JPH0269336A - 中空ガラス球 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は中実ガラス粒状物を加熱することによυ製造さ
れる中空ガラス球体に関する。
れる中空ガラス球体に関する。
中空ガラス球体は高分子化合物に対する添加材、たとえ
ば変性材、強化材（ｅｎｈａｎｃｅｒ ）、硬化材（ｒ
ｉｇｉｄｉｆｉａｒ ）および充填剤として工業的に広
く使用されている。一般に、これらの球体は高分子化合
物についての別の処理、たとえば高圧溶射、１轢、押出
または射出成形の間の圧潰または破壊を回避するために
丈夫なものであることが望ましい。
ば変性材、強化材（ｅｎｈａｎｃｅｒ ）、硬化材（ｒ
ｉｇｉｄｉｆｉａｒ ）および充填剤として工業的に広
く使用されている。一般に、これらの球体は高分子化合
物についての別の処理、たとえば高圧溶射、１轢、押出
または射出成形の間の圧潰または破壊を回避するために
丈夫なものであることが望ましい。
更に多くの場合において、これら球体が高分子化合物の
それに近い密度を有しておシ、投入および混合に関して
それら球体が均一に分配されるように導入されることも
また望ましい。その上、これら球体がそれらの関連高分
子化合物に対する浸出あるいは他の化学的相互作用に対
して抵抗性を示すものであることが望ましい。
それに近い密度を有しておシ、投入および混合に関して
それら球体が均一に分配されるように導入されることも
また望ましい。その上、これら球体がそれらの関連高分
子化合物に対する浸出あるいは他の化学的相互作用に対
して抵抗性を示すものであることが望ましい。
加熱によυ中実ガラス粒状物を中空ガラス球に膨張させ
る方法は周知である。たとえば、米国特許第３．３６５
，３１５号を参照されたい。ガラスを粒状に粉砕し、次
いで加熱してこの粒状物を可塑化し、ガラス内のガス状
物質を発泡剤として作用させて粒状物を膨張させるとい
うものである。加熱および膨張の間、これら粒状物を、
それらの下方でガスの流れを指向させるか、あるいはそ
れらを加熱体を経由して自由に落下させることによシ分
散状態に維持する。硫黄あるいは酸素の化合物と硫黄は
主要な発泡剤として機能する。
る方法は周知である。たとえば、米国特許第３．３６５
，３１５号を参照されたい。ガラスを粒状に粉砕し、次
いで加熱してこの粒状物を可塑化し、ガラス内のガス状
物質を発泡剤として作用させて粒状物を膨張させるとい
うものである。加熱および膨張の間、これら粒状物を、
それらの下方でガスの流れを指向させるか、あるいはそ
れらを加熱体を経由して自由に落下させることによシ分
散状態に維持する。硫黄あるいは酸素の化合物と硫黄は
主要な発泡剤として機能する。
数多くのファクターが中空ガラス球の密度、す′イズ、
強度、化学的耐久性および収ｆ（中空となる加熱粒状物
の重！または容量チ）に影響を及ぼす。これらのファク
ターにはガラスの化学組成、炉内に供給される粒状物の
サイズ、粒状物を加熱する温度および時間、ならびに粒
状物が加熱の間暴露される化学的雰囲気（たとえば、酸
化または還元）が包含される。
強度、化学的耐久性および収ｆ（中空となる加熱粒状物
の重！または容量チ）に影響を及ぼす。これらのファク
ターにはガラスの化学組成、炉内に供給される粒状物の
サイズ、粒状物を加熱する温度および時間、ならびに粒
状物が加熱の間暴露される化学的雰囲気（たとえば、酸
化または還元）が包含される。
中空ガラス球体の品質および収量を改良するための試み
にはいくつかの問題が存在する。一つの理由は、中空ガ
ラス球を形成するために使用するガラス中のシリカ（Ｓ
ｉｎｇ）の百分率が６５乃至８５重ｆｑｂであるべきこ
と、そしてＳｉｎｇの重量百分率が６０乃至６５％未満
では中空球体の収量を激しく減少させると考えられてい
たことである。更に、従来技術は粒度の最適化を通じて
達成される中空ガラス球の強度の重大な改良を見過ごし
て来た。
にはいくつかの問題が存在する。一つの理由は、中空ガ
ラス球を形成するために使用するガラス中のシリカ（Ｓ
ｉｎｇ）の百分率が６５乃至８５重ｆｑｂであるべきこ
と、そしてＳｉｎｇの重量百分率が６０乃至６５％未満
では中空球体の収量を激しく減少させると考えられてい
たことである。更に、従来技術は粒度の最適化を通じて
達成される中空ガラス球の強度の重大な改良を見過ごし
て来た。
従って、本発明の目的は、ガラス粒状物から得られる改
良された中空ガラス球を提供することである。
良された中空ガラス球を提供することである。
本発明の他の目的は、材料についてのよシ広い範囲の利
用を許容する中空ガラス球を提供することである。特に
本発明はシリカ５０乃至５７％の含有量を有する改良さ
れた中空ガラス球を提供するという目的を有している。
用を許容する中空ガラス球を提供することである。特に
本発明はシリカ５０乃至５７％の含有量を有する改良さ
れた中空ガラス球を提供するという目的を有している。
本発明の別の目的は、高い強度および耐圧潰または耐破
壊性を示す中空ガラス球を提供することである。更に本
発明は化学的分解または浸出に対し顕著な抵抗性を示す
中空ガラス球を提供するという目的を有している。
壊性を示す中空ガラス球を提供することである。更に本
発明は化学的分解または浸出に対し顕著な抵抗性を示す
中空ガラス球を提供するという目的を有している。
本発明の更に別の目的は、最適な平均強度を与える範囲
内の選択された平均密度を有する中空ガラス球ｔ−提供
することである。
