(57)【要約】【課題】  水中に没した状態でも金属と炭素の接触固化状態を維持することができ、かつ、金属と炭素の接触部境界面を広げることで、金属イオンの生成効果効率を大幅に向上させることができる金属イオン生成体及び金属イオン生成体の製造方法の提供。【解決手段】  ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒と多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒と多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、前記多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化する一方で、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成した構成。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒と多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒と多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、前記多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化する一方で、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成するようにしたことを特徴とする金属イオン生成体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記可燃焼物は、少なくとも可燃焼物塊と可燃焼物粒からなることを特徴とする金属イオン生成体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことを特徴とする金属イオン生成体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記焼結が金属焼結法であることを特徴とする金属イオン生成体の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記焼結が放電プラズマ焼結法であることを特徴とする金属イオン生成体の製造方法。
【請求項６】
ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒及び多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、前記多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化し、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成してなることを特徴とする金属イオン生成体。
【請求項７】
請求項６記載の金属イオン生成体において、
前記可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことで、前記多数の炭化する物質が焼結時の高温で燃焼炭化した炭素が前記金属に接触した状態になっていることを特徴とする金属イオン生成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に没する状態にすることにより水中に鉄や金等の金属イオンを発生させる金属イオン生成体に関し、化学物質溶解の水溶液、純水、水槽、河川、池、湖、海、風呂、飲用水液、及び水の配管等に使用される水に適用される金属イオン生成体及び金属イオン生成体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中に没する状態にすることにより水中に鉄イオンを発生させる鉄イオン溶出体であって、
粉状又は粒状の鉄と粉状又は粒状の炭を水溶性バインダーと共に混合して固めて多数の小塊を成形し、
前記多数の小塊の一部同士を非水溶性バインダーで固めて成形され、
前記水中に没した状態で、前記非水溶性バインダーで固められていない前記小塊の部分が水と接する形状であり、
前記水溶性バインダーは、ＰＶＡ、デンプン糊、にかわ、コーン、デキストリン、芋、米のいずれかの粉であり、
前記非水溶性バインダーは、粘土、セメントのいずれかの粉であり、
前記水中に没した状態で、
前記非水溶性バインダーで固められていない前記小塊の部分の前記水溶性バインダーが、水と接触して水によって溶けるにつれて前記炭と前記鉄が次々に接触して鉄イオンを溶出可能であることを特徴とする鉄イオン溶出体が知られている・・従来例１（特許文献１参照。）。
【０００３】
すなわち、この従来例１の鉄イオン溶出体は、水に没することで水に溶けてしまう水溶性パインダーと、鉄の粉粒と、炭素の粉粒とを混合して固め、多数の小塊を成形した上で、その小塊多数を非水溶性バインダーを用いて固め成形されたもので、これを水中に没した状態にすることで水溶性バインダーは水に溶け、鉄の粉粒と炭素の粉粒とは局部電池を形成可能な範囲で水を介在し発生するサビ（鉄錆）の接触と接合でもって、鉄の電子（ｅ-）は炭素へ電位差で引き寄せられ、鉄は電子（ｅ-）を失った量だけ鉄イオンを水中へ溶出する原理である。
【０００４】
また、鉄と炭と焼酎滓或いは柑橘類の滓とを含有し、前記鉄と前記炭とが前記焼酎滓或いは前記柑橘類の滓によって一体的に形成され、水中で前記鉄と前記炭との接触により鉄イオンを溶出し、前記鉄イオンと前記焼酎滓或いは前記柑橘類の滓に含まれているキレート化剤により鉄キレートを生成する、ことを特徴とする鉄キレート発生材が知られている・・従来例２（特許文献２参照。）。
【０００５】
すなわち、この従来例２の鉄キレート発生材は、鉄イオンを継続して溶出し、かつ溶出した鉄イオンは鉄キレートとしてイオン状態のまま水中に存在するようにしたもので、鉄サビが発生し炭素との接触を維持すること局部電池が形成される原理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２５８１７１号公報
【特許文献２】特許第４７１００３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来例の鉄イオン溶出体および鉄キレート発生材では、極々小さな空間や鉄サビによる炭素への接触などでの局部電池の形成なので、鉄サビと炭素との接触接合する部分面積が少なく、鉄イオンの生成溶出の効果効率が極めて悪いという問題があった。
また、金属と炭素以外に、非水溶性バインダーや、焼酎滓或いは柑橘類の滓などの異物を含むため、これが絶縁物となり、金属と炭素との接触を阻害し、金属イオンの発生効率が極めて悪いという問題があった。
さらに、焼酎滓或いは柑橘類の滓などは金属と炭素を接触状態で固めるバインダーとしての機能がないため、水中に没した状態では金属と炭素が分離し、金属イオンを発生させることはない。
