(57)【要約】【課題】  コンクリート又はモルタルの引張強度を向上させることのできる混和剤を効率良く大量に製造すること。【解決手段】  コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付けて、該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２）及び水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）を有することを特徴とする混和剤の製造方法とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付けて、該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２）及び水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）を有することを特徴とする混和剤の製造方法。
【請求項２】
工程２において、水溶液の温度を３０〜１００℃に保つ請求項１記載の混和剤の製造方法。
【請求項３】
工程２において、含水率が３０〜５０重量％になるまで水分を蒸発させる請求項１又は２記載の混和剤の製造方法。
【請求項４】
工程２において、前記撹拌容器内を減圧しながら高温の気体を吹き付ける請求項１〜３のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項５】
工程２において、吹き付けた後の気体を前記撹拌容器から導出し、該気体中の水分を除去してから加熱して前記撹拌容器に導入し、再度吹き付ける請求項１〜４のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項６】
工程３において、水分を蒸発させた水溶液を冷却して固化させる請求項１〜５のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項７】
水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）を有する請求項１〜６のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項８】
工程４において、工程２において水溶液を撹拌するのに用いた撹拌手段を用いて粉砕する請求項７記載の混和剤の製造方法。
【請求項９】
工程４で粉砕された粒子を更に乾燥する工程（工程５）を有する請求項７又は８記載の混和剤の製造方法。
【請求項１０】
工程５において、流動乾燥方式で乾燥する請求項９記載の混和剤の製造方法。
【請求項１１】
工程５において、含水率が３０重量％未満になるまで乾燥する請求項９又は１０記載の混和剤の製造方法。
【請求項１２】
工程４で粉砕された粒子を分級して所定範囲の粒径の粒子を得る工程（工程６）を有する請求項７〜１１のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項１３】
工程６において、前記所定範囲の粒径未満の微粉を回収し、該微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させる請求項１２記載の混和剤の製造方法。
【請求項１４】
工程６において、前記所定範囲の粒径を超える粗大粒子を回収し、該粗大粒子を粉砕してから再度工程６で分級する請求項１２又は１３記載の混和剤の製造方法。
【請求項１５】
コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌しながら該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２’）、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）及び工程４で粉砕された粒子を更に乾燥する工程（工程５）を有することを特徴とする混和剤の製造方法。
【請求項１６】
コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌しながら該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２’）、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）及び工程４で粉砕された粒子を分級して所定範囲の粒径の粒子を得る工程（工程６）を有し、工程６において前記所定範囲の粒径未満の微粉を回収し、該微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させることを特徴とする混和剤の製造方法。
【請求項１７】
工程２’において、水溶液の温度を３０〜１００℃に保つ請求項１５又は１６記載の混和剤の製造方法。
【請求項１８】
工程２’において、含水率が３０〜５０重量％になるまで水分を蒸発させる請求項１５〜１７のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項１９】
工程２’において、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながら該撹拌容器内を減圧する請求項１５〜１８のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【請求項２０】
工程２’において、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながら、該撹拌容器内の気体を容器外へ導出し、該気体中の水分を除去してから加熱して前記撹拌容器に導入する請求項１５〜１９のいずれか記載の混和剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法に関する。具体的には、ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させた水溶液から水分を蒸発させて得られる固化物である混和剤の効率的な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、圧縮強度が高く、造形が容易で、かつ安価であることから、建設分野では古くから広く使用されている。近年は、特に構造物が大型化、多様化したため、コンクリートの圧縮強度をさらに高める研究が数多くなされている。コンクリートの機械的特性で最も大きな特徴は、圧縮強度が大きく、引張強度、剪断強度及び曲げ強度が小さいという点である。通常、コンクリートの圧縮強度を高めることができても、その引張強度にはいわゆる頭打ちがあるため、それを増加させることは困難である。したがって、コンクリート構造物を建設する現場においては、引張強度不足に由来するひび割れの発生が重大な問題である。
【０００３】
