JP2002338280A - 微細中空ガラス球状体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】平均粒径２０μｍ以下でありタッピングかさ密
度０．２５ｇ／ｃｍ^３以下の中空ガラス球状体、粒径の
異なる２種類以上の中空ガラス球状体を連続的に製造す
る方法とその装置を提供する。 【解決手段】火山ガラス原料を内燃式流動床炉で発泡せ
しめて得られる中空ガラス球状体を含む気流を、複数の
サイクロン集塵装置をその旋回気流速度が大きくなる順
に直列に連結した集塵装置に供給し、最後にバグフィル
ターに供給することからなる、所望の中空ガラス球状体
を連続的に製造する方法とその装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平均粒径２０μｍ
以下であり、タッピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３以
下の中空ガラス球状体と粒径の異なる２種類以上の中空
ガラス球状体を連続的に製造する方法およびその製造装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シラスバルーンなどの中空ガラス球状体
の製造法として、電気炉を用いる方法（特公昭４８−１
７６４５号）、内燃式流動床炉を用いる方法（例えば、
特許第８４９３９４号）が提案された。現在、企業が用
いている製造方法は、後者であり、シラスや白土などの
火山ガラス原料から、粒径４０μｍ〜１ｍｍのシラスバ
ルーンが年間１万トン以上製造されている。

【０００３】近年において、塗料、プラスチック、コン
クリート、陶磁器等の軽量フィラーとして、より微細な
特に平均粒径２０μｍ以下のシラスバルーンが求められ
ている。

【０００４】この微細な中空ガラス球状体を製造する技
術として、酸処理した原料を１〜６０秒間熱処理して製
造する方法（特開平２−２９６７５０号）、循環流動層
を用いる方法（特開平１１−５１５７０号）、親水性減
少剤で表面処理した原料を媒体流動床炉で焼成する方法
（特許第２５６２７８８号）、内燃式流動床炉内の熱媒
体としてセラミックスボールを用いて、同セラミックス
ボールに燃焼ガスと空気との混合ガスを供給し、９００
℃以上に昇温して自動温度制御しながら原料粉体を前記
混合ガスに随伴させて焼成する方法（特許第３０２８４
７４号）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】発明者らの提案した方
法（特許第２５６２７８８号、特許第３０２８４７４
号）は、製造工程の簡素化と自動温度制御により、平均
粒径２０μｍ以下でタッピングかさ密度０．２７〜０．
３０ｇ／ｃｍ^３程度の中空ガラス球状体を得ることに成
功した。しかし、得られた中空ガラス球状体が、流動床
炉の垂直上部の内壁や配管内壁に付着することもあり、
長時間の連続生産の場合に問題があった。

【０００６】また、上記製造法では、平均粒径２０μｍ
以下であって、タッピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３
以下である中空ガラス球状体、および、同時に粒径の異
なる２種類以上の中空ガラス球状体を連続的に製造する
ことが困難であった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、粒度分布が狭
い中空ガラス球状体、または、平均粒径２０μｍ以下で
ありタッピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３以下の中空
ガラス球状体、粒径の異なる２種類以上の中空ガラス球
状体を連続的に製造する方法とその装置を提供するもの
であり、下記構成の発明である。

【０００８】所望の中空ガラス球状体を連続的に製造す
る方法が、火山ガラス原料を内燃式流動床炉で発泡せし
めて得られる中空ガラス球状体を含む気流を、複数のサ
イクロン集塵装置をその旋回気流速度が大きくなる順に
直列に連結した集塵装置に供給し、最後にバグフィルタ
ーに供給することからなることである。

【０００９】タッピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３以
下の平均粒径２０μｍ以下である中空ガラス球状体、お
よび平均粒径の異なる２種類以上の中空ガラス球状体を
連続的に製造する方法が、火山ガラス原料を内燃式流動
床炉で発泡せしめて得られる中空ガラス球状体を含む気
流を、複数のサイクロン集塵装置をその旋回気流速度が
大きくなる順に直列に連結した集塵装置に供給し、最後
にバグフィルターに供給することからなることである。

