(57)【要約】【課題】極めて簡易な構成で、効率よくしかも経済的に無機質微小発泡中空球体を含有する窯業用原料を製造する方法を提供する。【解決手段】窯業用泥漿をタンク内で撹拌するとともに、無機質微小発泡中空球体を水中で撹拌しつつ前記タンク下部より前記泥漿中に圧送して混合撹拌し、前記無機質微小発泡中空球体と泥漿との混合流体を前記タンクよりスプレードライヤに供給し、乾燥して、所定のパウダー状原料とすることを特徴とする窯業用原料の製造方法である。前記窯業用原料１００重量％に対して、前記無機質微小発泡中空球体の含有量を５〜７０重量％とすること、前記無機質微小発泡中空球体をフライアッシュバルーンとすることができる。また、前記窯業用原料をタイル原料とすることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窯業用泥漿をタンク内で撹拌するとともに、
無機質微小発泡中空球体を水中で撹拌しつつ前記タンク下部より前記泥漿中に圧送して混合撹拌し、
前記無機質微小発泡中空球体と泥漿との混合流体を前記タンクよりスプレードライヤに供給し、
乾燥して、所定のパウダー状原料とすることを特徴とする窯業用原料の製造方法。
【請求項２】
前記窯業用原料１００重量％に対して、
前記無機質微小発泡中空球体の含有量が５〜７０重量％である
請求項１に記載の窯業用原料の製造方法。
【請求項３】
前記無機質微小発泡中空球体がフライアッシュバルーンである
請求項１あるいは請求項２に記載の窯業用原料の製造方法。
【請求項４】
前記窯業用原料がタイル原料である
請求項１ないし請求項３にいずれか記載のタイル原料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機質微小発泡中空球体を含有する窯業用原料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、窯業製品は重くて割れやすく、製造や運送などにおける取り扱いが非常に困難であった。窯業製品の一例として、例えば建築用タイルなどは、建築物の外装、内装、床用等に用いられ、使用するタイルの数量に比例して重量も増大し、建築物の強度設計や施工面あるいは輸送コストなどに大きな影響を及ぼしていた。
【０００３】
近年、前記のような点を改善するために、窯業製品の軽量化の開発が行われてきた。その中でも、タイル製品の軽量化においては、粘土、長石、陶石、珪石等を主に含有する窯業用原料にフライアッシュバルーンやシリカバルーンなどの無機質微小発泡中空球体を含有させることにより、従来のタイル製品よりも比重の小さい軽量化タイルを製造している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、フライアッシュバルーンやシリカバルーンなどの無機質微小発泡中空球体は、通常原料として用いられている粘土、長石、陶石等と比較して比重が小さいので、前記原料と無機質微小発泡中空球体を混合して泥漿を調製しようとしても、実際には、無機質微小発泡中空球体が泥漿中に均一に分散せず、分離してしまうなどの問題が生じていた。そのため、窯業用原料における、無機質微小発泡中空球体の含有量も制限されてしまうことが多かった。
【特許文献１】特開平１１−４３３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明は前記の問題点を鑑みて、極めて簡易な構成で、効率よくしかも経済的に無機質微小発泡中空球体を含有する窯業用原料を製造する方法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】
【０００６】
すなわち、請求項１の発明は、窯業用泥漿をタンク内で撹拌するとともに、無機質微小発泡中空球体を水中で撹拌しつつ前記タンク下部より前記泥漿中に圧送して混合撹拌し、前記無機質微小発泡中空球体と泥漿との混合流体を前記タンクよりスプレードライヤに供給し、乾燥して、所定のパウダー状原料とすることを特徴とする窯業用原料の製造方法に係る。
【０００７】
請求項２の発明は、前記窯業用原料１００重量％に対して、前記無機質微小発泡中空球体の含有量が５〜７０重量％である請求項１に記載の窯業用原料の製造方法に係る。
【０００８】
請求項３の発明は、前記無機質微小発泡中空球体がフライアッシュバルーンである請求項１あるいは請求項２に記載の窯業用原料の製造方法に係る。
【０００９】
