【手続補正書】
【提出日】平成22年9月22日(2010.9.22)
【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】
塩化ビニルパイプの内側に、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、内側を改質した塩化ビニルパイプである。この時、炭層の厚さは０．０５ｍｍ〜３ｍｍが望ましいが、０．２ｍｍ〜２ｍｍがより望ましい。
【請求項２】
金属パイプの内側に、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、内側を改質した金属パイプである。この時、炭層の厚さは０．０５ｍｍ〜３ｍｍが望ましいが、０．２ｍｍ〜２ｍｍがより望ましい。
【請求項３】
紙パイプの内側に、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、内側を改質した紙パイプである。この時、炭層の厚さは０．０５ｍｍ〜３ｍｍが望ましいが、０．２ｍｍ〜２ｍｍがより望ましい。
【請求項４】
請求項１、請求項２、請求項３、の内側を改質した塩化ビニルパイプや金属パイプや紙パイプの外側も、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、両側を改質した塩化ビニルパイプである。この時、炭層の厚さは０．０５ｍｍ〜３ｍｍが望ましいが、０．２ｍｍ〜２ｍｍがより望ましい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】内側が炭層に改質された通気管と導水管
【技術分野】
【００１】本発明は液相や気相を浄化活性する商品に関する。
【背景技術】
【００２】  木炭には強い触媒作用があり、液相や気相を浄化活性することが最近判明されてきているが、導水管や通気管は液相や気相を流すだけに使用されていて、内部空間が有効に利用されていない。【００３】  一方で、発明者は低コストで木炭や活性炭を液化して、様々な物に塗布して炭含有率が６０％以上の炭層を得ることができる技術を開発し有している。【００４】  そこで発明者は従来の導水管や通気管に使用する材料が利用できて、液相や気相を浄化活性できるよう、内側を炭層に改質した塩化ビニルパイプや金属パイプや紙パイプを発明した。本発明でいう金属パイプはステンレスパイプと鉄パイプである。本発明でいう炭は、木炭と活性炭の双方またはいずれかであり、木炭は植物原料の炭化物であり、活性炭は液相用、気相用のものである。
【先行技術文献】
【００５】
【特許文献１】特許出願２０００−３４６５６２のように、アルミナセメントと活性シリカを主成分とするセメント成分に、竹炭を１〜４５重量％の割合で混合して水で混練して炭入りコンクリートとして、吹付塗布して炭入りコンクリート層を河川堤体ブロック表面に塗布して形成した、河川の水を浄化するものはある。
【００６】
【特許文献２】特許出願２０００−３５７１７１のように、生分解性樹脂で作られた網状包容体に、植物の破砕物及び植物の炭化物を充填してなることを特徴とする、動植物の生育育成を図って水の浄化を促進し、水辺の景観を回復保全する水辺景観回復保全資材はある。
【００７】
【特許文献３】特許出願平６−１３００４５のように木炭層ユニットを作りこれを移動することによって、湖水などを浄化するものもある。
【００８】
【特許文献４】  特許出願２００３−１２００２９に筒状の外側面と、外側面と隙間を開けて内方に設けられた筒状の内側面と、外側面と内側面の両端側にそれぞれ設けられ、外側面と内側面との隙間を塞ぐ２つの端面とを有し、外側面と内側面と両端面で画されるリング状断面の空間を収容部とする筒状容器に、粒状の活性炭や触媒を充填して、それぞれ活性炭フィルター、触媒フィルターとした、空気浄化装置はある。
【００９】
【特許文献５】  特許出願２００８−６２４４４に優れた浄化効率を確保しつつ、省スペース化を実現することができ、さらには、維持管理が容易で、維持コストも抑制できる吸湿性、オイル吸着性及び親水性ガス吸着性を有する無機多孔質フィルターと、疎水性ガス吸着性を有する脱臭フィルターから成る厨房用空気浄化装置  はある。
【０１０】水や空気を浄化するためには、フィルターなど余分な工程を設けるのが一般的である。そして、活性炭や木炭は環境阻害する有機物質を吸着させるためなどに、主に消耗品として使用されていた。
