(57)【要約】【課題】木炭、竹炭等の焼成炭化物の有する電気的特性を改善して吸放湿機能、電磁波吸収機能等を有することはもちろん、周囲の酸化雰囲気の改善、空間環境における低周波発振状況の改善に寄与する木炭、竹炭等の焼成炭化物およびその利用技術を提供する。【解決手段】炭素担体に機能性物質を含浸させてなる改質焼成炭化物であって、前記炭素担体は高機能炭化物であり、前記機能性物質は多価フェノール体で構成し、前記炭素担体は高機能炭化物であり、多価フェノール体は二価フェノール体および／又は三価フェノール体で構成するとともに、前記高機能炭化物は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり、熱履歴温度は摂氏800度以上のもので構成した改質焼成炭化物とこれによる建材である。【選択図】  なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素担体に機能性物質を含浸させてなる改質焼成炭化物であって、前記炭素担体は高機能炭化物であり、前記機能性物質は多価フェノール体であることを特徴とする改質焼成炭化物。
【請求項２】
請求項１の改質焼成炭化物において、炭素担体は高機能炭化物であり、多価フェノールは二価フェノール体および／又は三価フェノール体であることを特徴とする改質焼成炭化物。
【請求項３】
請求項２の改質焼成炭化物において、高機能炭化物は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり、熱履歴温度は摂氏800度以上のものであることを特徴とする改質焼成炭化物。
【請求項４】
請求項２又３の改質焼成炭化物において、二価フェノール体はそれぞれ次式（１）、（２）、（３）で表されるカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群であり、三価フェノール体は次式（３）（４）で表されるピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群であることを特徴とする改質焼成炭化物。
【化１】
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【化２】
2005335978.tif 000007
【化３】
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【化４】
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【請求項５】
建造物の室内空間又はその近傍に請求項１ないし４に係る改質焼成炭化物を載置して、室内空間を還元雰囲気下に電子群リッチの状態に維持して健康に良好な環境空間を実現するようにしたことを特徴とする建造物室内環境改善方法。
【請求項６】
請求項１ないし4に係る改質焼成炭化物の粉末層を表面に形成固着したことを特徴とする空間環境改善用部材。
【請求項７】
表面に機能層を形成した木質系材であって、前記機能層は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり熱履歴温度が摂氏800度以上の高機能炭化焼成物とタンニン水溶液との混合物を塗布固化してなることを特徴とする機能性木質系材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、木炭、竹炭などの焼成炭化物が本来的に有する調湿機能、防腐機能、防虫機能、電磁波シールド機能などの電気的特性等に加えて還元機能を強化して酸化雰囲気の改善に寄与し得る改質焼成炭化物およびこの利用技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木炭には、ガスや蒸気に対する吸着性があり、吸放湿性、脱臭性その他様々な機能を有していることが知られており、例えば、木炭や竹炭を直接又は通気性のある不織布に包んで建造物の床下に収納して湿気の高いときは吸湿し、湿気が少なくなると放湿するという操作を繰り返させ床下部の木材防腐やシロアリ対策に利用されている。  このような用法に供する木炭等はその「多孔質性」を利用するものであるから、ごく一般的なものでよく、低温炭（焼成温度履歴：摂氏400〜600度）でも、また高温炭（焼成温度履歴：摂氏800〜1000度）でも作用効果にほとんど差はみられない。なお、一般的な気候条件下における木炭の吸放湿性能は、重量比で約1.5%前後である。
【０００３】
近年、イオンバランスとヒトの健康との相関関係の研究が進展して、石油由来の合成物質によるプラスイオンの放出が健康面に大きな負の影響を与えることが判明しつつある。    
すなわち、プラスイオンの大量放出がプラスとマイナス各イオンのバランスを崩壊させる結果、ヒトを始めとする生物がもともと有する健康維持機能に好ましからざる影響を与え、健康を害する例が頻発している。  この場合の健康の維持とは、必ずしも疾病に罹患していないことのみを意味せず、明確な病に侵されているわけではないが、心身の不全感等を含んでいる。このような、心身の不全感等は、東洋医学では心身における「陰陽」のバランスの問題として把握され種々の対応手段が見られるが、近代西洋医学では半病気、半健康の認識、対処は不十分とも言われている。
【０００４】
さて、上述のイオンバランスと健康との問題に関連して、空気中のマイナスイオンの存在がヒトの健康維持機能に有意義な作用を有することが種々の研究で実証されつつある。  このマイナスイオンは、ノーベル賞の受賞者でもあるレナード博士が発見したもので、空気中の比較的小さい水分子（1nm程度のエアロゾルの状態）がマイナス帯電したものとされる。
【０００５】
一方、物質はすべて、その構成原子の振動に起因する固有の振動をなしており、微弱であるためこれまでは測定が困難であった。  しかるに、最近では共振測定方式の発達により微弱な振動の周波数の測定が可能になるとともに周波数帯と人体生理の関係の解析が進み、１０ヘルツ以下の低周波数はヒトの健康に好適であること等、種々の利点を有することが判明しつつある。
このような測定は、低周波発信器と共振計を具えた測定手段から０ヘルツから所定ヘルツまでの間において各段階の周波数を発信して共振の有無を共振計により観察する共振測定方式によりなすことになるが、具体的にはドイツで汎用されているレヨメータデジタル計が用いられている。
