(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化珪素の重量に対し酸化アルミニウムを２５乃至５０％重量割合で配合し、この全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ混合し、この混合物を１０５０乃至１２５０℃の加熱雰囲気中に噴霧させて所要粒径に焼成させた酸化珪素−酸化アルミニウム粉材と、
酸化コバルトと酸化鉄を同重量割合で配合し、この全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ混合し、この混合物を１０００乃至１２００℃の加熱雰囲気中に噴霧させて所要粒径に焼成させた酸化コバルト−酸化鉄粉材と、
酸化マンガンの重量に対し酸化チタンを２０乃至４０％重量割合で配合し、この全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ混合し、１１００乃至１３００℃の加熱雰囲気中に噴霧させて所要粒径に焼成させた酸化マンガン−酸化チタン粉材と、
所要の粒径の酸化亜鉛と、
を準備するステップと、
前記酸化珪素−酸化アルミニウム粉材を６０乃至８０％重量、前記酸化コバルト−酸化鉄粉材及び前記酸化マンガン−酸化チタン粉材若しくは前記酸化マンガン−酸化チタン粉材を１５乃至３０％、及び前記酸化亜鉛を５乃至１０％重量割合で配合し、且つ、この配合物の全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量割合で添加し混合して、９５０乃至１１５０℃の加熱雰囲気中に噴霧して所要粒径に焼成させるステップと、
を具えることを特徴とする消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法。
【請求項２】
粒径０．１乃至０．３μｍの微粒の酸化珪素及び酸化アルミニウムを選択して、酸化珪素の重量に対し酸化アルミニウムを２５乃至５０％重量割合で配合し、この全体重量に対し結合媒材としてイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン若しくはトリクロロエチレンからなる有機溶剤にポリビニルアルコール、セルロースアセテート若しくはポリメタアクリレートを５乃至１０％重量溶解させたものを１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ混合し、この混合物を１０５０乃至１２５０℃の加熱雰囲気中に噴霧させて所要粒径に焼成させた酸化珪素−酸化アルミニウム粉材と、
粒径０．１乃至０．３μｍの微粒の酸化コバルト及び酸化鉄を選択して、酸化コバルトと酸化鉄を同重量割合で配合し、この全体重量に対し結合媒材としてイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン若しくはトリクロロエチレンからなる有機溶剤にポリビニルアルコール、セルロースアセテート若しくはポリメタアクリレートを５乃至１０％重量溶解させたものを１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ混合し、この混合物を１０００乃至１２００℃の加熱雰囲気中に噴霧させて所要粒径に焼成させた酸化コバルト−酸化鉄粉材と、
粒径０．１乃至０．３μｍの微粒の酸化マンガン及び酸化チタンを選択して、酸化マンガンの重量に対し酸化チタンを２０乃至４０％重量割合で配合し、この全体重量に対し結合媒材としてイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン若しくはトリクロロエチレンからなる有機溶剤にポリビニルアルコール、セルロースアセテート若しくはポリメタアクリレートを５乃至１０％重量溶解させたものを１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ混合し、１１００乃至１３００℃の加熱雰囲気中に噴霧させて所要粒径に焼成させた酸化マンガン−酸化チタン粉材と、
