JPS6291448A - 焼成中空セラミツク球体 - 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】
(技術の分野)
本発明はとりわ()]]ンクリーへの充てん物に有用ぐ
ある中空てパ無機の焼成した球体く扁球体、擬球体を含
む)の分野に関する。
ある中空てパ無機の焼成した球体く扁球体、擬球体を含
む)の分野に関する。
(背顕)
制御された気孔率を持った中空のpラミック球体をある
種の■1ンクリー1〜利用にお(Jる充てん物どして使
用したい要求がある。そのJ:うな充てん物を含有する
一lンクリー1への一つの応用【ま海中のガスパイプラ
インに用いられるパイプ部分を囲むコンクリ−1〜であ
る。ぞのようなパイプ部分は1ンクリートの浦で覆われ
た金属芯パイプから(2つている。]ンクリート内の中
空で多孔質の球体が初期にはパイプラインを中空の充て
ん物を含ま2iいバイアよりt)軽くり−るが、時tm
がたつに従い11ンクリーi〜中の多孔質中空球体に浸
透づろ水がパイプラインの巾さを増して、パイプライン
を敷設したあとで尚武1−て・それを安定静置さl!る
ことになる。その上うイj用途に対しては気孔率と強電
が比較的安定した状態にある中空球体を用い(パイプラ
イン周囲の]ンクリートの性能が予測で・きることが望
ましい。
種の■1ンクリー1〜利用にお(Jる充てん物どして使
用したい要求がある。そのJ:うな充てん物を含有する
一lンクリー1への一つの応用【ま海中のガスパイプラ
インに用いられるパイプ部分を囲むコンクリ−1〜であ
る。ぞのようなパイプ部分は1ンクリートの浦で覆われ
た金属芯パイプから(2つている。]ンクリート内の中
空で多孔質の球体が初期にはパイプラインを中空の充て
ん物を含ま2iいバイアよりt)軽くり−るが、時tm
がたつに従い11ンクリーi〜中の多孔質中空球体に浸
透づろ水がパイプラインの巾さを増して、パイプライン
を敷設したあとで尚武1−て・それを安定静置さl!る
ことになる。その上うイj用途に対しては気孔率と強電
が比較的安定した状態にある中空球体を用い(パイプラ
イン周囲の]ンクリートの性能が予測で・きることが望
ましい。
中空の焼成した球体にλ1りる他の可能f11ある用途
とし□−Cは高温強度を持った低密度のシンタクシ−イ
ック体の形成がある。そのようなシンタフl、イック体
は耐熱絶縁体とじrbh用であるかもしれない。シンタ
クjイツクフA−ムは沖合いでの穿孔繕装や他の水上輸
送容器に対する浮17材料とし= 5− Cも有用である。
とし□−Cは高温強度を持った低密度のシンタクシ−イ
ック体の形成がある。そのようなシンタフl、イック体
は耐熱絶縁体とじrbh用であるかもしれない。シンタ
クjイツクフA−ムは沖合いでの穿孔繕装や他の水上輸
送容器に対する浮17材料とし= 5− Cも有用である。
中空セラミック球体についでは多くの特許があり、微小
球体(m1crosphere )と1%、別するため
に人球体(l1lacrosphere )と呼ぶこと
がある(人球体とは一般に直径500ミクロンよりも大
きく一方微小球体は一般にその人きさよりも小さいもの
をいう)。米用特許第4,111,713号および第C
393,901号明1l1書のベック(Beck)人球
体は結合剤物質と粒状のM型剤(例えば中空のガラス微
小球体)を混ぜることによってつくられる。結合剤中に
空洞形成剤を含ませでIl造中にベツタ大球体の中空の
中心を形成させる。
球体(m1crosphere )と1%、別するため
に人球体(l1lacrosphere )と呼ぶこと
がある(人球体とは一般に直径500ミクロンよりも大
きく一方微小球体は一般にその人きさよりも小さいもの
をいう)。米用特許第4,111,713号および第C
393,901号明1l1書のベック(Beck)人球
体は結合剤物質と粒状のM型剤(例えば中空のガラス微
小球体)を混ぜることによってつくられる。結合剤中に
空洞形成剤を含ませでIl造中にベツタ大球体の中空の
中心を形成させる。
ある可燃性物質(例えば可塑性樹脂あるいは木材粉)の
小球あるいは含浸粒子をレラミツク物質ひ」−ティング
し、可燃性有機物を分解しさらに[ラミックの殻を焼成
することによって球体をつくる方法がやはり知られCお
り、例えば米国特許第2,553,759号、第4,0
39,480号および3,792,136号の各明細書
を参照のこと。
小球あるいは含浸粒子をレラミツク物質ひ」−ティング
し、可燃性有機物を分解しさらに[ラミックの殻を焼成
することによって球体をつくる方法がやはり知られCお
り、例えば米国特許第2,553,759号、第4,0
39,480号および3,792,136号の各明細書
を参照のこと。
= 6−
(発明の開示)
新しい方法でつくられて特巽な構造を持つ中空球体を開