【０００６】
ところで、本願発明者等は、種々の物質例えば土壌の電子挙動に影響を及ぼして特性ないしは属性を変化させる手段として木炭の可能性に着目して研究開発に従事してきたところである。  そして、地中に木炭を埋設することにより土壌における電子量が増加して土壌が改善されること、そのような改善された土壌の発信周波数は、改善前に比較して低周波数帯にあること等が判明している。そして、炭化物の有する機能の研究を踏まえて「水質改善技術」（特願２００２−２１９４７８）、「物質、物体、環境雰囲気等の改善技術」（特願２００２−０７１９１２）等を提供した。  これらの技術に係る木炭は、特に高温履歴のもので、特に誘電体との組み合わせにより、物質に作用してその発振する低周波を低帯域に変換させる作用を有している。そして、これまでの研究における知見によれば、低周波が発振されている雰囲気には多くのマイナスイオンの存在が確認されている。
【０００７】
従来、健康に良好な空間雰囲気にマイナスイオンを発現する技術としては、特開２００２−３６１２６８、特開２００２−１４７８０４、特開２００２−１９８１６０等が有り、これらは、マイナスイオン発生鉱物としてのモナズ石、トルマリンを利用したり、正負両電極間に高電圧を負荷してマイナスイオンを発生させる技術である。しかしながら、前者にあってはイオン発生の効率が悪く、後者にあっては機構が複雑で製造コスト、運転コストも高価である。
一方、空間環境における低周波発振状況の迅速効率的な改善についてはこれまで有効な手段がなかった。すなわち、対象となる空間環境を改善すべく改善材としての炭化物を静置しても、その近傍の改善はあっても効果が空間全体に行き渡るには相当の時間を必要としていた。  
木炭等の電気的特性に着目して、空間雰囲気におけるマイナスイオンの発現あるいは空
間環境における低周波発振状況の改善等に高温履歴を有する木炭等が利用されつつあるが、
本願発明者の研究によれば、単なる炭化物のみでは還元性能が不十分であるため効果に限
界があることが判明しつつある。
【０００８】
本件発明に関連する技術として、以下のものが特許文献中に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３８５８８
【特許文献２】特開２０００−２２６２０７
【特許文献３】特開２００２−２０１０１５
【特許文献４】特開２００２−３６１２６８
【特許文献５】特開２００２−１４７８０４
【特許文献６】特開２００２−１９８１６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明は、以上述べたような背景の下になされたものであり、木炭、竹炭等の焼成炭化物の有する電気的特性を改善して吸放湿機能、電磁波吸収機能等を有することはもちろん、マイナスイオンの効率的発現、空間環境における低周波発振状況の改善に寄与して健康に良好な環境空間の実現に資する木炭、竹炭等の焼成炭化物およびその利用技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、炭素担体に機能性物質を含浸させてなる改質焼成炭化物であって、前記炭素担体は高機能炭化物であり、前記機能性物質は多価フェノール体で構成する改質焼成炭化物を提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。
【００１１】
また、上記の改質焼成炭化物において、炭素担体は高機能炭化物であり、多価フェノールは二価フェノール体および／又は三価フェノール体で構成することがある。
【００１２】
さらに、上記の改質焼成炭化物において、高機能炭化物は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり、熱履歴温度は摂氏800度以上のもので構成することがある。
【００１３】
またさらに、上記いずれかの改質焼成炭化物において、二価フェノール体はカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群のいずれかであり、三価フェノール体はピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群のいずれかで構成することがある。
【００１４】
本願発明はまた、建造物の室内空間又はその近傍に上記改質焼成炭化物を載置して、室内空間を還元雰囲気下に電子群リッチの状態に維持して健康に良好な環境空間を実現する建造物室内環境改善方法を提供する。
【００１５】
また、本願発明は上記改質焼成炭化物の粉末層を表面に形成固着した空間環境改善用部材を提供して室内の空間環境を健康に良好なものに改善する。
【００１６】
さらにまた、本願発明は、表面に機能層を形成した木質系材であって、前記機能層は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり熱履歴温度が摂氏800度以上の高機能炭化焼成物とタンニン水溶液との混合物を塗布固化してなる機能性木質系材を提供して健康に良好な空間の実現等優れた機能を有する新規な建築部材を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の改質焼成炭化物に係る木炭は、例えば住宅等の建造物の床下に載置収納することにより、室内空間の酸化雰囲気をその還元作用により著しく改善し、電磁波障害も低減される一方、空間環境における低周波発振にあってもより低い周波数帯のものに変化させかつ空気中のマイナスイオンの増加を促進する等々、空間の電気的特性を改善してヒトの健康維持に資するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
焼成炭化物である木炭に強い還元性能を付加するために、多価フェノール体の水溶液に木炭を含浸させて木炭の多孔質面に多価フェノール体を展着させる。多価フェノール体は、二価フェノール又は三価フェノールを使用する。
【００１９】
二価フェノールとしては、それぞれ次式（１）、（２）で表されるカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群を用いる。カテコールの展着は、木炭の茶葉の抽出液又は木タールへの浸漬によるのが好適である。また、レゾルシンの展着は、種々の樹脂溶液への木炭浸漬による。
