JPH09248466A

JPH09248466A - ＮＯｘ酸化分解能を有するセラミックス成形物及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09248466A
Application number: JP8057508A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Aido; 勇三相戸
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 1997-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】大気中のＮＯｘを有効に低減し得る性能を有
する新規なセラミックス成形物を提供する。【解決手段】石炭灰とリン酸アルミニウムを主成分と
する無機固結剤とを含む混合組成物を焼成して形成した
パネル状セラミックス成形物の表面及び／又は裏面に、
活性酸化チタンなどの光酸化触媒機能を有する金属酸化
物を、塗工、固定化して、ＮＯｘ酸化分解能を有するパ
ネル状のセラミックス成形物とする。この成形物は、道
路の側壁構造材などの環境改善材として特に有効な材料
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＯｘ酸化分解能
を有する新規なセラミックス成形物及び該セラミックス
成形物を工業的に製造する方法に関するものである。さ
らに詳しくは、道路の側壁構造材やその他の環境改善用
材料として好適に使用できる、ＮＯｘ等の酸化分解性能
に優れた新規なセラミックス成形物、並びに、火力発電
所や工場から排出される石炭灰を有効活用して、前記セ
ラミックス成形物を効率よくかつ低コストで製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速道路や自動車通行量の多い道
路の周辺では、騒音や大気汚染の問題があり、これを防
ぐ目的で、道路の両側又は片側に側壁を設置することが
行われている。

【０００３】例えば、このような遮音壁材の一つとし
て、石炭灰（フライアッシュ）にセメント、長石粉末、
ガラス粉などの結合材を加えて混練した材料を凹窪部を
有する平板に形成し、凹窪部に吸音材としてセラミック
ス繊維を充填し、この平板を２枚重ねて焼成して吸音材
を挟持した構造材が提案されている（特開平２−２９６
２０８号参照）。

【０００４】しかし、従来の遮音（吸音）壁材は、単に
騒音を防止するだけで、大気汚染、特に窒素酸化物（Ｎ
Ｏｘ）に対する効果は期待できない。このため、遮音効
果を維持しながら有害なＮＯｘの改善効果もある実用的
な構造材の出現が強く待望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、窒素
酸化物（ＮＯｘ）分解能を有し、かつ機械的強度、耐熱
性、耐衝撃性、耐候性、吸音性にもすぐれており、道路
の側壁構造材などの環境改善材として好適に使用し得
る、新規なセラミックス成形物及び該成形物を工業的に
製造する方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前述の課題
を解決すべく鋭意研究の結果、石炭灰及び第１リン酸ア
ルミニウムを主成分とする無機固結剤とを含む混合組成
物を成形し、焼成して形成されたセラミックス成形物の
表面及び／又は裏面に、光酸化触媒機能を有する金属酸
化物を、塗工、固定化することによって、前記の目的を
達成し得ることを見出し、本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明のセラミックス成形物
は、石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成分とする無
機固結剤とを含む混合組成物を成形、焼成して形成した
セラミックス成形物の表面及び／又は裏面に、光酸化触
媒機能を有する金属酸化物、好ましくは活性酸化チタン
を、塗工、固定化してなることを特徴とする、ＮＯｘ酸
化分解能を有するセラミックス成形物である。

【０００８】さらに、該セラミックス成形物は、好適に
は、形態がパネル状であり、かつ見掛比重が２以下、特
に１．０〜１．８に範囲内のものである。

【０００９】また、本発明の製造方法は、石炭灰と第１
リン酸アルミニウムを主成分とする無機固結剤とを含む
混合組成物を成形、乾燥、焼成してセラミックス成形物
を製造するに際し、焼成前又は焼成後に、光酸化触媒機
能を有する金属酸化物と無機又は有機の塗工剤とを混合
調製した塗工液を、前記セラミックス成形物の表面及び
／又は裏面に、塗工、固定化することによって、ＮＯｘ
酸化分解能を有するセラミックス成形物を製造する方法
であり、さらに具体的には、（ａ）石炭灰と第１リン酸
アルミニウムを主成分とする無機固結剤とを含む混合組
成物を成形、乾燥、焼成してセラミックス成形物を製造
した後、光酸化触媒機能を有する金属酸化物と無機又は
有機の塗工剤とを混合して調製した塗工液を、前記セラ
ミックス成形物の表面及び／又は裏面に塗工し、乾燥
後、焼き付け処理をして、塗工した金属酸化物を固定化
することによって、目的とするＮＯｘ酸化分解能を有す
るセラミックス成形物を製造する方法、あるいは、
（ｂ）石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成分とする
無機固結剤とを含むセラミックス成形用混合組成物を成
形、乾燥、固化させた後、光酸化触媒機能を有する金属
酸化物と無機又は有機の塗工剤とを混合して調製した塗
工液を、前記の固化したセラミックス成形用混合組成物
の表面及び／又は裏面に塗工し、乾燥後、焼き付け処理
をして、塗工した金属酸化物を固定化することによっ
て、目的とするＮＯｘ酸化分解能を有するセラミックス
成形物を製造する方法である。