コンクリートは引張強度が圧縮強度に比べて小さいことから、安全の確保のために、コンクリートの引張強度を無視し、引張力に対抗する補強材を別途使用して強度設計を行う。このような補強材としては鉄筋やＰＣ（プレストレストコンクリート）用鋼材が挙げられ、これらを使用した構造物全体として耐力を確保しているのが現状である。しかしながら、前述のように構造物が大型化、多様化しているために、コンクリート構造物の耐力を確保するために使用する鋼材量が多くなり、過密配筋となってしまうことが避けられない。この場合、流動状態のコンクリートを型枠中に打設する際にコンクリートの回りこみが十分でなかったり、配筋作業そのものが複雑となってコスト上昇の原因となったりする。
【０００４】
打設後の水和反応によって発熱して温度上昇したコンクリートは、冷却時に収縮する。収縮時に、コンクリートの両端が拘束された状態であれば、引張応力が生じることになり、しばしばひび割れを誘起することになる。したがって、水和反応が進行している比較的材令の短い時期においてもコンクリートの引張強度を高めることは重要である。また、打設直後のコンクリートは湿潤状態にあるが、これが外気にさらされると乾燥によって収縮する。長期的な乾燥などの収縮に対応するためにもコンクリートの引張強度を高めることが重要である。
【０００５】
コンクリートの引張強度を向上させるために、石綿やガラス繊維などの無機繊維や合成繊維からなる短繊維補強材を配合する手法が知られているが、流動性を阻害する場合や、配合される補強材の分散性が不十分となってダマが発生する場合があるし、コスト上昇要因にもなることから、限定的な用途で使用されているのみである。
【０００６】
コンクリートの強度を増加させるための手法の一つとして各種の混和材料を添加する手法が報告されている。この点は、コンクリートのみならずモルタルにおいても同様である。コンクリートの強度を増加させる混和剤については既に数多く知られているが、そのほとんどはコンクリートの圧縮強度を向上させるものであり、引張強度を向上させるものはあまり報告されていない。
【０００７】
米国特許出願公開第２００３−０１８３１２９号明細書（特許文献１）には、水ガラスに代表されるケイ酸塩と、カルボン酸に代表される酸とを、水の存在下で混合してから固化させてなる、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤が記載されている。当該混和剤を添加することによって、硬化後のコンクリート又はモルタルの引張強度が大きく向上するとされている。また、特許文献１には当該混和剤の製造方法として、ケイ酸塩と酸を水溶液中で混合し、混合後の水溶液から水分を除去して固化させる混和剤の製造方法が記載されている。その実施例の記載によれば、まず、ケイ酸塩と酸とが均一に混合された水溶液をトレーの中に浅く流し入れて、常温で３日間放置して水分を蒸発させて固化させる。こうして得られた含水ゲル状の固化物をふるいに入れ、棒を用いてメッシュの間から押し出す。押出された粒子に５０℃の温風を２４時間吹きかけて乾燥する。乾燥後、相互に若干膠着している粒子をばらしてから、再度ふるいにかけて製品とする、という製法が記載されている。特許文献１に記載された方法は、実験的に製造するには適しているが、一度に処理できる量が少ない上に時間がかかるので、大量生産には不向きである。
【０００８】
ケイ酸塩と酸とを反応させて固形分を得るという点においては、上記混和剤の製造方法とシリカゲルの製造方法とには共通する点がある。例えば、代表的なシリカゲルの製法では、水ガラスと硫酸とを混合して含水シリカゲル粒子を得てから洗浄し、乾燥される。しかしながら、シリカゲルは水ガラスをほとんど完全に中和して製造されるものであり、水に不溶な含水シリカゲルから生成塩を除去して、ほとんどケイ酸のみからなる乾燥品を得るものである。これに対し、上記混和剤は、ケイ酸塩の一部のみを中和したものであり、内部に塩を含有したまま固化しており、水溶性を有するものであるから、シリカゲルと同様の製造方法を採用することはできない。したがって、上記混和剤を効率良く大量に製造する方法が求められているところである。
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３−０１８３１２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ケイ酸塩と酸とを水の存在下で混合してから固化させてなる、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤を、効率良く大量に製造する方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付けて、該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２）及び水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）を有することを特徴とする混和剤の製造方法を提供することによって達成される。
【００１２】
上記工程２において、水溶液の温度を３０〜１００℃に保つことが好ましい。工程２において、含水率が３０〜５０重量％になるまで水分を蒸発させることも好ましい。工程２において、前記撹拌容器内を減圧しながら高温の気体を吹き付けることも好ましい。工程２において、吹き付けた後の気体を前記撹拌容器から導出し、該気体中の水分を除去してから加熱して前記撹拌容器に導入し、再度吹き付けることも好ましい。また、工程３において、水分を蒸発させた水溶液を冷却して固化させることも好ましい。
【００１３】
好適な実施態様では、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）を有する。工程４において、工程２において水溶液を撹拌するのに用いた撹拌手段を用いて粉砕することが好ましい。また、工程４で粉砕された粒子を更に乾燥する工程（工程５）を有することも好ましい。このとき、工程５において、流動乾燥方式で乾燥することが好ましい。さらに、工程５において、含水率が３０重量％未満になるまで乾燥することも好ましい。
【００１４】
好適な実施態様では、工程４で粉砕された粒子を分級して所定範囲の粒径の粒子を得る工程（工程６）を有する。このとき、工程６において、前記所定範囲の粒径未満の微粉を回収し、該微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させることも好ましい。また、工程６において、前記所定範囲の粒径を超える粗大粒子を回収し、該粗大粒子を粉砕してから再度工程６で分級することも好ましい。
【００１５】
また上記課題は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌しながら該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２’）、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）及び工程４で粉砕された粒子を更に乾燥する工程（工程５）を有することを特徴とする混和剤の製造方法を提供することによっても達成される。
