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技術 和紙繊維糸の編物又は織物からなる浄化材

出願人 株式会社キュアテックス
発明者 酒井由太郎江守剛
出願日 2014年9月10日 (5年9ヶ月経過) 出願番号 2014-184247
公開日 2016年4月21日 (4年2ヶ月経過) 公開番号 2016-055257
状態 特許登録済
技術分野 固体収着剤及びろ過助剤 編地 濾過材 職業用、工業用またはスポーツ用保護衣 織物 呼吸装置;防護 空気の消毒,殺菌または脱臭
主要キーワード 縦編機 流路体積 転換炉 mm用 花粉症用 発生機器 紙細片 通液時間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年4月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

優れた浄化能に加え、目詰まりを起こし難く、且つ、耐久性に優れた液体用、又は気体用浄化材の提供。

解決手段

和紙を細くスリットして、それを撚って糸とした和紙糸使い、和紙糸の編物又は織物からなる浄化材。織物は、インチ当たりの縦糸本数(A)と緯糸本数(B)の合計(A+B)が50(本/インチ)〜100(本/インチ)であり、ガーゼ織りされたものである。編物は1インチ当たりのゲージ数が5〜10であり、緯編、又は筒編である浄化材、前記浄化材が液体用又は気体用であり、花粉症用マスクである浄化剤

概要

背景

排水及び排気等の浄化材としては、紙、布、セラミック等のフィルター活性炭ゼオライト等の吸着材無機もしくは有機凝集剤イオン交換樹脂逆浸透膜等種々のものがある。これらのうち紙、中でも和紙、は自然素材であり生分解性であるので、環境上好ましい素材である。

和紙を浄化目的で用いる例としては、水槽水中の汚物捕捉するためのフィルターとしての利用が知られている(特許文献1)。また、新型転換炉原子力発電所トリチウム発生機器収納するハウス内において、空気中からトリチウムを除去するためのフィルターとしてシリカゲルを塗布した和紙を用いることも提案されている(特許文献2)。

概要

優れた浄化能に加え、目詰まりを起こし難く、且つ、耐久性に優れた液体用、又は気体用の浄化材の提供。和紙を細くスリットして、それを撚って糸とした和紙糸使い、和紙糸の編物又は織物からなる浄化材。織物は、インチ当たりの縦糸本数(A)と緯糸本数(B)の合計(A+B)が50(本/インチ)〜100(本/インチ)であり、ガーゼ織りされたものである。編物は1インチ当たりのゲージ数が5〜10であり、緯編、又は筒編である浄化材、前記浄化材が液体用又は気体用であり、花粉症用マスクである浄化剤。なし

目的

本発明は上記和紙の問題を解決し、優れた浄化能に加え、目詰まりを起こし難く、且つ、耐久性に優れた浄化材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

和紙糸編物又は織物からなる浄化材

請求項2

該織物の、インチ当たりの縦糸本数(A)と緯糸本数(B)の合計(A+B)が50(本/インチ)〜100(本/インチ)である、請求項1記載の浄化材。

請求項3

該織物がガーゼ織りされたものである、請求項1又は2記載の浄化材。

請求項4

該編物の1インチ当たりのゲージ数が5〜10である、請求項1記載の浄化材。

請求項5

該編物が緯編されたものである、請求項1又は4記載の浄化材。

請求項6

該緯編が筒編である、請求項4又は5記載の浄化材。

請求項7

液体用の浄化材である、請求項1〜6のいずれか1項記載の浄化材。

請求項8

水質浄化材である、請求項7記載の浄化材。

請求項9

気体用の浄化材である、請求項1〜3のいずれか1項記載の浄化材。

請求項10

請求項9記載の浄化材を備えた花粉症用マスク

技術分野

0001

本発明は浄化材に関し、詳細には、和紙糸編物又は織物からなり、水質及び空気等の浄化効率に優れた浄化材に関する。

背景技術

0002

排水及び排気等の浄化材としては、紙、布、セラミック等のフィルター活性炭ゼオライト等の吸着材無機もしくは有機凝集剤イオン交換樹脂逆浸透膜等種々のものがある。これらのうち紙、中でも和紙、は自然素材であり生分解性であるので、環境上好ましい素材である。

0003

和紙を浄化目的で用いる例としては、水槽水中の汚物捕捉するためのフィルターとしての利用が知られている(特許文献1)。また、新型転換炉原子力発電所トリチウム発生機器収納するハウス内において、空気中からトリチウムを除去するためのフィルターとしてシリカゲルを塗布した和紙を用いることも提案されている(特許文献2)。

先行技術

0004

特開2004−350675号公報
特開平7−306297号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、和紙は機械強度が弱く耐久性が無い。また、圧力をかけることができず目詰まりを起こし易い。さらに目詰まりを低減するために、抄紙工程で孔径の調整を行うのは大変に困難である。そのため、和紙は産業用浄化材としてはほとんど利用されていないのが実情である。

