(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸性火山岩類または酸性火山噴出物を主原料として、これに粘結材および発泡材と水を加えて成形したのちにいったん焼結させ、その焼結物を破砕したのちにさらに焼成することを特徴とする高強度を有する超軽量微粒物の製造方法。
【請求項２】
酸性火山岩類または酸性火山噴出物を主原料として、これに粘結材および発泡材と水を加えて粒径５ｍｍ以上に造粒後、８００℃以上から主原料の軟化点よりも３０〜８０℃程度低い温度で焼結させ、その焼結物を３ｍｍ以下、好ましくは１．２ｍｍ以下に破砕したのちにさらに焼成することを特徴とする高強度を有する超軽量微粒物の製造方法。
【請求項３】
原料中に粒径の小さな発泡材を均一に分散させることを特徴とする請求項１若しくは２記載の高強度を有する超軽量微粒物の製造方法。
【請求項４】
微粒物の粒径が３ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１．２ｍｍ、比重０．４〜０．８、吸水率７％以下とすることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の高強度を有する超軽量微粒物の製造方法。
【請求項５】
酸性火山岩類または酸性火山噴出物を主原料として焼成してなる粒径が３ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１．２ｍｍの微粒物であって、微粒物中の気泡が微細であり、独立していることを特徴とする高強度を有する超軽量微粒物。
【請求項６】
微粒物が比重０．４〜０．８、吸水率７％以下であることを特徴とする請求項５記載の高強度を有する超軽量微粒物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、酸性火山岩または酸性火山噴出物を主原料とした高強度で低吸水性を有し、低比重である微粒物とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高強度を有する超軽量物は酸性火山岩、酸性火山噴出物等を主原料として、これに発泡材を添加して焼成することによって得られる。この超軽量物は比重０．４〜０．８、吸水率７％以下であるが、転動造粒法、流動層造粒法、攪拌造粒法等によって造粒されているため粒径３ｍｍ程度以下の造粒物を製造するのは困難であり、従って、得られる製品も３ｍｍ程度以上、より実用的には５ｍｍ以上のものであった。
【０００３】
３ｍｍ以下の微粒物としては、現在のところ、パーライトなどの超軽量微粒物が焼成後の製品を粉砕・分級することによって製造されているが、それらは高吸水率であり、低強度である。また、粉砕によって微粒物の形状が悪く、吸水率が高くなるために、コンクリート用骨材として用いた場合、コンクリートのワーカビリティーが低下する、などの問題点を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高強度で低吸水率を有する低比重の微粒物およびその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、この発明の高強度を有する微粒物の製造方法によれば、火山噴出物を主原料として、これに粘結材および発泡材と水を加えて成形したのちにいったん焼結させ、その焼結物を破砕したのちにさらに焼成すること（請求項１）、酸性火山岩類または酸性火山噴出物を主原料として、これに粘結材および発泡材と水を加えて粒径５ｍｍ以上に造粒後、８００℃以上から主原料の軟化点よりも３０〜８０℃程度低い温度で焼結させ、その焼結物を３ｍｍ以下、好ましくは１．２ｍｍ以下に破砕したのちにさらに焼成すること（請求項２）、原料中に粒径の小さな発泡材を均一に分散させること（請求項３）、微粒物の粒径が３ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１．２ｍｍ、比重０．４〜０．８、吸水率７％以下とすること（請求項４）を特徴とする。
【０００６】
