JP2003321269A

JP2003321269A - マイナスイオン発生セラミック物質及びその製法

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Publication number: JP2003321269A
Application number: JP2002158612A
Authority: JP
Inventors: Osamu Hirao; 修平尾; Haruhiko Hirao; 晴彦平尾; Kazue Ichikawa; 一枝市川; Mikio Nakajima; 幹夫中島; Nobuhiro Maeda; 悦弘前田
Original assignee: MAEDA MATERIAL KK; Nakajima Ind Co Ltd; Sanyu KK
Current assignee: MAEDA MATERIAL KK; Nakajima Ind Co Ltd; Sanyu KK
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-11-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ウラン系列又はトリウム系列核種を含む原料
鉱石に酸化チタンを組み合わせたマイナスイオン発生セ
ラミック物質及びその製法を提供する。【解決手段】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上を含み、
副原料として、酸化チタンを含み、これらを粉砕混合す
る。あるいは、前記主原料の１種又は２種以上と副原料
である酸化チタン及び必要な添加材料を粉砕混合し、粉
砕物を焼成する。もしくは前記粉砕物を造粒又は所定形
状に成型し、造粒物又は成型物を焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、マイナスイオン
発生セラミック物質及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マイナスイオンについては、消
臭、抗菌、防濁等の環境改善効果の他、疲労回復をはじ
めとする生理的機能の改善効果も報告され、とりわけ関
心が高まりつつある。

【０００３】例えばトルマリンを含め、各種鉱物中に
は、極微量の放射性同位元素が含まれ、天然放射線とし
てα線、β線、γ線が常時照射されている。この天然放
射線の作用により、空気中の水分等からマイナスイオン
が発生する。このように容易にマイナスイオンが得られ
るため、利用頻度が高まり多彩な製品が開発されてい
る。ただし、トルマリンを適宜添加するものについて
は、トルマリンそのものからの放射線量は極端に低く、
単独でのマイナスイオンの発生能はほとんどないことが
知られている。

【０００４】しかるに、トルマリン以外の各種鉱物中の
天然放射線を利用し、マイナスイオンを発生させようと
するものは、使用する鉱物種とその産地により、放射線
量のばらつきが大きかった。さらに、各種鉱物を適宜加
工し製品化する場合、製造工程中に放射性同位元素が分
離するなどの欠損が生じるため、一定の放射線量を得る
ことができず、マイナスイオンの発生量の安定化が容易
でなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は前記の点に
鑑みなされたものであり、ウラン系列又はトリウム系列
核種を含む鉱石を原料とし、マイナスイオンを安定して
発生させると同時に、酸化チタンの触媒作用を付加する
ことにより、さらなる環境改善効果を強化したマイナス
イオン発生セラミック物質及びその製法を見出しここに
提案するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１の発
明は、主原料として、ウラン系列核種又はトリウム系列
核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト（重砂）、
スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プライムジル
コン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂（ゼノタイ
ム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジルコニア、
バストネサイトの１種又は２種以上と、副原料として、
酸化チタンを含み、これらが粉砕混合されていることを
特徴とするマイナスイオン発生セラミック物質に係る。

【０００７】請求項２の発明は、主原料として、ウラン
系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミネラルコ
ンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュ
アジルコン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イッ
トリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、
バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２
種以上が焼成されているとともに、副原料として、酸化
チタンを含み、これらが粉砕混合されていることを特徴
とするマイナスイオン発生セラミック物質に係る。

【０００８】請求項３の発明は、主原料として、ウラン
系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミネラルコ
ンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュ
アジルコン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イッ
トリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、
バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２
種以上を含み、副原料として、酸化チタンを含み、これ
らが粉砕混合され焼成されていることを特徴とするマイ
ナスイオン発生セラミック物質に係る。

【０００９】請求項４の発明は、主原料として、ウラン
系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミネラルコ
ンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュ
アジルコン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イッ
トリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、
バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２
種以上を粉砕して焼成する工程と、前記焼成された主原
料と副原料として酸化チタンを必要な添加材料とともに
混合し粉砕する工程と、前記粉砕後に焼成する工程と、
前記焼成後に粉砕する工程を有することを特徴とするマ
イナスイオン発生セラミック物質の製法に係る。

【００１０】請求項５の発明は、主原料として、ウラン
系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミネラルコ
ンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュ
アジルコン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イッ
トリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、
バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２
種以上を粉砕して焼成する工程と、前記焼成された主原
料と副原料として酸化チタンを必要な添加材料とともに
混合し粉砕する工程と、前記粉砕物を所定形状に造粒又
は成型する工程と、前記造粒物を焼成する工程を有する
ことを特徴とするマイナスイオン発生セラミック物質の
製法に係る。

