(57)【要約】【課題】  高炉徐冷スラグの有効利用と、安価で効果の大きい浴用材およびそれを用いた人工温泉を提供すること。【解決手段】  高炉徐冷スラグと、炭酸成分とを含有してなる浴用材であり、高炉徐冷スラグが非硫酸態イオウとして存在するイオウを０．３％以上含むことを特徴とする該浴用材であり、高炉徐冷スラグのガラス化率が３０％以下であることを特徴とする該浴用材であり、炭酸成分が、炭酸、炭酸塩及び重炭酸塩の中から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする該浴用材であり、さらに、該浴用材を用いることを特徴とする人工温泉である。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉徐冷スラグと炭酸成分を含有してなる浴用材。
【請求項２】
高炉徐冷スラグが非硫酸態イオウとして存在するイオウを０．３％以上含むことを特徴とする請求項１に記載の浴用材。
【請求項３】
高炉徐冷スラグのガラス化率が３０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の浴用材。
【請求項４】
炭酸成分が、炭酸、炭酸塩及び重炭酸塩の中から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の浴用材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の浴用材を用いることを特徴とする人工温泉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、一般家庭や工業用、商業用等に用いられる浴用材、及びそれを用いた人工温泉に関する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【背景技術】
【０００２】
産業副産物の有効利用が益々求められている。副産物の代表として高炉スラグが知られている。このうち、ガラス化した高炉水砕スラグはセメントに多量に混和しても長期強度は低下しないという優れた潜在水硬性を有していることから、セメント・コンクリート分野において広範に利用されている。一方、高炉徐冷スラグは別名バラスとも呼ばれ、水硬性を示さない。そのため、主に路盤材として利用されてきたが、最近では再生骨材が路盤材へ優先的に利用されるようになり、従来の用途を失いつつある。即ち、その有効利用方法については未だに模索状態にある。
【０００３】
本発明者は高炉徐冷スラグの有効利用について、種々検討を重ねた結果、高炉徐冷スラグ微粉末が、セメント・コンクリートのブリーディングや中性化抑制機能を有することを見出した。さらに、高流動コンクリートへ適用すると、材料分離抵抗性と流動性の保持性能に優れ、自己収縮が小さく、かつ、水和熱の少ない高流動コンクリートとすることができ、また、低環境負荷型のコンクリートとなることなども知見した。しかしながら、高炉徐冷スラグの有効利用に関して、さらに多くの用途を見出すことが切望されている実状にある。
【０００４】
ところで、水道水には消毒を目的として塩素分が含まれている。これは、次亜塩素酸を添加しているためである。添加された次亜塩素酸（HClO）は、一部が次亜塩素酸イオン（ClO-）や塩素イオン（Cl-）として存在し、そのほか、モノクロラミン（NH2Cl）、ジクロラミン（NHCl2）、トリクロラミン（NCl3）などの窒素と結合した塩素としても存在している。これらは総称してカルキと呼ばれている。
【０００５】
特に次亜塩素酸（HClO）や次亜塩素酸イオン（ClO-）は強い殺菌力を有する。これらの殺菌力を活かして、大腸菌などの細菌の幻滅に利用されるものであるが、一方では、人間の肌に与える影響も指摘されている。すなわち、次亜塩素酸（HClO）や次亜塩素酸イオン（ClO-）は酸化剤であり、人間の肌の老化現象と深く関連しているためである（特許文献１参照）。特に、水質が悪い大都市では、その細菌を幻滅させるために多くの次亜塩素酸を添加しているため、水道水中のカルキ量は非常に高いレベルにあり、1.0mg/lを超えるような比較的高いカルキが溶存している。近年では女性を中心として美容・健康への意識が以前にも増して高まってきている。
【０００６】
水を改質する方法としては、トルマリンのマイナスイオン効果によって酸化力の弱い水に改質することが知られている（特許文献２参照）。しかしながら、トルマリンは一種の宝石であり、非常に高価なものであった。そればかりでなく、産地や素性によっては思うような改質効果が得られないものも多く見受けられる。また、様々なカルキ抜き剤やそれを含む浴用剤が多く存在する（例えば、特許文献３〜特許文献６参照）。
【０００７】
