JP2014129214A - ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 白色度に優れるとともに、水等の液体中で沈殿しても硬化しない微小粒子を、容易かつ効率的に製造可能な、ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法を提供すること。
【解決手段】
ガラス質火山噴出物を原料Ａとなし、焼成工程Ｓ１において、原料Ａを９００〜１２００℃で焼成して焼成物Ｂとなし、分別工程Ｓ２において、焼成物Ｂから発泡物Ｃを分別し、破砕工程Ｓ３において、発泡物Ｃを破砕して破砕物Ｅとなし、所定の粒径を有する破砕物Ｅを本願微小粒子Ｆとして取り出す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法に関する。

科学技術が大きく進歩した昨今、様々な微小粒子が、様々な分野で利用されている。かかる微小粒子のひとつとして、ガラス質火山噴出物から製造される微小粒子（すなわち、ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子）を挙げることができる。
南九州地方に広く分布するいわゆるシラスは、ガラス質火山噴出物の一種であるが、シラスをそのまま破砕して製造される微小粒子も、広く様々な分野で利用されている。例えば、化粧品の分野においては、シラスの微小粒子を原料に用いて洗顔用せっけんが製造されている（例えば、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２を参照）。

シラスの微小粒子を原料とした洗顔用せっけんを使うと、洗顔用せっけんの中に含まれるシラスの微小粒子が、毛穴から古い角質を取り除き、肌の肌理を整える。肌に負担をかけること無く毛穴から古い角質を取り除くためには、洗顔用せっけんの中に含まれるシラスの微小粒子の粒径は小さなものであることが好ましい。
また、特許文献１によれば、シラスの微小粒子を原料とした洗顔用せっけんを使うと、洗顔用せっけんに含まれる有用成分が、シラスの微小粒子によって皮膚の表面に搬送され、毛穴等に浸透する。

特開２０１１−１０５９２０号公報

"株式会社イング 長寿の里ホームページ 洗顔石けん つかってみんしゃいよか石けん"［２０１２年１０月１１日検索］インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｏｊｙｕ．ｃｏｍ／ｌｐ／ｓｏａｐ＿ｉｎｇ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ？ｘａｄｉｄ＝ｇｉｎｇ０１＞ "株式会社天元 きんごきんご２２０ｇ"［２０１２年１１月１日検索］インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｕｍｅｃｏｂｏ．ｃｏｍ／ｓｈｏｐｐｉｎｇ２０１２／？ｐ＝５６＞

白色は清潔で清楚なイメージを有することから、消費者は、白色度が高い化粧品を求める傾向がある。このため、化粧品は、高い白色度を有することが好ましいといえる。洗顔用せっけんも化粧品の一種であり、消費者は、白色度が高い洗顔用せっけんを好む傾向が高い。
洗顔用せっけんの白色度を高めるためには、基本的に、原料の白色度を高くすることが好ましい。したがって、洗顔用せっけんの原料となるシラスの微小粒子も、白色度が高いことが好ましいといえる。

しかし、本願発明者の知見によれば、シラスをそのまま破砕して微小粒子を製造しても、製造した微小粒子には色がわずかながらついている。
また、化粧品以外の分野においても、原料としてガラス質火山噴出物に由来する微小粒子を用いる場合、原料の微小粒子の色が製品の色に影響しやすい。原料の微小粒子の色が白色であれば、製品の色の制御が容易であり、着色も行いやすい。したがって、ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子であって、且つ、白色度に優れる微小粒子を求める分野は、広く存在する。

さらに、本願発明者の知見によれば、ガラス質火山噴出物をそのまま破砕した微小粒子を水中で分散させると、微小粒子はすぐに沈殿し、硬化してしまう。このように微小粒子が水中で沈殿して硬化してしまうと、硬化した微小粒子と水とが入っている容器を揺すったりかき混ぜたりする等しても、微小粒子を水中で再び分散させることは非常に困難である。

ガラス質火山噴出物をそのまま破砕した微小粒子は、水以外の液体中で沈殿した場合にも硬化してしまう。例えば、ガラス質火山噴出物をそのまま破砕した微小粒子を液体中に分散させた化粧品においては、この微小粒子が化粧品の液体中で硬化してしまうと、元に戻すことは困難である。微小粒子が沈殿して硬化してしまった化粧品は、その商品価値が低下してしまう。このようなことを防止するためには、頻繁に化粧品の容器を振ったり、化粧品をかき混ぜる等しなければならい。このため、かかる化粧品の取扱い業者や購入者にとって、化粧品の維持にかかる手間が極めて煩雑である。

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、白色度に優れるとともに、水等の液体中で沈殿しても硬化しないガラス質火山噴出物に由来する微小粒子を、容易かつ効率的に製造可能な、ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法を提供することである。

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の発明に係るガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法は、ガラス質火山噴出物を原料となし、当該原料を、９００〜１２００℃で焼成して焼成物となす焼成工程と、前記焼成工程で得られた前記焼成物から、発泡している発泡物を分別する分別工程と、前記分別工程で得られた前記発泡物を、破砕して微小粒子とする破砕工程と、を有することを特徴とする。

