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【発明の名称】 機能性セラミックス粒子コロイド、機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法、機能性セラミックス粒子コロイドを利用して製造された製品
【発明者】 【氏名】キュー・ホー・チョイ
【要約】 【課題】本発明はコロイドに関するものであり、より具体的にはさまざまな製品に機能性を付与するためにナノ技術を利用して製造された機能性粒子コロイド、前記機能性粒子コロイドの製造方法及び前記機能性粒子コロイドを利用して製造された製品を提供する。

【解決手段】本発明に係る粒子コロイドは鉱物、特にイルライト(illite)、セリサイト(sericite)、ゼオライト(zeolite)、ベントナイト(bentonite)、二酸化チタン(TiO2)、モナザイト(monazite)を0.5μｍ以下の粒子を有するように加工して水、バインダー、固着剤、浸透剤、分散剤を含む分散溶液に分散させたものであって、本発明に係る粒子コロイドから加工された製品は人体に有益な遠赤外線放射能、抗菌性、脱臭性、陰イオン発生、防汚性、空気浄化能力など多様な機能性を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散溶液100重量部を基準で機能性セラミックス鉱物粒子70乃至150重量部が配合されることを特徴とする機能性セラミックス粒子コロイド。
【請求項２】
前記分散溶液はバインダー12〜15重量部を基準で分散剤15〜30重量部、固着剤1.5〜2重量部、浸透剤1.5〜3重量部、水15〜50重量部を含むことを特徴とする請求項１記載の機能性セラミックス粒子コロイド。
【請求項３】
前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイトで構成される群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項１記載の機能性セラミックス粒子コロイド。
【請求項４】
前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト50〜70重量部を基準でセリサイト15〜30重量部、モナザイト15〜20重量部、ゼオライト3〜5重量部、ベントナイト2〜5重量部、二酸化チタン5〜7重量部を含むことを特徴とする請求項１記載の機能性セラミックス粒子コロイド。
【請求項５】
用意したバインダー12〜15重量部に分散剤15〜30重量部を投入しながら撹拌する第1段階;
前記第1段階から得られた組成物に用意した0.5μｍ以下の機能性セラミックス鉱物粒子を投入しながら撹拌する第2段階;
第2段階から得られた組成物に固着剤1.5乃至2重量部と浸透剤1.5乃至3重量部を添加した後撹拌する第3段階;
第3段階から得られた組成物と水15乃至50重量部を配合する第4段階を含むことを特徴とする機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項６】
前記第2段階で機能性セラミックス鉱物粒子は上記含まれるバインダー、分散剤、固着剤、浸透剤、及び水の総重量を基準で前記総重量100重量部当たり70乃至150重量部が投入されることを特徴とする請求項5記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項７】
第3段階を進行する前に第2段階から得られた組成物に消泡剤を投入した後撹拌して室温で放置する段階をさらに遂行することを特徴とする請求項５記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項８】
第4段階から得られた組成物の貯蔵安全性を高めるため添加剤を処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項5記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項９】
第2段階の撹拌は低速から超高速に漸進的に進行されることを特徴とする請求項５記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項１０】
前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイトで構成される群から選択される一つ以上であることを特徴とする請求項５記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項１１】
