平成7年虔 研究報告 大分県産業科学技術センター

県産木骨資源活用による環境浄化資材の開発
中原 恵

材料開発部

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MaterialDevelopment Division
要旨
県内に豊富に慶する木竹資源の環境浄化資材としての性能を探り，県内の異分野試験研究機関と共同で，いろいろな分野，業種で必要とされる環境浄化性能に応じた製造技術の確立と高機能化をはかる．まず，本年度は，炭化技術や炭材の利用状況について調査すると同時にj木骨炭素材料の効率的，効果的な製造技術を確立するために高温乾留装置を設計夕試作した．また，環境浄化機能の一つとして，炭材の調湿機能を調べた。
1．はじめにして，従来の燃料としてだけでなく，調湿材やろ過材，環境破壊は，海洋や河川夕 土壌，大気のほか，飲料水水質浄化材，土壌改良材，電磁シールド材1）等々幅広くの汚染や家庭電化製品からの電磁波障害等の我々の身近活用されはじめている2）3）4）5）．また，炭化処理の副産物な生活環境にも及んでいる．しかし，これらに対する環として採取される木竹酢液やタール分等についても，従境浄化処理技術は十分確立されていないか，多大の設備来から消臭や薫煙，防腐等多岐にわたる利用がなされて投資を必要としているのが現状である。

いる。しかし，これらの性能についてはまだ十分基礎的一方，本県には日田スギやマダケなどの豊富な木竹資な研究が尽くされていないのが現状であり，土窯から高源が蓄積している．これらの資源は，炭素の固定化や保速炭化炉にいたるいろいろな炭化の装置や方式があるこ

水，大気の浄化など，いろいろな形で地球環境の保全にととや製造条件が異なること，あるいは処理材料が混在貢献してきているが，最近では，生分解性で多孔質な材していることにより，炭材や副産物の性能がまちまちで料として，新たな環境浄化材料としての機能や用途が期あるために，その性能に対する信頼性が薄れる結果とな待されている．特に，木竹炭材は，その組織構造を生かり，今日まで十分には活用できていない．

産業資材（海苔竹、竹梯子、小舞竹、農業・土木資材なと）エ芸材料（竹用エ、うちわ、提灯など）

鑑実用

F19．て 県産木竹資源活用の方向性¶25m

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そこで，本研究ではタ 従来の製炭技術を調査検討した
うえで，木竹炭素材料の工業的製造技術，及びその際のpH，表面積，孔径等に差異が生じき 性能も異なってくる．

製造条件や材料の種類の遠いによる炭材の性能の差異に

2】2 製炭装置の開発

ついて比較研究をすすめタ 身近な生活環境問題や農業，製炭装置は，雰囲気炉を改造して，真空または不活性畜産，水産等の異分野における環境問題について，県農ガス（N2）雰囲気中で電気加熱処理し，揮発成分を冷却捕業技術センターや県水産試験場と共同で取り組むことと集する高温乾留装置である，操作法は，材料を槽内に挿した．

入して密閉後，真空ポンプで槽内を脱気し，真空度が上

その主な研究課題は次のとおりであるぉ

がった時点で脱気を止める一次にき槽内を昇温していきタ（り炭材製造技術の確立と炭材の性能把握

槽内に発生する揮発分をアスビレータで吸引しながら冷（2）家畜の消臭剤としての木竹酢液及び木骨炭の利活用

却管を通して捕集し，さらに水トラップで炭酸ガスを除（3）木竹炭及び木竹材料処理物の水耕栽培用高設化ベッ去して排気する．槽内温度の変化はレコーダで記録し5ド培地への利清用

高温乾留装置の蓋部と冷却管は冷却水循環装置を用いて（4）施設ハウス内における土壌改良資材としての木竹炭冷却する．使用最高温度は1，0500Cでタ処理槽内寸法は150×150×180（m）である。の利活用（5）木竹酢液の病害虫抑制資材としての利活用

什こ≡三三≡三三≡二∴∴〒
高温乾留炉（6）有用微生物（VA菌根菌）の定着補助剤としての木竹炭の利活用
温度記録計（7）養殖漁場汚染や赤潮等の漁場環境の浄化（8）電磁シールド効果の検討と利用技術

