JPH0375256A - 機能セラミックスおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は遠赤外線の放射、脱臭、悪性菌の増殖抑制およ
び省エネルギ等に有効な酵素を応用した機能セラミック
スおよびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、脱臭処理方法としては、活性炭等により悪臭
成分を吸着除去する物理的方法、有機鉄化合物等により
悪臭成分を化学反応させて分解、吸収させる化学的方法
又は香料により悪臭を中和、遮蔽等して解消させる生化
学的方法などが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の脱臭処理方法、たとえば、物理的方法では、
活性炭等の吸着剤は使用すると吸着能力が飽和するので
、飽和するまでの処理能力を発揮する期間が短いという
問題点がある。

また、化学的方法でも生化学的方法でも同様に寿命が短
いという問題点がある。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
であり、酵素の特性を応用し、遠赤外線放射にすぐれ、
マイナス電位放射性能や生物活性等を有し、脱臭、悪性
菌の増殖抑制、省エネルギ等に有効で長期間使用可能な
機能セラミックスおよびその製造方法を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の機能セラごツクスは、可塑性原料の粘土、ゼオ
ライト、セピオライト、クリストバル石。

又はベントナイトの中から選ばれる物質１種以上が２０
．０〜５０．０重量部と、媒溶材５．０〜２０．０重量
部と、鉄微粉５．０〜３０．０重量部と、酵素固定セラ
１ツクス粉５．０〜２５．０重量部又は酵素原液０．３
〜２．０重量部とからなる混合物を成形、焼成してなる
ことを要旨とする。

この発明において、可塑性原料は、機能セラミックスの
主成分をなし、酵素を保持するとともに所要の形状に成
形する際の作業性に大きく影響する原料であり、製品の
用途、形状等に応じて粘土。

ゼオライト、セピオライト、クリストバル石、又はベン
トナイトの中から選ばれる物質１種以上が用いられる。

との発明における上記粘土としては、末節粘土、蛙目粘
土、その他の可塑性を有する粘土等があげられる。

媒溶材は、上記可塑性原料をｆｉ戒時に結合させるとと
もに鉄微粉および酵素固定セラミックス粉を分散して結
合させる働きをするものであり、媒溶材としては、例え
ばフリット、石灰、長石、タルク等が用いられる。

鉄微粉は、鉄イオンを発生させうる純鉄、又は赤鉄鉱、
磁鉄鉱等の鉄鉱石であってもよい。

酵素原液は、アスビルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕ
ｓ）の中の１種の微生物にパイナツプルを主体にしたエ
キスを与えて培養し酵素を抽出した液体である。

この酵素はデバイドロゲナーゼと総称されているもので
あり、この酵素の作用の主流をなすものは脱水素作用で
、水素原子の核や陽子、反陽子に働きかけてそれらを架
電状態にする性質を持っている。酵素固定セラミックス
粉は、デバイドロゲナーゼの上記酵素原液とセラミック
ス原料とをそのまま混合するか水を加えて混練し、約５
０°Ｃで一昼夜程度熟威し、高温で焼結した後、微粉砕
して得られる。ここで使用されるセラくツクス原料とし
ては、例示した上記可塑性原料、媒溶材の他、セラミッ
クスに使用されるその他のマグネシア塩等の原料が挙げ
られる。

この発明において用いられる各固体物質の粒径は、セラ
ミックスの活性化の均一性を図るため、焼成前には酵素
が均一に分散していることが必要であるので、小さい方
が好ましいが、原料としては特に限定されない。

この発明における原料の組成としては、可塑性原料２０
．０〜５０．０重量部、媒溶材５．０〜２０゜０重量部
であり、鉄微粉は純鉄換算で５．０〜３０．０重量部で
あり、酵素固定セラミックス粉５．０〜２５．０重量部
又は酵素原液０．３〜２．０重量部である。

