(57)【要約】【課題】不純分を含む水、特に塩素やカルキを含み、異臭を発する水を処理して、無味無臭の殺菌された飲料水を与える、優れた脱臭作用と抗菌作用を有する磁性浄水剤を提供する。【解決手段】トルマリン１〜１５質量％と雲母１〜１５質量％と磁性粘土７０〜９８質量％との混合物を還元雰囲気下で焼成してなる磁性浄水剤とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルマリン１〜１５質量％と雲母１〜１５質量％と磁性粘土７０〜９８質量％との混合物を還元雰囲気下で焼成してなる磁性浄水剤。
【請求項２】
トルマリンがエルバイト（Ｅｌｂａｉｔｅ）、ドラバイト（Ｄｒａｖｉｔｅ）、ショール（ｓｃｈｏｒｌ）、リディコアタイト（Ｌｉｄｄｉｃｏａｔｉｔｅ）及びウバイト（Ｕｖｉｔｅ）の中から選ばれた少なくとも１種である請求項１記載の磁性浄水剤。
【請求項３】
雲母が黒雲母、木下雲母、リチア雲母、真珠雲母、益富雲母、白雲母、クロム雲母、金雲母、絹雲母、白水雲母、砥部雲母及びチンワルド雲母から選ばれた少なくとも１種である請求項１又は２記載の磁性浄水剤。
【請求項４】
磁性粘土が自然鉄、自然ニッケル、磁鉄鉱、マグヘマイト、ヤコブス鉱及びトロイライトの中から選ばれた少なくとも１種の磁性物質を含む粘土である請求項１ないし３のいずれかに記載の磁性浄水剤。
【請求項５】
磁性物質を含む粘土が木節粘土又は蛙目粘土あるいは両者の混合物である請求項４記載の磁性浄水剤。
【請求項６】
トルマリン１〜１５質量％と雲母１〜１５質量％と磁性粘土７０〜９８質量％との混合物を成形し、その成形体を還元雰囲気下、１０００℃以上の温度において焼成後、還元雰囲気下で冷却することを特徴とする磁性浄水剤の製造方法。
【請求項７】
１５時間以上を要して１２００℃以上まで昇温して焼成したのち、自然放冷する請求項６記載の磁性浄水剤の製造方法。
【請求項８】
トルマリンがエルバイト（Ｅｌｂａｉｔｅ）、ドラバイト（Ｄｒａｖｉｔｅ）、ショール（ｓｃｈｏｒｌ）、リディコアタイト（Ｌｉｄｄｉｃｏａｔｉｔｅ）及びウバイト（Ｕｖｉｔｅ）の中から選ばれた少なくとも１種である請求項６又は７記載の磁性浄水剤の製造方法。
【請求項９】
雲母が黒雲母、木下雲母、リチア雲母、真珠雲母、益富雲母、白雲母、クロム雲母、金雲母、絹雲母、白水雲母、砥部雲母及びチンワルド雲母から選ばれた少なくとも１種である請求項６ないし８のいずれかに記載の磁性浄水剤の製造方法。
【請求項１０】
磁性粘土が自然鉄、自然ニッケル、磁鉄鉱、マグヘマイト、ヤコブス鉱及びトロイライトの中から選ばれた少なくとも１種の磁性物質を含む粘土である請求項６ないし９のいずれかに記載の磁性浄水剤の製造方法。
【請求項１１】
磁性物質を含む粘土が木節粘土又は蛙目粘土あるいは両者の混合物である請求項１０記載の磁性浄水剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイナスイオンを含む良質の飲料水の製造に利用することができ、また、風呂水等の汚れた水から汚濁物を除去して清浄水を与えることができる、脱臭作用及び抗菌作用を有する新規な磁性浄水剤及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、水道水には、消毒、殺菌を目的として塩素やカルキによる処理が施されているため、地域によって多少強弱はあるが、異臭を発し、そのまま飲料として供すると不快感を与えるという欠点を有している。
そのため、一般の家庭や飲食店等では、飲料用に供する場合には、活性炭や低温焼成したセラミックス、イオン交換樹脂のような浄水剤を収納した浄化器を通して、塩素やカルキを吸着、除去している。
【０００３】
他方、トルマリン（電気石）は、水の活性化機能を有し、これで水を処理すると、健康増進効果や環境清浄効果を奏することが知られているので、トリマリンを含む水処理剤も、これまでに多数提案されている。
【０００４】
