JP2006144213A - 瓦破砕材を含有する繊維および紙 - Google Patents

Abstract

【課題】産業廃棄物である廃棄瓦に高付加価値を与えるものであり、遠赤外線放射能力とマイナスイオン発生能力とを有する繊維および紙を提供する。
【解決手段】瓦破砕材を含有する繊維とする。前記瓦破砕材を１〜３０重量％含有することが好ましく、その粒径は０．１〜１０μｍであることが好ましい。また、瓦破砕材と繊維形成性の高分子とを混合する工程、および、得られた組成物を紡糸する工程を含む繊維の製造方法とする。さらに、瓦破砕材を含有する紙とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、瓦破砕材を含有する繊維および紙に関し、詳細には、遠赤外線放射能力とマイナスイオン発生能力とを有する繊維および紙に関するものである。

建築物などに使用される瓦は、産業廃棄物として埋め立て処分されている。近年、産業廃棄物の排出量が増加する傾向にあり、処分場不足が深刻化することが予想されている。そこで、産業廃棄物の削減が強く望まれており、瓦も例外ではない。

ところで、近年、健康志向の高まりにより、マイナスイオン効果や遠赤外線効果などが注目されている。

特許文献１には、麦飯石およびトルマリンなどの遠赤外線を放射する粉粒体と、サマルスキー石などの放射性物質を含む鉱石の粉粒体とを繊維製品に付与し、育成光線とマイナスイオンの両方の効果が得られるようにした繊維製品が開示されている。

また、特許文献２には、繊維形成性の有機高分子中に吸光蓄熱性および遠赤外線放射性の酸化鉄系セラミックスを含有させることが記載されている。

しかしながら、産業廃棄物である廃棄瓦を再利用して、マイナスイオン効果および遠赤外線効果を得るものについては、開示されていない。

特開２００２−３０８６６５号公報 特開平７−３２４２２０号公報

本発明は、産業廃棄物である廃棄瓦に高付加価値を与えるものであり、遠赤外線放射能力とマイナスイオン発生能力とを有する繊維および紙を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は、瓦破砕材を含有する繊維に関する。

前記瓦破砕材を１〜３０重量％含有することが好ましい。

前記瓦破砕材の粒径が０．１〜１０μｍであることが好ましい。

前記繊維がレーヨンであることが好ましい。

また、前記繊維と綿とからなる混紡糸に関する。

さらに、瓦破砕材と繊維形成性の高分子とを混合する工程、および、得られた組成物を紡糸する工程を含む繊維の製造方法に関する。

さらに、瓦破砕材を含有する紙に関する。

前記瓦破砕材を１〜３０重量％含有することが好ましい。

前記瓦破砕材の粒径が０．１μｍ〜２ｍｍであることが好ましい。

繊維および紙に、瓦破砕材を付与したことにより、遠赤外線放射能力とマイナスイオン発生能力を付与することができ、さらには、その耐光堅牢度を向上させることができる。また、産業廃棄物である瓦を再利用することができる。

本発明は、１０００℃以上で焼成することにより得られたセラミックスである瓦が、遠赤外線放射能力とマイナスイオン発生能力を有することを見出しなされたものであり、埋立処分するしかなかった廃棄瓦に高付加価値を与えるものである。

本発明の繊維および紙は、瓦破砕材を含有している。

瓦破砕材に使用する瓦は、とくに限定されず、原料の粘土を所定形状に成形して施釉したのち焼成した粘土瓦、水硬性セメントなどの無機凝結硬化材などを含む組成物をプレス成形加工したのち養生したコンクリート瓦、セメントに砂および水を混ぜて所定形状にプレス加工したのち養生した厚形スレート瓦、またはモルタル瓦などがあげられる。なかでも、粘土のみで形成されており、十分な吸着性を有する点で、粘土瓦が好ましい。

前記吸着性は、本発明で使用される瓦が１５％という高い空隙率を有することによる。これにより、吸水性、保水性および保湿性などの効果をも繊維および紙に付与することができる。

瓦破砕材の粒径は、繊維径または紙の厚みに応じて決定することができ、特に限定されない。なかでも、繊維に含有させる場合は、瓦破砕材の粒径は、０．１〜１０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましい。また、粒径の上限は３μｍであることがさらに好ましい。粒径が１０μｍをこえると、繊維を製造する際の加工特性が低下したり、瓦破砕材が脱落しやすくなる傾向にある。また、紙に含有させる場合は、０．１μｍ〜２ｍｍであることが好ましい。粒径の上限は、１５０μｍであることがより好ましく、５０μｍであることがさらに好ましく、３０μｍであることがとくに好ましい。また、下限は０．５μｍであることがより好ましく、２０μｍであることがさらに好ましく、６０μｍであることがとくに好ましい。粒径が０．１μｍより小さいと、瓦破砕材による効果が得られ難く、瓦破砕材を有することによる独特の風合いを得ることが難しくなる傾向にある。２ｍｍをこえると、紙を製造する際の加工特性が低下する、瓦破砕材が脱落しやすくなる、および、文字や絵を滑らかに描き難くなる傾向にある。また、粒径が６０〜１５０μｍであると、紙の表面に適度な凹凸が得られ、瓦破砕材の独特の風合いをもつ仕上がりとなる。

