(57)【要約】【課題】本来の竹繊維の機械的、化学的特性を失うことなく、天然の竹材から長さの長短を問わず、竹繊維を容易かつ１回の処理で多量に取出し、竹繊維の本来の特性を維持するとともに、加工容易な繊維を得ることを課題とする。【解決手段】竹材１０を密閉した空間に入れ、該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、得られた竹繊維１１を煮沸し、一定の長さに切断した後に、ミキシングする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹を密閉した空間に入れ、
該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、
得られた竹繊維をミキシングすることを特徴とする竹繊維の加工方法。
【請求項２】
竹を密閉した空間に入れ、
該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、
得られた竹繊維を煮沸し、
一定の長さに切断した後に、
ミキシングすることを特徴とする竹繊維の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、竹繊維の加工方法に関する。
より詳しくは、竹材より取出した竹繊維を柔らかな繊維とし、成形に便利なもとするための加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、竹繊維を取出す方法として、竹を短冊状竹片としたのちに、解繊機内に送り込み、該解繊機のインペラ−と、解繊細溝との間で該短冊状竹片を解繊し、所定の径まで解繊された竹繊維を該解繊機の周面に付設されているスクリーンで選別して取出す手法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、竹繊維は、人と環境に優しい天然繊維として注目されている。
強い成長力の竹は、発育速度がはやく生産性の高い天然資源である。
そして、竹の脱臭、清浄作用、抗菌効果は良く知られているものである。また、竹の繊維は、天然繊維としても優れ、繊維の表面に多くの細長い空洞があるため吸湿性、速乾性ともに優れている。
そして、竹繊維を利用する方法して、竹を原料とするパルプをアルカリ及び二硫化炭素と反応させ、アルカリリザンテートとして苛性ソーダに溶解して紡糸し、セルロースを凝固・再生することにより竹繊維を製造する方法が知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７１２０９号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１５３４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の竹繊維取出し方法では、竹自体に機械的に力を加えるために、竹繊維にも大きな力がかかる。このため、竹繊維の機械的特性などを十分に引き出すことが困難である。
また、竹繊維に化学的な処理を施すと、本来の竹繊維の機械的、化学的特性を失う、もしくは低減してしまう。
そこで、天然の竹材から長さの長短を問わず、竹繊維を容易かつ１回の処理で多量に取出し可能にすること、更に、竹繊維の本来の特性を維持するとともに、加工容易な繊維を得ることを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決すべく、本発明は次のような手段を用いる。
請求項１に記載のごとく、竹を密閉した空間に入れ、
該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、
得られた竹繊維をミキシングする。
【０００７】
請求項２に記載のごとく、竹を密閉した空間に入れ、
該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、
得られた竹繊維を煮沸し、
一定の長さに切断した後に、
ミキシングする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。
図１はシート状竹繊維の製造工程を示す図である。
まず、図１を用いて竹材よりシート状竹繊維を製造する全体工程について説明する。
竹材１０から爆砕により竹繊維１１を得る。そして、竹繊維１１を一定の長さに切断して、長さの揃った竹繊維１２を得る。この竹繊維１２をミキシングにより綿状竹繊維１３とする。
さらに、この綿状竹繊維１３をシート状竹繊維１４に成形するものである。
竹材１０より取出した竹繊維１１を一定長さに切断することにより、取り扱いやすい竹繊維１２とするとともに、ミキシングにおける過度の絡まりを抑制できるものである。