【００１０】上記の中空ガラス球状体の製造方法におけ
る原料が、平均粒径２０μｍ以下であって、４０μｍ以
上の粒分を２５％以上４８％以下含むことからなる火山
ガラス原料である。

【００１１】上記の中空ガラス球状体の製造方法におけ
る原料が、平均粒径２０μｍ以上であって、２０μｍ以
下の粒分を３％以上４８％以下含む火山ガラス原料であ
る。

【００１２】上記の中空ガラス球状体の製造方法におけ
る原料が、シラスなどの火山ガラス質堆積物か又は松脂
岩などの火山ガラス岩の少なくとも１種を用いることか
らなる。

【００１３】上記のいずれかにより製造されるものが、
中空ガラス球状体である。

【００１４】上記のいずれかの製造方法により製造され
る中空ガラス球状体が、タッピングかさ密度０．２５ｇ
／ｃｍ^３以下の平均粒径２０μｍ以下であるものであ
る。

【００１５】中空ガラス球状体を連続的に製造する装置
が、上記の方法を用いていることである。

【００１６】タッピングかさ密度は、ホソカワミクロン
株式会社製のパウダーテスターＰＴ−Ｅ型と付属の金属
製カップ（内容積１００ｃｍ^３）を用いて、タップ高さ
２０ｍｍ、タップ速度６０回／ｍｉｎ、タップ回数２０
０回の条件のもとに、中空ガラス球状体を充填したとき
の単位体積当たりの質量で表す。

【００１７】サイクロン集塵装置は、中空ガラス球状体
を含む気流を旋回運動させ、粒子に遠心力を与えて、気
流から中空ガラス球状体を分離回収する装置である。装
置の代表的な形状と寸法比を図１に示す。旋回気流速度
は、円筒部の直径と相関性があり、その直径を小さくす
るほど旋回気流速度を速くすることができる。旋回気流
速度の速いサイクロン集塵装置ほど、より微細な中空ガ
ラス球状体を気流から分離し、回収することができる。

【００１８】図１に、サイクロン集塵装置を示すが、本
発明はこれに限定されるものではない。内燃式流動床炉
から排出された中空ガラス球状体を含む気流１を導入
し、この気流を旋回運動させて、この気流から遠心力で
分離された中空ガラス球状体が製品２として回収され
る。この遠心力で気流から分離されなかった中空ガラス
球状体は気流３に乗って排出される。

【００１９】実験により、サイクロン集塵装置を用いた
中空ガラス球状体を含む気流からの中空ガラス球状体の
分離が、中空ガラス球状体の粒子密度によるのでなく、
中空ガラス球状体の粒径によることを見出した。ここで
は、気流３に含まれる中空ガラス球状体の粒径が、製品
２の中空ガラス球状体よりも小さいことを見出した。更
に、気流３を、円筒直径Ｄより小さい円筒直径をもつサ
イクロン集塵装置に導入することで、気流３に含まれる
中空ガラス球状体を平均粒径の大小で分離できることも
見出した。この様に円筒直径を小さくなる順に直列に連
結することによって、中空ガラス球状体を含む気流から
粒径の異なる複数の中空ガラス球状体を連続的に回収す
ることが可能となった。

【００２０】サイクロン集塵装置の数が３基以上になり
配管が長くなるなどして、圧力損失が大きくなり気流が
流れ難くなった場合には、排気ファンにより強制的に気
流を吸引することで、所望の製品を連続的に回収するこ
ともできる。

【００２１】これまで平均粒径２０μｍ以下の中空ガラ
ス球状体を連続的に製造できなかった最も大きな要因
は、中空ガラス球状体が焼成直後に静電気を帯び強い凝
集力を持つため、流動床炉の垂直上部の内壁に厚く付着
しやすいことである。その付着が、厚さ数ｃｍ以上に成
長し、ある時点で一気に崩落する。それにより、高温流
動化している流動床が、一気に融着し、その融着により
流動化しなくなる。直ちに、これを粉砕すれば、再流動
化する。

