JPS6031779B2 - 膨張性ビ−ズ製造材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス形成材料含有の原料を調製し、その少量
ずつを加熱処理に付してそれらをガラスビーズに変える
ガラスビーズの製造に用いられる原料組成物に関するも
のである。

ガラスビーズ製法としては多くの方法が知られている。

こういった公知方法の一つでは溶融ガラスを液滴に分け
、冷却帯中に噴出させ冷却帯中でそれを固化させるもの
である。この方法は溶融ガラス原料の機械的取扱いが必
要でそのため高価な装置が必要である。溶融ガラスの連
続した流れを４・さな液滴の形で噴出させることは技術
的に困難である。ガラス温度が高ければ高いほど、装置
の建設ならびに維持に対する要件がますますきびしくな
る。また溶融ガラス温度が低ければ低いほど制御された
サイズの液滴を作るのが困難になりまた製造速度を充分
大にすることが困難となる。この公知方法はまた泡ガラ
スビーズを製造することができない。ガラス溶融温度よ
りもかなり低い温度で作られる固体原料のべレツトある
いはフラグメントからガラスビーズを製造することも公
知である。

場合によっては粉末ガラスを含む混合物から高温でべレ
ットが成形せられる。また場合によってはガラスビーズ
に変えられる前の一連の工程でガラス形成成分を含む固
体組成物のフラグメントが作られる。かかる従来法では
原料調製時の工程が多いため非常に労力を要しまた極め
て高価な装置を必要とする。複雑かつ高価であること以
外に、ベレット化あるいはフラグメント化された固体原
料を使用する上記の方法では例えば各種工業目的に間々
要求される非常に小さいガラスビーズを製造することが
できない欠点がある。

本発明の目的の一つはガラス形成材料組成物からなり、
ガラスビーズを極めて容易に製造しうる原料を提供する
にある。

さらに別の目的は極めて小さなサイズの泡ガラスビーズ
を容易に製造しうる材料を提供するにある。本発明に従
えば、少量ずつ制御された加熱処理に付し膨張しうるビ
ーズに変えるためのガラス形成材料を含む液体供給原料
を提供する。

本発明によれば水性液中にガラス形成材料の全てあるい
は大部分が溶解せしめられているものからなる流体媒体
原料を提供し、この液体供給原料はその液滴群を分離し
た状態で抑制された温度での加熱帯中を通して液体を蒸
発させかすガラス形成材料から泡ガラス体を形成しうる
膨張性ビーズを作り、次に冷却帯中を通し固化せしめる
ことにより原料の液滴を膨脹性ビーズに変えることがで
きる。適当な組成の液体原料の液滴の調製は室温で行う
ことができ念入りの処理工程を必要とはしない。各種の
有用なガラス形成材料を水あるいは他の水性媒体にとか
し溶液を作ることができる。原料調製には通常の混合装
置を用いることができる。原料を液滴にするのはスプレ
ーで極めて簡単に行いうる。極めて高い生産速度が可能
である。本発明の別の重要な利点はいるいるな予定サイ
ズ、例えば従来法で達成可能な最少のものより小さなサ
イズの泡ガラスビーズを製造しうる膨張性ビーズを作り
うろことである。

こういったビーズを作るのに複雑な方法あるいは装置を
必要としない、後述の如くある種の処理条件を制御すれ
ば充分である。原料液体の粘度は低くなければならない
、流体は好ましくは少なくとも６の重量％の水を含む。

こういった組成物は非常に流動性が大で、そのため極め
て容易に液滴に分けられ、例えば直径１側より充分小さ
い極めてサイズの４・さし、液滴でも作ることができる
。衆知のガラス形成材料あるいは所謂バッチ組成物を本
発明の実施に用いることができる。

