JP6043853B2 - 多孔質セラミックス焼結体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多孔質セラミックス焼結体及びその製造方法に関する。
本願は、２０１０年９月１６日に、日本に出願された特願２０１０−２０８４５８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

一般に、多孔質セラミックス焼結体は、耐火断熱材料、水質浄化材料、調湿材料、及び揮発性有機化合物（ＶＯＣ）吸着材料等に用いられているものである。このような多孔質セラミックス焼結体の構造としては、独立気泡型、格子構造型、アグリゲート型、微小な亀裂孔隙を有するもの、及び連続貫通気孔を有するもの等が挙げられ、用途に応じて選択される。

格子構造型の多孔質セラミックス焼結体としては、発泡ウレタン樹脂の気孔内へセラミックス組成物を注入充填した後、樹脂成分を分解し、焼結されたものが知られている。
アグリゲート型の多孔質セラミックス焼結体としては、組成物中の素粒子の骨材の間隙を気孔としたものが知られている。
独立気孔型の多孔質セラミックス焼結体としては、焼成工程において、組成物中の高温分解揮発成分により気孔を生成させたものが知られている。
微小な亀裂孔隙を有する多孔質セラミックス焼結体としては、加熱時に収縮する粘土質等の原料と、加熱時に膨張するスラグ類とを混合した組成物を焼結し得られるものが知られている。
また、連続貫通気孔を有する多孔質セラミックス焼結体としては、含水組成物内に、金属アルミニウムにアルカリ溶液を加えて水素を発生させ、これを焼結して得られるものが知られている。

近年、多孔質セラミックス焼結体は、緑化基盤材料としても利用されている。緑化基盤材料は、地被植物等を生育させるための土壌の下に敷設されるものであり、緑化基盤材料には、水が浸透しやすく、かつ適度な保水性を有することが必要とされる。このような緑化基盤材料は、建物の屋上等に敷設され、その上に植物を生育させることで、建物の冷却効果を向上できる。
緑化基盤材料として用いられる多孔質セラミックス焼結体として、例えば、原料として珪藻土を用い、珪藻土の成形体を焼結したものが提案されている（例えば、特許文献１）。この多孔質セラミックス焼結体は、珪藻土由来のマクロ気孔と、人工的に生成されたミリメートルサイズのトンネル構造孔隙とが相互に連結された二元構造を有するため、水が浸透しやすくかつ保水性が良好である。

特開２００５−２３９４６７号公報

しかしながら、緑化基盤材料として用いる多孔質セラミックス焼結体には、水が浸透しやすく、保水性が良好であることに加え、良好な水の拡散（拡散性）、特に水平方向への拡散性が求められる。加えて、多孔質セラミックス焼結体の気孔内に保持された水が、生育させる植物に利用できなくてはならない。さらに、多孔質セラミックス焼結体には、冷却効果のさらなる向上が求められている。
そこで、本発明は、植物の生育に適し、かつ冷却効果の高い多孔質セラミックス焼結体を目的とする。

本発明の多孔質セラミックス焼結体は、原料として粘土を含む焼結体であり、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔と、直径３６０μｍ超の孔隙と、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔又は直径３６０μｍ超の孔隙が相互に連通する連通孔が形成され、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔の容積の合計値である細孔容積が０．２ｃｍ^３／ｇ以上であり、前記細孔容積における直径０．０１μｍ以上１μｍ未満の細孔の容積の合計値である微細孔容積の割合が３０体積％以上であることを特徴とする。
直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径が４０μｍ未満であることが好ましく、かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ^３以上である層状の稠密層を有することが好ましく、かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ^３未満である非稠密層を有することが好ましく、前記非稠密層は、前記稠密層の両面に設けられていることがより好ましく、緑化基盤材料であってもよい。
本発明の多孔質セラミックス焼結体の製造方法は、前記の本発明の多孔質セラミックス焼結体の製造方法であって、粘土類、有機汚泥及びスラグを含む混合物を得る混合工程と、前記混合物を成形して成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする。

本発明は、植物の生育に適し、かつ冷却効果の高い多孔質セラミックス焼結体を目的とする。

本発明の一実施形態にかかる多孔質セラミックス焼結体の断面写真である。 （ａ）図１に示す多孔質セラミックス焼結体の稠密層の断面の電子顕微鏡写真（３０倍）である。（ｂ）図２（ａ）の一部を拡大撮影した電子顕微鏡写真（２０００倍）である。 比較例の多孔質セラミックス焼結体の断面写真である。 実施例の多孔質セラミックス焼結体の稠密層の細孔容積の測定結果を示すチャートである。 実施例の多孔質セラミックス焼結体の第一の非稠密層の細孔容積の測定結果を示すチャートである。 比較例の多孔質セラミックス焼結体の細孔容積の測定結果を示すチャートである。 拡散性（水平）の試験方法を説明する模式図である。 拡散性（１５°傾斜）の試験方法を説明する模式図である。 拡散性（１５°傾斜）の試験方法を説明する模式図である。 植物生育試験の結果を示すグラフである。 蒸散量の測定結果を示すグラフである。 蒸散量の測定結果を示すグラフである。

（多孔質セラミックス焼結体）
本発明の一実施形態である板状の多孔質セラミックス焼結体（以下、板状セラミックスということがある）について、以下に図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる板状セラミックス１の断面図である。
図１に示すように板状セラミックス１は、稠密層１０と、稠密層１０の一方の面に設けられた第一の非稠密層２０と、稠密層１０の他方の面に設けられた第二の非稠密層３０とで概略構成されている。即ち、板状セラミックス１は、稠密層１０と、第一の非稠密層２０と、第二の非稠密層３０とからなる３層構造を有する。
第一の非稠密層２０の面である第一の面２２には、第一の非稠密層２０に形成された気孔が露出した開口部が形成され、第二の非稠密層３０の面である第二の面３２には、第二の非稠密層３０に形成された気孔が露出した開口部が形成されている。
板状セラミックス１の厚みＴ１は、用途に応じて決定でき、例えば、０．５〜１５ｃｍの範囲で決定できる。より好ましくは、１．５〜１０ｃｍの範囲で決定できる。

＜稠密層＞
稠密層１０は、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔（以下、単に細孔ということがある）が形成された層である。
稠密層１０には、図２（ａ）に示すように、直径３６０μｍ超の気孔である孔隙１２が２以上形成されていると共に、図２（ｂ）に示すように、細孔１４が２以上形成されている。
稠密層１０に形成されている細孔１４又は孔隙１２は、相互に連通した連通孔を形成している。連通孔が形成されることで、保水性、拡散性、及び冷却効果の向上が図れる。

稠密層１０の細孔容積、即ち全ての細孔１４の容積の合計値は、０．２ｃｍ^３／ｇ以上であり、０．２５ｃｍ^３／ｇ以上が好ましく、０．３ｃｍ^３／ｇ以上がより好ましい。上記下限値未満であると、板状セラミックス１内での拡散性が不十分になったり、保水性が不十分となったりする。また、細孔容積の上限値は、板状セラミックス１の用途に応じて決定でき、例えば、０．８ｃｍ^３／ｇ以下が好ましく、０．６ｃｍ^３／ｇ以下がより好ましく、０．４ｃｍ^３／ｇ以下がさらに好ましい。上記上限値超であると、水が蒸散しにくくなって冷却効果が低下するおそれがある。
細孔容積は、ＪＩＳ Ｒ１６５５−２００３に準拠し、計測される値である。

