JP4614327B2

JP4614327B2 - 多孔性焼成物の製造方法

Info

Publication number: JP4614327B2
Application number: JP2004372725A
Authority: JP
Inventors: 本高明松
Original assignee: 松本高明
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006176376A; WO2006068167A1

Description

本発明は、竹炭や木炭等の炭を生地とし、脱臭作用、浄化作用、調湿作用、断熱作用、遮音作用等の優れた諸機能を有する多孔性焼成物の製造方法に関する。

竹炭や木炭等の炭は、脱臭作用、浄化作用、調湿作用、断熱作用、遮音作用等の優れた諸機能を有する多孔質体であり、従来からそのような優れた諸機能を活かして、種々の用途に利用されてきた。
然るに炭は、薪材を蒸し焼きにして炭化させた黒塊であり、有用機能材として用いる場合は、色及び強度等を考慮すると、例えば用途範囲において制約が多い。

上述の制約を払拭するために、色調が実質的に白色で着色可能であって、使用勝手の良い多孔性焼成物が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ところで、今般のように、生活環境において部屋の密閉度が増し、そのために室内の湿度調整が十分でなく、且つ、愛玩動物と同居するようなケースが増えるに従い、身の回りに種々の細菌やウイルス等の微生物がはびこる機会が増え、そのような微生物による感染症からの予防意識も高まりつつある。また浴槽、貯水槽、クーリンクパワー、更にはタンカーのバラストタンク内での微生物の増殖による地球規模での環境汚染も重要な問題となっている。
特開平２００２−１６７２８７号公報

他方、銀が抗菌、防臭、消臭等に効果があることが知られている。したがって、前記の多孔性焼成物と銀とを混合すれば両者のそれぞれの特性に従って、抗菌、殺菌、脱臭その他の効果を発揮できることは容易に推定できる。
しかしながら、周知の通り、上記の効果は表面積に比例する場合が多く、単に銀粒を用いてもその適用例は制限されてしまう。また、銀粒のサイズにより多孔性焼成物の特徴が充分に発揮されない。

さらにナノサイズの粒径のコロイド状の銀には抗生物質の数十倍の強力な抗菌力を有するとともに、防臭効果、防ダニ効果、静電防止効果、消臭効果があることが知られている。このようなコロイド状の銀（以下銀コロイドという）が極めて有効であるが、液状を呈しているのでその取り扱いが制限されてしまう。

したがって、本発明の目的は、銀コロイドを好適に担持された多孔性焼成物の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、多孔性焼成材料と銀コロイドが保有する抗菌、脱臭、浄化、調湿、断熱、遮音、防ダニ、静電防止等の効果を向上させる多孔性焼成物の製造方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、銀と炭との混合物でありながら、大きな表面積を有しそして体積が小さくしかも前記の抗菌等の作用以上の性能を持つ銀含有の多孔性焼成物の製造方法を提供することにある。

また、脱臭作用、調湿作用、断熱作用、吸音作用に優れた多孔性焼成物（特許文献１参照）が提案されている。
更に、ナノサイズの粒径のコロイド状の銀には抗生物質の数十倍の強力な抗菌力と殺菌力を有するとともに、防臭効果、防ダニ効果、静電防止効果、消臭効果があることが知られており、特に抗菌に大きな威力を発揮することに着目してきた。
そして、前記多孔性焼成物に銀コロイドを固着させること、すなわち多孔性焼成物の多孔内に銀コロイドを担持されることによって、脱臭作用、浄化作用、調湿作用、断熱作用、遮音作用、防火作用、白蟻予防作用等に加え、高い抗菌、抗ウイルス等の抗微生物作用を付帯させることがわかった。

本発明の多孔性焼成物の製造方法によれば、粉末状炭７０〜９０重量部と粘土１０〜３０重量部とを混練した混練物を作り、その混練物を焼成して得た焼成物を粒径が０．０１〜０．５ｍｍに粉砕して多孔性焼成材料（１）を作り、銀コロイド原液（２Ａ）を精製水（２Ｂ）で１００〜１０００倍に薄めて１ｍｌ中に大きさ１〜１０ｎｍの銀コロイドが２兆個〜２千億個有する銀コロイド溶液（２）を作り、その銀コロイド溶液（２）を塗布手段（３）に充填し、攪拌機（４）を有する攪拌槽（５）に前記多孔性焼成材料（１）を入れ、前記塗布手段（３）に充填した銀コロイド溶液（２）を攪拌中の多孔性焼成材料（１）に噴霧し、その銀コロイド溶液（２）のかかった多孔性焼成材料（１）の液体部分を乾燥させて銀コロイド溶液（２）中の銀コロイド（２０）を多孔性焼成材料の多孔（１２）内に固着させるようになっている。

