JP2002241801A

JP2002241801A - 微小金属複合中空球体およびその製造方法

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Publication number: JP2002241801A
Application number: JP2001035148A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Bizen; 宏尾前; Takeshi Uezono; 剛上薗; Hiromasa Ito; 博雅伊藤; Kenichi Sodeyama; 研一袖山; Kazuto Hamaishi; 和人浜石
Original assignee: Kagoshima Prefecture
Current assignee: Kagoshima Prefecture
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-13
Also published as: JP3664384B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無機物の天然ガラスを芯材とし、該芯材に金属
を被覆してなる、真球度合が小さく、表面粗さ度が小さ
く、耐熱温度が高い新規な微小金属複合中空球体および
その製造方法を提供する。【解決手段】無機物の天然ガラスの芯材に金属を被覆
し、該金属被覆芯材を被覆した金属の溶融温度以上で空
中で加熱することで、真球度合が小さく、表面粗さ度が
小さく、耐熱温度が高い新規な微小金属複合中空球体を
製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真球度合が小さ
く、表面粗さ度が小さく、耐熱温度が高い微小金属複合
中空球体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、微小な金属の球体を製造する方法
としては、１種以上の金属塩を含む溶液を噴霧して液滴
にし、該液滴を該金属塩の分解温度より高く、また酸化
物を生成する場合には、該酸化物の分解温度より高く、
かつ該金属塩を構成する金属の融点より低い温度で加熱
することを特徴とする噴霧熱分解製造方法が提案されて
いる(特開平８−１７０１１２)。

【０００３】また、金属の中空球体の製造方法として
は、金属板を塑性変形することにより金属の中空球体を
形成する方法が提案されている(特開平８−６６７３
１)。

【０００４】また、芯材に球状の高分子有機物を用い、
その表面に金属を被覆し、加熱することにより芯材の高
分子有機物を分解し、ガス化し、金属の中空球体を形成
する方法が提案されている(特開平６−７６７０)。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な金属のみで構成される微小な金属の中空体ではなく、
無機物の天然ガラスを芯材とし、該芯材に金属を被覆し
てなる、真球度合が小さく、表面粗さ度が小さく、耐熱
温度が高い新規な微小金属複合中空球体およびその製造
方法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の微小金属複合中
空球体は、無機物の天然ガラスを芯材とし、該芯材に金
属を単層もしくは多層に被覆してなる、真球度合が小さ
く、表面粗さ度が小さく、耐熱温度が高い中空の球状微
粒子である。

【０００７】その真球度合は、０．５〜５％、好ましく
は１〜２％であり、その表面粗さ度は、０．０１〜０．
２％、好ましくは０．０２〜０．１％である。

【０００８】また、その粒径は、１４〜１００μｍ、好
ましくは３０〜１００μｍであり、金属の被覆厚は、粒
径の５〜４０％でかつ５μｍ以上、好ましくは１０〜２
０％でかつ５μｍ以上である。

【０００９】さらに被覆する金属の主成分は、ニッケ
ル、鉄、銀、銅、金、パラジウム、アルミニウム、好ま
しくはニッケル、銀、銅、金、アルミニウム、さらに好
ましくはニッケル、銅である。

【００１０】耐熱温度は、被覆する金属の溶融温度未満
である。

【００１１】本発明の微小金属複合中空球体は、無機物
の天然ガラスの芯材に金属を被覆し、該金属被覆芯材を
被覆した金属の溶融温度以上で空中で加熱することで製
造する。また、上記の製造方法により得られるすべての
製造物も含まれる。

【００１２】本発明の微小金属複合中空球体は、無機物
の天然ガラスを芯材とし、該芯材に金属を被覆してなる
中空の球状微粒子である。無機物の天然ガラスは、火山
噴出物が堆積したものであり、塊状のものや、粒状のも
のがある。塊状のものは松脂岩、黒曜岩、真珠岩などが
あり、粉砕することで芯材になる。また粒状のものはシ
ラスがあり、そのまま芯材となる。さらにこの粒状のシ
ラスを粉砕したものも芯材となる。

【００１３】これらの芯材は、水分を含有しており、加
熱することで発泡し、焼成発泡体となる。焼成発泡体
は、パーライト、シラスバルーン、微粒シラスバルーン
などがある。パーライトは、前記塊状のものを粉砕し、
加熱し、発泡させたものである。シラスバルーンは、前
記粒状のシラスを加熱し、発泡させたものである。微粒
シラスバルーンは、前記粒状のシラスを粉砕し、加熱
し、発泡させたもののうち、特に２０μｍ以下の粒径の
ものである。