請求項２の発明に係るガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法は、請求項１に記載の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って、前記原料は、ガラス質火山砕屑物であり、前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量と、この１１０℃で乾燥した前記原料をさらに９５０〜１０５０℃に加熱した後の重量と、の差が、前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量の３．０〜１９．０％であることを特徴とする。

請求項３の発明に係るガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法は、請求項１に記載の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って、前記原料は、ガラス質火山岩であり、前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量と、この１１０℃で乾燥した前記原料をさらに９５０〜１０５０℃に加熱した後の重量と、の差が、前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量の０．１〜１０．０％であることを特徴とする。

請求項４の発明に係るガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法は、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って、前記分別工程において、嵩比重が前記原料の嵩比重の１／３以下である前記焼成物を、前記発泡物として分別することを特徴とする。

請求項５の発明に係るガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法は、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って、前記原料の粒径は、Ｘ１〜Ｘ２であり（ただし、Ｘ１≦Ｘ２）、前記分別工程において、粒径がＸ２の１．５倍以上である前記焼成物を、前記発泡物として分別することを特徴とする。

請求項６の発明に係るガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法は、ガラス質火山噴出物を焼成して得られる発泡物を、破砕して微小粒子とする破砕工程を有することを特徴とする。

以下の説明において、「ガラス質火山噴出物を９００〜１２００℃で焼成して得られる発泡物」のことを、「ガラス質火山噴出物由来の発泡物」ということとする。また、「ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕して得られる微小粒子」のことを、「本願微小粒子」ということとする。
さらに、以下の説明において、「原料となるガラス質火山噴出物を１１０℃で乾燥した際の重量」のことを、「第１の重量」ということとし、「原料となるガラス質火山噴出物を１１０℃で乾燥し、さらに、９５０〜１０５０℃に加熱した後の重量」のことを「第２の重量」ということとする。

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。
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、火山ガラスを主成分とする岩石である。
また、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、ガラス質に富む。

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。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、シラスを挙げることができる。さらに、九州地方のシラスとして、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。なお、北上土、鹿沼土、寺内土、大沢土、木曽土及び鹿屋土は、風化した火山礫である。

ガラス質火山噴出物由来の発泡物は、ガラス質の部分が発泡することにより形成された中空部分を有している。焼成前のガラス質火山噴出物に有機物が付着等していたとしても、ガラス質火山噴出物を焼成することにより、付着等していた有機物は燃焼してしまう。また、焼成前のガラス質火山噴出物に粘土鉱物が含まれていたとしても、この粘土鉱物は発泡せずに未発泡物となってしまう。したがって、ガラス質火山噴出物由来の発泡物は、無機質の発泡物である。

ガラス質火山噴出物由来の発泡物の中空部分は、外界から独立していても良いし、外界と連通していても良い。ガラス質火山噴出物由来の発泡物の内部には、粗密の程度に差こそあるものの中空部分によって海綿状構造が形成されている。ガラス質火山噴出物をそのまま焼成して得られるガラス質火山噴出物由来の発泡物においては、海綿状構造が大きく発達しやすい。

本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、本願微小粒子は、高い白色度を示す。ガラス質火山噴出物由来の発泡物の白色度と、本願微小粒子の白色度と、を比較すると、後者の白色度は、前者の白色度よりも高い。また、ガラス質火山噴出物をそのまま破砕して得られる微小粒子の白色度と、本願微小粒子の白色度と、を比較すると、後者の白色度は、前者の白色度よりも高い。

本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕する際、発泡していないものを一緒に破砕すると、この破砕により得られる微小粒子は、淡い黄色味や淡い茶色味を帯びる。
また、本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕する際、発泡が不完全なものの混入率を低く抑えることによって、この破砕により得られる本願微小粒子の白色度はより高くなる。

ガラス質火山噴出物由来の発泡物は、中空部分と、中空部分以外の固体部分とを有する。
これに対して、焼成していないガラス質火山噴出物や微粉炭は、中空部分を有さず、固体部分のみからなる塊状物である。このような塊状物を破砕しようとして外力を加えても、塊状物の大きさがある程度小さくなると、塊状物が外力によって転動してしまい、塊状物の破砕が進みにくい。

ガラス質火山噴出物由来の発泡物における固体部分の厚さは、固体部分のみからなる塊状物の厚さよりも、はるかに薄い。また、ガラス質火山噴出物由来の発泡物における固体部分の厚さは、必ずしも一様ではない。そして、ガラス質火山噴出物由来の発泡物の内部において、その固体部分の構造が華奢である。したがって、ガラス質火山噴出物由来の発泡物に外力が働くと、部分的な応力集中が起こりやすく、容易にその破砕が進行する。

すなわち、ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕することは、固体部分のみからなるガラス質火山噴出物を破砕することよりも、はるかに容易であり、効率的である。
したがって、同じ大きさのエネルギーを用いる場合、ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕して得られる本願微小粒子の方が、ガラス質火山噴出物をそのまま破砕して得られる微小粒子よりも、粒径が小さくなる。