【００２０】
【化１】
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【化２】
2005335978.tif 000003
【００２１】
三価フェノール体としては次式（３）、（４）で示されるピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群を用いる。これらの木炭への展着はタンニン水溶液への木炭の浸漬によるのが好適である。
【００２２】
【化３】
2005335978.tif 000004
【化４】
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【００２３】
改質対象となる焼成炭化物は、摂氏800度〜1000度の熱履歴を有する高温木炭を使用する。いわゆる低温炭や中温炭の場合は所望の改質効果がみられない。
【実施例１】
【００２４】
焼成炭化物：紀州備長炭（熱履歴温度摂氏900度、電気抵抗率１〜３Ω・ｃｍ）  
展着した多価フェノール体：ピロガロール（タンニンに含有されるもの）
タンニンはモリアカシア樹皮から抽出したタンニン濃度６５％のものを１％水溶液に調整したものを使用し、展着量は備長炭重量の０．５％である。展着は木炭の焼成完了時に消火を兼ねて前記タンニン水溶液を噴霧し、最終的に周囲の環境と平衡するまで水分を蒸発させて最終的な改質焼成炭化物としての木炭を得た。
得られた改質木炭の電気的特性を測定したところ以下のような結果が得られた。
低周波発振特性：0〜9.5(3.5〜4.0を除く)の各ヘルツで全域発信されているのが確認された。  これに対して、改質していない前記備長炭は2.6〜5.8ヘルツの範囲で散発的な発信がみられるに過ぎない。
電位差特性：改質した上記備長炭をＡ地点の地中に埋設して、地表電位と地下電位の差を測定したところ＋４３７ｍｖを示したが、改質していない備長炭の埋設地点Ｂでの電位差は＋１１０ｍｖにすぎず、Ａ地点ではＢ地点に比べて地下から地表への電子の流れが強勢であり地表空間に電子が多くなりマイナス空気イオン量が多いことが推測される。
【００２５】
低周波発振特性について。
いかなる物質もその構成原子の振動に起因する固有の振動をなしていることが知られているが、微弱であるためこれまでは測定が困難であった。しかるに最近では共振測定方式の発達により微弱な振動の周波数の測定が可能になるとともに周波数帯と人体生理作用のとの関係の解析が進み、10ヘルツ以下の周波数はヒトの健康に好影響を与えることが判明しつつある。このような低周波は遠赤外線を搬送波として放出されている。このような低周波の測定は低周波発信機と共振計を具えた測定手段から0ヘルツから所定ヘルツまでの間において各段階の周波数を発信して共振の有無を共振計により観察する共振測定方式によりなす。該実施例では、ドイツ製の測定装置（商品名：レヨメータデジタル）を使用して測定した。
【００２６】
電位差測定について。
Ａ地点に、不織布袋に前記改質備長炭を収納したものを3.3平方メートル当たり３２キログラムを埋設し、Ｂ地点には改質していない前記備長炭を同様に埋設して両地点の電位差を測定した。  測定は、地中に３５ｃｍ長さの銅棒を垂直に埋設して電位差計の一方端子に連結する一方、５ｃｍ長さの銅棒を地表付近に垂直に埋設して電位差計の他方端子に連結して実行した。前記各棒間の距離は２０ｃｍに設定した。
【実施例２】
【００２７】
焼成炭化物：山形産木炭（特願２０００−３０８９０１に係る炭化炉で焼成、熱履歴温度摂氏950度、電気抵抗率0.8〜1.5Ω・ｃｍ）  
展着した多価フェノール体：タンニン
タンニンはモリアカシア樹皮から抽出したタンニン濃度６５％のものを１％水溶液に調整したものを使用し、展着量は炭重量の０．５％である。展着は木炭の焼成完了時に消火を兼ねて前記タンニン水溶液を噴霧し、最終的に周囲の環境と平衡するまで水分を蒸発させて最終的な改質焼成炭化物としての木炭を得た。
得られた改質木炭の電気的特性を測定したところ以下のような結果が得られた。
低周波発振特性：0〜9.5(3.5〜4.0を除く)の各ヘルツで全域発信されているのが確認された。  これに対して、改質していない前記備長炭は2.6〜5.8ヘルツの範囲で散発的な発信がみられるに過ぎない。
イオン（マイナス空気イオン）量：  改質した上記木炭をＡ地点の地中に埋設して、地上空間におけるマイナス空気イオン量を測定した。改質木炭の埋設条件は前記実施例１の場合と同様である。  なお、測定に使用した計器は、フィーさ株式会社製で正・負イオンを同時に測定できるイオンカウンタ（商標）を用いた。センサーの高さは地表から１ｍに設置した。  その結果、Ａ地点における342個／立法センチを記録した。  一方、Ａ地点から十分な距離を有する地点Ｂに改質前の前記木炭をＡ地点と同様に埋設してイオン量を測定したところ、マイナス空気イオン量は186個／立法センチであった。
【実施例３】
【００２８】
スギ合板表面に、高温履歴木炭粉をタンニンを主成分とするバインダーで固着し機能層を形成した。これに用いた木炭は山形産木炭（特願２０００−３０８９０１に係る炭化炉で焼成、熱履歴温度摂氏950度、電気抵抗率0.8〜1.5Ω・ｃｍ）である。
前記木炭粉は200メッシュ以下に生成し、この木炭粉とタンニン成分が重量比で５％のバインダーとを木炭粉１００、バインダー500程度の割合（重量比）で混合・攪拌して液状となしてローラー又は刷毛でスギ合板表面に塗布して乾燥固化させて、前記機能層を形成した。バインダーは、実際にはタンニン成分の５％（重量比）水溶液である。
木炭粉とバインダーの混合比は上記のような１：５が最適であり、１：３程度になるとなめらかな塗布が困難であり、また１：６、１：７程度になると炭化物量が希薄となり炭化物の諸機能が十分に発揮できない情況がみられる。
【００２９】
上記実施例では、多価フェノールは、三価フェノールとしてのピロガロールを使用したが、二価フェノールとしてのカテコールを用いることもある。この場合、カテコールはガンビール（インドネシアのスマトラ島産のツバキ科植物）の葉の抽出物（カテキン濃度約６０％）を用いる。
【手続補正書】
【提出日】平成16年8月9日(2004.8.9)
