含塩有機物を用いた蒸気吸放出材料
【課題】 優れた蒸気吸放出能力を有する材料を提供すること。
【解決手段】 含塩有機物を３００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物、あるいは、得られた炭化物をさらに、１００〜１０００℃の温度で活性化処理することにより得られる活性炭化物、さらに得られた炭化物あるいは活性炭化物に添加剤を配合し、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる炭化物を蒸気吸放出材料として利用する。これらの炭化物は、所望の形状に成形される。この蒸気吸放出材料は、市販のシリカゲルや木炭などに比べると、非常に高い調湿能を有しており、自重と同量またはそれ以上の水蒸気を吸放出できる。
【解決手段】 含塩有機物を３００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物、あるいは、得られた炭化物をさらに、１００〜１０００℃の温度で活性化処理することにより得られる活性炭化物、さらに得られた炭化物あるいは活性炭化物に添加剤を配合し、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる炭化物を蒸気吸放出材料として利用する。これらの炭化物は、所望の形状に成形される。この蒸気吸放出材料は、市販のシリカゲルや木炭などに比べると、非常に高い調湿能を有しており、自重と同量またはそれ以上の水蒸気を吸放出できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、有機溶媒などの蒸気を吸収および放出する材料に関する。さらに詳しくは、含塩有機物の炭化物を用いた蒸気吸放出材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気吸放出材料は、例えば水蒸気などの蒸気を吸放出する特性を有しており、冷暖房装置用のヒートポンプ用吸着剤、湿度調整用吸着剤などとして利用されている。このような蒸気吸放出材料としては、金属塩あるいは表面に細孔を有する多孔体が知られている。
【０００３】
細孔を有する金属あるいは金属酸化物を蒸気吸放出材として利用する試みが多くなされている。例えば、特許文献１には、層状のシリカ多孔体あるいは層状のシリカ金属酸化物多孔体が記載されている。この多孔体は、湿度９０％時の蒸気吸着量（Ｗ９０）から湿度５０％時の蒸気吸着量（Ｗ５０）を差し引いた値（Ｗ９０−Ｗ５０）が、自重の５０％を示す。このことは、自重の５０％の水蒸気を吸放出できることを示しており、木炭などに比べると、高い値である。そのため、調湿材料としては優れている。しかし、製造コストが高く、利用されにくい。また、特許文献２には、所定の大きさの細孔を有するメソ多孔体の細孔に塩化ナトリウムなどの金属塩を添着させた蒸気吸放出材が記載されている。この蒸気吸放出材は、Ｗ９０−Ｗ５０の値が自重の数％程度と低いため、調湿材よりは、吸湿材としての用途が適している上、製造工程が複雑であり、製造コストが高い。特許文献３は、ケイ素化合物溶液とアルミニウム化合物あるいは遷移金属化合物溶液とを混合し、水熱合成することにより得られる調湿材料を記載している。この調湿材料のＷ９０−Ｗ５０の値は自重の５５％であり、その能力は比較的高いが、製造コストが高くなり、汎用性があるとはいえない。このように、金属あるいは金属酸化物を用いる蒸気吸放出材は、製造工程、製造コストに問題がある。
【０００４】
他方、木炭を始めとする炭化物も細孔を有するため、蒸気吸放出材料として検討されている。特許文献４には、木材チップを原形のまま炭化させた床下調湿材が記載されている。そして、非特許文献１には、木炭の水蒸気に対する調湿能力について、記載がある。それによると、木炭は、湿度が低いときにはあまり水蒸気を吸着しない。その理由は、木炭表面が疎水性であり、水蒸気との親和性が低いことにある。木炭は湿度が４０〜５０％になると吸着量が急激に増加し、湿度が９０％程度になると、吸着量の増加が鈍くなり、一定値に近づく。非特許文献１には、木炭の調湿能（Ｗ９０−Ｗ５５）の記載があり、木炭の場合は、調湿能は、２〜３％程度であり、活性炭になると、１５〜４５％程度であることが示されている。そのため、特許文献５には、木炭を活性炭化する試みが記載されている。
【０００５】
ところで、木炭はもろく、扱いにくいため、これを他の材料と組み合わせて調湿材料とする試みがなされている。例えば、特許文献６には、木炭（炭材）、多孔質材および接着剤を混合して建材用のパネルあるいはシートに成形することが記載されている。この材料はもっぱらアルデヒド類の吸着に使用されており、汎用性に乏しい。また、特許文献７には、粉粒炭（例えば、木炭、パルプスラッジ、コーヒー、おから、食物など食品廃棄物炭）と不燃性調湿材（例えば、セピオライト、ゼオライトなど）との造粒物からなる調湿材が記載されている。しかし、その調湿能力は低く、実用的ではない。
【特許文献１】特開平６−３０４４３７号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４１０号公報
【特許文献３】特開２００２−９５９２６号公報
【特許文献４】特開平４−１２４３４３号公報
【特許文献５】特開２０００−２２６２０７号公報
【特許文献６】特開平１０−３０５２２６号公報
【特許文献７】特開２０００−３２５７３３号公報
【非特許文献１】「炭の力」 ２００１年、Ｎｏ．８、１８〜２２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、蒸気吸放出能力が改良された炭化物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、含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料を提供する。
【０００８】
一つの実施態様では、上記含塩有機物の炭化物が含塩有機物を３００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物である。
【０００９】
また、別の実施態様では、上記含塩有機物の炭化物が含塩有機物を１００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物を、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる炭化物である。
【００１０】
さらに、別の実施態様では、上記含塩有機物が醤油粕、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、味噌廃棄物、スープ、出し汁、漬物、都市厨芥、および調理屑からなる群から選択される少なくとも一つの廃棄物である。
【００１１】
異なる実施態様では、上記含塩有機物が醤油粕である。
【００１２】
さらに異なる実施態様では、蒸気吸放出材料が添加剤を含有する。
【００１３】
別の実施態様では、蒸気吸放出材料が成形されている。
【００１４】
さらに別の実施態様では、蒸気吸放出材料は、成形後、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる。
【００１５】
また、異なる実施態様では、上記添加剤が、上記含塩有機物の炭化物１質量部に対して、０．０５〜１０質量部の割合で添加される。
【００１６】
