特許 6873466 炭化物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6873466

(24)【登録日】2021年4月23日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】炭化物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C10B 53/02 20060101AFI20210510BHJP

【ＦＩ】

   C10B53/02

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-45629(P2017-45629)

(22)【出願日】2017年3月10日

(62)【分割の表示】特願2016-148900(P2016-148900)の分割

【原出願日】2016年7月28日

(65)【公開番号】特開2018-16783(P2018-16783A)

(43)【公開日】2018年2月1日

【審査請求日】2019年7月18日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】505065582

【氏名又は名称】村上産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002826

【氏名又は名称】特許業務法人雄渾

(72)【発明者】

【氏名】村上 勝代

【審査官】 森 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０６４６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０５１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１０４８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２１１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２０１９１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第６０２８１８６（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ１０Ｂ ４７／２８

Ｃ１０Ｂ ５３／０２

Ｃ１０Ｌ ５／４４

Ｂ０９Ｂ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

イグサを２００〜５００℃の温度に加熱された加熱部に接触させることにより前記イグサを加熱する加熱工程、及び、
前記イグサを前記加熱部の上で転動させる転動工程、を備え、
前記加熱工程は、前記イグサと空気が接触した状態であり、
前記加熱工程の時間は、３０分以内であることを特徴とする、イグサの炭化物の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の製造方法により得られることを特徴とする、イグサの炭化物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イグサを炭化処理して炭化物を製造する方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、炭化処理時間が短縮化され、省エネルギー性に優れた炭化物の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

草本や木本等の炭化物は、硫化水素やアンモニア等のガス吸着剤として利用されている。例えば、特許文献１には、畳表に利用するイグサの炭化物を硫化水素やアンモニア等のガス吸着剤として利用する方法が開示されている。また、この特許文献１では、イグサを不活性ガス雰囲気下で４００〜５００℃に加熱してイグサ炭化物を得る方法も開示されている。

【0003】

草本や木本等を加熱して炭化物を得る方法としては、特許文献１にも開示されているように、一般的には電気炉等の炉を用いて行い、４００〜８００℃で、３時間加熱する。また、発火しないように不活性ガス雰囲気下で炭化処理を行っている。

【0004】

その他の炭化物の製造方法としては、下側から加熱された金属製の加熱板上で加熱する方法が知られている。例えば、特許文献２には、断面山型に形成された加熱板にコーンコブの粒状物を載せ、約１５時間をかけて炭化する方法が開示されている。また、炭化温度は６００〜７００℃とし、完全燃焼をさけるために適宜、切り返しをして蒸し焼きとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−６４６５３号公報

【特許文献2】特開２００８−８１３３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のイグサの炭化物の製造方法によれば、長時間加熱するため、熱供給のための燃料や電力を大量に消費する。また、製造時間も長くなり、作業性が悪い。
そこで、本発明の課題は、炭化処理時間を短縮化することにより、熱供給のための消費エネルギーを低減しつつ、製造時間が短縮化された炭化物の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、イグサを２００〜５００℃の温度に加熱された加熱部の上を転動させることにより、従来の炉内で加熱するイグサの炭化物の製造方法と比べて短時間で炭化物を得られることを見出し、本発明を完成した。
具体的には、以下の炭化物の製造方法である。

【0008】

上記課題を解決するための炭化物の製造方法は、イグサを２００〜５００℃の温度に加熱された加熱部に接触させることにより前記イグサを加熱する加熱工程、及び、前記イグサを前記加熱部の上で転動させる転動工程、を備え、前記加熱工程の時間は、３０分以内であることを特徴とする。

【0009】

この炭化物の製造方法によれば、イグサが２００〜５００℃の温度に加熱された加熱部と接触しているため、加熱部からイグサへ効率良く熱が伝わり、従来の炉内で加熱する炭化方法と比べて短時間で炭化物を得ることができる。そのため、熱供給のためのエネルギー消費が低減される。更に、加熱部の温度も２００〜５００℃と低温であり、より一層の省エネルギー化を実現できる。また、製造時間も短縮化され、作業性に優れた炭化物の製造方法を提供することができる。