【００２２】対処しなければ、融着が加速度的に増大
し、目皿の孔の上部にあたるところに燃焼ガスの通る孔
が生じ、その部分が１２００℃以上に温度が急上昇し、
炉の運転上、極めて危険な状態に陥ってしまう。

【００２３】この炉や配管の内壁への中空ガラス球状体
の付着は、原料の粒度が細かくなればなるほど付着しや
すい。

【００２４】これらの問題を解決するため、配管の内側
に付着し難い大きい粒子と微粒子とを混在させる方法を
考案した。その大きい粒子として、市販のシラス、例え
ば４０μｍ以上のものを用いる。そこで、平均粒径２０
μｍ以下の原料に４０μｍ以上の原料を少しずつ混合し
て内燃式流動床炉に供給して焼成発泡させたところ、あ
る混合範囲のところで、炉の上部や配管の内壁への中空
ガラス球状体の付着を防止できることを見出し、本発明
に至った。

【００２５】平均粒径が２０μｍ以下の原料であって
も、４０μｍ以上の粒子が２５％以上４８％以下含め
ば、内壁への付着が抑えられることを見出した。その
際、４０μｍ以上の粒分が多く粒度分布範囲が巾広くな
るほど、混合原料の流動性が向上し、連続的に内燃式流
動床炉に供給可能となり、炉や配管への中空ガラス球状
体の付着も防止できることも見出した。

【００２６】粒度分布の異なる２種類の原料を混合した
場合の他に、平均粒径４０μｍ以上の粒分が残留するよ
うな粉砕装置（振動ミル等）により、平均粒径２０μｍ
以下に粉砕した原料でも、４０μｍ以上の粒分が２５％
以上存在する場合には、上記と同様に、炉や配管への中
空ガラス球状体の付着が抑えられることを見出した。

【００２７】この大きい粒子を混在させる方法では、内
壁への付着を防止できるが、２０μｍ以下の中空ガラス
球状体に大きい中空ガラス球状体が混在しているという
問題がある。

【００２８】従来の中空ガラス球状体の製造に用いられ
る内燃式流動床炉には、配管工程での圧力損失を小さく
するためにサイクロン集塵装置（以下、サイクロンと略
称）１基とバグフィルター１基を連結するのが一般的で
あり、そのサイクロンの目的は、気流から中空ガラス球
状体を可能な限り高い回収率で分離回収することにあ
る。

【００２９】人工ガラスからなる中空球の精製方法（特
開平１１−７９７６４号）として、小型のサイクロンを
並列に多数用いたマルチサイクロンが用いられている。
この方法では、２０μｍ以下も以上も混在して回収され
るため、本発明の目的とする平均粒径２０μｍ以下の中
空ガラス球状体と粒径の異なる２種類以上の中空ガラス
球状体を連続的に分離回収することはできない。

【００３０】本発明は、内燃式流動床炉に複数のサイク
ロンを直列に接続した構造を有するシステムを用いて、
所望の中空ガラス球状体を得る方法であり、その装置で
ある。

【００３１】このサイクロンは、旋回気流の遠心力で気
流中の粒子を分離回収できることを特徴としており、そ
の旋回気流速度を調整してやれば、その分離回収能力が
変わる。その旋回気流速度は、サイクロンの円筒直径で
制御可能である。具体的には、旋回気流速度を早くして
やれば、平均粒径約５μｍの中空ガラス球状体も回収で
きる。旋回気流速度を遅くすれば、微細な製品を回収し
難くなるが、平均粒径２０μｍ以上の製品を回収でき
る。

【００３２】内燃式流動床炉に連結するサイクロンの役
割は、平均粒径２０μｍ以下の中空ガラス球状体の分
離、付着防止用の平均粒径２０μｍ以上の中空ガラス球
状体の分離、排気ガスに随伴されて一部飛び出した媒体
の分離などの作用がある。複数のサイクロンとして、例
えば、３基のサイクロン集塵装置を旋回気流速度が小、
中、大の順になるように直列に連結する。最後にはバグ
フィルターを接続することが望ましい。