内の選択された平均密度を有する中空ガラス球ｔ−提供
することである。
更に他の本発明の目的は、０．１０ｇ／ｉ乃至２．０ｇ
／ｍの範囲の平均密度を有する中空ガラス球を提供する
ことである。また、本発明はその中に球体が導入される
高分子化合物とほぼ釣９合う平均密度を有する中空ガラ
ス球体を提供する目的を有している。
／ｍの範囲の平均密度を有する中空ガラス球を提供する
ことである。また、本発明はその中に球体が導入される
高分子化合物とほぼ釣９合う平均密度を有する中空ガラ
ス球体を提供する目的を有している。
更に別の本発明の目的は、上記したような中空ガラス球
を含有する藁分子複合材料を提供することである。
を含有する藁分子複合材料を提供することである。
これらの目的は本発明により達成される。
本発明は、相当する平均密度を有する市販ガラス球よシ
大きな平均強度ならびに圧潰および破壊に対する抵抗性
を示す中空ガラス球体を提供する。
大きな平均強度ならびに圧潰および破壊に対する抵抗性
を示す中空ガラス球体を提供する。
これらのガラス球はまた、化学的分解または浸出に対し
顕著な抵抗性を有し、このことが高分子化合物の広い範
囲に関してそれらを利用可能とするものである。本発明
の中空ガラス球体の収量もまた、非常に高い。
顕著な抵抗性を有し、このことが高分子化合物の広い範
囲に関してそれらを利用可能とするものである。本発明
の中空ガラス球体の収量もまた、非常に高い。
本発明に係る中空ガラス球の高い強度、化学的抵抗性お
よび収量は、ガラスの新しい組成の結果である。この球
体の強度もまた、最終製品′Ｊｒ、構成する粒状物のサ
イズの範囲を最良に選択した結果である。特に、所望の
平均密度を有する中空ガラス球に関して、最大平均強度
を示す製品を構成する粒状物のサイズには、最Ｊｉ囲が
存在することを本発明者等は見出した。
よび収量は、ガラスの新しい組成の結果である。この球
体の強度もまた、最終製品′Ｊｒ、構成する粒状物のサ
イズの範囲を最良に選択した結果である。特に、所望の
平均密度を有する中空ガラス球に関して、最大平均強度
を示す製品を構成する粒状物のサイズには、最Ｊｉ囲が
存在することを本発明者等は見出した。
本発明の中空ガラス球は約０．１０ｇ／ｄ乃至約２．０
ｇ１ｃｔｄ（中実ガラスは約２．５ｇ／ｃｒ１１の平均
密度を有している）の範囲におよぶ平均密度をもって製
造することができる。いくつかの有利な実施態様におい
て、これらの球体はｉｔ百分率として示される以下の量
をもって下記の成分（これらの成分はガラス自体中に存
在するか、ガラス球体内の中空穴内に存在していてもよ
い）を含有するガラスで構成される。
ｇ１ｃｔｄ（中実ガラスは約２．５ｇ／ｃｒ１１の平均
密度を有している）の範囲におよぶ平均密度をもって製
造することができる。いくつかの有利な実施態様におい
て、これらの球体はｉｔ百分率として示される以下の量
をもって下記の成分（これらの成分はガラス自体中に存
在するか、ガラス球体内の中空穴内に存在していてもよ
い）を含有するガラスで構成される。
（Ｒはガラス中の酸素と結合する金属またはリンのよう
な元素を表す） ＳｉＯ２５０−５７ Ｒ１０（アルカリ金属酸化物）２−１５Ｂｔｕｓ
Ｏ２０８０，０５−１，５ Ｏ２−２５ ＲＯ！ （５ｉＯｔ以外）０−５ ＲｔＯｓ （Ｂ２０３以外）Ｏ−１０ Ｒ，０，０−５ Ｆ Ｏ−５好ましくは
、このガラスが略モルｅバランスの数種類のアルカリ金
属酸化物、たとえばＬｉ２Ｏ。
な元素を表す） ＳｉＯ２５０−５７ Ｒ１０（アルカリ金属酸化物）２−１５Ｂｔｕｓ
Ｏ２０８０，０５−１，５ Ｏ２−２５ ＲＯ！ （５ｉＯｔ以外）０−５ ＲｔＯｓ （Ｂ２０３以外）Ｏ−１０ Ｒ，０，０−５ Ｆ Ｏ−５好ましくは
、このガラスが略モルｅバランスの数種類のアルカリ金
属酸化物、たとえばＬｉ２Ｏ。
Ｎａ！０およびに、Ｏのような、化学的耐久性および耐
浸出性を改良することが判明している成分を有する。
浸出性を改良することが判明している成分を有する。
本発明のガラス粒状物は、それらを膨張させて中空球体
とするように加熱される。この加熱は従来の方法、たと
えば炉を用いることによシ適用すればよい。この炉は、
ガスと空気の化学量論的混合物を約５乃至２５チだけ超
える過剰量のガスのｔｆ：供給して、加熱の間、粒状物
に還元雰囲気を与えるのが好ましい。
とするように加熱される。この加熱は従来の方法、たと
えば炉を用いることによシ適用すればよい。この炉は、
ガスと空気の化学量論的混合物を約５乃至２５チだけ超
える過剰量のガスのｔｆ：供給して、加熱の間、粒状物
に還元雰囲気を与えるのが好ましい。
本発明の中空１２２球は高分子化合物、たとえばペイン
ト、コーチング、プラスチゾル、オルガノゾル、熱可塑
性および熱硬化性ポリマー リジディファイヤーならび
にスパックリング・コンパウンド（ｓｐａｃｋｌｔｎｇ
ｃｏｍｐｏｕｎｄ ）の広い範囲に使用することがで
きる。それらの高い強度および耐久性のために、これら
球体を広い範囲のポリマーに配合することが出来、そし
て押出および射出成形の高い圧力にさらすことも可能で
ある。
ト、コーチング、プラスチゾル、オルガノゾル、熱可塑
性および熱硬化性ポリマー リジディファイヤーならび
にスパックリング・コンパウンド（ｓｐａｃｋｌｔｎｇ
ｃｏｍｐｏｕｎｄ ）の広い範囲に使用することがで
きる。それらの高い強度および耐久性のために、これら
球体を広い範囲のポリマーに配合することが出来、そし
て押出および射出成形の高い圧力にさらすことも可能で
ある。
上記以外の目的、特徴および効果を含めて、本発明は以
