JP2002012428A - Method of producing glass powder and glass powder - Google Patents

Method of producing glass powder and glass powder

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JP2002012428A
JP2002012428A JP2000192949A JP2000192949A JP2002012428A JP 2002012428 A JP2002012428 A JP 2002012428A JP 2000192949 A JP2000192949 A JP 2000192949A JP 2000192949 A JP2000192949 A JP 2000192949A JP 2002012428 A JP2002012428 A JP 2002012428A
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glass powder
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sio
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Kazumi Okabe
参省 岡部
Koji Hattori
康次 服部
Toshiyuki Miyoshi
利幸 三好
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing glass powder having fine spherical form easily. SOLUTION: This method comprises the steps of mixing a SiO2 sol containing at least one of dihydric or trihydric alcohols as the solvent with an aqueous solution of a compound containing a glass-forming element other than Si, and thermally treating the mixed solution through pyrolytic spraying, wherein the compound containing a glass-forming element being preferably an aqueous polyester oligomer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、微細な球形状のガ
ラス粉末の製造方法、およびガラス粉末に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a fine spherical glass powder and a glass powder.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガラス粉末の製造法としては、溶
融−急冷−粉砕法が最も一般的な方法である。すなわ
ち、ガラスを構成する主原料(酸化珪素、アルミナ、ア
ルカリ金属化合物など)と、ガラスの溶融温度や物性値
(結晶化温度、熱膨張係数、誘電率など)に影響する副
原料とを、ともに白金るつぼなどの容器に入れ、ガラス
の融点(粘度で1034dPa/s以下になる温度)よ
り200〜300℃高い温度の溶融炉内で加熱溶融さ
せ、十分に均質化・清澄化した後、水中に投入し急冷し
てガラス化し、その後粉砕することでガラス粉末を製造
していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing glass powder, a melt-quenching-pulverization method is the most common method. That is, both the main raw material (silicon oxide, alumina, alkali metal compound, etc.) constituting the glass and the auxiliary raw material which affects the melting temperature and physical properties (crystallization temperature, thermal expansion coefficient, dielectric constant, etc.) of the glass are combined. placed in a container such as a platinum crucible, melted by heating at the melting point of the glass (viscosity 10 3 ~ 4 dPa / s or less to become temperature) than 200 to 300 [° C. higher temperature melting furnace and thoroughly homogenized, clarified Thereafter, the glass powder was put into water, rapidly cooled, vitrified, and then pulverized to produce glass powder.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法によるガラス粉末は、機械的な粉砕によって微粉化
されるため、得られる粉末の形状は不定形である。この
ようなガラス粉末を用いて、たとえば、導電体層と非導
電体層からなる積層体(特に薄い導電体層を備えた積層
体)を作製した場合、非導電体層中の不定形ガラス粉末
の尖った先端部で、導電体層が突き破られるなどの問題
点があった。また、不定形のガラス粉末を用いた成形体
は、空隙が生じやすく成形体密度が低下する問題点もあ
った。
However, since the glass powder obtained by the conventional method is pulverized by mechanical pulverization, the shape of the obtained powder is irregular. For example, when a laminate comprising a conductor layer and a non-conductor layer (particularly a laminate having a thin conductor layer) is produced using such a glass powder, the amorphous glass powder in the non-conductor layer is used. There is a problem that the conductive layer is pierced at the sharp tip. Further, the molded article using the amorphous glass powder has a problem that voids are easily generated and the density of the molded article is reduced.

【0004】これに対して、上記問題点の生じにくい球
形のガラス粉末を作製する方法として、特開平8−91
874号公報には、噴霧熱分解法による方法が開示され
ている。そして、輻射熱により噴霧液滴の熱分解反応を
起こさせる噴霧熱分解法では、中空のガラス粉末が生成
するが、火炎雰囲気中に液滴を噴霧する噴霧熱分解法に
より、中実であって球形状のガラス粉末を得ることがで
きるとされている。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-91 discloses a method for producing a spherical glass powder which does not easily cause the above-mentioned problems.
No. 874 discloses a method using a spray pyrolysis method. Then, in the spray pyrolysis method in which the thermal decomposition reaction of the spray droplets is caused by radiant heat, hollow glass powder is generated, but by the spray pyrolysis method in which the droplets are sprayed in a flame atmosphere, it is solid and spherical. It is said that a glass powder having a shape can be obtained.

【0005】しかしながら、特開平8−91874号公
報に示されているような、従来の噴霧熱分解法による場
合、得られるガラス粉末の平均粒径はせいぜい1μm程
度であって、それ以下の微細な球形状のガラス粉末を得
ることができなかった。
However, in the case of the conventional spray pyrolysis method as disclosed in JP-A-8-91874, the average particle size of the obtained glass powder is at most about 1 μm, A spherical glass powder could not be obtained.

