JP2009062255A - 二酸化生成物の製造方法とその二酸化生成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 産業廃棄物の牡蠣殻や帆立貝殻から産業用素材を精製し、界面活性剤を使用せず、素材で水と油を直接融合させ、生態環境を浄化することと産業廃棄物の自然環境汚染を防止すること。
【解決手段】 牡蠣殻、又は帆立貝殻から二酸化カルシュウム素材と、籾殻から二酸化ケイ素素材を製造する所定温度を策定することで、水と油を直接融合させる産業用素材を作り出し課題を解決できた。

Description

貝殻と籾殻を原料とする二酸化生成物の製造技術に関する。

従来からの開発者は不明だが窯業の伝統技術として、陶磁器焼成窯技術素材に籾殻を焼成して釉薬に転ずる技術があり、その際に籾殻は二酸化ケイ素となる。又、陶磁器原料に含まれる成分については（非特許文献１）を参照。
１９５５年刊「伝統から科学へ」素木洋一著など。

従来から、籾殻は焼成して灰を作り土地の土壌改良や肥料として田畑に散布されていたが、現在では産業廃棄物として処理されている。又、牡蠣殻、帆立貝殻も破砕して鳥の餌にすることや、道路に散布して路面の排水を良くするために利用されていたが、現在では同じく産業廃棄物として処理されている。しかしながら、その処理される方法が定かではなく、籾殻は山野に放置され、牡蠣殻は沿岸部などに放置されたりして、付着する有機質が腐敗し、水の汚染を始めとする自然環境汚染をもたらし、一体となっている生態環境をも危機に落とし入れている。

その生態環境は又、水と油を融合するために使用される界面活性剤が、生態に有害となる合成成分を多く含んでいることから、生態系そのものを侵すものとなっている。即ち、生態系そのものが外的要因の産業廃棄物による自然環境汚染と内的要因の界面活性剤による人為的生態汚染の両面から危機に貶められていると言える。
そこで本発明は、これら産業廃棄物を産業素材に転化することで、もたらす環境汚染問題を解決し、同時に、界面活性剤がもたらす生態汚染の問題を、水と油を直接融合する技術の開発で解決し、安全で安心な生態環境と自然環境を創造することにある。

上記問題を解決するために、本発明１は、貝殻及び又は籾殻を原料とし、該原料を所定温度まで加熱後、冷却してなることを特徴とする貝殻と籾殻を原料とする二酸化生成物の製造方法およびその二酸化生成物である。本発明２は、上記所定温度が３００℃〜１．３００℃、好ましくは１．０００℃〜１．３００℃、最も好ましくは１．０００℃〜１．２００℃からなることを特徴とする請求項１に記載の貝殻と籾殻を原料とする二酸化生成物の製造方法およびその二酸化生成物である。本発明３は、上記貝殻が牡蠣殻若しくは帆立貝殻からなることを特徴とする請求項１に記載の貝殻と籾殻を原料とする二酸化生成物の製造方法およびその二酸化生成物である。本発明４は、上記二酸化生成物を油若しくは粘土に添加したことを特徴とする請求項１に記載の貝殻と籾殻を原料とする二酸化生成物の使用方法およびその二酸化生成物である。

本発明では、貝殻及び又は籾殻を原料とし、該原料を所定温度まで加熱後、冷却して、貝殻と籾殻を原料とする二酸化生成物を製造することが可能となったので、産業廃棄物の牡蠣殻や帆立貝殻から産業用素材を精製し、界面活性材を使用せず該素材で水と油を直接融合させ、生態環境を浄化することと産業廃棄物の自然環境汚染を防止できるようになった。

本発明では、産業廃棄物とされ、カルシュウムを含むとされる牡蠣殻、帆立貝殻を陶磁器焼成のための所定温度での所要時間で焼成すると、白い超微粉末が製造され純度の高い二酸化カルシュウム（牡蠣殻９８％、帆立貝殻９９％）が出来ることに着目した。

又一方で、陶磁器焼成技術の模倣継承の応用として製造される二酸化ケイ素と二酸化カルシュウム素材は、陶磁器そのものを焼成する原料としての粘土に、もともとから含まれる素材であることから、従来からの陶磁器原料に混入できる素材となることにも着目した。

然るに、これら両素材を精製するに必要な所定温度と所要時間に関しては、従来からの、素焼きから始まる陶磁器製造に要する到達温度（所定温度）は３００℃〜１，３００℃であるが、所要時間は使う燃料や窯の種類によってまちまちである。ここでは、焼成エネルギーとして電気を使う窯を対象にすると、焼成して自然冷却するまでの所要時間は１２時間〜７２時間であることが基準となる。

しかしながら、籾殻や牡蠣殻、帆立貝殻を焼成する場合の到達温度は３００℃〜１，３００℃であるが、到達温度が低い場合に籾殻は黒い炭化状を呈し、一方の牡蠣殻、帆立貝殻も表面だけの焼成で終わり芯を残したものとなる。然るに、好ましくは１，０００℃以上〜１，３００℃であるが、到達温度が１，３００℃に到達すると籾殻や貝殻から精製された二酸化ケイ素や二酸化カルシュウムが融解を始める恐れもあることから、最も好ましい焼成到達温度は１，０００℃〜１，２００℃である。