稠密層１０における単位体積当たりの細孔１４の容積の合計値（体積比細孔容積）は、板状セラミックス１の用途等を勘案して決定でき、例えば、０．１〜０．５ｃｍ^３／ｃｍ^３が好ましく、０．２〜０．４ｃｍ^３／ｃｍ^３がより好ましい。上記下限値未満であると、保水性や拡散性が不十分になるおそれがあり、上記上限値超であると、板状セラミックス１の強度が不十分になるおそれがある。

細孔１４の内、直径０．０１μｍ以上１μｍ未満の細孔（以下、微細孔ということがある）の容積の合計値である微細孔容積の細孔容積に占める割合（微細孔割合）は、細孔容積の３０体積％以上であり、４０体積％以上がより好ましく、５０体積％以上がさらに好ましい。上記下限値未満であると、保水性や拡散性が不十分となる。微細孔割合の上限値は、特に限定されず、１００体積％であってもよい。微細孔割合は、下記（１）式により求められる。

微細孔割合（体積％）＝微細孔容積÷細孔容積×１００ ・・・（１）

稠密層１０の微細孔容積は、微細孔割合が３０体積％以上であれば板状セラミックス１の用途等を勘案して決定でき、例えば、板状セラミックス１を緑化基盤材料とする場合、０．１ｃｍ^３／ｇ以上が好ましく、０．１２ｃｍ^３／ｇ以上がより好ましく、０．１４ｃｍ^３／ｇ以上がさらに好ましく、０．２ｃｍ^３／ｇ以上が特に好ましい。上記下限値未満であると、板状セラミックス１内での拡散性が不十分になったり、保水性が不十分となったりする。また、稠密層１０における微細孔容積の上限値は、板状セラミックス１の用途等を勘案して決定でき、例えば、０．８ｃｍ^３／ｇ以下が好ましく、０．６ｃｍ^３／ｇ以下がより好ましく、０．４ｃｍ^３／ｇ以下がさらに好ましい。上記上限値超であると、水が蒸散しにくくなって冷却効果が低下するおそれがある。
微細孔容積は、細孔容積と同様の方法で測定される値である。

稠密層１０の孔隙１２の容積は、小さすぎると断熱性が低下するおそれがあり、大きすぎると保水性が低下するおそれがある。従って、孔隙１２の容積は、板状セラミックス１の用途等を勘案して決定できる。

直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径が４０μｍ未満であるとよい。好ましくは３０μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以下であるとよい。また、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径は１０ｎｍ以上であるとよい。好ましくは１００ｎｍ以上であるとよい。
４０μｍ未満であれば、保水性に優れ、長期間、セラミック焼結体から水を蒸散し続けることができる。
また、１０ｎｍ未満となると保水性が低下し、長期間、セラミック焼結体から十分な量の水を蒸散し続けることができなくなるおそれがある。

稠密層１０のかさ比重は、０．７ｇ／ｃｍ^３以上であり、０．７５〜０．９５ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．８〜０．９ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。上記下限値未満であると、板状セラミックス１の強度が不十分になったり、保水性が低下したり、拡散性が低下したりするおそれがある。上記上限値超であると、水が蒸散しにくくなって冷却効果が低下したり、水が浸透にくくなったりするおそれがある。

稠密層１０の気孔率は、板状セラミックス１の用途等を勘案して決定でき、例えば、４０％体積％以上が好ましく、６０〜９０体積％が好ましく、６５〜８０体積％がより好ましく、７０〜８０体積％がさらに好ましい。上記下限値未満であると、板状セラミックス１内での水の拡散速度が低下するおそれがあり、上記上限値超であると、保水性が低下したり、板状セラミックス１の強度が低下したりするおそれがある。

稠密層１０の厚みｔ１は、用途や、板状セラミックス１の厚みＴ１等を勘案して決定でき、例えば、厚みＴ１の２０〜６０％の範囲で決定することが好ましい。

＜第一の非稠密層＞
第一の非稠密層２０は、細孔が形成された層である。図１に示すように、第一の非稠密層２０には、２以上の孔隙２４と、図示されない２以上の細孔とが形成され、孔隙２４と細孔とが相互に連通した連通孔が形成されている。

第一の非稠密層２０における細孔容積は、０．２ｃｍ^３／ｇ以上であり、０．３〜０．６ｃｍ^３／ｇが好ましく、０．４ｃｍ^３／ｇ超０．５ｃｍ^３／ｇ以下がより好ましい。上記下限値未満であると、板状セラミックス１内での拡散性が不十分になったり、保水性が不十分となったりする。上記上限値超であると、水が蒸散しにくくなって冷却効果が低下するおそれがある。

第一の非稠密層２０における体積比細孔容積は、稠密層１０における体積比細孔容積と同様である。
本実施形態において、第一の非稠密層２０における体積比細孔容積は、稠密層１０における体積比細孔容積よりも小さいものとされている。第一の非稠密層２０における体積比細孔容積を稠密層１０における体積比細孔容積よりも小さいものとすることで、板状セラミックス１の強度を十分なものとしつつ、保水性、拡散性の向上が図れる。

第一の非稠密層２０の微細孔割合は、稠密層１０の微細孔割合と同様である。
第一の非稠密層２０の微細孔容積は、用途等を勘案して決定でき、例えば、０．１ｃｍ^３／ｇ以上が好ましく、０．１２〜０．８ｃｍ^３／ｇがより好ましく、０．１４〜０．４ｃｍ^３／ｇがさらに好ましい。上記下限値未満であると、拡散性が低下するおそれがあり、上記上限値超であると、水が蒸散しにくくなって冷却効果が低下するおそれがある。

第一の非稠密層２０の孔隙２４の容積は、小さすぎると断熱性が低下したり、水が浸透しにくくなる場合がある。また、孔隙２４の容積が大きすぎると、板状セラミックス１の強度が低下する場合がある。従って、孔隙２４の容積は、板状セラミックス１の用途等を勘案して決定できる。

直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径が４０μｍ未満であるとよい。好ましくは３０μｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以下であるとよい。また、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径は１０ｎｍ以上であるとよい。好ましくは１００ｎｍ以上であるとよい。
４０μｍ未満であれば、保水性に優れ、長期間、セラミック焼結体から水を蒸散し続けることができる。
また、１０ｎｍ未満となると保水性が低下し、長期間、セラミック焼結体から十分な量の水を蒸散し続けることができなくなるおそれがある。

第一の非稠密層２０のかさ比重は、０．７ｇ／ｃｍ^３未満であり、０．４ｇ／ｃｍ^３以上０．７ｇ／ｃｍ^３未満が好ましく、０．５〜０．６５ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましい。上記上限値超であると、透水性が低下したり、水が蒸散しにくくなったりし、良好な冷却効果を得られないおそれがある。加えて、上記上限値未満であれば、板状セラミックス１の断熱性や防音性が向上する。上記下限値未満であると、板状セラミックス１の強度が低下したり、水の蒸散が早すぎて冷却効果が持続しなくなったりするおそれがある。