可塑性原料の混合比率を上記範囲としたのは、５０．０
重量部をこえると機能セラミックスの強度が小さくなり
形状が限られるとともに他の物性も劣ることがあり、２
０．０重量部未満では成形の作業性、機能セラミックス
の耐熱性等が劣ることがあるためである。

媒溶材の混合比率を上記範囲としたのは、２０゜０重量
部をこえると機能セラミックスの耐熱性、他の物性等が
劣ることがあるためであり、５．０重量部未満では強度
が小さくなり形状が限られるとともに他の物性も劣るこ
とがあるためである。

鉄微粉の混合比率を上記範囲としたのは、原料の種類に
よって異なるが、３０．０重量部をこえると機能セラミ
ックスの強度・耐熱性等が劣るようになり形状が限られ
るとともに他の物性も劣ることがあり、５．０重量部未
満では鉄イオンの働きが不十分となり微生物、細菌に対
する制菌作用が悪くなるとともに制菌作用の耐久性が貴
名ことがあるためである。

酵素固定セラ【ツクス粉５．０重量部未満では酵素の濃
度が小さすぎ、酵素の働きが不十分となり、２５．０１
量部をこえると他の可塑性原料、媒溶材との関係もある
が機能セラミックスの強度・耐熱性等が劣るようになり
、製品の形状が制限されるとともに他の物性も劣ること
があるからである。

酵素原液の混合比率を上記範囲としたのは、デハイドロ
ギナーゼの配合量は多すぎても酵素の働きは変わらない
が、少ないとその働きが悪くなるからである。

本発明の機能セラミックスの製造方法において、粉砕は
湿式又は乾式のいずれの方法を用いてもよく、貯蔵や成
形に便利なような粉砕方法を採用することができる。原
料粉の製造は粒径の大きな可塑性原料、媒溶材、酵素固
定セラミックス粉等を混ぜて２５０メツシュ以下の粒度
に調整するか、予めほとんどが２５０メツシュ以下の粒
度になるようにしたものを混合粉砕して２５０メツシュ
以下の所要の粒度に調整する。

原料粉の粒径が２５０メツシュより大きいと、機能セラ
ミックス中の酵素の分散が悪くなり、機能セラミックス
の効率が悪くなり、不必要に使用装置等を大きくしなけ
ればならなくなる。

成形方法は、焼成品の用途、要求される物性等に応じて
選ばれる０例えば、フィルター形式で用いる場合、所定
の粒径に湿式により粉砕して泥漿状の原料粉を製造し、
この原料粉を三次元ネットに付着させて成形し、これを
乾燥、焼威して網状の製品とする。また、無機質発泡粒
の表面にバインダーにより原料粉をコーティングして成
形し、多孔性の製品とする。また、多用途に通用できる
ように、押出成形機により原料粉にバインダー又は水を
加えて湿らせたものを角柱状、円柱状等の小ペレツト状
に成形してもよいし、又は特殊な用途に適用できるよう
に、原料粉の水分を５〜８％に調整して粉末プレスによ
り成形してもよい。

焼成温度は、原料の種類、混合比率等により変えねばな
らないが８００〜１５００°Ｃの範囲である。

原＃４粉にバインダーを噴霧しながら造粒し、これを焼
結して粒体の接触部で溶着させて粒体間に連続気孔を形
成することは、機能セラミックスの強度を大きくできる
とともに安定した品質の製品が得られるので好ましい。

〔作用〕

本発明の機能セラミックスは酵素を応用しているので、
その酵素により特殊な触媒作用が賦活されるとともにマ
イナス電位を放射し、遠赤外線を放射する能力がよくな
り、触媒的分解作用と鉄イオンによる補助作用により、
ガス中又は溶液中の酸素の一部を活性化し、悪性菌の増
殖を阻害し、脱臭、防菌、防かび、制菌作用を行う。