【００１１】請求項６の発明は、主原料として、ウラン
系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミネラルコ
ンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュ
アジルコン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イッ
トリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、
バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２
種以上と、副原料として、酸化チタンを必要な添加材料
とともに混合し粉砕する工程と、前記粉砕後に焼成する
工程と、前記焼成後に粉砕する工程を有することを特徴
とするマイナスイオン発生セラミック物質の製法に係
る。

【００１２】請求項７の発明は、主原料として、ウラン
系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミネラルコ
ンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュ
アジルコン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イッ
トリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、
バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２
種以上と、副原料として、酸化チタンを必要な添加材料
とともに混合し粉砕する工程と、前記粉砕物を所定形状
に造粒又は成型する工程と、前記造粒物を焼成する工程
を有することを特徴とするマイナスイオン発生セラミッ
ク物質の製法に係る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下添付の図面に従ってこの発明
を詳細に説明する。図１は本発明の原料鉱石の選鉱プロ
セスを示す第一概略図、図２は本発明の原料鉱石の選鉱
プロセスを示す第二概略図、図３は本発明の実施例に係
る概略工程図、図４は本発明の他の実施例に係る概略工
程図、図５は本発明のさらに他の実施例に係る概略工程
図、図６は本発明のまたさらに他の実施例に係る概略工
程図である。

【００１４】請求項１ないし請求項７に規定する通り、
本発明のマイナスイオン発生セラミック物質は、主原料
としてウラン系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビ
ーミネラルコンセントレイト（重砂）、スタンダードジ
ルコン、ピュアジルコン、プライムジルコン、モナザイ
ト原砂、イットリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナ
イト中間品、バテライト、ジルコニア、バストネサイト
の１種又は２種以上と、副原料として酸化チタンを含
み、適宜加工されているものである。

【００１５】前記ウラン系列核種は、²³⁸Ｕを親核種と
して、²²⁶Ｒａ、²¹⁴Ｐｂ、²¹⁴Ｂｉ等を経て、²⁰⁶Ｐｂに
至る放射性崩壊を行う一連の核種である。同様にトリウ
ム系列核種は、²³²Ｔｈを親核種として、²²⁸Ａｃ、²¹²
Ｐｂ、²⁰⁸Ｔｌ、²¹²Ｂｉ等を経て、²⁰⁸Ｐｂに至る放射
性崩壊を行う一連の核種である。ウラン系列核種及びト
リウム系列核種に含まれる各元素は、後述の表中に示さ
れる化合物を組成し、各鉱物原料中に含有される。

【００１６】上記の原料鉱石は、図１に示す選鉱プロセ
スにより分離されるもの及び図２の選鉱プロセスに用い
られるものである。図１において、出発原料であるヘビ
ーミネラルコンセントレイト（重砂）（１）は、オース
トラリア、南アフリカ、ブラジル、インド、ロシア、ウ
クライナ、ベトナム、アメリカ合衆国、マレーシア等の
産地より、主に酸性火成岩が風化して堆積した漂砂鉱床
からジルコンサンドとして産出する。特に東南アジアで
は、錫やカオリンを採取した後の重砂（アマン）に含ま
れるものである。前記ヘビーミネラルコンセントレイト
（１）からは、磁力選鉱及び静電選鉱を経ることにより
スタンダードジルコン（２）が得られる。このとき磁性
を持つ鉱物は、イルメナイト中間品（７）として分離さ
れる。さらに静電選鉱を経ることによりピュアジルコン
（３）とモナザイト原砂（５）が得られる。モナザイト
原砂（５）から適宜選鉱を経た後、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）（６）が得られる。前記ピュアジルコン
（３）は、酸洗い及び磁力選鉱を経ることによりプライ
ムジルコン（４）が得られ、さらにジルコニウムの組成
比率を高めたものがバテライト（８）及びジルコニア
（９）である。

【００１７】図２に示す、バストネサイト（１０）は、
主にアメリカ合衆国、中国等のカーボナイト鉱床から、
鉄、チタン、錫、ウラン、トリウム等を採掘した際の副
産物として得られるものである。バストネサイト（１
０）をさらに選鉱することにより、セリウムに富むセリ
ウム鉱石（１１）とランタンに富むランタン鉱石（１
２）が得られる。

【００１８】上記の鉱物（１）〜（１２）は、以下の表
１及び表２に記載の成分より組成される。表中におい
て、数値は単位重量あたりの重量パーセントを表す。な
お、上記鉱物（１）〜（１２）の組成成分は、理学電気
工業株式会社製の蛍光Ｘ線分析装置（ＲＩＸ３０００）
により分析されたものである。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】前記副原料である酸化チタン（ＴｉＯ₂）
は、太陽光に含まれる紫外線等の照射により光触媒とし
て強い触媒活性を示し、消臭、抗菌、防濁等の種々の効
果が知られている。前記酸化チタン（ＴｉＯ₂）には、
ルチル、アナターゼ、ブルッカイトの３つの多形が存在
すると言われる。なお、本発明においては、アナターゼ
を利用した。