【００１６】
さらにまた上記課題は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌しながら該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２’）、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）及び工程４で粉砕された粒子を分級して所定範囲の粒径の粒子を得る工程（工程６）を有し、工程６において前記所定範囲の粒径未満の微粉を回収し、該微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させることを特徴とする混和剤の製造方法を提供することによっても達成される。
【００１７】
上記工程２’において、水溶液の温度を３０〜１００℃に保つことが好ましく、含水率が３０〜５０重量％になるまで水分を蒸発させることも好ましい。また、工程２’において、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながら該撹拌容器内を減圧することが好適な実施態様である。さらに、工程２’において、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながら、該撹拌容器内の気体を容器外へ導出し、該気体中の水分を除去してから加熱して前記撹拌容器に導入することも好適な実施態様である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法によれば、コンクリート又はモルタルの引張強度を向上させることのできる混和剤を効率良く大量に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】
【００１９】
本発明の製造方法によって製造される混和剤は、ケイ酸塩と酸を水の存在下で混合してから固化させてなるものである。
【００２０】
本発明で使用されるケイ酸塩は特に限定されない。そのカチオン種は金属イオンに限られずアンモニウムイオンなどであっても良いが、金属イオンが好適である。金属イオンの中でもアルカリ金属イオンであることが好ましく、原料の入手の容易さやコストの面などからナトリウムイオンであることがより好ましい。また、本発明で使用されるケイ酸塩のアニオン種も特に限定されず、オルトケイ酸アニオン［SiO44-］やメタケイ酸アニオン[SiO32-]などのアニオン種のみならず、ケイ酸［SiO2］単位が複数個連結してアニオン種を形成したものであっても良い。
【００２１】
具体的な化合物としては、オルトケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸カリウム、オルトケイ酸リチウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、メタケイ酸リチウム、水ガラスなどが例示される。
【００２２】
中でも本発明で好適に使用されるのは水ガラスである。水ガラスはアルカリ金属のケイ酸塩の水溶液であって、ケイ酸［SiO2］単位が複数個連結してアニオン種を形成したものである。ここで使用されるアルカリ金属はカリウムの場合もあるが通常ナトリウムである。ケイ酸ナトリウムの場合の固形分の一般式はNa2O・nSiO2で示される。
【００２３】
ケイ酸塩中の金属原子数とケイ素原子数の比［金属／ケイ素］は０．１〜２の範囲であることが好ましい。前記比［金属／ケイ素］が０．１未満の場合には、水溶性が低下し、カルボン酸と水の存在下で混合することが困難になるおそれがある。より好適には０．２以上であり、さらに好適には０．３以上である。逆に比［金属／ケイ素］が２を超える場合には、ケイ酸塩の水溶性が高すぎてコンクリートの流動性が悪化するおそれがある。より好適には１．５以下であり、さらに好適には１以下である。
【００２４】
また、本発明でケイ酸塩と混合される酸の種類も特に限定されるものではなく、硫酸やリン酸のような無機酸であっても、カルボン酸のような有機酸であっても良い。なかでもカルボン酸が好適に使用される。使用されるカルボン酸は特に限定されるものではなく、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などのモノカルボン酸；グリコール酸、乳酸、グルコン酸などのオキシモノカルボン酸；シュウ酸、マロン酸、コハク酸、ピメリン酸、アジピン酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸などの多価カルボン酸；リンゴ酸、クエン酸などのヒドロキシ多価カルボン酸；アクリル酸重合体、無水マレイン酸重合体などの多価カルボン酸重合体などを使用することができる。これらの中でも揮発性が低く、水溶性の良好なオキシカルボン酸や多価カルボン酸が好適であり、多価カルボン酸がより好適である。マレイン酸、フマル酸のような不飽和多価カルボン酸も好適である。
【００２５】
本発明の製造方法においてケイ酸の金属塩とカルボン酸を使用する場合、ケイ酸塩中の金属原子数と前記カルボン酸中のカルボキシル基の数との比［金属／カルボキシル基］は１〜２００であることが好適である。比［金属／カルボキシル基］が１未満の場合には、ケイ酸成分が水に不溶になって、ケイ酸塩とカルボン酸を水の存在下に混合する際に、不溶物が発生して均一に混合できないおそれがある。より好適には２以上であり、さらに好適には５以上であり、最適には１０以上である。逆に比［金属／カルボキシル基］が２００を超えると、ケイ酸塩の水溶性が高すぎてコンクリートの流動性が悪化するおそれがある。より好適には１００以下であり、さらに好適には５０以下である。
【００２６】
上記のようなケイ酸塩と酸とを原料として、コンクリート混和剤が製造される。本発明（以下、第１の発明ということがある）の製造方法は、ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付けて、該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２）及び水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）を有することを特徴とするものである。
【００２７】
前記工程１は、ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程である。水溶液中で混合することで、ケイ酸塩を形成しているカチオン種と酸との間で中和反応（塩の形成）が進行して、ケイ酸塩の水溶性を適度に低下させることができる。混合方法は特に限定されず、これらの成分が水溶液の状態で均一に混合されれば良い。例えば水ガラスのようなケイ酸塩の水溶液に、酸又はその水溶液を添加して撹拌する方法などが例示される。混合時のゲルの発生を防止するためには、ケイ酸塩の水溶液に酸の水溶液を添加することが好ましい。撹拌を容易にするために温度を上げて混合することも好ましい。
