(57)【要約】新たな絹焼成体を提供する。  本発明に係る絹焼成体は、絹素材を１０００℃以下の温度で焼成して炭化して成ることを特徴とする。このように低温で焼成することによって、アミノ酸由来の窒素成分が多く残留する。窒素成分が多く残留することによって抗菌性が発現する。したがって、上記絹焼成体をマスク等における抗菌材として好適に用いることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絹素材を１０００℃以下の温度で焼成して炭化して成る絹焼成体。
【請求項２】
窒素元素を１８ｗｔ％〜３５ｗｔ％含むことを特徴とする請求項１記載の絹焼成体。
【請求項３】
賦活処理されて表面に多数の微小ホールが形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の絹焼成体。
【請求項４】
絹素材を１０００℃以下の温度で焼成して炭化した絹焼成体から成ることを特徴とする抗菌材。
【請求項５】
絹焼成体が窒素元素を１８ｗｔ％〜３５ｗｔ％含むことを特徴とする請求項４記載の抗菌材。
【請求項６】
絹焼成体が賦活処理されて表面に多数の微小ホールが形成されていることを特徴とする請求項４または５記載の抗菌材。
【請求項７】
不活性ガス雰囲気中で、第２次焼成温度よりも低い第１次焼成温度までは、毎時１００℃以下の昇温速度で昇温し、この第１次焼成温度で数時間保持して１次焼成し、次いで、１０００℃以下の第２次焼成温度まで、毎時１００℃以下の昇温速度で昇温し、この第２次焼成温度で数時間保持して２次焼成することを特徴とする絹焼成体の製造方法。
【請求項８】
１次焼成後、一旦常温まで冷却した後、２次焼成することを特徴とする請求項７記載の絹焼成体の製造方法。
【請求項９】
前記各昇温速度を毎時５０℃以下にすることを特徴とする請求項８記載の絹焼成体の製造方法。
【請求項１０】
２次焼成して得られた絹焼成体を高温の水蒸気に晒して賦活処理する工程を含むことを特徴とする請求項７、８または９記載の絹焼成体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、抗菌材等に用いて好適な絹焼成体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  絹素材を焼成、炭化した絹焼成体としては、特許文献１等に示されるように、電磁波シールド材としての用途が知られている。
この絹焼成体は、第１焼成工程で４００〜４５０℃の低温で焼成し、一旦冷却した後、第２焼成工程で１１００〜１２００℃で焼成することにより得られるとしている。
【特許文献１】特開２００２−２２０７４５号公報
【発明の開示】
【０００３】  ところで、発明者は、絹焼成体について新たな種々の用途を検討したところ、１０００℃以下の低温で焼成することによって、吸着性と顕著な抗菌性が発現されることを見出した。
本発明に係る絹焼成体は、絹素材を１０００℃以下の温度で焼成して炭化して成ることを特徴とする。
このように低温で焼成することによって、アミノ酸由来の窒素成分が多く残留する。窒素成分が多く残留することによって抗菌性が発現する。
したがって、上記絹焼成体をマスク等における抗菌材として好適に用いることができる。
窒素成分は、窒素元素として１８ｗｔ％〜３５ｗｔ％含むと好適である。
また、表面を賦活処理して表面積を増大させることによって、吸着性が増し、一層抗菌効果が増大する。
また、本発明における絹焼成体の製造方法は、不活性ガス雰囲気中で、第２次焼成温度よりも低い第１次焼成温度までは、毎時１００℃以下の昇温速度で昇温し、この第１次焼成温度で数時間保持して１次焼成し、次いで、１０００℃以下の第２次焼成温度まで、毎時１００℃以下の昇温速度で昇温し、この第２次焼成温度で数時間保持して２次焼成することを特徴とする。１次焼成後、一旦常温にまで冷却し、次いで２次焼成するようにすると好適である。
前記各昇温速度を毎時５０℃以下にすると好適である。
なお、第２次焼成温度は、１０００℃以下であるが、得られる絹焼成体のフレキシブル性からして５００℃〜９００℃の範囲が好適であり、６００℃〜８００℃の範囲が最適である。
また、得られた焼成体を高温の水蒸気に晒して賦活処理することを特徴とする。
