ゼオライトパウダー顔料及びゼオライトパウダー顔料入りコンクリート
【課題】従来、コンクリート構築物に顔料を混合する方法がある。この顔料の混合は、コンクリート構築物の照り返しの抑制・航海の安全、観光地の景観保護、町並み保存に優位性があり、近時、注目されている。しかし、コンクリートに顔料を混合する構造は、手間がかかり、ブリーディング量及びブリーディング率の減少効果が見られず、ハンドリング特性が低下する。また、顔料を直接、コンクリートに添加する故、顔料の使用量の増加と、コストの高騰問題がある。これらの改良が望まれている。
【構成】本発明は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトでなるゼオライトパウダー（人工ゼオライトパウダー）を生成し、顔料に無機顔料を選択し、無機顔料に、人工ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造した人工ゼオライトパウダー顔料である。
【構成】本発明は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトでなるゼオライトパウダー（人工ゼオライトパウダー）を生成し、顔料に無機顔料を選択し、無機顔料に、人工ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造した人工ゼオライトパウダー顔料である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼオライトパウダー（ゼオライト粒子）の有効利用を図ること、並びに顔料の使用量を少なくしてコストの低廉化を図ること、さらに無機顔料の特性を発揮できること、等を意図したゼオライトパウダー顔料に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、フライアッシュ（石炭灰）を、他廃材（産業廃棄物）と同様に、資源として利用するために、このフライアッシュを加工し、ポーラスな人工ゼオライト造粒物を製造する。そして、人工ゼオライト造粒物のポーラス化を介して、例えば、水質浄化材・悪臭防止材、又は土壌改良材としての利用、またコンクリート用の骨材等への利用等が知られている。しかし、この人工ゼオライト造粒物としての利用範囲では、限界があり、更なる利用分野の拡充が要望されている。
【０００３】
また、市場には、コンクリートと顔料との組合せで構成される材料、即ち、顔料混合コンクリートを使用し、コンクリート構築物を構築する手法がある。この顔料混合コンクリートで構築された、コンクリート構築物は、照り返しの抑制になり、観光地の景観保護、町並み保存等が図れること等の優位性があり、また、護岸の照り返しの低減化及び／又は防止により、海側からの景観保護、又は航海の安全等が図れること等の優位性があり、近時、注目されている。しかし、この従来の顔料混合コンクリートでは、［あ］ 手間がかかること、［い］ ブリーディング量及びブリーディング率の低下（ブリーディング減少効果）が期待できないこと、［う］ ハンドリング特性が低下し、このハンドリング特性の低下は、顔料混合コンクリートのミキサー、タンク、バケット、バケツ、スコップ等の作業道具、型枠に付着、かつその剥離残渣が在留することから、その剥離性の低下と、汚染の発生、又は後処理の問題の発生や、また作業の困難性が考えられること、［え］ 顔料を直接、コンクリートに添加することで、顔料の使用量の増加と、コストの高騰が考えられること、等の問題がある。
【０００４】
このような状況に鑑み、本発明は、人工ゼオライト造粒物（ゼオライトパウダー）の利用範囲の拡充を図りつつ、コンクリートに顔料を混合することで発生する弊害を解消し、かつコンクリート及び／又は顔料の物性の向上と、また、顔料の水分を、ゼオライトパウダーの保水性を利用し、このゼオライトパウダー内に閉じ込め、このゼオライトパウダーのさらさら感を保持すること、そして、ブリーディング量及びブリーディング率の低下を図り、かつ、ハンドリング特性の低下回避を図りつつ、作業の容易化、迅速化等を図ることを意図する。
【０００５】
以上の目的を達成するために、最適で、かつ業界が注目する先行文献を基にして、コンクリート構築物に顔料を混合する構造の一例を、以下、文献（１）〜文献（５）に基づいて、説明する。
【０００６】
文献（１）は、特開２００３−９６９３３号の「内装用板材」である。この発明は、適宜素材からなる基板の一側面に平均粒径３０μｍ以下、比表面積が７０ｍ２／ｇ以上で、かつ塩基置換容量（ｍｅｑ／１００ｇ）が２００ｍｇ以上であって、しかも吸水率が５０％以上の人工ゼオライト粉体と、この人工ゼオライト粉体に、粘土、若しくはセメントからなる固着材と、セルロース誘導体からなる接着剤を、所定割合で配合し、これに適宜割合の水を介して、分散混練した塗着混練材であり、この塗着混練材を、適宜厚さの塗着層として塗着形成してなる内装用板材の構造であり、建物の天井、壁面に、容易に張設施工でき、かつ揮散有機化合物や、環境ホルモン物質、臭気ガス等の吸着分解消去と調湿を介して、建物の安全と、快適、かつ衛生的建物空間を創出し得る内装用板材を提供する。
【０００７】
文献（２）は、実用新案登録第３１２２３６８号の「モルタル層を有すコンクリート構造物」である。この考案は、コンクリートブロックの表面にモルタル材を設ける構造であり、このモルタル材は、セメントが１、砂が２〜３、モルタル用接着材を混入した水が０．５〜２、ゼオライト等の吸着材が０〜０．５の割合とし、この基本成分の他に顔料を０〜１、植物活性材を０〜２、空気連行剤を１〜２の割合で撹拌混練して形成した混合物である。そして、このモルタル材は、型枠の内面に塗布又は吹付け、この型枠に流し込んだ生コンクリートの一面に転写する構造であり、これによって、表面に気泡が原因となる凹部を発生することなく、またブロック表面に苔や藻類の繁殖を可能とするコンクリートブロックを提供する。
【０００８】
また文献（３）は、特開２００２−９８の「浮遊式の草花栽培容器体、およびその草花栽培容器体を用いた浮遊式の花壇」である。この発明は、植木鉢、プランター等の草花栽培容器体において、土が充填される容器本体が、ゼオライトが混合されたポーラスコンクリートであり、このポーラスコンクリートに顔料を混合することも可能であるとし、またゼオライトが、水中の窒素やリン等の肥料分を吸着して、その肥料分を草花に供給する構造であり、水上で使用することができる、浮遊式の草花栽培容器体を提供する。
【０００９】
さらに文献（４）は、特開平７−３３４９４号の「カラーコンクリートおよびその製造方法」である。この発明は、ＦＲＰを粉砕した粉体の表面に、顔料でコーティングして表面改質を施した着色骨材とし、この着色骨材の一部を、コンクリートに混練し、カラーコンクリートを製造するものであり、顔料の粒子が大きくなって内部に水が流通しにくくなることによるエフロレッセンスによる退色、或いはぼやけが抑えられ、またＦＲＰ粉体の体積分だけ顔料が見かけ上増加したことで、混練物の中で特に高価である顔料の混入量を節約できる特徴を有する。
【００１０】
また文献（５）は、特開２００６−２４８８８７の「セメント組成物」である。この発明は、グラウト材等に使用するためのセメント系材料を主体としたセメント組成物であって、セメント組成物の全重量に対して０．１〜０．５重量％のベントナイトと、０．０４〜０．１５重量％のベントナイトの膨潤性を高める炭酸ナトリウム等の添加剤と、高性能減水剤を含む。必要に応じ、さらに６重量％以内の膨張材を加える。また、加圧ブリーディング水の発生を極力抑えるためには、セルロース系の増粘剤を０．０５〜０．３重量％程度加える構造とし、ブリーディングの発生もなく、強度発現も良好で、低注入圧で注入できる作業性に優れたセメント組成物を提供できる特徴を有する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−９６９３３
【特許文献２】実用新案登録第３１２２３６８号
【特許文献３】特開２００２−９８
【特許文献４】特開平７−３３４９４号
【特許文献５】特開２００６−２４８８８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記文献（１）は、人工ゼオライト粉体に、固着材と、セルロース誘導体からなる接着剤を配合し、これに水を分散混練して、塗着混練材を生成し、この塗着混練材を、適宜厚さの塗着層として塗着形成してなる内装用板材の構造である。しかし、ゼオライトパウダーと顔料の特性を、相乗的に達成し、もって、前述したコンクリート及び／又は顔料の物性の向上と、作業の容易化等を図ることを意図する構造でない。従って、例えば、本発明が意図するブリーディング減少効果（浮上水分及び／又は鉄筋・骨材の減少化）・ハンドリング効果は、期待できない。またこの文献（１）は、顔料を採用する構造でない。
【００１３】