【００３３】平均粒径２０μｍ以下の中空ガラス球状体
のタッピングかさ密度については、発明者らの提案した
従来の方法（特許第２５６２７８８号、特許第３０２８
４７４号）では、最も軽量化したものでも０．２７ｇ／
ｃｍ^３が限界であったが、４０μｍ以上の粒分を２５％
以上４８％以下含む火山ガラス原料を用いた本発明によ
れば、０．２５ｇ／ｃｍ^３以下の中空ガラス球状体の製
造が可能であることを見出した。

【００３４】また、平均粒径２０μｍ以下と平均粒径２
０μｍ以上の原料の場合では、後者から得られた平均粒
径２０μｍ以下の中空ガラス球状体のタッピングかさ密
度の方が小さくなる傾向を見出した。

【００３５】さらに、２０μｍ以下の粒分を少なくした
原料から出発すると、回収された平均粒径２０μｍ以下
の中空ガラス球状体のタッピングかさ密度が更に小さく
なる傾向を示し、驚くべきことに、０．２０ｇ／ｃｍ^３
以下の製品も製造できることを見出した。１番目および
２番目ののサイクロンに２０μｍ以下の中空ガラス球状
体もある程度混入してしまうので、平均粒径２０μｍ以
上の原料については、２０μｍ以下の粒分が少なくとも
３％以上あることが望ましい。

【００３６】火山ガラス原料としては、現在、シラスバ
ルーンの原料として使用されているシラスや白土と呼ば
れる火山ガラス質堆積物またはパーライトの原料として
使用されてる黒曜岩、真珠岩、松脂岩などの火山ガラス
岩のいずれもが適しており、できるだけ強熱減量の大き
い原料の方が、発泡し易く、所望の中空ガラス球状体を
得やすい。

【００３７】すなわち、以上の付着防止技術と複数のサ
イクロン集塵装置での分離回収技術を組み合わせること
によって、粒度分布が狭く、平均粒径２０μｍ以下で且
つタッピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３以下の中空ガ
ラス球状体と粒径の異なる２種類以上の中空ガラス球状
体を連続的に製造する方法を発明した。図２に、その製
造装置を示し以下に説明するが、本発明はこれらに限定
されるものではない。

【００３８】まず、圧縮空気１０とプロパンガス１１の
混合ガスの燃焼熱によって、目皿３０で仕切られた媒体
３１を９００℃以上に高温流動化させ、プロパンガス量
を調整して温度制御を行う。

【００３９】次に、２０μｍ以下の粒子を少なくとも３
％以上含む火山ガラス原料１２をスクリューフィーダー
などで定量供給して、上記混合ガスに随伴させて目皿３
０の上の高温の流動床に送り、瞬時に媒体３１からの輻
射熱、熱伝導などによって急速加熱する。この時、火山
ガラスが軟化すると同時に火山ガラス原料中に含まれる
水分のガス化がほぼ同時に起こることによって発泡し、
中空ガラス球状体になる。

【００４０】生成した中空ガラス球状体は排気ガスに随
伴されて流動床炉本体２０から排出され、直列に接続さ
れたサイクロン集塵装置（以下、サイクロンと略称）で
最も旋回気流速度の遅い１番目のサイクロン２１で、最
も大きい粒径の中空ガラス球状体４０が分離し、回収さ
れる。サイクロン２１で気流から分離されなかった中空
ガラス球状体は、排気ガスに随伴して中程度に旋回気流
速度の大きい２番目のサイクロン２２に送られ、粒径が
２番目に大きい中空ガラス球状体４１が回収される。

【００４１】次に、最も旋回気流速度が速い３番目のサ
イクロン２３で、平均粒径２０μｍ以下の中空ガラス球
状体４２が回収される。最後に、サイクロンで捕集でき
ないような、最も微細な中空ガラス球状体４３は、バグ
フィルター集塵装置２４により、排気ガスから濾布によ
り分離され、回収される。

