(57)【要約】【課題】竹には高い自己繁殖性があるが肉厚は薄く組織の密度は低いという、竹を炭材の原料とすることについての長所と短所があることに鑑み、その短所を補うことによってその長所を生かし、竹より燃料等としての実用性が高い炭材を得る。【解決手段】竹を大きさ３ｍｍ前後の細片に裁断し、該細片を２００Ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力にて圧縮成形して圧縮成形体を形成し、該圧縮成形体を４００℃前後の温度にて加熱し、該細片より揮発成分を発散させて該細片を炭化させる乾留処理により、竹の炭素成分が高密度に固く集合した状態にある竹炭材を得る。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形された竹の炭化細片よりなることを特徴とする竹炭材。
【請求項２】
前記竹の炭化細片は、竹を細片に裁断し、該竹細片を圧縮成形して圧縮成形体を形成し、該圧縮成形体を加熱し、該竹細片より揮発成分を発散させて該竹細片を炭化させることにより形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の竹炭材。
【請求項３】
前記竹細片は３ｍｍ前後の大きさに裁断されることを特徴とする請求項２に記載の竹炭材。
【請求項４】
前記竹細片の圧縮成形は２００Ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力にて行われることを特徴とする請求項２または３に記載の竹炭材。
【請求項５】
前記竹細片の圧縮成形は１００℃前後の加熱下にて行われることを特徴とする請求項２〜４のいずれか記載の竹炭材。
【請求項６】
前記圧縮成形体の加熱は４００℃前後の温度にて３〜４時間前後行われることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の竹炭材。
【請求項７】
前記圧縮成形体の前記４００℃前後の温度による加熱は前記圧縮成形体の温度が自ら更に上昇し始めたとき停止され且つ該圧縮成形体の空気への露呈が遮断されることを特徴とする請求項６に記載の竹炭材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、竹を原料とする炭材に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
木材を乾留して木炭とすることは古くから周知の技術である。また、あまり汎用されてはいないが、竹を乾留すれば竹炭となることも古くから周知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
木炭や竹炭は、石炭や石油の如き化石燃料にして硫黄分を含まず、硫黄酸化物による大気汚染をもたらさない点に於いて化石燃料に比して優れている。しかし、木炭や竹炭は、燃料としては火力が弱く、その用途が限られている。特に竹炭は木炭と比較してもその火力は数段おとり、実質的な燃料としては殆ど用をなさない。
【０００４】
しかし化石燃料には限りがある。また木材は苗木から成木に至るのに１０年単位の時間を要し、しかも一本毎に苗木を植え付ける植樹作業を行わなければそれを得ることができない。一方、竹は土中に張り巡らされた根のネットワークの各所より自生する芽によって発生し、日毎に数十センチに及ぶ急成長を行い、４〜５年で成竹に至るものであり、その繁殖力は木に比して遙かに旺盛である。ただ問題は、竹の肉厚が木に比して極めて薄く、密度も低く、それが炭にされたときの固形性や密度に於いて劣るため、乾留されてもさして有効な炭材とはならないことである。
【０００５】
本発明は、竹を炭材の原料とすることに関する上記の長所と短所に鑑み、その短所を補うことによりその長所を生かし、竹より燃料等として実用的に有効な炭材を得ることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、圧縮成形された竹の炭化細片よりなることを特徴とする竹炭材を提案するものである。
【０００７】
前記竹の炭化細片は、竹を細片に裁断し、該竹細片を圧縮成形して圧縮成形体を形成し、該圧縮成形体を加熱し、該竹細片より揮発成分を発散させて該竹細片を炭化させることにより形成されたものであってよい。
【０００８】
前記竹細片は３ｍｍ前後の大きさに裁断されていてよく、前記竹細片の圧縮成形は２００Ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力にて行われてよい。また前記竹細片は圧縮成形中１００℃前後の温度に加熱されてよい。前記竹細片の加熱は４００℃前後の温度にて３〜４時間前後行われてよく、そして該加熱は前記竹細片の温度が自ら更に上昇し始めたとき停止され且つ該圧縮成形体の空気への露呈が遮断されてよい。
【０００９】
【発明の作用及び効果】
炭材が竹より造られるときにも、それが圧縮成形された竹の炭化細片よりなるように造られれば、その密度が高められることにより、竹炭はそれが燃料として燃焼されるとき、高い火力を発揮することができる。
【００１０】
竹繊維は、その縦方向に沿った強度は高いが、隣り合った繊維どうしの間の結合力はさして高くないので、それが細片に裁断され、細片の状態にて圧縮されて成形体に成形されると、細片をなす短繊維は互いに刺し合うことにより細かく分離しつつ強固に集合し、高密度の安定した繊維塊を形成する。かかる繊維塊の状態にて繊維が加熱され、それより揮発成分が追い出されると、高密度の炭素塊が残る。
