JPH06154586A - セラミック微細中空球体及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】軽量性、断熱性、耐熱性、耐蝕性、吸音性、吸
着性、耐水性または破壊強度に優れ、閉気孔で高い真球
度を特徴とするセラミック微細中空球体とその製造法を
提供する。 【構成】粒径２０μｍ以下の火山ガラス微細中空球体ま
たは１mm以下のセラミック微細中空球体を製造するに際
し、強熱減量を有する微粒子を未処理で気流媒体中に分
散させ瞬間的にその物質の軟化点以上に加熱して製造で
きる。 【効果】構造水や結晶水や熱分解性のガス成分などを持
つもの即ち、強熱減量を有するものであれば、どのよう
な素材でもセラミック微細中空球体にすることが可能で
ある。原料は発泡剤を添加した組成物の調整や溶融除去
させる芯材の添加や酸溶液処理による発泡成分の増加処
理などを必要としない。単に予め所定の粒径に調整され
た微粉体を未化学処理で発泡させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，軽量性、断熱性、耐熱
性、耐蝕性、吸音性、吸着性、耐水性または破壊強度に
優れ、閉気孔で高い真球度を特徴とするセラミック微細
中空球体とその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来各種の軽量複合材の素材となる無機
質中空球体（以下、中空球体と称す）としてはバルー
ン、バブルに大別できる。中空球体は明確な定義がな
く、一般に焼成法で製造されたものをバルーン、溶融吹
付法で製造されたものをバブルと呼んでいる。

【０００３】焼成法によるバルーンは原料に含有する揮
発性成分や添加混合した揮発性物質が焼成によってガス
化し、溶融または軟化状態にある素材中にガスが内蔵し
たもので大部分の無機物質のバルーンはこの方法により
製造されたものである。

【０００４】特許第７３７４７９号による微細中空ガラ
ス球状体の製造法などはまさにこの発泡機構を利用した
方法であり、ロータリーキルン、ガス流動焙焼炉、電気
抵抗炉等を用いて８５０〜１１５０℃で１０秒〜１０分
間加熱し粒径が３０〜６００μｍの範囲の中空ガラス球
状体を製造できるとするものである。

【０００５】この特許と同様な加熱原理により黒曜石、
真珠岩、松脂岩など天然の火山ガラスを加熱発泡させた
火山ガラス中空球体の例や人工的にはガラス粉末を主原
料とし炭酸カルシウムや水ガラス等の発泡剤を添加した
ものを加熱発泡させた中空球体の例がある。これらの焼
成法で製造されたバルーンは平均粒径３０μｍ以上が一
般的である。

【０００６】これらの焼成法により製造されたシラスバ
ルーンをはじめとする火山ガラス中空球体は紙粘土の増
量剤など付加価値の高くない材料への利用が一般的であ
ったが、全国的な複合化研究の成果により従来の平均粒
径８０μｍ程度のバルーンよりも細かいバルーンが複合
素材として有用であることが明らかになった。

【０００７】しかし、未化学処理の原料を用いて従来の
焼成法でバルーンを得ようとしても平均粒径２０μ以下
のバルーンは製造困難であり、火山ガラスより高い軟化
温度を持つ原料を未化学処理で発泡させたバルーンは製
造されていない。

【０００８】日本国特許出願公開平成２年第２９６７５
０号公報には、平均粒径を２０μｍ以下に調整した原料
の火山ガラスを塩酸あるいは硫酸溶液中で８時間以上加
温処理した後、９００〜１１００℃の温度で１秒〜１分
間加熱処理することにより２０μｍ以下の中空ガラス球
状体が得られるとしているが、この方法では、焼成法に
加えて酸溶液による加温処理が必要不可欠であり製造コ
ストの問題は避けられない。

【０００９】溶融吹付法によるバブルは素材原料を溶融
したのち融液の粘性と表面張力を利用して、流下させた
融液に向けノズルから高圧力空気を吹きつけ、素材中に
気泡を内蔵させる方法でアルミナ、ジルコニア、ガラス
などのバブルがある。

