JPS62258794A - カルシウム組成物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、飲料水などの水溶液を弱アルカリ性にすると
ともに、カルシウムイオンを供給することを目的とした
カルシウム組成物およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年、飲料水の安全性に対する認識が高まり。

一般家庭等においても浄水器等が梓及し、安全で、健康
な水を飲むという社会的な用向がなされている。

特に２日常良質の水を飲料することは、健康維持をはか
る上で、非常に重要であるが、最近はとりわけ、水に対
する認識が高く、アルカリイオン水とか、ミネラル水等
と称して、水のミネラル化が一般化しつつあり、医学的
にも推奨されている７又、市販のミネラル水と称するも
のは、カルシウムイオン、カリウムイオン、マグネシウ
ムイオン、ナトリウムイオン等が含有されているが、そ
の中でもカルシウムイオンは人間の生命維持に非常に重
要と言われている。

又、このカルシウムイオンの供給源としては。

炭酸カルシウム、麦飯石、乳酸カルシウム、グルコン酸
カルシウム、リン酸カルシウム等が考えられている。

尚、この種供給源を用いたミネラルウォーターｌｌ１２
造装置としては実開昭５７−６６６９４号公報がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述した炭酸カルシウムや麦飯石は水に対する
カルシウムイオンの溶解量が非常に少なく、又、乳酸カ
ルシウム、グルコン酸カルシウム。

リン酸カルシウム等は高価で実用性に乏しい等の問題点
があった。

〔問題点を解決するための手段〕

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、炭酸カルシウム・酸化カルシウムおよび水酸化カル
シウムの混在物１０〜９０部と、天然又は合成の珪酸塩
ガラス０〜９０部と、カオリン系粘土鉱物又はモンモリ
ロナイト系粘土鉱物０及至９０とからなる多孔質状のカ
ルシウム組成物としたものである。

〔作用〕

かかるカルシウム組成物は、酸化カルシウムおよび水酸
化カルシウムを混在しているので、炭酸カルシウムのみ
の場合に比して水に対するカルシウムイオンの溶解量が
多くなり、且つ、全部が酸化カルシウムおよび水酸化カ
ルシウムの場合に比して水に対するカルシウムイオンの
溶解量が過多とならない。又カルシウム組成物は多孔質
状としているので、水に対してゆるやかにカルシウムイ
オンが溶出することになる。従って、カルシウム組成物
のカルシウムイオンの溶出寿命を適切にすることができ
る。

炭酸カルシウムは原水にカルシウムイオン等のミネラル
を附与する目的で使用するものであり、粉粒状の重質炭
酸カルシウム等がある。

天然質の珪酸塩ガラスとしては、黒曜石、真珠岩、松脂
岩等があり、合成質のものとしては、ソーダ石灰ガラス
、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミ
ナ珪酸ガラス、リチャアルミナ珪酸ガラス、石英ガラス
等がある。これらは、７００℃〜８００℃以上で加熱さ
れると軽石状に膨張する特性があるので、この性質を利
用して、カルシウム成分を結合させる目的で使用してい
る。

カオリン系粘土鉱物は、に＾Ｑ２０８・ｙｓｉｏｚ４１
ｈＯ式で包括されるカオリナイト、ハロイサイト、バイ
デライト等の粘土鉱物であるが、代表的な粘土鉱物とし
ては、本節粘土や蛙目粘土等があげられる。モンモリロ
ナイト系粘土鉱物の代表的なものとしてベントナイトが
あげられる。これらの粘土鉱物は先の珪酸塩ガラスと同
様、カルシウム成分の結合材料としての目的で使用して
いる。

次に１本発明のカルシウム組成物の製造方法を述べる。

組成物１００部を構成する材料の配合割合としては、粉
粒状の炭酸カルシウムを１０〜９０部。

黒曜石粉末又はソーダ石灰粉末を０〜９０部、木節粘土
又はベントナイト粉末を０〜９０部とし、これに対して
水を３〜８０部を混合して、ニーダ−等の攪拌機で均一
に混合した後、高速攪拌型の造粒機あるいは抽出機等に
よって、０．１〜１０ｍ　／　ｍ程度の造粒物を作製す
る。その後乾燥処理を行って水分を脱水させた後、常温
から１００〜ｂ ５００−１２００℃の範囲において、加熱保持し放冷す
る６尚、この場合の焼成方式は急熱放冷でも可能である
。更に、焼成物が常温に戻った後に、焼成物を水に急激
な発熱をさけながら徐々に添加して浸漬した後に取出し
て１００〜２００℃で乾燥する。

