JPH10211428A - 吸着セラミック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セラミックに活性炭を混ぜて構成した活性炭セ
ラミックや活性炭の集合体は、表面から活性炭の微粉末
が粉落ちし、取り扱い中に作業員の手を汚したり、使用
開始時に水を汚すなどといった問題がある。 【解決手段】活性炭セラミックや活性炭の集合塊からな
るコア部１の表面を多孔質セラミックからなる表層部２
で覆ったことを特徴とし、このような構成により活性炭
が露出しなくなるので活性炭が直接擦れ合うのが防止さ
れ、活性炭から微粉末が粉落ちするのを防止することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、活性炭のもつ物理的吸
着作用と多孔質セラミックのもつ物理的吸着作用を併用
して吸着性能を高めた吸着セラミックに関する。

【０００２】

【従来の技術】水や気体に含まれる異質物質を吸着して
浄化する物理的吸着剤として、従来より粒状活性炭が広
く使用されている。活性炭は、おが屑・ヤシ殻・木炭・
石炭などを原料とし、水蒸気や塩化亜鉛などで賦活した
炭素質吸着剤であり、比表面積が７００〜２０００ｍ２
／ｇもあることから他の吸着剤に比べて吸着性能に優れ
ている。特に、細孔直径が１０Å以下のミクロポアを主
体とするため、分子量の小さな物質を良く吸着する。し
かも、安価に製造できることから、浄水場・各種工場の
臭気除去・溶剤の回収・室内の空気浄化・冷蔵庫脱臭剤
・たばこのフィルターなど、産業用から民生用まで幅広
く使われている。

【０００３】しかしながら、活性炭には以下のような欠
点がある。すなわち、活性炭は主成分が炭素であるた
め、非極性の炭化水素を優先的に吸着し、またトリメチ
ルアミン、メルカプタン、硫化ジメチルのような有機性
の物質、無機ガス・飽和脂肪酸・ベンゼン環をもつアミ
ン類は良く吸着、捕捉するが、無機性のアンモニア、硫
化水素やアルデヒド類など、低分子量で極性の強い物質
は吸着し難いという性質がある。また、活性炭が疎水性
であることも、含水率の高い物質、例えば上記したアン
モニアや硫化水素などを吸着し難い原因にとなってい
る。さらに、細孔のなかでミクロポアが発達しているた
め分子量が８００〜１０００程度の物質はよく吸着する
が、分子量が１５００以上の物質に対しては吸着速度が
著しく遅くなるという傾向もある。

【０００４】また、活性炭は破砕粉末か粒状であり、必
ず容器や袋に入れて取り扱わなければならず、用途に応
じた形状に成形できないという不具合がある。すなわ
ち、活性炭は任意形状に成形できないという不具合があ
る。

【０００５】従来、活性炭を固形化したものはある（特
開昭６３−２３０１６８号公報など）が、これは活性炭
を有機バインダーで固めたものである。しかしながら、
このものは活性炭の固形化を保つためには多量の有機バ
インダーが必要であり、この有機バインダーが活性炭の
細孔を塞いでしまい、活性炭本来の吸着機能が低下する
という欠点がある。

【０００６】このようなことから、本発明者はセラミッ
クに活性炭を混ぜて焼き固めた活性炭セラミックを開発
した。この活性炭セラミックは、特開平８−１７３７９
８号公報に記載されている通り、多孔質セラミック構造
体に活性炭を保持させたものであり、さらにこれに抗菌
金属を混ぜた構造をなしている。つまり、上記活性炭セ
ラミックは、セラミック構造体の空隙部分に活性炭およ
び銀粉末を分散させた構造をなしている。

【０００７】このような活性炭セラミックは、多孔質セ
ラミックの吸着作用と活性炭の吸着作用を合わせ持つよ
うになる。すなわち、セラミック原料は親水性であるた
め水分など極性の大きな物質を吸着する。また多孔質セ
ラミックは細孔径が大きいので、分子量が１５００以上
の物質に対しても高い吸着性能をもち、アンモニア・硫
化水素・アルデヒド類などの低分子量の物質も吸着す
る。一方、同時に活性炭のミクロポアが生きているの
で、分子量が８００〜１２００程度上の物質に対しても
高い吸着力をもち、しかも非極性の炭化水素・無機ガス
・飽和脂肪酸・アミン類などの吸着力が高い。したがっ
て、上記活性炭セラミックは活性炭で吸着できる物質に
加えて、活性炭では吸着しない物質でも吸着できるよう
になり、吸着性能が大幅に向上する。