前記文献（２）〜文献（４）は、モルタル材、又はポーラスコンクリート等のコンクリート原料に、顔料を混合する構造であり、照り返しの低減化、またコンクリート構築物による照り返し防止等の要望に応え得る一面を備えている。しかし、文献（１）と同様に、コンクリート及び／又は顔料の物性の向上と、作業の容易化等を図ることを意図する構造でない。従って、例えば、本発明が意図するブリーディング減少効果・ハンドリング効果は、期待できない。また、この文献（２）〜文献（４）は、顔料の特性の一面である非光輝顔料を採用せず、照り返しの低減化、景観維持には、やはり問題を残している。尚、文献（４）は、ＦＲＰ粉体の表面に、顔料をコーティングする構造であり、フライアッシュの使用を意図しないので、廃棄物の有効利用の面で、改良の余地が考えられる。
【００１４】
また、前記文献（５）は、セメントに、ブリーディング抑制用の素材、又は減水材、混和剤等を所定量添加する構造である。従って、単に、ブリーディングの抑制を意図した発明であり、顔料と、フライアッシュの具備する特性を利用していない問題と、またフライアッシュの使用を意図しないので、廃棄物の有効利用の面で、改良の余地が考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成されるゼオライトパウダーを製造し、このゼオライトパウダーの特性であるポーラス化（微細孔）を利用し、顔料を、このゼオライトパウダーに、層状に添着する（まぶす）こと、及びこの微細孔内への添着（ポーラスの内外面に進入する）を図ることを利用し、顔料の水分を、ゼオライトパウダーの保水性を利用し、このゼオライトパウダー内に閉じ込めること、またゼオライトパウダーのさらさら感を保持すること等を意図する。
【００１６】
また、請求項１の発明は、前述したゼオライトパウダーを、コンクリートに混合した際に、ブリーディング量とブリーディング率の減少化（浮上水分及び／又は鉄筋・骨材の減少化）を達成し（ブリーディング減少効果とする）、このブリーディング減少効果、即ち、［１］ 柔らかいコンクリートにも対応可能とすること、［２］ 鉄筋下面の空間におけるコンクリートと鉄筋の連繋を図ること、［３］ ハンドリング特性を介して、ゼオライトパウダー顔料のタンク、バケット、バケツ、スコップ等の作業道具、型枠に対する剥離性の向上と、汚染の解消を図ること、［４］ 作業の容易化、並びに迅速化を図ること、等を意図する。そして、請求項１の発明は、ゼオライトパウダーの、純粋のパウダーとしての取扱いと、混合性能の確保等を図ること、［５］ 少ない単位水量においても、コンクリートとしての機能及び／又は取扱いが可能となり、重宝することと、耐久性の向上に寄与できること、等を意図する。
【００１７】
尚、請求項１の発明は、コンクリートに、ゼオライトパウダー顔料を混合した構造とすることで、在来のコンクリートと略同じ作業及び取扱いを可能とすること、また、このゼオライトパウダーの採用を介して、石炭灰という廃材（産業廃棄物）の利用分野の拡充と、その利用量の増大を図ること、等を意図する。
【００１８】
請求項１は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトを加工し、ゼオライトパウダーを生成し、
顔料に無機顔料を選択し、
このゼオライトパウダーに、前記無機顔料を、添加及び／又は撹拌混合処理を介して、製造されたゼオライトパウダー顔料である。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の目的を達成すること、また顔料に対し、ゼオライトパウダーの最適な添加量を提供することを意図する。
【００２０】
請求項２は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料に、ゼオライトパウダー３０重量％〜７０重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料である。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１の目的を達成すること、またセメントに対して、ゼオライトパウダー顔料の最適な添加量を提供することを意図する。
【００２２】
請求項３は、セメントの単位重量に対して、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料１〜８重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料入りコンクリートである。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１の目的を達成すること、また顔料の色目は、灰色、黒色等の非光輝顔料とし、最適なコンクリート構造物を構築することを意図する。
【００２４】
請求項４は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、灰色、黒色の非光輝顔料とし、この非光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１の目的を達成すること、また顔料の色目は、緑色、茶色等の光輝顔料とし、最適な優しい顔料（景観にマッチした色目、例えば、山野の橋には、緑色、また町並みでは、茶色の如く）でなるコンクリート構造物を構築することを意図する。
【００２６】
請求項５は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、緑色、茶色の目に優しい光輝顔料とし、この光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトを加工し、ゼオライトパウダーを生成し、
顔料に無機顔料を選択し、
ゼオライトパウダーに、無機顔料を、添加及び／又は撹拌混合処理を介して、製造されたゼオライトパウダー顔料である。
【００２８】
従って、請求項１は、下記の特徴が達成できる。
【００２９】
［イ］ 石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成されるゼオライトパウダーを製造し、このゼオライトパウダーの特性であるポーラス形状（微細孔）を利用し、顔料を、このゼオライトパウダーに、層状に添着できる（まぶし得る）こと、及びこの微細孔内への添着（ポーラスの内外面に進入する）が図れることを利用し、顔料の水分を、ゼオライトパウダーの保水性を利用し、このゼオライトパウダー内に閉じ込め得ること、またゼオライトパウダーのさらさら感を保持できること等である。
【００３０】
［ロ］ 前述したゼオライトパウダーを、コンクリートに混合した際に、ブリーディング量とブリーディング率の減少化（浮上水分及び／又は鉄筋・骨材の減少化）を達成し（ブリーディング減少効果とする）、このブリーディング減少効果、即ち、［１］ 柔らかいコンクリートにも対応可能となること、［２］ 鉄筋下面の空間におけるコンクリートと鉄筋の連繋が図れること、［３］ ハンドリング特性を介して、ゼオライトパウダー顔料のタンク、バケット、バケツ、スコップ等の作業道具、型枠に対する剥離性の向上と、汚染の解消が図れること、［４］ 作業の容易化、並びに迅速化が図れること、等にある。そして、請求項１は、ゼオライトパウダーの、純粋のパウダーとしての取扱いと、混合性能の確保等が図れること、［５］ 少ない単位水量においても、コンクリートとしての機能及び／又は取扱いが可能となり、重宝できることと、耐久性の向上が図れること、にある。
【００３１】
［ハ］ コンクリートに、ゼオライトパウダー顔料を混合した構造とすることで、在来のコンクリートと略同じ作業及び取扱いが可能となること、また、このゼオライトパウダーの採用を介して、石炭灰という廃材（産業廃棄物）の利用分野の拡充と、その利用量の増大が図れること、等にある。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
顔料に、ゼオライトパウダー３０重量％〜７０重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料である。
【００３３】
従って、請求項２は、請求項１の目的を達成できること、また顔料に対し、ゼオライトパウダーの最適な添加量を提供できること等の特徴を有する。
【００３４】
請求項３の発明は、セメントの単位重量に対して、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料１〜８重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料入りコンクリートである。
【００３５】
従って、請求項３は、請求項１の目的を達成できること、またセメントに対して、ゼオライトパウダー顔料の最適な添加量を提供できること等の特徴を有する。
【００３６】
請求項４の発明は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
顔料の色目は、灰色、黒色の非光輝顔料とし、非光輝顔料に、ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【００３７】