【００２８】
混合して得られる水溶液の含水率は、５０重量％を超えることが好ましく、より好適には５５重量％以上、さらに好適には６０重量％以上である。このような含水率であることによって、比較的粘度の低い均一な水溶液とすることができる。また、乾燥の効率を考慮すれば含水率は９０％以下であることが好ましく、より好適には８０重量％以下であり、さらに好適には７０重量％以下である。ここで本発明でいう含水率とは、赤外線水分計を用いて１８０℃で３０分間加熱した際に減少した重量から算出される含水率のことをいう。
【００２９】
前記工程２は、工程１で調製された水溶液を撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付けて、該水溶液から水分を蒸発させる工程である。この工程は、本発明の製造方法における大きな特徴点であり、この方法を採用することによって、円滑に水分を蒸発させることができる。ここで、工程２における水溶液とは全体が均一な水溶液のみでなく、水分が減少してペースト状あるいはゲル状に変化したものも、それが流動性を有している限り含まれるものである。
【００３０】
水溶液から水分を蒸発させるには、蒸発させるのに必要な熱量を水溶液に加える必要がある。容器に収容された水溶液の場合であれば、通常、容器壁を介した伝熱によって水溶液を加熱する方法か、ヒータを水溶液に接触させて加熱する方法が採用されることが多い。しかしながら、本件発明者が検討したところ、容器壁を介して加熱した場合には、容器壁に接触した部分が高温になりやすく、局所的に水分率が低くなるところが発生する。その結果、その水分率が低くなった部分で急激にゲル化が進行し、均一な撹拌が困難になってしまうことが判明した。
【００３１】
通常の水溶液であれば、水分率の低下に伴う粘度の上昇は連続的であって、徐々に粘度が上昇するのが普通である。しかしながら、本発明で用いる水溶液は、水分率が低下すると、急激に粘度が上昇することが認められた。その原因は必ずしも明らかではないが、水分率の低下にともなってケイ酸単位が網目状に結合してゲルが発生しているためと想定される。したがって、本発明において水溶液から水分を蒸発させるのに、容器壁からの伝熱による熱量の供給は好ましい手段ではない。また、直接ヒータを水溶液の中に投入して接触させる方法においても同様の結果になることが想定されるし、極めて高粘度になるペーストを撹拌する容器の中にヒータを配置するのも困難である。
【００３２】
したがって、本発明においては、高温の気体を液面に吹き付けることによって、水の蒸発に必要な熱量を供給することとしたものである。このとき、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付けることが必要である。撹拌をしない場合には、表面層でゲル化が進行して、水分率を均一に減少させるのが困難になるし、水分の減少速度が低下する。十分に撹拌して蒸発面を更新し続けることによって、吹き付けられた気体からの熱を効率良く受け取り、水分の蒸発に寄与させることが可能である。
【００３３】
水溶液を撹拌するための撹拌容器は、内部に水溶液を収容することができ、かつ撹拌手段を有するものであれば良く、特に限定されるものではない。しかしながら、密閉容器であることが好ましい。これは、吹き付けた高温の気体が周辺に拡散することによって、熱量をロスすることを防止するためである。また、作業環境の悪化を防止するためでもある。さらに、原料として使用する酸がカルボン酸のような揮発酸である場合には、それが蒸発あるいは昇華することによって失われることを防止するためでもある。ここで、密閉容器というのは、外気に対して開放されていないという意味であり、高温の気体が供給される配管や、吹き付けた後の気体が排出される配管を有するものである。
【００３４】
撹拌手段は、水溶液を撹拌できるものであれば良く、様々な形態の撹拌翼を使用することが可能である。撹拌軸に接合される撹拌翼の形態は、水溶液の組成や量などに対応して適宜選択され、棒状、板状、ピン形状、ナイフエッジ形状など、種々の形態の撹拌翼が使用可能である。また、本発明の製造方法における撹拌操作では、急速な粘度上昇が発生するので、大きな撹拌トルクに耐えられる撹拌軸や撹拌モーターが採用される。撹拌容器は、内部に回転するパンを有することも、撹拌効率の面から好ましい。この場合には、容器自体が傾斜していることが好ましく、また、それにあわせて撹拌軸も傾斜していることが好ましい。さらに、場合によっては、固定式のスクレーパを設置して容器や撹拌手段へのペーストの付着を防止しても良い。
【００３５】
撹拌軸の回転速度は、撹拌状況に対応させて変動させられるが、通常５０〜５００ｒｐｍの回転数が採用される。回転速度が低すぎると蒸発面の更新が不十分となり、熱の利用効率が低下するとともに、局所的なゲル化が発生するおそれがある。撹拌翼の回転による飛沫が撹拌容器上部の内面に付着するのを防止するために、撹拌軸の回転速度は、工程２の開始時には好適には１２０ｒｐｍ以下、より好適には１００ｒｐｍ以下とするのが好ましい。水分が蒸発するにしたがって水溶液の温度が上昇するので、適宜回転数を増加させて表面を更新することが好ましいが、水溶液の温度を３０〜１００℃の範囲に保つには、回転速度は好適には４００ｒｐｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
水溶液の液面に高温の気体を吹き付ける方法は特に限定されないが、ノズルを用いる方法が例示され、吹き付けられる気体が液面の方向に進行するように設定される。例えば、容器内に管を挿入して、管の向きが液面を向くようにして吹き付ける方法などが好適に採用される。このときのノズルの向きは、液面に対して概ね垂直になるようにすることが好ましい。また、回転する撹拌翼の外周部が形成する円の接線に平行な方向に向けて気体が吹き付けられるようにすることも好ましい。工程２の初期段階における飛沫の付着を防止するためには、ノズル出口における気体の通過速度を２５ｍ／ｓ以下とすることが好ましく、２０ｍ／ｓ以下とすることがより好ましい。ノズル出口での気体の通過速度を低減するためには、先端に向けて断面積が広がるような形状のノズルを使用することが好ましい。また、ノズル出口における気体の通過速度は通常２ｍ／ｓ以上であり、加熱効率を考慮すれば１０ｍ／ｓ以上であることが好ましい。
【００３７】
吹き付けられる高温の気体としては、空気、窒素あるいは水蒸気などを使用することができ、それらの混合物を使用することも可能である。吹き付ける気体の温度は通常１００〜１０００℃である。温度が低すぎる場合には水分を減少させる効率が低下する。温度は、好適には１５０℃以上であり、より好適には２００℃以上である。一方、温度が高すぎる場合には、局所的なゲル化が進行するおそれがあるとともに、カルボン酸などの揮発酸を使用した場合に酸が蒸発又は昇華するおそれがある。温度はより好適には７００℃以下であり、より好適には５００℃以下である。ここで、水蒸気を用いる場合では、蒸気温度はノズルから吹き出す前の温度である。
【００３８】