【００１４】焼成発泡体は、流動層式加熱炉や電気炉を
用いて、芯材を高温で加熱し発泡させて製造する。ただ
し、これらの方法に限定されるものではない。流動層式
加熱炉とは、特許第８４９３９４号または特許第３０２
８４７４号に開示してあるような流動焼成炉のことであ
る。砂またはセラミックスボールを流動媒体として、原
料を流動化ガスに同伴させて流動層底部のガス分散板を
通して供給し、製品は排ガス中からサイクロンにより分
離回収する。焼成に必要な熱量は、流動化ガスである空
気に燃料ガスを混合して流動層に吹き込み、流動層内で
燃焼する内燃方式によって供給する。

【００１５】特に発明者らは、原料に粒状のシラスまた
は粒状のシラスを粉砕したものを用い、これを加熱し、
発泡させたシラスバルーンまたは微粒シラスバルーンの
製造に関して特許を有している。(特許第２５６２７８
８号、特許第３０２８４７４号)。

【００１６】金属被覆芯材とは、芯材に金属を被覆した
ものをいう。

【００１７】真球度合とは、次のような方法により真球
度を測定し、これと粒子直径との比とする。初めに、真
球度の測定は、ＪＩＳＢ１５０１に玉軸受用鋼球の測
定方法として規定されている。これによると真球度は、
測定する鋼球１個を真円度測定器で互いに９０°をなす
２又は３赤道平面上の鋼球表面の輪郭を測定し、それぞ
れの最小外接円から鋼球表面までの半径方向の距離の最
大の値として求めるとある。また、その鋼球の大きさが
０．３ｍｍ以上のものについて規定してある。

【００１８】本発明の微小金属複合中空球体は微小で、
０．３ｍｍ未満のものもあるため、上記のＪＩＳに準拠
した次の方法で真球度を測定した。電子顕微鏡により粒
子画像を得て、１赤道平面についてのみ、その真円度を
画像処理により測定し、真球度の値とした。そして、こ
れと粒子直径との比を真球度合とした。ここで真円度と
は、被測定物の輪郭を、その被測定物の重心を中心とし
た二つの幾何学的円で挟んだとき、同心二円の間隔が最
小となる場合の二円の半径差で表す。

【００１９】具体的には、先ず微小金属複合中空球体の
デジタル画像を、電界放射走査電子顕微鏡(日本電子
（株）製ＪＳＭ−６３３０Ｆ)を用いて、一つの点が
２５６階調以上の分解能で得る。また、前記デジタル画
像に表示される粒子画像は、少なくともその直径が５０
０個以上の点で表示されるような解像度で得る。

【００２０】次にＳｏｂｅｌのエッジ検出法を用いて、
画像の階調が著しく変化する粒子画像と背景との境界、
すなわち輪郭線を強調する。Ｓｏｂｅｌのエッジ検出法
は、ある任意の点と、この点の縦横の走査方向に隣接す
る２点との階調差をそれぞれ２乗し、その２つの解の和
をとり、その平方根を前記任意の点の新しい階調とする
ものである。任意の点の階調をｄ(ｉ,ｊ)、これに縦横の
走査方向に隣接する２点の階調をｄ(ｉ+１,ｊ)とｄ(ｉ,
ｊ+１)としたとき、前記任意の点の新しい階調Ｄ(ｉ,ｊ)
は数１により求める。

【００２１】

【数１】 (i:デジタル画像のX座標、j:デジタル画像のY座標)

【００２２】次に２値化して粒子画像の輪郭線を得る。
ここで、明らかに輪郭線を構成する点でないものは削除
する。次に得られた輪郭線に囲まれている領域の重心を
求める。この重心と、円の外周を構成する各点との距離
を測定する。得られた距離で最長のものを、前記同心２
円の外側の円の半径Ｒｍａｘとする。また、最短のもの
を、前記同心２円の内側の円の半径Ｒｍｉｎとする。真
球度合は数２により求める。

【００２３】

【数２】真球のものは、その真球度合が０％となる。

【００２４】表面粗さ度とは、次のような方法によりＪ
ＩＳＢ０６０１に規定されている算術平均粗さＲａ
を測定し、これと粒子直径との比とする。算術平均粗さ
Ｒａは、基準面に対する高さの凹凸の度合い表すもので
ある。