例えば、トルマリン微粒子をガラスマトリックス中に分散させた成形体からなる水の浄化処理剤（特許文献１参照）、トルマリン微粒子間を電気絶縁し固形化した粒状物を用いた水の界面活性化装置（特許文献２参照）、トルマリン微粉末、セラッミクス粉末及び銀粉末の混合物を焼結し、ペレット化した水質改善剤（特許文献３参照）、トルマリン微粉末を流動状態として陶土粒やセラミックス粒の表面に塗布し、焼成して形成した活水剤（特許文献４参照）、粘土、長石及びケイ石にトルマリン微粒子と水とを加え、混練したのち球状体に成形し、焼成することにより製造した水処理可能なセラミックスボール（特許文献５参照）、無機質絶縁体微粒子をトルマリン微粒子間に介在させ、これらを無機質接着剤成分により点接触状態で固着した水処理用トルマリンボール（特許文献６参照）、トルマリン、石英、長石、雲母を混合し、焼結したセラミックスボールを用いた浄水カートリッジ（特許文献７参照）などが、これまでに提案されている。
さらに、トルマリンと磁性体とを積層構造又はラセミ構造となるように組み合わせて、電磁誘導によりトルマリンの遠紫外線を誘発させる複合材料（特許文献８参照）や、トルマリン及び磁鉄鉱を含む水活性用セラミックス板に活性化処理した噴霧状の水を衝突させ、マイナスイオンを発生させる方法（特許文献９参照）も知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１０４６８号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】特開平３−１１８８９４号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】特開平９−１５７０００号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献４】特開平１１−３４７５４１号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献５】特開２０００−２８１４６５号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献６】特開２００１−３２２８７６号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献７】特開２００５−３１３１１１号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献８】特開２００１−１４９４２７号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献９】特開２００６−１８０８９５号公報（特許請求の範囲その他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、不純分を含む水、特に塩素やカルキを含み、異臭を発する水を処理して、無味無臭の殺菌された飲料水を与える、優れた脱臭作用と抗菌作用を有する磁性浄水剤及びその製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
本発明者らは、異臭を有する水道水や汚染された水を処理した場合、従来の浄水剤よりも、著しく優れた清浄効果を示す浄水剤を開発するために、鋭意研究を重ねた結果、トルマリンを含有する焼成体を製造する際に用いる粘土として、木節粘土や蛙目粘土のような磁性粘土を用い、かつ活性化促進剤として雲母を配合することにより、意外にもフェライトのような磁性体を併用しなくても、これを併用した場合に匹敵する優れた浄水作用を示すセラミックスが得られることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、トルマリン１〜１５質量％と雲母１〜１５質量％と磁性粘土７０〜９８質量％との混合物を還元雰囲気下で焼成してなる磁性浄水剤、及びトルマリン１〜１５質量％と雲母１〜１５質量％と磁性粘土７０〜９８質量％との混合物を成形し、その成形体を還元雰囲気下、１０００℃以上の温度において焼成後、還元雰囲気下で冷却することを特徴とする磁性浄水剤の製造方法を提供するものである。