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、水中に没した状態でも金属と炭素の接触固化状態を維持することができ、かつ、金属と炭素の接触部境界面を広げることで、金属イオンの生成効果効率を大幅に向上させることができる金属イオン生成体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため請求項１記載の金属イオン生成体の製造方法は、ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒と多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒と多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、前記多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化する一方で、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成するようにしたことを特徴とする手段とした。
【００１０】
また、請求項２記載の金属イオン生成体の製造方法は、請求項１記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記可燃焼物は、少なくとも可燃焼物塊と可燃焼物粒からなることを特徴とする手段とした。
【００１１】
また、請求項３記載の金属イオン生成体の製造方法は、請求項１又は２に記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことを特徴とする手段とした。
【００１２】
また、請求項４記載の金属イオン生成体の製造方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記焼結が汎用の粉末冶金方式で粉末金属を圧縮成形したのち固化する金属焼結法であることを特徴とする手段とした。
【００１３】
また、請求項５記載の金属イオン生成体の製造方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属イオン生成体の製造方法において、
前記焼結が放電プラズマ焼結法であることを特徴とする手段とした。
【００１４】
また、請求項６記載の金属イオン生成体は、ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒及び多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、前記多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化し、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成してなることを特徴とする手段とした。
【００１５】
また、請求項７記載の金属イオン生成体は、請求項６記載の金属イオン生成体において、
前記可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことで、前記多数の炭化する物質が焼結時の高温で燃焼炭化した炭素が前記金属に接触した状態になっていることを特徴とする手段とした。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の金属イオン生成体の製造方法では、上述のように、ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒と多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒と多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化したことで、水中に没した状態でも金属と炭素の接触固化状態を維持することができるため、金属イオンの生成効果効率を大幅に向上させることができるようになるという効果が得られる。
さらに、多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成するようにしたことで、金属と炭素の接触部境界と露出面積と水液との接触面を広げることができ、これにより、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
【００１７】
請求項２記載の金属イオン生成体の製造方法では、上述のように、可燃焼物は、少なくとも可燃焼物塊と可燃焼物粒からなることで、多数の金属粒と多数の金属粉末との融合接着体の内外に大きな空洞と小さな空洞が散在する状態となり、これにより、金属と炭素の接触部境界と露出面積と水液との接触面をさらに広げることができ、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
【００１８】
請求項３記載の金属イオン生成体の製造方法では、上述のように、可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着した融合接着体の表面に炭化した炭素粒が接触固着し、これにより、金属と炭素粒との接触部境界面がさらに増加し、これにより、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
万が一にも可燃焼物が炭化以上に灰化したとしても、この灰に水や液が吸収されて空洞部内にとどまり、金属と炭素の接触部境界面において金属イオンの生成効果を阻害することはない。
【００１９】
請求項４記載の金属イオン生成体では、上述のように、焼結法として、金属焼結法を用いることにより、金属と炭素を十分に分散混合することができ、金属の短時間的溶融による接合効果で炭素と偏在のない分散接合した状態で密接固着させることができるようになる。
【００２０】
請求項５記載の金属イオン生成体では、上述のように、焼結法として、放電プラズマ焼結法を用いることにより金属以外の、セラミック等の焼結にも使用されているように、瞬時に金属は全て確実に溶融し、しかも、炭素も偏在のない分散接合した状態で確実に囲い込んで固化体をつくることができるようになる。
【００２１】
請求項６記載の金属イオン生成体では、上述のように、ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒及び多数の金属粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化し、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との２種融合接着体の内外に多数の空洞を形成した構造としたことで、水中に没した状態でも金属と炭素の接触固化状態を維持することができ、かつ、金属と炭素の接触部境界と露出面積と水液との接触面を広げることで、金属イオンの生成効果効率を大幅に向上させることができるようになるという効果が得られる。
【００２２】
請求項７記載の金属イオン生成体では、上述のように、可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことで、多数の炭化する物質が焼結時の高温で燃焼炭化した炭素が金属に接触した状態になっているため、金属と炭素粒との接触部境界面がさらに増加し、これにより、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