粒径１．０μｍ以下の酸化亜鉛と、
を準備するステップと、
前記酸化珪素−酸化アルミニウム粉材を６０乃至８０％重量、前記酸化コバルト−酸化鉄粉材及び前記酸化マンガン−酸化チタン粉材若しくは前記酸化マンガン−酸化チタン粉材を１５乃至３０％、及び前記酸化亜鉛を５乃至１０％重量割合で配合し、且つ、当該酸化珪素−酸化アルミニウム粉材、当該酸化コバルト−酸化鉄粉材、及び当該酸化マンガン−酸化チタン粉材の各々を粒径１．０μｍ以下にして、この配合物の全体重量に対し、結合媒材としてイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン若しくはトリクロロエチレンからなる有機溶剤にポリビニルアルコール、セルロースアセテート若しくはポリメタアクリレートを５乃至１０％重量溶解させたものを１８０乃至２４０％重量割合で添加し混合して、９５０乃至１１５０℃の加熱雰囲気中に噴霧して所要粒径に焼成させるステップと、
を具えることを特徴とする消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は水分子の共振波長とされる２、５乃至３、２μｍの近赤外線電磁波並びに５、０乃至７、４μｍの遠赤外線電磁波を有効に放射させて、水分子の共振励起による活性酸素を創出せしめて消臭及び抗菌を図ることの可能な、消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来において食品包材や家庭用雑貨、事務用品類或いは内装材等における抗菌若しくは滅菌手段としては、殺菌性や殺黴性を保持する化学薬剤をこれら各種製品に混合させ若しくは塗着させていたものであるが、かかる化学薬剤による抗菌若しくは滅菌は該化学薬剤の薬殺成分を溶出させ或いは揮散させることにより効果を発揮させるものであるから、該薬殺成分の溶出や揮散による危険性が極めて高く、加えて近年の健康志向の高まりとも相俟って廃止される現状にある。
【０００３】
これがため近年においては、例えば特開平３−１２２１６２号公報で開示されてる如き貴金属類が有する微量金属イオンによる殺菌作用所謂オリゴダイナミック作用を用いる方法や、酸化チタンの紫外線吸収に伴う酸化分解力の創出作用を用いる方法が利用されつつあるが、オリゴダイナミック作用を用いる場合には菌類が付着混入する食品類の水分や或いは菌類が混在浮遊する空気中の水分と常時接触させる必要上から、該貴金属類を食品包材や家庭用雑貨、事務用品或いは内装材等製品の外表面に強固に塗着させる必要があるばかりか、使用経過に伴って貴金属類の外表面に酸化膜等が形成されて不動態化しオリゴダイナミック作用が低下する結果となる。
【０００４】
更に酸化チタンによる酸化分解力を利用する方法においても、紫外線の吸収がなされぬ状況下においては酸化分解力が創出されぬばかりか、使用に際しても各種製品の外表面に強固に塗着させる技術手段も要請される。
【０００５】
他方臭気に対しては従来より臭気成分より強い芳香性ガスにより臭気分子をマスキングする方法や、活性炭を初めゼオライト等臭気分子を吸着しえる吸着面積の大きな吸着材に吸着させる方法等が専ら採用されてなるものの、マスキングによる方法は使用する芳香性ガス自体に好き嫌いの選択性があるばかりか、臭気によっては合成された臭気が却って悪臭化する危険もあり且広大な空間の消臭には膨大なマスキング剤を使用し而も頻繁な補充の必要も生ずる。
更には活性炭やゼオライト等の吸着材を使用する方法も、これら吸着材の多量の微孔内に臭気分子が吸着されることに伴い急激に吸着性が低下する等短期の使用しかできず、従って吸着材を常時交換したり或いは使用した吸着材を回収して高温処理のうえ吸着臭気分子を除去して再利用を図らねばならぬ等莫大な経費や労力を強いられている。
【０００６】