しかしながら、これらのカルキ抜き剤やそれを含む浴用剤は、カルキ抜き効果の持続性がない。また、日用品としては比較的高価なものでもある。そして、中には、有機成分を主体とするカルキ抜き剤以外の成分が多く含まれており、その成分のいくつかは少なからず環境に影響するものがある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１２−１１９１６１号公報
【特許文献２】特開平０７−１３２２８４号公報
【特許文献３】特開平０２−１１５１１７号公報
【特許文献４】特開平０５−３１７８６５号公報
【特許文献５】特開平０６−２１１６４３号公報
【特許文献６】特開平０８−２２５４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、前記課題に鑑みて、安価で、環境にもやさしい浴用材をについて研究を重ねてきた。その結果、高炉徐冷スラグが非常に優れたカルキ抜き効果を有し、その効果にはある一定の持続性があり、その持続効果は粒度によって制御できることを見出した。また、高炉徐冷スラグを浴用材としてお湯に入れることで、一種の人工温泉にもなり得ることも知見した。
以上のように、本発明者らは、高炉徐冷スラグの有効利用と、安価で効果の大きい浴用材および人工温泉の開発が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
即ち、本発明は、高炉徐冷スラグと、炭酸成分とを含有してなる浴用材であり、高炉徐冷スラグが非硫酸態イオウとして存在するイオウを０．３％以上含むことを特徴とする該浴用材であり、高炉徐冷スラグのガラス化率が３０％以下であることを特徴とする該浴用材であり、炭酸成分が、炭酸、炭酸塩及び重炭酸塩の中から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする該浴用材であり、さらに、該浴用材を用いることを特徴とする人工温泉である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の浴用材を使用することにより、水を美容と健康の観点から好ましい水に改質することができ、また、人工温泉を得ることができるなどの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明で使用する高炉徐冷スラグは徐冷されて結晶化した高炉スラグである。
高炉徐冷スラグの成分は、高炉水砕スラグと同様の組成を有しており、具体的には、SiO2、CaO、Al2O3、及びMgO等を主要な化学成分とし、その他、TiO2、MnO、Na2O、S、P2O5、及びFe2O3等が挙げられる。また、化合物としては、ゲーレナイト2CaO・Al2O3・SiO2とアケルマナイト2CaO・MgO・2SiO2の混晶であるいわゆるメリライトを主成分とし、その他、ダイカルシウムシリケート2CaO・SiO2、ランキナイト3CaO・2SiO2、ワラストナイトCaO・SiO2などのカルシウムシリケート、メルビナイト3CaO・MgO・2SiO2、モンチセライトCaO・MgO・SiO2などのカルシウムマグネシウムシリケート、アノーサイトCaO・Al2O3・2SiO2、リューサイト（K2O、Na2O）・Al2O3・SiO2、スピネルMgO・Al2O3、マグネタイトFe3O4、さらに、硫化カルシウムCaS、硫化鉄FeSなどの硫化物等を含む場合がある。
【００１４】
本発明では、高炉徐冷スラグのうち、非硫酸態イオウとして存在するイオウ（以下、単に非硫酸態イオウという）を０．３％以上含むものを用いることが好適であり、非硫酸態イオウを０．５％以上含むものがより好適であり、０．７％以上含むものが最も好適である。非硫酸態イオウが０．３％未満では、本発明の効果、すなわち、カルキ抜き効果や浴用材としての薬理効果が充分に得られない場合がある。
【００１５】
非硫酸態イオウ量は、全イオウ量、単体イオウ量、硫化物態イオウ量、チオ硫酸態イオウ量、硫酸態イオウ（三酸化イオウ）量を定量することによって求められる。これら状態の異なるイオウの定量方法は、山口と小野の方法によって求めることができる。これは、「高炉スラグ中硫黄の状態分析」と題する論文に詳細に記載されている（山口直治、小野昭紘：製鉄研究、第３０１号、pp.３７−４０、１９８０）。また、硫酸態イオウ量（三酸化イオウ）と硫化物イオウ量については、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２に定められた方法によても求めることができる。
【００１６】
本発明で使用する高炉徐冷スラグのガラス化率は、３０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。ガラス化率が３０％を超えると、本発明の効果、すなわち、カルキ抜き効果や浴用材としての薬理効果が充分に得られない場合がある。
