JP3466969B2 - 遠赤外線放射セラミックスの製造方法 - Google Patents

遠赤外線放射セラミックスの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は遠赤外線放射セラミ
ックスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】遠赤外
線は特定の波長帯の電磁波であるが、近年、遠赤外線が
水や食品の改質を行い、或いは人体や動植物に対して有
用な効果を有すること等への評価が高まっている。例え
ば、水に遠赤外線を放射することにより水分子のクラス
ターを細分化して活性を高めることで水耕栽培野菜の発
育を促進したり、或いは、飲料に遠赤外線を放射するこ
とにより味を高めたり、冷蔵庫内の食品の鮮度保持効果
を高めたり、更には、人体に遠赤外線を放射して血行促
進効果によって健康増進を図ったりすることが広く試み
られているのである。このため、より低コストで遠赤外
線の放射効率が高い材料の出現が要望されている。
【0003】ところが、従来の遠赤外線放射材料として
は、例えば特開平5−139809号公報に示されるよ
うに、アルミナやジルコニアを主原料としてこれに各種
の金属酸化物を含んだセラミックス原料を添加して焼成
するものが知られているが、これは原料コストが高いと
いう問題がある。
【0004】一方、この種の遠赤外線放射材料の一部の
ものは、空気中にマイナスイオンを発生させる機能も有
することが近年知られつつある。空気中にマイナスイオ
ンが存在すると、人間の体液がアルカリ化されて自律神
経を安定化し、健康増進及びストレス解消効果があるこ
とも解明されつつある。遠赤外線を効率的に放射でき、
かつマイナスイオンも多量に放出できるならば、特に人
体への健康増進効果が大いに期待できる。
【0005】しかるに、従来の遠赤外線放射材料では、
マイナスイオン発生効果が十分ではなかった。空気中に
マイナスイオンを発生させるために電極間に高電圧を印
加してコロナ放電を発生させる装置も提供されてはいる
が、これでは健康に悪影響があるオゾンガスや活性酸素
をも発生させてしまうため、好ましくない。
【0006】そこで、本発明は、安価に製造でき、しか
も、マイナスイオンの発生量も多い遠赤外線放射セラミ
ックスの製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る遠
赤外線セラミックスの製造方法は、少なくともフライア
ッシュ又は火山灰、粘土及びバインダー樹脂粉末を含む
原料混合物を混練用液体と共に混練し、所定形状に形成
した後に750℃以上の非酸化性雰囲気で焼成して焼成
後の炭素量が5〜20重量%となるようにしたところに
特徴を有する。
【0008】原料混合物に添加したバインダー樹脂は炭
素となるが、その炭素量の調整のために、原料粉末中に
予め炭素粉末を加えて焼成してもよい(請求項2の発
明)。
【0009】また、原料混合物に酸化チタンを添加して
もよい(請求項3の発明)。さらには、750℃以上に
昇温させる前に300℃前後で30分間以上維持するこ
とが好ましい(請求項4の発明)。そして、バインダー
樹脂としては、フェノール樹脂又はケトン樹脂を使用す
ることが好ましい(請求項5の発明)。
【0010】
【発明の作用及び効果】本発明にあっては、フライアッ
シュ又は火山灰を使用することが特徴の一つである。フ
ライアッシュは火力発電所等から排出される石炭灰であ
り、石炭に含まれる無機質成分が高温の燃焼で溶融し、
温度低下に伴う再凝固時に表面張力のために球状となっ
たガラス微粒子となっている。粒子径は一般に1〜20
0μm程度の範囲にあり、平均粒径は約20μmであっ