また、本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、本願微小粒子の内部は、海綿状構造をなす。そして、ガラス質火山噴出物由来の発泡物の破砕が進むほど、本願微小粒子の内部において、粗い海綿状構造の部分が減少し、より緻密な海綿状構造が残る。
この結果、破砕工程を経て得られる本願微小粒子の嵩比重は、破砕工程において破砕される前のガラス質火山噴出物由来の発泡物の嵩比重よりも重くなる。また、破砕工程を経て得られる本願微小粒子は、破砕工程において破砕されるガラス質火山噴出物由来の発泡物の原料となるガラス質火山噴出物の嵩比重よりも軽くなる。

ガラス質火山噴出物をそのまま破砕しただけの微小粒子を、液体や流動性のある物質中に分散させても、しばらく時間が経過すると、せっかく分散させた微小粒子は、液体や流動性のある物質の底に沈殿してしまいやすい。あるいは、ガラス質火山噴出物の発泡物を、液体や流動性のある物質中に分散させても、しばらく時間が経過すると、せっかく分散させた発泡物は、液体や流動性のある物質の表面に浮かび上がりやすい。

このような場合において、本願発明者は、試行錯誤の末、本願微小粒子が奏する以下の作用効果を見出した。すなわち、本願微小粒子を、前記液体や流動性のある前記物質中に分散させると、時間が経過しても、分散させた本願微小粒子は、前記液体や流動性のある前記物質中で分散した状態を維持し続け、前記液体や流動性のある前記物質の底に沈殿したりすることがなく、また、前記液体や流動性のある前記物質の表面に浮かび上がることもない。このような前記液体や流動性のある前記物質として、例えば、液状、クリーム状あるいはペースト状をなすせっけん、シャンプー、化粧品、歯磨き、ワックス、接着剤、塗料等を挙げることができる。

なお、本願発明者は、本願微小粒子が、前記液体や流動性のある前記物質中で分散した状態を維持し続けることの理由について、本願微小粒子が有する緻密な海綿状構造が寄与しているものと考察している。通常であれば、本願微小粒子の海綿状構造の中空部分に前記液体や流動性のある前記物質が入り込むと考えられる。しかしながら、本願微小粒子は緻密な海綿状構造を有するため、一部の中空部分の中の空気は、前記液体や流動性のある前記物質と置換されずにそのまま残存し、本願微小粒子が、前記液体や流動性のある前記物質中で分散した状態を維持し続けると考えられる。

また、本願発明者の知見によれば、シラス等のガラス質火山噴出物をそのまま破砕しただけの微小粒子を、水中に分散させると、沈殿し、硬化してしまう。このように、一旦、水中で沈殿した微小粒子が硬化してしまうと、微小粒子が水中で分散している状態に戻すことは、非常に難しい。これは、ガラス質火山噴出物をそのまま破砕しただけの微小粒子が沈殿してしまうような液体一般において言えることである。

これに対して、本願微小粒子を、水中に分散させると、沈殿はするが、硬化しない。本願微小粒子が、水中で沈殿しても、水と本願微小粒子とが入っている容器を、ゆすったり、かきまぜたり、振ったりする等して、僅かに外力を加えるだけで、本願微小粒子は、直ちに水中に分散する。これは、本願微小粒子が沈殿してしまうような液体一般において言えることである。

本願発明者は、この理由を以下のように考察している。発泡物を破砕して得られる本願微小粒子の表面は、不規則ないびつな形状をなし、極めて多くの凹凸を有する。このため、水等の液体中で沈殿した本願微小粒子どうしの間に、充分な間隙が存在するとともに、本願微小粒子の内部にも中空部分が存在する。これらの間隙や中空部分に、水等の液体が入り込む。そして、沈殿した本願微小粒子どうしの間には、充分な量の水等の液体が存在するため、僅かな外力によって、本願微小粒子は容易に動くことができ、本願微小粒子どうしの相対的位置関係も容易に変化すると考えられる。

本願微小粒子の表面と比べると、ガラス質火山噴出物をそのまま破砕しただけの微小粒子の表面は、凹凸が少ないうえに、内部には中空部分が存在しない。このため、水等の液体中で沈殿した微小粒子どうしの間には、僅かな量の水等の液体が存在するだけであり、毛細管現象等によって、微小粒子どうしがしっかりとくっつきあい、硬化してしまうと考えられる。

焼成によりガラス質火山噴出物由来の発泡物を得る場合、その焼成温度は９００〜１２００℃であることが好ましい。本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、焼成温度が９００℃未満である場合、ガラス質火山噴出物由来の発泡物において、中空部分の形成が不充分となりやすく、この発泡物を破砕するという観点から好ましくない。
また、焼成温度が１２００℃を超える場合、ガラス質火山噴出物由来の発泡物が、焼成炉に融着しやすくなるとともに、焼成炉の運転コストが著しく上昇するため、好ましくない。特に、流動層式加熱炉を用いて、１２００℃を超える温度で焼成する場合、ガラス質火山噴出物由来の発泡物が炉床に融着するので好ましくない。

本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、焼成によりガラス質火山噴出物由来の発泡物を得る場合、ガラス質火山噴出物の内部に含まれていた水分が蒸発することによって、発泡物の中に中空部分が形成されると考えられる。そして、ガラス質火山噴出物由来の発泡物の中空部分形成に寄与するのは、原料となるガラス質火山噴出物を２００℃から８００℃まで加熱する過程において蒸発する水分であると考えられる。この蒸発する水分は、ガラス質の融点の低下と、ガラス質の粘性の低下と、に、寄与すると考えられる。この蒸発する水分が多くなれば、発泡物における発泡率が、より大きくなり、発泡物における固体部分の厚さが、より薄くなる。

