(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹繊維のクリーンプロダクションであって、以下のステップを含み、
ステップ１：フィラメントに分けロープとし、
新鮮な竹材を竹串に均等に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、竹フィラメント加工設備を用い、竹片をフィラメントに分け、縒りを加えてロープ状竹フィラメントとし、
ステップ２：マイクロウェーブ細分化を行い、
ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、多重細分化設備に送り入れられ、冷熱処理及びローリング・ラビングの方式を採用して竹フィラメントを細分化し、
ステップ３：バイオ脱ガムを行い、
ロープ状粗竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、恒温長方形発酵槽に送り入れられ、発酵後にロープ状竹繊維を送り出し、乾燥設備に入れた後、複合材料に用いる粗竹繊維を製造する
ことを特徴とする、竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項２】
前記ステップ１中において、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする
ことを特徴とする、請求項１に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項３】
前記ステップ２中の多重細分化設備は、１０〜２０対の溝付きローラー、及び各２対の溝付きローラー間に設置されるマイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置により構成される
ことを特徴とする、請求項１に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項４】
竹繊維のクリーンプロダクションは、以下のステップを含み、
ステップ１：フィラメントに分けロープとし、
新鮮な竹材を竹串に均等に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、竹フィラメント加工設備を用い、竹片をフィラメントに分け、縒りを加えてロープ状竹フィラメントとし、
ステップ２：マイクロウェーブ細分化を行い、
ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、多重細分化設備に送り入れられ、冷熱処理及びローリング・ラビングの方式を採用して竹フィラメントを細分化し、ロープ状粗竹繊維を送り出し、
ステップ３：バイオ脱ガムを行い、
ロープ状粗竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、恒温長方形発酵槽に送り入れられ、発酵後にロープ状竹繊維を送り出し、
ステップ４：クリーニングし給油し、
ロープ状竹繊維を、自動化輸送と緩衝装置により、溝付きローラーとスプレー装置により構成されるクリーニング設備に送り入れ、反復洗浄とローリングを行い、乾燥設備に入れ、乾燥後はスプレー式給油を行い、ロープ状細竹繊維を送り出し、
ステップ５：カーディング処理を行い、
ロープ状細竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、カーディング処理設備に送り入れられ、カーディングが行われ、テキスタイル材料に用いる竹繊維を製造する
ことを特徴とする、竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項５】
前記ステップ１中において、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする
ことを特徴とする、請求項４に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項６】
前記ステップ２中の多重細分化設備は、１０〜２０対の溝付きローラー、及び各２対の溝付きローラー間に設置されるマイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置により構成される
ことを特徴とする、請求項４に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項７】