従って、請求項４は、請求項１の目的を達成できること、また顔料の色目は、灰色、黒色等の非光輝顔料とし、最適なコンクリート構造物を構築できること等の特徴を有する。
【００３８】
請求項５の発明は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
顔料の色目は、緑色、茶色の目に優しい光輝顔料とし、光輝顔料に、ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【００３９】
従って、請求項５は、請求項１の目的を達成できること、また顔料の色目は、緑色、茶色等の光輝顔料とし、最適な優しい顔料（景観にマッチした色目、例えば、山野の橋には、緑色、また町並みでは、茶色の如く）でなるコンクリート構造物を構築できること等の特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の一例を説明する。
【００４１】
図面の説明をすると、図１は、人工ゼオライトパウダーを製造する過程を示した模式図、図２は、人工ゼオライトパウダー顔料（顔料で、前記人工ゼオライトパウダーを包み込んだ微粒子素材であり、顔料で被覆した人工ゼオライトパウダー）の拡大正面図、図３は、図２の要部をさらに拡大し、顔料の酸化第二鉄が、人工ゼオライトパウダーに添着（吸着）された状態を示した断面図、図４はブリーディング現象を説明する概念図、
図５−１は、従来のコンクリートの供試体、図５−２は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、灰色の顔料を使用した供試体、図５−３は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、黒色の顔料を使用した供試体、図６は、非光輝顔料による黒色の人工ゼオライトパウダー顔料を使用した護岸の景観図である。
【００４２】
最初に、人工ゼオライト（原料）と、人工ゼオライトパウダーの生成を説明すると、本発明の人工ゼオライトは、例えば、石炭灰、製紙スラッジ焼却灰、アルミドロス残灰、スラグ、鋳物廃砂、ＲＤＦ焼却灰等の廃棄物等の工業用廃材、また火山灰、シラス等の火山灰堆積物等の自然廃材、又は工業製品の副生成物、或いは真珠岩、パーライト鉱石等の鉱物素材の主原料を、アルカリ水熱処理した（石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される）微粒子原料である。そして、この微粒子原料の中でも、石炭火力発電で発生するフライアッシュ、又はボトムアッシュ等の石炭灰においては、その効率的、かつ量的な処理に難渋していることを考慮すると、この石炭灰が好ましい。そして、この石炭灰の中でも、その加工過程（処理の中）で、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性化合物で、水熱処理等を行なうことから、水素イオン濃度を中性域に調整して得たものが、最も好ましい。
【００４３】
尚、天然ゼオライト、合成ゼオライト等は、多少の問題であるが、前述した、構造及び／又は機能の特徴を発揮できることと、使用の仕方では、前記問題を解決するには、充分であることに鑑み、採用可能であることから、本発明に含める。その問題とは、例えば、この天然ゼオライトは、価格的に安値であるが、品質が安定しないことにある。また、合成ゼオライトは、品質は安定しているものの価格的には高価であることにある。
【００４４】
そして、本発明が、最も好ましく、かつ産業界に貢献できる材料の一つとして、前述した人工ゼオライトを使用する。その理由を詳細に説明すると、この人工ゼオライトは、廃棄物、又は工業製品の副生成物を主原料として使用しているために、比較的安価に製造でき、かつ品質的にも、安定していること等が挙げられる。そして、この石炭灰の主な成分は、ケイ素及びアルミニウムであり、その配合比及び／又は成分は多少違うが、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）として、それぞれ、４０〜６５％、及び２５〜４０％ぐらい含まれている。その他成分としては、酸化鉄、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が混入されている（化学的には、不純物を含む非晶質ケイ酸アルミニウム）。
【００４５】
本発明に用いる人工ゼオライトパウダーの製造方法としては、図１に示す如く、フライアッシュＡを、処理して生成された水素イオン濃度を調整した人工ゼオライトを、原料タンク１に投入し、この原料タンク１内の人工ゼオライトを、煮沸撹拌槽２に投入するとともに、薬液槽３より苛性ソーダＢを投入、混合し、煮沸かつ撹拌する。そして、焼成機４（焼結機）に導かれるが、この焼成機４は、例えば、オートクレーブ、ロータリーキルン、焼成炉等の焼成機とする。この焼成を、連続する場合には、ロータリーキルンが望ましい。この焼成機４で生成された人工ゼオライトパウダー素材Ｃは、必要により、冷却（自然冷却）、又は脱液５、水洗６、並びに脱水７、熱風乾燥８（自然乾燥も可）等の処理がされ、人工ゼオライトパウダーＤとなる。この乾燥処理は、２００℃以下で、８０℃〜１８０℃で乾燥することが望ましい。そして、例えば、８０℃以下で乾燥すると、乾燥に時間がかかり経済性を損ねてしまい、また１８０℃以上で乾燥すると、人工ゼオライトパウダー素材Ｃの結晶水が蒸発し、その性状が変化し、好ましくないことが理由である。尚、この脱液５及び水洗６で脱液された薬液は、前述の薬液槽３へ回収され、前記苛性ソーダＢとして再利用する構成である。
【００４６】
本発明の一例として、無機顔料Ｅ（非光輝顔料及び／又は吸湿性顔料）に、前記人工ゼオライトパウダーＤ５０重量％を添加し、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥが製造できる。この顔料Ｅに人工ゼオライトパウダーＤを混合する場合には、充分な時間・混練を図り、後述する図３に示した状態とし、顔料Ｅ及び／又は人工ゼオライトパウダーＤの機能の発揮と、顔料の剥離防止等を図る。
【００４７】
人工ゼオライトパウダーＤの特性であるポーラス形状（微細孔）を利用し、顔料Ｅを、この人工ゼオライトパウダーＤに、層状に添着する（まぶす）。図２は、この人工ゼオライトパウダーＤに、顔料Ｅをまぶした状態を示す顕微鏡写真（拡大正面図）である。そして、顔料Ｅが、人工ゼオライトパウダーＤの微細孔内への添着（接着剤を採用せず、顔料Ｅのポーラスの内外面への進入及び／又は添着）が図れる構造、換言すると、顔料Ｅの酸化第二鉄が、人工ゼオライトパウダーＤに添着（吸着）される構造を利用し、この人工ゼオライトパウダーＤの表面に、スケール感覚の、超微細な凹凸部Ｅ１が形成される（図３参照）。この凹凸部Ｅ１が、人工ゼオライトパウダーＤのさらさら感を確保できること、また気泡空間形成に役立つこと等の特徴がある。そして、また、この顔料Ｅの水分を、人工ゼオライトパウダーＤの微細孔内への保水性を利用し、この人工ゼオライトパウダーＤ内に閉じ込めるが、この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥのさらさら感を保持するために、直ちに袋詰めすることで、このさらさら感を、最大限に確保できる特徴がある。
【００４８】
前述の如く、この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥが、さらさら感を有する状態で、セメントの単位重量に対して、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ１〜１５重量％で、望ましくは、１〜８重量％添加し、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを含んだコンクリート（人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートとする）を製造する。この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートを用いて構築したのが、図６で示した、黒色の人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを使用した護岸の景観図であり、その表面に黒くなったのが、顔料Ｅが含まれている箇所であり、この顔料Ｅが含まれているコンクリート面の照り返しは、ほとんど解消されている。また海側からの照り返しもなく、景観が保たれている。図５−２は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを使用した供試体の一例で、灰色の顔料Ｅを使用した供試体、図５−３は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを使用した供試体の一例で、黒色の顔料Ｅを使用した供試体であり、それぞれ照り返しの弊害は、解消されていると考えられる。そして、本発明では、人工ゼオライトパウダーＤに顔料Ｅを被覆することで、この被覆の状況は、図３に示した如く、その全体外周面Ｄ１を被覆し、かつ孔Ｄ２内に至り（流し込み）、この人工ゼオライトパウダーＤを覆い、かつ顔料Ｅの占める表面積を確保することで、顔料の特性を充分発揮でき、また人工ゼオライトパウダーＤを覆うことから、顔料Ｅの使用量の節約化と、コストの低廉化に寄与できる。またこの孔Ｄ２の一部で、人工ゼオライトパウダーＤの表面が残ることから、この人工ゼオライトパウダーＤの特徴である金属・臭気等の吸着機能と、又は陽イオン交換機能を発揮できる。
