(57)【要約】【課題】  吸着作用が高く、リサイクルや廃棄処理が容易で、環境負荷が少ない吸着シートを提供する。【解決手段】  表面の電気抵抗が５０Ω／ｃｍ以下の純度が高い竹炭を粉砕した多孔質粒子１１を６０〜９０ｗｔ％、植物性パルプ１２を１０〜４０ｗｔ％、および少量の天延ゴムラテックスからなるバインダを水中で混合し、抄紙機で繰り返し抄紙して、厚さ０．５〜１０ｍｍの積層状態にした吸着シート１０。【選択図】  図１
2006112000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹炭を粉砕した多孔質粒子６０〜９０ｗｔ％と、植物性パルプ１０〜４０ｗｔ％と、少量のバインダとを抄紙した吸着シート。
【請求項２】
前記抄紙が複数回行われ、積層状態を呈している請求項１記載の吸着シート。
【請求項３】
前記竹炭の粉砕前の表面電気抵抗が５０Ω／ｃｍ以下である請求項１記載の吸着シート。
【請求項４】
前記バインダが天然ゴムラテックスである請求項１記載の吸着シート。
【請求項５】
竹炭を粉砕した多孔質粒子６０〜９０ｗｔ％と、植物性パルプ１０〜３０ｗｔ％と、少量のバインダとを水中で混合し、抄紙機で複数回抄紙を繰り返して積層させ、乾燥させる請求項１の吸着シートの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吸着シートおよびその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特公昭５６−４９６０８号公報
【特許文献２】特開２００２−６９８９５号公報
【特許文献３】特開２００３−１１８０２４号公報
【特許文献４】特開平１０−３１４５８０号公報
【０００３】
特許文献１には、活性炭シートを湿式抄紙法で製造するに際し、天然セルロース繊維の水中分散液に、該セルロース繊維の０．０〜０．５重量％のポリエチレンイミン及び１０〜９５重量％の活性炭を添加する製造法が開示されている。この場合、活性炭の割合は、シート全体の約５〜４８重量％程度である。また、活性炭を繊維間に充分に保持させるために、天然ゴムラテックス又は合成ゴムラテックス等の活性炭の凝集剤を添加することが開示されている。また、実施例１において、シートマシンによる手抄きで製造することが開示されている。
【０００４】
特許文献２には、竹炭微粉末を含有する和紙本体と、その和紙本体の少なくとも一面に散布状態に定着する竹酢成分とからなる消臭用炭シートが開示されている。さらに和紙パルプに竹炭微粉末を混合して、液状バインダを所要量混合し、和紙漉き枠を用いて和紙を漉き、得られた和紙を剥離して乾燥させる製造法も開示されている。竹炭微粉末は１００メッシュ以上、２９９メッシュ以内が好ましいこと、原料に竹炭微粉末を混合する割合は３０％ないし４０％であること（和紙パルプ：竹炭微粉末＝７：３あるいは６：４など）、水溶性糊剤としてのバインダ（液）の混入量は１５ないし２５％であることも開示されている。また、和紙本体の竹炭微粉末の含有量は、４０〜７０ｇ／１平方メートルとするのが望ましいことが開示されている。
【０００５】
他方、特許文献３には、古紙やパルプなどのセルロース繊維を打解して水中に溶解した分散液を湿式抄紙法により漉いて帯状の抄紙に形成し、その上に木材や竹材などから形成した多孔性炭化物の微粉末を均一に散布し、その上にさらに湿式抄紙法により形成した別の帯状の抄紙を重ね、全体を圧着ロールおよび乾燥ロールに通して形成した積層シートが開示されている。積層シートは接着剤などで一体に接着されている。また、特許文献３には、セルロース繊維に多孔性の微粉末を混入、攪拌した溶液から形成した微粉炭入りの抄紙を中間層として用いることも開示されている。これらは紙の表面層の間に竹炭の微粉末あるいは微粉炭入りの抄紙をサンドイッチにした３層の積層シートである。微粉末を挟む場合は２ｇ／ｍ2程度、微粉炭入りの抄紙の場合は１０ｇ／ｍ2程度が適量とされている。
