(57)【要約】【課題】良好な消臭性能と必要な強度とを有し、例えば建物の壁面又は床面などの設備にも利用できる消臭材料の製造方法、消臭性タイルの製造方法、消臭材料、および消臭性タイルを提供する。【解決手段】この消臭材料および消臭性タイルの製造方法は、下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１０５０℃以下で焼成することを特徴としている。また、下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１０５０℃以下で焼成することを特徴としている。【選択図】図１
2017136335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１０５０℃以下で焼成することを特徴とする消臭材料の製造方法。
【請求項２】
下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１０５０℃以下で焼成することを特徴とする消臭性タイルの製造方法。
【請求項３】
下水道汚泥焼却灰が１０重量％以上６０重量％以下含まれ、曲げ強さが０．８７Ｎ／ｍｍ２以上であることを特徴とする消臭材料。
【請求項４】
下水道汚泥焼却灰が１０重量％以上６０重量％以下含まれ、表面にガラス質を有し、厚さが２０ｍｍ以下、曲げ破壊荷重が１０８Ｎ以上であることを特徴する消臭性タイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば駅トイレに設置して消臭性能を発揮するのに好適な消臭材料の製造方法、消臭性タイルの製造方法、消臭材料、および消臭性タイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者らは、先に、下水道汚泥焼却灰を配合したセラミックスに良好な消臭性能があることを見出し、このセラミックスを駅トイレの臭気対策に利用することを検討した（非特許文献１〜３を参照）。下水道汚泥焼却灰を含むセラミックスは、アンモニアガスの吸着分解性能を有し、長期継続的な消臭性能を発揮する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】小山内東、泰文仁、「駅トイレにおける下水道汚泥焼却灰を利用したセラミックスの消臭性能試験に関する研究 その1 : セラミックス材の消臭性能確認」、学術講演梗概集 2013（環境工学II）、一般社団法人日本建築学会、2013年08月30日、P.789-790
【非特許文献２】小山内東、泰文仁、「駅トイレにおける下水道汚泥焼却灰を利用したセラミックスの消臭性能試験に関する研究 その2 : セラミックス材の利用方法の検討」、学術講演梗概集 2014(材料施工)、一般社団法人日本建築学会、2014年09月12日、P.955-956
【非特許文献３】小山内東、泰文仁、「駅トイレにおける下水道汚泥焼却灰を利用したセラミックスの消臭性能試験に関する研究 その3 : 釉薬による消臭性能の変化とこれまでの考察」、学術講演梗概集2014(材料施工)、一般社団法人日本建築学会、2014年09月12日、P.957-958
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
セラミックスを駅トイレなどの設備に利用する場合、強度と保形力とが必要となる。特に、壁面或いは床面に利用する場合には、高い強度および高い保形力が必要となる。しかしながら、強度および保形力は、下水道汚泥焼却灰の配合比率、焼成温度、釉薬の使用法によって低下したり向上したりすることが考えられる。また、単に強度および保形力のためだけに、下水道汚泥焼却灰の配合比率、焼成温度、釉薬の使用法を決定した場合、セラミックスの消臭性能が低下することも考えられる。
本発明は、良好な消臭性能と必要な強度および保形力とを有し、例えば建物の壁面又は床面などの設備にも利用できる消臭材料の製造方法、消臭性タイルの製造方法、消臭材料、および消臭性タイル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】
【０００５】