て約60%の粒子が20〜200μmにある。また、化
学組成的にはSiO(シリカ)、Al(アルミ
ナ)が70〜80%になり、その他の成分としてFe,
Ca,Mg,S,K,Na等の金属が酸化物として含ま
れる。火山灰も、物理的性状及び化学組成がフライアッ
シュに極めて近似する。これらの物理的性状及び化学組
成は遠赤外線放射セラミックスの原料として理想的であ
りながら、低コストで入手可能である。
【0011】さらなる特徴は、焼成を非酸化性雰囲気で
行うところにある。粉末のセラミック原料を混合して製
品形状に成形する場合、バインダー樹脂を添加して粉末
混合物に成形性を与えることは一般的に行われる。しか
し、バインダー樹脂の添加量が多いと、その焼成途中で
成形品はボロボロに崩れてしまうため、添加量は極力少
なく抑えることが常識であった。焼成途中で成形品が崩
れる理由は、セラミックスの焼成は通常は大気中で行わ
れるため、温度上昇過程で成形品が200℃以上の温度
まで加熱されると、有機物であるバインダー樹脂がまず
炭化し、次いでこれが空気中の酸素と反応して二酸化炭
素となって成形品中から消失してしまうために、成形品
の形状を保持できなくなるためと考えられる。成形品が
更に数百度に加熱されて粉末原料相互や粘土との間で焼
結反応を起こすようになれば、成形品に形状保持性が発
現するが、そのような高温度に達する前の温度で成形品
は崩れてしまうのである。
【0012】これに対し、本発明のように非酸化性雰囲
気中で焼成を行うと、バインダー樹脂は炭化のみで止ま
り、消失することなく無定型炭素として構造中に残留す
る。この無定形炭素成分は、フライアッシュ又は火山灰
が粘土成分と焼結反応を起こして形状保持性を獲得でき
る温度に至るまでの間、成形品の形状を保持する機能を
有する。
【0013】しかも、本発明者の研究によれば、バイン
ダー樹脂の炭化によって生成された無定形炭素は、焼成
されたセラミックスに高いマイナスイオン発生能力を与
えることが明らかになった。無定形炭素の持つ電気伝導
性と多孔性が影響していると考えられるが、その詳細は
未解明である。しかし、いずれにせよ焼成されたセラミ
ックスに多量の炭素成分が残留していると、極めて高い
マイナスイオンの発生能力が認められる。なお、マイナ
スイオンの発生量は、試料を空気中で振動させ、その空
気を同軸円筒型イオンセンサー中に流すことで測定でき
る。焼成品に残留する無定形炭素の量が5重量%を下回
ると、マイナスイオンの発生能力の点で不十分となる。
逆に、20重量%を越えると焼成品の強度低下が大きく
なる。
【0014】焼成品中の無定形炭素はバインダー樹脂を
起源とするが、炭素量の調整のために予め炭素粉末を原
料混合物に添加してもよい。その場合、炭素粉末は一般
的な無定形炭素である木炭粉末でよく、例えば200メ
ッシュ程度に粉砕したものが好ましい。また、原料混合
物中に酸化チタンを添加すると、マイナスイオンの発生
量がより多くなる。
【0015】一方、粘土は窯業原料として入手できる一
般的なものでよく、焼成後の製品においてフライアッシ
ュ又は火山灰及び炭素粉末を相互に結合させる機能を有
し、これを添加しないと製品の強度が極めて低くなるた
め、実用上の問題を惹起する。その好ましい配合量は2
0〜60重量%で、特に好ましくは30〜50重量%で
あった。フライアッシュ又は火山灰や粘土の種類等によ
り相違するが、一般的には20重量%よりも少ないと焼
成品の強度が低下する傾向を呈し、60重量%を越える
と多孔性が少なくなってマイナスイオンの発生量等の物
性が低下する。
【0016】なお、実験によれば、好ましいバインダー
樹脂の種類としては、フェノール樹脂及びケトン樹脂が
挙げられ、これらを使用した場合には常温から焼成温度