かかる組成物は通常１種あるいはそれ以上のガラス網目
形成成分、ガラス変性成分、および１種あるいはそれ以
上の安定剤を含む。ガラス形成成分は焼成によりそれ自
身ガラス質になるもの（ガラス形成材料）を含みうる。
また本発明による原料液体には組成物の温度をあるレベ
ルまで上昇させた場合に共に反応してガラス質反応生成
物を作る別のガラス形成成分の溶解された状態のものを
も含みうる。任意のガラス変性剤、安定剤を含めガラス
形成材料あるいはバッチ組成物の全体が溶液にとげてい
ることが好ましい。しかしながらいくらかの量のガラス
形成材料例えばその１種あるいは１種以上の成分の一部
が非溶解状態である原料を調製し利用することも本発明
の範囲内である。従って本願において以後「流体」なる
語は固体粒子が液体中に懸濁しているものをも包含する
ものであることが理解されよう。しかしながら懸濁粒子
があるとしてもそれはコロイド状のサイズのものである
流体を用いるのが好ましい。こういった流体はしんとう
あるいは燈拝しなくとも均質状態を保ｔ）。本発明にか
かる液滴を構成する流体即ち液体供給にはポロシリケー
トあるいはシリコボレートガラスを作るための１種ある
いは１種以上のガラス形成成分を含む。

かかるガラス形成材料はナトリウムシリケートおよびホ
ウ素含有化合物あるいはこういったものの反応生成物を
含みうる。ポロシリケートおよびシリコボレートガラス
はいるいるな工業製品を製造するためのガラスビーズを
作るのに特に好適である。原料流体の調製にさし、して
は、ナトリウムシリケートおよびホウ素含有化合物は通
常のガラス製造時の如く、実際に要求されるガラス組成
に従い選択される相対的な割合で用いられる。本発明方
法は勿論ボロシリケートあるいはシリコボレートガラス
ビーズの製造にのみ限定されるものではない。

別の例としては、液通を構成する流体に焼成工程でアル
ミノーシリケートガラスに変えられるガラス形成成分（
群）を含有せしめうる。この流体には例えば二つのガラ
ス形成成分の一方の化合物としてアルミニウム化合物を
含有せしめうる。かかる化合物は液相中にコロイド状に
溶けていてもよい。本発明の好ましい具体例において、
液滴を構成する流体は通常ゲルを作る１種あるいは１種
以上の溶解されたガラス形成成分と、かかるゲル形成を
抑制する溶解された成分（群）とを含む。

こういった流体は一般的にいって水中でゲルを作るガラ
ス形成成分がいろいろな工業製品に用いるための極めて
満足すべき性質をもつガラスになるので特に推奨される
。ゲル形成を抑制する物質を加えることにより非常な利
点が得られる。流体を液状となしまた液状に保つのに実
質的な加熱あるいは蝉梓を行う必要性がなく液滴を作る
前にあらかじめ流体の調製が可能である。最良の結果を
得るには、流体にアルカリ金属シリケート例えばナトリ
ウムシリケート、酸性ホウ素含有化合物例えばホウ酸（
日２８０３）、無水ホウ酸（Ｂ２０３）あるいはホウ砂
（Ｎａ２Ｂ４０７・１０比○）、およびゲル形成を抑制
するｐＨ変性剤の反応生成物を含有せしめる。

かかる反応生成物はボロシリケートおよびシリコボレー
トガラスのプレカーサーである。例えば流体は中和され
たホウ酸液にナトリウムシリケートを加えて得られるも
のとすることができ、このホウ酸は無水シリケート重量
に対し２５重量％以上の割合で用いられる。好ましくは
この流体調製に中和剤として１種あるいは１種以上のア
ルカリ金属水酸化物例えば水酸化ナトリウムあるいは水
酸化カリウムが用いられる。かかる水酸化物は特に好適
な流体を得る性質を有する。最も良好な中和剤は水酸化
ナトリウムである。水酸化ナトリウム自身を原料調製に
用いることができ、あるいはまた他の成分例えば炭酸ナ
トリウムと水酸化カルシウムの反応で流体中その場で水
酸化ナトリウムを形成せしめることもできる。本発明方
法の焼成工程では水蒸気の蒸発により圧力が生じ、この
圧力は各液滴中にセル群を作る結果をもたらし、こうい
ったセル群が冷却工程で凍結されビーズが独立気泡ある
いは多泡構造の気泡ビーズになってもよい。

こういった気泡ビーズができるか杏かは多くのパラメー
ターにより決まる。

後段に再度述べるがこういった影響をおよぼす印子には
焼成条件および原料自身の組成が包含される。ある場合
に気泡にすることが望ましい時には、原料調製にあたり
原料中に、焼成帯でガスを発生する固体あるいは溶解物
質を含有せしめればよい。本発明は流体にこういった物
質あるいは組合せ物質群を含有せしめる方法を包含する
。場合によっては流体に焼成帯で分解あるいは燃焼する
物質を含有せしめる。他の場合には焼成帯での温度条件
でガスは発生しないが反応する物質を含有せしめる。本
発明にかかるある種の方法においては、金属炭酸塩を原
料中に存在させる。