【０００４】［発明の効果］
本発明に係る絹焼成体は、絹素材を、１０００℃以下の低温で焼成することによってグラファイト化せず、黒色の艶のある柔軟な絹焼成体が得られ、良好な抗菌性を有することから、マスク等における抗菌材として有効に用いることができる。
また、絹素材の形状を良好に保持したまま絹焼成体が得られ、柔軟であるため、たの炭素繊維と比較して、手に突き刺さる感じがない。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】粗粒シルクを２０００℃の高温で焼成した場合の焼成物のラマンスペクトル図である。
【図２】粗粒シルクを７００℃の高温で焼成した場合の焼成物のラマンスペクトル図である。
【図３】粗粒シルクを１０００℃の高温で焼成した場合の焼成物のラマンスペクトル図である。
【図４】粗粒シルクを１４００℃の高温で焼成した場合の焼成物のラマンスペクトル図である。
【図５】絹素材を７００℃で焼成した場合の、ＦＥ−ＳＥＭ写真図である。
【図６】絹素材を２０００℃で焼成した場合の、ＦＥ−ＳＥＭ写真図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  本発明に係る絹焼成体は、絹素材を１０００℃以下の比較的低温で焼成することによって得られる。
ここで絹素材とは、家蚕あるいは野蚕からなる織物、編物、粉体、綿、糸等の総称である。これらを単独もしくは併用して焼成する。
焼成温度は１０００℃以下とすることが肝要である。また焼成雰囲気は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中、あるいは真空中で行い、絹素材が燃焼して灰化してしまうのを防止する。
焼成条件は、急激な焼成を避け、複数段に分けて焼成を行うようにする。
例えば、不活性ガス雰囲気中で、第１次焼成温度（例えば５００℃）までは、毎時１００℃以下、好ましくは毎時５０℃以下の緩やかな昇温速度で昇温し、この第１次焼成温度で数時間保持して１次焼成する。次いで、一旦常温にまで冷却した後、第２次焼成温度（例えば７００℃）まで、やはり毎時１００℃以下、好ましくは５０℃以下の緩やかな昇温速度で昇温し、この第２次焼成温度で数時間保持して２次焼成するのである。次いで冷却して、目的とする絹焼成体を焼成炉中から取り出す。なお、１次焼成後、常温にまで冷却することなく、引き続いて、すなわち、連続してそのまま２次焼成工程に移行してもよい。
なお、焼成条件は上記に限定されるものではなく、絹素材の種類、求める焼成体の機能等により適宜変更することができる。
上記のように、焼成を複数段に分けて行うこと、また緩やかな昇温速度で昇温して焼成すること、かつ１０００℃以下の低い温度で焼成することによって、十数種類のアミノ酸が、非晶性構造と結晶性構造とが入り組んだタンパク高次構造の急激な分解が避けられ、特に窒素成分が多量に残存することによって、各種の機能が生じることが見出された。
また、５００℃〜１０００℃以下の低温で焼成することによってグラファイト化せず、黒色の艶のある柔軟な（フレキシブル性のある）絹焼成体が得られる。
図１は粗粒シルクを２０００℃の高温で焼成した場合の焼成物のラマンスペクトル図である。２６８１ｃｍ−１、１５７０ｃｍ−１、１３３５ｃｍ−１のところにピークが見られることからグラファイト化していることが理解される。
図２、図３、図４は、粗粒シルクをそれぞれ７００℃、１０００℃、１４００℃で焼成した場合の焼成物のラマンスペクトル図である。１４００℃の焼成温度になると、ピーク値は低いものの、上記３箇所でのピークが見られる。１０００℃以下の焼成温度の場合には、上記の顕著なピークが見られないことから、グラファイト化はほとんど起こっていないと考えられる。
【表１】
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表１は、家蚕絹紡糸編地を窒素雰囲気中で７００℃で焼成した焼成物の電子線マイクロアナライザーによる元素分析結果（半定量分析結果）を示す。
測定条件は、加速電圧：１５ｋＶ、照射電流：１μＡ、プローブ径：１００μｍである。なお、表中の値は検出元素の傾向を示すものであり、保証値ではない。