また、本発明の多孔性焼成物の製造方法によれば、粉末状炭７０〜９０重量部と粘土１０〜３０重量部とを混練した混練物を作り、その混練物を焼成して得た焼成物を粉砕機構（７）内で粒径が０．０１〜０．５ｍｍに粉砕して多孔性焼成材料（１）を作り、銀コロイド原液（２Ａ）を精製水（２Ｂ）で１００〜１０００倍に薄めて１ｍｌ中に大きさ１〜１０ｎｍの銀コロイドが２兆個〜２千億個有する銀コロイド溶液（２）を作り、その銀コロイド溶液（２）を塗布手段（３）に充填し、前記粉砕機構（７）内の粉砕した多孔性焼成材料（１）をカーテンフローコーター（９）から落下させ、その間に前記塗布手段（３）によって銀コロイド溶液（２）を噴霧させ同時に乾燥機（６）で銀コロイド溶液（２）の液体部分を乾燥して銀コロイド（２０）を多孔性焼成材料の多孔（１２）内に固着させるようになっている。

さらに本発明によれば、粉末状炭と粘土とを混練して焼成しそして粒径１〜５μｍに粉砕した多孔性焼成物の製造方法において、その粉砕した多孔性焼成物をカーテンフローローターから落下させ、その間に１〜６ｎｍの銀コロイドを１００〜２００ｐｐｍ有する蒸留水を噴霧し乾燥して銀コロイドを担持した多孔性物質を得るようになっている。

本発明の実施に際して、多孔性焼成物は前記特許文献１記載のものを用いるのが好ましい。この多孔性焼成物は実質的に白色であり、そのために着色することが可能であり、例えば塗料に混入して壁等の塗装を行なう際に好適である。また、粉末であるため繊維の中に織り込み易く白衣、マスクや衣類さらには、フィルター等への応用も可能である。

本発明で実施される銀コロイドは商品名がシルバリアと称される銀溶液で、１ｃｃ当り平均４ｎｍ（ナノメータ）の銀コロイドが２００兆個含まれているものが好ましい。これを蒸留水で５００〜２０００倍に希釈して用いる。
また、本発明の実施に際して乾燥作業は６０〜１２０℃の空気を用いるのが好ましい。

銀コロイドが多すぎると多孔性焼成物の表面全体を覆ってしまい、多孔性焼成物の効果が減少し、銀コロイドが少なすぎると銀の効果が少ない。そこで、銀コロイドの量は前記の通りに調整する。

本発明による多孔性焼成物はその多孔内に銀コロイドが担持されているので、外観上は多孔性焼成物と変わりなく、しかも抗菌等の作用が格別に向上する。

生地である多孔性焼成材料は全体の表面積が膨大であり、それ自体が高い抗菌作用、脱臭作用、浄化作用、調湿作用、断熱作用、遮音作用等を有している。これに加え、多孔性焼成材料の多孔内に高い抗菌作用を有する銀コロイドが固着している。
従って、全体として高い脱臭作用、浄化作用、調湿作用、断熱作用、遮音作用、より強力な抗菌・抗ウイルス等の抗微生物作用を有する。

そして後述の図６ないし図９に示すように殺菌作用が極めてすぐれており、多孔性焼成物の長所に加えてよりすぐれた抗微生物作用を具備している。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

先ず、図１において、本発明の実施形態の多孔性焼成物Ｍは、生地である多孔性焼成材料１の多孔部分１２に、予め用意した銀コロイド溶液２（図４を用いて後述する）中の銀コロイド２０を付着させ、その銀コロイド２０を乾燥・固着させて得られる。
図１の符号１１は外表面（表面）を示す。

