JPH10165815A - 消臭性セラミックス粉体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 波長１乃至３μｍの近赤外線電磁波及び波長
６乃至１１μｍの遠赤外線電磁波を高い放射率で且効率
良く放射させて、水分子を有効に共振励起させることに
より活性酸素を十分に創出させ、臭気分子を酸化分解し
消去する消臭性セラミックス粉体を提供する。 【構成】 酸化珪素３０乃至６０％重量、酸化アルミ２
０乃至４０％重量、酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバル
ト、酸化ニッケル若しくは酸化クロムから選ばれる遷移
元素酸化物７乃至１５％重量及び酸化亜鉛７乃至１５％
重量の組成割合で、且組成成分相互の粒界が損われぬよ
う焼成させた基材の外表面に、基材に対し０．１乃至
１．０％重量のプラチナを担持させた酸化チタンが基材
に対し２乃至８％重量割合で、且その粒界が損われぬよ
う而も全体の粒径が１０μｍ以下に焼成させてなる構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は反応性と酸化分解力の強
い活性酸素を創出せしめ、臭気を分解消去しえる消臭性
セラミックス粉体に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年においては健康指向の高まりととも
に、パブリックスペースを初め店舗や就業場所或いは住
宅空間等における臭気に対する関心も著るしく高まって
いる。かかる臭気の消臭対策として従来においては、そ
の臭気よりも強い芳香性ガスで臭気をマスキングする方
法やフッ素若しくはオゾンガス或いは亜塩素酸を用いて
臭気成分を化学反応させて消臭する方法、多孔質物質中
に吸着させて揮散を抑制させることにより消臭する方
法、更には微生物により生成される酵素で臭気分子を分
解させる方法等が用いられているものの、マスキングに
よる場合では芳香剤自体の好き嫌いがあるばかりか臭気
の種類によっては却って嫌悪な臭気に合成される難点が
あり、化学反応による消臭では使用するガスや薬剤等の
危険性が極めて高く使用する場所が著るしく限定され、
更に多孔質物質に吸着させる方法では短期に吸着性が滅
失するため度々吸着材の交換をなさねばならず、且微生
物の生成する酵素で分解させる方法においても即効性に
難点がある等現状の方法では多くの問題を内在してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明者等はかかる問題
に鑑み鋭意研究を重ねた結果、臭気はその臭気源からの
臭気分子が空気中に拡散伝播されて嗅覚されること、空
気中には湿度としての水分が存在すること、水分子には
その波長が１乃至３μｍの近赤外線電磁波領域及び波長
６乃至１１μｍの遠赤外線電磁波領域に水分子を共振励
起させる吸収帯が存在すること、水分子を有効に共振励
起させることにより一重項酸素やスーパーオキシド、過
酸化水素或いはヒドロキシラジカル等反応性と酸化力の
強い活性酸素が創出されること、セラミックスは赤外線
領域の電磁波放射特性に優れた素材であること等を究明
し本発明に至った。

【０００４】即ち本発明はその波長が１乃至３μｍの近
赤外線電磁波及び波長６乃至１１μｍの遠赤外線電磁波
を高い放射率で且効率良く放射させることにより、水分
子を共振励起させて活性酸素を十分創出せしめ、以って
臭気分子を酸化分解し消去しえる消臭性セラミックス粉
体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明が用いた技術的手段は、水分子を有効に共振
励起させる電磁波の放射をなさしめるため、その波長が
６乃至１１μｍの遠赤外線領域の電磁波に高い放射率を
有する素材として酸化珪素を３０乃至６０％重量及び酸
化アルミを２０乃至４０％重量の組成割合で用いるとと
もに、その波長が１乃至３μｍの近赤外線領域の電磁波
をも高い放射率で放射させるため、これらに加えて酸化
マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル若しく
は酸化クロムより選ばれる遷移元素酸化物を７乃至１５
％重量の割合に組成させ、且これら組成成分が僅かな外
部エネルギーによっても励起されて電磁波放射がなしえ
るよう励起促進のための触媒的作用を有する酸化亜鉛を
７乃至１５％重量割合を以って組成させたうえ、組成成
分相互が熔化されず十分な空隙を保持する状態所謂粒界
が損われぬよう焼成させて基材を形成するもので、而も
放射電磁波を効率良く放射させるための放射表面積率を
大きく形成させる必要上、組成成分の粒径は最大でも１
μｍ以下の微粒状のものを使用する。

