室内で１週間ほど自然乾燥し、その後に更に１００℃の定温器で２４時間乾燥し、乾燥・固化した第１実施品の竹炭ボードを完成させた。第１実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．２Ｎ／ｍｍ２であった。
【００２２】
（第２実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム０．８ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第２実施品の木炭ボードを完成させた。第２実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．９Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品より十分に高く、石膏ボードの強度、即ち、５．０Ｎ／ｍｍ２と同程度であった。
【００２３】
（第３実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム１．２ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第３実施品の木炭ボードを完成させた。第３実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．８Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品より十分に高く、石膏ボードと同程度の値であった。
【００２４】
（第４実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム１．６ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第４実施品の木炭ボードを完成させた。第４実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００２５】
（第５実施品）
竹炭の竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム２．０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第５実施品の竹炭ボードを完成させた。第５実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．６Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００２６】
（第６実施品）
竹炭の竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと炭酸カルシウム２．４ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第６実施品の竹炭ボードを完成させた。第６実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった、そして、その曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００２７】
（第７実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム０．４ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第７実施品の木炭ボードを完成させた。第７実施品の竹炭ボードは厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった、そして、その曲げ強度は４．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００２８】
（第８実施品）
粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム０．８ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第８実施品の木炭ボードを完成させた。第８実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．７Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品より十分に高く、石膏ボードの強度に近い値であった。
【００２９】
（第９実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム１．２ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第９実施品の木炭ボードを完成させた。第９実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２で、これは比較品よりかなり高く、石膏ボードの強度にかなり近い値であった。
【００３０】
（第１０実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム２．０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１０実施品の木炭ボードを完成させた。第１０実施品は厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３１】
（第１比較品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１比較品の木炭ボードを完成させた。比較品は、厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３、その曲げ強度は４．１Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３２】
（第２比較品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇと水酸化カルシウム１．６ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１０実施品の木炭ボードを完成させた。第２比較品は、厚さ４．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．５１ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は４．０Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３３】
（第３比較品）
スギの木炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第３比較品の木炭ボードを完成させた。第３比較品は、厚さ５．４ｍｍの３０ｃｍ角のサイズのボードで、その容積比重は０．４７ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は２．３Ｎ／ｍｍ２であった。
【００３４】