第一の非稠密層２０の気孔率は、板状セラミックス１の用途等を勘案して決定でき、例えば、５０％体積％以上が好ましく、６０〜９０体積％が好ましく、８０体積％超９０体積％以下がより好ましい。上記下限値未満であると、水が浸透しにくくなるおそれがあり、上記上限値超であると、板状セラミックス１の強度が低下するおそれがある。
本実施形態において、第一の非稠密層２０の気孔率は、稠密層１０の気孔率より大きいものとされている。稠密層１０の気孔率より大きいことで、板状セラミックス１の断熱性や防音性のさらなる向上が図れる。

第一の非稠密層２０の厚みｔ２は、用途や、板状セラミックス１の厚みＴ１等を勘案して決定でき、例えば、厚みＴ１の２０〜４０％の範囲で決定することが好ましい。

＜第二の非稠密層＞
第二の非稠密層３０は、細孔が形成された層である。図１に示すように、第二の非稠密層３０には、２以上の孔隙３４と、図示されない２以上の細孔とが形成され、孔隙３４と細孔とが相互に連通した連通孔が形成されている。

第二の非稠密層３０の細孔容積は、第一の非稠密層２０の細孔容積と同様であり、第二の非稠密層３０の体積比細孔容積は、第一の非稠密層２０の体積比細孔容積と同様である。
第二の非稠密層３０の微細孔容積は、第一の非稠密層２０の微細孔容積と同様であり、第二の非稠密層３０の微細孔割合は、第一の非稠密層２０の微細孔割合と同様である。
第二の非稠密層３０の直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径は、第一の非稠密層２０の直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径と同様である。
第二の非稠密層３０のかさ比重は、第一の非稠密層２０のかさ比重と同様であり、第二の非稠密層３０の気孔率は、第一の非稠密層２０の気孔率と同様である。
第二の非稠密層３０の厚みｔ３は、第一の非稠密層２０の厚みｔ２と同様である。

（製造方法）
板状セラミックス１の製造方法は、原料を混合して混合物を得る混合工程と、前記混合物を成形し成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼成する焼成工程とを有する。

＜混合工程＞
混合工程は、珪藻土、粘土類、有機汚泥及びスラグを混合し、混合物を得る工程である。このような配合とすることで珪藻土に形成された細孔と、有機汚泥が焼結時に減量して形成された細孔とを有する板状セラミックスを得られる。

≪珪藻土≫
本発明に用いられる珪藻土は、珪藻の遺骸からなる堆積物であり、マイクロメートルオーダーの気孔を有する多孔質である。
珪藻土は、特に限定されず、従来、耐火断煉瓦、及び濾過材等に使用されていたものと同様のものを用いることができる。例えば、狭雑している粘土鉱物（モンモリロナイト等）、石英、及び長石等を分別精製する必要はなく、これらの含有率を認識した上で、混合物への配合量を調整することができる。
珪藻土の含水率は特に限定されず、例えば、自然乾燥状態での含水率が２０〜６０質量％が好ましく、３０〜５０質量％が好ましく、３５〜４５質量％がさらに好ましい。上記範囲内であれば、含水率を認識しながら、混合の際に狭雑物中の粗粒子分を除去して使用することで、成形性が良好な混合物を得られるためである。
含水率は、乾燥減量方式である下記仕様の赤外線水分計を用い試料を乾燥（２００℃、１２分間）し、下記（２）式により求めた値である。

＜仕様＞
測定方式：乾燥減量法（加熱乾燥・質量測定方式）
最小表示：含水率；０．１質量％
測定範囲：含水率；０．０〜１００質量％
乾燥温度：０〜２００℃
測定精度：試料質量５ｇ以上で、含水率±０．１質量％
熱源：赤外線ランプ；１８５Ｗ

含水率（質量％）＝［（ｍ_１−ｍ_２）／（ｍ_１−ｍ_０）］×１００ ・・・（２）
ｍ_１：乾燥前の容器の質量と乾燥前の試料の質量との合計質量（ｇ）
ｍ_２：乾燥後の容器の質量と乾燥後の試料の質量との合計質量（ｇ）
ｍ_０：乾燥後の容器の質量（ｇ）

混合物中の珪藻土の配合量は、稠密層１０、第一の非稠密層２０又は第二の非稠密層３０における細孔容積、及び微細孔容積等を勘案して決定でき、例えば、５５質量％以下が好ましく、１〜４５質量％がより好ましい。上記範囲内であれば混合物の成形性を損なわず、稠密層１０、第一の非稠密層２０又は第二の非稠密層３０の細孔容積及び微細孔割合を好適なものにできる。

≪粘土類≫
本発明における粘土類は、一般的に窯業原料として用いられる粘土状の性状を示す鉱物材料であり、珪藻土以外のものである。粘土類は、セラミックス焼結体に用いられる公知のものを用いることができ、石英、長石、及び粘土系等の鉱物組成で構成され、構成鉱物はカオリナイトを主とし、ハロイサイト、モンモリロナイト、又はイライトを含むものが好ましい。中でも、焼結時のクラックの進展を抑え、板状セラミックス１の破壊を防ぐ観点から粒子径が５００μｍ以上の石英の粗粒を含むものがより好ましい。前記石英の粗粒は、粒子径が５ｍｍ以下であることが好ましい。このような粘土類としては、例えば、蛙目粘土等が挙げられる。粘土類は、１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせて配合できる。

混合物中の粘土類の配合量は、板状セラミックス１の用途や、成形性を勘案して決定することができ、例えば、５〜６０質量％が好ましく、５〜４５質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましい。
上記範囲内であれば混合物の成形性を損なわず、かつ円滑に成形できると共に、板状セラミックス１の強度を十分なものにできる。

≪有機汚泥≫
有機汚泥は、主成分として有機物を含有する汚泥である。有機汚泥は、任意のものを用いることができ、下水や工場等の排水処理に由来する活性汚泥が特に好ましい。活性汚泥は、活性汚泥法を用いた排水処理設備から、凝集及び脱水工程を経て排出される。このような有機汚泥を用いることで、細孔または微細孔を形成できる。さらに、廃棄物の位置付けであった排水処理由来の活性汚泥を原料として再度利用することができる。

有機汚泥の含水率は、例えば６０〜９０質量％が好ましく、６５〜８５質量％がより好ましい。上記範囲内であれば、後述の混合工程で均質な混合物が得られると共に、成形工程においても良好な成形性を維持できるためである。

有機汚泥の有機物の含有量は特に限定されないが、例えば、有機汚泥の固形分中の有機物の含有量（有機物含有量）として７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましい。前記有機物含有量は上限値として１００質量％であってもよい。前記有機物含有量が多いほど、細孔の形成が容易となるためである。有機物含有量は、乾燥後の汚泥をＪＩＳ Ｍ８８１２−１９９３に準じ、炭化温度７００℃で灰分（質量％）を測定し、下記（３）式により求まる値である。

有機物含有量（質量％）＝１００（質量％）−灰分（質量％） ・・・（３）

有機汚泥の平均粒子径は、板状セラミックス１の用途に応じて決定でき、好ましくは１〜５μｍ、より好ましくは１〜３μｍとされる。平均粒子径が小さいほど、稠密層１０における細孔の形成が容易である。平均粒子径は、粒度分布測定装置（ＬＡ−９２０、株式会社堀場製作所製）により測定される体積基準のメディアン径（体積５０％径）である。

