(57)【要約】【課題】フライアッシュ、珪藻土、コーヒー滓等の産業廃棄物に粘土を加えてセラミックスの製造技術を応用した非常に安価で品質的に優れた多孔体セラミックスの人造軽石の製造方法、及びその人造軽石に光触媒を含浸させることにより、軽石気孔部にカビや黴菌類が発生するのを防止した、例えば人体皮を衛生的に美しくできる、人造軽石の製造方法を提供する。【解決手段】第１の発明は、重量％で、フライアッシュ：３５〜６０％、珪藻土：３５〜６０％、コーヒー滓外割で：１０〜４０％、粘土３〜３０％を配合し混合し、所定形状に成形後に、焼成温度：１０００〜１３００℃で焼成した多孔体セラミックスの人造軽石の製造方法を提供する。また、第２の発明は、この人造軽石が有する気孔に、光触媒を含浸させた人造軽石の製造方法である。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％で、フライアッシュ：３５〜６０％、珪藻土：３５〜６０％、粘土：３〜３０％と、これらの合計量に対して外割でコーヒー滓：１０〜４０％を配合すると共に混合し、成形後に、焼成温度：１０００〜１３００℃にて焼成してなることを特徴とする人造軽石の製造方法。
【請求項２】
請求項１により製造された人造軽石に、光触媒を含浸させてなることを特徴とする人造軽石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、産業廃棄物を活用してなる人造軽石の製造方法に関する。例えば、入浴時等の足の裏、肘等に擦りつけ角質を除去するのに使用するに適した軽石や、濾過材、断熱材、建材等の用途にも適した人造軽石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の人造軽石は、
（１）天然原料を加熱方法により発泡させ、バルーン状にして、これを加圧する
（２）天然の多孔性岩石を原料とし、樹脂バインダー等を使用し、圧縮成形する
（３）天然軽石素材の粉末と発泡スチロールなどの樹脂材との混合体をまだ流動状態にある段階で所定形状の型枠に注入し、乾燥後焼成し、同時にスチロール樹脂を燃焼させ気孔を造る
などして得られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来製造方法による人造軽石は、原料加工コストが高価になり、研磨力のバラツキが大きく、また吸水率も不均一であった。一方、軽石表面が変色し、臭いがつく、特に湿度の高い場所に放置すると、カビや黴菌類が発生しやすく、不衛生になる等の問題点があった。
【０００４】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、フライアッシュ、珪藻土、コーヒー滓等の産業廃棄物に粘土を加えてセラミックスの製造技術を応用した非常に安価で品質的に優れた多孔体セラミックスの人造軽石の製造方法、及びその人造軽石に光触媒を含浸させることにより、軽石気孔部にカビや黴菌類が発生するのを防止した、例えば人体皮を衛生的に美しくできる、人造軽石の製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明は、重量％で、フライアッシュ：３５〜６０％、珪藻土：３５〜６０％、コーヒー滓外割で：１０〜４０％、粘土３〜３０％を配合し混合し、所定形状に成形後に、焼成温度：１０００〜１３００℃で焼成した多孔体セラミックスの人造軽石の製造方法を提供する。
【０００６】
上記のように製造された人造軽石は、珪藻土の外にコーヒー滓を混合添加したので、焼成により珪藻土自体に構成されている細かい気孔の外に、コーヒー滓の燃焼により生じた比較は大きな気孔が混在することになり、外部から中心部にかけて０．０１ｍｍ〜１．３ｍｍまでの連続または独立した気孔を有する。
【０００７】
この発明の第２の発明は、この人造軽石が有する気孔に、光触媒を含浸させた人造軽石の製造方法である（請求項２）。これにより、多孔体セラミックスの多気孔部に光触媒を含浸することにより、除菌、抗菌性を付与することができる。
【０００８】
フライアッシュ（石炭灰）は、火力発電所等から排出される産業廃棄物であり、一部はセメント原料に使用されているが、大部分は埋立廃棄処分されている。その形状と構成鉱物は、球状でバルーンとなっており、バルーンは粒度１ｍμ〜３０ｍμの範囲にある。また、バルーンの表皮内部は数ｍμの気孔で構成され、ムライト鉱物の組成となっている。また、タッピング密度は０．２７〜０．３９ｇ／ｃｃの範囲にある。
【０００９】
珪藻土は、コンロ、断熱レンガ等の生産される過程において排出される削り屑で、やはり産業廃棄物である。珪藻遺体を多量に含み、珪藻の他に、珪藻鞭毛虫類、放散虫類、海面骨針などからなる珪藻泥岩である。ダッピング密度は０．２７〜０．４ｇ／ｃｃと軽く、多孔質体である。
【００１０】