表１から明らかなように、２７．４ｗｔ％という多量の窒素元素が残存していることがわかる。またアミノ酸由来のその他の元素も残存する多元素物であることがわかる。
【表２】
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表２は、家蚕絹紡糸編地を窒素雰囲気中で１４００℃で焼成した焼成物の電子線マイクロアナライザーによる元素分析結果（半定量分析結果）を示す。
測定条件は、加速電圧：１５ｋＶ、照射電流：１μＡ、プローブ径：１００μｍである。なお、表中の値は検出元素の傾向を示すものであり、保証値ではない。
表２から明らかなように、窒素元素の残存量は１５．７ｗｔ％に減少する。
【表３】
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表３は、家蚕不織布を窒素雰囲気中で７００℃で焼成した焼成物の電子線マイクロアナライザーによる元素分析結果（半定量分析結果）を示す。
測定条件は、加速電圧：１５ｋＶ、照射電流：１μＡ、プローブ径：１００μｍである。なお、表中の値は検出元素の傾向を示すものであり、保証値ではない。
表３から明らかなように、２４．５ｗｔ％という多量の窒素元素が残存していることがわかる。
図５は、絹素材を７００℃で焼成した場合の、ＦＥ−ＳＥＭ写真図である。表面に、窒素元素等の、アミノ酸由来の焼成残留物によると思われる薄い膜が見られる。
一方、図６は、絹素材を２０００℃の高温で焼成した場合の、ＦＥ−ＳＥＭ写真図であるが、表面がきれいで、上記のような膜の存在が認められない。
【表４】
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表４は、家蚕織地を窒素雰囲気下で７００℃で焼成した焼成物の抗菌性試験結果を示す。
試験はＪＩＳ  Ｌ  １９０２定量試験（統一試験方法）に従って行った。
無加工布は標準綿布を使用。表中、無加工布菌数とは、無焼成の布に植菌して増殖した菌数を示す。
なお、表中の、例えば、２．２Ｅ＋０４とは、２．２×１０４のことであり、４．３はその対数値である。
表４から明らかなように、無加工布の場合、菌が大幅に増殖したが、焼成試料布の場合、いずれの菌も大幅に減少し、抗菌作用があることがわかる。
このように、抗菌作用を有することは、前記のように、複数段による焼成、緩やか昇温速度、１０００℃以下の低温焼成により、アミノ酸由来の、特に窒素元素が大量に残存することに起因すると推測される。
このように抗菌作用を有することから、マスクの材料などとして好適に利用できる。
このようなフィルターとして用いる場合には、絹素材に、シート状の織布、編地、粉体もしくは不織布を用いて焼成してシート状の絹焼成体を得るようにすればよい。織布、編地、粉体や不織布の密度を調整することによって、通気性も調整できる。
また、上記絹焼成体を賦活処理し、表面に凹凸を形成して表面積を増大させるようにすれば、吸着性がさらに増し、抗菌効果が増大するので好適である。
賦活処理は、例えば８５０℃程度（１０００℃以下）の高温の水蒸気に上記絹焼成体を晒すことによって行え、これにより絹焼成体表面に微小なホール（直径、０．１ｎｍ〜数十ｎｍ）を多数形成することができる。
【実施例１】
【０００７】  絹素材を、窒素ガス雰囲気中で、第１次焼成温度（４５０℃）まで、毎時５０℃程度の緩やかな昇温速度で昇温し、この第１次焼成温度で５時間保持して１次焼成した。次いで、一旦常温にまで冷却した後、窒素ガス雰囲気中で、第２次焼成温度（７００℃）まで、やはり毎時５０℃程度の緩やかな昇温速度で昇温し、この第２次焼成温度で５時間保持して２次焼成した。次いで冷却して、図５に示す絹焼成体を得た。
この絹焼成体を８５０℃の水蒸気に晒して賦活処理をしたところ、絹焼成体の表面に多数の微小ホールが形成され、表面積を約１０００倍に増大させることができた。
【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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【国際調査報告】
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