JPS63225554A - 顆粒状のフレ−ク状ガラス - 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］ 本発明は顆粒状のフレーク状ガラスに係り、特にその包
装体の開封時の飛散等の問題を解決し、また流動性を向
上させることにより、複合材への分散性を改善した顆粒
状のフレーク状ガラスに関する。

［従来の技術］ フレーク状ガラスはアスペクト比（粒子径／厚さ）が約
２〜１０００の鱗片状ガラスで、従来より、熱硬化性樹
脂や熱可塑性樹脂の補強材、防食ライニング用充質材そ
の他の用途に広く利用されている。

例えば、熱硬化性樹脂にフレーク状ガラスを混合したも
のを、金属面等にコテ塗りあるいはスプレー塗装すると
、フレーク状ガラスは塗膜内で塗布面にほぼ平行に配向
し、樹脂に対して３０重量％のフレーク状ガラスを混合
した場合には、塗膜１ｍｍ厚さ当り、約３０〜４０枚の
フレーク状ガラスの層が形成される。これにより水分や
酸素などが塗膜を透過して金属等の母材表面に達する経
路長が著しく長くなり、腐食が防止されるよう°になる
。

また、熱可塑性樹脂にフレーク状ガラスを混合した複合
材では１．フレーク状ガラスの２次元的り補強効果によ
り引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率及び熱変形温度、寸
法精度等が改善、され、またバリヤー性も付与され、優
れた特性を有する樹脂が得られるようになる。このよう
なフレーク状ガラスで強化された樹脂の成形品は、樹脂
の流れ方向の成形収縮率と樹脂の流れに直角な方向の成
形収縮率がほぼ等しいため、ガラス繊維補強の樹脂に比
し成形品のそりが極めて小さくなる。

フレーク状ガラスは一般にクラフト紙とポリビニルとが
複層された紙袋やドラム缶等に詰められてユーザーに供
給される。ユーザーにて熱可塑性樹脂補強用等の用途に
使用するために、熱可塑性樹脂にフレーク状ガラスを添
加混練する際には、フレーク状ガラスの包装体を開封し
、その全量を供給用ホッパーに投入したり、又は包装体
より計量して一部を取り出してホッパーに投入する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来、製品として供給されているフレーク状ガラスは、
厚さ数μｍ、大きさく粒子径）１０〜４０００μｍの鱗
片状ガラスであり、しかも、水分率０．２重量％以下の
乾燥状態にあり、殆どのフレーク状ガラスは互いに接着
することなく分離しており、極めて飛散し易い。

このため、ユーザーにてフレーク状ガラスの包装体を開
封し、その一部又は全量を取り出し、ホッパー等に投入
する場合などに、フレーク状ガラスが飛散し、作業員の
衣服に付着したり、作業員が吸入したりすることがあり
、作業環境が悪くなる。また、他工程に混入するおそれ
があると共に、フレーク状ガラスの歩留りも低下する。

更に、フレーク状ガラスは流動性が低いので、ホッパー
やオリフィス内でブリッジし易いという問題もある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記従来の問題点を解決し、特に熱可塑性樹脂
等の補強用として使用されるフレーク状ガラスであって
、包装を開封して、ホッパー等に投入する際に殆ど飛散
することがなく、また流動性も良好なフレーク状ガラス
を提供するものである。

本発明の顆粒状のフレーク状ガラスは、フレーク状ガラ
スを結合剤で造粒して顆粒状としたものである。

以下、本、発明の詳細な説明する。

本発明の顆粒状のフレーク状ガラスは、フレーク状ガラ
スに結合剤を添加し、フレー多状ガラスを互いに接着し
て顆粒状としたものである。結合剤の使用量は、フレー
ク状ガラス１００重量部に対して結合剤０．２重量部以
上であれば、飛散防止効果を得ることができる。良好な
飛散防止効果で十分に低い飛散率とするには、フレーク
状ガラス１００重量部に対して、０．５重量部以上の結
合剤を用いるのが好ましい、結合剤の使用量が多過ぎ、
フレーク状ガラス１００重量部に対して１０重量部を超
える場合には、熱可塑性樹脂等に溶融混合した際、フレ
ーク状ガラスの分散不良が起ることもある。従って、本
発明において、結合剤の使用量は、フレーク状ガラス１
００重量部に対し０．５〜１０重量部とするのが好まし
い。

使用する一合剤は、フレーク状ガラスを互いに接着でき
るものであれば良く、特に制限はないが、フレーク状ガ
ラスの使用に際し、マトリックス樹脂等に対して悪影響
を及ぼすことのないものを選定する。