【００２５】算術平均粗さＲａを、光波干渉を利用した
表面構造解析顕微鏡(ｚｙｇｏ製ＮｅｗＶｉｅｗ５０
３２、ソフトウェア：MetroPro バージョン7.3.4)を用
いて測定する。基準面は、例えば本発明の微小金属複合
中空球体の場合、これの高周波成分である表面粗さ成分
を除去した球体の曲面となる。使用する表面構造解析顕
微鏡では、特に設定しない限り、基準面は被測定物を設
置するステージと平行で、かつ被測定物と少なくとも一
部分が重なる平面に設定されている。このため、基準面
を球体表面の曲面に変更する必要がある。これを実現す
るために、表面構造解析顕微鏡の”Removed”というパ
ラメータを”Sphere”に設定する。

【００２６】表面構造解析顕微鏡のシステムの倍率は１
０００倍である。平面のＸ軸とＹ軸の分解能は、それぞ
れ０．６４μｍである。また垂直軸方向の分解能は０．
１ｎｍである。測定範囲は、微小金属複合中空球体を設
置したときに、高さが一番高い所を中心とした半径１４
μｍの円の内部とする。表面粗さ度は、算術平均粗さを
Ｒａ(単位：μｍ)、微小金属複合中空球体の半径をｒ
(単位：μｍ)で表したとき、数３により求める。

【００２７】

【数３】

【００２８】耐熱温度とは、被覆した金属の溶融温度未
満であり、微小金属複合中空球体を加熱したときに、中
空であることが保持される上限の温度である。好ましく
は、芯材が溶融する温度未満であり、さらに好ましくは
芯材が軟化する温度未満である。

【００２９】無機物の天然ガラスからなる芯材の溶融温
度は、１２００〜１３００℃である。また、その軟化温
度は９００〜１０００℃である。

【００３０】微小金属複合中空球体の製造工程フローチ
ャートを、図１に示し説明する。

【００３１】芯材１は、無機物の天然ガラスである。こ
の天然ガラスは、火山噴出物が堆積したもので、塊状の
ものや、粒状のものがある。塊状のものは、松脂岩、黒
曜岩、真珠岩などがあり、粉砕することで芯材１とな
る。また粒状のものは、シラスがあり、そのまま芯材１
となる。さらにこの粒状のシラスを粉砕したものも芯材
１となる。前記芯材１を、ふるいを用いて所望の粒径に
選別する。

【００３２】芯材１に被覆する金属は、特に制限されな
いが、具体的にはニッケル、鉄、銀、銅、金、パラジウ
ム、アルミニウムから選ばれた少なくとも１つからなる
金属または合金など、取り扱いの容易な金属を用いる。
また、これらの金属または合金の酸化物、水素化物、窒
化物などでもよい。

【００３３】芯材１に金属を被覆する方法は、真空下で
金属を被覆するＰＶＤ法またはＣＶＤ法あるいはドライ
ブレンディングマイクロカプセル化法あるいは無電界メ
ッキ法があげられる。例えば、無電界メッキ法により、
ニッケルとリンの合金を被膜する場合は、以下のように
行う。

【００３４】先ず少量の３−アミノプロピルトリエトキ
シシランをエタノールに溶解させた溶液を、芯材１に添
加し撹拌する。これを濾過した後、付着している溶液を
除去するため、エタノールで洗浄する。その後、凝集を
避けるため、エタノールを添加し、そのまま１１０℃で
一昼夜乾燥する。

【００３５】次に塩化パラジウムと塩酸を蒸留水に溶解
させた溶液を、上記処理を施した芯材１に添加し、撹拌
する。これを濾過した後、付着している溶液を除去する
ため、蒸留水で洗浄する。さらに、次亜リン酸ナトリウ
ムを蒸留水に溶解させた溶液を添加し、撹拌し、濾過
し、洗浄する。

【００３６】上記処理を施した芯材１を、メッキ浴に投
入する。このメッキ浴は、リンゴ酸、コハク酸、硫酸ニ
ッケル６水塩および水酸化ナトリウムを蒸留水に溶解し
た溶液で、常に任意の温度に制御している。芯材１を投
入したメッキ浴を攪拌しながら、還元剤を定量ポンプで
供給する。還元剤は、次亜リン酸ナトリウムを蒸留水に
溶解した溶液である。メッキ処理中は、ｐＨ調整液を添
加して、設定したｐＨに制御する。ｐＨ調整液は、水酸
化ナトリウムを蒸留水に溶解させた溶液である。ｐＨの
値が変化しなくなるまで反応させた後、濾過して金属被
覆芯材２を得る。これを蒸留水で洗浄した後、エタノー
ルを添加し、そのまま一昼夜乾燥する。