【００２２】図３に示す概略工程図を用いて請求項１に
規定するマイナスイオン発生セラミック物質について詳
述する。請求項１に規定するマイナスイオン発生セラミ
ック物質は、前述の選鉱プロセスを経て分離され、請求
項に列記された主原料であるヘビーミネラルコンセント
レイト（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコ
ン、プライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウ
ム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライ
ト、ジルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上を
主原料Ｍとして、乾燥（Ｓ１０）、副原料Ｘの添加、粉
砕（Ｓ１１）、乾燥（Ｓ１２）、分級（Ｓ１３）の各工
程を経ることにより得られる製品Ａである。

【００２３】前記主原料Ｍは、ロータリーキルン等の公
知の乾燥手段を用いて４００℃の雰囲気下で乾燥（Ｓ１
０）され、酸化チタン及び粘土類からなる副原料Ｘが添
加される。続いてボールミル、振動ミル等の公知の粉砕
手段を用い、平均粒径を１０μｍ以下、好ましくは５μ
ｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下に湿式で粉砕
（Ｓ１１）かつ混合され、公知の乾燥手段であるスプレ
ードライヤーにより乾燥（Ｓ１２）される。Ｓ１２の乾
燥物は分級（Ｓ１３）において、サイクロン、エアセパ
レーター等の公知の分級機（クラシファイヤー）により
均一の粒径に揃えられ、製品Ａが得られる。

【００２４】前記乾燥（Ｓ１０）は、主原料に含まれる
水分を蒸発させ、主原料同士又は主原料と副原料との配
合比率（重量％）を明確にするためである。後述の図４
ないし図６に示す乾燥（Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ５０）も同
目的によるものである。

【００２５】前記粉砕（Ｓ１１）においては、湿式粉砕
としたが粉砕には湿式粉砕と乾式粉砕の２種類が存在す
る。乾式粉砕を用い、主原料あるいは主原料と副原料の
混合物を平均粒径５μｍ以下の微粒子に粉砕する場合、
原料中の各成分の硬度が異なり粉砕むらが生じやすくな
る。その結果、一部の粉砕粒子が集塵機に集まる等の含
有成分（元素）のバランスが崩れるおそれがある。従っ
て、マイナスイオン発生量への影響を考慮し、湿式粉砕
により粉砕することが望ましい。湿式による粉砕に際
し、２〜５％程度の粘土類を添加することが沈殿を防止
するため好ましい。また、粘土類の代わりに塩化カルシ
ウム、塩化マグネシウム等を沈殿防止剤として添加する
こともできる。このように、前記粉砕（Ｓ１１）を行う
ことにより、微粒子化すると表面積が増加するため、発
明者の実験から平均粒径を１０μｍ以下に粉砕しないも
のとの比較よりマイナスイオンの発生量が５％前後多く
なる。なお、前記粉砕（Ｓ１１）をハンマーミル、ジェ
ットミル等を用いて乾式で行った場合は、粉砕に続いて
行われる乾燥（Ｓ１２）は省略できる。また、図３ない
し図６において、かっこで囲んだ表記は、適宜省略可能
である。

【００２６】図３をはじめとする各概略工程図における
粉砕において、平均粒径の２倍を超える粒子及び平均粒
径の半分長を下回る粒子の含有量は、総量の５重量％以
下とすることが望ましい。なお、平均粒径はレーザ回折
／散乱方式による粒度測定装置により測定した。

【００２７】図４に示す概略工程図を用いて請求項２に
規定するマイナスイオン発生セラミック物質について詳
述する。請求項２に規定するマイナスイオン発生セラミ
ック物質は、請求項に列挙される主原料の１種又は２種
以上を主原料Ｍとして、乾燥（Ｓ２０）、粉砕（Ｓ２
１）、乾燥（Ｓ２２）、焼成（Ｓ２３）、副原料Ｙの添
加、粉砕（Ｓ２４）、乾燥（Ｓ２５）、分級（Ｓ２６）
の工程を経ることにより得られる製品Ｂである。