使用し得る結合剤の具体例としては、ポリ酢酸ビニル、
ポリアクリレート、ポリビニルピロリドン、（酸変性）
ポリエチレン、（酸変性）ポリブロピレン等のオレフィ
ンの付加重合体及びこれらの共重合体、ポリウレタン、
ポリ尿素等の重付加反応体、（不）飽和ポリエステル、
ナイロン・エポキシレジン等のｊ１！合体、ナイロン６
、ポリエチルオキサゾリン等の開環重合体、尿素ホルマ
リン樹脂、フェノールホルマリン樹脂等の付加縮合体等
が挙げられる。

これら結合剤を用いてフレーク状ガラスを造粒して顆粒
状とする方法の例を述べる。

■　まず、結合剤を適当な有機溶剤に溶解させて、結合
剤溶液を調整する。または乳化物を適度に水で希釈して
結合溶液を調整する。

■　回転円板型混合機等の混合機でフレーク状ガラスを
流動させつつ、所定量の結合剤溶液をスプレー等で添加
し、攪拌混合する。

次いで混合機中で乾燥するか、または混合機よりフレー
ク状ガラスを取り出し乾燥することにより顆粒状のフレ
ーク状ガラスが得られる。

■　顆粒状のフレーク状ガラスに弱い衝撃を与えて、約
１〜５ｍｍφの穴を有すパンチングスクリーンないしは
約１〜５ｍｍの目開きの篩金網を通過させることで整粒
する。なお、この工程は省略することもできる。

このようにして製造される顆粒状のフレーク状ガラスの
粒径は、小さ過ぎると飛散防止効果が低く、逆に大き過
ぎるとマトリックス樹脂への均一分散性が低下する。本
発明において、顆粒状のフレーク状ガラスは４４μｍｆ
ｉ残で５０００μｍｉｉ通過のものが９０重量％である
ようなものであることが好ましい。

ところで、フレーク状ガラスは、複合材への使用にあた
り、マトリックス樹脂との接着力の増大及び均一分散化
のために、シラン系カップリング剤、チタン系カップリ
ング剤、ジルコニア系カップリング剤などのカップリン
グ剤で表面処理されることがある。

この場合、予めこれらのカップリング剤で表面処理して
乾燥したフレーク状ガラスに、更に上記結合剤溶液を添
加混合して造粒しても良いが、処理工程を少なくするた
めに、結合剤溶液に、カップリング剤を混合しておき、
これをフレーク状ガラスと混合するのが有利である。こ
れにより、カップリング剤処理及び、本発明による飛散
防止処理を一回の操作で行なうことができ、極めて有利
である。

フレーク状ガラスの表面処理に用いられるカップリング
剤としては、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミ
ノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドオキシプロビルトリメトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルト
リメトキシシランなどのシラン系カップリング剤、チタ
ン系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤など
のカップリング剤が挙げられる。

どれらのカップリング剤に、更に各種の帯電防止剤、潤
滑剤、フィルム形成物質等を併用することも有効である
。

なお、本発明で造粒されるフレーク状ガラスとしては、
通常提供されているフレーク状ガラスを適用することが
でき、例えば平均厚さ０．５〜７．０μｍ、平均粒径５
〜１０００１ｍ、アスペクト比２〜１０００程度のもの
が好適である。

また、フレーク状ガラスの組成としては、Ｅガラスのよ
うな所謂無アルカリ珪酸塩ガラスやＣガラスのような含
アルカリ珪酸塩ガラスを用いることができる。後者の例
としては、例えば、重量比で６０〜７５％のＳ　１０２
　、及び８〜２０％のＲ２０（Ｎ　ａ　２０．　Ｋ２０
などのアルカリ金属酸化物）を主として含有し、（ただ
しＳｉＯ２＋Ｒ２０は７５〜９０％）、その他に、例え
ばＣａｂ、ＭｇＯ１Ｂ　２０　ｓ　、Ａ　ｊ２２０２、
ＺｎＯ１Ｆｅ２０ｓなどの１種又は２［以上を含む、含
アルカリ珪酸塩ガラスが挙げられる。

好ましいガラス組成の例を第１表に示す。

第　　１　　表 ※１：Ｃガラス ※２：Ｅガラス 本発明の顆粒状のフレーク状ガラスは、従来より用いら
れている包装用クラフト袋や、ドラム缶、−斗缶等に封
入されてユーザーに供給される。

このような本発明の顆粒状のフレーク状ガラスは、ナイ
ロン、飽和ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂、フェノール
樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの熱
硬化性樹脂等の補強材、充填材として極めて有効である
。これらのうちでも、特に本発明の顆粒状のフレーク状
ガラスは熱可塑性樹脂の補強材として好適である０本発
明の顆粒状のフレーク状ガラスを含有する熱可塑性樹脂
を押出成形、インジェクション成形した場合、フレーク
は樹脂マトリックス中に均一に分散される。