【００４２】サイクロンの下部に接続したロータリーバ
ルブ２５は、排気ガスを漏れ出ないようにしながら媒体
または中空ガラス球状体を製品ホッパーに回収するため
の装置である。目皿下の磁性ボール３２は、混合ガスの
流速を早めて目皿下に引火しないようにするための詰め
物である。

【００４３】この装置の組み合わせにより、平均粒径２
０μｍ以上の中空ガラス球状体、平均粒径２０μｍ以下
の微粒中空ガラス球状体、バグフィルターに回収される
最も細かい中空ガラス球状体の少なくとも３種類の製品
を気流から分離回収することができる。

【００４４】各サイクロンの円筒直径は、内燃式流動床
炉の排気圧力のみを用いるか、圧力損失を補うための排
気ファンを増設するかのどちらかを採用するかによって
異なる。この際、旋回気流速度を順に速くする必要か
ら、各サイクロンの円筒直径の大きさは、１番目のサイ
クロン＞２番目のサイクロン＞３番目のサイクロンの順
にする。内燃式流動床炉の内径に対して、１番目のサイ
クロンが２５０〜５００％、２番目のサイクロンは６０
〜２５０％、３番目のサイクロンは５０〜１５０％の範
囲内にあることが望ましい。

【００４５】ここで、媒体３１が熱衝撃に弱い硅砂など
の場合、飛び出した硅砂の一部もサイクロン２１で分離
し、回収され、製品４０にわずかに混入することがあ
る。この媒体の製品への混入を避けるためには、ムライ
トボールなどの耐熱衝撃性に優れたセラミックス製の媒
体を用いるか、１番目のサイクロンの手前に衝突板タイ
プの媒体分離装置を連結するなどの方法がある。

【００４６】また、必要とする中空ガラス球状体の製品
の種類に応じて、直列に接続するサイクロン集塵装置の
数を増減することもできる。

【００４７】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００４８】

【実施例１】内径１４ｃｍの内燃式流動床炉に、１番目
のサイクロンの円筒内径が３５ｃｍ、２番目が２１ｃ
ｍ、３番目が１４ｃｍの計３基のサイクロンを直列に接
続し、最後に耐熱ナイロン製の濾布を持つバグフィルタ
ーを接続した構造をもつ中空ガラス球状体を連続的に製
造する装置を用いて、所望の中空ガラス球状体を得た。
製品の中空ガラス球状体は、サイクロン下またはバグフ
ィルター下の製品ホッパーに回収される構造をしてい
る。

【００４９】宮崎県えびの市産のシラスを振動ミルで粉
砕した平均粒径２２．９μｍで２０μｍ以下の粒分を４
２％含む火山ガラス原料を、内燃式流動床炉に１時間当
たり７．５ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍのムライトボ
ールを媒体として１０５０℃で焼成した。１番目のサイ
クロンで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は
５２．４μｍでタッピングかさ密度は０．１７ｇ／ｃｍ
^３であった。２番目のサイクロンで回収された微粒中空
ガラス球状体の平均粒径は１９．７μｍでタッピングか
さ密度は０．２２ｇ／ｃｍ^３であった。３番目のサイク
ロンで回収された中空ガラス球状体の平均粒径は１１．
５μｍでタッピングかさ密度は０．２５ｇ／ｃｍ^３であ
った。バグフィルターで回収された微粒中空ガラス球状
体の平均粒径は３．９μｍでタッピングかさ密度は０．
３６ｇ／ｃｍ^３であった。

【００５０】

【実施例２】鹿児島県薩摩郡吉田町産のシラスを振動ミ
ルで粉砕した平均粒径２５．４μｍで２０μｍ以下の粒
分を４０％含む原料を、直径１４ｃｍの内燃式流動床炉
に１時間当たり７．８ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍの
ムライトボールを媒体として９８０℃で焼成発泡させ、
実施例１で示した３基のサイクロンとバグフィルターに
より製品を回収した。

