特開 2025-11874 複合材及び複合材製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025011874

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】複合材及び複合材製造方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/14 20060101AFI20250117BHJP

   B01J 20/14 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

A61L9/14

B01J20/14

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023114270

(22)【出願日】2023-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】523265674

【氏名又は名称】千田 しのぶ

(74)【代理人】

【識別番号】100134706

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】千田 洋

【テーマコード（参考）】

4C180

4G066

【Ｆターム（参考）】

4C180CC04

4C180CC13

4C180EA24X

4C180EA28X

4C180EB21Y

4C180EB30Y

4C180FF07

4C180GG17

4C180LL20

4G066AA14D

4G066AA70B

4G066AC02C

4G066AC11D

4G066BA03

4G066BA07

4G066BA09

4G066BA22

4G066CA02

4G066DA03

4G066FA37

(57)【要約】

【課題】より軽量、かつ、臭いの除去効果に優れた複合材、及び、そのような複合材が得られる複合材製造方法を提供する。
【解決手段】複合材１２は、多孔材２１と、珪藻土層２２とを備える。多孔材２１は、厚み方向に貫通した複数の貫通孔１６を有する。多孔材２１は、紙で形成されている。珪藻土層２２は、珪藻土が多孔材に２１付着した層である。複合材１２は、浸漬工程と、乾燥工程とにより製造される。浸漬工程は、多孔材２１を、粉状の珪藻土が水に分散した分散液に浸漬する。乾燥工程は、浸漬工程を経た多孔材２１を乾燥することにより、珪藻土が表面に付着した複合材１２を得る。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成された多孔材と、
前記多孔材に付着した珪藻土と
を備える複合材。

【請求項2】

前記多孔材の表面に前記珪藻土で層状に形成された珪藻土層を有する請求項１に記載の複合材。

【請求項3】

前記多孔材はロールコアである請求項１または２に記載の複合材。

【請求項4】

前記多孔材は樹脂を含有する請求項１または２に記載の複合材。

【請求項5】

厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成された多孔材を、粉状の珪藻土が水に分散した分散液に浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬工程を経た前記多孔材を乾燥することにより、前記珪藻土が表面に付着した複合材を得る乾燥工程と
を有する複合材製造方法。

【請求項6】

前記分散液は、前記珪藻土の質量１ｋｇに対して水の体積が１リットル以上３リットル以下の範囲内である請求項５に記載の複合材製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合材及び複合材製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の素材を組み合わせたパネル状の複合材が知られている。例えば特許文献１に記載されるパネルは、引き戸に用いられ、芯材と、芯材を挟んでその両面に配置される２枚の表面材とを備え、２枚の表面材の間に中空部を有する。２枚の表面材は共に、格子状またはハニカム状に形成されたケナフ繊維ボードであり、上記中空部には調湿材が充填されている。調湿材は、珪藻土、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アロフェン活性白土、セピオライトなどである。

【0003】

また、空気中の臭い成分を吸着するパネル状の複合材として、特許文献２には、ロールコアで形成される中筒体と、中筒体に充填された脱臭剤と、不織布とを備えるフィルタエレメントが記載されている。中筒体には、ロールコアが用いられ、このロールコアのセルに、各セル内に脱臭剤としての活性炭ペレットが充填されている。不織布は、中筒体の空気導入面と空気排出面と４つの周囲側面とに覆設されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－７９３８７号公報

【特許文献2】実用新案登録第３０６３４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載される複合材は、軽量とは言えない。また、臭いの除去効果においてより向上したものが望まれる。

【0006】

そこで、本発明は、より軽量、かつ、臭いの除去効果に優れた複合材、及び、そのような複合材が得られる複合材製造方法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】

【0007】

本発明の複合材は、多孔材と珪藻土とを備える。多孔材は、厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成されている。珪藻土は多孔材に付着している。

【0008】

多孔材の表面に珪藻土で層状に形成された珪藻土層を有することが好ましい。

【0009】

多孔材はロールコアであることが好ましい。

【0010】

多孔材は樹脂を含有していてもよい。

【0011】

本発明の複合材製造方法は、浸漬工程と乾燥工程とを有する。浸漬工程は、厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成された多孔材を、粉状の珪藻土が水に分散した分散液に浸漬する。乾燥工程は、浸漬工程を経た多孔材を乾燥することにより、珪藻土が表面に付着した複合材を得る。

