(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成炉の中に小ボックスを設置し、前記小ボックスの中にセラミックス原料及びドライアイスを載置した状態で、前記セラミックス原料を焼成することを特徴とする浄活水器用セラミックスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の浄活水器用セラミックスの製造方法において、
前記小ボックスの上面に通気孔を開け、焼成中通気可能になるように蓋をした状態で、前記セラミックス原料を焼成することを特徴とする浄活水器用セラミックスの製造方法。
【請求項３】
焼成炉の中にトレイを設置し、前記トレイの中にセラミックス原料及びドライアイスを載置し前記トレイに蓋を載せて閉蓋した状態で、前記セラミックス原料を焼成することを特徴とする浄活水器用セラミックスの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の浄活水器用セラミックスの製造方法において、
前記焼成炉に通気孔を開け、焼成中通気可能になるように蓋をした状態で、前記セラミックス原料を焼成することを特徴とする浄活水器用セラミックスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水、とくに飲料水の浄活水化に使用するセラミックスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水の浄活水化に使用するセラミックスの製造方法としては、基本的に粘土質材に活性炭、木炭等の浄化用炭粉やコーラルサンド等のミネラル成分溶出材を混合したものを電気炉等の焼成炉で焼成する方法が行われている。
この場合、加熱にともなって焼成炉中の酸素が浄化用炭粉やミネラル成分溶出材を酸化して水の浄活水化目的を達成し得なくなる恐れがある。例えば酸化により活性炭、木炭等が灰化してしまったり、ミネラル成分溶出材のミネラル成分が酸化により変性して、水への溶解度が上がり過ぎて初期に過剰なミネラル成分の溶出があり、長期の効果が期待できなくなるのである。
このような事態を防止するため、セラミックス焼成を行うに際して窒素ガス、炭酸ガス等の不活性ガスを導入して浄化用炭粉やミネラル成分溶出材の酸化を防止するようにしている。
【０００３】
しかし、閉鎖系の焼成炉を使用する場合には、当初から存在する酸素を完全に除去するのが困難であり、充分な酸化防止をなし得ない欠点がある。
一方、通気孔を開けた開放系の焼成炉の場合、加熱のかなり前より焼成終了まで連続的に不活性ガスを供給し続けるので酸素は完全に除去できるが、使用する不活性ガスの量は膨大になり、製造コストが嵩むという欠点がある。
このため、酸素を完全に除去できる開放系の焼成炉で、不活性ガスの使用量を少なくする焼成方法が求められているが、未だ充分な方法の提案はなされていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、酸素を完全に除去できる開放系の焼成炉で不活性ガスの使用量を少なくする焼成方法が求められているが、未だ満足のゆく方法の提案はなされていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、開放系の焼成炉で不活性ガスの使用量が少なくてすむ焼成方法を得るべく鋭意研究の結果、ドライアイスを使用すれば良いことに想到し、本発明を完成させるに至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ドライアイスを収容した焼成炉を用いてセラミックス原料を加熱、焼成させることを特徴とする浄活水器用セラミックスの製造方法である。
【０００７】
本発明で使用するセラミックス原料１は、活性炭、木炭、竹炭等の粉、コーラルサンド、カルシウムパウダー、マグネシウムパウダー等のミネラル材またはこれらの２種以上の混合物からなる浄化用炭および／またはミネラル材と粘上質材とを一定割合で混合したもので、水の浄活水化に通常使用する組成のセラミックス原料を用いればよい。
使用する粘土質材としては、カオリン、モンモリロナイト、ハロイサイト、加水ハロイサイト、バーミキュライト、セピオライト、アタパルシャイト、アロフエン、パリゴルスカイト、珪藻土等が挙げられる。
なお、本発明において、浄化用炭および／またはミネラル材と粘土質材の好ましい混合割合（重量）は、浄化用炭：粘土質材＝１：９〜７：３の割合である。
【０００８】