【００１０】バブルの成因は融液が高圧空気噴射によっ
て寸断され、融液の粘性、表面張力によって空気を包含
してバブル化する説などがあるが、明確でない。

【００１１】金属酸化物を原料素材とするバブルは耐熱
性に優れているが、一般に平均粒径は１mm以上で球殻が
厚く真球度が低い。また中空閉気孔球が出来難く中空開
気孔球が出来易いこと及び溶融炉を用いた高温溶融（例
えばアルミナで２０５０℃以上）を必要とするなどの製
造上の欠点をもつ。そこでこのような金属酸化物の場
合、融液の粘性が大きいため溶融時にアルカリ金属ある
いはアルカリ土類金属を添加して表面張力を小さくし細
粒バブルの生成率を高めたりしているが、それでも平均
粒径１mm以下のバブルは製造困難であった。

【００１２】同じく溶融吹付法によるガラス質バブルに
ついては米国特許第２９７８３４０号、同第３０３０２
１５号、同第３１２９０８６号および第３２３００６４
号各明細書に示してあるガラスマイクロバブルが知られ
ているが、このバブルは耐水性に劣り複合材料の素材と
して欠陥をもっている。

【００１３】耐水性のガラス質バブルとしては日本国特
許出願公告平成２年第２７２９５号公報によるマイクロ
バブルがある。このバブルはホウけい酸ガラス質であり
その製造方法はシリカ粉末、無水ホウ酸、ソーダ灰、炭
酸ナトリウム、硫酸ナトリウムを出発原料しており、得
られた中空球体の平均粒径は３０μｍ以上である。

【００１４】一般に溶融吹付法については製造工程が複
雑でコスト高になる欠点があり、ガラス質バブルを除い
てはバブルの平均粒径として１mm以上の製品しか得られ
ていない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ガラス質中空球体とし
ては天然の火山ガラスを原料とするバルーンと合成ガラ
スを原料とするバブルの両方が存在するが平均粒径２０
μｍ以下のものは製造されていない。

【００１６】火山ガラスよりも低い軟化温度を有する原
料例えば天然または合成ゼオライトを焼成法で発泡させ
たゼオライト質の中空球体は製造されていない。

【００１７】耐火性を有する中空球体としては、溶融吹
付法のバブルがある。このバブルは粒径範囲でいえば最
小粒径としては１００μｍ程度のものはあるが平均粒径
としては一般的に１mm以上であり、更に、製造上の問題
として開気孔球体が出来易いという欠点を持つ。また、
このバブルは、製造法が複雑であり、製品が高価である
という欠点を有する。

【００１８】焼成法では閉気孔球体が出来易いが、耐火
性のバルーンは製造されていない。生体親和性を有する
中空球体としては、素材がりん酸カルシウム質であるこ
とが望ましいが、この素材からなる中空球体は製造され
ていない。

【００１９】バルーン製造に用いられる焼成法では加熱
装置としてロータリーキルンや縦型ガス流動焙焼炉が用
いられ加熱温度が１２００℃以下で加熱時間が１秒以上
であり、凝集した粉体を気流中に分散できるような試料
供給装置が用いられていないため、原料としては平均粒
径が大きく分散しやすい火山ガラスまたは発泡剤や芯材
を添加した合成物に限られ、製品である中空球体の平均
粒径も３０μｍ以上のものが普通である。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、基本的に
発泡させる原料を熱処理のみでバルーン化することを目
標とし化学処理や発泡剤の添加混合など必要としない経
済的な製造法の開発を目指した。そのために焼成法によ
る中空球体製造における可能性を探求した結果中空球体
製造における発泡の条件として、以下のことが必要であ
ることが判った。

【００２１】焼成法において各種中空球体を製造する
ためには、粒子（単一粒または造粒体）に完全に熱を加
えることが必要であり、原料となる粉体を気流中によく
分散して加熱雰囲気に供給しなければならない。

【００２２】加熱雰囲気に導入された原料粒子はその
軟化温度以上に加熱されなければならないが、その加熱
の仕方として粒子表面と粒子内部に温度差が生じるよう
な加熱が必要である。特に原料粒子が小さくなるほど粒
子表面が軟化する前にガスが抜け易くなるため発泡し難
くなり、従来のバルーン製造に用いられる焼成法では平
均粒径２０μｍ以下のシラス中空ガラス球状体が製造困
難であることが判った。