【００１０】いずれの方法においても、主原料として石
炭灰（好ましくはフライッシュ）が使用され、副原料と
して第１リン酸アルミニウムを主成分とする無機固結剤
（無機バインダー）が使用されるが、さらに必要によ
り、成形及び固化を助ける補助的原料として、水及び固
化促進（調節）剤が使用される。

【００１１】固化促進（調節）剤としては、アルミニウ
ム、マグネシウム、鉄、亜鉛、ホウ素、カルシウムから
選ばれた金属の酸化物又は水酸化物が好適であるが、カ
ルシウム、ナトリウム、マグネシウムなどの炭酸塩も使
用可能である。

【００１２】セラミックス成形物を得るには、前記の混
合組成物を、適宜の方法により所定の形状、例えばパネ
ル状に成形し、乾燥した後、加熱焼成することによって
製造される。

【００１３】このようなセラミックス成形物の表面及び
／又は裏面に塗工する光酸化触媒機能を有する金属酸化
物としては、酸化チタンが好ましく使用される。なお、
塗工は、焼成が終了し完全にセラミックス化した成形物
に施してもよく、また、焼成前のセラミックス製造用混
合組成物を成形したもの（予備成形物）に行うことも可
能である。

【００１４】酸化チタンなどの光酸化触媒機能を有する
金属酸化をセラミックス成形物に塗工するための塗工剤
（焼き付け用バインダー）として、（ａ）リン酸アルミ
ニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、シリ
コーン固結剤から選ばれた無機バインダー、あるいは
（ｂ）（i)アクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリウレタンアクリレート樹脂、変性ポリエ
ステル樹脂などからなるラッカー又はワニス、又は(ii)
メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどか
らなるセルロース誘導体系固結剤から選ばれた有機バイ
ンダーを使用するのが好ましい。これらの塗工剤の焼き
付けは、塗工剤（焼き付け用バインダー）の種類によっ
て異なるが、一般に１００〜５００℃の温度で実施され
る。

【００１５】かくして、ＮＯｘ酸化分解能を有するセラ
ミックス成形物が得られる。成形物の形状は平坦なパネ
ル状（平板状）でもよく、湾曲したパネル状、あるいは
円筒形でもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明方法において用いる石炭灰
は、火力発電所その他の工場から排出される石炭灰が使
用される。これらの石炭灰の中でも「フライアッシュ」
と呼ばれる均一で微細な石炭灰が好適に使用される。こ
のフライアッシュは火力発電所などで微粉炭を燃焼した
際に生じた石炭灰が溶融し、それが高温燃焼ガスと共に
煙道へ運ばれる途中、急激に冷やされ、表面張力によっ
てガラス質の球状の微細粒子となったものである。

【００１７】一方、無機固結剤（バインダー）として
は、第１リン酸アルミニウム又はこれを主体とするもの
が使用される。

【００１８】第１リン酸アルミニウムは、化学式、Ａｌ
₂Ｏ₃・３Ｐ₂０₃・６Ｈ₂Ｏ（すなわち、Ａｌ（Ｈ₂
Ｐ０₄）₃）で表される水溶性の酸性リン酸塩であり、
多くの場合、水溶液として市販されている。この第１リ
ン酸アルミニウムは、石炭灰との反応及び加熱脱水によ
る縮合によって、石炭灰の硬化結合性を発現し、混合組
成物をセラミッミックス化させる機能を有する。

【００１９】本発明では、前記の第１リン酸アルミニウ
ムに加えて、水ガラス、ポルトランドセメントなど他の
無機バインダーを少量添加してもよい。

【００２０】また、本発明では、石炭灰、第１リン酸ア
ルミニウム系バインダーの他に、固化促進（調節）剤を
併用するのが好ましい。固化促進（調節）剤としては、
アルミニウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、ホウ素、カル
シウムなどの酸化物が好適であるが、中でもアルミナ粉
末が特に有効である。また、水酸化アルミニウムや水酸
化カルシウムなどの水酸化物も好適に使用され、カルシ
ウム、ナトリウム、マグネシウムなどの炭酸塩も使用可
能である。