【0006】そこで、本発明の目的は上記問題点を解決
し、微細な球形状のガラス粉末を容易に製造する方法を
提供することにある。また、微細な球形状のガラス粉末
を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for easily producing fine spherical glass powder. Another object of the present invention is to provide a fine spherical glass powder.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガラス粉末の製造方法は、2価および3価
のアルコールのうちの少なくとも1種を溶媒として含む
SiO2ゾルと、該SiO2ゾルに含まれるSi元素以外
のガラス形成元素を含む化合物の水溶液との混合溶液
を、噴霧熱分解法により熱処理することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for producing a glass powder according to the present invention comprises an SiO 2 sol containing at least one of dihydric and trihydric alcohols as a solvent; (2) The method is characterized in that a mixed solution of an aqueous solution of a compound containing a glass-forming element other than the Si element contained in the sol is heat-treated by a spray pyrolysis method.

【0008】そして、前記ガラス形成元素を含む化合物
は塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩およびぎ酸塩のうち
少なくとも1種類であることを特徴とする。
The compound containing the glass-forming element is at least one of chloride, nitrate, acetate, sulfate and formate.

【0009】また、前記ガラス形成元素を含む化合物
は、水溶性のポリエステルオリゴマーであることを特徴
とする。
Further, the compound containing a glass-forming element is a water-soluble polyester oligomer.

【0010】また、前記混合溶液中の、前記SiO2
前記ガラス形成元素を含む化合物の酸化物換算量とのト
ータル濃度は10重量%以下であることを特徴とする。
[0010] The total concentration of the SiO 2 and the compound containing the glass-forming element in terms of oxide in the mixed solution is 10% by weight or less.

【0011】さらに、前記混合溶液中のSiO2と化合
物の酸化物換算量とのトータル濃度が3重量%以下の場
合は液滴径1μm以下に霧化し、トータル濃度が10重
量%以下であって3重量%を超える場合は液滴径0.5
μm以下に霧化した後、熱分解する噴霧熱分解法である
ことを特徴とする。
Further, when the total concentration of SiO 2 and the compound in terms of oxide in the mixed solution is 3% by weight or less, the droplet diameter is atomized to 1 μm or less, and the total concentration is 10% by weight or less. When it exceeds 3% by weight, the droplet diameter is 0.5
It is a spray pyrolysis method in which it is atomized to a size of not more than μm and then pyrolyzed.

【0012】また、本発明のガラス粉末は、2価および
3価のアルコールのうちの少なくとも1種を溶媒として
含むSiO2ゾルと、前記SiO2ゾルに含まれるSi元
素以外のガラス形成元素を含む化合物の水溶液との混合
溶液が、前記SiO2と前記化合物の酸化物換算濃度と
のトータル濃度が3重量%以下の場合は液滴径1μm以
下に霧化され、トータル濃度が10重量%以下であって
3重量%を超える場合は液滴径0.5μm以下に霧化さ
れた後、熱分解されて得られた、平均粒径が0.2μm
以下のガラス粉末である。
Further, the glass powder of the present invention contains a SiO 2 sol containing at least one of dihydric and trihydric alcohols as a solvent, and a glass-forming element other than the Si element contained in the SiO 2 sol. mixed solution of an aqueous solution of compound, wherein if the total concentration of the oxide concentration in terms of SiO 2 and the compound is 3 wt% or less atomized below droplet diameter 1 [mu] m, a total concentration of 10 wt% or less If it exceeds 3% by weight, it is atomized to a droplet diameter of 0.5 μm or less and then pyrolyzed to obtain an average particle diameter of 0.2 μm.
It is the following glass powder.

【0013】なお、SiO2ゾルの溶媒としての2価ま
たは3価のアルコールとしては、エチレングリコール、
プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロ
ピレングリコール、トリグリコール、テトラエチレング
リコール、ブタンジオール−1、4−ヘキシレングリコ
ール、オクチレングリコール、1,2,3−プロピルト
リオールなどを適宜用いることができる。
The dihydric or trihydric alcohol as a solvent for the SiO 2 sol includes ethylene glycol,
Properly use propylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, dipropylene glycol, triglycol, tetraethylene glycol, butanediol-1,4-hexylene glycol, octylene glycol, 1,2,3-propyltriol, etc. Can be.

【0014】通常市販されているSiO2ゾルの有機溶
媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノー
ル、i−プロパノール、エチルセルソルブ、n−ブタノ
ールなどが用いられている。しかしながら、これらのS
iO2ゾルは、弱酸性から弱アルカリ性溶液中に添加分
散させると、凝集して分散性が低下する。これに対し
て、2価または3価のアルコールをSiO2ゾルの溶媒
として用いた場合には、弱酸性から弱アルカリ性溶液中
に添加分散させても凝集は起こらず、高分散状態を保
つ。したがって、非常に微細な液滴を噴霧熱分解させる
場合にも、ガラスを構成する元素が均一に混合されてい
るため組成ずれが起こりにくく、微細な球形状のガラス
粉末を得ることができる。
As commercially available organic solvents for the SiO 2 sol, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, ethylcellosolve, n-butanol and the like are used. However, these S
When the iO 2 sol is added and dispersed in a weakly acidic to weakly alkaline solution, the iO 2 sol is aggregated and the dispersibility is reduced. On the other hand, when a dihydric or trihydric alcohol is used as a solvent for the SiO 2 sol, aggregation does not occur even when added and dispersed in a weakly acidic to weakly alkaline solution, and a highly dispersed state is maintained. Therefore, even in the case of spray pyrolysis of very fine droplets, since the elements constituting the glass are uniformly mixed, the composition shift hardly occurs, and a fine spherical glass powder can be obtained.