【０００８】一方、上記活性炭セラミックは、セラミッ
ク構造体が活性炭および銀粉末をしっかり掴まえた構造
となっており、しかもセラミック構造体を構成する鉱物
粉末と、活性炭粉末とは融着しないので、これらは独立
して接着している。このため、活性炭の固形化が可能に
なり、活性炭の崩壊を防止することができる。よって、
粒状、球状、円柱、円筒、立方体、直方体などの固形化
ができ、任意形状、大きさの活性炭セラミックを得るこ
とができ利点がある。

【０００９】さらに、上記活性炭セラミックは、セラミ
ック構造体に抗菌金属の銀を分散させてあるので、細孔
内に侵入したバクテリアの繁殖を抑え、細孔内がバクテ
リアの住家になるのを防ぐといった利点もある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の固形化した活性炭および公報に記載の活性炭セラミ
ックは、表面に活性炭が露出しているため、取り扱い中
や搬送中などに活性炭および活性炭セラミック同士が擦
れ合うと、摩擦によって表面の活性炭が剥がれたり擦ら
れたりして微粉末を発生することがあった。すなわち、
活性炭の粉落ちが発生することがある。このような活性
炭の微粉末は、取扱中に作業員の手に付いて手を汚した
り、これを入れた容器や袋の内面に付着して容器や袋を
汚すといった不具合があり、また水中などで使用する場
合、使用開始直後に微粉末が流れ出し、黒く汚れた水が
発生するなどの不具合があった。

【００１１】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、活性炭の集合体や
活性炭セラミックの表面から活性炭の微粉末が粉落ちす
るのを防止した吸着セラミックを提供しようとするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の吸着セラミッ
クは、多孔質セラミック構造体に活性炭を担持させてな
るコア部と、このコア部を覆う多孔質セラミックからな
る表層部と、を備えることを特徴とする。すなわち、多
孔質セラミック構造体と活性炭とからなるコア部の表面
を多孔質セラミックで覆ったことを特徴とする。

【００１３】このような構造であれば、気体または水道
水を始めとする液体は、多孔質セラミックからなる表層
部を通過してコア部に至り、このコア部の物理吸着作用
によって気体や液体に混ざっている不純物が捕捉される
ようになる。このコア部は、多孔質セラミック構造体に
活性炭を保持させたものであるから、セラミックの吸着
作用と活性炭の吸着作用を合わせ持つようになる。すな
わち、セラミックは親水性であるため水分など極性の大
きな物質を吸着し、しかもセラミックの平均細孔径は活
性炭よりも比較的大きいので、分子量が１５００以上の
物質に対しても高い吸着性能をもち、例えばアンモニア
・硫化水素・アルデヒド類などの低分子量の物質であっ
ても吸着する。一方、活性炭はミクロポアを有しかつ疎
水性であるから、例えば非極性の炭化水素・無機ガス・
飽和脂肪酸・アミン類などに対し高い吸着力を保ち、か
つ、活性炭は分子量が８００〜１２００程度の物質に対
しても高い吸着力がある。したがって、このコア部は、
活性炭で吸着できる物質に加え、活性炭では吸着しない
物質、例えばアンモニアや硫化水素などでもセラミック
が吸着し、高い吸着性能をもつ。

【００１４】しかも、上記の構造であれば、コア部が多
孔質セラミックからなる表層部で覆われているから活性
炭が外表面に露出せず、活性炭が粉落ちするのが防止さ
れる。しかも、セラミックからなる表層部は活性炭に比
べて機械的に硬いのでこの表層部が粉落ちする割合はき
わめて少ない。さらに、表層部は多孔質セラミックにて
形成されているから、この表層部でも吸着作用を奏し、
特にコア部で吸着できない物質であっても吸着する。