前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト50〜70重量部を基準でセリサイト15〜30重量部、モナザイト15〜20重量部、ゼオライト3〜5重量部、ベントイト2〜5重量部、二酸化チタン5〜7重量部を含むことを特徴とする請求項5記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項１２】
前記製造された機能性粒子コロイドをゲルタイブ、クリームタイプ又はケーキタイプを含むいろいろなタイプで処理する段階をさらに含むことを特徴とする請求項5乃至11のいずれか１項記載の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法。
【請求項１３】
請求項1乃至4のいずれか１項記載の機能性粒子コロイド又は請求項5乃至12のいずれか１項記載の製造方法で製造された機能性セラミックス粒子コロイドで処理された製品。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明はコロイドに関するものであって、より具体的にはさまざまな製品に機能性を付与するためにナノ技術を利用して製造された機能性セラミックス粒子コロイド、機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法、機能性セラミックス粒子コロイドを利用して製造された製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粒子の活用技術で粒子の大きさが微細単位(0.5μｍ以下)で小さくなると粒子の物性及び性能が粒子大きさが1μｍ以上である場合とは非常に異なるようになる。これは粒子の表面対質量の割合が増加されることによって単位質量当たり表面積が増加されて粒子の性能が向上され、粒子の融点が低くなるなど物性が変化されて粒子の色まで大きさに応じて変化されるなど大きい粒子の場合とは異なる性質を示すからである。一般的にこのような微細粒子を製造する方法には機械的にグラインディング(grinding)する方法、共浸法、噴霧法、ゾル−ゲル法、電気分解法、逆相マイクロエマルジョン利用法など多様な種類がある。
【０００３】
一方、このような微細粒子は多様な先端技術分野に応用されているが、一例で粒子形態の素材は触媒、センサー、情報記録媒体(磁性体)、研磨剤(chemical mechanical polishingを含み)、抗菌及び殺菌粒子、医薬用、電磁波遮断用、ディスプレー分野(蛍光体)など広い分野に利用されている。これに従って粒子の大きさを小さく均一に製造するなどのナノ技術に対する研究が活発に進行されている。又、遠赤外線(Far-infrared ray)は波長範囲が約4乃至100μｍである電磁気輻射線の一種として、紫外領域で波長が最も長く、分子内に構成された原子間の結合又は分子間結合をストレッチング(stretching)又はシゾリング(scissoring)などの形態に活性化させるエネルギー特性を示すものであるが、一般的にセリサイト、麦飯石、セラミックス、黄土などを含む鉱物質は遠赤外線を放射するもので公知されており、近年このような鉱物質が遠赤外線を放射して健康に有益ないろいろな効果を提供するということを利用して、これらを含む合成繊維、不織布、健康製品(例えばベット、マットレス、枕など)、サウナ、汗蒸幕などが開発されている。
【０００４】
従って、最近各種機能性の主に健康に関わっている遠赤外線、抗菌、脱臭、消臭機能を有する機能性が付与された製品が遠赤外線を放射する鉱物質にナノ技術を応用して続々と開発されている実情である。例えば石川(Ishikawa)の下記特許文献１には、皮革網状層の皮革繊維の濾水度が700ml以上でありコロイドの含量が1.0重量％以下である皮革を2乃至4価の抗菌性金属塩、抗菌性無機微細粉末及び有機系防腐剤の中のいずれかを有効成分として含有する抗菌性処理液に含浸処理して抗菌性皮革を製造する方法が記載されている。下記特許文献2には、ゼオライトをポリウレタン樹脂に分散処理して抗菌性合成皮革製品を製造する方法が記載されている。下記特許文献3には、ゲルマニウム、麦飯石及び黄土又は玉とからなる微粒子物質を合成樹脂原料と一緒に成型して人造皮革樹脂を製造する方法が記載されている。下記特許文献4には、ポリウレタン樹脂と二酸化チタンとからなるコーティング層が原緞層に表面又は裏面で設置されてなされた抗菌脱臭性合成皮革が記載されている。下記特許文献5には、バイオセラミックス粉末と充填剤を重合度1000以上のPVCに添加し、これを低温の発布剤で発泡させてバイオセラミックス人造皮革を製造する方法が記載されている。下記特許文献6には、ポリウレタン人造皮革にバイオセラミックスを含有させて遠赤外線を放射するポリウレタン人造皮革を製造する方法が記載されている。
【０００５】
しかし、上記のような方法は特定製品にのみ適用されるものであって、繊維、皮革、製紙、ゴム、合成樹脂、フィルムなどいろいろな分野に共通的に応用することができないという問題があった。