図１は、適正量の銀コロイド２０が生地である多孔性焼成材料１の多孔部分１２に固着した状態を模式的に示しているが、図２は、多孔性焼成材料１の表面１１及び多孔１２内に必要以上で多量の銀コロイド２０が表面の多くの部分を塞ぐように付着している。
図２の場合は、折角の生地の有効機能（性能）である浄化作用、調湿作用、断熱作用、遮音作用を封じ込んでしまい、銀コロイド２０による銀イオンの性能のみが発揮されてしまう。
実験結果によれば、銀コロイド２０を必要以上に多く含んだ多孔性焼成材料は、ホルムアルデヒド等の有害揮発成分であるＶＯＣの吸着性能及び静電気防止作用が殆ど発揮されない。これは、銀コロイド２０の銀イオンが多孔性焼成材料の孔及び表面を覆ってしまったためと推測される。

即ち、多孔性焼成材料１と銀コロイド２０とはバランスよく結合することが肝腎で、多孔性焼成材料１の孔（多孔）１２を埋めない程度の銀コロイド（銀イオン）２０の量が望ましい。

次に、図３のフローチャートに基づき、図４をも参照して、多孔性焼成物Ｍの製造方法（製造工程）を順に説明する。
図４は、図３のフローチャートの混練工程（Ｓ１）〜多孔性焼成材料の作成工程（Ｓ３）までを省略して、銀コロイド液（２）の作成工程（Ｓ４）から銀コロイド（２０）を多孔性焼成材料（１）の多孔（孔１２）に乾燥手段（６）によって乾燥・固着させるまでの工程の実施例を示した工程図である。

先ずステップＳ１の「混練工程」では、粉末状炭と粘土とを混練する。この時の粉末状炭と粘土との重量割合は、粉末状炭７０〜９０重量部に対して、粘土１０〜３０重量部である。

次のステップＳ２の「焼成工程」では、ステップＳ１で混練した混練物を、例えば専用の焼成炉等で、６００℃以上で焼成し、ステップＳ３の「多孔性焼成材料作成工程」では、焼成した焼成物を所定の大きさ、即ち、粒径が０．０１〜０．５ｍｍ（２００メッシュ〜５００メッシュ）の範囲に粉砕して多孔性焼成材料１を作成する。

この多孔性焼成材料１として、例えば、従来技術で説明した特許文献１の多孔性焼成物を用いることが好ましい。

次のステップＳ４の「銀コロイド液の作成工程」では、図４の４-１に示すように、銀コロイド原液（銀溶液；原液濃度は１０万ｐｐｍ）２Ａと希釈液である精製水（純水）２Ｂを用意し、銀コロイド原液２Ａを精製水２Ｂで１００〜１０００倍に薄め、1ｍｌ中に銀コロイド２０を２兆個〜２千億個有する様に希釈した銀コロイド液２を作る。
希釈して出来た銀コロイド液２を図４の４−２に示すように、例えば塗布手段であるスプレー３に充填する。
尚、銀コロイドの大きさは、１〜１０ｎｍ（ナノメータ）の範囲であり、特に４ｎｍが望ましい。

次のステップＳ５の「銀コロイドの多孔質焼成材料の多孔内への塗布・付着工程」では、図４の４−３に示すように、撹拌機４を有する撹拌槽５に多孔性焼成材料１を入れ、その撹拌機４を回転させながら、前記スプレー３に充填した銀コロイド液２を撹拌中の多孔性焼成材料１に噴霧する。
すると、銀コロイド液２は、多孔性焼成材料１の多孔（孔）１２内に入り込み、銀コロイド液２中の銀コロイド２０は多孔１２の内面に付着する。

ステップＳ６の「銀コロイド固着工程」では、図４の４−４に示すように、例えば、ＵＶ（紫外線）乾燥機６によって撹拌槽５内の、銀コロイド溶液２のかかった多孔性焼成材料１の銀コロイド液２の液体部分を乾燥させて、銀コロイド溶液２中の銀コロイド２０を多孔（孔）１２内に乾燥・固着させる。

次のステップＳ７の冷却工程では、撹拌槽５内の銀コロイド２０が固着した多孔性焼成材料１を自然冷却させて、目標である多孔性焼成物Ｍが完成する。

次に、図５を参照して、図４の実施例とは異なる変形例（製造方法）を説明する。

図５の変形例は、図４の実施例に対して、焼成物の粉砕工程以降が異なる。即ち、粉砕工程ステップＳ３では、焼成された焼成物１Ｂが、例えば粉砕機構７内で、所定の粒径の多孔性焼成材料１に粉砕される。

