JPH04202025A - 耐圧強度の優れたガラスバブル及びその為のガラスフリット組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は耐圧強度の優れたガラスバブル及びその為のガ
ラスフリット組成物に関する。

［従来の技術］ 各種樹脂の体積を増やしたり、あるいはパテの乾燥時の
引けを防止する為に樹脂やパテの中にガラスバブルを入
れることが行われている。

この場合、ガラスバブルは軽量であって、こわれないも
のが好ましく、体積当りの密度を下げることができ、軽
量化ができる。この為、各種自動車等の塗料に広く用い
られつつある。

一方、射出成形に代表されるような樹脂に圧力が加わる
ようなものにもガラスバブルの導入が検討されている。

この場合、ガラスバブルはより一層高強度のものが要求
される。従来、このようなガラスパル部として平均粒子
密度を０．４ｇ／ｃｍ３以上、即ち、バブルの壁を厚く
して強度を高くしようとする試みが提案されている（特
開昭５Ｅ１１５６５５１号公報参照）。

［発明の解決しようとする課題］ しかしながら、上記方法は、強度を上げる為にガラスバ
ブルの壁を厚くしており、それだけ軽量化を阻害する欠
点を有している。

［課題を解決する為の手段］ 本発明者は、上記の欠点を解消し、軽量化を阻害せずに
強度を十分なものとすることを目的として種々研究、検
討した結果、水浮上品の平均粒子密度が０．４ｇ／ｃｍ
３未満において、粒度のうち最も粗いものから５％と、
最も細かいものから５％を差し引いた粒度の最高値と最
低値の差か４４μｍ以下である耐圧強度の優れたガラス
バブル及びガラスバブル製造用ガラスフリットを見出し
、前記目的を達成することを見出した。

本発明において、平均粒子密度が０．４ｇ／ｃｍ３に満
たない場合には、通常その強度が著しく低いが、本発明
の方法を採用することによって顕著に強度が向上するこ
とが認められた。

本発明において、粒度の最高値と最低値の差か４４μｍ
を超える場合には、粒子個々の密度のばらつきが大きい
ため弱いところから破壊が起こるため結局密度ばらつき
が大きいと十分な強度を得ることが困難となる。

かくして平均粒子密度が０．４〜０．３ｇ／ｃｍ”の範
囲において強度の顕著な向上が見られる。

かかるガラスバブルは重量％で次のようなガラス組成を
有するのが好ましい。

Ｓｉ０□　　６０〜８０　　　　Ｂ２０．　　６〜１５
Ｎａ２０２〜１２５ｚｎ００〜３ に２００〜３　　　　Ａ１□０３０〜３Ｌｉ　、０　　
０〜３　　　　Ｐ２Ｏ５０〜３全アルカリ金属　　　５
ｂ２０３０〜ｌ酸化物　　　　　　　Ａｓ２０３０〜１
２〜１２．５　　５Ｏ３０，０５〜ｌ ＣａＯ３〜１５Ｂ２０３／Ｎａ２０１．２〜３５Ｍｇ０
　　　０〜３ 全アルカリ土類金属酸化物　　　５〜１５か（してこの
ガラスバブルは、体積減少率１０％静水圧が５００ｋｇ
／ｃｍ２以上を有する。上記組成を有することにより、
吸湿性が少なく、流動性の優れたガラスバブルとなり合
成樹脂成形品を製造する場合、作業性もよく、品質も安
定する。

かかるガラスバブルを得るために用いられるガラスバブ
ル製造用フリットとしては、粒度のうち最も粗いものか
ら５％を差し引いた粒度の最高値と最低値の差が２２μ
ｍ以下が用いられる。粒度の最高値と最低値の差が２２
μｍ以上であると、得られるガラスバブルの粒度範囲も
大きくなり、強度も小さくなる。