さらに別の実施態様では、自重と同量またはそれ以上の水蒸気を吸放出し得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料は、水蒸気の場合、自重と同程度またはそれ以上の吸放出能力を有している。これは、市販のシリカゲルの３倍の吸放出能力に相当する。そのため、冷暖房装置の吸着ヒートポンプ用吸着剤、湿度調節用吸着剤（調湿剤）として非常に優れている。さらに、この含塩有機物の炭化物は、蒸気吸放出材料に用いられる添加剤との親和性がよいため、種々の形状に成形可能である。さらに、炭自体が有する有機溶媒などの有害物質吸収能力も期待できる。また、含まれている塩分により、木炭以上の抗菌・抗蟻作用がある。そのため、この炭化物の微粉末に添加物を加えて木材に塗布すれば防菌・防黴・防蟻効果も得られる。また、衣類や不織布などの繊維に混ぜ込むあるいは含浸させることにより、脱臭抗菌衣類あるいは床下、押入れの下敷きマットに活用できる。そのため、日用雑貨品、住宅建材、室内インテリアなどに利用できる。本発明の蒸気吸放出材料は、不要となった場合には、熱源として利用できるため、有機性廃棄物の再利用（マテリアルリサイクル）と熱源としての再利用（サーマルリサイクル）が可能であり、２回資源を利用できるという効果を奏する。石膏ボードも発電所などからの再利用品（マテリアルリサイクル）であるが、熱利用ができないため、処理ができず、増え続けるという問題がある。これに対して、含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料は、熱源として再利用（サーマルリサイクル）が可能であり、かつカーボンニュートラルであるため、二酸化炭素排出抑制という効果も奏する点で、優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
Ａ：含塩有機物
（含塩有機物）
本明細書において、含塩有機物とは、塩分を含有する有機性物質をいう。例えば、塩分（食塩）を含有する食品（例えば、味噌、醤油、塩辛、塩昆布など）、塩分を含有する有機性廃棄物（以下、「含塩有機性廃棄物」あるいは、単に「含塩廃棄物」ということがある）などが挙げられるが、これらに制限されない。資源の有効利用という観点からは、含塩有機性廃棄物が好ましく用いられる。含塩有機物は、有価物として購入する、無償で入手する、お金を貰って入手する（逆有償購入）などの方法で入手できる。あるいは、これらの方法を組み合わせて入手してもよい。
【００１９】
含塩有機性廃棄物としては、例えば、都市ごみ、下水汚泥、集落排水汚泥、し尿汚泥、家畜糞尿、食品廃棄物がある。家畜糞尿としては、例えば、牛糞、豚糞、鶏糞などがある。食品廃棄物としては、例えば、醤油の製造過程で生じる醤油の絞り粕（醤油粕）、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、味噌廃棄物、スープ、出し汁、漬物、調理屑などが例示される。これらの含塩廃棄物は、単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。含塩廃棄物は、炭化物としたときの塩分濃度を考慮して、組み合わせて用いてもよい。例えば、塩分濃度が比較的低い都市ごみ、下水汚泥、集落排水汚泥、し尿汚泥、家畜糞尿、調理屑などを用いる場合は、塩分濃度が比較的高い醤油粕、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、あるいは味噌廃棄物、または食塩などを混合して用いてもよい。含塩廃棄物を混合物として用いる場合、そのまま炭化処理に用いてもよい。炭化物中に食塩を均一に分散させるために、例えば、ミキサーなどで混合し、均一にしてから焼成することが、より好ましい。
【００２０】
Ｂ．含塩有機物の炭化物およびその製法
含塩有機物（例えば、含塩廃棄物）の炭化物は、後述する含塩有機物の一次処理で得られた炭化物、および一次処理で得られた炭化物をさらに処理（二次処理）して得られる活性炭化物、並びに含塩有機物を薬品賦活法で処理して得られる活性炭化物など、種々の方法で得られる炭化物が含まれる。含塩炭化物は、粉末であることが好ましい。あるいは、粉末の含塩炭化物を種々の形状に成型したものを用いてもよい。含塩炭化物を粉末にする方法は、当業者に周知の炭化物の粉末化方法が適用される。
【００２１】
（一次処理）
含塩有機物の炭化（一次処理）は、含塩有機物を好ましくは１００〜１０００℃、より好ましくは６５０〜８５０℃の温度で焼成することにより、行われる。１００℃未満では、この含塩炭化物を含む発熱性混合物の発熱特性が悪くなる傾向にあり、１０００℃を超えると炭化物中の食塩が揮発するおそれがある。得られた含塩炭化物は粉末としてもよい。
【００２２】
一次処理で得られた含塩炭化物中には、通常、１０〜５０質量％の食塩が均一に分散された状態で含まれる。この含塩炭化物の比表面積は、用いる含塩有機物によっても異なるが、一般的には、約１ｍ２／ｇ〜６０ｍ２／ｇの範囲にある場合が多い。
【００２３】
（二次処理）
二次処理は、上記一次処理で得られた含塩炭化物にさらに活性化処理を行う処理である。活性化処理には、大きくガス賦活法と薬品賦活法とがある。どちらの方法を用いてもよい。ガス賦活法は、炭化された原料に、水蒸気、二酸化炭素、酸素（空気）、これらのガスと燃焼ガスとの混合ガス、燃焼ガスなどを高温で接触反応させる方法である。本発明においては、一次処理して得られた含塩炭化物に、例えば、水蒸気、空気（酸素）、二酸化炭素などを添加しながら６００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃の温度で処理する方法（ガス賦活法）を用いて、行われる。あるいは、含塩有機物を、例えば、一次処理を３００〜５００℃の温度で行い、得られた炭化物を二次処理してもよい。二次処理の温度が６００℃未満では炭化物の活性化が不十分となる場合があり、１０００℃を超えると活性炭化物中の食塩が揮発するおそれがある。
【００２４】
二次処理で得られる活性炭化物中には、通常、１０〜５０質量％の食塩が均一に分散された状態で含まれる。活性炭化物の比表面積は、用いる含塩有機物によっても異なるが、一般的には、約１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲にある場合が多く、これは一次処理のみの炭化物の５〜１００倍の比表面積である。また、二次処理を行うことで、炭化物の均質化、表面洗浄効果もあることから、活性炭化物が、好ましく用いられる場合がある。
【００２５】
（薬品賦活法）
薬品賦活法は、原料に賦活薬品を均等に含浸させて、不活性ガス雰囲気中で加熱（焼成）し、薬品による脱水および酸化反応により、活性炭化する方法である。賦活薬品としては、塩化亜鉛、リン酸、塩化カルシウム、硫化カルシウム、水酸化カリウムなどの脱水性、酸化性あるいは侵食性を有する化合物が挙げられる。最も好ましくは、塩化亜鉛である。薬品賦活法によって含塩有機物の活性炭化物を得る方法は、例えば、１００〜２００℃で数時間乾燥した含塩有機物に、上記記載の賦活薬品（例えば、塩化亜鉛）の飽和水溶液を添加、混合し、賦活薬品を含塩有機物に含浸させ、さらに不活性ガス雰囲気中で１００〜２００℃で数時間乾燥（焼成）させる方法である。薬剤賦活法における賦活薬品と乾燥含塩有機物との質量比（賦活薬品含浸質量／乾燥含塩有機物質量）は、使用する賦活薬品および含塩有機物により異なるが、一般的には、０．５〜５であり、好ましくは、１〜４である。なお、質量比は以下の式で表される。
【００２６】
質量比＝（Ｙ−Ｘ）／Ｘ
Ｘ：賦活薬品を含浸する前の含塩有機物の乾燥質量
Ｙ：賦活薬品を含浸した後の含塩有機物の乾燥質量
【００２７】
賦活薬品として塩化亜鉛を用いる場合、含塩有機物を１１０℃で乾燥し、塩化亜鉛を含浸させた後、約１１０℃で乾燥させることが好ましい。塩化亜鉛の質量比は約３であることが好ましい。
【００２８】