前記セラミックス原料１は、最大径０．５〜１５ｍｍの粒状、球状または塊状、または０．５ｃｍ×０．５ｃｍ×０．５ｃｍないし１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０ｃｍの板状に成型して、好ましくは通気孔２１を設けた焼成炉２に入れ、６００〜１５００℃で２〜２０時間加熱して浄活水器用セラミックスを製造する。
本発明において、好ましくは前記焼成炉２の中に耐熱性の小ボックス４を適数設置し、その中に前記セラミックス原料１を装入して焼成する。
【０００９】
前記小ボックス４は、ステンレススチール、セラミックス等の耐熱性材料を用いて横断面三角形、四角形、五角形、その他の多角形の箱型、横断面円形、楕円形等のドラム型、その他任意形状に作られるが、適所、好ましくは上面４１に適当径の通気孔４２を開け、焼成中通気可能なるように簡単な蓋４３をするようにしている。
前記蓋４３は、たとえば箱型の小ボックス４の上面４１に通気孔４２を開けている場合、アルミニウム、ステンレススチール、セラミックス等の耐熱性材料を軽い重量の板状に作り、前記通気孔４２に重しのようにして載置するようにすればよい。
【００１０】
前記焼成炉２または小ボックス４には、焼成前にセラミックス原料１を焼成炉２の上面２２または小ボックス４の上面４１との間に一定幅の空隙を保つようにして充填し、充填したセラミックス原料１の上にドライアイス３を載置して気化せしめ、小ボックス４中を二酸化炭素で飽和させておくようにする。本発明で使用するドライアイス３は特に限定されず、市販のものをそのまま使用すればよいが、その形状は、たとえばブロック状、ペレット状、粉状のものが挙げられる。
【００１１】
本発明で使用するドライアイス３の使用量は、セラミックス原料１の焼成作業中、焼成炉２または小ボックス４の内部を二酸化炭素で飽和し続ける程度以上であれば特に限定されないが、これは焼成炉２または小ボックス４の容積、さらに通気孔２１、４２を設けている場合には通気孔２１の面積等を考慮して定めればよい。
ドライアイス３の使用量の一般的な標準としては、焼成炉２または小ボックス４の容積４５リットル、通気孔２１、４２の面積０．５〜５ｃｍ２の場合、体積約９ｃｍ３（３ｃｍ×３ｃｍ×１ｃｍ）以上のものを使用すればよい。
このドライアイスは、長時間焼成を行う場合、焼成炉２または小ボックス４の容積が非常に大きい場合または通気孔２１、４２の面積が大きくて、通気が非常によい場合には相応に使用量を多くする必要がある。
【００１２】
なお、前述したようにセラミックス原料１の焼成は６００〜１５００℃で２〜２０時間加熱して行うが、最も典型的な加熱方法では、焼成炉２または小ボックス４の内部温度を通常１時間に２００℃の割合で上昇するようにして４時間加熱し、８００℃に達した時点でこの温度を約２時間維持するようにして行う。
【００１３】
本発明で使用する焼成炉２は、水の浄活水化に使用するセラミックスの焼成に使用可能であればどのようなものでもよいが、前述したように不活性ガスの充分な飽和を確保するために少なくとも１個の通気孔２１の開いたものを用いる。そしてこの通気孔２１には前記小ボックス４の通気孔４２に用いる蓋４３と同様構造の蓋２３を随時使用できるようにしておく。
【００１４】
また、本発明において、前記セラミックス原料１をトレイ５にいれて前記焼成炉２または小ボックス４に装入するようにしてもよい。
このトレイ５は耐熱性のセラミックスまたは金属を用いて側面看取逆台形、長方形、正方形等に作られているが、この種トレイに通常設けられている対向する側板への通気用の空隙の切込みは設けていない。ドライアイスの大量空中散逸を防ぐためである。
このトレイ５には板状の蓋５１を載せて閉蓋するようにし、複数のものを積み重ねて使用することもできる。
このトレイ５はとくに前記小ボックス４を用いずにセラミックス原料１を前記焼成炉２に装入して焼成する場合に有用である。
以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
実施例１
市販の竹炭５０ｋｇにベントナイト２０ｋｇ、ケイソウ土３０ｋｇを混合してなる混合物１００ｋｇをディスクペレッター（ダルトン社製ＰＶ−５型）及びマルソライザー（ダルトン社製Ｑ−４５０）にかけて約４〜８ｍｍ×３〜５ｍｍ径の竹炭ペレットを約１００ｋｇ製造した。
この竹炭ペレット１を面積２ｃｍ２の通気孔４２を上面に開けた容積４５リットルのステンレススチール製の小ボックス４に４０リットル容積分注入し、その上に９ｃｍ３の固形ドライアイス３を１個載せて閉蓋した。
このように処理した小ボックス４を電気炉２（丸祥電器社製）に装人し、次いで小ボックス４の通気孔４２に蓋４３を載置した後、前記電気炉２を小ボックス４の内部温度が１時間に２００℃の割合で上昇するようにして４時間加熱した。