前記粉砕機構７には、供給管８を介してカーテンフローコーター９が接続されており、焼成物１Ｂが粉砕されて出来た多孔性材料１は、そのカーテンフローコーター９から落下する間に前記スプレー３によって銀コロイド液２が噴霧され、同時にＵＶ乾燥機６で銀コロイドの液体部分が乾燥除去される。
そして、銀コロイド液２中の銀コロイド２０は、多孔性焼成材料１の多孔１２内に担持され固着される。

その他、図示はしないが、銀コロイド液２を噴霧した後、多孔性詳細材料１を乾燥させる方法として、例えば、多孔性焼成材料１をベルトコンベアで流しながらＵＶ乾燥機６で乾燥させる方法、或いは、温風器で多孔性焼成材料１を巻き上げながら乾燥する方法もある。

図６は、本発明の実施形態の多孔性焼成物Ｍによって、殺菌試験を行った時の試験菌（大腸菌、レジオネラ菌、サルモネラ菌）の試験開始時と２４時間経過後の生菌数の変化を表に纏めた図である。
試験方法として、対象菌種３種（大腸菌、レジオネラ菌、サルモネラ菌）の菌液を調整し、その溶液に重量割合１０％（１０ｗｔ％）となるように、当該多孔性焼成物（銀含有炭系多孔性焼成物）Ｍを投入して２５℃で静置保存し、２４時間後に生菌数を測定する方法である。
比較対象（対照）として、アルミナセラミックスに銀コロイド抗菌処理を施した材料を同じ重量割合含む試験液でもデータを採取した。

又、図７〜図９は、図番順に、夫々大腸菌（Ｏ１５７）、レジオネラ菌、サルモネラ菌の試験開始時から２４時間後までの生菌数の時間経緯（変化）を、セミロググラフ（片対数グラフ）に記したものである。

図６及び図７によれば、本発明の実施形態の多孔性焼成物Ｍによって、殺菌試験を行った時の大腸菌は、開始時に２１万個あった生菌数は２４時間経過後では検出限界以下まで減少している。一方、比較対照であるアルミナセラミックスでは、５０個程度菌は生存している。

図６及び図８によれば、レジオネラ菌は開始時に１２万個あった生菌数は２４時間経過後では１５０個まで減少している。一方、比較対照であるアルミナセラミックスでは、１．１万個程度菌は生存している。

図６及び図９によれば、サルモネラ菌は開始時に６８万個あった生菌数は２４時間経過後では検出限界以下まで減少している。一方、比較対照であるアルミナセラミックスでは、２．１万個程度菌は生存している。

上述してきた本発明の多孔性焼成物Ｍは、粉末状炭と粘土とを原材料とし、ベース材料である多孔性焼成材料１の多孔（孔）１２内に銀コロイド（銀イオン）２０が固着しており、生地である多孔性焼成材料１は全体の表面積が膨大であり、それ自体が高い浄化作用、調湿作用、断熱作用、吸音作用を有している。
これに加え、多孔性焼成材料１の多孔１２内に固着した銀コロイド２０は高い抗菌、殺菌作用を有している。
従って、本発明の多孔性焼成物Ｍは、全体として高い浄化作用、調湿作用、断熱作用、吸音作用、抗菌・殺菌作用を有する。

生地である多孔性焼成材料１に、前述の特許文献１と同様な材料を選べば、ベースが白色で、他の色に着色可能であるため、多くの用途に用いることが出来る。

ここで、本発明の多孔性焼成物Ｍの具体的な用途としては、各種医療用品、建築内装材、室内調度品、貯水槽、クーリングパワー、倉庫やタンカーのバラストタンクの塗装剤、その他に浄水用抗菌フィルター、エアコンフィルター、家庭用日用雑貨（歯ブラシ、食器類）、玩具、寝具類等が上げられる。

本発明の実施形態である２００メッシュ〜５００メッシュ以上の銀含有多孔性焼成物にゴーセノール（商品名：日本合成社製）、水を夫々重量比で約７：１０：２とし、少量の無公害防腐剤を加えて塗料を作成した。これをアルミホイルの上にディスポスポイトで２滴滴下、乾燥し、個々の重量が０．０４ｇ（誤差の範囲０．００２ｇ）となるようにディスクを作成した。これを用いて風呂場の排水溝等に常在する抗酸菌（Ｍ．ｋａｎｓａｉｉ）に対する抗菌効果を検討したところ、ブランクに比較して菌の濃度が８〜８×１０^３個／ｍｌで殺菌、除菌効果が確認された。
更にポリエチレン板で一辺３ｃｍのチップを作成し、この塗料を塗布したものを作成し、麻疹ウイルスに関しての効果を検討したところ、ウイルス濃度が１〜１０^４個／ｍｌで、抗ウイルス効果が確認された。
ブランクディスク
ＯＤＯＤ
８×１０^３０．４９８発育０．０１８非発育
８×１０^２０．２４３発育０．００１非発育
８×１０^１０．２９９発育０．０１１非発育
８×１０^００．２４２発育０．０１１非発育

