JPH11292613A - 水を活性化する機能をもつセラミックス焼結体の製造方法 - Google Patents
水を活性化する機能をもつセラミックス焼結体の製造方法Info
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- JPH11292613A JPH11292613A JP10130953A JP13095398A JPH11292613A JP H11292613 A JPH11292613 A JP H11292613A JP 10130953 A JP10130953 A JP 10130953A JP 13095398 A JP13095398 A JP 13095398A JP H11292613 A JPH11292613 A JP H11292613A
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- sintering
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水を活性化する機能をもつセラミックス焼結
体を製造する場合の難点である融着を防止し、かつ、そ
の機能を改善する。 【解決手段】 焼結工程を、減圧下、又は水素雰囲気中
で行う。
体を製造する場合の難点である融着を防止し、かつ、そ
の機能を改善する。 【解決手段】 焼結工程を、減圧下、又は水素雰囲気中
で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水を活性化する機
能をもつセラミックス焼結体の製造方法に関する。
能をもつセラミックス焼結体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の機能性セラミックスの中、水中の
赤さびや微生物の発生、増殖の抑制などに効果のあるこ
とが知られている、シリカ・アルミナ主成分のセラミッ
クス焼結体の作用機構については明確な知見がなく、単
に高温で焼結することが、その作用効果を大きくすると
いう経験的な事実だけが明らかにされきた。しかし、高
温処理によって、粒状、球状などのセラミックス成形体
の溶融が始まり、表面だけの溶融によっても相互の融着
を起こし、大きい塊となって、製品の態をなさなくなる
傾向が強くなる。しかも、このセラミックスの出発原料
は天然の岩石であり、地域によって化学組成が異なるた
め、溶融温度もかなり異なり、品質管理が容易ではな
く、しばしば発生する融着現象が、製品の得率を著しく
不安定にするため、予め原料ロット毎の煩わしい焼結試
験を必要とした。
赤さびや微生物の発生、増殖の抑制などに効果のあるこ
とが知られている、シリカ・アルミナ主成分のセラミッ
クス焼結体の作用機構については明確な知見がなく、単
に高温で焼結することが、その作用効果を大きくすると
いう経験的な事実だけが明らかにされきた。しかし、高
温処理によって、粒状、球状などのセラミックス成形体
の溶融が始まり、表面だけの溶融によっても相互の融着
を起こし、大きい塊となって、製品の態をなさなくなる
傾向が強くなる。しかも、このセラミックスの出発原料
は天然の岩石であり、地域によって化学組成が異なるた
め、溶融温度もかなり異なり、品質管理が容易ではな
く、しばしば発生する融着現象が、製品の得率を著しく
不安定にするため、予め原料ロット毎の煩わしい焼結試
験を必要とした。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この製品は、広範囲に
無限に近く存在する天然物を活用するということや、ア
グレッシヴな化学薬品を全く使用しないで製造できる、
無公害、省資源という原則が基本となっている上、用途
面でも、専ら上記のような広範で地球にやさしいという
領域にある。折角自然から与えられた潜在能力が発掘さ
れた以上、これを新しい考え方で制御することは、現代
自然科学のもつ一つの重要な使命と考え、これを軸にし
て上記のような従来技術の問題点を解決しようと試み
た。このためには、その効果を基礎づける作用機構を明
らかにすることが先決問題となる。
無限に近く存在する天然物を活用するということや、ア
グレッシヴな化学薬品を全く使用しないで製造できる、
無公害、省資源という原則が基本となっている上、用途
面でも、専ら上記のような広範で地球にやさしいという
領域にある。折角自然から与えられた潜在能力が発掘さ
れた以上、これを新しい考え方で制御することは、現代
自然科学のもつ一つの重要な使命と考え、これを軸にし
て上記のような従来技術の問題点を解決しようと試み
