(57)【要約】【課題】  木綿シートを炭化しても十分な強度を備え、劣化しにくい炭化方法を提供する。【解決手段】  木綿以外の強度ある生地織布又はメッシュに炭化木綿シートを担持させた補強炭化綿シート、及び直交する経線（b）と緯線（a）との平組織りでなるメッシュ上で、木綿糸が、一定の経線（b１）に交差する一定の緯線（a1）から、その緯線（a１）に平行あるいは一定の角度で、幾つかの経線（b１〜bn）の上部を乗り越えて、別の緯線（an+１）に絡み、今度は逆方向に同じ様式で、経線（b1〜bn）の上部を乗り越えて、元の経線（b1）に戻り、その経線（b1）に交差する次の緯線（a２）に絡むという一連の動作で往復を繰り返しながら織り上げられた構造を備えている補強炭化綿シート。【選択図】  図２
2005350816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
木綿以外の強度ある生地織布又はメッシュに炭化木綿シートを担持させたことを特徴とする補強炭化綿シート。
【請求項２】
木綿以外の生地織布に木綿糸を織込み炭化させた炭化木綿シートであることを特徴とする請求項１記載の補強炭化綿シート。
【請求項３】
生地の織布が、耐熱性のあるガラス繊維又は炭化後に強度があるアクリル系繊維、レーヨン若しくは絹であることを特徴とする請求項１又は２記載の補強炭化綿シート。
【請求項４】
耐熱性ステンレス製のメッシュに炭化木綿シートを担持させたことを特徴とする請求項１記載の補強炭化綿シート。
【請求項５】
直交する経線（b）と緯線（a）との平組織りでなるメッシュ上で、木綿糸が、一定の経線（b１）に交差する一定の緯線（a1）から、その緯線（a１）に平行あるいは一定の角度で、幾つかの経線（b１〜bn）の上部を乗り越えて、別の緯線（an+１）に絡み、今度は逆方向に同じ様式で、経線（b1〜bn）の上部を乗り越えて、元の経線（b1）に戻り、その経線（b1）に交差する次の緯線（a２）に絡むという一連の動作で往復を繰り返しながら織り上げられた構造を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の補強炭化綿シート。
【請求項６】
木綿以外の生地織布に木綿糸を織込み、生地を支持体として木綿をシート化してから炭化を行ない、炭化された生地の強度を利用した強度ある炭化綿シートを製造することを特徴とする炭化綿シートの製造方法。
【請求項７】
ステンレス製のメッシュに木綿糸を織込み、メッシュの片面又は両面に木綿糸を整列させ、メッシュを支持体として木綿をシート化してから炭化を行ない、メッシュの強度を利用した強度ある炭化綿シートを製造することを特徴とする炭化綿シートの製造方法。
【請求項８】
直交する経糸（b）と緯糸（a）との平組織りでなる生地の織布上で、木綿糸が、一定の経糸（b１）に交差する一定の緯糸（a1）から、その緯糸（a１）に平行あるいは一定の角度で、幾つかの経糸（b１〜bn）の上部を乗り越えて、別の緯糸（an+１）に絡み、今度は逆方向に同じ様式で、経糸（b1〜bn）の上部を乗り越えて、元の経糸（b1）に戻り、その経糸（b1）に交差する次の緯糸（a２）に絡むという、一連の動作で往復を繰り返しながら織り上げることを特徴とする請求項５又は６に記載の炭化綿シートの製造方法。
【請求項９】
木綿シートを不活性ガス雰囲気あるいは、無酸素雰囲気で、木綿の完全な熱分解温度を越える３８０°Ｃ〜９００°Ｃで加熱炭化することことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の炭化綿シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度の高い補強炭化綿シート又は炭化綿シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、木綿を炭化した炭化綿が広範な性質と特性を持つ事を突き止め、先に「水浄化用フィルター及び使用済みフィルターの活性化方法」（特願2002- 217687）、「ドリップの吸収除去方法及びそのためのドリップシート」（特願2002-148820）、「寝装具及び寝装具用炭化綿の製造方法」（特願2002- 150231 ）、「ガス吸蔵材料並びにガスの吸蔵及び排出方法」、（特願2002- 184146）、「水耕用植物保持材及び水耕植物栽培法」（特願2002- 