(57)【要約】【課題】  ギザギザした部分、エッジ状の部分あるいは鋭く尖った部分を生じにくく、強い機械的強度を有する火山ガラスマイクロボールの製造方法を提供すること。【解決手段】  第１の工程Ｓ１において、原料Ｍであるシラスバルーンを粉砕し、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の第１の粒子Ｇ１を得、次に、第２の工程Ｓ２において、バインダーＢを含む液体Ｗ１に第１の粒子Ｇ１を分散させ、この液体Ｗ１を、スプレードライヤーによって、１２０℃から第１の粒子Ｇ１どうしが焼結を開始する温度未満の温度の雰囲気Ａ１の空中に噴霧し、第１の粒子Ｇ１が集合してなる第２の粒子Ｇ２を得、次に、第３の工程Ｓ３において、第２の粒子Ｇ２を、第１の粒子Ｇ１どうしが焼結を開始する温度から３３３０℃までの温度の雰囲気Ａ２の下で焼成して、火山ガラスマイクロボールＰ１を製造する。【選択図】  図１
2015074580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス質火山噴出物を加熱処理して製造した発泡物と、ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物と、ガラス質火山噴出物と、のうちの少なくともいずれかひとつを原料となし、当該原料を粉砕したものの中から、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の第１の粒子を得る第１の工程と、
前記第１の粒子を分散させた液体を、スプレードライヤーによって、１２０℃から前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度未満の温度の雰囲気の空中に噴霧し、前記第１の粒子が集合してなる第２の粒子を得る第２の工程と、
前記第２の粒子を、前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から３３３０℃までの温度の雰囲気の下で焼成する第３の工程と、を有することを特徴とする火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項２】
ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物を原料となし、当該原料の中から、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の第１の粒子を選別して得る第１の工程と、
前記第１の粒子を分散させた液体を、スプレードライヤーによって、１２０℃から前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度未満の温度の雰囲気の空中に噴霧し、前記第１の粒子が集合してなる第２の粒子を得る第２の工程と、
前記第２の粒子を、前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から３３３０℃までの温度の雰囲気の下で焼成する第３の工程と、を有することを特徴とする火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項３】
ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物を原料となし、当該原料の中から選別して得られる長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の粒子を、前記第１の工程において得られる前記第１の粒子の中に加えることを特徴とする請求項１に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項４】
前記第１の粒子を分散させた前記液体は、バインダーを含有しており、前記第２の粒子内において、前記第１の粒子どうしが当該バインダーによって一体化していることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項５】
前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、前記第２の粒子を可燃性ガスの火炎の中に噴出することによって行われることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項６】
前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成を行う可燃性ガスの前記火炎が、回転する筒体の中に噴出されて螺旋状に流れる可燃性ガスの火炎であり、前記火炎は、当該筒体の中に、当該筒体の中心軸方向に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項７】
前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から前記第１の粒子の融点未満の温度の雰囲気の下で行われることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項８】
前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、酸化焼成の雰囲気の下で行われることを特徴とする請求項７に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項９】
前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、還元焼成の雰囲気の下で行われることを特徴とする請求項７に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【請求項１０】
前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、先ず、前記第２の粒子を可燃性ガスの前記火炎の中に噴出することによって行われ、これに引き続いて、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、酸化焼成の雰囲気の下で行われることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス質火山噴出物に由来する火山ガラスからなる微小粒子、すなわち、火山ガラスマイクロボールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス質火山噴出物を加熱処理することによって、いわゆるシラスバルーンが製造されている（例えば、特許文献１を参照）。シラスバルーンは、原料となるガラス質火山噴出物を焼成することによって、火山ガラスが発泡してできたものである。
シラスバルーンは、様々な用途に用いられている。例えば、シラスバルーンは、セッケン等の化粧品の原料としての用いられている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２に開示されたセッケンは、シラスバルーンをアルカリ溶液に浸漬し、その後、アルカリ溶液に脂肪酸を添加することによって製造される。
【０００３】
また、ガラス質火山噴出物の一種であるシラスを粉砕して得られる微小粒子が、洗顔料の原料の一部として用いられている（例えば、非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９２６６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０９０３９５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】“夢工房  火山灰白土洗顔料きんごきんご  オフィシャル通販サイト  きんごきんご２２０ｇ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、株式会社天元、［平成２５年７月２６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｕｍｅｃｏｂｏ．ｃｏｍ／ｓｈｏｐｐｉｎｇ２０１２／？ｐ＝５６＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シラスバルーンは、火山ガラスからなる外部構造と、やはり火山ガラスからなる内部構造と、を有している。
シラスバルーンの外部構造は、薄い外殻によって形成されており、その機械的強度は弱い。また、シラスバルーンの内部構造は、海綿状をなしており、大きな空隙率を有している。この内部構造において、空隙以外の固体部分は、薄い隔壁状の構造を有しており、この隔壁状の構造には、さまざまな大きさの穴がランダムにあいている。このため、内部構造も、機械的強度が弱い。このような外部構造と内部構造とが相俟って、シラスバルーン全体においても、機械的強度が弱い。
【０００７】
したがって、シラスバルーンは、僅かな外力が加わると、容易に破砕してしまう。例えば、人が指の間にシラスバルーンをつまんで力を加えると、シラスバルーンはその指の間で容易に破砕してしまう。また、シラスバルーンが分散している液体を機械的に撹拌すると、液体中のシラスバルーンは、攪拌時に受ける力によって容易に破砕してしまう。
シラスバルーンが破砕する場合、その外部構造の外殻と、内部構造の隔壁状の構造と、が、ともに破砕してしまう。破砕したこれらの外殻や隔壁は、前述したように火山ガラスからなっているので、ギザギザした部分、エッジ状の部分あるいは鋭く尖った部分を有している。
【０００８】
なお、以下の説明において、「ギザギザした部分、エッジ状の部分あるいは鋭く尖った部分」のことを、まとめて「鋭利な部分」と称する。
