JPS61286278A - 低密度セラミツク回転だ円体、及び製造方法 - 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】

密度が低く、かつ破砕抵抗の高いセラミック回転だ円体
（５ｐｈｅｒｏｉｄａｌ　） 技術的分野 本発明は、なかんずく、ｉ１！過媒体として有用性のあ
るセラミック回転だ円体に関するものである。 背　　景 ａｍ状ガラス粒子のような、公知の低密度セラミック粒
子は弱いか、または時間がたつにつれて流動体を吸収す
るかのどちらかである。プラスチック　コーティングは
、それ自体不経済であり、かつ高温では役に立たないが
、これらの問題を緩和することができる。 市販品を入手することのできるガラス微小泡は、一般に
最大粒径が約１８０μｍに限定されるが、一方、他の低
密度セラミック粒子は通常８４０μｍよりも小さい粒径
では入手することができない。 長時間にわたって流動体を吸収することなく、しかもプ
ラスチック　コーティングの高温不安定性問題を回避す
る、丈夫な低密度セラミックに対する要望がある。また
、１８０μｍから８４０μ兜までの粒径範囲にある、こ
のような回転だ円体に対する要望もある。低密度、高強
度のセラミック回転だ円体に関する若干の適用範囲はブ
０ツバント（ｐｒｏｐｐａｎｔ　）　、低密度プラスチ
ック用、橿過媒体用、及び煙突用内張りの増量剤である
。 本発明の開示 上記の要望は （Ａ）ｍ　　鉱物微粒子約５０重量から９９．８重量部
まで、炭化ケイ素約０．１重量部から５０重量部まで、
及び結合剛的０．１重量部から１５重量部まで、 から成る原料で製造し、 （ｉｉ）　　鉱物微粒子は、約１１００℃よりも高い温
度で焼成すれば１１３当たり約２．９ｇよりも小さい焼
成密度になり、かつ化学的に結合した水あるいは硫黄を
含有する少なくとも一種類の鉱物を、実質的に水溶性で
ない形態で、鉱物微粒子の全量中に、水を０．５重量％
から５．０重量％まで、あるいは硫黄を０．０４重量％
から２．０重量％まで生成するのに十分な量で、含有す
る鉱物混合物から成り、 （ｉｉｉ）結合剤は、原料を回転だ円体に転化した後で
あるが焼成する前に互いに密着させることが特徴であり
、 （ｉｖ）　　複数の密閉された空気細胞がある、コア、
及び （Ｂ）　コアを取り巻いている、酸化アルミニウム及び
酸化マグネシウムから選定する金属酸化物から成る外側
殻、 があり、焼成密度が１ｃｍ３当たり約２．２ｇよりも小
さい焼成セラミック回転だ円体によって、かなえられた
。 炭化ケイ素結晶は、コアを取り巻く殻の中に存在しても
、存在しなくてもよいが、存在する場合には、炭化ケイ
素は殻の中ではコアの中でよりも低濃度である。金属酸
化物は、コアの中では、外側の殻の中でよりも低濃度で
ある。 本発明のために、用語「鉱物微粒子（ｍｉｎｅｒａｌｐ
ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ（ｓ））　Ｊでは本発明のセラミ
ック組成物の成分である鉱物混合物を意味し、かつ用語
［セラミック回転だ円体（ｃｅｒａｍｉｃ　５ｐｈｅｒ
ｏｉｄ（ｓ））Ｊは焼成した本発明の組成物のことであ
る。上記で使用シタ用語「焼成密度（ｆｉｒｅｄ　ｄｅ
ｎｓｉｔｙ　）　Ｊでは原料を焼成し、かつ環境温度ま
で冷却して製造した後のセラミック回転だ円体の比重を
意味する。 「化学的に結合した（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ　ｂｏｕｎ
ｄ）　Ｊでは化学的には、赤熱またはほぼ赤、熱したと
きに鉱物の解離で遊離させることのできる鉱物の一部を
意味する。化学的に結合している水の例は水和水である
。化学的に結合している硫黄の例は鉱物化合物または結