【００５１】１番目のサイクロンで回収された微粒中空
ガラス球状体の平均粒径は、５６．５μｍでタッピング
かさ密度は０．１２ｇ／ｃｍ^３であった。２番目のサイ
クロンで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径
は、１８．７μｍでタッピングかさ密度は０．１８ｇ／
ｃｍ^３であった。３番目のサイクロンで回収された中空
ガラス球状体の平均粒径は、１０．５μｍでタッピング
かさ密度は０．２１ｇ／ｃｍ^３であった。バグフィルタ
ーで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は４．
０μｍでタッピングかさ密度は０．３２ｇ／ｃｍ^３であ
った。

【００５２】

【実施例３】鹿児島県薩摩郡吉田町産のシラスをジェッ
ト気流粉砕装置で平均粒径４．１μｍに粉砕した原料と
宮崎県えびの市産のシラスを分級して得た平均粒径５
３．２μｍの原料とを重量比で５０対５０に混合した。
この平均粒径１７．５μｍで４０．０μｍ以上の粒分を
４７％含む混合原料を、直径１４ｃｍの内燃式流動床炉
に１時間当たり７．９ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍの
ムライトボールを媒体として９８０℃で焼成発泡させ、
実施例１で示した３基のサイクロンとバグフィルターで
製品を回収した。８時間の運転にも係わらず、炉塔や配
管の内壁に製品が付着することなく、連続的に製造する
ことができた。

【００５３】１番目のサイクロンで回収された微粒中空
ガラス球状体の平均粒径は９６．５μｍでタッピングか
さ密度は０．２１ｇ／ｃｍ^３であった。２番目のサイク
ロン集塵装置で回収された微粒中空ガラス球状体の平均
粒径は２０．０μｍでタッピングかさ密度は０．２３ｇ
／ｃｍ^３であった。３番目のサイクロンで回収された中
空ガラス球状体の平均粒径は１１．２μｍでタッピング
かさ密度は０．２５ｇ／ｃｍ^３であった。バグフィルタ
ーで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は４．
２μｍでタッピングかさ密度は０．３１ｇ／ｃｍ^３であ
った。

【００５４】

【実施例４】宮崎県えびの市産のシラスを振動ミルで粉
砕した平均粒径３２．０μｍで２０μｍ以下の粒分を３
５％含む原料を、直径１４ｃｍの内燃式流動床炉に１時
間当たり８．２ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍのムライ
トボールを媒体として１０５０℃で焼成発泡させ、実施
例１で示した３基のサイクロンとバグフィルターにより
製品を回収した。

【００５５】１番目のサイクロンで回収された微粒中空
ガラス球状体の平均粒径は６８．８μｍでタッピングか
さ密度は０．１４ｇ／ｃｍ^３であった。２番目のサイク
ロンで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は１
９．５μｍでタッピングかさ密度は０．１９ｇ／ｃｍ^３
であった。３番目のサイクロンで回収された中空ガラス
球状体の平均粒径は１２．５μｍでタッピングかさ密度
は０．２５ｇ／ｃｍ^３であった。バグフィルターで回収
された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は３．９μｍで
タッピングかさ密度は０．３４ｇ／ｃｍ^３であった。

【００５６】

【実施例５】昭和鉱業株式会社から輸入した中国産の松
脂岩をジョークラッシャーと振動ミルで粉砕した平均粒
径２５．３μｍで２０μｍ以下の粒分を４０％含む原料
を、直径１４ｃｍの内燃式流動床炉に１時間当たり７．
４ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍのムライトボールを媒
体として９８０℃で焼成発泡させ、実施例１で示した３
基のサイクロンとバグフィルターにより製品を回収し
た。

【００５７】１番目のサイクロンで回収された微粒中空
ガラス球状体の平均粒径は５５．３μｍでタッピングか
さ密度は０．２２ｇ／ｃｍ^３であった。２番目のサイク
ロンで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は１
９．１μｍでタッピングかさ密度は０．２３ｇ／ｃｍ^３
であった。３番目のサイクロンで回収された中空ガラス
球状体の平均粒径は１０．８μｍでタッピングかさ密度
は０．２５ｇ／ｃｍ^３であった。バグフィルターで回収
された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は３．７μｍで
タッピングかさ密度は０．３６ｇ／ｃｍ^３であった。