化粧品の原料としてシラスバルーンを用いる場合、相当数のシラスバルーンが、化粧品の製造過程で加わる外力によって破砕してしまうと考えられる。このため、鋭利な部分を有するシラスバルーンの破砕物が、最終製品の化粧品の中に存在すると考えられる。そして、鋭利な部分を有するシラスバルーンの破砕物が化粧品の使用者の目の中に入ると、眼球に傷がつく等の事故につながりかねない。
【０００９】
また、シラスを粉砕して得られる微小粒子においても、シラスを粉砕する過程で火山ガラスが破砕することとなるので、鋭利な部分が存在している。このため、シラスを粉砕した微小粒子を含有する化粧品にも、鋭利な部分を有するシラスの微小粒子が存在していると考えられる。したがって、シラスバルーンを原料として用いる化粧品と同様に、シラスを粉砕した微小粒子を含有する化粧品においても、この微小粒子の存在が、化粧品の使用者の眼球に傷がつく等の事故の原因になりかねない。
【００１０】
かかる事情に鑑み、独立行政法人国民生活センターは、平成２２年８月１８日付の報告書「火山灰を含む洗顔料の使い方に注意！」をインターネット上で公表している（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｏｋｕｓｅｎ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｄｆ／ｎ−２０１００８１８＿２．ｐｄｆを参照、［平成２５年７月２６日検索］）。
この報告書では、市販されている１０銘柄の火山灰を含む洗顔料について実施したテスト結果が報告されている。報告書第３頁には「全ての銘柄の不溶性成分に一定以上の大きさの粒子やとがった部分を含む粒子が含まれていた。」と記載されている。ここで「不溶性成分」とは、テスト対象の化粧品から採取した「水、エタノール及びアセトンに不溶で、且つ短時間で沈殿する物質」のことである。
【００１１】
さらに、この報告書の第４頁には、不溶性成分の顕微鏡写真が掲載されている。この顕微鏡写真から、不溶性成分に鋭利な部分が存在していることが明らかである。この鋭利な部分を有する不溶性成分は、シラスバルーンの破砕物やシラスの微小粒子であると考えられる。
本発明は、上記問題を解決するものであり、その目的とするところは、ギザギザした部分、エッジ状の部分あるいは鋭く尖った部分を生じにくく、強い機械的強度を有する火山ガラスマイクロボールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、ガラス質火山噴出物を加熱処理して製造した発泡物と、ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物と、ガラス質火山噴出物と、のうちの少なくともいずれかひとつを原料となし、当該原料を粉砕したものの中から、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の第１の粒子を得る第１の工程と、前記第１の粒子を分散させた液体を、スプレードライヤーによって、１２０℃から前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度未満の温度の雰囲気の空中に噴霧し、前記第１の粒子が集合してなる第２の粒子を得る第２の工程と、前記第２の粒子を、前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から３３３０℃までの温度の雰囲気の下で焼成する第３の工程と、を有する。
【００１３】
以下の説明において、「本発明の第１の工程と、第２の工程と、第３の工程と、を経て得られる微小粒子」のことを、単に「火山ガラスマイクロボール」と称する。そして、特に断ることもなく「火山ガラスマイクロボール」と言う場合は、後述する第１の火山ガラスマイクロボールと第２の火山ガラスマイクロボールの両方のことを言うものとする。
ガラス質火山噴出物として、ガラス質火山岩とガラス質火山砕屑物とを挙げることができる。
【００１４】
ガラス質火山岩とは、真珠岩、黒曜岩、松脂岩等の総称である。ガラス質火山岩は、火山ガラスが主成分となっている岩石である。
ガラス質火山砕屑物とは、火山活動によって地表に放出された砕片状の固体物質であり、火山ガラスが主成分となっている。ガラス質火山砕屑物として、例えば、火山礫、火山灰、シラス、シリカサンドを挙げることができる。
【００１５】
より具体的には、ガラス質火山砕屑物として、例えば、北海道地方の俵真布白土、東北地方の中野白土、北上土、関東地方の鹿沼土、寺内土、大沢土、中部地方の木曽土、九州地方の鹿屋土を挙げることができる。さらに、九州地方に存在するシラスとして、例えば、加久藤シラス、吉田シラス、串良シラスを挙げることができる。
ガラス質火山噴出物を加熱処理して製造した発泡物とは、シラスバルーンまたはパーライトのことであり、ともに火山ガラスからなる。なお、このパーライトは、ＪＩＳＡ５００７に規定されているパーライトであり、真珠岩、松脂岩、黒曜岩又はこれに準ずる石質を有する岩石を粉砕し、焼成膨脹させて製造される。
【００１６】
シラスバルーンと同様に、パーライトは、火山ガラスからなる外部構造と、やはり火山ガラスからなる内部構造と、を有している。パーライトの内部構造は、火山ガラスが膨脹する際に形成された多数の小さな気孔を有している。このため、パーライトも、僅かな外力によって、容易に破砕してしまう。
なお、以下の説明において、「ガラス質火山噴出物を加熱処理して製造した発泡物」のことを、単に「発泡物」と称する。また、「ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物」のことを、単に「副次的破砕物」と称する。さらに、「第１の工程において、第１の粒子を得るための原料となる発泡物、副次的破砕物あるいはガラス質火山噴出物」のことを、単に「原料」と称する。
【００１７】
原料は、発泡物、副次的破砕物及びガラス質火山噴出物のうちのいずれかひとつであっても良いし、発泡物、副次的破砕物及びガラス質火山噴出物のうちのふたつであっても良いし、発泡物、副次的破砕物及びガラス質火山噴出物であっても良い。
第１の工程において、原料を粉砕する際は、原料に外力を加えて粉砕してやれば良い。例えば、ミル等を用いて原料を粉砕しても良いし、アルミナセラミックスや金属板等の原料よりも硬いものに原料を衝突させて粉砕しても良い。
【００１８】
第１の工程において、原料を形成する火山ガラスが粉砕されることになるので、第１の工程から得られる第１の粒子の表面には、鋭利な部分が存在している。
原料が、発泡物と副次的破砕物とのうちのいずれかひとつまたは両方である場合、この原料を粉砕して得られる第１の粒子は、水分をほとんど含有していない。本願発明者の知見によれば、この場合に得られる第１の粒子の強熱減量は、２重量％未満である。これは、発泡物の製造過程での加熱処理において、発泡物の原料となるガラス質火山噴出物が含有していた水分は、ほとんど蒸発してしまうからである。
【００１９】
原料が、乾燥処理を施していないガラス質火山噴出物である場合、通常、第１の粒子は、水分を含有している。この水分は、原料のガラス質火山噴出物に由来するものであり、この場合の第１の粒子の強熱減量は２重量％以上になり得る。
なお、本明細書において、「試料αの強熱減量」とは、以下の手順により算出される値のことである。
【００２０】
先ず、試料αを１１０℃で乾燥し、この乾燥した試料αの重量を第１の重量として測定する。次いで、乾燥させた試料αをさらに９５０〜１０５０℃に加熱し、この加熱した試料αの重量を第２の重量として測定する。そして、試料αの強熱減量を、次の（１）式により算出する。
強熱減量＝｛（第１の重量）−（第２の重量）｝／（第１の重量）×１００  ・・・（１）
【００２１】
第１の粒子は、中実体であり、内部に空隙を有していない。なぜならば、原料の内部に空隙が存在していたとしても、第１の工程において原料を粉砕する際に、原料の内部の空隙の周囲の構造が、破壊されてしまうからである。
本願発明者は、試行錯誤の結果、第１の粒子が有すべき長径について以下の知見を得ている。
【００２２】
先ず、第１の粒子の長径は０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下であることが必要である。また、第１の粒子の長径は０．４μｍ以上、且つ６μｍ以下であることが、好ましい。さらに、第１の粒子の長径は０．４μｍ以上、且つ４μｍ以下であることが、より好ましい。また、第１の粒子の長径の最大値と最小値の差（すなわち、第１の粒子の長径のばらつきの幅）は、３．５μｍ以下であることが好ましい。これらの数値が持つ意味については後述する。なお、「第１の粒子の長径」とは、１粒の第１の粒子において、最大の径となる部分の長さのことを言うものとする。
【００２３】
第２の工程において、スプレードライヤーが、第１の粒子が分散している液体を、１２０℃から第１の粒子どうしが焼結を開始する温度未満の温度の雰囲気の空中に、液滴として噴霧する。なお、「第１の粒子どうしが焼結を開始する温度」とは、互いに隣接して接触する第１の粒子どうし間において、その接触部分で、火山ガラスの相互移動が生じる温度である。本願発明者の知見によれば、火山ガラスである第１の粒子どうしが焼結を開始する温度は、５５０〜６００℃以上の温度である。
【００２４】
なお、本願発明者の知見によれば、第１の粒子が分散している液体が後述する無機系のバインダー（例えば、水ガラス、ケイ酸ナトリウムあるいは水酸化ナトリウム）を含有している場合と、第１の粒子が分散している液体が後述する無機系のバインダーを含有していない場合と、を比較すると、スプレードライヤーから噴霧された液体に分散していた第１の粒子どうしが焼結を開始する温度は、前者の場合の方が、後者の場合よりも１００〜２５０℃低くなる。
【００２５】
また、本願発明者の知見によれば、第１の粒子がシラスの粉砕物のみからなり、第１の粒子が分散している液体が無機系のバインダーを含有していない場合、スプレードライヤーから噴霧された液体に分散していた第１の粒子どうしが焼結を開始する温度は、８００±５０℃であった。