【0010】

イグサは、細長い円筒形状の外筒部と、その内部に綿状の繊維を有しており、この内部の綿状の繊維の炭化物には、セシウム吸着能等において優れた効果がある。そして、イグサの炭化処理を高温で行うと、それらの効果の低下が認められる。これは、高温で処理したことにより、内部の綿状の繊維が消失することに起因するものと推察される。しかし、本発明の炭化物の製造方法によれば、低温で炭化処理することができるため、セシウム吸着能等において優れた効果を有する炭化物を得ることができる。

【0011】

更に、本発明の一実施態様としては、上記炭化物の製造方法において、加熱工程は、加熱部の温度が２００〜３５０℃であるという特徴を有する。
この特徴によれば、低温で炭化処理できるため、省エネルギー化の観点で優れた効果を発揮する。

【0012】

更に、本発明の一実施態様としては、上記炭化物の製造方法において、加熱工程は、イグサと空気が接触した状態であるという特徴を有する。
この特徴によれば、イグサと空気が接触した状態で加熱することにより炭化が速く進行するため、さらに短時間で炭化することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の炭化物の製造方法によれば、炭化処理時間が短縮化され、熱供給のための消費エネルギーを低減しつつ、製造時間が短縮化された炭化物の製造方法を提供することができる。

【0014】

また、本発明の炭化物の製造方法によれば、イグサの内部の綿状の繊維のような弱い構造物の炭化物を得ることができる。これにより、イグサの炭化物であって、内部に綿部の炭化物を有するイグサの炭化物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施態様の炭化物の製造方法に用いた炭化処理装置の概略説明図である。

【図2】本発明の第２の実施態様の炭化物の製造方法に用いた炭化処理装置の概略説明図である。

【図3】本発明の第３の実施態様の炭化物の製造方法に用いた炭化処理装置の概略説明図である。

【図4】加熱部の温度が約２５０℃で炭化した実施例１のイグサ炭化物（試料１）のラマンスペクトルを表す図である。

【図5】加熱部の温度が約４５０℃で炭化した実施例２のイグサ炭化物（試料２）のラマンスペクトルを表す図である。

【図6】電気炉を用いて、炭化温度４８０℃、炭化処理時間１８０分間で炭化した比較例１のイグサ炭化物のラマンスペクトルを表す図である。

【図7】電気炉を用いて、炭化温度３００℃で炭化した比較例２のイグサ炭化物のラマンスペクトルを表す図である。図７（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ炭化処理時間１０分間、２０分間、３０分間、４０分間で処理したイグサ炭化物のラマンスペクトルを示す。

【図8】電気炉を用いて、炭化温度３５０℃で炭化した比較例３のイグサ炭化物のラマンスペクトルを表す図である。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ炭化処理時間１０分間、２０分間、３０分間、４０分間で処理したイグサ炭化物のラマンスペクトルを示す。

【図9】イグサの熱重量測定の結果を表す図である。図９（Ａ）は、試料重量（ＴＧ）の変化を表す図である。図９（Ｂ）は、試料重量の減少速度（ＤＴＧ）を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の炭化物の製造方法は、被炭化物を２００〜５００℃の温度に加熱された加熱部に接触させることにより被炭化物を加熱する加熱工程と、被炭化物を加熱部上で転動させる転動工程、を備えたものであって、被炭化物としてイグサを処理するものである。

【0017】

（被炭化物）
本発明の被炭化物は、特に制限されることなく、加熱することにより炭化物を形成するものであればよい。例えば、イグサや稲わらのような草本、杉チップのような木本、木本の葉、ヤシ殻、紙、プラスチック、乾燥汚泥等が挙げられる。形状は、特に制限されないが、加熱部からの効率良く熱を伝達するという観点から、棒状、粒状であることが好ましい。棒状の場合には、その断面の最大径又は最大の辺の長さが、好ましくは５ｃｍ以下であり、より好ましくは３ｃｍ以下であり、特に好ましくは１ｃｍ以下である。粒状の場合には、最大径が好ましくは２０ｃｍ以下であり、より好ましくは１０ｃｍ以下であり、特に好ましくは５ｃｍ以下である。