184192）、「燃料蒸発ガス発散抑制装置及び排気ガス浄化装置並びにこれらに使用するフィルター」（特願2002-184244 ）、「抗菌性医用材料」（特願2002- 184266）、「炭化綿、圧電素子、圧力センサー、温度センサー、ガス吸蔵材料、ガスセンサー、シート状発熱体、電磁波遮蔽材、帯電防止用材および炭化綿の製造方法」（特願2002-214695）、「浄化、精製又は脱色用フィルターおよびその製造方法」（特願2002-217818）、「浄化用フィルター、ならびにその製造法および保存方法」（特願2003-324000）、「魚及び水棲動物の水槽浄化用フィルター、同浄化用フィルターの製造方法、浄化用フィルターの保存方法及び魚及び水棲動物の水槽の浄化方法」（特願2003-354461）、「空気清浄方法」（特願2004-091239）を提案した（先願の発明）。
【０００３】
いずれも炭化綿という新しい素材の特性を活かした、優れた方法であり、炭化しても木綿の柔らかさが保持されるのが大きな特徴である。しかし、炭化綿は原料である木綿と比べると、明らかにその強度は低下する。
例えば、木綿を炭化したもの及び木綿タオルを炭化したものを、それぞれ長手方向に長さ2am、幅2amの短冊状に切り出し、その引っ張り強度を測定すると、炭化綿タオルの場合には、90.6+5.1gf/ 2amであり、未炭化タオル（7,521+106gf/2am）の約1.2%であった。
原料である木綿の種類によって、若干の違いがあるが、ほぼこの程度の強度の低下が観察された。
【０００４】
従って、そのままでは長時間の使用や、圧力による劣化が生じ、シートとして利用する際には、何らかの工夫が必要であった。すなわち、粉体が飛散しないように不織布などで被う事などである。この事は、炭化綿を様々な用途で使用する場合に、その耐久性、および余分な加工が余儀無くされ、価格の高騰は免れなかった。
【０００５】
一方、炭化した繊維を利用した技術として、冷蔵庫用脱臭兼鮮度維持剤及びその収納ケース（例えば、特許文献１参照）、微小炭素繊維懸濁液および微小炭素繊維含有塗料（例えば、特許文献２参照）、植物資材による脱臭能、イオン交換能、触媒能を有する炭化物製造方法（例えば、特許文献３参照）が開示されている。
しかし、これらも全て強度に関わる問題は同じである。
【特許文献１】特開平１１−２３０６６５号公報
【特許文献２】特開２０００−６３７００号公報
【特許文献３】特開２０００−２１１９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、木綿シートを炭化しても十分な強度を備え、劣化しにくい炭化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、木綿糸に対し、炭化しても劣化しにくい織物を裏打ち（補強）する事により、上記の問題を解決できるとの知見を得た。
本発明は、この知見に基づいて、
１）木綿以外の強度ある生地織布又はメッシュに炭化木綿シートを担持させたことを特徴とする補強炭化綿シート
２）木綿以外の生地織布に木綿糸を織込み炭化させた炭化木綿シートであることを特徴とする１）記載の補強炭化綿シート
３）生地の織布が、耐熱性のあるガラス繊維又は炭化後に強度があるアクリル系繊維、レーヨン若しくは絹であることを特徴とする１）又は２）記載の補強炭化綿シート
４）耐熱性ステンレス製のメッシュに炭化木綿シートを担持させたことを特徴とする１）記載の補強炭化綿シート
５）直交する経線（b）と緯線（a）との平組織りでなるメッシュ上で、木綿糸が、一定の経線（b１）に交差する一定の緯線（a1）から、その緯線（a１）に平行あるいは一定の角度で、幾つかの経線（b１〜bn）の上部を乗り越えて、別の緯線（an+１）に絡み、今度は逆方向に同じ様式で、経線（b1〜bn）の上部を乗り越えて、元の経線（b1）に戻り、その経線（b1）に交差する次の緯線（a２）に絡むという一連の動作で往復を繰り返しながら織り上げられた構造を備えていることを特徴とする１）〜４）のいずれかに記載の補強炭化綿シート、を提供する。
【０００８】
また、本発明は、
６）木綿以外の生地織布に木綿糸を織込み、生地を支持体として木綿をシート化してから炭化を行ない、炭化された生地の強度を利用した強度ある炭化綿シートを製造することを特徴とする炭化綿シートの製造方法