【0015】また、混合溶液を噴霧熱分解法により熱処
理するために、たとえば熱分解炉などの加熱雰囲気中に
霧状に混合溶液を送り込む方法としては、超音波振動方
式、静電霧化方式、2流体ノズル方式など、公知の各種
微粒化方式を適宜用いることができる。その中でも、よ
り細かい液滴に霧化することができる静電霧化方式が微
細なガラス粉末を得るためには適している。そして、本
発明の方法においては、ガラス化後に従来のような粉砕
の工程を必要とせず、粉砕工程に起因する不純物の混入
を防止できる。
In order to heat-treat the mixed solution by the spray pyrolysis method, for example, an ultrasonic vibration method, an electrostatic atomization method, Various known atomization methods such as a two-fluid nozzle method can be used as appropriate. Among them, an electrostatic atomization method capable of atomizing into finer droplets is suitable for obtaining fine glass powder. The method of the present invention does not require a conventional pulverizing step after vitrification, and can prevent contamination by impurities caused by the pulverizing step.

【0016】また、噴霧熱分解法による熱処理温度をガ
ラスの融点以上にすることで、球形の微細なガラス粉末
を得ることができる。
Further, by setting the heat treatment temperature by the spray pyrolysis method to be equal to or higher than the melting point of the glass, spherical fine glass powder can be obtained.

【0017】また、ガラス形成元素を含む化合物として
は、水に可溶な任意のものを使用できる。代表的な水溶
性化合物としては、酢酸塩、ぎ酸塩、塩化物、硝酸塩な
どが挙げられる。また、酸化物や炭酸塩などを酸などに
溶解させて用いることもできる。
As the compound containing a glass-forming element, any compound soluble in water can be used. Representative water-soluble compounds include acetate, formate, chloride, nitrate, and the like. Further, an oxide, a carbonate, or the like can be dissolved in an acid or the like before use.

【0018】また、ガラス形成元素を含む化合物として
水溶性のポリエステルオリゴマーを用いることにより、
霧化した液滴組成の均一化を図ることができ、より微細
な球形状のガラス粉末を得ることができる。すなわち、
ガラス形成元素個々の化合物の混合溶液を用いた場合、
個々の化合物の溶解度の違いにより、霧化した液滴組成
が不均一になる場合があるという問題点が解消される。
Further, by using a water-soluble polyester oligomer as a compound containing a glass-forming element,
The composition of the atomized droplets can be made uniform, and finer spherical glass powder can be obtained. That is,
When using a mixed solution of individual compounds forming glass-forming elements,
The problem that the composition of the atomized droplets may become non-uniform due to the difference in the solubility of each compound is solved.

【0019】そして、水溶性のポリエステルオリゴマー
を作製するためのオキシカルボン酸としては、クエン酸
が代表として挙げられるが、他に林檎酸、葡萄酸、メコ
ン酸、メソ酒石酸などがあり、これらのカルボン酸を適
宜用いることができる。また、水溶性のポリエステルオ
リゴマーを作製するために用いるガラス形成元素を含む
出発原料としては、オキシカルボン酸により分解溶解す
る炭酸塩や水に溶解する塩化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸
塩、ぎ酸塩などを適宜用いることができる。
As the oxycarboxylic acid for producing the water-soluble polyester oligomer, citric acid can be cited as a typical example. In addition, malic acid, grape acid, meconic acid, meso-tartaric acid and the like can be mentioned. Acids can be used as appropriate. In addition, starting materials containing a glass-forming element used for producing a water-soluble polyester oligomer include carbonates that are decomposed and dissolved by oxycarboxylic acid, chlorides, nitrates, acetates, sulfates, and formic acids that are soluble in water. A salt or the like can be used as appropriate.

【0020】また、例えば静電霧化方式など、液滴径を
1μm以下にできる霧化方法を用いることで、得られる
ガラス粉末の平均粒径を0.2μm以下に抑えることが
できる。
The average particle size of the glass powder obtained can be suppressed to 0.2 μm or less by using an atomization method such as an electrostatic atomization method capable of reducing the droplet diameter to 1 μm or less.