【０００９】
次に、綿状竹繊維１３の製造工程について詳しく説明する。
図２は、綿状竹繊維の製造工程を示す図である。
竹材を爆砕することにより竹材のリグニン層を破壊して、竹繊維を傷めることなく取出すことができる。取出された竹繊維は、竹繊維の強さに応じて、切断工程、もしくは煮沸工程を経た後に切断工程に送られる。
竹繊維の強さ判断材料としては、屈曲性や、弾性率などを用いることが可能であり、竹繊維の利用形態に応じて選択することができるものである。
爆砕の後に、竹繊維の強さの判断を行うことにより、季節や産地による竹繊維のばらつきを解消して、一定品質の竹繊維を得ることが出来るものである。
【００１０】
竹繊維は、煮沸工程によりやわらかくなる。このため、爆砕により得られた竹繊維が硬いもしくは弾性率が高い場合には、煮沸工程を行うものである。
この煮沸工程により、繊維の硬さや屈曲性を調節できるものである。
なお、煮沸された竹繊維は乾燥処理がおこなわれ、竹繊維が乾燥されるものである。
【００１１】
竹繊維の強さを調節したのちに、竹繊維を一定の長さに切断する。これにより、繊維の長さをほぼ均一にし、竹繊維のばらつきをなくして、竹繊維の特性を扱いやすいものとする。
そして、ミキサーによりミキシングを行い、竹繊維を綿状竹繊維とするものである。ミキシングにより、竹繊維が屈曲されることにより竹繊維がさらにやわらかくなる。そして、竹繊維を絡み合わせることにより、竹繊維同士が３次元の網目構造をとり、竹繊維を綿状にするものである。
この綿状になった竹繊維を成形することにより、軽い竹状繊維の成形物をえることができるものである。
【００１２】
図３は竹繊維の加工工程を示す図である。
次に、各工程について、図３を用いて詳しく説明する。
はじめに爆砕処理工程について説明する。
爆砕処理は、竹を密閉した空間に入れ、熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行うものである。
爆砕処理工程により、圧力缶体２１内において竹材１０より竹繊維を取出すものである。
圧力缶体２１に竹材１０を入れて当該圧力缶体２１内に水蒸気を噴出し、処理する圧力缶体内の温度を１００℃以上にし、竹材１０中の繊維と繊維とをつなぎ止める役割をしているリグニン層に熱を与る。
次に、水蒸気温度に対応する缶内圧力を瞬間的に解放することで、竹繊維を痛めることなくリグニン層だけを分解し、竹繊維を取出すものである。
圧力缶体２１には、缶体内の圧力解放を行うバルブを介して、サイレンサ２２が接続されている。このサイレンサ２２は急激な圧力解放時に発生する音を低減するためのものである。
爆砕工程において、天然の竹材から竹繊維を採取するとき、圧力缶体２１を用いて１００℃以上の水蒸気と、それに対応する圧力に竹材１０をさらす操作と、瞬時に圧力缶体２１内の圧力を解放する操作とを数回から数十回おこなうことで、長さの長短を問わず数時間で容易に竹繊維を取出すものである。
【００１３】
この方法は、竹材を収容した圧力缶体内の処理温度と、圧力を瞬間的に解放する回数等の処理条件を変化させることで、竹繊維だけにとどまらず、炭化した竹繊維も取出すことができることである。１回の工程時間は２〜３時間であり、繊維方向に長い竹繊維及び炭化竹繊維が取り出せる。
【００１４】
この竹繊維及び炭化竹繊維の取出し方法によれば、従来の粉竹機による竹の縦割り工程及び繊維を取出す粉砕工程という工程数を踏む必要がなく、簡便で作業者の操作も簡単であり、作業時間が短縮されることに加えて、所望長さの竹繊維ないし炭化竹繊維を１度に多量に取り出せるため、竹繊維や炭化竹繊維の製造コストを低減することが可能になる。
【００１５】
丸いままの竹材１０を台車に搭載し、ベルトなどで適宜固定して、台車を圧力缶体２１内に入れる。そして、蒸気を圧力缶体２１内に噴出して、圧力缶体２１内を加熱する。
第一回目の加熱サイクルでは、缶体内温度を摂氏１７０〜１７５度に維持し、３０〜６０分間の加熱を行う。この後、圧力缶体２１の開放弁を開きタンク内蒸気を大気放出する。開放弁の開閉に要する時間は約５秒である。
次に、第二回目の加熱サイクルとして、開放弁を閉じ、圧力缶体２１に再度加熱蒸気を供給する。温度上昇後、摂氏１７０〜１７５度で２〜３分保持し、この後に、圧力缶体２１の開放弁を開いて圧力缶体２１内圧力を大気開放する。
以下、この第二回目以降の加熱・減圧サイクルを所定回数繰り返す。
繰り返し回数は、処理する竹の大きさに応じて調節する。
このようにして、竹材１０より竹繊維を得るものである。
【００１６】
次に、煮沸工程について説明する。
