JPS6410456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は軽量骨材製造方法の改良法に関する。 更に詳しくは、超軽量の骨材を製造する方法に
関するものである。 従来、頁岩を原料とする軽量骨材の製造方法と
しては、頁岩塊を粉砕して100メツシユオールパ
ス程度に粉砕したのち、これに水を加えて調湿後
造粒、乾燥、焼成する方法が実用されている。 しかしながら、この方法で得られた焼成ペレツ
トは、骨材として充分な圧壊強度（直径７mmで50
Kg以上）と耐吸水率（吸水率５〜７重量％）は得
られるが、見掛比重が1.25程度と比較的重いとい
う問題があつた。 近年建築材の軽量化と断熱性能の強化が要望さ
れており、又耐火性で強度がある比重の小さい骨
材の提供が待たれているのが現状である。 そこで上記の見掛比重（以下単に比重と略称す
る）を効率よく大幅に低下させたとする新規な軽
量骨材の製造方法（特開昭50−98923号公報）が
提案されている。 この方法は、頁岩又は石泥100部に対しパルプ
スラツジ10〜30部を添加混合して粒状化し、これ
を800〜1150℃にて焼成することにより、比重約
0.7の骨材を得たとするものである。 しかし、上記の方法で使用する添加剤は、製紙
工場で発生する水分含有率85重量％程度のパルプ
ヘドロ（特開昭50−105718号公報、実施例１参
照）を大型ドライヤーで膨大な水分を蒸発させ、
水分含有率10重量％程度まで乾燥して使用しなけ
ればならず、非実用的なコスト高となるだけでな
く、増量材としても全く寄与しない等の欠点があ
つた。 本発明の目的は、上記の欠点を解消し、得られ
る焼成物の比重を、更に小ならしめうる骨材の製
造方法を提供することにある。 この目的を達成するため、本願発明者等は種々
検討の結果、微粉状の頁岩に適当量の酸化第二鉄
と、炭化硅素もしくはポリビニールアルコール
（以下P.V.Aと略す）、カルボキシメチルセルロー
ス（以下C.M.Cと略す）、スチレンブタジエン系
ラテツクス（以下S.B.Rラテツクスと略す）のう
ち一つ以上を微粒子又は液状として添加、混合、
造粒後適切な温度及び雰囲気で焼成すると焼成物
の比重を著るしく小さくできることを見出し別途
に夫々出願した。 上記の方法は、原料である頁岩の粒度を平均で
15μm以下とし、これに平均粒度10μm以下の無機
質発泡剤又は有機質発泡剤を頁岩に対し内割りで
夫々0.1〜2.5重量％、２重量％以下と、同じく内
割りで２〜10重量％量で10μm以下の酸化第二鉄
とを添加し、以下公知の方法に従つて混合、調湿
後ペレタイザー等で造粒し1050〜1120℃で焼成す
るというものである。 この方法によれば従来法の約２分の１の比重の
軽量な骨材を製造することができる。 本発明の目的は、上記の軽量骨材の比重を更に
小ならしめうる超軽量骨材の製造方法を提供する
ことにある。 この目的を達成するため本願発明者等は、上記
の方法を更に改善するため鋭意研究の結果、原料
及び添加剤を夫々別途に予め微粉末としたものを
用いこれを配合する従来方法の代りに、頁岩をあ
る程度まで粉砕した粉末と各添加剤とを同時粉砕
し、得られた微粉末を調湿、造粒、焼成すること
によつて大幅に軽量化された骨材を得る方法に到
達したものである。 即ち本発明の方法は、まず頁岩を粉砕して60メ
ツシユ以下としたのち、該頁岩に対し、内割りで
２〜10重量％の20μm以下好ましくは10μm以下の
粒度の酸化鉄、好ましくは酸化第二鉄と、内割り
で0.1〜2.5重量％の同粒度の炭化硅素、又は内割
りで２重量％以下好ましくは0.1〜1.0重量％のリ
グニン、P.V.A、C.M.C、S.B.Rラテツクスのう
ち一つ以上とを夫々添加したのち、例えばチユー
ブミルを用いて15μm以下好ましくは10μm以下に
微粉砕しつゝ混合する。 次に、この混合物は以下公知の方法により、水
を加えて調湿したのち、例えばパン型ペレタイザ
ーで所望の粒径となるように造粒し、次いで充分
な乾燥を行なつたのち、焼成帯温度を好ましくは
1050〜1120℃、より好ましくは1100〜1115℃、同
酸素濃度８〜10容量％、原料のグリーンペレツト
装入口の温度630℃程度、同酸素濃度12〜13容量
％で焼成帯の滞留時間20〜30分程度で焼成すると
いうものである。 本発明法において、添加剤として使用するスチ
レンブタジエン系ラテツクス（S.B.Rラテツク
ス）としては、特定するものではないが、商品名
LX531B（日本ゼオン製）、クロスレン（武田薬品
工業製）、小野田SXB（日本ユニロン社製）、J.S.
R0670（日本合成ゴム製）等が好ましい。 本発明の方法において、頁岩をまず粗粉砕して
から添加剤を添加し、更に微粉砕するのは、微粉
砕する機器にもよるが、あまり粗い状態で例えば
チユーブミルに装入しても効率が悪く、却つて微
粉砕に長時間を要するためである。 頁岩を60メツシユ以下としたのち、平均粒径
20μm以下好ましくは10μm以下の酸化鉄、及び平
均粒径20μm以下の炭化硅素を内割りで夫々２〜
10重量％、0.1〜2.5重量％、又は同上同量の酸化
鉄と、リグニン、P.V.A、C.M.C、S.B.Rラテツ
クスのうち一つ以上を２重量％以下好ましくは
0.1〜１重量％を夫々添加する理由は、これ以下
の添加量では焼成帯の比重を低減させる効果が顕
著でなく、これ以上の量を添加しても上記の効果
は特に向上しないからである。 頁岩に添加剤の適量を添加ののち平均粒度
15μm以下好ましくは平均粒度10μm以下に微粉砕
するのは、ペレツトを焼成する際の反応性を良く
するためである。 本発明法による頁岩と添加剤の混合粉砕は、粉
砕機器により必ずしも一定ではないが、通常のミ
ルの場合30分ないし１時間で充分である。 但しこの粉砕の度合は、比重の軽い焼成体を得
る上で重要であり、細粒とするほど安定した低比
重の焼成体が得られるので、微粉の粒度を測定し
つゝ粉砕条件を設定する必要がある。上記の粒度
より粗いものを使用すると、他の諸条件を如何に
工夫しても本発明の目的は達せられない。 本発明法により得られる焼成体は、骨材として
の圧壊強度、耐吸水率等に悪影響を及ぼすことな
く、比重0.4台のものが確実に得られるので、断
熱材、耐火材ないしは、その増量材として好適な
ものということができる。 尚焼成体の比重を軽くする手段として、ペレツ
ト焼成帯の温度を、より高くするということも考
えられるが、本発明法で好適範囲とする1120℃を
超えると（酸素雰囲気によりこの温度は変動す
る）ペレツト表面まで溶融し、ロータリーキルン
中での焼成時にペレツト同志が融着するという現
象を示すので好ましくない。従つて高温ゾーンで
の滞留時間は20〜30分程度、好ましくはそれ以下
の時間とするのが好ましい。 本発明法により得られる焼成ペレツトの大きさ
は特に制約されないが、通常直径５〜20mmで、比
重が同じならば直径が大きいほど圧壊強度は大き
く、逆に吸水率は減少するが、平均粒径約７mmの
ほぼ球状のもので圧壊強度は約20Kg、吸水率は２
〜５重量％である。 以下実施例について説明する。 実施例 １ 塊状の頁岩を、シングルトグルクラツシヤーで
粗砕したのちロータリーキルンタイプのドライヤ
ーで乾燥し、次いでインペラブレーカーにかけて
二次破砕し60メツシユ以下の粒度とした。 次に該頁岩粉末に粒径15μm以下、内割りで試
薬１級の３重量％の酸化第二鉄、及び粒径15μm
以下の所定量の炭化硅素を添加しつゝ、これをチ
ユーブミル（大塚鉄工製、直径2.5ｍ、長さ5.6
ｍ、ボールサイズ50〜75mm、回転数20rpm）に装
入し、該ミル滞留時間を30分に調整して混合粉砕
し70Kgの微粉末試料を採取した。 得られた微粉末試料の平均粒径は8.5μm（光透
過式粒度計）であつた。 該微粉末は、以下通常の手順により調湿、パン
型ペレタイザーで平均粒径約５mmとなるようにし
て造粒した。該グリーンペレツトは乾燥器で充分
な乾燥を行なつたのち、内径500mm、長さ4000mm、
傾斜度4.5％、回転数3rpm、加熱源はプロパンバ
ーナーのテストキルンで焼成帯温度1050〜1115
℃、同酸素濃度８〜９容量％、グリーンペレツト
装入口温度635℃、同酸素濃度12〜13容量％に保
持し、該ペレツトの焼成帯滞留時間を15分となる
ようにし、１分間に300ｇ給鉱して各30分間該ペ
レツトの焼成を行なつた。焼成後のペレツトは放
冷したのち平均粒径を測定、その他の物性につい
てはJISA1135に従つて測定した。 尚圧壊強度は圧縮試験機によつて圧壊された時
の荷重値を試料100個について求め、その平均値
で示した。原料頁岩の組成は第１表のものを使用
した。その結果を第２表に示す。