従って、このような問題を解決して特定製品に限らなく多様な分野に適用可能な機能性粒子コロイドが望まれていた。
【特許文献１】特開平8-27499号公報
【特許文献２】韓国特開1999-0064591号公報
【特許文献３】韓国特開2000-0026558号公報
【特許文献４】韓国特開1999-0070829号公報
【特許文献５】韓国特開1992-020010号公報
【特許文献６】韓国特開1993-000752号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような問題を解決するため、本発明は遠赤外線放射能、抗菌性、脱臭性、陰イオン発生、防汚性、空気浄化能力など多様な機能性を有する機能性セラミックス粒子コロイドを提供することを目的とする。
さらに本発明は繊維、皮革、製紙、ゴム、合成樹脂、フィルムなどいろいろな分野に共通的に応用することができる機能性粒子コロイドを提供することを目的とする。
さらに本発明は多様な機能性を有する機能性セラミックス粒子コロイドを製造する方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は多様な機能性を有する機能性セラミックス粒子コロイドを応用した製品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】
【０００７】
上記のような目的を達成するために、本発明は分散溶液100重量部を基準で機能性セラミックス鉱物粒子70乃至150重量部が配合されることを特徴とする機能性セラミックス粒子コロイドを提供する。
【０００８】
前記分散溶液はバインダー12〜15重量部を基準で分散剤15〜30重量部、固着剤1.5〜2重量部、浸透剤1.5〜3重量部、水15〜50重量部を含むことを特徴とする。前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイトで構成される群から選択される一つ以上であることを特徴とする。
【０００９】
前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト50〜70重量部を基準でセリサイト15〜30重量部、モナザイト15〜20重量部、ゼオライト3〜5重量部、ベントナイト2〜5重量部、二酸化チタン5〜7重量部を含むことを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明は用意したバインダー12〜15重量部に分散剤15〜30重量部を投入しながら撹拌する第1段階;上記第1段階から得られた組成物に用意した0.5μｍ以下の機能性セラミックス鉱物粒子を投入しながら撹拌する第2段階;第2段階から得られた組成物に固着剤1.5乃至2重量部と浸透剤1.5乃至3重量部を添加した後撹拌する第3段階;及び第3段階から得られた組成物と水15乃至50重量部を配合する第4段階を含むことを特徴とする機能性セラミックス粒子コロイド製造方法を提供する。
前記第2段階に機能性セラミックス鉱物粒子は上記含まれるバインダー、分散剤、固着剤、浸透剤、及び水の総重量を基準で前記総重量100重量部当たり70乃至150重量部が投入されることを特徴とする。
【００１１】
上記第3段階を進行する前に第2段階から得られた組成物に消泡剤を投入した後撹拌して室温で放置する段階をさらに遂行することを特徴とする。
上記第4段階から得られた組成物の貯蔵安定性を高めるために添加剤を処理する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００１２】
上記第2段階の撹拌は低速から超高速に漸進的に進行されることを特徴とする。
【００１３】
上記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイトで構成される群から選択される一つ以上であることを特徴とする。
【００１４】
前記機能性セラミックス鉱物粒子はイルライト50〜70重量部を基準でセリサイト15〜30重量部、モナザイト15〜20重量部、ゼオライト3〜5重量部、ベントナイト2〜5重量部、二酸化チタン5〜7重量部を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記製造された機能性セラミックス粒子コロイドをゲルタイブ、クリームタイプ又はケーキタイプを含むいろいろなタイプで処理する段階をさらに含むことを特徴とする。
さらに本発明は前記機能性セラミックス粒子コロイド又は上記製造方法で製造された機能性セラミックス粒子コロイドで処理された製品を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る機能性セラミックス粒子コロイド及び前記コロイドに処理された製品は次のような効果を有する。