スプレードライヤーから噴霧された液体の液滴には、第１の粒子が分散している。この噴霧された液滴から液体が蒸発し、液滴に含まれていた第１の粒子が後に残る。この結果、第１の粒子が集合してなる第２の粒子が形成される。また、本願発明者が確認したところによれば、第２の粒子は、球体に近い形状を有している。
【００２６】
第１の粒子が水分を含有している場合、第２の工程において、この水分の少なくとも一部が、第１の粒子の外へ蒸発して逃げる。第２の工程において、第１の粒子を分散させた液体が噴霧される雰囲気の温度の下では、第１の粒子が含有する水分によって、第１の粒子が発泡することはない。なぜならば、この雰囲気の温度は、第１の粒子の融点よりも低い温度であるからである。
【００２７】
第２の工程を経て得られる第２の粒子において、第２の粒子を形成する第１の粒子どうしの間には微細な隙間が存在している。この隙間は、第２の粒子の外に連通している。第２の工程において、第１の粒子から外へ蒸発した水分は、この隙間を通って第２の粒子の外へ逃げてしまう。
なお、第２の工程において、第１の粒子を分散させた液体の液滴をスプレードライヤーが噴霧する雰囲気の温度が、１２０℃未満である場合、噴霧された液滴から液体が充分に蒸発しないおそれがある。なぜならば、液体を噴霧することによって、液体を噴霧する雰囲気の温度が、１００℃未満に低下する可能性が大きくなるからである。液体を噴霧する雰囲気の温度が、１００℃未満に低下すると、第２の粒子が充分に乾燥せず、第２の粒子の収率が低下してしまう。
【００２８】
第１の粒子を分散させた液体の液滴をスプレードライヤーによって噴霧する雰囲気の温度が、第１の粒子どうしが焼結を開始する温度以上の温度である場合においても、第２の粒子の収率が低下してしまう。かかる温度では、第２の工程において、液体が液滴から急激に蒸発してしまう。そして、この急激な蒸発によって第２の粒子に力が加わり、第２の粒子が砕け散りやすくなってしまう。第２の粒子が砕け散ると、第１の粒子がバラバラに存在する状態に戻ってしまう。
【００２９】
第２の工程において、無機物を含有しない水を、第１の粒子を分散させる液体として用いることができる。無機物を含有しない水を用いることによって、火山ガラスマイクロボールに、第１の粒子を分散させる液体に由来する成分が残存することを防止できる。
第２の工程において、無機物を含有しない水に代えて、有機溶剤を、第１の粒子を分散させる液体として用いることができる。有機溶剤の成分は、第３の工程を終える段階において焼失してしまい、火山ガラスマイクロボールに残存しない。
【００３０】
第２の工程において、原料の構成成分である無機物（例えば、ケイ素、アルミニウム、カリウム、ナトリウム、カルシウム、鉄、マグネシウム等）を含有する液体を、第１の粒子を分散させる液体として使うことができる。この液体の成分が火山ガラスマイクロボールに残存しても、この火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性は、第１の粒子を分散させる液体として無機物を含まない水や有機溶剤を用いて得た火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性に近いものとなる。
【００３１】
なお、第１の粒子を分散させる液体において、原料の構成成分である無機物の含有量が少なくなればなるほど、かかる液体を用いて得られる火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性と、第１の粒子を分散させる液体として無機物を含まない水や有機溶剤を用いて得られる火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性と、の差異は、小さくなる。
【００３２】
また、第１の粒子を分散させる液体において、原料の構成成分である無機物の含有量をコントロールすれば、かかる液体を用いて得られる火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性と、第１の粒子を分散させる液体として無機物を含まない水や有機溶剤を用いて得られる火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性と、の差異を、コントロールすることができる。
【００３３】
本願発明者の知見によれば、第２の工程において、第１の粒子を分散させる液体が水である場合、スプレードライヤーが液体を噴霧する雰囲気の温度を、例えば、１２０〜４００℃とすることができる。この４００℃の温度は、電気温風機を有する公知のスプレードライヤーにおいて、この電気温風機を用いて得られる雰囲気の温度の上限値である。
第２の工程において用いるスプレードライヤーは、公知のスプレードライヤーであれば良い。スプレードライヤーは、例えば、第１の粒子が分散している液体を高速回転するディスクに落とし、小さな液滴として吹き飛ばす方式のものであれば良い。あるいは、スプレードライヤーは、例えば、第１の粒子を分散させる液体と、第１の粒子と、を、いわゆる二流体ノズルにおいて混合し、この混合したものを霧状の液滴として噴出する方式のものであっても良い。
【００３４】
二流体ノズルとは、第１の粒子を分散させる液体と、第１の粒子と、を、ノズルの内部又は外部において混合し、霧状の小さな液滴として噴霧することを可能に構成されている。二流体ノズルには、例えば、圧力方式のものとサイフォン方式のものがある。
圧力方式の二流体ノズルでは、第１の粒子を分散させる液体が、ポンプまたはタンクで加圧されて二流体ノズルへ搬送される。サイフォン方式の二流体ノズルでは、第１の粒子を分散させる液体が、高速で流れる気体の吸引力を利用して二流体ノズルへ搬送される。
【００３５】
本願発明者の知見によれば、第２の工程において、二流体ノズルを備えるスプレードライヤーを用いることが好ましい。なぜならば、スプレードライヤーから噴霧される液滴において、第１の粒子が均一に分散しているからであり、噴霧される液滴の大きさを制御しやすく、第２の粒子の粒径がばらつくことを容易に防止できるからである。このことは、火山ガラスマイクロボールの粒径のばらつきを防止するうえで有意である。
【００３６】
第３の工程において、第１の粒子どうしが焼結を開始する温度以上の温度から３３３０℃までの温度の雰囲気の下で、第２の粒子を焼成する。なお、第３の工程において、第２の粒子を焼成する雰囲気の温度の上限が３３３０℃であることの理由は、アセチレンと酸素とを混合して完全燃焼させて得られる火炎の温度が３３３０℃であることに基づく。
先ず、第３の工程において、以下に述べる第１の条件の下で、第２の粒子が焼成される場合について述べる。ここで、第１の条件とは、「第１の粒子どうしが焼結を開始する温度以上の温度であり、且つ第１の粒子を形成する火山ガラスの融点未満の温度である雰囲気」という条件である。なお、火山ガラスの融点は、９００〜１０００℃である。
【００３７】
以下の説明において、「第１の条件下で第３の工程を経て得られる火山ガラスマイクロボール」のことを、特に「第１の火山ガラスマイクロボール」と称する。
第１の粒子どうしが焼結を開始する温度以上の温度の雰囲気下では、先ず、第２の粒子の表面において、第１の粒子を形成する火山ガラスの表面が軟化する。そして、第２の粒子の表面において、互いに接触する第１の粒子どうしが、その接触部分で焼結し、一体化する。その後、第１の粒子どうしの焼結が、第２の粒子の内側に向かって進行する。
【００３８】
この結果、第１の火山ガラスマイクロボールは、中実体の第１の粒子どうしが焼結して一体化した微小粒子となる。本願発明者が確認したところによれば、かかる第１の火山ガラスマイクロボールは、発泡物、副次的破砕物あるいはガラス質火山噴出物と比較して、強い機械的強度を有する。
また、第３の工程において、第１の粒子の表面が軟化することと、第１の粒子の鋭利な部分に熱が集中しやすいこととが相俟って、第１の粒子の表面から鋭利な部分が消失する。このため、第１の粒子どうしが焼結してなる第１の火山ガラスマイクロボールは、鋭利な部分を有しない。また、第１の火山ガラスマイクロボールは、その強い機械的強度のために、壊れにくく、鋭利な部分を生じにくい。
【００３９】
第１の火山ガラスマイクロボールにおいては、互いに焼結した第１の粒子どうしの間に微細な隙間が存在する。この隙間は、第１の火山ガラスマイクロボールの外に連通している。
次に、第２の工程を経て得られる第２の粒子において、第２の粒子を形成する第１の粒子が水分を含有している場合について述べる。
【００４０】
本願発明者が実験を繰り返した後に行った考察によれば、第１の粒子の長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下であるので、第３の工程における加熱処理によって、第１の粒子が含有する水分は、第１の粒子の内部に留まっていることはできず、第１の粒子の外へ蒸発して逃げてしまう。そして、第１の粒子の外へ逃げた水分は、第１の粒子どうし間の隙間を通って第２の粒子の外へ逃げてしまう。さらに、第１の火山ガラスマイクロボールを得るに際し、第３の工程で第２の粒子を焼成する温度は、第１の粒子の融点よりも低い温度である。このため、第１の粒子が含有している水分が原因となって、第１の粒子が発泡することはなく、ひいては、第１の火山ガラスマイクロボールが発泡することもない。
【００４１】
次に、第１の火山ガラスマイクロボールを液体に分散させた場合について述べる。
第１の火山ガラスマイクロボールを液体に分散させると、液体中の第１の火山ガラスマイクロボールにおいて、液体が毛細管現象によって第１の粒子どうしの間の微細な隙間に浸透する。その後、液体中で第１の火山ガラスマイクロボールが沈殿した場合であっても、僅かな外力を、液体又は液体中の第１の火山ガラスマイクロボールに加えることによって、極めて容易に、第１の火山ガラスマイクロボールは液体に分散した状態に戻る。
