JPH0143694B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、ガラス発泡粒及びその製造法に関
する。さらに詳しくは、軽量で断熱材や骨材とし
て有用なガラス発泡粒とその製造法に関する。 ガラスを素材とした比較的軽量の粒状成形体を
得る方法として従来、ガラス粉末と分解型発泡剤
粉末とを混合し、これに結合剤を加えて適当な大
きさに造粒させた後、この造粒物を加熱してガラ
ス粉末を溶融焼結しつつ発泡させて球状のガラス
発泡粒を得る方法が知られている。 しかし、かような方法では造粒工程に長時間を
要する欠点があり、さらに混合粉末を成長させて
均一な造粒を行なうことが困難で後述する比較例
に示すように、粒度分布の幅の広い原粒が存在す
る為均一なガラス発泡粒を得ることが困難であつ
た。そして、均一なガラス発泡粒を意図する場合
には、焼結、発泡工程前に造粒物の篩分け工程行
なう必要があり製造操作がより煩雑となる不都合
があつた。 この発明は、上記欠点を解消すべくなされたも
のである。 かくしてこの発明によれば可燃性粒子を芯材と
し、この芯材にガラス粉末と分解型発泡剤との混
合物を結合剤を用いて被覆し、この被覆芯材を可
燃性粒子が燃焼しかつガラス粒子が溶融しうる温
度に加熱して、内部が中空で外層がガラス発泡層
からなりかつ嵩密度が0.05〜0.6ｇ／c.c.のガラス
発泡粒を得ることを特徴とするガラス発泡粒の製
造法が提供される。 この発明の方法は従来の方法に比して、造粒時
に芯材を用いるため造粒工程に要する時間が大幅
に短縮できさらに芯材としてあらかじめ所定の粒
径のものを用いることにより均一な粒径の造粒を
簡便に行なうことができる。従つて、短時間で粒
度分布幅の狭いほぼ均一なガラス発泡粒を得るこ
とができる。しかも、芯材として可燃性粒子を用
いて、これを焼結時に燃焼除去しているため、得
られたガラス発泡粒の内部が中空となり見かけ上
の比重が減少しより軽量のガラス発泡粒が得られ
ることとなる。従つて、ガラス発泡粒の製造方法
として極めて優れた方法である。 なお、このようにして得られたガラス発泡粒
は、本発明者らの知る限りそれ自体新規な成形体
である。従つてこの発明は、ガラス素材とする粒
子であつて、粒子内部が中空で外層がガラス発泡
層からなり、かつ嵩密度が0.05〜0.6ｇ／c.c.であ
ることを特徴とするガラス発泡粒をも提供するも
のである。 この発明において芯材として用いる可燃性粒子
としては、ガラスの溶融温度において燃焼しうる
ものであれば天然物、合成物及び形状を問わず例
えば、プラスチツク片、木粉粒、紙粉粒、ワラ、
イグサの短形、植物種子、葉片、モミガラ、クキ
の短片、糸、ワタなどの種々のものを用いること
ができるが、通常、球状のプラスチツク粒子又は
プラスチツク発泡粒子を用いるのが好ましく、こ
とにプラスチツク発泡粒子を用いるのが好まし
い。このプラスチツク発泡粒子の例としては発泡
ポリスチレン粒子が挙げられ、その粒径は0.3mm
以上とするのが好ましい。 この発明においてガラス粉末と混合する分解型
発泡剤としては、後述する熱処理時に熱分解して
ガスを発生しうる種々の粉末状組成物が挙げら
れ、所謂合成樹脂の発泡分野で知られた分解型発
泡剤が挙げられる。これらのうち炭酸カルシウム
のごとき炭酸塩やカーボン粉末のような炭酸ガス
発生剤を用いるのが好ましい。 上記ガラス粉末と分解型発泡剤との混合比率
は、通常、ガラス粉末100重量部に対して発泡剤
が0.5〜10重量部となるように調整するのが好ま
しい。0.5重量部未満であると高密度となり、ま
た10重量部を越えると発泡気泡の気泡膜が破れて
連続気泡となり吸水性が生じ、また強度も劣化す
ることとなつて好ましくない。なお、用いるガラ
ス粉末は100メツシユ通過のものが適当である。 上記、ガラス粉末と分解型発泡剤との混合物は
前記芯材にまず被覆される。この際の被覆は、結
合剤を用いて行なわれる。この結合剤としては、