【0021】さらに、混合溶液中の、SiO2とガラス
形成元素を含む化合物の酸化物換算量とのトータル濃度
は、10重量%以下に抑えることが好ましい。10重量
%をを超えると、混合溶液の粘度が上昇して、霧化方式
によっては、微粒液滴を発生させることができなくなっ
たり、霧化できたとしても、液滴中の固形分濃度が高す
ぎるため、得られる粉末の粒径が大きくいびつな形状の
ものになりやすい。
Further, the total concentration of the compound containing SiO 2 and the glass-forming element in terms of oxide in the mixed solution is preferably suppressed to 10% by weight or less. If the content exceeds 10% by weight, the viscosity of the mixed solution increases, and depending on the atomization method, it is not possible to generate fine droplets. Since it is too high, the particle size of the obtained powder tends to be large and irregular.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
実施例をもとに説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
A description will be given based on an embodiment.

【0023】(実施例1)まず、出発原料として、炭酸
バリウム、炭酸リチウム、酸化ほう素を用意した。次
に、各原料を、ガラス形成元素であるBa:Li:Bの
モル比が0.45:0.85:1.00となるようにそ
れぞれ正確に秤量分取した後、硝酸を加えて溶解させ、
硝酸塩水溶液を作製した。その後、この硝酸塩水溶液
に、エチレングリコールを溶媒としたSiO2ゾル0.
77モルと、純水を加えて混合溶液を十分攪拌し、酸化
物換算濃度で0.1〜5重量%の混合溶液を作製した。
Example 1 First, barium carbonate, lithium carbonate and boron oxide were prepared as starting materials. Next, each raw material is accurately weighed and weighed so that the molar ratio of glass forming element Ba: Li: B becomes 0.45: 0.85: 1.00, and then nitric acid is added to dissolve the raw materials. Let
A nitrate aqueous solution was prepared. Then, a SiO 2 sol containing ethylene glycol as a solvent was added to this nitrate aqueous solution.
77 mol and pure water were added, and the mixed solution was sufficiently stirred to prepare a mixed solution having a concentration of 0.1 to 5% by weight in terms of oxide.

【0024】次に、1000℃に調整した縦形噴霧熱分
解炉に、超音波振動方式で微粒化した前記混合溶液を、
60mL/時間の速度で霧状に吹き込んで熱分解反応を
起こさせ、その後冷却して、表1の試料番号1〜4に示
すSiO2−B23−BaO−Li2O系ガラス粉末を得
た。
Next, in a vertical spray pyrolysis furnace adjusted to 1000 ° C., the mixed solution atomized by an ultrasonic vibration method is
A thermal decomposition reaction was caused by blowing in a mist at a rate of 60 mL / hour, and then cooled to obtain a SiO 2 —B 2 O 3 —BaO—Li 2 O-based glass powder shown in Sample Nos. 1 to 4 in Table 1. Obtained.

【0025】(実施例2)まず、元素のモル比がSi:
Li:Ba:Sr:Ca:Al:Ti=1.00:1.
19:0.16:0.12:0.11:0.05:0.
07であるガラスの出発原料として、炭酸リチウム、炭
酸バリウム、炭酸ストロンチウムおよび炭酸カルシウム
を用意した。次に、各原料を、Li、Ba、Srおよび
Ca元素のモル比が上記値になるように、それぞれ正確
に秤量分取した後、純水1000mlを加え、さらに前
記原料を溶解させるのに必要な当量の1.25倍量の林
檎酸を加えて攪拌し、溶解させた。
Example 2 First, the molar ratio of the elements was Si:
Li: Ba: Sr: Ca: Al: Ti = 1.00: 1.
19: 0.16: 0.12: 0.11: 0.05: 0.
As starting materials for glass of No. 07, lithium carbonate, barium carbonate, strontium carbonate and calcium carbonate were prepared. Next, each raw material is accurately weighed and weighed so that the molar ratios of Li, Ba, Sr, and Ca elements become the above values, and then 1000 ml of pure water is added, and the raw materials are further dissolved. 1.25 times the amount of malonic acid was added thereto, and the mixture was stirred and dissolved.

【0026】次に、得られた溶液に、常法で合成した
(Ti,Al)複合アルコキシドを加えて、林檎酸に配
位させて安定化を行なった。さらに、エチレングリコー
ルを溶媒としたSiO2ゾルを加えて、林檎酸とエチレ
ングリコールとの縮合重合を行なわせ、水溶性のポリエ
ステルオリゴマーを生成させた。その後、純水を加え
て、酸化物換算濃度で0.1〜5重量%の混合溶液を作
製した。
Next, a (Ti, Al) composite alkoxide synthesized by a conventional method was added to the obtained solution, and the mixture was coordinated with malic acid for stabilization. Further, a SiO 2 sol using ethylene glycol as a solvent was added to carry out condensation polymerization of malic acid and ethylene glycol to produce a water-soluble polyester oligomer. Thereafter, pure water was added to prepare a mixed solution having a concentration of 0.1 to 5% by weight in terms of oxide.