【００１５】請求項２の吸着セラミックは、コア部が、
５〜６０重量％のセラミック構造体と、４０〜９５重量
％の活性炭粉末とで構成されていることを特徴とする。
請求項２の発明によれば、活性炭が４０〜９５重量％の
割合で混合されているから、活性炭の優れた吸着性能を
有効に生かすことができる。逆にセラミック構造体が５
〜６０重量％の割合で混合されているから、活性炭で捕
捉できない物質でもセラミックが吸着する。活性炭が４
０重量％未満であると、活性炭の機能が期待できなくな
る。

【００１６】請求項３の発明は、コア部を構成している
セラミック構造体は、酸化珪素および酸化アルミニウム
を主成分とし、その他少なくともアルカリ金属およびア
ルカリ土類金属の酸化物がそれぞれ５〜３０重量％の割
合で含まれていることを特徴とする。

【００１７】請求項３の発明によれば、コア部を構成す
るセラミック構造体は、少なくともアルカリ金属および
アルカリ土類金属の酸化物をそれぞれ５〜３０重量％の
割合で含んでいるから、塩素や臭素などのハロゲンのよ
うなイオン結合し易い物質をよく吸着する。

【００１８】請求項４の吸着セラミックは、活性炭の集
合塊からなるコア部と、このコア部を覆う多孔質セラミ
ックからなる表層部と、を備えることを特徴とする。す
なわち、この発明は、コア部が１００％の活性炭で構成
されている場合においてこのコア部を多孔質セラミック
からなる表層部で覆ったことを特徴とする。

【００１９】このような構成の場合は、空気などの気体
および水道水を始めとする液体は、多孔質セラミックか
らなる表層部を透通してコア部に至り、このコア部の物
理吸着作用により気体や液体に混ざっている不純物が捕
捉されるようになる。このコア部は活性炭により構成さ
れているから、活性炭本来のもつ吸着性能を発揮する。
この場合、活性炭からなるコア部は多孔質セラミックに
より形成された表層部で覆われているから、活性炭が表
面層で機械的に保持されることになり、活性炭の粉末や
粒を互いにバインダーで接合しなくてもよくなり、また
はバインダーで接合する場合であってもバインダーの使
用量を少なくすることができる。よって、従来のように
バインダーが活性炭の細孔を塞いでしまい、活性炭の吸
着機能が低下するといった不具合を解消することがで
き、むしろ従来の活性炭を固形化したものに比べて比表
面積が増えるから吸着性能が向上する。しかもこの場合
も、コア部がセラミックからなる表層部で覆われている
ので活性炭が外表面に露出せず、活性炭の粉落ちが防止
される。

【００２０】請求項５の吸着セラミックは、表層部の多
孔質セラミックに粉落ちしない程度に活性炭を混合して
あることを特徴とする。

【００２１】表層部のセラミックに活性炭を混合すれ
ば、表層部で活性炭の吸着作用が有効に機能する。また
表層部に活性炭を混ぜておくと、焼成するときに内部の
活性炭との収集率が近似し、表層部の割れや剥がれを生
じ難くなり、歩留まりが向上する。なお、粉落ちしない
程度というのは、セラミックに対して活性炭の混合割合
を４０重量％未満にすればよい。

【００２２】請求項６の吸着セラミックは、表層部の平
均細孔径がコア部の平均細孔径よりも大きいことを特徴
とする。表層部の平均細孔径がコア部の平均細孔径より
も大きいから、液体や気体は表層部を容易に通過し、主
としてコア部に吸着される。

【００２３】請求項７の吸着セラミックは、多孔質セラ
ミックからなる表層部よりも内側に抗菌金属が担持され
ていることを特徴とする。吸着セラミックに銀や亜鉛な
どの抗菌金属を保持させれば、活性炭やセラミックの細
孔内に侵入したバクテリアの繁殖を抑え、これら細孔内
がバクテリアの住家になるのを防ぐ。しかも、抗菌金属
は表層部よりも内側に担持されているので、抗菌金属が
剥がれても表層部により外部に流出するのが阻止される
とともに、抗菌金属が溶出するのが防止される。

【００２４】請求項８の吸着セラミックは、抗菌金属が
コア部に混合されていることを特徴とする。抗菌金属を
コア部に混合させれば、請求項５の場合と同様の効果に
加えて、コア部を製造する際の原料を混ぜるときに抗菌
金属を混合すればよいから、製造が容易である。