本発明の消臭材料の製造方法は、下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１０５０℃以下で焼成することを特徴としている。
また、本発明の消臭性タイルの製造方法は、下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１０５０℃以下で焼成することを特徴としている。
これらの製造方法によれば、良好な消臭性能を有し、且つ、設備に利用するのに必要な強度と保形力とを有する消臭材料および消臭性タイルを得ることができる。
【０００６】
この消臭材料は、下水道汚泥焼却灰が１０重量％以上６０重量％以下の量含まれ、曲げ強さが０．８７Ｎ／ｍｍ２以上となる。また、その消臭性タイルは、下水道汚泥焼却灰が１０重量％以上６０重量％以下の量含まれ、表面にガラス質が設けられ、厚さが２０ｍｍ以下、曲げ破壊荷重が１０８Ｎ以上とすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、良好な消臭性能と必要な強度および保形力とが得られ、例えば建物の壁面又は床面などの設備にも利用できる消臭材料の製造方法、消臭タイルの製造方法、消臭材料、および消臭タイルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】下水道汚泥焼却灰の配合比率と焼成温度による消臭性能の変化を示すグラフである。
【図２】図１のグラフの一部を詳細に示した図である。
【図３】下水道汚泥焼却灰の配合比率が消臭性能に与える影響を示すグラフである。
【図４】下水道汚泥焼却灰の配合比率と焼成温度別の見掛気孔率を示すグラフである。
【図５】焼成温度１０５０℃の施釉品の消臭性能を示すグラフである。
【図６】焼成温度１０８０℃の施釉品の消臭性能を示すグラフである。
【図７】焼成温度１１２０℃の施釉品の消臭性能を示すグラフである。
【図８】実施例の消臭性タイルの消臭性能を示すもので、図８（ａ）は、残留アンモニアガス濃度を時系列に示したグラフ、図８（ｂ）は、残留アンモニアガス濃度の操作ブランク試験との比較を時系列に示したグラフである。
【図９】実施例の消臭材料の長期の消臭性能を示すグラフである。
【図１０】長期繰り返し試験における実施例の消臭材料の性能変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る消臭材料の製造方法は、下水道汚泥焼却灰を１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１１００℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰を３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上１０５０℃以下で焼成するものである。より好ましくは、下水道汚泥焼却灰が１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上９５０℃以下で焼成、或いは、下水道汚泥焼却灰が３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物を５５０℃以上９００℃以下で焼成するものである。
このような製造方法によって、良好な消臭性能を有し、且つ、設備に利用するために必要な強度および保形力を有する消臭材料を得ることができる。
【００１０】
下水道汚泥焼却灰は、下水に含まれる汚泥を下水処理場で集約して脱水および焼却したものであり、次の第１例および第２例のような化学組成を有する。下水道汚泥焼却灰は８００℃以上であらかじめ焼成されており、上下水道局の分析において有害物質の溶出は基準を満足している。なお、下記表においては構成率０.１％未満の化学組成は省略している。
【表１】
2017136335.tif 000003
【００１１】
【表２】
2017136335.tif 000004
【００１２】
セラミックス原料は、下水道汚泥焼却灰と添加セラミックス材料とを混合して得られる。成形バインダーを含めない原料の段階で、下水道汚泥焼却灰の重量比（内割）が、上述した好適な値（１０重量％〜６０重量％）になるように、これらの材料を混合する。
添加セラミックス材料としては、例えば木節粘土粉末を採用できるが、粘土粉末であれば様々な種類の材料を用いてよい。
