(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排煙口と空気口とを有する炉に竹を入れて前記空気口を開いて燃やし、前記排煙口から出る煙の色が黒色から薄い灰色に変化すると前記空気口を絞って前記炉内の温度を１２０度まで下げ、前記排煙口からの煙が透き通った色になると前記空気口を閉じて熟成させることにより、竹炭を生成する第１の工程と、
前記第１の工程で生成された前記竹炭を砕いて竹炭粉を生成する第２の工程と、
前記第２の工程で生成された前記竹炭粉をふるいにかけて所定粒径以下の竹炭粉を抽出する第３の工程と、
前記第３の工程で抽出された前記竹炭粉を含む染液を生成する第４の工程と、
前記第４の工程で生成された前記染液に繊維状のシートを所定時間浸して竹炭シートを生成する第５の工程と、
前記第５の工程で生成された前記竹炭シートを絞り機で絞る第６の工程と、
前記第６の工程で絞られた前記竹炭シートを常温乾燥させる第７の工程と、
を含み、
前記繊維状のシートは、片面に撥水性が付与されている不織布であり、
前記第６の工程では、
前記絞り機を構成する２つの回転ゴムローラのうち、第１の回転ゴムローラの側面を平坦な第１の側面とし、第２の回転ゴムローラの側面を凹凸が形成された第２の側面とし、
前記染液がよく染まっている面が前記第１の側面に対向するように前記竹炭シートを貼り付けて、前記第１の回転ゴムローラと前記第２の回転ゴムローラとを逆方向に回転させつつ、前記第１の側面と前記第２の側面との間に前記竹炭シートを引き込んで絞る、
竹炭シートの製造方法。
【請求項２】
前記第２の工程では、
前記竹炭を小さくカットし、
回転可能な第１の容器に、カットされた前記竹炭と複数のチタンボールとを収容し、前記第１の容器を回転させることにより、前記竹炭粉を生成する、
請求項１に記載の竹炭シートの製造方法。
【請求項３】
前記第３の工程では、
２００メッシュのふるいにかけた後、さらに３２５メッシュ以下のふるいにかけて、前記所定粒径以下の竹炭粉を抽出する、
請求項１又は２に記載の竹炭シートの製造方法。
【請求項４】
前記第４の工程では、
前記第３の工程で抽出された前記竹炭粉１００グラムと水２リットルとを、第２の容器に入れて混ぜて、前記染液を生成する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の竹炭シートの製造方法。
【請求項５】
前記第５の工程では、
前記第４の工程で生成された前記染液を７０度以上８０度以下に加熱しつつ、前記繊維状のシートを前記染液に所定時間浸して前記竹炭シートを生成する、
請求項１から４のいずれか一項に記載の竹炭シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、竹炭シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中のほこりやちりなどを人が吸い込むのを防止することを目的として、マスクが用いられている（例えば、特許文献１参照）。近年、花粉症などが蔓延しており、ＰＭ２．５などの微小物質の増加も健康に害を及ぼすと考えられている中、花粉や、ＰＭ２．５などの微小物質を有効に遮断することができるマスクの重要性が益々増している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−３２２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マスクには、花粉、ちり、ホコリ、ＰＭ２．５の微小物質等の通過を遮断するとともに、息苦しくないことが求められている。しかしながら、一般的に、マスクにおいて、物質の遮蔽性と通気性は、トレードオフとなる。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、空気の通りを良くしつつ、花粉、ちり、ホコリ、ＰＭ２．５の微小物質等の通過を有効に遮断する竹炭シートを得ることができる竹炭シートの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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る竹炭シートの製造方法は、