前記ステップ３中の恒温長方形発酵槽中のバイオ酵素はラッカーゼとキシラナーゼにより組成される複合バイオ酵素で、その比率は１：０．５〜１：１に、発酵槽中パラメーターは制御され、バイオ酵素液の酵素濃度は、水１リットル当たり２〜４ｇ、温度４５〜６５℃、ｐＨ値４〜６、溶解酸素濃度５．４〜４．８ｍｇ／Ｌで、
任意の一段のロープ状竹繊維の槽中での発酵時間は２〜４時間である
ことを特徴とする、請求項１又は４に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項８】
前記恒温長方形発酵槽中には、槽全体の長さを貫くベルトコンベアーを設置し、ロープ状粗竹繊維を伝送し、
ベルトコンベアーは発酵液中に水没せず、運転速度は公式：ｖ＝ｌ／ｔに基づき設置され、
その内、ｖは輸送速度で、ｌは槽全体の長さで、ｔは所要発酵時間で、
槽中には液位検知器を設置し、長さ方向に応じて、若干の温度、ｐＨ値、溶解酸素濃度検知信号ステーションを設置し、リアルタイムで各パラメーターの制御と調整を行う
ことを特徴とする、請求項１又は４に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項９】
溶解酸素濃度の検知、制御は以下の公式を参照：ＤＯｆ＝（ｐ／ｐ０）＊（４７７．８／（Ｔ＋３２．６））し、
その内、ｐは現地で実測された大気圧で、ｐ０は標準大気圧で、Ｔは温度である
ことを特徴とする、請求項８に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【請求項１０】
前記自動化輸送と緩衝装置は、若干対の溝付きローラーと緩衝容器により構成される。
ことを特徴とする、請求項４に記載の竹繊維のクリーンプロダクション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は天然竹繊維のクリーンプロダクションに関し、特に連続化生産ライン、冷熱処理物理加工、バイオ脱ガムパラメーター自動化制御で、化学薬品を用いず、汚染を生じず、クリーンで環境にやさしく、省エネで高効率の方法で天然竹繊維を製造できる竹繊維のクリーンプロダクションに関する。
【背景技術】
【０００２】
竹繊維（天然竹繊維、別名：竹原繊維）は植物茎の木質繊維である。その繊維素は木質素、半繊維素の中に包まれるが、単繊維の長さは２ｍｍ前後に過ぎない。これを用いてテキスタイル材料用の竹繊維とする時には、完全脱ガムの方式を採用することはできず、半脱ガム方式で加工し、繊維束状態の天然竹繊維を得る。
【０００３】
天然竹繊維の脱ガムでは、多くは化学脱ガム方式が採用されるが、これは環境に対して汚染を生じる。そのため、業界ではバイオ脱ガムの方式が模索されている。既存の技術は、いくらかは化学薬品を用い、つまり生物に化学を加えた方式で脱ガムが行われ、クリーンプロダクションを実現することはできていない。製造工程においては、多くが竹片を化学で軟化し、脱ガムすることを起点とするが、これは竹材資源の利用にとっては不合理で、生産プロセスを増やすことで、エネルギー消費と環境汚染を拡大し、さらに竹繊維の加工コストを増大させている。
【０００４】
生産加工過程においては、どのような方式を採用して製造された竹フィラメントであろうと、他の植物繊維と同様、すべて長さに限界がある。これは、竹繊維の自動化連続加工における難題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記先行技術では、クリーンプロダクションが実現できず、自動化連続加工が難しいという欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は自動化連続加工が可能で、化学薬品を用いず、クリーンで、省エネで、環境にやさしい竹繊維のクリーンプロダクションに関する。
【０００７】
本発明による竹繊維のクリーンプロダクションは、以下の方式により実現される。
【０００８】
技術方案一：
竹繊維のクリーンプロダクションは以下のステップを含む。
ステップ１：フィラメントに分けロープとする。
新鮮な竹材等を竹串に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、竹フィラメント加工設備を用い、竹片をフィラメントに分け、縒りを加えてロープ状竹フィラメントとする。
ステップ２：マイクロウェーブ細分化を行う。
ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、多重細分化設備に送り入れられ、冷熱処理及びローリング・ラビングの方式を採用して竹フィラメントを細分化し、乾燥設備に入れた後、複合材料に用いる粗竹繊維を製造する。
【０００９】