【手続補正２】
【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】
炭素担体に機能性物質を含浸させてなる改質焼成炭化物であって、前記炭素担体は高機能炭化物であり、前記機能性物質は多価フェノール体であることを特徴とする改質焼成炭化物。
【請求項２】
請求項１の改質焼成炭化物において、炭素担体は高機能炭化物であり、多価フェノールは二価フェノール体および／又は三価フェノール体であることを特徴とする改質焼成炭化物。
【請求項３】
請求項２の改質焼成炭化物において、高機能炭化物は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり、熱履歴温度は摂氏800度以上のものであることを特徴とする改質焼成炭化物。
【請求項４】
請求項２又３の改質焼成炭化物において、二価フェノール体はそれぞれ次式（１）、（２）で表されるカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群であり、三価フェノール体は次式（３）、（４）で表されるピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群であることを特徴とする改質焼成炭化物。【化１】
2005335978.tif 000010
【化２】
2005335978.tif 000011
【化３】
2005335978.tif 000012
【化４】
2005335978.tif 000013
【請求項５】
建造物の室内空間又はその近傍に請求項１ないし４に係る改質焼成炭化物を載置して、室内空間を還元雰囲気下に電子群リッチの状態に維持するようにしたことを特徴とする建造物室内環境改善方法。
【請求項６】
請求項１ないし4に係る改質焼成炭化物の粉末層を表面に形成固着したことを特徴とする空間環境改善用部材。
【請求項７】
表面に機能層を形成した木質系材であって、前記機能層は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり熱履歴温度が摂氏800度以上の高機能炭化焼成物とタンニン水溶液との混合物を塗布固化してなることを特徴とする機能性木質系材。
【手続補正３】
【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】
【技術分野】
【０００１】  本願発明は、木炭、竹炭などの焼成炭化物が本来的に有する調湿機能、防腐機能、防虫機能、電磁波シールド機能などの電気的特性等に加えて還元機能を強化して酸化雰囲気の改善に寄与し得る改質焼成炭化物およびこの利用技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】木炭には、ガスや蒸気に対する吸着性があり、吸放湿性、脱臭性その他様々な機能を有していることが知られており、例えば、木炭や竹炭を直接又は通気性のある不織布に包んで建造物の床下に収納して湿気の高いときは吸湿し、湿気が少なくなると放湿するという操作を繰り返させ床下部の木材防腐やシロアリ対策に利用されている。  このような用法に供する木炭等はその「多孔質性」を利用するものであるから、ごく一般的なものでよく、低温炭（焼成温度履歴：摂氏400〜600度）でも、また高温炭（焼成温度履歴：摂氏800〜1000度）でも作用効果にほとんど差はみられない。なお、一般的な気候条件下における木炭の吸放湿性能は、重量比で約1.5%前後である。【０００３】  近年、イオンバランスとヒトの健康との相関関係の研究が進展して、石油由来の合成物質によるプラスイオンの放出が健康面に大きな負の影響を与えることが指摘されている。 すなわち、プラスイオンの大量放出がプラスとマイナス各イオンのバランスを崩壊させる結果、ヒトを始めとする生物がもともと有する健康維持機能に好ましからざる影響を与えているという指摘である。  この場合の健康の維持とは、必ずしも疾病に罹患していないことのみを意味せず、明確な病に侵されているわけではないが、心身の不全感等を含んでいる。【０００４】  さて、上述のイオンバランスと健康との問題に関連して、空気中のマイナスイオンの生体に及ぼす影響に関する研究が健康、医療、農・畜産等の分野で広く進められている。【０００５】  一方、物質はすべて、その構成原子の振動に起因する固有の振動をなしており、微弱であるためこれまでは測定が困難であった。  しかるに、最近では共振測定方式の発達により微弱な振動の周波数の測定が可能になるとともに周波数帯と人体生理の関係の解析が進められている。  このような測定は、低周波発信器と共振計を具えた測定手段から０ヘルツから所定ヘルツまでの間において各段階の周波数を発信して共振の有無を共振計により観察する共振測定方式によりなすことになるが、具体的にはドイツで汎用されているレヨメータデジタル計が用いられている。【０００６】  ところで、本願発明者等は、種々の物質例えば土壌の電子挙動に影響を及ぼして特性ないしは属性を変化させる手段として木炭の可能性に着目して研究開発に従事してきたところである。  そして、地中に木炭を埋設することにより土壌における電子量が増加して土壌が改善されること、そのような改善された土壌の発信周波数は、改善前に比較して低周波数帯にあること等が判明している。そして、炭化物の有する機能の研究を踏まえて「水質改善技術」（特願２００２−２１９４７８）、「物質、物体、環境雰囲気等の改善技術」（特願２００２−０７１９１２）等を提供した。  これらの技術に係る木炭は、特に高温履歴のもので、特に誘電体との組み合わせにより、物質に作用してその発振する低周波を低帯域に変換させる作用を有している。そして、これまでの研究における知見によれば、低周波が発振されている雰囲気には多くのマイナスイオンの存在が確認されている。【０００７】  従来、健康に良好な空間雰囲気にマイナスイオンを発現する技術としては、特開２００２−３６１２６８、特開２００２��１４７８０４、特開２００２−１９８１６０等が有り、これらは、マイナスイオン発生鉱物としてのモナズ石、トルマリンを利用したり、正負両電極間に高電圧を負荷してマイナスイオンを発生させる技術である。しかしながら、前者にあってはイオン発生の効率が悪く、後者にあっては機構が複雑で製造コスト、運転コストも高価である。  一方、空間環境における低周波発振状況の迅速効率的な改善についてはこれまで有効な手段がなかった。すなわち、対象となる空間環境を改善すべく改善材としての炭化物を静置しても、その近傍の改善はあっても効果が空間全体に行き渡るには相当の時間を必要としていた。    木炭等の電気的特性に着目して、周囲の酸化雰囲気の改善あるいは空間環境における低周波発振状況の改善等に高温履歴を有する木炭等が利用されつつあるが、本願発明者の研究によれば、単なる炭化物のみでは還元性能が不十分であるため効果に限界があることが判明しつつある。【０００８】  本件発明に関連する技術として、以下のものが特許文献中に開示されている。【特許文献１】特開２０００−３８５８８