【0027】次に、1200℃に調整した縦形噴霧熱分
解炉に、超音波振動方式で微粒化した前記混合溶液を、
60mL/時間の速度で霧状に吹き込んで熱分解反応を
起こさせ、その後冷却して、表1の試料番号5〜8に示
すSiO2−Li2O−BaO−SrO−CaO−Al2
3−TiO2系ガラス粉末を得た。
Next, the mixed solution atomized by an ultrasonic vibration method was placed in a vertical spray pyrolysis furnace adjusted to 1200 ° C.
A pyrolysis reaction was caused by blowing in a mist at a rate of 60 mL / hour, and then cooled, and then cooled to SiO 2 —Li 2 O—BaO—SrO—CaO—Al 2 shown in sample numbers 5 to 8 in Table 1.
It was obtained O 3 -TiO 2 -based glass powder.

【0028】(実施例3)まず、元素のモル比が、S
i:B:Ca:Al=1.00:0.23:1.12:
0.18であるガラスの出発原料として、酸化ほう素、
炭酸カルシウムおよび硝酸アルミニウムを用意した。次
に、各原料を、B、CaおよびAl元素のモル比が上記
値になるように、それぞれ正確に秤量分取した後、純水
1000mlを加え、さらに前記原料を溶解させるのに
必要な当量の1.25倍量のクエン酸を加えて攪拌し、
分解溶解させた。
Example 3 First, the molar ratio of the elements was
i: B: Ca: Al = 1.00: 0.23: 1.12:
As a starting material for the glass of 0.18, boron oxide,
Calcium carbonate and aluminum nitrate were provided. Next, each raw material is accurately weighed and weighed so that the molar ratios of the B, Ca and Al elements become the above values, and then 1000 ml of pure water is added, and the equivalent amount required to further dissolve the raw material is added. 1.25 times the amount of citric acid was added and stirred,
Decomposed and dissolved.

【0029】次に、得られた溶液に、エチレングリコー
ルを溶媒としたSiO2ゾルを加えて、クエン酸とエチ
レングリコールとの縮合重合を行なわせ、水溶性のポリ
エステルオリゴマーを生成させた。その後、純水を加え
て、酸化物換算濃度として0.1〜15重量%の混合溶
液を作製した。
Next, an SiO 2 sol using ethylene glycol as a solvent was added to the obtained solution to cause condensation polymerization of citric acid and ethylene glycol to produce a water-soluble polyester oligomer. Thereafter, pure water was added to prepare a mixed solution having a concentration of 0.1 to 15% by weight in terms of oxide.

【0030】次に、1200℃に調整した縦形噴霧熱分
解炉に、静電霧化方式で微粒化した前記混合溶液を、2
0mL/時間の速度で霧状に吹き込んで熱分解反応を起
こさせ、その後冷却して、表1の試料番号9〜14に示
すSiO2−B23−CaO−Al23系ガラスを粉末
を得た。
Next, the mixed solution atomized by the electrostatic atomization method was placed in a vertical spray pyrolysis furnace adjusted to 1200 ° C. for 2 hours.
0 mL / to cause a thermal decomposition reaction blown to mist at a time rate, and then cooled, a SiO 2 -B 2 O 3 -CaO- Al 2 O 3 based glass in samples 9 to 14 in Table 1 A powder was obtained.

【0031】なお、本実施例3において霧化した液滴の
粒径は、発生した微粒液滴を冷却したガラス板へ付着さ
せ、直ちに光学顕微鏡を用いて観察したところ、およそ
0.5μm程度であった。
The particle size of the atomized droplets in Example 3 was about 0.5 μm when the generated fine droplets were adhered to a cooled glass plate and immediately observed using an optical microscope. there were.

【0032】(実施例4)まず、元素のモル比がSi:
Li:Ba:Sr:Ca:Al:Ti=1.00:1.
19:0.16:0.12:0.11:0.05:0.
07であるガラスの出発原料として、炭酸リチウム、炭
酸バリウム、炭酸ストロンチウム、炭酸カルシウムおよ
び硝酸アルミニウムを用意した。次に、各原料を、L
i、Ba、Sr、CaおよびAl元素のモル比が上記値
になるように、それぞれ正確に秤量分取した後、純水1
000mlを加え、さらに前記原料を溶解させるのに必
要な当量の1.25倍量の葡萄酸を加えて攪拌し、溶解
させた。
Example 4 First, the molar ratio of the elements was Si:
Li: Ba: Sr: Ca: Al: Ti = 1.00: 1.
19: 0.16: 0.12: 0.11: 0.05: 0.
As starting materials for glass No. 07, lithium carbonate, barium carbonate, strontium carbonate, calcium carbonate and aluminum nitrate were prepared. Next, each raw material is
After accurately weighing and dispensing each such that the molar ratios of i, Ba, Sr, Ca and Al elements become the above values, pure water 1
000 ml was added, and then 1.25 times the amount of grape acid required for dissolving the raw materials was added, followed by stirring and dissolution.