【００２１】一般に、セラミックス形成用の混合組成物
における前記各成分の配合割合（重量比）は、石炭灰＝
ＦＡ，第１リン酸アルミニウム＝Ｐ，水＝Ｗ，固化促進
剤＝Ｃとしたとき、次の範囲が適当である。ＦＡ／Ｐ＝１００／１０〜１０／１００（好適には１００／２０〜２０／１００）ＦＡ／Ｗ＝１００／１〜１００／１００（好適には１００／１〜１００／３０）ＦＡ／Ｃ＝１００／０〜１００／１０（好適には１００／１〜１００／３０）

【００２２】前記の各成分の他に、必要に応じ、補強用
の短繊維やウイスカーなどを混合することもできる。補
強用の繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ＳｉＣ繊
維、アラミド繊維、高分子量ポリエチレン繊維などが好
適である。また、軽量化を図るためにガラスバブルズ等
の無機軽量粒子を混合することもできる。

【００２３】前記各成分を混合するには、通常、水の存
在下でよく混練する。無機固結剤として第１リン酸アル
ミニウム水溶液を使用する場合は、該水溶液中の水分を
利用することができ、新たに水の添加を必要としないこ
とが多い。

【００２４】ついで、この含水混合物（混合組成物）
を、所望の形状や寸法、例えば道路側壁用のパネルの形
状と寸法に予備成形する。該混合物が流動性あるいは可
塑性を有する場合、混合物を型に入れて予備成形するの
がよく、また、粉末に近い状態のときは圧縮成形の技法
で所定の形状にすることができる。本発明では、この予
備成形物を乾燥した後、焼成する。

【００２５】この予備成形物は、従来のセラミックス成
形物の製造と異なり、比較的低温で焼成してセラミック
ス化させることが可能であり、例えば、室温（３０℃）
〜１８０℃の温度で０．５〜３０時間、好ましくは３０
〜１００℃の温度で１〜２５時間、乾燥を行った後、最
終到達温度１５０〜６００℃、好ましくは２５０〜４０
０℃の温度で０．５〜３０時間、好ましくは１〜２５時
間、加熱焼成することによって良好なセラミックス成形
物が製造される。加熱焼成の雰囲気は、空気でも不活性
ガスでもよい。前記の混合組成物は、このような比較的
低温の焼成でも、強靭で耐熱性の良好なセラミックス成
形品となる。

【００２６】なお、本発明では、前記の条件で乾燥して
プレセラミックス化した後、細かく粉砕し粉末にしてパ
ネル状に成形したものを、焼成してセラミックス成形品
とすることもできる。

【００２７】前述のようにして石炭灰から第１リン酸ア
ルミニウムを固結剤に用いてセラミックス成形物を製造
し得ること自体は、すでに小島らによって報告されてい
るが（第１４回無機高分子研究討論会、1995/11/17) 、
本発明者の研究の結果、このセラミックス成形物は、Ｎ
Ｏｘ低減機能を持つパネルの製造に非常に適しているこ
とが見出された。

【００２８】なお、本発明では、混合組成物の調製条
件、焼成条件などを適宜選定することにより、得られる
セラミックス成形物の物性を変更することができる。例
えば、見掛比重０．８〜１．６程度の多孔質の軽量成形
物とするには、（ア）水分を多く配合して常温乾燥後、
焼成する、（イ）常温プレスの圧力を低く（例えば１０
Ｋｇｆ／ｃｍ²以下と）する、（ウ）混合組成物に気泡
剤を添加する、などの手段が有効であり、例えば、見掛
比重１．６より大きい比較的高い比重の緻密で硬い成形
物とするには、高い圧力（例えば３００Ｋｇｆ／ｃｍ²
以上）で特に２５０〜３００℃のような高温で成形する
手段が有効である。

【００２９】本発明において、パネル状のセラミックス
成形物の表面及び／又は裏面に、活性酸化チタンなどの
光酸化触媒機能を有する金属酸化物を塗工し、固定化す
る方法は、次の２つに大別することができる。

【００３０】（ａ）焼成によりセラミックス成形物を製
造後、前記の光酸化触媒機能を有する金属酸化物と無機
又は有機の塗工剤とを混合して調製した塗工液を、前記
セラミックス成形物の表面及び／又は裏面に、塗工し、
乾燥後、焼き付け処理をして、塗工した金属酸化物を固
定化することによって、目的とするセラミックス成形物
を製造する方法（図１参照）。