発し、無機の大球体の実用↑1を人いに広めることにな
る製造」ス1への低減という明らかな利点を提供しlこ
。発明した球体は 。
発し、無機の大球体の実用↑1を人いに広めることにな
る製造」ス1への低減という明らかな利点を提供しlこ
。発明した球体は 。
A、 リン酸アルミニウム(△1[)04)、ケイ酸す
トリウム(Na20×18iO2)おJ:びケイ酸カリ
ウム(K20x2S i O2)からなる群から選んだ
物質からできた連続相、および B、 焼成中に連続相と結合して水に不溶の連続相をつ
くる不溶化剤 からなる焼成した中空の球体と要約されるものであって
、該焼成した中空球体は細胞状の殻を右する。
トリウム(Na20×18iO2)おJ:びケイ酸カリ
ウム(K20x2S i O2)からなる群から選んだ
物質からできた連続相、および B、 焼成中に連続相と結合して水に不溶の連続相をつ
くる不溶化剤 からなる焼成した中空の球体と要約されるものであって
、該焼成した中空球体は細胞状の殻を右する。
X はソーダ(Na20)に対するシリカ(SiO2)
のモル比であり、×2は酸化J」リウム(K、、O)に
対するシリカのモル比である。
のモル比であり、×2は酸化J」リウム(K、、O)に
対するシリカのモル比である。
発明の球体は!It!型的には直径が約2へ・20mm
の範囲にあり、約0.1〜1.2g/ccの密度を持ち
、少イ1くとも400℃まで安定である。説明したJ:
うに球体や殻は細胞状であり、それはケイ酸ナトリウム
(連続相)と粘土(不溶化剤)のような安価な原石から
つくることができる。
の範囲にあり、約0.1〜1.2g/ccの密度を持ち
、少イ1くとも400℃まで安定である。説明したJ:
うに球体や殻は細胞状であり、それはケイ酸ナトリウム
(連続相)と粘土(不溶化剤)のような安価な原石から
つくることができる。
曲型的には、発明の球体はケイ酸すトリウムを粘土(例
えば水和したカオリナイ1〜)と混ぜてしイj・やかで
01塑性の塊あるいはペーストを形成することによって
つくる。この塊は大ぎさ約2〜10Mの範囲のペレット
にする。これらのペレットは、しばしば離型剤を存在さ
せて加熱(例えば150へ・200℃)4ることにより
それらの元の大ぎさの1.5−2倍まで膨張する。球体
の形となった膨張したペレットは炉内でさらに400℃
に加熱すなわち焼成し、その間に粘土はケイ酸ナトリウ
lいと反応しCそれを水に、不溶にする。
えば水和したカオリナイ1〜)と混ぜてしイj・やかで
01塑性の塊あるいはペーストを形成することによって
つくる。この塊は大ぎさ約2〜10Mの範囲のペレット
にする。これらのペレットは、しばしば離型剤を存在さ
せて加熱(例えば150へ・200℃)4ることにより
それらの元の大ぎさの1.5−2倍まで膨張する。球体
の形となった膨張したペレットは炉内でさらに400℃
に加熱すなわち焼成し、その間に粘土はケイ酸ナトリウ
lいと反応しCそれを水に、不溶にする。
図は本発明の球体の断面写真(倍率18倍)である。中
空の内部と細胞状の殻が明瞭にわかる。
空の内部と細胞状の殻が明瞭にわかる。
(詳細な記述)
発明の球体の殻は少なくともいくぶんかの気孔を14つ
でいるので、液体置換法による密度測定は容易ではない
。密度の測定は、多数の球体の直径を測ってそれらの体
積を露1粋するか40メツシ、1(425ミクロン)の
ガラスピーズの置ぎ換えにより体積を山号かして、それ
らの呻聞を体積で割ることによって行う。殻をエポキシ
の封着剤で閉じてピクノメーターで体積を測ると、上記
の方法で測った体積と良く一致した。球体を196のに
最良の柔軟性は密度が0.3〜0.5g/ccの範囲の
際にある。
でいるので、液体置換法による密度測定は容易ではない
。密度の測定は、多数の球体の直径を測ってそれらの体
積を露1粋するか40メツシ、1(425ミクロン)の
ガラスピーズの置ぎ換えにより体積を山号かして、それ
らの呻聞を体積で割ることによって行う。殻をエポキシ
の封着剤で閉じてピクノメーターで体積を測ると、上記
の方法で測った体積と良く一致した。球体を196のに
最良の柔軟性は密度が0.3〜0.5g/ccの範囲の
際にある。
本発明は純粋に模範例であることを意図した次の実施例
を考慮することによってさらに明らかになろう。
を考慮することによってさらに明らかになろう。
実施例■
37.6重間パー」!ントノIイ酸ツートリウム(x1
=3.22)水溶液20グラムを10グラムのカオリン
粘土(リーイブラスミネラルネ1の13−3粘土として
得られたもの)と混ぜ、il1合物を42%ケイ酸ツー
トリウムまで濃縮して可塑性の跣をつくった。可塑性の
塊から手で直径2〜10#lのペレットをつくり、40
メツシユ(425ミク[1ン)5の多量のガラスピーズ
を含む300dのビーカーにペレツ1−を一麿に数個ず
つ落とし込んだ。
