JP2001261425A - 硫黄組成物成形用原料及びその製造方法 - Google Patents

硫黄組成物成形用原料及びその製造方法

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JP2001261425A JP2000071193A JP2000071193A JP2001261425A JP 2001261425 A JP2001261425 A JP 2001261425A JP 2000071193 A JP2000071193 A JP 2000071193A JP 2000071193 A JP2000071193 A JP 2000071193A JP 2001261425 A JP2001261425 A JP 2001261425A
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ash
forming
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Kiyoshi Oshima
清 大嶋
Norihiko Misaki
紀彦 三崎
Norifumi Nagata
憲史 永田
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Taiheiyo Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1055Coating or impregnating with inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/36Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing sulfur, sulfides or selenium

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保存性に優れ、取り扱い性も容易で、良好な
性状の成形品を簡単な製造操作で得ることができ、作業
性に著しく優れた硫黄組成物成形用原料並びに該原料の
製造方法を提供する。 【解決手段】 硫黄とフィラー材を約120〜160℃
に加熱し、同様の温度で混合を行い、この加熱混合物を
ペレット状に成形した後、冷却固化した硫黄とフィラー
材を複合化した固化ペレット。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硫黄を主成分とす
る硬化体成形物を得るための硫黄組成物成形用原料及び
その製造方法に関する。より詳しくは、成形の際に作業
性の良い硫黄組成物成形用原料及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】硫黄と鉱物質物質などのフィラー材とを
複合化させた硫黄組成物は、特定温度下で流動性を示
し、冷却すると溶融状態の硫黄が固化し、フィラー材が
硫黄によって結合された強固な硬化体となることが知ら
れている。この硫黄組成物は、セメント等の水和反応を
経て硬化するものと比べ、骨材成分に相当するフィラー
材を大量に含有しても強固な硬化体が容易に得られ、大
型硬化体製造にも適し、また収縮も殆ど無く、更には優
れた耐酸性や耐食性を示すことから、海洋構造物や建築
土木資材などの部材製品に用いられている。
【0003】このような部材製品を製造するには、一般
には、溶融硫黄を予備加熱したフィラー材に加え、20
0℃迄に加温しながら混練し、該温度の混練物を成形型
枠等に充填し、冷却固化後、脱型して成形品を得てい
る。成形型枠内全体に均一な充填を行うようにするた
め、また成形品に部分的にフィラー材が多い領域や少な
い領域が存在しないようにするため、実際の成形作業で
は、このような煩雑な操作を硫黄が溶融状態の間に連続
して速やかに行う必要がある。しかしながら、硫黄の粘
性は温度の微妙な変化で大きく変わるため、均一な混合
操作や充填操作は必ずしも容易ではない。特に大型成形
品の製造では、均質混合するための装置も大型化させる
必要があり、それに伴い作業も大がかりなものになり、
詳細な条件調整も困難になる。更に、硫黄やフィラー材
の多くは吸湿性が高く、特に微細になる程その傾向が強
く、吸湿原料を使用すると、加熱物から水蒸気が蒸発
し、型枠充填後も高温中は蒸発や揮発が引き続き起こる
ため、そのまま冷却固化すると成形品に構造欠陥をもた
らすことがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、保存
性に優れ、取り扱い性が容易で、良好な性状の成形品が
簡単な製造操作で得ることが可能な、作業性に著しく優
れた硫黄組成物成形用原料並びに該原料の製造方法を提
供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、硫黄組成
物硬化成形物を得るための作業性改善に関する種々の検
討を行った結果、硫黄とフィラー材を複合化し、これを
固化ペレットとしたものを成形用の原料とすることで、
成形に関わる作業性に対する前記課題が総じて解決でき
たことから本発明を完成するに至った。