【０００９】
本発明において、原料として用いられるトルマリンは、電気石とも称され、一般式
（Ｃａ，Ｎａ）Ｘ3Ａｌ6（ＢＯ3）3Ｓｉ6Ｏ18（ＯＨ，Ｆ）4
（式中のＸはＭｇ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｌｉ、Ａｌである）
で表わされる硬度７、比重３〜３．２の柱状結晶で、含まれる金属の種類により、紫、緑、紅、黒などの色調を有する。
【００１０】
トルマリンは鉱物の中で最も強い永久分極特性を有し、微粒子状にすると、マイナスイオンを放出する。また、摩擦により電気を生じ、結晶に応力を与えるとピエゾ電気を起こすし、結晶の一部を加熱したときには、表面に電荷を生じ焦電効果を示す。
【００１１】
本発明においては、これらのトルマリンの中のいずれの種類のものも用いることもできるが、特にエルバイト（Ｅｌｂａｉｔｅ）、ドラバイト（Ｄｒａｖｉｔｅ）、ショール（ｓｃｈｏｒｌ）、リディコアタイト（Ｌｉｄｄｉｃｏａｔｉｔｅ）及びウバイト（Ｕｖｉｔｅ）などが好ましい。
【００１２】
エルバイトは、リチウムを主成分とした赤色ないしピンク系のトルマリン、ドラバイトはマグネシウムを主成分とした褐色系のトルマリン、ショールは鉄分を多く含む黒色のトルマリン、リディコアタイトは、淡い青色ないし緑色系のトルマリン、ウバイトは、カルシウム、マグネシウムを主成分とした黄色ないし無色系のトルマリンである。
これらは、微細化すればするほど、効果は大きくなるので、通常１０μｍ以下、好ましくは３〜１０μｍの微粒子として用いられる。
これらのトルマリンは、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１３】
本発明においては、トルマリン含有割合としては、１〜１５質量％、好ましくは５〜１０質量％の範囲が選ばれる。この割合が１質量％未満になるとマイナスイオンの発生量が不十分であるし、１５質量％を超えると、トルマリン粒子同士が固着し、電位効率が低下する。
【００１４】
このトルマリンは、マイナスイオンを発生するとともに、遠赤外線の放射源にもなるので、これを含むことにより、生体細胞が活性化され、皮下血行の活性が促進される結果、各種疾病の治療や健康維持に役立つ。
【００１５】
次に、本発明において原料の１つとして用いる雲母には、特に制限はないが、特に黒雲母、木下雲母、リチア雲母、真珠雲母、益富雲母、白雲母、クロム雲母、金雲母、絹雲母、白水雲母、砥部雲母、チンワルド雲母が好ましい。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの雲母は、トルマリンとは相反する電気的特性を有するので、トルマリン粒子間に存在させることによって、トルマリンのマイナスイオン放出を促進する作用を示す。
【００１６】
本発明におけるこの雲母の含有割合は、１〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％の範囲で選ばれる。この割合が１質量％未満になると、トルマリンのマイナスイオンの発生を促進する効果が不十分になるし、また１５質量％を超えると、むしろトルマリンのマイナスイオンの発生を阻害する。
【００１７】
本発明で用いる磁性粘土とは、磁性物質例えば自然鉄、自然ニッケル、磁鉄鉱、マグヘマイト、ヤコブス鉱及びトロイライトの中から選ばれた少なくとも１種を、磁性を示すのに必要な割合、通常は１〜１０質量％、好ましくは３〜７質量％の割合で含有している粘土であり、特にこれらの磁性物質を含んだ木節粘土及び蛙目粘土が好ましい。
【００１８】
この木節粘土や蛙目粘土は、カオリナイト及びハロサイトを主体とし、さらに石英やセリサイトを含有している。そのほか、磁性鉱物を含有するカオリンや陶石も用いることができる。カオリンはカオリナイト、ハロサイト、デッカイトなどを主体とする粘土であり、陶石は石英、セリサイト、カオリナイトを主体とするものである。本発明においては、これらの粘土を組み合わせて用いてもよい。
上記の木節粘土及び蛙目粘土の組成の例を、表１に示す。