混合物中の有機汚泥の配合量は、板状セラミックス１の用途や、成形性を勘案して決定することができ、例えば、１〜５０質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましく、５〜２０質量％がさらに好ましい。上記範囲内であれば混合物は適度な流動性と可塑性とを備え、成形性が向上し、成形装置を閉塞することなく円滑に成形できるためである。加えて、稠密層１０、第一の非稠密層２０及び第二の非稠密層３０の細孔容積と微細孔割合とを好適なものにできる。

≪スラグ≫
スラグは、特に限定されず、例えば、金属精錬時に発生する高炉スラグ、都市ゴミの溶融時に発生する都市ゴミ溶融スラグ、下水汚泥の溶融時に発生する下水汚泥溶融スラグ、及びダクタイル鋳鉄等の鋳鉄時に発生する鋳鉄スラグ等のガラス質スラグ等が挙げられ、中でも、組成が安定しているため安定した発泡状態が得られると共に、他のスラグに比べ１．５〜２倍程度の発泡率である鋳鉄スラグがより好ましい。スラグを配合することで、孔隙１２、２４及び３４を形成し、透水係数（水を通す速度）の低下を抑制できる。

混合物中のスラグの配合量は、板状セラミックス１の用途や、成形性を勘案して決定することができ、例えば、８０質量％以下が好ましく、３０〜７０質量％がより好ましく、４０〜６０質量％がさらに好ましい。上記範囲内であれば、混合物の成形性を損なわず、かつ円滑に成形できると共に、板状セラミックス１の気孔率又はかさ比重を好適な範囲とすることができる。

≪任意成分≫
混合物には、本発明の目的を阻害しない範囲で、任意成分を配合してもよい。任意成分としては、例えば、マイティ２０００ＷＨ（商品名、花王株式会社製）等のナフタリン系の流動化剤、メルメントＦ−１０（商品名、昭和電工株式会社製）等のメラミン系の流動化剤、ダーレックススーパー１００ｐＨ（商品名、グレースケミカルズ株式会社製）等のポリカルボン酸系の流動化剤等、銀、銅、及び亜鉛等の抗菌剤、ゼオライト、及びアパタイト等の吸着剤、並びに金属アルミニウム等が挙げられる。

混合物に任意成分を配合する場合、任意成分の配合量は、例えば、５〜１０質量％の範囲で決定することが好ましい。
加えて、混合工程において、有機汚泥が好適な配合比で配合されている場合には、有機汚泥に含まれる水により混合工程にて水を添加しなくてもよいし、混合物の流動性の調整等を目的として、適宜、水を配合してもよい。

混合物の含水率は特に限定されないが、例えば、２５〜４５質量％が好ましく、２５〜３０質量％がより好ましい。上記範囲内であれば、混合物は適度な可塑性と流動性を有し、良好な成形性を維持できるためである。

混合工程における各成分の混合順序は特に限定されず、例えば、珪藻土、粘土類、有機汚泥及びスラグを一度に混合装置へ投入し、混合する方法が挙げられる（一段混合方式）。また、例えば、珪藻土と有機汚泥とを混合し一次混合物を得（第一の混合操作）、前記一次混合物と粘土類とスラグとを混合し混合物を得てもよい（第二の混合操作）（以上、二段混合方式）。有機汚泥は、粘土類に比べて流動性が高いため、混合時に珪藻土の気孔へ優先して進入すると推測される。このような混合物を成形し焼成することで、珪藻土の気孔に充填された有機汚泥の有機物が揮発し、有機汚泥が充填された分に応じて珪藻土の気孔が維持されると考えられる。
第二の混合操作では、珪藻土をさらに添加してもよい。

混合工程は、第一の混合操作と第二の混合操作とを有することが好ましい。まず、第一の混合操作では、珪藻土と有機汚泥とを混合することで、適度な流動性の一次混合物が得られると共に、珪藻土の気孔に有機汚泥が充填される。続く第二の混合操作では、適度な流動性を有する一次混合物と粘土類とスラグとを混合することで、均質な混合物を安定的に得られる。第二の混合操作では、珪藻土の気孔に有機汚泥が既に充填されているため、粘土類は珪藻土の気孔に容易に進入できない。このため、二段混合方式で得られた混合物は、一段混合方式で得られた混合物に比べて、有機汚泥が充填された珪藻土の気孔の割合がさらに高くなる。この結果、混合工程を二段混合方式とすることで、より多くの珪藻土の気孔が閉塞せずに維持されると考えられる。

混合工程に用いる混合装置は特に限定されず、公知の混合装置を用いることができる。
例えば、混合装置としては、ミックスマラー（東新工業株式会社製）等の混練機や、ニーダー（株式会社モリヤマ製）、及び混合機（日陶科学株式会社製）等が挙げられる。

混合工程における混合時間は、珪藻土と粘土類と有機汚泥とスラグとの配合比や、混合物の流動性等を勘案して決定することができ、混合物が可塑状態となるような混合時間を決定することが好ましい。混合時間は、例えば、１５〜４５分間の範囲とすることが好ましく、２５〜３５分間の範囲とすることがより好ましい。

混合工程における温度は特に限定されず、珪藻土と粘土類と有機汚泥とスラグとの配合比や含水率等を勘案して決定することができ、例えば、４０〜８０℃の範囲とすることが好ましく、５０〜６０℃の範囲とすることがより好ましい。

＜成形工程＞
成形工程は、混合工程で得られた混合物を任意の形状に成形する工程である。
成形方法は、公知の成形方法を用いることができ、混合物の性状や多孔質セラミックス焼結体の形状を勘案して決定することができる。成形方法は、例えば、成形機を用いて、任意の板状の成形体を得る方法、混合物を任意の形状の型に充填し成形体を得る方法、あるいは、混合物を延伸又は圧延した後、任意の寸法に切断する方法等が挙げられる。
成形機としては、真空土練成形機、平板プレス成形機、及び平板押出し成形機等が挙げられ、中でも、真空土練成形機が好ましい。真空土練成形機を用いて成形体中の空気を除去することで、稠密層１０の微細孔割合を制御できる。

＜焼成工程＞
焼成工程は、成形工程で得られた成形体を乾燥し（乾燥操作）、乾燥した成形体を焼成し（焼成操作）、珪藻土及び粘土類等を焼結して多孔質セラミックス焼結体を得る工程である。

≪乾燥操作≫
乾燥操作は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、成形体を自然乾燥してもよいし、５０〜２２０℃の熱風乾燥炉で任意の時間処理することで乾燥してもよい。乾燥の成形体の含水率は、特に限定されないが、例えば、５質量％未満が好ましく、１質量％未満がより好ましい。乾燥の成形体の含水率は、下限値として０質量％であってもよい。

≪焼成操作≫
焼成の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、ローラーハースキルン等の連続式焼結炉、及びシャトルキルン等の回分式焼結炉を用い、任意の温度で焼成する方法が挙げられる。中でも、焼成には、生産性の観点から連続式焼結炉を用いることが好ましい。