への昇温過程における製品の変形が最も少ないという結
果が得られ、混練用液体としては水が最も適する。
【0017】焼成温度は750℃以上であることが必要
で、750℃に満たないと焼結不足によって製品の強度
を低下させる。上限は特に定められないが、多孔性が要
求されるような用途の場合にはガラス質成分の増大を抑
えるために最高温度を850℃とすることが望ましい。
なお、750℃以上に昇温させる前に300℃前後で3
0〜60分維持すると、焼成時の型崩れが少なくなる。
また、焼成雰囲気は非酸化性雰囲気とすることが必要
で、酸化性雰囲気で焼成すると炭素粉末が酸化により焼
失してしまう。非酸化性雰囲気で焼成するには、焼成炉
中に窒素等の不活性ガスを供給すればよい。
【0018】非酸化雰囲気で焼成が終了すると、多孔性
のガラス微粒子であるフライアッシュ又は火山灰が炭素
粉末と共に粘土をバインダーとして結合した焼成品が得
られる。これは全体として多孔性で黒色を呈する。その
放射性能を測定すると、黒体に近く、波長4μm以上の
遠赤外線が多量に放射される。
【0019】また、得られた焼成品を振動させると、空
気中に多量のマイナスイオンを発生させることが認めら
れ、同軸円筒型のイオンカウンターにより測定すると、
従来は空気1cc中に8,000個程度のマイナスイオン
しか発生しなかったところ、本発明によって製造した焼
成品によれば最低でも10,000個以上のマイナスイ
オンが発生する。
【0020】そして、本発明ではフライアッシュ又は火
山灰、粘土等の安価な原料を使用するから、極めて低コ
ストで製造することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明に係る遠赤外線放射セラミ
ックを製造するには、フライアッシュ又は火山灰(双方
を混合してもよい)に粘土を配合し、さらにバインダー
樹脂を加えて水と共に混練し、必要な形状に形成する。
フライアッシュ又は火山灰の配合量は原料混合物の30
〜70重量%となるようにすることが好ましく、粘土は
例えば陶芸用のものを原料混合物に対して20〜60重
量%となるように配合することが好ましい。また、必要
に応じて、例えば二酸化チタン、酸化鉄あるいは金属
鉄、水砕スラグ等の他の副原料を配合してもよい。バイ
ンダー樹脂としてはフェノール樹脂又はケトン樹脂の粉
末が最適であり、成型のための溶媒として適量の水を加
えることが好ましい。バインダー樹脂の添加量は、バイ
ンダー樹脂中の炭素が焼成品に残留するから、その残留
炭素量が焼成品の5〜20重量%となるように計算して
決定すればよい。目標の炭素量を全てバインダー樹脂起
源とするとバインダー樹脂の添加量が過剰となって混練
や成形上等の他の不都合な問題を生ずる場合には、バイ
ンダー樹脂の添加量を抑え、その分の炭素を木炭粉末の
添加で補えばよい。
【0022】成形品は、常温で十分に(例えば数日間)
乾燥させた後、焼成炉に入れてまず300℃前後の温度
まで昇温させる。この焼成炉内には窒素やアルゴンガス
を吹き込むことで非酸化性雰囲気としておく。成形品の
サイズによるが、300℃の温度に30分間以上、例え
ば60分間維持しておき、その後、非酸化性雰囲気のま
ま、750℃以上例えば800℃まで昇温させ、この温
度を5〜7時間維持した後、自然放冷すれば焼成が完了
する。
【0023】
【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例について具
体的に説明する。
【0024】各実施例の原料の配合は次表の通りであ
る。
【表1】
【0025】ここで、各原料は全て粉末であり、混練用
液体としては水を使用している。焼成品の大きさは、2.