以上、本発明の実施例１により製造した木炭ボードである第１実施品から第１０実施品について詳細に説明したとおり、混入されるカルシウム化合物が炭酸カルシウムである場合の第２実施品から第６実施品、及び混入されるカルシウム化合物が水酸化カルシウムである場合の第７実施品は、石膏ボードと同程度又はそれ以上の曲げ強度を有することが判明した。これらの実施品及びここに記載しない各種の実験等の結果から、カルシウム化合物として炭酸カルシウムを用いる場合、その量はコンニャク精粉の３．０〜１２．０重量％程度であること、カルシウム化合物として水酸化カルシウムを用いる場合、その量は前記コンニャク精粉の３．０〜６．０重量％程度であることが望ましいことが分かった。
【実施例２】
【００３５】
本発明に係る木炭ボードの製造方法の実施例２は、図２のフローチャートに示す如く、練り合わせ工程Ｓ１、加圧成形工程Ｓ２、及び乾燥・固化工程Ｓ３の３つの工程から構成されている。実施例２における練り合わせ工程Ｓ１は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１、木炭１１よりも少量のスギ樹皮２１、スギ樹皮２１よりも少量のグルコマンナン１２、及びグルコマンナン１２よりも更に少量のカルシウム化合物１４を混合したものに水１３を加えて攪拌機で十分に練りあわせる工程である。練り合わせ工程Ｓ１には、グルコマンナン１２を水１３によく分散させて或る程度吸水・膨潤させる膨潤工程を含む。スギ樹皮２１は、リファイナリーと呼ばれる木材解繊装置によってスギ樹皮を解繊したものである。スギ樹皮２１の代わりに、和紙の材料となる植物繊維などの他のセルロース系繊維を用いてもよい。
【００３６】
グルコマンナン１２としてコンニャク精粉を用いた場合、その量は、粉状又は粒状の木炭１１の１０．０〜１５．０重量％程度である。また、カルシウム化合物１４は、例えば炭酸カルシウムや水酸化カルシウムであり、その量はコンニャク精粉の３．０〜１２．０重量％程度である。更に、練り合わせのために加えられる水１３は、粉状または粒状の木炭１１に対して５０〜１５０重量％程度である。
【００３７】
加圧成形工程Ｓ２は、練り合わせ工程Ｓ１を経て十分に練り合わせられた木炭成形材料１６を金型に流し込み、木炭成形材料１６が流し込まれた金型を加圧成形機で加圧成形する工程である。
【００３８】
乾燥・固化工程Ｓ３は、加圧成形工程Ｓ２を経て加圧成形され、金型から取り出された木炭半加工品１７を室内または室外（天日）で乾燥し、固化する工程である。
【００３９】
（第１１実施品）
竹炭の粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇとスギ樹皮５０ｇに水酸化カルシウム１ｇと水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、第１実施品と同様の工程を経て第１１実施品の木炭ボードを完成させた。第１１実施品は厚さ５．６ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの竹炭ボードで、その容積比重は０．５３ｇ／ｃｍ３であった。そして、その曲げ強度は６．３Ｎ／ｍｍ２であった。この値から明らかな通り、第１１実施品は石膏ボードの強度を十分に超えるものであった。
【実施例３】
【００４０】
本発明に係る木炭ボードの製造方法の実施例３は、図３のフローチャートに示す如く、練り合わせ工程Ｓ１、加圧成形工程Ｓ２、及び乾燥・固化工程Ｓ３の３つの工程から構成されている。実施例３における練り合わせ工程Ｓ１は、粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭１１、及び木炭１１に対して少量のグルコマンナン１２を混合したものに水１３を加えて攪拌機で十分に練りあわせる工程である。練り合わせ工程Ｓ１には、グルコマンナン１２を水１３によく分散させて或る程度吸水・膨潤させる膨潤工程を含む。
【００４１】
実施例３における加圧成形工程Ｓ２は、金型に第１の和紙を敷き詰める工程Ｓ２１、和紙を敷き詰めた金型に練り合わせ工程Ｓ１により得られた木炭成形材料を流し込む工程Ｓ２２、流し込まれた木炭成形材料の表面を第２の和紙で被覆する工程Ｓ２３を含む。実施例３における加圧成形工程Ｓ２と乾燥・硬化工程Ｓ３は、実施例１におけるものと同じである。
【００４２】
グルコマンナン１２は、コンニャク精粉の場合の量は粉状又は粒状の木炭１１に対して３．０〜１０．０重量％程度であり、コンニャク飛粉の場合の量は粉状又は粒状の木炭１１に対して２０．０〜６０．０重量％程度である。セルロース系不織布層をセルロース系不織布は和紙が最適であるが、新聞紙などの洋紙でもよい。
【００４３】
実施例３の製造方法で製造された木炭ボード１８は、図３に示す如く、木炭層１８ａと第１セルロース系不織布層1８ｂ及び第２セルロース系不織布層１８ｃとから成る３層構造の木炭ボードである。木炭層１８ａと第１セルロース系不織布層1８ｂ及び第２セルロース系不織布層１８ｃはバインダーであるグルコマンナンにより分離することなく、一体に加圧成形されている。
【００４４】
（第１２実施品）
粉炭２００ｇとコンニャク精粉２０ｇに水２５０ｍｌを加えて攪拌機で練り合わせた。以下、図３のフローチャートに示す如く工程を経て第１１実施品の三層の木炭ボードを完成させた。第１２実施品は第１セルロース系不織布層1８ｂ及び第２セルロース系不織布層１８ｃを和紙で構成した厚さ５．１ｍｍの３０ｃｍ角のサイズの三層構造の竹炭ボードで、その容積比重は０．５６ｇ／ｃｍ２であった。そして、その曲げ強度は４．２Ｎ／ｍｍ２であった。
【００４５】
なお、実施例３の木炭ボードの製造方法においても、グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は炭酸カルシウムであって、その量は前記グルコマンナンの４．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする。また、前記グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は水酸化カルシウムであって、その量は前記コンニャク精粉の３．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする。
【００４６】
更に、実施例３の木炭ボードの製造方法において、工程Ｓ２１において金型に敷き詰められるセルロース系布は不織布の和紙であるとしたが、セルロース系織布でもよい。同様に、木炭成形材料の表面を被覆する工程Ｓ２３で用いられているセルロース系布は不織布の和紙であるとしたが、セルロース系織布でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施例１の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】実施例２の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】実施例３の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】実施例３の製造方法で製造された三層構造の木炭ボードの斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１ 粉状若しくは粒状の木炭