=3.22)水溶液20グラムを10グラムのカオリン
粘土(リーイブラスミネラルネ1の13−3粘土として
得られたもの)と混ぜ、il1合物を42%ケイ酸ツー
トリウムまで濃縮して可塑性の跣をつくった。可塑性の
塊から手で直径2〜10#lのペレットをつくり、40
メツシユ(425ミク[1ン)5の多量のガラスピーズ
を含む300dのビーカーにペレツ1−を一麿に数個ず
つ落とし込んだ。
ガラスピーズの吊はそれが静置状態でビーカー内で約1
tンチメー1〜ルの高さになるほどとした。
tンチメー1〜ルの高さになるほどとした。
ぺ1ノツトをビーノJ−中に落とし込みながら、離型剤
および熱移動媒体としての上記の吊のガラスピーズを入
れたビーカーを振りしかもビーズを熱板の上で約130
〜150℃に保持した。ガラスピーズの床は約200℃
までの渇疫に保ってもよい。
および熱移動媒体としての上記の吊のガラスピーズを入
れたビーカーを振りしかもビーズを熱板の上で約130
〜150℃に保持した。ガラスピーズの床は約200℃
までの渇疫に保ってもよい。
の球体を形成した、さらにそれらは加熱したビーカー内
で約2〜3分間保持して球体を固まらせた。
で約2〜3分間保持して球体を固まらせた。
次に炉内で球体を400℃に加熱して不活性の発明の生
成物をつくった。本生成物は800〜1250℃に焼い
てガラス質の相を発生させてもよい。
成物をつくった。本生成物は800〜1250℃に焼い
てガラス質の相を発生させてもよい。
この実施例の生成物はt1篩すると0.3〜0.5の範
囲の密度であった。
囲の密度であった。
実施例■
実施例■で用いた同じケイ酸ナトリウム20gを約42
車吊パーセン1〜固形分く18g全重量)に濃縮し、実
施例FC゛使用した同じ粘−1−10qと機械的混合機
e混合してペーストをつくりイれを実施例丁のJ、うに
fて゛球体に形づくつl、=。ガラスピーズの床の中C
中空の球体を形成しI、−の#)、C・きた球体は薄い
&Ii e−cあり、約(”r ・−7mm (f’)
j’+径と硬い滑らかな外皮および中空の中心を囲む
細胞状の殻を右しIご。殻は気孔があり水に可溶(’J
’ <jわちケイ酸塩部分)であった。この時点で球体
の密度は約0.3−0. /Ig/ccぐあった。これ
らの球体は4〜6分間400て]に加熱して水に不溶性
にしてもよい、しかしながら水に2・〜3週間さらした
あとではそれら1.Lまだ水の浸透により弱くなる。も
し球体を4〜6分間600”Or焼成Jるならば、得ら
れる!1成物は5週間水にさらしたあとでも浸出t)強
度の低十すみられ/iい、しかしイI′から初期の球体
の耐粉砕竹はこの比較的高温の曽1成によって低トする
。()シ球体を800℃に加熱するhらば、成分物質が
いくぶんか融解してガラス状になった構造が/Iじる。
車吊パーセン1〜固形分く18g全重量)に濃縮し、実
施例FC゛使用した同じ粘−1−10qと機械的混合機
e混合してペーストをつくりイれを実施例丁のJ、うに
fて゛球体に形づくつl、=。ガラスピーズの床の中C
中空の球体を形成しI、−の#)、C・きた球体は薄い
&Ii e−cあり、約(”r ・−7mm (f’)
j’+径と硬い滑らかな外皮および中空の中心を囲む
細胞状の殻を右しIご。殻は気孔があり水に可溶(’J
’ <jわちケイ酸塩部分)であった。この時点で球体
の密度は約0.3−0. /Ig/ccぐあった。これ
らの球体は4〜6分間400て]に加熱して水に不溶性
にしてもよい、しかしながら水に2・〜3週間さらした
あとではそれら1.Lまだ水の浸透により弱くなる。も
し球体を4〜6分間600”Or焼成Jるならば、得ら
れる!1成物は5週間水にさらしたあとでも浸出t)強
度の低十すみられ/iい、しかしイI′から初期の球体
の耐粉砕竹はこの比較的高温の曽1成によって低トする
。()シ球体を800℃に加熱するhらば、成分物質が
いくぶんか融解してガラス状になった構造が/Iじる。
上記の′ri法において、Ill!へり的な組成範囲は
−11= ペースl−中の重用パーセン1〜水:35〜45%s
i o : N a 20のΦ品用:2.75〜3.
65 ケイP112塩[111形分対粘土の重都比:O,B〜
3後の一者の変数の生成物畜石に対Jる効果は以下のよ
うである、 Si(’) :Na2O比が増Jと密度は増し、? ケイ酸塩固形分の粘土に対する割合が増すと密度番よ減
少する。
−11= ペースl−中の重用パーセン1〜水:35〜45%s
i o : N a 20のΦ品用:2.75〜3.
65 ケイP112塩[111形分対粘土の重都比:O,B〜
3後の一者の変数の生成物畜石に対Jる効果は以下のよ
うである、 Si(’) :Na2O比が増Jと密度は増し、? ケイ酸塩固形分の粘土に対する割合が増すと密度番よ減
少する。
ケイ酸カリウlいに対して、割合×2は典型的には2.