【００３１】（ｂ）焼成前のセラミックス成形用混合組
成物を成形、乾燥、固化させた後、光酸化触媒機能を有
する金属酸化物と無機又は有機の塗工剤とを混合して調
製した塗工液を、前記の固化したセラミックス成形用混
合組成物の表面及び／又は裏面に塗工し、乾燥後、焼き
付け処理をして、塗工した金属酸化物を固定化すること
によって、目的のセラミックス成形物を製造する方法
（図２参照）。

【００３２】ここで、光酸化触媒機能を有する金属酸化
物としては、光酸化触媒機能を有する活性酸化チタンが
挙げられる。かかる酸化チタンは、アナターゼ型とルチ
ル型が知られているが、アナターゼ型は３８７ｎｍ以下
の紫外線、ルチル型は４１３ｎｍ以下の紫外線を照射す
ると光化学反応を起こすとされている。一般に、ルチル
型よりアナターゼ型の方が光触媒活性が高く、また、粒
子径が小さく比表面積が大きいほど活性が大きい。した
がって、酸化チタンとしてはアナターゼ型で粒子径が１
０〜１００ｎｍのものが好ましい。なお、酸化チタンの
中には高温処理などにより活性を殺した製品もあるが、
このような酸化チタンは本発明での使用に適さない。

【００３３】塗工方法としては、光酸化触媒機能を有す
る金属酸化物を無機又は有機の塗工剤（バインダー）及
び水又は溶媒とを混合してスラリーを調製し、セラミッ
クス成形物又は予備成形物の表面及び／又は裏面にコー
ティングした後、乾燥し、さらに最終到達温度１００〜
４００℃で焼き付ける方法が採用される。この温度はバ
インダーの種類によって異なり、無機バインダーの場合
は最終温度２００〜４００℃、有機バインダーの場合は
最終温度１００〜２００℃が適当である。

【００３４】塗工に使用するに好適な無機塗工剤（バイ
ンダー）の例としては、リン酸アルミニウム、ケイ酸ア
ルミニウム、ケイ酸ナトリウム、シリコーン固結剤から
選ばれた無機バインダーが挙げられ、有機塗工剤（バイ
ンダー）の例としては、（i)アクリル樹脂、メタアクリ
ル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレタンアクリレート
樹脂、変性ポリエステル樹脂などからなるラッカー又は
ワニス、あるいは（ｉｉ）メチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロースなどからなるセルロース誘導体系固
結剤から選ばれた有機バインダーを挙げることができ
る。

【００３５】なお、前記（ｂ）の焼成前の予備成形物に
塗工する方法では、焼き付けと同時に焼成を行うことが
できる。

【００３６】かくして、少なくとも一方の面に光酸化触
媒機能を付与した、ＮＯｘ酸化分解能を有するセラミッ
クス成形物が製造される。このセラミックス成形物は大
気中のＮＯｘ分解能を示すばかりでなく、湖沼の水中に
設置すれば水質を改善する効果もあり、脱臭滅菌等の効
果も有するため、環境改善の材料として有効である。し
かも、耐熱性、機械的特性、耐候性にも優れ、また比較
的軽量であるため、広い分野に適用することができる。

【００３７】

【実施例】次に、本発明方法の実施例及び比較例を説明
するが、これらは本発明の理解を助けるためのものであ
って、これらによって本発明の範囲が限定されるもので
はない。なお、例中の「部」は、とくに断らない限り、
重量部を意味する。

【００３８】［実施例１］（１）パネルの成形火力発電所の石炭灰として得られるフライアッシュ１０
０部に、固化促進剤としてのアルミナ粉末１０部を混合
し、さらに第１リン酸アルミニウム水溶液を主成分とす
る液状の無機固結剤「アシドホス１２０Ｍ」（多木化学
株式会社製）１００部を加えて混錬した。

【００３９】得られたスラリー状混練物を、内寸１２５
ｍｍ×１５０ｍｍの型枠に入れ、上部を平坦にした後、
そのまま約１日かけ自然乾燥させて固型化させた。その
後、この固型化物を型枠から取り出し、約８０℃の乾燥
炉の中で水分を除去した後、さらに１００℃に加熱した
電気炉に移した。そして、電気炉の温度を１００℃／ｈ
ｒの速度で３００℃迄昇温し、さらにその温度（３００
℃）で１時間保持して焼成を行った。

【００４０】かくして得られた焼成物（厚み５ｍｍ）の
見掛け比重は１．３８、曲げ強度は１２５ｋｇｆ／ｃｍ
^２、曲げ弾性率は９０Ｔｏｎｆ／ｃｍ²であり、物性
の良好なパネル状のセラミックス成形物（以下「パネ
ル」と略称）であった。