た。このためには、その効果を基礎づける作用機構を明
らかにすることが先決問題となる。
【０００４】本発明は、高温処理による効果の向上が明
らかにされているセラミックス焼結体を焼結させる工程
で、しばしば発生する焼結体同志の融着現象が、その製
造を不安定にし、工場原価の増大を余儀なくさせている
という現状を根本的に改善し、融着発生を絶滅させるこ
とを第１の目的として行われたものである。この目的達
成は、その作用機構が不明確では困難なことであるが、
本発明者らの多年の研究によってこれを明らかにするこ
とができ、これを軸にすることによって、さらに第２の
目的である効果の向上をも実現することも可能となっ
た。
らかにされているセラミックス焼結体を焼結させる工程
で、しばしば発生する焼結体同志の融着現象が、その製
造を不安定にし、工場原価の増大を余儀なくさせている
という現状を根本的に改善し、融着発生を絶滅させるこ
とを第１の目的として行われたものである。この目的達
成は、その作用機構が不明確では困難なことであるが、
本発明者らの多年の研究によってこれを明らかにするこ
とができ、これを軸にすることによって、さらに第２の
目的である効果の向上をも実現することも可能となっ
た。
【０００５】
【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の製造方法として、セラミックス成形体を
焼結させる工程を、従来の常識であった空気中、大気圧
下での焼結ではなく、減圧下、又は水素雰囲気中で実施
するようにした。
めに、本発明の製造方法として、セラミックス成形体を
焼結させる工程を、従来の常識であった空気中、大気圧
下での焼結ではなく、減圧下、又は水素雰囲気中で実施
するようにした。
【０００６】この考えは、従来の知見である高温処理の
効果の機構を、セラミックス焼結体表面からの酸素原子
の局部的な逸出による、表面における「非化学量論組成
構造」の生成――格子欠陥の生成――に由来する、本質
的な「水を活性化する機能の発生源」として認識するこ
とに基づいている。もしこれが正しければ、減圧（大気
中の酸素の除去）、又は水素の存在によって、逸出を促
進することになるので処理温度を低くすることができ、
セラミックスをその溶融の危険から遠ざけることが可能
となるばかりではなく、酸素原子の局部的逸出が増大す
ることで、同じ焼結温度でもその効果が向上するという
二重の効果を期待することができる。赤さび（Ｆｅ２Ｏ
３）の発生、増加の抑制は、この格子欠陥が、求電子的
――還元的機能として作用し、鉄１原子に対して赤さび
よりも酸素原子の少ない黒さび（Ｆｅ３Ｏ４）を鉄表面
の不働態として生成させることによるものと推測され
る。又、微生物発生と増殖の抑制は、この還元作用によ
る相対的な酸素欠乏状態が要因であろうと考えられる。
以下にこれらの手法を用いた実施例を挙げてこれを実証
する。
効果の機構を、セラミックス焼結体表面からの酸素原子
の局部的な逸出による、表面における「非化学量論組成
構造」の生成――格子欠陥の生成――に由来する、本質
的な「水を活性化する機能の発生源」として認識するこ
とに基づいている。もしこれが正しければ、減圧（大気
中の酸素の除去）、又は水素の存在によって、逸出を促
進することになるので処理温度を低くすることができ、
セラミックスをその溶融の危険から遠ざけることが可能
となるばかりではなく、酸素原子の局部的逸出が増大す
ることで、同じ焼結温度でもその効果が向上するという
二重の効果を期待することができる。赤さび（Ｆｅ２Ｏ
３）の発生、増加の抑制は、この格子欠陥が、求電子的
――還元的機能として作用し、鉄１原子に対して赤さび
よりも酸素原子の少ない黒さび（Ｆｅ３Ｏ４）を鉄表面
の不働態として生成させることによるものと推測され
る。又、微生物発生と増殖の抑制は、この還元作用によ
る相対的な酸素欠乏状態が要因であろうと考えられる。
以下にこれらの手法を用いた実施例を挙げてこれを実証
する。
【０００７】
【実施例１】シリカ５９％、アルミナ２８％、酸化ナト
リウム２．５％、酸化カリウム２．６％、酸化マグネシ
ウム２．０％、酸化カルシウム１．８％、酸化鉄３．８
％その他を成分とする天然の岩石を粉砕し、直径３〜４
ｍｍに球状化したものを真空炉中にアルミナ容器を用い
て充填し、平均昇温速度を毎分６〜７℃、減圧度を１０
〜３０Ｔｏｒｒで下記表１に示す各温度まで加熱し、同
温度で２時間保持して焼結を行った後、自然冷却した。
比較のため、減圧とせず、大気圧下に他の条件を上記と
同一にして焼結した。
リウム２．５％、酸化カリウム２．６％、酸化マグネシ