【０００６】
また、特許文献４には、和紙の間に竹炭粉末と糊との混合物を挟んで加熱圧縮した３層構造のシート材およびボード材が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の活性炭シートは、活性炭がシート全体の５〜４８重量％であるので、活性炭の効果が充分でない。特許文献２の炭シートの場合も、竹炭微粉末が３０〜４０重量％程度であり、竹炭の消臭効果が充分でない。他方、特許文献３および特許文献４の場合は、表面に紙の層が形成されているので、印刷ができる利点はあるが、竹炭の含有量が少なく、表面に露出していないので、吸着作用などの竹炭の脱臭作用や浄化作用が低くなる。
【０００８】
本発明は吸着作用が高く、リサイクルや廃棄処理が容易で、環境負荷が少ない吸着シートを提供することを技術課題としている。さらに本発明は、その吸着シートを効率的に製造することができ、しかも種々の厚さのものを容易に製造しうる吸着シートの製造法を提供することを技術課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の吸着シートは、竹炭を粉砕した多孔質粒子６０〜９０ｗｔ％と、植物性パルプ１０〜４０ｗｔ％と、少量のバインダとを抄紙したことを特徴としている（請求項１）。このような吸着シートにおいては、前記抄紙が複数回行われ、積層状態を呈しているものが好ましい（請求項２）。さらに前記竹炭の粉砕前の表面電気抵抗が５０Ω／ｃｍ以下であるものが好ましい（請求項３）。さらに前記バインダが天然ゴムラテックスであるものが好ましい（請求項４）。吸着シートはたとえば厚さ０．５〜１０ｍｍ程度とする。
【００１０】
本発明の吸着シートの製造法は、竹炭を粉砕した多孔質粒子６０〜９０ｗｔ％と、植物性パルプ１０〜３０ｗｔ％と、少量のバインダとを水中で混合し、抄紙機で複数回抄紙を繰り返して積層させ、乾燥させることを特徴としている（請求項５）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の吸着シートは、竹炭を粉砕した多孔質粒子を６０〜９０ｗｔ％と多量に含有しているので、従来のものに比して吸着作用が高い。そのため、脱臭作用や空気浄化作用が高い。また、竹酢成分が多い場合は、抗菌作用ないし殺菌作用も得られる。さらに材料が竹炭と植物性パルプを主体としており、接着剤などを使用していないため、粉砕されて得られる多孔質粒子の微細な孔が詰まりにくく、吸着作用が高い。さらに天然材料が主成分であるので、そのまま廃棄することができ、さらに畑などの土壌改良材などとして土中に散布して再利用することも可能である。
【００１２】
このような吸着シートにおいて、前記抄紙が複数回行われ、厚さ０．５〜１０ｍｍの積層状態を呈している場合（請求項２）は、柔軟性が損なわれず、しかも比較的厚いので、紙として用いるだけでなく、天井裏や壁の下地など、種々の用途に採用することができる。また、抄紙が複数回行われていることから、薄く剥いで使用することもでき、厚いまま使用することもできる。さらに廃棄時に薄く剥いで細分化しやすい。そのため、畑の土壌改良材として容易に再利用できる。
【００１３】
また前記竹炭の粉砕前の表面電気抵抗が５０Ω／ｃｍ以下である場合（請求項３）は、竹炭の炭素純度が高く、粉砕後の粉末でもタールなどの不純物が少ない。そのため、粉砕された竹炭の多孔質粒子の微細な孔が詰まりにくく、吸着作用が一層高い。
【００１４】
前記バインダが天然ゴムラテックスである場合（請求項４）は、シート全体を天然材料（植物材料）で構成することができるので、廃棄時の環境負荷が一層低い。
【００１５】