【0033】次に、得られた溶液に、チタンアルコキシ
ドを加えて、葡萄酸に配位させて安定化を行なった。さ
らに、プロピレングリコールを溶媒としたSiO2ゾル
を加えて、葡萄酸とプロピレングリコールとの縮合重合
を行なわせ、水溶性のポリエステルオリゴマーを生成さ
せた。その後、純水を加えて、酸化物換算濃度で0.1
〜5重量%の混合溶液を作製した。
Next, a titanium alkoxide was added to the obtained solution, and the mixture was coordinated with grape acid to perform stabilization. Further, an SiO 2 sol using propylene glycol as a solvent was added thereto, and condensation polymerization of the grape acid and propylene glycol was carried out to produce a water-soluble polyester oligomer. Thereafter, pure water was added, and the concentration in terms of oxide was 0.1
A mixed solution of 55% by weight was prepared.

【0034】次に、1200℃に調整した縦形噴霧熱分
解炉に、静電霧化方式で微粒化した前記混合溶液を、3
0mL/時間の速度で霧状に吹き込んで熱分解反応を起
こさせ、その後冷却して、表1の試料番号15〜19に
示すSiO2−Li2O−BaO−SrO−CaO−Al
23−TiO2系ガラス粉末を得た。
Next, the mixed solution atomized by the electrostatic atomization method was placed in a vertical spray pyrolysis furnace adjusted to 1200 ° C. for 3 hours.
A pyrolysis reaction was caused by blowing in the form of a mist at a rate of 0 mL / hour, and then cooled, followed by cooling to SiO 2 —Li 2 O—BaO—SrO—CaO—Al shown in Sample Nos. 15 to 19 in Table 1.
2 O 3 —TiO 2 glass powder was obtained.

【0035】なお、本実施例において霧化した液滴の粒
径は、発生した微粒液滴を冷却したガラス板へ付着さ
せ、直ちに光学顕微鏡を用いて観察したところ、およそ
0.9μm程度であった。
In the present embodiment, the particle size of the atomized droplet is about 0.9 μm when the generated fine droplet is attached to a cooled glass plate and immediately observed using an optical microscope. Was.

【0036】(比較例1)まず、出発原料として、炭酸
バリウム、炭酸リチウム、酸化ほう素を用意した。次
に、各原料を、ガラス形成元素であるBa:Li:Bの
モル比が0.45:0.85:1.00となるようにそ
れぞれ正確に秤量分取した後、硝酸を加えて溶解させ、
硝酸塩水溶液を作製した。その後、この硝酸塩水溶液
に、イソプロピルアルコールを溶媒としたSiO2ゾル
0.77モルと、純水を加えて十分攪拌し、酸化物換算
濃度として0.1および0.5重量%の混合溶液を作製
した。このとき、混合溶液はわずかに白濁した。
Comparative Example 1 First, barium carbonate, lithium carbonate and boron oxide were prepared as starting materials. Next, each raw material is accurately weighed and weighed so that the molar ratio of glass forming element Ba: Li: B becomes 0.45: 0.85: 1.00, and then nitric acid is added to dissolve the raw materials. Let
A nitrate aqueous solution was prepared. Thereafter, 0.77 mol of SiO 2 sol using isopropyl alcohol as a solvent and pure water are added to the nitrate aqueous solution, and the mixture is sufficiently stirred to prepare a mixed solution having a concentration of 0.1 and 0.5% by weight in terms of oxide. did. At this time, the mixed solution became slightly cloudy.

【0037】次に、実施例1と同様にして、噴霧熱分解
法により、表1の試料番号20および21に示すSiO
2−B23−BaO−Li2O系ガラス粉末を得た。
Next, in the same manner as in Example 1, by spray pyrolysis, the SiO 2 shown in Sample Nos. 20 and 21 in Table 1 was used.
To obtain a 2 -B 2 O 3 -BaO-Li 2 O glass powder.

【0038】(比較例2)まず、元素のモル比が、S
i:B:Ca:Al=1.00:0.23:1.12:
0.18であるガラスの出発原料として、酸化ほう素、
炭酸カルシウムおよび硝酸アルミニウムを用意した。次
に、各原料を、B、CaおよびAl元素のモル比が上記
値になるように、それぞれ正確に秤量分取した後、硝酸
を加えて溶解させ、硝酸塩水溶液を作製した。その後、
この硝酸塩水溶液に、イソプロピルアルコールを溶媒と
したSiO2ゾル1.00モルと、純水を加えて十分攪
拌し、酸化物換算濃度として0.1および0.5重量%
の混合溶液を作製した。このとき、混合溶液はわずかに
白濁した。
(Comparative Example 2) First, the molar ratio of the elements was S
i: B: Ca: Al = 1.00: 0.23: 1.12:
As a starting material for the glass of 0.18, boron oxide,
Calcium carbonate and aluminum nitrate were provided. Next, each raw material was accurately weighed and weighed so that the molar ratios of the B, Ca and Al elements became the above values, and then nitric acid was added to dissolve the raw materials to prepare a nitrate aqueous solution. afterwards,
To this nitrate aqueous solution, 1.00 mol of SiO 2 sol using isopropyl alcohol as a solvent and pure water are added, and the mixture is sufficiently stirred.
Was prepared. At this time, the mixed solution became slightly cloudy.