【００２８】図４において、主原料Ｍは、ロータリーキ
ルン等の公知の乾燥手段を用い４００℃の雰囲気下で乾
燥（Ｓ２０）され、ボールミル、振動ミル等の公知の粉
砕手段を用いて平均粒径を１０μｍ以下、好ましくは５
μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下に湿式で粉
砕（Ｓ２１）され、スプレードライヤーにより乾燥（Ｓ
２２）される。Ｓ２２の乾燥後、トンネルキルン、ロー
タリーキルン等の公知の焼成手段により、１１００〜１
５００℃、好ましくは１１００〜１３５０℃の範囲にお
いて焼成（Ｓ２３）される。Ｓ２３の焼成を終えた主原
料に対し、副原料Ｈである酸化チタン（アナターゼ）が
添加され、前出のボールミルを用いて平均粒径を１０μ
ｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２．
５μｍ以下に湿式で粉砕（Ｓ２４）され酸化チタンと主
原料が混合される。続いて、スプレードライヤーによる
乾燥（Ｓ２５）、前出の分級機（クラシファイヤー）に
よる分級（Ｓ２６）が行われ、製品Ｂが得られる。副原
料Ｙは、副原料Ｘと同様に酸化チタンと粘土類あるいは
塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の沈殿防止剤から
構成されるものである。

【００２９】図４において、粉砕（Ｓ２１）後、焼成
（Ｓ２３）することにより、原料中の揮発成分、結晶
水、有機物等が除去されるとともに、主成分のジルコン
（ＺｒＳｉＯ₄）に該ジルコン中の微量成分に含まれる
放射性同位元素が焼結し、微量成分中の放射性同位元素
が以降の加工において分離、欠損を防ぐことができる。
すなわち、粉砕（Ｓ２４）、乾燥（Ｓ２５）、分級（Ｓ
２６）工程中の分離、欠損をはじめ、本発明のセラミッ
ク物質を利用した最終製品（マイナスイオン発生製品）
を製造する場合等、他の原料に本発明のマイナスイオン
発生セラミック物質を数重量％混合し加工する工程時、
微量成分中の放射性同位元素の分離を防ぐ目的である。
そのため、本発明のセラミック物質のように、予め焼成
（焼結）されていると、微量成分（放射性同位元素）が
他の原料との摩擦により、製造工程中に分離、欠損しに
くくなる。その結果、最終製品中の微量成分（放射性同
位元素）の濃度は、本発明のセラミック物質の添加量に
比して増加し、ひいては、マイナスイオンの発生量が安
定する効果が示される。

【００３０】請求項３に規定するマイナスイオン発生セ
ラミック物質は、図５及び図６に示される製品Ｃ，Ｄ，
Ｅ，Ｆに相当する。前記製品Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、主原料
Ｍに副原料Ｚ，Ｗを添加後に粉砕かつ混合され、焼成さ
れていることを特徴とするものである。なお、図５及び
図６に示される副原料Ｚ，Ｗは、酸化チタン（アナター
ゼ）の他に、引き続いて行われる焼成において必要な添
加材料（後述）が適宜補われるものであり、酸化チタン
と粘土類等の沈殿防止剤からなる副原料Ｘ，Ｙとは異な
るものである。

【００３１】図５に示す概略工程図を用いて請求項４及
び請求項５に規定するマイナスイオン発生セラミック物
質の製法を詳述する。

【００３２】請求項４に規定するマイナスイオン発生セ
ラミック物質の製法は、図５における製品Ｃの製法に相
当する。すなわち、前出の主原料の１種又は２種以上か
らなる主原料Ｍを粉砕（Ｓ３１）して焼成（Ｓ３３）す
る工程と、前記焼成された主原料に副原料Ｚとして酸化
チタンと必要な添加材料を混合し粉砕（Ｓ３４）する工
程と、Ｓ３４の粉砕後に焼成（Ｓ３６）する工程と、Ｓ
３６の焼成後に粉砕（Ｓ３７）する工程より構成される
ものである。

【００３３】また、請求項５に規定するマイナスイオン
発生セラミック物質の製法は、図５における製品Ｄの製
法に相当する。すなわち、前出の主原料の１種又は２種
以上からなる主原料Ｍを粉砕（Ｓ３１）して焼成（Ｓ３
３）する工程と、前記焼成された主原料と副原料Ｚとし
て酸化チタンを必要な添加材料とともに、混合し粉砕
（Ｓ３４）する工程と、前記粉砕物を所定形状に造粒又
は成型する造粒・成型（Ｓ４０）工程と、さらにＳ４０
の造粒・成型後に焼成（Ｓ４１）する工程より構成され
るものである。

【００３４】図５に示す通り、請求項に列挙される主原
料の１種又は２種以上からなる主原料Ｍは、ロータリー
キルン等の公知の乾燥手段を用いて４００℃の雰囲気下
で乾燥（Ｓ３０）され、ボールミル、振動ミル等の公知
の粉砕手段を用いて平均粒径を１０μｍ以下、好ましく
は５μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下に湿式
で粉砕（Ｓ３１）される。続いてスプレードライヤーに
より乾燥（Ｓ３２）が行われ、トンネルキルン、ロータ
リーキルン等の公知の焼成手段により、１１００〜１５
００℃、好ましくは１１００〜１３５０℃の範囲におい
て焼成（Ｓ３３）される。