【0018】

被炭化物の含水率は、特に制限されないが、好ましくは８０質量％以下であり、より好ましくは５０質量％以下であり、更に好ましくは３０質量％以下であり、特に好ましくは１５質量％以下である。被炭化物の含水率は、天日干しや加熱乾燥等の公知の乾燥処理により調整することができる。

【0019】

本発明の炭化物の製造方法に好適な被炭化物は、木本の葉又は草本であり、草本として特に好適なものは、イグサである。
イグサとは、イグサ科の植物であり、主に、畳表やゴザ等に利用される植物である。イグサの原料としては、特に制限されないが、廃棄物の有効利用という観点から、畳表やゴザ等の製造の際に生じるイグサ廃棄物を利用することが好ましい。

【0020】

イグサの茎部は、細長い円筒形状の外筒部と、その内部に綿状の繊維（以下、「綿部」という。）を有している。この綿部を炭化した炭化物は、セシウム吸着能等、特異な吸着性能を示す。この綿部を高温で炭化処理すると、内部の綿状の繊維が消失し、吸着性能が低下する。そのため、高温で長時間の炭化処理を行う従来の炭化処理方法では得ることができなかった。しかし、本発明の炭化物の製造方法によれば、低温、短時間で炭化処理することができるため、綿部の炭化物を得ることができる。

【0021】

イグサを炭化処理する場合には、イグサの原料を裁断することが好ましく、裁断される長さとしては、長手方向に０．１〜１００ｍｍが好ましく、０．２〜５０ｍｍが更に好ましく、１〜３０ｍｍが特に好ましい。これにより、加熱部から効率良く熱が伝わるため、本発明の効果をより一層発揮することができる。

【0022】

また、イグサを炭化処理する際に、全草を炭化処理しても、茎部のみを炭化処理してもよい。更には、茎部の外筒部と綿部を分離して炭化処理してもよい。

【0023】

また、木本の葉であれば、そのままの形状でもよいし、裁断してもよい。裁断する場合には、最大の辺の長さ又は最大径が、好ましくは２０ｃｍ以下であり、より好ましくは１０ｃｍ以下であり、特に好ましくは５ｃｍ以下である。

【0024】

次に、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態は、本発明を限定するものではない。

【0025】

［第１の実施態様］
図１は、本発明の第１の実施態様の炭化物の製造方法に用いた炭化処理装置１０の概略説明図である。
この炭化処理装置１０は、被炭化物１を載せた加熱部２、加熱部２に熱を供給する熱供給部３、加熱部２の表面の温度を測定する温度センサ４を備えた構成である。

【0026】

（加熱工程）
加熱工程は、被炭化物１を２００〜５００℃の温度に加熱された加熱部２に接触させることにより被炭化物１を加熱する工程である。
被炭化物１を加熱部２に接触させることにより、効率的に被炭化物１を加熱することができるため、短時間で炭化物を製造することができる。

【0027】

なお、被炭化物と加熱部を接触させる方法としては、加熱部を２００〜５００℃に加熱後に被炭化物を接触させてもよいし、被炭化物と加熱部を接触させた後に加熱部を２００〜５００℃に加熱してもよい。加熱工程の時間を短縮化するという観点から、加熱部を２００〜５００℃に加熱後に被炭化物を接触することが好ましい。

【0028】

また、加熱部２の温度は、２００〜５００℃であり、好ましくは２００〜４００℃であり、特に好ましくは２００〜３５０℃である。加熱部２の温度を低温とすることにより、被炭化物１と空気が接触した状態で加熱しても発火による燃焼を抑制することができる。また、セシウム吸着能など、特異な吸着性能を有する炭化物を得ることができる。