【０００６】そして本発明は広範囲の臭気分子に亘り確
実な消臭を図るうえから更なる活性酸素を創出させるた
め、該基材の外表面に基材からの放射電磁波や外部の紫
外線エネルギー等で励起を著るしく促進させる触媒とし
て、基材に対し０．１乃至１．０％重量割合のプラチナ
をその表面に担持させた酸化チタンが、該基材に対し２
乃至８％重量割合で且その粒界が損われぬよう、而も全
体の放射効率を高め活性酸素の効果的創出を図るため全
体の粒径が１０μｍ以下に焼成させた構成に存する。

【０００７】

【作 用】上述の如き技術的手段からなる本発明は以下
のような作用を有する。即ち基材を形成する組成成分の
粒径が１μｍ以下で且酸化珪素３０乃至６０％重量、酸
化アルミ２０乃至４０％重量酸化亜鉛７乃至１５％重量
及び酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケ
ル若しくは酸化クロムから選ばれる遷移元素酸化物が７
乃至１５％重量割合の組成で、而もそれぞれの組成成分
の粒界が損われぬよう焼成されるものであるから酸化珪
素並びに酸化アルミからはその波長が６乃至１１μｍの
遠赤外線領域の電磁波が、更に遷移元素酸化物の組成に
よりその波長が１乃至３μｍの近赤外線領域の電磁波が
高い放射率を以って放射きれるばかりか、酸化亜鉛が存
在することにより外部エネルギーによる励起が促進され
て放射強度が高められ、水分子が有効に共振励起され活
性酸素が効率良く創出される。

【０００８】而も基材を形成する組成成分各個はその粒
径が１μｍ以下の微粒なものが用いられ且組成成分相互
の粒界が損われぬよう焼成されてなるため、電磁波の放
射表面積率が極めて大きく形成され而も組成成分相互間
には多量の粒界間隙が形成され、臭気分子に対する吸着
面積も大きく形成される。

【０００９】そして該基材の外表面には該基材からの放
射電磁波や外部紫外線エネルギーにより励起を促進させ
る触媒作用を持つプラチナが、基材に対し０．１乃至
１．０％重量割合でその表面に担持された酸化チタンが
基材に対し２乃至８％重量割合で且その粒界が損われぬ
よう、而も全体の粒径が１０μｍ以下の微粒に焼成され
るため、酸化チタンが僅かな外部エネルギーでも励起さ
れ而も全体の表面積率が一段と大きく形成されるため、
放射効率が高く十分な活性酸素の創出がなされることと
なる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明実施例を図に基づき詳細な説明
すれば、図１は本発明の基材の拡大説明図であって、基
材１は臭気分子が拡散伝播される空気中の水分の水分子
を有効に共振励起せしめて反応性が高く酸化分解力の強
い一重項酸素、スーパーオキシド、過酸化水素或いはヒ
ドロキシラジカル等の活性酸素を創出せしめて臭気分子
を分解消去せしめるものであるから、該基材１には水分
子を有効に共振励起させる電磁波の放射が要求される。

【００１１】ところで、水分子はその波長が１乃至３μ
ｍの近赤外線領域及びその波長が６乃至１１μｍの遠赤
外線領域に電磁波の吸収帯を持つものであるから、水分
子を共振励起させるにはかかる電磁波領域の電磁波を高
い放射率で効率良く放射させねばならない。而して従来
よりシリカ、アルミナ、ジルコニア或いはチタニアを主
成分とするセラミックスが波長６乃至１１μｍの遠赤外
線領域の電磁波に高い放射率の放射特性を保持すること
が知られており、他方これらシリカ、アルミナ、ジルコ
ニア或いはチタニア等を主要成分とするセラミックス
に、酸化コバルトや酸化鉄等遷移元素酸化物を配合させ
ることにより、放射電磁波領域や放射率等放射特性を変
化させることが可能なることも解明されつつある。