発明者等はかかる実情の問題解決に早くから取組み研究を重ねた結果、細菌や黴菌等菌類の繁殖には温度、水分、栄養源及び酸素が不可欠なこと、及び菌類を形成する細胞の大半が水分で組成されてなることを始め、臭気は臭気発生源から臭気分子の形態の臭気ガスが空気中に拡散されて嗅覚されるものであり、且この拡散された臭気分子周辺には湿度としての水分が存在すること、及び水分子には特有の共振波長を有し而もこの共振波長を有効に励起させることにより水分子から反応性が高く且酸化分解力を有する活性酸素が創出しえること、並びに該活性酸素により菌類の生理機能の阻害や繁殖阻止或いは臭気分子の分解消去がなしえる事実を究明し、既に多くの先願でその内容を開示している。
【０００７】
ところで水分子を有効に励起せしめて活性酸素を創出させるには、水分子の共振波長領域たる２、７乃至３、２μｍの近赤外線電磁波並びに５、０乃至７、４μｍの遠赤外線電磁波を、少なくとも黒体の放射率に対して０、８以上の放射率を以って放射させる必要があり、且かかる電磁波放射はその外部温度エネルギーの吸収変換に伴う再放射であるから吸収エネルギー自体が微弱であり、従ってこの微細な外部エネルギーを吸収のうえ効率良く変換して電磁波放射を有効になさしめるうえからは、均等な組成割合と且均質な焼成がなされた電磁波放射セラミックス粉材の使用が要請される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
即ち本発明は酸化珪素並びに酸化アルミニウムを主要成分とし、且酸化コバルト、酸化鉄、酸化マンガン、酸化チタンからなる遷移元素酸化物及び酸化亜鉛の組成割合が均等で而も均質な焼成をなすことにより、放射波長が２、７乃至３、２μｍの近赤外線並びに５、０乃至７、４μｍの遠赤外線電磁波を黒体の放射率に対し少なくとも０、８以上の放射率で放射させて、水分子を有効に励起せしめて活性酸素を創出させ、以って優れた消臭性と抗菌性を発揮しえる消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために本発明が採用した技術的手段は、主要成分を構成し且その熱的特性並びに比重も近似する酸化珪素と酸化アルミニウムとを、酸化珪素の重量に対して酸化アルミニウムを２５乃至５０％重量割合で配合し、且相互の結合性を高めるためにこの配合された全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量添加のうえ十分に混合させ、而して１０５０乃至１２５０℃の加熱雰囲気中に噴霧し焼成させて所要粒径の酸化珪素−酸化アルミニウム粉材を形成し、更には遷移元素酸化物においてもその熱的特性並びに比重も近似ずる酸化コバルトと酸化鉄とを５０％重量割合で配合のうえ、相互の結合性を高めるためにこの配合された全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量添加のうえ十分に混合させ、而して１０００乃至１２００℃の加熱雰囲気中に噴霧し焼成させることにより所要粒径の酸化コバルト−酸化鉄粉材を形成し、且同様にその熱的特性と比重においても近似する酸化マンガンと酸化チタンとを、酸化マンガンの重量に対し酸化チタンを２０乃至４０％重量割合で配合のうえ、相互の結合性を高めるためにこの配合された全体重量に対し結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量添加のうえ十分に混合させ、而して１１００乃至１３００℃の加熱雰囲気中に噴霧し焼成させることにより所要粒径の酸化マンガン−酸化チタン粉材を形成する。
【００１０】
そしてかかる如く形成された酸化珪素−酸化アルミニウム粉材を６０乃至８０％重量に酸化コバルト−酸化鉄粉材及び酸化マンガン−酸化チタン粉材、若しくは酸化マンガン−酸化チタン粉材を１５乃至３０％重量配合し更に酸化亜鉛を５乃至１０％重量配合のうえ、これら相互の結合性を高めるためにこの配合された全体重量に対して結合媒材としての水を１８０乃至２４０％重量添加して相互の十分な混合を図る。
