JPS60155557A - 軽量骨材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 更に詳しくは、超軽量骨材を製造する新規な方法に関す
るものである。

従来、頁岩を原料とする軽量骨材の製造方法としては、
塊状の頁岩を粉砕して１００メツシユ以下の粒度程度ま
で粉砕したのちこれに水を加えて調湿後造粒、乾燥、焼
成する方法カイ゛実用されている。

しかしながら、この方法で得られた焼成ペレツトは、骨
材として充分な圧壊強度（直径７　ｊｎｍで５０〜以上
）と耐吸水率（ＵＪ＆水率５〜７重量％）は得られるが
、見掛比重が１．２５程度と比較的重いという問題があ
った。

近年、建築材の軽量化と断熱性能の強化が要望されてお
り、又耐火性で強度がある比重の小さい骨材の提供が待
たれているのが現状である。

そこで上記の見掛比重（以下単に比重と略称する）を効
率よく大幅に小ならしめえたとする新規な軽量骨材の製
造方法（特開昭５０−９８９２３号公報）が提案されて
いる。

この方法は、頁岩又は右派１００部に対しパルプスラッ
ジ１０〜３０部を添加混合して粒状化し、これを８００
〜１１５０　ｔＺ’にて焼成することにより比重約０．
７の骨材を得たとするものである。

しかし、上記の方法で使用する添加剤は、製紙工場で発
生する水分含有率８５重量％程度のパルプヘドロ（特開
昭５０−１０５７１８号公報、実施例１参照）を大型ド
ライヤーで膨大な水分を蒸発させ、水分含有率１０重量
％程度まで乾燥して使用しなければならず、非実用的な
コスト高となるだけでなく、増量材としても全く寄与し
ない等の欠点があった。

本発明の目的は、上記の欠点を解消し、得られる焼成物
の比重を、更に小さくできる骨材の製造方法を提供する
ことにある。

この目的を達成するため、本願発明者等は種々検討の結
果、微粉状の頁岩に適当量の酸化第二鉄と、炭化硅素も
しくはポリビニールアルコール（以下Ｐ、　Ｖ、　Ａと
略す）、カルボキシメチルセルロース（以下０．　Ｍ、
　０と略す）、スチレンブタジェン系ラテックス（以下
Ｓ、Ｂ、Ｒラテックスと略す）のうち一つ以上とを微粒
子又は液状として添加、混合、造粒後適切な温度及び雰
囲気で焼成すると・焼成物の比重を著るしく小さくでき
ることを見出し別途に夫々出願した。

上記の方法は、原料である頁岩の粒度を平均で１５μｍ
以下としこれに平均粒度１０μｍ以下の無機質発泡剤又
は有機質発泡剤を頁岩に対し内割りで夫々０．１〜２．
５重量％、２ｍｍ％以下と、同じく内割りで２〜１０重
量％で１０μｍ以下の酸化鉄とを添加し、以下公知の方
法に従って混合し、調湿後ペレタイザー等で造粒し１０
５０〜１１２０Ｃで焼成するというものである。

この方法によれば、従来法の約１／２の比重の軽量骨材
を製造することができる。

本発明の目的は、上記軽量骨材の比重を更に低減させた
超軽量骨材の製造方法を提供することにある。

この目的を達成するため、本願発明者等は上記の方法を
更に改善するため鋭意研究の結果・上記と同じ手順に従
ってペレットを製造したのち、更に該ペレットの表面を
、酸化アルミニウム（Ａ７！２０３）酸化硅素（Ｓｉｎ
）、炭酸カルシウム（ＱａＯＯ）の微粉末のうち少なく
とも一つと同じく微粉末の頁岩との混合粉末で被覆（以
下コーティングと称する）したのち乾燥して焼成すると
いう方法によれば、更に軽量化された骨材が得られるこ
とを見出し本発明に到達した。