かくして、本発明は重量％で下記組成を有するガラスバ
ブル製造用のガラスフリット組成物を採用するのが好ま
しい。

５ｉ０２５８〜７５Ｂ２０３１１〜２５Ｎａ２０　　３
〜１２．５　　　ＺｎＯＯ〜３に２０　　　０〜３　　
　　Ａｌ。０３０〜１５Ｎａ２Ｏ２〜１２．５ＺｎＯ０
〜３Ｋ２Ｏ０〜３全アルカリ金属　　　５ｂ２０３０〜
１酸化物　　　　　　　Ａｓ２０３０〜１３〜１５　　
　５ｏ３０．０５〜１ Ｃ８０５〜１５Ｂ２０３／Ｎａ２０１．７〜４０Ｍｇ０
　　　　Ｏ〜３ 全アルカリ土類金属酸化物　　５〜１５本発明において
、Ｂ２Ｏ３／　Ｎａ２Ｏの割合とともにＢ２Ｏ３の使用
量は重要であり、Ｂ２Ｏ３の使用量が前記範囲に尚だな
い場合には、アルカリの溶出量か多いと共に発泡率の改
善か見られず、逆に前記範囲を超える場合には、ガラス
が分相し易（なり、また化学的耐久性も低下するので何
れも不適当である。

上記のなかでも、Ｂ２Ｏ３／Ｎａ２Ｏは好ましくは１．
８〜３，５またＢ２Ｏ３は好ましくは１２〜１９重量％
が使用される。

又、Ｓ］０２は５８〜７５重量％、好ましくは５８〜７
０重量％を用いる必要がある。使用量が前記範囲に満た
ない場合にはガラスの粘性が低くなり発泡時に破壊して
しまい、逆に前記範囲を超える場合には、ガラスの粘性
が高くなり、発泡性が阻害されるので何れも不適当であ
る。

又、Ｎａ２Ｏは３〜１２．５重量％、好ましくば３〜８
重量％を採用する必要がある。

Ｎａ２Ｏの使用量が前記範囲に満たない場合には、ガラ
スの粘度が高（なり、発泡性か悪く、失透が生じ易くな
り、逆に前記範囲を超える場合にはアルカリの溶出量か
多くなるので何れも不適当である。

本発明において他のアルカリとしてはに２０やＬ１２０
を所望により用いることができる。これらの成分はナト
リウムの溶出量を低減させ、耐水性の向上の為に用いら
れる。その使用量は３重量％迄であり、好ましい使用量
はに２００．５〜１．５重量％、Ｌｉ２Ｏ０，５〜１．
２重量％である。

それ以上の使用は発泡性を阻害し、アルカリの溶出量も
増大する。

そして、本発明において、ＮａＪ、に２０．　ｔ、１２
ｏからなるアルカリ成分の合計使用量は、３〜１５重量
％、好ましくは３〜ｌＯ重量％が必要である。

アルカリ成分の総使用量が前記範囲に満たない場合には
、ガラスの粘度が高くなり、発泡性を阻害し、又失透し
易くなり、逆に前記範囲を超える場合にはアルカリの溶
出量が増大するので何れも不適当である。

又、ＣａＯは５〜１５重量％、好ましくは７〜１２重量
％を採用する必要がある。ＣａＯの使用量が前記範囲に
満たない場合には、化学的耐久性か低下し、逆に前記範
囲を超える場合にはガラスが失透し、又発泡体の形状が
真球性を失うので何れも不適当である。

本発明において、他のアルカリ土類金属成分としては、
ＭｇＯが用いられる。ＭｇＯの使用量は、３重量％迄の
範囲でＣａＯを置換できる。これを超えると発泡体の真
球性が失われるので不適当である。

これらアルカリ土類成分の使用量は、酸化物換算で５〜
１５重量％、好ましくは７〜１２重量％が採用される。

使用量が前記範囲に満たない場合には化学的耐久性が阻
害され、逆に前記範囲を超える場合にはガラスが失透し
、発泡体の真球性が失われるので何れも不適当である。

次に、ＺｎＯ，Ａｌ２Ｏ３，Ｐ２Ｏ５は、何れも所望に
より３重量％を限度として用いることができる。

ＺｎＯは主として化学的耐久性の向上の目的の為に用い
られるものであり、３重量％を超える場合には発泡性か
阻害されるので不適当である。ＺｎＯは好ましくは１０
〜２．５重量％か使用される。