【００４１】（２）酸化チタンの塗工光酸化触媒機能を有する活性酸化チタン（チタン工業株
式会社製：「ＰＣ−１００」）３．０部、焼き付け用バ
インダーとしての第１リン酸アルミニウム（液体）「Ｌ
−１００」（多木化学株式会社製）４．５部及び水１．
５部を混合してスラリー状塗工液を調製し、この塗工液
を前記（１）で成形したパネルの表面に塗工した。塗工
後、自然乾燥により水分を除去した後、１５０℃に加熱
した電気炉に入れて、１００℃／ｈｒの速度で２５０℃
迄昇温した。さらに同温度（２５０℃）で１時間保持し
て焼き付けを行った後、徐冷して酸化チタン塗工パネル
を得た。

【００４２】（３）酸化チタン塗工パネルの酸化触媒機
能の測定前記（２）で得た酸化チタン塗工パネルから２０ｍｍ×
２０ｍｍのサンプル片を切り出し、これを０．１モル濃
度のＫＩ水溶液中に浸漬して、その上から紫外線を１５
分間照射した。紫外線照射により薄い褐色に着色したＫ
Ｉ水溶液を石英セルに移しとって紫外線吸収スペクトル
を測定したところ、３５０ｎｍの吸光度は２．２５と強
い吸収を示した。一方、酸化チタンを塗工していないブ
ランクパネルの同吸光度は０．１以下であり、酸化チタ
ン塗工による光酸化機能が確認された。

【００４３】さらに、前記の酸化チタン塗工パネルから
５０ｍｍ×５０ｍｍのサンプル片を６枚切り出し、それ
ぞれ密閉可能な石英ガラス製のシャーレ状容器ユニット
に入れ、各ユニットを直列に接続した後、標準ＮＯガス
（ＮＯ濃度１．０ｐｐｍに設定）を流しながら、各ユニ
ットの上部から光（蛍光灯）を照射した。この状態で排
出するガスのＮＯ濃度を測定すると０．４ｐｐｍに低下
しており、本発明のパネルが優れたＮＯｘ低減機能を有
することが明らかになった。

【００４４】［実施例２］（１）パネルの成形フライアッシュ１００部に、アルミナ粉末１０部及び第
１リン酸アルミニウム（液体）「１００Ｌ」（多木化学
株式会社製）７０部を加えて混錬し、得られた混錬物を
内寸１２５ｍｍ×１５０ｍｍの金型に入れ、常温にて面
圧３０ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で３０分間加圧して固型化
させた。ついで金型から取り出した後、１晩乾燥し、さ
らに１００℃に加熱した電気炉に入れ、１００℃／ｈｒ
の速度で昇温し、３００℃に達した後、さらにその温度
で１時間焼成してパネル状のセラミックス成形物を得
た。

【００４５】得られた成形物（厚み５ｍｍ）の見掛け比
重は１．２０、曲げ強度は１２０ｋｇｆ／ｃｍ²、曲げ
弾性率は７４Ｔｏｎｆ／ｃｍ²と良好な物性を示した。

【００４６】（２）酸化チタンの塗工実施例１で用いたのと同じ酸化チタン（ＰＣ−１００）
３．０部、焼き付け用バインダーとしての第１リン酸ア
ルミニウム（液体）「Ｌ−１００」（多木化学株式会社
製）９．０部及び水２．０部を混合してスラリー状塗工
液とし、実施例１と同様に前記パネルの表面に塗工し
た。自然乾燥で水分を除いた後、１５０℃の電気炉に入
れ、１００℃／ｈｒの速度で昇温した。３００℃に達し
た時点で加熱を止め、徐冷してて酸化チタン塗工パネル
を得た。

【００４７】（３）酸化チタン塗工パネルの酸化触媒機
能の測定前記酸化チタン塗工パネルから２０ｍｍ×２０ｍｍのサ
ンプル片を切り出し、実施例１と同様に、ＫＩ水溶液中
に浸漬した状態で紫外線照射して、やや褐色に変色した
ＫＩ水溶液の紫外線吸収スペクトルを測定した。３５０
ｎｍの吸光度は２．３５と強い吸収を示し、ＫＩからＩ
₂への酸化反応が進行していることを確認した。

【００４８】さらに、前記酸化チタン塗工パネルから５
０ｍｍ×５０ｍｍのサンプル片を６枚切り出し、それぞ
れを実施例１と同じ測定方法で、光照射下でのガス組成
の測定を行った結果、入口のＮＯ濃度１．０ｐｐｍに対
し出口のガス中のＮＯ濃度は０．２ｐｐｍまで低減して
いた。かくして、本発明のパネルのＮＯｘ低減機能が極
めて高いことが確認された。