先ず、本発明に係る機能性セラミックス粒子コロイド及び前記コロイドで処理された製品は人体に無害であって安全性が非常に高い。
さらに、本発明に係る機能性セラミックス粒子コロイドは繊維、皮革、製紙、ゴム、合成樹脂、フィルムなどいろいろな分野に共通的に応用されることができる。
さらに、本発明に係る機能性セラミックス粒子コロイドで処理された製品は優れた抗菌性、遠赤外線放射能、脱臭、陰イオン発生能力を有する。
さらに、本発明に係る機能性セラミックス粒子コロイドによるといろいろな分野の製品に望む機能性を特別な手続きや装備なく極めて容易に付与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明はさまざまな製品に機能性を付与するためにナノ技術を利用して製造された機能性セラミックス粒子コロイド、前記機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法、前記機能性セラミックス粒子コロイドを利用して製造された製品について開示するが、本発明の機能性セラミックス粒子コロイドは機能性セラミックス鉱物粒子としてイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイト、二酸化チタン、モナザイトなどを0.5μｍ以下の大きさを有するように加工して水、バインダー、固着剤、浸透剤、分散剤を含む分散溶液に分散させたことを特徴とする。
【００１８】
ここで機能性セラミックス鉱物粒子と分散溶液は分散溶液100重量部を基準で機能性セラミックス鉱物粒子70乃至150重量部が配合されることが好ましいが、前記含量比より小さくなると機能性が落ちるのみではなく機能性セラミックス粒子コロイドで処理された製品の触感が低下され、前記含量比より大きくなると機能性セラミックスコロイドの付着力が落ちることになるからである。
【００１９】
前記機能性セラミックス鉱物粒子は0.5μｍ以下の大きさを有するように加工された遠赤外線放射能、抗菌性、脱臭性、陰イオン発生、防汚性、空気浄化能力などを有する鉱物粒子を意味するもので自然界に存在する多様な鉱物粒子であることができる。このような機能性セラミック鉱物粒子として本発明ではイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイトで構成された群から一つ以上を選択して使用するのが好ましく、より好ましくはイルライトとセリサイトとモナザイトとゼオライトとベントナイトと二酸化チタンを一定割合で配合した機能性セラミックス鉱物粒子を使用することである。
【００２０】
前記イルライトは単斜晶系に属する微細な雲母族鉱物として、自体含水機能で捕集効果が大きくて直射日光を防止して活性度が高く、遠赤外線を85〜95%以上を放射するのみでなく吸着力も優れていて脱臭能力が優れている。且つ、水中に多量の溶存酸素を生成して水分子を活性化させ強力な陰イオンを発散させて体感温度を+/- 2〜3℃程度調整する効果があり、抗菌、静菌作用も優れているので、本発明の機能性セラミックス鉱物粒子としてイルライトのみを使用することができる。
【００２１】
前記セリサイトは単斜晶系鉱物として白色又は灰白色に真珠のようなつやがあるペトマタイトから産出された岩石として、東医宝鑑(韓国の朝鮮時代に書かれた漢方医書)には風症、下痢、女の人の白帯下、難産と及唱の治療、消化器官の出血などの特効薬として使われている。遠赤外線の放射と熱伝導効果が優れていて、抗菌、脱臭、防音、吸音効果があって本発明の機能性セラミックス鉱物粒子としてセリサイトのみを使用することもできる。
【００２２】
前記ゼオライトは比重が2.2のアルカリ及びアルカリ土類金属の珪酸アルミニウム水化物である鉱物の総称として沸石とも言う。微生物の繁殖による着生汚染、悪臭防止及び吸湿性能が卓越して本発明の機能性セラミックス鉱物粒子としてゼオライトのみを使用することもできる。
【００２３】
前記ベントナイトは真珠や納のようなつやを有し、緻密な組織を有し水を吸着して膨潤して陽イオン交換性が明らかなので場合によっては本発明の機能性セラミックス粒子としてベントナイトのみを使用することもできる。
【００２４】
上述したようにイルライト、セリサイト、ゼオライト、ベントナイトはそれぞれ本発明の機能性セラミックス粒子として機能することができるが、比重が類似範囲内にありすべて多様な機能性を有するので前記鉱物粒子らを配合して使用すれば各鉱物粒子が有する機能性の上昇及び補完作用ができて、達成しようとする機能性を考慮して適宜選択して任意の割合で配合して使用することができる。
【００２５】
さらに、本発明では機能性セラミックス鉱物粒子としてイルライトとセリサイトとモナザイトとゼオライトとベントナイトと二酸化チタンを一定割合で配合したものを使用することができるが、イルライト50〜70重量部を基準でセリサイト15〜30重量部、モナザイト15〜20重量部、ゼオライト3〜5重量部、ベントナイト2〜5重量部、二酸化チタン5〜7重量部を含むことが好ましい。前記鉱物粒子の配合比は各鉱物が有する機能性を考慮したことで各機能性の上昇及び補完作用を根拠で決まったこととして前記含量から少しの加減は可能である。
