JPH0146458B2 - - Google Patents
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- JPH0146458B2 JPH0146458B2 JP21528185A JP21528185A JPH0146458B2 JP H0146458 B2 JPH0146458 B2 JP H0146458B2 JP 21528185 A JP21528185 A JP 21528185A JP 21528185 A JP21528185 A JP 21528185A JP H0146458 B2 JPH0146458 B2 JP H0146458B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/107—Forming hollow beads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、中空ガラス球の製造方法に関する。
従来の技術及びその問題点
従来中空ガラス球の製造方法としては、(i)発泡
剤を含む珪酸ナトリウムの水溶液をスプレードラ
イヤーにより噴霧・乾燥させた後、加熱発泡させ
る方法、(ii)ソーダ・石灰ガラスのビーズを相対湿
度100％の空気に接触させた後、加熱発泡させる
方法（特願昭39−47213号）、(iii)溶解したガラスで
ガラス液滴を作り、その中央部に気体を吹き込
み、中空球を作る方法（特願昭60−11236号）な
どが知られている。 しかしながら上記した方法のうち(i)で得られる
中空ガラス球は、ガラス成分中に多量のソーダ分
を含むために化学的耐久性が悪く、また肉厚が薄
い為に圧縮強度が小さいという欠点がある。また
上記(ii)の方法では、ガラスビーズ中に多量の水を
均一に浸入させることは困難であり、原料ガラス
ビーズのうちの一部しか中空化できないという欠
点がある。また、上記(iii)の方法では、微小中空球
を得難く、更に中空球の肉厚の均一性が悪いとい
う欠点がある。 問題点を解決するための手段 本発明者は、上記した如き従来技術の問題点に
鑑みて、化学的耐久性、圧縮強度等に優れた中空
ガラス球を効率良く製造できる方法を見出すべく
鋭意研究を重ねてきた。その結果、ガラス粉末を
原料とし、尿素水溶液を高温高圧下で該ガラス粉
末に含浸させ、次いで加熱発泡させることによ
り、原料として用いたガラス粉末の大部分を均一
に中空化することができ、また原料として使用す
るガラス粉末が特定の種類に限定されないことか
ら化学的耐久性に優れた中空球が容易に得られる
ことを見出した。更に、上記方法によれば中空球
の肉厚の調節が容易であり、得られる中空球は、
肉厚の均一性が優れていることから圧縮強度の高
いものとなることを見出した。 即ち、本発明は、130〜350℃、４〜170Kg／
cm2・Ｇの条件下でガラス粉末に尿素水溶液を圧入
し、次いで1100〜1600℃で発泡させることを特徴
とする中空ガラス球の製造方法に係る。 本発明では、原料のガラス粉末としては、特に
限定はなく、例えば、板ガラス、びんガラス等と
して使用されているNa2O、CaO、Al2O3、SiO2
等を主成分とするいわゆるソーダ・石灰ガラス、
理化学用ガラスとして使用されているNa2O、
B2O3、Al2O3、SiO2等を主成分とするいわゆる
ホウ珪酸ガラス等を用いることができる。原料ガ
ラス粉末は、引き続く高温・高圧処理において、
発泡剤を均一に中心部まで含浸させることができ
るように、粒径１mm程度以下の粉末として使用す
ることが適当である。 本発明では、発泡剤としては、尿素水溶液を使
用する。尿素水溶液としては、１％程度の濃度の
ものから飽和濃度のものまで使用できる。尿素水
溶液を発泡剤として用いることにより、原料ガラ
ス粉末を高い比率で中空化できる。また、尿素水
溶液の濃度やガラス粉末への圧入量を変化させる
ことによつて、中空球の肉厚を調節することがで
きる。 本発明では、ガラス粉末に発泡剤を圧入するた
めに、高温・高圧下で発泡剤を気化させ、気化し
た発泡剤をガラス粉末に接触させる。この処理
は、通常オートクレーブを用いて行えばよい。処
理温度は、130〜350℃とする。温度が130℃を下
回ると発泡剤の圧入が不充分となり、一方350℃
を上回る高温は、尿素が分解するので好ましくな
い。圧力は、ゲージ圧で４〜170Kg／cm2とする。
このような条件で発泡剤の圧入処理を行うことに
より、発泡剤をガラス粉末の中心部まで均一に侵
入させることができ、引き続く加熱処理により、