又、Ａｌ２Ｏ３はアルカリの溶出量の低減と耐水性の向
上の目的の為に用いられるものであり、３重量％を超え
る場合にはガラスの粘度が高（なり、又失透を起すので
不適当である。Ａｌ２Ｏ３は好ましくは０５〜１５重量
％使用される。

又、Ｐ２Ｏ５は発泡性を改良する目的の為に用いられる
ものであり、３重量％を超える場合には前記目的を逆に
阻害するので不適当である。

Ｐ２Ｏ５はは好ましくは１２〜２０重量％使用される。

次に、５ｂ２０３及びＡＳ２０３は、何れも所望により
１重量％を限度として用いることができる。

５ｂ２０３は発泡性を改良する目的の為に用いられるも
のであり、１重量％を超える場合には前記目的を阻害す
るのみならす、作業性をも阻害するので不適当である。

又、Ａｓ２ａｓは発泡性を改良する目的の為に用いられ
るものであり、１重量％を超える場合には前記目的を阻
害するのみならず、作業性をも阻害するので不適当であ
る。

更に本発明においては、Ｓ０３を０．０５〜１重量％用
いることが必要である。使用量が前記範囲に満たない場
合には、発泡性が不十分となり、逆に前記範囲を超える
場合には発泡が激しすぎてガラスバブルが破壊し、収率
が低下するので何れも不適当である。

これら各原料は、何れも酸化物として調合することがで
きるが、溶解過程において酸化物になり得る原料を用い
ることもできる。

溶解は、この種ガラス原料の溶解手段を適宜採用し得る
が、　３２０ボイズのガラス粘度を有する温度（ｌｏｇ
　ｎ　＝２．５　）が１０００〜１２００℃となるよう
な組成を選択して表面素地温度１２５０〜１３５０℃で
溶解が行なわれると、最も好ましい状態で発泡が行なわ
れるので好ましい。

又、ガラスの熱伝導率が２．２　Ｘｌ０−”〜２．６×
１Ｏ−３Ｃａ１／ＣｍｄｅｇＳｅＣになる様に調合組成
を選ぶことにより、内部応力をかけずに内厚等がより均
一なガラスバブルを得ることができる。

尚、熱伝導率とはガラス化工便覧第１６９頁に示された
シャシブ法を採用した。

かくして溶解されて得られたガラスフリットは、冷却さ
れ、粉砕されてガラスバブルの製造に供される。

ガラスカレットの粉砕粒度は、平均粒子系が１２〜６５
μを採用するのが好ましい。上記範囲が採用されると、
発泡率が高く、真珠性に冨んだガラスバブルが得られる
ので特に好ましい。

本発明において、上記の様に調製された原料は、ガラス
バブルの形成の為の発泡に供せられる。

ガラスバブルへの発泡手段としては、特に制限はな（、
適宜公知の手段が採用される。例えば、１０００〜１２
００℃の火炎中を０．１〜５秒間原料を通過せしめるこ
とにより発泡率が７０〜９０％（水など分級された密度
ｌＯ以下のガラスバブルの重量割合）のガラスバブルを
得ることができる。

更に本発明によると、より好ましいガラスバブルの組成
は重量％で以下の如くである。

５Ｌ０２６５〜７５　　　　Ｂ２０３７〜１２Ｎａ２０
３〜６　　　　Ｚｎ０　　１．０〜２．５に２０　　０
．５〜１．５　　　Ａ１□０３０５〜１．５Ｌｉ２０　
０．５〜１．２　　　Ｐ２Ｏ５１，１〜２．０全アルカ
リ金属　　　５ｂ２ｏ３ｏ〜１酸化物　　　　　　　Ａ
ｓ２０３０〜１４〜８　　　５Ｏ３０，０５〜０３０ Ｃａ０８〜１３Ｂ２０３／Ｎａ２０１３５〜３．０Ｍｇ
０　　　　Ｏ〜３ 全アルカリ土類金属酸化物　　８〜１３また、この時の
ガラスバブル製造用のガラスフリット組成物は重量％で
以下の如くである。