コーヒー滓は、０．１ｍｍ〜１．３ｍｍの気孔を付与するために添加されるもので、、コーヒー豆を煎って粗挽きし煮沸してコーヒーの液を煮出した後、搾り取った残り滓である。このようなコーヒー搾り滓は、日本国における工場排出量が月５０００トンに及ぶと言われる程に、焼却処分するにはコストが掛かり過ぎる量であり、一方では、肥料への活用が試みられているが、この場合でも、排出企業は産業廃棄物取扱業者に支払う金額は大きいものであった。このコーヒー滓は、０．１〜１．３ｍｍの粒径内にあり、タッピング密度は０．３〜０．４３ｇ／ｃｃである。その他に粘土を成形用バインダーとして使用する。
【００１１】
フライアッシュと珪藻土の比率は１：１の割合のとき、成形性、金型からの脱型条件が最も良好であり、珪藻土量に対して、フライアッシュ量が１７０％以上になると、圧縮成形後の軽石は機械的強度が低下し、取り扱いが困難になり、焼結温度は１３００℃以上となる。一方、フライアッシュ量に対して珪藻土量が１７０％以上になると、圧縮成形後の軽石上に割れが生じ、圧縮成形用金型に張り付き、脱型が困難で、焼成後の軽石形状が歪になり、軽石表面に割れが目立つようになる。
【００１２】
粘土は５〜１０％が最も成形性が良く、焼成後の軽石内の気孔も理想的であり、粘土３０％以上になると軽石内の気孔の低下につながる。
【００１３】
コーヒー滓は、フライアッシュ、珪藻土、粘土の合計量に対して、外割で４０％以上になると、軽石原料の可塑性が低下し成形困難となる。また、コーヒー滓１０％以下になると気孔の低下が目立つようになる。
【００１４】
光触媒は一般的に酸化チタン（ＴｉＯ２）が使用される。酸化チタンの材料としての形態は、粉体、ゾル状、溶液（有機チタン化合物）とあるが、一定の厚みをもつ層を形成するには粉体によらねばならないし、そのためには適量の水を加えて混練調整し、塗布し易い状態とするのが一般的である。この光触媒に、適当な固着剤や、微量の光触媒活性化促進物を添加することがより好ましい場合もある。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されるので、足裏、肘等の表面はやさしいタッチの感触で摩擦し，人体皮を傷めないので、安全に角質の除去を行うことができる。また、この多孔体セラミックスは多孔の孔径を自由にコントロールできることから、セラミックス製濾過材、断熱材、建材等の用途にも幅広く使用できる。
【００１６】
光触媒を含浸させたものは、抗菌作用効果が一段とよく、人体皮に対して清潔で衛生的な効果がある。さらに、床タイル、目地等の汚れ防止ができ、軽石の変色もないため、人造軽石としての商品価値を高める効果がある。
【００１７】
【実施例】
次に本発明製造方法の実施例を説明する。
【００１８】
フライアッシュ４７．５％、珪藻土４７．５％、粘土５％、これらの合計量に対してコーヒー滓３０％及び水分量４５％を配合し、これらをミキサーで攪拌し混練後、９０〜１００ｇ重量を所定の金型に充填し、成形圧を４５Ｋｇ／ｃｍ２とし、加圧方向反対側より押し上げ、楕円球状体の加圧成形品とした。それを乾燥後、１２００℃で焼成し、人造軽石製品とした。
【００１９】
焼成後のセラミックス多孔体人造軽石は、吸収率（ＪＩＳの方法により測定）１５０〜１６０％の範囲にあった。なお、成形時の配合水分は４５％±５％内が適性であった。また、成形圧が５０Ｋｇ／ｃｍ２以上では成形品に割れが生ずる。一方、成形圧３５Ｋｇ／ｃｍ２以下になると成形強度が低下し、成形後の取扱いが困難になった。
【００２０】
さらに上記実施例をも含めて、表１に示す各実施例人造軽石を製造した。
【表１】
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【００２１】
これら実施例１〜５による多孔体セラミックス人造軽石には、気孔径が０．０１ｍｍから１ｍｍ前後で構成されているので、足裏、肘等にあてがって摩擦すると、従来からの軽石に比べて柔らかなタッチで角質の除去ができる。
【００２２】
次に上記実施例１により製造された人造軽石に、次の様にして光触媒を含浸させた。
【００２３】
即ち、水の中で、水分量に対して重量％で光触媒ＴｉＯ２を２０〜３０％添加し、攪拌分散させ、その後、水糊を３〜５％添加し、含浸液とした。水糊は、米の粉末とコンニャク粉（多糖類）を８：２の割合で混合したものである。
【００２４】
このようにして調整された含浸液を電熱器により煮沸し、その中に温度１２０℃で２時間乾燥した上記実施例１の人造軽石を３時間浸し、上記の光触媒ＴｉＯ２を含浸させた。それを１２０℃の温度で２４時間乾燥して、本発明実施例光触媒含浸人造軽石を製造した。なお、ここで使用した光触媒ＴｉＯ２は昭和タイタニウム（株）製のＦ６で、一次粒子径約１５ｎｍであった。
【００２５】
従来からの軽石は抗菌性が無い。そこで多孔体セラミックスである本発明実施例人造軽石の表面及び気孔内に光触媒を含浸させると、その抗菌性のため、カビ、臭い等が発生することは無い。また、人造軽石内に光触媒を含浸させているため、人造軽石内から流出した光触媒は、床タイル目地に付着する。その結果、光触媒の持つ機能、活性酸素を放出することなどにより、菌を酸化分解するので、床タイルなどにも優れた衛生的効果がある。