さらに、上記のステップ１中において、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする。
【００１０】
さらに、上記のステップ２中の多重細分化設備は、１０〜２０対の溝付きローラー、及び各２対の溝付きローラー間に設置されるマイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置により構成される。
【００１１】
技術方案二：
竹繊維のクリーンプロダクションは以下のステップを含む。
ステップ１：フィラメントに分けロープとする。
新鮮な竹材等を竹串に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、竹フィラメント加工設備を用い、竹片をフィラメントに分け、縒りを加えてロープ状竹フィラメントとする。
ステップ２：マイクロウェーブ細分化を行う。
ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、多重細分化設備に送り入れられ、冷熱処理及びローリング・ラビングの方式を採用して竹フィラメントを細分化し、ロープ状粗竹繊維を送り出す。
ステップ３：バイオ脱ガムを行う。
ロープ状粗竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、恒温長方形バイオ酵素発酵槽に送り入れられ、発酵後にロープ状竹繊維を送り出す。
ステップ４：クリーニングし給油する。
ロープ状竹繊維を、自動化輸送と緩衝装置により、溝付きローラーとスプレー装置により構成されるクリーニング設備に送り入れ、反復洗浄とローリングを行い、乾燥設備に入れ、乾燥後はスプレー式給油を行い、ロープ状細竹繊維を送り出す。
ステップ５：カーディング処理を行う。
ロープ状細竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、カーディング処理設備に送り入れられ、カーディングが行われ、テキスタイル材料に用いる竹繊維を製造する。
【００１２】
さらに、上記のステップ１中において、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする。
【００１３】
さらに、上記のステップ２中の多重細分化設備は、１０〜２０対の溝付きローラー、及び各２対の溝付きローラー間に設置されるマイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置により構成される。
【００１４】
さらに、上記のステップ３中の恒温長方形発酵槽中のバイオ酵素はラッカーゼとキシラナーゼにより組成される複合バイオ酵素で、その比率は１：０．５〜１：１に、発酵槽中パラメーターは制御される。バイオ酵素液の酵素濃度は、水１リットル当たり２〜４ｇ、温度４５〜６５℃、ｐＨ値４〜６、溶解酸素濃度５．４〜４．８ｍｇ／Ｌである。任意の一段のロープ状竹繊維の槽中での発酵時間は２〜４時間である。
【００１５】
さらに、上記の恒温長方形発酵槽中には、槽全体の長さを貫くベルトコンベアーを設置し、ロープ状粗竹繊維を伝送する。
【００１６】
ベルトコンベアーは発酵液中に水没せず、運転速度は公式：ｖ＝ｌ／ｔに基づき設置される。その内、ｖは輸送速度で、ｌは槽全体の長さで、ｔは所要発酵時間である。槽中には液位検知器を設置し、長さ方向に応じて、若干の温度、ｐＨ値、溶解酸素濃度検知信号ステーションを設置し、リアルタイムで各パラメーターの制御と調整を行う。
【００１７】
さらに、上記の溶解酸素濃度検知、制御は以下の公式を参照：ＤＯｆ＝（ｐ／ｐ０）＊（４７７．８／（Ｔ＋３２．６））し、その内、ｐは現地で実測された大気圧で、ｐ０は標準大気圧で、Ｔは温度（℃）である。
【００１８】
さらに、上記の自動化輸送と緩衝装置は、若干対の溝付きローラーと緩衝容器により構成される。
【００１９】
本発明の長所は、以下の通りである。
【００２０】
本発明は竹材の天然、物理特性を十分に利用し、物理法則に従い、機械加工方式により、熱膨張冷収縮原理とバイオ脱ガムを利用して、竹繊維のクリーン連続生産を実現する。
【００２１】
本発明は竹繊維のクリーンプロダクションで、既存の技術とは異なり、連続自動化、化学薬品を用いず、汚染を生じず、クリーン生産という特徴を備え、竹フィラメントをロープとし伝送し、冷熱処理でフィラメントを細分化し、自動制御連続バイオ脱ガム等の独特の技術を用いる高効率で省エネが可能で、全自動で流れ作業式生産ラインの加工方式である。
【００２２】
本発明はまず竹片をフィラメントとにしロープに形成し、後続の連続自動化加工を行うため、人的コストを大幅に引き下げられ、竹繊維の製造率と生産効率を顕著に高めることができる。