この薬品賦活化法で処理して得られた含塩炭化物は、賦活薬品による脱水および酸化反応により、微細な多孔質を有しており、比表面積が大きくなるため、本発明における含塩炭化物として、好適に用いられる。薬品賦活化した炭化物を、さらに、３００〜１０００℃の温度で、活性化処理（二次処理）してもよい。この処理により、さらに活性炭としての機能が向上する。二次処理の温度が３００℃未満では活性炭化物の活性化が不十分となるおそれがあり、１０００℃を超えると、活性炭化物中の食塩が揮発する恐れがある。
【００２９】
炭化処理（一次処理および二次処理）あるいは薬品賦活処理に用いる方法に特に制限はなく、バッチ処理でもよく、連続処理でもよい。炭化処理装置としては、バッチ炉、キルン型処理装置、流動層型処理装置、スクリュー型処理装置など、その装置は問わない。
【００３０】
Ｃ．蒸気吸放出材料
得られた含塩炭化物は、そのまま、本発明の蒸気吸放出材料として用いられる。例えば、通気性を有する容器、袋などに収容して、蒸気吸放出材料として、さらに、調湿用品、脱臭用品、有害物質除去用品などに利用される。そして、炭化物を、添加剤を用いて所望の形状に成形し、必要に応じてさらに上記二次処理と同様の処理（例えば、活性化処理）を行って、蒸気吸放出材料として、調湿用品、脱臭用品、有害物質除去用品などに利用してもよい。なお、「含塩有機物の炭化物を含有する」とは、「含塩有機物の炭化物からなる」場合を包含する。
【００３１】
（含塩炭化物の成形）
含塩炭化物は、また、種々の添加物を組み合わせて、用途に応じて、所望の形状に成形することができる。本発明に用いる添加剤として、無機系添加剤、有機系添加剤などが挙げられる。添加剤およびその配合割合は、主に用途に応じた形状への成形あるいは成形物の強度付与を考慮して、決定すればよい。本発明で用いる含塩炭化物は、添加剤との親和性がよいため、成形性に優れている。
【００３２】
無機系添加剤としては、石膏あるいはセメントのいずれかを主成分とする水硬化性材料からなる建材；セラミック、発泡セラミックおよびタイルからなる群から選択される少なくとも１つを主成分とする焼成材料建材；ロックウール、スラグウール、グラスウール、およびパルプからなる群から選択される少なくとも１つを主成分とする繊維材料建材；珪藻土、パーライト、および土壁などの建材からなる群から選択される材料；などが挙げられる。
【００３３】
有機系添加剤としては、ピッチ、コールタール、クレオソートなどの直鎖あるいは環状炭化物のいずれかを含む石油系材料；植物に由来するバイオマスタール、クレオソートなどの直鎖あるいは環状成分；バイオマスを炭化した炭化物、または炭化物を活性化処理して得られる活性炭化物；でんぷん糊、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、膠などの水溶性高分子材料;あるいは、これらを組み合わせて得られる材料；などが挙げられる。
【００３４】
その他の添加剤として、水道水、純水、超純水、工業用水、蒸留水、イオン交換水が挙げられる。
【００３５】
添加剤は、上記のように用途、形状などによって、用いる種類、量などが決定されるが、一般的には、含塩炭化物１質量部に対して、０．０５〜１０質量部の割合で、好ましくは０．１〜５質量部の割合で添加される。
【００３６】
さらに、染料、顔料などを添加しても良く、表面に塗布してもよい。
【００３７】
上記含塩炭化物、添加剤などを混合して、所望の形状に成形する。成形方法に特に制限はなく、用いる添加剤の種類や量に応じて、例えば、塗布、熱（加熱あるいは冷却）、加圧、化学反応、磁力、放射線照射、紫外線照射、爆砕、超臨界状態あるいは亜臨界状態などにおける水熱反応などの方法を利用することができる。
【００３８】
蒸気吸放出材料の形状に特に制限はなく、用途、使用場所などに応じた形状が選択される。例えば、球状、円柱、円板、円錐、立方体、三角柱、多角柱、多面体、星型、板状、人型、動物型、植物型などが例示されるが、これらに限定されない。これらの成形体の破砕物もまた、利用できる。
【００３９】
さらに、蒸気吸放出材料あるいは必要に応じて成形された蒸気吸放出材料と他の部材、例えば建築用材料と積層してもよい。
【００４０】
所望の形状に成形された含塩炭化物を含有する成形体は、各種蒸気との接触が妨げられることから、蒸気吸放出能力が低下する場合がある。この場合、さらに、活性化処理を行うことが好ましい。特に、有機系の添加剤を用いた場合、含塩炭化物および添加剤がともに活性化される。
【００４１】
さらに、蒸気吸放出材料は、液状でもあり得る。例えば、含塩炭化物と、水および有機溶媒以外の添加剤とを、水あるいは有機溶媒中に分散させ、これを所望の形状の所望の部位に塗布、あるいは含浸させることもできる。例えば、木材上に塗布する、あるいは繊維材料に塗布あるいは含浸させ、乾燥することにより、蒸気吸放出材料としてのみならず、防菌・防黴・防蟻剤として、さらに消臭剤としても使用できる。特に、本発明の蒸気吸放出材料は塩分を高濃度に含んでいるため、防菌・防黴・防蟻剤としても優れている。
【実施例】
【００４２】
以下に含塩有機物として醤油粕を用いる実施例について本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００４３】
（実施例１：醤油粕炭化物（炭化物Ａ）の調製）
水分を含有する生醤油粕を無酸素条件下、４５０℃の連続式炭化炉で炭化し、炭化物Ａを得た。生醤油粕の処理量は１９ｋｇ／ｈであった。炭化物Ａの食塩含量は２１．７質量％であった。なお、ナトリウム濃度（Ｎａ濃度）は、ＪＩＳ Ｋ０１０２．４８．１に基づくフレーム光度法で測定した。塩素濃度（Ｃｌ濃度）は、ポンプ燃焼法による塩素濃度とＪＩＳ Ｋ０１０２．３５．３に基づくイオンクロマトグラフ法による燃焼性塩素濃度の加算値である。醤油粕炭化物中の食塩濃度は、Ｎａ濃度とＣｌ濃度を加算した値である。
【００４４】
得られた炭化物Ａを約０．１ｇ秤量し、１２０℃で１０時間、真空下で脱気を行った。その後、自動蒸気吸着量測定装置（日本ベル製 ＢＥＬＳＯＲＰ ２８）を用いて、２５℃における水蒸気の吸着量を相対平衡圧０．９５までの範囲（２５℃における水の飽和蒸気圧が２３．７６ｍｍＨｇであるので、平衡圧が２２．５７ｍｍＨｇ以下の範囲）で測定した。相対平衡圧が０．９５を超えた時点から、水蒸気の脱着量の測定を開始した。吸着過程における相対平衡圧が０．９０のときの水蒸気の吸着量（質量：Ｗ９０）と脱着過程における相対平衡圧が０．５５のときの水蒸気の吸着量（質量：Ｗ５５）との差（Ｗ９０−Ｗ５５）を炭化物Ａの質量で除した値の百分率を調湿能（％）として評価した。表１に炭化物Ａの調湿能を、図１（ａ）に炭化物Ａの吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００４５】
（実施例２：醤油粕炭化物（炭化物Ｂ）の調製）
炭化温度を６００℃としたこと以外は調整例１と同様にして、炭化物Ｂを得た。炭化物Ｂの食塩含量は２８．２質量％であった。
【００４６】
炭化物Ａの代わりに炭化物Ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、炭化物Ｂの調湿能を求めた。表１に炭化物Ｂの調湿能を、図１（ｂ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００４７】
（実施例３：活性化醤油粕炭化物（活性化炭化物Ｃ）の調製）
実施例１で調製した炭化物Ａを、再度炭化炉に投入し、８００℃の温度で、水蒸気を導入して、１時間反応させた。これにより、活性化炭化物Ｃを得た。活性化炭化物Ｃの食塩含量は２９．４質量％であった。
【００４８】
炭化物Ａの代わりに活性化炭化物Ｃを用いたこと以外は実施例１と同様にして、活性化炭化物Ｃの調湿能を求めた。表１に活性化炭化物Ｃの調湿能を、図１（ｃ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００４９】