【００３５】前記副原料Ｚは、酸化チタン（アナター
ゼ）、長石類（好ましくは新島長石あるいは、しらす長
石）・ガラス・フリット類、必要に応じて任意量配合さ
れた粘土類（沈殿防止剤）により構成される。副原料Ｚ
の中から長石類・ガラス・フリット類の一部はＳ３３の
焼成前に適宜添加される。特に前出の副原料Ｚの一部
は、主原料ＭとともにＳ３１において粉砕される。副原
料Ｚ中の長石類・ガラス・フリット類の一部をＳ３３の
焼成前に予め添加することにより、Ｓ３３の焼成時の耐
火温度を調節し、微量元素成分の揮発を抑制することが
可能となる。なお、前記長石類・ガラス・フリット類の
内から長石類を省略してガラス・フリット類としてもよ
い。

【００３６】Ｓ３３の焼成を終えた主原料に対し、副原
料Ｚの残り（酸化チタン、長石類・ガラス・フリット
類、粘土類）が添加される。前出の長石類・ガラス・フ
リット類は、耐火温度調節に加え、後述の焼成（Ｓ３
６，Ｓ４１）時の焼結バインダーとして利用される。粘
土類は、前述の理由と同様に、特に湿式粉砕を行う場合
の沈殿防止のために配合されることが望ましい。

【００３７】前記副原料Ｚが必要量混合されたのち、前
出の粉砕手段により再度平均粒径を１０μｍ以下、好ま
しくは５μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下に
粉砕（Ｓ３４）され、続いてスプレードライヤーにより
乾燥（Ｓ３５）が行われ、再度前出の焼成手段により、
８００〜１１００℃、好ましくは８００〜１０００℃の
範囲において焼成（Ｓ３６）される。そして、前出の粉
砕手段により再度平均粒径を１０μｍ以下、好ましくは
５μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下に粉砕
（Ｓ３７）後、再びスプレードライヤーにより乾燥（Ｓ
３８）され、前出の分級機（クラシファイヤー）による
分級（Ｓ３９）が行われ、製品Ｃが得られる。

【００３８】製品Ｄについては、前記Ｓ３５の乾燥に続
いて、造粒・成型（Ｓ４０）が行われる。造粒では、公
知の造粒機あるいはプレス成形機を用い粒状に造粒さ
れ、成型では、公知の成型機が用いられ、平板状、ハニ
カム状の成型物が成型される。前記造粒物及び成型物
は、前出のトンネルキルン、ロータリーキルン等によ
り、８００〜１１００℃、好ましくは８００〜１０００
℃の範囲において焼成（Ｓ４１）され、製品Ｄが得られ
る。図５において行われる焼成の役割は、前記した通
り、微量成分中の放射性同位元素を焼結させ、以降の加
工において分離を防ぐことである。

【００３９】図６に示す概略工程図を用いて請求項６及
び請求項７に規定するマイナスイオン発生セラミック物
質の製法を詳述する。

【００４０】請求項６に規定するマイナスイオン発生セ
ラミック物質の製法は、図６における製品Ｅの製法に相
当する。すなわち、前出の主原料の１種又は２種以上か
らなる主原料Ｍに副原料Ｗとして酸化チタンと必要な添
加材料を混合し粉砕（Ｓ５１）する工程と、前記粉砕
後、焼成（Ｓ５３）し、再度粉砕（Ｓ５４）する工程よ
り構成されるものである。

【００４１】請求項７に規定するマイナスイオン発生セ
ラミック物質の製法は、図６における製品Ｆの製法に相
当する。すなわち、前出の主原料の１種又は２種以上か
らなる主原料Ｍに副原料Ｗとして酸化チタンと必要な添
加材料を混合し粉砕（Ｓ５１）する工程と、前記粉砕
後、前記粉砕物を所定形状に造粒又は成型する造粒・成
型（Ｓ６０）工程と、Ｓ６０の造粒・成型後に焼成（Ｓ
６１）する工程より構成されるものである。

【００４２】図６において、主原料Ｍは、ロータリーキ
ルン等の公知の乾燥手段を用いて４００℃の雰囲気下で
乾燥（Ｓ５０）され、乾燥を終えた主原料に対し、酸化
チタン（アナターゼ）と請求項に記載される必要な添加
材料が副原料Ｗとして添加される。前記添加材料には、
長石類（好ましくは新島長石あるいは、しらす長石）・
ガラス・フリット類、粘土類（沈殿防止剤）が必要に応
じて任意量配合される。添加材料の目的は前述と同様で
ある。副原料Ｗの添加後、ボールミル、振動ミル等の公
知の粉砕手段を用いて平均粒径を１０μｍ以下、好まし
くは５μｍ以下、さらに好ましくは２．５μｍ以下に湿
式で粉砕（Ｓ５１）され、スプレードライヤーにより乾
燥（Ｓ５２）が行われる。なお、前記長石類・ガラス・
フリット類の内から長石類を省略してガラス・フリット
類としてもよい。