【0012】

分散液は、珪藻土の質量１ｋｇに対して水の体積が１リットル以上３リットル以下の範囲内であることが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、より軽量、かつ臭いの除去効果に優れた複合材が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態である複合材を使用した複合材ユニットの概略図であり、（Ａ）は平面概略図、（Ｂ）は断面概略図である。

【図2】複合材の説明図である。

【図3】多孔材の説明図である。

【図4】別の多孔材の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１に示す複合材ユニット１１は、パネル状の複合材１２と、複合材１２がセットされる矩形のフレーム（枠）１３とを備える。複合材１２は、本発明の複合材の一実施形態であり、この例では矩形に形成されているが、円形（楕円を含む）、四角形以外の多角形など、任意の形状に形成することができる。複合材ユニット１１は、例えば屋内の壁面に立てかける、壁面上に固定するなど、種々の態様で用いることができる。フレーム１３は、例えば、木、プラスチック、金属などの種々の素材で形成してよく、本例では木製としている。

【0016】

また、この例では複合材１２をフレーム１３にセットして複合材ユニット１１の態様としているが、フレーム１３を用いずに、複合材１２を例えば壁面に立てかける、室内の壁材の一部として埋設する、あるいは、ベッドのマット下の空間に載置するなど、単独で用いてもよい。さらに、パネル状の複合材１２のパネル面１２Ａ、１２Ｂのうちの少なくとも一方に、通気性を有するシート（例えば、編み目を有するメッシュシート、和紙などの紙等）を設けて当該一方のパネル面１２Ａ、１２Ｂを覆うことにより意匠性を向上させてもよい。

【0017】

複合材１２は、厚み方向において貫通し、パネル面１２Ａ、１２Ｂに開口を形成する貫通孔１６を複数有する。複数の貫通孔１６の孔径は概ね均一であるが、不均一であってもよい。貫通孔１６の孔径は、８ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、本例では１０ｍｍ程度としている。図１に示す例においては、貫通孔１６は、パネル面１２Ａ、１２Ｂに沿って規則的に並んでいるが、ランダム（不規則）配列でもよい。なお、この例の複合材１２は、貫通孔１６の配列態様、具体的にはひとつの貫通孔１６の周囲に６個の貫通孔１６が位置するハニカム構造となっているが、後述の多孔材の種類と、珪藻土層の厚みに応じて、ハニカム構造以外の構造の場合もある。

【0018】

複合材１２は、図２に示すように、厚み方向に貫通した複数の孔２１ａを有する多孔材２１と、珪藻土により層状に形成された珪藻土層２２とを備える。多孔材２１は、紙で形成されており、図３に示すように、長尺の紙製シートをＳ字状に曲げたＳ字部材２１ｂを、面状に並べて接合したロールコアである。なお、図２においては、多孔材２１を形成している紙の厚みを略してある。多孔材２１としてロールコアを用いることにより、強度に優れた複合材１２となっている。

【0019】

多孔材２１を構成する紙は特に限定されず、例えばクラフト紙などを用いることができる。紙の厚みも特に限定されない。多孔材２１を構成する紙は、樹脂を含有してもよく、含侵処理により樹脂を含有させることができる。樹脂を含有した紙で形成された多孔材２１を用いることにより、強度等が向上した複合材１２が得られるが、樹脂の含有、非含有は複合材１２の用途に応じて決定すればよい。ロールコアは市販品でもよく、本例においても市販品（新日本フエザーコア（株）製のロールコア）を用いている。

【0020】

珪藻土層２２は、粉状の珪藻土が多孔材２１の紙に付着して形成されている。珪藻土の粒径は特に限定されないが、後述の製造方法における製造適性の観点からは、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）規格における１００メッシュ以上３００メッシュ以下の範囲内に対応する粒径が好ましく、本例では２００メッシュに対応する粒径としている。珪藻土の粒の形状は、断面真円の球である必要はなく、本例においても不定形となっている。なお、用いる珪藻土に粒径が極めて小さいものが混在している場合には、多孔材２１の紙の内部にそれらの微細な粒子が入り込んでいる場合もある。