金属炭酸塩は極めて好適なガス発生物質である。こうい
った金属炭酸塩とｐＨ調整剤としての苛性ソーダを含む
流体を作る良好な方法は流体調製成分として炭酸ナトリ
ウムと消石灰を用いるものである。こういった成分は反
応して水酸化ナトリウムと炭酸カルシウムを作り、この
後者の水性液中の分散相をなす。乾燥温度または後で処
理に付するガラス形成温度に焼成する際、この炭酸塩の
分解でガスが発生し、また苛性ソーダおよび炭酸カルシ
ウムはＮａ２０とＣａ○を生じこれらがガラス形成に関
与しまた好ましい影響を与える。この例の場合、原料中
の懸濁炭酸カルシウムは従ってガラス形成成分および発
泡剤として作用する。別の有用なガス発生物質は尿素で
ある。

本発明は流体に尿素を含む方法をも包含する。このガス
形成剤は安価に入手しうる。原料流体には前述の成分以
外に、本発明方法あるいは生成物を改善するためそれら
と併用可能なまた膨張性ビーズ形成にさまたげとならに
し、任意の他の成分を含有せしめうる。

膨張性ビーズに変えられる流体の液滴を作る有利な方法
の一つにおいては、流体が一つあるいはそれ以上のスプ
レーャーに供給されそこから液滴にされる。

流体を液滴群に分けるに際し一つあるし・はそれ以上の
ガス流の作用を利用することができる。本発明にかかる
ある種の方法においては、流体のそれぞれの成分を含む
別々の流体流を一つあるいはそれ以上のガス流中に導き
そこで各流体流の物質が集合し液滴の形になるようにし
て流体が液滴になされる。

この方法は流体を予め作っておくと流体を所望の液満に
なし得ないような沈澱あるいはゲル形成がありそれをさ
せるため高温および／またはかきまぜあるいは燈拝して
おく必要のある流体から液滴を作らねばならぬ場合に特
に有用である。上記の方法で液滴を作れば予め加熱ある
いは蝿梓を続ける必要がなくなる。液滴のサイズは所望
の大きさのビーズを製造するため容易に制御しうる。

液瓶は全てあるいは大部分のサイズが直径２側をこえぬ
ことが好ましい。０．０１〜１．０伽の大きさの液瓶を
作るのが極めて好適である。

こういった小さな液滴の形成は、特にそれが極めて稀薄
な溶液からなる場合流体の物理特性の点から容易に達成
される。流体の液滴群は一つあるいはそれ以上のガス流
中に噴出されそこで別々に離された条件に保たれその間
にガラス形成材料がビーズに変えられ得られるビーズが
冷却帯に運ばれそこで充分に固化し互いに接触しても相
互に粘着しないようになる。

固化した時のビーズの構造は液滴の加熱処理中の温度／
時間曲線およびガラス形成組成物の化学特性に影響され
る。ある瞬間でのこの組成物の粘度が大であればある程
溶剤の蒸発によりおよび／または尿素のようなガス形成
剤が存在する場合にはその分解で生じるガス圧の影響下
でのその流動耐性が大となる。ガラス粘度１００００セ
ンチポィズ例えば５０００〜２０００比ｐに相当する焼
成帯温度が好ましい。本発明は流体および焼成ならびに
冷却帯での処理に関する温度／時間曲線が液瓶の全部あ
るいは大部分が中空ピースすなわち原料成分が実質的に
外殻をなしているピースに変えられるぐうな条件である
方法を包含する。

かかる外殻には孔あるいはセルを含まぬようにすること
もできるが、通常はこの外殻が多孔構造のものである。
こういった中空ピースの形成は液瓶を迅速に加熱し焼成
帯での滞留時間を短くし、流体の液滴が事実上瞬間的な
表面乾燥を受け各液滴上に表面の皮ができるようにする
ことにより促進せられる。加熱作用下に包みこまれたガ
スや膨張し液滴の膨張をもたらす。皮の迅速な冷却がそ
れらの破壊を防止する。本発明方法を実施すると通常は
前述の如く中空ピースができるがピース全部あるいはそ
の大部分が断面全体にわたり多孔質あるいは充実した気
泡構造のものになるような条件とすることもできる。流
体液滴の始めの大きさが最終ピースの大きさに影響をお
よぼす。