請求項４の発明は、前記窯業用原料がタイル原料である請求項１ないし請求項３にいずれか記載のタイル原料の製造方法に係る。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明に係る窯業用原料の製造方法によると、窯業用泥漿をタンク内で撹拌するとともに、無機質微小発泡中空球体を水中で撹拌しつつ前記タンク下部より前記泥漿中に圧送して混合撹拌し、前記無機質微小発泡中空球体と泥漿との混合流体を前記タンクよりスプレードライヤに供給し、乾燥して、所定のパウダー状原料とすることを特徴とするので、無機質微小発泡中空球体が分離することなく、均一に分散された窯業用原料を製造することができる。
【００１１】
請求項２の発明に係る窯業用原料の製造方法によると、前記窯業用原料１００重量％に対して、前記無機質微小発泡中空球体を５〜７０重量％含有するので、前記無機質微小発泡中空球体の含有量を適宜調製することで、軽量化、保水性あるいは断熱性の向上など、目的の性状を有する窯業製品を得るための窯業用原料を製造することができる。
【００１２】
請求項３の発明に係る窯業用原料の製造方法によると、前記無機質微小発泡中空球体がフライアッシュバルーンであるので、前記フライアッシュバルーンは、通常、耐火度が高く、窯業製品の焼成温度で溶融して大きな焼成収縮が生じる可能性が少いため、寸法精度が比較的優れた窯業製品を得ることができる。
【００１３】
請求項４の発明に係るタイル原料の製造方法によると、前記窯業用原料がタイル原料であるので、無機質微小発泡中空球体を含有させて、軽量化タイル、保水性タイルあるいは断熱性タイルなど用途に応じた性状を有するタイル原料を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の窯業用原料の製造方法の一例を示す概略工程図で、図２は本発明の窯業用原料の製造方法の一実施例を表す概略斜視図である。
【００１５】
図１に示したように、請求項１に係る発明は、主に粘土、長石、陶石、珪石などの原料を公知の手法により湿式粉砕・混合した窯業用泥漿をタンク内で撹拌する工程と、無機質微小発泡中空球体を水中で撹拌しつつ前記タンク下部より前記泥漿中に圧送して混合撹拌する工程と、前記無機質微小発泡中空球体と泥漿との混合流体を前記タンクよりスプレードライヤに供給し、乾燥して、所定のパウダー状原料とする工程とからなる。
【００１６】
窯業用泥漿は、主に粘土、陶石、長石等の原料、水、添加剤等をボールミルに投入し、公知の手法により湿式粉砕・混合することにより得られる。例として、請求項４に規定するタイル原料用泥漿の場合を説明すると、原石・原土、水、媒溶剤等をボールミルに投入して、公知の手法により湿式粉砕・混合を行う。また、呈色が要求されるタイル製品の場合は、顔料も同時にボールミルに投入する場合がある。ここで、原石・原土とは、一般的にタイル原料として用いられている粘土、長石、陶石、珪石等をいう。また、媒溶剤とは、焼成の際に製品素地と反応してガラス層を形成するものを指し、主に炭酸カルシウム、タルク、ドロマイト、珪灰石、リン酸カルシウム、酸化亜鉛等が用いられる。以上のような、窯業用泥漿やタイル原料用泥漿を製造する際に用いられる原料等とその種類、含有量などは、目的とする陶器や磁器あるいはタイル等の窯業製品に応じて適宜選択される。
【００１７】
得られた窯業用泥漿は、振動ふるいを掛けて未粉砕物質を除去するなどして、図２における泥漿タンク１０内に貯蔵し、攪拌機４０にて撹拌される。前記泥漿が沈殿するのを防ぐために、常時混合撹拌することが望ましい。ここで用いられるタンク１０や攪拌機４０については、窯業原料用泥漿を十分に撹拌できるものであれば、特に限定されない。  
【００１８】
一方、無機質微小発泡中空球体は、粘土、長石、陶石等の原料と比較して比重が小さいために、前記原料と同時に混合撹拌したのでは均一に分散させることが困難である。従って、前述の窯業用泥漿を製造するのとは別に、タンク２０において無機質微小発泡中空球体と水を撹拌、混合させて、無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を調製する。このとき、前記無機質微小発泡中空球体含有混合液２５中に無機質微小発泡中空球体を均一に混合させるために、あらかじめ、タンク２０に所定量の水を投入し、攪拌機４０にて撹拌しながら、徐々に無機質微小発泡中空球体を投入することが望ましい。また、無機質微小発泡中空球体の比重は水よりも軽いので、水中に分散した状態を維持するために常時撹拌しておくことが好ましい。攪拌機４０は特に限定されないが、無機質微小発泡中空球体を水中に均一に分散させるために、インバーター５５のついたモーター５０を使用した高速攪拌機であることが望ましい。無機質微小発泡中空球体含有混合液２５における、無機質微小発泡中空球体の固形分濃度は、スプレードライヤ乾燥時におけるパウダー状原料の経済的な取得の観点から、無機質微小発泡中空球体含有混合液１００重量％に対して、５０〜６０重量％であることが好ましい。なお、無機質微小発泡中空球体をより分散しやすくするために、例えば、珪酸ソーダなどの分散剤を添加して撹拌することもできる。