ここで使用する炭酸カルシウムと珪酸塩ガラスと粘土鉱
物の粒度は特に限定はしないが、目的に沿って、より溶
解性を高める為に１組成物の状態は表面積の大きな粒状
とするのが望ましいところから、この場合の原料の状態
は粉粒状にするのが有利である。又、カルシウム組成物
の形態については、その使用量や溶出量に応じて、粉状
、粒状に限らず板形状等にすることも可能である。

又、本発明のカルシウム組成物を製造するに際して１組
成物を５００〜１２００℃の温度によって焼成して、水
に浸漬する操作を行うが、これはより強固な組成物を作
ることと、ミネラル化をはかる目的から非常に重要な１
章、味を持つ。即ち、前記の如く、所定の配合割合で混
合した組成物を５００〜１２００℃で焼成すると、構成
材料゛の一つである炭酸カルシウムの一部は（１）式の
如く熱分解してＣａＯを生成する。

ＣａＣ０ａ　＝　ＣａＯ＋　ＣＯｚ　　　　　　　　−
（１）ＣａＯ＋　ＩＩｚＯ＝　Ｃａ　（ＯＨ）　ｚ　　
　　　　　・＝　（２）この場合組成物を粒状物として
考えて５各構成材料が均一に分布していると仮定した場
合、焼成温度の影響の大きい表面層に混在するＣａＣ０
♂はど（１）式の進行は大きく、中心部に近くなるほど
、小さくなることが推定される７勿論、この場合の焼成
温度と焼成時間によってその程度の異なることは言うま
でもない。

次にこの焼成物を水に浸漬すると、熱影響を受けてＣａ
　Ｏとなったものは、（２）式の反応によって、水和熱
を伴ってＣａ　（Ｏｌｌ）　ｚとなる。

このＣａ　（Ｏｌｌ）　２は水に対して飽和溶解度の範
囲内で、水中に溶解して、カルシウムイオンを溶出させ
、ミネラル源として作用することとなる。

又、焼成による他の大きな作用としては、前述の如く、
他の構成材料である珪酸塩ガラスと粘土鉱物を膨張、焼
結させる性質があり、これによってミネラル源であるＣ
ａＣＯ５やＣａ（Ｏｌｌ）ｚを強力に結合させることと
なる。即ち、これらの組成物は安全性の高い無機結合体
を使用して粉粒体を高温で焼結させる一種のセラミック
体であるとも言える。

したがってこれらの組成物を水に浸漬した場合において
も安定した状態であり、安全性の高い材料であることは
言うまでもない。

又、これらの組成物は比較的多孔質体（空隙率２０〜４
０％）であり、水へ浸漬した場合においては比較的ゆる
やかにカルシウムイオンが溶出することとなる。

又、炭酸カルシウムを単体で加熱処理してミネラル源と
しての性質を出すことも可能と思われるが、この場合、
粗粒子を使うと加熱時に亀裂が入って微粉化したり、カ
ルシウムイオンの溶出寿命に問題が生じたりすることが
ある。又、微粉を使用した場合は水中で白濁するなどの
問題点を生じる。

尚本発明の組成物は前述の如く、ミネラル源として、　
ＣａＣＯ５とＣａ　（Ｏ旧２を混在した状態であるが、
これらは実施例−１の結果より明らかとなっている。

〔実施例〕

実施例−１ 重質炭酸カルシウム粉末７００ｇ、黒曜石粉末１５０ｇ
、本節粘土１５０ｇ、水２００ｇをニーダ−で混合し造
粒機で１〜３　ｍ　／　ｍの造粒物を作り、乾燥後１０
０〜２００℃／Ｈｒの焼成条件で加熱し、６００℃、７
００℃、９００℃、　１０００℃の各温度で３０分保持
し、放冷した後、水に２４ついて行った。

示差熱分析及び熱重量分析結果を第２図〜第５図に示し
た。第２図は、焼成物の示差熱分析曲線。

第３図は、水への浸漬物の示差熱分析曲線。第４図は、
焼成物の熱重量分析曲線。第５図は、水への浸漬物の熱
重量分析曲線、であり、これかられかるように組成物の
焼成温度が高くなるに従って９５０℃前後の炭酸カルシ
ウムの分解ピーク温度のビークツ営並びに減量値が小さ
くなっており。

組成物の一部に（１）式の分解反応の生じたことが実証
されている。即ち組成物の焼成温度が１００℃と９００
℃（保持時間３０分）の場合の炭酸カルシウムの分解率
を熱重量分析曲線から推定すると約５５％が分解してい
ることが示されている。

又、焼成物を水へ浸漬して乾燥した場合は組成物の焼成
温度の高いものほど、５４０℃前後にＣａ（Ｏｌｌ）ｚ
の分解ピークが現われており１組成物の一部に（２）式
の分解反応の生じていることが実証された。

