JP2004519564A - 活性人造原綿製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】活性炭を用いて機能性人造原綿を製造する方法。
【解決手段】同方法は、85重量%の活性炭及び15重量%の銀を含む無機抗菌担体からなる0.5〜20重量%の混合された粉末と、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコンから選択された80〜99.5重量%の基礎樹脂とを混合し、同混合物を通常の方法で融解紡糸することから成る。
【解決手段】同方法は、85重量%の活性炭及び15重量%の銀を含む無機抗菌担体からなる0.5〜20重量%の混合された粉末と、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコンから選択された80〜99.5重量%の基礎樹脂とを混合し、同混合物を通常の方法で融解紡糸することから成る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭を用いて機能性合成(人造)原綿を製造する方法に関し、さらに詳細には、優れた脱湿、脱臭及び浄化効果を有する、望ましくは粉末状の炭(木炭)を、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコン等の基礎樹脂と均一に混合することから成る機能性人造原綿を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
概して275℃を超えると木材の熱分解が起こり、熱分解完了後、500〜600℃で黒炭が得られ、900〜1200℃で活性化された木炭、即ち、活性炭が得られる。
【0003】
このような活性炭は、約84%の炭素、7%の水分、6%のミネラル、3%の揮発分等を含有する。活性炭は強い物理的・化学的吸収力(性)を有する。
【0004】
物理的吸収の場合は、吸収体及び被吸収体(物質)間では電子が共有されないので、被吸収物質は、引力(即ち、分散力)によって吸収体に強く保持される。
【0005】
化学的に吸収されると、吸収体と被吸収物質間の電子移動は強い吸収力を与える。
【0006】
これらの吸収力は、木炭の有効な抗菌、脱湿、脱臭、浄化効果を可能にする。また、木炭は遠赤外線放出体及びアニオン(陰イオン)エミッタ(放射体)として作動する。
【0007】
上記利点を有する活性炭の用途につき各種の調査が活発に行われてきた。
【0008】
例えば、韓国特許出願第1997−0012431号は、黄土(レス)に木炭粉末を加えることにより建築資材用モルタルの製造方法を開示する。韓国特許出願第1997−0038772号は、木炭粉末を用いて製造されたホイル(箔)を開示する。韓国特許出願第1999−0006695号は、炭粉含有紙を生産する方法を開示する。韓国特許出願第1998−0060520号は、炭粉を含有する建築用内装パネルを開示する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの先行技術は、所定の粒子寸法を有する適量の活性炭粉末を、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコン等のような基礎樹脂と均一に混合することによって機能性合成原綿が製造されることについて、これらの先行技術は何らの教示も示唆も与えない。また先行技術には、モルタル、ホイル、紙及び内装パネルのような製品では、活性炭の属性を十分に示すことができないという問題がある。
【0010】
主としてマットレス(敷布団)、キルト及び枕のファイバーフィル(詰物用人造繊維)として用いられる天然原綿、合成原綿又はそれらの混合物は、遠赤外線放出効果又はアニオン放射効果がない。さらに、人の睡眠中分泌される汗を十分に吸収する吸湿効果又は脱臭及び抗菌効果を示す原綿はない。
【0011】
【課題を解決するための手段】
したがって、上記問題に鑑み本発明がなされた。本発明の目的は、活性化された炭が均一に混合され、従って、活性炭固有の特性を保持する機能性(活性)合成原綿の製造方法を提供することにある。