下の具体的な説明からさらに十分に理解されるであろう
。
下の具体的な説明からさらに十分に理解されるであろう
。
本発明の中心的特徴は、中空ガラス球体を製造するため
に使用するガラスの新規組成物である。
に使用するガラスの新規組成物である。
このガラス中の主要成分は５ｉｎ２であり、これは５０
乃至５７重ｆ％の量で存在する。
乃至５７重ｆ％の量で存在する。
アルカリ金属酸化物（Ｒｔｏ ）は、ガラス中に２乃至
１５重量％に等しい量で含有される。好ましくは、Ｒ，
ＯがＮａｔＯ，Ｋ、ＯおよびＬｉ２Ｏを構成し、その重
量百分率はそれぞれ２．５乃至１２．８．３．８乃至１
０．０および１．０乃至３．０％の範囲に及んでいる。
１５重量％に等しい量で含有される。好ましくは、Ｒ，
ＯがＮａｔＯ，Ｋ、ＯおよびＬｉ２Ｏを構成し、その重
量百分率はそれぞれ２．５乃至１２．８．３．８乃至１
０．０および１．０乃至３．０％の範囲に及んでいる。
有利にはこれら各アルカリ金属酸化物は、改良された化
学的耐久性および耐浸出性のために、略モル・バランス
をもってガラス内に含有される。この種のバランスは、
Ｌｉ、０約１重量部対Ｎａ１０２重量部対に、０３重量
部を含有するガラスによって実質的に達成される。
学的耐久性および耐浸出性のために、略モル・バランス
をもってガラス内に含有される。この種のバランスは、
Ｌｉ、０約１重量部対Ｎａ１０２重量部対に、０３重量
部を含有するガラスによって実質的に達成される。
Ｂ、０．はガラス中にｉｔ百分率０乃至２０チで存在し
て、融解温度を低下させ、かつ化学的耐久性を改良する
。ガラス組成物はＢ、０．６乃至１５重量％を含有する
のが好ましい。
て、融解温度を低下させ、かつ化学的耐久性を改良する
。ガラス組成物はＢ、０．６乃至１５重量％を含有する
のが好ましい。
硫黄（単一元素として、または他の元素、たとえば酸素
との組合せにおいて、たとえばＳＯ１″！たはＳＯｌと
して）は重Ｊｉコ分率でガラス内に０．０５乃至１．５
％存在して発泡剤を提供する。もし、ガラス粒状物を加
熱するパラメータ（時間、持続性および加熱雰囲気）を
固定したままとすれば、ガラス中の硫黄あるいはｇｌ！
素と硫黄とから成る混合物の百分率ならびに供給原料粒
状物のサイズの双方が増加したとき、その中空ガラス球
体の密度は減少する。平均供給原料サイズおよびガラス
中の硫黄の百分率を制御することによって、本発明のガ
ラス球はＯ，ｌＯｇ／ｍ乃至２．０ｇ／ｉの範囲におよ
ぶ平均密度をもって製造することができる。
との組合せにおいて、たとえばＳＯ１″！たはＳＯｌと
して）は重Ｊｉコ分率でガラス内に０．０５乃至１．５
％存在して発泡剤を提供する。もし、ガラス粒状物を加
熱するパラメータ（時間、持続性および加熱雰囲気）を
固定したままとすれば、ガラス中の硫黄あるいはｇｌ！
素と硫黄とから成る混合物の百分率ならびに供給原料粒
状物のサイズの双方が増加したとき、その中空ガラス球
体の密度は減少する。平均供給原料サイズおよびガラス
中の硫黄の百分率を制御することによって、本発明のガ
ラス球はＯ，ｌＯｇ／ｍ乃至２．０ｇ／ｉの範囲におよ
ぶ平均密度をもって製造することができる。
このガラスは重ｆ６分率２乃至２］％でＲＯを含有して
いる。好ましくはこれら酸化物がＣａＯおよびＺｎＯで
あり、そしてガラス中でそれぞれ５乃至２０ならびに１
．５乃至４．０％の範囲におよぶ重ｔｉ分率で存在する
。これらの酸化物はガラスの化学的耐久性および耐浸出
性を改良１する。更に、ＣａＯは広い範囲の温度にわた
ってガラスの加工性および粘度を改良し、そしてＺｎＯ
はガラスがその調製の間硫黄を保持するのを補助する。
いる。好ましくはこれら酸化物がＣａＯおよびＺｎＯで
あり、そしてガラス中でそれぞれ５乃至２０ならびに１
．５乃至４．０％の範囲におよぶ重ｔｉ分率で存在する
。これらの酸化物はガラスの化学的耐久性および耐浸出
性を改良１する。更に、ＣａＯは広い範囲の温度にわた
ってガラスの加工性および粘度を改良し、そしてＺｎＯ
はガラスがその調製の間硫黄を保持するのを補助する。
ＲＯｔ （ＳｉＯ！以外）はガラス内に５重量％まで存
在することが可能である。しかし、単に不純物としての
み存在するように省略するのが好ましい。
在することが可能である。しかし、単に不純物としての
み存在するように省略するのが好ましい。
Ｒｙｅｓ（Ｂｔｕｓ以外）はガラス中に１０重ｆ％まで
存在することが可能である。好ましくはこの酸化物はＡ
１．０３であシ、そしてｗｉｇ分率２乃至７チで存在す
ることである。この酸化物の存在は化学的耐久性および
耐浸出性を改良する。
存在することが可能である。好ましくはこの酸化物はＡ
１．０３であシ、そしてｗｉｇ分率２乃至７チで存在す
ることである。この酸化物の存在は化学的耐久性および
耐浸出性を改良する。
ＲｔＯｓはガラス中に５重：１１％まで存在することが
できる。好ましくはこの酸化物はＰ、０．であり、そし
て０．５乃至４重′Ｉｋ％の範囲に及ぶ量で存在する。
できる。好ましくはこの酸化物はＰ、０．であり、そし
て０．５乃至４重′Ｉｋ％の範囲に及ぶ量で存在する。
少量のｐ、ｏ、はガラスの融点を低下させ、その加工性
を改良するものと考えられる。
を改良するものと考えられる。
フッ素はこのガラス中に５重量％までの量をもりて存在
することが可能である。好ましくはフッ素が１，５乃至
２．５％の範囲におよぶ重量百分率をもって存在するこ
とである。フッ素は広い温度範囲に亘りガラスの加工性
および粘度を改良し、そしてまたガラスの膨張の際の付