又、陶磁器製造に要する時間は１２時間〜７２時間である。到達温度は、好ましくは３６時間以上〜７２時間であるが、到達温度が１，２００℃と１，３００℃までの到達温度が自然冷却するのに必要とする時間に差は殆んどないことから、最も好ましい焼成と自然冷却に要する所要時間は４８時間〜７２時間である。

前記に記述した所定温度と所要時間に基づき、籾殻から焼成して精製される純度の高い二酸化ケイ素（９５％）素材を、本発明の課題である水と油を直接融合させるために油に混入した。

又、前記に記述した所定温度と所要時間に基づき、貝殻（牡蠣殻、もしくは帆立貝殻）から焼成して精製される純度の高い二酸化カルシュウム（牡蠣殻９８％、帆立貝殻９９％）素材を、本発明の課題である水と油を直接融合させるために油に混入した。

又一方で、貝殻又は籾殻から精製される二酸化カルシュウム、或いは、二酸化ケイ素共に、従来から使用されている陶磁器原料の粘土に含まれている成分であることから、該両素材を既存の粘土に混入することで作られる陶磁器は軽量化が可能となった。
以下、本発明に係る実証実験例を説明する。

牡蠣殻を陶磁器焼成用電気窯で７２時間かけて、焼成（１．２００℃）後、自然冷却した二酸化カルシュウム微粉末０．１ｃｃ程度を、２５０ｃｃのガラス容器に入れた１ｃｃの椿油に混入し、然るのちに、水を１００ｃｃ注ぐと、１００ｃｃの水は透明な椿油と水の融合物となった。

又、籾殻を陶磁器焼成用電気窯で７２時間かけて、焼成（１．２００℃）後、自然冷却した二酸化ケイ素微細粒子０．１ｃｃ程度を、２５０ｃｃのガラス容器に入れた１ｃｃの椿油に混入し、然るのちに、水を１００ｃｃ注ぐと、１００ｃｃの水は透明な椿油と水の融合物となった。

更に、牡蠣殻を陶磁器焼成用電気窯で７２時間かけて、焼成（１．２００℃）後、自然冷却した二酸化カルシュウム微粉末０．１ｃｃ程度と、籾殻を陶磁器焼成用電気窯で７２時間かけて焼成（１．２５０℃）後自然冷却した二酸化ケイ素微細粒子０．１ｃｃ程度を混合して、２５０ｃｃのガラス容器に入れた１ｃｃの椿油に混入し、然るのちに、水を１００ｃｃ注ぐと、１００ｃｃの注いだ水は透明な椿油と水の融合物となった。

陶磁器焼成用電気窯で、７２時間かけて、焼成（１．２００℃）後、自然冷却した二酸化カルシュウム微粉末と二酸化ケイ素微細粒子の両者５０ｇを従来からの陶磁器原料１００ｇと混練し、再び７２時間かけて焼成（１．３００℃）自然冷却して得られる陶磁器は、従来からの陶磁器原料１５０ｇを焼成して得られる陶磁器より容積は大きくなって、同等の容積を持つ従来からの陶磁器原料のみで作られた陶磁器より軽量化できた。

本発明になる、無機質二酸化カルシュウム素材は純度が高く（牡蠣殻９８％、帆立貝殻９９％）、水と油を直接融合する技術素材として使用され、製造される融合水は化学合成技術とは一切無縁であることから、水と油に含まれる以外の一切の成分を含んでいない。そのことから考えられる産業上の利用可能性は、水を必要とする産業、及び油を必要とする産業の双方向に利用の可能性がある。

又、化学反応を起こさない理学に基づく方法として、安全、安心な生産増を目的とした農林水産の一次産業から、環境浄化や経済コストを下げることを目的とした二次産業への応用や、安全、安心な環境浄化を目的とした三次産業への応用も利用の可能性がある。

即ち、あらゆる産業への利用可能性を持ちながら、又、同時に、含まれる素材の性質から軽量強化セラミックス素材としても利用され、窯業界の進歩にも寄与する利用の可能性を併せ持っている。

Claims (4)

1. 貝殻及び又は籾殻を原料とし、該原料を所定温度まで加熱後、冷却してなることを特徴とする二酸化生成物の製造方法およびその二酸化生成物。
2. 上記所定温度が３００℃〜１，３００℃、好ましくは１，０００℃〜１，３００℃、最も好ましくは１，０００℃〜１，２００℃からなることを特徴とする請求項１に記載の二酸化生成物の製造方法およびその二酸化生成物。
3. 上記貝殻が牡蠣殻若しくは帆立貝の貝殻からなることを特徴とする請求項１に記載の二酸化生成物の製造方法およびその二酸化生成物。
4. 上記二酸化生成物を油若しくは粘土に添加したこと特徴とする請求項１に記載の二酸化生成物の使用方法およびその二酸化生成物。