（実施例４：醤油粕炭化物の成形体（成形体Ｄ）の調製）
実施例１で調製した炭化物Ａ１５００ｇに、添加剤としてピッチを４５０ｇ、クレオソートを７５ｇ、水を２２５ｇ添加、混合した。不二パウダル製ディスクペレッターＦ−５を用いて、１５０〜２００ｋｇ／ｃｍ２の加圧下で、円柱状に成形して、成形体Ｄを得た。成形体Ｄの食塩含量は１６．０質量％であった。
【００５０】
炭化物Ａの代わりに成形体Ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にして、成形体Ｄの調湿能を求めた。表１に成形体Ｄの調湿能を、図１（ｄ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５１】
（実施例５：活性化成形体（成形体Ｅ）の調製）
実施例４で調製した醤油粕炭化物の成形体Ｄを、再度炭化炉に投入し、８００℃の温度で、水蒸気を導入して、１時間反応させた。これにより、活性化成形体Ｅを得た。活性化成形体Ｅの食塩含量は３５．２質量％であった。
【００５２】
炭化物Ａの代わりに活性化成形体Ｅを用いたこと以外は実施例１と同様にして、活性化成形体Ｅの調湿能を求めた。表１に活性化成形体Ｅの調湿能を、図１（ｅ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５３】
（比較例１〜３）
炭化物Ａの代わりに、市販の３種類のシリカゲル（比較例１〜３）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、調湿能を求めた。表１に各シリカゲルの調湿能を、図２（ａ）〜２（ｃ）に各シリカゲルの吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５４】
（比較例４〜５）
炭化物Ａの代わりに、市販の備長炭（比較例４）、市販の竹炭（比較例５）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、調湿能を求めた。表１に備長炭および竹炭の調湿能を、図２（ｄ）〜２（ｅ）にそれぞれ備長炭および竹炭の吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
図１（ａ）からわかるように、炭化物Ａは、湿度が上昇するにつれて吸着量が増加し、相対平衡圧（Ｐ／Ｐ０〔-〕）０．９で１７５９ｍｌ／ｇ炭化物Ａ（１．４１ｇ／ｇ炭化物Ａ）の水蒸気を吸着した。そして、相対平衡圧０．５５では、８８ｍｌ／ｇ炭化物Ａ（０．７ｇ／ｇ炭化物Ａ）の水蒸気を吸着していた。従って、Ｗ９０−Ｗ５５は、１．３４ｇ／ｇ炭化物Ａであり、調湿能は、１３４％であった（表１参照）。図１（ｂ）に示す炭化物Ｂもまた、図１（ａ）と同様の挙動を示した。炭化物Ｂの調湿能は１３３％であった。このことから、塩分を含有する醤油粕炭化物は、自重の１．３倍以上の水蒸気を吸収−放出できることがわかった。
【００５７】
これに対して、表１に示すように、市販のシリカゲルの調湿能は６〜４６％であり、通常の炭化物（備長炭、竹炭）の調湿能は１〜３％と低かった。この結果は、本願発明の含塩炭化物からなる蒸気吸放出材料は、従来にない、優れた調湿能を有する非常優れた蒸気吸放出材料であることを示している。
【００５８】
また、図１（ｃ）に示す活性化炭化物Ｃは、湿度が上昇するにつれて吸着量が増加し、相対平衡圧０．９で１４３６ｍｌ／ｇ炭化物Ｃ（１．１５ｇ／ｇ炭化物Ｃ）の水蒸気を吸着した。調湿能は１０５％と、炭化物Ａおよび炭化物Ｂには劣るものの、自重と同程度またはそれ以上の水蒸気を吸着できることがわかった。従って、従来の炭化物よりもはるかに優れた調湿能を有している。
【００５９】
図１（ｄ）に示す成形体Ｄは、炭化物Ａに有機系添加剤を添加して成形したものであるが、調湿能は１４％と低かった。これは、添加物により、活性炭が水蒸気と接触することを妨げられたことによると考えられる。
【００６０】
図１（ｅ）に示す活性化成形体Ｅは、成形体Ｄをさらに活性化処理したものである。湿度が上昇するにつれて吸着量が増加し、相対平衡圧０．９で１５９１ｍｌ／ｇ成形体Ｅ（１．２７ｇ／ｇ成形体Ｅ）の水蒸気を吸着した。調湿能は１１５％と、炭化物Ａおよび炭化物Ｂには劣るものの、自重以上の水蒸気を吸着できることがわかった。従って、従来の炭化物よりもはるかに優れた調湿能を有している。
【００６１】
さらに、図１と図２とを比較すると、含塩炭化物を含有する蒸気吸放出材料の吸着等温線および脱着等温線は、相対平衡圧０．７を超えると大きく吸脱着能力が増大するという特徴を有している。このことは、湿度が高いときにのみ、吸脱着が起こることを意味している。従って、必要なときに吸湿するという、非常に効率のよい調湿ができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料は、非常に高い蒸気吸放出能力を有しており、市販のシリカゲルの３倍の水蒸気の吸放出能力を有する。そのため、冷暖房装置の吸着ヒートポンプ用吸着剤、湿度調節用吸着剤（調湿剤）として、非常に優れている。さらに炭自体が持つ有機溶媒などの有害物質吸収能力が優れている。本発明の蒸気吸放出材料は、不要となった場合には、熱源として利用できるため、有機性廃棄物の再利用（マテリアルリサイクル）と熱源としての再利用（サーマルリサイクル）が可能であり、２回資源を利用できるので、環境に配慮した蒸気吸放出材料として、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料の吸着等温線および脱着等温線を示す図である。
【図２】比較例であるシリカゲル（図２（ａ）〜（ｃ））、備長炭（図２（ｄ））および竹炭（図２（ｅ））の吸着等温線および脱着等温線を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、有機溶媒などの蒸気を吸収および放出する材料に関する。さらに詳しくは、含塩有機物の炭化物を用いた蒸気吸放出材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気吸放出材料は、例えば水蒸気などの蒸気を吸放出する特性を有しており、冷暖房装置用のヒートポンプ用吸着剤、湿度調整用吸着剤などとして利用されている。このような蒸気吸放出材料としては、金属塩あるいは表面に細孔を有する多孔体が知られている。
【０００３】
細孔を有する金属あるいは金属酸化物を蒸気吸放出材として利用する試みが多くなされている。例えば、特許文献１には、層状のシリカ多孔体あるいは層状のシリカ金属酸化物多孔体が記載されている。この多孔体は、湿度９０％時の蒸気吸着量（Ｗ９０）から湿度５０％時の蒸気吸着量（Ｗ５０）を差し引いた値（Ｗ９０−Ｗ５０）が、自重の５０％を示す。このことは、自重の５０％の水蒸気を吸放出できることを示しており、木炭などに比べると、高い値である。そのため、調湿材料としては優れている。しかし、製造コストが高く、利用されにくい。また、特許文献２には、所定の大きさの細孔を有するメソ多孔体の細孔に塩化ナトリウムなどの金属塩を添着させた蒸気吸放出材が記載されている。この蒸気吸放出材は、Ｗ９０−Ｗ５０の値が自重の数％程度と低いため、調湿材よりは、吸湿材としての用途が適している上、製造工程が複雑であり、製造コストが高い。特許文献３は、ケイ素化合物溶液とアルミニウム化合物あるいは遷移金属化合物溶液とを混合し、水熱合成することにより得られる調湿材料を記載している。この調湿材料のＷ９０−Ｗ５０の値は自重の５５％であり、その能力は比較的高いが、製造コストが高くなり、汎用性があるとはいえない。このように、金属あるいは金属酸化物を用いる蒸気吸放出材は、製造工程、製造コストに問題がある。
【０００４】