【００３７】ここで被覆する金属の厚さは、例えば、上
記の無電界メッキの場合は、金属被覆工程における芯材
１の投入量や、メッキ浴濃度で制御する。例えば、投入
量で制御する場合は、あらかじめ芯材１を一定量投入し
た場合の被覆した金属の厚さを把握しておく。芯材１の
投入量が倍になると、芯材１の一粒に被覆される金属の
量は、約半分になる。このことより、芯材１の粒径を考
慮すれば、被覆する金属の厚さを制御できる。

【００３８】さらに、上記の金属被覆工程を、異なる金
属種で複数回行うことにより、複数金属の多層構造を構
築することが可能である。

【００３９】加熱工程１は、金属被覆芯材２を加熱する
ことにより、芯材に存在する水分をガス化し中空にす
る。またこのときの膨張力により、形状を真球状に形成
する。また同時に、被覆した金属のすべて、あるいは被
覆した金属の表面を溶融し、表面を滑らかに形成し、微
小金属複合中空球体３を得るものである。

【００４０】加熱する方法として、流動層式加熱炉や電
気炉などを用いる方法がある。例えば、縦型の電気炉を
用いて空間を上昇させ、加熱する方法の概念図を図２に
示し以下に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。

【００４１】先ず記録用熱電対２４を、炉本体２３が最
も高温になる高温域３２に設置する。設置した記録用熱
電対２４が所望の温度になるように、加熱器２６の温度
を制御用熱電対２５により制御する。その後、記録用熱
電対２４を内壁近傍に移動し設置する。この場所で高温
域３２の温度変化を監視し、一定になるように加熱器２
６の温度を制御用熱電対２５によって制御する。上記の
温度制御により、高温域３２の温度を、被覆した金属の
溶融温度以上に設定する。

【００４２】次にガス供給路２７から不活性ガスを供給
して、炉内を不活性雰囲気に置換する。供給するガス
は、アルゴンガス、窒素ガスなどである。供給するガス
は、外部からの酸素が入り込まず、かつ供給する粒子
が、炉本体２３を上昇する程度の流量で供給する。供給
するガスは、特に限定されないが常温で供給する。

【００４３】上記金属被覆工程で得られた金属被覆芯材
２を、原料投入ホッパー２１に投入する。スクリューフ
ィーダ２２から金属被覆芯材２をガス供給路２７に定量
的に供給する。このとき、炉内において金属被覆芯材２
同士の接触ができるだけ起こらない程度の速度で供給す
る。不活性ガスと共に、炉本体２３に投入された金属被
覆芯材２は、炉内を上昇し、高温域３２を通過する際に
加熱される。このため金属被覆芯材２の芯材に存在する
水分がガス化し、金属被覆芯材２を中空にするととも
に、内部に大きな膨張力が発生する。この膨張力は、被
覆した金属を塑性変形させ、真球状に形成する。この作
用は、芯材が軟化し、発泡するときに、その外殻が内部
の膨張力を、被覆した金属にほぼ均等に分散させること
によるものである。また同時に、被覆した金属のすべ
て、あるいは被覆した金属の表面が溶融し、金属の表面
を滑らかに形成する。

【００４４】加熱された金属被覆芯材２は、さらに炉内
を上昇し、炉の上部の内壁に接触する前に、冷却器２９
により冷却された低温域３３で冷却され凝固し、微小金
属複合中空球体３となる。ここで加熱された金属被覆芯
材２が特に冷却されなくても、炉の上部の内壁に接触す
るとき、すでに凝固しているような場合は、冷却器２９
および低温域３３は無くても良い。

【００４５】微小金属複合中空球体３は、さらに炉内を
上昇し、バグフィルター３０に送られる。気体はバグフ
ィルター３０を通過し、ガス排出路３１から排気され
る。微小金属複合中空球体３は、バグフィルター３０に
捕捉され、製品回収ホッパー２８に落下して回収され
る。