【００４２】
また、液体に分散した第１の火山ガラスマイクロボールは、その後、液体中で沈殿したとしても、そのまま固結して大きな塊を形成してしまうことがない。この理由は、第１の火山ガラスマイクロボールが球体に近い形状を有するからであると考えられる。
すなわち、沈殿した第１の火山ガラスマイクロボールどうしは互いに点接触している状態となっており、第１の火山ガラスマイクロボールどうしの間には液体が入り込む間隙が充分に確保されている。このため、第１の火山ガラスマイクロボールどうしを互いに引き寄せる力が非常に小さく、沈殿した第１の火山ガラスマイクロボールどうしが固結して大きな塊を形成してしまうことがない。
【００４３】
なお、本願発明者の知見によれば、発泡物の破砕物やガラス質火山噴出物の粉砕物を水に分散させて放置すると、破砕物や粉砕物の密度や形状の違いが原因となって、粉砕物や粉砕物は、様々な沈降速度で沈殿し、層状に堆積して固結し、大きな塊を形成してしまう。そして、いったんこのような塊が形成されると、再び、破砕物や粉砕物が水に分散した状態に戻すためには、非常に大きな外力をこの塊に加えなければならない。また、分散した状態に戻すことができたとしても、暫く時間が経過すると、再び、層状に堆積し固結し、大きな塊が形成されてしまう。
【００４４】
次に、第３の工程において、以下に述べる第２の条件の下で、第２の粒子が焼成される場合について述べる。ここで、第２の条件とは、「火山ガラスの融点以上の温度であって、且つ３３３０℃以下の温度である雰囲気」という条件である。また、以下の説明において、「第２の条件下で第３の工程を経て得られる火山ガラスマイクロボール」のことを、特に「第２の火山ガラスマイクロボール」と称する。
【００４５】
第３の工程において、先ず、第２の粒子が第１の火山ガラスマイクロボールとなる。
第２の粒子を形成する第１の粒子が水分を含有していたとしても、前述の理由により、第１の火山ガラスマイクロボールが発泡することはなく、第１の火山ガラスマイクロボールは水分を含有していない。
第１の火山ガラスマイクロボールは、さらに加熱されて、第１の火山ガラスマイクロボールを形成する火山ガラスが溶融し、ひとつの中実体の球体となる。この球体が、第２の火山ガラスマイクロボールである。また、第１の火山ガラスマイクロボールは水分を含有していないので、第２の火山ガラスマイクロボールが発泡することはない。
【００４６】
第２の火山ガラスマイクロボールは、溶融した火山ガラスの表面張力によって球体をなし、滑らかな表面を有する。そして、第２の火山ガラスマイクロボールが形成する球体は、その最大径と最小径との差が非常に小さく、真球と称しても良い形状を有する。
本願発明者が確認したところによれば、第２の火山ガラスマイクロボールは、発泡物、副次的破砕物、ガラス質火山噴出物あるいは第１の火山ガラスマイクロボールと比較して、これらよりも強い機械的強度を有し、壊れにくく、鋭利な部分を生じにくい。
【００４７】
次に、第２の火山ガラスマイクロボールを液体に分散させた場合について述べる。
第２の火山ガラスマイクロボールを液体に分散させた場合、その後、第２の火山ガラスマイクロボールが沈殿したとしても、僅かな外力を、液体又は液体中の第２の火山ガラスマイクロボールに加えることによって、極めて容易に、第２の火山ガラスマイクロボールは液体に分散した状態に戻る。また、沈殿した第２の火山ガラスマイクロボールが固結して大きな塊を形成してしまうこともない。
【００４８】
この理由は、第２の火山ガラスマイクロボールがほぼ真球と称して良い形状を有しているからであると考えられる。すなわち、第２の火山ガラスマイクロボールが有するかかる形状のために、沈殿して隣接する第２の火山ガラスマイクロボールどうしの接触面積が小さく、第２の火山ガラスマイクロボールどうしの間に液体が入り込む間隙が充分に確保され、第２の火山ガラスマイクロボールどうしを互いに引き寄せる力が非常に小さくなる。また、第２の火山ガラスマイクロボールの粒径が比較的そろっていることも、第２の火山ガラスマイクロボールが示すこの特性に寄与していると考えられる。
【００４９】
本願発明者が確認したところによれば、火山ガラスマイクロボールは、水、油、エマルジョン、有機溶剤に馴染みやすく、これらの液体に容易に分散する。そして、これらの液体中において火山ガラスマイクロボールが沈殿したとしても、僅かな外力を加えることによって、極めて容易に、沈殿した火山ガラスマイクロボールは液体に分散する。この点において、火山ガラスマイクロボールは、例えば、化粧品、接着剤、塗料に添加する原料として好適であり、化粧品等の製品中において、火山ガラスマイクロボールが固結することがない。すなわち、火山ガラスマイクロボールを原料に用いた化粧品等を使用する際は、化粧品等の容器を軽く振ったり揺すったりするだけで、化粧品等を最良の状態にすることができる。
【００５０】
本願発明者が確認したところによれば、火山ガラスマイクロボールの表面は、人間の皮脂等の汚れを吸着しやすい。この点において、火山ガラスマイクロボールは、洗顔料やセッケン等の化粧品に添加する原料として好適である。
本願発明者が確認したところによれば、火山ガラスマイクロボールは、その固体部分において、吸水性及び吸油性が、シラスバルーンやパーライトに比べて低い。この点において、火山ガラスマイクロボールを接着剤に添加する原料として好適である。火山ガラスマイクロボールを接着剤に添加することにより、接着剤本体をなす合成樹脂等の絶対的使用量を少なくすることができ、乾燥後の接着剤の容積が大きく減少することを防止できる。
【００５１】
本願発明者が確認したところによれば、火山ガラスマイクロボールは、紫外線の吸収能力や散乱能力に優れている。また、火山ガラスマイクロボールに光が外部から入る場合、火山ガラスマイクロボールにおいて、光の吸収及び散乱は、いずれの方向から入る光に対しても同じように生じる。この点において、火山ガラスマイクロボールは、紫外線等の光の透過を防止する膜等を形成する原料や、各種反射材を形成する原料として好適である。
【００５２】
本願発明者が確認したところによれば、火山ガラスマイクロボールを、表面が平滑な部材の上に撒くことによって、かかる部材どうしが密着してしまうことを防止できる。この点において、火山ガラスマイクロボールは、いわゆるスペーサーを形成する素材として好適である。表面が平滑な部材として、例えば、ガラス板、金属板、プラスチック板等を挙げることができる。
【００５３】
本願発明者の知見によれば、１５μｍを超える長径の粒子が第１の粒子となる場合、この粒子の内部に、空隙が存在するおそれが高くなる。第１の粒子として内部に空隙を有する粒子が存在することは、第３の工程において、この内部の空隙が原因となって、第１の粒子の内部で発泡が生じることとなりやすく、ひいては、火山ガラスマイクロボールの形状が歪になることとなりやすい。特に、第１の粒子の空隙に水分が残っていた場合には、第１の粒子の内部で発泡を生じる可能性がさらに高くなる。このことは、火山ガラスマイクロボールの機械的強度が弱くなる原因となり、僅かな外力によって火山ガラスマイクロボールが壊れる原因ともなり、火山ガラスマイクロボールに鋭利な部分が生じやすくなる原因ともなる。さらに、火山ガラスマイクロボールが球形であることによって生じる前述の作用効果の発現を妨げる原因にもなり得る。
【００５４】
また、１５μｍを超える長径の粒子が第１の粒子となる場合、この粒子は、極端に歪な形状となりやすい。第１の粒子として極端に歪な形状の粒子が存在することは、第２の粒子の形状が歪になる原因となり、火山ガラスマイクロボールの形状が歪になる原因ともなる。特に、第１の火山ガラスマイクロボールにおいて、その形状が歪になる原因となる。火山ガラスマイクロボールが歪な形状を有することは、火山ガラスマイクロボールの機械的強度が弱くなる原因となる。
【００５５】
本願発明者の知見によれば、第１の粒子の長径は小さければ小さいほど良い。具体的には、第１の粒子の長径が小さくなればなるほど、第２の粒子の表面の凹凸が小さくなり、第２の粒子の表面が平滑になり、第２の粒子の形状が真球に近づく。また、第３の工程における第１の粒子どうしの焼結が進行しやすくなり、第１の粒子の表面から鋭利な部分が消失しやすくなる。この結果、第１の火山ガラスマイクロボールの表面がより平滑になり、第１の火山ガラスマイクロボールの機械的強度が強くなる。また、第１の火山ガラスマイクロボールの形状が真球に近づくことにもなる。
【００５６】
本願発明者が実験により確認したところによれば、第２の工程を経て得られる第２の粒子の粒径のばらつきの程度を、より小さくコントロールするとともに、第３の工程を経て得られる火山ガラスマイクロボールの粒径や形状のばらつきの程度を、より小さくコントロールするためには、第１の粒子の長径が、０．４μｍ以上、且つ６μｍ以下であることが好ましい。第１の粒子の長径が、０．４μｍ以上、且つ６μｍ以下であれば、第１の粒子の中に、歪な形状を有する粒子が混入する可能性がより低くなり、第２の粒子の表面の凹凸がより小さくなり、第２の粒子の表面がより平滑になり、第２の粒子の形状が真球により近づく。
【００５７】
さらに、第１の粒子の長径が、０．４μｍ以上、且つ４μｍ以下であれば、第１の粒子の中に、歪な形状を有する粒子が混入する可能性がより一層低くなり、第２の粒子の表面の凹凸がより一層小さくなり、第２の粒子の表面がより一層平滑になり、第２の粒子の形状が真球により一層近づく。
本願発明者が実験により確認したところによれば、第２の工程を経て得られる第２の粒子の粒径や形状のばらつきの程度を、より小さくコントロールするとともに、第３の工程を経て得られる火山ガラスマイクロボールの粒径や形状のばらつきの程度を、より小さくコントロールするためには、第１の粒子の平均長径が、０．７μｍ以上、且つ１．４μｍ以下であることが好ましい。