一般的にいって、始めの液滴のサイズが大きければ大き
い程こういった液滴が内部ガス圧の影響下にこわれ多数
の４・液滴に変わる傾向が大になる。そのため始めと同
じあるいはそれ以下のサイズの液滴を作ることなく非常
に小さなピースができることになる。本発明は既に述べ
た如く流体、その始めの液滴のサイズならびに焼成およ
び冷却帯での処理に関する温度／時間曲線の条件が、少
なくとも幾分かの液滴がガス圧により破壊されサイズの
々・ごな液滴群になり、こういった小液滴群がピースに
変えられるような方法を包含する。

本発明にかかるある種のこういった方法において、始め
の液滴は全てあるいは大部分が５００ミク。ンより小さ
く、それから作られるピースのサイズが１０〜２５０ミ
ク。ンの範囲である。極めて小さなピースを作るための
別法として流体を始めから小さなサイズの液滴にし、そ
れらが実質的に瞬間的に焼成帯で乾燥され爆発とか分裂
で小適になることなくピースに変わるようにする方法が
ある。

後述の如く超音波振動の助けによる等により１０ミクロ
ン以下のような小さな液滴を作ることもできる。本発明
は液滴が始め全部あるいは大部分が１００ミクロン以下
である方法も包含する。本発明はまたかかる方法に用い
られる流体則ち流体供給源料をも包含し、こういった流
体はガラス形成材料の安定溶液からなる。

例えば本発明はアルカリ金属シリケート、酸性ホウ素含
有化合物およびゲル形成を抑制する餌変性剤の反応生成
物を含むガラスビーズ製造原料として好適な流体を包含
する。ホウ素含有化合物はホウ酸、無水ホウ酸、ホウ砂
から選ばれるのが好ましい。かかる流体は前述の如きピ
ース製造に特に好適である。

該流体は調製し、所望により貯蔵し、毅造しようとする
ピースの大きさにより所筆の大きさの液滴として容易に
スプレーされ章成せられる。この流体には長時間の放置
で沈降する傾向のある懸濁固体成分を含まぬようにする
ことができる。もし懸濁団体成分が存在する場合には単
に縄拝するだけで貯蔵中あるいは後の流体の均質性を保
ちうる。かかる流体はガラス形成温度よりはるかに低い
温度で階霧乾燥してガラス形成材料の粒（プリル）を作
ることができる。

こういった粒は中間生成物として取扱い貯蔵することが
でき、ガラス形成温度で炉に導入することによりガラス
ビーズに変えることができる。こういった粒の形成を助
けるため流体にはガラス形成材料の一定量が頃霧乾燥で
液滴に凝集することを助長するための１種あるいは１種
以上の別の成分を含有せしめうる。しかしながら通常は
アルカリ金属シリケートにより充分な結合力が得られる
。本発明にかかる流体を製造する場合ゲルの形成を防止
するためにはシリケートとホウ素含有化合物を合するま
での塩基（ｐＨ変性剤）を加え酸性ホウ素含有化合物を
中和する必要がある。

本発明にかかる好ましい流体においてｐＨ変性剤は水酸
化ナトリウムあるいは水酸化カリウムである。

本発明の特に有用な流体は中和されたホウ酸液にナトリ
ウムシリケートを加えて得られるもので、ホゥ酸を無水
シリケート重量に対し２５重量％以上用いたものである
。

既に述べた如く本発明は、流体に加熱帯に噴霧乾燥後で
ガラスビーズを作るためガラス形成温度で導入したとき
ガスを発生する固体あるいは溶解した物質あるいは組合
せ物質群を含む流体を包含する。

かかる流体は後で泡ガラスビーズを作るのにあるいはこ
ういったピース製造の中間体として役立つ項霧乾燥粒を
作るのに極めて有用である。本発明にかかるこういった
ある種の流体は加熱帯での加熱により分解してガスを放
出する固体あるいは熔解した物質を含む。このガス放出
物質は好ましくは金属炭酸塩あるいは尿素である。本発
明の特に好ましい流体はその調製においてゲル形成抑制
中和剤として水酸化ナトリウムが用いられ、懸濁炭酸カ
ルシウムを含むものである。