【００２５】請求項９の吸着セラミックは、抗菌金属は
コア部と表層部との間に担持されていることを特徴とす
る。抗菌金属をコア部と表層部との間に保持させるよう
にすれば、請求項５の場合と同様の効果に加えて、抗菌
金属をコア部の表面に被着すればよいので製造が容易で
ある。

【００２６】請求項１０の吸着セラミックは、磁性金属
が混合されていることを特徴とする。 吸着セラミック
に鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウムなどの磁性金
属を担持させれば、吸着セラミックを磁力で吸着できる
ようになり、多量の運搬が容易になる。したがって、例
えば浄水場や上下水処理場などで多量に取り扱う場合に
作業が便利になる。

【００２７】請求項１１の吸着セラミックは、磁性金属
がコア部に混合されていることを特徴とする。磁性金属
をコア部に混合させれば、請求項９の場合と同様の効果
に加えて、コア部を製造する際の原料を混ぜるときに磁
性金属を混合すればよいから、容易に担持させることが
できる。

【００２８】請求項１２の吸着セラミックは、磁性金属
がコア部と表層部との間に担持されていることを特徴と
する。磁性金属をコア部と表層部の間に保持させるよう
にすれば、請求項９の場合と同様の効果に加えて、磁性
金属をコア部の表面に被着すればよいので製造が容易で
ある。

【００２９】請求項１３の吸着セラミックは、コア部と
表層部の間に、多孔質セラミックからなる中層部を備
え、この中層部に抗菌金属および磁性金属の少なくとも
一種が担持されていることを特徴とする。

【００３０】請求項１３の構成の場合、コア部と表層部
との間に多孔質セラミックからなる中層部を設け、この
中層部に抗菌金属および磁性金属の少なくとも一種を担
持させたから、抗菌金属または磁性金属の分散性がよく
なる。すなわち、抗菌金属や磁性金属を中層部を構成す
るセラミック原料に混ぜれるようにすれば、均等に混ざ
るようになり、このセラミック原料をコア部に被着して
焼き固めるようにすれば、所定量の抗菌金属および磁性
金属を均等に担持させることができる。このことから、
抗菌金属および磁性金属の使用量を必要最小限に止める
ことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明について実施例にも
とづき説明する。図１は、第１の実施例を示す吸着セラ
ミックの断面図である。

【００３２】この実施例の吸着セラミックは外径３〜２
０ｍｍの球形をなしており、断面した図１で符号１はコ
ア部、２は表層部である。

【００３３】コア部１は、多孔質セラミック構造体に、
活性炭粉末および銀や銅または酸化亜鉛などの少なくと
も１種からなる抗菌金属を混合した構造をなしている。
これは、例えばセラミックを形成する鉱物粉末と、ヤシ
殻活性炭粉末と、銀の粉末を混ぜ、この混合粉末を水で
練って粘土状にし、必要に応じてバインダーとして例え
ば蛙目粘土を混ぜ、所定の大きさ、例えば直径５ｍｍの
球形に成形し、これを所定温度で焼成して構成すること
ができる。

【００３４】本実施例のコア部１は、セラミック構造体
が４９．５重量％と、ヤシ殻活性炭粉末が５０重量％、
および銀が０．５重量％の割合で混合されている。この
コア部１の平均細孔径は、例えば１５〜３０Åとされて
いる。

【００３５】このコア部１を構成しているセラミック構
造体は、酸化珪素ＳｉＯ２、酸化アルミニウムＡｌ２０
３を主成分とし、その他少なくともアルカリ金属および
アルカリ土類金属の酸化物、例えば酸化ナトリウムＮａ
２Ｏ、酸化カリウムＫ２Ｏ、酸化カルシウムＣａＯを含
む鉱石の粉末を原料としている。

【００３６】コア部１に保有される抗菌金属、例えば銀
は、コア部１の０．１〜５重量％の割合で混合されてい
る。

【００３７】上記のような活性炭セラミックからなるコ
ア部１は、表面が多孔質セラミックからなる表層部２で
覆われている。表層部２の厚みは０．５〜２ｍｍ程度で
あり、本例の場合１ｍｍに設定されている。したがっ
て、本実施例の吸着セラミックは外径７ｍｍの球形をな
している。

【００３８】上記表層部２を構成する多孔質セラミック
は、平均細孔径がコア部１の活性炭セラミックの平均細
孔径より大きく形成されており、例えば２０〜２００Å
がよい。