所謂増粘効果を有する物質の溶液を用いるのが適
当であり、例えばポリビニルアルコール、カルボ
キシメチルセルロース、デンプン等の水溶性高分
子類の水溶液が挙げられる。 具体的な被覆方法としては、上記結合剤を芯材
にスプレー等の手段により湿潤させ、この芯材を
ガラス粉末と分解型発泡剤の混合物上で転動させ
てその外周にこの混合物を付着させ適宜結合剤を
スプレーさせつつ転動を続けて付着層を成長させ
ることにより行なうのが適している。ただしこれ
以外に、ガラス粉末と分解型発泡剤と結合剤とか
らなる混合物を芯材に接触させて被覆することも
可能である。すなわち、造粒方式は従来もしくは
これに準じたいずれの方式を採用することができ
る。なお、上記転動方式の場合、例えば結合剤で
湿潤した芯材をガラス粉末上に載置してそこで転
動してガラス粉末を付着させ、次いで分解型発泡
剤の粉末上に移動しそこで転動して発泡剤を付着
させ、この動作を交互に繰り返すことによつて、
予めガラス粉末と発泡剤とを混合することなく、
混合層を被覆形成することもできる。 かような被覆芯材は次いで熱処理に供される。
熱処理は通常、高温熱炉内で少なくとも芯剤が燃
焼しかつガラス粒子が相互に融着しうる温度下で
所定時間保持することにより行なわれる。この際
の温度は、ことに用いるガラス粉末の融点に左右
されるが通常700〜900℃が適している。また、加
熱時間は１〜10分で充分である。 かような熱処理により芯剤は燃焼し被覆粒子の
間を通つて燃焼ガスは逸散して消滅するが、同時
に被覆層中の発泡剤が分解して融着しつつあるガ
ラス粉末層中に気泡を形成し、その結果、内部が
中空で外層が多孔性のガラス発泡層からなるガラ
ス発泡粒が得られる。 このようにして得られたガラス発泡粒は、通常
嵩密度が0.05〜0.6ｇ／c.c.であり、従来の単なる
ガラス発泡粒に比して軽量化されてなるものであ
る。 この発明のガラス発泡粒子の例を第１図に示し
た。図に示すごとく、この発明のガラス発泡粒子
１は中空部３とガラス発泡層２からなる球状体か
らなる。 かようなこの発明のガラス発泡粒は不燃性断熱
材や軽量骨材等に有用である。ことに嵩比重が
0.1ｇ／c.c.以下の軽量のものは建築用粒状不燃断
熱材（パールチヤージ用断熱材）として有用であ
る。 なお、この発明の製造方法によれば、得られる
ガラス発泡粒の大きさは、ことに芯材の大きさに
左右されるが、通常１〜25mmのものを効率良く得
ることができる。またその中空部分の大きさも適
宜制御できるが、ことに外径の20〜90％（強度上
30〜70％が好ましい）の径の中空部を有するガラ
ス発泡粒を効率よく得ることができる。 以下、この発明を実施例により説明するが、こ
れによりこの発明は限定されるものではない。 実施例 １ ガラス成分としてSiO₂（72.5wt％）、Na₂O
（14.4）、CaO（10.2）、Al₂O₃（2.0）、BaO（0.6）、
K₂O（0.2）、Fe₂O₃（0.1）組成からなる廃ガラスピ
ンを200メツシユ以下に粉砕し、それに発泡剤と
してCaCO₃の粉体（約400メツシユ）５部を配
合、混合した次にパン型造粒機に、径２ｍ／ｍの
発泡ポリスチレン粒子（約50倍発泡）を芯材に結
合剤としてポリビニルアルコール（２％）水溶液
を使用して、ガラス粉体発泡剤混合を、膜厚約
0.5ｍ／ｍに被覆コーテイングした造粒物を得た。
この造粒物を乾燥した後、800℃に設定した電気
炉で５分加熱した。 以上のようにして得られた物は、中空部径約４
ｍ／ｍ、発泡ガラス層約１ｍ／ｍで、全体として
外径６ｍ／ｍ、嵩密度0.1ｇ／c.c.の中空ガラス発
泡体を得た。 実施例 ２ ガラス原料として実施例１と同様の廃ガラスピ
ンを使用し発泡剤としてCaCO₃の粉体５部を配
合、混合した。次にパン型造粒機に、長さ２ｍ／
ｍにカツトしたイグサのスクラツプ（円柱状）を
芯材に結合剤としてポリビニルアルコール水溶液
を使用して、ガラス粉体発泡剤混合物を膜厚約２
ｍ／ｍに被覆コーテイングした造粒物を得た。こ