【００５８】
なお、本明細書において、「第１の粒子の平均長径」とは、以下の値のことを言うものとする。
すなわち、測定対象となる第１の粒子の集合において、長径がβ以下となる第１の粒子の量の存在比（体積％）を測定する。この存在比が５０体積％となるときの長径βが、「第１の粒子の平均長径」である。
【００５９】
本願発明者が実験により確認したところによれば、第１の粒子の長径の最大値と最小値との差を３．５μｍ以下にコントロールすることは、第２の粒子の形状を真球に近づけるうえで好ましく、第１の火山ガラスマイクロボールの形状を真球に近づけるうえでも好ましい。
本願発明者の知見によれば、発泡物、副次的破砕物あるいはガラス質火山噴出物を選別または粉砕することによって、０．０５μｍ未満の長径を有する第１の粒子を得ることは、非常に困難であり作業効率が悪化する原因ともなるので、好ましくない。また、本願発明者は、火山ガラスマイクロボールの形状を真球に近づけるという観点からは、第１の粒子の長径が０．０５μｍ未満である必要がほとんどないことを確認している。
【００６０】
請求項２の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物を原料となし、当該原料の中から、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の第１の粒子を選別して得る第１の工程と、前記第１の粒子を分散させた液体を、スプレードライヤーによって、１２０℃から前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度未満の温度の雰囲気の空中に噴霧し、前記第１の粒子が集合してなる第２の粒子を得る第２の工程と、前記第２の粒子を、前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から３３３０℃までの温度の雰囲気の下で焼成する第３の工程と、を有する。
【００６１】
前述したように、発泡物は、その機械的強度が弱い。このため、ガラス質火山噴出物から発泡物を製造する際、副次的破砕物の発生を避けられない。長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の副次的破砕物を、第１の粒子として用いることができる。
本願発明者の知見によれば、副次的破砕物から選別される第１の粒子の長径は０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下であることが必要である。また、副次的破砕物から選別される第１の粒子の長径は、０．４μｍ以上、且つ６μｍ以下であることが、好ましく、さらに、０．４μｍ以上、且つ４μｍ以下であることが、より好ましい。そして、副次的破砕物から選別される第１の粒子の長径の最大値と最小値の差は、３．５μｍ以下であることが好ましい。これに加えて、副次的破砕物から選別される第１の粒子の平均長径は、０．７μｍ以上、且つ１．４μｍ以下であることが好ましい。これ等の条件は、発泡物、副次的破砕物あるいはガラス質火山噴出物を粉砕して第１の粒子を得る場合と同様の理由による。
【００６２】
従来であれば、副次的破砕物は、産業廃棄物として処分するしかなかった。このようなものから、鋭利な部分を生じにくく強い機械的強度を有する火山ガラスマイクロボールを製造することができる。
なお、請求項２の発明において、第２の工程及び第３の工程は、請求項１の発明の第２の工程及び第３の工程と同様の作用効果を奏するとともに、第３の工程を経て得られる火山ガラスマイクロボールも、請求項１の発明の場合と同様の作用効果を奏する。
【００６３】
請求項３の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項１に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、ガラス質火山噴出物を加熱処理して発泡物を製造した際に副次的に得られた発泡物の破砕物を原料となし、当該原料の中から選別して得られる長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下の粒子を、前記第１の工程において得られる前記第１の粒子の中に加える。
【００６４】
請求項３の発明において、第１の工程は、請求項２の発明の第１の工程が奏する作用効果を奏する。
【００６５】
請求項４の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第１の粒子を分散させた前記液体は、バインダーを含有しており、前記第２の粒子内において、前記第１の粒子どうしが当該バインダーによって一体化している。
【００６６】
第２の粒子内において、第１の粒子どうしがバインダーによって一体化するので、第２の工程を経て得られる第２の粒子の取扱いが容易化される。
バインダーとして、例えば、ゼラチン、デキストリン、馬鈴薯でんぷん、アルギン酸ソーダ、アラビアゴム、ソルビット、グァルガム、グルコース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、シリカゾル、アルミナゾル、水ガラスを挙げることができる。
【００６７】
なお、バインダーが有機系のものであれば、バインダーは、第３の工程が完了する際に、焼失しており、火山ガラスマイクロボールには、バインダーの成分が残存しない。
原料の構成成分である金属元素（例えば、ケイ素やナトリウム等）が主体となっている無機系のバインダーを使うことも可能である。このような無機系のバインダーとして、例えば、水ガラス、シリカゾルを挙げることができる。本願発明者の知見によれば、無機系のバインダーを使う場合と、無機系のバインダーを使わない場合と、を比較すると、第１の粒子どうしが焼結を開始する温度は、前者の場合の方が、後者の場合よりも１００〜２５０℃低くなる。
【００６８】
このような無機系のバインダーの使用量や、無機系のバインダーにおける金属元素等の含有量をコントロールすれば、無機系のバインダーを用いて得られる火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性と、有機系のバインダーを使って得られる火山ガラスマイクロボールの化学組成、化学的特性及び物理的特性と、の差異をコントロールすることができ、また、差異をほとんどなくすこともできる。
【００６９】
請求項５の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、前記第２の粒子を可燃性ガスの火炎の中に噴出することによって行われる。
【００７０】
第３の工程において、第２の粒子の焼成は、第２の粒子を可燃性ガスの火炎の中に噴出することによって行われる。この場合、第２の粒子の焼成を、火山ガラスの融点を超える温度であって、且つ３３３０℃以下の温度の雰囲気の下で行うことができる。
可燃性ガスとして、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、アセチレンを挙げることができ、これらのうちの２種以上のガスを混合したものを可燃性ガスとして用いても良い。また、可燃性ガスは、天然ガス、石油ガス、石炭ガス、シェールガスであっても良い。
【００７１】
第３の工程において、第２の粒子の焼成を可燃性ガスの火炎の中で行う場合、第２の粒子は、燃焼する可燃性ガスの流れにのって流れ、加熱雰囲気の外へ短時間のうちに出てしまう。このため、第３の工程において、第２の粒子の焼成が短時間のうちに行われることとなり、第２の粒子が含有する鉄分はほとんど酸化せず、火山ガラスマイクロボールは高い白色度を呈する。
【００７２】
請求項６の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項５に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成を行う可燃性ガスの前記火炎が、回転する筒体の中に噴出されて螺旋状に流れる可燃性ガスの火炎であり、前記火炎は、当該筒体の中に、当該筒体の中心軸方向に形成されている。
【００７３】
本願発明者の知見によれば、第２の粒子の焼成が可燃性ガスの火炎の中で行われる場合、第１の粒子の長径が０．０５μｍ以上、且つ以下３μｍ以下であれば、可燃性ガスの火炎の中での第２の粒子の焼成時間の長短にかかわらず、第１の粒子が含有する水分によって、第１の粒子が発泡することはなく、火山ガラスマイクロボールが発泡することもない。
【００７４】
本願発明者の知見によれば、第２の粒子の焼成を可燃性ガスの火炎の中で行う場合、第１の粒子の長径が３μｍを超え、且つ１５μｍ以下であれば、可燃性ガスの火炎の中における第２の粒子の焼成時間を長くすることが好ましい。このようにすることで、第１の粒子の内部に残存する水分によって、第１の粒子が発泡することを防止することができ、火山ガラスマイクロボールが発泡することをも防止することができる。
【００７５】
可燃性ガスの火炎の中での第２の粒子の焼成時間を長くするには、例えば、可燃性ガスの火炎の長さを長くすれば良い。可燃性ガスの火炎の長さを長くすることで、第２の粒子が可燃性ガスの火炎の中にいる時間が長くなり、第２の粒子の焼成時間を長くなる。
可燃性ガスを回転する筒体の中に噴出すると、噴出した可燃性ガスは、筒体の内壁から力を受け、筒体の中に可燃性ガスの螺旋状の流れが形成される。この可燃性ガスの螺旋状の流れに点火することで、強い上昇気流が起こり、筒体の中に可燃性ガスの螺旋状の火炎が折り重なった火炎の柱が形成される。そして、筒体の長さを長くし、可燃性ガスの流量を増やすこと、または筒体の回転数を上げることによって、可燃性ガスの火炎の長さを長くすることができる。
【００７６】
