JP3115149U - Photoactive ceramic molding - Google Patents
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Abstract
【課題】土壌の殺菌、空気の浄化・殺菌、水の浄化・殺菌などに有用な酸化チタン層を有する光活性セラミック成形物を提供する。
【解決手段】内部に一つ及至複数の気泡を有するセラミック成形物の表面に酸化チタン層を形成する。
【選択図】図１Provided is a photoactive ceramic molded article having a titanium oxide layer useful for soil sterilization, air purification / sterilization, water purification / sterilization, and the like.
A titanium oxide layer is formed on the surface of a ceramic molding having one to a plurality of bubbles inside.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、土壌の殺菌、空気の浄化・殺菌、水の浄化・殺菌などに有用な酸化チタン層を有する光活性セラミック成形物に関するものである。 The present invention relates to a photoactive ceramic molded article having a titanium oxide layer useful for soil sterilization, air purification / sterilization, water purification / sterilization, and the like.
従来、土壌の殺菌、空気の浄化・殺菌は、エタノールなど殺菌性の薬剤の散布などによって行われている。しかしながら、薬剤は、地上に重力により落下し、地中に浸透してゆくため、効果は一時的である欠点がある。また薬剤の種類によっては、薬剤で、空気や土壌を汚染してしまうおそれがある。 Conventionally, soil sterilization, air purification and sterilization are performed by spraying a sterilizing agent such as ethanol. However, since the drug falls to the ground due to gravity and penetrates into the ground, the effect is temporary. Depending on the type of drug, the drug may contaminate air and soil.
また水の浄化・殺菌に薬剤を使用すれば、薬剤は水中に拡散してゆくため、薬剤の種類によっては、薬剤で水を汚染してしまうおそれがある。 In addition, if a drug is used for water purification and sterilization, the drug diffuses into the water, so that depending on the type of drug, there is a possibility that the drug may contaminate the water.
このような欠点を回避するため、土壌、空気、水と混合しない物質を固体の表面に
形成し、浄化・殺菌する能力を持たせれば、土壌、空気、水を汚染するおそれがなく、効果が永続的であり好都合である。そこで本考案者らは、酸化チタンに着目した。
In order to avoid such drawbacks, if the substance that does not mix with soil, air, and water is formed on the surface of solid, and has the ability to purify and sterilize, there is no risk of contaminating soil, air, and water, which is effective. Permanent and convenient. Therefore, the present inventors focused on titanium oxide.
セラミックスの球の表面層に酸化チタン層を形成した改質球に関する技術が開示されている。この改質球は、使用中あるいは保存中の油の劣化が抑制可能であることが開示されている（特許文献１）。すなわち、前記改質球は、表面に存在する酸化チタン層により、油の劣化が抑制されるのである。このような改質球をフライ鍋に浸しておけば、通常では廃棄しなければならない油でも、使用できるのである。しかし、前記改質球において、酸化チタンの接合には、酸化チタンのほかに、白金黒、二酸化ケイ素が併用されている（特許文献２）。 A technique relating to a modified sphere in which a titanium oxide layer is formed on the surface layer of a ceramic sphere is disclosed. It is disclosed that this modified sphere can suppress deterioration of oil during use or storage (Patent Document 1). That is, in the modified sphere, deterioration of oil is suppressed by the titanium oxide layer present on the surface. If such modified balls are immersed in a frying pan, even oil that normally has to be discarded can be used. However, in the modified sphere, platinum black and silicon dioxide are used in combination with titanium oxide in addition to titanium oxide (Patent Document 2).
また、セラミックスの球の表面層に酸化チタン層を形成した改質球は、気泡を有する多孔質セラミックスではないため、比重が大きく、取り扱いに不便であり、白金黒など貴金属を使用するため、高価となる欠点がある。 Also, modified spheres with a titanium oxide layer formed on the surface layer of ceramic spheres are not porous ceramics with bubbles, so they have a large specific gravity, are inconvenient to handle, and use precious metals such as platinum black. There is a drawback.
そこで、本考案者らは、白金黒のような貴金属を使用せず、セラミック成形物の表面に酸化チタン層を形成させ、かつ、セラミック成形物に気泡を含有させることで、見かけ比重の低下が可能であり、前記問題点が解決可能であることを認め本願に到達したのである。 Therefore, the present inventors did not use a noble metal such as platinum black, formed a titanium oxide layer on the surface of the ceramic molding, and contained bubbles in the ceramic molding, thereby reducing the apparent specific gravity. It was possible, and we reached the present application admitting that the above problems could be solved.
本考案の目的は、見かけ比重が小さく、貴金属を使用せず、化学的に活性のある酸化チタン層を有する光活性セラミック成形物の開発である。 The object of the present invention is to develop a photoactive ceramic molded article having a small apparent specific gravity, no precious metal, and having a chemically active titanium oxide layer.