焼成温度（到達温度）は、珪藻土及び粘土類が焼結され、有機汚泥に含まれる有機物が熱分解により揮発して減量し、スラグが膨張する条件であればよく、珪藻土と粘土類と有機汚泥とスラグとの配合比や有機汚泥の成分等を勘案して決定できる。例えば、焼成温度は、９５０〜１２００℃が好ましく、１０００〜１１００℃がより好ましい。有機物の多くは、７００℃前後より分解が始まり、９５０℃において有機汚泥特有の臭いは、臭気成分が熱分解され解消されると共に、有機汚泥中の有機物の大部分が揮発して減量する。また、スラグの多くは８００〜８５０℃で結晶化により膨張する。
焼成温度が１２００℃を超えると、多孔質セラミッス焼結体の組織全体のガラス化が進み、成形体が破損したり、細孔又は孔隙が閉塞したりするおそれがある。

焼成工程では、焼成温度に達するまでに、成形体からまず水分が蒸発し、その後活性汚泥の有機物が熱分解を経て揮発する。この過程で、温度上昇（ヒートカーブ、温度勾配）を適性に調整することにより、急激な水分の蒸発又は急激な有機物の揮発を抑え、形成物の粉砕（爆破）を防止できる。加えて、焼成温度に達した後の急激な冷却により、多孔質セラミックス焼結体に割れや粉砕等の破損が生じることがある。このような現象は、特に連続式焼結炉において顕著に現れる。このため、焼成工程には、温度勾配を設けることが好ましい。

温度勾配は、焼成装置の規模等を勘案して決定することができる。例えば、焼成部の有効長が１５ｍの連続式焼結炉を用いて焼成する場合、連続式焼結炉の入口及び出口を常温（２０℃±１５℃）とし、連続式焼結炉の中央部における焼成温度を９５０℃〜１２００℃とし、成形体の連続式焼結炉内の通過速度を３〜４ｍｍ／ｓｅｃ．とし、以下の温度勾配条件とすることが好ましい。
温度勾配は、連続式焼結炉を均等な距離の１０のゾーンに区分し、連続式焼結炉の温度勾配を入口側より０．４〜０．６℃／ｓｅｃ．、０．１〜０．２℃／ｓｅｃ．、０．３〜０．４℃／ｓｅｃ．、０．４〜０．６℃／ｓｅｃ．、０．７〜１．０℃／ｓｅｃ．、０．００４〜０．００５℃／ｓｅｃ．、−０．４〜−０．２℃／ｓｅｃ．、−０．８〜−０．５℃／ｓｅｃ．、−０．４〜−０．３℃／ｓｅｃ．、及び−０．３〜−０．１℃／ｓｅｃ．とすることが好ましい。

連続式焼結炉において、投入時における成形体の含水率が３質量％を超える場合、焼成工程での含有水分の急激な気化により、成形体に破裂もしくは爆砕が生じたり、活性汚泥の急激な揮発に伴う破損が生じたりするおそれがある。従って、例えば、連続式焼結炉内を上述のような温度勾配に制御することで、成形体の焼成工程における破損を抑えることができる。加えて、適切な温度勾配を設けることで、３層構造を形成し、あるいは連通孔を形成し、板状セラミックス１の保水性、拡散性、透水性又は冷却効果を高めることができる。

焼成時間は、焼成温度や混合物の含水率等を勘案して決定することができ、例えば、焼成温度における滞留時間が、好ましくは４〜１０分間、より好ましくは６．５〜７．５分間である。上記範囲内であれば、板状セラミックス１の破損を防止しつつ、良好に焼成できる。

こうして得られた板状セラミックス１は、そのまま、あるいは４つの側面に沿って、側端から５ｃｍ程度切除して、緑化基盤材料等に用いることができる。板状セラミックス１を並べて用いる場合、側面同士の接触状態を良好にする観点から、４つの側面に沿って、側端から５ｃｍ程度切除することが好ましい。
板状セラミックス１はグラインダー等で表面を削ってもよい。板状セラミックス１は表面を削ることで、吸水速度を向上させる。また、板状セラミックス１を緑化基盤材料等に用いる場合には、板状セラミックス１の表面を削ることで、植物の根が板状セラミックス１の中に入り込みやすくなり、植物の枯死を防ぎ、植物の成長を促進させる。

本実施形態の板状セラミックスは、細孔容積が０．２ｃｍ^３／ｇ以上、微細孔割合が３０体積％以上であるため、保水性及び拡散性が高い。これは、連通孔の毛細管現象により、水を速やかに吸収し保持するためである。加えて、板状セラミックスに浸透した水が徐々に蒸散し、長期にわたって冷却効果を維持できる。
このように、本実施形態の板状セラミックスは、保水性及び拡散性に優れるため植物の生育に適すると共に、保水した水を長期にわたって蒸散するため冷却効果が高いものである。

本実施形態の板状セラミックスは、かさ比重０．７ｇ／ｃｍ^３以上の稠密層と、稠密層の両面に形成されたかさ比重０．７ｇ／ｃｍ^３未満の非稠密層とからなる３層構造を有するため、断熱性及び防音性に優れると共に、透水性を維持しつつ保水性と拡散性の向上が図られている。例えば、第一の面２２を鉛直方向上方とし、第一の面２２に水を注ぐと、低いかさ比重の第一の非稠密層２０は透水性が高いため、注がれた水が速やかに流下し、稠密層１０に到る。稠密層１０に至った水は、稠密層１０に形成された連通孔の毛細管現象により、鉛直方向下方のみならず、水平方向にも拡散する。こうして、第一の面２２に注がれた水は、板状セラミックス１内に速やかに拡散し、かつ板状セラミックス１に維持される。

本実施形態の板状セラミックスは、保水性及び拡散性に優れると共に、良好な冷却効果を長期に維持できるため、緑化基盤材料、植物栽培器、及び建物の内外の断熱材料の他、建築物又は地表の温度上昇を抑制するため、屋根材、外壁材、又は歩道若しくは駐車場等の地表若しくは地中に埋設される敷設材料等の用途に好適であり、特に緑化基盤材料に好適である。

また、本実施形態の製造方法によれば、板状セラミックスは、有機汚泥が珪藻土の気孔に充填された状態の成形体を成形し焼成するため、焼結時に前記有機汚泥の有機物が揮発し、珪藻土の気孔を維持できる。加えて、板状セラミックスには、成形体中の有機汚泥の有機物が、焼成時に揮発して形成された細孔が形成される。さらに、板状セラミックスには、成形体中のスラグが焼成時に膨張することで、孔隙が形成される。この結果、細孔と孔隙とを有する板状セラミックスを得ることができる。
有機汚泥は、粘土類に比べて流動性が高いため、混合工程では優先的に珪藻土の気孔に進入すると推測される。有機汚泥が充填された珪藻土の気孔では、焼結時に有機汚泥の有機物が揮発し、珪藻土の気孔が維持されると考えられる。加えて、有機汚泥を含有する成形体を焼成することで、有機汚泥の有機物の揮発により板状セラミックスに多くの細孔が成形され、さらには連通孔が形成される。さらに、混合工程は、第一の混合操作と第二の混合操作とを有することにより、珪藻土の気孔への粘土類の進入を効果的に防止し、細孔の形成を容易にする。