【００１９】
【表１】
2009018235.tif 000002
【００２０】
この磁性粘土の含有割合は、７０〜９８質量％の範囲であり、これを配合することにより、水の活性化が助長される。
【００２１】
次に、本発明の磁性浄水剤の製造方法について説明する。
先ず、トルマリンと、雲母と、磁性粘土とを混合し、これを微粉砕して、粒子径１０μｍ以下の微粒子を調製する。これらこの微粉砕法としては、湿式法、乾式法のいずれも用いることができるが、この例では、乾式粉砕を用いる。すなわちトルマリン原料を、人頭大の大きさから３ないし６μｍの大きさまでに粉砕する。この乾式粉砕工程は、ジョークラッシャーを使用して頭大からこぶし大へ粉砕し、ハンマークラッシャーを使用して、こぶし大から直径２〜３ｃｍまで粉砕する。次に、レイモンドミルを使用して直径６〜７ｍｍまで粉砕し、さらに、ボールミルを使用して、直径３〜６μｍまで順次粉砕する。この際、磁性を持った鉱石はあまり微細に粉砕すると、磁性が消失することがあるので、磁性が無くならないように注意する。
【００２２】
次いで、このようにして調製された鉱物質微粒子を土練機にかけ、適量の水を加えて、混錬し、磁性粘土混合物を調製し、それを所望の形状に成形する。その成形体を窯に入れるが、この窯の壁は、焦電気効果の高い素材、例えば、トルマリン、チタン酸バリウムなどを含む素材を使用すると良い。焼成する雰囲気は還元雰囲気下、例えば酸素不足状態で一酸化炭素が４質量％以上生成する条件下で１０００℃以上の温度、好ましくは１１００℃から１３００℃で焼成して固形化する。
この際、特に１５時間以上要して１２００℃以上まで昇温して焼成し、還元雰囲気下で自然放冷して製造するのが好ましい。
【００２３】
このようにして得られる磁性浄水剤について、その形状は特に制限はないが、表面積ができるだけ大きくなるような形状が好ましい。このような形状としては、例えば球形、楕円形、中空円筒形、円筒形、星形、板状体、多角形状体、鞍形などが挙げられる。
【００２４】
本発明の磁性浄水剤により、水道水を処理する場合には、上記の形状に成形した磁性浄水剤をカラムに充填し、それに水道水を通水するか、あるいは適当な容器に水道水を満たし、上記の浄水剤の成形体を投入し、接触させる。この際の接触時間としては、１０〜１２０秒程度で十分である。
【００２５】
また、本発明の磁性浄水剤を用いて汚染水を浄化する場合には、例えば磁性浄水剤を適当なサイズのセラミックスボールに成形し、これをカラムに充填し、汚染水を連続的に通すことによって行う。このようにして、２５〜６０％の生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）除去率で浄化を行うことができる。
このＢＯＤ除去率は汚染水のＢＯＤ値をＡ、カラムを通過した後の浄化水をＢＯＤをＢとしたとき、次式に従って求められる。
ＢＯＤ除去率（％）＝［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、水道水中の塩素やカルキ臭を簡単に除去することができる上に、健康増進に効果のあるマイナスイオンを付加した良質の飲料水を供給することができ、また長期間にわたって使用可能な汚染水の浄化装置を構成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、実施例により本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明は、これによりなんら限定されるものではない。
なお、各例におけるマイナスイオン量及び生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）の除去率（％）は次の方法により求めた。
【００２８】
（１）マイナスイオンの測定
図１に示す構造の装置を用い、試料のセラミックスボールについて、同じミネラル含有量を有する水にマイナスイオンを発生させ、水の電気伝導度を測定し、処理の前後の差に基づいて間接的数値として示した。