【００３９】表層部２を構成する多孔質セラミックは、
例えば前記コア部１を構成するセラミックと同じ原料を
用いてよく、すなわち酸化珪素ＳｉＯ２、酸化アルミニ
ウムＡｌ２０３を主成分とし、その他少なくともアルカ
リ金属およびアルカリ土類金属の酸化物、例えば酸化ナ
トリウムＮａ２Ｏ、酸化カリウムＫ２Ｏ、酸化カルシウ
ムＣａＯを含む鉱石の粉末を用いてもよい。

【００４０】しかし、表層部２を構成する多孔質セラミ
ックの原料はこれには限らず、例えば酸化珪素ＳｉＯ
２、酸化アルミニウムＡｌ２０３、酸化マンガンＭｎ
Ｏ，酸化マグネシウムＭｇＯ、酸化チタンＴｉＯ２など
のような酸化物粉末を、単体または混合して用いてもよ
い。

【００４１】このような表層部２は、コア部１の表面に
上記鉱石の粉末や酸化物粉末またはこれらの粘土を付着
させて焼成することにより成形することができる。な
お、コア部１を未だ焼き固めない状態でこのコア部１の
表面に上記表層部２を構成する鉱石の粉末をまぶし、こ
れを焼成することにより、焼成工程を１回で済ませるこ
ともできる。

【００４２】このような構成の吸着セラミックについて
作用を説明する。直径７ｍｍ程度の球形に成形された図
１に示す実施例の吸着セラミックは、数粒ないし数十粒
をメッシュの袋、または通水（気）孔を開設たプラスチ
ックケースに収容し、例えば水道水の濾過材として使用
する。このような吸着セラミックは水に浸漬すると表層
部２が多孔質セラミック層で形成されているから、水は
このセラミック層の連続細孔にて形成された通路を通過
してコア部１に達する。コア部１では、多孔質セラミッ
ク構造体に活性炭粉末が混ぜられているから、コア部１
も多孔質構造をなしており、よって水道水はコア部１の
細孔に侵入する。したがって、水に含まれる各種不純
物、例えば鉄さびを含む金属などの汚染物質、溶存農
薬、かび、ウイルス、アンモニアなどの臭気物質はコア
部１で吸着される。

【００４３】この場合、コア部１はセラミックに活性炭
粉末を分散して担持しているから、活性炭の有する細孔
直径が１０Å以下のミクロポアを主体とする微細な連続
細孔が金属などの汚染物質、溶存農薬、かび、ウイルス
などを吸着し、かつトリメチルアミン、メチルカプタ
ン、硫化ジメチルのような有機性の物質を捕捉する。

【００４４】また、コア部１は多孔質セラミック部を有
しているから活性炭より細孔直径が大きく、かつ親水性
であるから、活性炭では取り除けない比較的大きな物質
や無機性のアンモニア、硫化水素やアルデヒド類など、
低分子量で極性の強い物質であっても良好に吸着する。
したがって、この吸着セラミックは、従来の活性炭から
なる濾過材に比べて吸着性能に優れる。

【００４５】上記第１の実施例の吸着セラミックにおい
て、コア部１の活性炭混合割合は４０〜９５重量％が良
い。すなわち、コア部１は、５〜６０重量％のセラミッ
ク構造体と、４０〜９５重量％の活性炭粉末とで構成さ
れていることが望ましい。活性炭が４０重量％未満であ
ると活性炭の機能が期待できなくなり、９５重量％を超
えるとセラミック構造体が少ないから活性炭で捕捉でき
ない物質を捕捉できなくなる。

【００４６】また、コア部１を構成しているセラミック
構造体は、酸化珪素および酸化アルミニウムを主成分と
し、その他少なくともアルカリ金属およびアルカリ土類
金属の酸化物がそれぞれ５〜３０重量％の割合で混合さ
れていることが望ましい。すなわち、少なくともアルカ
リ金属およびアルカリ土類金属の酸化物をそれぞれ５〜
３０重量％の割合で含んでいれば、これらアルカリ金属
およびアルカリ土類金属が塩素や臭素などのハロゲンの
ようなイオン結合し易くなり、水道水に含まれる塩素を
吸着し、発がん物質といわれているトリハロメタンの発
生を抑えるのに有効となる。