本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、原料となるガラス質火山噴出物において、第１の重量と第２の重量との間には、以下の関係が成立していることが好ましい。
すなわち、原料がガラス質火山砕屑物である場合、原料の第１の重量と第２の重量との差が、第１の重量の３．０〜１９．０％であることが、発泡物における中空部分形成の観点から好ましい。また、原料がガラス質火山岩である場合、原料の第１の重量と第２の重量との差が、第１の重量の０．１〜１０．０％であることが、発泡物における中空部分形成の観点から好ましい。さらに、原料がガラス質火山岩である場合、原料の第１の重量と第２の重量との差が、第１の重量の１．０〜１０．０％であることが、発泡物における中空部分形成の観点からより好ましい。

なお、原料における第１の重量と第２の重量との差は、原料を２００℃から少なくとも９００℃まで加熱する過程において蒸発する水分の量に対応すると考えられる。
さらに、本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、原料となるガラス質火山噴出物において、２００℃から少なくとも９００℃まで加熱することにより蒸発する水分が多くなると、その発泡物の白色度が向上するとともに、その発泡物を破砕した本願微小粒子の白色度も向上する。

また、本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕するという観点から、ガラス質火山噴出物由来の発泡物の嵩比重は、原料であるガラス質火山噴出物の嵩比重の１／３以下であることが好ましい。ガラス質火山噴出物の焼成物のうち、その嵩比重が原料であるガラス質火山噴出物の嵩比重の１／３を超えるものは、発泡が不十分であると考えられるからである。

分別工程において、ガラス質火山噴出物の焼成物の中から、原料であるガラス質火山噴出物の嵩比重の１／３以下であるものを分別することにより、破砕工程における発泡物の破砕がより容易化され、本願微小粒子を容易かつ効率的に製造できる。また、かかる分別を行うことにより、本願微小粒子の白色度をより高くすることができる。
さらに、本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、ガラス質火山噴出物由来の発泡物の嵩比重は、原料であるガラス質火山噴出物の嵩比重の１／４以下であることがより好ましい。かかる分別を行うことにより、破砕工程において、発泡が不十分なものが発泡物と一緒に破砕されてしまうことを、より確実に防止できるからである。また、本願微小粒子の白色度を、さらにより高くすることができるからである。

また、本願発明者が試行錯誤の末に得た知見に基づけば、ガラス質火山噴出物由来の発泡物を破砕するという観点から、ガラス質火山噴出物由来の発泡物の粒径は、原料であるガラス質火山噴出物の粒径の１．５倍以上であることが好ましい。ガラス質火山噴出物の焼成物のうち、その粒径が原料であるガラス質火山噴出物の粒径の１．５倍に満たないものは、発泡が不十分であると考えられるからである。

原料であるガラス質火山噴出物の粒径が、Ｘ１〜Ｘ２（ただし、Ｘ１≦Ｘ２）である場合、分別工程において、ガラス質火山噴出物の焼成物の中から、粒径がＸ２の１．５倍以上である焼成物を分別すれば、この分別されたすべての焼成物は、原料であるガラス質火山噴出物の粒径の１．５倍以上の大きさの粒径を持つ発泡物となる。分別工程において、かかる分別を行うことにより、破砕工程における発泡物の破砕がより容易化され、本願微小粒子を容易かつ効率的に製造できる。また、かかる分別を行うことにより、本願微小粒子の白色度をより高くすることができる。

分別工程において、ガラス質火山噴出物の焼成物の中から、粒径がＸ１の１．５倍以上である焼成物を発泡物として分別し、この分別した発泡物を破砕工程において破砕して本願微小粒子とすることも可能である。かかる分別は、Ｘ１とＸ２との差が小さな場合に行うことが好ましい。なお、このような場合であっても、本願微小粒子をより容易かつより効率的に製造し、本願微小粒子の白色度をより高くする観点からは、分別工程において、ガラス質火山噴出物の焼成物の中から、粒径がＸ２の１．５倍以上である焼成物を発泡物として分別したほうが好ましい。

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、白色度に優れるとともに、水等の液体中で沈殿しても硬化しないガラス質火山噴出物に由来する微小粒子を、容易かつ効率的に製造可能である。

本願微小粒子の製造工程の説明図である。 本願発明者が実施した測定試験についての第１の説明図である。 本願発明者が実施した測定試験についての第２の説明図である。 本願発明者が実施した測定試験についての第３の説明図である。

本発明の実施の形態を図１を参照しつつ説明する。
まず、原料Ａとなるガラス質火山噴出物を準備する。原料Ａは、九州地方のシラスである。原料Ａにおいて、第１の重量と第２の重量との差は、第１の重量の３〜８％である。また、原料Ａの嵩比重はＲ１である。さらに、原料Ａの粒径は、Ｘ１〜Ｘ２（ただし、Ｘ１≦Ｘ２）である。