本発明の繊維は、その紡糸工程において瓦破砕材を混合することが可能なものであれば特に限定されず、ポリエステル、ナイロンおよびポリウレタンなどの合成繊維、セルロース系およびたんぱく質系等の再生繊維、セルロース系等の半合成繊維などがあげられる。なかでも、他の繊維と馴染みやすいという点で、セルロース系再生繊維であるレーヨンが好ましい。なお、瓦破砕材により、レーヨンなどの紫外線により変色しやすい繊維であっても、その耐光堅牢度を向上することができる。また、その径としては、１〜１００μｍであることが好ましく、１〜２０μｍがより好ましい。１００μｍをこえると、紡糸性が低下する傾向にある。

本発明の紙は、植物原料を機械的または化学的に処理して得られるパルプからなるもの（いわゆる洋紙）、コウゾ、ミツマタおよびガンピなどからなるもの（いわゆる和紙）、または、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリエステルなどの石油化学製品からなるもの（いわゆる合成紙）などがあげられ、特に限定されない。前記パルプの原料としては、木材パルプ、竹パルプ、エスパルトパルプ、バガスパルプ、ボロパルプおよびリンターパルプなどがあげられる。なかでも、汎用性がある点で木材パルプが好ましい。さらに、紙は、用途により、新聞紙およびＯＡ用紙などの印刷・情報用紙、クラフト紙などの包装用紙、ティッシュペーパーなどの衛生用紙、および雑種紙に分類されるが、特に限定されない。なお、瓦破砕材により、紫外線により変色しやすい紙であっても、その耐光堅牢度を向上することができる。さらに、紙の柔軟性が向上する。これは、紙の繊維間の空隙に入り込んだ瓦破砕材が、クッション材の役割を果たすことによると考えられる。

前記紙の原料に瓦破砕材を混合し、抄紙することによって、本発明の紙を得ることができる。また、瓦破砕材と水などとを混合してなるコーティング剤を、紙に塗布することによっても、本発明の紙を得ることができる。

前記瓦破砕材は、繊維または紙中に１〜３０重量％含まれていることが好ましく、３〜３０重量％であることがより好ましく、５〜２０重量％であることがさらに好ましい。１重量％より少ないと、マイナスイオン発生および遠赤外線放射の効果が得られにくくなる傾向にあり、３０重量％をこえると、繊維または紙を製造する際の加工特性が低下したり、瓦破砕材が脱落しやすくなる傾向にある。

また、本発明の繊維は、混紡、混繊、交織または交編することにより、他の繊維と組み合わせて使用することができる。他の繊維としては、用途に応じて決定することができ、特に限定されないが、ポリエステル、ナイロンおよびポリウレタンなどの合成繊維、セルロース系およびたんぱく質系等の再生繊維、セルロース系等の半合成繊維、綿、麻、絹および毛などの天然繊維があげられる。なかでも、本発明の繊維のステープルと綿とを混合し、紡績することにより得られる混紡糸が好ましい。

また、他の繊維と組み合わせて使用する場合、本発明の繊維を１０〜７０重量％含有することが好ましい。本発明の繊維が１０重量％より少ないと、マイナスイオン発生および遠赤外線放射の効果が得られにくくなる傾向にあり、７０重量％をこえると、他の繊維と組み合わせたことによる効果が得られにくくなる傾向にある。

本発明の繊維は、前記瓦破砕材と繊維形成性の高分子とを混合する工程、および、得られた組成物を紡糸する工程により製造することができる。繊維形成性の高分子とは、紡糸により繊維を形成することのできる高分子をいい、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタンおよびセルロースなどがあげられる。これら高分子と瓦破砕材とを混合し、乾式紡糸、湿式紡糸または溶融紡糸などの方法により紡糸し、繊維とする。

本発明の繊維または混紡糸は、タオル、肌着、服、靴下、サポーターおよび手袋などに使用することができる。

以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例１
溶解パルプに濃度約１８％の水酸化ナトリウム溶液を加え、アルカリセルロースを得た。ついで、圧搾、粉砕、老成を行ない、二硫化炭素を加えて硫化した。その後、水酸化ナトリウム水溶液を加えて溶解し、ビスコースを得た。

得られたビスコースに、瓦破砕材（粘土瓦、粒径０．５〜２．０μｍ）を１０重量％となるように加え、撹拌して組成物を得た。得られた組成物を、紡糸ノズルから酸性浴中に押出し、繊維径約９μｍのレーヨン繊維を得た。