【００１７】
本発明でいうガラス化率(Ｘ)は、Ｘ（％）＝（１−Ｓ／Ｓ0）×１００として求められる。ここで、Ｓは粉末Ｘ線回折法により求められる徐冷スラグ中の主要な結晶性化合物であるメリライト（ゲーレナイト2CaO・Al2O3・SiO2とアケルマナイト2CaO・MgO・2SiO2の混晶）のメインピークの面積であり、Ｓ0は徐冷スラグを１０００℃で３時間加熱し、その後、５℃／分の冷却速度で冷却したもののメリライトのメインピークの面積を表す。
【００１８】
高炉徐冷スラグの粒度は、特に限定されるものではない。砂利のように５ｍｍを超えるようなサイズのものから、５ｍｍ下の砂状のもの、さらには粉末状のものまであらゆるサイズのものが利用できる。高炉徐冷スラグの粒度によって、カルキ抜き効果や浴用材としての薬理効果の持続性を調節することが可能である。即効性を期待する場合には粉末状のものを利用することが好ましく、持続性を期待する場合には砂利状や砂状のものを利用することが好ましい。
【００１９】
粉末状のものは、通常、ブレーン比表面積で２０００〜８０００ｃｍ２／ｇ程度の範囲にあるものが好ましく、３０００〜７０００ｃｍ２／ｇ程度のものがより好ましく、ブレーン比表面積が２０００ｃｍ２／ｇ未満では、即効性はあまり期待できないので、粉末を用いる意味がなく、また、８０００ｃｍ２／ｇを超えるように粉砕するには、粉砕動力が大きくなり不経済であり、また、高炉徐冷スラグが風化しやすくなって、品質の経時的な劣化が大きくなる傾向がある。
【００２０】
本発明の炭酸成分とは、水に入れた際に、CO32-あるいは、HCO3-イオンを供給可能な物質を総称するものである。その具体例としては、例えば、炭酸ガス、炭酸塩、重炭酸塩などが挙げられる。炭酸塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属の炭酸塩が挙げられる。また、重炭酸塩としては、例えば、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸リチウム等のアルカリ金属重炭酸塩が挙げられる。
【００２１】
本発明において、高炉徐冷スラグと炭酸成分の使用割合は、特に限定されるものではないが、通常、高炉徐冷スラグと炭酸成分の合計１００部中、高炉徐冷スラグは５０〜９９．９部が好ましく、７０〜９９部がより好ましい。また、炭酸成分は、０．１〜５０部が好ましく、１〜３０部がより好ましい。徐冷スラグが５０部未満であったり、炭酸成分が５０部を超えると、還元効果が小さくなる場合があり、逆に、高炉徐冷スラグが９９．９部を超えたり、炭酸成分が０．１部未満の場合には、ｐＨが高くなり、アルカリ性が強くなりすぎる場合がある。
【００２２】
本発明の浴用材（以下、本材という）の使用量は、特に限定されるものではないが、通常、水１００部に対して、０．１〜１００部の範囲で使用することができ、１〜５０部がより好ましい。０．１部未満では本発明の効果が十分に得られない場合があり、１００部を超えて使用してもさらなる効果の増進が期待できない。
【００２３】
カルキ抜きの効果は、水質中の次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの濃度を測定することによって、あるいは、酸化還元電位を測定することによっても評価できる。
次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの濃度は、ＤＰＤ法（ジフェニル-ｐ-フェニレンジアミン法）、電流法、吸光光度法、シリンガルダジン法（Syringaldazine）などによって測定することができる。中でも、シリンガルダジン法は、鉄、マンガン、亜硝酸イオンの影響が極めて少なく、モノクロラミンやジクロロアミンとの反応性が低いという特徴があり、また、測定範囲も０．１〜１０ｍｇ／ｌと幅広く有益な測定法である。最近では、この方法を原理とする試験紙が開発されており、これを用いることが簡便で利便性も良い。
【００２４】
また、次亜塩素酸や次亜塩素酸イオンの濃度は、酸化還元電位と強く関係している。そのため、酸化還元電位で評価することができる。酸化還元電位は、酸化還元電位計で簡便に測定できる。酸化還元電位はｐＨと連動して変化する。そのため、比較する場合には同じｐＨの場合の酸化還元電位で比べる必要がある。酸化還元電位が＋（プラス）側に行くほど酸化性、−（マイナス）側に行くほど還元性であることを意味する。通常、水道水のｐＨは中性領域（７前後）にあり、その時の酸化還元電位は＋３００〜８００ｍｖとされている。特に、東京や大阪などの大都市では、酸化還元電位は高い値となっており、大阪では、＋７００ｍｖ程度、東京でも＋５００ｍｖ程度のところが多い。これは、大阪や東京の水道水が酸化性が強く、カルキが多いことを意味している。
