(57)【要約】【課題】電気浸透流ポンプ用の電気浸透材として用いる素焼き板の透水率を改善する処理方法を課題にした。使用試料は材質が素焼き板と同等である素焼き製お椀を用いた。【解決手段】陽極、陰極間の隔膜として素焼き製お椀を用いて水道水を電気分解する形式にしてお椀の内側にシリカゲルを充填しその中央に汎用性金属の一種類で製造した陰極電極を設置、お椀の外側には金、白金又は炭素のうち一種類で製造した陽極電極を単数又は複数個設置する。陽極、陰極間に直流電流を印加すると水道水は電気浸透材の作用により陰極側に水頭を得て液面が上がりお椀の縁から外側へ溢流し液は循環する。この状態を一定時間保持した後お椀を取り出し乾燥、赤熱焼成する。以上の工程を施した素焼き製お椀のうち陰極にＡｌを用いたものは透水率が零になりその他の汎用性金属を用いたものは元のお椀の８倍の透水率を得た。汎用性金属とはＡｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕをいう。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、陰極間の隔膜として素焼き製お椀を用いて水道水を電気分解する形式にしてお椀の内側にシリカゲルを充填しその中央に汎用性金属の一種類で製造した陰極電極を設置、お椀の外側には金、白金または炭素のうち一種類で製造した陽極電極を単数及び／又は複数個設置する。陽極、陰極間に直流電流を印加すると電気浸透材の作用により陰極側に水頭を得て液面が上がりお椀の縁から外側へ溢流し液は循環する。この状態を一定時間保持した後お椀を取り出し乾燥、赤熱焼成する。以上の工程を施す事を特徴とする素焼き製お椀の透水率を改善する処理方法。
【請求項２】
汎用性金属がＡｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕである請求項１記載の素焼き製お椀の透水率を改善する処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は電気浸透材用の素焼き製お椀の透水率を改善する方法に関する。素焼き製お椀とは板状の粘土を椀状に整形した素焼きであって閉ループ式電気浸透流ポンプが組込み易い形状である。本発明に使用した装置の模式図を図１に示す。陽極、陰極間の隔膜として素焼き製お椀を用いて水道水を電気分解する形式にしてお椀の内側にシリカゲルを充填しその中央に汎用性金属の一種類で製造した陰極電極を設置、お椀の外側には金、白金または炭素のうち一種類で製造した陽極電極を単数又は複数個設置する。汎用性金属とはＡｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ等の入手が容易な金属をいう。陽極、陰極間に直流電流を印加すると水道水は電気浸透材の作用により陰極側に水頭を得て液面が上がりお椀の縁から外側へ溢流し液は循環する。この状態を一定時間保持した後お椀を取り出し乾燥、赤熱焼成する。本発明は上記の工程を施す事により電気浸透材の本来の透水率を改善する事を特徴とする素焼き製お椀の処理方法であるが、本発明の方法を施すに当たり陰極電極にＡｌを用いたものは素焼き製お椀の透水率は零になりその他の汎用性金属を用いたものは透水率はかなり向上する結果を示した。これらは共に素焼き製お椀の透水率を改善する処理方法として従来未経験な技術であり有用なものである。素焼き製お椀の透水率を測定する装置を図２に示す。電気浸透材に水頭ガイドを取付けノズルから出る水滴を計数する。
【背景技術】
【０００２】  本発明に用いられている素焼き製お椀と同等な円筒濾紙型土器にシリカゲルを充填した電気浸透材を用いた閉ループ式電気浸透流ポンプが特許文献１に示されている。以後該ポンプを駆動して電極の材質の選定、これに平行して新規現象の探索等が行われた。いくつかの試行錯誤の結果陰極には上記汎用性金属、陽極には金、白金または炭素が特定された。そして電気浸透材そのものの透水率が変化するという新知見が得られた。一例としてＡｌを陰極電極に用いて閉ループ式電気浸透流ポンプを駆動させると短時間で全く水流が停止する現象を示した。次に汎用性金属のうちＡｌ以外の金属について試験した結果は全部が同様に透水率が向上する結果を示した。即ちＡｌのみが素焼き製お椀の透水率を停止したがその他の金属は皆透水率を上げるものであった。Ａｌを陰極電極として閉ループ式電気浸透流ポンプを駆動した場合のみ透水性が零，即ち水路が閉塞されてしまう原因は詳らかではないがＡｌ電極の消耗が見られることからＡｌがシリカゲルと電気化学反応で新規鉱物を生成し土器の水路を閉塞するものと思われる。この技術は素焼き製お椀の内部の水流を止める技術として有用である。