ウム２．０％、酸化カルシウム１．８％、酸化鉄３．８
％その他を成分とする天然の岩石を粉砕し、直径３〜４
ｍｍに球状化したものを真空炉中にアルミナ容器を用い
て充填し、平均昇温速度を毎分６〜７℃、減圧度を１０
〜３０Ｔｏｒｒで下記表１に示す各温度まで加熱し、同
温度で２時間保持して焼結を行った後、自然冷却した。
比較のため、減圧とせず、大気圧下に他の条件を上記と
同一にして焼結した。
【０００８】得られた焼結体を評価するため、５００ｃ
ｃ．ビーカーにこれら焼結球体各６０ｇをそれぞれ４５
０ｃｃ．の水道水と共に入れ、２０ｘ２０ｘ０．５ｍｍ
のサイズの純鉄片（エタノール中に保管）を各球体の上
に置き、水道水だけ（焼結球体なし）の場合と常に並行
に、３０±５℃に３６０時間保持し、２４時間毎に鉄片
を取り出し、エタノール中での超音波洗浄を行って、生
成したさびを落とした後、エタノール中でその重量を測
定した。
ｃ．ビーカーにこれら焼結球体各６０ｇをそれぞれ４５
０ｃｃ．の水道水と共に入れ、２０ｘ２０ｘ０．５ｍｍ
のサイズの純鉄片（エタノール中に保管）を各球体の上
に置き、水道水だけ（焼結球体なし）の場合と常に並行
に、３０±５℃に３６０時間保持し、２４時間毎に鉄片
を取り出し、エタノール中での超音波洗浄を行って、生
成したさびを落とした後、エタノール中でその重量を測
定した。
【０００９】この結果、セラミックス焼結球体が存在し
ない場合に限って、鉄片の両面に赤さびが観察され、容
易にこれが剥離し、焼結球体の効果の少ない場合は、剥
離し難い黒さびと、し易い赤さびとが同時の発生、増加
するので、明確な重量減少率として赤さびの増加状況
（相対的な性能）を定量的に比較することができた。
ない場合に限って、鉄片の両面に赤さびが観察され、容
易にこれが剥離し、焼結球体の効果の少ない場合は、剥
離し難い黒さびと、し易い赤さびとが同時の発生、増加
するので、明確な重量減少率として赤さびの増加状況
（相対的な性能）を定量的に比較することができた。
【表１】にその結果を一括する。この
【表１】中、重量増加は、黒さびの発生と鉄片表面への
固着により、剥離し易い赤さびの発生が微小であったこ
とを意味している。
固着により、剥離し易い赤さびの発生が微小であったこ
とを意味している。
【００１０】
【表１】
【００１１】この結果によって、水素雰囲気中の焼結
が、高温での融着を防ぎ、かつ、赤さび増加防止効果の
著しい向上をもたらしたことが分かる。
が、高温での融着を防ぎ、かつ、赤さび増加防止効果の
著しい向上をもたらしたことが分かる。
【００１２】次に上記と同じ焼結球体を用いた、微生物
の増殖防止効果の比較を行った。５００ｃｃ．ビーカー
に、表１に示したセラミックス焼結球体各３０ｇと水道
水を入れ、全体が５００ｃｃ．になるようにして、２５
±０．５℃に保たれた恒温水槽中に保持し、水道水を補
給しながら５０日間続行した。この結果、５０日目の藻
の状態を肉眼観察すると、表１に示した実験番号を用い
て藻の多い順に、７（水道水）＞５≒６＞２≒３＞１と
なり、１の場合、この焼結球体を接触させて球体とは共
存させなかったものには、藻は上記１よりも更に少なか
った。
の増殖防止効果の比較を行った。５００ｃｃ．ビーカー
に、表１に示したセラミックス焼結球体各３０ｇと水道
水を入れ、全体が５００ｃｃ．になるようにして、２５
±０．５℃に保たれた恒温水槽中に保持し、水道水を補
給しながら５０日間続行した。この結果、５０日目の藻
の状態を肉眼観察すると、表１に示した実験番号を用い
て藻の多い順に、７（水道水）＞５≒６＞２≒３＞１と
なり、１の場合、この焼結球体を接触させて球体とは共
存させなかったものには、藻は上記１よりも更に少なか
った。
【００１３】
【実施例２】
【実施例１】に記載した、焼結前の球状に成形されたセ
ラミックスを、真空炉の代わりに水素雰囲気炉とし、水
素気流中にセラミックス焼結体を保持しながら、他の熱
処理条件を全く同様にして焼結を行った。得られた焼結
体の赤さび増大抑制試験および藻の増殖抑制試験につい
て、
ラミックスを、真空炉の代わりに水素雰囲気炉とし、水
素気流中にセラミックス焼結体を保持しながら、他の熱
処理条件を全く同様にして焼結を行った。得られた焼結
体の赤さび増大抑制試験および藻の増殖抑制試験につい
て、
【実施例１】と同じ方法で実施し、
【表２】のような結果を得た。この
【表２】中、実験番号１１〜１４は、
【表１】中の同４〜７と同じ条件での比較実験結果であ
るが、
るが、
【表１】と時期を異にして実験したので、再度比較する
ことにしたものである。
ことにしたものである。
【００１４】
【表２】