【００１２】そこで基材１の組成成分として、その波長
が６乃至１１μｍの遠赤外線領域の電磁波を高い放射率
を以って安定した放射をなさしめるうえから、酸化珪素
１Ａが３０乃至６０％重量と酸化アルミ１Ｂが２０乃至
４０％重量の割合で組成させるとともに、更にその波長
が１乃至３μｍの近赤外線領域の電磁波を高い放射率を
以って放射させるため酸化マンガン、酸化鉄、酸化コバ
ルト、酸化ニッケル若しくは酸化クロムから選ばれる遷
移元素酸化物１Ｃを７乃至１５％重量割合で組成させて
いる。かかる場合において遠赤外線領域の電磁波或いは
近赤外線領域の電磁波を高い放射率で放射させることと
は、黒体が保持する放射率を１．０として少なくとも
０．８乃至０．８５以上の割合の放射率を意味すろもの
である。

【００１３】そして遷移元素酸化物１Ｃについては極め
て多種に亘るものがあるが、放射波長が１乃至３μｍの
近赤外線領域の放射特性を高めるため及び安価な供給を
図るうえから元素の周期表（長周期表）における周期４
の６Ａ、７Ａ及び８族の酸化物が望ましく、とりわけ７
Ａ族の酸化マンガンの使用が好適である。加えて重要な
ことは、これら遷移元素酸化物１Ｃを所要割合に配合さ
せたのみでは酸化珪素や酸化アルミが本来的に保持する
近赤外線領域の少ない放射特性を僅かに高める効果しか
期待できない。そこで外部エネルギーによる分子励起を
促進せしめて放射率を著るしく高める触媒作用を有する
酸化亜鉛１Ｄを、更に７乃至１５％重量割合で配合させ
ることにある。

【００１４】かくしてなる組成成分を焼成して基材１を
形成するに際しては、僅かな外部エネルギーでも効率良
く所望の電磁波を放射せしめて有効に活性酸素を創出さ
せるうえから、放射表面積率を大きく形成すること及び
臭気分子を十分に吸着させるための吸着面積率を大きく
形成させるため、これら組成成分相互が熔化させること
なく所謂その粒界が損われぬ程度に焼成させることが肝
要である。かかる場合において、組成成分のそれぞれは
最密充填密度が形成されるような粒度分布に配慮するこ
とは当然であり、且本発明ではその粒径が１０μｍ以下
の微粒状に形成されるものであるから基材１の粒径とし
ては略０．８乃至８μｍ程度に形成されるものである。

【００１５】而して形成された基材１の外表面には、更
なる活性酸素を創出せしめて広範囲の且強力な臭気分子
を分解消去せしめるため、基材１の重量に対して０．１
乃至１．０％重量割合のプラチナ２がその表面に担持さ
れてなる酸化チタン３が、基材１の重量に対し２乃至８
％重量割合で而もその粒界が損われぬよう且全体の粒径
が１０μｍ以下の大きさで焼成される。即ち酸化チタン
３が紫外線エネルギーにより励起され活性酸素を創出す
ることは知られているものの、紫外線エネルギーが存在
せぬ場合には活性酸素の創出が期待できない。

【００１６】他方基材１からは近赤外線領域から遠赤外
線領域に亘って電磁波の放射がなされており、プラチナ
２の存在下においては該プラチナ２が励起触媒として作
用し酸化チタン３が励起されて活性酸素の創出が実現さ
れることによるもので、かかる事由により酸化チタン３
の表面にプラチナ２を担持させることが、効率良く励起
させて有効に活性酸素を創出させるうえから望まれる。
そして該プラチナ２は基材１の重量に対して少なくとも
０．１％重量割合以上使用することが酸化チタン３の励
起促進のために必要であるが、１．０％重量割合を超え
て使用しても励起促進に大きな効果が期待できないこと
に留意すべきである。更にプラチナ２が担持された酸化
チタン３も、更なる活性酸素の創出のためには基材１の
重量に対し少なくとも２％重量割合以上の使用が必要と
なるが、８％重量割合を超えると活性酸素の創出に大き
な差異が認められなくなる。

【００１７】プラチナ２を酸化チタン３の表面に担持さ
せる手段に特段の制約はなく、一般的には蒸着法や高融
点金属法或いは接触焼結法等を用いれば良い。そして基
材１からの電磁波を効率良く放射させて水分子を有効に
共振励起させること、及びプラチナ２が担持された酸化
チタン３から創出される活性酸素を効率良く臭気分子と
接触させて臭気を有効に分解消去せしめること並びに臭
気分子を十分に吸着せしめるうえから、放射表面積率や
接触表面積率或いは吸着面積率を大きく形成する必要上
該プラチナ２が担持された酸化チタン３を基材１に対し
て、その粒界が損われぬ程度に且全体の粒径も１０μｍ
以下の微粒に焼成させることにより本発明４が形成され
ている。