【００２６】
ここでモナザイトは単斜晶系に属する鉱物としてセリウム族稀土類元素のりん酸塩鉱物として多量の陰イオンを放出していて少量を添加しても優れた陰イオン放出効果を発揮する。しかし硬度(5〜5.5)と比重(4.6〜5.4)が非常に高い鉱物なので加工が難しくてよく使用しなかったが、本発明ではナノ粉末化過程を経ながら非常に優れた性能を有した稀少原料に変わることが見付けられ、非常に優れた陰イオン放出機能を達成することができて本発明の機能性セラミックス鉱物粒子として使用するようになったが、その含量はイルライト50〜70重量部を基準で15乃至20重量部を使用するのが好ましい。場合によっては2〜3重量部の加減も可能である。
【００２７】
又、二酸化チタンは普通酸化チタン(IV)を意味し、天然ではブルカイト、鋭錐石(ana
tase)、板チタン石(brookite)、イルメナイト(チタン鉄石)などの鉱物として存在する。構造が異なる三つの変種が知られているが、高温で安定的な型をルチル型、低温で安定的な型を鋭錐型、中間温度で安定的な型をブルカイト型であると言う。光触媒の二酸化チタンは光(390nm領域の紫外線)を受ければ反応を起こして表面に強い酸化作用が発生することによって殺菌、脱臭、防汚(汚れ防止)などの機能を発揮する。すなわち、光が酸化チタン面に吸収されれば電子(e−)と正孔(h＋)という二つの性質が生じ一般的な物質ではこの二つの性質が再結合するが、二酸化チタンの場合には少しの間その状態が維持されることによって正孔は触媒表面にある吸着水を酸化し、酸化力が高いヒドロキシラジカルを生成するが、このヒドロキシラジカルが有機物と反応することによってあらわれる機能である。且つ、空気中の酸素を還元させて過酸化物を形成するようになるので強い酸化力を有するようになって抗菌作用が非常に強力である。このような機能により二酸化チタンは本発明の機能性セラミックス鉱物粒子として使用するが、その含量はイルライト50〜70重量部を基準で5〜7重量部が使用されるのが好ましい。一方、本発明で前記機能性セラミックス鉱物粒子を分散させるため使用する分散溶液はバインダー12〜15重量部を基準で分散剤15〜30重量部、固着剤1.5〜2重量部、浸透剤1.5〜3重量部、水15〜50重量部を含むことが好ましい。
【００２８】
ここで、本発明の分散溶液に含まれる前記バインダーでは無機フィラー(filler)水分散剤兼用バインダーが好ましいが、本発明では特に非イオン性であり、 pH(1%水溶液)が7.0±1.0であり、比重(25℃)は1.05±0.05であり、冷水に容易に溶解され、陰イオン性、非イオン性、陽イオン性物質と併用使用が可能な物性を有することが好ましい。前記バインダーは毒性がほとんどなくて乳化分散力が優れているので機能性セラミックス粒子コロイドに安全性を付与して、例えば繊維に機能性を付与するため本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを処理する場合、前記機能性セラミックス粒子コロイドを繊維に接着させる働きをして、加工時熱によってほとんど蒸発する。本発明に使用された前記バインダーとして常用化されているものはEMULOMFR(一信化学製)と、DSM-238(東洋シリコーン製)などがある。
【００２９】
又、本発明の分散溶液に含まれる前記分散剤では界面活性剤を使用するが、特に本発明で好ましいことは乳化、分散及び浸透効果が優れており酸、アルカリ溶液でも極めて安定であり、酸、アルカリが共存する水溶液でも優れた界面性をあらわして、均一液状として非イオン性であり、pH(1%水溶液)が7.0±1.0であり、比重(25℃)は1.05±0.05であって、冷水に容易に溶解され、陰イオン性、非イオン性物質と併用使用が可能な物性を有するものである。本発明の分散溶液に含まれる分散剤の含量は上述した含量から5重量部程度は加減しても分散溶液の性能に影響を与えない。本発明に使用された前記分散剤として常用化されているものはBALON-C(一信化学製)などがある。
【００３０】
又、本発明の分散溶液に含まれる前記固着剤はシランカップリング剤として前記バインダーと性能を合わせようとすると数多い実験を経なければならなく、室温ではバインダーのように安定であるが、熱が加えられると(70〜120℃)硬化しながら強く固着され周りの粒子を引っ張る性質がある。一方、固着剤は独立的に機能しなく前記バインダーと一緒に反応するので 固着剤の含量はバインダーの含量に応じて決められる上述の含量のとおり含まれることが好ましい。特に本発明で好ましいことは均一液状として陽イオン性であり、pH(1%水溶液で)が7.0±1.0であり、比重(25℃)は1.05±0.05であって、冷水に容易に溶解され、陰イオン性、非イオン性物質との相溶性は優れているが、他の物質と併用使用する場合効能が低下される物性を有するものである。前記固着剤は機能性セラミックス粒子コロイドを処理したすべての繊維に洗濯堅牢度、水堅牢度、汗堅牢度及び海水堅牢度などを向上させ、特に綿などのセルロース系繊維に卓越する。本発明に使用された前記固着剤として常用化されているものはMONOREX-NRD(一信化学製)などがある。