加的な発泡剤として作用するものと考えられている。
することが可能である。好ましくはフッ素が１，５乃至
２．５％の範囲におよぶ重量百分率をもって存在するこ
とである。フッ素は広い温度範囲に亘りガラスの加工性
および粘度を改良し、そしてまたガラスの膨張の際の付
加的な発泡剤として作用するものと考えられている。
成る好ましい実施態様において、ガラス生成材料をるつ
ぼ内に、加熱および冷却後に所望のガラス組成をもたら
すと予測される量で導入することによりガラスが調製さ
れる。当業者はガラス生成材料の適量を選択して、本発
明の組成を有するガラスを調製することができる。加熱
後、溶融材料を水中で急冷してガラス７リツトを生成さ
せ、これを中空ガラス球を製造するために使用される粒
状物に粉砕する。
ぼ内に、加熱および冷却後に所望のガラス組成をもたら
すと予測される量で導入することによりガラスが調製さ
れる。当業者はガラス生成材料の適量を選択して、本発
明の組成を有するガラスを調製することができる。加熱
後、溶融材料を水中で急冷してガラス７リツトを生成さ
せ、これを中空ガラス球を製造するために使用される粒
状物に粉砕する。
これらの粒状物は米国特許第２，６１９，７７６号およ
び第２．９４５．３２６号中に記載されているものと類
似の装置内で加熱され、そして膨張せしめられる。好ま
しくは加熱に先立って、たとえば［アルパイン・アメリ
カン、モデＡ／ （Ａｌｐｉｎｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ。
び第２．９４５．３２６号中に記載されているものと類
似の装置内で加熱され、そして膨張せしめられる。好ま
しくは加熱に先立って、たとえば［アルパイン・アメリ
カン、モデＡ／ （Ａｌｐｉｎｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ。
Ｍｏｄｅｌ ） １３２ＭＰ Ｊ風力分別器を使用して
このガラス粒状物を風力分別して、最終ガラス球製品の
サイズの最適範囲を得るために、炉内に供給する粒状物
のサイズの範囲の選択提供する。
このガラス粒状物を風力分別して、最終ガラス球製品の
サイズの最適範囲を得るために、炉内に供給する粒状物
のサイズの範囲の選択提供する。
特別な所望平均密度を有する中空ガラス球を得るために
は、最大平均強度をもたらす製品を構成する粒状物のサ
イズの最適範囲が存在する。この範囲は以下の式によシ
表すことができる。
は、最大平均強度をもたらす製品を構成する粒状物のサ
イズの最適範囲が存在する。この範囲は以下の式によシ
表すことができる。
０．８ ＜ＧＱ ＜１．３
但し、９０Ｐはガラス球製品中の粒状物の９０％が所定
の寸法より小さいものであるサイズ（１００分位数の第
９０位の寸法と呼ぶ）であり、ＩＯＰはガラス球製品中
の僅か１０−の粒状物がよシ小さいサイズ（１００分位
数の第１０位の寸法と称する）であシ、５０Ｐはガラス
球体製品中の粒状物の５０チがよシ小さいもの（１００
分位数の第５０位の寸法と称する）であシ、そしてＧＱ
はグラデージ冒ン商（ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｑｕｏｔｉ
ｅｎｔ ）を表す。本発明者等は、選択された平均密度
を有する中空ガラス球である製品の平均強度を最大とす
るために、この製品を構成する粒状物ＱサイズがＧＱｏ
、８乃至１．３を有すべきことを見出した。本発明者等
はこの範囲内にあるＧＱが、その化学的組成とは関係無
く、製品の強度を最大にするものであることを見出して
いる。
の寸法より小さいものであるサイズ（１００分位数の第
９０位の寸法と呼ぶ）であり、ＩＯＰはガラス球製品中
の僅か１０−の粒状物がよシ小さいサイズ（１００分位
数の第１０位の寸法と称する）であシ、５０Ｐはガラス
球体製品中の粒状物の５０チがよシ小さいもの（１００
分位数の第５０位の寸法と称する）であシ、そしてＧＱ
はグラデージ冒ン商（ｇｒａｄａｔｉｏｎ ｑｕｏｔｉ
ｅｎｔ ）を表す。本発明者等は、選択された平均密度
を有する中空ガラス球である製品の平均強度を最大とす
るために、この製品を構成する粒状物ＱサイズがＧＱｏ
、８乃至１．３を有すべきことを見出した。本発明者等
はこの範囲内にあるＧＱが、その化学的組成とは関係無
く、製品の強度を最大にするものであることを見出して
いる。
中空ガラス球製品は中実および中空ガラス球の双方を含
有し得ることが理解されるべきである。
有し得ることが理解されるべきである。
炉内で加熱された粒状物が全て膨張するのではなく、大
部分の中空ガラス球製品は、中実球体から中空球体を分
離することなく販売される。
部分の中空ガラス球製品は、中実球体から中空球体を分
離することなく販売される。
本発明は更に以下の実施例から理解されるであろう。
実施例 １
溶融ガラスを水中で急冷して、以下のように計算された
化学組成を有するガラスフリットを生成した（分量は重
量百分率で示されるものとする）： ５ｉＯ１５３，８
１％ ｓ Ｎａｎｏ ４．２９％、Ｋ、０６．３６％、
ＬｉｔＯ２，０６％、Ｂ、０，１１．７４％、Ｓｏ、１
．３７％、ＣａＯ１０，６４％、 Ｚｎ０１．９６％、
ＡＩ、０，４．８９％、ＰｔＯｓ ０．９８ ％および
Ｆ、１．９０％。このガラスを粒状物に粉砕し、ついで
風力分別して、下記の粒状体を得た：４６．５ミクロン
よシ小さいもの９０％（９０ｐ ＝ ４６．５ミクロン
）、１５．２ミクロンよシ小さいもの１０チ（１０Ｐ＝
１５．２ミクロン）、および２９．１ミクロンよシ小