焼成前の成形物は、セラミックス原料に成形バインダー（例えば水）を加えて混錬し、金型成形などにより一定の形状にして構成する。
焼成は、８０℃〜９０℃で半日乾燥後、上述した好適な温度を最高温度として行う。好適な温度とは、５５０℃以上１１００℃以下（下水道汚泥焼却灰の配合比率が１０重量％以上３０重量％以下の場合）、或いは５５０℃以上１０５０℃以下（下水道汚泥焼却灰の配合比率が３０重量％より多く６０重量％以下の場合）である。乾燥の方法は、成形物の大きさおよび形状にも依存するため上記方法に限定されないが、成形物にひび割れが生じない程度に時間をかけ、且つ、成形物に含まれる水分を除去できればよい。焼成時間は、設定温度の焼成により、成形品内の粉体の緻密化が進んで安定する時間とすればよい。綿密化が安定した後も焼成を長い時間続けると、結合した粉体の粒成長がより進むので好ましくない。
【００１３】
＜１．性能の評価＞
続いて、本発明の実施の形態に係る消臭材料の性能の評価について説明する。
＜１−１．消臭性能の測定方法＞
先ず、消臭性能の測定方法について説明する。
消臭性能の測定試験では、密閉できる容器を２個以上用意し、１個を比較用の操作ブランク試験に使用し、他方に試料（消臭材料）を入れて試験する。双方の容器には、同量のガスを封入するか、或いはガスを発生する試薬を一定量滴下した後密閉し、一定時間ごとにガス検知管を用いて容器中のガス濃度を吸引測定する。そして、操作ブランク試験の測定値と、試料試験の測定値とを比較することで消臭性能の評価を行う。
【００１４】
臭気は元来ガス成分であるため、それを吸着或いは分解する物質が近くにあるとその気中濃度を低下させる。従って、これらの一定時間経過ごとの発生ガス濃度を測定し比較することによって試料の消臭性能を評価できる。
試験では、ガスを封入する容器は同じ形状、同内容積のものを使用し、蓋などから無用なガス漏れが無いよう良くシールを行い、試験に使用する容器は時系列における外気温変化に対応して同じ環境下に置く。また、ガス検知管によるガス濃度測定では測定孔から吸引ポンプによって一定量（約５０ｃｃ〜１００ｃｃ）のガスを吸入する。
なお、操作ブランク試験用の容器内のガス濃度は時系列上一定値を維持して推移することはあまり無く、一般に緩やかに減少する。しかし、ガス源として薬液を使用する場合では、発生ガス成分の持つ固有の蒸気圧によって、ガス化までの所要時間に差が生じるため、時間の経過に伴いブランクのガス濃度が高くなる場合もある。
【００１５】
＜１−２−１．配合比率と焼成温度による消臭性能の変化＞
次に、下水道汚泥焼却灰の配合比率と焼成温度による消臭性能の比較試験について説明する。
この試験では、下水道汚泥焼却灰と添加セラミックス材料との配合比率を１０重量％刻みで異ならせ、焼成温度を５００℃から１１００℃まで５０℃刻みで異ならせた複数の試料について消臭性能を計測した。試料は、φ３５ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱形状とした。試料のガス暴露時間は１時間である。
【００１６】
図１および図２は、下水道汚泥焼却灰の配合比率と焼成温度による消臭性能の変化を示すグラフである。このうち、図２（ａ）のグラフは、図１のグラフから焼却灰の配合比率”１０重量％〜４０重量％”のグラフ線を焼成温度９５０℃以下の範囲で抽出したものである。図２（ｂ）のグラフは、図１のグラフから焼却灰の配合比率”５０重量％〜９０重量％”のグラフ線を焼成温度９５０℃以下の範囲で抽出したものである。グラフ中の焼却灰の配合比率”１０重量％〜９０重量％”は、成形バインダーを含めない原料の段階における下水道汚泥焼却灰の重量比（内割）を表わす。
【００１７】
図１および図２に示すように、この試験の結果、下水道汚泥焼却灰の配合比率が高く且つ焼成温度が高くなるほど残留アンモニアガス濃度が増し消臭性能の低下が顕著となることが分かった。操作ブランク試験のガス濃度、実施日の違いなどデータのバラつきが見られたものの、焼成温度９００℃以上では、下水道汚泥焼却灰の配合比率に関わらず、焼成温度が高くなるにつれて消臭性能が低下する傾向があった。しかし、下水道汚泥焼却灰の配合比率が３０％以下のものでは消臭性能の低下率は小さく、焼成温度が１１００℃でも残留アンモニアガス濃度比率が５０％以下の消臭性能が維持された。一方、下水道汚泥焼却灰の配合比率が４０％以上のものでは消臭性能の低下率は大きく、焼成温度が１１００℃では低い消臭性能しか得られなかった。