本実施形態の製造方法によれば、３層構造の板状セラミックスを得ることができる。３層構造が形成される理由は、次のように推測できる。焼成工程において、まず、成形体は、表面近傍が任意の温度となり、細孔及び孔隙が形成され、焼結されて第一及び第二の非稠密層が設けられる。次いで、成形体の中心近傍が任意の温度となり、中心近傍に細孔及び孔隙が形成される。この際、表面近傍に気孔が形成され、既に焼結されているため、中心近傍に存在するスラグが十分に膨張できず、孔隙の容積が増大しにくい。このため、第一の非稠密層と第二の非稠密層との間に、非稠密層よりもかさ比重の高い稠密層が形成されると考えられる。

本実施形態の製造方法によれば、従来、廃棄物としてみなされていた有機汚泥を原料として活用できるため、環境面への配慮にも好適に対応できる。加えて、有機汚泥は容易かつ大量に入手可能な原料であり、原料調達面で優位である。さらに、有機汚泥は含水率が高いため、混合工程において水を添加する作業を省略できる。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態では、多孔質セラミックス焼結体が板状とされているが、本発明は細孔容積０．２ｃｍ^３／ｇ以上、微細孔割合が３０体積％以上であればよく、多孔質セラミックス焼結体の形状を用途に応じて選択できる。例えば、多孔質セラミックス焼結体の形状は、植木鉢の形状とされていてもよいし、ペレット状であってもよいし、板状セラミックスを１〜５０ｍｍ角程度に粉砕した顆粒状であってもよい。また、あらかじめ、１〜５０ｍｍ角程度の顆粒状に焼結したものであってもよい。顆粒状のものは、そのまま、又は壁材や路面材に用いられるブロックやタイルの原料としても用いることができ、保水、拡散、冷水、断熱、及び遮音性などに優れる建築又は土木材料が得られる。

上述の実施形態では、第一及び第二の非稠密層が設けられているが、本発明はこれに限定されず、多孔質セラミックス焼結体は、稠密層のみで構成されていてもよいし、非稠密層のみで構成されていてもよいし、稠密層の一方の面のみに非稠密層が設けられていてもよい。稠密層のみで構成された多孔質セラミックス焼結体は、各原料の配合割合、焼成条件を調節することで得ることができる。

上述の実施形態では、稠密層と非稠密層とが積層されたものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば、稠密層を核とし、この稠密層を被覆するように非稠密層が形成されたものであってもよい。

上述の実施形態では、稠密層に孔隙が形成されているが、本発明はこれに限定されず、稠密層に孔隙が形成されていなくてもよい。
また、上述の実施形態では、非稠密層に孔隙が形成されているが、本発明はこれに限定されず、非稠密層に孔隙が形成されていなくてもよい。
孔隙が形成されていない稠密層又は非稠密層は、成形体にスラグを配合しないことにより得ることができる。

上述の実施形態では、混合物に珪藻土が配合されているが、本発明はこれに限定されず、混合物に珪藻土が配合されていなくてもよい。珪藻土を配合しないことで、珪藻土由来の細孔容積を低減することができる。

以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
（使用原料）
実施例に用いた原料は、次のとおりである。
＜有機汚泥＞
以下の実施例における有機汚泥には、染色工場（小松精練株式会社、美川工場）の活性汚泥法による排水処理設備から凝集・脱水工程を経て排出された活性汚泥を用いた。この活性汚泥の有機物含有量（対固形分）は８３質量％であった。

＜粘土類＞
粘土類には、蛙目粘土（岐阜県産又は愛知県産）を用いた。
＜珪藻土＞
珪藻土には、能登地区産の耐火煉瓦の原料で、含水率が５質量％の粉末状の珪藻土を用いた。
＜スラグ＞
スラグには、鋳鉄スラグを用いた。この鋳鉄スラグは、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣａＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＦｅＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、Ｋ_２Ｏ、及びＮａ_２Ｏを主成分とするダクタイル鋳鉄スラグである。

（実施例１）
表１の混合物の組成に従い、有機汚泥と珪藻土とをミックスマラー（東新工業株式会社製）で混合し一次混合物を得（第一の混合操作）、一次混合物に粘土類とスラグとを添加し、さらに混合し、可塑状態の混合物を得た（第二の混合操作）。得られた混合物を真空土練成形機（高浜工業株式会社製）で成形し、幅６０ｃｍ、厚み２ｃｍの帯状の一次成形体を得た。この一次成形体を任意のピッチと幅で切断し、厚み２ｃｍの略正方形の平板状の成形体を得た（成形工程）。
得られた成形体を熱風乾燥機で乾燥（１８０℃、０．５時間）し、含水率１質量％以下とした後、連続式焼結炉を用いて、表１に示す焼成条件にて焼成した。焼成後、板状セラミックスの４つの側面に沿って、側端を切除し、幅５０ｃｍ×長さ５０ｃｍ×厚み４ｃｍの板状セラミックス（Ａサイズ）と、幅２５ｃｍ×長さ２５ｃｍ×厚み４ｃｍの板状セラミックス（Ｂサイズ）と、幅１６．７ｃｍ×長さ１６．７ｃｍ×厚み４ｃｍの板状セラミックス（Ｃサイズ）とを得た（焼成工程）。得られた板状セラミックスは、前記正方形の両平板面において構造上差異はなく、どちらの面を表面又は裏面として使用することもできる。得られた板状セラミックスをグラインダーで削った面を表面、削らない面を裏面とした。得られた板状セラミックスは、グラインダーで表面のみを１ｍｍ程度削って、裏面は削らずに用いた。
得られた板状セラミックスの稠密層及び第一の非稠密層について、それぞれの細孔容積、体積比細孔容積、微細孔容積、微細孔割合、かさ比重、及び気孔率を求めると共に、板状セラミックスの曲げ強度、飽和含水率、ｐＦ値別水分量、及び熱伝導率を測定した。
また、得られた板状セラミックスの断面は、図１に示すものであった。
連続式焼結炉としては、ローラーハースキルン（焼結炉の有効長：全長１５ｍ、焼結炉を各１．５ｍのゾーン１〜１０に分割）を用いた。

（比較例１）
表１の混合物の組成に従い、珪藻土と粘土類とスラグとをミックスマラーで混合し混合物を得た（混合工程）。得られた混合物を実施例１と同様にして成形体を得、焼成して、Ａ〜Ｃサイズの板状セラミックスを得た。得られた板状セラミックスは、実施例１と同様に、グラインダーで表面のみを１ｍｍ程度削って、裏面は削らずに用いた。
得られた板状セラミックスについて、実施例１と同様に細孔容積、体積比細孔容積、微細孔容積、微細孔割合、かさ比重、気孔率を求め、その結果を表１に示す。また、得られた板状セラミックスの断面写真を図３に示す。

（測定方法）
＜かさ比重＞
各層の試験片の外形寸法をノギスにより測定し体積を求めた。同試験片を絶乾状態にし、電子天秤にて質量を測定（絶乾状態質量）し、下記（４）式により比重を算出した。各例の試料（Ｎ）数はＮ＝１０とした。