他方、木炭を始めとする炭化物も細孔を有するため、蒸気吸放出材料として検討されている。特許文献４には、木材チップを原形のまま炭化させた床下調湿材が記載されている。そして、非特許文献１には、木炭の水蒸気に対する調湿能力について、記載がある。それによると、木炭は、湿度が低いときにはあまり水蒸気を吸着しない。その理由は、木炭表面が疎水性であり、水蒸気との親和性が低いことにある。木炭は湿度が４０〜５０％になると吸着量が急激に増加し、湿度が９０％程度になると、吸着量の増加が鈍くなり、一定値に近づく。非特許文献１には、木炭の調湿能（Ｗ９０−Ｗ５５）の記載があり、木炭の場合は、調湿能は、２〜３％程度であり、活性炭になると、１５〜４５％程度であることが示されている。そのため、特許文献５には、木炭を活性炭化する試みが記載されている。
【０００５】
ところで、木炭はもろく、扱いにくいため、これを他の材料と組み合わせて調湿材料とする試みがなされている。例えば、特許文献６には、木炭（炭材）、多孔質材および接着剤を混合して建材用のパネルあるいはシートに成形することが記載されている。この材料はもっぱらアルデヒド類の吸着に使用されており、汎用性に乏しい。また、特許文献７には、粉粒炭（例えば、木炭、パルプスラッジ、コーヒー、おから、食物など食品廃棄物炭）と不燃性調湿材（例えば、セピオライト、ゼオライトなど）との造粒物からなる調湿材が記載されている。しかし、その調湿能力は低く、実用的ではない。
【特許文献１】特開平６−３０４４３７号公報
【特許文献２】特開平１１−１１４１０号公報
【特許文献３】特開２００２−９５９２６号公報
【特許文献４】特開平４−１２４３４３号公報
【特許文献５】特開２０００−２２６２０７号公報
【特許文献６】特開平１０−３０５２２６号公報
【特許文献７】特開２０００−３２５７３３号公報
【非特許文献１】「炭の力」 ２００１年、Ｎｏ．８、１８〜２２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、蒸気吸放出能力が改良された炭化物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、含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料を提供する。
【０００８】
一つの実施態様では、上記含塩有機物の炭化物が含塩有機物を３００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物である。
【０００９】
また、別の実施態様では、上記含塩有機物の炭化物が含塩有機物を１００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物を、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる炭化物である。
【００１０】
さらに、別の実施態様では、上記含塩有機物が醤油粕、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、味噌廃棄物、スープ、出し汁、漬物、都市厨芥、および調理屑からなる群から選択される少なくとも一つの廃棄物である。
【００１１】
異なる実施態様では、上記含塩有機物が醤油粕である。
【００１２】
さらに異なる実施態様では、蒸気吸放出材料が添加剤を含有する。
【００１３】
別の実施態様では、蒸気吸放出材料が成形されている。
【００１４】
さらに別の実施態様では、蒸気吸放出材料は、成形後、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる。
【００１５】
また、異なる実施態様では、上記添加剤が、上記含塩有機物の炭化物１質量部に対して、０．０５〜１０質量部の割合で添加される。
【００１６】
さらに別の実施態様では、自重と同量またはそれ以上の水蒸気を吸放出し得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料は、水蒸気の場合、自重と同程度またはそれ以上の吸放出能力を有している。これは、市販のシリカゲルの３倍の吸放出能力に相当する。そのため、冷暖房装置の吸着ヒートポンプ用吸着剤、湿度調節用吸着剤（調湿剤）として非常に優れている。さらに、この含塩有機物の炭化物は、蒸気吸放出材料に用いられる添加剤との親和性がよいため、種々の形状に成形可能である。さらに、炭自体が有する有機溶媒などの有害物質吸収能力も期待できる。また、含まれている塩分により、木炭以上の抗菌・抗蟻作用がある。そのため、この炭化物の微粉末に添加物を加えて木材に塗布すれば防菌・防黴・防蟻効果も得られる。また、衣類や不織布などの繊維に混ぜ込むあるいは含浸させることにより、脱臭抗菌衣類あるいは床下、押入れの下敷きマットに活用できる。そのため、日用雑貨品、住宅建材、室内インテリアなどに利用できる。本発明の蒸気吸放出材料は、不要となった場合には、熱源として利用できるため、有機性廃棄物の再利用（マテリアルリサイクル）と熱源としての再利用（サーマルリサイクル）が可能であり、２回資源を利用できるという効果を奏する。石膏ボードも発電所などからの再利用品（マテリアルリサイクル）であるが、熱利用ができないため、処理ができず、増え続けるという問題がある。これに対して、含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料は、熱源として再利用（サーマルリサイクル）が可能であり、かつカーボンニュートラルであるため、二酸化炭素排出抑制という効果も奏する点で、優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
Ａ：含塩有機物
（含塩有機物）
本明細書において、含塩有機物とは、塩分を含有する有機性物質をいう。例えば、塩分（食塩）を含有する食品（例えば、味噌、醤油、塩辛、塩昆布など）、塩分を含有する有機性廃棄物（以下、「含塩有機性廃棄物」あるいは、単に「含塩廃棄物」ということがある）などが挙げられるが、これらに制限されない。資源の有効利用という観点からは、含塩有機性廃棄物が好ましく用いられる。含塩有機物は、有価物として購入する、無償で入手する、お金を貰って入手する（逆有償購入）などの方法で入手できる。あるいは、これらの方法を組み合わせて入手してもよい。
【００１９】
含塩有機性廃棄物としては、例えば、都市ごみ、下水汚泥、集落排水汚泥、し尿汚泥、家畜糞尿、食品廃棄物がある。家畜糞尿としては、例えば、牛糞、豚糞、鶏糞などがある。食品廃棄物としては、例えば、醤油の製造過程で生じる醤油の絞り粕（醤油粕）、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、味噌廃棄物、スープ、出し汁、漬物、調理屑などが例示される。これらの含塩廃棄物は、単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。含塩廃棄物は、炭化物としたときの塩分濃度を考慮して、組み合わせて用いてもよい。例えば、塩分濃度が比較的低い都市ごみ、下水汚泥、集落排水汚泥、し尿汚泥、家畜糞尿、調理屑などを用いる場合は、塩分濃度が比較的高い醤油粕、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、あるいは味噌廃棄物、または食塩などを混合して用いてもよい。含塩廃棄物を混合物として用いる場合、そのまま炭化処理に用いてもよい。炭化物中に食塩を均一に分散させるために、例えば、ミキサーなどで混合し、均一にしてから焼成することが、より好ましい。
【００２０】
Ｂ．含塩有機物の炭化物およびその製法