0006

そこで、本発明は上記和紙の問題を解決し、優れた浄化能に加え、目詰まりを起こし難く、且つ、耐久性に優れた浄化材を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明は和紙糸の織物又は編物からなる浄化材である。
好ましくは、該織物の、インチ当たりの縦糸本数(A)と緯糸本数(B)の合計(A+B)が50(本/インチ)〜100(本/インチ)であり、ガーゼ織りされている。
好ましくは、該編物の1インチ当たりのゲージ数が5〜10であり、筒編されている。

発明の効果

0008

和紙糸自体の高い吸着能については、本発明者らの研究により明らかにされている(例えば、2013年6月7日、第20回クロマトグラフィーシンポジウム、「和紙繊維吸着特性」)。しかし、それを編物又は織物にしたとき、その浄化速度が編物又は織物にすることによるマイナス要因、例えば原料和紙よりも浄化対象直接接触する面積が低減する事を上回ることが、今回見出された。編物又は織物であるので、和紙に比べて目詰まりし難く、耐久性も高い。また、和紙糸の番手や編物の密度又は編物のゲージを調整することによって、浄化対象に応じた設計が可能である点でも、和紙より優れる。

0009

和紙は植物原料から得られる繊維から構成される。和紙を細くスリットして、それを撚って糸としたものが和紙糸である。本発明の浄化材は、その和紙糸の編物又は織物(以下、単に「編物」又は「織物」という場合がある)からなる。

0010

植物原料としては、みつまた、マニラ麻雁皮、又は等から得られるものを使用することができる。これらのうちマニラ麻から得られる和紙が好ましい。マニラ麻はフィリピンインドシア、エクアドル等に生息し、その葉脈部分から得られる繊維を蒸解してパルプを作る。品質の安定性の点で、フィリピン産が特に好ましい。

0011

得られたパルプを叩解し、必要に応じて各種加工剤を添加して調整した後、機械又は手漉きで湿紙とする。得られた湿紙をプレスして脱水後、乾燥させて和紙を作る。和紙は、1平方メートル当たりの重さが10〜18gのものが好ましく、10〜14gのものがより好ましい。

0012

次いで、得られた和紙を1〜5mm幅にスリットして、得られる和紙細片を巻き取る。スリット幅は、和紙糸の番手に応じて変更することができる。例えば、180〜220 dtexの和紙糸を作るためには約1.3〜1.7mm幅、230〜350dtexは約1.8〜2.2mm幅、360dtex以上の太い糸は3.0mm以上の幅でスリットする。好ましくは、1.5〜2.0幅でスリットする。

0013

次に、和紙細片を撚って糸とする。撚りの方法としては乾式撚り、水に浸して行う湿式撚り、又はこれらの組合せのいずれであってよく、好ましくは乾式撚りと湿式撚りを組み合わせて行う。また、撚りの方向としては、右撚、左撚、又はこれらの組合せのいずれであってもよい。好ましくは、右もしくは左方向(+方向とする)に300〜700T/m撚った後、−方向に500〜800T/m撚り戻し、再度、+方向に700〜1000T/m撚る。

0014

上記のようにして得られる和紙糸は、例えば1.5〜2mm幅のスリットから作られた場合、200〜300dtex、好ましくは180〜240dtex、180〜250デニール引張り強さ180〜300gf、及び伸び率6.0〜8.0%を有する。

0015

織物としては、使用する糸の数による平織り斜文織り、朱子織り等の分類法、素材による分類法、例えば綿の代表的な織り方である金ボイル、ガーゼ等、ウールの織り方である天竺、ダマスク等、その他ジャガード、タオル等、種々の分類法による多くの種類がある。和紙糸の織り方としては、これらの種々の織り方のいずれの織り方であってもよい。空気浄化用には、通気性を確保しつつ埃、花粉等を除去する点で、ジャガード及びガーゼが好ましい。また、無地である必要はなく、柄物であってもよい。

0016

織物は、インチ当たりの縦糸本数(A)と緯糸本数(B)の合計(A+B)が50(本/インチ)〜100(本/インチ)であることが好ましい。該範囲であると、良好な通気性及び通水性を維持しつつ、空気または水の浄化を行うことができる。

0017

和紙糸の編み方としては、レース編ラッセル編トリコット編バンダイク編等の縦方向に編み上げていく経編、及び横編平編ゴム編、筒編、天竺編、カナコ編、フライス編、ジャガード編、等の横方向に編み上げていく緯編があり、用途に応じていずれの編み方であってもよい。また編機としても、縦編機横編機丸編機ラッセル編機等、種々のものを使用してよい。水浄化用には水圧に耐える伸縮性の点で緯編が好ましく、なかでもレース編、ラッセル編、筒編、網編が好ましい。

0018

編物のゲージ数、即ち10cm当たりの目の数は、目詰まりを起こし易い対象に応じて種々調整することが好ましい。典型的な水浄化用には、5〜10であり、好ましくは8〜4である。

0019

好ましくは、得られた編物又は織物を一旦水に浸した後、乾燥する。この操作によって、編物又は織物がより柔軟となる。水には、微量の非イオン界面活性剤等の柔軟剤を添加してもよい。その後、好ましくは天日干しによって乾燥させる。