【００４９】［実施例３］（１）パネルの成形フライアッシュ１００部に、アルミナ粉末１０部と第１
リン酸アルミニウム水溶液を主成分とする無機固結剤
「アシドホス１２０Ｍ」（多木化学株式会社製）７０部
とを加えて、十分混合し、得られた混合物を実施例２と
同じ金型に入れ、８０℃に加熱しながら、１００ｋｇｆ
／ｃｍ²の圧力で６０分間保持した。ついで、金型から
取り出した後、１晩乾燥し、さらに１００℃の乾燥機に
入れて水分を除いた後、１００℃／ｈｒの速度で３００
℃迄昇温し、さらにその温度で１時間保持して、焼成し
た後、徐冷してパネル状のセラミックス成形物を得た。

【００５０】かくして得られたパネルのの見掛け比重は
１．４５、曲げ強度は１４３ｋｇｆ／ｃｍ²、曲げ弾性
率は９３Ｔｏｎｆ／ｃｍ²であった。

【００５１】（２）酸化チタンの塗工実施例１と同じ酸化チタン（ＰＣ−１００）３．０部と
前記（１）のパネル成形で用いたフライアッシュ１．５
部とを混合した後、、焼き付け用バインダーとしての第
１リン酸アルミニウム「Ｌ−１００」（多木化学株式会
社製）９．０部を混合してスラリー状塗工液を調製し
た。この塗工液を前記パネルの表面に塗工し、乾燥した
後、実施例１と同様に２５０℃まで昇温して焼き付け
し、酸化チタン塗工パネルを得た。

【００５２】（３）酸化チタン塗工パネルの酸化触媒機
能の測定前記酸化チタン塗工パネルから２０ｍｍ×２０ｍｍのサ
ンプル片を切り出し、実施例１と同様にして、ＫＩ水溶
液中の酸化反応を観察した。紫外線照射下で生じたＩ₂
の紫外線吸収スペクトルを測定した。３５０ｎｍの吸光
度は１．３（酸化チタンを塗工していないブランクは吸
光度０．２以下）であり、本発明の酸化チタン塗工パネ
ルの光酸化触媒収効果を確認することができた。

【００５３】また、前記塗工パネルから５０ｍｍ×５０
ｍｍのサンプル片を６枚切り出し、それぞれを実施例１
と同じようにしてＮＯ酸化反応を試みたところ、入口の
ＮＯ濃度１．０ｐｐｍに対して出口のガス中のＮＯ濃度
は０．５ｐｐｍ迄低下していた。かくして、本発明の塗
工パネルは、液相、気相ともに、光酸化触媒機能がすぐ
れ、ＮＯｘ低減機能が高いことが確認された。

【００５４】［実施例４］（１）パネルの成形フライアッシュ１００部とアルミナ粉末１０部を混合し
た後、第１リン酸アルミニウム（試薬級）７０部及び水
２０部を加えて混合し、この混合物を実施例２と同じ金
型に充填して８０℃に加熱した型締め機で、面圧５０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²ので６０分間熱圧して賦形を行った。冷却
後、金型から取り出し、室温で約１日かけて自然乾燥を
行った後、実施例１と同様に電気炉に入れて１００℃か
ら昇温速度１００℃／ｈｒで３００℃迄昇温し、焼成を
行った後、徐冷してパネル状のセラミックス成形物を得
た。

【００５５】かくして得られたパネルの見掛け比重は
１．３、曲げ強度は１１０ｋｇｆ／ｃｍ²、曲げ弾性率
は８０Ｔｏｎｆ／ｃｍ²であった。

【００５６】（２）酸化チタンの塗工酸化チタン（信州セラミックス株式会社製：殺菌用）
３．０部に、実施例１でパネル成形に使用した第１リン
酸アルミニウム系固結剤「アシドホス１２０Ｍ」（多木
化学株式会社製）９．０部を混合し、スラリー状塗工液
を調製した。この塗工液を前記パネルの表面に塗工し、
１晩乾燥後、１５０℃の電気炉に入れて、３００℃迄ゆ
っくりと昇温して酸化チタンを焼き付けて、酸化チタン
塗工パネルを得た。

【００５７】（３）酸化チタン塗工パネルの酸化触媒機
能の測定前記酸化チタン塗工パネルから２０ｍｍ×２０ｍｍのサ
ンプル片を切り出し、実施例１と同様にして、ＫＩ水溶
液の光酸化反応を試みた。すなわち、前記サンプルの存
在下で紫外線照射した後のＫＩ水溶液の紫外線吸収スペ
クトルを測定した。３５０ｎｍの吸光度は１．２３であ
り、Ｉ₂生成により光酸化反応が進行していることが確
認された。ちなみに、酸化チタンを塗工していないブラ
ンクパネルの測定では対応する吸光度は０．４以下であ
った。