さいもの５０チ（５０Ｐ ＝ ２９．１ミクロン）。ガ
スが約１２％過剰（１１％超過の化学量論的混合物）で
あったガス／空気混合物においてガス１３０ｆｔ’／時
間を使用して速度２．５１ｂ／時間においてこれら粒状
物を炉内に供給した。得られたガラス球体生成物は平均
密度０．２２ ｇｌｃｒｄを、中空ガラス球体９２．６
重量％の収量において有していた。平均密度はガラス球
体生成物の試料を秤量し、かつその容量を空気比較（比
重瓶（ａｉｒ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｐｙｃｎｏｍｅｔ
ｅｒ ）によシ測定することによって求められた。
化学組成を有するガラスフリットを生成した（分量は重
量百分率で示されるものとする）： ５ｉＯ１５３，８
１％ ｓ Ｎａｎｏ ４．２９％、Ｋ、０６．３６％、
ＬｉｔＯ２，０６％、Ｂ、０，１１．７４％、Ｓｏ、１
．３７％、ＣａＯ１０，６４％、 Ｚｎ０１．９６％、
ＡＩ、０，４．８９％、ＰｔＯｓ ０．９８ ％および
Ｆ、１．９０％。このガラスを粒状物に粉砕し、ついで
風力分別して、下記の粒状体を得た：４６．５ミクロン
よシ小さいもの９０％（９０ｐ ＝ ４６．５ミクロン
）、１５．２ミクロンよシ小さいもの１０チ（１０Ｐ＝
１５．２ミクロン）、および２９．１ミクロンよシ小
さいもの５０チ（５０Ｐ ＝ ２９．１ミクロン）。ガ
スが約１２％過剰（１１％超過の化学量論的混合物）で
あったガス／空気混合物においてガス１３０ｆｔ’／時
間を使用して速度２．５１ｂ／時間においてこれら粒状
物を炉内に供給した。得られたガラス球体生成物は平均
密度０．２２ ｇｌｃｒｄを、中空ガラス球体９２．６
重量％の収量において有していた。平均密度はガラス球
体生成物の試料を秤量し、かつその容量を空気比較（比
重瓶（ａｉｒ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｐｙｃｎｏｍｅｔ
ｅｒ ）によシ測定することによって求められた。
このガラス球製品についてのサイズの内訳は次の通シで
あった： ９０Ｐ＝ １０４ミクロン、１０Ｐ＝３５．
８ミクロン、および５０Ｐ＝６６．１ミクロン。従って
、そのグラデーシロン商（ＧＱ＝９０Ｐ−１０Ｐ１５０
Ｐ）は１．０３であった。
あった： ９０Ｐ＝ １０４ミクロン、１０Ｐ＝３５．
８ミクロン、および５０Ｐ＝６６．１ミクロン。従って
、そのグラデーシロン商（ＧＱ＝９０Ｐ−１０Ｐ１５０
Ｐ）は１．０３であった。
ガラス球製品の強度は、試＠を静水圧の影響下に置き、
そして減容の百分率を測定することにより求めた。これ
らの百分率は下記の静水圧について以下の通夛であった
： ５００ ｐａｔにおいて２１．７チ、７５０ｐｓｉ
において４５．０％、そして１０００ｐｓｉにおいて５
８．６チ。比較すれば、平均密度（０，２３ｇｌｃｒｄ
）を有する最も強力な市販のガラス球製品は７５０ｐ
ａｉにおいてその容量の５４％を減じた。
そして減容の百分率を測定することにより求めた。これ
らの百分率は下記の静水圧について以下の通夛であった
： ５００ ｐａｔにおいて２１．７チ、７５０ｐｓｉ
において４５．０％、そして１０００ｐｓｉにおいて５
８．６チ。比較すれば、平均密度（０，２３ｇｌｃｒｄ
）を有する最も強力な市販のガラス球製品は７５０ｐ
ａｉにおいてその容量の５４％を減じた。
このガラス球製品の化学的耐久性および耐浸出性は試料
を、還流下、那騰脱イオン水に１時間さらし、次いでそ
の水の導電率、ｐＨ１ナトリウム含有量およびカリウム
含有量を試験することにより測定された。それらの結果
は以下の通りであった：導電率＝ ６１ ｐ ｍｈｏ
７ｃｍ 、ｐＨ＝ ８、ナトリウム；４．２ｍｇ／Ｌ
−カリウム＝ ８．８ ｍｇ／ｌ 、比較のために、同
一の試験を受けた平均密度を有する市販のガラス球製品
は以下の結果を示した：導電率＝２００μｍｈｏ７’ｍ
、 ｐＨ＝８．８、ナトリウム＝ ２１．２ ｍｇ／ｌ
、およびカリウム＝ １１．６ ｍｇ／Ｌ。
を、還流下、那騰脱イオン水に１時間さらし、次いでそ
の水の導電率、ｐＨ１ナトリウム含有量およびカリウム
含有量を試験することにより測定された。それらの結果
は以下の通りであった：導電率＝ ６１ ｐ ｍｈｏ
７ｃｍ 、ｐＨ＝ ８、ナトリウム；４．２ｍｇ／Ｌ
−カリウム＝ ８．８ ｍｇ／ｌ 、比較のために、同
一の試験を受けた平均密度を有する市販のガラス球製品
は以下の結果を示した：導電率＝２００μｍｈｏ７’ｍ
、 ｐＨ＝８．８、ナトリウム＝ ２１．２ ｍｇ／ｌ
、およびカリウム＝ １１．６ ｍｇ／Ｌ。
実施例 ２
実施例１と同様に計算された化学組成のガラス７リツト
を調製した。この７リツトを粉砕して以下のような粒度
の内訳を得た：９０Ｐ＝１９．８ミクロン、１６Ｐ＝３
．６ミクロン、および５０Ｐ＝１１．３ミクロン。この
粒状物は炉内に３．４ ｌｂ／時間の速度で供給され、
この炉にはガスが約９％過剰であるガス／空気混合物と
して１２０ｆｔ”７時間の速度でガスが供給された。得
られたガラス球製品は平均密度０．３０ｇ／ｆｆｌを有
し、中空球体の収量９８．４重量％を示した。
を調製した。この７リツトを粉砕して以下のような粒度
の内訳を得た：９０Ｐ＝１９．８ミクロン、１６Ｐ＝３
．６ミクロン、および５０Ｐ＝１１．３ミクロン。この
粒状物は炉内に３．４ ｌｂ／時間の速度で供給され、
この炉にはガスが約９％過剰であるガス／空気混合物と
して１２０ｆｔ”７時間の速度でガスが供給された。得