【００５８】

【実施例６】鹿児島県薩摩郡吉田町産のシラスをジェッ
ト気流粉砕装置で平均粒径４．９μｍに粉砕した原料と
宮崎県えびの市産のシラスをふるい分けした平均粒径１
３６．７μｍの原料とを重量比で５０対５０に混合し
た。この平均粒径１８．４μｍで４０μｍ以上の粒分を
４７％含む混合原料を、直径１４ｃｍの内燃式流動床炉
に１時間当たり７．３ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍの
ムライトボールを媒体として１０００℃で焼成発泡さ
せ、実施例１で示した３基のサイクロンとバグフィルタ
ーにより製品を回収した。８時間の運転にも係わらず、
炉塔や配管の内壁に製品が付着することなく、連続的に
製造することができた。

【００５９】１番目のサイクロンで回収された微粒中空
ガラス球状体の平均粒径は１５３μｍでタッピングかさ
密度は０．１５ｇ／ｃｍ^３であった。２番目のサイクロ
ンで回収された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は１
８．９μｍでタッピングかさ密度は０．２３ｇ／ｃｍ^３
であった。３番目のサイクロンで回収された中空ガラス
球状体の平均粒径は１０．２μｍでタッピングかさ密度
は０．２５ｇ／ｃｍ^３であった。バグフィルターで回収
された微粒中空ガラス球状体の平均粒径は３．９μｍで
タッピングかさ密度は０．３５ｇ／ｃｍ^３であった。

【００６０】

【実施例７】内径５０ｃｍの内燃式流動床炉に、１番目
のサイクロンの円筒内径が１２４ｃｍ、２番目が７５ｃ
ｍ、３番目が５０ｃｍの計３基のサイクロンを直列に接
続し、最後に耐熱ナイロン製の濾布を持つバグフィルタ
ーを接続した構造をもつ中空ガラス球状体を連続的に製
造する大型装置を用いて、所望の中空ガラス球状体を得
た。製品の中空ガラス球状体は、サイクロン下またはバ
グフィルター下のロータリーバルブを介して製品ホッパ
ーに回収される構造をしている。

【００６１】鹿児島県吉田町産のシラスを振動ミルで粉
砕した平均粒径２７．４μｍで２０μｍ以下の粒分を４
１％含む原料を、内燃式流動床炉に１時間当たり１０９
ｋｇで供給し、直径１．５ｍｍのムライトボールを媒体
として９８０℃で焼成発泡させ、これら３基のサイクロ
ンとバグフィルターにより製品を回収した。２４時間の
運転にも係わらず、炉塔や配管の内壁に中空ガラス球状
体が付着することなく、平均粒径２０μｍ以下の中空ガ
ラス球状体を含めて４種類の中空ガラス球状体を連続的
に製造することができた。

【００６２】

【発明の効果】以上の結果から、粒度分布が狭い中空ガ
ラス球状体、または、平均粒径２０μｍ以下でありタッ
ピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３以下の中空ガラス球
状体、粒径の異なる２種類以上の中空ガラス球状体を連
続的に製造する方法とその装置を開発することに成功し
た。

【００６３】シラスバルーン等の火山ガラス質堆積物を
原料とした中空ガラス球状体は、国内９社の企業で平均
粒径３０μｍから１．４ｍｍまでの４０種類以上の製品
が製造されており、年間１万トン以上販売されている。
松脂岩、真珠岩などの火山ガラス岩を粉砕して発泡させ
たパーライトなどの中空ガラスフィラー（球状体、破砕
物を含む）は、国内１０社で約２０万トン製造販売され
ており、米国では７０．６万トン生産しており、１９９
７年に世界中で１８４万トン（中国、ロシアを除く）生
産されている。

【００６４】近年の環境志向と省エネルギー志向から、
住宅、建材、塗料、プラスチック、自動車関連、陶磁器
などの軽量フィラーとして、環境ホルモンやシックハウ
ス症候群などの心配のない、これら火山ガラスを焼成発
泡した中空ガラスフィラーが見直されてきている。