【００４７】そしてまた、コア部１には銀などの抗菌金
属を分散して混ぜてあるから、コア部１に吸着されたバ
クテリアや微生物がコア部１の細孔内で繁殖するのを抑
止することができる。すなわち、コア部１の細孔内がバ
クテリアの住家になるのを防止することができる。

【００４８】上記第１の実施例の吸着セラミックによれ
ば、活性炭セラミックからなるコア部１をセラミックか
らなる表層部２で覆ったから、活性炭の粉落ちが防止さ
れる。すなわち、取り扱い中や輸送中に、吸着セラミッ
ク同士が擦れ合っても表面がセラミック層で形成されて
いるから、内部の活性炭が直接触れ合うことがなく、活
性炭が微粉末を発生することはない。したがって、活性
炭の粉落ちが防止され、作業員の手を汚したり、吸着セ
ラミックを収容した袋やプラスチック容器を汚すことが
無くなり、また使用開始時に活性炭の粉による水の汚れ
が発生するなどの不具合も防止することができる。

【００４９】しかも、表層部２は多孔質セラミックにて
形成されているから、この細孔でも不純物を捕まえるこ
とができ、比較的大きな物質を吸着する。よって、さら
に吸着性能が向上する。

【００５０】なお、上記の説明では、第１の実施例の吸
着セラミックを水道水の濾過材として使用する場合につ
いて説明したが、これに限らず、ガスの吸着フィルタや
脱臭剤にも使用することができる。このようなガスフィ
ルタや脱臭剤の場合、気体が表層部２の多孔質セラミッ
クを通過してコア部１に達し、この気体中に含まれる不
純物、例えば臭気成分は、前記説明したと同様の作用に
よりコア部１に吸着されることになる。

【００５１】また、上記第１の実施例の場合、コア部１
に銀、銅、亜鉛などの抗菌金属を混ぜた例を説明した
が、抗菌作用を必要としない吸着セラミックであけば抗
菌金属を混合することには限らず、抗菌金属を含まない
構造にしてもよい。

【００５２】次に、第２の実施例について、図２に示す
断面図にもとづき説明する。第２の実施例の吸着セラミ
ックは、コア部１にセラミックを使用せず、コア部１の
全部を活性炭により構成した例である。活性炭は、ヤシ
殻活性炭粉末を集めて球状に固めたものであり、粉末相
互を水やバインダーなどで接合してある。

【００５３】このようなコア部１の外表面を、多孔性セ
ラミックからなる表層部２で覆ってある。表面層２は第
１の実施例と同様の構造であってよい。

【００５４】このような第２の実施例の吸着セラミック
であっても、液体やガスは多孔性セラミックからなる表
層部２を通過してコア部１に達し、コア部１の活性炭に
より不純物が吸着されることになる。

【００５５】この場合、コア部１は活性炭粉末の塊によ
り構成されているから、活性炭本来の吸着作用により不
純物を捕捉することになる。しかも、表層部２は多孔質
セラミックで形成してあるから、この細孔でも不純物を
捕まえることができ、活性炭では捕獲できない比較的大
きな物質を表層部２で吸着するようになる。よって、活
性炭のみの場合よりも吸着性能が向上する。

【００５６】そして、このようなコア部１は多孔性セラ
ミックからなる表層部２で覆ってあるから活性炭が露出
することがなく、よって活性炭の剥れや粉落ちが防止さ
れる。したがって、活性炭の粉落ちが防止され、作業員
の手を汚したり、吸着セラミックを収容した袋やプラス
チック容器を汚すことが無くなり、また使用開始時に活
性炭の粉による水の汚れを未然に防止する。

【００５７】しかも、上記第２の実施例の場合、活性炭
粉末の集合塊が多孔性セラミックからなる表層部２によ
って機械的に保持されており、換言すれば表層部２のセ
ラミック層がコア部１の殻、つまりカバーケーシングの
作用をなしているため、活性炭粉末の集合形態が保持さ
れる。よって、活性炭粉末を球状の塊に成形するときに
その形状を機械的に維持するための有機バインダーを多
量に使用する必要がなくなる。よって、従来の活性炭の
固形化したものに比べてバインダーの使用量を極端に少
なくし、または全く使用する必要がなくなる。このた
め、従来のようにバインダーにより活性炭の細孔が塞さ
がれるといった不具合を回避することができる。この結
果、従来の活性炭を固形化したものよりも吸着性能を高
くすることができるといった利点がある。