【００５８】また、前記塗工パネルから５０ｍｍ×５０
ｍｍのサンプル片を切り出し、実施例１と同様にしてＮ
Ｏガスの光酸化反応を観察したところ、初期ＮＯ濃度
（１．０ｐｐｍ）から０．５ｐｐｍへの減少が確認され
た。

【００５９】［実施例５］（１）パネルの成形フライアッシュ１００部をアルミナ粉末１０部と混合し
た後、第１リン酸アルミニウム「１００Ｌ」（多木化学
株式会社製）７０部を加えて十分混練し、得られた混練
物を、実施例２で用いた金型に入れ、常温で、面圧３０
ｋｇｆ／ｃｍ²で３０分間加圧成形した。前記金型から
取り出した固型化物を、自然乾燥により水分を除去し、
ついで、１００℃の乾燥機で乾燥した後、１５０℃から
３００℃迄ゆっくり昇温しさらに３００℃で１時間保持
することにより焼成を行った。

【００６０】得られたパネル状成形物の見掛け比重は
１．２５、曲げ強度は１１５ｋｇｆ／ｃｍ²、曲げ弾性
率は７５Ｔｏｎｆ／ｃｍ²であった。

【００６１】（２）酸化チタンの塗工実施例１で用いたと同じ酸化チタン（ＰＣ−１００）
３．０部と活性炭１．５部とを混合した後、これに第１
リン酸アルミニウム系固結剤（水溶液）「アシドホス１
２０Ｍ」（多木化学株式会社製）９．０部を添加混合
し、スラリー状塗工液とした。

【００６２】この塗工液を前記パネルの表面に塗工し、
乾燥後、１５０℃の電気炉に入れて徐々に昇温し３００
℃に達した時点で加熱を止め徐冷して、酸化チタン塗工
パネルとした。

【００６３】（３）酸化チタン塗工パネルの酸化触媒機
能の測定前記酸化チタン塗工パネルから２０ｍｍ×２０ｍｍのサ
ンプル片を切り出し、実施例１と同様にして、ＫＩ水溶
液の酸化反応を観察した。すなわち、前記サンプルをＫ
Ｉ水溶液に浸漬して紫外線照射を行った後のＫＩ水溶液
の紫外線吸収スペクトルを測定し、Ｉ₂の生成を確認し
た。その結果、本発明の酸化チタン塗工パネルが優れた
光酸化機能を有することが明らかとなった。

【００６４】また、前記塗工パネルから５０ｍｍ×５０
ｍｍのサンプル片を切り出し、実施例１と同様にして、
ＮＯガスの光酸化反応を観察した。その結果、酸化チタ
ン塗工パネルに紫外線を照射しながらＮＯガスを接触さ
せることにより、排出されるガス組成のＮＯ濃度が、初
期値（１．０ｐｐｍ）から５０％以上減少することが認
められた。

【００６５】［実施例６］（１）パネルの成形フライアッシュ１００部をアルミナ粉末５部と混合した
後、これに第１リン酸アルミニウム「１００Ｌ」（多木
化学株式会社製）１００部及び水１０部を加えて混練し
て混合組成物を得た。これを小さく砕きながら約１００
℃の乾燥機で乾燥し、さらにこの乾燥品を乳鉢で粉砕し
てパウダー状の混合組成物を得た。これを内寸１２５ｍ
ｍ×１５０ｍｍの金型に入れ、３００℃に加熱しながら
３００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で９０分間加圧成形した。
徐冷後、金型から取り出してパネル状のセラミックス成
形物を得た。

【００６６】得られたパネル状成形物の見掛け比重は
１．７、曲げ強度は２２５ｋｇｆ／ｃｍ²、曲げ弾性率
は１８８Ｔｏｎｆ／ｃｍ²であった。

【００６７】（２）酸化チタンの塗工実施例１で用いたと同じ酸化チタン（ＰＣ−１００）
３．０部に、シリコーン系ハードコート剤「ＮＳＣ−３
４５６−１」（主剤：日本精化株式会社製品）１０．０
部及び硬化剤「ＮＳＣ−ＣＯ」（日本精化株式会社製）
０．２部を混合してスラリー状塗工液を調製した。この
塗工液を前記パネルの表面に塗工し、自然乾燥で溶剤を
除去した後、１３０℃の熱風乾燥機中に１時間保持して
焼き付けを行い、酸化チタン塗工パネルとした。