含塩有機物（例えば、含塩廃棄物）の炭化物は、後述する含塩有機物の一次処理で得られた炭化物、および一次処理で得られた炭化物をさらに処理（二次処理）して得られる活性炭化物、並びに含塩有機物を薬品賦活法で処理して得られる活性炭化物など、種々の方法で得られる炭化物が含まれる。含塩炭化物は、粉末であることが好ましい。あるいは、粉末の含塩炭化物を種々の形状に成型したものを用いてもよい。含塩炭化物を粉末にする方法は、当業者に周知の炭化物の粉末化方法が適用される。
【００２１】
（一次処理）
含塩有機物の炭化（一次処理）は、含塩有機物を好ましくは１００〜１０００℃、より好ましくは６５０〜８５０℃の温度で焼成することにより、行われる。１００℃未満では、この含塩炭化物を含む発熱性混合物の発熱特性が悪くなる傾向にあり、１０００℃を超えると炭化物中の食塩が揮発するおそれがある。得られた含塩炭化物は粉末としてもよい。
【００２２】
一次処理で得られた含塩炭化物中には、通常、１０〜５０質量％の食塩が均一に分散された状態で含まれる。この含塩炭化物の比表面積は、用いる含塩有機物によっても異なるが、一般的には、約１ｍ２／ｇ〜６０ｍ２／ｇの範囲にある場合が多い。
【００２３】
（二次処理）
二次処理は、上記一次処理で得られた含塩炭化物にさらに活性化処理を行う処理である。活性化処理には、大きくガス賦活法と薬品賦活法とがある。どちらの方法を用いてもよい。ガス賦活法は、炭化された原料に、水蒸気、二酸化炭素、酸素（空気）、これらのガスと燃焼ガスとの混合ガス、燃焼ガスなどを高温で接触反応させる方法である。本発明においては、一次処理して得られた含塩炭化物に、例えば、水蒸気、空気（酸素）、二酸化炭素などを添加しながら６００〜１０００℃、好ましくは８００〜９００℃の温度で処理する方法（ガス賦活法）を用いて、行われる。あるいは、含塩有機物を、例えば、一次処理を３００〜５００℃の温度で行い、得られた炭化物を二次処理してもよい。二次処理の温度が６００℃未満では炭化物の活性化が不十分となる場合があり、１０００℃を超えると活性炭化物中の食塩が揮発するおそれがある。
【００２４】
二次処理で得られる活性炭化物中には、通常、１０〜５０質量％の食塩が均一に分散された状態で含まれる。活性炭化物の比表面積は、用いる含塩有機物によっても異なるが、一般的には、約１００ｍ２／ｇ〜３００ｍ２／ｇの範囲にある場合が多く、これは一次処理のみの炭化物の５〜１００倍の比表面積である。また、二次処理を行うことで、炭化物の均質化、表面洗浄効果もあることから、活性炭化物が、好ましく用いられる場合がある。
【００２５】
（薬品賦活法）
薬品賦活法は、原料に賦活薬品を均等に含浸させて、不活性ガス雰囲気中で加熱（焼成）し、薬品による脱水および酸化反応により、活性炭化する方法である。賦活薬品としては、塩化亜鉛、リン酸、塩化カルシウム、硫化カルシウム、水酸化カリウムなどの脱水性、酸化性あるいは侵食性を有する化合物が挙げられる。最も好ましくは、塩化亜鉛である。薬品賦活法によって含塩有機物の活性炭化物を得る方法は、例えば、１００〜２００℃で数時間乾燥した含塩有機物に、上記記載の賦活薬品（例えば、塩化亜鉛）の飽和水溶液を添加、混合し、賦活薬品を含塩有機物に含浸させ、さらに不活性ガス雰囲気中で１００〜２００℃で数時間乾燥（焼成）させる方法である。薬剤賦活法における賦活薬品と乾燥含塩有機物との質量比（賦活薬品含浸質量／乾燥含塩有機物質量）は、使用する賦活薬品および含塩有機物により異なるが、一般的には、０．５〜５であり、好ましくは、１〜４である。なお、質量比は以下の式で表される。
【００２６】
質量比＝（Ｙ−Ｘ）／Ｘ
Ｘ：賦活薬品を含浸する前の含塩有機物の乾燥質量
Ｙ：賦活薬品を含浸した後の含塩有機物の乾燥質量
【００２７】
賦活薬品として塩化亜鉛を用いる場合、含塩有機物を１１０℃で乾燥し、塩化亜鉛を含浸させた後、約１１０℃で乾燥させることが好ましい。塩化亜鉛の質量比は約３であることが好ましい。
【００２８】
この薬品賦活化法で処理して得られた含塩炭化物は、賦活薬品による脱水および酸化反応により、微細な多孔質を有しており、比表面積が大きくなるため、本発明における含塩炭化物として、好適に用いられる。薬品賦活化した炭化物を、さらに、３００〜１０００℃の温度で、活性化処理（二次処理）してもよい。この処理により、さらに活性炭としての機能が向上する。二次処理の温度が３００℃未満では活性炭化物の活性化が不十分となるおそれがあり、１０００℃を超えると、活性炭化物中の食塩が揮発する恐れがある。
【００２９】
炭化処理（一次処理および二次処理）あるいは薬品賦活処理に用いる方法に特に制限はなく、バッチ処理でもよく、連続処理でもよい。炭化処理装置としては、バッチ炉、キルン型処理装置、流動層型処理装置、スクリュー型処理装置など、その装置は問わない。
【００３０】
Ｃ．蒸気吸放出材料
得られた含塩炭化物は、そのまま、本発明の蒸気吸放出材料として用いられる。例えば、通気性を有する容器、袋などに収容して、蒸気吸放出材料として、さらに、調湿用品、脱臭用品、有害物質除去用品などに利用される。そして、炭化物を、添加剤を用いて所望の形状に成形し、必要に応じてさらに上記二次処理と同様の処理（例えば、活性化処理）を行って、蒸気吸放出材料として、調湿用品、脱臭用品、有害物質除去用品などに利用してもよい。なお、「含塩有機物の炭化物を含有する」とは、「含塩有機物の炭化物からなる」場合を包含する。
【００３１】
（含塩炭化物の成形）
含塩炭化物は、また、種々の添加物を組み合わせて、用途に応じて、所望の形状に成形することができる。本発明に用いる添加剤として、無機系添加剤、有機系添加剤などが挙げられる。添加剤およびその配合割合は、主に用途に応じた形状への成形あるいは成形物の強度付与を考慮して、決定すればよい。本発明で用いる含塩炭化物は、添加剤との親和性がよいため、成形性に優れている。
【００３２】
無機系添加剤としては、石膏あるいはセメントのいずれかを主成分とする水硬化性材料からなる建材；セラミック、発泡セラミックおよびタイルからなる群から選択される少なくとも１つを主成分とする焼成材料建材；ロックウール、スラグウール、グラスウール、およびパルプからなる群から選択される少なくとも１つを主成分とする繊維材料建材；珪藻土、パーライト、および土壁などの建材からなる群から選択される材料；などが挙げられる。
【００３３】
有機系添加剤としては、ピッチ、コールタール、クレオソートなどの直鎖あるいは環状炭化物のいずれかを含む石油系材料；植物に由来するバイオマスタール、クレオソートなどの直鎖あるいは環状成分；バイオマスを炭化した炭化物、または炭化物を活性化処理して得られる活性炭化物；でんぷん糊、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、膠などの水溶性高分子材料;あるいは、これらを組み合わせて得られる材料；などが挙げられる。
【００３４】
その他の添加剤として、水道水、純水、超純水、工業用水、蒸留水、イオン交換水が挙げられる。
【００３５】
添加剤は、上記のように用途、形状などによって、用いる種類、量などが決定されるが、一般的には、含塩炭化物１質量部に対して、０．０５〜１０質量部の割合で、好ましくは０．１〜５質量部の割合で添加される。
【００３６】
さらに、染料、顔料などを添加しても良く、表面に塗布してもよい。
【００３７】
上記含塩炭化物、添加剤などを混合して、所望の形状に成形する。成形方法に特に制限はなく、用いる添加剤の種類や量に応じて、例えば、塗布、熱（加熱あるいは冷却）、加圧、化学反応、磁力、放射線照射、紫外線照射、爆砕、超臨界状態あるいは亜臨界状態などにおける水熱反応などの方法を利用することができる。
【００３８】
蒸気吸放出材料の形状に特に制限はなく、用途、使用場所などに応じた形状が選択される。例えば、球状、円柱、円板、円錐、立方体、三角柱、多角柱、多面体、星型、板状、人型、動物型、植物型などが例示されるが、これらに限定されない。これらの成形体の破砕物もまた、利用できる。