而して９５０乃至１１５０℃の加熱雰囲気中に噴霧させて焼成をなすことにより所要の粒径の消臭抗菌セラミックス粉材を製造する方法に存する。
更には組成成分に極めて微粒状のものを使用する場合には、焼成に先立つ混合に際しての不規則凝集塊の生成を防止するうえから、結合媒材としてイソプロピルアルコール、エタノール、トルエン若しくはトリクロロエチレンからなる有機溶剤に、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート若しくはポリメタアクリレートからなる結合剤を５乃至１０％重量溶解させたものを用いることにある。
【００１１】
【作  用】
上述の如き技術的手段を用いてなる本発明は以下のような作用を有する。即ち主要成分を構成する酸化珪素と酸化アルミニウムは融点を初め熱的特性と且比重も近似するものであるから、予め酸化佳素の重量に対し酸化アルミニウムを２５乃至５０％重量割合で配合し、且この全体重量に対して結合媒材として水が１８０乃至２４０％重量添加されるため噴霧に供しえる低粘度の流体となり、更には成分相互も均等且十分に混合される。
而してその温度が１０５０乃至１２５０℃に加熱された加熱雰囲気中に所要粒径に造粒されるよう噴霧させることにより、微粉状に噴霧された酸化珪素と酸化アルミニウムの混合物は十分な焼成熱エネルギーを受容し、均質に焼成された酸化珪素−酸化アルミニウム粉材が形成される。
【００１２】
他方酸化コバルト、酸化鉄、酸化マンガン及び酸化チタンからなる遷移元素酸化物においても、その熱的特性や比重の近似する酸化コバルト及び酸化鉄を同量割合で配合のうえ、この全体重量に対し結合媒材として水が１８０乃至２４０％重量添加されるため噴霧に供しえる低粘度の流体となり、且成分相互も均等に十分な混合がなされる。
而してその温度が１０００乃至１２００℃に加熱された加熱雰囲気中に所要粒径に造粒されるよう噴霧させるため、微粉状に噴霧された酸化コバルト及び酸化鉄の混合物は十分な焼成熱エネルギーを受容し、均質に焼成された酸化コバルト−酸化鉄粉材が形成されることとなり、更にはその熱的特性や比重の近似する酸化マンガン及び酸化チタンにおいても、酸化マンガンに対して酸化チタンを２０乃至４０％重量割合で配合し且この全体重量に対して結合媒材としての水が１８０乃至２４０％重量添加させるため、噴霧に供しえる低粘度の流体となり且相互の成分も均等に十分な混合がなしえる。
而して１１００乃至１３００℃に加熱された加熱雰囲気中に所要粒径に造粒されるよう噴霧させるため、微粉状に噴霧された酸化マンガン及び酸化チタンの混合物は十分な焼成熱エネルギーを受容し、均質に焼成された酸化マンガン−酸化チタン粉材が形成される。
そしてかかる如く熱的特性や比重の近似する成分相互を配合し、且結合媒材を添加し噴霧に供しえる低粘度の流体となすことにより十分な混合が図られたうえ噴霧し焼成することにより、予め均等な組成成分で且均質に焼成させた酸化珪素−酸化アルミニウム粉材と酸化コバルト−酸化鉄粉材や酸化マンガン−酸化チタン粉材及び酸化亜鉛を所要割合で配合し、且結合媒材を添加して再び噴霧に供しえる低粘度の流体となすため十分な混合が図られ、而して所要粒径に造粒されるよう加熱雰囲気中に噴霧させるため、組成成分が極めて均等に且均質な焼成が短時間でなしえる。
【００１３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を詳細に説明すれば、本発明は放射波長が５、０乃至７、４μｍの遠赤外線領域の電磁波放射に係る組成成分に酸化珪素及び酸化アルミニウムを用いるものであって、該組成成分の使用粒径は形成されるセラミックス粉材の粒径により決定されるが、一般的には略１０乃至３０μｍ程度であるから該組成成分に用いる粒径としては略１／５乃至１／３程度の物が選択される。
そして酸化珪素に対する酸化アルミニウムの配合割合は２５乃至５０％重量割合が好適であり且熱的特性及び比重も近似することから、予め酸化珪素の重量に対し酸化アルミニウムを２５乃至５０％重量割合で配合する。
