JP5799714B2 - 靭皮繊維の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、靭皮繊維の製造方法に関し、さらに詳しくは、レッティング処理前の予備解繊能力を高めて、レッティング期間を大幅に短縮するとともに使用水量を大幅に低減することができる靭皮繊維の製造方法に関する。

近年、例えば、ケナフ等の靭皮植物から得られる天然繊維は、環境保全の観点でその更なる活用が期待されている。従来、天然繊維の製造方法として、採取した靭皮植物の靭皮を、例えば、池、湖、川等に浸漬し、水中に含まれる微生物により、繊維を結合するペクチン等の結合物質を分解させる、所謂レッティング処理により繊維を抽出する方法が知られている。ここで、上記レッティング処理においてレッティング期間を短縮するとともに使用水量を低減することを目的として、レッティング処理前に靭皮植物の靭皮をローラプレスにより予備解繊する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２２０５０５号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、ローラプレスを利用して靭皮植物の靭皮を予備解繊しているので、靭皮植物の靭皮は主にローラで押し潰されるだけであり、予備解繊能力は比較的低いものであった。そのため、上記レッティング処理では、例えば、そのレッティング期間は２週間以上の長期間を要しており、その使用水量は繊維重量の１００倍以上の水量を要したり大量の汚染水が発生している。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、レッティング処理前の予備解繊能力を高めて、レッティング期間を大幅に短縮するとともに使用水量を大幅に低減することができる靭皮繊維の製造方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、靭皮植物の靭皮から靭皮繊維を得る靭皮繊維の製造方法であって、前記靭皮植物の靭皮を予備解繊する工程と、前記予備解繊された前記靭皮をレッティング処理する工程と、を備え、前記予備解繊する工程では、固定部と該固定部の表面に沿う方向に移動可能な可動部とを備える予備解繊手段を用い、前記予備解繊手段は、その内周壁が前記固定部をなす円筒状のドラムと、該ドラム内で軸芯回りに回転可能であり且つその先端側が前記可動部をなす回転羽根と、を備え、前記回転羽根は、前記ドラムの軸芯から遠心方向に延びる板部と、該板部の先端側から前記回転羽根の回転方向と反対側に延びて前記可動部をなす先端板部と、を備え、前記板部及び前記先端板部のそれぞれは、前記ドラムの軸芯方向に沿って延びており、前記予備解繊する工程は、前記回転羽根の回転により前記ドラムの内周壁と前記回転羽根の前記先端板部との間で前記ドラム内に投入された前記靭皮を擦り解す工程であることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載において、前記ドラムの内周壁と前記回転羽根の前記先端板部との最短間隔は５〜３０ｍｍであることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載において、前記回転羽根の回転方向の先端側には曲面部が形成されており、前記曲面部の曲率半径は２〜１０ｍｍであることを要旨とする。

本発明の靭皮繊維の製造方法によると、靭皮植物の靭皮が予備解繊され、その予備解繊された靭皮がレッティング処理され、そのレッティング処理された靭皮から靭皮繊維が得られる。そして、予備解繊する工程では、固定部の表面方向に沿う可動部の移動により固定部と可動部との間で靭皮が擦り解され、靭皮に含まれるペクチン等の結合物質による繊維同士の結合が解除又は十分に弱められるとともに、繊維及び結合物質の露出面積が極めて大きくなる。その結果、レッティング処理前の予備解繊能力が高められて、レッティング期間を大幅に短縮するとともに使用水量を大幅に低減することができる。
また、前記予備解繊手段が、ドラムと、回転羽根と、を備え、前記予備解繊する工程は、前記回転羽根の回転により前記ドラムの内周壁と前記回転羽根の先端側との間で前記ドラム内に投入された前記靭皮を擦り解す工程であるので、ドラムの内周壁と回転羽根の先端側との間で靭皮が繰り返し擦り解されることとなり、予備解繊能力を更に高めることができる。
さらに、前記回転羽根の回転方向の先端側に曲面部が形成されている場合は、ドラムの内周壁と回転羽根の先端側との間に靭皮が入り込み易くより確実に擦り解されることとなり、予備解繊能力を更に高めることができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
実施例に係る予備解繊装置を示す正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面拡大図である。 上記予備解繊装置の作用を説明するための説明図であり、（ａ）は靭皮の予備解繊中の状態を示し、（ｂ）は靭皮の予備解繊後の状態を示す。 上記予備解繊装置の作用を説明するための説明図である。 参考例の予備解繊装置を示す模式図である。