【0029】

被炭化物１と空気が接触した状態とは、大気雰囲気下、すなわち１０〜３０体積％程度の酸素を含む空気雰囲気下を意味する。このような状態を形成する構成としては、特に制限されないが、例えば、図１に示すように、加熱部２の上方を開放して被炭化物１を加熱する構成や、閉塞した炭化室に空気を供給しながら加熱する構成等が挙げられる。なお、被炭化物１と空気を接触した状態で加熱すると炭化処理が促進されるため、炭化処理時間を短縮化するという効果を奏する。

【0030】

また、窒素、二酸化炭素、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で加熱してもよい。このような状態を形成する構成としては、特に制限されないが、例えば、蓋で被炭化物１を覆う構成や、不活性ガスを供給する構成等が挙げられる。不活性ガス雰囲気下とすることにより、３５０℃以上に加熱した際に発火する恐れを低減することができる。

【0031】

加熱工程の時間は、特に制限されないが、省エネルギーの観点から好ましくは１８０分以内であり、より好ましくは６０分以内であり、更に好ましくは４５分以内であり、特に好ましくは３０分以内である。なお、加熱工程の終了の目安は、発煙が消えることにより判断することができる。

【0032】

加熱部材２は、２００〜５００℃に加熱可能であれば、どのような材質でもよいが、熱の伝達効率の観点から、鉄等の金属が好ましい。また、形状も特に制限されず、例えば、平板状や、角柱状、円柱状、球形等が挙げられる。その他、皿状、ボウル皿状、円筒状、矩形筒状等の加熱部材や、皿状、ボウル皿状等の加熱部材を回転させる回転パン型や、円筒状、矩形筒状等の加熱部材を回転させる回転ドラム型等でもよい。

【0033】

また、加熱部２をベルトコンベア状とし、ベルトコンベアの長さや移送速度を調整することにより、加熱工程の時間を調整してもよい。この構成によれば、連続的に炭化物を製造することができる。

【0034】

熱供給部３は、加熱部２に熱を供給するための構成であり、焚き木、ガスバーナー、電熱器等が挙げられる。

【0035】

温度センサ４は、加熱部２の表面温度を測定するための構成であり、加熱部２の表面温度の制御に利用される。加熱部２の表面温度を測定することにより、急な温度上昇による発火等を抑制することができる。

【0036】

（転動工程）
転動工程は、被炭化物１を加熱部２の上で転動させる工程である。被炭化物１を加熱部２の上で転動することにより、被炭化物１を均等に炭化することができる。
被炭化物１を転動させるための構成としては、例えば、加熱部２を上下又は左右に振とうする構成や、回転パンや回転ドラムを回転させる構成等が挙げられる。その他、へら等の撹拌具を用いて被炭化物１を転動させてもよい。

【0037】

［第２の実施態様］
図２は、本発明の第２の実施態様の炭化物の製造方法に用いた炭化処理装置１１の概略説明図である。
この炭化処理装置１１は、第１の実施態様の炭化物の製造方法に用いた炭化処理装置１０に、さらに被炭化物１を覆う蓋５を備えた構成である。

【0038】

第２の実施態様の炭化物の製造方法では、加熱工程において、被炭化物１を蓋５で覆うことにより、不活性ガス雰囲気下を形成している（酸素濃度１０体積％未満）。この方法によれば、加熱部２を３５０〜５００℃に加熱した際に、被炭化物１の発火による燃焼を抑制することができる。

【0039】

［第３の実施態様］
図３は、本発明の第３の実施態様の炭化物の製造方法に用いた回転パン型の炭化処理装置１２の概略説明図である。
この炭化処理装置１２は、開口部６を有するボウル皿状の加熱部２を傾斜して設置し、ボウル皿状の加熱部２の底部の中心を軸に回転する構成である。

【0040】

第３の実施態様の炭化物の製造方法では、転動工程において、ボウル皿状の加熱部２を回転することにより、内部に載置した被炭化物１を転動させている。より効率的な転動を行うために、ボウル皿状の加熱部２の内壁にバッフル板等の返し部材を設けてもよい。なお、ボウル皿状の加熱部２は、開口部６を有するため被炭化物１と空気が接触した状態となる。