!〕−4の範囲にある。
!〕−4の範囲にある。
クイ酎11〜リウl\の粘1にλ1する比率は約1:1
−!−) : 1の範囲でゆ化した。比較的小さい比率
では、強度の高い密度の大きい球体(0,6〜0.8の
比Φ)が形成される。比較的高い比率では、むしろ低密
IQ(0,1〜0.5の比重)の球体が形成され弱くて
いくぶん形が不規則である。
−!−) : 1の範囲でゆ化した。比較的小さい比率
では、強度の高い密度の大きい球体(0,6〜0.8の
比Φ)が形成される。比較的高い比率では、むしろ低密
IQ(0,1〜0.5の比重)の球体が形成され弱くて
いくぶん形が不規則である。
1小量部の粘Zt、 (実施例■で用いた型のもの)に
対しC0,755mm部のケイ酸塩固形分を用いて種々
のケイ酸を評価した。実施例■のケイ酸ナトリウ11と
約3.85のSiO対N a 20比を持つもう一つの
等級のケイ酸ノー1ヘリウムとの配合を試みた、イして
これらの実験から、使用できる最大のSiO:Na2O
比は約3.7であるということがわかった。6つと畠い
比率では殻にはとんとあるいは全く気孔ができず、球体
が膨張+1.’tに爆発する。約3.0より小さい比率
では気孔の大きさが大きくイ1り過ぎる。実施例■のケ
イ酸ノトリウムを×2が約3.29のケイ酸カリウムと
配合して1i11′価りると、600℃で焼成後は比較
的高い初期強度に加えて長時間の水安定性がわずかに改
善されることがわかった。
対しC0,755mm部のケイ酸塩固形分を用いて種々
のケイ酸を評価した。実施例■のケイ酸ナトリウ11と
約3.85のSiO対N a 20比を持つもう一つの
等級のケイ酸ノー1ヘリウムとの配合を試みた、イして
これらの実験から、使用できる最大のSiO:Na2O
比は約3.7であるということがわかった。6つと畠い
比率では殻にはとんとあるいは全く気孔ができず、球体
が膨張+1.’tに爆発する。約3.0より小さい比率
では気孔の大きさが大きくイ1り過ぎる。実施例■のケ
イ酸ノトリウムを×2が約3.29のケイ酸カリウムと
配合して1i11′価りると、600℃で焼成後は比較
的高い初期強度に加えて長時間の水安定性がわずかに改
善されることがわかった。
ドーパ−と第1番ピアレスの両方のカオリン粘土(それ
ぞれアール・イー・力ロル礼とアール・ティー・ヴアン
デルビル1−社のものである)を実施例■の8−3カオ
リン粘土の直接代昔として用いた。これらの代峠物て゛
つくった生成物は600℃焼成後密mと水への安定性が
ほぼ等しかったが、ドーパ−粘土ぐつくった(l酸物の
方がよりJ、い球体強度を示した。
ぞれアール・イー・力ロル礼とアール・ティー・ヴアン
デルビル1−社のものである)を実施例■の8−3カオ
リン粘土の直接代昔として用いた。これらの代峠物て゛
つくった生成物は600℃焼成後密mと水への安定性が
ほぼ等しかったが、ドーパ−粘土ぐつくった(l酸物の
方がよりJ、い球体強度を示した。
粘土の代りに使用できる他の不溶化剤は、酸化鉄、二酸
化チタン、アルミナ3水和物 (A10 ・3日20)および酸化曲鉛である。
化チタン、アルミナ3水和物 (A10 ・3日20)および酸化曲鉛である。
これらの化合物を用いてつくった球体は少なくと660
0 ’C1一般的には600〜1000℃の範囲の温度
で焼成すべきである。
0 ’C1一般的には600〜1000℃の範囲の温度
で焼成すべきである。
実施例■
実施例1て・使用したのと同じケイ酸ナトリウム(約/
II%固形分に濃縮したbの)2.5!l?を0.69
の酸化鉄(Fe203 )試薬等級および0.2gの粉
砕したシリカ(75ミク[1ン未満の粒径)と混合して
均一なペース1〜を作製した。このペース]・から手ぐ
直径約/lmInの球体ペレットをつくった。ペースト
のペレツ1−は実験室用のバー−j −1−F回転して
いる容器内で加熱した。得られる膨張した球体は約6〜
7Mnの直径と約0.39の比重をイJした。これら未
焼成の球体は675℃に電気的に加熱した炉内に10分
間冒さ、ぞの後球体を取り出J前に炉を10〜12分間
で550°0まで冷IJlさせた。得られる焼成した球
体は約7− 14 = 〜8履の直径と約0.26の比重をイjし、赤みがかっ
た色であつIJo焼成■稈中に球体どうしがくっつかな
いようにするにはタルクあるいは粘1−のような粉末物
質が役にrrつ。
II%固形分に濃縮したbの)2.5!l?を0.69
の酸化鉄(Fe203 )試薬等級および0.2gの粉
砕したシリカ(75ミク[1ン未満の粒径)と混合して
均一なペース1〜を作製した。このペース]・から手ぐ
直径約/lmInの球体ペレットをつくった。ペースト
のペレツ1−は実験室用のバー−j −1−F回転して
いる容器内で加熱した。得られる膨張した球体は約6〜
7Mnの直径と約0.39の比重をイJした。これら未
焼成の球体は675℃に電気的に加熱した炉内に10分
間冒さ、ぞの後球体を取り出J前に炉を10〜12分間
で550°0まで冷IJlさせた。得られる焼成した球
体は約7− 14 = 〜8履の直径と約0.26の比重をイjし、赤みがかっ
た色であつIJo焼成■稈中に球体どうしがくっつかな
いようにするにはタルクあるいは粘1−のような粉末物
質が役にrrつ。
実施例■
前の例の41%固形分のケイ酸す1〜リウム1.8gを
1.3gのアルミノ−3水和物(liJ [Iの大きさ
で150ミクロン未満)および()、3シの微細なアル
ミナ3水和物粉末(約1ミクロンの粒径)と混合しIC
。ペースI・がら手で約4媚の直径の球状ペレツ1へを