ここで示される事項は例示的なものおよび本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

１．靭皮繊維の製造方法
本実施形態１．に係る靭皮繊維の製造方法は、靭皮植物の靭皮から靭皮繊維を得る靭皮繊維の製造方法であって、靭皮植物の靭皮（Ｔ）を予備解繊する工程と、予備解繊された靭皮をレッティング処理する工程と、を備え、上記予備解繊する工程は、固定部（５、１７）と固定部の表面に沿う方向に移動可能な可動部（１３、１８）とを備える予備解繊手段（１、１９）を用いて、可動部の移動により固定部と可動部との間で靭皮を擦り解す工程であることを特徴とする（例えば、図３及び図５等参照）。

なお、上記「レッティング処理」とは、上記予備解繊された靭皮を液体中に浸して靭皮に含まれる靭皮繊維を結合するペクチン等の結合物質（「ガム成分」とも呼ばれる。）を分解する処理を意図する。また、上記「靭皮植物」としては、例えば、ケナフ、マニラ麻、サイザル麻、ジュート麻、綿花、雁皮、三椏、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹及び各種針葉樹（スギ及びヒノキ等）等を挙げることができる。

本実施形態１．に係る靭皮繊維の製造方法としては、例えば、上記予備解繊手段（１）は、その内周壁（２ａ）が上記固定部（５）をなす円筒状のドラム（２）と、ドラム内で軸芯回りに回転可能であり且つその先端側が上記可動部（１３）をなす回転羽根（３）と、を備え、上記予備解繊する工程は、回転羽根の回転によりドラムの内周壁と回転羽根の先端側との間でドラム内に投入された靭皮を擦り解す工程である形態（例えば、図１〜図３等参照）を挙げることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記回転羽根（３）の回転方向の先端側には曲面部（１４）が形成されていることができる（例えば、図３等参照）。この曲面部の曲率半径（Ｒ）としては、ドラムに投入される靭皮の大きさ、投入量等に応じて適宜選択できるが、例えば、２〜１０ｍｍ（好ましくは３〜７ｍｍ）等を挙げることができる（例えば、図３（ｂ）等参照）。これにより、靭皮を好適に擦り解すことができる。

上述の形態の場合、例えば、上記ドラム（２）の内周壁（２ａ）と回転羽根（３）の先端側との最短間隔（Ｓ）としては、ドラムに投入される靭皮の大きさ、投入量等に応じて適宜選択できるが、例えば、５〜３０ｍｍ（好ましくは１０〜２０ｍｍ）等を挙げることができる（例えば、図３（ｂ）等参照）。これにより、靭皮を好適に擦り解すことができる。

上述の形態の場合、例えば、上記回転羽根（３）は、ドラム（２）の軸芯から遠心方向に延びる板部（１１）と、この板部の先端側から回転羽根の回転方向と反対側に延びて上記可動部（１３）をなす先端板部（１２）と、を備えることができる（例えば、図３等参照）。これにより、ドラムの内周壁の表面と回転羽根の先端板部の表面との間の比較的広い面域で靭皮が擦り解されることとなり、予備解繊能力を更に高めることができる。

上述の形態の場合、例えば、上記ドラム（２）には、軸芯方向の一端側に靭皮（Ｔ）の投入口（６）が設けられ、軸芯方向の他端側に靭皮の排出口（７）が設けられ、内周壁（２ａ）に投入口から投入された靭皮を排出口に向かって搬送するためのガイド部（８）が設けられ、上記ドラムは、その軸芯が横方向（特に、水平方向）を向くように配設されていることができる（例えば、図１及び図２等参照）。これにより、投入口からドラム内に投入された靭皮は、ドラムの内周壁の底側と回転羽根の先端側との間で繰り返し擦り解されるとともに、ガイド部によりドラム内を排出口に向かって搬送される。よって、予備解繊能力とともに予備解繊された靭皮の排出性を更に高めることができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。

（１）予備解繊装置の構成
本実施例に係る予備解繊装置１（本発明に係る「予備解繊手段」として例示する。）は、図１及び図２に示すように、円筒状のドラム２と、このドラム２内で軸芯回りに回転可能である複数（図２中で４枚）の回転羽根３と、を備えている。

上記ドラム２は、その軸芯が水平方向を向くように配設されている。このドラム２の内周壁２ａの底側部分（例えば、ドラムの軸芯より下側部分）は固定部５を構成している。また、このドラム２には、軸芯方向の一端側に靭皮の投入口６が設けられ、軸芯方向の他端側に靭皮の排出口７が設けられ、内周壁２ａ内に投入口６から投入された靭皮Ｔを排出口７に向かって搬送するための湾曲板状の複数のガイド部８が設けられている。