【００２３】更にに実験を繰り返した結果、従来の加熱
条件即ち、１２００℃以下で１秒以上の加熱条件では平
均粒径２０μｍ以下の火山ガラス微細中空球体や耐火性
を持つセラミック微細中空球体が製造できないことか
ら、これらの中空球体を製造する方法として、従来の加
熱条件より急激な加熱方法即ち、加熱時間１秒以下、加
熱温度１０００℃以上で加熱する高温瞬間加熱が有効で
あることが判った。

【００２４】発泡させる原料としては構造水、結晶水
や熱分解性のガス成分などを有するもの、即ち強熱減量
を有するものでなければならない。

【００２５】このように、無機質の中空球体製造に関し
て、原料の強熱減量、原料の粒径、原料の軟化温度、加
熱温度、加熱時間が密接に関係することが判った。

【００２６】本発明者らはこれらの課題を克服するため
数多くの研究と検討を重ねた結果、非造粒の火山ガラス
質微粒子を出発原料とする平均粒径２０μｍ以下のセラ
ミック微細中空球体、強熱減量を有する火山ガラス質以
外の非造粒または造粒体の微粒子を出発原料とする平均
粒径１mm以下のセラミック微細中空球体など、従来製造
できなかった中空球体を製造することを可能とする以下
の画期的手段を発明するに至った。本発明を詳しく説明
する。

【００２７】の手段については、原料粉体が気流中で
よく分散したエアロゾルとして供給出来るエアロゾル供
給装置を独自で開発し、この装置で粉体試料をよく分散
して加熱雰囲気に供給することにより粒子（単一粒また
は造粒体）に完全に熱を加えることが可能になった。

【００２８】この装置は図１または図２に示すようなホ
ッパー１、バイブレーター２、スクリューフィーダー３
から成る外気から密閉された試料供給器と、逆止弁４、
５を有するダイヤフラム式ポンプ６とノズル７、衝突板
８を有する循環パイプ９とコンプレッサー１０または不
活性ガスボンベ１３と調圧バルブ１１と流量調整バルブ
１２を有するエアロゾル供出口で構成される。

【００２９】試料供給器から循環パイプに投入された粉
体はダイヤフラム式ポンプにより生じた循環気流中に分
散されノズルで勢いよく押し出され衝突板により分散さ
れる。

【００３０】この気流は図１または図２中の矢印で示さ
れる方向で循環し、衝突板による衝撃や気流中での粒子
同士の衝突により凝集している粉体が気流中に分散さ
れ、この操作が繰り返されて粒子が気流中によく分散さ
れたエアロゾルが形成される。

【００３１】このエアロゾルを供出するために、試料供
給器により少しずつ粉体を投入し、コンプレッサーによ
り空気を循環気流中に送り込むことによって、供出口か
ら連続的にエアロゾルを排出供給することが出来る。

【００３２】このダイヤフラムポンプとしては逆止弁が
必要不可欠であり、この構成により循環気流に脈圧と脈
動が生じ、ノズルと衝突板による粉体の分散が効果的に
作用する。

【００３３】この空気により分散されたエアロゾルは空
気を助燃剤として用いるフレーム溶射装置等に供給され
る。

【００３４】プラズマを用いる加熱法では一般的に不活
性ガスを用いるため上記のエアロゾル供給装置において
コンプレッサーの代わりに不活性ガスボンベを接続する
ことにより、不活性ガス気流中に粉体が分散されたエア
ロゾルが供給できる。

【００３５】このようにして、粉体を空気または不活性
ガス中に分散したエアロゾルとして供給可能となった。

【００３６】の加熱温度と加熱時間については、従来
より急激な加熱条件を実現するものとして酸素−ブタン
炎、酸素−プロパン炎、酸素−アセチレン炎等の１００
０〜４０００℃の高温燃焼ガス火炎を有するフレーム溶
射装置またはアークプラズマまたは高周波誘導結合プラ
ズマ等の４０００〜２００００℃のプラズマ加熱装置を
用いた。

【００３７】原料粉体をこのような急激な加熱条件即
ち、１０００℃以上、１秒以下で加熱することにより粒
子表面を軟化状態と粒子内部からのガス放出を同時に起
こすことにより発泡させる。