得られたレーヨン繊維を、１ｍｍ以下の繊維に切断し、レーヨンステープルとした。このレーヨンステープルと綿とを混合、紡績し、レーヨン３０重量％および綿７０重量％からなる混紡糸を得た。

得られた混紡糸について、遠赤外線放射率とマイナスイオン数とを測定した。結果を図１、２および３に示す。
１）遠赤外線放射率測定
測定機種 ＪＩＲ−Ｅ５００
測定温度 ３５℃
分解能 １６ｃｍ^-1
積算回数 ２００回
検出器 ＭＣＴ

図１中、曲線２は、黒体（入射する光を１００％吸収し、エネルギー放射能力が最大の物体）の放射エネルギーを示している。また、図２の放射率は、黒体の放射強度を１００としたときの放射強度の比率を示している。

図１および２より、本発明の混紡糸は、黒体に近い遠赤外線放射率をもつことがわかる。

２）マイナスイオン数測定
測定機器 ＩＯＮ ＴＥＳＴＥＲ ＫＳＴ−９００型（神戸電波製）
測定環境 天候：晴れ、室温：２４．２℃、湿度４６％
測定時の室内マイナスイオン数 平均４３個／ｃｃ
測定開始から２５秒経過時に弱摩擦を行ない、５５秒経過時に強摩擦を行なった。弱摩擦時のマイナスイオン数は９４個／ｃｃ、強摩擦時のマイナスイオン数は２６０個／ｃｃに増加した。

実施例２
木材パルプ濃度１０〜４０重量％の水溶液に、瓦破砕材（粘土瓦、赤色、粒径０．５〜２．０μｍ）を前記木材パルプの１〜３０重量％となるように加えて撹拌し、赤色の瓦を含有する水溶液を得た。

得られた水溶液を、抄紙機のリップから出し、圧搾して水分を抜いた後、ドライヤーにて乾燥した。ついで、カレンダー機（ローラー式艶出し機）に通して、厚さ３５ｇ／ｍ²の紙を得た。

得られた紙について、実施例１と同様にして遠赤外線放射率を測定した。結果を図４および５に示す。図４および５より、本発明の紙は、黒体に近い遠赤外線放射率をもつことがわかる。

実施例３
瓦破砕材として、黒色の粘土瓦（粒径０．５〜２．０μｍ）を用いたこと以外は、実施例２と同様にして、厚さ３５ｇ／ｍ²の紙を得た。

得られた紙について、実施例１と同様にして遠赤外線放射率を測定した。結果を図６および７に示す。図６および７より、本発明の紙は、黒体に近い遠赤外線放射率をもつことがわかる。

実施例４
木材パルプからなる紙に、瓦破砕材（粘土瓦、赤色、粒径０．５〜２．０μｍ）１０〜５０重量％、バインダーおよび水からなるコーティング剤を、コンマコーターを用いて塗布した。ついで、８５℃で５分間乾燥させ、厚さ５μｍの瓦破砕材の塗膜を有する紙を得た。

実施例５
瓦破砕材として、黒色の粘土瓦（粒径０．５〜２．０μｍ）を用いたこと以外は、実施例４と同様にして、厚さ５μｍの瓦破砕材の塗膜を有する紙を得た。

３）耐光堅牢度試験
実施例２〜５で得られた紙について、ＪＩＳ Ｌ ０８４２（紫外線カーボンアーク灯光に対する耐光試験）に従い試験した。

その結果、耐光堅牢度はいずれも４級以上であった。比較のために、瓦破砕材を含有しない紙についても試験したところ、耐光堅牢度は３級未満であった。これらのことから、瓦破砕材により、紙の耐光堅牢度が向上することがわかる。

実施例１における遠赤外線の放射輝度を示すグラフである。 実施例１における遠赤外線の放射率を示すグラフである。 実施例１におけるマイナスイオン数の変化を示すグラフである。 実施例２における遠赤外線の放射輝度を示すグラフである。 実施例２における遠赤外線の放射率を示すグラフである。 実施例３における遠赤外線の放射輝度を示すグラフである。 実施例３における遠赤外線の放射率を示すグラフである。

符号の説明

１ 本発明の混紡糸
２ 黒体
３ 本発明の紙

Claims (9)

1. 瓦破砕材を含有する繊維。
2. 前記瓦破砕材を１〜３０重量％含有する請求項１記載の繊維。
3. 前記瓦破砕材の粒径が０．１〜１０μｍである請求項１または２記載の繊維。
4. 前記繊維がレーヨンである請求項１、２または３記載の繊維。
5. 請求項１、２、３または４記載の繊維と綿とからなる混紡糸。
6. 瓦破砕材と繊維形成性の高分子とを混合する工程、および、得られた組成物を紡糸する工程を含む繊維の製造方法。
7. 瓦破砕材を含有する紙。
8. 前記瓦破砕材を１〜３０重量％含有する請求項７記載の紙。
9. 前記瓦破砕材の粒径が０．１μｍ〜２ｍｍである請求項７または８記載の紙。

Images