られたガラス球製品は平均密度０．３０ｇ／ｆｆｌを有
し、中空球体の収量９８．４重量％を示した。
このガラス球製品は以下のサイズの内訳を有する球体を
含んで構成されていた： ９０Ｐ＝ ４４．８ ミクロ
ン、１０Ｐ＝１３．２ミクロン、および５０Ｐ＝２９．
５ミクロン。従って、そのＧＱは１．０７であった。
含んで構成されていた： ９０Ｐ＝ ４４．８ ミクロ
ン、１０Ｐ＝１３．２ミクロン、および５０Ｐ＝２９．
５ミクロン。従って、そのＧＱは１．０７であった。
静水圧下におけるこの製品の減容６分率は以下の通シで
あった： ５００ ｐｓｉにおいて２チ、７５０ｐｓｉ
において５チ、そして１０００ ｐａｔにおいて１１％
。
あった： ５００ ｐｓｉにおいて２チ、７５０ｐｓｉ
において５チ、そして１０００ ｐａｔにおいて１１％
。
比較のために、平均密度（０，ｚ８ｇｌａｄ ）を有す
る最も強力な市販の生成物は、５００ｐａｉにおいて１
０チ、７５０ ｐｓｉにおいて２３％、そして１０００
ｐｓｉにおいて３５チの減容Ｃ分率を有していた。
る最も強力な市販の生成物は、５００ｐａｉにおいて１
０チ、７５０ ｐｓｉにおいて２３％、そして１０００
ｐｓｉにおいて３５チの減容Ｃ分率を有していた。
実施例 ３
溶融ガラスを水中で急冷して、以下のように計算された
化学組成を有するガラススリットを生成させた（分量は
重量百分率で示されるものとする）： ５ｔＯ１５４，
１８％、Ｎａ、０２．６６ ％、Ｋ、０３．９４％、Ｌ
ｉ、０１．２８％、Ｂ、０．１１．８２％、Ｓｏ、０．
６９％、 Ｃａ０１５．６４％、Ｚｎ０１．９７％、Ａ
ｌ２０１４．９３％ 、 Ｐｒｏｓ ０．９９％および
Ｆ、１．９２％。このフリットを粒状物に粉砕して下記
の内訳を有する粒状物を得た： ９０Ｐ ＝ １７．１
ミクロン、１０Ｐ＝６．０ミクロン、および５０Ｐ ＝
１１．３ミクロン。ガスが約２２％過剰であるガス／
空気混合物として１４７ｆｔ’／時間の速度のガスを使
用して速度３．７１ｂ／時間でこの粒状物を炉内に供給
した。得られたガラス球製品は平均密度０．６１１ ｇ
／７を、中空ガラス球９２．５重ｔチの収量で有してい
た。このガラス球製品は以下のようなサイズの内訳上官
する粒状物で構成されていた： ９０Ｐ＝ ２５．７ミ
クロン、１０Ｐ＝１０．０ミクロン、および５０Ｐ＝１
７．７ミクロン。従りて、そのＧＱは０．８９でありた
。
化学組成を有するガラススリットを生成させた（分量は
重量百分率で示されるものとする）： ５ｔＯ１５４，
１８％、Ｎａ、０２．６６ ％、Ｋ、０３．９４％、Ｌ
ｉ、０１．２８％、Ｂ、０．１１．８２％、Ｓｏ、０．
６９％、 Ｃａ０１５．６４％、Ｚｎ０１．９７％、Ａ
ｌ２０１４．９３％ 、 Ｐｒｏｓ ０．９９％および
Ｆ、１．９２％。このフリットを粒状物に粉砕して下記
の内訳を有する粒状物を得た： ９０Ｐ ＝ １７．１
ミクロン、１０Ｐ＝６．０ミクロン、および５０Ｐ ＝
１１．３ミクロン。ガスが約２２％過剰であるガス／
空気混合物として１４７ｆｔ’／時間の速度のガスを使
用して速度３．７１ｂ／時間でこの粒状物を炉内に供給
した。得られたガラス球製品は平均密度０．６１１ ｇ
／７を、中空ガラス球９２．５重ｔチの収量で有してい
た。このガラス球製品は以下のようなサイズの内訳上官
する粒状物で構成されていた： ９０Ｐ＝ ２５．７ミ
クロン、１０Ｐ＝１０．０ミクロン、および５０Ｐ＝１
７．７ミクロン。従りて、そのＧＱは０．８９でありた
。
このガラス球製品の静水圧試験は、 ３０００ ｐａｔ
において減容僅かに１，７％、そして１０．０００ ｐ
ｓｉにおいて減容僅かに２５％を示した。比較のために
、平均密度（ｏ、６ ｇ／ｃｗｔ ）を有する最も強力
な市販製品は１０．０００ ｐｓｉにおいて減容百分率
５０％を有していた。
において減容僅かに１，７％、そして１０．０００ ｐ
ｓｉにおいて減容僅かに２５％を示した。比較のために
、平均密度（ｏ、６ ｇ／ｃｗｔ ）を有する最も強力
な市販製品は１０．０００ ｐｓｉにおいて減容百分率
５０％を有していた。
更に、これら同一の二つの製品を、同一の射出成形機で
射出成形されたポリマー中に加えた。この成形中の球体
破損百分率は、このガラス球製品に関してはごくわずか
であったが、市販生成物については可成シのものであっ
た。
射出成形されたポリマー中に加えた。この成形中の球体
破損百分率は、このガラス球製品に関してはごくわずか
であったが、市販生成物については可成シのものであっ
た。
実施例 ４
実施例３と同様な化学組成を有するガラスフリットを粉
砕して以下のような粒度の内訳を侍た：９０Ｐ＝８．３
ミクロン、１０Ｐ＝１．８ミクロン、および５０Ｐ＝４
．８ミクロン。これらの粒状ｖｌＪは炉内に３．４１ｂ
／時間の速度で供給され、この炉にはガスが約１２−過
剰であるガス／空気混合物として１１５ｆｔ”７時間の
速度でガスが使用された。得られたガラス球製品は平均
密度１．１０ｇＡ＋ｆを有し、中空球体の収量４３重ｔ
チを有していた。この製品は以下のサイズの内訳をＭす
る粒状物で構成されていた：９０Ｐ＝１３．７ミクロン
、１０Ｐ＝４．０ミクロン、および５０Ｐ＝８．８ミク
ロン。従って、そのＧＱは１．１０でおった。
砕して以下のような粒度の内訳を侍た：９０Ｐ＝８．３
ミクロン、１０Ｐ＝１．８ミクロン、および５０Ｐ＝４
．８ミクロン。これらの粒状ｖｌＪは炉内に３．４１ｂ
／時間の速度で供給され、この炉にはガスが約１２−過
剰であるガス／空気混合物として１１５ｆｔ”７時間の
速度でガスが使用された。得られたガラス球製品は平均