【００３８】しかし、強熱減量を有するすべての材料を
同一の加熱条件で発泡させることは困難であり、目的と
する中空球体を効率よく製造するためには原料の強熱減
量と軟化温度及び粒径を考慮してその原料に適した加熱
条件を選定することが必要である。

【００３９】原料が火山ガラスやモンモリロナイトを主
鉱物とするようなスメクタイト族粘土鉱物またはバーミ
キュライト族粘土鉱物または緑泥石族粘土鉱物または雲
母族粘土鉱物のように火山ガラス程度の軟化温度を有す
る粉体の場合は酸素−ブタン炎、酸素−プロパン炎、酸
素−アセチレン炎を加熱源とするフレーム溶射装置のよ
うな燃焼ガス火炎の加熱装置で中空球体が製造可能であ
る。

【００４０】火山ガラスより軟化温度が低い天然または
合成ゼオライトについても、酸素−ブタン炎、酸素−プ
ロパン炎、酸素−アセチレン炎を加熱源とするフレーム
溶射装置のような燃焼ガス火炎の加熱装置で製造可能で
ある。

【００４１】原料がけい酸や、カオリナイトを主鉱物と
するようなカオリナイト族粘土鉱物、または各種の金属
水酸化物、炭酸塩無機化合物、硫酸塩無機化合物のよう
に火山ガラスより軟化温度が高い粉体の場合は４０００
℃以上のアークプラズマを加熱雰囲気とするプラズマ溶
射装置または高周波誘導結合プラズマを加熱雰囲気とす
るプラズマ加熱装置が中空球体の製造に適している。但
し、上記フレーム溶射装置での製造も可能である。

【００４２】これらの加熱装置を用いる利点として、熱
を受けた粒子が開放系の空気中へ放出されるので、縦型
焼成炉と異なり空気で瞬間に冷却され、粒子同士の融着
が最低限に抑えられるため大きな凝集体や多泡体の生成
が抑制され、閉気孔で且つ真球度の高い中空球体が生成
し易くなるという特徴をもつ。

【００４３】また、これらの加熱装置を用いて粒子を加
熱するためには、原料粉体が気流中（空気または不活性
ガス）に分散したエアロゾルとして供給されることが必
要であり、上記のエアロゾル供給装置を併用すると更に
閉気孔で且つ真球度の高い中空球体が生成し易くなる。

【００４４】このように、原料の強熱減量と軟化温度及
び粒径に応じて適宜加熱装置を選定することが必要であ
る。

【００４５】としては、次に示すような強熱減量を有
するものが中空球体の原料に使用できることが判った。 （イ）シラス、真珠岩、黒曜岩、松脂岩などの天然の火
山ガラス （ロ）ゼオライト３Ａ、ゼオライト４Ａ、ゼオライト５
Ａ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹなどの合成ゼオライト
または天然ゼオライト （ハ）モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、
ヘクトライト、ソーコナイトなどスメクタイト族粘土鉱
物またはバーミキュライト族粘土鉱物または緑泥石族粘
土鉱物 （ニ）カオリナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナ
クライトなどのカオリナイト族粘土鉱物または雲母族粘
土鉱物 （ホ）シリカゲル、オパール質けい石などの高けい酸質
原料 （ヘ）水酸化アルミニウム、水酸化ジルコニウム （ト）水酸化アルミニウム、水酸化ジルコニウム以外の
水酸化チタン、水酸化鉄などの金属水酸化物または炭酸
カルシウム、炭酸鉄、炭酸ストロンチウムなどの金属炭
酸塩または硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの金属硫
酸塩 （チ）ヒドロキシアパタイト、亜りん酸カルシウム水和
物などの合成リン酸カルシウム化合物 （リ）牛骨、豚骨等動物骨殻類の微粉砕物

【００４６】上記の原料をそれぞれ非造粒の単一粒また
は造粒した造粒体として所定の粒径に調整し、上記の方
法で加熱することにより、閉気孔で真球度が高く粒度の
揃った中空球体が得られ易く、これらの中空球体を水接
触方式または乾式フィルター方式の分離装置を用いて回
収する。