【００４６】

【発明の実施の形態】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００４７】実施例１原料のシラスは、清新産業（株）製のＡＳ−６０を用意
した。これをＪＩＳＺ８８０１における呼び寸法が３
８μｍと４５μｍのふるいを用いて選別した。得られた
シラスの電子顕微鏡による粒子写真を図３に示す。

【００４８】実施例２実施例１で得られたシラス０．４ｇを用いた。先ず３−
アミノプロピルトリエトキシシラン１ｇをエタノールに
溶解させて１０００ｍｌにした。この溶液２０ｍｌに、
シラスを入れ、１０分間撹拌した。これを濾過した後、
付着している溶液を除去するため、エタノール２０ｍｌ
で３回濾過洗浄した。その後、凝集をさけるため、２０
ｍｌのエタノールを添加し、そのまま１１０℃で一昼夜
乾燥した。

【００４９】次に塩化パラジウム２５ｍｇと塩酸０．２
５ｍｌを蒸留水に溶解させ１０００ｍｌにした。この溶
液２０ｍｌに、前処理を施したシラスを入れ、１０分間
撹拌した。これを濾過した後、付着している溶液を除去
するため、蒸留水５０ｍｌで３回濾過洗浄した。さら
に、次亜リン酸ナトリウム２ｇを蒸留水２０ｍｌに溶解
させた溶液に入れて１０分撹拌し、濾過した。

【００５０】上記処理を施したシラスをメッキ浴に投入
した。このメッキ浴は、リンゴ酸３０ｇ、コハク酸３０
ｇ、硫酸ニッケル６水塩２５ｇおよび水酸化ナトリウム
３７ｇを蒸留水に溶解して１０００ｍｌにした溶液であ
る。メッキ浴の温度は８０℃に制御した。シラスを投入
したメッキ浴を、３００ｒｐｍで攪拌した。還元剤は、
次亜リン酸ナトリウム３０ｇを蒸留水に溶解して１２０
０ｍｌにした溶液であり、毎分４ｍｌでメッキ浴に供給
した。メッキ処理中は、ｐＨ調整液を添加してｐＨの値
を６に制御した。ｐＨ調整液は、水酸化ナトリウム２０
ｇを蒸留水に溶解させ１０００ｍｌにした溶液である。

【００５１】ｐＨの値が変化しなくなるまで約７時間反
応させた。反応終了後に、濾過し、蒸留水１０００ｍｌ
で濾過洗浄した。その後、凝集を避けるため１００ｍｌ
のエタノールを添加し、そのまま１１０℃で一昼夜乾燥
した。回収されたニッケルとリンの合金メッキを施した
シラスは、５．７ｇであり、被覆された金属の厚さは、
平均２０．３μｍであった。真球度合は平均２４．８％
で、表面粗さ度は０．４５％であった。得られたニッケ
ルとリンの合金を被覆したシラスの電子顕微鏡による粒
子写真を図４に示す。

【００５２】実施例３実施例２で得られた、ニッケルとリンの合金を被覆した
金属被覆芯材５ｇを用いた。加熱する方法は、炉本体２
３の断面直径が５．２ｃｍで、加熱器の長さが７０ｃｍ
である縦型の電気炉を用いた。また、金属被覆芯材は、
空間を上昇させる方法により加熱した。

【００５３】先ず金属被覆芯材を、原料投入ホッパー２
１に投入し、スクリューフィーダ２２から毎分０．３ｇ
でガス供給路２７に定量的に供給した。炉本体２３の高
温域３２は、１４００℃に設定した。また、ガス供給路
２７には毎時６立方メートルの流量でアルゴンガスを供
給した。製品回収ホッパー２８から回収された金属被覆
球体は４．１ｇであった。粒径は平均９２．３μｍで、
金属の厚さは平均１６．８μｍで粒径の１８．２％であ
った。また、真球度合は１．８９％で、表面粗さ度は
０．０９３％であった。得られた微小金属複合中空球体
の電子顕微鏡による粒子外観写真を図５に、粒子断面写
真を図６に示す。また、フィールドエミッション形オー
ジェマイクロプローブ(日本電子（株）製ＪＡＭＰ−
７８００)で成分を分析したところ、ニッケル：リンの
組成比が、８：２(重量比)であった。