【００５８】なお、このような第２の実施例の場合も、
コア部１に抗菌金属を混ぜてもよく、この場合は、活性
炭からなるコア部１がバクテリアの住家となるのを抗菌
金属が防止する。

【００５９】第１の実施例および第２の実施例の吸着セ
ラミックにおいては、コア部１の内部に抗菌金属を混合
分散させた例を説明したが、吸着セラミックに抗菌金属
を担持させる場合は、コア部１と表層部２との間に分散
して担持させるようにしてもよい。この場合、コア部１
の表面に抗菌金属、例えば銀の粉末を直接付着し、この
外側を表層部２で覆うようにすればよい。

【００６０】しかし、抗菌金属は、図３に示す第３の実
施例のように、コア部１と表層部２との間に形成した多
孔質セラミックからなる中層部３に分散して混合させる
ようにしてもよい。

【００６１】すなわち、図３に示す第３の実施例では、
コア部１と多孔質セラミックからなる表層部２との間
に、多孔質セラミックからなる中間の層３を形成してあ
り、この中層部３に抗菌金属を分散して担持させてあ
る。なお、コア部１は、第１の実施例の活性炭セラミッ
クからなるもの、または第２の実施例に示す活性炭から
なるもののいづれであってもよい。そしてこの場合、中
層部３の多孔質セラミックの平均細孔径は、表層部２の
平均細孔径よりも小さく、かつコア部１の平均細孔径よ
りも大きく形成される。これにより、コア部１に吸着さ
れるべき物質が途中の中層部３で捕捉されることなく円
滑に通過し、コア部１で確実に吸着される。

【００６２】このような構造の場合、抗菌金属を必要最
小限の量に調整することができるとともに、均等分散が
容易になる。すなわち、銀などは硝酸銀の状態で取り扱
うことが多く、この場合硝酸銀は液体であるから粘土に
混ぜて練れば粘土に均等に混ぜやすい。このような粘土
をコア部１の表面に付着させて焼成すれば、硝酸が飛散
して無くなるとともに、粘土が多孔質セラミックとな
り、すなわち銀を含む中層部３となる。よって、このよ
うな多孔質セラミックからなる中層部３に抗菌金属が混
合されるように構成すれば、抗菌金属が均一に分散され
るとともに、必要使用量を高精度に管理することができ
る。

【００６３】なお、抗菌金属を表層部２に保持させるこ
とも考えられるが、吸着セラミックの表面に抗菌金属が
露出していると抗菌金属が剥がれたり、溶出する心配が
あり、よって抗菌金属を保持する場合は表層部３に混合
するのを避ける方がよい。さらに、抗菌金属を担持させ
る場合、活性炭セラミックまたは活性炭からなるコア部
１の中央部に抗菌金属を集中的に配置するようにしても
よい。

【００６４】上記各実施例の吸着セラミックにおいて
は、表層部２を多孔質セラミックにより構成したが、表
層部２のセラミックに粉落ちしない程度の活性炭粉末を
混ぜてもよい。すなわち、セラミックに対して４０重量
％以下の活性炭を混ぜれば、セラミックが活性炭をしっ
かり捕まえるから活性炭の粉落ちが防止される。しか
も、このようにすれば、焼成するときに、コア部１の活
性炭と収縮率が近くなるから、割れや剥がれを防止する
ことができ、歩留まりが向上する。

【００６５】上記各実施例の吸着セラミックは、物理的
吸着作用に加えて他の機能を付与することもできる。す
なわち、この種の吸着セラミックは、例えば浄水場や上
下水処理場などで濾過材として使用する場合があり、こ
のような使用の場合は数ｋｇまたは数トン単位で多量に
使用される。吸着セラミックを多量に取り扱う場合、例
えば大型磁石で吸着できれば、浄化槽への投入や取り出
し作業が便利になる。そこで、吸着セラミックに磁性金
属を混合して保有させておけば、大型磁石での吸着が可
能になる。