つくつIこ。これらのペレッ1へは実施例■で用いたの
と同じ方法によって膨張さl!て直径約611111+
1比小約0.5の中空球体を得た。
1.3gのアルミノ−3水和物(liJ [Iの大きさ
で150ミクロン未満)および()、3シの微細なアル
ミナ3水和物粉末(約1ミクロンの粒径)と混合しIC
。ペースI・がら手で約4媚の直径の球状ペレツ1へを
つくつIこ。これらのペレッ1へは実施例■で用いたの
と同じ方法によって膨張さl!て直径約611111+
1比小約0.5の中空球体を得た。
これらの中空球体(よ、30分間以トかけて675℃か
ら1100℃に−1−げ、10分間1100℃に保ちさ
らに約1000℃に冷7jlさ口る炉内にそれらを置く
ことに」、って焼成し、1000℃に炉11Aが下った
時点で球体を取り出しI、:o得られる焼成した球体は
約0.44の比重を41し白色であつIこ。
ら1100℃に−1−げ、10分間1100℃に保ちさ
らに約1000℃に冷7jlさ口る炉内にそれらを置く
ことに」、って焼成し、1000℃に炉11Aが下った
時点で球体を取り出しI、:o得られる焼成した球体は
約0.44の比重を41し白色であつIこ。
種々の反応竹添加物を粘土およびケイ酸塩とどもに使用
した。結束は次の表に示すが、表中の数値は、特にこと
わらない限り、ダラムである。
した。結束は次の表に示すが、表中の数値は、特にこと
わらない限り、ダラムである。
= 16−
、LD
上に表記した物質のうちでも、
Ca3 (PO4>2が最も有望であった。400℃で
焼成したー炉分から強くて不活性の球体が生じlこ。し
かしながら、600℃で焼成した一炉分は反応性添加物
なしでつくった制御試料よりも、水に5週間さらしたあ
とでは容易に浸出されしかも強電も弱かった。
焼成したー炉分から強くて不活性の球体が生じlこ。し
かしながら、600℃で焼成した一炉分は反応性添加物
なしでつくった制御試料よりも、水に5週間さらしたあ
とでは容易に浸出されしかも強電も弱かった。
反応竹添加物に加えて、種々の不活性充てん物をやはり
利用した。その代表的な例を球体に及ぼす効宋とともに
下に表記した。
利用した。その代表的な例を球体に及ぼす効宋とともに
下に表記した。
= 19 −
一般に、粗い不活性の充てん物は球体の強度と畜[αを
増りが、非常に細かい(1ミク[]ン以下)不γ1う1
/I充−Cん物はペース1へを濃くし膨張を遅らせる。
増りが、非常に細かい(1ミク[]ン以下)不γ1う1
/I充−Cん物はペース1へを濃くし膨張を遅らせる。
ペース[・の調製(ま、受入れIζ二ままの原石を混合
しC適当な固形分濃度に濃縮することによるか、あるい
はまずケイMj島を濃縮(例えば40〜42小品パー1
!ン(−固形分に)し次に粘土と111合することにJ
、るかのいずれかにJ−って実施することができる。接
菌の方法はより困難<Z渥合T程を必要と1するが、水
の除去が相当面11になる。
しC適当な固形分濃度に濃縮することによるか、あるい
はまずケイMj島を濃縮(例えば40〜42小品パー1
!ン(−固形分に)し次に粘土と111合することにJ
、るかのいずれかにJ−って実施することができる。接
菌の方法はより困難<Z渥合T程を必要と1するが、水
の除去が相当面11になる。
ペーストのぺEフッ1〜の膨張は6i+述のM型剤なし
−(” f−iつ(t)J:い、しかしながら温度制御
はもつと困難になる。li )l’j剤はねばつくペー
ストのペレットに対してJ、り望ましい。ガラスピーズ
鮒型剤に対り−る代りはタルクでペース1ヘペレツトに
打ち粉を覆る(dust)ことである。
−(” f−iつ(t)J:い、しかしながら温度制御
はもつと困難になる。li )l’j剤はねばつくペー
ストのペレットに対してJ、り望ましい。ガラスピーズ
鮒型剤に対り−る代りはタルクでペース1ヘペレツトに
打ち粉を覆る(dust)ことである。
膨張tよ市販の球状化用事(7ベをまね−C傾斜させ、
ガスバーツーで++U熱した回転Jるステンレス鋼の深
なべの中で行ってbよい。兇に目には、表皮を形成しし
かもペレツ1〜が球体へ膨張するJ、(パに東する時間
は約15秒〜1分間ぐあり、11;1水和に約2分間必
要である。
ガスバーツーで++U熱した回転Jるステンレス鋼の深
なべの中で行ってbよい。兇に目には、表皮を形成しし
かもペレツ1〜が球体へ膨張するJ、(パに東する時間
は約15秒〜1分間ぐあり、11;1水和に約2分間必
要である。
発明の球体の気孔率番ま制御できる。気孔率を制御する
一つの方法は用いる不活性充C’ /v物の品と粒径を
変えることを通」〕てぐある。不活f[充てん物は連続
相原料(例えば//イ酸−ノトリウム)と不溶化剤(例
えば帖−1)どの況合物に膨張T稈の前に加える。
一つの方法は用いる不活性充C’ /v物の品と粒径を
変えることを通」〕てぐある。不活f[充てん物は連続
相原料(例えば//イ酸−ノトリウム)と不溶化剤(例
えば帖−1)どの況合物に膨張T稈の前に加える。
膨張]二枚に供給される未焼成のペース1〜粒子は球状
である必要はない。用い−U bよい他の形状には円柱
、円板、あるいはでこぼこの球体がある。
である必要はない。用い−U bよい他の形状には円柱
、円板、あるいはでこぼこの球体がある。
例えば、ペーストを実際に19さ3mの厚板に1F延し
て、厚板から]ルクボーラーを用いて直径41rrxr
の円柱を切り出してもよい。これらの小さな円+1は満
足できるほど膨張して現実に直径約6〜81Mの中空球