【００１４】
而してこの配合された酸化珪素及び酸化アルミニウムを均等に混合させ且所要の粒径の微細な粉状に形成させるうえから噴霧による造粒と焼成をなすうえで該配合された酸化珪素及び酸化アルミニウムの全体重量に対して、結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量割合で添加のうえ撹拌混合させて噴霧に供しえる低粘度の流体となす。
【００１５】
かくして結合媒材としての水が添加され流体化された酸化珪素及び酸化アルミニウム混合物は所要粒径に造粒させつつ相互の焼成を図るため、その温度が１０５０乃至１２５０℃に加熱された加熱雰囲気中に噴霧される。
かかる場合において、加熱雰囲気中における噴霧による造粒及び焼成についての装置面には特段の制約はなく、一般的には略円筒形状の炉体の上部に所要の成分組成で配合され且所要割合の結合媒材が添加されて噴霧に供しえる低粘度の流体を適宜の圧力を以って噴霧させる多数の噴霧孔が設けられてなり、且該炉体の中間部位には所要の温度の加熱雰囲気に保持させるための加熱空気若しくは加熱ガスを供給する供給管が設けられ、更にその下部位には集塵機器を介して内部の加熱空気或いは加熱ガスを排出する排気管が設けられ、而も下端には焼成された粉材の取出口が設けられた構成のもので十分に使用できる。
【００１６】
酸化珪素及び酸化アルミニウムの混合された流体を噴霧させる場合の圧力は、該流体の粘度や噴霧孔の大きさ及び噴霧造粒する粒径等により決定されるもので、当然に噴霧に伴い結合媒材が蒸散し焼成されるため、噴霧時の造粒径に対して実質的に蒸散喪失する結合媒材の喪失分の割合で、形成される粉材は小さく形成される。そして肝要なことは噴霧造粒により焼成し形成する粉材の粒径が１μｍ以下の微粒な物を形成する場合には、使用する酸化珪素や酸化アルミニウムの粒径も略０、１乃至０、３μｍの極めて微粒の物が使用されることになるが、かかる極めて微粒の物の使用に際しては結合媒材として水を使用するとその表面張力により混合物に不規則な凝集塊が生成され易く、均等な組成成分の粉材の形成が至難となるため、かかる場合においては、結合媒材として水に代えてイソプロピルアルコール、エタルーノ、トルエン若しくはトリクロロエチレン等の有機溶剤に、結合材としてポリビニルアルコール、セルロースアセテート若しくはポリメタアクリレートを５乃至１０％重量溶解させたものが使用される。
更に焼成に係る加熱雰囲気の温度は酸化珪素及び酸化アルミニウムの熱的特性と均質な焼成をなすうえから決定されたものであり、且具体的焼成時間は加熱雰囲気の温度条件や結合媒材の添加割合、噴霧造粒に際しての粒径で適宜に決定される。
【００１７】
他方その放射波長が２、７乃至３、２μｍの近赤外線領域の電磁波放射を有効に放射させるためには、酸化コバルトや酸化鉄或いは酸化マンガンや酸化チタン等の遷移元素酸化物が使用されるものであって、これら遷移元素酸化物はその熱的特性や比重も大きく異にし、而も該遷移元素酸化物のうち酸化マンガン及び酸化チタンは近赤外線電磁波放射のための不可欠の成分であり、且配合使用に際しては酸化マンガンに対し酸化チタンが２０乃至４０％重量割合で使用される。
反面酸化コバルト及び酸化鉄は付加的成分とされ、且その配合使用に際しては酸化コバルトと酸化鉄は略同等量で使用される。而も酸化コバルトと酸化鉄、及び酸化マンガンと酸化チタンとは熱的特性並びに比重が近似している。
【００１８】
そこで遷移元素酸化物においては酸化コバルトに酸化鉄を同等量で配合し、且この全体重量に対して結合媒材としての水を１８０乃至２４０％重量割合で添加し、噴霧に供しえる低粘度の流体となしたうえ撹拌し相互を十分に混合させる。
而してその温度が９５０乃至１１５０℃に加熱された加熱雰囲気中に所要粒径で造粒されるよう噴霧させて焼成することにより酸化コバルト−酸化鉄粉材を形成する。