即ち、９ｏＯ℃（保持時間３０分）で組成物を焼成し、
冷却後の試料とこれを更に水に浸漬して量増加があり１
分解反応の生じていることが示されている。

尚、この場合の分解率はかなり広い範囲にわたって選ば
れるが、これらの大小がミネラル化に対する性能や寿命
に影響することは言うまでもない。

又これらの分解率は焼成温度や焼成時間更に組成物の大
きさ等によって影響を受けるが、実用的には５００−１
２００℃の焼成温度範囲において適切な結果が得られる
。

又焼成時の最高温度に達した後の保持時間は特に限定さ
れないが、経済性等から考慮すると出来るだけ短い方が
有利である。組成物の大きさも特に限定しないが粒状物
の場合は０．１〜ｌｏｍ／ｍ程度が適当と思われる。

ｃａｃｏ孟とＣａ　（Ｏｌｌ）　ｚの混在物であること
が確認された。

上記の如く１本発明の組成物がミネラル源として作用す
ることが確認されたが、同時に実証実験の結果、長時間
放置させた場合の水に発生し易い一般細菌等に対しても
、その増殖を抑制する作用のあることが確認された。

勿論一般的に抗菌作用のあることが認められている銀、
銅、亜鉛等の金属イオンを本発明の組成物に添加するこ
とも可能である。

次に本発明の組成物を水道水に添加し、長時間滞水させ
た場合のＰＨおよびカルシウムイオン濃度の挙動、更に
一般細菌試験を実施した。

実施例−２ 重質炭酸カルシウム粉末７００ｇ、黒曜石粉末又はソー
ダ石灰ガラス粉末Ｏ〜３００ｇ、本節粘土又はベントナ
イトＯ〜３００ｇ、塩化銀０〜Ｌｏｇと水１００〜３０
０ｇをニーダ−で混合後、造粒機で１〜３　ｍ　／　ｍ
の造粒物を作成し、これを１００℃で約４時間乾燥後１
００〜２００℃／Ｈｒの焼成条件で５００〜１２００℃
で各３０分保持して、常温まで放冷し、更に水に４　Ｈ
ｒ浸漬して乾燥した。

次にこれらの組成物５ｇと水道水２００ｍ１２を２００
ｍＱビーカーに添加し、添加直後と８　Ｈｒ後と２４１
１ｒｆｉの上澄液のＰＨとカルシウムイオン濃度及び一
般細菌の発生状況を調べた。

の ここでＰＨ値はガラス電極式−ｅ　Ｐ　Ｈメーターで、
カルシウムイオン濃度は原子吸光分析法によって測定し
た。又一般細菌試験はＪＩＳに０１０１平−抜法によっ
て実施し、所定時間経過した後の検液を採取して浸漬し
、恒温器（３５〜３７℃）で培養後。

スポット数の平均によって細菌発生状況の判定をった。

第１表に組成物を水道水へ浸漬した場合のＰＨ−とカル
シウムイオン濃度及び一般細菌発生数の測定結果の一例
を示した。

試験結果から明らかな如く１本発明の組成物を水に浸漬
した場合、ＰＩ−Ｉ値は徐々に上昇し、２４Ｈｒ経過以
後で、一定値を示すようになる。又カルシウムイオン濃
度も浸漬時間が長くなるに従って、溶出量が次第に多く
なることが明らかとなった。

これらの現象は炭酸カルシウム−珪酸塩ガラス−木節粘
土系及び炭酸カルシウム−珪酸塩ガラス−ベントナイト
系の組成物並びに銀などの金属イオンを混合した組成物
の他に炭酸カルシウム−珪酸塩ガラス又は炭酸カルシウ
ム−粘土鉱物系の組成物においても同様に生じることが
わかった。しかも組成物中の構成材料の配合割合を変え
ることや組成物の添加量を調節することにより、自由ミ
ネラル源としての効力を発揮させ得ることが確認された
。

又比較試料として粉末状のＣａ（０１１）ｚとＣａＣ０
ａ単体のカルシウムイオンの溶出量を同様の方法で調べ
たところＣａ（ＯＬｌ）ｚは水へ浸漬した直後から強ア
ルカリを示し、安全性の点で難点があり、ＣａＣ０ａは
カルシウムイオンの溶出量が少なくて、ミネラル源とし
て使用するのに不利であることが認められた。

尚１組成物の焼成時の最高温度については安全性の高い
組成物を作成する上で重要であり１２００℃以上を越え
る焼成温度においては組成物の一部が溶融してカルシウ
ムイオン溶ｌＰ、量が減少するので。