【実施例】

【0041】

［炭化物の製造］
（実施例１）
イグサの乾燥物を３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物として、上記の第１の実施態様の炭化物の製造方法によりイグサ炭化物を製造した。加熱部の温度は約２５０℃であり、加熱工程の時間は約５分とした。このイグサ炭化物を「試料１」とする。試料１についてラマンスペクトルを測定し、その結果を図４に示す。

【0042】

（実施例２）
イグサの乾燥物を３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物として、上記の第２の実施態様の炭化物の製造方法によりイグサ炭化物を製造した。加熱部の温度は約４５０℃であり、加熱工程の時間は約１０分とした。このイグサ炭化物を「試料２」とする。試料２についてラマンスペクトルを測定し、その結果を図５に示す。

【0043】

（実施例３）
マキの木の葉（未乾燥物）を被炭化物として、上記の第１の実施態様の炭化物の製造方法によりマキの木の葉の炭化物を製造した。加熱部の温度は約２８０℃であり、加熱工程時間は約３０分とした。このマキの木の葉の炭化物を「ＭＫ−１」とする。ＭＫ−１についてラマンスペクトルを測定した。

【0044】

（実施例４）
マキの木の葉（未乾燥物）を被炭化物として、上記の第１の実施態様の炭化物の製造方法によりマキの木の葉の炭化物を製造した。加熱部の温度は約３２０℃であり、加熱工程時間は約１５分とした。このマキの木の葉の炭化物を「ＭＫ−２」とする。ＭＫ−２についてラマンスペクトルを測定した。

【0045】

（比較例１）
イグサを３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物として、電気炉を用いて、アルゴン雰囲気下、炭化温度４８０℃で１８０分間炭化処理し、イグサ炭化物を製造した。このイグサ炭化物を「４８０−１８０」とする。４８０−１８０についてラマンスペクトルを測定し、その結果を図６に示す。

【0046】

（比較例２）
イグサを３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物として、電気炉を用いて、アルゴン雰囲気下、炭化温度３００℃で炭化処理した。炭化処理時間を、１０分間、２０分間、３０分間、４０分間とし、各炭化処理時間におけるイグサ炭化処理物についてラマンスペクトルを測定した。その結果を図７に示す。なお、各炭化処理物の試料名は、「３００−（炭化処理時間）」で表す。

【0047】

（比較例３）
イグサを３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物として、電気炉を用いて、アルゴン雰囲気下、炭化温度３５０℃で炭化処理した。炭化処理時間を、１０分間、２０分間、３０分間、４０分間とし、各炭化処理時間におけるイグサ炭化処理物についてラマンスペクトルを測定した。その結果を図８に示す。なお、各炭化処理物の試料名は、「３５０−（炭化処理時間）」で表す。

【0048】

（比較例４）
マキの木の葉（未乾燥物）を被炭化物として、電気炉を用いて、アルゴン雰囲気下、炭化温度２８０℃で３０分間炭化処理し、マキの木の葉の炭化物を製造した。このマキの木の葉の炭化物を「ＭＫ炉２８０−３０」とする。ＭＫ炉２８０−３０についてラマンスペクトルを測定した。

【0049】

（比較例５）
マキの木の葉（未乾燥物）を被炭化物として、電気炉を用いて、アルゴン雰囲気下、炭化温度２８０℃で６０分間炭化処理し、マキの木の葉の炭化物を製造した。このマキの木の葉の炭化物を「ＭＫ炉２８０−６０」とする。ＭＫ炉２８０−６０についてラマンスペクトルを測定した。

【0050】

［炭化物のラマンスペクトル測定］
ラマンスペクトルの測定条件は以下のとおりである。
測定器：顕微レーザーラマン分光分析装置（レニショー（株）「inVia Reflex」）
レーザー：ＹＡＧ（ダブリング）、５３２ｎｍ
出力：５０ｍＷを５％に減光
対物レンズ：１００倍
積算回数：５回
測定範囲：８００〜２０００ｃｍ^-1
露光時間：１００ｓ