【００４７】また、天然または合成ゼオライトについて
は、火山ガラスよりも軟化温度が低く且つ強熱減量が大
きため発泡し易く、９００℃〜１２００℃の加熱温度で
１秒以上の加熱条件即ち従来の加熱条件でもゼオライト
質中空球体が製造出来ることが判った。

【００４８】特に、原料として吸着性またはイオン交換
性または触媒機能を持つゼオライト３Ａ、ゼオライト４
Ａ、ゼオライト５Ａ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹなど
の合成ゼオライトまたは天然ゼオライト、またはモンモ
リロナイトなどのスメクタイト族粘土鉱物を用いて製造
される中空球体は吸着性またはイオン交換性または触媒
機能を有するという特徴をもつ。

【００４９】また、耐火性を有する中空球体としてはア
ルミナバブル、ジルコニアバブル等があるが、本発明に
よる製造法を用いると、アルミナ、ジルコニア質の中空
球体で平均粒径１００μｍ以下の製品の製造が可能とな
った。

【００５０】出発原料として水酸化アルミニウム、水酸
化ジルコニウム以外の原料を用いると、これまでに例の
無い、平均粒径１mm以下の耐火性を有する中空球体製品
の製造が可能になった。

【００５１】以上のように本発明者らは鋭意研究を重ね
た結果、独自のしかも簡単な方法で従来の技術では出来
ないとされていた平均粒径２０μｍ以下の火山ガラス微
細中空球体と火山ガラス以外の原料を出発物質とする平
均粒径１mm以下のセラミック微細中空球体を製造する方
法を開発するに至った。

【００５２】本発明によれば構造水や結晶水や熱分解性
のガス成分などを持つもの即ち、強熱減量を有するもの
であれば、どのような素材でもセラミック微細中空球体
にすることが可能である。

【００５３】本発明に係る原料は発泡剤を添加した組成
物の調整や溶融除去させる芯材の添加や酸溶液処理によ
る発泡成分の増加処理などを必要としない。単に予め所
定の粒径に調整された微粉体を未化学処理で発泡させる
ことが特徴である。

【作用】上記の構成による試料供給法と瞬間高温加熱法
により、閉気孔で且つ真球度の高い平均粒径２０μｍ以
下の火山ガラス微細中空球体及びそれ以外の１mm以下の
セラミック微細中空球体が容易に製造可能となった。

【００５４】

【実施例１】鹿児島県吉田町に産する二次堆積シラスを
日本ニューマチック（株）製のジェットミルＩＤＳ−２
型で平均粒径５μｍに調整した。このシラス微粉体（強
熱減量 ４．０７％）を図１に示したエアロゾル供給装
置を用いて得られたよく分散したエアロゾルを、アセチ
レンを燃料とし酸素を助燃剤として用いたＳＮＭＩ社製
粉末フレーム溶射装置のＪＥＴ−ＰＭＲガンに通しシラ
ス微粒子を高温瞬間加熱し発泡させる。その発泡した微
細中空球体を水接触式のガス吸着回収装置により分離、
回収することにより図３に示すような平均粒径１０μｍ
のシラス質細中空球体を得た。

【００５５】

【実施例２】実施例１と同様にして調整した平均粒径２
μｍのシラス微粉体（ 強熱減量４．７０％）を同様に
気流分散し、ＳＮＭＩ社製粉末フレーム溶射装置のＪＥ
Ｔ−ＰＭＲガンで加熱後回収して図４に示すような平均
粒径４μｍのシラス質細中空球体を得た。

【００５６】

【実施例３】フリーポートカオリン（株）製のカオリナ
イトを主鉱物とする造粒体を、実施例１と同様にして高
温瞬間加熱し発泡させる。この発泡した微細中空球体を
上記実施例１の回収装置により分離、回収し図５に示す
ような平均粒径５０μｍのカオリナイト質微細中空球体
を得た。

【００５７】

【実施例４】片山化学工業（株）製試薬の平均粒径３．
７μｍのけい酸微粉体（強熱減量７．９８％）を図２に
示したエアロゾル供給装置を用い、不活性ガス中に原料
粒子を気流分散させたエアロゾルを、プラズマ雰囲気に
導入し高温瞬間加熱後、この熱が加えられたエアロゾル
から中空球体を分離、回収して図６に示すような平均粒
径３０μｍで真球度が高く粒径の揃ったけい酸質微細中
空球体を得た。