次いで、原料Ａを９００〜１２００℃でそのまま焼成して焼成物Ｂとする。この焼成において、原料Ａに付着等していた有機物は燃焼してしまうので、焼成物Ｂは無機質である。また、この焼成により、原料Ａに含まれていた水分が蒸発し、原料Ａのガラス質が発泡し、焼成物Ｂの中に中空部分と固体部分とが形成される。
焼成物Ｂのうち、嵩比重がＲ１の１／３以下であるものを発泡物Ｃとし、嵩比重がＲ１の１／３を超えるものを未発泡物Ｄとする。発泡物Ｃの内部には、中空部分と固体部分とによって海綿状構造が形成されている。発泡物Ｃ中の内部には、粗い海綿状構造の部分と、緻密な海綿状構造とが混在しており、発泡物Ｃ中の内部における中空部分と固体部分との分布は不均一である。

原料Ａを焼成物Ｂにするまでの工程が、焼成工程Ｓ１である。
次いで、焼成工程Ｓ１で得られた焼成物Ｂを、発泡物Ｃと未発泡物Ｄとに分別し、発泡物Ｃを取り出す。原料Ａに含まれていた粘土鉱物は、未発泡物Ｄの中に入ってしまう。
焼成物Ｂから発泡物Ｃを分別して取り出す工程が、分別工程Ｓ２である。
次いで、分別工程Ｓ２で得られた発泡物Ｃを破砕し、破砕物Ｅとする。発泡物Ｃの破砕は、例えば、空気の流れに発泡物Ｃをのせて流し、発泡物Ｃ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。

発泡物Ｃがアルミナセラミックスに衝突すると、発泡物Ｃの表面や内部の固体部分に局所的な応力集中が生じ、固体部分が割れる。特に、発泡物Ｃの内部において、粗い海綿状構造の部分が割れやすく、結果として、破砕物Ｅ中において緻密な海綿状構造が占める割合が高くなる。
破砕物Ｅは、気流分級機に送られる。気流分級機において、破砕物Ｅは粒径に応じて分別される。所定の粒径以下の破砕物Ｅが、本願微小粒子Ｆとして取り出される。所定の粒径より大きな破砕物Ｅは、再度、発泡物Ｃと共に空気の流れにのせられ、アルミナセラミックスに衝突し、所定の粒径になるまでさらに細かく破砕され、本願微小粒子Ｆとして取り出される。

発泡物Ｃを破砕して本願微小粒子Ｆを取り出す工程が、破砕工程Ｓ３である。
本願微小粒子Ｆは、原料Ａよりも嵩比重が軽く、発泡物Ｃよりも嵩比重が重い。このため、原料Ａをそのまま破砕して得られる微小粒子や発泡物Ｃが分散している状態を維持できない液体や流動性のある物質に、本願微小粒子Ｆを分散させると、時間が経過した後も、本願微小粒子Ｆは分散している状態を維持できる。

そして、本願微小粒子Ｆを、水中に分散させると、その後、沈殿はするが、硬化しない。本願微小粒子Ｆが、水中で沈殿しても、水と本願微小粒子Ｆとが入っている容器を、揺すったり、かきまぜたり、振ったりする等して、僅かに外力を加えてやりさえすれば、本願微小粒子Ｆは、直ちに水中に分散する。水以外の液体の中で本願微小粒子Ｆが沈殿する場合であっても同様である。

また、本願微小粒子Ｆの白色度は、原料Ａの白色度よりも高く、焼成物Ｂの白色度よりも高く、発泡物Ｃの白色度よりも高く、原料Ａをそのまま破砕して得られる微小粒子の白色度よりも高い。
本実施の形態では、焼成工程Ｓ１と分別工程Ｓ２とを経た後に、発泡物Ｃを破砕工程Ｓ３で破砕している。この代わりに、既製品のガラス質火山噴出物由来の発泡物を、破砕工程Ｓ３において破砕し、本願微小粒子Ｆを得ても良い。

本実施の形態では、分別工程Ｓ２において、嵩比重がＲ１の１／３以下であるものを発泡物Ｃとし、嵩比重がＲ１の１／３を超えるものを未発泡物Ｄとした。この代わりに、嵩比重がＲ１の１／４以下であるものを発泡物Ｃとし、嵩比重がＲ１の１／４を超えるものを未発泡物Ｄとしてもよい。
本実施の形態では、分別工程Ｓ２において、嵩比重がＲ１の１／３以下であるものを発泡物Ｃとし、嵩比重がＲ１の１／３を超えるものを未発泡物Ｄとした。この代わりに、粒径がＸ２の１．５倍以上である焼成物Ｂを発泡物Ｃとし、粒径がＸ２の１．５未満である焼成物Ｂを未発泡物Ｄとしてもよい。

次に、図２〜図４を参照しつつ、本願発明者が実施した白色度と嵩比重の測定試験とその結果について述べる。
測定試験では、図２〜図４に示す実施例１〜４の本願微小粒子、原料１、２のガラス質火山噴出物、比較例１、２、８、９、１２の発泡物、参考例２の微粉炭の発泡物、比較例３、４、１０の未発泡物、比較例５、６、７、１１の微小粒子、参考例１の微小粒子について、それぞれ、ＣＩＥＬＡＢ表色系における明度を表すＬ＊の値と、色相及び彩度を表すａ＊の値及びｂ＊の値と、嵩比重Ｒとを測定し、測定したＬ＊の値、ａ＊の値、ｂ＊の値を用いてＪＩＳ Ｚ ８７１５に定義される白色度指数Ｗを算出した。