適正なる焼成時の最高温度としては５００〜１２００℃
の＠囲が最も有効と思われる。

又−・般に水道水等を長時ｒｒｒＩ滞水させた場合、一
般細菌等が増殖して、水の腐敗の生ずることが知られて
いるが１本実施例の如く１本発明の組成物を水道水に添
加し、２４　）［ｒ経過後の一般細菌試験を実施した結
果、ＰＩＩ及びカルシウムイオン濃度が高くなると同晴
にｍ菌の増殖も抑制されることが明らかとなった。

これらの現象を更に明確にする為にＰ　Ｈを１〜１３の
範囲に＄１Ｗした一定量の水を用意し、これを各々２４
Ｈ「滞水させて、一般細菌試験を実施してみた。その結
果Ｐ）！５〜８範囲において正規分布曲線的な傾向で細
菌の増殖が認められ、特にＰ　ＩＴ　６〜７の中性域に
おいて最も著しく、ｍＭの増殖が確認され、それ以外の
ＰＩＩ値の範囲においでは増殖は全く認められなかった
。

これらのことから本発明の組成物を添加した水が一般細
菌等の増殖を認めないことは明らかな事実となった。

又現在我国の公営水道は浄水場において原水の消毒殺菌
を目的として、原水に塩素の投入が行われている。しか
も最近はこれらの塩素特有のカルキ臭やトリハロメタン
等の発ガン性物質を除去する為に活性炭入りの浄水器等
が許及している。

即ちこれらの浄水器に見られる如く活性炭を使用した場
合は、原水中の塩素が活性炭に吸着されることとなり、
その為に水の細菌に対する抑制作用が一層低下すること
が予測される。

本発明の組成物を水に添加した場合は前述した如く、一
般細菌の抑制作用を示すことから、一般の浄水器に使用
した場合に通水した水に対するミネラル化と同時に、浄
水器内で滞水した場合の細菌作用に対しても期待がもて
る。

そこで、これらを確認する為に本発明の組成物と活性炭
を所定の容器に充填し、通水又は滞水させた場合のＰ　
Ｈ、カルシウムイオン濃度、一般細菌試験を実施した６ 実施例−３ 実施例−２の第１表に示した＆１−焼成温度９００℃の
造粒物を各々０〜７．０　　ｇ、粒状活性炭３５ｇを１
００ｍＱ蛇口付円筒槽に入れ、連続的に２００Ｑ及びｔ
ｏｏｏ　Ｑの水道水を通水し、直後又は２４　Ｈｒ円筒
槽で滞水させた場合の液のＰＩＩとカルシウムイオン濃
度の測定及び一般細菌試験を前記と同様の方法で実施し
た。

試験結果を第２表に示した。

一方本発明の組成物を活性炭に対して５〜２０部添加し
た場合は、多量の水を通水させた後もカルシウムイオン
の溶出が認められて１弱アルカリ水としての性状を示し
、同時に円筒槽内で滞水させた場合においても細菌の増
殖を抑制する作用のあることが顕著に示されている。

以上の実施例の結果から本発明の組成物がミネラル源と
しての作用とあわせて、抗菌作用としての性能において
も著しく効果のあることが明らかとなった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水に対するカルシウムイオンの溶解量
が多く、安価なカルシウム組成物およびその製造方法を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカルシウム組成物の製造方法を示す工
程図、第２図は本発明における焼成物の示差熱分析曲線
図、第３図は同焼成物の水への浸漬物の示差熱分析曲線
図、第４図は同焼成物の熱重量分析曲線図、第５図は同
焼成物の水への浸漬物の熱重敏分析曲線図である６

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭酸カルシウム・酸化カルシウムおよび水酸化カル
   シウムの混在物１０〜９０部と、天然又は合成の珪酸塩
   ガラス０〜９０部と、カオリン系粘土鉱物又はモンモリ
   ロナイト系粘土鉱物０及至９０とからなる多孔質状のカ
   ルシウム組成物。 ２、特許請求の範囲第１項において、銀・銅・亜鉛等の
   金属０〜１０部を含むカルシウム組成物。 ３、炭酸カルシウム１０〜９０部、天然又は合成の珪酸
   塩ガラスを０〜９０部、カオリン系粘土鉱物又はモンモ
   リロナイト系粘土鉱物を０〜９０部からなる材料を水と
   混練りした後、高温度で熱処理して炭酸カルシウムの一
   部を熱分解させて酸化カルシウムおよび水酸化カルシウ
   ムを生成すると共に、多孔質状にすることを特徴とする
   カルシウム組成物の製造方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、銀・銅・亜鉛等の
   金属を同時に混練りした後、高温度で熱処理するカルシ
   ウム組成物の製造方法。