本発明は化学薬品を使用せず、機械加工、物質の熱膨張冷収縮原理を巧妙に利用し、冷熱処理方式とバイオ脱ガムの方法を用いて竹繊維を生産する。
【００２３】
特に、竹フィラメントを先にロープ状とする連続加工技術は、有限な長さの竹（フィラメント）繊維を理論上は無限の長さとでき、自動化連続性生産を前提条件として実現できる。同時に、生産過程全体で必要な時間を１２時間以内に制御することで、迅速、低コスト、大規模という竹繊維生産に存在していた工業化の難題を解決できる。
【００２４】
本発明による連続バイオ脱ガムプロセスは、従来の間隙式発酵方式の欠点を改善し、発酵条件（環境）の主要パラメーター、即ち酵素濃度、温度、ｐＨ値、溶解酸素濃度等の随時変動する難題を解決し、リアルタイム検知と自動制御を採用して、最適な発酵条件を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明技術のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（一実施形態）
第一実施形態：複合材料に用いる粗竹繊維の加工
ステップ１：新鮮な竹材等を竹串に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする。竹フィラメント本体等効直径は０．５ｍｍである。
【００２７】
ステップ２：ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、１０対の溝付きローラーを有する多重細分化設備に送り入れられ、各２対の溝付きローラー間には、マイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置が設置され、反復ローリング、加熱、ローリング、冷卻を行い、冷熱処理にローリングが加えられる。輸送速度は、任意の一段のロープ状竹フィラメントの処理時間を、３０分としてコントロールする。最後に、乾燥設備で乾燥され、本体の等効直径が０．３ｍｍの、複合材料に用いる粗竹繊維を製造し、包装して入庫する。自動化輸送と緩衝装置は、若干対の溝付きローラーと緩衝容器により構成される。
【００２８】
第二実施形態：図１に示す通り、不織テキスタイル材料とする竹繊維を加工する。
【００２９】
ステップ１：新鮮な竹材等を竹串に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする。竹フィラメント本体等効直径は０．５ｍｍである。
【００３０】
ステップ２：ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、１５対の溝付きローラーを有する多重細分化設備に送り入れられ、各２対の溝付きローラー間には、マイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置が設置され、ローリング、加熱、ローリング、冷卻が反復執行され、冷熱処理にローリングが加えられる。輸送速度は、任意の一段のロープ状竹フィラメントの処理時間を４５分としてコントロールする。得られたロープ状粗竹繊維の繊維本体等効直径は０．２８ｍｍである。自動化輸送と緩衝装置は、若干対の溝付きローラーと緩衝容器により構成される。
【００３１】
ステップ３：ロープ状粗竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、恒温長方形発酵槽に送り入れられ、発酵槽の反対端から自動化輸送と緩衝装置により送り出される。バイオ酵素はラッカーゼとキシラナーゼにより組成される複合バイオ酵素で、その比率は１：０．５で、発酵槽中パラメーターは制御される。バイオ酵素液の酵素濃度は、水１リットル当たり２ｇで、温度４５℃、ｐＨ値は４、溶解酸素濃度は５．４ｍｇ／Ｌである。任意の一段のロープ状竹繊維の槽中での発酵時間は２時間である。恒温長方形発酵槽中には、槽全体の長さを貫くベルトコンベアーを設置し、ロープ状粗竹繊維を伝送する。ベルトコンベアーは発酵液中に水没せず、運転速度は公式：ｖ＝ｌ／ｔに基づき設置される。その内、ｖは輸送速度で、ｌは槽全体の長さで、ｔは所要発酵時間である。
【００３２】
槽中には液位検知器を設置し、長さ方向に応じて、若干の温度、ｐＨ値、溶解酸素濃度検知信号ステーションを設置し、リアルタイムで各パラメーターの制御と調整を行い、バイオ酵素液を適時に補充し、槽中液位を一定に保持する。溶解酸素濃度検知、制御は以下の公式を参照：ＤＯｆ＝（ｐ／ｐ０）＊（４７７．８／（Ｔ＋３２．６））、その内、ｐは現地で実測された大気圧で、ｐ０は標準大気圧で、Ｔは温度（℃）である。得られたロープ状竹繊維の繊維本体等効直径は０．２０ｍｍである。