比重（ｇ／ｃｍ^３）＝［絶乾状態質量（ｇ）］／［体積（ｃｍ^３）］ ・・・（４）

＜気孔率＞
気孔率は、ＪＩＳ Ｒ２６１４−１９８５に準拠し、下記（５）式により求めた。真比重は、試験片を粉砕し、気孔をなくした状態で測定した比重である。

気孔率（体積％）＝（真比重−かさ比重）÷真比重×１００ ・・・（５）

＜細孔容積、微細孔容積、微細孔割合、メジアン細孔直径＞
各例の板状セラミックス（Ａサイズ）を厚さ方向に切断し、稠密層、第一の非稠密層及び第二の非稠密層の各層を幅１５ｍｍ×長さ４０ｍｍ×厚み７ｍｍに切り出し、試験片とした。この試験片について、ＪＩＳ Ｒ１６５５に準拠し、下記測定条件で細孔の容積及びメジアン細孔直径を測定した。測定結果のチャートから、細孔容積、微細孔容積、及び微細孔割合を算出した。

≪測定条件≫
使用装置：オートポア９４２０（マイクロメリティックス社製）
使用水銀：再生水銀
水銀表面張力：４８５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ（０．４８５Ｎ／ｍ）
水銀接触角：１３０°
測定圧力：０．５〜６００００ｐｓｉａ（０．００３〜４１４ＭＰａ）

算出の方法につき、図４を用いて説明する。図４は、実施例１の稠密層の細孔容積の測定結果を示すチャートであり、横軸に細孔は直径を示し、縦軸右側は横軸の直径の細孔の容積（単位細孔容積）を示し、縦軸左側は細孔の容積の合計（細孔容積合計）を示す。図４に示すように直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔の容積の合計、即ち細孔容積は０．２９ｃｍ^３／ｇであった。直径１〜３６０μｍの細孔の容積の合計は、０．１４ｃｍ^３／ｇであり、直径０．０１〜３６０μｍの細孔の容積の合計は、０．２８ｃｍ^３／ｇであった。
以上の結果を下記（６）式に当てはめ、微細孔容積を求めた。求めた微細孔容積と細孔容積とから微細孔割合を求めた。
第一の非稠密層の測定結果を図５に示し、比較例１の測定結果を図６に示す。

微細孔容積＝［直径０．０１〜３６０μｍの細孔の容積の合計］−［直径１〜３６０μｍの細孔の容積の合計］・・・（６）

＜体積比細孔容積＞
体積比細孔容積は、下記（７）式により求めた。

体積比細孔容積（ｃｍ^３／ｃｍ^３）＝細孔容積÷（１÷かさ比重） ・・・（７）

＜曲げ強度＞
ＪＩＳ Ｒ５２０１に準拠して測定した。

＜飽和含水率＞
比重を測定したサンプル（Ｎ＝１０）を水に６０分間浸漬した後、前記表面を上に向けて、水からサンプルを傾けずに取り出し、質量を測定（飽和状態質量）し、下記（８）式により求めた。前記表面を上に向けて、水からサンプルを傾けずに取り出したことにより、サンプルから水が流れ出すことを防ぐことができる。

飽和含水率（質量％）＝［（飽和状態質量−絶乾状態質量）／絶乾状態質量]×１００・・・（８）

＜ｐＦ値別水分量の測定＞
各例の板状セラミックス（Ａサイズ）について、中央部及び四角の近傍部を直径４２ｍｍ×厚み４０ｍｍの略円柱形にくり抜き、飽和含水状態にしたものを試料柱（５個）とし、この試料柱を専用のロータ治具に装着した。遠心分離機（型式：５０Ｂ−５、株式会社佐久間製作所製）に装着されたロータ（土壌用ｐＦ測定用１５Ｂ−Ｒ８）に、試料柱が装着されたロータ治具を装着し、６５０ｒｐｍ、３０分間で遠心処理をした。この際、試料柱から分離された水量をｐＦ値１．５以下の水分量とした。
次いで、試料柱を１５４０ｒｐｍ、３０分間遠心処理し、試料柱から分離された水量をｐＦ値１．５超２．７以下の水分量とし、試料柱に残存した水量をｐＦ値２．７超の水分量とした。
試料柱５個の乾燥時の平均質量は４６．４ｇ、試料柱（飽和含水状態）５個の平均質量は７３．８ｇ、試料柱５個のｐＦ値１．５以下の水分量の平均値は１６．５ｇ、試料柱５個のｐＦ値１．５超２．７以下の水分量の平均値は３．４ｇ、試料柱５個のｐＦ値２．７超の水分量は７．５ｇであった。

＜熱伝導率の測定＞
ＪＩＳ Ａ１４１２−２−１９９９に準拠し、試験体を長さ、幅、及び厚さ方向にスライスし、長さ２０ｃｍ×幅２０ｃｍ×厚み２１．６ｍｍとして測定した。その結果、熱流密度：４５．７Ｗ／ｍ^２、高温側の温度：２６．１℃、低温側の温度：１６．８℃、試験体平均温度：２１．５℃、熱抵抗：１７．５（ｍ^２・Ｋ）／Ｗ、及び熱伝導率：０．１２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。

表１及び図１に示すように、実施例１の板状セラミックスは、稠密層と、稠密層の両側に設けられた非稠密層からなる３層構造のものであり、細孔容積が０．２ｃｍ^３／ｇ以上で、かつ微細孔割合が３０体積％以上であった。
一方、図３に示すように、比較例１の板状セラミックスは、単層構造であり、孔隙、特にミリメートルオーダーの巨大な孔隙が断面全体に見られるものであった。また、比較例１の板状セラミックスは、微細孔割合が、２６体積％であった。

表１に示すように、本発明を適用した実施例１は、曲げ強度が３．３Ｎ／ｍｍ^２以上であり、緑化基盤材料への適用が十分な強度であった。また、ｐＦ値２．７以下の水分量が７２．６質量％であった。一般的に、ｐＦ値２．７以下の水は、植物が生育に利用しうるものである。このことから、実施例１の板状セラミックスに保水された水は、緑化基盤材料として利用できる状態で、保水されていることが判った。

（実験例１）拡散性（水平）
図７に示すように、実施例１の板状セラミックス（Ｂサイズ）１００を４枚並べて試験床１０１とした。この試験床１０１の頂部１０２の近傍の位置Ｐに、チューブ１２０により水４０００ｃｍ^３を注水（供給速度：５０ｃｍ^３／ｍｉｎ．、８０分間）した。注水は、板状セラミックスの前記表面に行った。
注水開始から注水終了までの間、試験床１０１からの水の漏洩は見られなかった。また、注水した水は、試験床１０１全体に浸透していた。
この結果から、本発明を適用した板状セラミックスは、水平方向への拡散性に優れることが判った。

（実験例２）拡散性（１５°傾斜）
図８Ａに示すように、実施例１の板状セラミックス（Ｃサイズ）１１０を９枚並べて試験床１１２とした。図８Ｂに示すように、この試験床１１２を、第一の辺１１４から第一の辺１１４に対向する第二の辺１１６へ向かって下がるように、水平面に対する傾斜角度θ＝１５°として設置した。第一の辺１１４の近傍の位置Ｑに、チューブ１２０により水４０００ｃｍ^３を注水（供給速度：５０ｃｍ^３／ｍｉｎ．、８０分間）した。注水は、板状セラミックスの前記表面に行った。注水開始から注水終了までの間、試験床１１２からの水の漏洩は見られなかった。また、注水した水は、試験床１１２全体に浸透していた。
この結果から、本発明を適用した板状セラミックスは、１５°に傾斜させても水平方向への拡散性に優れることが判った。