【００１９】
ここで、前記無機質微小発泡中空球体とは、無機質よりなる微小な中空球体（発泡体）であり、一例としてシラスバルーン、ガラスバルーン、フライアッシュバルーン、アルミノ・シリケート・バルーンなどが挙げられ、例えば軽量セメント用としても市販されており、目的とする窯業製品に応じて、無機質微小発泡中空球体の粒径や含有量などを適宜選択することができる。また、請求項２に規定するように、窯業製品の軽量化や断熱性の向上などの観点からは、スプレードライヤ乾燥後にパウダー状に得られた窯業用原料１００重量％に対して、無機質微小発泡中空球体の含有量は５〜７０重量％であることが好ましく、さらには１０〜６０重量％であることが好ましい。なお、請求項３に規定するように、窯業製品の寸法精度等の観点から、耐火性に優れ、タイルや陶磁器などの窯業製品の焼成温度でも溶融しないので、無機質微小発泡中空球体としてフライアッシュバルーンを用いることが好ましい。ここで、フライアッシュバルーンとは、主として、石炭を燃やす火力発電所などで発生する石炭灰のうち、微粉炭燃焼ボイラーの集塵機で捕集される粒状のものを分離精製等したものをいう。石炭の産地や組成、燃焼方式等によってその大きさ、耐火性、組成等が異なるが、例えば、粒径は１〜２５０μｍ、比重は０．６〜０．８程度であり、窯業製品の目的に応じたフライアッシュバルーンを使用することができる。
【００２０】
タンク２０において、水と無機質微小発泡中空球体を高速撹拌することにより得られた無機質微小発泡中空球体含有混合液２５は、あらかじめ窯業用泥漿１５を撹拌していた泥漿タンク１０に、タンク下部１１の供給口１２に設けられたパイプ３５ｂを通じて圧送される。このとき、無機質微小発泡中空球体の比重が小さいため、無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を泥漿タンク１０に上から投入しただけでは、無機質微小発泡中空球体が分離してしまい、均一に分散されない。従って、ポンプ３０などを使用することにより、前記無機質微小発泡中空球体含有混合液２５をタンク下部１１の供給口１２に設けられたパイプ３５ｂを通じて泥漿タンク１０に圧送させる。窯業用泥漿１５は粘土等の原料を含有し、ある程度の粘性があるので、前記無機質微小発泡中空球体含有混合液２５が、一度前記窯業用泥漿１５と混合されると、無機質微小発泡中空球体の分離が起こりにくくなる。そのため、タンク下部１１から前記無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を圧送することで、前記混合液２５を泥漿タンク１０内で撹拌されている窯業用泥漿１５と均一に混合することができる。
【００２１】
なお、タンクの上部や中央部から無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を圧送すること自体は可能であるが、無機質微小発泡中空球体を窯業用泥漿１５中に、より均一に分散させるためには、少なくとも、タンク１０の上下方向の中央部よりも下部から圧送することが好ましい。また、無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を泥漿タンク１０へタンク下部１１より圧送させる工程において、無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を窯業用泥漿１５に均一に分散させるために、泥漿タンク１０における窯業用泥漿１５と無機質微小発泡中空球体含有混合液２５は、常時撹拌されていることが望ましい。
【００２２】
次に、泥漿タンク１０において、無機質微小発泡中空球体含有混合液２５と窯業用泥漿１５を攪拌機４０により撹拌することによって、得られた混合流体は、タンク１０の排出口１３に設けたパイプ３５ａを通じてスプレードライヤに供給される。なお、泥漿タンク１０における前記混合流体の排出口１３の位置は特に限定されない。この実施例では、無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を泥漿タンク１０へ圧送する供給口１２と、タンク１０内で窯業用泥漿１５と無機質微小発泡中空球体含有混合液２５を撹拌・混合して得られた混合流体をスプレードライヤへ供給する排出口１３を別に設けた場合を示したが、前記無機質微小発泡中空球体含有混合液２５の供給口１２に配置するパイプ３５ｂに、切替弁などを設けることにより排出口としても利用できる。なお、前記混合流体を泥漿タンク下部１１の排出口１３に設けたパイプ３５ａを通じてスプレードライヤに供給する工程において、前記混合流体が沈殿しないように、泥漿タンク１０内の前記混合流体は、常時撹拌されていることが望ましい。