【００１８】
＜１−２−２.長期継続的な消臭性能の検証＞
上述した１−２−１の比較試験で評価された消臭性能の値には、下水道汚泥焼却灰以外の材料による消臭性能の寄与が含まれている。例えば、添加セラミックス材料は、焼成することで多孔質材料となり臭い成分を吸着する吸着機能を有する。しかしながら、臭い成分の吸着機能は、長期の使用で消臭性能が低下することに加え、吸着した臭い成分が材料から脱離することにより、臭気の発生源にもなりえる。
一方、下水道汚泥焼却灰を材料としたセラミックスは、下水道汚泥焼却灰の金属成分が触媒となって臭い成分を分解する分解機能を有し、この分解機能により長期継続的な消臭性能を発揮する。
【００１９】
本発明に係る消臭材料は、長期継続的な消臭性能を発揮することを目的の一つとしているため、臭い成分の吸着機能のみを有し、臭い成分の分解機能を有していないセラミックスは、本発明に係る消臭材料から除外されるべきである。
従って、ここでは、１−２−１の比較試験で評価された消臭性能に、下水道汚泥焼却灰による臭い成分の分解機能が含まれているのか、他の材料による臭い成分の吸着機能のみが寄与していないか検証し、下水道汚泥焼却灰の消臭性能が十分に発揮される下水道汚泥焼却灰の配合比率の下限について説明する。
【００２０】
図３は、下水道汚泥焼却灰の配合比率が消臭性能に与える影響を示すグラフである。
ここでの検証試験では、他の材料による消臭性能の影響を排除するため、セラミックスの副材料として、下水道汚泥焼却灰よりも消臭性能が数段劣る材料で、且つ焼成温度によってそれ自体がほとんど変化しない珪石粉（ＳｉＯ２９８％以上）を選定した。さらに、下水道汚泥焼却灰の配合比率の下限を把握するため、下水道汚泥焼却灰の配合比率は１０％から９０％まで１０％刻み（内割）とした。そして、このようなセラミックス原料を、ハンドプレスでφ３５ｍｍ×Ｈ２５〜３０ｍｍの円盤状の成形物とし、複数の焼成温度でそれぞれ焼成して複数の試料を作成した。成形バインダーとしては、ベントナイトを少量（外掛け３％）加え、焼成温度は６００℃、７５０℃、９００℃の１５０℃刻みとした。
【００２１】
この検証試験においては、上述した１−１の方法と同様の測定方法を用いて、ガス濃度を測定し評価を行った。但し、比較用の操作ブランク試験の代わりに、下水道汚泥焼却灰の配合比率が０％の試料を用いた試験の測定結果を比較基準とした。ガス濃度を測定するタイミングはアンモニア水注入から１時間後とした。
【００２２】
図３に示されるように、この検証試験の結果、下水道汚泥焼却灰の配合比率を１０％以上とすれば、残留ガス濃度比が７０％以下となり、下水道汚泥焼却灰の消臭性能が十分に発揮されていることが分かった。試験バラつきを考慮すれば、下水道汚泥焼却灰の配合比率が高くなるほど消臭性能が高くなる傾向が見られ、下水道汚泥焼却灰が３０％以下の範囲で消臭性能の変化率が大きく、５０％を超えると消臭性能の変化率が小さくなった。また、消臭性能としては、１０％以下の配合比率であっても或る程度の値が得られ、３０％以上５０％未満の配合比率では安定的な値となり、５０％を超えると高い値で推移することが分かった。配合比率が低い範囲では、焼成温度による消臭性能の差が見られたが、これらは一律の傾向を示すものではなかった。
【００２３】
以上の結果から、下水道汚泥焼却灰が１０％以上配合されることで、セラミックスの消臭性能として下水道汚泥焼却灰の消臭性能が十分に含まれると考察できた。ところで、下水道汚泥焼却灰は予め８００℃以上で焼成済みの材料であり、さらに、下水道汚泥焼却灰に含まれる酸化金属の多くは融点が２０００℃以上である。よって、これらの金属成分の触媒作用によって得られる消臭性能の特性（臭い成分の分解機能）は、セラミックス製造時の１２００℃以下の焼成温度では変化しないと考察できる。また、上述した１−２−１の比較試験では、下水道汚泥焼却灰の配合比率を１０％以上としている。