図２に示す原料１のガラス質火山噴出物は、加久藤シラスであり、その平均粒径が１８０μｍであり、その粒径分布が５０〜５００μｍである。そして、原料１の加久藤シラスにおける第１の重量と第２の重量との差は、第１の重量の３〜８％である。
原料１の加久藤シラスを９００〜１２００℃で焼成して焼成物とし、この焼成物を粒径に応じて分別したものが、比較例１、２の発泡物と比較例３、４の未発泡物である。

比較例１の発泡物は、その平均粒径が１２０μｍであり、その粒径分布が３０〜３００μｍである。比較例２の発泡物は、その平均粒径が２３０μｍであり、その粒径分布が９０〜５００μｍである。比較例３の未発泡物は、その平均粒径が１５μｍであり、その粒径分布が４〜４０μｍである。比較例４の未発泡物は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１〜２０μｍである。

比較例３、４の未発泡物は、原料１の加久藤シラスに含まれていた粘土鉱物等が焼成されたものである。
比較例１、２の発泡物を一緒にして破砕することで、実施例１の本願微小粒子が得られる。実施例１の本願微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１．５〜１５μｍである。なお、比較例１、２の発泡物を別々に粉砕してから、一緒にあわせて実施例１の本願微小粒子としても良い。

原料１の加久藤シラスをそのまま破砕し、この破砕物を粒径に応じて分別したものが、比較例５、６の微小粒子である。比較例５の微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１．５〜１５μｍである。比較例６の微小粒子は、その平均粒径が２３μｍであり、その粒径分布が６〜６０μｍである。
原料１の加久藤シラスを破砕してから９００〜１２００℃で焼成して焼成物とし、この焼成物の中から粒径分布が１．５〜２０μｍのものを分別したものが、比較例７の微小粒子である。比較例７の微小粒子は、その平均粒径が５μｍである。なお、比較例７の微小粒子の中には、発泡物と、粘土鉱物等が焼成されたものを含む未発泡物とが含まれている。

実施例１の本願微小粒子、原料１の加久藤シラス、比較例１、２の発泡物、比較例３、４の未発泡物、比較例５〜７の微小粒子は、次の表１に示す白色度指数Ｗと嵩比重Ｒとを有する。

実施例１の本願微小粒子、原料１の加久藤シラス、比較例１、２の発泡物、比較例３、４の未発泡物、比較例５〜７の微小粒子を比較すると、白色度について以下のことがわかる。
白色度指数Ｗは、実施例１の本願微小粒子が最も高く、以下、比較例５、７、６の微小粒子、比較例２、１の発泡物、比較例３、４の未発泡物、原料１の加久藤シラスの順番で小さくなっている。すなわち、実施例１の本願微小粒子が最も優れた白色度を有している。

したがって、本願発明により製造される本願微小粒子（実施例１）の白色度は、この本願微小粒子を製造するための原料であるガラス質火山噴出物（原料１）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料から得られるガラス質火山噴出物由来の発泡物（比較例１、２）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料をそのまま破砕して得られる微小粒子（比較例５、６）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料を焼成して得られる未発泡物（比較例３、４）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料を破砕してから焼成して得た微小粒子（比較例７）の白色度よりも高く優れていることが、確認された。

また、実施例１の本願微小粒子、原料１の加久藤シラス、比較例１、２の発泡物、比較例３、４の未発泡物、比較例５〜７の微小粒子を比較すると、嵩比重Ｒについて以下のことがわかる。
すなわち、嵩比重Ｒは、比較例２の発泡物と比較例４の未発泡物が最も軽く、以下、比較例３の未発泡物、比較例１の発泡物、比較例７の微小粒子、実施例１の本願微小粒子、比較例５の微小粒子、原料１の加久藤シラス、比較例６の微小粒子の順番で重くなっている。

比較例１、２の発泡物、比較例３、４の未発泡物あるいは比較例７の微小粒子を分散させても、時間が経過すると分散させたものが浮かび上がってしまい、かつ、比較例５、６の微小粒子あるいは原料１の加久藤シラスを分散させても、時間が経過すると分散させたものが沈殿してしまう液体の中に、実施例１の本願微小粒子を分散させると、時間の経過に関係なく実施例１の本願微小粒子は分散した状態を維持し続けた。

次に、実施例１の本願微小粒子、比較例５、６の微小粒子を、個別に容器中で水中に分散させて様子を見た。実施例１の本願微小粒子、比較例５、６の微小粒子は、それぞれ、水中で沈殿した。
水中で沈殿した比較例５、６の微小粒子は、それぞれ硬化してしまった。比較例５の微小粒子が沈殿して硬化したものと、比較例６の微小粒子が沈殿して硬化したものとに、スコップを突き立てることは困難であった。