（実験例３）植物生育試験
実施例１の板状セラミックス（Ａサイズ、乾燥質量：６．９ｋｇ）を飽和含水状態とし、板状セラミックスの前記表面上に緑化用人工土壌を１ｃｍ厚に敷き、セダム類を植栽して緑化基盤（ｋｇ）とした。この緑化基盤を２つ（緑化基盤Ａ、Ｂ）用意し無灌水で保管し、セダムの生育状況を観察すると共に、毎日午前１０時に緑化基盤の質量を測定した。質量測定の結果を図９に示す。
本試験に用いた緑化用人工土壌は、ヤシ殻熟成堆肥：５０質量％、バーミキュライト：２０質量％、鹿沼土（細粒）：２０質量％、ビートモス：１０質量％、ユニミックスプラスＩＩ：７５０ｇ／ｍ^３、及びマグアンプＩＩＩＢＢ−ＳＳ：１ｋｇ／ｍ^３の混合物である。

図９は、横軸に保管日数、縦軸に緑化基盤の質量を示すグラフであり、グラフ中、凡例（ａ）は緑化基盤Ａ、凡例（ｂ）は緑化基盤Ｂを示す。図９に示すように、保管開始初日の緑化基盤Ａの質量は９．２ｋｇ、緑化基盤Ｂの質量は１０．１ｋｇであった。２８日間の無灌水保管後、緑化基盤Ａの質量は７．３５ｋｇ、緑化基盤Ｂの質量は７．７５ｋｇであった。また、植栽したセダム類は、２８日経過後においても枯死していなかった。これらの結果から、２８日の無灌水保管において、板状セラミック内に微量の水分が残存していると推測された。

（実験例４）蒸散量の測定
以下、実験例４−１〜実験例４−２については、実施例１で得られる板状セラミックスの表面及び裏面を削らずに用いた。
＜実験例４−１＞
前記板状セラミックス（Ａサイズ、乾燥質量：９．６ｋｇ）の前記表面に、２．６４ｋｇの水を灌水したものを試料とした。この試料を屋外に設置し、試料の質量推移を２日間にわたり測定した。灌水は、午前５時に行い、１時間毎に試料の質量を測定し、１時間毎の試料の質量の減少量を求めた。図１０Ａに、１日目の試料の質量の減少量の推移を示す。さらに、２日目の午前５時に２．６４ｋｇの水を試料に灌水した後、１時間毎に試料の質量を測定し、１時間毎の試料の質量の減少量を求めた。図１０Ｂに、２日目の試料の質量の減少量の推移を示す。

＜実験例４−２＞
板状セラミックス単体に換え、前記板状セラミックス（Ａサイズ）の前記表面上に緑化用人工土壌を１ｃｍ厚で敷き、セダム類を植設したものを試料とした以外は、実験例４−１と同様にして、試料の質量の減少量を求めた。その結果を図１０Ａ及びＢに示す。

＜実験例４−３＞
前記板状セラミックスを用いずに、緑化用人工土壌を８０ｍｍ厚で敷き試料とした以外は、実験例４−１と同様にして、試料の質量の減少量を求めた。その結果を図１０Ａ及びＢに示す。

＜実験例４−４＞
前記板状セラミックスを用いずに、緑化用人工土壌を８０ｍｍ厚で敷き、その上に高麗芝を植栽し試料とした以外は、実験例４−１と同様にして、試料の質量の減少量を求めた。その結果を図１０Ａ及びＢに示す。

図１０Ａは、１日目の試料の質量減少の推移を示すグラフであり、横軸に測定時刻、縦軸に試料の質量の減少量を示したものである。図１０Ｂは、２日目の試料の質量減少の推移を示すグラフであり、横軸に測定時刻、縦軸に試料の質量の減少量を示したものである。図１０Ａ及びＢ中、凡例（ｃ−１）は、実験例４−１の結果を表わし、凡例（ｃ−２）は、実験例４−２の結果を表わし、凡例（ｃ−３）は、実験例４−３の結果を表わし、凡例（ｃ−４）は、実験例４−４の結果を表わす。
図１０Ａ及びＢに示すように、板状セラミックスのみの実験例４−１、及び板状セラミックスにセダム類を植栽した実験例４−２は、高麗芝を植栽した実験例４−４よりも、単位時間当たりの水の蒸散量が多かった。また、実験例４−１及び４−２は、緑化人工土壌を用いた実験例４−３よりも、単位時間当たりの水の蒸散量が少なかった。
これらの結果から、実験例４−１及び４−２は、実験例４−３より水の蒸散が長期に維持され、かつ実験例４−４よりも水の蒸散による冷却効果が高いものと推測できる。

本発明は、植物の生育に適し、かつ冷却効果の高い多孔質セラミックス焼結体を提供するため、産業上極めて有用である。

１、１００、１１０ 板状セラミックス
１０ 稠密層
１４ 細孔
２０ 第一の非稠密層
３０ 第二の非稠密層

Claims (9)

1. 原料として粘土を含む焼結体であり、
   直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔と、直径３６０μｍ超の孔隙と、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔又は直径３６０μｍ超の孔隙が相互に連通する連通孔が形成され、
   直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔の容積の合計値である細孔容積が０．２ｃｍ^３／ｇ以上であり、前記細孔容積における直径０．０１μｍ以上１μｍ未満の細孔の容積の合計値である微細孔容積の割合が３０体積％以上であり、
   かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ ^３ 未満である非稠密層を有し、かつ、かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ ^３ 以上である層状の稠密層を有し、
   前記非稠密層は、前記稠密層の両面に設けられていることを特徴とする多孔質セラミックス焼結体。
2. 直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径が４０μｍ未満である請求項１に記載の多孔質セラミックス焼結体。
3. 緑化基盤材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質セラミックス焼結体。
4. 原料として粘土を含む焼結体であり、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔と、直径３６０μｍ超の孔隙と、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔又は直径３６０μｍ超の孔隙が相互に連通する連通孔が形成され、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔の容積の合計値である細孔容積が０．２ｃｍ ^３ ／ｇ以上であり、前記細孔容積における直径０．０１μｍ以上１μｍ未満の細孔の容積の合計値である微細孔容積の割合が３０体積％以上である多孔質セラミックス焼結体の製造方法であって、
   粘土類、有機汚泥及びスラグを含む混合物を得る混合工程と、前記混合物を成形して成形体を得る成形工程と、前記成形体を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする、多孔質セラミックス焼結体の製造方法。
5. 前記多孔質セラミックス焼結体は、直径３ｎｍ〜３６０μｍの細孔におけるメジアン細孔直径が４０μｍ未満であることを特徴とする、請求項４に記載の多孔質セラミックス焼結体の製造方法。
6. 前記多孔質セラミックス焼結体は、かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ ^３ 以上である層状の稠密層を有することを特徴とする、請求項４又は５に記載の多孔質セラミックス焼結体の製造方法。
7. 前記多孔質セラミックス焼結体は、かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ ^３ 未満である非稠密層を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の多孔質セラミックス焼結体の製造方法。
8. 前記多孔質セラミックス焼結体は、かさ比重が０．７ｇ／ｃｍ ^３ 以上である層状の稠密層を有し、前記非稠密層は、前記稠密層の両面に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の多孔質セラミックス焼結体の製造方法。
9. 前記多孔質セラミックス焼結体は、緑化基盤材料であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の多孔質セラミックス焼結体の製造方法。