【００４３】Ｓ５２の乾燥後、トンネルキルン、ロータ
リーキルン等の公知の焼成手段により、８００〜１１０
０℃、好ましくは８００〜１０００℃の範囲において焼
成（Ｓ５３）され、前出の粉砕手段により平均粒径を１
０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは
２．５μｍ以下に湿式で粉砕（Ｓ５４）され、スプレー
ドライヤーにより乾燥（Ｓ５５）が行われる。続いて前
出の分級機（クラシファイヤー）による分級（Ｓ５６）
が行われ、製品Ｅが得られる。

【００４４】製品Ｆについては、前記Ｓ５２の乾燥に続
いて、造粒・成型（Ｓ６０）が行われる。造粒では、公
知の造粒機あるいはプレス成形機を用い粒状に造粒さ
れ、成型では、公知の成型機が用いられ、平板状、ハニ
カム状の成型物が成型される。前記造粒物及び成型物
は、前出のトンネルキルン、ロータリーキルン等によ
り、８００〜１１００℃、好ましくは８００〜１０００
℃の範囲において焼成（Ｓ６１）され、製品Ｆが得られ
る。図６において行われる焼成の役割も、前記した通
り、微量成分中の放射性同位元素を焼結させ、以降の加
工において分離を防ぐことである。

【００４５】上記の通り、粉砕を行うことにより、１０
μｍ以下に微粒子化すると、粉砕しないものに比べ表面
積が増加し、微量成分に含まれる放射性同位元素から照
射される放射線量が単位面積当たりで増加し、マイナス
イオンの発生量が多くなる。さらに副原料である酸化チ
タンも粉砕により表面積が増加するため触媒効果が向上
する。従って、本発明の製法により得られたマイナスイ
オン発生セラミック物質（製品Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ）は、マ
イナスイオン発生効率及び高い触媒能を有し、微粒子と
して塗料、樹脂、繊維、紙、建材等に添加する際に分散
されやすく、加工原料として利用度が高まる。

【００４６】また、前記製品Ｄ及びＦのうち、造粒物又
は平板状の成型物をマイナスイオン発生源として、床や
壁に敷き詰める他、浴槽に入れる等の利用方法が挙げら
れる。造粒物の粒径は利便性を考慮して３ないし３０ｍ
ｍの適宜の粒径が例示される。また、平板状の成型物も
強度維持上十分な適宜の大きさとされ、表面に凹凸等の
適宜の模様を付することも可能である。さらに、ハニカ
ム状の成型物にあっては、内部の貫通孔内に空気や水を
通すことにより、空気や水のマイナスイオン量を効率よ
く上昇させることができる。なお、貫通孔の孔径は１な
いし１０ｍｍが好適なものとして例示される。

【００４７】前記の製品Ａ〜Ｆの全ては、前出のウラン
系列核種又はトリウム系列核種の放射性同位元素を含有
する（１）ないし（１０）の１０種類の鉱物原料を１種
又は２種類以上の混合物と副原料である酸化チタン及び
必要な添加材料を混合することにより、原子力基本法、
核原料物質及び原子炉の規制に関する法律等の法的規制
を受けない３７０Ｂｑ／ｇ以下に、特にタイル等の生活
用品に使用する塗料、建材中に配合する場合は７４Ｂｑ
／ｇ以下の放射線強度となるように所望の放射線強度へ
の調整が容易となる。

【００４８】なお、本発明のマイナスイオン発生セラミ
ック物質の製法においては、以上説明した加工手段に限
定されるものではなく、他の加工手段を適切に選択し、
組み合わせることができる。

【００４９】

【実施例】（実施例１）実施例１は、請求項１に規定
し、前記図３の製品Ａの製法に基づき、ａ１〜ａ３の３
種類の酸化チタンを含有するマイナスイオン発生セラミ
ック物質を製造した。鉱物（３）は前出の図１の選鉱プ
ロセスに示すピュアジルコン、鉱物（５）はモナザイト
原砂、鉱物（６）はイットリュウム原砂（ゼノタイ
ム）、酸化チタンはアナターゼである。ａ１，ａ２にお
いて、ピュアジルコン（３）とモナザイト原砂（５）の
鉱物同士の配合比率（重量％）は、７０：３０である。
ａ３において、ピュアジルコン（３）とイットリュウム
原砂（ゼノタイム）（６）の配合比率（重量％）は、７
０：３０である。これらの鉱物混合物と副原料（酸化チ
タン）との配合比率（重量％）を表３に表す。なお、実
施例１及び２において酸化チタンは、１μｍ以下、好ま
しくは０．６〜０．８μｍの微粒子に予め粉砕されたも
のを使用した。

