(57)【要約】【課題】  有機物の炭化処理で発生する乾留ガスを利用して、陶器の表面に炭素を主成分とする炭化物を付着させ、特に飲食物の容器あるいは調理器具として有用な炭化陶器、及びその製造方法を提供する。【解決手段】  炭化室内に微細気孔を有する吸水率３％以上の陶器と固体有機材料とを配置し、高温の燃焼ガスにより炭化室内を５００〜８００℃に加熱して固体有機材料を乾留処理すると同時に、固体有機材料から発生した熱分解ガスを陶器に接触させ、炭素を主成分とする炭化物を陶器の表面に付着させる。得られる炭化陶器は、陶器の表面に炭化物が微細気孔に沿って付着し、全体に黒色に着色している。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細気孔を有する吸水率３％以上の陶器の表面に、炭素を主成分とする炭化物が微細気孔に沿って付着し、全体に黒色に着色していることを特徴とする炭化陶器。
【請求項２】
前記炭素を主成分とする炭化物が付着した表面は、微細気孔を有し且つ電気抵抗が低いことを特徴とする、請求項１に記載の炭化陶器。
【請求項３】
前記陶器が茶碗又は鍋であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の炭化陶器。
【請求項４】
炭化室内に微細気孔を有する吸水率３％以上の陶器と固体有機材料とを配置し、高温の燃焼ガスにより炭化室内を加熱して固体有機材料を乾留処理すると同時に、該乾留処理により固体有機材料から発生した熱分解ガスを陶器に接触させ、炭素を主成分とする炭化物を陶器の表面に付着させることを特徴とする炭化陶器の製造方法。
【請求項５】
前記固体有機材料が竹であることを特徴とする、請求項４に記載の炭化陶器の製造方法。
【請求項６】
前記炭化室内の温度を５００〜８００℃とすることを特徴とする、請求項４又は５に記載の炭化陶器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に炭化物を付着させた炭化陶器、及びその製造方法、特に木材や竹などの有機物を炭化処理する際に、同時に陶器表面に炭化物を付着させて炭化陶器を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、炭の製造方法を利用して、木材や竹、紙などの廃棄物を炭化処理することが行われている。例えば、特開平２００１−３１６６７５公報には、燃焼室と炭化室を設けた炭化装置において、建築廃材などを炭化室に入れ、燃焼室をバーナで加熱することにより、炭化室内を約４００℃に加熱して、有機物を炭化処理することが記載されている。
【０００３】
このような従来の炭化装置においては、有機物の炭化によって発生する乾留ガスを利用するにあたり、乾留ガスは可燃性であることから専ら燃料として利用していた。例えば、乾留ガスを炭化装置で利用する場合には、炭化により発生した乾留ガスを燃焼室に供給し、空気を供給して燃焼させることによって、燃焼室におけるバーナの燃料消費を低減させるために利用していた。
【０００４】
一方、日本建築の屋根に古くから用いられている燻し瓦は、表面が炭素質膜で被覆されていて、渋い銀色の光沢を特徴としている。この燻し瓦は、原料粘土を混練、成形、乾燥し、焼成して製造されるが、焼成の最終段階で松材や松葉などを一度に投入し、空気を絶って蒸焼きする燻化工程により、炭化水素を含むガスを発生させて、瓦の表面に炭素質膜を形成したものである。
【０００５】
上記したように、燻し瓦は渋い銀色の光沢を呈するものが良いとされているため、良好な光沢を得るには９００℃程度の高温で燻化する必要があった。このように高温で処理することによって、瓦の表面に緻密で平滑な炭素質膜が形成され、燻し瓦特有の光沢が得られる。尚、燻し瓦の炭素質膜は付着力が弱く、粘着テープなどを接着して引き剥がすことが可能である。