〔実施例〕

以下に実施例を示す。

（実施例１） 鉄精鉱（Ｆｅ４７．２％）４６重量部、末節粘土２６重
量部、酵素付加セラミックス２０重ＷＩｓ、７９７１８
重量部、カーボン０．３重量部の割合の配合原料５ｋｇ
をボットミルに入れ２４時間乾式粉砕して、その粒度が
３２５メツシュ以下９５％になるように調整し原料粉を
得る０粒径２■のパーライト粒３１をパン型造粒機に入
れてバインダーの廃糖蜜の１５％液を噴霧し、パーライ
ト粒の表面にバインダーを付着させつつ原料粉を加えて
、パーライト粒の表面に原料粉を付着させて均一なコー
ティングをした。この原料粉がコーティングされたパー
ライト粒を湿った状態で、壁内面に離型剤が塗布された
２０Ｘ２０Ｘ３ｃｍの耐火物容器中にかるく充填し、炉
内で１０００”Ｃで焼威し、機能セラミックスを製造し
た。二〇ｍ能セラミックスは耐火物容器から容易に取り
出すことができ、その粒の表面は光沢があり、各粒表面
は固く溶着して一枚の板状に形式されるとともに連通し
た気孔を有していた。

この機能セラミックスについて、腐敗防止能および脱臭
能の試験を行った。

腐敗防止能試験は、腐敗液として水溶性油剤にチワクー
ルＥ−３．エマルジョンＷｌ−１）２０１中に、鉄イオ
ンを加えずに上記機能セラミックス５０ｇを吊り下げ、
嫌気性菌数の変化を測定した。腐敗液を観察すると、初
め黒く濁っていたものが３１日後には上層は透明になり
、底に沈澱物の層ができていた。また腐敗液の臭気を調
べた。その結果を併せて第１表に示す、また上記腐敗液
に鉄イオンを加えて同様にして大腸菌数を測定した。そ
の結果を第２表に示す、この結果から本発明の機能セラ
果ツクスは、水分を活性化させ、制菌性を有し、防菌、
防かびに有効であることがわかった。

第１表 第２表 遠赤外線放射率について常温の２８１Ｃで測定した結果
を第１図に示した。その結果によると、４〜１７μ−の
波長域において放射率が０．９３以上と非常にすばらし
い値が得られた。

脱臭能試験は、また上記鉄イオンを加えた腐敗液中のア
ンモニア残存率の試験およびトリメチルアミンの残存率
の試験により行った。その結果をそれぞれ第２図および
第３図に示す。

（実施例２） 鉄槽ｔ　（Ｆｅ４７．２％）３２重量部、本節粘土４０
重量部、酵素付加セラミックス２０重量部、フリット８
重量部、水ガラス０．４重量部、カーボン０゜３重量部
、水５０重量部の割合の配合原料６ｋｇをポットミルに
入れ２４時間湿式粉砕して泥漿を調整する。孔径が３〜
５１１ＩＩに発泡した樹脂スポンジを２０Ｘ２０Ｘ５ｃ
ｍに切断し、塩化マグネシウムの８ｗｔ％溶液に浸漬し
、乾燥した後、上記調整した泥漿に浸漬し、樹脂スポン
ジに泥漿を付着させ乾燥した後、離型剤を塗布した耐火
物板の上にのせて１２００°Ｃにて坑底した。綱目状の
樹脂スポンジは燃えて中空になり、付着していた泥漿成
分は網目状に残り、通気性を有した固い機能セラミック
スの多孔板を得た。

この機能セラミックスの多孔板を用いて天ぷら油の疲労
防止について、多孔板片５０ｇを入れた天ぷら油と入れ
ない天ぷら油１８ｆｆｉを用いて一定量の牡蛎を揚げた
後、翌日再び使用して試験した結果、機能セラミックス
の多孔板片を入れた天ぷら油の疲労は全く認められず牡
蛎の味は新しい天ぷら油を使用したものと同じであった
。これに対して機能セラミックスの多孔板片を入れなか
った天ぷら油には疲労があり、一定量の牡蛎を揚げた後
翌日再使用した油で揚げた牡蛎の味は悪かった。