上記各回転羽根３は、駆動モータ（図示省略）により回転駆動される回転軸１０から遠心方向に延びる板部１１と、この板部１１の先端側から回転羽根３の回転方向と反対側に延びる先端板部１２と、を備えている。この先端板部１２は、上記固定部５の表面に沿う方向に移動可能な可動部１３を構成している。また、図３に示すように、各回転羽根３の板部１１及び先端板部１２の連絡部分における回転羽根３の回転方向の先端側には曲面部１４が形成されている。この曲面部１４の曲率半径Ｒは約５ｍｍとされている。また、上記ドラム２の内周壁２ａと回転羽根３の先端板部１２との最短間隔Ｓは約１０ｍｍとされている。

（２）予備解繊装置の作用
次に、上記構成の予備解繊装置１の作用について説明する。先ず、ドラム２内で回転羽根３を所定速度（例えば、１５００ｒｐｍ等）で回転させ、その状態でドラム２内に投入口６から所定量（例えば、１００ｋｇ／ｈ）で植物繊維の靭皮Ｔを投入する。すると、ドラム２内に投入された靭皮Ｔは、その繊維方向がドラム２の軸芯と略平行方向を向くようにドラム２の内周壁２ａの底側と回転羽根３の先端板部１２との間に入り込み、両者２ａ、１２の表面の間で繰り返し擦り解される（図３及び図４参照）。このとき、靭皮Ｔに含まれるペクチン等の結合物質による繊維同士の結合は解除又は十分に弱められるとともに、繊維及び結合物質の露出面積が極めて大きくなる。そして、擦り解された靭皮Ｔは、ガイド部８によりドラム２内を排出口７に向かって搬送される（図１参照）。なお、ドラム２内の靭皮Ｔの一部は、回転羽根３の板部１１の表面や先端板部１２で回転方向に跳ね飛ばされる。

（３）靭皮繊維の製造方法
次に、本実施例に係る靭皮繊維の製造方法について説明する。この靭皮繊維の製造方法は、ケナフ等の靭皮植物を靭皮Ｔと芯材とに分離する分離工程と、上記予備解繊装置１を用いて分離された靭皮Ｔを予備解繊する予備解繊工程と、予備解繊された靭皮Ｔをレッティング処理するレッティング工程と、レッティング処理された靭皮Ｔ（繊維）を洗浄する洗浄工程と、洗浄された靭皮Ｔ（繊維）を乾燥する乾燥工程と、を備えている。

上記分離工程では、手作業により靭皮Ｔと芯材との間に道具を差し込み、靭皮Ｔ中の繊維の方向に沿って剥いていく。この分離工程で得られる靭皮Ｔは、繊維を多量に含む内皮及び内皮の外側を覆う外皮を備える。また、上記予備解繊工程では、分離された靭皮Ｔは、投入口６からドラム２内に投入されて、各回転羽根３の回転によりドラム２の内周壁２ａと回転羽根３の先端板部１２との間で擦り解される。

上記レッティング工程では、予備解繊された靭皮Ｔは、自然界に存在する池等の水中に沈めて約４日間程度常温で放置される。これにより、靭皮Ｔに含まれる靭皮繊維を結合するペクチン等の結合物質が分解される。また、上記洗浄工程では、レッティング処理された靭皮Ｔの両端部を固定した状態で、それ以外の部分に向けて靭皮Ｔに対して水溶液が吹き付けられる。さらに、上記乾燥工程では、洗浄された靭皮Ｔを３日間屋外で自然乾燥させる。

（４）実施例の効果
以上より、本実施例の靭皮繊維の製造方法によると、靭皮植物の靭皮Ｔが予備解繊され、その予備解繊された靭皮Ｔがレッティング処理され、そのレッティング処理された靭皮Ｔから靭皮繊維が得られる。そして、予備解繊する工程では、固定部５の表面方向に沿う可動部１３の移動により固定部５と可動部１３との間で靭皮Ｔが擦り解され、靭皮に含まれるペクチン等の結合物質による繊維同士の結合が解除又は十分に弱められるとともに、繊維及び結合物質の露出面積が極めて大きくなる。その結果、レッティング前の予備解繊能力が高められて、レッティング期間を大幅に短縮するとともに使用水量を大幅に低減することができる。この使用水量の低減により、環境面での悪影響（例えば、汚泥、臭気等）の発生が抑制される。

具体的には、本実施例のドラム２及び回転羽根３を利用した予備解繊では、レッティング期間として４日間を要し、使用水量として繊維重量の１０倍程度の水量を要すれば、不要成分が十分に除去された高品質の靭皮繊維が得られた。これに対して、従来のローラプレスを利用した予備解繊では、レッティング期間として２週間以上の長期間を要し、使用水量として繊維重量の１００倍以上の水量を要していた。