【０１１】このように、従来は炭の吸着には限界があって、消耗品としての位置付けであったため、フィルターなど取り換えが効くように使用するのが一般的であった。そのため、内側が炭層に改質され、木炭の触媒作用を利用した液相や気相の浄化活性機能を長期間有する導水管や通気管はなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０１２】活性炭は有害物を吸着するという概念から吸着限界としての飽和があるため、例えば浄水器は浄水部である活性炭層を定期的に取り換える仕組みである。このように現状では、長期間使用することが前提の導水管や通気管の内面を炭層に改質して、液相や気相を長期間浄化することは考えられない。【０１３】  しかし、最近、木炭は優れた触媒機能があることが判明して、少量の有害物であれば分解して飽和がないと考えられている。【０１４】また、夏場にはお風呂やキッチンや洗面台の排水機構中で、Ｕ字溝までの排水パイプにヌメリが発生して臭いの元になっているが、現状では解決する方法がなく、塩素系の固形物を使用するなど対症療法に留まる。【０１５】  このように、長期間液相や気相を浄化し、更にカビの発生を防止できる導水管や通気管はなかった。本発明では、木炭層、活性炭層、木炭と活性炭の混合層を総称して炭層と呼ぶが、材質が確定していれば正確な表現を用いる。
【課題を解決する手段】
【０１６】  液相や気相を浄化活性するための材料の１として活性炭や木炭がある。活性炭は触媒および触媒担体として広く用いられているが、それは活性炭に存在するラジカルや表面官能基の存在および活性炭自体の電子移動触媒としての働きがその機能発現に寄与していると考えられる。活性炭自体が持つ触媒機能としては、酸化還元、ハロゲン化、脱ハロゲン化、脱水素、分解、異性化、重合などあり、担体としても多くの例が報告されている。このような作用は木炭にも存在すると予想される。また、選択吸着性あるいは触媒作用は極めて強い温度依存性を示す。
【０１７】  木材を６００℃で炭化した木炭はＮＯｘを８５〜９８％の窒素（Ｎ２）と２〜１５％の一酸化窒素（ＮＯ）に変化して無害化する働きがあることが、最近解明された。流速１００ｍｌ／分、１００〜６００ｐｐｍの二酸化窒素（ＮＯ２）を０．５ｇのスギ木炭粉中を通過させることにより、炭化温度６００℃の木炭によって８５〜９８％の窒素（Ｎ２）への変化と２〜１５％の一酸化窒素（ＮＯ）へのそれに加えて少量の一酸化炭素（ＣＯ）および酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）を生成し、顕著なＮＯｘの無害化機能の存在がある。
【０１８】  ＮＯ２が木炭の表面に解離吸着し、高活性化することにより、直ちに木炭の強い還元作用によって還元されて、二量化ＮＯに変換され、これが更に還元されてＮ２への変換とＣＯの生成と放出があり、同時に未還元ＮＯも放出するものと予測される。この機能は８００〜１５００℃炭化木炭では１／３〜１／５にまで低下する。
【０１９】  炭化過程における表面の化学構造と細孔構造の変化は、気相環境浄化、制御にも相乗的に作用するものと予想される。例えばホルムアルデヒド類、ケトン類やアルコール類を吸着する木炭の性能は、炭化温度が高いほど向上し、１０００〜１２００℃では選択的な高い吸着挙動が認められる。
【０２０】  この性能は市販３種類の活性炭のそれより優れており、０．５ｇの１０００℃木炭粉末中を５００〜９００ｐｐｍのホルムアルデヒドを１００ｍｌ／分で通過させるとホルムアルデヒドの流出はなく、メチルアルコール、一酸化炭素が検出される。
【０２１】  これはホルムアルデヒドの分解の可能性もあり、単なる吸着だけではなく、木炭表層の化学作用または触媒作用の影響が予想される。
【０２２】  触媒機能は表面の化学構造と細孔構造によって発現すると推測されている。このような触媒機能を広く利用するために、塩化ビニルパイプの内側すなわち内部表面を炭化温度の異なる木炭混合物または、活性炭、またはこれらの混合物で覆えば、パイプ内部を移動する過程で液相や気相が効率よく浄化活性される。
【０２３】  このように、木炭は炭化温度によって多様な機能を現わすため、炭化温度の違った、数種類を混合して使用すると幅広い浄化活性機能を有するものになる。
【０２４】  また、水は流動によって活性する性質をもっていて、流れが滞ると一定時間後に汚濁する。一般的においしい水といわれているのは、火成岩の中を流動している水であり、遠赤外線を放射する火成岩の影響を受け分子レベルの変化が起こるためと推測できる。