【００３９】
さらに、蒸気吸放出材料あるいは必要に応じて成形された蒸気吸放出材料と他の部材、例えば建築用材料と積層してもよい。
【００４０】
所望の形状に成形された含塩炭化物を含有する成形体は、各種蒸気との接触が妨げられることから、蒸気吸放出能力が低下する場合がある。この場合、さらに、活性化処理を行うことが好ましい。特に、有機系の添加剤を用いた場合、含塩炭化物および添加剤がともに活性化される。
【００４１】
さらに、蒸気吸放出材料は、液状でもあり得る。例えば、含塩炭化物と、水および有機溶媒以外の添加剤とを、水あるいは有機溶媒中に分散させ、これを所望の形状の所望の部位に塗布、あるいは含浸させることもできる。例えば、木材上に塗布する、あるいは繊維材料に塗布あるいは含浸させ、乾燥することにより、蒸気吸放出材料としてのみならず、防菌・防黴・防蟻剤として、さらに消臭剤としても使用できる。特に、本発明の蒸気吸放出材料は塩分を高濃度に含んでいるため、防菌・防黴・防蟻剤としても優れている。
【実施例】
【００４２】
以下に含塩有機物として醤油粕を用いる実施例について本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００４３】
（実施例１：醤油粕炭化物（炭化物Ａ）の調製）
水分を含有する生醤油粕を無酸素条件下、４５０℃の連続式炭化炉で炭化し、炭化物Ａを得た。生醤油粕の処理量は１９ｋｇ／ｈであった。炭化物Ａの食塩含量は２１．７質量％であった。なお、ナトリウム濃度（Ｎａ濃度）は、ＪＩＳ Ｋ０１０２．４８．１に基づくフレーム光度法で測定した。塩素濃度（Ｃｌ濃度）は、ポンプ燃焼法による塩素濃度とＪＩＳ Ｋ０１０２．３５．３に基づくイオンクロマトグラフ法による燃焼性塩素濃度の加算値である。醤油粕炭化物中の食塩濃度は、Ｎａ濃度とＣｌ濃度を加算した値である。
【００４４】
得られた炭化物Ａを約０．１ｇ秤量し、１２０℃で１０時間、真空下で脱気を行った。その後、自動蒸気吸着量測定装置（日本ベル製 ＢＥＬＳＯＲＰ ２８）を用いて、２５℃における水蒸気の吸着量を相対平衡圧０．９５までの範囲（２５℃における水の飽和蒸気圧が２３．７６ｍｍＨｇであるので、平衡圧が２２．５７ｍｍＨｇ以下の範囲）で測定した。相対平衡圧が０．９５を超えた時点から、水蒸気の脱着量の測定を開始した。吸着過程における相対平衡圧が０．９０のときの水蒸気の吸着量（質量：Ｗ９０）と脱着過程における相対平衡圧が０．５５のときの水蒸気の吸着量（質量：Ｗ５５）との差（Ｗ９０−Ｗ５５）を炭化物Ａの質量で除した値の百分率を調湿能（％）として評価した。表１に炭化物Ａの調湿能を、図１（ａ）に炭化物Ａの吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００４５】
（実施例２：醤油粕炭化物（炭化物Ｂ）の調製）
炭化温度を６００℃としたこと以外は調整例１と同様にして、炭化物Ｂを得た。炭化物Ｂの食塩含量は２８．２質量％であった。
【００４６】
炭化物Ａの代わりに炭化物Ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、炭化物Ｂの調湿能を求めた。表１に炭化物Ｂの調湿能を、図１（ｂ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００４７】
（実施例３：活性化醤油粕炭化物（活性化炭化物Ｃ）の調製）
実施例１で調製した炭化物Ａを、再度炭化炉に投入し、８００℃の温度で、水蒸気を導入して、１時間反応させた。これにより、活性化炭化物Ｃを得た。活性化炭化物Ｃの食塩含量は２９．４質量％であった。
【００４８】
炭化物Ａの代わりに活性化炭化物Ｃを用いたこと以外は実施例１と同様にして、活性化炭化物Ｃの調湿能を求めた。表１に活性化炭化物Ｃの調湿能を、図１（ｃ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００４９】
（実施例４：醤油粕炭化物の成形体（成形体Ｄ）の調製）
実施例１で調製した炭化物Ａ１５００ｇに、添加剤としてピッチを４５０ｇ、クレオソートを７５ｇ、水を２２５ｇ添加、混合した。不二パウダル製ディスクペレッターＦ−５を用いて、１５０〜２００ｋｇ／ｃｍ２の加圧下で、円柱状に成形して、成形体Ｄを得た。成形体Ｄの食塩含量は１６．０質量％であった。
【００５０】
炭化物Ａの代わりに成形体Ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にして、成形体Ｄの調湿能を求めた。表１に成形体Ｄの調湿能を、図１（ｄ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５１】
（実施例５：活性化成形体（成形体Ｅ）の調製）
実施例４で調製した醤油粕炭化物の成形体Ｄを、再度炭化炉に投入し、８００℃の温度で、水蒸気を導入して、１時間反応させた。これにより、活性化成形体Ｅを得た。活性化成形体Ｅの食塩含量は３５．２質量％であった。
【００５２】
炭化物Ａの代わりに活性化成形体Ｅを用いたこと以外は実施例１と同様にして、活性化成形体Ｅの調湿能を求めた。表１に活性化成形体Ｅの調湿能を、図１（ｅ）に吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５３】
（比較例１〜３）
炭化物Ａの代わりに、市販の３種類のシリカゲル（比較例１〜３）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、調湿能を求めた。表１に各シリカゲルの調湿能を、図２（ａ）〜２（ｃ）に各シリカゲルの吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５４】
（比較例４〜５）
炭化物Ａの代わりに、市販の備長炭（比較例４）、市販の竹炭（比較例５）を用いたこと以外は実施例１と同様にして、調湿能を求めた。表１に備長炭および竹炭の調湿能を、図２（ｄ）〜２（ｅ）にそれぞれ備長炭および竹炭の吸着等温線および脱着等温線を示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
図１（ａ）からわかるように、炭化物Ａは、湿度が上昇するにつれて吸着量が増加し、相対平衡圧（Ｐ／Ｐ０〔-〕）０．９で１７５９ｍｌ／ｇ炭化物Ａ（１．４１ｇ／ｇ炭化物Ａ）の水蒸気を吸着した。そして、相対平衡圧０．５５では、８８ｍｌ／ｇ炭化物Ａ（０．７ｇ／ｇ炭化物Ａ）の水蒸気を吸着していた。従って、Ｗ９０−Ｗ５５は、１．３４ｇ／ｇ炭化物Ａであり、調湿能は、１３４％であった（表１参照）。図１（ｂ）に示す炭化物Ｂもまた、図１（ａ）と同様の挙動を示した。炭化物Ｂの調湿能は１３３％であった。このことから、塩分を含有する醤油粕炭化物は、自重の１．３倍以上の水蒸気を吸収−放出できることがわかった。
【００５７】
これに対して、表１に示すように、市販のシリカゲルの調湿能は６〜４６％であり、通常の炭化物（備長炭、竹炭）の調湿能は１〜３％と低かった。この結果は、本願発明の含塩炭化物からなる蒸気吸放出材料は、従来にない、優れた調湿能を有する非常優れた蒸気吸放出材料であることを示している。
【００５８】
また、図１（ｃ）に示す活性化炭化物Ｃは、湿度が上昇するにつれて吸着量が増加し、相対平衡圧０．９で１４３６ｍｌ／ｇ炭化物Ｃ（１．１５ｇ／ｇ炭化物Ｃ）の水蒸気を吸着した。調湿能は１０５％と、炭化物Ａおよび炭化物Ｂには劣るものの、自重と同程度またはそれ以上の水蒸気を吸着できることがわかった。従って、従来の炭化物よりもはるかに優れた調湿能を有している。
【００５９】