【００１１】
竹の細片を３ｍｍ前後の大きさのものとすることは、上記のメカニズムによる繊維塊の高密度安定化を図る上で好ましく、しかも竹の裁断に要するコストもさして高くならない点で有利である。
【００１２】
竹細片の圧縮成形の圧力を２００Ｋｇ／ｃｍ２前後とすることは、加圧による竹繊維塊の密度増大と加圧に要するコストとのバランスに於いて有利である。また圧縮成形に当たって竹繊維が１００℃前後に加熱されることにより、竹繊維を曲がりやすくし、圧縮成形体の密度増大が促進される。
【００１３】
竹細片の加熱は、４００℃前後の温度にて３〜４時間前後行われれば、竹繊維をほどよく乾留してこれを炭化させることができる。そして揮発成分が放出されてしまうと竹繊維は更に温度上昇を始めるので、かかる温度上昇の開始を検出して乾留を終了すると同時に空気の供給を遮断すれば、高密度に圧縮成形された竹炭材を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照して本発明を一つの実施例について詳細に説明する。
【００１５】
図１は竹１０を細片に裁断する要領の一例を示す概略図である。図に於いて１２は一対の回転カッターであり、図にて左方の回転カッターは時計回り方向に回転し、図にて右方の回転カッターは反時計回り方向に回転し、図にて上方より供給される竹１０を両者の間に誘い込み、これを３ｍｍ前後の大きさの細片に裁断するようになっている。裁断された細片はホッパー１４に集められ、以下の処理に送られる。
【００１６】
図２は上記の如くして形成された竹の細片を圧縮成形して圧縮成形体を形成する要領の一例を示す概略図である。図にて１６は多数のシリンダ状の成形窪み１８が形成された型盤である。各成形窪みに対応してその中に嵌合する多数の圧縮成形ピストン２０を担持するプレスヘッド２２が、図には示されていないヘッド駆動装置により型盤１６に対し図にて上下に移動しうるように配置されている。図は各成形窪み内に上記の竹細片が装填されて、各成形窪みに各圧縮成形ピストンの先端部が嵌合し、成形窪み内にて竹細片の圧縮成形が行われつつある状態を示している。圧縮成形は竹細片に２００Ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力を掛ける要領にて行われてよい。このとき型盤は１００℃程度の温度に加熱されるのが好ましい。
【００１７】
各成形窪み１８の底部には成形窪みの直径より小さい孔が開けられており、これらの孔に整合して押し出しピストン２４が設けられている。これらの押し出しピストンは押し出しヘッド２６により支持されて一体となって図にて上下方向に移動されるようになっている。これらの押し出しピストンは成形窪み内にて圧縮成形された竹細片の塊２８を成形窪み外へ押し出すものである。尚、図示の実施例に於いては示されていないが、押し出しピストンは先端部に小径の延長部を有する段付き構造とされ、該小径延長部は圧縮成形ピストンによる竹細片の圧縮成形中に竹細片の塊の中心部に延在し、圧縮成形される竹細片塊を中空の筒状体とするようになっていてもよい。
【００１８】
こうして圧縮窪み１８内にて１００℃前後の温度に加熱されつつ２００Ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力にて加圧されることにより、竹細片は高密度に圧縮された竹細片の塊２８となる。
【００１９】
こうして圧縮成形された竹細片塊２８は、図３に示されている如く乾留炉３０内に装填され、バーナ３２により発生された高温の燃焼ガスにより４００℃前後の温度に３〜４時間程度加熱され、それに含まれた揮発成分を追い出す乾留処理を施される。４００℃前後の温度による加熱が３〜４時間程度行われ、竹細片に含まれていた揮発成分が追い出され、それと共に竹細片が炭化してくると、それ以後は揮発成分の蒸発による気化熱が奪われなくなることから、炭化した竹細片塊の温度は次第に上昇し始める。そこでかかる竹細片塊の温度上昇を図には示されていない適当な温度センサにより検出し、バーナ３２の作動を停止し、乾留炉の排気口３４を開閉弁３６にて閉じ、乾留炉内の竹細片塊が空気に露呈されないようにし、その燃焼を抑えればよい。
【００２０】
上記の如き要領にて、竹を原料として高密度で高い火力を発生することができる炭材を得ることができる。
【００２１】
以上に於いては本発明を一つの実施例について詳細に説明したが、本発明がかかる実施例にのみ限られるものではなく、本発明の範囲内にて他に種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】竹を細片に裁断する要領の一例を示す概略図。
【図２】竹細片を圧縮成形して圧縮成形体を造る要領の一例を示す概略図。
【図３】竹細片の圧縮成形体より揮発成分を発散させて竹細片を炭化させる要領の一例を示す概略図。
【符号の説明】
１０…竹
１２…回転カッター
１４…ホッパー
１６…型盤
１８…成形窪み
２０…圧縮成形ピストン
２２…プレスヘッド
２４…押し出しピストン
２６…押し出しヘッド
２８…竹細片の塊
３０…乾留炉
３２…バーナ
３４…排気口
３６…開閉弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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