【0006】即ち、本発明は、(1)硫黄とフィラー材
を複合化した固化ペレットであることを特徴とする硫黄
組成物成形用原料。(2)フィラー材が、天然又は人工
の鉱物、スラグ、可燃物焼却灰、石炭灰、重質油燃焼
灰、セラミックス、ガラス、コンクリート、ゴムの何れ
か1種又は2種以上であることを特徴とする前記(1)
の硫黄組成物成形用原料。(3)硫黄とフィラー材を約
120〜160℃に加熱し、同様の温度で混合し、この
加熱混合物をペレット状に成形した後、冷却固化するこ
とを特徴とする硫黄組成物成形用原料の製造方法。
(4)硫黄とフィラー材を約120〜160℃に加熱
し、同様の温度で混合し、次いで混合物を冷却し、この
冷却塊を粉砕し、粒径およそ1〜50mmの粒子を分級
採取することを特徴とする硫黄組成物成形用原料の製造
方法。(5)フィラー材が、天然又は人工の鉱物、スラ
グ、可燃物焼却灰、石炭灰、重質油燃焼灰、セラミック
ス、ガラス、コンクリート、ゴムの何れか1種又は2種
以上であることを特徴とする前記(3)又は(4)の硫
黄組成物成形用原料の製造方法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で使用する硫黄は、粉末状
或いはフレーク状の単体硫黄や溶融硫黄を挙げることが
できる。この硫黄は何れの製造方法で得られたものでも
良く、例えば石油精製の工程で副産された硫黄でも試薬
として市販されているものであっても良い。
【0008】また、本発明で硫黄と複合体を形成するフ
ィラー材とは、160℃迄概ね変質せずに安定な無機物
質かゴム、若しくは常温と160℃の間で相的及び性状
的に可逆性を有する無機物質かゴムであれば特に限定さ
れないが、水分や160℃迄で揮発する成分を極力含ま
ないものが望ましい。水分や該揮発成分を含むもので
は、これを約105℃で予備加熱して揮発分を除去した
ものであれば、フィラー材に用いることができる。この
ようなフィラー材の具体例としては、天然又は人工の鉱
物、高炉スラグ、汚泥、ゴミなどの溶融スラグ、各種可
燃物の焼却灰、石炭灰、重質油燃焼灰、セラミックス、
ガラス、コンクリート、石粉、廃タイヤなどから得られ
たゴムなどを挙げることができ、これら以外でも公知の
硫黄コンクリートや硫黄モルタルでフィラー成分として
用いられているものであれば何れも使用できる。また、
任意の組合せや割合で、2種類以上のものを混合して用
いても良い。更に、その形状は粉末、塊状、繊維状、板
状など何れの形状であっても良く、その大きさは、好ま
しくは平均粒径0.005〜0.3mm、より好ましく
は0.005〜0.1mm程度までのものとする。
【0009】本発明の硫黄組成物成形用原料は、硫黄を
好ましくは20〜50重量%、より好ましくは30重量
%前後含有し、残部を概ね前記フィラー材とする複合体
である。硫黄の含有量が20重量%未満では結合材とし
ての硫黄量が少なく、成形体の強度が低下する為好まし
くなく、また50重量%を超えると硫黄が冷却固化する
際に収縮を伴い亀裂が発生し易くなるので好ましくな
い。更に、本発明の硫黄組成物成形用原料は硫黄と前記
フィラー材以外の成分の含有を妨げるものではなく、例
えば本発明の硫黄組成物成形用原料は、160℃までで
分解・揮発することの無い硬質プラスチック材料を用
い、その硬化作用によりて前記フィラー材を固化させた
ものと硫黄との複合体からなるものであっても良く、こ
の場合、本発明の硫黄組成物成形用原料は、ゴム以外の
有機物を含むものとなる。
【0010】本発明の硫黄組成物成形用原料は、前記硫
黄とフィラー材とが複合化した固化ペレットである。ペ
レットの形態は、球、楕円体、円柱、角柱などの形状の
粒や塊を挙げることができるが、これ以外の形状の粒や
塊であっても良く、種々の形状が混在したものでも良
い。その大きさは、製造上の容易さや、使用時の成形型
等への充填性を上げる点から、また保存や搬送上の利便
性を高める点などから、概ね粒径が1mm〜50mmで
あることが好ましい。
【0011】また、かかる硫黄組成物成形用原料の製造
方法は、前記の硫黄、好ましくは溶融硫黄と、大きさ
0.005〜0.1mmに調整した前記フィラー材を用
い、硫黄配合量を25〜50重量%にせしめ、約120
〜160℃の温度で混合・混練する。混合・混練は、バ
ッチ式の加熱混合槽でも、連続式の加熱混練機で行って
も良い。特に、一般に樹脂ペレットの製造に用いられて
いる多軸の加熱混練機を使用すれば、均質な混合が短時
間で容易にでき、装置そのものを大型化しないで済むた
め推奨される。尚、繊維状のフィラー材を用いる場合は
混練時に折れ易いのでシェア負荷の少ない混練を行う必
要がある。次いで、固化する前の高温状態の混練物を所
望のペレット形状に成形し、この成形ペレットを冷却し
て固化するか、或いは混練物を成形せずにそのまま冷却
し、固化した塊を任意の粉砕手段によって粉砕し、粒径
およそ1〜50mmの粒子を公知の分級手法で選別採取
すれば良い。成形によりペレット状にする方法は特に限
定されないが、例えば円筒形ダイス状などを用いての押
し出し成形やレディゲミキサー等を用いた造粒体作製に
よる成形方法で行っても良い。冷却は自然放冷又は急冷
の何れであっても良い。
【0012】この様にして得た本発明の硫黄組成物成形