【００５０】上記の配合比率からなる鉱物（３）＋
（５）、鉱物（３）＋（６）をロータリーキルンにおい
て４００℃の雰囲気下で乾燥し、副原料である酸化チタ
ン（アナターゼ）を表３に示す比率を満たすように添加
した。これらを再度ボールミルにより平均粒径を２．５
μｍ以下に湿式粉砕後、スプレードライヤーにより乾燥
し、サイクロンにより平均粒径２．５μｍの粒子に分級
し、ａ１〜ａ３の３種類の酸化チタンを含有するマイナ
スイオン発生セラミック物質を製造した。

【００５１】

【表３】

【００５２】（実施例２）実施例２では、請求項４に規
定し、前記図４の製品Ｃの製法に基づくｃ１〜ｃ２５の
２５種類の酸化チタンを含有するマイナスイオン発生セ
ラミック物質を製造した。実施例１の鉱物に加えて、鉱
物（２）はスタンダードジルコン、鉱物（４）はプライ
ムジルコン、鉱物（８）はバテライト、鉱物（９）はジ
ルコニアであり、長石は新島長石である。

【００５３】表４及び表５に示す各焼成焼結物の鉱物同
士の配合比率（重量％）は、以下の通りである。鉱物
（３）焼成焼結物は、ピュアジルコン（３）が単独で存
在する。鉱物（４）焼成焼結物は、プライムジルコン
（４）が単独で存在する。鉱物（３）＋（４）焼成焼結
物において、ピュアジルコン（３）とプライムジルコン
（４）の鉱物同士の配合比率（重量％）は、８０：２０
である。鉱物（３）＋（５）焼成焼結物において、ピュ
アジルコン（３）とモナザイト原砂（５）の鉱物同士の
配合比率（重量％）は、７０：３０である。鉱物（３）
＋（６）焼成焼結物において、ピュアジルコン（３）と
イットリュウム原砂（ゼノタイム）（６）の配合比率
（重量％）は、７０：３０である。鉱物（３）＋（８）
焼成焼結物において、ピュアジルコン（３）とバテライ
ト（８）の配合比率（重量％）は、６０：４０である。
鉱物（３）＋（９）焼成焼結物において、ピュアジルコ
ン（３）とジルコニア（９）の配合比率（重量％）は、
４０：６０である。鉱物（３）＋（５）＋（８）焼成焼
結物において、ピュアジルコン（３），モナザイト原砂
（５），バテライト（８）間の配合比率（重量％）は、
５０：２０：３０である。鉱物（２）＋（３）＋（５）
＋（８）焼成焼結物において、スタンダードジルコン
（２），ピュアジルコン（３），モナザイト原砂
（５），バテライト（８）間の配合比率（重量％）は、
５０：１０：２０：２０である。これらの鉱物混合物と
副原料（酸化チタン、長石類・ガラス・フリット類、粘
土類）を表４及び５の配合比率（重量％）になるように
調整し製造した。

【００５４】上記の配合比率からなる鉱物（３）、鉱物
（４）、鉱物（３）＋（４）、鉱物（３）＋（５）、鉱
物（３）＋（６）、鉱物（３）＋（８）、鉱物（３）＋
（９）、鉱物（３）＋（５）＋（８）、鉱物（２）＋
（３）＋（６）＋（８）を予めロータリーキルンにおい
て４００℃の雰囲気下で乾燥し、表４及び表５に示す長
石類・ガラス・フリット類の一部を耐火温度調節のため
添加し、ボールミルにより平均粒径を２．５μｍ以下に
湿式粉砕した。粉砕後、スプレードライヤーにより乾燥
し、トンネルキルンにより１１００〜１５００℃又は１
１００〜１３５０℃で焼成した。

【００５５】上記の焼成主原料に酸化チタン及び長石類
・ガラス・フリット類（前出の残り）、粘土類を副原料
として表４及び表５に示す所要量を満たすように添加
し、ボールミルにより平均粒径を２．５μｍ以下に湿式
粉砕後、スプレードライヤーにより乾燥し、トンネルキ
ルンにより８００〜１１００℃（表４及び表５に示す焼
成温度）の温度範囲で焼成した。焼成物はボールミルに
より平均粒径を２．５μｍ以下に再度湿式粉砕後、スプ
レードライヤーにより乾燥し、サイクロンにより平均粒
径２．５μｍの粒子に分級を行い、ｃ１〜ｃ２５の２５
種類の酸化チタンを含有するマイナスイオン発生セラミ
ック物質を得た。