本発明の吸着シートの製造法（請求項５）によれば、前述の吸着シートを効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに図面を参照しながら本発明の吸着シートおよびその製造法の実施の形態を説明する。図１は本発明の吸着シートの一実施形態を示す斜視図、図２はその吸着シートの断面図、図３は本発明に用いる多孔質粒子の製造法の一実施形態を示す工程図、図４は本発明の吸着シートの製造法の一実施形態を示す工程図である。
【００１７】
図１に示す吸着シート１０は、竹炭を粉砕した多孔質粒子１１と、植物性パルプ１２とを主成分とするシートであり、図２に示すように多層の抄紙層１３の積層状態になっている。吸着シート１０には少量のバインダも含まれている。多孔質粒子１１の割合は全体の６０〜９０ｗｔ％で、とくに７５〜８５ｗｔ％程度が好ましい。植物性パルプ１２の割合は、残りの４０〜１０ｗｔ％、好ましくは１５〜２５ｗｔ％程度である。使用するバインダは、たとえば多孔質粒子１１と植物性パルプ１２を合わせた重量の１〜３％程度であるが、抄紙するときの水中に分散するので、得られる吸着シート１０には微量が残るだけである。なお図１の符号１４は吸着シート１０を引き破ったときに現れる植物性パルプ１２の繊維端である。
【００１８】
前記多孔質粒子１１は、図３に示すように、竹炭を製造して粉砕機ないし微粉砕機で平均粒径１０〜５００μｍ程度まで粉砕したものが用いられる。平均粒径が５００μｍより大きい場合は、多孔質粒子１１が植物性パルプ１２に付着しにくい。そのため、全体の付着量が少なくなりがちである。逆に平均粒径が１０μｍより小さい場合は、植物性パルプ１２の表面に充分に付着するが、薄く付着することになり、多孔質粒子の付着量が全体として少なくなりがちである。
【００１９】
竹炭の材料の生竹（図３の第１ステップＳ１の符号１５参照）としては、孟宗竹、真竹、淡竹など、微小な孔を多数有するものが好ましく、生育年数が３〜５年の竹がとくに好ましい。このような生竹は乾燥させ、第１ステップＳ１のように半割りにした上で、炭焼き用の焼成炉１６中で、７００〜９００℃で蒸し焼きにして竹炭とする（第２ステップＳ２）。焼成路１６は空気取り入れ口に調整弁１７を備え、ガスバーナー１８で着火させるものなどが用いられる。炭化処理が完了すると、得られた竹炭にブラシをかけ、洗浄する（第３ステップＳ３）する。そして前述のように微粉砕機などで粉砕する（第４ステップＳ４）。
【００２０】
なお、焼成炉１６で焼くと、始めは温度が上昇していき、９０〜１１０℃程度で一旦温度が安定する。そしてさらに焼成を続けると、５００〜７００℃程度で再び温度が一定になる。このように温度が段階的に変化するのは、始めの９０〜１１０℃の段階では生竹から水分が蒸発し、竹酢液が抽出されるためと考えられ、つぎの５００〜７００℃の段階では、タールが抽出されて蒸発するためと考えられる。したがって炭焼きの最終温度は少なくとも７５０℃以上とするのが好ましい。
【００２１】
炭焼きのための時間は使用する生竹１５の重量により異なるが、通常は１２〜１８時間程度、より好ましくは１４〜１５時間程度である。焼成炉１６の内部では生竹１５の炭化の過程で一酸化炭素が発生し、その一酸化炭素がさらに燃焼して二酸化炭素に変化するので、充分に空気を供給する必要がある。ただし最終工程では酸素濃度を低い状態に維持して灰になることを防ぐ。
【００２２】
上記のように高温で焼くことにより、タールや竹酢液などが分離され、炭素純度が高い竹炭が得られる。この場合の竹炭の表面の電気抵抗は５０Ω／ｃｍ以下、とくに１０Ω／ｃｍ以下のものが好ましい。電気抵抗がそれより高い場合は、純度が低く、タールなどの不純物が多いので、多孔質粒子の微細な孔が詰まり、吸着作用が低くなる。竹炭の電気抵抗はたとえば図３の第１ステップＳ１に想像線１９で示すように、テスターの２本の電極棒を数センチメートルの間隔で竹炭の表面に当てて測定する。ちなみに図３の生竹１５のままでは通電しない。
【００２３】