図１（ｄ）に示す成形体Ｄは、炭化物Ａに有機系添加剤を添加して成形したものであるが、調湿能は１４％と低かった。これは、添加物により、活性炭が水蒸気と接触することを妨げられたことによると考えられる。
【００６０】
図１（ｅ）に示す活性化成形体Ｅは、成形体Ｄをさらに活性化処理したものである。湿度が上昇するにつれて吸着量が増加し、相対平衡圧０．９で１５９１ｍｌ／ｇ成形体Ｅ（１．２７ｇ／ｇ成形体Ｅ）の水蒸気を吸着した。調湿能は１１５％と、炭化物Ａおよび炭化物Ｂには劣るものの、自重以上の水蒸気を吸着できることがわかった。従って、従来の炭化物よりもはるかに優れた調湿能を有している。
【００６１】
さらに、図１と図２とを比較すると、含塩炭化物を含有する蒸気吸放出材料の吸着等温線および脱着等温線は、相対平衡圧０．７を超えると大きく吸脱着能力が増大するという特徴を有している。このことは、湿度が高いときにのみ、吸脱着が起こることを意味している。従って、必要なときに吸湿するという、非常に効率のよい調湿ができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料は、非常に高い蒸気吸放出能力を有しており、市販のシリカゲルの３倍の水蒸気の吸放出能力を有する。そのため、冷暖房装置の吸着ヒートポンプ用吸着剤、湿度調節用吸着剤（調湿剤）として、非常に優れている。さらに炭自体が持つ有機溶媒などの有害物質吸収能力が優れている。本発明の蒸気吸放出材料は、不要となった場合には、熱源として利用できるため、有機性廃棄物の再利用（マテリアルリサイクル）と熱源としての再利用（サーマルリサイクル）が可能であり、２回資源を利用できるので、環境に配慮した蒸気吸放出材料として、産業上有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の含塩有機物の炭化物を含有する蒸気吸放出材料の吸着等温線および脱着等温線を示す図である。
【図２】比較例であるシリカゲル（図２（ａ）〜（ｃ））、備長炭（図２（ｄ））および竹炭（図２（ｅ））の吸着等温線および脱着等温線を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
含塩有機物の炭化物を含有する、蒸気吸放出材料。
【請求項２】
前記含塩有機物の炭化物が、含塩有機物を３００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物である、請求項１に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項３】
前記含塩有機物の炭化物が、含塩有機物を１００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物を、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる炭化物である、請求項１または２に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項４】
前記含塩有機物が醤油粕、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、味噌廃棄物、スープ、出し汁、漬物、都市厨芥、および調理屑からなる群から選択される少なくとも一つの廃棄物である、請求項１から３のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項５】
前記含塩有機物が醤油粕である、請求項１から４のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項６】
さらに、添加剤を含有する、請求項１から５のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項７】
成形されている、請求項６に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項８】
成形後、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる、請求項７に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項９】
前記添加剤が、前記含塩有機物の炭化物１質量部に対して０．０５〜１０質量部の割合で添加される、請求項６から８のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項１０】
自重と同量またはそれ以上の水蒸気を吸放出し得る、請求項１から９のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項１】
含塩有機物の炭化物を含有する、蒸気吸放出材料。
【請求項２】
前記含塩有機物の炭化物が、含塩有機物を３００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物である、請求項１に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項３】
前記含塩有機物の炭化物が、含塩有機物を１００〜１０００℃の温度で焼成して得られる炭化物を、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる炭化物である、請求項１または２に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項４】
前記含塩有機物が醤油粕、塩昆布廃棄物、佃煮廃棄物、味噌廃棄物、スープ、出し汁、漬物、都市厨芥、および調理屑からなる群から選択される少なくとも一つの廃棄物である、請求項１から３のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項５】
前記含塩有機物が醤油粕である、請求項１から４のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項６】
さらに、添加剤を含有する、請求項１から５のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項７】
成形されている、請求項６に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項８】
成形後、さらに３００〜１０００℃の温度で活性化処理して得られる、請求項７に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項９】
前記添加剤が、前記含塩有機物の炭化物１質量部に対して０．０５〜１０質量部の割合で添加される、請求項６から８のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【請求項１０】
自重と同量またはそれ以上の水蒸気を吸放出し得る、請求項１から９のいずれかの項に記載の蒸気吸放出材料。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−２９７３４１（Ｐ２００６−２９７３４１Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２６６２７（Ｐ２００５−１２６６２７）
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００１３３０３２）株式会社タクマ (308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（０００１３３０３２）株式会社タクマ (308)
【Ｆターム（参考）】
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