高温の気体を吹き付ける際に、撹拌容器内を減圧することも好ましい。密閉容器を使用し、減圧排気設備を接続することによって容器内を減圧することができる。減圧することによって水の沸点を低下させることができるので、効率的に蒸発させることができる。この場合には差圧が発生するので、高温の気体をバルブ又は細孔を有するノズルを介して吹き付けることが必要である。特に、高温の気体として高温水蒸気を用いる場合には、撹拌容器内を減圧することが好ましい。
【００３９】
工程２においては、水溶液の温度を３０〜１００℃に保つことが好ましい。温度が低すぎると水分の減少効率が悪くなり、より好適には４０℃以上である。一方、温度が高すぎて１００℃を超える場合には、カルボン酸などの揮発酸を使用した場合に酸が蒸発又は昇華するおそれがある。水溶液の温度はより好適には９０℃以下である。
【００４０】
工程２において、含水率が３０〜５０重量％になるまで水分を蒸発させることが好ましい。この範囲未満の含水率においては、水溶液の粘度が急激に上昇し、蒸発面の更新が遅れて均一な蒸発が困難になるからである。蒸発面の更新が行われないうちに高温の気体を吹き付けたのでは、水分率を低下させる速度が大きく低下してエネルギーの損失が大きくなるし、局所的な水分率のムラも発生する。工程２で到達する含水率は、より好適には３３重量％以上であり、さらに好適には３６重量％以上である。また、工程２で到達する含水率は、より好適には４８重量％以下であり、さらに好適には４６重量％以下である。乾燥に要する時間は、装置のスケールなどにも左右されるが、通常３０分〜５時間程度である。
【００４１】
工程２において、吹き付けた後の気体を撹拌容器から導出し、導出された気体中の水分を除去してから加熱して撹拌容器に導入し、再度吹き付けることも好ましい。この場合、導出された気体は通常コンデンサーを通して水分が除去され、再加熱される。これによって、高温の気体を循環使用することができるので、エネルギーのロスを低減することができる。
【００４２】
工程３は、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程である。工程３は、通常工程２における水分を蒸発させる操作が終了してから行われる工程であるが、工程２の操作中に固化することによって、工程２から工程３へと連続的に工程が移っても構わない。このとき、水分を蒸発させた水溶液を冷却して固化させることが好ましい。冷却方法は特に限定されず、冷風を吹き付けて冷やしても良いし、液体窒素を投入して冷却しても良い。急速に冷却するには液体窒素を投入するのが好ましい。この場合、通常室温より低くなるまで冷却される。
【００４３】
本発明の混和剤の製造方法において、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）を有することが好ましい。本発明の混和剤は、コンクリート、モルタルあるいはセメントに混合して使用されるものであるために、それらと混合し易い形態にするものである。また、本発明の混和剤を使用する際の効果はその粒径に影響されるため、好適な粒径に調整するものである。固化させたものを別途粉砕装置に投入して粉砕しても構わないが、工程２において水溶液を撹拌するのに用いた撹拌手段を用いて粉砕することも好適である。そうすることによって、移し替えの操作が不要になり、操作が簡便になる。この場合、工程３から工程４へと連続的に工程が移っても構わない。
【００４４】
また、工程４で粉砕された粒子を更に乾燥する工程（工程５）を有することが好ましい。工程３では、好適には水分率が３０〜５０重量％になるまで乾燥されるが、それではまだ製品として要求される水分率よりは高い場合が多い。水分率が高すぎる場合には、混和剤粒子同士が相互に膠着してブロッキングしてしまうおそれがある。したがって、工程５として更に乾燥する工程を有することが好ましい。前述のように、工程２において粘度が上昇して蒸発面の更新が困難になってからは乾燥の効率が低下するので、固化させて粉砕することによって表面積を増加させてから、固体状態で乾燥させるほうが乾燥の効率が良い。液状で撹拌しながら乾燥する操作と、粉砕してから固体状態で乾燥する操作の両方を組み合わせることによって、非常に効率的に含水率を低下させることが可能である。
【００４５】
工程５において乾燥する方法は特に限定されず、オーブン中で加熱する方法や、熱風を用いて乾燥する方法などが例示される。工程５の乾燥工程に供給される粒子は、通常３０〜５０重量％の含水率を有しており、加熱することによって相互に膠着しやすい。したがって、乾燥中の膠着を防止し、均一な含水率とするためには、粒子を動かしながら乾燥させることが好ましい。特に、振盪させながらあるいは流動させながら乾燥することが好ましい。なかでも、流動乾燥方式で乾燥する方法が好適に採用される。流動乾燥方式で乾燥する場合には、熱風を乾燥機の下方から供給して、熱風と粒子とから構成される流動層が形成されるようにして乾燥される。供給される熱風の温度は４０〜３００℃が好適であり、５０〜２００℃がより好適である。また、供給される熱風の風速は、流動層を形成するのに適した風速としなければならないが、本発明の混和剤の好適な粒径を考慮すると、０．１〜３ｍ／ｓであることが好適であり、０．５〜２ｍ／ｓであることがより好適である。このとき乾燥に要する時間は、好適には５〜１２０分、より好適には３０〜６０分である。この間、温度や風速は適宜変化させてもよいし、最後に低温の空気を供給して冷却しても良い。
【００４６】
工程５においては、含水率が３０重量％未満になるまで乾燥することが好ましい。そうすることによって、保管中や輸送中にも膠着することのない、取扱い性に優れた混和剤を得ることができる。乾燥後の含水率はより好適には２５重量％以下であり、さらに好適には２２重量％以下である。乾燥効率のことを考慮すれば含水率は１０重量％以上であることが好ましく、混和剤配合の効果を十分に発揮させるには、含水率は１８重量％以上であることがより好ましい。但し、セメントに混合して使用する場合などではそれ以下にした方が良い場合もある。
【００４７】
本発明の混和剤は、工程４において粉砕された粒状体であることが好適である。この場合の粒子の寸法は特に限定されるものではないが、微粉末、例えば粒径が１００μｍ未満の粒子を主たる構成粒子としない方が好ましく、逆に粗大粒子、例えば粒径が１０ｍｍを超える粒子を主たる構成粒子としない方が好ましい。
【００４８】
粒径が小さすぎる場合には、コンクリートやモルタルに本発明の混和剤を添加する際に、コンクリートやモルタルの流動性が低下するおそれがある。逆に、粒径が大きすぎる場合には、硬化したコンクリートやモルタルが不均質なものとなるおそれがある。また、粒径が小さすぎても大きすぎても引張強度の改善効果が減少する傾向にあり、一定範囲の粒径の粒子を使用することで引張強度の改善効果が大きくなる。この理由は明らかではないが、適当な粒子寸法であることによって、コンクリートやモルタルの水和反応が進行しているちょうど良いタイミングで、遷移帯部分へケイ酸塩成分を適切に供給できるためではないかと考えられる。