体を形成する。
て、厚板から]ルクボーラーを用いて直径41rrxr
の円柱を切り出してもよい。これらの小さな円+1は満
足できるほど膨張して現実に直径約6〜81Mの中空球
体を形成する。
発明の球体は不浸透性の]−ティング、例えば二成分系
のエポキシ樹脂で]−ディングして気孔を取り除いても
よい。す(型内には、2〜10重h1パーセン1〜(球
体の手植を10(’)%)の二成分系のエル4シを球体
上に、液体丁ポキシ(これはトル1−ンのような溶媒で
希釈しでもよい)中で球体を転勤させI、:りかきまぜ
たりすることにより、さらに撹拌を続しJ <Kがら熱
で丁ポキシ]−ティングを硬化ざ1!ることによって]
−ティングする。かきまぜている間に離型剤としてタル
クを加えて球体間を分離さけておいてもよい。ここに参
考として引用するが、中空球体に関する同様なコーティ
ング方法は米国特許第4,393,901号明細書の欄
4066行〜欄5021行に教示されている。
のエポキシ樹脂で]−ディングして気孔を取り除いても
よい。す(型内には、2〜10重h1パーセン1〜(球
体の手植を10(’)%)の二成分系のエル4シを球体
上に、液体丁ポキシ(これはトル1−ンのような溶媒で
希釈しでもよい)中で球体を転勤させI、:りかきまぜ
たりすることにより、さらに撹拌を続しJ <Kがら熱
で丁ポキシ]−ティングを硬化ざ1!ることによって]
−ティングする。かきまぜている間に離型剤としてタル
クを加えて球体間を分離さけておいてもよい。ここに参
考として引用するが、中空球体に関する同様なコーティ
ング方法は米国特許第4,393,901号明細書の欄
4066行〜欄5021行に教示されている。
トル1ンあるいは酢酸ブチルのような適当な溶媒で焼成
球体を湿らせさらにエポキシ樹脂粉(例。
球体を湿らせさらにエポキシ樹脂粉(例。
ミネソタ マイニング アンド マニュファクチ(7リ
ング カンパニー製のスコッチカスト#5300粉)の
床の中で球体を転勤させることによって、可融解性二[
ボキシ樹脂粉で球体をやはり]−ティングしてもよい。
ング カンパニー製のスコッチカスト#5300粉)の
床の中で球体を転勤させることによって、可融解性二[
ボキシ樹脂粉で球体をやはり]−ティングしてもよい。
粉末で被覆した球体はふるい分けによって過剰の粉末を
分離ししかも空気乾= 22 = 燥にかけて残留する溶媒を除去する。二しポキシ樹脂粉
末でコーティングした球体は次にある形に注入して少な
くと(j 115℃に加熱して樹脂を硬化させる。
分離ししかも空気乾= 22 = 燥にかけて残留する溶媒を除去する。二しポキシ樹脂粉
末でコーティングした球体は次にある形に注入して少な
くと(j 115℃に加熱して樹脂を硬化させる。
実施例V
実施例■のようにペースhを調製しそれから玉をつくっ
た、そしてペース]−玉を実験用バーナー上で回転平底
鋼に入れて加熱し、次Ij炉内で225℃で16時間乾
燥しIご。得られる膨張した球体′の直径は約5.5〜
7 urrtrの範、囲にあり昂均約6.25mInで
あった。Il:ΦG;L’il iI−すると約0.3
7であった。膨張した球体試料を400℃の炉内に置い
て温度を22分間で600℃に上げ、た。球体は600
℃に5分間保ち羨に室側に冷IJIした。この■程で約
10%の小品損失が生じた。 、得られる球体は前と同
じ直径であったが、′比重は約0.33に減少した。こ
れらの球体はスコッチカスト#5二成分液体■ボキシ樹
脂で4回に分【」でコーティングし、各回ごとに元の球
体の車間の5%に相当する開のエポキシ樹脂を使いエポ
キシの被膜を室温でそれが粘性がなくなるまで硬化させ
た。コーティングのやり方は二成分系エポキシ樹脂に関
して前記したようにした。4回目のエポキシ樹脂]−テ
ィングの後で生成物は135℃1n、y開破化さ口た。
た、そしてペース]−玉を実験用バーナー上で回転平底
鋼に入れて加熱し、次Ij炉内で225℃で16時間乾
燥しIご。得られる膨張した球体′の直径は約5.5〜
7 urrtrの範、囲にあり昂均約6.25mInで
あった。Il:ΦG;L’il iI−すると約0.3
7であった。膨張した球体試料を400℃の炉内に置い
て温度を22分間で600℃に上げ、た。球体は600
℃に5分間保ち羨に室側に冷IJIした。この■程で約
10%の小品損失が生じた。 、得られる球体は前と同
じ直径であったが、′比重は約0.33に減少した。こ
れらの球体はスコッチカスト#5二成分液体■ボキシ樹
脂で4回に分【」でコーティングし、各回ごとに元の球
体の車間の5%に相当する開のエポキシ樹脂を使いエポ
キシの被膜を室温でそれが粘性がなくなるまで硬化させ
た。コーティングのやり方は二成分系エポキシ樹脂に関
して前記したようにした。4回目のエポキシ樹脂]−テ
ィングの後で生成物は135℃1n、y開破化さ口た。
この段階で、球体は前と同じ測定直径とη1算およびヘ
リウム立体ピクノメータにより測定した0、42の比重
を有した。生成物のかさ密度゛は約0 、.22g/c
cであった。
リウム立体ピクノメータにより測定した0、42の比重
を有した。生成物のかさ密度゛は約0 、.22g/c
cであった。
゛ ・本発明はその範囲内に多数の中空セラミック球体
からなる物体を含み、球体は物体内の球体の接触点でn
いに固着している。
からなる物体を含み、球体は物体内の球体の接触点でn
いに固着している。
、 そのような球体の固着した物体を1qる一つの方法
は、ペーストを希釈しく例えば水で10重聞パーセント