【0021】

珪藻土層２２は、多孔材２１の紙の表面に珪藻土が付着して形成されており、厚みは特に限定されない。多孔材２１としてロールコアを用いる場合において、珪藻土層２２の厚みを大きめにすることによりハニカム構造の複合材１２が得られたり、珪藻土２２の厚みを小さめにすることにより、ハニカム構造ではなくロールコアの形状の複合材（図示無し）が得られるなど、珪藻土層２２の厚みによって種々の形態の複合材となる。

【0022】

複合材１２は、多孔質体である珪藻土で形成された珪藻土層２２を備え、珪藻土層２２は、多孔材２１の孔２１ａを画定する隔壁の表面に薄膜として設けられているから、孔２１ａに充填されている場合に比べて極めて軽量である。また、珪藻土層２２は、上記隔壁の表面を含めた多孔材２１を構成する紙の表面に設けられているから、外気に露呈する露呈面積が、紙製シートの表面に設けられている場合、及び孔２１ａに充填されている場合のそれぞれに比べて極めて大きい。そのため、外気の臭いを除去する効果がより優れている。このように、立体化（三次元化）した複合材１２は、珪藻土層２２も立体的（三次元的）に形成されているから、設置により占有する面積を同じにした紙製のシートの表面に珪藻土層を設けた場合に比べて、外気の臭いの除去に対する実効面積が３倍以上になっており、極めて高い効果を奏する。また、この複合材１２は、外気の臭いの除去に加えて、湿度の低減を含めた湿度調整についても極めて高い効果を奏する。

【0023】

珪藻土は特に限定されず、例えば秋田、石川、北海道、島根などの各地で産出されるものを用いることができる。中でも、臭いの除去効果の観点で、北海道で産出される稚内層珪質頁岩であることが最も好ましい。床面積１０ｍ^２の喫煙室に、本例の複合材１２を２種、比較例としての複合材１種を載置して、臭いの除去効果について評価した。いずれのサンプルも、占有面積（図１（Ａ）に示すような平面図とした場合の面積）が１．４４ｍ^２、厚みが２１ｍｍのサイズとした。比較例としての複合材は、珪藻土層２２の代わりに活性炭で形成した活性炭層を備えたものであり、載置から１０日経過しても臭いの除去効果は感じられなかった。複合材１２の一例（実施例１）は、石川県能登で産出された珪藻土により珪藻土層２２を形成したものであり、載置から１０日経過時点で臭いが感じられず、効果が得られた。複合材１２の他の一例（実施例２）は、北海道稚内で産出された珪質頁岩により珪藻土層２２を形成したものであり、載置から４日で臭いが感じられなくなり、極めて高い効果が得られた。

【0024】

珪藻土層２２には。珪藻土に加えて他の材料を含有させてもよい。他の材料としては例えば、消石灰、焼成ホタテ貝（焼成したホタテ貝殻）などが挙げられ、これらを併用してもよい。珪藻土層２２は、消石灰、焼成ホタテ貝などの質量が珪藻土の質量よりも大きくてもよい。例えば、珪藻土層２２の質量を１００とするときに、珪藻土の質量を１０、消石灰の質量を３７、焼成ホタテ貝の質量を５３などとしても十分に臭いの除去効果があることが確認されている。消石灰の粒径は特に限定されず、珪藻土の上記粒径範囲と同等でもよいし、異なっていてもよい。例えば、消石灰を、ＡＳＴＭ規格での２００メッシュと３００メッシュとのそれぞれに対応する粒径のものの混合物とし、焼成ホタテ貝を、ＡＳＴＭ規格での１００メッシュ以上２００メッシュ以下の範囲内のものとするなど、種々の粒径のものを用いることができる。

【0025】

多孔材２１を他の多孔材に置き換えて用いることができる。他例としては、例えば図４に示すハニカム構造の多孔材３１を用いることができる。多孔材３１は、正六角形の複数の孔３１ａが面方向に細密充填状に並んだものとなっている。また、他例としては、例えば、旭中芯（株）製のバイアスコアーなども多孔材として用いることができる。

【0026】

複合材１２は、例えば以下の製造方法で製造することができる。すなわち、この製造方法は、浸漬工程と乾燥工程とを有する。浸漬工程は、多孔材２１（図２参照）を、粉状の珪藻土が水に分散した分散液に浸漬する。多孔材２１以外の多孔材を用いる場合には、同様に浸漬する。分散液は、質量１ｋｇの珪藻土に対して、水の体積が１リットル以上３リットル以下の範囲内であることが好ましく、本例では、例えば、珪藻土１ｋｇに対して水の体積を２リットルにしている。消石灰、焼成ホタテ貝を含有する珪藻土層２２を形成する場合には、これらの粉状物を水に分散させて上記分散液をつくるとよい。