【００４９】
好適な粒径は、混和剤の化学組成や含水率によって変化し、またコンクリートやモルタルに添加する方法によっても変化するので、適宜調整されなければならない。粒径の細かい粒子が多すぎないほうが好ましく、例えば公称目開きが１．１８ｍｍのふるいを通過しない粒子が５０重量％以上、より好適には８０重量％以上であるようなものが好適である。逆に、粒径の大きい粒子も多すぎないほうが好ましく、公称目開きが２．３６ｍｍのふるいを通過する粒子が５０重量％以上、より好適には８０重量％以上であるようなものが好適である。なお、上記公称目開きの寸法は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定されているものである。
【００５０】
このような粒径の混和剤を得るために、工程４で粉砕された粒子を分級して所定範囲の粒径の粒子を得る工程（工程６）を有することが好適な実施態様である。分級は、ふるい分け装置を用いて行うことが好適である。工程６における分級操作を行い、所定範囲の粒径未満の微粉と所定範囲の粒径を超える粗大粒子を取り除くことによって、好適な粒径を有する混和剤を得ることができる。
【００５１】
しかしながら、微粉や粗大粒子を廃棄したのでは製造原価が向上するので、これらの微粉や粗大粒子を回収して使用することが好ましい。好適な回収方法の一態様は、工程６において所定範囲の粒径未満の微粉を回収し、当該微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させるものである。すなわち、回収された微粉を原料として再利用することが好適である。本発明の混和剤はケイ酸塩そのものに比べると水溶性が低下しているものの、なお十分な水溶性を有しているので、このように回収して、再度水に溶解させることができる。所定範囲の粒径未満の微粉なので、比較的容易に溶解させることができる。また、工程５において乾燥する際に回収される微粉、例えば流動乾燥方式で乾燥する際の気流に乗って集塵装置で回収される微粉も、工程１の水溶液に混合して溶解させて再使用することが好ましい。その他、工程２の蒸発工程や、工程４の粉砕工程などで発生する付着物や微粉なども、同様に回収して溶解させて再使用することができる。本発明の製法方法に含まれるいずれの工程で得られる中間物も水溶性を有しているので、このような回収使用が可能である。
【００５２】
また、好適な回収方法の別の一態様は、工程６において前記所定範囲の粒径を超える粗大粒子を回収し、該粗大粒子を粉砕してから再度工程６で分級するものである。このように粗大粒子を粉砕することによって、所定範囲の粒径の製品を得ることができる。前述した微粉の回収方法に加えて、粗大粒子の回収方法も採用することによって、廃棄物の排出量を大きく低減させることができる。
【００５３】
以上、工程１、工程２及び工程３を有する製造方法である第１の発明について説明してきた。しかしながら、以下に示す２つの発明（第２の発明及び第３の発明）によっても、効率良く大量に混和剤を製造する方法を提供するという、本発明の課題を解決することが可能である。
【００５４】
第２の発明は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌しながら該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２’）、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）及び工程４で粉砕された粒子を更に乾燥する工程（工程５）を有することを特徴とする混和剤の製造方法である。
【００５５】
第２の発明においては、工程２において、「撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付ける」代わりに、単に「撹拌しながら」としたもので、工程２よりも限定されない工程２’を有するものである。工程２’を工程２よりも限定されないものとする代わりに、工程４及び工程５を必須要件とするものである。これは、工程２’で水分を減少させる方法の如何に拘わらず、工程２と工程４の組み合わせによる２段乾燥を特徴とするものであり、効率的乾燥手段を提供するものである。
【００５６】
第３の発明は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合するための混和剤の製造方法であって；ケイ酸塩と酸とを均一に溶解させて水溶液を調製する工程（工程１）、工程１で調製された水溶液を撹拌しながら該水溶液から水分を蒸発させる工程（工程２’）、水分を蒸発させた水溶液を固化させる工程（工程３）、水溶液を固化させてから粉砕して粒子を得る工程（工程４）及び工程４で粉砕された粒子を分級して所定範囲の粒径の粒子を得る工程（工程６）を有し、工程６において前記所定範囲の粒径未満の微粉を回収し、該微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させることを特徴とする混和剤の製造方法である。
【００５７】
第３の発明においても、工程２において、「撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付ける」代わりに、単に「撹拌しながら」としたもので、工程２よりも限定されない工程２’を有するものである。工程２’を工程２よりも限定されないものとする代わりに、工程４及び工程６を必須要件とし、工程６において得られる微粉を工程１の水溶液に混合して溶解させるものである。これは、工程２’で水分を減少させる方法の如何に拘わらず、規格外の混和剤を回収して再使用することを特徴とするものであり、廃棄物を低減できる製造方法を提供するものである。
【００５８】
第２の発明及び第３の発明における工程２’においては、「撹拌容器内で撹拌しながらその液面に高温の気体を吹き付ける」代わりに、単に「撹拌しながら」とした点を除けば、第１の発明のところで説明した工程２の好適な実施態様を採用することができる。例えば、撹拌のための容器、撹拌手段、撹拌条件などについては、工程２で説明したものと同様のものが好適に採用される。
【００５９】
工程２’において、水溶液の温度を３０〜１００℃に保つことが好適であり、その理由とより好適な温度範囲については、工程２の場合と同様である。また、工程２’において、含水率が３０〜５０重量％になるまで水分を蒸発させることも好適であり、その理由とより好適な含水率については、工程２の場合と同様である。工程２’において乾燥に要する時間も工程２の場合と同様である。
【００６０】
工程２’において、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながら該撹拌容器内を減圧することが好適な実施態様である。密閉容器を使用し、減圧排気設備を接続することによって容器内を減圧することができる。減圧することによって水の沸点を低下させることができるので、効率的に蒸発させることができる。
【００６１】