排煙口と空気口とを有する炉に竹を入れて前記空気口を開いて燃やし、前記排煙口から出る煙の色が黒色から薄い灰色に変化すると前記空気口を絞って前記炉内の温度を１２０度まで下げ、前記排煙口からの煙が透き通った色になると前記空気口を閉じて熟成させることにより、竹炭を生成する第１の工程と、
前記第１の工程で生成された前記竹炭を砕いて竹炭粉を生成する第２の工程と、
前記第２の工程で生成された前記竹炭粉をふるいにかけて所定粒径以下の竹炭粉を抽出する第３の工程と、
前記第３の工程で抽出された前記竹炭粉を含む染液を生成する第４の工程と、
前記第４の工程で生成された前記染液に繊維状のシートを所定時間浸して竹炭シートを生成する第５の工程と、
前記第５の工程で生成された前記竹炭シートを絞り機で絞る第６の工程と、
前記第６の工程で絞られた前記竹炭シートを常温乾燥させる第７の工程と、
を含み、
前記繊維状のシートは、片面に撥水性が付与されている不織布であり、
前記第６の工程では、
前記絞り機を構成する２つの回転ゴムローラのうち、第１の回転ゴムローラの側面を平坦な第１の側面とし、第２の回転ゴムローラの側面を凹凸が形成された第２の側面とし、
前記染液がよく染まっている面が前記第１の側面に対向するように前記竹炭シートを貼り付けて、前記第１の回転ゴムローラと前記第２の回転ゴムローラとを逆方向に回転させつつ、前記第１の側面と前記第２の側面との間に前記竹炭シートを引き込んで絞る。
【０００７】
この場合、前記第２の工程では、
前記竹炭を小さくカットし、
回転可能な第１の容器に、カットされた前記竹炭と複数のチタンボールとを収容し、前記第１の容器を回転させることにより、前記竹炭粉を生成する、
こととしてもよい。
【０００８】
また、前記第３の工程では、
２００メッシュのふるいにかけた後、さらに３２５メッシュ以下のふるいにかけて、前記所定粒径以下の竹炭粉を抽出する、
こととしてもよい。
【０００９】
前記第４の工程では、
前記第３の工程で抽出された前記竹炭粉１００グラムと水２リットルとを、第２の容器に入れて混ぜて、前記染液を生成する、
こととしてもよい。
【００１０】
前記第５の工程では、
前記第４の工程で生成された前記染液を７０度以上８０度以下に加熱しつつ、前記繊維状のシートを前記染液に所定時間浸して前記竹炭シートを生成する、
こととしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る竹炭シートの製造方法によれば、微小物質を吸着する内部空間をつぶさずに均一な竹炭を得ることができるので、空気の通りを良くしつつ、花粉、ちり、ホコリ、ＰＭ２．５の微小物質等の通過を有効に遮断する竹炭シートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】竹炭シートの製造方法のフロ−チャートである。
【図２】竹をいぶして竹炭を生成する様子を示す図である。
【図３】竹炭を粉砕機で粉砕する様子を示す図である。
【図４】粉砕した竹炭をふるいにかける様子を示す図である。
【図５】繊維状のシートを染液で染める様子を示す図である。
【図６】繊維状のシートを絞り機で絞る様子を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、回転ゴムローラの構成を示す正面図である。図７（Ｂ）は、回転ゴムローラの動作を示す模式図である。
【図８】図８（Ａ）は木炭粉の顕微鏡写真である。図８（Ｂ）は、竹炭粉の顕微鏡写真である。
【図９】図９（Ａ）は、木炭シートの顕微鏡写真である。図９（Ｂ）は、竹炭シートの顕微鏡写真である。
【図１０】竹炭シート付きマスクの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。全図において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号が付されている。