原料として用いたガラス粉末のうちの大部分を中
空化させることが可能となる。また得られる中空
ガラス球の真球度、肉厚の均一性等も優れたもの
となる。加熱時間は、温度、圧力等に応じて所望
する量の発泡剤が圧入される時間とすればよく、
通常１〜10時間程度とする。 ガラス粉末に発泡剤を圧入した後は、加熱によ
り発泡させて、ガラス粉末を中空の球状とする。
加熱温度は、1100〜1600℃とする。1100℃を下回
る温度では、ガラスの粘度が高いために、ガラス
粉末が真球化し難く、またガラスの肉厚も不均一
となり易い。一方1600℃を上回る温度では、発泡
剤が揮散し易いのでガラス粉末が中空化しないこ
とが多く、またガラスの粘度が低いために加熱処
理中にガラス球が割れることもあるので好ましく
ない。 加熱方法は特に限定されないが、通常、垂直に
おいた炉心管の内部を原料粉末を通過させる方法
等で行うことができる。このような方法で発泡処
理を行う場合には、ガラス粉末同士が凝集を生じ
難いので好ましい。 加熱時間は、炉の長さ、ガラス組成、ガラス粉
末の粒径、加熱温度等により一定ではないが、通
常１〜10秒程度とすればよい。また、この時間は
炉内の気流の流れ速度を変えることで調整するこ
とができる。 得られる中空ガラス球の大きさは、使用するガ
ラス粉末の粒径により調整できるので、必要に応
じて、加熱発泡処理前にガラス粉末を適当な大き
さに粉砕し、篩分け等を行えばよい。 本発明方法により、原料として用いたガラス粉
末をほぼ100％という高い比率で中空化すること
ができるが、万一中空化し難いガラス粉末が混入
した場合は必要に応じて比重差等により中空ガラ
ス球を分離することにより容易に中空ガラス球の
みを含むものとすることができる。 発明の効果 本発明方法によれば、高い比率で原料ガラス粉
末から中空ガラス球を形成させることができる。
また、得られる中空ガラス球は、適度な肉厚であ
つて肉厚の均一性が良いことから、圧縮強度が高
い。更に、本発明方法では原料ガラス粉末の種類
が限定されないので、容易に化学的耐久性に優れ
た中空球が得られる。 本発明方法による中空ガラス球は、上記した如
き優れた性質を有するものであつて、強化プラス
チツク、軽量合成木材、人造大理石、軽量接着
剤、コーキング剤、パテ材等の配合物として使用
し得るものであり更に深海艇の浮力材、爆薬の増
感剤等としても有用である。 実施例 以下実施例を示し本発明を詳細に説明する。 実施例 １〜４ 第１表に示すガラス粉末（粒径53〜74μｍ）及
び発泡剤をステンレス製オートクレーブ容器に封
入し、第１表の条件で高温、高圧処理を行なつ
た。尚、ガラス粉末及び発泡剤のオートクレーブ
中への設置に際しては、両者が直接接触しないよ
うにした。
剤を含む珪酸ナトリウムの水溶液をスプレードラ
イヤーにより噴霧・乾燥させた後、加熱発泡させ
る方法、(ii)ソーダ・石灰ガラスのビーズを相対湿
度100％の空気に接触させた後、加熱発泡させる
方法（特願昭39−47213号）、(iii)溶解したガラスで
ガラス液滴を作り、その中央部に気体を吹き込
み、中空球を作る方法（特願昭60−11236号）な
どが知られている。 しかしながら上記した方法のうち(i)で得られる
中空ガラス球は、ガラス成分中に多量のソーダ分
を含むために化学的耐久性が悪く、また肉厚が薄
い為に圧縮強度が小さいという欠点がある。また
上記(ii)の方法では、ガラスビーズ中に多量の水を
均一に浸入させることは困難であり、原料ガラス
ビーズのうちの一部しか中空化できないという欠
点がある。また、上記(iii)の方法では、微小中空球
を得難く、更に中空球の肉厚の均一性が悪いとい
う欠点がある。 問題点を解決するための手段 本発明者は、上記した如き従来技術の問題点に
鑑みて、化学的耐久性、圧縮強度等に優れた中空
ガラス球を効率良く製造できる方法を見出すべく
鋭意研究を重ねてきた。その結果、ガラス粉末を
原料とし、尿素水溶液を高温高圧下で該ガラス粉
末に含浸させ、次いで加熱発泡させることによ
り、原料として用いたガラス粉末の大部分を均一
に中空化することができ、また原料として使用す
るガラス粉末が特定の種類に限定されないことか
ら化学的耐久性に優れた中空球が容易に得られる
ことを見出した。更に、上記方法によれば中空球
の肉厚の調節が容易であり、得られる中空球は、
肉厚の均一性が優れていることから圧縮強度の高
いものとなることを見出した。 即ち、本発明は、130〜350℃、４〜170Kg／
cm2・Ｇの条件下でガラス粉末に尿素水溶液を圧入
し、次いで1100〜1600℃で発泡させることを特徴