本発明方法で作られる膨張性ビーズから作られる中空ガ
ラスビーズは高密度が低く断熱性を有するため非常に用
途が広い。例えばこういった中空ピースを充填材として
コンクリート、プラスター、レジン、ペンキおよびセラ
ミック材料に混合することができる。こういった中空ガ
ラスビーズはまた断熱目的で凹所の壁にゆるい充填材料
として用いることができ、また焼成して泡ガラスレンガ
あるいはその他の構造体にすることができる。以下実施
例により本発明方法ならびに流体を説明する。実施例
１ ６．５ｋｇのＮａＯＨフレークを５０つ０で水６．５ｋ
９にとかし、この溶液に１１．６ｋ９のホウ酸を加えた
。

ホウ酸はＮａＯＨにより発熱逆乏応で中和された。次に
こうして得られる高温溶液に２ｋｇの尿素をとかした。
中和された酸と尿素を含むこの溶液を３８ｏボーメのナ
トリウムシリケート１００ｋ９と混合した。上記諸工程
で得られる流体はボロシリケートガラス形成成分の固体
粒を作る原料として有用である。この流体はゲル形成の
煩向を示さないのでこの流体を液滴に容易に分けられる
流動状態に保つのに長時間の縄梓とか高温加熱の如き特
殊な処理を必要としない。例えばボロシリケートガラス
形成成分の固体粒はこの流体を頃霧乾燥することにより
作ることができる。水の急速な蒸発が行われる温度例え
ば３０００ 〜５５０ｑｏの高温ガスの上昇流で液滴を
乾燥させる乾燥シャフト中に流体をスプレーするだけで
良い。得られる粒を集め包装あるいは貯蔵し、あるいは
次の処理工程へと移送する。この粒はガラス形成温度で
焼成することによりボロシリケートガラスの中空ピース
に変えられる。ナトリウムシリケート１００ｋｇ当りに
用いられるホウ酸の量は、使用苛性ソーダ量がナトリウ
ムシリケートの添加前に該溶液を中和するに適当な量で
ある限り変更可能である。苛性ソーダはその全量あるい
は一部を他の塩基で代用することができる。

実施例 ２ １．７５ｋ９のＮａＯＨフレークを５０ｑｏで水１．７
５ｋ９にとかし、次にこの溶液に２．７ｋ９のホウ酸を
加えた。

ホウ酸はＮａＯＨにより中和された。次に得られた高温
溶液に２ｋ９の尿素をとかした。中和された酸と尿素を
含むこの溶液を３８０ボーメのナトリウムシリケート１
００ｋ９と混合した。上記工程で得られる本発明にかか
る流体は実施例１の流体に比し極めて安価である。

実施例１のものと同様、ゲルはできず従って容易に調製
およびスプレーが可能である。

この流体はあとの処理でボロシリケートガラスに変える
ためのボロシリケートガラス形成成分の粒とするため墳
霧乾燥することができあるいはこの流体を直接ガラス形
成温度で加熱帯中にスプレーしたボロシリケートガラス
ビーズに変えることもできる。以下に本発明の流体を用
いて、泡ガラスビーズを作る例を図面を参照して参考例
として示す。参考例 １添付図に示したプラントで下記
方法により本発明によるナトリウムボロシリケートガラ
スビーズ製造原料流体および泡ガラスビーズの製造を示
す。このプラントは多量の原料を保持するため四つの容
器１，２，３および４を有している。

これらの容器にはモーター（図示せず）により駆動され
る蝿伴機が設けられている。容器１には市販ナトリウム
シリケートの水溶液（３８０ボーメ）を入れた。

容器２および３のはそれぞれ８ぴ○の水酸化カルシウム
水溶液および炭酸ナトリウム水溶液を入れた。

これら溶液を水酸化カルシウム３１腿当り６４０ｇの炭
酸ナトリウムの割合で混合タンク５に供給した。タンク
５の中で反応が行われ炭酸カルシウムが懸濁されている
水酸化ナトリウム溶液が作られた。タンク５の内容物を
容器１からのシリケート水溶液、容器４からの水５リッ
トル当りホゥ酸８３０ｇを含み８０ｏｏに保たれたホゥ
酸水溶液およびさらに別の貯蔵容器（図示されていない
から供給される水３リットル当り硝酸ナトリウム２０雌
を含む硝酸ナトリウム水溶液と共に主ミキサー６へ供給
した。