前記植物性パルプ１２としては、通常の洋紙の抄紙に用いる米松、杉などの針葉樹から得た晒しパルプが好ましい。パルプの平均長さは２〜３ｍｍ程度、平均太さは０．１〜０．２ｍｍ程度のものが用いられる。なお、コウゾ、ミツマタ、ガンピなどの和紙のパルプであってもよい。さらに前述の種々の竹から得た竹パルプを用いることもできる。
【００２４】
前記バインダとしては、天然ゴムラテックス、コーンスターチなどの植物由来のバインダが好ましい。天然ゴム加硫型のラテックスなども使用しうる。バインダの使用量は前述のように多孔質粒子と植物性パルプの比率、および得ようとするシートの形状維持性などによって異なるが、たとえば多孔質粒子１１と植物性パルプ１２を合わせた重量の１〜３％程度、あるいは紙するときに用いる水１リットルに対し５ｇ程度である。
【００２５】
吸着シート１０の厚さは通常は０．５〜１０ｍｍ程度であるが、厚さ０．５ｍｍ以下でもよく、１０ｍｍ以上に抄紙することもできる。ただし０．５〜１０ｍｍ程度のシート、とくに３〜５ｍｍ程度のシートが取り扱い易いので好ましい。この程度の厚さでは、プレスにより所定の形状に切断することも容易であり、切断後もばらけることが少ない。また、木材など基材の表面にステープラ（ホッチキス）や止めピンなどで容易に接合させることができる。接着剤によって接着することも可能であるが、リサイクルする場合を考えれば、分離しやすい接合手段を用いるのが好ましい。接着剤としては植物由来の糊、たとえばデンプン糊などを用いるのが好ましい。
【００２６】
つぎに図４を参照して前記吸着シート１０の製造法を説明する。始めに多孔質微粒子１１、植物性パルプ１２およびバインダ２０を準備する（第５ステップＳ５）。ついでそれらの材料を所定の重量比で抄紙機２１の水槽２２内に入れ、混合攪拌する（第２ステップＳ６）。抄紙は複数回行い、全体として厚さ０．５〜１０ｍｍの積層状態にする（第３ステップＳ３）。その場合、１回の抄紙層（図２の符号１３）の厚さは乾燥重量で１０〜５０ｇ／ｍ2程度とする。
【００２７】
このような薄い抄紙層を積層する抄紙工程を数十回、好ましくは３００〜５００回程度繰り返す。それにより図２に示すような多層構造の吸着シート１０が得られる。この吸着シート１０では、多孔質粒子１１は抄紙層１３の内部だけでなく、上下の抄紙層１３の間にも挟まれて保持される。そのため多孔質微粒子１１の割合が６０〜９０％と高い比率でも、安定して担持される。
【００２８】
このような多数回の抄紙を繰り返しを効率的に行うには、丸網抄紙機を用いるのが好ましい。丸網抄紙機はたとえば図３の第６ステップＳ６に示すように、水槽２２と、その水槽内に水平軸回りに回転自在に支持される円筒状の金網２３と、その金網の内部を負圧にするポンプなどの吸引手段２４とを備えている。したがって長いシートを形成することはできないが、金網２３の内部側を負圧にしながら回転させ、金網２３の表面に何回も薄い抄紙の層を形成することができる。そのため、厚さは比較的任意に設定することができる。
【００２９】
上記の抄紙・積層工程（第６ステップＳ６）により、金網２３の周囲に円筒状（無端状）のシート２５が形成される。その後、金網２３ごと得られたシート２４を引き上げ、一個所に切れ目を入れて矩形状のシート２５を得る（第４ステップＳ４）。得られたシート２５は第７ステップＳ７で乾燥機に通し、乾燥させる。それにより図１および図４に示すような吸着シート１０が得られる。充分に乾燥させると、吸着シート１０同士を重ねても、繊維同士が絡んでシートがくっつくことはない。
【００３０】
得られた吸着シート１０は図２に示すように、多数の薄い紙状ないし綿状の抄紙層１３を重ねた積層形態を呈する。そしてバインダの使用量が少ないので、柔軟で、張り（コシ）が弱く、紙というより綿を押し潰したような外観を呈している。そして数ミリメートルの厚さのものでも、簡単に折れ曲がり、１ｍｍ以下の薄い吸着シート１０では、引きちぎることも容易である。引きちぎると図１に示すように、端縁に植物性パルプの繊維の端部１４が現れる。またバインダの使用量が少なく、多孔質粒子１１の使用量が多いため、層間の結合力も弱く、図２の想像線で示すように、表層１３ａを指で摘んで引っ張れば、簡単に引き剥がすことができる。