晶格子の要素である硫黄原子である。 化学的に結合している硫黄に適用するときの用語「実質
的に水溶性（ＳＬｌｂＳｔａｎｔｉａｌｌｙＷａｔｅｒ
ｓｏｌｕｂｌｅ　）　Ｊでは室温での水に対する溶解度
が、硫酸ナトリウム及び硫酸カリウムの溶解度と同程度
か、あるいはそれらよりも大きいことを意味する。 本発明のセラミック回転だ円体には密封された細胞微小
孔があって、これは回転だ円体の比重が１ｃＩＲ３当た
り２．２ｇよりも小さい原因になっている。本発明のセ
ラミック回転だ円体の直径は通常的０．２１１ａから５
ｍまでであり、かつこれらは通常０．８又はもつと高い
クルンバイン真円度（にｒｕｓｂｅｉｎ　ｒｏｕｎｄｎ
ｅｓｓ）である。本発明ノセラミック回転だ円体は、湿
った石こう及びポルトランドセメントのような、高度の
酸性又はアルカリ性環境に対して優れた抵抗を示し、か
つ単位重量当たり意外に高い破砕抵抗を持たせることが
できる。 このような焼成回転だ円体は限りなく水に浮かせておく
ことができる。 セラミック回転だ円体を製造する一つの方法は、原料を
水と混合し、回転だ円体にし、乾燥し、ふるい分けし、
焼成し、かつふるい分けすることから成る。 これらのセラミック回転だ円体が先行技術によるものよ
りも優れている経済的な利点は、鉱物微粒子用に使用す
る原料、及び炭化ケイ素はそれぞれ家根ふき用細粒及び
研磨剤製造の連産品であるからであり、従って低価格で
入手することができる。他の利点は、これらの化学的不
活性性、じん性、及び耐火性である。 本発明のセラミック回転だ円体のいくつかの用途には、
石油井及びガス井用のプロツバント、石油井セメントに
対する添加剤、廃水浄化用の濾過媒体（充てん濾過剤）
、研磨剤、シンタクチック泡、低温断熱のような熱及び
音響絶縁、並びにプラスター、コンクリート、プラスチ
ック及びセラミック製品の増量剤を包含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は拡大率１００倍で走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で
撮影した本発明によるセラミック回転だ円体の横断面の
顕微鏡写真である。 第２図は第１図のセラミック回転だ円体の一部分の顕微
鏡写真であって、拡大率１０００倍でＳＥＭＩＩ影した
外側殻を示す。 詳細な説明 本発明のセラミック回転だ円体は数種類の工程から成る
方法で製造する。第一工程では、未焼成回転だ円体を作
るために、結合剤、炭化ケイ素、鉱物微粒子、及び場合
によってはＡｌ２Ｏ３（例えば３重量部から１５重量部
まで）、及び水を混合して、回転だ円体にする。適切な
鉱物微粒子の一例では、正長石６０％、かすみ石１０％
、角せん石１０％、透輝石５％、付帯鉱物（くさび石、
リン灰石、磁鉄鉱及び黒雲母）１５％、及び第二次鉱物
（例えば、カオリナイト及び方沸石）極微量を包含する
。もう一つの例では、おおよそ、斜長石及び正長石長石
７５％、及び鉱物類、輝石、角せん石、磁鉄鉱及び磁鉄
鉱が５％よりも少ない石英、２５％を含有する。真珠岩
の副生酸物鉱物微粉末（化学的に結合した水２％から５
％までを含有する）もまた鉱物微粒子としての機能を果
たす。鉱物微粒子の有効な成分である、化学的に結合し
ている水または硫黄を含有する鉱物は、角せん石、リン
灰石、黒雲母、黄鉄鉱、ひる石、及び真珠岩である。 下記の説明は主として上記の最初の鉱物混合物に関連す
るけれども、他の鉱物微粒子も同様な方法で使用するこ
とができる。しかしながら、溶鉱炉スラグ、発電所スラ
グ及びフライアッシュは使用することができるが、一般
に、それらの鉄酸化物含有量が多いために高密度になる
ので喜ばしくない。鉱物微粒子の鉄酸化物含有量は実質