即ち本発明の方法は、平均粒度１５μｍ以下の頁岩に、
平均粒度１０μｍ以下の酸化鉄好ましくは酸化第二鉄、
及び平均粒度１０μｍ以下の炭化硅素を夫々内割りで２
〜１０重量％、０．１〜２．５重量％、又は平均粒度１
０μｍ以下の酸化鉄及びリグニン、Ｐ、Ｖ、Ａ、Ｏ，Ｍ
、Ｏ、Ｓ、Ｂ、Ｒラテックスのうち一つ以上を夫々内割
りで２〜ｌＯ重量％、２重量％以下好ましくは０１〜１
．０重１％添加、混合したのち水を加えて調湿して通常
の例えばパン型ペレタイザーで所望の粒径となるように
造粒する第一工程と第一工程で得られたペレットは次に
上記のペレタイザーを使用して、別途に平均粒度１５μ
ｍ以下の頁岩に、内割りで３０〜５０重量％の、平均粒
度が１０μｍ以下のＡＩ　Ｏ％　ＳｉＯＸ、０ａｔｏ　
のうち一つ２　３　２　３ 以上を添加混合して調製されたコーティング剤により、
コーティングを行なって充分な乾燥を行なったのち、焼
成帯温度を好ましくは１１００〜１１４０Ｃ１より好ま
しくは１１１０γ１１３５Ｃ１同酸素濃度８〜１０容量
％、原料の装入口の温度６３０Ｃ程度、同酸素濃度１２
〜１３容走％、焼成帯の滞留時間２０〜３０分程度で程
度するというものである。

本発明の方法において、添加剤として使用するＳ、Ｂ、
Ｒラテックスとしては特定するものではないカ、商品名
ＬＸ５３１Ｂ　（日本ゼオン社製）、クロスレン（賦圧
薬品工業製〕、小野田ＳＸＢ　（Ｓ本ユニロン社製）　
１．Ｔ、Ｓ、Ｒ０６７０（日本合成ゴム製）等が好まし
い。

その他の添加剤としてはＰ、　Ｖ、　Ａ　−、Ｏ，Ｍ、
　０％　’Ｊゲニン等の有機発泡剤、炭化硅素、窒化硅
素等の無機発泡剤を酸化鉄と共に液状又は微細粉状とし
て、平均粒度１５μｍ以下の頁岩に添加混合する。発泡
剤として液状のものを使用する場合には予め酸化鉄と混
合してから主原料と混合するのが望ましい。

本発明法において、軽量骨材の主原料である頁岩を一般
常識では考えられない程の微粉末として使用するのは、
ペレット焼成時の反応性を良くして良好な気泡を生成さ
せるためである。

次に添加剤として、平均粒度１０μｍ以下の酸化鉄好ま
しくは酸化第二鉄を内割りで２〜１０重量％、及び平均
粒度１０μｍ以下の炭化硅素もしくはＰ、Ｖ、　Ａ　、
　０．　Ｍ、　Ｏ等の有機発泡剤を夫々、内割り−で０
．１〜２．５重量％好ましくは０．１〜１．０重世％、
２重量％以下好ましくは０．１〜１．０重量％添加する
のは、これらの添加剤は極く少量添加しても、それなり
の効果は認められるが顕著な効果は得られず、又それ以
上添加しても特に効果の向上は認められないからである
。

主原料ならびに添加剤の混合は、例えばコンクリートミ
キサーを使用し比較的単純な操作で行なわれ、該混合物
は例えばパン型ペレタイザーを用イ、目的とする粒径の
ペレットに造粒するのに適切な水を加え、調湿したのち
造粒される。

次に、この造粒物は引続いて同様のペレタイザーを使用
して、別途に調整されたコーティング剤によって通常グ
リーンペレットに対し内割りで２〜１０重量％の量でコ
ーティングされる。コーティングの厚さは、以後乾燥、
焼成工程に入る間に若干の脱落を見込んで、あまり薄す
ぎないように例えば２００〜５００μｍ程度が好ましい
。

乾燥工程に入る前に、ペレットをコーティングする理由
は、これは本発明法の特徴であるが、一般にペレットの
焼成温度と製品の比重とは相関があり、焼成温度が高い
ほど比重は低下する傾向があるが、あまり高温で焼成す
ると　（酸素雰囲気によりこの温度は変動する）ペレッ
トの表面まで溶融し焼成時にペレット同志が融着すると
いう現象を示す。