濃度を下げる)希釈したペーストを球体を固着させてお
くセメントとして用いることによってペレツ1〜がつく
られるそのペーストを用いることである。球体はペース
トセメントでコーティングでき、互いに接触して問いて
炉内で乾燥(例。
は、ペーストを希釈しく例えば水で10重聞パーセント
濃度を下げる)希釈したペーストを球体を固着させてお
くセメントとして用いることによってペレツ1〜がつく
られるそのペーストを用いることである。球体はペース
トセメントでコーティングでき、互いに接触して問いて
炉内で乾燥(例。
150〜200℃で1/2時間)し、次に焼成(例、1
100℃で10〜15分間)して堅い、軽石の、多孔質
体の固着球体を生じることかて゛さる。
100℃で10〜15分間)して堅い、軽石の、多孔質
体の固着球体を生じることかて゛さる。
そのような球体の固着した物体をつくる802の方法は
、エポキシ樹脂を硬化する前に、1ボー1ニジ樹脂で]
−ティングした球体をゆるく詰めた物体をある形あるい
は型に入れて球体がnいに接触しているようにすること
である。この方法では次にエポキシ樹脂が融解して硬化
する温度(例えば115℃より高い)に物体を加熱して
低密疫の多孔質体を形成する。
、エポキシ樹脂を硬化する前に、1ボー1ニジ樹脂で]
−ティングした球体をゆるく詰めた物体をある形あるい
は型に入れて球体がnいに接触しているようにすること
である。この方法では次にエポキシ樹脂が融解して硬化
する温度(例えば115℃より高い)に物体を加熱して
低密疫の多孔質体を形成する。
(産業上の応用性)
本発明の焼成中空球体はいくつかの産業りの用途がある
。それらはシンタフティクな泡においであるいは多孔質
充てん物として、本発明の背順の節で説明したように、
大洋中に敷設されたパイプラインに使うコンクリートに
おいて用いてもよい。
。それらはシンタフティクな泡においであるいは多孔質
充てん物として、本発明の背順の節で説明したように、
大洋中に敷設されたパイプラインに使うコンクリートに
おいて用いてもよい。
発明の球体はそのようなパイプラインに予測されるべき
大洋の水圧でちょうど正しい程度の浸透Hを持つように
つくることができる。
大洋の水圧でちょうど正しい程度の浸透Hを持つように
つくることができる。
発明の球体はまた基板に接着させて有用な製品を供給し
てもよい。例えば、均一な大きさの球体からなる密な甲
一層を多孔質の担体、例えば目の荒い丈夫な布、に接着
して強化合成樹脂製品において41用なシート材料をつ
くってもよい。そのようなシー]へ材料を心棒のまわり
に一枚以−F巻きつけて樹脂を含浸してパイプをつくる
こともできる。
てもよい。例えば、均一な大きさの球体からなる密な甲
一層を多孔質の担体、例えば目の荒い丈夫な布、に接着
して強化合成樹脂製品において41用なシート材料をつ
くってもよい。そのようなシー]へ材料を心棒のまわり
に一枚以−F巻きつけて樹脂を含浸してパイプをつくる
こともできる。
ボー]・船体、にわか山小屋および家具部品もまたその
J二つなシート材穿1を用いてつくってもよい。
J二つなシート材穿1を用いてつくってもよい。
本発明の他の実施態様はこの明細書を考慮するかまたは
ここに開示した本発明を実施することにより当業者に明
らかである。説明した原理に対する種々の省略、改変お
よび変更は特許請求の範囲に示す本発明の真の範囲と精
神から逸脱せずに一当業者によってなされてもよい。
ここに開示した本発明を実施することにより当業者に明
らかである。説明した原理に対する種々の省略、改変お
よび変更は特許請求の範囲に示す本発明の真の範囲と精
神から逸脱せずに一当業者によってなされてもよい。
図は本発明の中空球体粒子構造の断面写真(倍率18倍
)を示す。
)を示す。
Claims (10)
- (1)焼成した中空のセラミック球体であつて、A、リ
ン酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウムNa_2Ox_1
SiO_2およびケイ酸カリウムK_2Ox_2SiO
_2からなる群から選んだ物質からつくられた連続相、
ここでx_1は SiO_2のNa_2Oに対するモル比、x_2はSi
O_2のK_2Oに対するモル比である、および B、焼成中に連続相と結合して水に不溶の連続相をつく
る不溶化剤 からなり、該中空セラミック球体が細胞状の殻を有する
上記中空セラミック球体。 - (2)不溶化剤をカオリン粘土、鉄酸化物、二酸化チタ
ン、アルミナ三水和物および酸化亜鉛からなる群から選
ぶ、特許請求の範囲第1項に記載の焼成した中空のセラ
ミック球体。 - (3)x_1が約2.75と3.7の間にありしかもx
_2が約2.5と4の間にある、特許請求の範囲第1項
に記載の焼成した中空のセラミック球体。 - (4)ガラスバルブ、シリカ粉末、タルク、二酸化チタ
ン、およびアルミニウムフレークからなる群から選ぶ少
なくとも一つの不活性の添加物をさらに含む、特許請求
の範囲第1項に記載の焼成した中空のセラミック球体。 - (5)樹脂でさらに被覆されている、特許請求の範囲第
1項に記載の焼成した中空のセラミック球体。 - (6)堅い物体に一緒に結合されている多数の特許請求
の範囲第1項に記載の中空セラミック球体。 - (7)焼成した中空のセラミック球体の製造方法であつ
て、 i)次の原料 (a)リン酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、および