煮沸工程は、スチームにより蒸煮して加熱ローラにより押える方法、または蒸煮釜にて煮る方法を用いるものである。
スチームにより蒸煮して加熱ローラにより押える方法は、爆砕された竹にスチームを噴射して蒸し、スチームをかけた竹繊維を加熱ローラにより押えるものである。
ノズル３１・３１よりスチームが噴射し、竹繊維１１が蒸される。そして、スチームにより蒸された竹繊維１１はスチーム加熱ローラ３２により押えられるものである。この工程により、竹繊維を一定方向にそろえると共に、直線状にそろえ、後の切断工程を容易にするものである。
竹繊維を蒸煮釜にて煮る方法は、蒸煮釜内に竹繊維を投入して煮るものである。
いずれかの煮沸工程において蒸し煮された竹繊維は、乾燥工程を経て乾燥される。
【００１７】
次に、切断工程は、竹繊維を切断機４１により切断するものである。
竹繊維１１を切断機４１に導入して、竹繊維１１を一定長さに切断する。切断工程において、竹繊維は３５〜６０ｍｍに切断される。この工程により、竹繊維の長さが均一にされる。
次に、ミキシング工程は、ミキサー５１により切断工程において切断された竹繊維をかき混ぜるものである。ミキサー５１は高速ミキサーを使用するものであり、円筒形の投入容器内の底部に回転する撹拌棒を有するものなど、一般的に知られたものを用いることが出来るものである。そして、ミキサー５１により、５，０００〜３０，０００ｒｐｍの回転速度でミキシングが行われる。ミキシングを行う回転速度は繊維の状態や、目的とする繊維の質により調節されるものである。
ミキシングを行う時間は、３０秒〜１０分である。ミキシングを行う時間は、繊維の状態や、目的とする繊維のおやわらかさに応じて適宜調節するものである。そして、ミキシングにより、細やかな綿状の竹繊維を得るものである。
次に、成形工程において、不織成形機により竹繊維を加工し、あらゆる種類の不織布などにするものである。
【００１８】
このように構成される竹繊維は、フィルターやカーペット等に利用することが可能である。そして、ミキシング工程の後に、綿状となった竹繊維を脱色することにより、白色の竹繊維を得ることができる。白色の竹繊維は白色のまま成形を行うことも可能であり、着色も容易である。そして、白色の竹繊維を着色の後に成形を行うことも可能となる。
【００１９】
竹繊維は、消臭効果や、脱臭、抗菌作用を有するものであり、各種のフィルターとして用いることができる。また、竹自体が自然の産物であり、長い間生活環境において用いられてきた素材である。そして、竹繊維により構成される成形物は、石油化学製品などと比べて、製造過程および排棄において環境に与える影響が少ないものである。
このため、竹繊維の特性を低減することなく加工された竹繊維製品は、自動車用の各種フィルターやシート生地、ＦＲＰの繊維材として自動車用の部品など多くの用途に利用できるものである。また、同様にＯＡ機器や家庭電器、建築資材、衣料、医療機器や、医療事務機器や用品、バリアフリー用品、オイル製品、畳用品、和紙、壁紙、美術品の材料として、珪素含有率の高いことから研磨材としてなど、環境を守る不織布として幅広い使用用途がある。
本発明は、このような竹繊維を傷めることなく竹より取出し成形可能であり、竹繊維の特性を十分に引き出した竹繊維の加工製品を提供できるものである。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載のごとく、竹を密閉した空間に入れ、
該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、
得られた竹繊維をミキシングするので、
竹繊維の本来有する化学的、機械的特性を有するとともに、やわらかい綿状の加工しやすい竹繊維を得ることが出来る。
【００２１】
請求項２に記載のごとく、竹を密閉した空間に入れ、
該空間内に熱した蒸気を送り込むことにより一定時間の間、一定の圧力に保ち、この後に急激に空間内の圧力を低下させる工程を一回もしくは複数回行い、
得られた竹繊維を煮沸し、
一定の長さに切断した後に、
ミキシングすることにより、
竹繊維の本来有する化学的、機械的特性を有するとともに、
やわらかく、加工しやすいとともに、均質の竹繊維を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】シート状竹繊維の製造工程を示す図。
【図２】綿状竹繊維の製造工程を示す図。
【図３】竹繊維の加工工程を示す図。
【符号の説明】
１０  竹材
１１  竹繊維
１２  切断された竹繊維
１３  綿状竹繊維
１４  シート状竹繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004167730.tif 000005