そこで上記ペレット融着温度上限を高くする、即ち焼成
帯温度の上昇をめざしたのが、この適切なコーティング
剤による焼成前処理である。

コーティング剤として−単に微粉末のＡＪ’０゜　３ ＣａＣ０３等をそれだけで用いないでｈ主原料である頁
岩の中にこれらを含有させた理由は、ペレットとコーテ
ィング剤とのなじみを良くするためである。このコーテ
ィング剤の付着量については前述の通りであるが、これ
はペレットの粒径により変動するものであり特定されな
いが、若しコーティングが薄すぎて一部が裸の状態であ
れば殆んどその効果は無くなり、又徒らに多過ぎても収
率の悪化以外にキルン稼働の上で障害となるので注意を
要する。又頁岩微粉末に対し内割りで３０〜５０重毒％
のＡｌ２Ｏ３，５１０２等の微粉を混入させるのはこの
範囲外では、ともに本発明の目的は達せられないからで
ある。

コーティングの作業が終われば以後常法に従い乾燥、焼
成を行なう。

本発明法によれば、ペレット焼成帯の温度を１１、ｏｏ
　〜１１４０　Ｃ好ｔ　Ｌ　＜　ハ１ｘｘｏ−ｘ１ａ５
”ｃ　ト従来より上昇させることができるので、得られ
る骨材は物性を満足したうぇで比重０．４台の超軽量の
ものが効率よく得られる。

従って近年要望の高い、軽量で強い断熱、耐火その他の
骨材又は増量材として好適のものである。

以下実施例について説明する。

実施例１ 第１表に示した塊状の頁岩を、シングルトグルクラッシ
ャーで粗砕したのち、ロータリーキルンタイプのドライ
ヤーで乾燥し、更にインペラプレーカーにかけて二次破
砕し、次いでチューブミル（大板鉄工製、直径２．５ｍ
、長さ５．６ｍｓ回転数２Ｏｒｐｍ）に装入微粉砕し１
００１１９の微粉末の試料を採取した。試料は光透過式
粒度計で測定したところ平均粒度は９．５μｍであった
。

該微粉末には夫々平均粒径５μｍの、酸化第二鉄を頁岩
に対し内割りで３重量％、平均粒径５μｍ以下の炭化硅
素、有機発泡剤の所定Ｎ（内割り重量％）を添加して、
夫々容ｉＩ　Ｏ，０８ｍ　のコンクリートミキサーで３
０分間混合したのち、調湿、次いでパン型ペレタイザー
で平均粒径約５園となるようにして造粒した。

次に造粒物は、別途に調製したコーティング剤を使用し
て、該造粒物に対し内割りで５重量％となるようにコー
ティングを行ない、後夫々空気吸引式乾燥器で６時間乾
燥した。

尚コーティング剤の製造は、上記の原料微粉末各１　ｋ
ｇを採取し、これに平均粒径５μｍの１０゜　３ ＳｉＯ，０ａＯＯを夫々別途に添加したのち小型ミキ２
　３ サーで３０分間混合して行なった。

乾燥ベレットは装入側の温度を６３００、焼成帯温度を
所定温度とした内径５００ｍｍ、長さ＋０００簡、傾斜
４・、５％、回転数ａｒｐｍ、熱源としてプロパンバー
ナーによる内熱方式で、酸素濃度は装入側１３容但％、
焼成帯８容量％に保持されたテスト用ロータリーキルン
に、該ベレットの焼成帯滞留時間を２０分間となるよう
にし、１分間にａｏｏ　ｇ給鉱して各３０分間該ベレッ
トの焼成を夫々性なった。