またＡｌ以外の汎用性金属を陰極電極として閉ループ式電気浸透流ポンプを駆動した場合すべてが透水率が本来の土器よりも向上する現象についても詳らかではないが陰極電極の消耗及びシリカゲルとの反応は見られないことから新規に土器内の水路が改良されるものと思われる。上記すべての素焼き製お椀を用いた閉ループ電気浸透流ポンプの駆動に際しての陽極電極は金、白金または炭素のうち一種類で製造した電極を使用している。炭素電極は耐久性に課題があるが性能は良好であり廉価であるので有用である。【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０６８２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  上記のように特許文献１に示した閉ループ式電気浸透流ポンプの陰極電極を汎用性金属毎に透水率を測定中に電気浸透材の透水率が変化する事が発見できた事によりその改善程度の測定が課題となった。汎用性金属のうちＡｌとその他の金属でその効果が分かれる。陰極側にＡｌを用いて閉ループ式電気浸透流ポンプを駆動すると初期から電流は徐々に上昇し一定値のピークを超えた後徐々に降下して電流は最小の一定値になる。この時点の透水率は零になる。この時点までにＡｌとシリカゲルの反応が完結するものと考えられる。次にＡｌ以外の汎用性金属を陰極に使用した閉ループ式電気浸透流ポンプを駆動すると電流は徐々に上昇するがある点で一定となり所謂高止まりする。その時点の透水率と電流の関係をみると最高の電流値で最高の透水率を示す事が確認されている。ポンプで素焼きの透水率を測定せず電流を測定すれば透水率が掴めることになった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記電流のみの測定で電気浸透材の透水率の変化を掴む方法が課題となった。本発明に使用する装置を図１に示す。これは閉ループ式電気浸透流ポンプの水頭ガイドを外したものである。陽極，陰極間の隔膜として素焼き製お椀を用いて水道水を電気分解するする形式にしてお椀の内側にシリカゲルを充填しその中央に汎用性金属の一種類で製造した陰極電極を設置、お椀の外側には金，白金または炭素のうち一種類で製造した陽極電極を単数又は複数個設置する。陽極，陰極間に直流電流を印加すると電気浸透材の作用により陰極側で水頭を得て液位が上がりお椀の縁から外側へ溢流し液は循環する。この状態を一定時間保持した後お椀を取り出して乾燥，赤熱焼成する。本発明に使用した電力は一般家庭用１００Ｖ電源を直接整流したものであって１２０〜１４０Ｖ  ＤＣであるがその他の電圧に対しても対応するものであって特定したものではない。一定電圧の印加に対する電流は簡単な形を取る。陰極電極にＡｌを用いて図１の装置を駆動した場合駆動開始から電流は増加して一定時間後に電流は減少し最小値で一定値になる。このときの電流と透水率の関連を見ると透水率は零になっておりこの時までにＡｌとシリカゲルの反応が済んだものとみられる。このときの陽極電極は金、白金または炭素のいずれを使用しても特別な違いは見られなかった。陰極電極にＡｌ以外の汎用性金属を用いた場合，即ちＺｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕを用いた場合全部の金属各々が稼働開始時から電流は上昇し一定時間後に高止まりして一定値になる。この時点で土器とシリカゲルの反応は終結したと見られ透水率の最高値を示す。以上の工程を施した後その透水率が改善された状態は図２の装置で測定する。上記本発明の方法で処理された素焼き製お椀に水頭ガイドを取付け電気浸透作用でお椀本体を通過してくる水量を上部ノズルからの滴下数で計測する。
【発明の効果】
【０００６】  本発明の素焼き製お椀の透水率改善の試料としては市販の植木鉢を用いた。その銘柄は素焼き鉢２号（（株）京橋園芸製、江戸川区）であるが他の素焼き製品の透水率改善等にも充分応用できるので限定するものではない。複数の素焼き鉢２号の中から任意の一つを取りまず処理前の透水率を測定した。用いた装置は図２に示すもので素焼き製お椀に水頭ガイドを付けたもので電気浸透材の作用で椀内に透過してくる水で陰極側液面が上昇しノズルから滴下する。一定の滴下数当たりの時間を測って透水率とする。お椀の処理前の透水率は陰極電極にＺｎ，陽極電極に金を用いた場合で滴下時間は１２０ｓｅｃ／１０滴であった。次にお椀を図１の本発明の方法の装置に取り付け陰極電極にＺｎ、陽極電極に炭素を設置して電力を印加し電流が高止まりするまで静置した。お椀を取り出し乾燥，赤熱焼成した。処理後図２の装置でＺｎ陰極と金の陽極電極で測定した結果は１５ｓｅｃ／１０滴であった。透水率は１２０／１５＝８倍になった。他の汎用性金属でＦｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕについて各々陽極電極を炭素で試みた結果はいずれも高止まりの結果を示したが酸化還元電位の序列に関連するような規則性は得られなかった。