工程２’において、水溶液を撹拌容器内で撹拌しながら、該撹拌容器内の気体を容器外へ導出し、該気体中の水分を除去してから加熱して前記撹拌容器に導入することも好適な実施態様である。この場合、導出された気体は通常コンデンサーを通して水分が除去され、再加熱される。これによって、高温の気体を循環使用することができるので、エネルギーのロスを低減することができる。
【００６２】
第２の発明及び第３の発明において、工程１及び工程３〜６については、いずれも第１の発明において説明したとおりである。
【００６３】
以上のようにして得られた混和剤は、コンクリート、モルタル又はセメントに混合されて使用される。当該混和剤を配合することによって、硬化したコンクリート又はモルタルの引張強度が向上する。それにより、硬化時の初期ひび割れを効果的に防止することが可能である。
【００６４】
ここでいうコンクリートとは、セメント、骨材及び水からなるものであり、骨材の少なくとも一部が粗骨材（５ｍｍメッシュにとどまるものであって、通常２００ｍｍくらいまでのもの）であるものである。また、ここでいうモルタルとは、セメント、細骨材（５ｍｍメッシュを通過するものであって、通常７５μｍメッシュにとどまるもの；通常砂）及び水からなるものであり、粗骨材を含まないものである。
【００６５】
コンクリート又はモルタルに混和剤を添加する方法は特に限定されず、他の原料と同時に配合して混練しても良いし、逐次添加して配合しても構わない。例えば、レディーミクストコンクリート（生コンクリート）プラントで一括混練して製造してもよい。またレディーミクストコンクリート中に混和剤を投入して混練しても良い。また、セメントと混和剤を混合してなる混合セメントを予め製造して、これに骨材と水を配合してもよい。
【００６６】
その他、本発明で製造される混和剤は、米国特許出願公開第２００３−０１８３１２９号明細書に記載されている混和剤と実質的に同じ物であるので、その使用方法、用途及び効果については、米国特許出願公開第２００３−０１８３１２９号明細書に具体的に示されているとおりである。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。図１は、実施例１の工程１〜４で使用した設備のフロー図であり、図２は、実施例２の工程１〜４で使用した設備のフロー図である。
【００６８】
実施例１
［工程１］
図１に示されるように撹拌容器１として、日本アイリッヒ株式会社製「アイリッヒミキサーＲ０８ＶＡＣ型」を使用した。この撹拌容器１は、密閉型のパン式縦型ミキサーであり、容量が７５リットルである。撹拌容器１は密閉可能であるが、高温の気体を供給するためのノズル２及び吹き付けた後の気体を排出するための排出口３を備えている。撹拌容器１の全体は傾斜しており、その内部には回転可能なパン４が備えられ、パン４の中央から偏心した位置に、パン４の底面に垂直に回転軸５が備えられていて、回転軸５に撹拌翼６（アジテータ）が接合されている。
【００６９】
８０℃の温水８．５８ｋｇをステンレス容器に入れ、その中にフマル酸２９０ｇを投入し、撹拌してフマル酸を予め温水に溶解させた。撹拌容器１のパン４の中に、東曹産業株式会社製「ＪＩＳ３号珪酸ソーダ」６０ｋｇを投入し、予め調整したフマル酸水溶液及び、本実施例の工程６で得られた粒径１．２ｍｍ未満の微粉６．６９ｋｇを撹拌しながら投入した。当該微粉の含水率は２０重量％である。これにより、均一な水溶液を得ることができた。当該水溶液の含水率は６１％であった。
【００７０】
ここで使用した水ガラスは、酸化ナトリウム（Na2O：MW＝61.98）成分を９〜１０重量％、二酸化ケイ素（SiO2：MW＝60.09）成分を２８〜３０重量％含有するものである。中央値を採用して、酸化ナトリウム成分を９．５重量％、二酸化ケイ素成分を２９重量％含有するとした場合、比［金属／ケイ素］の値は０．６４である。また、ナトリウム原子数と、２価の酸であるフマル酸（C4H4O4：MW＝116.07）中のカルボキシル基との比［金属／カルボキシル基］の値は、３７であった。
【００７１】
［工程２］
図１に示されるように、撹拌容器１を密閉してから、撹拌を継続しながら循環ブロア７で空気を循環させ、電気ヒータ８で加熱した空気をノズル２から液面に向けて吹き付けた。液面は撹拌翼６によって継続的に更新され、そこに加熱した空気が吹き付けられる。電気ヒータ８で加熱した直後の空気の温度は４００℃であり、液面に吹き付けられている空気の温度は２００〜３５０℃の範囲の温度であった。吹き付けた後の空気は、蒸発した水分を伴って排出口３から排出され、コンデンサ９に導かれ、そこで冷却水１０で冷却されて水１１が除去される。水１１が除去された空気は再度循環ブロア７に導かれ、再加熱して吹き付けに供される。撹拌翼６の回転数は９０〜４００ｒｐｍの範囲で調整され、パン４は、撹拌翼６と同方向に１２ｒｐｍの回転数で回転させた。空気の吹き込み流量は、１Ｎｍ３／分から開始し、液体の温度が９０℃を超えないように調整しながら増量し、工程２において平均で３．５Ｎｍ３／分の流量で供給を行った。このとき、ノズル出口における気体の通過速度は、平均で１１．６ｍ／ｓであった。この間、液体の温度は大体４０〜９０℃の範囲に維持され、撹拌容器１内部は、ほぼ大気圧であった。また、投入されたエネルギーは、撹拌操作に１．６ｋＷ、電気ヒータ８に３８ｋＷで、合計３９．６ｋＷであった。
【００７２】
工程２の開始時点で、含水率が６１重量％の時には、水溶液は比較的低粘度であった。工程２を開始して約３０分で含水率は５２〜５３重量％になり、約４５分で含水率が４７〜４８重量％になり、この間粘度は徐々に上昇してペースト状になった。その後さらに粘度が上昇し、塊状になって蒸発面の更新が効率的でなくなったところまで工程２を継続してから、撹拌を停止し、高温の空気の吹付けを停止した。このときの塊状物の温度は７７℃で、含水率は４０重量％であった。以上の工程２に要した時間は８３分であった。
【００７３】
［工程３及び工程４］
工程２の終了後に、撹拌容器１の蓋を開放して容器内を大気に開放した状態にした。その後、液化窒素用のノズルを撹拌容器１内に挿入し、塊状物に向けて３ｋｇ／分の流量で供給を開始すると同時に撹拌翼６を１２００ｒｐｍの回転数で回転させた。６分間冷却しながら撹拌を継続することによって、塊状物は細かく粉砕された。ここでは、工程３と工程４を同時進行で行ったことになる。得られた粉砕物の温度は１０℃で、重量は３８ｋｇであり、この段階での粒径分布は、１．１８〜２．３６ｍｍが２４重量％、１．１８ｍｍ未満が１２重量％、２．３６ｍｍを超えるものが６４重量％であった。ここでの粒径分布は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定されているふるいを用いて分級して得られたものである。
【００７４】
［工程５］