【００５８】

【実施例５】半井化学薬品（株）製試薬の平均粒径６．
１μｍの合成ゼオライト（粉末）４Ａ （ 強熱減量
１９．０％）を上記実施例１のエアロゾル供給装置、フ
レーム溶射装置を用いて原料粉体を発泡させ中空球体を
得る。この中空球体を分離、回収することにより、図７
に示すような平均粒径２０μｍで真球率の高い粒径の揃
ったゼオライト質微細中空球体を得た。

【００５９】

【実施例６】平均粒径１０μｍのモンモリロナイトを主
鉱物とする半井化学薬品（株）製試薬の活性白土（ 強
熱減量 １５．７％）を上記実施例４と同様に不活性ガ
ス中に分散し、そのエアロゾルをプラズマ雰囲気中で高
温瞬間加熱して得られた中空球体を分離、回収して図８
に示すような平均粒径３５μｍの活性白土質微細中空球
体を得た。

【００６０】

【実施例７】関東化学（株）製試薬の平均粒径５μｍの
りん酸カルシウム水和物を上記実施例４と同様に不活性
ガス中に分散し、そのエアロゾルをプラズマ雰囲気中で
高温瞬間加熱して得られた中空球体を分離、回収して図
９に示すような平均粒径８μｍの真球度が高いりん酸カ
ルシウム質微細中空球体を得た。

【００６１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので，以下に記載されるような効果を奏する。

【００６２】実施例１で得られるようなシラス、真珠
岩、黒曜岩、松脂岩などの天然の火山ガラスを原料とす
るセラミック微細中空球体は従来のシラスバルーン、パ
ーライト等より粒径が小さく、破壊強度が大きいので、
塗料や接着剤、プラスチック、セメントなどの軽量フィ
ラー、高級耐火材料としての用途が期待される。

【００６３】実施例２で得られるような原料としてカオ
リナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナクライトな
どの粘土鉱物またはシリカゲル、オパール質けい石など
の高けい酸質原料を用いて製造されるセラミック微細中
空球体は耐火性、断熱性、耐蝕性を有し熱衝撃抵抗が強
く、破壊強度が大きいので還元雰囲気でも使用できるよ
うな特殊用途耐火断熱材料、高融点金属軽量化充填材及
び工業窯炉の耐火断熱材料としての用途が期待される。

【００６４】実施例３で得られるけい酸質セラミック微
細中空球体は耐火性、軽量性、耐蝕性を有するので特殊
用途断熱材料、宇宙飛翔体用断熱材料、としての用途が
期待される。

【００６５】実施例４で得られるゼオライト質セラミッ
ク微細中空球体は、天然のけい酸アルミニウム質頁岩を
原料とする発泡中空球体と異なり、著しく真球度が高
く、粒径が揃っており且つ純白に近い白色度を呈してい
ることから、化粧品、感熱紙、製紙、トレーシングペー
パーなどのフィラーとしての用途が期待される。

【００６６】実施例４で得られるような原料としてゼオ
ライト３Ａ、ゼオライト４Ａ、ゼオライト５Ａ、ゼオラ
イトＸ、ゼオライトＹなどの合成ゼオライト類または天
然ゼオライトまたは実施例５で得られるような原料とし
てモンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘク
トライト、ソーコナイトなどスメクタイト族粘土鉱物を
用いて製造されるセラミック微細中空球体は吸着性、イ
オン交換性または触媒機能を有するので触媒、濾過材料
としての用途が期待される。

【００６７】実施例６で得られたようなりん酸カルシウ
ム質微細中空球体は生体親和性を有するので人工歯、人
工骨、人工関節などの医療用材料、その他生体関連材料
としての用途が期待される。

【００６８】以上述べてきたように、本発明によれば強
熱減量を有する微粉体であれば上記高温瞬間加熱によ
り、どのような素材でもセラミック微細中空球体にする
ことが可能であるので、軽量性では塗料や接着剤、プラ
スチック、セメントなどの軽量フィラー、断熱性、耐熱
性、耐蝕性、吸音性、吸着性及び破壊強度に優れた軽量
複合材料への応用に多くの有用な用途を開くものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】フレーム加熱に用いるエアロゾル供給装置の縦
断面図である。