【００２５】
本発明では、本材のほかに、従来から使用されている浴用剤を併用することができる。
【００２６】
以下、本発明の実験例に基づいてさらに説明する。
【実施例】
【００２７】
実験例１
大阪の水道水を使って、浴用材による水の改質効果を確認した。表１に示すような様々な素性の異なる高炉スラグ（０．２〜５ｍｍ）と各種炭酸成分を表１に示すように配合して浴用材を調製した。この浴用材を水１００部に対して３部使用し、かるく攪拌しながら３時間置いた。その前後の次亜塩素酸及び次亜塩素酸イオンの総量と酸化還元電位およびｐＨを測定した。結果を表１に併記する。
【００２８】
＜使用材料＞
高炉スラグＡ：高炉徐冷スラグ、ガラス化率５％、比重３．００、非硫酸態イオウ０．７％
高炉スラグＢ：高炉徐冷スラグ、高炉スラグＡを水に浸漬してエイジングし、非硫酸態イオウを０．５％にしたもの。ガラス化率５％、比重３．００。
高炉スラグＣ：高炉徐冷スラグ、高炉スラグＡを水に浸漬してエイジングし、非硫酸態イオウを０．３％にしたもの。ガラス化率５％、比重３．００。
高炉スラグＤ：高炉徐冷スラグ、高炉スラグＡを水に浸漬してエイジングし、非硫酸態イオウを０．１％にしたもの。ガラス化率５％、比重３．００。
高炉スラグＥ：高炉徐冷スラグ、ガラス化率１０％、比重２．９７、非硫酸態イオウ０．７％
高炉スラグＦ：高炉徐冷スラグ、ガラス化率３０％、比重２．９４、非硫酸態イオウ０．７％
高炉スラグＧ：高炉水砕スラグ、ガラス化率９５％、比重２．９０、非硫酸態イオウ０．７％
炭酸成分イ：重炭酸ナトリウム
炭酸成分ロ：炭酸ナトリウム
炭酸成分ハ：炭酸成分イと炭酸成分ロの等量混合物。
水：大阪の水道水、次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンの総量が２．１mg/l、酸化還元電位が＋７００ｍｖ。
【００２９】
＜測定方法＞
次亜塩素酸と次亜塩素酸イオンの総量：シリンガルダジン法によって測定。
酸化還元電位：酸化還元電位計により測定。ただし、水道水の酸化還元電位は水酸化ナトリウムによってｐＨを調整し、高炉徐冷スラグを用いた場合と同じｐＨにした時の酸化還元電位で比較した。
【００３０】
【表１】
2006117558.tif 000002
【００３１】
表１より、本発明の浴用材を使用することにより、水道水の次亜塩素酸濃度及び酸化還元電位が低くなることが判る。そのため、水のカルキ抜きに優れた効果を発揮する浴用材が得られ、人工温泉が得ることができる。
【００３２】
実験例２
高炉徐冷スラグＡ９５部と炭酸成分イ５部からなる浴用材を使用し、表２に示すように浴用材の使用量を変化したこと以外は、実施例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００３３】
【表２】
2006117558.tif 000003
【００３４】
表２より、本発明の浴用材の使用量が増加するに従い、水道水の次亜塩素酸濃度及び酸化還元電位が低くなることが判る。
【００３５】
実験例３
高炉徐冷スラグＡを使用し、表２に示すように粒度の異なるものを調製した。そして、実施例１と同じ実験を繰り返し行ってカルキ抜き効果の持続性を確認した。結果を表３に併記する。
【００３６】
【表３】
2006117558.tif 000004
【００３７】
表３より、本発明の浴用材の粒度が粗くなるに従い、水道水の次亜塩素酸濃度を低下させる効果が持続することが判る。
【００３８】
実験例４
高炉徐冷スラグＡの砂利状のもの９５部と炭酸成分イ５部からなる浴用材を使用し、新潟県青海町の水道水２００リットルに浴用材１０ｋｇを入れ、風呂を沸かした。この風呂のｐＨや成分を調べるとともに、男女５人づつの１０人に入浴してもらい、その湯質を評価してもらった。その結果を表４に示す。
【００３９】
＜測定方法＞
ｐＨ：ｐＨメータにより測定。
化学成分：イオウ分の分析および炭酸成分の分析を行った。硫化物イオン、チオ硫酸イオン、硫酸イオンの濃度をイオンクロマトグラフィーにより測定した。
【００４０】
【表４】
2006117558.tif 000005
【００４１】
表４より、本発明の浴用材を使用した人工温泉は、擬似的に良質な硫黄-炭酸泉を調製することが可能であることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の浴用材を使用することにより、水を美容と健康の観点から好ましい水に改質することができ、また、人工温泉を得ることができるなどの効果を奏し、水道水の浄化や温泉の改質などに適用できる。