１２ グルコマンナン
１３ 水
１４ カルシウム化合物
Ｓ１ 練り合わせ工程
Ｓ２ 加圧成形工程
Ｓ２１ 和紙の敷き詰め工程
Ｓ２２ 成形材料の流し込み工程
Ｓ２３ 和紙による被覆工程
Ｓ３ 乾燥・硬化工程
１６ 木炭成形材料
１７ 木炭ボード半加工品
１８ 木炭ボード完成品
１８ａ 木炭層
１８ｂ 第１セルロース系不織布層
１８ｃ 第２セルロース系不織布層
２１ スギ樹皮
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボード。
【請求項２】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭よりも少量のグルコマンナン、及び前記グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む木炭ボードの製造方法。
【請求項３】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、セルロース系繊維、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボード。
【請求項４】
前記セルロース系繊維はスギ樹皮であることを特徴とする請求項３の木炭ボード。
【請求項５】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭よりも少量のセルロース系繊維、該セルロース系繊維よりも少量のグルコマンナン、及び前記グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む木炭ボードの製造方法。
【請求項６】
前記セルロース系繊維はスギ樹皮であることを特徴とする請求項５の木炭ボードの製造方法。
【請求項７】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、及び該木炭よりも少量のグルコマンナンを混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を第１のセルロース系布を敷き詰めた金型に流し込み、流し込まれた木炭成形材料の表面を第２のセルロース系布で被覆して加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む木炭ボードの製造方法。
【請求項８】
前記グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は炭酸カルシウムであって、その量は前記グルコマンナンの４．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする請求項２、５又は７に記載の木炭ボードの製造方法。
【請求項９】
前記グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は水酸化カルシウムであって、その量は前記コンニャク精粉の３．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする請求項２、５又は７に記載の木炭ボードの製造方法。
【請求項１０】
前記セルロース系布は和紙であることを特徴とする請求項７に記載の木炭ボードの製造方法。
【請求項１】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボード。
【請求項２】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭よりも少量のグルコマンナン、及び前記グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む木炭ボードの製造方法。
【請求項３】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、セルロース系繊維、グルコマンナン、及びカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせて得られた木炭成形材料を加圧成形して製造された木炭ボード。
【請求項４】
前記セルロース系繊維はスギ樹皮であることを特徴とする請求項３の木炭ボード。
【請求項５】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、該木炭よりも少量のセルロース系繊維、該セルロース系繊維よりも少量のグルコマンナン、及び前記グルコマンナンよりも更に少量のカルシウム化合物を混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を金型に流し込んで加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む木炭ボードの製造方法。
【請求項６】
前記セルロース系繊維はスギ樹皮であることを特徴とする請求項５の木炭ボードの製造方法。
【請求項７】
粉状若しくは粒状の木炭又はこれらを混合した木炭、及び該木炭よりも少量のグルコマンナンを混合したものに水を加えて練り合わせる練り合わせ工程、該練り合わせ工程により得られた木炭成形材料を第１のセルロース系布を敷き詰めた金型に流し込み、流し込まれた木炭成形材料の表面を第２のセルロース系布で被覆して加圧成形する加圧成形工程、及び該加圧成形工程により得られた半加工品を乾燥し固化する乾燥・固化工程を含む木炭ボードの製造方法。
【請求項８】
前記グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は炭酸カルシウムであって、その量は前記グルコマンナンの４．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする請求項２、５又は７に記載の木炭ボードの製造方法。
【請求項９】
前記グルコマンナンはコンニャク精粉であって、その量は前記木炭の１０．０〜１５．０重量％程度であること、及び、前記カルシウム化合物は水酸化カルシウムであって、その量は前記コンニャク精粉の３．０〜６．０重量％程度であることを特徴とする請求項２、５又は７に記載の木炭ボードの製造方法。
【請求項１０】
前記セルロース系布は和紙であることを特徴とする請求項７に記載の木炭ボードの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−８７３４８（Ｐ２００８−８７３４８Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７１３５９（Ｐ２００６−２７１３５９）
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（５９１１５５２４２）鹿児島県 (56)
【出願人】（５９４０７６２８９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（５９１１５５２４２）鹿児島県 (56)
【出願人】（５９４０７６２８９）
【Ｆターム（参考）】
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