［実施例１］
本発明の人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートを使用した供試体の材料と、この材料の条件の一例を示すと、下記の図表１となる。その混練時間及び／又は方法は、従来と略同様に考えられる。
【００４９】
以上の供試体を基に、ブリーディング量と、ブリーディング率は、図表２、３に示す如く、この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥの添加率が増大することで、ブリーディング量が減少し、容器、スコップ等の機材への付着が少なくなる（ハンドリングが良好となる）。その結果、コンクリートの取扱いの容易化と、機材の汚れがなくなり、作業上において、多数の特性を備えている。この図表を基に説明すると、まず、基本配合は、コンクリートに人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを添加していない状態を示し、添加量が１．５ｗｔ％の例では、約２割減少し、また添加量が３ｗｔ％の例では、約４割減少したことが判明し、その有効性が理解できる。
【００５０】
【００５１】
また人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートのブリーディングへの影響を検証した処、顔料Ｅを添加したことにより、人工ゼオライトパウダーＤが過剰に水分を吸収することがなく、在来の水量との関係で、極めて好ましい状況であることが判明した。その結果を、図表４に示す。そして、また、このブリーディング率の減少化は、ひび割れの減少化と、コンクリート構造物の耐久性の向上、並びにコンクリート構造物の表面の平坦性と、剥離性の減少化等に有効である。さらに、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、又は減水剤の混和剤に対する配慮は、従来と同様な取扱いで可能であり、殊更、新規の技術や、取扱いを要せず重宝する。
【００５２】
さらに、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートのスランプ及び／又は空気量への影響を検証した処、空気の取り込みも経時的に減少し、在来のコンクリート製品と、ロスの差がなく問題がないことが判明した。その結果を、図表５、図表６に示す。
【００５３】
【００５４】
また、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートの圧縮強度への影響について、経時的に検証したが、在来のコンクリート製品とのロスの差はなく、影響を与えないことがわかった。従って、在来のコンクリートと略同じ取扱いができ、かつ経験が生きてくるので、大変重宝し、また、技術の伝承を図ることができる。尚、この圧縮強度に関する検証の結果を、図表７に示す。
【００５５】
そして、その他の例として、例えば、人工ゼオライト１００重量％に対して、水溶性中性バインダー５〜１５重量％からなる混合物を生成し、この混合物１００重量％に対して、水３０〜５０重量％を配合し、この水を含んだ前記混合物を、造粒機で撹拌混合して人工ゼオライト造粒物素材を生成し、この湿潤した人工ゼオライト造粒物素材を、乾燥し、人工ゼオライト造粒物とし、顔料Ｅに無機顔料を選択し、この無機顔料に、前記人工ゼオライト造粒物を添加し、必要により、撹拌混合して製造した顔料Ｅで被覆した人工ゼオライト造粒物の場合でも、前述の例に準じた特徴と、取扱い等が可能と考えられる。
【００５６】
尚、図４は、ブリーディング現象を説明する概念図であるが、このブリーディングとは、コンクリート打ち込み後において、重い骨材やセメントが沈降し、水や比較的軽い微細な物質が上昇する現象であり、例えば、コンクリート打ち込み後において、表面に水が浮き上がってくる状態であり、［ａ］ 鉄筋や骨材の下面に水隙ができること、［ｂ］ ブリーディング水が浮上した後に水みちができること、また［ｃ］ 鉄筋下面の空隙によりコンクリートと鉄筋の付着を低下させること等の弊害が考えられる。その要因としては、［ｅ］ 細骨材の粗粒率が大きいとブリーディングが大きいこと、［ｆ］ 単位水量が多く軟らかいコンクリートはブリーディングが大きいこと、［ｇ］ コンクリート温度が高いとブリーディングは少なく、低いとブリーディングは多くなること、［ｈ］ 砕石、砕砂コンクリートは、一般的に、ブリーディングが大きいこと、が考えられる。
【００５７】
そして、本発明の顔料Ｅは、前述した非光輝顔料及び／又は吸湿性顔料に限定されず、その他として、例えば、緑色、茶色等の光輝顔料を採用する。この例は、景観にマッチした色目で、かつ人、鳥等に優しい色目であり、例えば、山野の橋・ポールには緑色、また町並みの橋・ポールには茶色のコンクリート構造物を構築する。さらに、赤色や黄色のような、自然に溶け込み、かつその色目の特性が発揮できる色相も採用し、ポール、橋脚、堤防、その他コンクリート構造物等、景観上、又は色相の特性が望まれる箇所への利用が可能である。
【００５８】
また、本発明は、顔料Ｅが、超臨界状態の二酸化炭素を媒介して、樹脂（樹脂粒子）との一体化（溶解性）を利用することで、この人工ゼオライトパウダーＤを、樹脂成形物、樹脂塗料、トナー等の原料に、所定割合で配合できるので、利用分野の拡充が可能となる。その効果は、前述したコンクリートと、このコンクリート構造物と同じと考えられるとともに、例えば、樹脂塗料、トナーでは、高画質化と、高画像化とが図れると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、人工ゼオライトパウダーを製造する過程を示した模式図
【図２】図２は、人工ゼオライトパウダー顔料（顔料で、人工ゼオライトパウダーを包み込んだ微粒子素材：顔料で被覆した人工ゼオライトパウダー）の拡大正面図
【図３】図３は、図２の要部をさらに拡大し、顔料の酸化第二鉄が、人工ゼオライトパウダーに添着（吸着）された状態を示した断面図
【図４】図４は、ブリーディング現象を説明する概念図
【図５−１】図５−１は、従来のコンクリートの供試体
【図５−２】図５−２は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、灰色の顔料を使用した供試体
【図５−３】図５−３は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、黒色の顔料を使用した供試体
【図６】図６は、黒色の人工ゼオライトパウダー顔料を使用した護岸の景観図
【符号の説明】
【００６０】
１ 原料タンク
２ 煮沸撹拌槽
３ 薬液槽
４ 焼成機
５ 脱液
６ 水洗
７ 脱水
８ 熱風乾燥
Ａ フライアッシュ
Ｂ 苛性ソーダ
Ｃ 人工ゼオライトパウダー素材
Ｄ 人工ゼオライトパウダー
Ｄ１ 外周面
Ｄ２ 孔
Ｅ 顔料
ＥＥ 人工ゼオライトパウダー顔料
Ｅ１ 凹凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼオライトパウダー（ゼオライト粒子）の有効利用を図ること、並びに顔料の使用量を少なくしてコストの低廉化を図ること、さらに無機顔料の特性を発揮できること、等を意図したゼオライトパウダー顔料に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、フライアッシュ（石炭灰）を、他廃材（産業廃棄物）と同様に、資源として利用するために、このフライアッシュを加工し、ポーラスな人工ゼオライト造粒物を製造する。そして、人工ゼオライト造粒物のポーラス化を介して、例えば、水質浄化材・悪臭防止材、又は土壌改良材としての利用、またコンクリート用の骨材等への利用等が知られている。しかし、この人工ゼオライト造粒物としての利用範囲では、限界があり、更なる利用分野の拡充が要望されている。
【０００３】
また、市場には、コンクリートと顔料との組合せで構成される材料、即ち、顔料混合コンクリートを使用し、コンクリート構築物を構築する手法がある。この顔料混合コンクリートで構築された、コンクリート構築物は、照り返しの抑制になり、観光地の景観保護、町並み保存等が図れること等の優位性があり、また、護岸の照り返しの低減化及び／又は防止により、海側からの景観保護、又は航海の安全等が図れること等の優位性があり、近時、注目されている。しかし、この従来の顔料混合コンクリートでは、［あ］ 手間がかかること、［い］ ブリーディング量及びブリーディング率の低下（ブリーディング減少効果）が期待できないこと、［う］ ハンドリング特性が低下し、このハンドリング特性の低下は、顔料混合コンクリートのミキサー、タンク、バケット、バケツ、スコップ等の作業道具、型枠に付着、かつその剥離残渣が在留することから、その剥離性の低下と、汚染の発生、又は後処理の問題の発生や、また作業の困難性が考えられること、［え］ 顔料を直接、コンクリートに添加することで、顔料の使用量の増加と、コストの高騰が考えられること、等の問題がある。