すなわち本考案は、
（１） 気泡を有するセラミック成形物の表面に、酸化チタン層を形成したことを特徴とする光活性セラミック成形物、
（２） 気泡を有するセラミック成形物の表面に、酸化チタン及びシリカ系セラミックスの層を形成したことを特徴とする光活性セラミック成形物、
（３） （１）、（２）において、光活性セラミック成形物が、複数の気泡を有することを特徴とする、
（４） （１）、（２）において、光活性セラミック成形物が、中心部に１個の気泡を有することを特徴とする、
（５） （１）、（２）において、光活性セラミック成形物の形状として、球状であることを特徴とする、
（６） （１）、（２）において、光活性セラミック成形物の形状として、楕円球状であることを特徴とする、
（７） （１）、（２）において、光活性セラミック成形物の形状として、円筒状であることを特徴とする、
（８） （１）、（２）において、光活性セラミック成形物の形状として、楕円筒状であることを特徴とする。
That is, the present invention
(1) A photoactive ceramic molding characterized in that a titanium oxide layer is formed on the surface of a ceramic molding having air bubbles,
(2) A photoactive ceramic molded product, wherein a layer of titanium oxide and silica-based ceramic is formed on the surface of a ceramic molded product having bubbles
(3) In (1) and (2), the photoactive ceramic molded product has a plurality of bubbles,
(4) In (1) and (2), the photoactive ceramic molded product has one bubble in the center,
(5) In (1) and (2), the shape of the photoactive ceramic molded product is spherical,
(6) In (1) and (2), the shape of the photoactive ceramic molded product is an elliptical sphere,
(7) In (1) and (2), the shape of the photoactive ceramic molding is a cylindrical shape,
(8) In (1) and (2), the shape of the photoactive ceramic molding is an elliptic cylinder.
本考案において使用される酸化チタン層は、太陽光や紫外線のエネルギーにより表面に強力な酸化力を有するラジカルを発生する。このラジカルは有害な微生物を無害化したり、悪臭成分である有機物を分解したりする能力を有する。酸化チタン層の形成は、好ましくは酸化チタンの焼結により形成される。酸化チタン層の形成の別法として、酸化チタン粉末を微量の接着剤で付着させる方法がある。 The titanium oxide layer used in the present invention generates radicals having strong oxidizing power on the surface by the energy of sunlight or ultraviolet rays. This radical has the ability of detoxifying harmful microorganisms and decomposing organic substances which are malodorous components. The titanium oxide layer is preferably formed by sintering titanium oxide. As another method of forming the titanium oxide layer, there is a method in which a titanium oxide powder is attached with a small amount of adhesive.
本考案で使用されるセラミック成形物は、カオリン、粘土の焼結物など従来公知のオールドセラミックスや、アルミナ、ジルコニアの焼結物など従来公知のニューセラミックス、シリカ・アルミナ・アルカリ土類金属・ホウ酸などからなる従来公知のガラスなどをあげることができる。そして、焼結物である場合は、焼結が不完全であると内部に存在する気泡と、光活性セラミック成形物の外部との連通が生ずるので、連通を防ぐため、高度に焼結した構造であることが必要となる。 Ceramic moldings used in the present invention include conventionally known old ceramics such as kaolin and clay sintered materials, conventionally known new ceramics such as alumina and zirconia sintered materials, silica, alumina, alkaline earth metals and boron. Examples thereof include conventionally known glass made of acid. And in the case of a sintered product, if the sintering is incomplete, there will be communication between the air bubbles inside and the outside of the photoactive ceramic molded product. It is necessary to be.
本考案の光活性セラミック成形物は、見かけ比重を下げるため、気泡を有することが必要である。気泡は独立気泡であっても連続気泡であってもよいが、水が気泡内に浸透することを防止するため、気泡は外部と連通していないことが必要となる。 The photoactive ceramic molded article of the present invention needs to have bubbles in order to reduce the apparent specific gravity. The bubble may be a closed cell or an open cell, but it is necessary that the bubble does not communicate with the outside in order to prevent water from penetrating into the bubble.
本考案の光活性セラミック成形物の形状は、球、楕円球、立方体、直方体、円筒形、楕円筒形などをあげることができる。しかし、セラミック成形物は、一般に先の尖った角の部分が破損しやすいなど欠点があるため、球、楕円球などが好ましい。本考案の光活性セラミック成形物の大きさとして、一辺が、１．０〜１００．０ミリメートルの範囲であることが好ましい。この範囲で取り扱いが容易であるからである。 Examples of the shape of the photoactive ceramic molded product of the present invention include a sphere, an elliptic sphere, a cube, a rectangular parallelepiped, a cylinder, and an elliptic cylinder. However, since a ceramic molded product generally has a defect such as a pointed corner portion being easily damaged, a sphere, an elliptic sphere, or the like is preferable. As the size of the photoactive ceramic molded product of the present invention, one side is preferably in the range of 1.0 to 100.0 millimeters. This is because the handling is easy within this range.