【特許文献１】特開平２００１−３１６６７５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、木材や竹などの有機物を炭化処理する際に発生する乾留ガスを利用して、陶器の表面に炭素を主成分とする炭化物を付着させ、特に飲食物の容器あるいは調理器具として有用な炭化陶器、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明が提供する炭化陶器は、微細気孔を有する吸水率３％以上の陶器の表面に、炭素を主成分とする炭化物が微細気孔に沿って付着し、全体に黒色に着色していることを特徴とする。
【０００８】
上記本発明の炭化陶器は、前記炭素を主成分とする炭化物が付着した表面が、微細気孔を有し且つ電気抵抗が低いことを特徴とする。また、本発明における陶器は、茶碗又は鍋であることが望ましい。
【０００９】
本発明における炭化陶器の製造方法は、炭化室内に微細気孔を有する吸水率３％以上の陶器と固体有機材料とを配置し、高温の燃焼ガスにより炭化室内を加熱して固体有機材料を乾留処理すると同時に、該乾留処理により固体有機材料から発生した熱分解ガスを陶器に接触させ、炭素を主成分とする炭化物を陶器の表面に付着させることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の炭化陶器の製造方法においては、前記固体有機材料が竹であることが好ましい。更に、上記本発明の炭化陶器の製造方法においては、前記炭化室内の温度を５００〜８００℃とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、廃棄物として処理されるような木材や竹などの固体有機材料を炭化処理して炭にすると同時に、その際に発生する乾留ガスを利用して陶器表面に炭素を主成分とする炭化物を付着させることで、炭化陶器を簡単に且つ低コストで製造することができる。
【００１２】
この炭化陶器は、炭素を主成分とする炭化物が微細気孔に沿って付着しているため、高い吸着力による浄化作用や防臭作用、豊富なミネラルの溶け出し、遠赤外線による保温保冷効果などが期待され、特に飲食物の容器あるいは調理器具として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の炭化陶器は、固体有機材料を炭化処理して炭にする際に、発生する乾留ガスを利用して製造することができる。即ち、炭化装置の炭化室内に、炭化させるべき固体有機材料と共に陶器を配置し、高温の燃焼ガスにより炭化室内を加熱して固体有機材料を乾留処理する。このとき固体有機材料から熱分解ガスが発生し、炭化室内で陶器に接触することにより、炭素を主成分とする炭化物が陶器表面に付着し、全体に黒色に着色した炭化陶器が得られる。
【００１４】
炭化陶器の基体となる陶器は、陶磁器のうち完全に熔化せず素地が多孔質であり、通常は釉薬が施されていないものであって、微細気孔を有し且つ吸水率が３％以上であることが必要である。基体となる陶器の吸水率が３％未満の場合には、固体有機材料から発生した熱分解ガスを接触させても、炭素を主成分とする炭化物が陶器表面に微細気孔に沿って付着することができず、又は付着した炭化物が極めて剥がれやすくなる。
【００１５】
固体有機材料としては、木材、竹、紙などがあるが、陶器表面への炭化物の付着しやすさ、付着した炭化物層の色や特性などの点で特に竹が好ましい。また、従来から廃棄物として処理されてた固体有機材料、例えば建築物の解体現場などで発生する木や竹の廃材も、有効に利用することができる。
【００１６】
また、本発明方法においては、炭化室内の温度を５００〜８００℃とすることが好ましい。炭化室内の温度が５００℃未満では、固体有機材料が炭化されることはあっても、陶器表面に炭化物をむらなく且つ強固に付着させることが難しいからである。一方、炭化室内の温度が８００℃を超えると、得られる炭化陶器が金属様の光沢を呈するようになったり、付着した炭化物によって表面の多孔性が失われたりするため好ましくない。