この結果から本発明の機能セラミックスは、油の酸化等
による疲労の防止に有効であることがわかった。

（実施例３） 鉄槽Ｋ　（Ｆｅ４７．２％）４６重量部、末節粘土２６
重量部、酵素付加セラミックス２０重量部、フリット８
重量部、カーボン０．３重量部の割合の配合原料６ｋｇ
をポットミルに入れ２４時時間式粉砕して粉末を得、こ
の粉末に水１．５１を加え、ニーダ−に入れて混線後、
２４時間熟威した。これを−辺５開の３角形のノズル孔
径のテスト用土練機を用いて押し出して２０ｍｍの長さ
の三角柱を成形し、乾燥後、ロータリーキルンを用いて
１０００’″Ｃで坑底して金属音のする焦茶色の三角柱
状の機能セラミックスを得た。

この機能セラミックスによる省エネルギ効果試験を、機
能セラミックスを入れたフラスコと入れないフラスコを
用いて水の沸騰点に達するまでの時間を測定して行った
０機能セラミックスを入れたフラスコの水の沸騰点に達
するまでの所要時間は、２回の試験とも入れないフラス
コより短くなっている。この結果を第３表に示した。こ
の結果から本発明の機能セラミックスは、遠赤外線をよ
く放射し、省エネに有効であることがわかった。

第３表 〔発明の効果〕 本発明の機能セラミックスによれば、酵素を利用したの
で、遠赤外線の放射、脱臭、悪性菌の増殖抑制および省
エネルギ等に有効であり、水溶性切削油、研削油剤、水
溶性作動油剤等の処理のみでなく、遠赤外線の放射、悪
性菌の増殖抑制の機能を利用して乾燥、生物の育成、食
品加工、医療用等に応用することができ、寿命も長い。

さらに、本発明の機能セラミックス製造方法によれば、
上記効果を発揮する酵素が均一に分散したｍ能セラミッ
クスを製造することかで夛る。

さらに、本発明の機能セラミックス製造方法において粒
体間に連続気孔を形成するようにしたので、被処理水溶
液等との接触の良い形状の機能セラミックスとなり、高
効率に脱臭等ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能セラミックスの遠赤外線の放射率
と波長との関係を示すグラフ、第２図は本発明の機能セ
ラミックスを用いた被処理水溶液中のアンモニア残存率
の経時変化を示すグラフ、第３図は本発明の機能セラミ
ックスを用いた被処理水溶液中のトリメチルアミン残存
率の経時変化を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）可塑性原料の粘土，ゼオライト，セビオライト，
   クリストバル石，又はベントナイトの中から選ばれる物
   質１種以上が２０．０〜５０．０重量部と、媒溶材５．
   ０〜２０．０重量部と、鉄微粉５．０〜３０．０重量部
   と、酵素固定セラミックス粉５．０〜２５．０重量部又
   は酵素原液０．３〜２．０重量部とからなる混合物を成
   形、焼成したことを特徴とする機能セラミックス。
2. （２）可塑性原料の粘土，ゼオライト，セビオライト，
   クリストバル石，又はベントナイトの中から選ばれる物
   質１種以上が２０．０〜５０．０重量部と、媒溶材５．
   ０〜２０．０重量部と、鉄微粉５．０〜３０．０重量部
   と、酵素固定セラミックス粉５．０〜２５．０重量部又
   は酵素原液０．３〜２．０重量部とからなる混合物を２
   ５０メッシュ以下に粉砕して原料粉を製造し、該原料粉
   を成形し、乾燥し、焼成することを特徴とする機能セラ
   ミックスの製造方法。
3. （３）原料粉にバインダーを噴霧しながら造粒し、これ
   を焼結して粒体の接触部で溶着させて粒体間に連続気孔
   を形成することを特徴とする請求項第２項記載の機能セ
   ラミックスの製造方法。