的に９重量％よりも少なくするべきであり、５重量％よ
りも少ないのが好ましい。 本発明を誘導した研究及び開発に使用した鉱物微粒子は
、比重が約２．６であり、かつミネソタマイニング　ア
ンド　マヌファクチャリング　カンパニー　（Ｈｉｎｎ
ｅｓｏｔａ　Ｈｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔ
ｕｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ　）から購入した。 本発明で原料として有効な代表的な結合剤はベントナイ
ト（ナトリウム　ベントナイトが好ましい）、でんぷん
、ポリビニル　アルコール、セルロース　ゴム、ポリ酢
酸ビニル、及びリグノスルホン酸ナトリウムである。水
酸化す１リウム及びケイ酸ナトリウムのような、ナトリ
ウム濃度の高い結合剤は最終生成物の破砕抵抗を低下さ
せる。 炭化ケイ素原料は、炭化ケイ素研磨剤製品の製造から連
産品微粉末（粒径が８μｍよりも小さい）として都合よ
く得ることができる。これは、別法としては、例えば、
ポリカルボシラン溶液を鉱物混合物に添加することによ
って、これが処理中に８　’＋　Ｃに転化し、その場で
作ることができる。 第一工程では種々のタイプの混合装置を適用することが
でき、例えば、ポーリング　パン又は円盤回転だ円体化
機械を使用することができる。高エネルギー混合機とし
て公知の機械はこの適用によく適合している。このよう
な機械の二つの例はリトルフォード（ＬｉｔｔｌｅｆＯ
ｒ＜Ｉ）混合機、及チアイリツヒ　マシン（Ｅｉｒｉｃ
ｈ　Ｍａｃｈｉｎｅ）として公知の機械である。アイリ
ッヒ　マシンは米国特許第３゜６９０．６２２号明細書
に記載しである。この機械は本質的には、回転性の円筒
形容器（通例皿と呼ぶ）、水平面に対して、ある角度を
なしている中心軸、−個以上のそらせ板、及び通常円筒
形容器の回転径路の頂点の下の位置にある、少なくとも
一個の回転性衝撃羽根車から成る。回転性衝撃羽根車は
原料を混合する働きをし、かつ回転性円筒形容器自体よ
りも速い角速度で回転することができる。 高エネルギー混合機で未焼成回転だ円体を製造するのに
は基本的な四工程がある、すなわち（１）乾燥粉末を皿
及び衝撃羽根車の高速度回転で混合、 （２）衝撃羽根車の近くの混合機の領域に水を添加し、
分散させて液滴にする時点での核形成、（３）衝撃羽根
車が核形成工程のときよりも遅い速度で回転している時
間中での、粉末凝集による雪玉のような回転だ円体の成
長、及び（４）衝撃羽根車を止めることによって、回転
だ円体の表面を研磨し、または平、滑にし、かつ皿を、
ポーリングパンと同様に回転させる。研磨はしてもしな
くてもよい。 結合剤の量は、一般に混合機に仕込んだ乾燥原料の約１
重量％から５重量％までから成り、かつ一般に回転だ円
体を著しく摩滅又は破損することなく、回転だ円体を十
分にふるい分けし、かつ処理することができる。 湿った回転だ円体を混合機から取り出し、かつ約４０℃
から２００℃までの温度で乾燥する。次に、乾燥した回
転だ円体を、更に処理するために、ふるい分けして１５
０μ雇から４Ｆａｌｌ＋までのメツシュ寸法にするのが
代表的である。選定する粒径範囲は、焼成中に回転だ円
体が成長するために、実際には所望の最終生成物より小
さくする。 次に、乾燥した回転だ円体を、代表的にはアルミナであ
る離型剤と混合する。離型剤の機能は、（１）　　乾燥
した回転だ円体が焼成中に互に密集し、あるいは焼成中
に炉壁に付着するのを防止し、（り　強度を改良し、（
３）表面の荷電を制御し、（４）　　表面の粗さ、及び
研磨性を制御し、かつ（５）化学的抵抗を改良する、 ことである。乾燥した回転だ円体及び離型剤は、ツウイ