【００３１】
又、本発明の分散溶液に含まれる前記浸透剤は一種の界面活性剤として機能性セラミックス粒子コロイドの浸透を容易にするためのもので、特に湿潤浸透性が強いという特徴がある。特に本発明で好ましいことは均一液状として陰イオン性であり、pH(1%水溶液)が7.0±1.0であり、比重(25℃)は1.05±0.05であって、冷水に容易に溶解され、陰イオン性、非イオン性物質と併用使用することができ、酸性及びアルカリ性でも安定な効力を発揮し、軽水でも安定で起泡性である物性を有するものである。本発明に使用された前記浸透剤として常用化されているものはDUREX- CONC(一信化学製)などがある。
【００３２】
次に本発明の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法について説明する。先ず、用意したバインダー12〜15重量部に分散剤15〜30重量部を投入しながら撹拌する第1段階、その第1段階から得られた組成物に用意した0.5μｍ以下の機能性セラミックス鉱物粒子を投入しながら撹拌する第2段階、第2段階から得られた組成物に固着剤1.5乃至2重量部と浸透剤1.5乃至3重量部を添加した後撹拌する第3段階、第3段階から得られた組成物と水15乃至50重量部を配合する第4段階を経て製造される。場合によっては前記第3段階を進行する前に第2段階から得られた組成物に消泡剤を投入した後撹拌して室温で放置する段階をさらに遂行することもでき、第4段階から得られた組成物の貯蔵安全性を高めるために添加剤を処理する段階をさらに含むこともできる。
【００３３】
より具体的に本発明の機能性セラミックス粒子コロイドの製造方法を説明すれば、先ず、第1段階は用意したバインダーに分散剤を徐々に投入しながら低速(800rpm未満)で十分に(1時間乃至1時間30分)撹拌するが、前記バインダーと分散剤はバインダー12〜15重量部を基準で分散剤を15〜30重量部で配合することが好ましい。
【００３４】
又、第2段階は第1段階から得られた組成物に用意した0.5μｍ以下の機能性セラミックス鉱物粒子を徐々に投入しながら低速(800rpm)から超高速(12000rpm)に漸進的に進行しながら撹拌するが、ここで撹拌速度に応じる撹拌段階をより具体的について説明すれば、先ず低速(800rpm)で1時間撹拌した後室温で30分以上放置し、次に3000rpmで30分以下で撹拌した後30分以上放置し、最後に12000rpmで30分以下で撹拌した後30分以上放置しながら撹拌する。上記セラミックス鉱物粒子は低速で撹拌する間全部投入される。
【００３５】
一方、本発明で使用された機能性セラミックス鉱物粒子はナノ技術を適用してその大きさが0.5μｍ以下である鉱物粒子を加工して使用しなければならないが、本発明では上記機能性セラミックス鉱物粒子を用意するため先ずイルライト、セリサイト、モナザイト、ゼオライト、ベントナイト、二酸化チタンなどの機能性原料鉱物をそれぞれ粒度325メッシュ、含水率5%未満で12時間間加工した。その後ナノ粉砕機(ウルトマイゾ(湿式)、サイクロン＋分給、ゼトミルなど)を使用して少なくとも24時間以上加工したが、特にウルトマイゾを使用する場合はタンク内の速度が3マッハ乃至7マッハで衝突させて粉砕した。このような加工を通じて0.5μｍ以下の機能性セラミックス鉱物粒子が用意された。上述した方法以外にも、上記機能性セラミックス鉱物粒子が0.5μｍ以下の大きさを有するように加工することかできるならどんな公知のナノ技術を使っても構わない。
【００３６】
又、第3段階は第2段階から得られた組成物に固着剤1.5乃至2重量部と浸透剤1.5乃至3重量部を添加した後超高速(rpm12000)で撹拌する作業を45分から1時間程度施行する。ここで投入される固着剤と浸透剤の含量はバインダー12〜15重量部を基準にしたものである。
又、第4段階は第3段階から得られた組成物と水15乃至50重量部を配合するが、1800rpm以下で30分以上撹拌する。場合によっては6時間程度の熟成時間を与えることができる。ここで水の含量は完成された機能性セラミックス粒子コロイドの用途によって決められることであり、前記水の含量もバインダー12〜15重量部を基準にしたものである。
【００３７】