【００１７】
上記の方法により得られる本発明の炭化陶器は、陶器の表面に炭素を主成分とする炭化物が付着し、全体に黒色に着色している。陶器の表面に付着した炭化物は、微視的には陶器表面のセラミック粒子を覆うように、即ち陶器表面の微細気孔に沿って付着しており、従って炭化物層は燻し瓦のような緻密で平滑な層とはならず、表面に微細な気孔が残っている。
【００１８】
このように、炭化陶器の炭化物で覆われた表面には微細な気孔が残された状態であるため、基体である陶器が有する多孔質としての性能を維持している。従って、本発明の炭化陶器は、高い吸着力を有し、水や空気中の不純物を吸着して浄化し又は防臭する作用を有している。また、表面の炭化物層は電気抵抗が低いため、大気中や水中にマイナスイオンを放出する効果も期待できる。
【００１９】
上記の諸効果を有する本発明の炭化陶器は、特に飲食物の容器あるいは調理器具として、例えば茶碗や鍋などとして有用である。即ち、炭化陶器を茶碗や鍋などとして用いることにより、上記した浄化・防臭作用やマイナスイオンの放出作用のほか、表面の炭化物層から豊富なミネラルの溶け出し、飲み物やご飯などの飲食物をより美味しくすることができる。また、炭化物層からの遠赤外線によって、飲食物の保温保冷効果なども期待することができる。
【実施例】
【００２０】
炭化装置の一具体例を、図１〜２を用いて説明する。この炭化装置は、基本的には、取出口１ａを開閉する開閉蓋１ｂを備えた加熱室１と、加熱室１内に配置された炭化室２と、加熱室１の上方に配置され且つ加熱室１と耐熱区画壁５で区画された燃焼室３とで構成されている。また、耐熱区画壁５の中央部には、加熱室１と燃焼室３を連絡する連通口５ａが設けてある。尚、加熱室１は支持台４上に固定され、加熱室１と燃焼室３の内側面は耐熱性の炉材で構成されている。
【００２１】
加熱室１内に配置された炭化室２は、有底箱状の炭化室本体２ａと、炭化室本体２ａの上部開口を閉鎖するように耐熱区画壁５に懸架固定された蓋板２ｂとで構成されている。この炭化室本体２ａの一側面には水平方向に回転支軸６が固定してあり、図１に鎖線で示したように炭化室本体２ａを傾斜させ又は水平に保持して、蓋板２ｂとの間を開閉できるようになっている。尚、炭化室本体２ａ及び蓋板２ｂは、窒化珪素などのセラミックス又はステンレス鋼などの金属材料で形成されている。また、炭化室本体２ａの上部開口端部の外周面には、セラミックウールよりなる密封材７が取付けてあり、蓋板２ｂで炭化室本体２ａを閉鎖したとき乾留ガスの漏れや空気の侵入を防止するようになっている。
【００２２】
燃焼室３の外壁には燃焼バーナ８が設置され、高温の燃焼ガスを燃焼室２内に供給するようになっている。また、支持台４にはエア供給ブロア９が設置してあり、耐熱区画壁５を貫通したエア導入管１０を通して、燃焼用の空気を燃焼室３内に供給するようになっている。このエア導入管１０の内側には、下端が炭化室２内に及び上端が燃焼室３内にそれぞれ開口したガス導入管１１が同軸的に配置されていて、ガス導入管１１がエア導入管１０の一部を貫通している部分では両者の間が気密に封止されている。
【００２３】
また、加熱室１の底部には第１排気口１２が設けてあり、図２に示すように、この第１排気口１２に接続して装置外側を上方へ延びる第１排気筒１３が立設されている。一方、燃焼室３の頂部には第２排気口１４が設けてあり、この第２排気口１４と第１排気筒１３の中間部とを接続するように、第２排気筒１５が設けてある。第１排気筒１３と第２排気筒１５の接続部分には、図２に示すように、その内部に切替ダンパ１６が回動可能に支持されている。そして、この切替ダンパ１６を水平方向又は垂直方向に位置せしめることにより、燃焼室３内又は加熱室１内と外気とをそれぞれ連通させ、燃焼室３及び加熱室１内の温度を調整することができるようになっている。
【００２４】