なお、筒体の中に可燃性ガスの火炎を形成するに当たっては、筒体を回転させて、可燃性ガスの螺旋状の流れを形成させることが必要である。
回転していない筒体の中で、可燃性ガスの火炎を形成すると、筒体の中で、火炎の径方向の長さが部分的に大きくなってしまう。そして、火炎の径方向の長さが大きくなっている箇所の近傍で、筒体の内壁が局所的に高温化し、この高温化した部分の温度が、第１の粒子の融点を越えてしまう。この結果、第２の粒子が高温化した内壁に融着し、筒体が第２の粒子によって閉塞してしまう。このような筒体の閉塞は、火山ガラスマイクロボールの収率が低下する原因になる。
【００７７】
これに対して、回転する筒体の中で、可燃性ガスの火炎を形成した場合は、火炎の径方向の長さは、部分的に大きくなることがなく、筒体の内壁が局所的に高温化することもない。したがって、第２の粒子が内壁に融着することが、防止され、筒体が第２の粒子によって閉塞することも、防止される。そして、筒体の中で、第２の粒子どうしが互いに融着することなく、第２の粒子は軟化・溶融して火山ガラスマイクロボールとなる。
【００７８】
なお、筒体を垂直または斜め上方に傾斜させて設置し、可燃性ガスを筒体の下端側から上端側に向けて流すことが好ましい。このようにすることによって、筒体の中において、曲がらず火炎が螺旋状に折り重なってまっすぐに伸びる火炎の柱が、容易に形成され、第２の粒子が可燃性ガスの火炎の中にいる時間を容易にコントロールできる。
また、筒体の中に可燃性ガスを噴出するにあたって、可燃性ガスとともに、酸素又は空気を筒体の中に噴出させても良い。あるいは、筒体の中に噴出する可燃性ガスの流れによって、筒体近傍の空気が筒体の中に引きこまれる構成としても良い。筒体の中への可燃性ガスの供給量と、筒体の中への酸素又は空気の供給量と、筒体の傾斜角度と、筒体の回転数と、のうちの少なくともいずれかひとつの要素又は複数の要素をコントロールすることによって、筒体の中における第２の粒子の焼成温度や焼成雰囲気をコントロールするこができ、火山ガラスマイクロボールの真球度や白色度をコントロールするこができる。
【００７９】
請求項７の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項１から請求項４のうちのいずれかの請求項に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、前記第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から前記第１の粒子の融点未満の温度の雰囲気の下で行われる。
【００８０】
第３の工程において、第２の粒子の焼成を、ガス炉、電気炉、赤外線加熱炉あるいはマイクロ波加熱炉の中において行うことによって、第２の粒子を焼成する雰囲気の温度を容易にコントロールできる。
なお、本願発明者の知見によれば、第２の粒子の焼成をガス炉、電気炉、赤外線加熱炉あるいはマイクロ波加熱炉の中において行う場合、第２の粒子を焼成する雰囲気の温度は、第１の粒子どうしが焼結を開始する温度から第１の粒子の融点未満の温度であることが好ましい。第２の粒子を焼成する雰囲気の温度が、第１の粒子の融点以上になると、第２の粒子どうしが互いにくっついてしまう可能性が生じ、第２の粒子が炉の内壁に融着したりする可能性も生じる。
【００８１】
請求項８の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項７に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、酸化焼成の雰囲気の下で行われる。
【００８２】
ガス炉、電気炉、赤外線加熱炉あるいはマイクロ波加熱炉の中において第２の粒子を焼成する場合、第２の粒子は時間をかけて徐々に昇温する。炉の中の酸素濃度をコントロールすることによって、炉の中を酸化焼成の雰囲気とすることができる。炉の中の酸素濃度、焼成温度及び焼成時間をコントロールすることによって、第２の粒子が含有する鉄分の酸化の程度をコントロールできる。そして、この鉄分の酸化の程度のコントロールを介して、火山ガラスマイクロボールの色あいをコントロールできる。
【００８３】
炉の中を酸化焼成の雰囲気にするには、例えば、炉の中に大気を導入すればよい。第２の粒子が含有する鉄分の酸化の程度を高める場合、例えば、焼成温度を高くしたり、焼成時間を長くしたりすればよい。炉の中への大気を導入する代わりに、酸素を供給しても良い。酸素の供給量をコントロールすれば、第２の粒子が含有する鉄分の酸化の度合いをコントロールできる。
【００８４】
このようにして得られる火山ガラスマイクロボールは、黄色、肌色、ピンク色、紫色、橙色、茶色あるいはこれらの色の間の色を呈する。この火山ガラスマイクロボールの色は、有機顔料等を用いる着色とは異なり、火山ガラスが含有する鉄分の酸化に由来するものであり、人体や自然環境に対して無害であり、退色や変色を生じにくい。
火山ガラスマイクロボールの色をコントロールすることによって、かかる火山ガラスマイクロボールを原料の一部に用いる化粧品等の製品の色をコントロールすることができる。
【００８５】
また、このようにして得られる火山ガラスマイクロボールは、機械的強度が強く、壊れにくく、鋭利な部分を生じにくい。
【００８６】
請求項９の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項７に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、還元焼成の雰囲気の下で行われる。
【００８７】
ガス炉、電気炉、赤外線加熱炉あるいはマイクロ波加熱炉の中において第２の粒子を焼成する場合、第２の粒子は時間をかけて徐々に昇温する。炉の中を還元焼成の雰囲気とすることによって、第２の粒子が含有する鉄分の酸化を防止でき、高い白色度を呈する火山ガラスマイクロボールを得ることができる。
炉の中を還元焼成の雰囲気とするには、炉の中を真空雰囲気にするか、炉の中に不燃性ガスを供給すれば良い。不燃性ガスとして、例えば、窒素、二酸化炭素、不活性ガスを挙げることができる。
【００８８】
高い白色度を呈する火山ガラスマイクロボールを化粧品等の製品の原料として用いることによって、化粧品等の製品の白色度を高くすることができる。
【００８９】
請求項１０の発明に係る火山ガラスマイクロボールの製造方法は、請求項５または請求項６に記載の火山ガラスマイクロボールの製造方法であって、前記第３の工程において、前記第２の粒子の焼成が、先ず、前記第２の粒子を可燃性ガスの前記火炎の中に噴出することによって行われ、これに引き続いて、ガス炉と、電気炉と、赤外線加熱炉と、マイクロ波加熱炉と、のうちのいずれかの炉の中で、酸化焼成の雰囲気の下で行われる。
【００９０】
可燃性ガスの火炎の中で焼成した第２の粒子を、さらに、酸化焼成の雰囲気とした炉の中において焼成すると、第２の粒子が含有する鉄分が酸化し、火山ガラスマイクロボールに、鉄分の酸化による色が付く。
【発明の効果】
【００９１】
上記のような火山ガラスマイクロボールの製造方法であるので、ギザギザした部分、エッジ状の部分あるいは鋭く尖った部分を生じにくく、強い機械的強度を有する火山ガラスマイクロボールを製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１の実施の形態における第１の火山ガラスマイクロボールの製造工程の説明図である。
【図２】第２の実施の形態における第２の火山ガラスマイクロボールの製造工程の説明図である。
【図３】可燃性ガスのバーナーの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００９３】
図１を参照しつつ、本発明の第１の実施の形態を説明する。
公知のシラスバルーンが、原料Ｍとして準備されている。第１の工程Ｓ１において、原料Ｍを粉砕し、以下の３つの条件を満足する第１の粒子Ｇ１を得る。すなわち、第１の粒子Ｇ１が満足する１番目の条件は、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下であるという条件であり、２番目の条件は、平均長径が０．０７μｍ以上、且つ１．４μｍ以下であるという条件であり、３番目の条件は、第１の粒子Ｇ１をなす粒子の長径の最大値と最小値の差が３．５μｍ以下であるという条件である。
【００９４】
原料Ｍの粉砕は、空気の流れに原料Ｍをのせて流し、原料Ｍを空気の流れと共にアルミナセラミックスに衝突させることによって行う。原料Ｍがアルミナセラミックスに衝突することによって、原料Ｍの表面や内部に局所的な応力集中が生じ、原料Ｍは粉砕される。粉砕された原料Ｍが、前記３つの条件を満足する第１の粒子Ｇ１になるまで、粉砕された原料Ｍを、空気の流れに再びのせ、繰り返しアルミナセラミックスに衝突させる。
【００９５】
原料Ｍは、その内部に空隙を有しているが、アルミナセラミックスと衝突することによって、この空隙の周囲に存在する構造が壊されてしまう。この結果、第１の粒子Ｇ１は、中実体の粒子となる。また、第１の粒子Ｇ１の表面には、鋭利な部分が存在している。
原料Ｍから第１の粒子Ｇ１を得る工程が、第１の工程Ｓ１をなす。
第１の工程Ｓ１で得られた第１の粒子Ｇ１は、第２の工程Ｓ２に送られる。
【００９６】
第２の工程Ｓ２において、先ず、バインダーＢとしてのＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を含有する水Ｗ１に、第１の粒子Ｇ１を分散させる。そして、第１の粒子Ｇ１が分散した水Ｗ１を、スプレードライヤーＤによって、１２０〜４００℃の雰囲気Ａ１の空中に噴霧する。なお、４００℃の温度は、火山ガラスである第１の粒子Ｇ１どうしが焼結を開始する温度よりも低い温度である。
【００９７】