ン　シェル混合機、又はセメント混合機のような回転混
合機で混合してもよい。粒径のずっと大きい（例えば４
２５μｍ）離型剤を使用する場合には、離型剤及び乾燥
回転だ円体を、焼成工程の前に、あらかじめ混合する必
要はない。離型剤の量は通常、炉に仕込む原料の３重量
％から５０重量％までの範囲にわたる。酸化マグネシウ
ム、ジルコン、ダイアスボア、及び高アルミナ粘土も有
効な離型剤である。 本発明の開発では、下記の金属酸化物を使用した、アル
ミナ（アルコア［Ａｌｃｏａ　］からＡ−２フルミナと
して購入した粒径が４５μｍより小さいもの）、フッシ
アー　サイエンティフィック　カンパニー　（Ｆｉｓｈ
ｅｒ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｃｏｍｐａｎｙ　）から
Ｍ−５１ＭＱＯとして購入した酸化マグネシウム、及び ジルコン（（ＮＬゼインストリーズ ［Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓｌから購入した粒径が４５μ卯
より小さいもの）６高温で酸化物に転化するアルミニウ
ム及びマグネシウムの塩（例えば ＡＩ（ＯＨ）　　及びＩｖｌＣＯ３）は等価モル量でＡ
ｌ２Ｏ３及びＭＱＯと置換することができる。 下記の説明では、主としてアルミナ離型剤を扱うけれど
も、これ以外の離型剤を容積比例、及びアルミナと同様
な粒径で使用することができる。 離型剤の粒径分布は所望の最終生成物による。 粒径の非常に小さい（平均で１０μｍよりも小さい）ア
ルミナを使用すれば強度は達成されるが、これに反して
水源適用の表面の粗さは、ずっと粗い粒径を使用するこ
とによって達成される。研磨剤用には、離型剤は４２５
μ汎程の大きさのグリッド粒径であってもよい。 次の工程は、代表的には振動供給装置によって、離型剤
と乾燥回転だ円体との混合物を回転炉に仕込むことであ
る。焼成は静的状態で行ってもよいが、回転炉がこの工
程にとっての好ましい装置である。流動床炉、立て形炉
またはプラズマ　トーチのような他の焼成装置を使用す
ることができる。 回転だ円体の回転炉内の８Ｉ留時間は種々のパラメータ
ー、すなわち炉の長さ、直径、角度及び回転速度、炉へ
の仕込み速度、炉内部の温度、ガス雰囲気、及び回転だ
円体の直径に左右される。滞留時間及び温度は、所定の
最終用途に対して、各特定のＩ製品で所望の特性を得る
ように調節する。 回転炉内での２０分以上という代表的な滞留時間では、
炉の温度を増せば、回転だ円体の焼成密度及び破砕抵抗
が低下することになる。焼成温度は１１００℃にりも高
いのが代表的である。 この方法では、セラミック回転だ円体は実際上焼成し過
ぎになる。すなわち、それらは最大破砕抵抗に達するの
に必要な温度よりも高い温度で、しかも必要な時間より
も長い時間加熱される。この焼成し過ぎで内部に空気細
胞を生成させて、完成生成物の密度を下げる。 焼成雰囲気は空気である。回転だ円体の中の炭化ケイ素
は焼成中に酸化され、表面近くのＳｉＣはコアの中のも
のよりも広範囲に酸化される。 若干の金属酸化物離型剤（アルミナまたは酸化マグネシ
ウム）は焼成工程中に回転だ円体の一部になる。金属酸
化物（例えば、Ａ１２０３またはＭａｃ）　、あるいは
金属酸化物前駆体（例えば、焼成中に金属酸化物に転化
するＭ　Ｑ　ＣＯ３またはＡＩ（ＯＨ）３）は炉の中を
通過するにつれて回転だ円体の中に混入する。炉の焼成
温度が高い程、回転だ円体上の離型剤の殻が厚くなる。 組成物中の鉱物微粒子の粒径が粗い程、必要な温度が高
くなり、かつ焼成中に、更に多量の金属酸化物が回転だ
円体の中に吸収されて、金属酸化物濃度の高い外側殻が
できる。また、離型剤の粒径分布が微細な程、多量の金