【特許文献２】特開２０００−２２６２０７
【特許文献３】特開２００２−２０１０１５
【特許文献４】特開２００２−３６１２６８
【特許文献５】特開２００２−１４７８０４
【特許文献６】特開２００２−１９８１６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】本願発明は、以上述べたような背景の下になされたものであり、木炭、竹炭等の焼成炭化物の有する電気的特性を改善して吸放湿機能、電磁波吸収機能等を有することはもちろん、空間における酸化雰囲気の改善、空間環境における低周波発振状況の改善に寄与し環境空間の改善に資する木炭、竹炭等の焼成炭化物およびその利用技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本願発明は、炭素担体に機能性物質を含浸させてなる改質焼成炭化物であって、前記炭素担体は高機能炭化物であり、前記機能性物質は多価フェノール体で構成する改質焼成炭化物を提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。【００１１】また、上記の改質焼成炭化物において、炭素担体は高機能炭化物であり、多価フェノールは二価フェノール体および／又は三価フェノール体で構成することがある。【００１２】  さらに、上記の改質焼成炭化物において、高機能炭化物は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり、熱履歴温度は摂氏800度以上のもので構成することがある。【００１３】またさらに、上記いずれかの改質焼成炭化物において、二価フェノール体はカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群のいずれかであり、三価フェノール体はピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群のいずれかで構成することがある。【００１４】本願発明はまた、建造物の室内空間又はその近傍に上記改質焼成炭化物を載置して、室内空間を還元雰囲気下に電子群リッチの状態に維持した環境空間を実現する建造物室内環境改善方法を提供する。【００１５】また、本願発明は上記改質焼成炭化物の粉末層を表面に形成固着した空間環境改善用部材を提供する。【００１６】さらにまた、本願発明は、表面に機能層を形成した木質系材であって、前記機能層は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり熱履歴温度が摂氏800度以上の高機能炭化焼成物とタンニン水溶液との混合物を塗布固化してなる機能性木質系材を提供して室内空間環境を改善する新規な建築部材を提供する。
【発明の効果】
【００１７】  本願発明の改質焼成炭化物に係る木炭は、例えば住宅等の建造物の床下に載置収納することにより、室内空間の酸化雰囲気をその還元作用により著しく改善し、電磁波障害も低減される一方、空間環境における低周波発振にあってもより低い周波数帯のものに変化させかつ空気中のマイナスイオンの増加を促進する等々、空間の電気的特性を改善してヒトの健康維持に資するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】焼成炭化物である木炭に強い還元性能を付加するために、多価フェノール体の水溶液に木炭を含浸させて木炭の多孔質面に多価フェノール体を展着させる。多価フェノール体は、二価フェノール体又は三価フェノール体を使用する。【００１９】二価フェノール体としては、それぞれ次式（１）、（２）で表されるカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群を用いる。カテコールの展着は、木炭の茶葉の抽出液又は木タールへの浸漬によるのが好適である。また、レゾルシンの展着は、種々の樹脂溶液への木炭浸漬による。【００２０】
【化１】
2005335978.tif 000014
【化２】
2005335978.tif 000015
【００２１】三価フェノール体としては次式（３）、（４）で示されるピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群を用いる。これらの木炭への展着はタンニン水溶液への木炭の浸漬によるのが好適である。【００２２】
【化３】
2005335978.tif 000016
【化４】
2005335978.tif 000017
【００２３】改質対象となる焼成炭化物は、摂氏800度〜1000度の熱履歴を有する高温木炭を使用する。いわゆる低温炭や中温炭の場合は所望の改質効果がみられない。
【実施例１】