【００５４】実施例４実施例１と同様の原料を細かく粉砕したものを、ＪＩＳ
Ｚ８８０１における呼び寸法が２０μｍのふるいで
２０μｍ以下に選別したものを芯材に用いた。これに実
施例２と同様の方法で銅を７μｍの厚さ被覆し、電気炉
に投入する金属被覆芯材とした。炉本体２３の高温域３
２を１２００℃に設定した以外は、実施例４と同様の方
法を用いて微小金属複合中空球体を得た。小さいものは
粒径が１６．３μｍで、その金属の厚さが６．１μｍで
粒径の３７．５％であった。また、真球度合は０．６２
％で、表面粗さ度は０．１９８％であった。

【００５５】実施例５実施例４で用いた芯材に、実施例２と同様の方法で銀を
１２μｍの厚さ被覆し、電気炉に投入する金属被覆芯材
とした。炉本体２３の高温域３２を１２００℃に設定し
た以外は、実施例４と同様の方法を用いて微小金属複合
中空球体を得た。粒径は平均３２．３μｍで、金属の厚
さは平均１０．５μｍで粒径の３２．５％であった。ま
た、真球度合は１．０５％であった。

【００５６】実施例６実施例１と同様の原料を、ＪＩＳＺ８８０１におけ
る呼び寸法が４５μｍと５３μｍのふるいで選別したも
のを芯材に用いた。これに実施例２と同様の方法でニッ
ケルとリンの合金を被覆し、さらにこの表面に実施例２
と同様の方法で鉄を被覆したものを、電気炉に投入する
金属被覆芯材とした。炉本体２３の高温域３２を１７０
０℃に設定した以外は、実施例４と同様の方法を用いて
微小金属複合中空球体を得た。粒径は平均９９．３μｍ
で、金属の厚さは平均１０．７μｍで粒径の１０．８％
であった。また、表面粗さ度は０．０１１％であった。

【００５７】実施例７実施例６で用いた芯材に、実施例２と同様の方法で金を
被覆し、電気炉に投入する金属被覆芯材とした。炉本体
２３の高温域３２を１２００℃に設定した以外は、実施
例４と同様の方法を用いて微小金属複合中空球体を得
た。粒径は平均９２．８μｍで、金属の厚さは平均５．
２μｍで、粒径の５．６％であった。また、表面粗さ度
は０．０２３％であった。

【００５８】実施例８実施例１で得られた芯材に実施例２と同様の方法でアル
ミニウムを被覆したものを用い、電気炉に投入する金属
被覆芯材とした。炉本体２３の高温域３２を１０００℃
に設定した以外は、実施例４と同様の方法を用いて微小
金属複合中空球体を得た。真球度合いは４．８％であっ
た。

【００５９】実施例９実施例１で得られた芯材に実施例２と同様の方法でパラ
ジウムを被覆したものを用い、電気炉に投入する金属被
覆芯材とした。炉本体２３の高温域３２を１７００℃に
設定した以外は、実施例４と同様の方法を用いて微小金
属複合中空球体を得た。表面粗さ度は０．１８％であっ
た。

【００６０】実施例１０実施例３で得られた微小金属複合中空球体を、窒素ガス
雰囲気の電気炉で７００℃に加熱し、冷却後マイクロス
コープで外観を観察した。その結果、加熱前の外観を保
持しており、少なくとも７００℃の耐熱温度を有してい
ることを確認した。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、無機物の天然ガラスを芯材と
し、該芯材に金属を被覆して、これを加熱することで、
真球度合が小さく、表面粗さ度が小さく、耐熱温度が高
い新規な微小金属複合中空球体およびその製造方法を提
供するものである。

【００６２】芯材となる無機物の天然ガラスは、自然界
に豊富に存在する。例えばシラスなどは南九州に大量に
賦存しており、安価に入手できる。またこの芯材は、溶
融温度は１２００〜１３００℃で、軟化温度は９００〜
１０００℃と耐熱性に優れている。

【００６３】また金属の被覆は、ＰＶＤ法またはＣＶＤ
法あるいはドライブレンディングマイクロカプセル化法
あるいは無電界メッキ法などを利用することで可能にな
る。本発明では、微小なものに金属の被覆が可能で、一
度に大量に処理でき、表面状態も比較的滑らかに仕上が
る無電界メッキが特に適している。