【０２５】  木炭は火成岩、例えばバクハン石やブラックシリカ以上に遠赤外線放射特性に優れている。
【０２６】更に木炭の多孔質性は微生物の住家に適していて、処理したい物質に適応した微生物叢ができ排水の浄化処理に適している。特に杉材や松材など成長が早い樹木の木炭は大きな孔を有し、微生物の生息には適している。
【０２７】  木炭はクヌギ、コナラ等の落葉樹、アラガシ、ウバメガシなどの照葉樹、杉、松、檜などの針葉樹、竹類など、樹木の種類とそれらの炭化温度によって細孔の分布が違うが針葉樹が望ましい。
【０２８】  従来、例えば木炭による調湿作用は、木炭の体積や重量に比例すると考えられていた。しかし、当社の実験結果からは、例えば、水の蒸発促進作用は、木炭の使用重量には関わりなく表面積に比例することが判明している。このように触媒作用など木炭の働きは表面積の大きさに関わると推測される。このため導水管や通気管内部の広大な側面が木炭層であれば、浄化活性機能は著しく大きい。
【０２９】  また、木炭にはぬめりやニオイの元であるカビや有害細菌の増殖を抑制する作用があることは当社の実験で明らかになっている。カビや有害細菌の増殖による臭いの発生を抑制するため、導水管や通気管両側を炭層で覆えば、大きな表面積を有する炭層ができ、設置空間やパイプ内のカビや細菌の増殖による悪臭の防止が可能になる。
【０３０】  導水管や通気管内を移動する水や空気は常に炭層と接触しているため、炭の吸着作用や触媒作用や遠赤外線作用によって有害物質の吸着分解がなされ、浄化されると伴に活性しておいしい水や清浄な空気に変わる。また、吸着分解できない汚染物質は木炭中に生息する微生物に寄って分解浄化される。
【０３１】  塩化ビニルパイプや金属パイプの内側を木炭又は活炭のいずれか又は混合物で炭層を設ける方法は、傾斜して配したパイプを回転させながら液状化した木炭又は活性炭のいずれか又は混合物を、高い側から流し込む方法で左右の傾斜を変えて実施するか、片方に蓋をして流し込んだ後、片方も蓋をして水平にした後パイプを回転させ、その後余分な液状化した木炭又は活性炭のいずれか又は混合物を排出する方法で、内側全体に０．０５ｍｍ〜２ｍｍ厚みの範囲で、均等な厚さに塗布した後、自然乾燥または送風や熱風や電磁波の組み合わせによる強制乾燥によって実施される。この時、炭層の厚みは、回転速度と液化木炭の粘度で調整できる。
【０３２】  外側と内側の両側に炭層を得る場合は、液状化した木炭又は活性炭又はそれらの混合物の中に潜らせた後、自然乾燥または送風や熱風や電磁波の組み合わせによる強制乾燥によって実施される。
【発明の効果】
【０３３】  本発明は既存のパイプ内部の広大な空間を、液相や気相の浄化活性に有効に利用するものであり、例えば塩化ビニルパイプや金属パイプ内側を炭層に改質しただけのものは低コストである。また、従来の工法や工程を変更する必要がないため、施工に関してのコスト増はない。そして、パイプ内を移動した液相や気相は膨大な炭の層を移動したのと同様に浄化活性される。
【図面の簡単な説明】
【０３４】
【図１】は本発明の、内側全面を木炭層に改質した塩化ビニルパイプの断面図である。
【０３５】
【図２】は本発明の、内側全面を木炭層に改質した塩化ビニルパイプの概略斜視図である。
【０３６】
【図３】は本発明の、端部の一部を除いた内側を木炭層に改質した塩化ビニルパイプの概略斜視図である。
【０３７】
【図４】は本発明の、内外両側を炭層に改質した金属パイプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０３８】  図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の請求項１にある、炭層を設けたことが特徴の内側を改質した塩化ビニルパイプの断面図である。内側が木炭層で覆われていて、移動する液相や気相は常に木炭層と接触するため、木炭の触媒作用、遠赤外線作用などの影響を受けて浄化活性される。
【０３９】  炭層を設ける簡単な方法は、例えば塩化ビニルパイプや金属パイプ内に液化炭を流し込みながらパイプを回転させて、内側全体に均等で望ましい厚さに液化炭を塗布した後、自然乾燥または送風や熱風や電磁波による強制乾燥によって実施される。この時、炭層の厚みは、回転速度や液化炭の粘度で調整できる。また、テープなどを貼っておいて塗布後に剥がせば、容易に炭層がない部分を設けることができる。