かかる場合における加熱雰囲気の温度は、酸化コバルト及び酸化鉄の熱的特性と均質な焼成をなすうえで決定されたものであり、且具体的焼成時間は加熱雰囲気の温度条件、結合媒材の添加割合、噴霧造粒に際しての粒径等で適宜に決定される。そして酸化コバルトや酸化鉄が極めて微粒の物が使用される場合には、結合媒材を水に代えて前記有機溶剤に結合材溶解させたものが使用される。
【００１９】
更に酸化マンガン及び酸化チタンにおいては酸化マンガンに対して酸化チタンを２０乃至４０％重量割合で配合し、この全体重量に対して結合媒材としての水を１８０乃至２４０％重量割合で添加し、噴霧に供しえる低粘度の流体となしたるうえ撹拌により十分に混合させ、而して１１００乃至１３００℃の温度に加熱された加熱雰囲気中に所要の粒径で造粒されるよう噴霧させて焼成することにより酸化マンガン−酸化チタン粉材を形成する。
かかる場合においても、加熱雰囲気の温度は酸化マンガン及び酸化チタンの熱的特性と均質な焼成をなすうえから決定されたものであって、該酸化マンガン−酸化チタン粉材においても使用される酸化マンガン或いは酸化チタンに極めて微粒な物が使用される場合には、結合媒材として水に代えて前記有機溶剤に結合材を溶解させたものが使用される。
【００２０】
かかる如く成分相互が十分に混合され均等な組成成分で且均質に焼成された酸化珪素−酸化アルミニウム粉材と酸化コバルト−酸化鉄粉材及び酸化マンガン−酸化チタン粉材とを用い、酸化珪素−酸化アルミニウム粉材を６０乃至８０％重量に酸化コバルト−酸化鉄粉材及び酸化マンガン−酸化チタン粉材、若しくは酸化マンガン−酸化チタン粉材を１５乃至３０％重量割合で配合し、更に酸化亜鉛を５乃至１０％重量割合で配合のうえこの全体重量に対して結合媒材として水を１８０乃至２４０％重量割合で添加し、噴霧に供しえる低粘度の流体となしたるうえ撹拌して十分に混合させたうえ、その温度が９５０乃至１１５０℃に加熱された加熱雰囲気中に所要の粒径に造粒されるよう噴霧させて焼成することにより、均等な組成成分で均質に焼成された本発明消臭抗菌セラミックス粉材が形成される。かかる場合においても酸化珪素−酸化アルミニウム粉材を始め酸化コバルト−酸化鉄粉材若しくは酸化マンガン−酸化チタン粉材、或いは酸化亜鉛の粒径が実質的に１μｍ以下の極めて微粒なものが使用される場合には、結合媒材を水に代えて前記有機溶剤に結合材を溶解させたものの使用が好適である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上述の如く、酸化珪素や酸化アルミニウムに加え、酸化コバルト、酸化鉄、酸化マンガン、酸化チタン等遷移元素酸化物、及び酸化亜鉛等熱的特性や比重等性質を異にする組成成分においても、その熱的特性並びに比重等の近似する組成成分相互を所要の配合割合で配合し、且この全体重量に対し１８０乃至２４０％重量の結合媒材を添加し噴霧しえる低粘度の流体となしたるうえ十分に混合させ、而して所要温度の加熱雰囲気中に所要の粒径に造粒されるよう噴霧させるため造粒される粒径が小さく且表面積率が大きなため加熱雰囲気中の焼成熱エネルギーが効率良く吸収され、極めて短時間に組成成分が均等で且均質な焼成がなされた酸化珪素−酸化アルミニウム粉材や酸化コバルト−酸化鉄粉材或いは酸化マンガン−酸化チタン粉材が形成される。
而してかかる組成成分が均等で且均質に焼成のなされた酸化珪素−酸化アルミニウム粉材と、酸化コバルト−酸化鉄粉材及び酸化マンガン−酸化チタン粉材、若しくは酸化マンガン−酸化チタン粉材並びに酸化亜鉛を所要の割合に配合し、且この全体重量に対して結合媒材が１８０乃至２４０％重量割合で添加されるため、噴霧に供しえる低粘度の流体となるため相互の混合が十分になされ、而して所要の温度に加熱された加熱雰囲気中に所要の粒径に造粒されるよう噴霧させるため、組成成分が一段と均等で且極めて短時に均質な焼成がなされて本発明消臭抗菌セラミックス粉材が形成されるため、水分子を励起させる電磁波が有効に放射され活性酸素の創出が図れる等優れた特長を具備した消臭抗菌セラミックス粉材の製造方法である。