【００３１】
さらにいずれの場合でも、剥がしたり引きちぎったりすると、バインダと植物性パルプ１２の繊維で緩く接合されていた多孔質粒子１１がバラバラとこぼれ落ちる。また、引きちぎった細片をさらに細かくほぐすと、ほとんどの多孔質粒子１１がバラバラになり、表面に多孔質粒子１１が薄く付着している綿状の繊維の塊が残る。このように吸着シート１０自体はほとんど強度が期待できないので、木材や金網などの他の基材に貼り付けて使用する。
【００３２】
上記のようにして形成される吸着シート１０は、ロール状に巻き取って販売することもできるが、丸網抄紙機では長いシートを得ることは困難なため、通常は矩形状のシートとして販売する。所定の形状に切断して部品として用いることもできる。ロール状のシートないし定尺シートで販売する場合は、たとえば建築物の床材や天井材、壁材などの基材に貼り付けて使用する。それにより接着剤などから分離したホルムアルデヒド、その他のシックハウスの原因となる化学物質を吸着させることができる。吸着シートを貼り付ける基材は木材、パーティクルボード、石膏ボードなどがあげられる。
【００３３】
また、所定の形状に切断する場合は、金網の間に挟み込み、エアコンディショナや浄水器のフィルタとして使用したり、家具やキッチン製品の内層材として利用することができる。さらに合成樹脂やステンレスの網で挟んだ状態で浴槽内に沈め、水の浄化に役立てることができる。いずれの場合でも、竹炭が有する吸着作用に加えて、抗菌作用ないし殺菌作用を発揮させることができる。さらに廃棄する場合は、シート状のまま、あるいは細かく裁断した上で、畑の土壌中に埋めたり散布して、土壌改良材として再利用することができる。
【００３４】
さらに前記吸着シート１０は、そのまま利用するほか、吸着シート１０同士を積層させて使用したり、通気性および通液性が高いシート、たとえば紙などを積層して積層シートにすることもできる。ただし積層する他のシートも植物性のパルプからなる紙などの天然材料を用い、接着剤も植物性の糊などの天然材料ないし植物性材料用いるのが好ましい。また、吸着シート１０に蒸留した竹酢液などを散布することにより、抗菌ないし殺菌効果を増大させることもできる。
【００３５】
前記製造法の実施形態では、丸網抄紙機を採用しているが、通常の紙を抄紙する長網抄紙機を用いて長いシートにすることもできる。その場合は乾燥させる前に多数のシートを重ねてロールで圧延して一体化した後、乾燥させるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の吸着シートの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の吸着シートの断面図である。
【図３】本発明に用いる多孔質粒子の製造法の一実施形態を示す工程図である。
【図４】本発明の吸着シートの製造法の一実施形態を示す工程図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  吸着シート
１１  多孔質粒子
１２  植物性パルプ
１３  抄紙層
１４  繊維の端部
１５  生竹
１６  焼成炉
１７  調整弁
１８  ガスバーナー
１９  電極棒
２０  バインダ
２１  抄紙機
２２  水槽
２３  金網
２４  吸引手段
２５  シート
【図１】
2006112000.tif 000003
【図２】
2006112000.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006112000.tif 000006