【０００４】
このような状況に鑑み、本発明は、人工ゼオライト造粒物（ゼオライトパウダー）の利用範囲の拡充を図りつつ、コンクリートに顔料を混合することで発生する弊害を解消し、かつコンクリート及び／又は顔料の物性の向上と、また、顔料の水分を、ゼオライトパウダーの保水性を利用し、このゼオライトパウダー内に閉じ込め、このゼオライトパウダーのさらさら感を保持すること、そして、ブリーディング量及びブリーディング率の低下を図り、かつ、ハンドリング特性の低下回避を図りつつ、作業の容易化、迅速化等を図ることを意図する。
【０００５】
以上の目的を達成するために、最適で、かつ業界が注目する先行文献を基にして、コンクリート構築物に顔料を混合する構造の一例を、以下、文献（１）〜文献（５）に基づいて、説明する。
【０００６】
文献（１）は、特開２００３−９６９３３号の「内装用板材」である。この発明は、適宜素材からなる基板の一側面に平均粒径３０μｍ以下、比表面積が７０ｍ２／ｇ以上で、かつ塩基置換容量（ｍｅｑ／１００ｇ）が２００ｍｇ以上であって、しかも吸水率が５０％以上の人工ゼオライト粉体と、この人工ゼオライト粉体に、粘土、若しくはセメントからなる固着材と、セルロース誘導体からなる接着剤を、所定割合で配合し、これに適宜割合の水を介して、分散混練した塗着混練材であり、この塗着混練材を、適宜厚さの塗着層として塗着形成してなる内装用板材の構造であり、建物の天井、壁面に、容易に張設施工でき、かつ揮散有機化合物や、環境ホルモン物質、臭気ガス等の吸着分解消去と調湿を介して、建物の安全と、快適、かつ衛生的建物空間を創出し得る内装用板材を提供する。
【０００７】
文献（２）は、実用新案登録第３１２２３６８号の「モルタル層を有すコンクリート構造物」である。この考案は、コンクリートブロックの表面にモルタル材を設ける構造であり、このモルタル材は、セメントが１、砂が２〜３、モルタル用接着材を混入した水が０．５〜２、ゼオライト等の吸着材が０〜０．５の割合とし、この基本成分の他に顔料を０〜１、植物活性材を０〜２、空気連行剤を１〜２の割合で撹拌混練して形成した混合物である。そして、このモルタル材は、型枠の内面に塗布又は吹付け、この型枠に流し込んだ生コンクリートの一面に転写する構造であり、これによって、表面に気泡が原因となる凹部を発生することなく、またブロック表面に苔や藻類の繁殖を可能とするコンクリートブロックを提供する。
【０００８】
また文献（３）は、特開２００２−９８の「浮遊式の草花栽培容器体、およびその草花栽培容器体を用いた浮遊式の花壇」である。この発明は、植木鉢、プランター等の草花栽培容器体において、土が充填される容器本体が、ゼオライトが混合されたポーラスコンクリートであり、このポーラスコンクリートに顔料を混合することも可能であるとし、またゼオライトが、水中の窒素やリン等の肥料分を吸着して、その肥料分を草花に供給する構造であり、水上で使用することができる、浮遊式の草花栽培容器体を提供する。
【０００９】
さらに文献（４）は、特開平７−３３４９４号の「カラーコンクリートおよびその製造方法」である。この発明は、ＦＲＰを粉砕した粉体の表面に、顔料でコーティングして表面改質を施した着色骨材とし、この着色骨材の一部を、コンクリートに混練し、カラーコンクリートを製造するものであり、顔料の粒子が大きくなって内部に水が流通しにくくなることによるエフロレッセンスによる退色、或いはぼやけが抑えられ、またＦＲＰ粉体の体積分だけ顔料が見かけ上増加したことで、混練物の中で特に高価である顔料の混入量を節約できる特徴を有する。
【００１０】
また文献（５）は、特開２００６−２４８８８７の「セメント組成物」である。この発明は、グラウト材等に使用するためのセメント系材料を主体としたセメント組成物であって、セメント組成物の全重量に対して０．１〜０．５重量％のベントナイトと、０．０４〜０．１５重量％のベントナイトの膨潤性を高める炭酸ナトリウム等の添加剤と、高性能減水剤を含む。必要に応じ、さらに６重量％以内の膨張材を加える。また、加圧ブリーディング水の発生を極力抑えるためには、セルロース系の増粘剤を０．０５〜０．３重量％程度加える構造とし、ブリーディングの発生もなく、強度発現も良好で、低注入圧で注入できる作業性に優れたセメント組成物を提供できる特徴を有する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−９６９３３
【特許文献２】実用新案登録第３１２２３６８号
【特許文献３】特開２００２−９８
【特許文献４】特開平７−３３４９４号
【特許文献５】特開２００６−２４８８８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記文献（１）は、人工ゼオライト粉体に、固着材と、セルロース誘導体からなる接着剤を配合し、これに水を分散混練して、塗着混練材を生成し、この塗着混練材を、適宜厚さの塗着層として塗着形成してなる内装用板材の構造である。しかし、ゼオライトパウダーと顔料の特性を、相乗的に達成し、もって、前述したコンクリート及び／又は顔料の物性の向上と、作業の容易化等を図ることを意図する構造でない。従って、例えば、本発明が意図するブリーディング減少効果（浮上水分及び／又は鉄筋・骨材の減少化）・ハンドリング効果は、期待できない。またこの文献（１）は、顔料を採用する構造でない。
【００１３】
前記文献（２）〜文献（４）は、モルタル材、又はポーラスコンクリート等のコンクリート原料に、顔料を混合する構造であり、照り返しの低減化、またコンクリート構築物による照り返し防止等の要望に応え得る一面を備えている。しかし、文献（１）と同様に、コンクリート及び／又は顔料の物性の向上と、作業の容易化等を図ることを意図する構造でない。従って、例えば、本発明が意図するブリーディング減少効果・ハンドリング効果は、期待できない。また、この文献（２）〜文献（４）は、顔料の特性の一面である非光輝顔料を採用せず、照り返しの低減化、景観維持には、やはり問題を残している。尚、文献（４）は、ＦＲＰ粉体の表面に、顔料をコーティングする構造であり、フライアッシュの使用を意図しないので、廃棄物の有効利用の面で、改良の余地が考えられる。
【００１４】
また、前記文献（５）は、セメントに、ブリーディング抑制用の素材、又は減水材、混和剤等を所定量添加する構造である。従って、単に、ブリーディングの抑制を意図した発明であり、顔料と、フライアッシュの具備する特性を利用していない問題と、またフライアッシュの使用を意図しないので、廃棄物の有効利用の面で、改良の余地が考えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１の発明は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成されるゼオライトパウダーを製造し、このゼオライトパウダーの特性であるポーラス化（微細孔）を利用し、顔料を、このゼオライトパウダーに、層状に添着する（まぶす）こと、及びこの微細孔内への添着（ポーラスの内外面に進入する）を図ることを利用し、顔料の水分を、ゼオライトパウダーの保水性を利用し、このゼオライトパウダー内に閉じ込めること、またゼオライトパウダーのさらさら感を保持すること等を意図する。
【００１６】
また、請求項１の発明は、前述したゼオライトパウダーを、コンクリートに混合した際に、ブリーディング量とブリーディング率の減少化（浮上水分及び／又は鉄筋・骨材の減少化）を達成し（ブリーディング減少効果とする）、このブリーディング減少効果、即ち、［１］ 柔らかいコンクリートにも対応可能とすること、［２］ 鉄筋下面の空間におけるコンクリートと鉄筋の連繋を図ること、［３］ ハンドリング特性を介して、ゼオライトパウダー顔料のタンク、バケット、バケツ、スコップ等の作業道具、型枠に対する剥離性の向上と、汚染の解消を図ること、［４］ 作業の容易化、並びに迅速化を図ること、等を意図する。そして、請求項１の発明は、ゼオライトパウダーの、純粋のパウダーとしての取扱いと、混合性能の確保等を図ること、［５］ 少ない単位水量においても、コンクリートとしての機能及び／又は取扱いが可能となり、重宝することと、耐久性の向上に寄与できること、等を意図する。
【００１７】
尚、請求項１の発明は、コンクリートに、ゼオライトパウダー顔料を混合した構造とすることで、在来のコンクリートと略同じ作業及び取扱いを可能とすること、また、このゼオライトパウダーの採用を介して、石炭灰という廃材（産業廃棄物）の利用分野の拡充と、その利用量の増大を図ること、等を意図する。
【００１８】