これに対して、水中で沈殿した実施例１の本願微小粒子は、硬化することはなく、水と実施例１の本願微小粒子とが入っている容器を、揺すったり、かきまぜたり、振ったりする等して、僅かに外力を加えてやりさえすれば、実施例１の本願微小粒子は再び水中に分散した。
図３に示す原料２のガラス質火山噴出物は、吉田シラスであり、その平均粒径が５５μｍであり、その粒径分布が２５〜１２０μｍである。そして、原料２の吉田シラスにおける第１の重量と第２の重量との差は、第１の重量の３〜８％である。

原料２の吉田シラスを９００〜１２００℃で焼成して焼成物とし、この焼成物を粒径に応じて分別したものが、比較例８、９の発泡物と比較例１０の未発泡物である。
比較例８の発泡物は、その平均粒径が７５μｍであり、その粒径分布が３０〜１６０μである。比較例９の発泡物は、その平均粒径が９０μｍであり、その粒径分布が４５〜２００μｍである。比較例１０の未発泡物は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が２〜３０μｍである。

比較例１０の未発泡物は、原料２の吉田シラスに含まれていた粘土鉱物等が焼成されたものである。
比較例８の発泡物を破砕することで、実施例２の本願微小粒子が得られる。実施例２の本願微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１．５〜１５μｍである。

比較例９の発泡物を破砕することで、実施例３の本願微小粒子が得られる。実施例３の本願微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１．５〜１５μｍである。
原料２の吉田シラスをそのまま破砕し、この破砕物を粒径に応じて分別したものが、比較例１１の微小粒子である。比較例１１の微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１．５〜１５μｍである。

実施例２、３の本願微小粒子、原料２の吉田シラス、比較例８、９の発泡物、比較例１０の未発泡物、比較例１１の微小粒子は、次の表２に示す白色度指数Ｗと嵩比重Ｒとを有する。

実施例２、３の本願微小粒子、原料２の吉田シラス、比較例８、９の発泡物、比較例１０の未発泡物、比較例１１の微小粒子を比較すると、白色度について以下のことがわかる。
白色度指数Ｗは、実施例２の本願微小粒子が最も高く、次いで実施例３の本願微小粒子が高く、以下、比較例１１の微小粒子、比較例８、９の発泡物、比較例１０の未発泡物、原料２の吉田シラスの順番で小さくなっている。すなわち、実施例２の本願微小粒子が最も優れた白色度を有し、次いで、実施例３の本願微小粒子が優れた白色度を有している。

本願発明により製造される本願微小粒子（実施例２、３）の白色度は、この本願微小粒子を製造するための原料であるガラス質火山噴出物（原料２）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料から得られるガラス質火山噴出物由来の発泡物（比較例８、９）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料をそのまま破砕して得られる微小粒子（比較例１１）の白色度よりも高く優れており、この本願微小粒子を製造するための原料を焼成して得られる未発泡物（比較例１０）の白色度よりも高く優れていることが、確認された。

また、実施例２、３の本願微小粒子、原料２の吉田シラス、比較例８、９の発泡物、比較例１０の未発泡物、比較例１１の微小粒子を比較すると、嵩比重Ｒについて以下のことがわかる。
すなわち、嵩比重Ｒは、比較例８の発泡物が最も軽く、以下、比較例１０の未発泡物、比較例９の発泡物、実施例２、３の本願微小粒子、原料２の吉田シラス、比較例１１の微小粒子の順番で重くなっている。

比較例８、９の発泡物、比較例１０の未発泡物を分散させても、時間が経過すると分散させたものが浮かび上がってしまい、かつ、比較例１１の微小粒子あるいは原料２のガラス質火山噴出物を分散させても、時間が経過すると分散させたものが沈殿してしまう液体の中に、実施例２、３の本願微小粒子を分散させると、時間の経過に関係なく実施例２、３の本願微小粒子は分散した状態を維持し続けた。

次に、実施例２、３の本願微小粒子、比較例１１の微小粒子を、個別に容器中で水中に分散させて様子を見た。実施例２、３の本願微小粒子、比較例１１の微小粒子は、それぞれ、水中で沈殿した。
水中で沈殿した比較例１１の微小粒子は、硬化してしまった。この硬化したものに、スコップを突き立てることは困難であった。

これに対して、水中で沈殿した実施例２の本願微小粒子は、硬化することはなく、水と実施例２の本願微小粒子とが入っている容器を、揺すったり、かきまぜたり、振ったりする等して、僅かに外力を加えてやりさえすれば、実施例２の本願微小粒子は再び水中に分散した。水中で沈殿した実施例３の本願微小粒子も、実施例２の本願微小粒子の場合と同様であった。

図４に示す比較例１２は、真珠岩を９００〜１２００℃で焼成して得られる発泡物である。比較例１２の発泡物は、その粒径分布が０．６〜１２００μｍである。
比較例１２の発泡物をそのまま破砕したものが、実施例４の本願微小粒子である。実施例４の本願微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１．５〜１０μｍである。

実施例４の本願微小粒子と比較例１２の発泡物は、次の表３に示す白色度指数Ｗと嵩比重Ｒとを有する。

白色度指数Ｗは、実施例４の本願微小粒子のほうが比較例１２の発泡物よりも高い。すなわち、実施例４の本願微小粒子は、比較例１２の発泡物よりも優れた白色度を有する。
したがって、本願発明により製造される本願微小粒子（実施例４）の白色度は、この本願微小粒子を製造するために用いるガラス質火山噴出物由来の発泡物（比較例１２）の白色度よりも優れていることが、確認された。