【００６８】（３）酸化チタン塗工パネルの酸化触媒機
能の測定前記酸化チタン塗工パネルから２０ｍｍ×２０ｍｍのサ
ンプル片を切り出し、実施例１と同様にして、ＫＩ水溶
液に浸漬した状態で紫外線照射を行って、Ｉ₂の生成状
況を観察した。その結果、照射後のＫＩ水溶液の紫外線
吸収スペクトルの３５ｎｍにおける吸収は１．１と大き
く、Ｉ₂の生成したがって光酸化反応が起っていること
が確認された。なお、ＫＩ水溶液（ブランク）の３５０
ｎｍにおける吸収は０．２以下であった。

【００６９】また、実施例１と同様にＮＯガスの酸化状
況を測定したところ、初期ＮＯの５０％以上の減少が認
められた。

【００７０】

【発明の効果】以上のごとき本発明のセラミックス成形
物（パネル）は、（１）従来産業廃棄物として処理され
ていた石炭灰（とくにフライアッシュ）の有効利用を図
ることができる、（２）道路の側壁材、トンネル内壁
材、ビルの壁面材などに使用すれば、大気中のＮＯｘを
効果的に除去することができ、かつ吸音効果にも優れる
ので、環境改善に役立てることができる、（３）さら
に、該パネルの持つ光酸化機能を生かして、湖沼などの
水質浄化や油の分解など他の環境改善用にも有効活用す
ることができる、（４）しかも、原料コストが低廉で、
焼成温度も比較的低温で済むため、製品の生産コストが
低い、などの効果があり、極めて実用性の高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミックス成形物を製造する工程の
一例を示すフローチャート。

【図２】本発明のセラミックス成形物を製造する工程の
他の例を示すフローチャート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成
分とする無機固結剤とを含む混合組成物を成形し、焼成
して形成されたセラミックス成形物の表面及び／又は裏
面に、光酸化触媒機能を有する金属酸化物を、塗工、固
定化してなることを特徴とする、ＮＯｘ酸化分解能を有
するセラミックス成形物。
【請求項２】光酸化触媒機能を有する金属酸化物が、
活性酸化チタンであることを特徴とする、請求項１記載
のＮＯｘ酸化分解能を有するセラミックス成形物。
【請求項３】セラミックス成形物が、パネル状であ
り、かつ見掛比重が２以下であることを特徴とする、請
求項１又は請求項２記載のＮＯｘ酸化分解能を有するセ
ラミックス成形物。
【請求項４】石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成
分とする無機固結剤とを含む混合組成物を成形、乾燥、
焼成してセラミックス成形物を製造するに際し、焼成前
又は焼成後に、光酸化触媒機能を有する金属酸化物と無
機又は有機の塗工剤とを混合して調製した塗工液を、前
記セラミックス成形物の表面及び／又は裏面に、塗工、
固定化することを特徴とする、ＮＯｘ酸化分解能を有す
るセラミックス成形物の製造方法。
【請求項５】石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成
分とする無機固結剤とを含む混合組成物を成形、乾燥、
焼成してセラミックス成形物を製造した後、光酸化触媒
機能を有する金属酸化物と無機又は有機の塗工剤とを混
合して調製した塗工液を、前記セラミックス成形物の表
面及び／又は裏面に塗工し、乾燥後、焼き付け処理をし
て、塗工した金属酸化物を固定化することを特徴とす
る、請求項４記載のＮＯｘ酸化分解能を有するセラミッ
クス成形物の製造方法。
【請求項６】石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成
分とする無機固結剤とを含むセラミックス成形用混合組
成物を成形、乾燥、固化させた後、光酸化触媒機能を有
する金属酸化物と無機又は有機の塗工剤とを混合して調
製した塗工液を、前記の固化したセラミックス成形用混
合組成物の表面及び／又は裏面に塗工し、乾燥後、焼き
付け処理をして、塗工した金属酸化物を固定化すること
を特徴とする、請求項４記載のＮＯｘ酸化分解能を有す
るセラミックス成形物の製造方法。
【請求項７】石炭灰と第１リン酸アルミニウムを主成
分とする無機固結剤とを含む混合組成物に、さらに、水
とアルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ホウ素、カルシ
ウムから選ばれた金属の酸化物又は水酸化物からなる固
化促進剤とを添加混合することを特徴とする、請求項
４、請求項５又は請求項６記載のＮＯｘ酸化分解能を有
するセラミックス成形物の製造方法。
【請求項８】光酸化触媒機能を有する金属酸化物が、
活性酸化チタンであることを特徴とする、請求項４〜請
求項７のいずれか１項に記載のセラミックス成形物の製
造方法。