【0039】次に、実施例3と同様にして、噴霧熱分解
法により、表1の試料番号22および23に示すSiO
2−B23−CaO−Al23系ガラス粉末を得た。
Next, in the same manner as in Example 3, by spray pyrolysis, the SiO 2 shown in Sample Nos. 22 and 23 in Table 1 was used.
To obtain a 2 -B 2 O 3 -CaO-Al 2 O 3 based glass powder.

【0040】以上、実施例1〜4、比較例1、2で得ら
れたガラス粉末について、走査型電子顕微鏡(SEM)
写真を撮り、粉末の粒径を求めた。また、X線回折(X
RD)分析法により、ガラスの生成(非晶質)を確認し
た。結果を表1に示す。また、表1には示していない
が、走査型電子顕微鏡(SEM)観察により、試料番号
1〜23のガラス粉末はすべて球形状であることを確認
した。
The glass powders obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to a scanning electron microscope (SEM).
A photograph was taken to determine the particle size of the powder. In addition, X-ray diffraction (X
RD) An analysis method confirmed the formation of a glass (amorphous). Table 1 shows the results. Although not shown in Table 1, it was confirmed by scanning electron microscope (SEM) observation that the glass powders of Sample Nos. 1 to 23 were all spherical.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1の実施例1〜4から明らかなように、
本発明の方法によれば、微細な球形状のガラス粉末を得
ることができる。
As is clear from Examples 1 to 4 in Table 1,
According to the method of the present invention, fine spherical glass powder can be obtained.

【0043】具体的に、SiO2ゾルの溶媒が異なるの
みで、その他は同様にして同じ組成のガラス粉末を作製
した、実施例と比較例の比較(試料番号1と20の比
較、試料番号2と21の比較、試料番号9と22の比
較、試料番号10と23の比較)から明らかなように、
SiO2ゾルの溶媒として2価のアルコールであるエチ
レングリコールを用いることにより、1価のアルコール
であるイソプロピルアルコールを用いた場合と比較し
て、粒径が1/3〜1/6の微細なガラス粉末を得るこ
とができる。この違いは、比較例の場合には、ガラス形
成元素を含む化合物の硝酸塩水溶液を加えた時に、Si
2ゾルの凝集が起こったためと考えられる。
Specifically, a glass powder having the same composition was prepared in the same manner except that the solvent of the SiO 2 sol was different, and a comparison between the examples and comparative examples (comparison of sample numbers 1 and 20, sample number 2) And 21; sample numbers 9 and 22; and sample numbers 10 and 23).
By using ethylene glycol, which is a dihydric alcohol, as a solvent of the SiO 2 sol, a fine glass having a particle size of 1/3 to 1/6 compared with the case of using isopropyl alcohol, which is a monohydric alcohol. A powder can be obtained. The difference is that, in the case of the comparative example, when an aqueous nitrate solution of a compound containing a glass-forming element was added,
It is considered that aggregation of the O 2 sol occurred.

【0044】また、実施例3の試料番号9〜13および
実施例4の試料番号15〜18から明らかなように、混
合溶液中のSiO2とガラス形成元素を含む化合物の酸
化物換算量とのトータル濃度が3重量%以下の場合は液
滴径1μm以下に霧化し、トータル濃度が10重量%以
下であって3重量%を超える場合は液滴径0.5μm以
下に霧化した後、熱分解する噴霧熱分解法を採用するこ
とにより、平均粒径0.2μm以下の微細なガラス粉末
を得ることができる。
As is clear from Sample Nos. 9 to 13 of Example 3 and Sample Nos. 15 to 18 of Example 4, the ratio of SiO 2 in the mixed solution to the oxide equivalent of the compound containing the glass-forming element was calculated. If the total concentration is 3% by weight or less, atomize to a droplet diameter of 1 μm or less. If the total concentration is 10% by weight or more and exceeds 3% by weight, atomize to a droplet diameter of 0.5 μm or less. By adopting the spray pyrolysis method that decomposes, fine glass powder having an average particle size of 0.2 μm or less can be obtained.

【0045】なお、上記各実施例においては、SiO2
ゾルの溶媒として、2価のアルコールであるエチレング
リコールまたはプロピレングリコールを用いた場合を示
したが、他の2価のアルコールや3価のアルコールを用
いても、同様の効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, SiO 2
Although the case where ethylene glycol or propylene glycol which is a dihydric alcohol is used as the solvent of the sol is shown, the same effect can be obtained by using other dihydric alcohol or trihydric alcohol.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
製造方法によれば、平均粒径が0.2μm以下のよう
な、微細な球形状のガラス粉末を容易に得ることができ
る。
As is apparent from the above description, according to the production method of the present invention, fine spherical glass powder having an average particle diameter of 0.2 μm or less can be easily obtained.