属酸化物が回転だ円体の中に吸収されるようになる。 炉から出てくる生成物をふるい分けて、通常４メツシユ
から８０メツシユまで（５ａｍから１８０μｍまで）の
所望の粒径分画を得る。これらの表面から微粒子を除去
するために、このふるい分は工程の前、工程中、または
工程後のどこかで、焼成回転だ円体に、空気または他の
何らかのかき混ぜ手段で強力なかき混ぜを施すか、ある
いは水洗工程を施すことができる。 セラミック回転だ円体の種々の特性を測定して報告する
。比重は米国材料試験協会規格Ｄ−２８４０−６９に従
って、試料を計量し、試料の容積を空気比較比重瓶（ベ
ックマン　インストルメンツ　モデル９３０　［Ｂｅｃ
ｌｖａｎ　Ｉｎ５ｔｒｕｎ＋ｅｎｔｓ　Ｍｏｄｅ１９３
０１　）で測定し、かつ１ｃｍ３当たりの重量を算出し
た。充てん密度は、試料を目盛り円筒の中に静かに注入
して測定し、かつ１ｃｍ３（ｃｃ、　）当たりの重量を
算出した。 破砕抵抗は、セラミック回転だ円体が、どのようにブＯ
ツパントの機能を果し、地下の岩石形成を助け、かつ形
成の破砕圧力に抵抗するかを示す。 破砕抵抗は１．１９ｍ１０．８５ｍｍのセラミック回転
だ円体試料を、試験装置の内径が２．５４ＣＩのダイス
空洞の中に２．５４ｃＩＲの深さに入れて測定した。鋼
製ピストンで空洞の内側のセラミック回転だ円体に、毎
分１．２５１の速度で圧力を加え、４００ボンド／平方
インチ（２，７ＭＰａ）の試験圧力にし、その後、直ち
に圧力を緩める。 試料をＯタップ（Ｒｏｔａｐ　）ふるい振動機で、２０
メツシユと３０メツシユ（０，８５ｍ＋と０．５９ｍｍ
）のふるいく元の試料よりも次に小さい標準ふるい寸法
）の間で、５分間ふるい分けし、かつ最大寸法が０．５
９ｍよりも小さい微粉末の百分率を記録する。試料全部
について、等しい基準で破砕抵抗を報告するために、微
粉末百分率の計算に使用した重量は、元の試料の充てん
密度（これは変化するかも知れない）を基準にする。破
砕抵抗試験で生じる微粉末の重量百分率を最小限にする
のが好ましい。 元の試料の粒径が異なっている場合には、異なつたふる
いで、同一の基本手順を使用する。例えば、０．８５ｍ
ｇ＋１０．５９ｍの粒径の回転だ円体試料で試験を行い
、次に０．５９ｍふるいと０．４２ｍふるいとの間でふ
るい分けし、微粉末を粒径が、０．４２ＪＩｌよりも小
さい粒子として計算する。生じる微粉末の百分率が高い
程、破砕抵抗が低い。 本発明は下記の実施例を考察すれば、更に明らかになる
が、この実施例は純粋に典型的な例を目的とするもので
ある。実施例では、リーズ　アンド　ノースラップ　ミ
クロトラック　アナライザー　ＣＬｅｅｄｓ　＆　ＨＯ
ｒｔｈｒＬｌｌ）　Ｈｉｃｒｏｔｒａｃ　ＡｎａｌＶＺ
ｅｒ　’）で測定した種々の原料の粒径分布を第１表に
示す。 実施例■ 鉱物微粒子（ＬＲ第１号＞６．５０４ｇ、アメリカン　
コロイド　カンパニー（ＡｌｃｔｒｉＣａｎＣｏｌｌｏ
ｉｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ）からポルクレー（ｖｏｌｃＩａ
ｙ　）２００ベントナイトとして購入のベントナイト２
３８．３５ｇ、及びＳｉＣ６８，１９、の乾燥セラミッ
ク混合物を、毎分約６６回転する円筒容器、及び毎分２
．２３０回転に調整しである高速度回転の衝撃羽根車を
装備しである混合機（アイリッヒ　マシンズ社、モデル
ＲＶＯ２＞の中で３分間混合した。次に水１．１００ｄ
！を約３０秒間にわたって加えた。混合機を更に８．５
分間（核形成時間）運転した後に、衝撃羽根車の速度を
約２．５分間（成長時間）毎分１．１１５回転に減じ、
その後、円筒形容器の回転を止めた。 バッチを炉の中で約１２５℃で４時間乾燥した。 乾燥した回転だ円体をふるい分けして、１６メツシユ／