【００５６】

【表４】

【００５７】

【表５】

【００５８】

【発明の効果】以上図示し説明したように、本発明のマ
イナスイオン発生セラミック物質によると、主原料であ
るウラン系列核種又はトリウム系列核種を含むヘビーミ
ネラルコンセントレイト（重砂）、スタンダードジルコ
ン、ピュアジルコン、プライムジルコン、モナザイト原
砂、イットリュウム原砂（ゼノタイム）、イルメナイト
中間品、バテライト、ジルコニア、バストネサイトの１
種又は２種以上と、副原料として酸化チタン及び必要な
添加材料が混合され粉砕されるため、使用する鉱物種と
その産地による放射線量のばらつきを解消することがで
きる。

【００５９】さらに、焼成加工を加えることにより、微
量成分中の放射性同位元素が焼結し、製品加工時におい
て該放射性同位元素の分離、欠損を防ぐことができるた
め、製品としての放射線量の一定化（調整）が容易にな
り、マイナスイオンの発生量の増加及び安定化が可能と
なる。

【００６０】また、造粒又は所定形状に成型後、焼成を
行うことにより、微量成分中の放射性同位元素の焼結と
同時に造粒物又は成型物自体の強度が増し、粒状体やハ
ニカム体等としての使用にも対応ができるようになる。

【００６１】従って、本発明のマイナスイオン発生セラ
ミック物質及びその製法によると、マイナスイオンに由
来する環境改善効果及び生理的機能改善効果に加え、酸
化チタンの触媒作用も付加されるため、消臭、抗菌、防
汚効果が強化され、窯業、建材、塗料、繊維、生活用品
等の利用に有効かつ好適なマイナスイオン発生セラミッ
ク物質を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原料鉱石の選鉱プロセスを示す第一概
略図である。

【図２】本発明の原料鉱石の選鉱プロセスを示す第二概
略図である。

【図３】本発明の実施例に係る概略工程図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る概略工程図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例に係る概略工程図で
ある。

【図６】本発明のまたさらに他の実施例に係る概略工程
図である。

【符号の説明】

Ｍ原料Ｈ，Ｊ副原料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平尾修大阪府大阪市淀川区西中島５丁目４番33号辰野新大阪第３ビル６Ｆ株式会社三優内 (72)発明者平尾晴彦大阪府大阪市淀川区西中島５丁目４番33号辰野新大阪第３ビル６Ｆ株式会社三優内 (72)発明者市川一枝大阪府大阪市淀川区西中島５丁目４番33号辰野新大阪第３ビル６Ｆ株式会社三優内 (72)発明者中島幹夫愛知県瀬戸市東古瀬戸町35番地中島産業株式会社内 (72)発明者前田悦弘岐阜県土岐郡笠原町4621の２株式会社マエダマテリアル内Ｆターム(参考） 4G030 AA11 AA12 AA13 AA14 AA16 AA17 AA37 AA41 BA32 HA07 HA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上と、副原
料として、酸化チタンを含み、これらが粉砕混合されて
いることを特徴とするマイナスイオン発生セラミック物
質。
【請求項２】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上が焼成さ
れているとともに、副原料として、酸化チタンを含み、
これらが粉砕混合されていることを特徴とするマイナス
イオン発生セラミック物質。
【請求項３】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上を含み、
副原料として、酸化チタンを含み、これらが粉砕混合さ
れ焼成されていることを特徴とするマイナスイオン発生
セラミック物質。
【請求項４】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上を粉砕し
て焼成する工程と、前記焼成された主原料と副原料とし
て酸化チタンを必要な添加材料とともに混合し粉砕する
工程と、前記粉砕後に焼成する工程と、前記焼成後に粉
砕する工程を有することを特徴とするマイナスイオン発
生セラミック物質の製法。
【請求項５】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上を粉砕し
て焼成する工程と、前記焼成された主原料と副原料とし
て酸化チタンを必要な添加材料とともに混合し粉砕する
工程と、前記粉砕物を所定形状に造粒又は成型する工程
と、前記造粒物を焼成する工程を有することを特徴とす
るマイナスイオン発生セラミック物質の製法。
【請求項６】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上と、副原
料として、酸化チタンを必要な添加材料とともに混合し
粉砕する工程と、前記粉砕後に焼成する工程と、前記焼
成後に粉砕する工程を有することを特徴とするマイナス
イオン発生セラミック物質の製法。
【請求項７】主原料として、ウラン系列核種又はトリ
ウム系列核種を含むヘビーミネラルコンセントレイト
（重砂）、スタンダードジルコン、ピュアジルコン、プ
ライムジルコン、モナザイト原砂、イットリュウム原砂
（ゼノタイム）、イルメナイト中間品、バテライト、ジ
ルコニア、バストネサイトの１種又は２種以上と、副原
料として、酸化チタンを必要な添加材料とともに混合し
粉砕する工程と、前記粉砕物を所定形状に造粒又は成型
する工程と、前記造粒物を焼成する工程を有することを
特徴とするマイナスイオン発生セラミック物質の製法。