【表】

【表】 第２表より明らかなように比較的焼成温度の低
い実験No.３と炭化硅素添加量の少ない実験No.１以
外は何れも約0.6以下0.4台の比重を示し物性にお
いても満足すべきものであつた。 実施例 ２ 添加剤として有機発泡剤の所定量とヘマタイト
（Fe₂O₃、10μm以下）の所定量、何れも内割り重
量％を添加して、以下実施例１と同様にして混合
粉砕、造粒、焼成を行なつた。 その結果を第３表に示す。

【表】 第３表を見て判るように、酸化第二鉄添加量の
少ない実験No.８及び焼成温度の低い実験No.９は比
較的比重が高いが、その他は0.4台の超低比重で
且つ物性も充分な程度のものが得られた。 実施例 ３ グリーンペレツトの粒径を約７mmとしペレツト
焼成物の冷却を110℃(A)、200℃(B)までロータリー
キルン中で徐冷したのち、室内に取り出し、水の
スプレーで急冷した以外は実施例１と同様にして
ペレツトの焼成体を得た。 その結果を第４表に示す。

【表】 第４表の結果は、第２表と比較して吸水率は大
きくなつたが、圧壊強度は充分に大きく満足すべ
きものであつた。 本発明法は原料は頁岩のみで説明したが、その
他、これに類する例えばパーライト、石泥、シラ
ス等にそのまゝ応用することが可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 60メツシユ以下の頁岩に、平均粒度20μm以
   下の酸化鉄及び炭化硅素を夫々内割りで２〜10重
   量％、0.1〜2.5重量％、又は平均粒度20μm以下の
   酸化鉄及びリグニン、ポリビニールアルコール、
   カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエ
   ン系ラテツクスのうち一つ以上とを夫々内割りで
   ２〜10重量％、２重量％以下添加したのち、平均
   粒度15μm以下に微粉砕して調湿、造粒、焼成す
   ることを特徴とする軽量骨材の製造方法。