【０４０】  液化炭に使用する炭は粉炭であり、粒径が０．０２〜０．２ｍｍが望ましく、０．０３〜０．１がより望ましい。また、接着剤は、エチレン酢酸ビニル接着剤が望ましい接着剤であるが、アクリル樹脂系接着剤、シリコンゴム系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤でもよく、無機質系の接着剤を使用してもよい。
【実施例】
【０４１】  次に、本発明における内側が炭層に改質された塩化ビニルパイプと両側が炭層に改質された金属と両側が炭層に改質された紙パイプの製造方法と構造を具体的に説明する。
【実施例１】
【０４２】本実施例は請求項１の塩化ビニルパイプの内側に、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、内側を改質した塩化ビニルパイプであり、杉材を６５０℃で炭化し、粒径０．１ｍｍに加工して粉末木炭を得る。この粉末木炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水を１：１：０．２の重量比で混合して液化木炭１を得る。【０４３】  この液化木炭１を塩化ビニルパイプ内側に流しこみ、塩化ビニルパイプを回転させながら、０．５ｍｍの厚さに塗布した後、余分な液化木炭１を除き、回転を継続しながら自然乾燥させる。３０分間〜１時間で表面が乾燥して液化木炭１は移動しなくなる。乾燥後は、図１のように塩化ビニルパイプ内側全体に０．４５±０．０３ｍｍ厚みで、木炭重量比率約６７％の木炭層ができる。木炭層は塩化ビニルパイプと強固に接着して剥がれることなく汚れない。【０４４】  本実施例では、液化木炭１を塩化ビニルパイプ内に流し込み後、塩化ビニルパイプを回転させながら、０．５ｍｍの厚さに塗布したが、液化木炭１を塩化ビニルパイプ内側に噴霧して炭層を得てもよい。【０４５】  粉末木炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水の混合比率を変更してもよいが、木炭比率を低下させないことが望ましい。また、液化木炭１に活性炭の他、ゼオライトや鉱物粉などを混合して使用してもよい。
【実施例２】
【０４６】  クラレケミカル製液相用活性炭ＫＷを粒径０．０５ｍｍに加工して得た活性炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水を１：０．９：０．１の重量比で混合して液化活性炭１を得る。【０４７】  この液化活性炭１を塩化ビニルパイプ内側に流しこみ、パイプを回転させながら、０．３ｍｍの厚さに塗布した後乾燥させる。乾燥後は０．２５±０．０３ｍｍ厚みで活性炭重量比率約６９％の活性炭層ができ、内側全体に活性炭層を有する塩化ビニルパイプができる。【０４８】本実施例では、液化活性炭１を塩化ビニルパイプ内に流し込み後、塩化ビニルパイプを回転させながら、０．５ｍｍの厚さに塗布したが、液化活性炭１を塩化ビニルパイプ内側に噴霧して炭層を得てもよい。また、活性炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水の混合比率を変更してもよいが、活性炭比率を低下させないことが望ましい。また、液化活性炭１に木炭の他、ゼオライトや鉱物粉などを混合して使用してもよい。
【実施例３】
【０４９】  ６５０℃で炭化した杉材の木炭と、６００℃で炭化したクヌギの木炭とクラレケミカル製液相用活性炭ＧＷＧを重量比１：１：１で混合して得た粒径０．１ｍｍの混合粉末炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水を１：１：０．２の重量比で混合して液化混合炭１を得る。【０５０】  この液化混合炭１を塩化ビニルパイプ内に流しこみ、塩化ビニルパイプを回転させながら、０．５ｍｍの厚さに塗布した後乾燥させる。乾燥後には塩化ビニルパイプ内側全体に０．４５±０．０３ｍｍ厚みで混合炭比率約６７％の混合炭層ができる。【０５１】木炭と活性炭の混合比率や、液化混合炭１とエチレン酢酸ビニル接着剤と水の混合比率を変更してもよいが、混合炭比率を低下させないことが望ましい。また、液化混合炭１にゼオライトや鉱物粉などを混合して使用してもよい。【０５２】  本実施例では、液化混合炭１を塩化ビニルパイプ内に流し込み後、塩化ビニルパイプを回転させながら、０．５ｍｍの厚さに塗布したが、液化混合炭１を塩化ビニルパイプ内側に噴霧して炭層を得てもよい。また、本実施例のように木炭の炭化温度は６００〜８００℃近傍が望ましいが、４００〜１２００℃の範囲であればよい。