ミキサー６への供給はナトリウムシリケート１０ｋｇ当
り、炭酸ナトリウム６４腿、水酸化カルシウム３１雌、
ホゥ酸８３雌、硝酸ナトリウム２００ｇであった。この
流体をミキサー６からライン９を介して櫨梓機の設けら
れている容器１川こ供給し、この容器内で流体の粘度を
測定した。

この測定に基づき、水供給ライン７を通じてのミキサー
６への水流を調節し、ミキサー６中の流体の粘度を１２
０比ｐに保った。

フィルター１１を通した後流体をポンプ１２によりスプ
レーヘッド１３に導き、ここでコンブレッサー１５から
空気ライン１４に送られる圧縮空気により流体を５０〜
２５０ミクロンの液満として炉１６中にスプレーした。

これら液滴は炉底に位置するガスバーナ１７で燃焼せし
められている炉中へ直後上方へと放出された。炉溢は最
高部で９５０℃であった。炉中で高温の上昇ガス流と液
滴の接触で液滴の全てあるいは大部分が多数の小液滴群
になった。炉内の滞留時陥は２秒であった。中空ガラス
ビーズの形の液滴は炉の頂部から導管１８へと放出され
、サイクロン分離装置１９中へ接線的に導かれ、この分
離装置１９にはガス放出のための頂部中心閉口部２０と
ピース取り出しのための底部先端閉口部２１が設けられ
ている。導管１８にそってまたサイクロン分離装置内で
の移動の間にこれらピースは互に粘着することなく橋集
可能になるに充分な冷却を受けた。ピースはサイクロン
分離装置からホッパー２２へと放出され、ここからコン
ペァー２３により受波点まで運ばれる。１０〜３００ミ
クロンのボロシリケートガラスビーズが回収された。

殆ど全てのピースが多泡構造の外殻をもつ中空構造のも
のであった。ピースの嵩密度は０．１〜０．２／虎であ
った。これらピースは重量組成が大体下記のとおりのボ
ロシリケートガラスからなるものであった。Ｓｉ０２
６０％Ｎａ２０
２５％＆０３
１０％Ｃａ０
５％別の実験では容器４中のホウ酸を
ホウ砂に代えて上記条件を変更した。

これによりボロシリケートガラスの組成が対応して変わ
ったが他は同じ結果が得られた。参考例 ２ 添付図に示されたプラントで下記方法によりナトリウム
ボロシリケートガラスビーズ製造原料流体および泡ガラ
スビーズの製造を示す。

容器１にフランスのサンソン・ェス・ェーにより市販さ
れている商標名「ファーシル２８」なる微細シリカの苛
性ソーダ高温溶液（８０ｑｏ）を入れた。

この溶液は水１２．９リットル当りシリカ４．３ｋ９を
含む。容器２および３にはそれぞれ８０午○の水酸化カ
ルシウム水溶液と炭酸ナトリウム水溶液を含有せしめた
。

これら容器からの溶液は水酸化カルシウム１．８５ｋ９
当り炭酸ナトリウム２．８４ｋ９に相当する割合で混合
タンク５に供給された。タンク５中で反応が行われ、懸
濁炭酸カルシウムを含む水酸化ナトリウムの水溶液が得
られた。タンク５からの溶液は、容器１からの高温シリ
カ溶液および容器４の水３０リットル当りホゥ酸６．２
４ｋ９を含む６０ｏｏのホウ酸水溶液と共に主ミキサー
６へ供給された。

ミキサー６での混合割合はシリカ４．３ｋ９対炭酸ナト
リウム２．８４ｋ９、水酸化カルシウム１．８５ｋ９、
ホウ酸６．２４ｋ９であった。ミキサー６中の流体の粘
度は２５０比ｐに保たれた。流体は最高温度９００３０
の炉１６中にスプレーされた。