5cm× 4cm× 1.5cmのブロック状である。焼成温度は3
00℃で1時間、800℃で3時間維持し、その後自然
放冷した。焼成雰囲気は、焼成炉内に窒素ガスを流し込
んで非酸化性である還元炎で焼成した。
【0026】各焼成品の放射スペクトルと遠赤外線放射
率とをフーリエ変換型赤外線分光光度計(FTIR)で
黒体と比較して測定したところ、黒体に近く、波長4μ
m以上の遠赤外線が多量に放射されることが明らかにな
った。一例として実施例4の焼成品の測定結果を図1及
び図2に示す。なお、ここで遠赤外線放射率とは、同一
温度における黒体の放射強度に対する試料の放射強度の
比率をいい、測定温度は35℃である。
【0027】また、各焼成品のマイナスイオン発生量を
測定し、その結果を表1の右欄に記載した。従来のこの
種のセラミックスでは1ccの空気中に8,000個程度のマ
イナスイオンの発生が認められるに過ぎないが、本実施
例ではそれに比べて極めて多いことが明らかである。な
お、マイナスイオン発生量の測定は神戸電波製のION
TESTER KST−900型を使用した。これ
は、試料を通気性容器に収容して容器を振動させると共
に容器内の空気を吸引ポンプで吸引して同軸円筒型セン
サー内に供給し、そのセンサーの集電極間に流れる電流
によって空気中のマイナスイオンの個数をカウントする
構成である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例4の試料について測定した放射スペク
トルを示すグラフ
【図2】 実施例4の試料について測定した遠赤外線放
射率を示すグラフ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 33/32,33/13 C04B 35/00 - 35/22 C04B 35/52 - 35/54 C04B 38/00 - 38/10 A61N 5/06

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくともフライアッシュ又は火山灰、
    粘土及びバインダー樹脂粉末を含む原料混合物を混練用
    液体と共に混練し、所定形状に形成した後に750℃以
    上の非酸化性雰囲気で焼成して焼成後の炭素量が5〜2
    0重量%となるようにしたことを特徴とする遠赤外線放
    射セラミックスの製造方法。
  2. 【請求項2】 原料混合物に炭素粉末が加えられている
    ことを特徴とする請求項1記載の遠赤外線放射セラミッ
    クスの製造方法。
  3. 【請求項3】 原料混合物に酸化チタンが加えられてい
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の遠赤外線放射
    セラミックスの製造方法。
  4. 【請求項4】 750℃以上に昇温させる前に300℃
    前後で30分間以上維持することを特徴とする請求項1
    ないし請求項3のいずれかに記載の遠赤外線放射セラミ
    ックスの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記バインダー樹脂はフェノール樹脂又
    はケトン樹脂であることを特徴とする請求項1ないし4
    のいずれかに記載の遠赤外線放射セラミックスの製造方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020095801A (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 英世 藤林 静電気除去装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5221071B2 (ja) * 2007-08-01 2013-06-26 豊和直 株式会社 防燃断熱剤
CN102344288B (zh) * 2010-07-30 2013-11-06 吴介源 利用瞬间跳温烧结的能量粒料制造方法
ES2378713B1 (es) * 2010-09-17 2013-03-04 José Luis Gómez Padrón Procedimiento para la obtención de productos cerámicos utilizando materia prima de origen volcánico.
CN107140942A (zh) * 2017-07-10 2017-09-08 黑龙江火山岩科技有限公司 火山岩陶瓷用品及其制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85102464B (zh) * 1985-04-01 1988-03-16 山东省新材料研究所 黑色陶瓷制品原料的生产方法及其制品
JP2909778B2 (ja) * 1991-04-02 1999-06-23 山陰建設工業株式会社 フライアッシュを主材とした遠赤外線放射体
JPH07330419A (ja) * 1994-06-07 1995-12-19 Nippon Carbon Seiko Kk カーボン入り陶磁器
JP3210184B2 (ja) * 1994-08-12 2001-09-17 明健株式会社 火山灰の精製方法および火山灰用分級装置
JPH09173478A (ja) * 1995-12-26 1997-07-08 Beam Kogyo Kk 活性イオン発生管

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020095801A (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 英世 藤林 静電気除去装置
JP7259170B2 (ja) 2018-12-10 2023-04-18 英世 藤林 静電気除去装置

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