３０メツシユ（１，１９ａｍ１０．５９Ｍ）の分画を得
た。次に、この未焼成回転だ円体の分画４００ｇをアル
ミナ微粉末１３３ｇと混合した。 混合はジャーの中で成分を手で、ころがして行った。 混合物を、長さが約１，４００ｍ５＋、内径が約６４履
、毎分約４回転で回転する傾斜角度が２°の回転管状炉
に仕込んだ。炉の中の回転だ円体は約１８分間１１６０
℃になっているものと推定した。 炉から排出した１６メツシユ／２０メツシユ（ｉｉ８０
μｍ／８４０μｍ）分画の焼成回転だ円体は、頑丈な外
部膜があり、かつ比重が０．８４の褐色のセラミック回
転だ円体から成っていた。比重瓶ゲージの時間によるず
れが本質的にないことで、焼成回転だ円体の中の大部の
細胞は気密であるという事実を実証した。セラミック回
転だ円体の充てん密度は０．４３ｇ／ｃｃであり、かつ
回転だ円体は全部水に浮かんだ。１１８０μｍ／８４０
μｍ分画の破砕抵抗は２５％であった（すなわち、２５
％が破砕されて微粉末になっていた）。　第１図および
第２図の走査電子顕微鏡写真で実施例■のセラミック回
転だ円体の横断面を示す。第１図では空気細胞、すなわ
ち微小孔のあるコア、及び非常に小さいアルミナ結晶を
含有する外側殻を示す。空気細胞は相互連絡が断たれて
いて、むしろ別個の閉鋪された細胞であることを知るこ
とができる。第２図では外側殻を更に詳細に示し、アル
ミナ結晶を示している。外側殻の厚さ測定値は、顕微鏡
写真によれば大体５μｍ（平均）である。 セラミック回転だ円体の熱安定性は、７００℃に数日間
貯蔵しても、密度の変化がない程であった。 実施例■〜実施例■ 実施例工について上記したのと同じ過程を、実施例■か
ら実施例■までの製造及び数値決定に使用した。回転だ
円体の製造に使用した原料（単位は重量部）を下記の第
２表に示す。 下記の第３表では、実施例■〜実施例■及び対照１〜対
照３の各に使用した混合機時間を示す。 第３表 ＩＩ　　　６　　　１５　　　０ ＩＩＩ　　　２．５　　　８　　　１０■　　６　　８
　　０ Ｖ　　　８．５　　　８　　　０ Ｖｌ　　　８．５　　　８　　　０ Ｖｌ　　　８．５　　　８　　　０ ■　　６　　　８　　０ ＩＸ　　　３．５　　１０　　　８ Ｘ　　　３．５　　　７　　　０ ＸＩ　　　２．５　　　８　　　３ ＸＩ　　　３．５　　１０　　　８ 対照１　　　３．５　　　　　　７　　　　　　１５対
照２　　　８．５　　　　　　８　　　　　　　０対照
３　　　２．５　　　　　　５　　　　　　２０第４表
では実施例■〜実施例■、及び対照１〜対照３の各で得
たセラミック回転だ円体の特性を示す。 第４表では、０．１％から、ちょうど５０％未満までの
炭化ケイ素で製造したセラミック回転だ円体（実施例■
〜実施例■）の示す比重及び充てん密度は、炭化ケイ素
を使用しないで製造した対照１よりも低いことを知るこ
とができる。アルミナ離型剤の量を増加すれば、−破砕
抵抗が増加する傾向があることを見い出した。高水準の
ベントナイト結合剤（１５％以上）の使用、及び水酸化
ナトリウムの使用（対照２）は破砕抵抗にとっては有害
であった。対照３のアペックス７００かすみ石せん長石
では、化学的に結合した硫黄、または水を含有する鉱物
のあることが分かつている鉱物微粒子で製造した他の実
施例よりも、実質的に密度の高い生成物を生成した。実
施例ＩＩ（１６メツシユ／２０メツシユ、１．０ｊ！ｌ
＋１０．８４Ｍ分画）の破砕強さの測定値は１％であっ
た（すなわち試料のわずか１重量％だけが砕けて０．８
４ｍよりも小さい粒径になった）。 実施例ＩＡ〜ＩＤ 四種類の異なる離型剤を用いて、実施例Ｉに記載した方
法で製造した回転だ円体を焼成して、実施例Ｉのセラミ