７）ステンレス製のメッシュに木綿糸を織込み、メッシュの片面又は両面に木綿糸を整列させ、メッシュを支持体として木綿をシート化してから炭化を行ない、メッシュの強度を利用した強度ある炭化綿シートを製造することを特徴とする炭化綿シートの製造方法
８）直交する経糸（b）と緯糸（a）との平組織りでなる生地の織布上で、木綿糸が、一定の経糸（b１）に交差する一定の緯糸（a1）から、その緯糸（a１）に平行あるいは一定の角度で、幾つかの経糸（b１〜bn）の上部を乗り越えて、別の緯糸（an+１）に絡み、今度は逆方向に同じ様式で、経糸（b1〜bn）の上部を乗り越えて、元の経糸（b1）に戻り、その経糸（b1）に交差する次の緯糸（a２）に絡むという、一連の動作で往復を繰り返しながら織り上げることを特徴とする５）又は６）に記載の炭化綿シートの製造方法
９）木綿シートを不活性ガス雰囲気あるいは、無酸素雰囲気で、木綿の完全な熱分解温度を越える３８０°Ｃ〜９００°Ｃで加熱炭化することことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の炭化綿シートの製造方法、を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の炭化綿シートは、炭化綿の通常の炭化温度で炭化しない防燃繊維、あるいは炭化しても引っ張り強度の低下が少ないアクリル系繊維、絹あるいはレーヨンなどの織布を裏打ち（補強）として用い、木綿糸を繊維状に織り込む事で、引っ張り強度に優れた炭化綿を製造できるという優れた効果を有する。
また、本発明では、裏地の織布の一方の面のみに炭化綿を集中させて表裏を作る事が可能となるため、必要な面のみを露出させて、裏面を接着したり、固定することが可能となる。このことは炭化綿を自在に変型させ、必要な形状を持たせる事が可能となることを意味している。さらにこのことは、両面も必要に応じて織り込む事が可能であることを示している。
さらに、金属メッシュに織り込んだ炭化綿は、通気、通水性が良いので、気体、あるいは液体の浄化に直接フィルターとして用いることが可能となる。また、菌着床床として多彩な使い方が可能となるという優れた効力を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明者は、鋭意検討した結果、本発明の炭化綿シートは、炭化綿単独で用いた時と比べ、抜群の強度を持つことを突き止めた。この炭化綿シートは先の発明の全てに、適用が可能である。
この炭化綿シートを作成するにあたって、利用する織布は、防燃焼性のガラス繊維や、炭化しても引っ張り強度が低下しにくいアクリル系繊維、絹あるいはレーヨンが特に有効であり、その素材の種類によらない。織布の糸の太さや織りの種類にも影響されない。
【００１１】
織り込む木綿糸の種類は、どこの産地のものでも良いが、織布の糸の太さと織り込む木綿糸の太さには、炭化後の強度を高めるための相性がある。
すなわち、織布の糸が太い場合には、木綿糸の太さを揃え、また、織布の糸が細い場合には、木綿糸の太さを細くすることである。それぞれが逆の特性を持つ太さの場合には十分な強度が保証されない。
また、織布ではなく、メッシュを用いた場合にも同様の関係が存在する。ステンレス製のメッシュを用いる場合には、ステンレスの熱耐性が重要であり、SUS308以上であることが望ましい。
【００１２】
木綿糸を織り込む例を以下に示す。図１〜図３に、その模式図を示した。図１は平織り織布を示している。経糸集団はbで、緯糸集団はaで示しており、それぞれ理解を容易にするため、経糸はb1、b2、・・・、bn、bn+1と示し、同様に緯糸はa1、a2、・・・、an、an+1と示し、特定の点は座標で表わす事とする。
【００１３】
図２に織り込み方の一例を示すが、仮に（b1、a1）をスタートポイントとすると、木綿糸はこの点からa2〜anを乗り越えて、an+1の緯糸まで織布の上面（この面を表と定義する）に渡す。ここで、経糸（bn+1）に沈み込んでいる緯糸（an+1）に絡め、ここから逆方向にスタートポイントの次の点である（b２、a２）まで、同様な方法で引き戻し、緯糸a2に絡める。
以下同様な方法でこの操作を繰り返しながら織り込んで行く。図３は図２を断面（下部の方向から見た図）を示している。糸の絡め方により、木綿糸の織り込み密度を自在に変える事が可能である。
【００１４】
本発明の浄化用フィルターの製造に際しては、木綿を低酸素あるいは不活性ガス雰囲気で、木綿の完全な熱分解温度を越える３８０°Ｃ〜９００°Ｃで加熱炭化する。