【００１５】
図１には、竹炭シートの製造方法の流れが示されている。図１に示すように、まず、竹を燃やして竹炭を生成する（ステップＳ１；第１の工程）。
【００１６】
ここでは、図２に示すように、まず、簡易的な炉の本体であるドラム缶１０を用意する。ドラム缶１０の上部には、ダクト２０の一端が設けられている。ダクト２０の他端には、ドラム缶１０内の煙を排出する排煙口２１ａを有する排出装置２１が設けられている。これにより、ドラム缶１０は煙突付きとなる。また、ドラム缶１０の下部には、２つの空気口２２が設けられている。空気口２２は、ドラム缶１０内に空気を取り入れるために設けられている。
【００１７】
また、ダクト２０の他端には、温度計２３が設けられている。温度計２３は、ドラム缶１０内の温度を検出するために設けられている。
【００１８】
より具体的には、ステップＳ１において、煙突付きのドラム缶１０に、竹を入れる。そして、空気口２２を空けた状態で、ドラム缶１０内の竹を燃やす。当初、排出装置２１から排出される煙の色は、黒又は灰色となっている。
【００１９】
火が中の竹全体に回ると、煙の色は、黒又は灰色から、薄い灰色に変わってくる。竹には、青竹、乾いた竹、大きい竹、小さい竹など様々な種類のものがある。竹の種類により、竹を燃やしてから煙の色が薄い灰色に変わるまでの時間には違いが生じる。例えば、青竹又は大きい竹を燃やした場合には、竹を燃やしてから煙の色が変わるまでの時間が長くなるし、乾いた竹又は小さい竹を燃やした場合には、竹を燃やしてから煙の色が変わるまでの時間を短くすることができる。
【００２０】
煙の色が黒又は灰色から薄い灰色に変わると、空気口２２を絞って、温度計２３の温度が１２０度となるまで下げていく。ここで、温度計２３の温度とドラム缶１０内の温度との間に差がある場合には、その差が考慮される。その後、ドラム缶１０内の温度を１２０度に維持した状態で、５時間ほど保つと、排煙口から出る煙の色は、透き通った色となる。
【００２１】
この色になった状態で、空気口２２を閉めて一晩置き、ドラム缶１０内で竹炭を熟成させる。その後、例えば、次の日にドラム缶１０から竹炭を取り出す。これにより、竹炭が得られる。このようにすれば、青竹や乾いた竹など、様々な竹が混じっていた場合でも、一様に孔が多く均質な多孔質の竹炭が得られるようになる。
【００２２】
続いて、ステップＳ１で生成された竹炭を小さく数ｍｍにカットして、図３に示すように、複数のチタンボールとともに第１の容器としての粉砕機１１に収容し、不図示のモータの駆動により、容器を回転させることで、竹炭を細かく粉砕する（ステップＳ２；第２の工程）。ここで、チタンボールとは、チタンで生成された球状の部材である。チタンボールとしては、パチンコ玉の大きさのものを用いることができる。
【００２３】
なお、ここでは、ウス等で竹炭をすりつぶすことも可能であるが、ウスを使えば、竹炭粉が細かくなりすぎて、竹炭粉内部の気泡もつぶれてしまう。このため、本実施の形態では、竹炭とチタンボールとを入れた粉砕機１１を回転させるという簡単な原理で、竹炭を粉砕する。
【００２４】
続いて、ステップＳ２で生成された竹炭粉をふるいにかけて所定粒径以下の竹炭粉を抽出する（ステップＳ３；第３の工程）。具体的には、図４に示すように、まず、２００メッシュのふるい１２にかけて細かい竹炭粉を抽出する。２００メッシュとは、７４μｍに区切られているものをいう。
【００２５】
さらに、ここでは、抽出された竹炭粉をさらに３２５メッシュのふるいにかけて、さらに細かい所定粒径以下の竹炭粉を抽出する。３２５メッシュとは、３７μｍに区切られているものをいう。マスク用の竹炭シートを製造する上では、メッシュの粗さは３２５メッシュのものが最も良好であった。しかしながら、メッシュの目の粗さは、３２５メッシュには限られず、もっと細かいものであってもよい。
【００２６】