ック回転だ円体の変更量を製造−した。これらの実施例
に記号ＩＡ〜ＩＤを付け、かつ焼成回転だ円体の物理特
性を第５表に示す。 水酸化アルミニウム及び炭酸マグネシウムのような化合
物は焼成中に分解して、それぞれアルミナか、あるいは
酸化マグネシウムを生成する。得られる焼成回転だ円体
の特性は、離型剤であるアルミナ、あるいは酸化マグネ
シウムを直接添加して得られる特性に等しいか、あるい
はそれよりも良かった。酸化マグネシウムではセラミッ
ク回転だ円体に、浮遊性水濾過媒体にとって有利な正の
表面荷電を生じる。 本発明のセラミック回転だ円体の独特な特徴の一つは、
低密度と、高強度、すなわち高破砕抵抗とを併有するこ
とである。他の有利な特徴は、使用する離型剤の粒径に
基づいて、表面の粗さを制御した回転だ円体を製造する
ことができること、 化学的腐食及び応力腐食に対する抵抗、及び公知のほと
んどの物質よりも透過性が低いこと、である。 本発明のセラミック回転だ円体は、これを屋根ふき用粒
状材として使用しようとする場合には、装飾のために着
色剤でコーティングすることができる。また、繊維ある
いは薄片のような、球以外の形状のものを上記と同様な
組成で製造することができる。 本発明による上記のセラミック回転だ円体は、種々の最
終用途に対して種々の方法で継ぎ合わせることができる
。これらを、エポキシ樹脂のような有門質物質で継ぎ合
わせて、濾過材または板を作ることができる。これらを
、ケイ酸ナトリウム、石こう、またはセメントのような
無機質物質で継ぎ合わせて、排気消音器、壁張り用材、
屋根かわら、または他の建設材料を作ることができる。 ポルトランド　セメントのような高濃度のアルカリ性環
境に対する抵抗性の問題は、外側殻に高濃度の離型剤を
使用して保護を与えることによって解決することができ
る。セラミック回転だ円体を、有橢または無磯の物質の
組み合わせによって継ぎ合わせて、鋼鉄はり用耐火コー
テイング材、及び煙突用コーテイング材のような製品を
作ることができる。 簡易滑走路装置、または吸収装賃（例えば塔）、セラミ
ック回転だ円体を使用することのできる、もう一つの分
野を示している。 もう一つの将来性のある適用範囲は触媒支持体である。 この適用では、セラミック回転だ円体の表面積は、酸浸
出し、次に浸出した表面に白金のような触媒を含浸する
ことによって増大させることができる。 本発明の他の実施態様は、当業界の熟達者にとっては、
本明細書に開示した本発明のこの詳細な説明、あるいは
実施例の考察から明白になるであろう。当業界の熟達者
は、本明細書に記載した原理に対する種々の省略、変更
及び変化を、前記特許請求の範囲に示しである本発明の
真のビ囲及び理念から逸脱することなく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

あり、

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）（ｉ）（ａ）鉱物微粒子約５０重量部から
   ９９．８重量部まで、炭化ケイ素約０．１重量部から５
   ０重量部まで、及び結合剤約０．１重量部から１５重量
   部まで、 から成る原料で製造し、 （ｉｉ）鉱物微粒子は、約１１００℃よりも高い温度で
   焼成すれば、１ｃｍ＾３当たり約２．９ｇよりも小さい
   焼成密度になり、かつ化学的に結合した水、あるいは硫
   黄を含有する少なくとも一種類の鉱物を、実質的に水溶
   性でない形態で、鉱物微粒子の全量中に、水を０．５重
   量％から５．０重量％まで、あるいは硫黄を０．０４重
   量％から２．０重量％まで生成するのに十分な量で、含
   有する鉱物混合物から成り、 （ｉｉｉ）結合剤は、原料を回転だ円体に転化した後で