焼成後のベレットは放冷したのち平均粒径を測定し、そ
の他の物性についてはＪ工５Ａ１１３５に従って夫々測
定した。

尚圧壊強度は圧縮試験機によって圧壊された際の荷重値
を試料１００個についてめ１その平均値を計算した。又
、吸水率は２４時間値である。

その結果を第２表に示す。

第　１　表　（重量％） Ｓｉ０２　Ａｔ２０３　Ｆｅ２Ｏ３０ａＯＭｇＯＮａ２
Ｏ＋に２０　Ｔｉｅ２０５．３１　１５．１５　５，６
６　１．＋９　１．７７　５．．３３０．６１Ｍｎ０　
、ＢａＯ灼熱減量　ｓ　ｏ　残部ｏｎｌｏ　Ｏ，０５ａ
、ｔａ　ｏ、ａ＋　ｏ、６ｏ　結晶水等へ　日 箸　−凶　の　吟　り　ロ　ト　■　ロ　ロ第２表で明
らかなように、添加剤及びコーティング剤とも本発明法
の範囲を外れた実験Ａ１、焼成帯温度の低い実験＆２以
外は超軽量で且つ物性においても従来品に劣らない焼成
ベレットであった。

実施例２ 第１表に示した頁岩の微粉末に、添加剤として　′ヘマ
タイト（平均粒度５μｍのＦｅｄ）の所定量を　３ 添加し１コーテイング剤は内割りで１０重量％使用した
以外は実施例１と同様にして処理し、得られた焼成ペレ
ットの各物性を夫々測定した。その結果を試料１００個
の平均値として第３表に示す。

奨　＝＝＝　二　＝　二　＝　＝ 第３表より明白なように、ヘマタイトの添加量とコーテ
ィング剤のうちのｌｄ　Ｏの頁岩への混入３ 量の少ない実験Ａｌｌは比重かや＼高かったが、それ以
外は比重は帆５０以下で他の物性も満足するに足るもの
であった。

実施例３ グリーンペレット、の粒径を約７閣とし、ペレットの冷
却ヲ２００ｔｌ？（Ａ）、２５０　Ｃ（Ｂ）；ｉ４’０
−夕ＩＪ−キルンで徐冷したのち室内に取り出し、水の
スプレーで急冷した以外は実施例１と同様にして焼成ペ
レットを得、その物性を測定した。

その結果を第４・表に示す。

第　４・°　表 ｔｔ２０　ｔｔ　５．０　＃　ｔｔ　ｔｔ５Ｇ　０．４
ＩＯ２７，８２５，０１０，３／／２２　ｔｔ　８．０
　／／　ｔｔ　〃５Ｑ　Ｑ、Φ１　２４・、８２？、５
　１０．＜ｌ・表註Ｘは頁岩に対する肉刺（重量％） 第４・表より明らかなように、焼成物を水で急４′した
だけ吸水率は大きくなり、圧壊強度も低下したが、骨材
として充分な強度が認められ、比重番ｊ殆んど実施例１
及び２と同様であった。

尚本発明法の原料については、頁岩のみで説反したがそ
の他、これに類似する例えばパーライト右派、シラス等
に応用することが可能である。

出願人　住友金属鉱山株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒度１５μｍ以下の頁岩に、平均粒度１０μ
   ｍ以下の酸化鉄及び炭化硅素を夫々内割りで２〜１０重
   量％、０．１〜２．５重量％、又は平均粒度１０μｍ以
   下の酸化鉄及びリグニン、ポリビニールアルコール、カ
   ルボキシメチルセルロース、スチレンブタジェン系ラテ
   ックスのうち一つ以上とを夫々内割りで２〜１０重量％
   、２重量％以下添加、混合したのち調湿、造粒する第一
   工程と、平均粒度１５μｍ以下の頁岩に、内割りで３０
   〜５０重量％、平均粒度１０μｍ以下の酸化アルミニウ
   ム、酸化硅素、炭酸カルシウムのうち一つ以上を添加、
   混合した混合物を用いて第一工程で得られた造粒物の表
   面を被覆し、次いで乾燥、焼成する第二工程より成るこ
   とを特徴とする軽量骨材の製造方法。
2. （２）第一工程で得られた造粒物に、第二工程で被覆す
   る混合物の量が内割りで２〜１０重量％である特許請求
   の範囲（１）項に記載の軽量骨材の製造方法。