請求項１は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトを加工し、ゼオライトパウダーを生成し、
顔料に無機顔料を選択し、
このゼオライトパウダーに、前記無機顔料を、添加及び／又は撹拌混合処理を介して、製造されたゼオライトパウダー顔料である。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の目的を達成すること、また顔料に対し、ゼオライトパウダーの最適な添加量を提供することを意図する。
【００２０】
請求項２は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料に、ゼオライトパウダー３０重量％〜７０重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料である。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項１の目的を達成すること、またセメントに対して、ゼオライトパウダー顔料の最適な添加量を提供することを意図する。
【００２２】
請求項３は、セメントの単位重量に対して、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料１〜８重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料入りコンクリートである。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項１の目的を達成すること、また顔料の色目は、灰色、黒色等の非光輝顔料とし、最適なコンクリート構造物を構築することを意図する。
【００２４】
請求項４は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、灰色、黒色の非光輝顔料とし、この非光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【００２５】
請求項５の発明は、請求項１の目的を達成すること、また顔料の色目は、緑色、茶色等の光輝顔料とし、最適な優しい顔料（景観にマッチした色目、例えば、山野の橋には、緑色、また町並みでは、茶色の如く）でなるコンクリート構造物を構築することを意図する。
【００２６】
請求項５は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、緑色、茶色の目に優しい光輝顔料とし、この光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の発明は、石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトを加工し、ゼオライトパウダーを生成し、
顔料に無機顔料を選択し、
ゼオライトパウダーに、無機顔料を、添加及び／又は撹拌混合処理を介して、製造されたゼオライトパウダー顔料である。
【００２８】
従って、請求項１は、下記の特徴が達成できる。
【００２９】
［イ］ 石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成されるゼオライトパウダーを製造し、このゼオライトパウダーの特性であるポーラス形状（微細孔）を利用し、顔料を、このゼオライトパウダーに、層状に添着できる（まぶし得る）こと、及びこの微細孔内への添着（ポーラスの内外面に進入する）が図れることを利用し、顔料の水分を、ゼオライトパウダーの保水性を利用し、このゼオライトパウダー内に閉じ込め得ること、またゼオライトパウダーのさらさら感を保持できること等である。
【００３０】
［ロ］ 前述したゼオライトパウダーを、コンクリートに混合した際に、ブリーディング量とブリーディング率の減少化（浮上水分及び／又は鉄筋・骨材の減少化）を達成し（ブリーディング減少効果とする）、このブリーディング減少効果、即ち、［１］ 柔らかいコンクリートにも対応可能となること、［２］ 鉄筋下面の空間におけるコンクリートと鉄筋の連繋が図れること、［３］ ハンドリング特性を介して、ゼオライトパウダー顔料のタンク、バケット、バケツ、スコップ等の作業道具、型枠に対する剥離性の向上と、汚染の解消が図れること、［４］ 作業の容易化、並びに迅速化が図れること、等にある。そして、請求項１は、ゼオライトパウダーの、純粋のパウダーとしての取扱いと、混合性能の確保等が図れること、［５］ 少ない単位水量においても、コンクリートとしての機能及び／又は取扱いが可能となり、重宝できることと、耐久性の向上が図れること、にある。
【００３１】
［ハ］ コンクリートに、ゼオライトパウダー顔料を混合した構造とすることで、在来のコンクリートと略同じ作業及び取扱いが可能となること、また、このゼオライトパウダーの採用を介して、石炭灰という廃材（産業廃棄物）の利用分野の拡充と、その利用量の増大が図れること、等にある。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
顔料に、ゼオライトパウダー３０重量％〜７０重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料である。
【００３３】
従って、請求項２は、請求項１の目的を達成できること、また顔料に対し、ゼオライトパウダーの最適な添加量を提供できること等の特徴を有する。
【００３４】
請求項３の発明は、セメントの単位重量に対して、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料１〜８重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料入りコンクリートである。
【００３５】
従って、請求項３は、請求項１の目的を達成できること、またセメントに対して、ゼオライトパウダー顔料の最適な添加量を提供できること等の特徴を有する。
【００３６】
請求項４の発明は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
顔料の色目は、灰色、黒色の非光輝顔料とし、非光輝顔料に、ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【００３７】
従って、請求項４は、請求項１の目的を達成できること、また顔料の色目は、灰色、黒色等の非光輝顔料とし、最適なコンクリート構造物を構築できること等の特徴を有する。
【００３８】
請求項５の発明は、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
顔料の色目は、緑色、茶色の目に優しい光輝顔料とし、光輝顔料に、ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料である。
【００３９】
従って、請求項５は、請求項１の目的を達成できること、また顔料の色目は、緑色、茶色等の光輝顔料とし、最適な優しい顔料（景観にマッチした色目、例えば、山野の橋には、緑色、また町並みでは、茶色の如く）でなるコンクリート構造物を構築できること等の特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の一例を説明する。
【００４１】
図面の説明をすると、図１は、人工ゼオライトパウダーを製造する過程を示した模式図、図２は、人工ゼオライトパウダー顔料（顔料で、前記人工ゼオライトパウダーを包み込んだ微粒子素材であり、顔料で被覆した人工ゼオライトパウダー）の拡大正面図、図３は、図２の要部をさらに拡大し、顔料の酸化第二鉄が、人工ゼオライトパウダーに添着（吸着）された状態を示した断面図、図４はブリーディング現象を説明する概念図、
図５−１は、従来のコンクリートの供試体、図５−２は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、灰色の顔料を使用した供試体、図５−３は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、黒色の顔料を使用した供試体、図６は、非光輝顔料による黒色の人工ゼオライトパウダー顔料を使用した護岸の景観図である。
【００４２】
最初に、人工ゼオライト（原料）と、人工ゼオライトパウダーの生成を説明すると、本発明の人工ゼオライトは、例えば、石炭灰、製紙スラッジ焼却灰、アルミドロス残灰、スラグ、鋳物廃砂、ＲＤＦ焼却灰等の廃棄物等の工業用廃材、また火山灰、シラス等の火山灰堆積物等の自然廃材、又は工業製品の副生成物、或いは真珠岩、パーライト鉱石等の鉱物素材の主原料を、アルカリ水熱処理した（石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される）微粒子原料である。そして、この微粒子原料の中でも、石炭火力発電で発生するフライアッシュ、又はボトムアッシュ等の石炭灰においては、その効率的、かつ量的な処理に難渋していることを考慮すると、この石炭灰が好ましい。そして、この石炭灰の中でも、その加工過程（処理の中）で、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ性化合物で、水熱処理等を行なうことから、水素イオン濃度を中性域に調整して得たものが、最も好ましい。