【００１８】本発明による各種臭気に対する消臭試験結
果を以下に報告する。試験に用いた本発明は、それぞれ
の平均粒径が０．４μｍの酸化珪素４５％重量、０．７
μｍの酸化アルミ３０％重量、０．１μｍの酸化マンガ
ン１２．５％重量及び０．２μｍの酸化亜鉛１２．５％
重量割合の組成で、且それぞれの組成成分の粒界が損わ
れぬ程度に焼成させて形成された平均粒径３．２μｍの
基材の外表面に、平均粒径が０．０１μｍのプラチナが
基材に対し０．２％重量割合で且その平均粒径が０．３
μｍの酸化チタンの表面に担持させ、而も該酸化チタン
が基材に対して５％重量割合で且その粒界が損われぬよ
う焼成させて、全体の平均粒径が３．８μｍに形成され
たものを用いた。

【００１９】かかる本発明をポリエチレンフィルムグレ
ード樹脂に１．０％重量配合のうえ、厚さ８０μｍのポ
リエチレンフィルムを形成し且該フィルムを用いて横２
０ｃｍ縦３０ｃｍの袋を作成し試験袋とし、本発明を無
配合で同様に作成した袋を対照とした。

【００２０】消臭試験の方法は、予め所定の濃度に調整
した各種臭気ガスを試験袋及び対照内に封入し、経過時
間毎にそれぞれ封入された臭気ガスの残留濃度を測定し
たもので、残留濃度測定には北川式ガス検知管を用いた
もので結果は表１の通りである。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明は上述した如く、僅かな外部エネ
ルギーによっても基材から水分子を共振励起させる近赤
外線領域及び遠赤外線領域の電磁波が効率良く放射され
るため、臭気分子が拡散伝播される空気中の水分子が有
効に共振励起されて反応性と酸化力の高い活性酸素が創
出され臭気分子が酸化分解されて消去されるばかりか、
基材の外表面にはプラチナがその表面に担持された酸化
チタンがその粒界を損われぬよう焼成されてなるため、
基材からの放射電磁波によりプラチナが酸化チタンの励
起を促進せしめて該酸化チタンより更に活性酸素が創出
され、而も該酸化チタンは基材の外表面に臭気分子との
接触面積率が大きく形成されてなるから臭気分子に対す
る酸化力が有効に働き、広範囲の臭気分子に対しても確
実に分解消去がなしえる。更に本発明は基材を形成する
組成成分相互や、基材の外表面に焼成される酸化チタン
がその粒界を損われぬ程度に焼成されてなるから臭気分
子に対する吸着面積率も極めて大きく、従って活性酸素
の酸化分解とも相俟って臭気分子が短時間内に分解且吸
着されて消去されるとともに極めで安全性も高いこと等
特長の多い消臭性セラミックス粉体である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基材の説明図である。

【図２】本発明の断面説明図である。

【符号の説明】

１ 基材 １Ａ 酸化珪素 １Ｂ 酸化アルミ １Ｃ 遷移元素酸化物 １Ｄ 酸化亜鉛 ２ プラチナ ３ 酸化チタン ４ 本発明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組成成分の粒径が１μｍ以下で且酸化珪
   素３０乃至６０％重量、酸化アルミ２０乃至４０％重
   量、酸化亜鉛７乃至１５％重量及び酸化マンガン、酸化
   鉄、酸化コバルト、酸化ニッケル若しくは酸化クロムか
   ら選ばれる遷移元素酸化物が７乃至１５％重量割合で組
   成され、而も組成成分相互の粒界が損われぬよう焼成し
   てなる基材の外表面に、該基材に対し０．１乃至１．０
   ％重量割合のプラチナがその表面に担持された酸化チタ
   ンが、該基材に対し２乃至８％重量割合で且その粒界が
   損われぬように而も全体の粒径が１０μｍ以下に焼成さ
   れてなることを特徴とする、消臭性セラミックス粉体。