【実施例４】
【０５３】  本実施例は請求項４の請求項１、請求項２、請求項３、の内側を改質した塩化ビニルパイプや金属パイプや紙パイプの外側も、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、両側を改質した金属パイプであり、例えば、杉材を６５０℃と８００℃で炭化し、杉材を原料とした２種類の木炭を得る。これらを粒径０．１ｍｍ以下に加工した後、６５０℃の炭化木炭２：８００℃の炭化木炭１の重量比率で混合して粉末木炭を得る。この粉末木炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水を１：１：０．２の重量比で混合して液化木炭２を得る。【０５４】  この液化木炭２の中に金属パイプを潜らせた後、引き上げて余分な液化木炭２を除去した後、自然乾燥または強制乾燥させる。乾燥後は図４のように、金属パイプ両側に０．４５±０．０３ｍｍ厚みで、木炭重量比率約６７％の木炭層ができる。木炭層は金属パイプと強固に接着して剥がれることなく汚れない。【０５５】  本実施例では、液化木炭２の中に金属パイプを潜らせた後、引き上げて余分な液化木炭２を除去した後、自然乾燥または強制乾燥させたが、液化木炭２を金属パイプ両側に噴霧して炭層に改質してもよい。【０５６】  炭化温度別の木炭の混合比率や粉末木炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水の混合比率を変更してもよいが、木炭比率を低下させないことが望ましい。また、液化木炭２に活性炭の他、ゼオライトや鉱物粉などを混合して使用してもよい。
【実施例５】
【０５７】  本実施例は請求項４の請求項１、請求項２、請求項３、の内側を改質した塩化ビニルパイプや金属パイプや紙パイプの外側も、木炭又は活性炭の双方またはいずれかと接着剤を混合した液化炭を使用して、炭層を設けたことが特徴の、両側を改質した紙パイプであり、例えば杉材を６５０℃と８００℃で炭化し、杉材を原料とした２種類の木炭を得る。これらを粒径０．１ｍｍ以下に加工した後、６５０℃の炭化木炭２：８００℃の炭化木炭１の重量比率で混合して粉末木炭を得る。この粉末木炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水を１：１：０．２の重量比で混合して液化木炭２を得る。【０５８】  この液化木炭２の中に紙パイプを潜らせた後、引き上げて余分な液化木炭２を除去した後、自然乾燥または強制乾燥させる。乾燥後は紙パイプ両側に０．４５±０．０３ｍｍ厚みで、木炭重量比率約６７％の木炭層ができる。木炭層は紙パイプと強固に接着して剥がれることなく汚れない。【０５９】  本実施例では、液化木炭２の中に紙パイプを潜らせた後、引き上げて余分な液化木炭２を除去した後、自然乾燥または強制乾燥させたが、液化木炭２を紙パイプ両側に噴霧して炭層を得てもよい。【０６０】  炭化温度別の木炭の混合比率や粉末木炭とエチレン酢酸ビニル接着剤と水の混合比率を変更してもよいが、木炭比率を低下させないことが望ましい。また、液化木炭２に活性炭の他、ゼオライトや鉱物粉などを混合して使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０６１】  給水の浄化活性や空気の浄化活性は余分な設備を要さず、内側を炭層に改質したパイプを用いるだけで可能である。また、流動しないお堀の水のような溜め水や産業排水はパイプ内を循環させるだけで触媒作用や微生物作用や遠赤外線作用で浄化活性できるため、低コストできれいな水を得ることができる。また汚染した排気や大気も同様に浄化活性できる。【０６２】  また、炭層には設置空間や表面のカビを抑制する働きがあるため、流し台の排水部分のパイプに用いると、ぬめりがなくなり臭いもしなくなる。
【符号の説明】１．  塩化ビニルパイプ
２．          木炭層
３．          金属パイプ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】追加
【補正の内容】
【図４】
2012035249.tif 000001