すなわち、試料のセラミックスボール（１０）５００個を充填したステンレス鋼製円筒状カラム（径６５ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）（１）の一方の口から水道水を導入し、他方の口から浄化水（６）を取り出し、この浄化水（６）を導水管（２）を経て、ビーカー（５）に収容する。このビーカー（５）は恒温水槽（３）中の水（４）に浸漬され、２１℃に保たれている。次いで浄化水（６）の中に白金電極（７，７）を挿入し、電気伝導度計（８）（ヒューレットパッカード社製，製品名「プレシジョンＬＣＲメーター４２８５Ａ」）で電気伝導度を測定した。
【００２９】
（２）生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）除去率
ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  ２１に従って、浄化処理前後の水のＢＯＤを測定し、次式によりＢＯＤ除去率（％）を求めた。
ＢＯＤ除去率（％）＝［（処理前の汚染水のＢＯＤ値）−（処理後の浄化水のＢＯＤ値）÷（処理前の汚染水のＢＯＤ値）］×１００
【００３０】
実施例１〜５
表２に示す割合で平均粒子径５μｍのショール粉体［Ｎａ（Ｆｅ，Ｍｎ）3Ａｌ6Ｂ3Ｓｉ6Ｏ27（ＯＨ，Ｆ）4］と、平均粒子径５μｍの白雲母と平均粒子径５μｍの木節粘土粉体（磁鉄鉱５質量％含有）とを混合し、これに同量の水を加え、土練機を用いて混練し、混練物を型成型して、直径１２ｍｍの球形セラミックスボールを作製し、１日間天日干したのち、プロパンガスを用いて、還元雰囲気下すなわち酸素欠乏状態で雰囲気中に一酸化炭素が４質量％濃度以上生成する条件下、１２５０℃以上で１６時間焼成した。次いで、この焼成体を自然放冷した。
このようにして得た球状セラミックスボールの電気伝導度（μＳ／ｃｍ）及びＢＯＤ除去率（％）を表２に示す。
【００３１】
実施例６〜１０
実施例１〜５における木節粘土の代りに、伊賀蛙目粘土（磁鉄鉱含有量５質量％）を用い、それ以外は実施例１〜５と同様にして表２に示す組成のセラミックスボール５００個を作製した。
このものについてのマイナスイオン発生量を間接的に示す電気伝導度（μＳ／ｃｍ）及びＢＯＤ除去率（％）を表２に示す。
【００３２】
比較例１〜３
トルマリンの含有量及び白雲母の含有量を０とした場合、トルマリンの含有量を３質量％、白雲母の含有量を０とした場合、トルマリンの含有量を０、白雲母の含有量を３質量％とした場合について、実施例２を繰り返した。その際のマイナスイオン発生量を間接的に示す電気伝導度（μＳ／ｃｍ）及びＢＯＤ除去率（％）を表２に示す。
【００３３】
【表２】
2009018235.tif 000003
【００３４】
この表から分かるように、マイナスイオン発生量を間接的に示す電気伝導量（μＳ／ｃｍ）は比較例１では１．８３、比較例２では１．９０、比較例３では１．８６であるが、表２に示すように実施例１ないし実施例１０では２．０６ないし２．２７μＳ／ｃｍを示し、マイナスイオンの発生量が比較例に比べ非常に多いことを示している。
また、ＢＯＤ除去率は比較例１では１９．７、比較例２では２２．２、比較例３では２０．５であるが、実施例１〜１０の値は２６．２より５２．５と比較例に比べ格段に高い値を示しており、本発明の球形セラミックスボールが汚染水の浄化に極めて有効であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、水道水の塩素臭、カルキ臭を除去して良質の飲料水を製造したり、汚染水の浄化に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】マイナスイオンの発生量を間接的に求めるための電気伝導度の測定装置の説明図。
【符号の説明】
【００３７】
１  セラミックスボールを入れたステンレス製円筒
３  恒温水槽
５  ビーカー
６  浄化水
７  白金電極
８  電気伝導計
【図１】
2009018235.tif 000004