【図２】プラズマ加熱に用いるエアロゾル供給装置の縦
断面図である。

【図３】実施例１により得られた平均粒径１０μｍのシ
ラス質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【図４】実施例２により得られた平均粒径４μｍのシラ
ス質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【図５】実施例３により得られた平均粒径５０μｍのカ
オリナイト質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【図６】実施例４により得られた平均粒径３０μｍのけ
い酸質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【図７】実施例５により得られた平均粒径２０μｍのゼ
オライト質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【図８】実施例６により得られた平均粒径３５μｍの活
性白土質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【図９】実施例７により得られた平均粒径８μｍのりん
酸カルシウム質微細中空球体の電子顕微鏡写真である。

【符号の説明】

１ ホッパー ２ バイブレーター ３ スクリューフィーダー ４、５ 逆止弁 ６ ダイヤフラム式ポンプ ７ ノズル ８ 衝突板 ９ 循環パイプ 10 コンプレッサー 11 調圧バルブ 12 流量調整バルブ 13 不活性ガスボンベ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 フレーム加熱に用いるエアロゾル供給装置
の縦断面図である。

【図２】 プラズマ加熱に用いるエアロゾル供給装置
の縦断面図である。

【図３】 実施例１により得られた平均粒径１０μｍ
のシラス質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大して示した
状態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【図４】 実施例２により得られた平均粒径４μｍの
シラス質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大して示した状
態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【図５】 実施例３により得られた平均粒径５０μｍ
のカオリナイト質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大して
示した状態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【図６】 実施例４により得られた平均粒径３０μｍ
のけい酸質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大して示した
状態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【図７】 実施例５により得られた平均粒径２０μｍ
のゼオライト質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大して示
した状態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【図８】 実施例６により得られた平均粒径３５μｍ
の活性白土質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大して示し
た状態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【図９】 実施例７により得られた平均粒径８μｍの
りん酸カルシウム質微細中空球体を電子顕微鏡で拡大し
て示した状態の粒子構造の図面に代わる写真である。

【符号の説明】 １ ホッパー ２ バイブレーター ３ スクリューフィーダー ４、５ 逆止弁 ６ ダイヤフラム式ポンプ ７ ノズル ８ 衝突板 ９ 循環パイプ １０ コンプレッサー １１ 調圧バルブ １２ 流量調整バルブ １３ 不活性ガスボンベ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薗田 徳幸 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 (72)発明者 瀬戸口 正和 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 (72)発明者 清藤 純一 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 (72)発明者 国生 徹郎 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 (72)発明者 大迫 陽一 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 (72)発明者 陣内 和彦 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