場合によっては第3段階を進行する前に第2段階から得られた組成物に公知の方法で適正量の消泡剤を投入し低速(rpm800以下)で30分以下で撹拌して6時間以上室温で放置することができる。この段階は第2段階で泡と空気が吸入された場合前記吸入された泡と空気を除去するためのことで、機能性セラミックス粒子コロイドの品質の完成度を向上させる。
又、第4段階から得られた組成物、すなわち完成された機能性セラミックス粒子コロイドの貯蔵安全性を高めるために添加剤（好ましくは公知された構成の沈降防止剤、安定剤）を適正量で投入し48時間以上室温で放置することができる。この段階は後処理の段階として機能性セラミックス粒子コロイドの貯蔵安全性を向上するためのことであるが、場合によっては略しても機能性セラミックス粒子コロイドの物性に影響を与えない。
なお、前記製造された機能性セラミックス粒子コロイドをゲルタイブ、クリームタイプ又はケーキタイブを含むいろいろなタイプで処理する段階をさらに含むことができるが、上記は機能性セラミックス粒子コロイドの体積、重さ、貯蔵性などを考慮して決めることができる。
【００３８】
上記のような本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを製造するための各段階は3種類型のミキサーが使用されるが、第1段階は上下に低速のプロペラの二つあるタイプのフリーミキサー(ウォンガン商事製)が使用されるのが好ましく、第2段階と第3段階は速度を変更させることができるアダブタ装着の高速分散機(ウォンガン商事製)が使用されるのが好ましく、第4段階は超音波乳化機(テグァン超音波製)が取り付けられたフリーミキサー(ウォンガン商事製)が使用されるのが好ましい。
【００３９】
このように製造された機能性セラミックス粒子コロイドは繊維、皮革、製紙、合成樹脂、ゴム、建築材料などの多様な分野に応用されることができるが、より具体的に説明すると本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを処理しようとする製品の製造工程に使用される加工溶液1リットル当たり本発明の機能性セラミックス粒子コロイド2〜50gを投入して使用することができる。
【００４０】
例えば本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを繊維に処理して機能性繊維を得ようとする時、一般的な繊維の製造工程(製糸→紡績→前加工→後加工)中に使用される加工溶液、例えば染色溶液1リットル当たり本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを投入して既存の加工工程、すなわち染色工程のとおり進行すると共に本発明の機能性セラミックス粒子コロイドの処理工程も遂行されるので、本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを処理するための特別な設備や手続きを要しなく、既存の工程に併合して使用することができる。従って、本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを利用して製品を製造するのは非常に簡単且つ便利なことが分かる。
【００４１】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００４２】
＜実施例1＞ 機能性セラミックス粒子コロイドの製造
合成例1
先ず、上下に低速のプロペラが二つあるタイプのフリーミキサー(ウォンガン商事製)を用意する。前記装置に用意したEMULOM-FR(一信化学製)13重量部を投入し、BALON-C(一信化学製)20重量部を徐々に投入しながら超低速から800rpmまで1時間30分間撹拌する第1段階を進行する。その後アダブタ装着の高速分散機(ウォンガン商事製)に第1段階から得られた組成物を投入した後、800rpmで用意した0.5μｍ以下のイルライト66.5重量部を徐々に投入しながら1時間撹拌した後室温で30分間放置し、放置された組成物を3000rpmで25分間撹拌した後30分間さらに放置して、最後に12000rpmで20分間撹拌した後40分間放置して第2段階を進行する。第2段階から得られた組成物にMONOREX-NRD(一信化学製)1.5重量部、DUREX-CONC(一信化学製)2重量部を添加した後12000rpmで50分間撹拌して第3段階を進行する。
次に超音波乳化機(テグァン超音波製)が取り付けられたフリーミキサー(ウォンガン商事製)に第3段階から得られた組成物を投入した後、水30重量部を徐々に投入しながら1800rpmで30分間撹拌する第4段階を進行して、機能性セラミックス粒子コロイド1を得た。ここで含有される構成成分の含量はバインダー13重量部を基準にしたものである。
合成例2