【００２４】  焼成炭化物：紀州備長炭（熱履歴温度摂氏900度、電気抵抗率１〜３Ω・ｃｍ）  展着した多価フェノール体：ピロガロール（タンニンに含有されるもの）タンニンはモリアカシア樹皮から抽出したタンニン濃度６５％の抽出物を１％水溶液に調整したものを使用し、展着量は備長炭重量の０．５％である。展着は木炭の焼成完了時に消火を兼ねて前記タンニン水溶液を噴霧し、最終的に周囲の環境と平衡するまで水分を蒸発させて最終的な改質焼成炭化物としての木炭を得た。  得られた改質木炭の電気的特性を測定したところ以下のような結果が得られた。低周波発振特性：0〜9.5(3.5〜4.0を除く)の各ヘルツで全域発信されているのが確認された。  これに対して、改質していない前記備長炭は2.6〜5.8ヘルツの範囲で散発的な発信がみられるに過ぎない。電位差特性：改質した上記備長炭をＡ地点の地中に埋設して、地表電位と地下電位の差を測定したところ＋４３７ｍｖを示したが、改質していない備長炭の埋設地点Ｂでの電位差は＋１１０ｍｖにすぎず、Ａ地点ではＢ地点に比べて地下から地表への電子の流れが強勢であり地表空間に電子が多くなりマイナス空気イオン量が多いことが推測される。【００２５】低周波発振特性について。いかなる物質もその構成原子の振動に起因する固有の振動をなしていることが知られているが、微弱であるためこれまでは測定が困難であった。しかるに最近では共振測定方式の発達により微弱な振動の周波数の測定が可能になるとともに周波数帯と人体生理作用のとの関係の解析が進み、10ヘルツ以下の周波数はヒトの健康に好影響を与えることが判明しつつある。このような低周波は遠赤外線を搬送波として放出されている。このような低周波の測定は低周波発信機と共振計を具えた測定手段から0ヘルツから所定ヘルツまでの間において各段階の周波数を発信して共振の有無を共振計により観察する共振測定方式によりなす。該実施例では、ドイツ製の測定装置（商品名：レヨメータデジタル）を使用して測定した。【００２６】電位差測定について。Ａ地点に、不織布袋に前記改質備長炭を収納したものを3.3平方メートル当たり３２キログラムを埋設し、Ｂ地点には改質していない前記備長炭を同様に埋設して両地点の電位差を測定した。  測定は、地中に３５ｃｍ長さの銅棒を垂直に埋設して電位差計の一方端子に連結する一方、５ｃｍ長さの銅棒を地表付近に垂直に埋設して電位差計の他方端子に連結して実行した。前記各棒間の距離は２０ｃｍに設定した。
【実施例２】
【００２７】焼成炭化物：山形産木炭（特願２０００−３０８９０１に係る炭化炉で焼成、熱履歴温度摂氏950度、電気抵抗率0.8〜1.5Ω・ｃｍ）  展着した多価フェノール体：タンニン  タンニンはモリアカシア樹皮から抽出したタンニン濃度６５％の抽出物を１％水溶液に調整したものを使用し、展着量は炭重量の０．５％である。展着は木炭の焼成完了時に消火を兼ねて前記タンニン水溶液を噴霧し、最終的に周囲の環境と平衡するまで水分を蒸発させて最終的な改質焼成炭化物としての木炭を得た。  得られた改質木炭の電気的特性を測定したところ以下のような結果が得られた。低周波発振特性：0〜9.5(3.5〜4.0を除く)の各ヘルツで全域発信されているのが確認された。  これに対して、改質していない前記備長炭は2.6〜5.8ヘルツの範囲で散発的な発信がみられるに過ぎない。マイナス空気イオン量：  改質した上記木炭をＡ地点の地中に埋設して、地上空間におけるマイナス空気イオン量を測定した。改質木炭の埋設条件は前記実施例１の場合と同様である。  なお、測定に使用した計器は、フィーサ株式会社製で正・負イオンを同時に測定できるイオンカウンタ（商標）を用いた。センサーの高さは地表から１ｍに設置した。  その結果、Ａ地点における342個／立法センチを記録した。  一方、Ａ地点から十分な距離を有する地点Ｂに改質前の前記木炭をＡ地点と同様に埋設してイオン量を測定したところ、マイナス空気イオン量は186個／立法センチであった。
【実施例３】
【００２８】  スギ合板表面に、高温履歴木炭粉をタンニンを主成分とするバインダーで固着し機能層を形成した。これに用いた木炭は山形産木炭（特願２０００−３０８９０１に係る炭化炉で焼成、熱履歴温度摂氏950度、電気抵抗率0.8〜1.5Ω・ｃｍ）である。  前記木炭粉は200メッシュ以下に生成し、この木炭粉とタンニン成分が重量比で５％のバインダーとを木炭粉１００、バインダー500程度の割合（重量比）で混合・攪拌して液状となしてローラー又は刷毛でスギ合板表面に塗布して乾燥固化させて、前記機能層を形成した。バインダーは、実際にはタンニン成分の５％（重量比）水溶液である。  木炭粉とバインダーの混合比は上記のような１：５が最適であり、１：３程度になるとなめらかな塗布が困難であり、また１：６、１：７程度になると炭化物量が希薄となり炭化物の諸機能が十分に発揮できない情況がみられる。【００２９】  上記実施例では、多価フェノール体は、三価フェノール体としてのピロガロールを使用したが、二価フェノール体としてのカテコールを用いることもある。この場合、カテコールはガンビール（インドネシアのスマトラ島産のツバキ科植物）の葉の抽出物（カテキン濃度約６０％）を用いる。
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月7日(2004.10.7)
【手続補正１】
【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】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、木炭、竹炭などの焼成炭化物が本来的に有する調湿機能、防腐機能、防虫機能、電磁波シールド機能などの電気的特性等に加えて還元機能を強化して酸化雰囲気の改善に寄与し得る改質焼成炭化物およびこの利用技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
木炭には、ガスや蒸気に対する吸着性があり、吸放湿性、脱臭性その他様々な機能を有していることが知られており、例えば、木炭や竹炭を直接又は通気性のある不織布に包んで建造物の床下に収納して湿気の高いときは吸湿し、湿気が少なくなると放湿するという操作を繰り返させ床下部の木材防腐やシロアリ対策に利用されている。  このような用法に供する木炭等はその「多孔質性」を利用するものであるから、ごく一般的なものでよく、低温炭（焼成温度履歴：摂氏400〜600度）でも、また高温炭（焼成温度履歴：摂氏800〜1000度）でも作用効果にほとんど差はみられない。なお、一般的な気候条件下における木炭の吸放湿性能は、重量比で約1.5%前後である。
【０００３】
近年、イオンバランスとヒトの健康との相関関係の研究が進展して、石油由来の合成物質によるプラスイオンの放出が健康面に大きな負の影響を与えることが指摘されている。    
すなわち、プラスイオンの大量放出がプラスとマイナス各イオンのバランスを崩壊させる結果、ヒトを始めとする生物がもともと有する健康維持機能に好ましからざる影響を与えているという指摘である。  この場合の健康の維持とは、必ずしも疾病に罹患していないことのみを意味せず、明確な病に侵されているわけではないが、心身の不全感等を含んでいる。