【００１５】この結果を
【表１】と比較すると、減圧下の焼結は大気中の焼結に
対して明らかに赤さび抑制の効果が大きいことが分か
る。しかし、その効果の大きさは、減圧法（
対して明らかに赤さび抑制の効果が大きいことが分か
る。しかし、その効果の大きさは、減圧法（
【表１】）に比べては劣ることも分かった。実験番号４
〜７と同じく１１〜１４は、実験時期を異にした同一条
件下のものであるが、この種の長期試験法としては再現
性に富むものと判断される。
〜７と同じく１１〜１４は、実験時期を異にした同一条
件下のものであるが、この種の長期試験法としては再現
性に富むものと判断される。
【００１６】次に、
【実施例１】と全く同様な藻の増殖試験を、この減圧焼
結体について
結体について
【表１】と異なる時期に、
【表２】と同様な比較をしつつ実施した。
【表１】、
【表２】のような定量が困難な試験方法であり、
【実施例１】との厳密な比較は、結果として困難ではあ
ったが、
ったが、
【実施例１】に示したような増殖抑制効果の順序は、次
のように全く同様な定性的結果が得られた。
のように全く同様な定性的結果が得られた。
【００１７】すなわち、５２日目の藻の状態を肉眼観察
して、藻の多い順に、 水道水＞１２≒１３＞９≒１０＞８ であった。
して、藻の多い順に、 水道水＞１２≒１３＞９≒１０＞８ であった。
【００１８】このようにして、焼結を減圧下、又は水素
雰囲気中で実施することによって、セラミックス成形体
の融着――不良製品の発生――を防ぐと同時に、赤さび
や微生物発生、増大の抑制効果が明確に改善されること
が確認された。
雰囲気中で実施することによって、セラミックス成形体
の融着――不良製品の発生――を防ぐと同時に、赤さび
や微生物発生、増大の抑制効果が明確に改善されること
が確認された。
Claims (2)
- 【請求項１】 「成形、焼成などの工程を経て得られる
非金属材料」（以下、「セラミックス」と略称）を製造
するための焼結工程を、減圧下で行うことによって、水
を活性化する機能をもつセラミックス焼結体を製造する
方法。 - 【請求項２】 セラミックスを製造するための焼結工程
を、水素雰囲気中で行うことによって、水を活性化する
機能をもつセラミックス焼結体を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10130953A JPH11292613A (ja) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | 水を活性化する機能をもつセラミックス焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10130953A JPH11292613A (ja) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | 水を活性化する機能をもつセラミックス焼結体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11292613A true JPH11292613A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=15046510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10130953A Pending JPH11292613A (ja) | 1998-04-06 | 1998-04-06 | 水を活性化する機能をもつセラミックス焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11292613A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010060858A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이양우 | 활성산소제조방법 및 그 장치 |
-
1998
- 1998-04-06 JP JP10130953A patent/JPH11292613A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010060858A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이양우 | 활성산소제조방법 및 그 장치 |
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