【００４３】
尚、天然ゼオライト、合成ゼオライト等は、多少の問題であるが、前述した、構造及び／又は機能の特徴を発揮できることと、使用の仕方では、前記問題を解決するには、充分であることに鑑み、採用可能であることから、本発明に含める。その問題とは、例えば、この天然ゼオライトは、価格的に安値であるが、品質が安定しないことにある。また、合成ゼオライトは、品質は安定しているものの価格的には高価であることにある。
【００４４】
そして、本発明が、最も好ましく、かつ産業界に貢献できる材料の一つとして、前述した人工ゼオライトを使用する。その理由を詳細に説明すると、この人工ゼオライトは、廃棄物、又は工業製品の副生成物を主原料として使用しているために、比較的安価に製造でき、かつ品質的にも、安定していること等が挙げられる。そして、この石炭灰の主な成分は、ケイ素及びアルミニウムであり、その配合比及び／又は成分は多少違うが、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）として、それぞれ、４０〜６５％、及び２５〜４０％ぐらい含まれている。その他成分としては、酸化鉄、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が混入されている（化学的には、不純物を含む非晶質ケイ酸アルミニウム）。
【００４５】
本発明に用いる人工ゼオライトパウダーの製造方法としては、図１に示す如く、フライアッシュＡを、処理して生成された水素イオン濃度を調整した人工ゼオライトを、原料タンク１に投入し、この原料タンク１内の人工ゼオライトを、煮沸撹拌槽２に投入するとともに、薬液槽３より苛性ソーダＢを投入、混合し、煮沸かつ撹拌する。そして、焼成機４（焼結機）に導かれるが、この焼成機４は、例えば、オートクレーブ、ロータリーキルン、焼成炉等の焼成機とする。この焼成を、連続する場合には、ロータリーキルンが望ましい。この焼成機４で生成された人工ゼオライトパウダー素材Ｃは、必要により、冷却（自然冷却）、又は脱液５、水洗６、並びに脱水７、熱風乾燥８（自然乾燥も可）等の処理がされ、人工ゼオライトパウダーＤとなる。この乾燥処理は、２００℃以下で、８０℃〜１８０℃で乾燥することが望ましい。そして、例えば、８０℃以下で乾燥すると、乾燥に時間がかかり経済性を損ねてしまい、また１８０℃以上で乾燥すると、人工ゼオライトパウダー素材Ｃの結晶水が蒸発し、その性状が変化し、好ましくないことが理由である。尚、この脱液５及び水洗６で脱液された薬液は、前述の薬液槽３へ回収され、前記苛性ソーダＢとして再利用する構成である。
【００４６】
本発明の一例として、無機顔料Ｅ（非光輝顔料及び／又は吸湿性顔料）に、前記人工ゼオライトパウダーＤ５０重量％を添加し、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥが製造できる。この顔料Ｅに人工ゼオライトパウダーＤを混合する場合には、充分な時間・混練を図り、後述する図３に示した状態とし、顔料Ｅ及び／又は人工ゼオライトパウダーＤの機能の発揮と、顔料の剥離防止等を図る。
【００４７】
人工ゼオライトパウダーＤの特性であるポーラス形状（微細孔）を利用し、顔料Ｅを、この人工ゼオライトパウダーＤに、層状に添着する（まぶす）。図２は、この人工ゼオライトパウダーＤに、顔料Ｅをまぶした状態を示す顕微鏡写真（拡大正面図）である。そして、顔料Ｅが、人工ゼオライトパウダーＤの微細孔内への添着（接着剤を採用せず、顔料Ｅのポーラスの内外面への進入及び／又は添着）が図れる構造、換言すると、顔料Ｅの酸化第二鉄が、人工ゼオライトパウダーＤに添着（吸着）される構造を利用し、この人工ゼオライトパウダーＤの表面に、スケール感覚の、超微細な凹凸部Ｅ１が形成される（図３参照）。この凹凸部Ｅ１が、人工ゼオライトパウダーＤのさらさら感を確保できること、また気泡空間形成に役立つこと等の特徴がある。そして、また、この顔料Ｅの水分を、人工ゼオライトパウダーＤの微細孔内への保水性を利用し、この人工ゼオライトパウダーＤ内に閉じ込めるが、この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥのさらさら感を保持するために、直ちに袋詰めすることで、このさらさら感を、最大限に確保できる特徴がある。
【００４８】
前述の如く、この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥが、さらさら感を有する状態で、セメントの単位重量に対して、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ１〜１５重量％で、望ましくは、１〜８重量％添加し、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを含んだコンクリート（人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートとする）を製造する。この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートを用いて構築したのが、図６で示した、黒色の人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを使用した護岸の景観図であり、その表面に黒くなったのが、顔料Ｅが含まれている箇所であり、この顔料Ｅが含まれているコンクリート面の照り返しは、ほとんど解消されている。また海側からの照り返しもなく、景観が保たれている。図５−２は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを使用した供試体の一例で、灰色の顔料Ｅを使用した供試体、図５−３は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを使用した供試体の一例で、黒色の顔料Ｅを使用した供試体であり、それぞれ照り返しの弊害は、解消されていると考えられる。そして、本発明では、人工ゼオライトパウダーＤに顔料Ｅを被覆することで、この被覆の状況は、図３に示した如く、その全体外周面Ｄ１を被覆し、かつ孔Ｄ２内に至り（流し込み）、この人工ゼオライトパウダーＤを覆い、かつ顔料Ｅの占める表面積を確保することで、顔料の特性を充分発揮でき、また人工ゼオライトパウダーＤを覆うことから、顔料Ｅの使用量の節約化と、コストの低廉化に寄与できる。またこの孔Ｄ２の一部で、人工ゼオライトパウダーＤの表面が残ることから、この人工ゼオライトパウダーＤの特徴である金属・臭気等の吸着機能と、又は陽イオン交換機能を発揮できる。
［実施例１］
本発明の人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートを使用した供試体の材料と、この材料の条件の一例を示すと、下記の図表１となる。その混練時間及び／又は方法は、従来と略同様に考えられる。
【００４９】
以上の供試体を基に、ブリーディング量と、ブリーディング率は、図表２、３に示す如く、この人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥの添加率が増大することで、ブリーディング量が減少し、容器、スコップ等の機材への付着が少なくなる（ハンドリングが良好となる）。その結果、コンクリートの取扱いの容易化と、機材の汚れがなくなり、作業上において、多数の特性を備えている。この図表を基に説明すると、まず、基本配合は、コンクリートに人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥを添加していない状態を示し、添加量が１．５ｗｔ％の例では、約２割減少し、また添加量が３ｗｔ％の例では、約４割減少したことが判明し、その有効性が理解できる。
【００５０】
【００５１】
また人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートのブリーディングへの影響を検証した処、顔料Ｅを添加したことにより、人工ゼオライトパウダーＤが過剰に水分を吸収することがなく、在来の水量との関係で、極めて好ましい状況であることが判明した。その結果を、図表４に示す。そして、また、このブリーディング率の減少化は、ひび割れの減少化と、コンクリート構造物の耐久性の向上、並びにコンクリート構造物の表面の平坦性と、剥離性の減少化等に有効である。さらに、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、又は減水剤の混和剤に対する配慮は、従来と同様な取扱いで可能であり、殊更、新規の技術や、取扱いを要せず重宝する。
【００５２】
さらに、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートのスランプ及び／又は空気量への影響を検証した処、空気の取り込みも経時的に減少し、在来のコンクリート製品と、ロスの差がなく問題がないことが判明した。その結果を、図表５、図表６に示す。