５１０２　　５８〜７０　　　　Ｂ２０３１２〜１９Ｎ
ａ２０　　３〜８　　　　ＺｎＯ１，０〜２．５に２０
　　０．５〜１．５　　　Ａ１□０３０．５〜１５Ｌｉ
２０　０．５〜１．２　　　Ｐ２Ｏ５１，２〜２．０全
アルカリ金属　　　５ｂ２０３０〜１酸化物　　　　　
　　Ａ３２０３０〜１４〜１０　　　５ｏ３０．０５〜
０．４ＣａＯ７〜１２Ｂ２０３／Ｎａ２０１．８〜３．
５Ｍｇ０　　　　Ｏ〜３ 全アルカリ土類金属酸化物　　７〜１２か（して本発明
によるガラスバブルは、強度が高（、体積減少率が１０
％で、静水圧が５００ｋｇ／ｃｍ２以上と高く、押出し
成形や圧力のかかる成形品等に配合することができ、し
かもガラス組成と相俟って分級という手段を採用するこ
とにより、比重が軽く、０．４ｇ／ｃｍ３より小さいも
のでも高強度品だけを選び抜くことが可能となる利点を
有している。

［実施例］ 実施例１ 下記原料を混合し、るつぼを用いて表面素地温度１３５
０℃で溶融し、ガラスフリットを得た。

原料の数値はｇである。

二酸化珪素　５４３０　　　　酸化アルミニウム　４０
ソーダ灰　　　６０　　第２リン酸カルシウム　３５０
石　　灰　　１３００　　　　炭酸リチウム　　　２０
０硼砂（５水塩）　２２８０　　　炭酸カリウム　　　
１２０酸化亜鉛　　　９０　　　　芒　硝　　　　　１
１０得られたガラスフリットの成分を表１に示した。こ
のガラスフリットｇｏｏｏ　ｇを３０００　ｇのオ分砕
ポールと共にボールミルにて粉砕し、その後空気分級機
にて分級してガラスバブル製造用原料ガラスを得た。こ
の粒度分布範囲及び平均粒径を表２に示した。

この原料ガラスを２５ｇ／分にて、空気とＬＰＧの予混
合燃焼ガス６００リットル／分と共に連続的に発泡炉内
に供給、その後直ちに捕集設備にて捕集した。

捕集物は水を用いて浮上物と沈降物に分離された浮上物
の粒度分布範囲、平均粒径、密度、体積減少率ｌＯ％で
の静水圧を表３に示した。

なお、浮上物は表面付着物を洗浄した。

実施例２ 芒硝１００ｇ以外は実施例１と同様にしてガラスフリッ
トを得た。この成分を表１に示した。

このガラスフリットを実施例１と同様に粉砕、分級し、
原料ガラスを得た。この原料ガラスの粒度分布範囲、及
び平均粒径を表２に示した。

得られた原料ガラスを実施例１と同様に発泡炉内に供給
、捕集接水浮上物を得た。この粒度分布範囲、平均粒径
、密度、体積減少率１０％静水圧を表３に示した。

実施例３ 実施例１と同様の混合割合にて、ガラスフリットを得た
。得られたガラスフリットの成分は表１の如くであった
。このガラスフリットを実施例１と同様に粉砕、分級し
、原料ガラスを得た。この原料ガラスの粒度分布範囲、
平均粒径を表２に示した。この原料ガラスを実施例１と
同様に発泡炉内に供給、捕集接水浮上物を得た。この粒
度分布範囲、平均粒径、密度、体積減少率１０％静水圧
を表３に示した。