次に、上記炭化装置を用いて、炭化陶器を製造する方法を説明する。まず、図１に鎖線で示すように、回転支軸６を反時計方向に回動させることにより、炭化室本体２ａの開口部が加熱室１の取出口１ａの方向に向くように、炭化室本体２ａを傾斜させる。炭化室本体２ａの底部に固体有機材料（例えば竹）を敷き詰め、その上に直接又は支持具などを用いて複数個の陶器（吸水率３％以上）を配置する。その後、回転支軸６を時計方向に回動させることにより炭化室本体２ａを移動させ、その開口部を蓋板２ｂに押し当てると共に密封材７を蓋板２ｂの下面に密着させた後、開閉蓋１ｂにより加熱室１の取出口１ａを閉鎖する。
【００２５】
続いて、エア供給ブロア９からエア導入管１０を通して空気を供給しながら、燃焼室３内において燃焼バーナ８で燃料を燃焼させる。第１排気筒１３と第２排気筒１５の接続部に設けた切替ダンパ１６は、定常状態では図２に実線で示すように第２排気筒１５を閉鎖しているので、燃焼炉３内の燃焼ガスは連通口５ａを通して下方の加熱室１内に供給される。供給された燃焼ガスは加熱室１内を加熱し、加熱室１の底部の第１排気口１２から第１排気筒１３を通って排気される。
【００２６】
この加熱室１の加熱に伴って炭化室２内が５００〜８００℃に加熱され、その結果、炭化室２内の固体有機材料から水分が蒸発し、更に乾留されると共に、熱分解ガスが発生する。この乾留処理により発生した熱分解ガスは、炭化室２内に配置した陶器に接触し、熱分解ガス中の炭素を主成分とする炭化物が陶器表面に付着することによって、全体に黒色に着色した炭化陶器が得られる。同時にまた、この熱分解ガスは可燃性であるから、その一部は補助燃料としてガス導入管１１を通して上方の燃焼室３に導かれ、エア供給ブロア９から供給された空気中の酸素と反応して燃焼される。
【００２７】
尚、切替ダンパ１６は加熱室１や燃焼室３の温度調整にも使用する。即ち、加熱室１や燃焼室３の温度が過度に上昇した場合には、温度センサが検知した温度に基づいて、切替ダンパ１６を図２に鎖線で示すように水平方向に移動させて第１排気筒１５を閉鎖し、燃焼室３内の燃焼ガスの一部を第２排気口１４から第２排気筒１５を通して放出させる。また、加熱室１や燃焼室３の温度が過度に低下した場合には、切替ダンパ１６を垂直方向に移動させ、第２排気筒１５を閉鎖する。このように切替ダンパ１６の移動により、加熱室１及び燃焼室３の温度の上昇又は低下を抑制し、炭化室２内の温度を所定範囲内で一定に保持することができる。
【００２８】
炭化処理が終了すると、燃焼バーナ８及びエア供給ブロア９を止め、加熱室１及び燃焼室３の温度をおおよそ５０℃まで低下させた後、開閉蓋１ｂを開いて取出口１ａを開放する。次いで、回転支軸６を回動させて炭化室本体２ａを傾斜させ、開いた開閉蓋２ｂとの間から炭化室２内の炭化陶器を回収する。
【００２９】
具体的に、固体有機材料として竹を使用し、炭化室２内を約５５０℃以上の温度に加熱することによって、素焼きの茶碗（吸水率３％以上）の表面に炭素を主成分とする炭化物が付着して全体に黒色に着色した炭化陶器が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施に用いる炭化装置の一具体例を示す断面図である。
【図２】図１の炭化装置を一部切り欠いて示した正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      加熱室
２      炭化室
２ａ    炭化室本体
２ｂ    蓋板
３      燃焼室
５      耐熱区画壁
５ａ    連通口
６      回転支軸
８      燃焼バーナ
９      エア供給ブロア
１０      エア導入管
１１      ガス導入管
１２      第１排気口
１３      第１排気筒
１４      第２排気口
１５      第２排気筒
１６      切替ダンパ
【図１】
2005263525.tif 000003
【図２】
2005263525.tif 000004