【００３３】
ステップ４：ロープ状竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、１０対の溝付きローラーを有し、各２対の溝付きローラー間にスプレー装置を設置するクリーニング設備に送り入れられる。ロープ状竹繊維に対して、反復ローリング・ラビング、クリーニングを行い、繊維上に残るバイオ酵素、膠質等を除去し、さらに細分化する。ローリングの後、乾燥設備に入れ、乾燥後はスプレー式給油を行う。輸送速度は、任意の一段のロープ状竹繊維の処理時間を６０分としてコントロールする。得られたロープ状細竹繊維の繊維本体等効直径は０．１５ｍｍである。
【００３４】
ステップ５：ロープ状竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、カーディング処理設備に送り入れられ、カーディングが行われ、本体等効直径が０．０８ｍｍで、不織テキスタイルに用いられる竹繊維を製造し、包装して入庫する。
【００３５】
第三実施形態：加工用於紡績織造材料の竹繊維
ステップ１：新鮮な竹材を竹串に均等に分け、表皮、竹黄、フシを取り除き、竹片を形成し、フィラメント分離設備を利用し、竹片を、相互につながらない竹フィラメントとし、ロープ生産装置により縒りを加えて連続したロープ状竹フィラメントとする。竹フィラメント本体等効直径は０．５ｍｍである。
【００３６】
ステップ２：ロープ状竹フィラメントは、自動化輸送と緩衝装置により、２０対の溝付きローラーを有する多重細分化設備に送り入れ、各２対の溝付きローラー間には、マイクロウェーブ加熱装置、冷水シャワー装置が設置され、ローリング、加熱、ローリング、冷卻が反復執行され、冷熱処理にローリングが加えられる。輸送速度は、任意の一段のロープ状竹フィラメントの処理時間を、６０分としてコントロールする。得られたロープ状粗竹繊維の繊維本体等効直径は０．２５ｍｍである。自動化輸送と緩衝装置は、若干対の溝付きローラーと緩衝容器により構成される。
【００３７】
ステップ３：ロープ状粗竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、恒温長方形発酵槽に送り入れられ、発酵槽の反対端から自動化輸送と緩衝装置により送り出される。バイオ酵素はラッカーゼとキシラナーゼにより組成される複合バイオ酵素で、その比率を１：１として発酵槽中パラメーターは制御される。バイオ酵素液の酵素濃度は、水１リットル当たり４ｇ、温度６５℃、ｐＨ値６で、溶解酸素濃度は４．８ｍｇ／Ｌである。任意の一段のロープ状竹繊維の槽中での発酵時間は４時間である。恒温長方形発酵槽中には、槽全体の長さを貫くベルトコンベアーを設置し、ロープ状粗竹繊維を伝送する。ベルトコンベアーは発酵液中に水没せず、運転速度は公式：ｖ＝ｌ／ｔに基づき設置される。その内、ｖは輸送速度で、ｌは槽全体の長さで、ｔは所要発酵時間である。槽中には液位検知器を設置し、長さ方向に応じて、若干の温度、ｐＨ値、溶解酸素濃度検知信号ステーションを設置し、リアルタイムで各パラメーターの制御と調整を行い、バイオ酵素液を適時に補充し、槽中液位を一定に保持する。溶解酸素濃度検知、制御は以下の公式を参照：ＤＯｆ＝（ｐ／ｐ０）＊（４７７．８／（Ｔ＋３２．６））、その内、ｐは現地で実測された大気圧で、ｐ０は標準大気圧で、Ｔは温度（℃）である。得られたロープ状竹繊維の繊維本体等効直径は０．１８ｍｍである。
【００３８】
ステップ４：ロープ状竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、２０対の溝付きローラーを有し、各２対の溝付きローラー間にスプレー装置を設置するクリーニング設備に送り入れられる。ロープ状竹繊維に対して、反復ローリング・ラビング、クリーニングを行い、繊維上に残るバイオ酵素、膠質等を除去し、さらに細分化する。ローリングの後、乾燥設備に入れ、乾燥後はスプレー式給油を行う。輸送速度は、任意の一段のロープ状竹繊維の処理時間を９０分としてコントロールする。
得られたロープ状細竹繊維の繊維本体等効直径は０．１２ｍｍである。
【００３９】
ステップ５：ロープ状竹繊維は、自動化輸送と緩衝装置により、カーディング処理設備に送り入れられ、カーディングが行われ、本体の等効直径０．０６ｍｍ、紡績織造に用いられる竹繊維を製造し、包装して入庫する。
【００４０】
前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は後述される特許請求の範囲を基準とする。
【図１】
0006841931.tif 000002