スプレードライヤーＤは、二流体ノズルＮを有する公知のスプレードライヤーである。バインダーＢを含有する水Ｗ１と、第１の粒子Ｇ１と、が、この二流体ノズルＮに供給されて一緒になり、第１の粒子Ｇ１が分散している水Ｗ１が、二流体ノズルＮから無数の液滴ＬＤとなって雰囲気Ａ１の空中に噴霧される。
各液滴ＬＤは、第１の粒子Ｇ１とバインダーＢとを含む。雰囲気Ａ１の空中に噴霧された各液滴ＬＤは、空中に拡散した状態となっている。このような各液滴ＬＤから、水Ｗ１がそれぞれ蒸発し、後には乾燥した第２の粒子Ｇ２がそれぞれ残る。これらの第２の粒子Ｇ２は、空中で拡散した状態となっているので、第２の粒子Ｇ２どうしがくっついてしまうことはない。
【００９８】
第２の粒子Ｇ２において、第１の粒子Ｇ１どうしの間の隙間には、バインダーＢが存在しており、バインダーＢによってこの第２の粒子Ｇ２を形成する第１の粒子Ｇ１どうしが接合された状態となっている。したがって、第２の粒子Ｇ２全体が一体化している。
第１の粒子Ｇ１は前述の長径を有しているので、第２の粒子Ｇ２の表面の凹凸は小さく、第２の粒子Ｇ２の表面は平滑となっており、第２の粒子Ｇ２の最大径と最小径の差も小さく、第２の粒子Ｇ２は真球に近い球体をなしている。
【００９９】
スプレードライヤーＤは、二流体ノズルＮから液滴ＬＤを噴霧するので、液滴ＬＤに存在する第１の粒子Ｇ１の量を一定の範囲内に容易にコントロール可能であり、第２の粒子Ｇ２の粒径をも一定の範囲内に容易にコントロール可能である。
バインダーＢを含有する水Ｗ１に第１の粒子Ｇ１を分散させ、第１の粒子Ｇ１が分散している液滴ＬＤをスプレードライヤーＤによって雰囲気Ａ１の空中に噴霧し、第２の粒子Ｇ２を得るまでの工程が、第２の工程Ｓ２をなす。
【０１００】
第２の工程Ｓ２で得られた第２の粒子Ｇ２は、第３の工程Ｓ３に送られる。
第２の粒子Ｇ２は、バインダーＢによって一体化しているので、第２の粒子Ｇ２は、第２の工程Ｓ２から第３の工程Ｓ３へ送られる過程で壊れない。
第３の工程Ｓ３において、第２の粒子Ｇ２は、電気炉Ｆ１の中で焼成される。
電気炉Ｆ１における第２の粒子Ｇ２の焼成は、６００℃以上であり、且つ９００℃未満の温度の雰囲気Ａ２の中において行われる。この６００℃の温度は、第１の粒子Ｇ１どうしが焼結を開始する温度以上の温度である。また、９００℃未満の温度は、第１の粒子Ｇ１を形成する火山ガラスの融点未満の温度である。
【０１０１】
電気炉Ｆ１内では、先ず、第２の粒子Ｇ２の表面において、第１の粒子Ｇ１の表面が軟化する。そして、表面が軟化した第１の粒子Ｇ１と、これに隣接するやはり表面が軟化した第１の粒子Ｇ１と、は、その接触部分において焼結して一体化する。
その後、第１の粒子Ｇ１どうしの焼結による一体化が、第２の粒子Ｇ２の内側に向かって進行する。第２の粒子Ｇ２全体にわたって、第１の粒子Ｇ１どうしの焼結による一体化が終わると、第２の粒子Ｇ２はひとつの一体化した微小粒子となる。この微小粒子が、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１である。第１の火山ガラスマイクロボールＰ１は、天然物に由来する火山ガラスによって形成されている。
【０１０２】
電気炉Ｆ１において第２の粒子Ｇ２を焼成し第１の火山ガラスマイクロボールＰ１を得るまでの工程が、第３の工程Ｓ３をなす。
第１の粒子Ｇ１どうしが焼結する際、第１の粒子Ｇ１どうしの間の隙間に存在していたバインダーＢは、燃えて消失する。したがって、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１には、バインダーＢが残存していない。
【０１０３】
第１の粒子Ｇ１の表面が軟化する際、火山ガラスの表面張力によって、第１の粒子Ｇ１の表面は、丸みを帯びた形状となり、第１の粒子Ｇ１の表面から鋭利な部分が消失する。したがって、かかる第１の粒子Ｇ１どうしが焼結してなる第１の火山ガラスマイクロボールＰ１にも、鋭利な部分が存在しない。
第１の火山ガラスマイクロボールＰ１を形成する第１の粒子Ｇ１どうしの間には、微細な隙間が存在している。この隙間は、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１の外に連通している。
【０１０４】
第１の粒子Ｇ１が水分Ｗ２を後発的に含有している場合があり得る。この場合、水分Ｗ２の少なくとも一部は、第２の工程Ｓ２において水Ｗ１とともに蒸発する。
また、第２の粒子Ｇ２を形成する第１の粒子Ｇ１が、水分Ｗ２の一部が含有していたとしても、この水分Ｗ２は、第３の工程Ｓ３の加熱処理において、第１の粒子Ｇ１どうしが焼結する際に蒸発してしまう。第１の粒子Ｇ１は前述の長径を有しているので、第１の粒子Ｇ１から蒸発する水分Ｗ２は、第１の粒子Ｇ１内に留まっていることはできず、第１の粒子Ｇ１の外へ逃げてしまう。そして、第１の粒子Ｇ１の外へ逃げた水分Ｗ２は、第１の粒子Ｇ１どうし間の隙間を通って第２の粒子Ｇ２の外へ逃げてしまう。
【０１０５】
本願発明者が実験により確認したところによれば、第１の粒子Ｇ１が前述の長径を有していれば、第１の粒子Ｇ１から蒸発する水分Ｗ２が、第１の粒子Ｇ１を発泡させることはなく、ひいては、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１を発泡させることもない。
第１の火山ガラスマイクロボールＰ１において、中実体である第１の粒子Ｇ１どうしが焼結して一体化しており、発泡を生じていない。このため、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１は、発泡物、副次的破砕物あるいはガラス質火山噴出物と比較して、高い機械的強度を有し、壊れにくく、鋭利な部分を生じにくい。
【０１０６】
前述したように、第２の粒子Ｇ２の粒径を一定の範囲内に容易にコントロールできるので、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１の粒径も容易にコントロールできる。
なお、第３の工程Ｓ３において、第２の粒子Ｇ２を焼成する際、電気炉Ｆ１内を真空にすると、電気炉Ｆ１内の雰囲気Ａ２は、還元焼成の雰囲気となる。この雰囲気の下では、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１が含有する鉄分は酸化せず、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１は高い白色度を呈する。
【０１０７】
第３の工程Ｓ３において、第２の粒子Ｇ２を焼成する際、電気炉Ｆ１内に大気を導入すると、電気炉Ｆ１内の雰囲気Ａ２は、酸化焼成の雰囲気となる。この雰囲気の下では、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１が含有する鉄分が酸化し、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１は黄色、肌色、ピンク色、紫色、橙色、茶色あるいはこれらの色の間の色を呈する。
【０１０８】
第３の工程Ｓ３において、雰囲気Ａ２の酸素濃度や第２の粒子Ｇ２の焼成時間をコントロールすることで、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１が呈する色をコントロールできる。
次いで、図２を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態を説明する。
準備される原料Ｍ、第１の工程Ｓ１及び第２の工程Ｓ２は、第１の実施の形態の場合と同様である。
【０１０９】
第３の工程Ｓ３において、第２の粒子Ｇ２は、可燃性ガスであるアセチレンと酸素とを混合して燃焼させた火炎の中で焼成される。この焼成は、３３３０℃の雰囲気Ａ３の下において行われる。
雰囲気Ａ３の下では、極めて短時間のうちに、先ず、第２の粒子Ｇ２を形成する第１の粒子Ｇ１どうしが焼結し、バインダーＢが燃えて消失する。第２の粒子Ｇ２を形成する第１の粒子Ｇ１が、水分Ｗ２を含有していたとしても、水分Ｗ２は、第１の粒子Ｇ１どうしが焼結するまでに、第１の粒子Ｇ１の外へ蒸発して逃げ、さらに、第１の粒子Ｇ１どうしの間の隙間を通って第２の粒子Ｇ２の外へ逃げてしまう。
【０１１０】
第１の粒子Ｇ１どうしが焼結した後、第２の粒子Ｇ２を形成するすべての第１の粒子Ｇ１が完全に溶融し一体化し、ひとつの微小粒子となる。この微小粒子が第２の火山ガラスマイクロボールＰ２である。
第２の火山ガラスマイクロボールＰ２には、第１の粒子Ｇ１の形は残ってはおらず、第１の粒子Ｇ１どうしの間にあった隙間もなくなっており、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２はひとつの中実体となっている。
【０１１１】
第２の火山ガラスマイクロボールＰ２は、溶融した火山ガラスの表面張力によって、ほぼ真球に近い球状をなす。この結果、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２は、発泡物、副次的破砕物あるいはガラス質火山噴出物と比較して、強い機械的強度を有している。また、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２は、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１よりも強い機械的強度を有している。この高い機械的強度のため、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２は、壊れにくく、鋭利な部分を生じにくい。
【０１１２】
第３の工程Ｓ３において、第２の粒子Ｇ２の焼成は、アセチレンと酸素とを混合して燃焼させた火炎の中で行われるため、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２内の鉄分は酸化しにくい。このため、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２には色が付かず、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２は高い白色度を呈する。