転1

し︑（9）結露防止効果の検討と利用技術

2．1技術調査
フィルター

製炭技術については，装置や方式によって若干の差があり，温度等の条件が明確でない場合が多い．しかし，Fうg．3炭化装置（高温乾留装置）の概要作業者の経験的技能によってある程度きっちりと制御されているといっていい。そこで，文献等の資料をもとに，

2．3 市販炭素ネオ料の調湿性能試験

炭化処理の様子をFj9．2に模式的に示した．炭材には大入手した市販の竹炭と木炭（高温）、活性炭を恒温乾別して一般的な燃料となる低温炭と業務用に重宝される備長炭などの高温炭がある立 低温炭は400〜6000Cぅ
高温炭は800〜1，0000Cまで昇混ざせたもので，高燥器によって1050Cで48時間全乾処理し，各々20gを試料①としてシャーレに取り出した℡ これを調湿試

験用に用意した200×200×300（皿）のステンレ

温炭になるほど不純物の少ない炭素材料になる。木材等の主成分の分解は，セルロースが3000C程度，リグニ

ス製容器②に入れ，蓋をしない状態で200C，RH50％の恒温恒湿器③内に1時間放置した（Fうg．射．

ンが400◇C前後であり，炭酸ガスやタール，木酢酸な次に，容器に蓋をして密閉し，温恒湿器内の温度を1どに変化する。また，炭材の性質も温度によって硬度や

炉 内 濃電磁シールドお嗣湿軋

度℃
4

炭 化 時 間 （hFうg．2炭化処理の模式図

岬26−

Fうg．4調湿試験装置

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1乾2．研究方法

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時間ごとに350C→250C→′350Cに設定した．このときの密閉容器内の温度と湿度の変化を蓋から容器内中央

今後，用途iこ応じた製炭技術や競材の機能化について研究をすすめる．

部垂らした温湿度センサー④で測定して，炭材の吸放湿性を調べた．比較のために、炭材を設置していない容器も用意して，内部の湿度変化も把握した。

なお，本研究ではタ 県農業技術センターや県水産試験場と共同で環境浄化に対する利措用を探るものであるが，基本的に当方の基礎デ…夕が利活用のための大きなウエ3．結果と考察イトを占めるため，両試験研究機関には多大なご迷惑を3．1製炭装置の開発おかけしたことを紙面を借りて陳謝する丘

前述の方法により，炭化試験を試みたが，炭化副産物の木酢液や夕血ル分の収率が悪かった．これは，材料が分解されて発生したガスが処理層から断熱板材のセラミック。パイプを通過する過程で冷却ざれて，パイプに付着してしまうのが原因であると判明したためさ 木酢液

参考文献
1）岡部敏弘・斎藤幸司：平成4年度技術開発費補助事業
成果普及講習会テキスト，青森県工業試験場，（1993）
2）炭焼きの会：炭と木酢液，家の光協会，（1991）を捕集する冷却管に到達するまでの間のパイプの加熱が3）杉浦銀治：炭焼き革命き牧野出版，（1992）必要であることがわかった．

4）岸本定吉：炭の神秘，（楳）DHC，（1994）

3．2 市販炭素材料の調湿性能昌式験

5）谷田貝光克。山家義人・雲林院源治：簡易炭化法と炭温度の変化に対する密閉容器内の湿度変化をyig．5に示す。初期の容器内相対湿度は，40〜50％であった

化生産物の新しい利札（財）林業科学技術振興所，（1991〉

が，環境温度の変化に伴い，それぞれの相対湿度が変化している．最初の350C以降，竹炭が直線に近い一定の湿度を保っており，活性炭も同様の傾向を示している．
この二者は初期の湿度がほぼ同程度であることから，竹炭の吸湿性が優れていることが明らかである．また，容器内に炭材を設置していないControlを基準に考えると，木炭でも調湿効果は認められる．今後夕 他の材料とも比較しながら，製造条件による性能の差異も究明していくつもりである．

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︵訳︶蛍薄衣皿略e三縄罷ハ ︶

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①200C

②350C

③250C

④35CC

環境温度サイクル
Fイ9．5 温度変化に対する調湿性能

4．おわりに
本年度は，環境資材としての木竹資源を用いた炭材の技術調査を行うとともに，炭化処理技術について検討を行い，炭化装置（高温乾留装置）を設計，製造した．また，市販の炭材について，吸放湿試験を行い，竹炭の調湿性能がすぐれていることを把撞した。
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