密度１．１０ｇＡ＋ｆを有し、中空球体の収量４３重ｔ
チを有していた。この製品は以下のサイズの内訳をＭす
る粒状物で構成されていた：９０Ｐ＝１３．７ミクロン
、１０Ｐ＝４．０ミクロン、および５０Ｐ＝８．８ミク
ロン。従って、そのＧＱは１．１０でおった。
この製品の静水圧試験は１０，０００ ｐｓｉにおいて
減容僅かに１３％、そして２０，０００ ｐａｔにおい
て減容僅かに３０チを示した。
減容僅かに１３％、そして２０，０００ ｐａｔにおい
て減容僅かに３０チを示した。
この製品の化学的耐久性および耐浸出性は、試料を還流
下、沸騰脱イオン水に１時間さらし、次いでその水につ
いてｐＨ１導電率、ならびに全アルカリ、カルシウム、
はう素およびシリカ含有量を試験することにより測定さ
れた。比較のために、同一の試験を市販のソーダ石灰ガ
ラスおよび珪はう酸ガラスについて行りた。それらの結
果を以下の表に示す。
下、沸騰脱イオン水に１時間さらし、次いでその水につ
いてｐＨ１導電率、ならびに全アルカリ、カルシウム、
はう素およびシリカ含有量を試験することにより測定さ
れた。比較のために、同一の試験を市販のソーダ石灰ガ
ラスおよび珪はう酸ガラスについて行りた。それらの結
果を以下の表に示す。
試料 ８．３ ５２ ８．３ ７．１
７．０ ０．４ン一タ石 灰ガラユ ９．４ １０１ ２５．７ １８．１
痕跡 ５．４久住を有する中空球体をもたら
すものである。これら球体の平均密度は０．１０ｇＡ乃
至２．０ｇ／ａｍの範囲に及ぶことが可能である。これ
ら中空ガラス球の強度は、粒度を最適に選択することに
よって更に高められる。
７．０ ０．４ン一タ石 灰ガラユ ９．４ １０１ ２５．７ １８．１
痕跡 ５．４久住を有する中空球体をもたら
すものである。これら球体の平均密度は０．１０ｇＡ乃
至２．０ｇ／ａｍの範囲に及ぶことが可能である。これ
ら中空ガラス球の強度は、粒度を最適に選択することに
よって更に高められる。
使用された用語および表現は説明の用語として用いられ
るものであって、限定のためのものではなく、そして説
明された特徴の如何なる均等物あるいはその一部をも排
除するような用語および表現の使用を意図するものでは
ない。従って、各種の変形が本発明の範囲内で可能であ
ることが理解される。
るものであって、限定のためのものではなく、そして説
明された特徴の如何なる均等物あるいはその一部をも排
除するような用語および表現の使用を意図するものでは
ない。従って、各種の変形が本発明の範囲内で可能であ
ることが理解される。
これらの結果は、本発明の中空ガラス球製品の総体的な
耐薬品性および化学的耐久性が市販のガラスのそれを起
えることを示している。
耐薬品性および化学的耐久性が市販のガラスのそれを起
えることを示している。
従って、本発明は中空ガラス球に関する新規な化学組成
を提供するという目的に合致するものである。この組成
は高い強匿、収量および化学的耐特許出願人 ポッター
ズ・イ〃〉トリーズ・インコールイテッド（外２名）
を提供するという目的に合致するものである。この組成
は高い強匿、収量および化学的耐特許出願人 ポッター
ズ・イ〃〉トリーズ・インコールイテッド（外２名）
Claims (32)
- （１）中実ガラス粒子を加熱することによって作られた
中空ガラス球であって、約０．１０ｇ／ｃｃから約２．
０ｇ／ｃｃの平均密度を有するとともに、ＳｉＯ＿２５
０−５７ Ｒ＿２Ｏ２−１５ Ｂ＿２Ｏ＿３０−２０ Ｓ０．０５−１．５ ＲＯ２−２５ ＲＯ＿２（ＳｉＯ＿２以外）０−５ Ｒ＿２Ｏ＿３（Ｂ＿２Ｏ＿３以外）０−１０Ｒ＿２Ｏ＿
５０−５ Ｆ０−５ （ここでＲは金属、またはガラス中の酸素と結合するリ
ンのような元素である。） の重量パーセントで上記の成分を含んでいる中空ガラス
球。 - （２）Ｒ＿２ＯがＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯまたはＬｉ＿２
Ｏである請求項１記載の中空ガラス球。 - （３）Ｒ＿２ＯがＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯおよびＬｉ＿２
Ｏであり、これらは重量百分率でそれぞれ２．５乃至１
２．８、３．８乃至１０．０および１．０乃至３．０％
をもって存在している請求項１記載の中空ガラス球。 - （４）Ｒ＿２ＯがＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯおよびＬｉ＿２
Ｏであり、それらＬｉ＿２Ｏ、Ｎａ＿２ＯおよびＫ＿２
Ｏが略モル・バランスをもってガラス内に含有されるよ
うにＬｉ＿２Ｏ約１重量部対Ｎａ＿２Ｏ＿２重量部対Ｋ
＿２Ｏ３重量部の量で存在している請求項１記載の中空
ガラス球。 - （５）Ｂ＿２Ｏ＿３が６乃至１５重量％で存在する請求
項１記載の中空ガラス球。 - （６）ＲＯがＣａＯまたはＺｎＯである請求項１記載の
中空ガラス球。 - （７）ＲＯがＣａＯおよびＺｎＯであり、それらが重量
百分率でそれぞれ５乃至２０ならびに１．５乃至４．０
％をもって存在する請求項１記載の中空ガラス球。 - （８）ＲＯ＿２（ＳｉＯ＿２以外）が実質的に存在しな
い請求項１記載の中空ガラス球。 - （９）Ｒ＿２Ｏ＿３（Ｂ＿２Ｏ＿３以外）がＡｌ＿２Ｏ
＿３である請求項１記載の中空ガラス球。 - （１０）Ａｌ＿２Ｏ＿３が２乃至７重量％で存在する請
求項９記載の中空ガラス球。 - （１１）Ｒ＿２Ｏ＿５がＰ＿２Ｏ＿５であり、そして０
．５乃至４．０重量％をもって存在する請求項１記載の