【０００４】
さて、上述のイオンバランスと健康との問題に関連して、空気中のマイナスイオンの生に及ぼす影響に関する研究が健康、医療、農・畜産等の分野で広く進められている。
【０００５】
一方、物質はすべて、その構成原子の振動に起因する固有の振動をなしており、微弱であるためこれまでは測定が困難であった。  しかるに、最近では共振測定方式の発達により微弱な振動の周波数の測定が可能になるとともに周波数帯と人体生理の関係の解析が進められている。
このような測定は、低周波発信器と共振計を具えた測定手段から０ヘルツから所定ヘルツまでの間において各段階の周波数を発信して共振の有無を共振計により観察する共振測定方式によりなすことになるが、具体的にはドイツで汎用されているレヨメータデジタル計が用いられている。
【０００６】
ところで、本願発明者等は、種々の物質例えば土壌の電子挙動に影響を及ぼして特性ないしは属性を変化させる手段として木炭の可能性に着目して研究開発に従事してきたところである。  そして、地中に木炭を埋設することにより土壌における電子量が増加して土壌が改善されること、そのような改善された土壌の発信周波数は、改善前に比較して低周波数帯にあること等が判明している。そして、炭化物の有する機能の研究を踏まえて「水質改善技術」（特願２００２−２１９４７８）、「物質、物体、環境雰囲気等の改善技術」（特願２００２−０７１９１２）等を提供した。  これらの技術に係る木炭は、特に高温履歴のもので、特に誘電体との組み合わせにより、物質に作用してその発振する低周波を低帯域に変換させる作用を有している。そして、これまでの研究における知見によれば、低周波が発振されている雰囲気には多くのマイナスイオンの存在が確認されている。
【０００７】
従来、健康に良好な空間雰囲気にマイナスイオンを発現する技術としては、特開２００２−３６１２６８、特開２００２−１４７８０４、特開２００２−１９８１６０等が有り、これらは、マイナスイオン発生鉱物としてのモナズ石、トルマリンを利用したり、正負両電極間に高電圧を負荷してマイナスイオンを発生させる技術である。しかしながら、前者にあってはイオン発生の効率が悪く、後者にあっては機構が複雑で製造コスト、運転コストも高価である。
一方、空間環境における低周波発振状況の迅速効率的な改善についてはこれまで有効な手段がなかった。すなわち、対象となる空間環境を改善すべく改善材としての炭化物を静置しても、その近傍の改善はあっても効果が空間全体に行き渡るには相当の時間を必要としていた。  
木炭等の電気的特性に着目して、周囲の酸化雰囲気の改善あるいは空間環境における低周波発振状況の改善等に高温履歴を有する木炭等が利用されつつあるが、本願発明者の研究によれば、単なる炭化物のみでは還元性能が不十分であるため効果に限界があることが判明しつつある。
【０００８】
本件発明に関連する技術として、以下のものが特許文献中に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３８５８８
【特許文献２】特開２０００−２２６２０７
【特許文献３】特開２００２−２０１０１５
【特許文献４】特開２００２−３６１２６８
【特許文献５】特開２００２−１４７８０４
【特許文献６】特開２００２−１９８１６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明は、以上述べたような背景の下になされたものであり、木炭、竹炭等の焼成炭化物の有する電気的特性を改善して吸放湿機能、電磁波吸収機能等を有することはもちろん、空間における酸化雰囲気の改善、空間環境における低周波発振状況の改善に寄与し環境空間の改善に資する木炭、竹炭等の焼成炭化物およびその利用技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、炭素担体に機能性物質を含浸させてなる改質焼成炭化物であって、前記炭素担体は高機能炭化物であり、前記機能性物質は多価フェノール体で構成する改質焼成炭化物を提供して上記従来の課題を解決しようとするものである。
【００１１】
また、上記の改質焼成炭化物において、炭素担体は高機能炭化物であり、多価フェノールは二価フェノール体および／又は三価フェノール体で構成することがある。
【００１２】
さらに、上記の改質焼成炭化物において、高機能炭化物は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり、熱履歴温度は摂氏800度以上のもので構成することがある。
【００１３】
またさらに、上記いずれかの改質焼成炭化物において、二価フェノール体はカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群のいずれかであり、三価フェノール体はピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群のいずれかで構成することがある。
【００１４】
本願発明はまた、建造物の室内空間又はその近傍に上記改質焼成炭化物を載置して、室内空間を還元雰囲気下に電子群リッチの状態に維持した環境空間を実現する建造物室内環境改善方法を提供する。
【００１５】
また、本願発明は上記改質焼成炭化物の粉末層を表面に形成固着した空間環境改善用部材を提供する。
【００１６】
さらにまた、本願発明は、表面に機能層を形成した木質系材であって、前記機能層は電気抵抗率が１０Ω・ｃｍ以下であり熱履歴温度が摂氏800度以上の高機能炭化焼成物とタンニン水溶液との混合物を塗布固化してなる機能性木質系材を提供して室内空間環境を改善する新規な建築部材を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の改質焼成炭化物に係る木炭は、例えば住宅等の建造物の床下に載置収納することにより、室内空間の酸化雰囲気をその還元作用により著しく改善し、電磁波障害も低減される一方、空間環境における低周波発振にあってもより低い周波数帯のものに変化させかつ空気中のマイナスイオンの増加を促進する等々、空間の電気的特性の改善に資するところが大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
