JP7362955B1

JP7362955B1 - 焼成体

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Publication number: JP7362955B1
Application number: JP2023041075A
Authority: JP
Inventors: 俊夫小室
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-03-15
Filing date: 2023-03-15
Publication date: 2023-10-17
Anticipated expiration: 2043-03-15

Abstract

【課題】フォトンを発生する焼成体を提供する。【解決手段】本発明の焼成体は、（ｉ）アルミナと、（ｉｉ）シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｉｉ）白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｖ）窒化ケイ素とを含む組成物の焼成体であって、組成物１００質量部中、（ｉｖ）窒化ケイ素を５～１０質量部含む。【選択図】図１

Description

本発明は、焼成体に関する。

白金を含む組成物は、遠赤外線を発生することが広く知られている。遠赤外線は、放射・輻射波長が数～約４００μｍ領域の電磁波であって、加熱効果、乾燥効果に優れる。このため、遠赤外線放射体としてのセラミックスは、表面を過剰に加熱することなく内部まで均一に加熱できることから高品質の食品加工分野にも活用されてきた。また、遠赤外線放射材を繊維に練り込み又は表面に塗布した、遠赤外線効果を有する繊維は、寝具、洋服、下着等に幅広く用いられている。

例えば、特開昭６２－１８４０８８号公報には、アルミナとシリカとプラチナとを含む遠赤外線放射用の粉末が食品類の日持ちや食味の向上に効果を有することが記載されている。

特開平３－１９０９９０号公報には、アルミナとチタンとプラチナとを含む赤外線微弱エネルギー放射用の粉末が食品類の日持ちに効果を有するとともに、この粉末を含む合成繊維が血行を促進させ、温熱効果を有し、冷え性や関節痛の症状に効果があることが記載されている。

また、特開平３－２４１０２５号公報及び特開平４－７３２２６号公報には、アルミナとシリカとプラチナとからなる遠赤外線放射用粉末をナイロン又はポリエステルに混合して得た糸から製造した織物が生体に対して極めて良好な保温性を奏することが記載されている。

その後、白金を含む組成物であって、遠赤外線に加え、さらにフォトン（光子）及びマイナスイオンを発生する組成物が報告されている。
例えば、特許文献５には、アルミナと、シリカと、酸化チタンと、白金と、銀とを含む組成物が、遠赤外線及びフォトンを発生することが確認され、該組成物は、抗菌性・殺菌性に優れること、該組成物を繊維に混入した繊維製品は、除電性があることが記載されている。
特許文献６には、アルミナと、シリカと、酸化チタンと、白金と、銀とを含む組成物が、マイナスイオンを発生し、抗菌性を奏されるとともに、該組成物を含む繊維を使用した衣服又は寝具を使用することにより抗血栓性が奏されることが記載されている。

特許文献７には、アルミナと、シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種と、白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からなる群から選択される少なくとも１種と、セルシアンと、ステアタイトとを含む組成物の焼成体が、フォトン及びイオンを発生し、血液中の乳酸塩濃度を減少させる、免疫力を高める、過酸化脂質を減少させるといった健康増進効果が奏されることが記載されている。

しかしながら、フォトンの発生量を高めることが望まれた。

特開昭６２－１８４０８８号公報特開平３－１９０９９０号公報特開平３－２４１０２５号公報特開平４－７３２２６号公報特許４１９５５６２号公報特許４７１２３７８号公報特許６６０６２１３号公報

本発明は、フォトンを発生する焼成体を提供することを目的とする。

本発明は、例えば以下の［１］～［８］が挙げられる。
［１］（ｉ）アルミナと、（ｉｉ）シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｉｉ）白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｖ）窒化ケイ素とを含む組成物の焼成体であって、
組成物１００質量部中、（ｉｖ）窒化ケイ素を５～１０質量部含む焼成体。
［２］更に、（ｖ）銀、銀化合物、金及び金化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む、［１］の焼成体。
［３］更に、（ｖｉ）セルシアンを含む、［１］の焼成体。
［４］更に、（ｖｉｉ）ステアタイトを含む、［１］の焼成体。
［５］粒子状であって、平均粒子径が、０．１μｍ未満である［１］の焼成体。
［６］成分（ｉｉｉ）が、白金又は白金化合物を含む［１］の焼成体。
［７］［１］～［６］のいずれかの焼成体を含む繊維。
［８］［１］～［６］のいずれかの焼成体を含むフィルム。