続いて、ステップＳ３で生成された竹炭粉を含む染液１３（図５参照）を生成する（ステップＳ４；第４の工程）。具体的には、上述のように抽出された細かい竹炭粉１００グラムに水２リットルを第２の容器１５（図５参照）に入れて混ぜて、染液１３を生成する。染液１３の濃度については、本実施の形態に係る濃度が、マスク用の竹炭シートを製造する上で、最も効率の良いものとなった。しかしながら、染液１３の濃度は、これには限られない。
【００２７】
さらに、繊維状のシート、例えば不織布３０を、ステップＳ４で生成された染液１３に所定時間浸して竹炭シートを生成する（ステップＳ５；第５の工程）。具体的には、例えば、染液１３を７０度以上８０度以下に加熱しつつ、図５に示すように、不織布３０を染液１３に所定時間浸して竹炭シートを生成する。１０分たつと、不織布３０は黒色に染まり、３０分で竹炭粉が不織布３０に付着する。マスク用の竹炭シートを製造する上では、上記条件が最適な条件であった。しかしながら、本発明はこれには限られない。
【００２８】
なお、不織布３０を染液１３に染めた場合、不織布３０では一方の面と他方の面とで、染まり方に違いが出た。すなわち、この時点で、不織布３０には、染液がよく染まっている面と比較的染まり方が弱い面が形成されるようになる。この違いは、不織布３０では、他方の面に撥水性が付与されているためであると考えられる。
【００２９】
続いて、ステップＳ５で生成された竹炭シートを、図６に示すように、絞り機（回転ゴムローラ）１４にかけて絞る（ステップＳ６；第６の工程）。ここで、図７（Ａ）に示すように、絞り機１４は、円筒状の第１の回転ゴムローラとしての上回転ゴムローラ１４ａと、第２の回転ゴムローラとしての下回転ゴムローラ１４ｂとを備えている。
【００３０】
上回転ゴムローラ１４ａ及び下回転ゴムローラ１４ｂでは、その側面にゴムが設けられており、互いに側面同士が近接して対向している。上回転ゴムローラ１４ａ及び下回転ゴムローラ１４ｂは、図７（Ｂ）に示すように、手動又は自動で回転する。そして、染められた不織布３０が回転する上回転ゴムローラ１４ａと下回転ゴムローラ１４ｂとの間を通過することにより、絞りが行われる。
【００３１】
なお、図７（Ａ）に示すように、上回転ゴムローラ１４ａの第１の側面のゴムは、平坦となっているのに対して、下回転ゴムローラ１４ｂの第２の側面のゴムは、凹凸が形成されている。このような凹凸は、例えば、旋盤によって形成することができる。
【００３２】
そして、図７（Ｂ）に示すように、不織布３０は、上回転ゴムローラ１４ａの側面に、よく染色されている側の面を貼り付けて、絞りを行う。このようにすれば、不織布３０は、上回転ゴムローラ１４ａに良く貼り付くようになるため、上回転ゴムローラ１４ａと下回転ゴムローラ１４ｂとの間を通過した後も、上回転ゴムローラ１４ａに貼り付いたままとなる。その後、上回転ゴムローラ１４ａ及び下回転ゴムローラ１４ｂはさらに回転し、不織布３０は、上回転ゴムローラ１４ａと下回転ゴムローラ１４ｂとの間を複数回通過して、絞りが行われることになる。
【００３３】
また、下回転ゴムローラ１４ｂの側面には凹凸が形成され、この凹凸により、不織布３０に含まれる染液を、不織布３０内の全体によく染みこませることができるようになる。また、この凹凸により、不織布３０が上回転ゴムローラ１４ａと下回転ゴムローラ１４ｂとの間を通過した後に、下回転ゴムローラ１４ｂに貼り付くのを防止することができる。これにより、不織布３０は、上回転ゴムローラ１４ａに貼り付いたままとなり、不織布３０を絞り機１４から取り出し易くすることができる。
【００３４】
なお、図７（Ａ）では、下回転ゴムローラ１４ｂの側面は、軸方向に周期的に凹凸が形成されているように図示されているが、本発明はこれには限られない。下回転ゴムローラ１４ｂの側面の凹凸はランダムに形成されたものであってもよい。
【００３５】
なお、竹炭粉は、十分細かくなっているので、上回転ゴムローラ１４ａ及び下回転ゴムローラ１４ｂの表面が竹炭粉により、傷つくことも防止されている。
【００３６】