用原料から硬化成形体を作製するための一例を示すと、
前記方法で得た固化ペレットを120〜160℃に加熱
して硫黄を溶融し、該溶融物が高温状態の間に、これを
所望形状の成形型中に充填し、冷却して脱型するだけで
良い。成形型枠自体が加熱可能なものであれば、本原料
を型枠に充填し、約120〜160℃に成形型を加熱
し、適宜加熱時間を調整し加圧後、冷却すれば強固な硬
化成形体を得ることができる。尚、本原料使用に於ける
成形法は型枠成形に限定されず、例えば押し出し成形な
ど他の成形方法でも対応できる。
【0013】
【実施例】[実施例1] 硫黄粉を140℃で溶融した
5mPa・sの粘度(B型粘度計による実測値)の溶融
硫黄と、平均粒径20μmの乾燥フライアッシュ(含水
率0.1重量%以下)を重量比で硫黄1に対してフライ
アッシュ2.5になるよう、フライアッシュを140℃
に加熱保持したニーダー型混練機に入れ、次いでフライ
アッシュの温度が140℃程度になった段階で溶融硫黄
を加え、約10分間加温下で混練した。これを高温状態
のまま押し出し成形機に供給し、直径5mm、高さ10
mmの円柱状に成形した。この成形物を自然放冷するこ
とによって固化ペレットを得た。
【0014】該固化ペレットを約140℃に加熱した5
0mm×300mm×300mmの金型に充填し、振動
を加え100Kg/cm2の加圧を行った。加圧後脱型
冷却し、嵩密度1.9g/cm3の均質な硬化成形体を
得た。
【0015】[実施例2] 硫黄粉を140℃で溶融し
た5mPa・sの粘度(B型粘度計による実測値)の溶
融硫黄と、未乾燥の平均粒径20μmのフライアッシュ
(含水率1.2重量%以下)を重量比で硫黄1に対して
フライアッシュ2になるよう、フライアッシュを140
℃に加熱保持したニーダー型混練機に入れ、次いでフラ
イアッシュの温度が140℃程度になった段階で溶融硫
黄を加え、約10分間加温下で混練した。混練後、混練
物を自然放冷し、大塊状の固化体を得た。該固化体をジ
ュークラッシャーで粉砕し、篩分級によって粒径1〜1
0mmの粒を選別した。該粒をもって固化ペレットとし
た。
【0016】該固化ペレットを約140℃に加熱した5
0mm×300mm×300mmの金型に充填した後、
加熱を停止し無加圧で約30分充填保持した。充填保持
後脱型し、嵩密度2.0g/cm3の均質な硬化成形体
を得た。
【0017】
【発明の効果】本発明による硫黄組成物成形用原料は、
吸湿性が低いため保存性が良く、また搬送性、梱包性に
も優れ、使用時には調合の必要もなく簡単に成形するこ
とができるため、とりわけ大型成形品や複雑形状成形品
を成形する場合などの、作業性が著しく向上する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C01B 17/00 C08J 3/12 CEQZ C08J 3/12 CEQ C08L 3/06 C08L 3/06 21/00 ZAB 21/00 ZAB (C04B 28/36 //(C04B 28/36 18:08) A 18:08) B09B 3/00 ZAB (72)発明者 永田 憲史 山口県小野田市大字小野田6276番地 太平 洋セメント株式会社環境技術開発センター 内 Fターム(参考) 4D004 AA11 AA36 AA37 AA43 BA10 CA04 CA08 CA14 CA15 CA22 CA32 CA45 DA03 DA06 DA20 4F070 AA04 AB09 AB26 AC05 DA11 DC05 FA03 FC02 FC04 4G012 PA07 PA09 PA26 PA29 PB02 PB26 PB27 4J002 AC001 DA046 DL007 DM007

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫黄とフィラー材を複合化した固化ペレ
    ットであることを特徴とする硫黄組成物成形用原料。
  2. 【請求項2】 フィラー材が、天然又は人工の鉱物、ス
    ラグ、可燃物焼却灰、石炭灰、重質油燃焼灰、セラミッ
    クス、ガラス、コンクリート、ゴムの何れか1種又は2
    種以上であることを特徴とする請求項1記載の硫黄組成
    物成形用原料。
  3. 【請求項3】 硫黄とフィラー材を約120〜160℃
    に加熱し、同様の温度で混合し、この加熱混合物をペレ
    ット状に成形した後、冷却固化することを特徴とする硫
    黄組成物成形用原料の製造方法。
  4. 【請求項4】 硫黄とフィラー材を約120〜160℃
    に加熱し、同様の温度で混合し、次いで混合物を冷却
    し、この冷却塊を粉砕し、粒径およそ1〜50mmの粒
    子を分級採取することを特徴とする硫黄組成物成形用原
    料の製造方法。
  5. 【請求項5】 フィラー材が、天然又は人工の鉱物、ス
    ラグ、可燃物焼却灰、石炭灰、重質油燃焼灰、セラミッ
    クス、ガラス、コンクリート、ゴムの何れか1種又は2
    種以上であることを特徴とする請求項3又は4記載の硫
    黄組成物成形用原料の製造方法。
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