【００６５】本発明によれば、従来技術で困難であっ
た、平均粒径２０μｍ以下でありタッピングかさ密度
０．２５ｇ／ｃｍ^３以下の中空ガラス球状体、粒径の異
なる２種類以上の中空ガラス球状体を、一つの工場ライ
ンで連続的に製造することが可能であり、世界中に約８
億トン賦存する火山ガラス岩や南九州に大量に賦存する
シラスなどの火山ガラス堆積物を用いて、世界中の市場
で求められている中空ガラス球状体を低コストで提供す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】サイクロン集塵装置の概念図である。 （ａ）上面から見た図である。 （ｂ）側面から見た図である。

【図２】製造装置の概念図である。

【符号の説明】

Ｄ ：円筒の直径 Ｈ ：円錐部の長さ Ｌ ：円柱部の長さ ｂ ：サイクロン集塵装置の気流入口の横長さ ｈ ：サイクロン集塵装置の気流入口の縦長さ １ ：中空ガラス球状体を含んだ気流 ２ ：中空ガラス球状体 ３ ：中空ガラス球状体を含んだ気流 １０：圧縮空気 １１：燃料ガス １２：火山ガラス原料 ２０：内燃式流動床炉本体 ２１：サイクロン集塵装置 ２２：サイクロン集塵装置 ２３：サイクロン集塵装置 ２４：バグフィルター集塵装置 ２５：ロータリーバルブ ３０：目皿 ３１：媒体 ３２：防爆用の磁性ボール ３３：断熱材 ４０：最も粗い中空ガラス球状体 ４１：２番目に粗い中空ガラス球状体 ４２：平均粒径２０μｍ以下の中空ガラス球状体 ４３：最も細かい平均粒径２０μｍ以下の中空ガラス球
状体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜石 和人 鹿児島県姶良郡隼人町小田1445番地１ 鹿 児島県工業技術センター内 Ｆターム(参考） 4D021 FA25 GA07 GA30 GB01 HA10 4D053 AA03 AB01 BA05 CG10 DA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】火山ガラス原料を内燃式流動床炉で発泡せ
   しめて得られる中空ガラス球状体を含む気流を、複数の
   サイクロン集塵装置をその旋回気流速度が大きくなる順
   に直列に連結した集塵装置に供給し、最後にバグフィル
   ターに供給することからなる、所望の中空ガラス球状体
   を連続的に製造する方法
2. 【請求項２】火山ガラス原料を内燃式流動床炉で発泡せ
   しめて得られる中空ガラス球状体を含む気流を、複数の
   サイクロン集塵装置をその旋回気流速度が大きくなる順
   に直列に連結した集塵装置に供給し、最後にバグフィル
   ターに供給することからなる、タッピングかさ密度０．
   ２５ｇ／ｃｍ^３以下の平均粒径２０μｍ以下である中空
   ガラス球状体、および平均粒径の異なる２種類以上の中
   空ガラス球状体を連続的に製造する方法
3. 【請求項３】火山ガラス原料が、平均粒径２０μｍ以下
   であって、４０μｍ以上の粒分を２５％以上４８％以下
   含むことからなる請求項１記載または請求項２記載の製
   造方法
4. 【請求項４】火山ガラス原料が、平均粒径２０μｍ以上
   であって、２０μｍ以下の粒分を３％以上４８％以下含
   むことからなる請求項１記載または請求項２記載の製造
   方法
5. 【請求項５】火山ガラス原料として、シラスなどの火山
   ガラス質堆積物か又は松脂岩などの火山ガラス岩の少な
   くとも１種を用いる請求項１から請求項４の何れかに記
   載の製造方法
6. 【請求項６】請求項１から請求項５までのいずれかによ
   り製造される中空ガラス球状体
7. 【請求項７】請求項１から請求項５までのいずれかによ
   り製造されるタッピングかさ密度０．２５ｇ／ｃｍ^３以
   下の平均粒径２０μｍ以下である中空ガラス球状体
8. 【請求項８】請求項１から請求項５までのいずれかの方
   法を用いて、中空ガラス球状体を連続的に製造する装置