本発明の焼成体は、フォトンを発生する。

実施例１で得られた焼成体（平均粒子径０．１μｍ未満）のフォトンの発生を示す図である。比較例１で得られた焼成体（平均粒子径０．１μｍ未満）のフォトンの発生を示す図である。

本発明は、（ｉ）アルミナと、（ｉｉ）シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｉｉ）白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｖ）窒化ケイ素とを含む組成物の焼成体であって、
組成物１００質量部中、（ｉｖ）窒化ケイ素を５～１０質量部含む焼成体である。
本発明の組成物は、更に、（ｖ）銀、銀化合物、金及び金化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

＜成分（ｉ）アルミナ＞
本発明の焼成体となる組成物は、アルミナを含む。
「アルミナ」（Ａｌ₂Ｏ₃）は、焼結性に優れる純度９９．９％以上の高純度アルミナ（酸化アルミニウム）を用いるのが好ましい。アルミナとして、上市されている粉末状の高純度アルミナを用いることができる。アルミナは、多孔質であることから、その成分自体の物性に加え、成分（ｉｉｉ）及び任意成分の（ｖｉ）を担持する効果があると考えられる。

また、成分（ｉ）の平均粒子径は、本発明の焼成体を使用する製品及び使用する態様に依存するが、通常の粒子径、例えば数μm以下のものを用いることができる。繊維に混入させて用いる場合は、成分（ｉ）の平均粒子径は、その繊維径に依存して、好ましくは２μm以下、より好ましくは１．５μm以下、さらに好ましくは１．０μm未満、例えば約０．３μmの粒子径に調整することが好ましい。なお、本明細書において、平均粒子径は、レーザー回折散乱法により求めた値である。

前記成分（ｉ）の含有量は、組成物１００質量部中、好ましくは２０～６０質量部、より好ましくは２５～５０質量部である。成分（ｉ）の含有量が上記範囲にあると、フォトンの発生を向上させることができる。

＜成分（ｉｉ）シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種＞
本発明の焼成体となる組成物は、シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種を含む。
「シリカ」（ＳｉＯ₂）は、純度９９．８％以上の高純度シリカが好ましく、上市されている、例えば超微粒子状無水シリカを用いることができる。シリカの平均粒子径は、成分（ｉ）と同様である。
「酸化チタン」は、酸化チタン（ＩＶ）（ＴｉＯ_２）をいう。酸化チタンの平均粒子径は、成分（ｉ）と同様である。

シリカ及び酸化チタンは、多孔質であることから、その成分自体の物性に加え、成分（ｉｉｉ）及び任意成分の（ｖｉ）を担持する効果があると考えられる。酸化チタンは、光触媒としても機能していると考えられる。
成分（ｉｉ）としてはシリカと酸化チタンとを組み合わせて用いることが好ましい。

成分（ｉｉ）の含有量は、組成物１００質量部中、好ましくは３０～７０質量部、より好ましくは４０～６５質量部含有される。成分（ｉｉ）の含有量が上記範囲にあると、フォトンの発生を向上させることができる。

＜成分（ｉｉｉ）白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からなる群から選択される少なくとも１種＞
本発明の焼成体となる組成物は、白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む。これらの中でも、少なくとも白金及び白金化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からなる群から選択される少なくとも１種は、本発明の焼成体において、フォトン発生のための主となる成分と考えられる。

白金化合物、パラジウム化合物、イリジウム化合物、ロジウム化合物における化合物の形態としては、有機酸塩、無機酸塩、ハロゲン化物、酸化物、水酸化物、アンモニア化合物等が挙げられる。

成分（ｉｉｉ）は、好ましくは、コロイドの形態で添加される。酸素と水素とを吸着するいわゆるコロイド活性化を期待できるからである。成分（ｉｉｉ）としては、平均粒子径約０．７～４ｎｍ（７～４０Å）の成分（ｉｉｉ）を、例えば塩酸溶液中にコロイド分散させた、成分（ｉｉｉ）の分散コロイドを用いることが好ましい。成分（ｉｉｉ）のコロイドの調製方法は、慣用の方法を用いることができる。成分（ｉｉｉ）のコロイドは、例えば、商業的に上市されている、例えば白金１質量％含有の白金コロイド溶液を用いることができる。