このような考察の結果、１−２−１の比較試験で評価された消臭性能には、下水道汚泥焼却灰による臭い成分の分解能力が十分含まれていると考えられた。また、下水道汚泥焼却灰の配合比率の下限を１０％とすれば、このような消臭性能が得られることが確認された。
【００２４】
＜１−３．配合比率と焼成温度による見掛気孔率の変化＞
次に、下水道汚泥焼却灰の配合比率と焼成温度による見掛気孔率の比較試験について説明する。見掛気孔率とは、開口気孔容積の外形容積に対する百分率を意味する。
図４は、下水道汚泥焼却灰の配合比率と焼成温度別の見掛気孔率を示すグラフである。グラフ中、焼却灰配合比率７０重量％、８０重量％、９０重量％のグラフ線の低温度部分が示されていないのは、吸水によって試料に形状崩壊が生じたことによる。
この試験の結果、下水道汚泥焼却灰の配合比率にほぼ比例して見掛気孔率が増加することが分かった。また、５００℃〜９００℃の範囲では、焼成温度によって見掛気孔率の変化が余り見られないことが分かった。
【００２５】
この試験の結果から、ガス吸着面積に関係すると考えられる消臭材料の素地の気孔率の大小は、下水道汚泥焼却灰の配合比率によってほぼ決定されると考えられた。さらに、焼却灰配合比率が７０重量％以上で、且つ７００℃以下の低温焼成の試料では吸水による素地の膨潤により形状破壊が起こり、形状維持が困難であることが分かった。
また、見掛け気孔率のデータから、焼却灰配合比率が６０重量％以下であれば、５５０℃の低温焼成であっても、十分な保形力が得られることが分かった。
【００２６】
＜１−４．曲げ破壊荷重＞
次に、消臭材料の曲げ破壊荷重について説明する。
表３は、焼却灰配合比率が６０重量％の板状の試料についての強度試験の結果を示す。
【表３】
2017136335.tif 000005
強度試験では、前述したセラミック原料を幅３３ｍｍ、厚さ１５．５ｍｍ、長さ１００ｍｍの板状に成形し、５５０℃、６００℃、６５０℃でそれぞれ焼成した３種類の試料を用いた。
【００２７】
建造物の内装壁として使用されるタイルの曲げ破壊荷重は、日本工業標準規格において１０８Ｎ以上と定められている（規格番号ＪＩＳＡ５２０９）。この曲げ破壊荷重を達成する材料の曲げ強さ（最大曲げ応力）は、タイルの厚みによって異なり、厚さ１８ｍｍで曲げ強さ０．５Ｎ／ｍｍ２以上、厚さ１５ｍｍで曲げ強さ０．７２Ｎ／ｍｍ２以上、厚さ１０ｍｍで曲げ強さ１．６２Ｎ／ｍｍ２以上である。
駅トイレには、現行、厚さ１５ｍｍ、１０ｍｍのタイルが使用されている。従って、施工上および強度の見地から、厚さは２０ｍｍ以下で曲げ破壊荷重１０８Ｎ以上のタイルであれば、駅トイレで十分使用できると考えられる。
【００２８】
強度試験の結果、曲げ強度Ｒの下限値は、焼成温度５５０℃の試料で０．８７Ｎであった。この値は、厚さ１５ｍｍや１８ｍｍのタイル形状とすれば、十分な曲げ破壊荷重が得られる強度である。また、焼却灰配合比率が下がれば添加セラミックス材料の比率が上がるため強度が増す。従って、焼却灰配合比率が６０重量％以下の消臭材料であれば、５５０℃の低温焼成であってもタイルとして十分に使用できる強度が得られることが確認された。
【００２９】
＜１−５．消臭性能、見掛気孔率、曲げ破壊荷重の各試験から得られた知見＞
上述した消臭性能と見掛気孔率の試験の結果から、焼却灰配合比率７０重量％以上では、７００℃以下の低温焼成で素地の焼結強度が小さく、製品化には高い焼成温度が必要となることが分かった。加えて、焼却灰配合比率７０重量％以上では、高い焼成温度で消臭性能の低下が伴うことが分かった。このため、焼却灰配合比率７０重量％以上では、製品化が難しいという知見が得られた。
【００３０】
一方、焼却灰配合比率が４０重量％以上６０重量％以下では、焼成温度を５５０℃以上にすることで、タイルとしても使用可能な十分な強度が得られることが分かった。さらに、焼成温度が１０５０℃以下で高い消臭性能が得られ、焼成温度が９００℃以下でより高い消臭性能が得られることが分かった。
同様に、焼却灰配合比率が１０重量％以上３０重量％以下では、焼成温度を５５０℃以上にすることで、タイルとしても使用可能な十分な強度が得られることが分かった。さらに、焼成温度が１１００℃以下で高い消臭性能が得られ、焼成温度が９５０℃以下でより高い消臭性能が得られることが分かった。
【００３１】
＜２．施釉による消臭性能の変化＞