また、この発明の高強度を有する微粒物によれば、酸性火山岩類または酸性火山噴出物を主原料として焼成してなる粒径が３ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１．２ｍｍの微粒物であって、微粒物中の気泡が微細であり、独立していること（請求項５）、微粒物が比重０．４〜０．８、吸水率７％以下であること（請求項６）を特徴とする。以下に、この発明を詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明で使用する原料としては、温度上昇に伴う粘性低下を抑えるために珪酸分およびガラス質に富む酸性火山岩または酸性火山噴出物が望ましく、一般的にはガラス質６５％以上、好ましくは８０％以上のものが望ましい。焼結過程において成形体の緻密化が進行しやすいように、原料粉末度は２０μｍ通過分８０％以上が望ましく、平均粒径１０μｍ以下、好ましくは７μｍ以下のものが望ましい。ここでの平均粒径は積算粒度分布曲線における５０％粒子径を示し、以下同様とする。
【０００８】
原料はガラス質のため、微粉砕しても成形が困難であり、粘結材としてベントナイト、カオリン、水ガラス等を添加する。粘結材の性状は平均粒径２０μｍ以下が望ましい。粘結材の添加量は、主原料の平均粒径に対して１〜７重量部とすることが望ましい。
【０００９】
焼成物中の気泡の均一性には発泡材の粉末度と純度が大きく影響する。発泡材としては炭化珪素が好適に用いられ、その粉末度は平均粒径４μｍ以下、好ましくは３μｍ以下であり、純度は９８％以上が望ましい。この条件に見合った発泡材を原料中に均一に分散させることで、焼成物中の気泡が微細となり、独立気泡とすることができる。
【００１０】
酸性火山岩、あるいは火山噴出物と上記粘結材および発泡材を添加し、水を加えて混練・成形することによって粒径５ｍｍ以上の成形体を製造する。原料の成形方法は転動造粒機、押し出し成形機、加圧成形機などが適用できる。
【００１１】
成形体は反応温度８００℃以上から原料の軟化点よりも３０〜８０℃好ましくは５０℃程度低い温度で、いったん焼結させた後、焼結物は粉砕・分級によって所望の粒度に調製する。この際、焼結物は緻密化しているために粒径３ｍｍ以下、さらには１．２ｍｍ以下の粉砕が可能であり、この粉砕物の形状をドラム回転体等で角とりして丸みを持たせることで、焼成物の実績率を大きくすることができる。
【００１２】
次に前述の焼結物をさらに高い温度で焼成して発泡反応を進行させることによって、この発明の好適な高強度を有する微粒物とすることができる。焼成温度は原料の種類、成分等により異なるが、原料の軟化点および発泡材の発泡温度以上である１０００℃〜１３００℃とするのが好ましい。このようにして焼結物を粉砕・分級によって粒径が３ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１．２ｍｍとすることが可能で、発泡焼成物の粒径を３ｍｍ以下、好ましくは０．１〜１．２ｍｍ程度で、焼成物の表面がガラス質で覆われて、内部の微細な独立気泡による低比重、低吸水性の微粒物とすることができる。
【００１３】
【実施例】
酸性火山岩類の一種である流紋岩（東京都新島産抗火石）９４．５重量部にベントナイト５重量部および炭化ケイ素０．５重量部を調合し、加湿混練後、成形体を作製した。成形体は焼結温度１０００℃でいったん緻密化させた後０．１〜１．２ｍｍに粉砕・分級を行い、１１８０〜１２２０℃の範囲で焼成を行った。また、比較として同成形体を粉砕せずに１１８０〜１２２０℃の範囲で焼成後に粉砕・分級を行って粒径０．１５〜１．２ｍｍの微粒物を作製した。これら微粒物の諸物性を表１に示す。
【００１４】
【表１】
0003586319.tif 000002
【００１５】
表１の実施例１〜３に示す微粒物を混合して比重０．６８、粒径０．１５〜１．２ｍｍの微粒物とした。これを細骨材として用いた場合のモルタル圧縮強度を表２に示す。比較として比重０．３５、粒径０．１５〜１．２ｍｍの膨張パーライトを細骨材として用いた場合の結果も表２に併記する。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
【発明の効果】
この発明によれば、成形体をいったん焼結させ、その焼結物を破砕したのちにさらに焼成することによって、高強度で低吸水性を有し、低比重である微粒物の製造が可能であり、高強度を必要とする軽量コンクリート製品、断熱材などの建築材料、ゴムやプラスチックの充填材など幅広い分野に利用できる。