成分（ｉｉｉ）はコロイド中に、コロイド活性化の観点から、好ましくは０．１～５質量％、より好ましくは０．５～２質量％、さらに好ましくは０．８～１．２質量％含有されるものが用いられる。

成分（ｉｉｉ）は、本発明の組成物１００質量部中、金属の量として、好ましくは０．００１５～０．０５００質量部、より好ましくは０．００３～０．０３０質量部含まれる。成分（ｉｉｉ）の含有量が上記範囲にあると、健康増進効果等を発現するのに十分なフォトンを発生することができる。

＜成分（ｉｖ）窒化ケイ素＞
本発明の焼成体となる組成物は、窒化ケイ素を含む。
任意成分の窒化ケイ素は、Ｓｉ_３Ｎ_４の組成を有するセラミックスである。セラミックスは、好ましくは１７８０℃で焼結して得られる。窒化ケイ素は、水素の働きをよくし、水素イオンの移動方向を特定の方向に規制する役割をするものと考えられている。また、その成分自体の物性に加え、成分（ｉｉｉ）及び任意成分の（ｖ）を担持する効果があると考えられる。

成分（ｉｖ）は、本発明の組成物１００質量部中、５～１０質量部、好ましくは５～７質量部含まれる。成分（ｉｖ）の含有量が上記範囲にあると、フォトンの発生を向上させることができる。

＜成分（ｖ）銀、銀化合物、金及び金化合物からなる群から選択される少なくとも１種＞
本発明の焼成体となる組成物は、銀、銀化合物、金及び金化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
任意成分（ｖ）は、粉末の形態で用いることが好ましく、上市されている銀又は金およびそれらの化合物の粉末を用いることができる。任意成分（ｖ）は、銀及び銀化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含むことがより好ましい。

また、成分（ｖ）の平均粒子径は、本発明の焼成体を使用する製品及び使用する態様に依存するが、好ましくは２μm以下、より好ましくは１．５μm以下、さらに好ましくは１．０μm以下、例えば０．７μmの粒子径に調整することが好ましい。

本発明の組成物１００質量部中に、金又は銀の量として、０～３０．０質量部、好ましくは１．５～３０．０質量部、より好ましくは１．５～１５．０質量部、さらに好ましくは２．１～６．０質量部含まれる。成分（ｖ）の含有量が上記範囲にあると、フォトンの発生を向上させることができる。

本発明の焼成体となる組成物は、更に、成分（ｖｉ）セルシアン及び／又は成分（ｖｉｉ）ステアタイトを含んでいてもよい。
＜成分（ｖｉ）セルシアン＞
任意成分セルシアンは、ＢａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２の構造を有するセラミックスである。セルシアンの製造方法としては、公知の製造方法が挙げられるが、たとえば、ＢａＣＯ_３、α－Ａｌ_２Ｏ_３、及びＳｉＯ_２を原料として用いて、焼成を行なうことが挙げられる。
成分（ｖｉ）は、本発明の組成物１００質量部中、好ましくは０．１～５．０質量部、より好ましくは１．０～２．５質量部含まれる。

＜成分（ｖｉｉ）ステアタイト＞
任意成分ステアタイトは、ＭｇＯ・ＳｉＯ_２の構造を有するセラミックスであり、プロトエンスタタイトであることが好ましい。ステアタイトの製造方法としては、公知の製造方法が挙げられるが、たとえば、タルクを原料として用いて、焼成を行なうことが挙げられる。
成分（ｖｉｉ）は、本発明の組成物１００質量部中、好ましくは０．１～５．０質量部、より好ましくは１．０～２．５質量部含まれる。

＜その他の成分＞
本発明の焼成体となる組成物は、上記成分の他に結合剤、安定化剤等の添加剤等を含んでいてもよい。

＜製造方法＞
本発明の焼成体は、
（工程１）成分（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｖ）を混合して第１混合物を得る工程と、
（工程２）前記工程１で得られた第１混合物に、成分（ｉｉｉ）及び任意の成分を加えて第２混合物を得る工程と、
（工程３）前記工程２で得られた第２混合物を８００～１０００℃で加熱し、焼成体を得る工程とを有する製造方法により製造することができる。

最初に（工程１）混合工程を行なう。具体的には、成分（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｖ）とを、混合して第１混合物を得る。