【００５３】
【００５４】
また、人工ゼオライトパウダー顔料ＥＥ入りコンクリートの圧縮強度への影響について、経時的に検証したが、在来のコンクリート製品とのロスの差はなく、影響を与えないことがわかった。従って、在来のコンクリートと略同じ取扱いができ、かつ経験が生きてくるので、大変重宝し、また、技術の伝承を図ることができる。尚、この圧縮強度に関する検証の結果を、図表７に示す。
【００５５】
そして、その他の例として、例えば、人工ゼオライト１００重量％に対して、水溶性中性バインダー５〜１５重量％からなる混合物を生成し、この混合物１００重量％に対して、水３０〜５０重量％を配合し、この水を含んだ前記混合物を、造粒機で撹拌混合して人工ゼオライト造粒物素材を生成し、この湿潤した人工ゼオライト造粒物素材を、乾燥し、人工ゼオライト造粒物とし、顔料Ｅに無機顔料を選択し、この無機顔料に、前記人工ゼオライト造粒物を添加し、必要により、撹拌混合して製造した顔料Ｅで被覆した人工ゼオライト造粒物の場合でも、前述の例に準じた特徴と、取扱い等が可能と考えられる。
【００５６】
尚、図４は、ブリーディング現象を説明する概念図であるが、このブリーディングとは、コンクリート打ち込み後において、重い骨材やセメントが沈降し、水や比較的軽い微細な物質が上昇する現象であり、例えば、コンクリート打ち込み後において、表面に水が浮き上がってくる状態であり、［ａ］ 鉄筋や骨材の下面に水隙ができること、［ｂ］ ブリーディング水が浮上した後に水みちができること、また［ｃ］ 鉄筋下面の空隙によりコンクリートと鉄筋の付着を低下させること等の弊害が考えられる。その要因としては、［ｅ］ 細骨材の粗粒率が大きいとブリーディングが大きいこと、［ｆ］ 単位水量が多く軟らかいコンクリートはブリーディングが大きいこと、［ｇ］ コンクリート温度が高いとブリーディングは少なく、低いとブリーディングは多くなること、［ｈ］ 砕石、砕砂コンクリートは、一般的に、ブリーディングが大きいこと、が考えられる。
【００５７】
そして、本発明の顔料Ｅは、前述した非光輝顔料及び／又は吸湿性顔料に限定されず、その他として、例えば、緑色、茶色等の光輝顔料を採用する。この例は、景観にマッチした色目で、かつ人、鳥等に優しい色目であり、例えば、山野の橋・ポールには緑色、また町並みの橋・ポールには茶色のコンクリート構造物を構築する。さらに、赤色や黄色のような、自然に溶け込み、かつその色目の特性が発揮できる色相も採用し、ポール、橋脚、堤防、その他コンクリート構造物等、景観上、又は色相の特性が望まれる箇所への利用が可能である。
【００５８】
また、本発明は、顔料Ｅが、超臨界状態の二酸化炭素を媒介して、樹脂（樹脂粒子）との一体化（溶解性）を利用することで、この人工ゼオライトパウダーＤを、樹脂成形物、樹脂塗料、トナー等の原料に、所定割合で配合できるので、利用分野の拡充が可能となる。その効果は、前述したコンクリートと、このコンクリート構造物と同じと考えられるとともに、例えば、樹脂塗料、トナーでは、高画質化と、高画像化とが図れると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は、人工ゼオライトパウダーを製造する過程を示した模式図
【図２】図２は、人工ゼオライトパウダー顔料（顔料で、人工ゼオライトパウダーを包み込んだ微粒子素材：顔料で被覆した人工ゼオライトパウダー）の拡大正面図
【図３】図３は、図２の要部をさらに拡大し、顔料の酸化第二鉄が、人工ゼオライトパウダーに添着（吸着）された状態を示した断面図
【図４】図４は、ブリーディング現象を説明する概念図
【図５−１】図５−１は、従来のコンクリートの供試体
【図５−２】図５−２は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、灰色の顔料を使用した供試体
【図５−３】図５−３は非光輝顔料による人工ゼオライトパウダー顔料を使用した供試体の一例で、黒色の顔料を使用した供試体
【図６】図６は、黒色の人工ゼオライトパウダー顔料を使用した護岸の景観図
【符号の説明】
【００６０】
１ 原料タンク
２ 煮沸撹拌槽
３ 薬液槽
４ 焼成機
５ 脱液
６ 水洗
７ 脱水
８ 熱風乾燥
Ａ フライアッシュ
Ｂ 苛性ソーダ
Ｃ 人工ゼオライトパウダー素材
Ｄ 人工ゼオライトパウダー
Ｄ１ 外周面
Ｄ２ 孔
Ｅ 顔料
ＥＥ 人工ゼオライトパウダー顔料
Ｅ１ 凹凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトを加工し、ゼオライトパウダーを生成し、
顔料に無機顔料を選択し、
このゼオライトパウダーに、前記無機顔料を、添加及び／又は撹拌混合処理を介して、製造されたゼオライトパウダー顔料。
【請求項２】
請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料に、ゼオライトパウダー３０重量％〜７０重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料。
【請求項３】
セメントの単位重量に対して、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料１〜８重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料入りコンクリート。
【請求項４】
請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、灰色、黒色の非光輝顔料とし、この非光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料。
【請求項５】
請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、緑色、茶色の目に優しい光輝顔料とし、この光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料。
【請求項１】
石炭灰とアルカリ水溶液の混合物を水熱処理して生成される人工ゼオライト、又は、合成ゼオライト、天然ゼオライトを加工し、ゼオライトパウダーを生成し、
顔料に無機顔料を選択し、
このゼオライトパウダーに、前記無機顔料を、添加及び／又は撹拌混合処理を介して、製造されたゼオライトパウダー顔料。
【請求項２】
請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料に、ゼオライトパウダー３０重量％〜７０重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料。
【請求項３】
セメントの単位重量に対して、請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料１〜８重量％を、添加する構成としたゼオライトパウダー顔料入りコンクリート。
【請求項４】
請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、灰色、黒色の非光輝顔料とし、この非光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料。
【請求項５】
請求項１に記載のゼオライトパウダー顔料であって、
前記顔料の色目は、緑色、茶色の目に優しい光輝顔料とし、この光輝顔料に、前記ゼオライトパウダーを添加し、必要により、撹拌混合して製造したゼオライトパウダー顔料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２３５１２５（Ｐ２００９−２３５１２５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７９１７６（Ｐ２００８−７９１７６）
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 刊行物名：日経産業新聞 発行日：平成１９年１１月５日 該当ページ：第１７面
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【出願人】（０００２１９５９８）東海コンクリート工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２５日（２００８．３．２５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 刊行物名：日経産業新聞 発行日：平成１９年１１月５日 該当ページ：第１７面
【出願人】（０００２１３２９７）中部電力株式会社 (811)
【出願人】（０００２１９５９８）東海コンクリート工業株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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