【００６４】本発明の最大のポイントは、金属を被覆し
た中実の芯材を加熱することで、中空に発泡させ、真球
状に、かつ表面を滑らかに形成することである。流動層
式加熱炉や電気炉等を用いて加熱することで、芯材の内
部に存在する水分をガス化し、中空に発泡させる。また
その膨張力により、被覆した金属を塑性変形させ、真球
状に形成する。この作用は、芯材が軟化し発泡するとき
に、その外殻が内部の膨張力を、被覆した金属にほぼ均
等に分散させることによるものである。このため、芯材
の形状は特に真球状である必要はなく、芯材の選別が簡
素化できる。また同時に、被覆した金属のすべて、ある
いは被覆した金属の表面を溶融させ、表面を滑らかに形
成するため、加熱前の金属の表面の凹凸が加熱後は小さ
くなる。

【００６５】このように真球度合が小さく、表面粗さ度
が小さく、耐熱温度が高い高付加価値で新規な微小金属
複合中空球体を提供することが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造工程のフローチャートである。

【図２】粒子が下から上へ移動する加熱工程の概念図で
ある。

【図３】シラスの、電子顕微鏡による粒子写真である。
（実施例１）

【図４】ニッケルとリンを被覆したシラスの、電子顕微
鏡による粒子写真である。（実施例２）

【図５】被覆した金属の溶融温度以上で加熱した微小金
属複合中空球体の、電子顕微鏡による粒子外観写真であ
る。（実施例３）

【図６】被覆した金属の溶融温度以上で加熱した微小金
属複合中空球体の、電子顕微鏡による粒子断面写真であ
る。（実施例３）

【符号の説明】

１：芯材２：金属被覆芯材３：微小金属複合中空球体２１：原料投入ホッパー２２：スクリューフィーダー２３：炉本体２４：記録用熱電対２５：制御用熱電対２６：加熱器２７：ガス供給路２８：製品回収ホッパー２９：冷却器３０：バグフィルター３１：ガス排出路３２：高温域３３：低温域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤博雅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)発明者袖山研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)発明者浜石和人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Ｆターム(参考） 4K017 AA04 BA01 BA02 BA03 BA05 BB06 CA01 CA09 EA13 4K018 BA01 BA02 BA04 BA14 BB03 BB04 BC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真球度合が小さく、表面粗さ度が小さく、
耐熱温度が高い微小金属複合中空球体。
【請求項２】無機物の天然ガラスを芯材とし、該芯材に
金属を被覆してなる請求項１の微小金属複合中空球体。
【請求項３】無機物の天然ガラスを芯材とし、該芯材に
金属を多層に被覆してなる請求項１の微小金属複合中空
球体。
【請求項４】真球度合が、０．５〜５％、好ましくは１
〜２％である請求項１から請求項３の何れかに記載の微
小金属複合中空球体。
【請求項５】表面粗さ度が、０．０１〜０．２％、好ま
しくは０．０２〜０．１％である請求項１から請求項４
の何れかに記載の微小金属複合中空球体。
【請求項６】粒径が、１４〜１００μｍ、好ましくは３
０〜１００μｍである請求項１から請求項５の何れかに
記載の微小金属複合中空球体。
【請求項７】金属の被覆厚が、粒径の５〜４０％で、５
μｍ以上である請求項１から請求項６の何れかに記載の
微小金属複合中空球体。
【請求項８】金属の被覆厚が、粒径の１０〜２０％で、
５μｍ以上である請求項１から請求項６の何れかに記載
の微小金属複合中空球体。
【請求項９】被覆した金属の主成分が、ニッケル、鉄、
銀、銅、金、パラジウム、アルミニウムである請求項１
から請求項８の何れかに記載の微小金属複合中空球体。
【請求項１０】被覆した金属の主成分が、ニッケル、
銀、銅、金、アルミニウムである請求項１から請求項８
の何れかに記載の微小金属複合中空球体。
【請求項１１】被覆した金属の主成分が、ニッケル、銅
である請求項１から請求項８の何れかに記載の微小金属
複合中空球体。
【請求項１２】耐熱温度が、被覆する金属の溶融温度未
満である請求項１から請求項１１の何れかに記載の微小
金属複合中空球体。
【請求項１３】芯材に金属を被覆し、該金属被覆芯材を
被覆した金属の溶融温度以上で空中で加熱することから
なる請求項１から請求項１２の何れかに記載の微小金属
複合中空球体の製造方法。
【請求項１４】無機物の天然ガラスの芯材に金属を被覆
し、該金属被覆芯材を被覆した金属の溶融温度以上で空
中で加熱する製造方法により得られる微小金属複合中空
球体。