炉中の高温上昇ガスと接触して大部分の流体液滴は破裂
し小さな液滴群になった。ボロシリケートガラスビーズ
がサイクロン分離装置１９から捕集された。

これらピースの大きさは１０〜２５０ミクロンであった
。それらの大部分は多泡構造の外殻をもつ中空構造で高
密度は０．２〜０．３ｇ／地であった。このボロシリケ
ートガラスの組成は重量で大体次のとおりであった。Ｓ
ｉ０２ ５０％Ｎａ
２０ ２５％＆０３
１８％Ｃａ○
７％参考例 ３第１図に示され
るプラントで下記方法によりナトリウムポロシリケート
ガラスビーズ製造原料流体および泡ガラスビーズの製造
を示す。

容器１には市販のナトリウムシリケート水溶液（３８。

ボーメ）を入れた。容器２には８０ｑＣのホゥ酸水溶液
を、また容器３には８０ｑｏの水酸化ナトリウム５０％
水溶液を入れた。

容器２および３からのホウ酸溶液と水酸化ナトリウム溶
液は混合タンク５へその中で中性溶液が作られるように
供給した。

この中性溶液を容器１からのナトリウムシリケート溶液
、容器４からの尿素水溶液およびライン７からの水と共
に主ミキサー６へ供給した。尿素溶液は水１０リットル
当り尿素を２００ｇ含み６０００に保たれた。ミキサー
６での混合比はナトリウムシリケート１０ｋ９当り、ホ
ウ酸１．１ｋ９、尿素２０雌で、水の添加量はミキサー
６内の流体の粘度を５０比ｐにするよう調節した。水酸
化ナトリウムで酸が中和されているためミキサー６内の
流体はゲル形成の額向がなかった。この流体を大きさ５
００ミクロン以下の液滴として炉１６中にスプレーした
。炉底での温度は１０００℃であった。高温上昇ガス流
の作用下に、炉へ入る液滴の大部分は破裂し、より小さ
な液滴群になつた。多泡構造外殻をもつ中空ガラスビー
ズがサイクロン分離装置１９から集められた。

これらピースの大きさは２５０ミクロン以下で嵩密度は
０．１〜０．被ノめであった。ピースを構成するボロシ
リケートガラスの大体の組成（重量比）は下記のとおり
であった。Ｓｉ０２
６５．５％Ｎａ２０
１９．５％＆０３ １
５％上記参考例中の流体組成物中のホウ酸の割合を増や
しあるいは減じて、それに応じ水酸化ナトリウムの割合
を変え流体の中和を確実ならしめゲル形成をさげるなら
組成のことなるボロシリケートガラスの中空ビ〜スを作
ることができる。

例えば流体中のホウ酸の割合を大にすることにより生成
ガラスの酸性ホゥ素含量を５０％以上に増やすことがで
き、この場合ガラスの軟化点が下がるので低い炉温を用
いることができる。上記参考例のさらに別の改変として
塩基として水酸化ナトリウムの代りに水酸化カルシウム
を用いる。

さらにまた別の改変では製造される中空ガラスビーズの
化学的耐性を良好ならしめるため、例えばナトリウムシ
リケート１０ｋ９当り１０雌の割合でナトリウムアルミ
ネートを加える。参考例 ４ 第１図に示されたプラントでボロシリケートガラスビー
ズ製造原料流体および泡ガラスビーズの製造を示す。

容器１には苛性ソーダ溶液にファーシル２８として市販
されている微粉砕シリカをとかして作られた９０ｏｏの
溶液を入れた。

この溶液はシリカｌｋ９当り４３雌の苛性ソーダと１．
３ｋｇの水を含んでいた。容器４には水３リットル当り
ホウ砂８０雌の割合でのホウ砂水溶液を入れた。これら
二つの溶液をシリカｌｋ９当りホゥ砂８００ｇの割合で
ミキサー６とで混合した。

混合物はゲルになった。このゲルはミキサー６の内容物
を９０ｏｏに加熱し、毎分約２０００回転のロータリー
擬梓機で１〜４時間縄拝して溶液に変えられた。こうし
て得られた溶液の粘度は約５比ｐであった。この溶液を
炉１６中にスプレーし、実施例１と同様ガラスビーズに
変えた。炉へ噴出させた液滴の大きさは１００ミクロン
以下であった。サイクロン１９から集めたボロシリケー
トガラスビーズは中空であった。このガラスの重量％に
よる組成は下記のとおりであった。Ｓｊ０２
６１．５％Ｎａ２０
２０．３％＆０３
１８．２％ピースの大きさは１５０
ミクロン以下で嵩密度は０．雌／地であった。