第2段階でイルライトの代わりにイルライト、セリサイト、モナザイト、ゼオライト、ベントナイト、二酸化チタンをそれぞれ5:2:1.5:0.3:0.2:0.5の重量比で配合された配合物を使用することを除外すると合成例1と同一の方法で第1段階乃至第4段階を進行して機能性セラミックス粒子コロイド2を得た。
実験例１
機能性セラミックス粒子コロイド1及び2の安全性及び公害性試験及び結果。
1.ねずみを利用した急性経口毒性 : LD50 = 6、510 mg/kg
2.微生物による変異原性 : 陰性
3.皮膚刺激性(日本産業皮膚衛生協会による皮膚貼付試験) : 準陰性(2B)
4.メダカによる急性魚毒性(JISK-0102): TLm=41ppm/24hr
5.化学的酸素要求量(JISK-0102) : COD = 37ppm
6.活性汚泥による微生物分解性:クルロロミト(chloro meter)を利用して機能性セラミックス粒子1及び2の各濃度での生物学的酸素要求量(BOD/5日)を測定してその結果を表1に示す。
【表１】


機能性セラミックス粒子コロイド1及び2に対する安全性及び公害性試験の結果は本発明の機能性セラミックス粒子コロイドが人体に無害であり、微生物に対して殺菌作用があることを示す。
【００４３】
＜実施例２＞
機能性セラミックス粒子コロイドを処理した機能性繊維の製造。
合成例1
綿織物の製造工程中染色溶液1リットル当たり実施例1で製造された機能性セラミックス粒子コロイド1を30g投入してペディング処理法(加工条件:室温、乾燥条件: 3kg/cm2メ
ンググル(mangle)を1dip=1nip pick up 80%で通過後105℃で3分、150℃で3分)で処理して機能性繊維1を得た。
合成例2
綿織物ではなくポリエステル/綿(65/35)混紡織物であること及び機能性セラミックス粒子コロイド2を使用したことを除外すると合成例1と同一の製造方法で機能性繊維2を得た。
比較例１
実施例2の合成例1及び2で機能性セラミックス粒子コロイド1及び2を使用しなくて通常的な製造工程を通じて普通繊維1及び2を得た。
実験例2
実施例2から得られた機能性繊維1及び2有する機能性の効果を測定するため次のように実験した。
1.抗菌効果実験
(1) 試験方法: KS K 0693-2000
(2) 使用菌株 ：Staphylococcus aureus ATCC 6538
Klebsiella pneumoniae ATCC 4352
上記のような方法で実施例2から得られた機能性繊維1及び2と比較例から製造された普通繊維1及び2に対して抗菌性を試験して表2にその結果を示す。
【表２】


2.遠赤外線放射能実験
機能性繊維1及び2の遠赤外線放射能を37℃で試し、FT-IRスペックトロミトを利用したブラックボディー対備測定の結果を表3に示す。
【表３】


3.脱臭効果実験
(1)試験方法 : KFIA-FI-1004 (2)試験ガス名 :アンモニア
(3)ガス濃度測定 :ガス検地管
上記のような方法で実施例2から得られた機能性繊維1及び2と比較例から製造された普通繊維1及び2に対して脱臭効果を実験してその結果を表4に示す。
【表４】


4.陰イオン放出能力実験
(1)試験方法 : KFIA-FI-1042
(2)機能性繊維1及び2の大きさ : 200×300(mm)
(3)電荷粒子の測定装置を利用して室内温度21℃、湿度52%、大気中の陰イオンの数102/cc条件で試験し、測定対象物、すなわち機能性繊維1及び2から放出される陰イオンを測定してその結果を表5に単位体積当たりのイオンの数で示す。
【表５】


以上の実験結果らから本発明の機能性セラミックス粒子コロイドを処理した製品が抗菌性、遠赤外線放射能力、脱臭、陰イオン発生能力に優れた効果を有することが分かる。
本発明は上述した特定の好ましい実施例に限定されなく、請求の範囲に請求する本発明の要旨を外れることがなく、当該発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者なら誰でも多様な変形実施が可能なのは勿論であり、このような変更は請求範囲記載の範囲内にある。
【出願人】 【識別番号】５０４０９２２５３
【氏名又は名称】アクアセラミックス・コーポレーション
【出願日】 平成１６年３月９日（２００４．３．９）
【代理人】 【識別番号】１０００７４３３２
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 昇

【識別番号】１００１１４４２１
【弁理士】
【氏名又は名称】薬丸 誠一

【識別番号】１００１１４４３２
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 寛昭

【識別番号】１００１１７２０４
【弁理士】
【氏名又は名称】岩田 徳哉
【公開番号】 特開２００５−１４４４３１（Ｐ２００５−１４４４３１Ａ）
【公開日】 平成１７年６月９日（２００５．６．９）
【出願番号】 特願２００４−６５８１３（Ｐ２００４−６５８１３）