とする中空ガラス球の製造方法に係る。 本発明では、原料のガラス粉末としては、特に
限定はなく、例えば、板ガラス、びんガラス等と
して使用されているNa2O、CaO、Al2O3、SiO2
等を主成分とするいわゆるソーダ・石灰ガラス、
理化学用ガラスとして使用されているNa2O、
B2O3、Al2O3、SiO2等を主成分とするいわゆる
ホウ珪酸ガラス等を用いることができる。原料ガ
ラス粉末は、引き続く高温・高圧処理において、
発泡剤を均一に中心部まで含浸させることができ
るように、粒径１mm程度以下の粉末として使用す
ることが適当である。 本発明では、発泡剤としては、尿素水溶液を使
用する。尿素水溶液としては、１％程度の濃度の
ものから飽和濃度のものまで使用できる。尿素水
溶液を発泡剤として用いることにより、原料ガラ
ス粉末を高い比率で中空化できる。また、尿素水
溶液の濃度やガラス粉末への圧入量を変化させる
ことによつて、中空球の肉厚を調節することがで
きる。 本発明では、ガラス粉末に発泡剤を圧入するた
めに、高温・高圧下で発泡剤を気化させ、気化し
た発泡剤をガラス粉末に接触させる。この処理
は、通常オートクレーブを用いて行えばよい。処
理温度は、130〜350℃とする。温度が130℃を下
回ると発泡剤の圧入が不充分となり、一方350℃
を上回る高温は、尿素が分解するので好ましくな
い。圧力は、ゲージ圧で４〜170Kg／cm2とする。
このような条件で発泡剤の圧入処理を行うことに
より、発泡剤をガラス粉末の中心部まで均一に侵
入させることができ、引き続く加熱処理により、
原料として用いたガラス粉末のうちの大部分を中
空化させることが可能となる。また得られる中空
ガラス球の真球度、肉厚の均一性等も優れたもの
となる。加熱時間は、温度、圧力等に応じて所望
する量の発泡剤が圧入される時間とすればよく、
通常１〜10時間程度とする。 ガラス粉末に発泡剤を圧入した後は、加熱によ
り発泡させて、ガラス粉末を中空の球状とする。
加熱温度は、1100〜1600℃とする。1100℃を下回
る温度では、ガラスの粘度が高いために、ガラス
粉末が真球化し難く、またガラスの肉厚も不均一
となり易い。一方1600℃を上回る温度では、発泡
剤が揮散し易いのでガラス粉末が中空化しないこ
とが多く、またガラスの粘度が低いために加熱処
理中にガラス球が割れることもあるので好ましく
ない。 加熱方法は特に限定されないが、通常、垂直に
おいた炉心管の内部を原料粉末を通過させる方法
等で行うことができる。このような方法で発泡処
理を行う場合には、ガラス粉末同士が凝集を生じ
難いので好ましい。 加熱時間は、炉の長さ、ガラス組成、ガラス粉
末の粒径、加熱温度等により一定ではないが、通
常１〜10秒程度とすればよい。また、この時間は
炉内の気流の流れ速度を変えることで調整するこ
とができる。 得られる中空ガラス球の大きさは、使用するガ
ラス粉末の粒径により調整できるので、必要に応
じて、加熱発泡処理前にガラス粉末を適当な大き
さに粉砕し、篩分け等を行えばよい。 本発明方法により、原料として用いたガラス粉
末をほぼ100％という高い比率で中空化すること
ができるが、万一中空化し難いガラス粉末が混入
した場合は必要に応じて比重差等により中空ガラ
ス球を分離することにより容易に中空ガラス球の
みを含むものとすることができる。 発明の効果 本発明方法によれば、高い比率で原料ガラス粉
末から中空ガラス球を形成させることができる。
また、得られる中空ガラス球は、適度な肉厚であ
つて肉厚の均一性が良いことから、圧縮強度が高
い。更に、本発明方法では原料ガラス粉末の種類
が限定されないので、容易に化学的耐久性に優れ
た中空球が得られる。 本発明方法による中空ガラス球は、上記した如
き優れた性質を有するものであつて、強化プラス
チツク、軽量合成木材、人造大理石、軽量接着
剤、コーキング剤、パテ材等の配合物として使用
し得るものであり更に深海艇の浮力材、爆薬の増
感剤等としても有用である。 実施例 以下実施例を示し本発明を詳細に説明する。 実施例 １〜４ 第１表に示すガラス粉末（粒径53〜74μｍ）及
び発泡剤をステンレス製オートクレーブ容器に封
入し、第１表の条件で高温、高圧処理を行なつ
た。尚、ガラス粉末及び発泡剤のオートクレーブ
中への設置に際しては、両者が直接接触しないよ
うにした。
【表】
次いで発泡剤を圧入したガラス粉末を冷却し、
篩によつて粒径53〜74μｍの粉末を取り出した後
1400℃のタテ型の電気炉中を約５秒間で通過させ
ることによつて中空ガラス球を製造した。得られ
た中空ガラス球、並びに市販品Ａ（前記従来法(ii)