【００２３】
前記混合流体をスプレードライヤにより乾燥して、パウダー状の窯業用原料を製造する。得られたパウダー状の窯業用原料の粒径や水分量は、特に限られず、目的の窯業製品に応じて適宜スプレードライヤの乾燥温度などの条件を調節することができる。請求項４に規定するタイル原料を製造する場合も、タイル製品の用途に応じてスプレードライヤの所条件を設定できるが、粒径は４００μｍ程度、水分量は５〜８重量％とすることが望ましい。なお、パウダー状の窯業用原料は用途に応じて、機械的に圧縮粉砕して一定の大きさのものに再造粒することもできる。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明における窯業用原料の製造方法を用いてタイル製品を製造した場合の一実施例を示す。なお、無機質微小発泡中空球体としてフライアッシュバルーンを用いた。ここで、フライアッシュバルーンは、ＳＨＩＪＩＡＺＨＵＡＮＧ  ＣＥＮＯＳＰＨＥＲＥ  ＦＡＣＴＯＲＹ製で、粒径が４０メッシュ（ふるいの目開き４２５μｍ）９５重量％通過、比重が０．３５〜０．５５、融点が１７００℃、そして成分組成は、ＳｉＯ2が５２〜５４重量％、Ａｌ2Ｏ3が３６〜４０重量％、ＣａＯが２重量％、Ｉｇ．Ｌｏｓｓが１．９重量％のものを使用した。下記所定の配合のタイル原料用泥漿をタンク内で撹拌し、それとは別に、水とフライアッシュバルーンを高速攪拌機を用いて撹拌して混合液を作製した。次に、タイル原料用泥漿をタンク内で撹拌しながら、フライアッシュバルーン含有混合液を泥漿タンク下部より圧送して、タイル原料用泥漿と撹拌して混合流体を調製した。
【００２５】
［配合例１］
蛙目粘土２７．８重量％、木節粘土１９．０重量％、珪石１．０重量％、長石５２．２重量％を原料とし、前記原料１００重量％に対して媒溶剤３．５重量％を添加し、ボールミルにて公知の手法により湿式粉砕をして、泥漿タンクでタイル原料用泥漿の撹拌を行った。これとは別に、水４０重量％、フライアッシュバルーンを６０重量％として高速攪拌機を用いて混合液を調製した。なお、分散剤として、前記混合液１００重量％に対して、珪酸ソーダを０．２重量％添加した。前記タイル原料用泥漿の固形分１００重量％に対してフライアッシュバルーンが２０重量％となるように、泥漿タンクにフライアッシュバルーン含有混合液を圧送し、混合流体を調製した。
【００２６】
［配合例２］
蛙目粘土２７．８重量％、木節粘土１９．０重量％、珪石１．０重量％、長石５２．２重量％を原料とし、前記原料１００重量％に対して媒溶剤４．５重量％を添加し、ボールミルにて公知の手法により湿式粉砕をして、泥漿タンクでタイル原料用泥漿の撹拌を行った。これとは別に、水４０重量％、フライアッシュバルーンを６０重量％として高速攪拌機を用いて混合液を調製した。なお、分散剤として、前記混合液１００重量％に対して、珪酸ソーダを０．２重量％添加した。前記タイル原料用泥漿の固形分１００重量％に対してフライアッシュバルーンが５０重量％となるように、泥漿タンクにフライアッシュバルーン含有混合液を圧送し、混合流体を調製した。
【００２７】
前記所定の配合で調製した混合流体をスプレードライヤによって乾燥し、得られたパウダー状の窯業用原料を圧力２００ｋｇ／ｃｍ2にて成形した。前記成形体を１２５０℃で焼成し、吸水率、比重及び熱伝導率の測定を行った。その結果を下記の表１に示す。また、比較として、無機質微小発泡中空球体を含有しない従来製品の磁器タイルの比重及び熱伝導率も表１に示す。表１から明らかなように、フライアッシュバルーンを２０重量％あるいは５０重量％含有する配合例１、２において、無機質微小発泡中空球体を含有しない従来製品の磁器タイルと比較して、比重が小さく、熱伝導率の低い値が得られ、軽量で断熱性のあるタイル製品が得られた。
【００２８】
【表１】
2006290695.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の窯業用原料の製造方法の一例を示す概略工程図である。
【図２】本発明の窯業用原料の製造方法の一実施例を表す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  泥漿タンク
１１  タンク下部
１２  供給口
１３  排出口
１５  窯業用泥漿
２０  タンク
２５  無機質微小発泡中空球体含有混合液
３０  ポンプ
３５ａ、３５ｂ  パイプ
４０  攪拌機
５０  モーター
５５  インバーター
【図１】
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【図２】
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