【００６６】このような例を説明すれば、図１ないし図
３に示す各実施例の吸着セラミックに、鉄、コバルト、
ニッケル、ガドリニウムなどの磁性金属からなる粒また
は粉末を担持させる。この場合、磁性金属の粒または粉
末は、コア部１または表層部２にそれぞれ分散して混合
することができるとともに、コア部１と表層部２との間
に保持させるようにしてもよく、さらには図３に示す多
孔質セラミックからなる中層部３に分散して保持させる
ようにしてもよい。

【００６７】このように構成すれば、吸着セラミックの
内部に磁性金属が含まれているから、吸着セラミックを
磁石に吸着させることができる。したがって、例えばこ
の吸着セラミックを浄水場や上下水処理場などで水の濾
過材として使用する場合、大型磁石で吸着セラミックを
吸着するようにすれば、磁石で運搬することができ、投
入作業や引き上げ作業などの取り扱いが便利になる。

【００６８】なお、多孔質セラミックからなる中層部３
に抗菌金属と磁性金属を一緒に混ぜて担持させるように
してもよい。

【００６９】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、活性
炭セラミックや活性炭の集合体からなるコア部の表面を
多孔質セラミックからなる表層部で覆ったから、活性炭
が直接擦れ合うのが防止され、活性炭から微粉末が粉落
ちするのを防止することができる。したがって、取扱中
に活性炭の微粉末が作業員の手に付いて手を汚したり、
これを入れた容器や袋の内面に付着して容器や袋を汚す
といった不具合を解消することができ、また水中などで
使用する場合、使用開始直後に微粉末が流れ出し、黒く
汚れた水が発生するなどの不具合を防止することができ
る。

【００７０】さらに、表層部は多孔質セラミックにて形
成されているから、この表層部も吸着作用を奏し、コア
部の吸着作用と相まって吸着機能が向上する、などの効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す吸着セラミックの
断面図

【図２】本発明の第２の実施例を示す吸着セラミックの
断面図

【図３】本発明の第３の実施例を示す吸着セラミックの
断面図

【符号の説明】

１…コア部 ２…表層部 ３…中層部

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質セラミック構造体に活性炭を担持
   させてなるコア部と、このコア部を覆う多孔質セラミッ
   クからなる表層部と、を備えることを特徴とする吸着セ
   ラミック。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の吸着セラミックにおい
   て、コア部は、セラミック構造体が５〜６０重量％と、
   活性炭が４０〜９５重量％混合されていることを特徴と
   する。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の吸着セ
   ラミックにおいて、コア部のセラミック構造体は、酸化
   珪素および酸化アルミニウムを主成分とし、その他少な
   くともアルカリ金属およびアルカリ土類金属の酸化物が
   それぞれ５〜３０重量％の割合で含まれていることを特
   徴とする。
4. 【請求項４】 活性炭の集合塊からなるコア部と、この
   コア部を覆う多孔質セラミックからなる表層部と、を備
   えることを特徴とする吸着セラミック。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のいずれか一に
   記載の吸着セラミックにおいて、表層部の多孔質セラミ
   ックに粉落ちしない程度に活性炭を混合してあることを
   特徴とする。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項４のいずれか一に
   記載の吸着セラミックにおいて、表層部の平均細孔径が
   コア部の平均細孔径より大きいことを特徴とする。
7. 【請求項７】 求項１ないし請求項６のいずれか一に記
   載の吸着セラミックにおいて、多孔質セラミックからな
   る表層部よりも内側に抗菌金属が担持されていることを
   特徴とする。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の吸着セラミックにおい
   て、抗菌金属はコア部に混合されていることを特徴とす
   る。
9. 【請求項９】 請求項７に記載の吸着セラミックにおい
   て、抗菌金属はコア部と表層部との間に担持されている
   ことを特徴とする。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれか一
    に記載の吸着セラミックにおいて、磁性金属が混合され
    ていることを特徴とする。
11. 【請求項１１】 求項１０に記載の吸着セラミックにお
    いて、磁性金属はコア部に混合されていることを特徴と
    する。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の吸着セラミックに
    おいて、磁性金属はコア部と表層部の間に担持されてい
    ることを特徴とする。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし請求項６のいずれか一
    に記載の吸着セラミックにおいて、コア部と表層部との
    間に孔質セラミックからなる中層部を備え、この中層部
    に抗菌金属および磁性金属の少なくとも一種が混合され
    ていることを特徴とする。