【0012】
前記目的を達成する本発明の一面によると、機能性人造原綿の製造方法は、活性炭85%及び銀を含む無機抗菌担体15%からなる0.5〜20重量%の混合された粉末と、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコンから選択された80〜99.5重量%の基礎樹脂とを混合し、該混合物を従来の方法で溶解紡糸することから成る。
【0013】
本発明によると、混合された粉末の粒子サイズは、最終的な原綿の太さが3デニールデ未満ならば0.7〜2μm、7デニールならば1.5〜7μm、15デニールならば2〜10μmであることを特徴とする。
【0014】
本発明による活性炭は、オーク、竹、カバノキ、クリの木、クワの木、ヤナギ、トネリコ、シラカバ、オーバカップオーク、マツ、サクラ、ツバキ、ハンノキ、キリを冬季に切断し、乾燥し、円形窯で900〜1200℃まで加熱した後、比表面積2500〜12000m2/gに粉砕することによって得られる。
【0015】
銀を含む無機抗菌担体は、ゼオライト、二酸化チタン、絹雲母、黒雲母、白雲母、イライト、マイカ、硫酸バリウム、トルマリン等から選択される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下の例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【0017】
[例]
まず、木の栄養素(分)が充分となる冬期に、活性炭の材料となる木が適切な大きさ(直径18〜20cm、長さ1〜1.5m)に切断された。木は、オーク、竹、カバノキ、クリの木、クワの木、ヤナギ、トネリコ、シラカバ、オーバカップオーク、マツ、サクラ、ツバキ、ハンノキ、キリからなるグループから選択された。
【0018】
切断した10トンの木が日光で乾燥され、根元の部分が上向きに立てられて窯(炉)にぎっしり詰め込まれた。このとき、熱が窯の内面に有効に反射するように円形窯を使用するのが好ましい。
【0019】
その後、所定期間(約7日間)灰化された。特に、窯を完全に密閉して木から白い煙が出るまで行われた。このとき、窯の温度はおよそ400℃に達し、木は熱分解されて炭化が進められた。さらに、900〜1200℃の温度で、6〜7日間灰化され、青い煙が観察されるまで焼却(灰化)された。
【0020】
その後、窯内に形成された揮発性ガスが消耗されるように、窯に導入される空気量が制御された。窯が開けられ、それを土で覆うことによって冷却し、1トンの活性炭が得られた。
【0021】
2500〜12000m2/gの比表面積を有する木炭粉末を形成するために、このようにして得られた活性炭が粉砕された。同範囲の比表面積は、基礎樹脂と混合してその混合物を融解(溶融)紡糸するのに適したサイズである。
【0022】
このように形成された活性炭粉末は、増大された脱臭、吸収及び抗菌効果を有する。
【0023】
本発明によると、活性炭粉末の全量に対して、3〜7重量%の銀(Ag)を含む15〜45重量%の無機物を基礎とする抗菌担体が炭粉に加えられた。銀を含む無機物を基礎とする担体を添加することで脱臭及び抗菌効果向上している。
【0024】
本発明で使用できる銀(Ag)を含む無機系抗菌体の担体としては、ゼオライト、二酸化チタン、絹雲母、黒雲母、白雲母、イライト、雲母片岩(マイカ シスト)、硫酸バリウム、トルマリン等がある。
【0025】
本発明による機能性人造原綿の製造方法は、活性炭及び銀を含む無機物に基礎づけられた抗菌体からなる0.5〜20重量%の混合された粉末を機能性合成原綿の全重量に基礎づけられた基礎樹脂と混合することから成る。
【0026】
実行可能性を考慮すると、最終原綿の太さが3デニール未満ならば、混合された粉末の平均粒子の大きさは0.7〜2μmである。最終原綿の太さが7デニールならば、混合された粉末の平均粒子の大きさは1.5〜7μmである。最終原綿の太さが15デニールならば混合された粉末の平均粒子の大きさは2〜10μmである。前記粉末の粒径範囲を外れると、原綿の柔軟性が劣化し、溶融混合が困難となり、混合された粉末の平均粒子の大きさが0.7μm未満でかつ10μmを超えるならば、原綿の柔軟性は低下し、溶解紡糸が困難になり、原綿の伸延性が低下して紡績糸への紡糸中しばしば切断するようになる。