ケイ酸カリウムからなる群から選ん だ連続相物質、および (b)焼成工程中に連続相と組み合わさつて水に溶けな
い連続相をつくる不溶化剤 からペーストをつくり、 ii)工程i)のペーストからペレットをつくり、ii
i)工程ii)でつくったペーストのペレットを加熱す
ることによつて膨張させ、それによつて未焼成の中空球
体を形成し、さらに iv)連続相を不溶性にするのに十分な温度と時間をか
けて未焼成の球体を焼成する 工程からなる上記方法。 - (8)不溶化剤を もし焼成工程が約400℃と1000℃の間の温度で行
われるならば、カオリン粘土、 酸化鉄、二酸化チタン、アルミナ三水和物および酸化亜
鉛、ただし、後者の三つの化合物にあつてはもし工程(
iv)の焼成温度が約600℃と1000℃の間にある
場合、 からなる群から選ぶ、特許請求の範囲第7項に記載の方
法。 - (9)連続相がケイ酸塩でありしかも不溶化剤がカオリ
ン粘土でありそれがさらに、ホウ酸、硫酸カルシウム、
酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、ホウ酸ナトリウム
、リン酸カルシウム、アルミナ三水和物、ホウ酸カルシ
ウム、酸化亜鉛およびオキシ塩化マグネシウムからなる
群から選んだ反応性の添加物を工程(i)のペースト中
に含むことからなる、特許請求の範囲第7項に記載の方
法。 - (10)連続相がケイ酸塩でありしかも不溶化剤がカオ
リン粘土でありそれがさらに、ガラスバブル、シリカ粉
末、タルク、二酸化チタン、およびアルミニウムフレー
クからなる群から選んだ不活性充てん物を工程(i)の
ペースト用の原料内に含むことからなる、特許請求の範
囲第7項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US787628 | 1985-10-15 | ||
US06/787,628 US4657810A (en) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | Fired hollow ceramic spheroids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6291448A true JPS6291448A (ja) | 1987-04-25 |
Family
ID=25142078
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61213694A Pending JPS6291448A (ja) | 1985-10-15 | 1986-09-10 | 焼成中空セラミツク球体 |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4657810A (ja) |
JP (1) | JPS6291448A (ja) |
AU (1) | AU585375B2 (ja) |
CA (1) | CA1259077A (ja) |
DE (1) | DE3628813A1 (ja) |
FR (1) | FR2588499B1 (ja) |
GB (1) | GB2181426B (ja) |
NO (1) | NO171672C (ja) |
ZA (1) | ZA865466B (ja) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5024289A (en) * | 1989-09-14 | 1991-06-18 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Insulated double-walled exhaust pipe |
US5201606A (en) * | 1990-06-25 | 1993-04-13 | Carolina Power & Light Company | Thermal storage tank and associated top structure |
US5169307A (en) * | 1991-04-22 | 1992-12-08 | Frye James A | Process and apparatus for producing small particle lightweight aggregate |
US5230850A (en) * | 1991-05-16 | 1993-07-27 | Lewis Raymond O | Fan blade reinforcement using bonded hollow spheres |
US5234590A (en) * | 1992-03-25 | 1993-08-10 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High strength and light tubesheets for hollow fiber membrane permeators |
US6416774B1 (en) * | 1996-05-09 | 2002-07-09 | The Trustees Of The University Of Pennsyvania | Hollow bone mineral-like calcium phosphate particles |
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