小ボックス４の内部温度が８００℃に達した時点で温度維持を行い、８００℃のまま約２時間経過させた後、加熱を止め、焼成した竹炭ペレットを冷却させた。得られた焼成竹炭ペレットは焼成前と変わらない黒色を呈していた。
対照として、従来焼成方法で、即ちドライアイス３を使用しない他は前記と同様に処理して焼成竹炭ペレットを得た。この焼成竹炭ペレットは白味がかった灰色で、少数白ピンク色のペレットが混じっていた。
本発明にかかる焼成竹炭ペレットと対照の焼成竹炭ペレットをそれそれ直径１２８．９ｍｍ×高さ３０４ｍｍのカートリッジに充填して浄水器［（株）アルソア本社製コチャママクックスターＣＪ−２５０Ｚ］に装填し、毎分３．５リットル、１日４０リットルの水道水を６ヶ月通水・浄化した場合のミネラル成分含有量の分析結果を表１に掲げる。
0003949904.tif 000002
本発明にかかる焼成活性炭ペレットの初期ミネラル溶出量は、対照の約１／３乃至８０％と低いが、この溶出量は６ヶ月後においても殆ど変わらないのに対して対照のものは６ヶ月後には殆どミネラル成分が溶出しなかった。
【００１６】
実施例２
市販の活性炭５０ｋｇの代わりに市販のコーラルサンド５０ｋｇを用いて作ってたコーラルサンドペレット１、９ｃｍ３の固形ドライアイス１個の代わりに２個を使用し、焼成温度を８００℃の代わりに１０００℃にする他は実施例１と同様にして淡い黄色がかったピンク色の焼成コーラルサンドペレットを得た。
ドライアイスを用いない対照のコーラルサンドペレットは灰色を呈していた。
実施例１と同様にして行った比較試験の結果を表２に示す。
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本発明にかかる焼成コーラルサンドペレットの初期ミネラル溶出量は、対照に比べてバランスよく高い値を示し、この溶出量は６ヶ月後においても殆ど変わらないのに対して対照のものは６ヶ月後には殆どミネラル成分が溶出しなかった。
【００１７】
実施例３
高さ１５ｃｍ、幅４０ｃｍ、長さ６０ｃｍの内容積（０．０３６ｍ３）の箱型のトレイ５に実施例１と同様にして製造した活性炭ペレット１を高さ１０ｃｍ（０．０２４ｍ３）になるように充填し、その上に１ｃｍ３の粉状ドライアイス４３を載置して蓋５１を閉じたものを４個重ねて電気炉２に装入した後閉扉し、さらに電気炉２の通気孔２１には蓋２３を載置した後、電気炉２の内部温度が１時間に２００℃の割合で上昇するようにして３時間加熱した。
小ボックス４の内部温度が６００℃に達した時点で温度維持を行い、６００℃のまま約４時間経過させた後、加熱を止め、焼成した活性炭ペレットを冷却させた。
得られた焼成活性炭ペレットは焼成前と変わらない黒色を呈していた。
【００１８】
実施例４
実施例３で使用したのと同じトレイ５に、実施例２と同様にして製造したコーラルサンドペレット１を充填して蓋５１を閉じたものを４個重ねて電気炉２に装入し、最上のトレイ５の蓋５１に１０ｃｍ３の固形ドライアイス４３を載置した後、電気炉２を閉扉し、次いで通気孔２１には蓋２３を載置した後、電気炉２の内部温度が１時間に２００℃の割合で上昇するようにして６時間加熱した。
小ボックス４の内部温度が１２００℃に達した時点で温度維持を行い、１２００℃のまま約２時間経過させた後、加熱を止め、焼成したコーラルサンドペレットペレットを冷却させた。
得られた焼成活性炭ペレットは淡い黄色がかったピンク色を呈していた。
【発明の効果】
本発明方法は、ドライアイスの気化現象により連続的に焼成炉に不活性ガスを供給、飽和させるので、不活性ガスの少ない使用量で焼成炉から酸素を完全に除去し且つセラミックス原料の焼成作業中、炉内を不活性ガスで飽和し続けることができ、これにより浄活水器用セラミックス成分の酸化を充分に防止できる利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明製造方法の実施態様を示す縦断側面図である。
【図２】本発明製造方法の実施態様を示す一部縦断側面図である。
【図３】本発明製造方法に使用するトレイの斜視図である。
【符号の説明】
１  セラミックス原料
２  焼成炉
２１  通気孔
２２  上面
２３  蓋
３  ドライアイス
４  小ボックス
４１  上面
４２  通気孔
４３  蓋
５  トレイ
５１  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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