また、実施例４の本願微小粒子の嵩比重Ｒは、比較例１２の発泡物の嵩比重Ｒよりも重い。
比較例１２の発泡物を分散させても、時間が経過すると分散させたものが浮かび上がってしまう液体の中に、実施例４の本願微小粒子を分散させると、時間の経過に関係なく実施例４の本願微小粒子は分散した状態を維持し続けた。

次に、実施例４の本願微小粒子を、容器中で水中に分散させて様子を見た。実施例４の本願微小粒子は、水中で沈殿した。
水中で沈殿した実施例４の本願微小粒子は、硬化することはなく、容器を僅かに揺すったりかき混ぜたりする等して、僅かに外力を加えてやりさえすれば、実施例４の本願微小粒子は再び水中に分散した。

図４に示す参考例２は、微粉炭の発泡物であり、フライアッシュバルーンと言われるものである。参考例２の微粉炭の発泡物は、その平均粒径が６５μｍであり、その粒径分布が３０〜１６０μｍである。
なお、フライアッシュバルーンとは、火力発電所等の微粉炭燃焼ボイラーにおいて微粉炭が燃焼して生じる発泡物である。フライアッシュバルーンは、発泡により形成された中空部分を有している。微粉炭が有機物を含んでいたとしても、微粉炭の燃焼により、含まれていた有機物は燃焼してしまう。したがって、フライアッシュバルーンは、無機質の発泡物である。

フライアッシュバルーンの中空部分は、外界から独立していても良いし、外界と連通していても良い。また、フライアッシュバルーンは、多くの場合、１個の中空部分を有するが、複数個の中空部分を有する場合もある。フライアッシュバルーンが複数個の中空部分を有する場合、これらの中空部分は、外界から独立していても良いし、外界と連通していても良いし、中空部分が互いに独立していても良いし、中空部分の一部又は全部が互いに連通していても良い。

参考例２の微粉炭の発泡物をそのまま破砕したものが、参考例１の微小粒子である。参考例１の微小粒子は、その平均粒径が５μｍであり、その粒径分布が１〜１０μｍである。
参考例２の微粉炭の発泡物と参考例１の微小粒子は、次の表４に示す白色度指数Ｗと嵩比重Ｒとを有する。

白色度指数Ｗは、参考例１の微小粒子のほうが参考例２の微粉炭の発泡物よりも高い。すなわち、参考例１の微小粒子は、参考例２の微粉炭の発泡物よりも優れた白色度を有する。したがって、参考例１の微小粒子の白色度は、この微小粒子を製造するために用いるフライアッシュバルーン（参考例２）の白色度よりも優れている。
また、参考例１の微小粒子の嵩比重Ｒは、参考例２の微粉炭の発泡物の嵩比重Ｒよりも重い。

参考例２の微粉炭の発泡物を分散させても、時間が経過すると分散させたものが浮かび上がってしまう液体の中に、参考例１の微小粒子を分散させると、時間の経過に関係なく参考例１の微小粒子は分散した状態を維持し続けた。

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、化粧品の原料を製造・供給する産業等において有用である。

Ａ 原料
Ｂ 焼成物
Ｃ 発泡物
Ｄ 未発泡物
Ｅ 破砕物
Ｆ 本願微小粒子
Ｓ１ 焼成工程
Ｓ２ 分別工程
Ｓ３ 破砕工程
Ｗ 白色度指数
Ｒ 嵩比重

Claims (6)

1. ガラス質火山噴出物を原料となし、当該原料を、９００〜１２００℃で焼成して焼成物となす焼成工程と、
   前記焼成工程で得られた前記焼成物から、発泡している発泡物を分別する分別工程と、
   前記分別工程で得られた前記発泡物を、破砕して破砕物とする破砕工程と、を有することを特徴とするガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法。
2. 前記原料は、ガラス質火山砕屑物であり、
   前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量と、この１１０℃で乾燥した前記原料をさらに９５０〜１０５０℃に加熱した後の重量と、の差が、前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量の３．０〜１９．０％であることを特徴とする請求項１に記載のガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法。
3. 前記原料は、ガラス質火山岩であり、
   前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量と、この１１０℃で乾燥した前記原料をさらに９５０〜１０５０℃に加熱した後の重量と、の差が、前記原料を１１０℃で乾燥した際の重量の０．１〜１０．０％であることを特徴とする請求項１に記載のガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法。
4. 前記分別工程において、嵩比重が前記原料の嵩比重の１／３以下である前記焼成物を、前記発泡物として分別す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ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法。
5. 前記原料の粒径は、Ｘ１〜Ｘ２であり（ただし、Ｘ１≦Ｘ２）、
   前記分別工程において、粒径がＸ２の１．５倍以上である前記焼成物を、前記発泡物として分別す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ガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法。
6. ガラス質火山噴出物を焼成して得られる発泡物を、破砕して破砕物とする破砕工程を有することを特徴とするガラス質火山噴出物に由来する微小粒子の製造方法。

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