の造粒物を乾燥した後800℃に設定した電気炉で
５分加熱した。 以上のようにして得られた物は、中空部径約２
ｍ／ｍ、発泡ガラス層約４ｍ／ｍで全体として外
径10ｍ／ｍ嵩密度0.25ｇ／c.c.の中空ガラス発泡体
を得た。 実施例 ３ ガラス原料として実施例１と同様の廃ガラスピ
ンを使用し発泡剤としてCaCO₃の粉体５部を配
合混合した。次にパン型造粒機に、径２ｍ／ｍの
発泡ポリスチレンを芯材に結合剤としてポリビニ
ルアルコール水溶液を使用して、ガラス粉体、発
泡剤、混合物を膜厚約0.5ｍ／ｍに被覆コーテイ
ングした。更にポリビニルアルコール水溶液を結
合剤として使用し、発泡剤を含まない上記廃ガラ
スピン粉体を、その上に同じくパン型造粒機で膜
厚約0.1ｍ／ｍコーテイングした造粒物を得た。
この造粒物を乾燥した後、800℃に設定した電気
炉で５分加熱した。以上のようにして得られた物
は、中空部径約４ｍ／ｍ、発泡ガラス層１ｍ／ｍ
で、全体として外径６ｍ／ｍで表揚層が発泡しな
いガラス層でおうわれた嵩密度0.12ｇ／c.c.の中空
ガラス発泡体を得た。 実施例 ４ ガラス原料としてSiO₂（72.5wt％）、Na₂O
（14.4）、CaO（10.2）、Al₂O₃（2.0）、BaO（0.6）、
K₂O（0.2）、Fe₂O₃（0.1）組成からなる廃ガラスピ
ンをボールミルで200メツシユ以下に粉砕し、そ
れに発泡剤としてCaCO₃粉体５部を配合、混合
し発泡性ガラス原料として調製した。 次にパン型造粒機に芯材として使用する発泡ポ
リスチレン（粒径2.0ｍ／ｍ〜2.8ｍ／ｍ）を供給
し、結合剤としてポリビニルアルコール（２％）
水溶液に界面活性剤0.1％を添加した水溶液をノ
ズルより噴霧し、芯材表面を濡らした。次に調製
した発泡ガラス原料をパンに散布し芯材に発泡性
ガラス原料が被覆コーテイングされた造粒物を得
た。この得られた造粒物を800℃に設定された電
気炉で５分加熱した。 以上のようにして得られたガラス発泡粒の粒度
分布はTylerの篩によると次の通りである。

【表】

【表】 また、このガラス発泡粒の平均嵩密度は0.15
ｇ／cm³であつた。 比較例 実施例４と同様のガラス原料を使用し、発泡剤
としてCaCO₃5部を配合調製した。 次に芯材を使用しないで、パン型造粒機で結合
剤としてポリビニルアルコール（２％）水溶液を
ノズルより噴霧して造粒物を得た。得られた造粒
物を800℃に設定した電気炉に５分加熱した。 以上のようにして得られた発泡粒の粒度分布は
Tylerの篩によると次の通りである。

【表】

【表】 又、この発泡粒の平均嵩密度は0.25ｇ／cm³であ
つた。 以上述べたように、この発明によれば簡便に粒
度分布幅の狭いほぼ均一なガラス発泡粒を得るこ
とができる。さらに得られたガラス発泡粒の比重
は、従来のものに比して軽量化されたものであ
り、ことに断熱材や軽量骨材の用途に有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のガラス発泡粒の一例を示
す部分切欠拡大斜視図である。 １……ガラス発泡粒、２……ガラス発泡層、３
……中空部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラスを素材とする粒子であつて、粒子内部
   が中空で外層がガラス発泡層からなり、かつ嵩密
   度が0.05〜0.6ｇ／c.c.であることを特徴とするガ
   ラス発泡粒。 ２ 発泡粒がほぼ球状である特許請求の範囲第１
   項記載のガラス発泡粒。 ３ 可燃性粒子を芯材とし、この芯材にガラス粉
   末と分解型発泡剤との混合物を結合剤を用いて被
   覆し、この被覆芯材を可燃性粒子が燃焼しかつガ
   ラス粒子が溶融しうる温度に加熱して、内部が中
   空で外層がガラス発泡層からなりかつ嵩密度が
   0.05〜0.6ｇ／c.c.のガラス発泡粒を得ることを特
   徴とするガラス発泡粒の製造法。 ４ 発泡粒がほぼ球状である特許請求の範囲第３
   項記載の製造法。