また、本実施例では、予備解繊装置１が、ドラム２と、回転羽根３と、を備え、予備解繊する工程は、回転羽根３の回転によりドラム２の内周壁２ａと回転羽根３の先端側との間でドラム２内に投入された靭皮Ｔを擦り解す工程であるので、ドラム２の内周壁２ａと回転羽根３の先端側との間で靭皮Ｔが繰り返し擦り解されることとなり、予備解繊能力を更に高めることができる。

さらに、本実施例では、回転羽根３の回転方向の先端側に曲面部１４が形成されているので、ドラム２の内周壁２ａと回転羽根３の先端側との間に靭皮Ｔが入り込み易くより確実に擦り解されることとなり、予備解繊能力を更に高めることができる。

また、本実施例では、回転羽根３は、ドラム２の軸芯から遠心方向に延びる板部１１と、この板部１１の先端側から回転羽根３の回転方向と反対側に延びて可動部１３をなす先端板部１２と、を備えるので、ドラム２の内周壁２ａの表面と回転羽根３の先端板部１２の表面との間の比較的広い面域で靭皮Ｔが擦り解されることとなり、予備解繊能力を更に高めることができる。

さらに、本実施例では、ドラム２には、軸芯方向の一端側に靭皮Ｔの投入口６が設けられ、軸芯方向の他端側に靭皮Ｔの排出口７が設けられ、内周壁２ａに投入口６から投入された靭皮Ｔを排出口７に向かって搬送するためのガイド部８が設けられ、ドラム２は、その軸芯が横方向を向くように配設されているので、投入口６からドラム２内に投入された靭皮Ｔは、ドラム２の内周壁２ａの底側と回転羽根３の先端側との間で繰り返し擦り解されるとともに、ガイド部８によりドラム２内を排出口７に向かって搬送される。よって、予備解繊能力とともに予備解繊された靭皮の排出性を更に高めることができる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。すなわち、上記実施例では、ドラム２の内周壁２ａである固定部５と、回転羽根３の先端側である可動部１３と、を備える予備解繊装置１を例示した。参考例として、例えば、図５に示すように、固定部１７と、この固定部１７の表面方向に往復動可能であり且つ固定部１７の表面に対して近接・離反可能である可動部１８と、を備える予備解繊装置１９を挙げることができる。この場合、例えば、固定部１７に対して可動部１８を図５中に矢印で示す方向に繰り返し移動させれば、固定部１７と可動部１８との間で靭皮Ｔは擦り解される。

また、上記実施例では、レッティング処理として、自然界に存在する池等の水溶液に靭皮を浸す処理を例示したが、これに限定されず、例えば、人工的に設けた浴槽に適当な薬剤を投与してなる薬液に靭皮を浸したり、アルカリ性物質と過酸化水素あるいは過酸化水素発生剤とを添加した混合水溶液に靭皮を浸したりしてもよい。

さらに、上記実施例では、その軸芯が水平方向を向くドラム２を例示したが、これに限定されず、例えば、その軸芯が水平に対して傾斜する横方向を向くドラムとしてもよい。

前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述および図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲または精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料および実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形または変更が可能である。

靭皮植物の靭皮（外皮）から靭皮繊維を得る技術として広く利用される。

１，１９；予備解繊装置、２；ドラム、３；回転羽根、５，１７；固定部、１３，１８；可動部、１４；曲面部。

Claims (3)

1. 靭皮植物の靭皮から靭皮繊維を得る靭皮繊維の製造方法であって、
   前記靭皮植物の靭皮を予備解繊する工程と、
   前記予備解繊された前記靭皮をレッティング処理する工程と、を備え、
   前記予備解繊する工程では、固定部と該固定部の表面に沿う方向に移動可能な可動部とを備える予備解繊手段を用い、
   前記予備解繊手段は、その内周壁が前記固定部をなす円筒状のドラムと、該ドラム内で軸芯回りに回転可能であり且つその先端側が前記可動部をなす回転羽根と、を備え、
   前記回転羽根は、前記ドラムの軸芯から遠心方向に延びる板部と、該板部の先端側から前記回転羽根の回転方向と反対側に延びて前記可動部をなす先端板部と、を備え、前記板部及び前記先端板部のそれぞれは、前記ドラムの軸芯方向に沿って延びており、
   前記予備解繊する工程は、前記回転羽根の回転により前記ドラムの内周壁と前記回転羽根の前記先端板部との間で前記ドラム内に投入された前記靭皮を擦り解す工程であることを特徴とする靭皮繊維の製造方法。
2. 前記ドラムの内周壁と前記回転羽根の前記先端板部との最短間隔は５〜３０ｍｍである請求項１記載の靭皮繊維の製造方法。
3. 前記回転羽根の回転方向の先端側には曲面部が形成されており、前記曲面部の曲率半径は２〜１０ｍｍである請求項１又は２記載の靭皮繊維の製造方法。

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