［作用］ 本発明のフレーク状ガラスは、鱗片状ガラスが結合剤に
て顆粒状に造粒されたものであり、極めて飛散しにくい
。

また、顆粒状とすることにより、圧縮度や均一性が向上
し、流動性が大幅に改善され、ホッパーやオリフィス内
でのブリッジが防止される。しかも、このように流動性
が良いことから、マトリックス樹脂中への分散性も向上
し、得られる複合材の強度等の特性が著しく改善される
。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例について説明する。

実施例１、比較例１ 回転円板型混合機（容量２０ｆｔ）にフレーク状ガラス
（日本硝子繊維■製ＣＣＦ　−０４８）。

４ｋｇを入れ、攪拌しつつ下記配合の結合剤溶液を２０
０ｇ添加し、３分間攪拌混合した０次いでフレーク状ガ
ラスを取り出し、熱風乾燥器中で乾燥した。

薩ｊ」ｕ１盪 ウレタンエマルジョン （固形分５０％）　　二　８０重量％ 水　　　　　　　　　：　２０重量％ 得られたフレーク状ガラスは、平均粒子径ａＯＯμｍの
顆粒状であった。

この顆粒状のフレーク状ガラス（実施例１）について、
下記■〜■の方法により、飛散率、均一度、圧縮度を調
べ、結果を第２表に示した。

また、比較のため、造粒に用いたフレーク状ガラス（平
均粒径１００μｍ）についても同様に諸特性を調べ、結
果を第２表に併記した。

■　飛散率（％） 上端に投入口を有し、下端に落下物の受皿を配した円筒
状の本管と、この木管の側部から水平方向に延び、フィ
ルターを介して吸気装置に接続されている分岐管とを備
えた飛散試験器具を用い、分岐管より吸気を行ないつつ
、上端の投入口からフレーク状ガラス１０ｇを落下させ
た。フレーク状ガラスは飛散性が高いものであれば、分
岐管から吸気と共に抜き出され、下端の受皿に落下する
量は少ない、フレーク状ガラスの飛散性が低い程、受皿
に落下する割合が増す、そこで、受皿に落下したフレー
ク状ガラスの重ｆｉＷ（ｇ）を計量し、下記式にて飛散
率を計算した。

０−Ｗ 飛散率（％）　−−ｘ　ｔ　ｏ　。

■　均一度 積算篩上４０％の粒径（Ｒ＋）及び積算篩上９０％の粒
径（Ｒ２）を求め、 で算出した。この値が大きい程、粒度分布中が大きいこ
とを示し、一般に流動性は低下する。

■　圧縮度（％）（嵩減り度） 疎充填の状態の嵩密度９重と、これにタッピングを加え
て密充填にした場合の嵩密度ρ２とから、下式で算出、
した。

圧縮度（％）＝　　　　　Ｘ１００ ρ　２ 圧縮度は、一般に粉体の流動性に最も関係が深く、圧縮
度が２０％より大きい場合、流動性が悪くブリッジを生
じ易い。

第２表 第２表より、本発明の顆粒状のフレーク状ガラスは、極
めて飛散し難く、また、流動性が良好でブリッジを生じ
難いことが明らかである。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の顆粒状のフレーク状ガラス
は、使用時に包装体等から取り出す際などに殆ど飛散し
ない。

このため、作業環境が改善され、取り扱い性も良好とな
り、また、飛散による歩留り低下の問題も解決される。

また、顆粒状とすることにより、圧縮度や均一性が向上
し、流動性が大幅に改善され、ホッパーやオリフィス内
でのブリッジが防止される。しかも、このように流通性
が良いことから、マトリックス樹脂中への分散性も向上
し、得られる複合材の強度等の特性が著しく改善される
。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレーク状ガラスを結合剤で造粒したことを特徴
   とする顆粒状のフレーク状ガラス。
2. （２）結合剤の使用量が、フレーク状ガラス１００重量
   部に対し、０．２重量部以上である特許請求の範囲第１
   項に記載の顆粒状のフレーク状ガラス。
3. （３）結合剤の使用量が、フレーク状ガラス１００重量
   部に対し０．５〜１０重量部である特許請求の範囲第２
   項に記載の顆粒状のフレーク状ガラス。
4. （４）結合剤が熱可塑性樹脂である特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれか１項に記載の顆粒状のフレー
   ク状ガラス。
5. （５）結合剤はカップリング剤を含む特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれか１項に記載の顆粒状のフレ
   ーク状ガラス。
6. （６）顆粒は４４μｍ篩残で５０００μｍ篩通過が９０
   重量％以上であるような大きさである特許請求の範囲第
   １項ないし第５項のいずれか１項に記載の顆粒状のフレ
   ーク状ガラス。
7. （７）フレーク状ガラスは、熱可塑性樹脂補強用フレー
   ク状ガラスである特許請求の範囲第１項ないし第６項の
   いずれか１項に記載の顆粒状のフレーク状ガラス。