【0051】

実施例および比較例の各試料について、ｓｐ３混成軌道に由来する約１４００ｃｍ^-1付近のピーク（Ｄバンド）と、ｓｐ２混成軌道に由来する約１６００ｃｍ^-1付近のピーク（Ｇバンド）の面積比（Ｉ_D／Ｉ_G）を算出し、以下の表１にまとめた。

【0052】

【表1】

【0053】

電気炉を用いて十分に炭化したイグサ炭化物（試料名：４８０−１８０）のラマンスペクトルを見ると、ＤバンドとＧバンドが認められ、その面積比は２．６であった。
また、試料１（実施例１）、試料２（実施例２）のラマンスペクトルにおいてもＤバンドとＧバンドが認められ、その面積比は、それぞれ２．４、２．５であった。すなわち、実施例１、２の炭化物の製造方法によれば、加熱部温度２００〜５００℃、加熱工程時間２０分以内で炭化処理しても、電気炉で十分に炭化した試料「４８０−１８０」と同等の炭化物を得られることがわかる。

【0054】

次に、比較例２、３において、電気炉を用いて、炭化処理温度を３００℃、３５０℃とし、炭化処理時間を１０〜４０分として炭化処理したイグサ炭化処理物について検討した。その結果、３００℃では、４０分間加熱してもＤバンドとＧバンドに十分なピークが形成されなかった。また、３５０℃では、４０分間加熱するとＤバンドとＧバンドの面積比が試料１、２と同等になったが、Ｄバンドの半値幅が試料１、２よりやや大きく、加熱時間が不十分であることが認められる。

【0055】

以上の結果から、加熱部温度約２５０℃、加熱工程時間約５分で処理した実施例１では、電気炉で炭化処理した比較例２、３より、低温かつ短時間でイグサ炭化物が得られたことがわかる。

【0056】

また、マキの木の葉の炭化物のラマンスペクトルの結果では、ＭＫ−１のＩ_D／Ｉ_Gは１．６６、ＭＫ−２のＩ_D／Ｉ_Gは１．４０であった。一方、ＭＫ炉２８０−３０、ＭＫ炉２８０−６０では、ＤバンドとＧバンドが認められなかった。本発明の炭化物の製造方法により、短時間でマキの木の葉の炭化物を得られることがわかる。

【0057】

［吸着試験］
以下の試料３〜８のイグサ炭化物、試料９のイグサについて、セシウム又は硫化水素の吸着試験を行った。結果は、表２、３に記載した。
試料３：イグサの全茎（地上部）を３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物とし、実施例１と同様にイグサ炭化物を製造した。
試料４：イグサの茎の外筒部を剥がして茎内部の綿部を取り出し、３〜１０ｍｍに裁断したものを被炭化物とし、実施例１と同様にイグサ炭化物を製造した。
試料５：イグサの茎の外筒部を剥がして茎内部の綿部を取り出し、約３ｍｍに裁断したものを被炭化物とし、実施例１と同様にイグサ炭化物を製造した。
試料６：イグサの全茎（地上部）を１０〜２０ｍｍに裁断したものを被炭化物とし、実施例２と同様にイグサ炭化物を製造した。
試料７：イグサの全茎（地中部）を１０〜２０ｍｍに裁断したものを被炭化物とし、実施例２と同様にイグサ炭化物を製造した。
試料８：イグサの全草（球根部も含む。）を１０〜２０ｍｍに裁断したものを被炭化物とし、実施例２と同様にイグサ炭化物を製造した。
試料９：イグサの全茎（地上部）を３〜１０ｍｍに裁断し、加熱せずに、そのまま使用した。