参考例 ５ 第１図に示されているようなプラントを用いナトリウム
ボロシリケートビーズ製造原料流体および泡ガラスビー
ズの製造を示す。

容器１には商標名「ファーシル２８」として市販されて
いる微粉砕シリカを炭酸ナトリウムの高温水溶液にとか
した液を入れた。

シリカと炭酸ナトリウムは水２４リットル当り、シリカ
１０ｋ９および炭酸ナトリウム７．３５ｋｇの割合存在
せしめた。この溶液は８０００であった。容器２には水
４０リットル当りホゥ酸５．１９ｋ９を含む６０００で
ホウ酸水溶液を入れた。

容器３および５は用いなかった。

容器１および２の溶液をシリカ１０ｋ９対ホウ酸５．１
９ｋ９の割合で主ミキサー６に供給し、水をライン７か
ら加えミキサー中の流体の粘度を１００比ｐにした。ゲ
ル形成をさげるためミキサー内容物を９０ｏｏに保ち１
時間はげしく燈拝した。

上記温度での流体を炉１６中にスプレーし、炉底の温度
は１０００ｑｏとした。

流体液瓶の大部分は炉に入ると破壊され多数の小液滴群
になった。サイクロン分離装置１９から中空のナトリウ
ムボロシリケートガラスビーズが得られた。これらピー
スの大きさは１０〜２５０ミクロンで嵩密度が０．２舷
ノめであった。ピースを構成するガラスの組成（重量比
）は大体下記のとおりであった。

Ｓｉ０２ 斑％Ｎ
ａ２０ ２５％＆。

３ １７％第２の実験では
シリカ１０ｋ９当り尿素５０雌の割合でミキサー６に６
０００の尿素高温水溶液を供給する点で上記参考例を改
変して実験を行った。この場合製造される中空ガラスビ
ーズの高密度は０．１７ｇノ地であった。上記参考例の
さらに別の改変例として、容器１の出発物質としてシリ
カの苛性ソーダ溶液の代りに３がボーメの４０％ナトリ
ウムシリケート水溶液を用いた。

このナトリウムシリケート溶液は８０ｑｏに保たれた。
このナトリウムシリケート溶液をミキサー６中で、容器
２からのホウ酸溶液および容器４からの６０ＣＯの尿素
水溶液と、ナトリウムシリケートｌｋ９当りホゥ酸０．
６２０ｋ９、尿素２雌の割合で混合し水を加えてミキサ
ー６中の流体の粘度を３００比ｐにした。流体のゲル化
をさげるためミキサー内容物を９０千０に加熱し８時間
擬拝した。次にこの流体を前述の参考例の場合と同じ条
件下に炉中へスプレーした。同様のサイズ、高密度の中
空ナトリウムボロシリケートガラスビーズが得られ、こ
のガラスの組成は重量で大体下記のとおりであった。＆
０３ ５０％Ｓｉ０２
２８．６％Ｎａ２０
１１．４％

【図面の簡単な説明】

添付第１図は本発明の好ましい一具体例にかかるガラス
ビーズ製造法を実施するためのプラントである。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルカリ金属シリケートおよび酸性ホウ素含有化合
   物を原材料として使用するガラスビーズ形成用液体供給
   原料において、上記供給原料が上記アルカリ金属シリケ
   ート、上記酸性ホウ素含有化合物およびゲル形成を抑制
   するためｐＨを変える塩基化合物の反応生成物を含有す
   る水性液体からなることを特徴とするガラスビーズ形成
   用液体供給原料。 ２ ガラスビーズ形成用液体供給原料が中和されたホウ
   酸溶液にナトリウムシリケートを添加して得られるもの
   であり、硼酸を無水シリケートの重量に対し２５重量％
   以上の割合で使用する特許請求の範囲第１項記載のガラ
   スビーズ形成用液体供給原料。 ３ 上記塩基化合物がアルカリ金属水酸化物、または水
   酸化カルシウムと炭酸ナトリウムである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のガラスビーズ形成用液体供給
   原料。 ４ ガラスビーズ形成用液体供給原料が、スプレー乾燥
   温度またはガラス形成温度でガスの発生を生ぜしめる固
   体または溶解した物質またはかかる物質の組合せを含有
   する特許請求の範囲第１項〜第３項の何れか一つに記載
   のガラスビーズ形成用液体供給原料。