0020

編物を浄化材として使用する際には、所定のホルダーにセットするか、編物又は織物自体を縫製してマスク等の形態として用いてもよい。浄化材は、家庭排水産業排水放射性廃棄物等で汚染された水、海水、空気、排気等、種々のものに好適に用いることができる。

0021

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
[実施例1〜3、比較例1〜3]
和紙と該和紙から得られた和紙繊維を筒編したもの(以下「編物」という)との浄化能力を、染料水溶液を用いて比較した。双方の重量を等しくするために、編物1枚に対して和紙5枚の積層体比較試料として用いた。

0022

<編物の調製>
マニラ麻を原料とする和紙を1.5mm幅にスリットし、乾式で3回(+600、−800、+1000T/m)撚りを行い、180dtexの和紙糸を作った。これを、筒編した後、水に浸した後に乾燥して、ゲージ6の編物を作った。

0023

<浄化能測定>
1)半径約2.0cmの円形切りそろえた編物3枚(実施例1〜3)と比較用の和紙5枚一組を三組(比較例1〜3)用意した。それらを、シリカゲル乾燥剤により湿度21%に調整されたデシケーター内に一晩置き、JIS P 8111:1998 6.調湿手順に従い調湿した。
2)調湿直後に、各和紙及び編物の重量(W0)を、浄化能測定開始直前に重量(W1)を測定し、吸湿率(%)を求めた。

0024

3)ファンネル(300mL、φ47mm用)とガラスフィルターベースPTFEコート、φ47mm用)との間に、各編物1枚又は和紙積層体1組を挟んで、保存びん(1L)の上に組み立てた。
約2.0×10−5モル/Lの初期濃度(C0)のコンゴーレッド(実施例1及び比較例1)、アシッドオレンジ(実施例2及び比較例2)、メチレンブルー(実施例3及び比較例4)各染料水溶液10 mLを、夫々、ファンネル中に注ぎいれた。各染料溶液が、自然落下により編物又は和紙積層体を通過して、自然落下が停止するまでの通液時間t(秒)を測定した。自然落下が止まった後、ダイアフロポンプを用いて、編物の糸の間又は和紙の間に保持されて残った残留水溶液吸引した。表2に通液時間と、残留水溶液量を示す。残留水溶液量は、所謂デッドボリュームと呼ばれる流路体積であり、編物を用いることで、和紙を積層体とするよりも、該ボリュームを小さくできることが分かる。

0025

4)自然落下により保存びん中に溜まった水溶液と、上記自由水溶液とを合わせた通液後の染料溶液中の染料残留濃度(C1)を、紫外可視分光光度計により求めた。
下記式1により、残留濃度(C1)と通液体積(V)から吸着物質量(M)を算出した。得られた吸着物質量(M)から、下記式2により、単位重量当たり吸着効率(E1)を求めた。
[式1]
吸着物質量M(モル)=染料の初期濃度C0(モル/L)×0.01−染料の残留濃度C1(モル/L)×染料の残留量V(L)
[式2]
単位重量あたりの吸着効率E1(モル/g・sec)=吸着物質量M(モル)/[通液時間t(sec)×乾燥時重量W0(g)]

0026

0027

0028

0029

表3から、和紙糸の編物は、単位重量あたりの浄化効率が約3倍〜10倍高いことが分かった。編物は繊維が撚られているので、水と直接接する面積が、和紙積層体に比べて小さいと考えられる。しかし、通液及び吸着速度がその分を補って余りあることが分かった。

0030

[実施例4、5、比較例4、5]
実施例4として、和紙糸の二重ガーゼ、実施例5として和紙糸の一重ガーゼ、比較例4として綿100%の二重ガーゼ(スズラン(株)社製)、比較例5として綿100%の一重ガーゼ(スズラン(株)社製)を用い、花粉代替粒子捕捉効率について比較した。

0031

<和紙糸ガーゼの調製>
実施例1〜3で調製した和紙糸から、インチ当たりの縦糸本数と緯糸本数の合計70本/インチであるガーゼを作った。

0032

<花粉代替粒子捕捉試験
(1)ガーゼを空気流量28.3L/分で吸引した状態で、該ガーゼの上方から、75±5mgの花粉代替粒子(石松子APIE標準紛体))を、20±5mg/分の速度で落下させ、ガーゼに捕捉された粒子質量と、通過した粒子質量を測定し、下記式から捕捉率(%)を算出した。一試料につき3検体試験し、平均を求めた。結果(%)を表4に示す。

捕捉率(%)=捕捉された粒子(mg)/(捕捉された粒子+通過した粒子)(mg)

実施例

0033

上表から分かるように、和紙糸のガーゼは優れた花粉捕捉効果があることが示唆された。また、綿のガーゼに比べて、和紙糸のガーゼは通気性がよく、装着した際に心地よかった。

0034

本発明の浄化材は、水、空気等の各種媒体に優れた浄化能がある。また、織物もしくは編物であるので、和紙に比べて、通水性、通気性に優れ、時間当たりの浄化能が高く、身に着けた際にも快適であり、耐久性に優れる。

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