本発明の実施の形態に係る消臭性タイルの製造方法は、下水道汚泥焼却灰が１０重量％以上３０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１１００℃以下で焼成、より好ましくは７５０℃〜９５０℃で焼成するものである。
加えて、本発明の実施の形態に係る消臭性タイルの製造方法は、下水道汚泥焼却灰が３０重量％より多く６０重量％以下含んだセラミックス原料の成形物の表面に釉薬を付加して６００℃以上１０５０℃以下で焼成、より好ましくは７５０℃〜９００℃で焼成するものである。
【００３２】
この製造方法によれば、良好な消臭性能を有し、且つ、設備に利用するために必要な強度と保形力とを有する消臭性タイルを得ることができる。釉薬により表面がガラス質で覆われることで、表面上の保形力も向上する。
表面に釉薬を付加して焼成した施釉セラミックスは、表面がガラス質で覆われることで、耐水性および耐摩耗性を向上でき、これにより保形力が向上する。一方、表面がガラス質で覆われることで、素地による消臭性能が低下することが懸念される。
【００３３】
図５〜図７は、施釉品の消臭性能と焼成温度との関係を示すグラフである。図５は焼成温度１０５０℃、図６は焼成温度１０８０℃、図７は焼成温度１１２０℃の施釉品と無釉品との消臭性能の比較を示している。
図５〜図７の試験結果は、下水道汚泥焼却灰の配合比率が４０重量％の試料を用いた比較試験の結果である。なお、釉薬による消臭性能の低減作用は、下水道汚泥焼却灰の配合比率に大きく関係しないと考えられることから、下水道汚泥焼却灰の配合比率が１０重量％〜６０重量％の試料を用いた場合でも、同様の結果が得られると推定される。
図５に示すように、焼成温度が１０５０℃の場合には、施釉品であっても無釉品の６割など十分な消臭性能が得られることが分かった。一方、図６、図７に示すように、焼成温度が高くなっていくと、施釉品および無釉品ともに次第に消臭性能の低下が見られた。
【００３４】
これらの結果から、釉薬を使用した場合でも、釉薬の標準的な焼成温度（例えば１３００℃）より大幅に低い焼成温度であれば、素地と釉薬との密着度が低下して、消臭能力が維持されることが推定された。この場合でも、表面に釉薬によるガラス質ができることで、耐摩耗性が得られる。このような性質を得るには、焼成温度は６００℃〜１０５０℃とすることが良いと考えられた。６００℃は、釉薬が固まる最低温度である。なお、釉薬による耐摩耗性をより確実にするには、焼成温度は７５０℃以上とすると良い。
表４には、釉薬の成分の一例を示すが、釉薬の種類はこの例に限られるものではない。
【表４】
2017136335.tif 000006
【００３５】
以上のように、本実施の形態の消臭材料および消臭性タイルの製造方法によれば、良好な消臭性能を有し、且つ、設備に利用するのに必要な強度と保形力とを有する消臭材料および消臭性タイルを得ることができる。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明に係る好適な消臭性タイルおよび消臭材料の実施例を示す。なお、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。
実施例の消臭性タイルおよび消臭材料は、表５の原料調合および焼成温度により製造したものである。調合された原料の化学組成は、表６に示す如くである。消臭性タイルは、縦横２００ｍｍ×厚さ２０ｍｍ（裏足含）のタイル形状とし、消臭材料は、φ４３ｍｍ×高さ４４ｍｍ、肉厚３．５ｍｍの中空形状の消臭担体とした。
【表５】
2017136335.tif 000007
【表６】
2017136335.tif 000008
【００３７】
図８は、実施例の消臭性タイルの消臭性能を示すグラフである。図８（ａ）は、残留アンモニアガス濃度を時系列に示したグラフ、図８（ｂ）は、残留アンモニアガス濃度の操作ブランク試験との比較を時系列に示したグラフである。
消臭試験では、７００℃と８００℃とでそれぞれ焼成した２種類の消臭性タイルを５ｃｍ〜７ｃｍ角に切り出したものを試料とし、内容積３Ｌの容器を使用した。
図８に示すように、７００℃焼成品では、残留アンモニアガス濃度が、操作ブランク試験の計測値との比較で、暴露１時間の値で約１／３０（＝３％）、５時間後には１／１００（＝０．１％）以下の性能を発揮した。