セラミック成形物と該セラミック成形物の表面にある酸化チタン層の接合のため、ケイ素成分に富むシリカ系セラミックスの層が形成されていることが好ましい。なお、シリカ系セラミックスの焼結を促進するため、アルミナや、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含むことができる。シリカ系セラミックスと酸化チタンは混合した状態で存在してもよいし、分離した状態で存在してもよい。酸化チタン層の厚さとして、０．０１〜１０．０ミリメートルの範囲が好ましい。０．０１ミリメートルより小さいと、光活性が不十分となるおそれがあり、１０．０ミリメートルより大きいとコストアップとなるからである。またシリカ系セラミックスの層の厚みとしては、０．０１〜１０．０ミリメートルの範囲が好ましい。 In order to join the ceramic molded product and the titanium oxide layer on the surface of the ceramic molded product, a silica-based ceramic layer rich in silicon components is preferably formed. In addition, in order to accelerate | stimulate sintering of a silica type ceramic, an alumina, an alkali metal, and an alkaline-earth metal can be included. Silica-based ceramics and titanium oxide may exist in a mixed state or may exist in a separated state. The thickness of the titanium oxide layer is preferably in the range of 0.01 to 10.0 millimeters. If it is smaller than 0.01 millimeter, the photoactivity may be insufficient, and if it is larger than 10.0 millimeter, the cost increases. The thickness of the silica-based ceramic layer is preferably in the range of 0.01 to 10.0 millimeters.
図１は、中心に一つの気泡を有し、カオリンを主成分とするセラミックスの球の表面に、酸化チタン層、シリカ系セラミックスの層を形成した光活性セラミックスの球の断面図である。図２は、中央部に多数の気泡を有する多孔質セラミックスの表面に、酸化チタン層、シリカ系セラミックスの層を形成した光活性セラミックスの球の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a photoactive ceramic sphere having a single bubble at the center and a titanium oxide layer and a silica-based ceramic layer formed on the surface of a ceramic sphere mainly composed of kaolin. FIG. 2 is a cross-sectional view of a photoactive ceramic sphere in which a titanium oxide layer and a silica-based ceramic layer are formed on the surface of a porous ceramic having a large number of bubbles in the center.
図３は、中心に一つの気泡を有し、カオリンを主成分とするセラミックスの球の表面に、酸化チタン・シリカ系セラミック混合層を形成した光活性セラミックスの球の断面図である。図４は、中央部に多数の気泡を有する多孔質セラミックスの表面に、酸化チタン・シリカ系セラミックスの層を形成した光活性セラミックスの球の断面図である。
図５は、各種悪臭成分の分解データを示す図である。メチルメルカプタン、アンモニア、ホルムアルデヒドが効率的に分解されていることが認められる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a photoactive ceramic sphere having a single bubble at the center and a titanium oxide / silica ceramic mixed layer formed on the surface of the ceramic sphere mainly composed of kaolin. FIG. 4 is a cross-sectional view of a photoactive ceramic sphere in which a layer of titanium oxide / silica ceramic is formed on the surface of a porous ceramic having a large number of bubbles in the center.
FIG. 5 is a diagram showing decomposition data of various malodor components. It can be seen that methyl mercaptan, ammonia and formaldehyde are efficiently decomposed.
本考案によれば、光活性セラミック成形物は、以下の効果が認められた。
（１） 本考案の光活性セラミック成形物を汚染した水中に入れ、光をあてると、汚染物が浄化され、河川の浄化材として有効である。
（２） 本考案の光活性セラミック成形物を汚染した水上におき、光をあてると、汚染物が浄化され、河川の浄化材として有効である。
（３） 本考案の光活性セラミック成形物を室内におけば、空気の浄化に有効である。
（４） 本考案の光活性セラミック成形物を、庭や果樹園の土の上におけば、庭木、果樹の病害虫の発生の予防になる。
（５） 本考案の光活性セラミック成形物は、抗生物質で耐性を有する細菌や、一般に薬剤の効果が少ないとされるヴィルスにも有効である。
According to the present invention, the following effects were observed in the photoactive ceramic molded product.
(1) When the photoactive ceramic molded product of the present invention is placed in contaminated water and exposed to light, the contaminant is purified and is effective as a purification material for rivers.
(2) When the photoactive ceramic molding of the present invention is placed on contaminated water and exposed to light, the contaminant is purified and is effective as a river purification material.
(3) If the photoactive ceramic molded product of the present invention is placed indoors, it is effective for air purification.
(4) If the photoactive ceramic molding of the present invention is placed on the soil of a garden or orchard, it will prevent the generation of pests of garden trees and fruit trees.
(5) The photoactive ceramic molded product of the present invention is also effective for bacteria resistant to antibiotics and for viruses that are generally considered to be less effective for drugs.
表１は、インフルエンザヴィルスに対する効果の試験結果であり、表２は、メチシリン耐性菌に対する効果の試験結果であり、表３はセラチア菌に対する効果の試験結果である。本考案の光活性セラミック成形物は、耐性菌に対しても有効であることが特記される。
１ 気泡
２ セラミックス
３ 酸化チタン層
４ シリカ系セラミックスの層
５ 多孔質セラミックスの層
６ 光活性セラミック成形物
７ 酸化チタン・シリカ系セラミックスの混合層
1
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