焼成に際しては、特に焼成炉の昇温速度が毎時２０〜２００°Ｃとし、焼成温度到達後、１０〜２０時間保持することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の炭化綿を不活性ガス雰囲気で製造する場合、木綿を脱気した後、不活性ガスを毎分１〜１０リットルの流量で通過させながら焼成するのが有効である。不活性ガスとしては、窒素あるいはアルゴンを使用する。
さらに、本発明のフィルターとしての有効な繊維長を保持するために、焼成時の木綿の密度を０．０１ｇ／aｍ２以下とすることが望ましい。
ここに示したのは、一つの例であり、同様の思想で構築されるものは全て、本願に包含されるものである。
【実施例】
【００１６】
次に、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に基づく、他の例又は変形は、当然本発明に包含されるものである。
【００１７】
（実施例１）
［強度のある生地織布に木綿を織り込んだ場合の引っ張り強度］
木綿の炭化したものでは、脱脂綿、タオル、シーツなどでも、その強度は元の木綿と比較すると大きく低下することが判った。
従って、様々な生地について炭化後の引っ張り強度を比較すると、ガラス繊維あるいはアクリル系繊維が、一番強度低下が小さい。また、絹、レーヨンが比較的強度低下が低かったため、これらを基布として木綿糸を織り込んで炭化し、その強度を比較した。
【００１８】
ガラス繊維シーツ、アクリル系繊維シーツ、絹織物、レーヨンシーツに木綿糸を織り込み、炭化を無酸素雰囲気、400°C、20時間行なった。
炭化前および炭化後のそれぞれの生地を長手方向に長さ2am幅2amの短冊状に切り出し、その引っぱり強度を測定すると、平均でアクリル系繊維の場合には、炭化前は15,400+412.0gf/ 2amであり、炭化後は11,800+377.1gf/ 2amであった。
【００１９】
絹織物の場合には、炭化前で8,680.0+505.7gf/ 2amであり、炭化後では1,057+123gf/2amであった。また、レーヨンの場合には、炭化前では10,758+1776gf/ 2amであり、炭化後では471+88.0gf/ 2amであった。いずれも30回の試験結果の平均と標準誤差を示した。
これらの強度は、いずれも炭化綿の強度（90.6+5.1gf/2am）と比較すると大きく、十分様々な用途に用いる事が可能であることが判った。
また、織り込んだ木綿糸の強度は炭化綿と同じであるが、強度の高い基布に密着しているため、全体での引っ張り強度は基布に依存しており、表面での摩擦によっても十分その強度を保っていた。
【００２０】
（実施例２）
［織り込み炭化綿のアンモニウムイオン吸着例］
次に、実施例で炭化した、織り込み炭化綿のアンモニウムイオンの吸着について調べた。アクリル系繊維、絹、およびレーヨンについて、それぞれ木綿糸の炭化前重量を一定にし（0.5g）、炭化したものを、基布ごと5mg/Lアンモニア水溶液50mLに浸し、震盪機で経常的に150rpmで10分間震盪し、アンモニアを定量した。
炭化した木綿糸がアクリル系繊維を基布とした場合には、アンモニア濃度が1.2mg/Lとなり、絹では1.3mg/L、レーヨンでは1.17mg/Lとなった。いずれも炭化綿単独で用いた吸着とほぼ変わらない吸着力があることが判った。
上記については、ガラス繊維シーツ、アクリル系繊維シーツ、絹織物、レーヨンシーツに木綿糸を織り込んだ例を示したが、ステンレス製メッシュにおいても同等の効果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の炭化綿シートは、補強によって炭化綿の強度を高め、炭化綿の特性を利用した各種フィルターとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】平織り織布の模式図である。
【図２】織り込み方の一例を示す模式図である。
【図３】図２の断面を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２３】
ａ１・・・ａｎ＋１  緯糸
ｂ１・・・ｂｎ＋１  経糸
【図１】
2005350816.tif 000003
【図２】
2005350816.tif 000004
【図３】
2005350816.tif 000005