万が一にも可燃焼物が炭化以上に灰化したとしても、この灰に水や液が吸収されて空洞部内にとどまり、金属と炭素の接触部境界面において金属イオンの生成効果を阻害することはない。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下にこの発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
まず、この実施例１の金属イオン生成体を製造方法に基づいて説明する。
この金属イオン生成体は、電気陰性度値が２．５未満の多数の金属粒及び多数の金属粉末と、電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化し、多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して多数の金属粒と多数の金属粉末との融合接着体の内外に多数の空洞を形成してなる構成としたものである。
【００２５】
さらに詳述すると、前記可燃焼物としては、少なくとも可燃焼物塊と可燃焼物粒とで構成することが望ましい。
【００２６】
また、前記可燃焼物には、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質、例えば、デンプン粒、砂糖など糖質粒、種子粒等を含めることが望ましい。
【００２７】
なお、前記金属としては、鉄や金等、ポーリングの電気陰性度値が２．５未満の任意の金属を用いることができる。
また、前記焼結方法としては、金属焼結法の他、放電プラズマ焼結法を用いることができる。
【００２８】
また、高温で焼失する多数の可燃焼物としては、植物の種子、樹脂の粒、糖質の結晶粒、植物チップ粒等を用いることができる。
また、高温で焼失する液状バインダーとしては、デンプン系糊、ポリビニールアルコール系水溶液の水溶性液を用いることができる。
【００２９】
次に、この実施例１の作用を説明する。
この実施例１の金属イオン生成体では、上述のように構成されるため、上記金属が鉄の場合、これを水中に没した状態にすると、ポーリング電気陰性度値が２．５以上の多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と、ポーリング電気陰性度値が２．５未満の多数の鉄粒及び多数の鉄粉末とが互いに密に接触した状態で固化しているため、炭素よりも電気陰性度数の低い鉄とで電気陰性度差による局部電池を形成する範囲で鉄の電子（ｅ-）は炭素へ電気陰性度差で引き寄せられ、鉄は電子を失った量だけ鉄イオンを水中へ溶出する。
すなわち、局部電池の形成範囲は、鉄と炭素の接触部境界が露出し水液が接触する量の広さに比例することになる。
【００３０】
また、金属が金の場合は、ポーリングの電気陰性度値が２．５未満で、炭素の電気陰性度値が２．５以上なので、その差は小さいが、電気陰性度差が生じているので、金の電子（ｅ-）を失った量、金イオンを水中又は化学物質溶解液中へ溶出する。
【００３１】
次に、この実施例１の効果を説明する。
この実施例１の金属イオン生成体では、上述のように、多数の金属粒と多数の金属粉末と、多数の炭素粒と多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化したことで、水中に没した状態でも金属と炭素の接触固化状態を維持することができるため、金属イオンの生成効果効率を大幅に向上させることができるようになるという効果が得られる。
さらに、多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して多数の金属粒と多数の金属粉末との融合接着体の内外に多数の空洞を形成するようにしたことで、金属と炭素の接触部境界面を広げることができ、これにより、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
【００３２】
また、可燃焼物は、少なくとも可燃焼物塊と可燃焼物粒からなることで、多数の金属粒と多数の金属粉末との融合接着体の内外に大きな空洞と小さな空洞が散在する状態となり、これにより、金属と炭素の接触部境界面をさらに広げることができ、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
【００３３】
また、可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着した融合接着体の表面に炭化した炭素粒が接触固着し、これにより、金属と炭素粒との接触部境界面がさらに増加し、これにより、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
万が一にも可燃焼物が炭化以上に灰化したとしても、この灰に水や液が吸収されて空洞部内にとどまり、金属と炭素の接触部境界面において金属イオンの生成効果を阻害することはない。
【００３４】
また、金属イオン生成体の製造方法として、多数の金属粒及び多数の金属粉末と、多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と、高温で焼失する多数の可燃焼物と、高温で焼失する液状バインダーとの混合結着体を圧縮成形後焼結することで、多数の金属粒及び多数の金属粉末同士が互いに融合接着する際、前記多数の炭素粒及び多数の炭素粉末と多数の金属粒及び多数の金属粉末とが互いに密に接触した状態で固化し、前記多数の可燃焼物が焼結時の高温で焼失して前記多数の金属粒と多数の金属粉末との融合接着体の内外に多数の空洞を形成した構造としたことで、水中に没した状態でも金属と炭素の接触固化状態を維持することができ、かつ、金属と炭素の接触部境界面を広げることで、金属イオンの生成効果効率を大幅に向上させることができるようになるという効果が得られる。
【００３５】
また、可燃焼物が、焼結時の高温で燃焼して炭化する物質を含むことで、多数の炭化する物質が焼結時の高温で燃焼炭化した炭素が金属に接触した状態になっているため、金属と炭素粒との接触部境界面がさらに増加し、これにより、金属イオンの生成効果効率をさらに向上させることができるようになる。
万が一にも可燃焼物が炭化以上に灰化したとしても、この灰に水や液が吸収されて空洞部内にとどまり、金属と炭素の接触部境界面において金属イオンの生成効果を阻害することはない。
【００３６】
以上本実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００３７】
例えば、炭素としては、基本的に黒鉛やコークスの粒及び粉末を使用する。また、炭素の電気陰性度値が２．５以上なので組合せ金属は電気陰性度値が２．５未満であれば全てイオン化目標金属として２種での金属と炭素の組合せができる。
【００３８】
また、金属としては、合金の金属と金属粉末が僅かな添加物や不純物を含有する金属素材も採用することができるもので、主材金属を含め含有する金属を電気陰性度の小さい（低い）順にイオン化する。
【００３９】
また、金属と炭素の密接固着の境界部の新境界を露出するために、境界部を常に研磨研削することが望ましい。
【００４０】
また、炭素として、植物炭や化学繊維炭（カーボンファイバー）その他炭化物質を使用することもできる。
【００４１】
また、本実証用としてテストピースにおける金属粉粒と炭素粉粒の体積配合比を等量割合としたが、配合比は任意とする。但し、炭素配合を多くすれば金属との接量も多くなり電子（e(-)）の移動効率が低下しにくくなる。