で作製したもの）及び市販品Ｂ（米国エマーソン
＆カミング社製、ガラスマイクロバルーン
IG101）の性質を第２表に示す。尚、中空化率、
肉厚の均一性、破壊強度及び化学耐久性は、以下
の方法により求めた。 Γ中空化率：電気炉を通過したガラス球を顕微鏡
観察して、中空球の比率を求めた。 Γ肉厚の均一性：干渉顕微鏡を用いて干渉縞の偏
りから肉厚の均一性を測定し、肉厚が均一なガ
ラス球の比率を求めた。 Γ破壊率：中空ガラス球を高圧容器に入れて、
N2ガスで150Kg／cm2に加圧した時の破壊した中
空ガラス球の割合を求めた。 Γ凝集性：30℃、相対湿度70％の雰囲気中に20時
間放置した時の中空ガラス球相互の凝集の有無
を調べた。
篩によつて粒径53〜74μｍの粉末を取り出した後
1400℃のタテ型の電気炉中を約５秒間で通過させ
ることによつて中空ガラス球を製造した。得られ
た中空ガラス球、並びに市販品Ａ（前記従来法(ii)
で作製したもの）及び市販品Ｂ（米国エマーソン
＆カミング社製、ガラスマイクロバルーン
IG101）の性質を第２表に示す。尚、中空化率、
肉厚の均一性、破壊強度及び化学耐久性は、以下
の方法により求めた。 Γ中空化率：電気炉を通過したガラス球を顕微鏡
観察して、中空球の比率を求めた。 Γ肉厚の均一性：干渉顕微鏡を用いて干渉縞の偏
りから肉厚の均一性を測定し、肉厚が均一なガ
ラス球の比率を求めた。 Γ破壊率：中空ガラス球を高圧容器に入れて、
N2ガスで150Kg／cm2に加圧した時の破壊した中
空ガラス球の割合を求めた。 Γ凝集性：30℃、相対湿度70％の雰囲気中に20時
間放置した時の中空ガラス球相互の凝集の有無
を調べた。
【表】
第２表から、本発明方法により、原料ガラス粉
末の大部分を中空化でき、得られた中空ガラス球
は、肉厚の均一性が良く、高い強度を有し、更
に、化学的耐久性が良く凝集し難いものであるこ
とが判る。
末の大部分を中空化でき、得られた中空ガラス球
は、肉厚の均一性が良く、高い強度を有し、更
に、化学的耐久性が良く凝集し難いものであるこ
とが判る。
Claims (1)
- １ 130〜350℃、４〜170Kg／cm2・Ｇの条件下で
ガラス粉末に尿素水溶液を圧入し、次いで1100〜
1600℃で発泡させることを特徴とする中空ガラス
球の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21528185A JPS6272535A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 中空ガラス球の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21528185A JPS6272535A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 中空ガラス球の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6272535A JPS6272535A (ja) | 1987-04-03 |
| JPH0146458B2 true JPH0146458B2 (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=16669717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21528185A Granted JPS6272535A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 中空ガラス球の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6272535A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206331A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 中空ガラス球及びその製造法 |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21528185A patent/JPS6272535A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6272535A (ja) | 1987-04-03 |
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