次に、（工程２）混合工程を行なう。具体的には、工程１でえられた第１混合物に、成分（ｉｉｉ）及び任意の成分を混合して第２混合物を得る。この工程では、成分（ｉｉｉ）及び任意の成分（ｖ）を加熱して第１混合物に接触させてもよく、その際の温度、圧力を調整することにより、成分（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｖ）の細孔及び／又は表面に、成分（ｉｉｉ）及び任意の成分（ｖ）を担持させることも好ましい。

最後に（工程３）焼成工程を行なう。具体的には、上記工程２で得られた第２混合物を８００～１０００℃で１５～２０分間加熱し、焼成体を得る。

さらに、本発明の焼成体は、微粒子粉末として製造することができる。本発明の焼成体は、粒子状であって、平均粒子径が０．１μm未満が好ましい。平均粒子径が上記範囲にあることで、フォトンの発生量が向上すると考えられる。なお、平均粒子径は、レーザー回折散乱法により求めた値である。

上記平均粒子径にする方法としては、原料の粒子径を調整すること、及びビーズミルを用いて、上記焼成体を、アルミナボールの存在下湿式粉砕を行なうことが挙げられる。

＜特性＞
図１に示すように、本発明の焼成体は発光する。すなわちフォトンを発生する。

＜用途＞
本発明の焼成体は、健康増進用途に用いられる。
より具体的には、血行が良くなる、過酸化脂質が抑制できる、運動後の乳酸の生成を抑制できる、免疫力が安定するといった健康増進用途が挙げられる。さらに具体的には、生理痛、冷え性、肩こり、リウマチ、動脈硬化、高コレステロール、糖尿病、疲労回復、流感予防、微小血栓等の改善に役立つと期待される。

本発明の焼成体は、上述のように、フォトンを発生するため、本発明の焼成体を用いると、人間の体内でＮＯが発生すると考えられ、発生したＮＯが血管を弛緩させ、血行などに影響を与えるため、上記の健康増進用途に好適に用いることができると考えられる。

〈製品〉
本発明の焼成体は、繊維及びフィルム等に含ませることができる。
化学繊維及びフィルムに含ませる場合は、本発明の焼成体を含むマスターバッチを使用することもできる。マスターバッチを製造する方法は、本発明の焼成体を、粉体状にして合成高分子材料に練り込む方法又は分散液の状態にして合成高分子材料に混合する方法等が挙げられる。このとき、マスターバッチ中の本発明の焼成体は０．１～２５質量％とすることができる。

１．繊維
本発明の焼成体は、繊維に含ませた製品とすることができる。
繊維としては、天然繊維、化学繊維が挙げられ、天然繊維としては、コットン、ウール、シルク、麻等が挙げられ、化学繊維としては、セルロース系、ナイロン等のポリアミド系、ビニロン等のポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ポリエステル系、アクリル系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系等が挙げられる。これらは、１種単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。たとえば、天然繊維と本発明の焼成体を含む化学繊維とを混紡してもよい。

本発明の焼成体を繊維に含ませるためには、本発明の焼成体を繊維に練り込む、又は繊維表面に付着させることができる。本発明の焼成体を繊維に練り込む方法としては、繊維に対し、本発明の焼成体を例えば０．１～２５質量％、好ましくは０．１～３質量％、より好ましくは０．３～１．５質量％混合し、繊維溶融して混合物として、この混合物を慣用の紡糸法、例えば溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡糸を用いて紡糸することが挙げられる。本発明の焼成体を含むマスターバッチを製造してから紡糸することも好ましい。本発明の焼成体を繊維表面に付着させる方法としては、スプレー、ディッピング又はコーティングする方法を採用することができる。
繊維には、本発明の焼成体の他、酵素、ヒアルロン酸等の保湿剤等を練り込むことができる。
本発明の焼成体を含む繊維は、寝具、衣類等に好適に用いられる。

２．フィルム
本発明の焼成体は、フィルムに含ませた製品とすることができる。
フィルムの樹脂としては、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタラート、ポリウレタン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
本発明の焼成体をフィルムに含ませる方法としては、溶融状態の上記樹脂に粉末状の本発明の焼成体を添加し混合した後、公知の方法にて成形することが挙げられる。本発明の焼成体を含むマスターバッチを上記熱可塑性樹脂と混合し成形することもできる。
本発明の焼成体を含むフィルムは、サージカルテープに好適に用いられる。