【0027】
混合された粉末と、ポリエステルのような基礎樹脂との混合は、下記手順の任意の1つによって実施し得る。即ち、1)混合された樹脂チップを生産するために基礎樹脂の重合中に混合粉末が加えられ、その後合成原綿を製造するために同チップが融解紡糸された。2)マスターバッチ(親練)を形成するために先に重合された基礎樹脂が混合粉末と混合された。同マスターバッチは樹脂と混合され、次いで合成原綿を製造するために融解紡糸された。
【0028】
原料樹脂がアクリル樹脂ならば、混合粉末はスラリーの形で造られ、樹脂と混され、その後合成原綿を製造するために紡糸された。
【0029】
本発明により製造された人造原綿の例(例1−8)が、遠赤外線放射率、抗菌活性及びアンモニア脱臭率に関して、活性炭と混合されることなく製造された合成原綿の例(比較例1−3)と比較された(表1)。ここで用いられた混合粉末は、85重量%の活性炭、15重量%のゼオライト及び雲母に基礎づけられた無機抗菌担体とから成る。抗菌担中の銀含有量はで5重量%であった。
【0030】
抗菌活性は、KS方法(K0890規格)により大腸菌を使用して試験され、脱臭の評価は、KICM−FIR−1004方法によりアンモニア(NH3)ガスを用いて行われた。遠赤外線放射率はFT−IRを用いて5〜20μmにおいて測定され、平均放射率として表された。結果は下記表1に示される。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】
前記から理解されるように、本発明により製造された機能性人造原綿は、抗菌及び脱臭効果を有し、人体に遠赤外線を放射し、従って、キルト(掛け布団)、ジャケット(上着)等のファイバーフィル(詰物用人造繊維)として用いるならば人体の健康を増進する。
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性炭を用いて機能性合成(人造)原綿を製造する方法に関し、さらに詳細には、優れた脱湿、脱臭及び浄化効果を有する、望ましくは粉末状の炭(木炭)を、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコン等の基礎樹脂と均一に混合することから成る機能性人造原綿を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
概して275℃を超えると木材の熱分解が起こり、熱分解完了後、500〜600℃で黒炭が得られ、900〜1200℃で活性化された木炭、即ち、活性炭が得られる。
【0003】
このような活性炭は、約84%の炭素、7%の水分、6%のミネラル、3%の揮発分等を含有する。活性炭は強い物理的・化学的吸収力(性)を有する。
【0004】
物理的吸収の場合は、吸収体及び被吸収体(物質)間では電子が共有されないので、被吸収物質は、引力(即ち、分散力)によって吸収体に強く保持される。
【0005】
化学的に吸収されると、吸収体と被吸収物質間の電子移動は強い吸収力を与える。
【0006】
これらの吸収力は、木炭の有効な抗菌、脱湿、脱臭、浄化効果を可能にする。また、木炭は遠赤外線放出体及びアニオン(陰イオン)エミッタ(放射体)として作動する。
【0007】
上記利点を有する活性炭の用途につき各種の調査が活発に行われてきた。
【0008】
例えば、韓国特許出願第1997−0012431号は、黄土(レス)に木炭粉末を加えることにより建築資材用モルタルの製造方法を開示する。韓国特許出願第1997−0038772号は、木炭粉末を用いて製造されたホイル(箔)を開示する。韓国特許出願第1999−0006695号は、炭粉含有紙を生産する方法を開示する。韓国特許出願第1998−0060520号は、炭粉を含有する建築用内装パネルを開示する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの先行技術は、所定の粒子寸法を有する適量の活性炭粉末を、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコン等のような基礎樹脂と均一に混合することによって機能性合成原綿が製造されることについて、これらの先行技術は何らの教示も示唆も与えない。また先行技術には、モルタル、ホイル、紙及び内装パネルのような製品では、活性炭の属性を十分に示すことができないという問題がある。