   あるが焼成の前に互いに密着させることが特徴であり、 （ｉｖ）複数の密閉された空気細胞がある、コア、及び （Ｂ）コアを取り巻いている、酸化アルミニウム及び酸
   化マグネシウムから選定する金属酸化物から成る外側殻
   、 があり、焼成密度が１ｃｍ＾３当たり約２．２ｇよりも
   小さいことを特徴とする焼成セラミック回転だ円体。
2. （２）密度が１ｃｍ＾３当たり約１ｇよりも小さい、特
   許請求の範囲第（１）項に記載のセラミック回転だ円体
   。
3. （３）粒径分布が１８０μｍと８４０μｍとの間にある
   、特許請求の範囲第（１）項に記載のセラミック回転だ
   円体。
4. （４）約３重量部から１５重量部までのアルミナを、要
   素（Ａ）のコア用の原料中に含有する、特許請求の範囲
   第（１）項に記載のセラミック回転だ円体。
5. （５）要素（Ａ）（ｉ）の鉱物粒子は、真珠岩；並びに
   正長石、かすみ石、角せん石及び透輝石の混合物；並び
   に斜長石と、りん灰石、角せん石、黒雲母、黄鉄鉱、真
   珠岩及びひる石から選定する少なくとも一種類の鉱物を
   含有する正長石長石との混合物、から成る群から選定す
   る鉱物から成る、特許請求の範囲第（１）項に記載のセ
   ラミック回転だ円体。
6. （６）結合剤を、ベントナイト、セルロースガム、でん
   ぷん、ポリビニル　アルコール、ポリ酢酸ビニル、及び
   リグノスルホン酸ナトリウムから成る群から選定する、
   特許請求の範囲第（１）項に記載のセラミック回転だ円
   体。
7. （７）下記の工程、 （ａ）約１１００℃よりも高い温度で焼成すれば、焼成
   密度が１ｃｍ＾３当たり、約２．９ｇよりも小さくなり
   、かつ化学的に結合した水、あるいは硫黄を実質的に水
   に不溶性の形態で、鉱物微粒子の全量中に、水を０．５
   重量％から５．０重量％まで、あるいは硫黄を０．０４
   重量％から２．０重量％まで生成するのに十分な量で含
   有する少なくとも一種類の鉱物を包含するセラミック鉱
   物から成る鉱物微粒子５０重量部から９９．８重量部ま
   で、炭化ケイ素０．１重量部から５０重量部まで、及び
   原料を、回転だ円体に転化した後であるが焼成する前に
   、互いに密着させて単一化した団塊にすることを特徴と
   する結合剤０．１重量部から１５重量部まで、 から成る原料を、水の助けを借りて混合し、かつ回転だ
   円体に転化し、 （ｂ）工程（ａ）で生成した湿つた回転だ円体を乾燥し
   、かつ （ｃ）工程（ｂ）で生成した乾燥回転だ円体を、酸化ア
   ルミニウム、酸化マグネシウム及びこれらの前駆体から
   選定する微粒子から成る離型剤と接触させ、十分な高温
   で、十分な長時間焼成して、セラミック回転だ円体上に
   離型剤を含有する殻を生成させる、 ことから成る、セラミック回転だ円体を製造する方法。
8. （８）鉱物微粒子を、真珠岩、並びに正長石、かすみ石
   、角せん石、及び透輝石の混合物、並びに、斜長石と、
   りん灰石、角せん石、黒雲母、黄鉄鉱、真珠岩及びひる
   石から選定する少なくとも一種類の鉱物を含有する正長
   石長石との混合物から成る群から選定する、特許請求の
   範囲第（７）項に記載の方法。
9. （９）結合剤を、ベントナイト、セルロースガム、でん
   ぷん、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル及びリグ
   ノスルホン酸ナトリウムから成る群から選定する、特許
   請求の範囲第（７）項に記載の方法。
10. （１０）焼成温度は１１００℃よりも高い、特許請求の
    範囲第（７）項に記載の方法。