フロントページの続き Fターム(参考) 4G014 AH01 AH02 AH11 AH12 4G062 AA10 BB01 CC06 CC08 DA02 DB02 DC02 DD01 DE01 DF01 EA02 EB01 EC01 ED01 EE02 EF02 EG02 FA01 FB02 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 4G072 AA25 BB05 CC11 DD05 DD06 EE06 EE07 GG02 GG03 HH18 LL11 LL15 PP17 RR01 TT01 UU21 Continued on the front page F-term (reference) 4G014 AH01 AH02 AH11 AH12 4G062 AA10 BB01 CC06 CC08 DA02 DB02 DC02 DD01 DE01 DF01 EA02 EB01 EC01 ED01 EE02 EF02 EG02 FA01 FB02 FC01 FD01 FE01 FF01 GF01 F0101 01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 4G072 AA25 BB05 CC11 DD05 DD06 EE06 EE07 GG02 GG03 HH18 LL11 U11 RR01 U17

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2価および3価のアルコールのうちの少
なくとも1種を溶媒として含むSiO2ゾルと、該Si
2ゾルに含まれるSi元素以外のガラス形成元素を含
む化合物の水溶液との混合溶液を、噴霧熱分解法により
熱処理することを特徴とする、ガラス粉末の製造方法。
An SiO 2 sol containing at least one of dihydric and trihydric alcohols as a solvent;
A method for producing glass powder, comprising heat-treating a mixed solution of a compound containing a glass-forming element other than the Si element contained in an O 2 sol with an aqueous solution by a spray pyrolysis method.
【請求項2】 前記ガラス形成元素を含む化合物は、塩
化物、硝酸塩、酢酸塩、硫酸塩およびぎ酸塩のうち少な
くとも1種類であることを特徴とする、請求項1に記載
のガラス粉末の製造方法。
2. The glass powder according to claim 1, wherein the compound containing the glass-forming element is at least one of chloride, nitrate, acetate, sulfate, and formate. Production method.
【請求項3】 前記ガラス形成元素を含む化合物は、水
溶性のポリエステルオリゴマーであることを特徴とす
る、請求項1または2に記載のガラス粉末の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the compound containing a glass-forming element is a water-soluble polyester oligomer.
【請求項4】 前記混合溶液中の、前記SiO2と前記
ガラス形成元素を含む化合物の酸化物換算量とのトータ
ル濃度は10重量%以下であることを特徴とする、請求
項1、2または3に記載のガラス粉末の製造方法。
4. The total concentration of the SiO 2 and the compound containing the glass-forming element in terms of oxide in the mixed solution is 10% by weight or less. 3. The method for producing a glass powder according to item 3.
【請求項5】 前記混合溶液中のSiO2と化合物の酸
化物換算量とのトータル濃度が3重量%以下の場合は液
滴径1μm以下に霧化し、トータル濃度が10重量%以
下であって3重量%を超える場合は液滴径0.5μm以
下に霧化した後、熱分解する噴霧熱分解法であることを
特徴とする、請求項4に記載のガラス粉末の製造方法。
5. When the total concentration of SiO 2 and the compound in terms of oxide in the mixed solution is 3% by weight or less, the droplet diameter is atomized to 1 μm or less, and the total concentration is 10% by weight or less. 5. The method for producing a glass powder according to claim 4, wherein when the amount exceeds 3% by weight, a spray pyrolysis method of atomizing to a droplet diameter of 0.5 μm or less and then thermally decomposing is performed.
【請求項6】 2価および3価のアルコールのうちの少
なくとも1種を溶媒として含むSiO2ゾルと、前記S
iO2ゾルに含まれるSi元素以外のガラス形成元素を
含む化合物の水溶液との混合溶液が、前記SiO2と前
記化合物の酸化物換算濃度とのトータル濃度が3重量%
以下の場合は液滴径1μm以下に霧化され、トータル濃
度が10重量%以下であって3重量%を超える場合は液
滴径0.5μm以下に霧化された後、熱分解されて得ら
れた、平均粒径が0.2μm以下のガラス粉末。
6. An SiO 2 sol containing at least one of dihydric and trihydric alcohols as a solvent;
A mixed solution of an aqueous solution of a compound containing a glass forming element other than the Si element contained in the iO 2 sol has a total concentration of 3% by weight of the SiO 2 and the concentration of the compound in terms of oxide.
In the following cases, the liquid is atomized to a droplet diameter of 1 μm or less, and when the total concentration is 10% by weight or less and exceeds 3% by weight, the liquid is atomized to a droplet diameter of 0.5 μm or less and then thermally decomposed. Glass powder having an average particle size of 0.2 μm or less.
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Cited By (2)

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