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

本発明に係る多孔性焼成物は白色の粉体であるので、塗料に入れて壁に塗ったり、又は前述のように各種のものに自由に適用でき、産業上極めて多方面に利用できる。

本発明の実施形態の多孔性焼成物で、多孔性焼成材料の多孔内に適正量の銀コロイドが固着した状態を示す模式図。多孔性焼成材料の表面及び多孔内に適正量以上の過剰な銀コロイドが固着した状態を示す模式図。本発明の実施形態に関する多孔性焼成物の製造方法（製造工程）を示したフローチャート。本発明の実施形態に関する多孔性焼成物の製造工程を示した製造工程図。本発明の実施形態に関し、図４とは部分的に異なった多孔性焼成物の製造工程を示した製造工程図。本発明の実施形態の多孔性焼成物によって、殺菌試験を行った時の試験データを纏めた図である。本発明の実施形態の多孔性焼成物によって、殺菌試験を行った時の大腸菌（Ｏ１５７）の試験開始時から２４時間後までの生菌数の時間経緯を、記した試験データ。本発明の実施形態の多孔性焼成物によって、殺菌試験を行った時のレジオネラ菌の試験開始時から２４時間後までの生菌数の時間経緯を、記した試験データ。本発明の実施形態の多孔性焼成物によって、殺菌試験を行った時のサルモネラ菌の試験開始時から２４時間後までの生菌数の時間経緯を記した試験データ。

符号の説明

１・・・多孔性焼成材料
２・・・銀コロイド液
２Ａ・・・銀コロイド液の原液
２Ｂ・・・精製水
３・・・塗布手段／スプレー
４・・・撹拌機
５・・・撹拌槽
６・・・ＵＶ乾燥機
７・・・粉砕機構
８・・・供給管
９・・・カーテンフローコーター
１１・・・表面
１２・・・多孔（孔）

Claims

粉末状炭７０〜９０重量部と粘土１０〜３０重量部とを混練した混練物を作り、その混練物を焼成して得た焼成物を粒径が０．０１〜０．５ｍｍに粉砕して多孔性焼成材料（１）を作り、銀コロイド原液（２Ａ）を精製水（２Ｂ）で１００〜１０００倍に薄めて１ｍｌ中に大きさ１〜１０ｎｍの銀コロイドが２兆個〜２千億個有する銀コロイド溶液（２）を作り、その銀コロイド溶液（２）を塗布手段（３）に充填し、攪拌機（４）を有する攪拌槽（５）に前記多孔性焼成材料（１）を入れ、前記塗布手段（３）に充填した銀コロイド溶液（２）を攪拌中の多孔性焼成材料（１）に噴霧し、その銀コロイド溶液（２）のかかった多孔性焼成材料（１）の液体部分を乾燥させて銀コロイド溶液（２）中の銀コロイド（２０）を多孔性焼成材料の多孔（１２）内に固着させることを特徴とする多孔性焼成物の製造方法。
粉末状炭７０〜９０重量部と粘土１０〜３０重量部とを混練した混練物を作り、その混練物を焼成して得た焼成物を粉砕機構（７）内で粒径が０．０１〜０．５ｍｍに粉砕して多孔性焼成材料（１）を作り、銀コロイド原液（２Ａ）を精製水（２Ｂ）で１００〜１０００倍に薄めて１ｍｌ中に大きさ１〜１０ｎｍの銀コロイドが２兆個〜２千億個有する銀コロイド溶液（２）を作り、その銀コロイド溶液（２）を塗布手段（３）に充填し、前記粉砕機構（７）内の粉砕した多孔性焼成材料（１）をカーテンフローコーター（９）から落下させ、その間に前記塗布手段（３）によって銀コロイド溶液（２）を噴霧させ同時に乾燥機（６）で銀コロイド溶液（２）の液体部分を乾燥して銀コロイド（２０）を多孔性焼成材料の多孔（１２）内に固着させることを特徴とする多孔性焼成物の製造方法。