なお、上記繊維及びフィルムの製造において、必要に応じて、例えば、酸化マグネシウム、マイカ、炭酸カルシウム、ゼオライト等の触媒、可塑材、紫外線吸収剤、充填剤、着色剤、着色防止剤、難燃剤、ブリードアウト防止剤、安定剤、耐熱剤、蛍光増白剤等の各種の添加剤を配合することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。

［実施例１］焼成体の製造（１）
市販のアルミナ、シリカ、酸化チタン（チタニア）及び窒化ケイ素を、いずれも粒度１μm未満になるように粒度調整した。次いで、アルミナ、シリカ及び酸化チタン（チタニア）をそれぞれ３０質量部ずつ、窒化ケイ素を５質量部混合し、第１混合物を得た。
第１混合物に白金１％含有の白金コロイド液（平均粒子径４０オングストローム）を２．５質量部（白金の量として０．０２５質量部）及び粒子径０．２～１．０μｍ、平均粒子径０．７μｍの銀粉末２．５質量部を加えた第２混合物を得た。第２混合物を８００℃で２０分間加熱して焼成体を得た。
得られた焼成体をビーズミルという装置を用いて、アルミナボールの存在下湿式粉砕により粉砕した。得られた粉砕された焼成体のレーザー回折散乱法により求めた平均粒子径は、０．１μｍ未満であった。
この平均粒子径０．１μｍ未満の焼成体の発光量を測定した。結果を図１に示す。

［比較例１］焼成体の製造（２）
実施例１において、窒化ケイ素を使用しないで、アルミナ、シリカ及び酸化チタン（チタニア）をそれぞれ３１．６７質量部ずつ混合して第１混合物を得たこと以外は実施例１と同様にして、平均粒子径０．１μｍ未満の焼成体を得た。
この窒化ケイ素を含まない平均粒子径０．１μｍ未満の焼成体の発光量を測定した。結果を図２に示す。

［応用例１］
実施例１の焼成体を、ポリエステル１００質量部に対して６質量部混合してマスターバッチを製造した。このマスターバッチをポリエステルに対して１０質量％混合し、溶融紡糸することにより、７５デニールの糸及び３０デニールの糸を製造した。

［応用例２］
応用例１で得られた繊維を用いて、以下の布を製造した。
繊維混率：応用例１の繊維３０％、綿７０％

［応用例３］
応用例１で得られた繊維を用いて、以下の布を製造した。
繊維混率：応用例１の繊維１００％、

実施例における各測定値は、以下の方法で測定した。
［発光量の測定］実施例１の焼成体を、ポリエステル１００質量部に対して６質量部混合してマスターバッチを製造し、測定に用いた。
測定装置：極微弱発光分光装置ＣＬＡ－ＦＳ４（東北電子産業株式会社製）及び試料室ＣＬＳ－ＳＴ４（東北電子産業株式会社製）を用いた。
測定条件：上記マスターバッチ２ｇをφ５０ステンレスシャーレに入れ、空気中、１００℃で発光量を１０分間測定した。
測定は３回行い、その平均値を図１及び図２に示す。

［平均粒子径の測定］
レーザー回折散乱法により求めた。

図１と図２とを比較すると、図１に示す本願の焼成体は、窒化ケイ素を含まない図２の焼成体よりも、フォトンの発光量のピークの値が１．３倍も高いことがわかる。

Claims

（ｉ）アルミナと、（ｉｉ）シリカ及び酸化チタンからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｉｉ）白金、白金化合物、パラジウム、パラジウム化合物、イリジウム、イリジウム化合物、ロジウム及びロジウム化合物からからなる群から選択される少なくとも１種と、（ｉｖ）窒化ケイ素と、（ｖ）銀、銀化合物、金及び金化合物からなる群から選択される少なくとも１種とを含む組成物の焼成体であって、
組成物１００質量部中、（ｉｖ）窒化ケイ素を５～１０質量部含む焼成体。
更に、（ｖｉ）セルシアンを含む、請求項１に記載の焼成体。
更に、（ｖｉｉ）ステアタイトを含む、請求項１に記載の焼成体。
粒子状であって、平均粒子径が、０．１μｍ未満である請求項１に記載の焼成体。
成分（ｉｉｉ）が、白金又は白金化合物を含む請求項１に記載の焼成体。
請求項１～５のいずれか１項に記載の焼成体を含む繊維。
請求項１～５のいずれか１項に記載の焼成体を含むフィルム。