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料として強熱減量を有する非造粒の火山
   ガラス質微粒子を、その物質の軟化温度以上に瞬間的に
   加熱して得られる平均粒径２０μｍ以下のセラミック微
   細中空球体及びその製造法。
2. 【請求項２】原料として火山ガラス質以外の強熱減量を
   有する非造粒の微粒子を、その物質の軟化温度以上に瞬
   間的に加熱して得られる平均粒径１００μｍ以下のセラ
   ミック微細中空球体及びその製造法。
3. 【請求項３】原料として火山ガラス質以外の強熱減量を
   有する微粒子の造粒体を、その物質の軟化温度以上に瞬
   間的に加熱して得られる平均粒径１００μｍ以下のセラ
   ミック微細中空球体及びその製造法。
4. 【請求項４】原料として火山ガラス質以外の強熱減量を
   有する非造粒の微粒子を、その物質の軟化温度以上に瞬
   間的に加熱して得られる平均粒径１００μｍ〜１mmのセ
   ラミック微細中空球体及びその製造法。
5. 【請求項５】原料として火山ガラス質以外の強熱減量を
   有する微粒子の造粒体を、その物質の軟化温度以上に瞬
   間的に加熱して得られる平均粒径１００μｍ〜１mmのセ
   ラミック微細中空球体及びその製造法。
6. 【請求項６】逆止弁を有するダイヤフラム式ポンプで構
   成され、粉体を空気または不活性ガスによく分散したエ
   アロゾルとして供給できることを特徴とするエアロゾル
   供給装置
7. 【請求項７】原料粉体を加熱雰囲気に導入するに際し、
   粉体をよく分散したエアロゾルとして供給できるエアロ
   ゾル供給装置を使用することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５項記載の
   セラミック微細中空球体及びその製造法
8. 【請求項８】加熱炎として酸素−ブタン炎、酸素−プロ
   パン炎、酸素−アセチレン炎等の１０００〜４０００℃
   の高温燃焼ガス火炎を有するフレーム溶射装置のような
   燃焼ガス火炎の加熱装置を用いることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項または第５
   項記載のセラミック微細中空球体の製造法。
9. 【請求項９】加熱炎として４０００〜２００００℃のア
   ークプラズマまたは高周波誘導結合プラズマ等のプラズ
   マ炎を有するプラズマ発生装置を用いることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項また
   は第５項記載のセラミック微細中空球体の製造法。
10. 【請求項１０】原料としてシラス、真珠岩、黒曜岩、松
    脂岩などの天然の火山ガラスを用いて製造される特許請
    求の範囲第１項記載のセラミック微細中空球体及びその
    製造法。
11. 【請求項１１】原料としてゼオライト３Ａ、ゼオライト
    ４Ａ、ゼオライト５Ａ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹな
    どの合成ゼオライトまたは天然ゼオライトを用いて製造
    される特許請求の範囲第２項、第３項、第４項または第
    ５項記載のセラミック微細中空球体及びその製造法。
12. 【請求項１２】原料としてモンモリロナイト、バイデラ
    イト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイトなどス
    メクタイト族粘土鉱物またはバーミキュライト族粘土鉱
    物または緑泥石族粘土鉱物を用いて製造される特許請求
    の範囲第２項、第３項、第４項または第５項記載のセラ
    ミック微細中空球体及びその製造法。
13. 【請求項１３】原料としてカオリナイト、ハロイサイ
    ト、ディッカイト、ナクライトなどのカオリナイト族粘
    土鉱物または雲母族粘土鉱物を用いて製造される特許請
    求の範囲第２項、第３項、第４項または第５項記載のセ
    ラミック微細中空球体及びその製造法。
14. 【請求項１４】原料としてシリカゲル、オパール質けい
    石などの高けい酸質を用いて製造される特許請求の範囲
    第２項、第３項、第４項または第５項記載のセラミック
    微細中空球体及びその製造法。
15. 【請求項１５】原料として水酸化アルミニウム、水酸化
    ジルコニウムを用いて製造される特許請求の範囲第２
    項、第３項、第４項または第５項記載のセラミック微細
    中空球体及びその製造法。
16. 【請求項１６】原料として水酸化アルミニウム、水酸化
    ジルコニウム以外の水酸化チタン、水酸化鉄などの金属
    水酸化物または炭酸カルシウム、炭酸鉄、炭酸ストロン
    チウムなどの金属炭酸塩または硫酸カルシウム、硫酸バ
    リウムなどの金属硫酸塩を用いて製造される特許請求の
    範囲第２項、第３項、第４項または第５項記載のセラミ
    ック微細中空球体及びその製造法。
17. 【請求項１７】原料としてヒドロキシアパタイト、亜り
    ん酸カルシウム水和物などの合成リン酸カルシウム化合
    物を用いて製造される特許請求の範囲第２項、第３項、
    第４項または第５項記載のセラミック微細中空球体及び
    その製造法。
18. 【請求項１８】原料として牛骨、豚骨等動物骨殻類の微
    粉砕物を用いて製造される特許請求の範囲第２項、第３
    項、第４項または第５項記載のセラミック微細中空球体
    及びその製造法。
19. 【請求項１９】原料としてゼオライト３Ａ、ゼオライト
    ４Ａ、ゼオライト５Ａ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹな
    どの合成ゼオライトまたは天然ゼオライト、またはモン
    モリロナイトなどのスメクタイト族粘土鉱物を用いて製
    造される吸着性またはイオン交換性または触媒機能を有
    する特許請求の範囲第２項、第３項、第４項または第５
    項記載のセラミック微細中空球体及びその製造法。