続いて、ステップＳ６で絞られた竹炭シートを一定時間常温乾燥させる（ステップＳ７；第７の工程）。ここで、常温とは、例えば１０度以上４０度以下をいう。この場合、天日干しであってもよい。このとき、竹炭シートは加熱されないので、竹炭粉の中の内部空間を保つことができる。
【００３７】
すなわち、このようにして、竹炭シート１（図１０参照）が生成される。
【００３８】
竹炭シート１は、フィルタとして用いることができる。図８（Ａ）に示すように、木炭から得られた木炭粉は、粒状となっているのに対し、図８（Ｂ）に示すように、竹炭粉は、木炭粉に比べ細長状の粉となっている。この特徴により、図９（Ａ）の木炭シートと比べて、図９（Ｂ）の竹炭シート１では、目が粗くなっている。これにより、竹炭シート１では、通気性が良くなっている。
【００３９】
また、竹炭は、木炭に比べ、ＰＭ２．５などの微小物質等の吸着性が高いことが知られている。竹炭は、繊維が木炭に比べて強く、内部に形成された空間の容積が大きいためである。したがって、竹炭シート１は、木炭シートよりも、微小物質をたくさん吸着可能である。
【００４０】
図１０に示すように、竹炭シート１は、マスク２の収容部３に収容されて、竹炭シート１付きのマスク２として使用される。この竹炭シート１付きのマスク２によれば、竹炭シート１の上述の特徴により、通気性を損ねずに、ＰＭ２．５等の微小物質の通過を遮断することができる。
【００４１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態に係る竹炭シート１の製造方法によれば、微小物質を吸着する内部空間をつぶさずに均一な竹炭を得ることができるので、空気の通りを良くしつつ、花粉、ちり、ホコリ、ＰＭ２．５の微小物質等の通過を有効に遮断する竹炭シート１を得ることができる。
【００４２】
このように、竹炭シート１は、微小物質に対して吸着性が良く、かつ、細長状の形状を有する竹炭粉の染液１３に不織布３０を染めて形成される。これにより、竹炭シート１を有するマスク２は、花粉、ちり、ホコリ、ＰＭ２．５の微小物質に対する吸着性が高いものとなる。
【００４３】
また、このマスク２は、インフルエンザウイルスやコロナウイルスによる肺炎の飛沫感染の防止にも有効である。
【００４４】
この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、竹炭シートの製造、使用、応用品としてのフィルタ素材、マスク等の製造に適用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  竹炭シート、２  マスク、３  収納部、１０  ドラム缶、１１  粉砕機（第１の容器）、１２  ふるい、１３  染液、１４  絞り機（回転ゴムローラ）、１４ａ  上回転ゴムローラ、１４ｂ  下回転ゴムローラ、１５  第２の容器、２０  ダクト、２１  排出装置、２１ａ  排煙口、２２  空気口、２３  温度計、３０  不織布
【要約】
【課題】空気の通りを良くしつつ、花粉、ちり、ホコリ、ＰＭ２．５の微小物質等の通過を有効に遮断する竹炭シートを得ることができる竹炭シートの製造方法を提供する。
【解決手段】排煙口と空気口とを有する炉に竹を入れて空気口を開いて燃やし、排煙口から出る煙の色が黒色から薄い灰色に変化すると空気口を絞って炉内の温度を１２０度まで下げ、排煙口からの煙が透き通った色になると空気口を閉じて熟成させることにより、竹炭を生成する（ステップＳ１）。生成された竹炭を砕いて竹炭粉を生成する（ステップＳ２）。生成された竹炭粉をふるいにかけて所定粒径の竹炭粉を抽出する（ステップＳ３）。抽出された竹炭粉を含む染液を生成する（ステップＳ４）。繊維状のシートを染液に所定時間浸して竹炭シートを生成する（ステップＳ５）。竹炭シートを絞り機で絞る（ステップＳ６）。絞られた竹炭シートを常温乾燥させる（ステップＳ７）。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0006765740.tif 000010
【図１０】
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