中空ガラス球。 - （１２）Ｆが１．５乃至２．５重量％で存在する請求項
１記載の中空ガラス球。 - （１３）０．８乃至１．３のＧＱを有している請求項１
記載の中空ガラス球。 - （１４）中実ガラス粒状物を加熱することにより製造さ
れる中空および中実ガラス球製品であって、平均密度約
０．１０ｇ／ｃｃ乃至約２．０ｇ／ｃｃを有し、そして
重量百分率で表される下記の量で本質的に下記成分： ＳｉＯ＿２５０−５７ Ｒ＿２Ｏ２−１５ Ｂ＿２Ｏ＿３０−２０ Ｓ０．０５−１．５ ＲＯ２−２５ ＲＯ＿２（ＳｉＯ＿２以外）０−５ Ｒ＿２Ｏ＿３（Ｂ＿２Ｏ＿３以外）０−１０Ｒ＿２Ｏ＿
＿５０−５ Ｆ０−５ から構成される中空および中実ガラス球製品。 - （１５）Ｒ＿２ＯがＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯまたはＬｉ＿
２Ｏである請求項１４記載のガラス球製品。 - （１６）Ｒ＿２ＯがＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯおよびＬｉ＿
２Ｏであり、それらは重量百分率でそれぞれ２．５乃至
１２．８、３．８乃至１０．０および１．０乃至３．０
％をもって存在している請求項１４記載のガラス球製品
。 - （１７）Ｒ＿２ＯがＮａ＿２Ｏ、Ｋ＿２３ＯおよびＬｉ
＿２Ｏであり、それらＬｉ＿２Ｏ、Ｎａ＿２ＯおよびＫ
＿２３Ｏが略モル・バランスをもってガラス内に含有さ
れるようにＬｉ＿２Ｏ約１重量部対Ｎａ＿２Ｏ２重量部
対Ｋ＿２Ｏ３重量部の量で存在している請求項１４記載
のガラス球製品。 - （１８）Ｂ＿２Ｏ＿３が６乃至１５重量％で存在する請
求項１４記載のガラス球製品。 - （１９）ＲＯがＣａＯまたはＺｎＯである請求項１４記
載のガラス球製品。 - （２０）ＲＯがＣａＯおよびＺｎＯであり、それらが重
量百分率でそれぞれ５乃至２０ならびに１．５乃至４．
０％をもって存在する請求項１４記載のガラス球製品。 - （２１）ＲＯ＿２（ＳｉＯ＿２以外）が実質的に存在し
ない請求項１４記載のガラス球製品。 - （２２）Ｒ＿２Ｏ＿３（Ｂ＿２Ｏ＿３以外）がＡｌ＿２
Ｏ＿３である請求項１４記載のガラス球製品。 - （２３）Ａｌ＿２Ｏ＿３が２乃至７重量％をもって存在
する請求項２２記載のガラス球製品。 - （２４）Ｒ＿２Ｏ＿５がＰ＿２Ｏ＿５であり、そして０
．５乃至４．０重量％をもって存在する請求項１４記載
のガラス球製品。 - （２５）Ｆが１．５乃至２．５重量％をもって存在する
請求項１４記載のガラス球製品。 - （２６）０．８乃至１．３のＧＱを有している請求項１
４記載のガラス球製品。 - （２７）中実ガラス粒状物を加熱することにより製造さ
れる中空ガラス球であって、重量百分率で表される下記
の量において本質的に下記成分：ＳｉＯ＿２５０−５７ Ｎａ＿２Ｏ２．５−１２．８ Ｋ＿２Ｏ３．８−１０．０ Ｌｉ＿２Ｏ１．０−３．０ Ｂ＿２Ｏ＿３６−１５ ＣａＯ５−２０ ＺｎＯ１．５−４．０ Ａｌ＿２Ｏ＿３２−７ Ｐ＿２Ｏ＿５０．５−４．０ Ｆ１．５−２．５ から構成される中空ガラス球。 - （２８）Ｎａ＿２Ｏ、Ｋ＿２ＯおよびＬｉ＿２Ｏは、Ｌ
ｉ＿２Ｏ、Ｎａ＿２ＯおよびＫ＿２Ｏが略モル・バラン
スをもってガラス内に含有されるようにＬｉ＿２Ｏ約１
重量部対Ｎａ＿２Ｏ＿２重量部対Ｋ＿２Ｏ３重量部の量
をもって存在する請求項２７記載の中空ガラス球。 - （２９）０．８乃至１．３のＧＱを有している請求項２
７記載の中空ガラス球。 - （３０）高分子化合物と、この化合物中に分散された請
求項１記載の中空ガラス球とを含んで構成される製品。 - （３１）高分子化合物と、この化合物中に分散された請
求項１４記載の中空および中実ガラス球製品とを含んで
構成される製品。 - （３２）高分子化合物と、この化合物中に分散された請
求項２７記載の中空ガラス球とを含んで構成される製品
。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US236042 | 1988-08-24 | ||
| US07/236,042 US4983550A (en) | 1988-08-24 | 1988-08-24 | Hollow glass spheres |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0269336A true JPH0269336A (ja) | 1990-03-08 |
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ID=22887889
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4983550A (ja) |
| EP (1) | EP0430995B1 (ja) |
| JP (1) | JP2967993B2 (ja) |
| AT (1) | ATE135671T1 (ja) |
| AU (1) | AU4058889A (ja) |
| CA (1) | CA1335297C (ja) |
| DE (1) | DE68926048T2 (ja) |
| ES (1) | ES2018910A6 (ja) |
| GB (1) | GB2256867B (ja) |
| WO (1) | WO1990002102A1 (ja) |
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