乾燥機としては、株式会社大川原製作所製流動層乾燥機「ＦＢ−０５型」を使用した。これは断面積０．０５ｍ２の円筒状の乾燥筒の下方から熱風が吹き込まれることによって、乾燥筒内部の粒子が流動して流動層を形成しながら乾燥される装置である。上記装置の乾燥筒内に、前記工程４で粉砕された粒子を、静置した状態で２０ｃｍの厚さになるだけの量投入した。５０℃の温風を風速１．４ｍ／ｓで５分間、次いで１００℃の温風を風速１．１ｍ／ｓで２０分間、さらに室温の空気を風速１．１ｍ／ｓで１０分間供給した。工程５で乾燥された粒子の含水率は２０重量％であった。
【００７５】
［工程６］
工程５で乾燥された粒子を、株式会社興和工業所製円形振動式篩い機「ＫＦ−４００−２Ｄ型」を用いて分級した。粒径ごとに得られた重量は、製品の混和剤となる１．１８〜２．３６ｍｍの粒径のものが６．１ｋｇ、１．１８ｍｍ未満の粒径のものが４．５ｋｇ、２．３６ｍｍを超える粒径のものが１４．９ｋｇであった。１．１８ｍｍ未満の粒径の４．４７ｋｇは、次回の試験時に、工程１に供給して水溶液を調製するのに用いられる。また、２．３６ｍｍを超える粒径の１４．９ｋｇは、株式会社セイシン企業製破砕造粒整粒機「ＱＭＹ−１０」により粉砕した。これにより、製品の混和剤となる１．１８〜２．３６ｍｍの粒径のものが９．６ｋｇ、１．１８ｍｍ未満の粒径のものが４．９ｋｇが得られた。１．１８ｍｍ未満の粒径の４．９ｋｇは、次回の試験時に、工程１に供給して水溶液を調整するのに用いられる。ここでの粒径分布は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定されているふるいを用いて分級して得られたものである。
【００７６】
以上の結果より、得られた生成物は以下のとおりであった。付着物以外は再度工程１に供給して再使用が可能であるから、実質的に９割以上の原料を製品に導くことが可能である。また、得られた混和剤は、米国特許出願公開第２００３−０１８３１２９号明細書の実施例１に記載されている「混和剤Ａ」と大差ないものであり、コンクリート又はモルタルの引張強度を向上させることができるものである。
混和剤（製品）：      １５．７ｋｇ（５２．０重量％）
１．１８ｍｍ未満：      ９．４ｋｇ（３１．１重量％）
流動層乾燥機集塵：      ２．５ｋｇ（８．３重量％）
流動層乾燥機付着：      ２．３ｋｇ（７．６重量％）
破砕造粒整流器付着：    ０．３ｋｇ（１．０重量％）
合計：                ３０．２ｋｇ（１００重量％）
【００７７】
実施例２
［工程１］
実施例１の工程１と同様にして行い、実施例１と同じ水溶液を得た。
【００７８】
［工程２］
図２に示されるように、撹拌容器１を密閉してから、ボイラ１２で発生した水蒸気を電気ヒータ８に供給し、撹拌を継続しながら、加熱された水蒸気をノズル２から液面に向けて吹き付けた。液面は撹拌翼６によって継続的に更新され、そこに加熱した水蒸気が吹き付けられる。電気ヒータ８で加熱した直後の水蒸気の温度は約３５０℃であり、液面に吹き付けられている水蒸気の温度は２００〜３５０℃の範囲の温度であった。吹き付けた後の水蒸気は、蒸発した水分を伴って排出口３から排出され、コンデンサ９に導かれ、そこで冷却水１０で冷却されて水１１が除去され、真空ポンプ１３に接続される。真空ポンプ１３で減圧されることによって撹拌容器１内の圧力は２００ヘクトパスカルまで減圧された。撹拌翼６の回転数は１００〜４００ｒｐｍの範囲で調整され、パン４は、撹拌翼６と同方向に１２ｒｐｍの回転数で回転させた。水蒸気の供給量は、平均で２．５ｋｇ／分であった。この間、液体の温度は大体４０〜９０℃の範囲に維持された。このとき、ノズル出口における気体の通過速度は、平均で１４．０ｍ／ｓであった。また、投入されたエネルギーは、撹拌操作に１．６ｋＷ、電気ヒータ８及びボイラ１２の加熱操作に１２５ｋＷで、合計１２６．６ｋＷであった。実施例１に比べて要したエネルギーが大きかったことがわかる。
【００７９】
工程２の開始時点で、含水率が６１重量％の時には、水溶液は比較的低粘度であった。工程２を開始して約３０分で含水率は５２〜５３重量％になり、約４５分で含水率が４７〜４８重量％になり、この間粘度は徐々に上昇してペースト状になった。その後さらに粘度が上昇し、塊状になって蒸発面の更新が困難になったところまで工程２を継続してから、撹拌を停止し、高温の空気の吹付けを停止した。このときの塊状物の温度は７７℃で、含水率は４０重量％であった。以上の工程２に要した時間は６５分であった。
【００８０】
［工程３及び工程４］
工程２の終了後に、水蒸気の供給と真空ポンプ１３による減圧操作を停止してから、撹拌容器１の蓋を開放して容器内を大気に開放した状態にした。その後、実施例１の工程３及び工程４と同様にして液体窒素を用いて冷却し、撹拌によって粉砕した。得られた粉砕物の温度は１０℃で、重量は３８ｋｇであり、この段階での粒径分布は、１．２〜２．５ｍｍが２５重量％、１．２ｍｍ未満が１２重量％、２．５ｍｍを超えるものが６３重量％であった。
【００８１】
［工程５］
実施例１の工程５と同様に乾燥して、含水率２０重量％の粒子を得た。
【００８２】
［工程６］
工程５で乾燥された粒子を、実施例１と同様にして分級した。粒径ごとに得られた重量は、製品の混和剤となる１．１８〜２．３６ｍｍの粒径のものが６．１ｋｇ、１．１８ｍｍ未満の粒径のものが４．５ｋｇ、２．３６ｍｍを超える粒径のものが１４．９ｋｇであった。１．１８ｍｍ未満の粒径の４．４７ｋｇは、次回の試験時に、工程１に供給して水溶液を調製するのに用いられる。また、２．３６ｍｍを超える粒径の１４．９ｋｇは、株式会社セイシン企業製破砕造粒整粒機「ＱＭＹ−１０」により粉砕した。これにより、製品の混和剤となる１．１８〜２．３６ｍｍの粒径のものが９．８ｋｇ、１．１８ｍｍ未満の粒径のものが４．５ｋｇが得られた。１．１８ｍｍ未満の粒径の４．５ｋｇは、次回の試験時に、工程１に供給して水溶液を調整するのに用いられる。
【００８３】
以上の結果より、得られた生成物は以下のとおりであった。付着物以外は再度工程１に供給して再使用が可能であるから、実質的に９割以上の原料を製品に導くことが可能である。
混和剤（製品）：      １５．９ｋｇ（５３．５重量％）
１．１８ｍｍ未満：      ９．０ｋｇ（３０．３重量％）
流動層乾燥機集塵：      ２．２ｋｇ（７．４重量％）
流動層乾燥機付着：      ２．１ｋｇ（７．１重量％）
破砕造粒整流器付着：    ０．５ｋｇ（１．７重量％）
合計：                ２９．７ｋｇ（１００重量％）
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１の工程１〜４で使用した設備のフロー図である。
【図２】実施例２の工程１〜４で使用した設備のフロー図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  撹拌容器
２  ノズル
３  排出口
４  パン
５  回転軸
６  撹拌翼
７  循環ブロア
８  電気ヒータ
９  コンデンサ
１０  冷却水
１１  水
１２  ボイラ
１３  真空ポンプ
【図１】
2005219953.tif 000003
【図２】
2005219953.tif 000004