Ａｌ陰極電極で金、白金、炭素のいずれの陽極電極で処理したお椀は共に透水率は零になり閉塞した。一旦Ａｌで閉塞したお椀は他の金属による処理では回復しない事が判明している。本発明の最終段階に行う乾燥，赤熱焼成は素焼き表面の安定化を目的にしている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明は素焼き製お椀の透水率を改善する方法である。素焼きの透水率を零にするにはＡｌの陰極電極で閉ループ式電気浸透流ポンプとして駆動すればよいがこの際の陽極電極は金、白金又は炭素が選ばれるが廉価な炭素電極が使い易い。大型の壷等の処理には複数の陽極電極が必要であり炭素が最良となる。透水率向上を図るにはＡｌ以外の汎用性金属を用いて閉ループ式電気浸透流ポンプとして駆動させればよいがこの際も陽極電極は炭素が可能である。しかし本発明の方法による処理後の素焼き製お椀を図２に示す透水率測定装置に閉ループ式電気浸透流ポンプとして長時間稼働させる際には、さらに容器が透明で内部が見える場合には陽極は金，又は白金を使用するのが良い。
次に実施例を示すが材料、装置の大きさ等、本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【０００８】  陰極金属にＡｌを用いた場合。市販の素焼き２号鉢（（株）京橋園芸、江戸川区）の底穴を塞ぎシリカゲル（富士シリカゲルＩＤタイプ、８０ｍｅｓｈ．（株）富士シリシア製）４０ｇを入れ鉢の中心にＡｌ製陰極（６ｍｍφ、２０ｃｍＬ）を立て２Ｌプラスチック製容器内に設置。図１に示すように鉢の内部に陰極側液として水道水（東京都日野市水道水、軟水）を満たし容器と鉢の間に陽極側液として水道水を陰極側液水位の約１ｃｍ下まで入れた。陽極側液内に１ｃｍＷ，０．５ｃｍＴ，２０ｃｍＬの炭素棒一本を入れ陽極電極とした。印加電流は１２６Ｖ  ＤＣであった。印加後２時間で８０ｍＡまで上がり６時間後に２０ｍＡまで落ちた。鉢を取り出し乾燥後電気炉で５００℃雰囲気で約３０秒間赤熱焼成した。冷却後図２の装置で測定したが透水率は零であった。
【実施例２】
【０００９】  陰極金属に汎用性金属の代表としてＺｎを用いた場合。市販の素焼き２号鉢の底穴を塞ぎシリカゲル４０ｇを入れ鉢の中心に１ｃｍＷ，０．５ｍｍＴ，２０ｃｍＬのＺｎ板製陰極を立て２Ｌプラスチック製容器内に設置し実施例１と同様に水道水を入れた。陽極側液内に実施例１と同寸法の炭素棒一本を入れ陽極電極とした。印加電流は１２６Ｖ  ＤＣであった。印加後６時間で電流が１５０ｍＡまで上がりそこで高止まりして一定となった。鉢を取り出し乾燥後実施例１と同様に赤熱焼成した。次に上記処理した鉢に水頭ガイドを取付け図２のように設置した。陰極側液面と陽極側液面の液位の差は約５ｃｍとした。陰極電極は１ｃｍＷ，０．５ｍｍＴ，２０ｃｍＬのＺｎ板を立て２Ｌプラスチック製容器内に設置，陽極側液内に０．５ｍｍφ、１０ｃｍＬの金線を入れ陽極電極とした。１２６Ｖ  ＤＣを印加した。印加後すぐにノズルから水の滴下が始まり１０分後の透水率は１２０ｓｅｃ／１０滴であった。鉢の元来の透水率は１５ｓｅｃ／１０滴であったので８倍の透水率を得た。
【産業上の利用可能性】
【００１０】  本発明は素焼きの透水率の改善方法である。本発明のＡｌ陰極の応用は素地のままの素焼き製品及び釉薬との関連に多大な変化が期待できる。同じく種々の素焼きに本発明のＡｌ以外の汎用性金属の応用で新たな電気浸透材の出現が期待され応用範囲が広がると思われる。本発明のＡｌとシリカゲルの反応は砂粒の固定化技術に通じ地震時の砂粒の流動化現象の阻止に期待が持てる。本発明の実施に伴う水の電気分解により発生する酸素ガスは保健用及び工業用の、また水素ガスは燃料用及び燃料電池用の回収が重要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の素焼き製お椀の処理方法に用いる装置の模式図
【図２】素焼き製お椀の透水率の測定装置の模式図
【符号の説明】
【００１２】図１の符号の説明
１  素焼き製お椀
２  シリカゲル充填層
３  汎用性金属（Ａｌ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｃｕ）のうち一種類で製造された陰極電極
４  電流印加により水頭を得て液位が上がっている陰極側液面
５  金、白金または炭素のうち一種類で製造された陽極電極
【図１】
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【図２】
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