焼成炭化物である木炭に強い還元性能を付加するために、多価フェノール体の水溶液に木炭を含浸させて木炭の多孔質面に多価フェノール体を展着させる。多価フェノール体は、二価フェノール体又は三価フェノール体を使用する。
【００１９】
二価フェノール体としては、それぞれ次式（１）、（２）で表されるカテコール、レゾルシンのいずれかを分子内に含む化合物群を用いる。カテコールの展着は、木炭の茶葉の抽出液又は木タールへの浸漬によるのが好適である。また、レゾルシンの展着は、種々の樹脂溶液への木炭浸漬による。
【００２０】
【化１】
2005335978.tif 000018
【化２】
2005335978.tif 000019
【００２１】
三価フェノール体としては次式（３）、（４）で示されるピロガロール、フロログルシンのいずれかを分子内に含む化合物群を用いる。これらの木炭への展着はタンニン水溶液への木炭の浸漬によるのが好適である。
【００２２】
【化３】
2005335978.tif 000020
【化４】
2005335978.tif 000021
【００２３】
改質対象となる焼成炭化物は、摂氏800度〜1000度の熱履歴を有する高温木炭を使用する。いわゆる低温炭や中温炭の場合は所望の改質効果がみられない。
【実施例１】
【００２４】
焼成炭化物：紀州備長炭（熱履歴温度摂氏900度、電気抵抗率１〜３Ω・ｃｍ）展着した多価フェノール体：ピロガロール（タンニンに含有されるもの）タンニンはモリアカシア樹皮から抽出したタンニン濃度６５％の抽出物を１％水溶液に調整したものを使用し、展着量は備長炭重量の０．５％である。展着は木炭の焼成完了時に消火を兼ねて前記タンニン水溶液を噴霧し、最終的に周囲の環境と平衡するまで水分を蒸発させて最終的な改質焼成炭化物としての木炭を得た。
得られた改質木炭の電気的特性を測定したところ以下のような結果が得られた。
低周波発振特性：0〜9.5(3.5〜4.0を除く)の各ヘルツで全域発信されているのが確認された。  これに対して、改質していない前記備長炭は2.6〜5.8ヘルツの範囲で散発的な発信がみられるに過ぎない。
電位差特性：改質した上記備長炭をＡ地点の地中に埋設して、地表電位と地下電位の差を測定したところ＋４３７ｍｖを示したが、改質していない備長炭の埋設地点Ｂでの電位差は＋１１０ｍｖにすぎず、Ａ地点ではＢ地点に比べて地下から地表への電子の流れが強勢であり地表空間に電子が多くなることが推測される。
【００２５】
低周波発振特性について。
いかなる物質もその構成原子の振動に起因する固有の振動をなしていることが知られているが、微弱であるためこれまでは測定が困難であった。しかるに最近では共振測定方式の発達により微弱な振動の周波数の測定が可能になってきた。  このような低周波は遠赤外線を搬送波として放出されている。このような低周波の測定は低周波発信機と共振計を具えた測定手段から0ヘルツから所定ヘルツまでの間において各段階の周波数を発信して共振の有無を共振計により観察する共振測定方式によりなす。該実施例では、ドイツ製の測定装置（商品名：レヨメータデジタル）を使用して測定した。
【００２６】
電位差測定について。
Ａ地点に、不織布袋に前記改質備長炭を収納したものを3.3平方メートル当たり３２キログラムを埋設し、Ｂ地点には改質していない前記備長炭を同様に埋設して両地点の電位差を測定した。  測定は、地中に３５ｃｍ長さの銅棒を垂直に埋設して電位差計の一方端子に連結する一方、５ｃｍ長さの銅棒を地表付近に垂直に埋設して電位差計の他方端子に連結して実行した。前記各棒間の距離は２０ｃｍに設定した。
【実施例２】
【００２７】
焼成炭化物：山形産木炭（特願２０００−３０８９０１に係る炭化炉で焼成、熱履歴温度摂氏950度、電気抵抗率0.8〜1.5Ω・ｃｍ）  
展着した多価フェノール体：タンニン
タンニンはモリアカシア樹皮から抽出したタンニン濃度６５％の抽出物を１％水溶液に調整したものを使用し、展着量は炭重量の０．５％である。展着は木炭の焼成完了時に消火を兼ねて前記タンニン水溶液を噴霧し、最終的に周囲の環境と平衡するまで水分を蒸発させて最終的な改質焼成炭化物としての木炭を得た。
得られた改質木炭の電気的特性を測定したところ以下のような結果が得られた。
低周波発振特性：0〜9.5(3.5〜4.0を除く)の各ヘルツで全域発信されているのが確認された。  これに対して、改質していない前記備長炭は2.6〜5.8ヘルツの範囲で散発的な発信がみられるに過ぎない。
マイナス空気イオン量：  改質した上記木炭をＡ地点の地中に埋設して、地上空間におけるマイナス空気イオン量を測定した。改質木炭の埋設条件は前記実施例１の場合と同様である。  なお、測定に使用した計器は、フィーサ株式会社製で正・負イオンを同時に測定できるイオンカウンタ（商標）を用いた。センサーの高さは地表から１ｍに設置した。  その結果、Ａ地点における342個／立法センチを記録した。  一方、Ａ地点から十分な距離を有する地点Ｂに改質前の前記木炭をＡ地点と同様に埋設してイオン量を測定したところ、マイナス空気イオン量は186個／立法センチであった。
【実施例３】
【００２８】
スギ合板表面に、高温履歴木炭粉をタンニンを主成分とするバインダーで固着し機能層を形成した。これに用いた木炭は山形産木炭（特願２０００−３０８９０１に係る炭化炉で焼成、熱履歴温度摂氏950度、電気抵抗率0.8〜1.5Ω・ｃｍ）である。
前記木炭粉は200メッシュ以下に生成し、この木炭粉とタンニン成分が重量比で５％のバインダーとを木炭粉１００、バインダー500程度の割合（重量比）で混合・攪拌して液状となしてローラー又は刷毛でスギ合板表面に塗布して乾燥固化させて、前記機能層を形成した。バインダーは、実際にはタンニン成分の５％（重量比）水溶液である。
木炭粉とバインダーの混合比は上記のような１：５が最適であり、１：３程度になるとなめらかな塗布が困難であり、また１：６、１：７程度になると炭化物量が希薄となり炭化物の諸機能が十分に発揮できない情況がみられる。
【００２９】
上記実施例では、多価フェノール体は、三価フェノール体としてのピロガロールを使用したが、二価フェノール体としてのカテコールを用いることもある。この場合、カテコールはガンビール（インドネシアのスマトラ島産のツバキ科植物）の葉の抽出物（カテキン濃度約６０％）を用いる。