【0058】

［セシウム吸着試験］
セシウム吸着試験の処理操作：試料１ｇに１００ｍＬの水を加え３時間以上撹拌し、水になじませた。マグネチックスターラで撹拌しながら安定セシウムを１ｍｇ／Ｌとなるように投入し試験を開始した。室温で撹拌し、０．５時間後、１時間後、２時間後に試験液を採取した。採取した試験液は、孔径０．４５μｍのフィルタでろ過し、ろ液を分析試料とした。分析は、誘導結合プラズマ質量分析計（ＩＣＰ−ＭＳ）により行った。結果は、開始時の濃度を１００％とし、試験液に残存するセシウムの割合を表示した。

【0059】

【表2】

【0060】

表２を見ると、加熱処理をしていない試料９は、セシウム吸着能が低かった。一方、本発明の炭化物の製造方法により得られたイグサ炭化物は、高いセシウム吸着能を有することが認められた。
更には、約２５０℃で炭化したイグサ炭化物は、約４５０℃で炭化したイグサ炭化物より高いセシウム吸着能を有することが認められた。

【0061】

本発明の炭化物の製造方法によれば、約２５０℃の低温でも炭化物を製造することが可能であり、高いセシウム吸着能を有する炭化物等、従来に無い新たな性質を有する炭化物を得ることができた。

【0062】

試料３〜５を見ると、イグサの茎の外筒部を剥がして、綿部のみを炭化した試料４，５の方が、全茎を炭化した試料３より優れたセシウム吸着能が認められた。また、試料６〜８を参照しても、綿部の少ない地中部や球根部を含む全草の方が、セシウム吸着能が低下することから、イグサの茎内部の綿部を低温で炭化した炭化物は高いセシウム吸着能を有していることがわかる。

【0063】

なお、上記比較例１で得られたイグサ炭化物（電気炉、４８０℃、１８０分間）について、イグサの茎内部を観察すると、綿部の形跡がなくなっていた。電気炉を用いて炭化処理すると、イグサ全体を、時間をかけて加熱する必要がある。そのため、綿部に多量の熱がかかり、外筒部が炭化する時には、綿部は消失すると推察される。すなわち、本発明の炭化物の製造方法により、綿部の繊維のような弱い構造物の炭化物を得ることが可能となったといえる。

【0064】

［硫化水素吸着試験］
硫化水素吸着試験の処理操作：濃度１００ｐｐｍの硫化水素ガスを満たした５Ｌの容器内に、試料１ｇを置き、０．５時間後、２時間後、６時間後に容器内の気体を採取して、硫化水素の濃度を測定した。

【0065】

【表3】

【0066】

表３を見ると、本発明の炭化物の製造方法により得られた試料６は優れた硫化水素吸着能を有することが認められた。

【0067】

［イグサの熱重量測定］
上記の吸着試験の効果を検証するべく、イグサ（茎部）の熱重量測定を行い、イグサ炭化物の形成過程を調べた。熱重量測定は、昇温温度１０℃／ｍｉｎ、窒素雰囲気下の条件で行った。その結果を図９に示す。図９（Ａ）は、試料重量（ＴＧ）の変化を表す図である。図９（Ｂ）は、試料重量の減少速度（ＤＴＧ）を表す図である。

【0068】

図９（Ｂ）を見ると、２１０〜３００℃付近に第１のピーク、３００〜３８０℃付近に第２のピークが認められる。これは、外筒部と綿部の炭化温度の違いにより生じていると推察される。また、その重量の残分は、開始時の試料重量を１００％として、２１０℃における重量残分は９３％であり、第１のピークを越えると６８％（３００℃）まで低下し、更に第２のピークを越えると３６％（３８０℃）まで低下した。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本発明の炭化物の製造方法によれば、炭化処理時間が短縮化され、熱供給のための消費エネルギーを低減しつつ、製造時間が短縮化された炭化物の製造方法を提供することができる。

【0070】

また、本発明の炭化物の製造方法により得られた炭化物は、セシウムや硫化水素等の吸着において特異な吸着性能を有することから、新たな性質の吸着剤の開発に利用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１０，１１，１２…炭化処理装置、１…被炭化物、２…加熱部、３…熱供給部、４…温度センサ、５…蓋、６…開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】