このようにして得られた第２の火山ガラスマイクロボールＰ２を、第１の実施の形態と同様に、酸化焼成の雰囲気Ａ２とした電気炉Ｆ１の中においてさらに焼成しても良い。酸化焼成の雰囲気Ａ２とした電気炉Ｆ１の中で第２の火山ガラスマイクロボールＰ２を焼成すると、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２が含有する鉄分が酸化され、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２は、黄色、肌色、ピンク色、紫色、橙色、茶色あるいはこれらの色の間の色を呈する。
【０１１３】
次に、図３を参照しつつ、アセチレンと酸素とを混合して燃焼させた火炎を得るためのバーナー１の構成例を説明する。
バーナー１は、アセチレンを噴出するノズル１０と、酸素を噴出するノズル１１と、筒体１２と、回転機構１５と、を有する。
筒体１２は、細長い円筒形をなし、長手方向の両端が開口しており、鉛直に設置されている。ノズル１０とノズル１１とは、筒体１２の内側の下方の開口端１３側端部に位置し、上方の開口端１４側に向かって、アセチレンと酸素を噴出可能に構成されている。
【０１１４】
ノズル１１の上流側の配管１７には、第２の粒子Ｇ２を貯蔵するタンク１９に通じる配管１８が接続されており、ノズル１１から酸素と共に第２の粒子Ｇ２を筒体１２内に噴出可能に構成されている。
回転機構１５は、筒体１２をその長手方向の中心軸ＣＬ周りに回転可能に構成されている。
【０１１５】
次に、第３の工程Ｓ３において、バーナー１を使って第２の粒子Ｇ２の焼成する場合について説明する。
先ず、筒体１２を回転機構１５によって回転させつつ、ノズル１０からアセチレンを噴出させ、ノズル１１から酸素を噴出させる。筒体１２内に噴出したアセチレンと酸素とからなる混合ガスは、回転する筒体１２の内壁から力を受け、螺旋を描きつつ開口端１３側から開口端１４側へ流れる。この混合ガスの螺旋状の流れ２０に点火する。この結果、筒体１２の中には、混合ガスの螺旋状の火炎が折り重なった火炎の柱が形成される。
【０１１６】
筒体１２内に形成された火炎の柱は、開口端１３側から開口端１４側まで達する長さを有している。また、この火炎の柱は、混合ガスの螺旋状の流れ２０が燃焼して形成されたものであり、筒体１２が回転しているため、火炎の柱の太さは、開口端１３側から開口端１４側までほぼ一様であり、火炎の柱が筒体１２の内壁を局所的に加熱することはなく、筒体１２の内壁に第２の粒子Ｇ２が融着することも防止される。
【０１１７】
そして、タンク１９の第２の粒子Ｇ２を、配管１７に流し、ノズル１１から酸素と共に筒体１２の中に噴出させる。ノズル１１から噴出した第２の粒子Ｇ２は、混合ガスの螺旋状の流れ２０とともに開口端１４に向かって、火炎の柱の中を流れる。第２の粒子Ｇ２は、火炎の柱の中を流れる間に焼成されて、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２になる。
筒体１２の長さを長くして回転させることで、筒体１２内の混合ガスの螺旋状の流れ２０の長さを長くすることができ、筒体１２内の火炎の柱の長さを長くすることができ、第２の粒子Ｇ２の焼成時間を長くすることができる。第１の粒子Ｇ１の長径が３μｍを超え、且つ１５μｍ以下であるとともに、第１の粒子Ｇ１の内部に水分Ｗ２が残存している場合であっても、バーナー１を使って第２の粒子Ｇ２の焼成することで、水分Ｗ２が第１の粒子Ｇ１を発泡させることを確実に防止できるとともに、水分Ｗ２が第２の火山ガラスマイクロボールＰ２を発泡させることも確実に防止できる。
【０１１８】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、第１の粒子Ｇ１が満足する１番目の条件は、長径が０．０５μｍ以上、且つ１５μｍ以下であるという条件であるとした。この１番目の条件が、長径が０．０５μｍ以上、且つ６μｍ以下という条件であれば、より好ましい。また、１番目の条件は、長径が０．０５μｍ以上、且つ４μｍ以下であるという条件であれば、より一層好ましい。これに加えて、第２の実施の形態においては、第１の粒子Ｇ１が満足する１番目の条件が、長径が０．０５μｍ以上、且つ３μｍ以下という条件であれば、さらに一層好ましい。
【０１１９】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、原料Ｍはシラスバルーンであるとしたが、原料Ｍはパーライトであっても良いし、副次的破砕物やガラス質火山噴出物であっても良い。原料Ｍがガラス質火山噴出物である場合、第１の工程Ｓ１において、原料Ｍを粉砕するに際し、公知のミルを用いることができる。
第１の実施の形態及び第２の実施の形態の第１の工程Ｓ１において、原料Ｍがアルミナセラミックスに衝突して粉砕されるとした。これに代えて、原料Ｍを，硬質のボールまたはビーズを粉砕媒体に利用する乾式又は湿式での遊星ボールミル、振動ボールミル、ビーズミル等を用いて粉砕し、第１の粒子Ｇ１を得ることも可能である。
【０１２０】
原料Ｍがガラス質火山噴出物である場合、原料Ｍは、ガラス質火山噴出物に由来する水分Ｗ３を含有している。この場合、第２の粒子Ｇ２を形成する第１の粒子Ｇ１に、水分Ｗ３の一部が残存する可能性がある。しかし、水分Ｗ２が第１の粒子Ｇ１、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１あるいは第２の火山ガラスマイクロボールＰ２を発泡させることがないのと同じ理由によって、水分Ｗ３が第１の粒子Ｇ１、第１の火山ガラスマイクロボールＰ１あるいは第２の火山ガラスマイクロボールＰ２を発泡させることはない。
【０１２１】
第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、電気炉Ｆ１を用いるとしたが、これに代えて、ガス炉、赤外線加熱炉あるいはマイクロ波加熱炉を用いても良い。
第２の実施の形態において、第２の粒子Ｇ２は、アセチレンと酸素とを混合して燃焼させた火炎の中で焼成されるとしたが、他の可燃性ガスを燃焼させた火炎の中で焼成しても良い。
【０１２２】
第１の実施の形態において、雰囲気Ａ１は１２０〜４００℃であるとしたが、雰囲気Ａ１の温度範囲の上限は、第１の粒子Ｇ１どうしが焼結を開始する温度未満であれば、４００℃でなくとも良い。
第１の実施の形態において、雰囲気Ａ２は６００℃以上であり、且つ９００℃未満の温度であるとしたが、雰囲気Ａ２の温度範囲は、第１の粒子Ｇ１どうしが焼結を開始する温度から、第１の粒子Ｇ１が溶融し始める温度未満の温度までの範囲でありさえすれば良い。
【０１２３】
第２の実施の形態において、雰囲気Ａ３は３３３０℃であるとしたが、雰囲気Ａ３の温度範囲は、第１の粒子Ｇ１が溶融し始める温度から、第３の工程で用いる可燃性ガスが燃焼して得られる火炎の温度までの範囲でありさえすれば良い。
図３に示したバーナー１において、第２の粒子Ｇ２を貯蔵するタンク１９に通じる配管１８が配管１７に接続されているとした。これに代えて、配管１８がノズル１０に連なる可燃性ガスの配管に接続されていても良い。この場合、ノズル１０から可燃性ガスと共に第２の粒子Ｇ２が筒体１２内に噴出される。
【０１２４】
図３に示したバーナー１において、筒体１２は鉛直に設置されているとした。これに代えて、筒体１２の中心軸線ＣＬは傾斜していても良い。中心軸線ＣＬの傾斜の度合いは、筒体１２の中に噴出する可燃性ガスの量や酸素の量に応じて変えてやれば良い。中心軸線ＣＬの傾斜の度合いや筒体１２の回転数をコントロールすることによって、第２の粒子Ｇ２の焼成時間をコントロールすることができる。そして、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２の形状（すなわち、真球度）や、第２の火山ガラスマイクロボールＰ２の色をコントロールすることができる。
【０１２５】
図３に示したバーナー１において、ノズル１１から酸素と共に第２の粒子Ｇ２が筒体１２内に噴出する構成とした。これに代えて、以下の構成とすることも可能である。
すなわち、ノズル１１と配管１７を設ける代わりに、ノズル１０に連なる可燃性ガスの配管に、第２の粒子Ｇ２を貯蔵するタンク１９に通じる配管１８を接続する。そして、ノズル１０から可燃性ガスと共に第２の粒子Ｇ２が筒体１２内に噴出させる。また、筒体１２の開口端１３側端部から、空気を筒体１２内に供給する。ノズル１０から可燃性ガスを筒体１２内に噴出することにより、筒体１２の開口端１３周辺に存在する空気が筒体１２内に開口端１３側端部から吸い込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
上記のようなガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法であるので、化粧品等の添加物を製造・供給する産業等において有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
Ｍ  原料
Ｇ１  第１の粒子
Ｇ２  第２の粒子
Ｐ１、Ｐ２  火山ガラスマイクロボール
Ｓ１  第１の工程
Ｓ２  第２の工程
Ｓ３  第３の工程
１    バーナー
１０、１１    ノズル
１２    筒体
１３、１４    筒体の開口端
１５    回転機構
１７、１８    配管
１９    タンク
２０    混合ガスの螺旋状の流れ
【図１】
2015074580.tif 000003
【図２】
2015074580.tif 000004
【図３】
2015074580.tif 000005