【0010】
主としてマットレス(敷布団)、キルト及び枕のファイバーフィル(詰物用人造繊維)として用いられる天然原綿、合成原綿又はそれらの混合物は、遠赤外線放出効果又はアニオン放射効果がない。さらに、人の睡眠中分泌される汗を十分に吸収する吸湿効果又は脱臭及び抗菌効果を示す原綿はない。
【0011】
【課題を解決するための手段】
したがって、上記問題に鑑み本発明がなされた。本発明の目的は、活性化された炭が均一に混合され、従って、活性炭固有の特性を保持する機能性(活性)合成原綿の製造方法を提供することにある。
【0012】
前記目的を達成する本発明の一面によると、機能性人造原綿の製造方法は、活性炭85%及び銀を含む無機抗菌担体15%からなる0.5〜20重量%の混合された粉末と、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、シリコンから選択された80〜99.5重量%の基礎樹脂とを混合し、該混合物を従来の方法で溶解紡糸することから成る。
【0013】
本発明によると、混合された粉末の粒子サイズは、最終的な原綿の太さが3デニールデ未満ならば0.7〜2μm、7デニールならば1.5〜7μm、15デニールならば2〜10μmであることを特徴とする。
【0014】
本発明による活性炭は、オーク、竹、カバノキ、クリの木、クワの木、ヤナギ、トネリコ、シラカバ、オーバカップオーク、マツ、サクラ、ツバキ、ハンノキ、キリを冬季に切断し、乾燥し、円形窯で900〜1200℃まで加熱した後、比表面積2500〜12000m2/gに粉砕することによって得られる。
【0015】
銀を含む無機抗菌担体は、ゼオライト、二酸化チタン、絹雲母、黒雲母、白雲母、イライト、マイカ、硫酸バリウム、トルマリン等から選択される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下の例を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【0017】
[例]
まず、木の栄養素(分)が充分となる冬期に、活性炭の材料となる木が適切な大きさ(直径18〜20cm、長さ1〜1.5m)に切断された。木は、オーク、竹、カバノキ、クリの木、クワの木、ヤナギ、トネリコ、シラカバ、オーバカップオーク、マツ、サクラ、ツバキ、ハンノキ、キリからなるグループから選択された。
【0018】
切断した10トンの木が日光で乾燥され、根元の部分が上向きに立てられて窯(炉)にぎっしり詰め込まれた。このとき、熱が窯の内面に有効に反射するように円形窯を使用するのが好ましい。
【0019】
その後、所定期間(約7日間)灰化された。特に、窯を完全に密閉して木から白い煙が出るまで行われた。このとき、窯の温度はおよそ400℃に達し、木は熱分解されて炭化が進められた。さらに、900〜1200℃の温度で、6〜7日間灰化され、青い煙が観察されるまで焼却(灰化)された。
【0020】
その後、窯内に形成された揮発性ガスが消耗されるように、窯に導入される空気量が制御された。窯が開けられ、それを土で覆うことによって冷却し、1トンの活性炭が得られた。
【0021】
2500〜12000m2/gの比表面積を有する木炭粉末を形成するために、このようにして得られた活性炭が粉砕された。同範囲の比表面積は、基礎樹脂と混合してその混合物を融解(溶融)紡糸するのに適したサイズである。
【0022】
このように形成された活性炭粉末は、増大された脱臭、吸収及び抗菌効果を有する。
【0023】
本発明によると、活性炭粉末の全量に対して、3〜7重量%の銀(Ag)を含む15〜45重量%の無機物を基礎とする抗菌担体が炭粉に加えられた。銀を含む無機物を基礎とする担体を添加することで脱臭及び抗菌効果向上している。