【0027】

乾燥工程は、浸漬工程を経た多孔材２１を乾燥することにより、珪藻土が表面に付着した複合材１２を得る。乾燥工程での乾燥処理は、常温（概ね２５℃）下で行うことが好ましい。浸漬工程と乾燥工程とを繰り返し行うことで珪藻土層２２の厚みを増加させてもよい。

【符号の説明】

【0028】

１１ 複合材ユニット
１２ 複合材
２１，３１ 多孔材
２１ａ，３１ａ 孔
２２ 珪藻土層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-11-27

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方のパネル面と他方のパネル面とに開口して厚み方向に貫通した貫通孔を有するパネル状の複合材であり、
前記厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成された多孔材と、
前記多孔材の表面に付着して稚内層珪質頁岩で層状に形成され、樹脂を含まない珪藻土層と
を備える複合材。

【請求項2】

前記稚内層珪質頁岩は、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）規格における２００メッシュ以上３００メッシュ以下の範囲内に対応する粒径の粉状である請求項１に記載の複合材。

【請求項3】

前記珪藻土層は、粉状の消石灰と焼成したホタテ貝殻との少なくともいずれか一方をさらに含有する請求項１または２に記載の複合材。

【請求項4】

前記多孔材は、長尺の紙製シートを曲げた部材が面状に並べられて接合されて形成されている請求項１または２に記載の複合材。

【請求項5】

前記多孔材はロールコアである請求項４に記載の複合材。

【請求項6】

前記多孔材は樹脂を含有した紙で形成されている請求項１または２に記載の複合材。

【請求項7】

厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成された多孔材を、粉状の稚内層珪質頁岩が水に分散し、かつ、樹脂が含まれない分散液に浸漬する浸漬工程と、
前記浸漬工程を経た前記多孔材を乾燥することにより、前記多孔材と、前記稚内層珪質頁岩が前記多孔材の表面に付着して層状に形成され、かつ、前記樹脂を含まない珪藻土層とを備え、一方のパネル面と他方のパネル面とに開口し、前記厚み方向に貫通した貫通孔を有するパネル状の複合材を得る乾燥工程と
を有する複合材製造方法。

【請求項8】

前記分散液は、前記稚内層珪質頁岩の質量１ｋｇに対して前記水の体積が１リットル以上３リットル以下の範囲内である請求項７に記載の複合材製造方法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

本発明の複合材は、多孔材と珪藻土層とを備え、一方のパネル面と他方のパネル面とに開口して厚み方向に貫通した貫通孔を有するパネル状の複合材である。多孔材は、上記厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成されている。珪藻土は多孔材に付着している。珪藻土層は、多孔材の表面に付着して稚内層珪質頁岩で層状に形成され、樹脂を含まない。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

稚内層珪質頁岩は、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）規格における２００メッシュ以上３００メッシュ以下の範囲内に対応する粒径の粉状であることが好ましい。珪藻土層は、粉状の消石灰と焼成したホタテ貝殻との少なくともいずれか一方をさらに含有してもよい。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0009】

多孔材は、長尺の紙製シートを曲げた部材が面状に並べられて接合されて形成されていることが好ましい。多孔材はロールコアであることが好ましい。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0010】

多孔材は樹脂を含有した紙で形成されていてもよい。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

本発明の複合材製造方法は、浸漬工程と乾燥工程とを有する。浸漬工程は、厚み方向に貫通した複数の孔を有し、紙で形成された多孔材を、粉状の稚内層珪質頁岩が水に分散し、かつ、樹脂が含まれない分散液に浸漬する。乾燥工程は、浸漬工程の次工程であり、前記分散液が付着した多孔材を乾燥することにより、多孔材と、前記稚内層珪質頁岩が多孔材の表面に付着して層状に形成され、かつ、上記樹脂を含まない珪藻土層とを備え、一方のパネル面と他方のパネル面とに開口し、上記厚み方向に貫通した貫通孔を有するパネル状の複合材を得る。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

分散液は、稚内層珪質頁岩の質量１ｋｇに対して水の体積が１リットル以上３リットル以下の範囲内であることが好ましい。