また、８００℃焼成品では、暴露１時間の値で１／１５（＝７％）以下、５時間後には約１／１００（＝１％）の性能を発揮した。
【００３８】
表７は、実施例の消臭性タイルの物性を示す。
表７に示すように、焼成温度７００℃および８００℃の消臭性タイルからは、建築物の内装壁タイルとして使用できる曲げ破壊荷重１０８Ｎを超える強度が得られた。焼成温度８００℃の消臭性タイルでは、焼成温度７００℃の消臭性タイルに比べて曲げ強さが２倍になっており、内装床タイルとして使用可能なレベルに達した。
【００３９】
前述したように、曲げ破壊荷重１０８Ｎを達成する材料の曲げ強さは、タイルの厚みによって異なり、厚さ１８ｍｍで曲げ強さ０．５Ｎ／ｍｍ２以上、厚さ１５ｍｍで曲げ強さ０．７２Ｎ／ｍｍ２以上、厚さ１０ｍｍで曲げ強さ１．６２Ｎ／ｍｍ２以上である。従って、焼成温度７００℃の消臭性タイルは、厚さを１５ｍｍにしても曲げ破壊荷重１０８Ｎを達成し、焼成温度８００℃の消臭性タイルは、厚さを１０ｍｍにしても曲げ破壊荷重１０８Ｎを達成する。
【表７】
2017136335.tif 000009
【００４０】
図９は、実施例の消臭材料の長期の消臭性能を示すグラフである。図１０は、長期繰り返し試験における実施例の消臭材料の性能変化を示すグラフである。
図９の消臭試験では、７００℃焼成品の消臭担体を試料とし、初期の残留アンモニアガス濃度を１００００ｐｐｍ程度の高い値とし、暴露時間を比較的長くした。
図１０の消臭試験では、定時に残留アンモニアガス濃度を測定後、その都度、アンモニアガス源であるアンモニア水を初回と同量継続補充し、約１．５ヶ月間（１０００時間強）の消臭性能を観測した。また、実験途中には、アンモニア水を追加しない期間を一部設けた。
【００４１】
実施例の消臭材料によれば、図９のグラフに示すように、アンモニアガス濃度が非常に高い場合でも、長時間に渡って高い消臭性能が得られた。
また、図１０のグラフに示すように、ガス源（アンモニア水）の継続補充を行った場合、補充から１時間後のアンモニアガス濃度は当然に一時的に増加する。しかしながら、操作ブランク試験の濃度と比較すれば、濃度比率は極めて低いレベルに推移し、アンモニア水補充から２４時間後の濃度比率は１／１００（＝１％）未満の場合が殆どで、長期にわたるアンモニア源の供給に対しても残留アンモニアガス濃度の上昇傾向は僅かであった。
これらの試験から、初期濃度５００ｐｐｍ程度の高濃度のアンモニウムガスの繰り返しの暴露があっても、実施例の消臭材料の消臭性能は長時間維持されることが推定された。
【００４２】
以上のように、本実施例の消臭性タイルおよび消臭材料によれば、良好な消臭性能と一定の強度および保形力が得られ、公共施設設備または住宅設備等の臭気対策へ適用することが可能となった。なお、消臭性能は、アンモニアガスの吸着分解性能だけでなく、例えばイソ吉草酸ガスの吸着分解性能も得られることが推定される。
本実施形態の製造方法で製造されたセラミックス製品は、公衆トイレ、畜産棟、介護施設、ペット施設、水産加工場などから発生する窒素系悪臭をはじめ、靴下、発汗などの人臭を含めた“臭い”を取り巻く生活環境の改善が可能となる。
【００４３】
なお、本実施の形態の製造方法で製造された消臭性タイルおよび消臭材料は、長期の使用により消臭性能が劣化した場合でも、再焼成により消臭性能が回復するという特性を有する。このため、消臭性タイルまたは消臭材料を交換可能な形態で、建物等の設備に配置し、所定期間ごとに再焼成を行ったものと交換することで、永続的な消臭作用を得ることが可能となる。
【図１】
2017136335.tif 000010
【図２】
2017136335.tif 000011
【図３】
2017136335.tif 000012
【図４】
2017136335.tif 000013
【図５】
2017136335.tif 000014
【図６】
2017136335.tif 000015
【図７】
2017136335.tif 000016
【図８】
2017136335.tif 000017
【図９】
2017136335.tif 000018
【図１０】
2017136335.tif 000019