【0024】
本発明で使用できる銀(Ag)を含む無機系抗菌体の担体としては、ゼオライト、二酸化チタン、絹雲母、黒雲母、白雲母、イライト、雲母片岩(マイカ シスト)、硫酸バリウム、トルマリン等がある。
【0025】
本発明による機能性人造原綿の製造方法は、活性炭及び銀を含む無機物に基礎づけられた抗菌体からなる0.5〜20重量%の混合された粉末を機能性合成原綿の全重量に基礎づけられた基礎樹脂と混合することから成る。
【0026】
実行可能性を考慮すると、最終原綿の太さが3デニール未満ならば、混合された粉末の平均粒子の大きさは0.7〜2μmである。最終原綿の太さが7デニールならば、混合された粉末の平均粒子の大きさは1.5〜7μmである。最終原綿の太さが15デニールならば混合された粉末の平均粒子の大きさは2〜10μmである。前記粉末の粒径範囲を外れると、原綿の柔軟性が劣化し、溶融混合が困難となり、混合された粉末の平均粒子の大きさが0.7μm未満でかつ10μmを超えるならば、原綿の柔軟性は低下し、溶解紡糸が困難になり、原綿の伸延性が低下して紡績糸への紡糸中しばしば切断するようになる。
【0027】
混合された粉末と、ポリエステルのような基礎樹脂との混合は、下記手順の任意の1つによって実施し得る。即ち、1)混合された樹脂チップを生産するために基礎樹脂の重合中に混合粉末が加えられ、その後合成原綿を製造するために同チップが融解紡糸された。2)マスターバッチ(親練)を形成するために先に重合された基礎樹脂が混合粉末と混合された。同マスターバッチは樹脂と混合され、次いで合成原綿を製造するために融解紡糸された。
【0028】
原料樹脂がアクリル樹脂ならば、混合粉末はスラリーの形で造られ、樹脂と混され、その後合成原綿を製造するために紡糸された。
【0029】
本発明により製造された人造原綿の例(例1−8)が、遠赤外線放射率、抗菌活性及びアンモニア脱臭率に関して、活性炭と混合されることなく製造された合成原綿の例(比較例1−3)と比較された(表1)。ここで用いられた混合粉末は、85重量%の活性炭、15重量%のゼオライト及び雲母に基礎づけられた無機抗菌担体とから成る。抗菌担中の銀含有量はで5重量%であった。
【0030】
抗菌活性は、KS方法(K0890規格)により大腸菌を使用して試験され、脱臭の評価は、KICM−FIR−1004方法によりアンモニア(NH3)ガスを用いて行われた。遠赤外線放射率はFT−IRを用いて5〜20μmにおいて測定され、平均放射率として表された。結果は下記表1に示される。
【0031】
【表1】
【0032】
【発明の効果】
前記から理解されるように、本発明により製造された機能性人造原綿は、抗菌及び脱臭効果を有し、人体に遠赤外線を放射し、従って、キルト(掛け布団)、ジャケット(上着)等のファイバーフィル(詰物用人造繊維)として用いるならば人体の健康を増進する。
Claims (4)
- 活性炭85%及び銀を含む無機抗菌担体15%からなる0.5〜20重量%の混合された粉末と、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリ
プロピレン、シリコンから選択された80〜99.5重量%の基礎樹脂とを混合し、該混合物を融解紡糸することから成る機能性合成原綿製造方法。 - 該混合された粉末の粒子サイズは、原綿の太さが3デニールデ未満ならば0.7〜2μm、7デニールならば1.5〜7μm、15デニールならば2〜10μmであることを特徴とする請求項1の方法。
- 該活性炭は、オーク、竹、カバノキ、クリの木、クワの木、ヤナギ、トネリコ、シラカバ、オーバカップオーク、マツ、サクラ、ツバキ、ハンノキ、キリを冬季に切断し、乾燥し、円形窯で900〜1200℃まで加熱した後、比表面積2500〜12000m2/gに粉砕することによって得られる、請求項1の方法。
- 該銀を含む無機抗菌担体は、ゼオライト、二酸化チタン、絹雲母、黒雲母、白雲母、イライト、マイカ、硫酸バリウム、トルマリンから選択される、請求項1の方法。
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