実施例４ 芒硝１２０ｇを用いた以外は実施例１と同様にしてガラ
スフリットを得た。この成分を表１に示した。このガラ
スフリットを実施例１と同様に粉砕、分級し、原料ガラ
スを得た。この粒度分布範囲、平均粒径な表２に示した
。この原料ガラスを実施例１と同様に発泡炉内に供給、
捕集接水浮上物を得た。この粒度分布範囲、平均粒径、
密度、体積減少率１０％静水圧を表３に示した。

比較例１ 実施例４と同様の混合割合にて、ガラスフリットを得た
。得られたガラスフリットの成分は表１の如くであった
。このガラスフリットを実施例１と同様に粉砕、分級し
、原料ガラスを得た。この粒度分布範囲、平均粒径を表
２に示した。この原料ガラスを実施例１と同様に発泡炉
内に供給、捕集接水浮上物を得た。この粒度分布範囲、
平均粒径、密度、体積減少率１０％静水圧を表３に示し
た。

比較例２ 実施例４と同様の混合割合にて、ガラスフリツトを得た
。得られたガラスフリットの成分を表１に示した。この
ガラスフリットを実施例１と同様に粉砕、分級し、原料
ガラスを得た。この粒度分布範囲、平均粒径を表２に示
した。この原料ガラスを実施例１と同様に発泡炉内に供
給、捕集接水浮上物を得た。この粒度分布範囲、平均粒
径、密度、体積減少率１０％静水圧を表３に示した。

２、　　代理人安　曲　駕 二１゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水浮上品の平均粒子密度が、０．４ｇ／ｃｍ＾３未
   満において、粒度のうち最も粗いものから５％と最も細
   かいものから５％を差し引いた粒度の最高値と最低値の
   差が４４μｍ以下である耐圧強度の優れたガラスバブル
   。 ２、重量％で下記の組成を有する請求項１のガラスバブ
   ル。 ＳｉＯ＿２　６０〜８０　Ｂ＿２Ｏ＿３　６〜１５Ｎａ
   ＿２Ｏ　２〜１２．５　ＺｎＯ　０〜３Ｋ＿２Ｏ　０〜
   ３　Ａｌ＿２Ｏ＿３　０〜３Ｌｉ＿２Ｏ　０〜３　Ｐ＿
   ２Ｏ＿５　０〜３全アルカリ金属　Ｓｂ＿２Ｏ＿３　０
   〜１ 酸化物　Ａｓ＿２Ｏ＿３　０〜１ ２〜１２．５　ＳＯ＿３　０．０５〜１ ＣａＯ　５〜１５　Ｂ＿２Ｏ＿３／Ｎａ＿２Ｏ　１．２
   〜３．５ＭｇＯ　０〜３ 全アルカリ土類金属酸化物　５〜１５ ３、体積減少率１０％、静水圧５００ｋｇ／ｃｍ＾２を
   有する請求項２のガラスバブル。 ４、重量％で下記の組成を有する請求項２のガラスバブ
   ル製造用ガラスフリット。 ＳｉＯ＿２　５８〜７５　Ｂ＿２Ｏ＿３　１１〜２５Ｎ
   ａ＿２Ｏ　３〜１２．５　ＺｎＯ　０〜３Ｋ＿２Ｏ　０
   〜３　Ａｌ＿２Ｏ＿３　０〜３Ｌｉ＿２Ｏ　０〜３　Ｐ
   ＿２Ｏ＿５　０〜３全アルカリ金属　Ｓｂ＿２Ｏ＿３　
   ０〜１ 酸化物　Ａｓ＿２Ｏ＿３　０〜１ ３〜１５　ＳＯ＿３　０．０５〜１ ＣａＯ　５〜１５　Ｂ＿２Ｏ＿３／Ｎａ＿２Ｏ　１．７
   〜４．０ＭｇＯ　０〜３ 全アルカリ土類金属酸化物　５〜１５