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014497 at B7 五、發明説明（） 本發明是有關氧化硼，且更待別的是，有關無定形的 氧化硼産物及製備該産物的方法。 氧化硼有許多多工業上的應用，待別是在玻璃製造領 域上，在該領域中，所欲者為具有82〇3來源，但無不欲之 納的存在，如其可因硼砂所造成，或因過多水的由如硼酸 中蒸發所致。 氣化硼一般是在工業级上加以産生，其俗藉由在高溫 下，如利用油或氣體加熱之700-9501C的玻璃熔爐中•將 硼酸去氫而逹成。在一熔融玻璃形式中的該氧化硼，可藉 由使其成形的連鑛長帶流過一冷卻-滾軸使其固化，而後 擊碎並篩選用所欲的粒子大小（參見Ki rk-〇thmer , "Encyclopediaof Chemical Technology" Fourth Edition, Volume 4，Page 370,及美國專利第 2893838 號） 。該産物為一高純度（99重量％的&2〇3)無定形固體，但是 其具有吸溼的缺點，在正常的使用與儲存條件下傾向於再 度水化並結塊。再者，因為維持該熔爐在所需的高溫下之 能量，使其製造十分昂貴。 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 低B 2 0 3含量的産物亦被製造出，其傜藉由將硼砂與硫 酸反應，而後將所得混合物饋入一氣體加熱之在800 °C -900C下操作的熔爐。所得的無定形産物具有95-98重量％ &B2〇3含量，但是亦含有殘貿的鈉，而鈉在許多的玻璃製 造的應用上是不欲的。 此方法亦有高能量的需求，該能量使得該産物之産生 十分昂貴（參見 t h e s u ρ ρ 1 e m e n t t ο M e 1 1 〇 r ' s C 〇 m p Γ· e s - 本紙诛尺度逍用中困國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） Α7 Β7 4497 五、發明説明（) hens i ve Treatise on Inorganic and Theoretical C h e in i s t r y，V o 1 u m e V，P a r t A，p a g e s 17 1 - 17 4)。 高純度、結晶之氧化硼亦可被産生，例如藉由在於溫 度於225-250T：的烤箱中7至10天期間，而使其慢慢地脫 水加以産生。次氛圍壓或有機液體載體的使用亦被教示 (參見美國專利第 2186257、3397954、3582282、4098196 號及 IT-B-467440 [Chemical Abstract 47:4563 (1953)] *以及Kirk-Othmer、前所討及之Mellor參考文獻與Kemp * "Chemistry of Borate", Part 1, pages 10-11(1956) 0 GB-1-1278466描述一製備頼粒狀之氣化硼的方法，其 僳藉由在一氣體擴散裝置中，如一多、孔平板上，加熱成顆 粒之鄰-硼酸，而一熱空氣蒸氣流經該多乳平板，以形成 一流動床。該産物為具有&3〇 3含量接近98%之顆粒狀氣化 硼。 本發明提供一無定形氧化硼産物*其可藉由硼酸脱水 而得到，該産物包含85至92%重量的B2〇3，且基本上是不 具有鈉。 本發明亦提供一製造如前所界定之一無定形氣化硼的 方法，其包含於溫度在220至2751C間下，將硼酸加熱一段 足夠使該硼酸脱水並形成一包含85至92¾重量的Β2〇3之熔 融玻璃的時間，冷卻該熔融玻璃以形成一固體玻璃性産物 ，及若所欲的話，研磨該破璃産物以形成一顆粒狀的産物 本紙張尺度逍用中國國家梂準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I— n 11 *I 11 n 1· I— I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局負工消費合作社印袋 經濟部中央揉率局貝工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 本發明的方法需要相對低的溫度，藉此産生實質上的 能量成本上之降低。此方法十分容易被採用於一連鑛的方 法中，該方法像為在一連續的基礎上，産生一有當高量之 可使用的含有氣化硼之産物，且無需可抵抗在反應區域中 雒持高溫度或是在長滯留時間之特殊的設備。 該産物為一安定之固體玻璃，其，當被碰磨成所欲的 顆粒尺寸時，具有比具相同顆粒尺寸之氧化硼更低之再度 覆水傾向。其為相當的無定形，且無孔洞，同時，當其研 磨成美國標準篩網之約60網目筛時，其具有約為64磅每立 方尺（1025kg/in3)的鬆密度。該産物基本上不具有鈉，且 是比其它商業得到的脱水硼酸産物為更純。因為該産物具 有比該等商業上産物更低的吸溼性，故其可亦具有較低的 結塊傾向。本發明之在低溫下産生該産物所可達成之能量 節省是相當大的，且因此可造得一在較經濟地之所欲産 物，該産物十分容易應用於各種玻璃製造之應用。 “基本上不具有鈉”傜指，例如，以氧化納加以測量 ，基於産物的整體重量，該鈉含量係低於0.5%重量*較佳 為低於0.«重量，以低於0.25%重量為最佳。該産物具有 一低納含量傷因該含鈉化合物並未在其製備中使用。 該産物包含85至92¾重量的B2〇3，剩餘者除不純物外 為水。一般而言，該包含鈉的不純物在整體産物中被認為 是低於U重量，較佳為低於0.5%重量 該硼酸被加熱之溫度不超過275 °C是十分重要的。較 佳的溫度範圍傜在250至2701C間。已發現硼酸是在約220 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） I. I I .~裝 I n 11 n 11 * 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局工消费合作社印袋 A7 B7 五、發明説明（） 之相當低的溫度下經過一玻璃相。在220°C下，該熔融的 物質為可澆灌且起泡之黏度在約5000泊的流體熔融物。當 該溫度增高且該硼酸持續地脫水時，該熔融物會變得黏著 且不可澆灌。在270 °C下，該黏度非常快速地增加至 180000泊，且在此點上，該熔融物的B2〇3的含量到達約為 B2〇3重量之90-91¾的一平穩狀態。而後該熔融物冷卻至形 成一固體玻璃産物，該産物可研磨成所欲者。 此方法十分容易採用至一連續步驟中，例如藉由將硼 酸之連續性蒸氣輸送經過一加熱區域。一種特別可使用的 安排方式傜為使用一連續性的輸送帶，例如一不鏽銅的輸 送帶，而硼酸被放置於該輸送帶上，例如以該硼酸之連續 均勻層放置其上，該層的厚度較佳傜在0.25至0.75时（ 0.64至1.9cm)。該輸送帶可輸送硼酸經過一加熱區域，該 區域，例如可由該硼酸層的上方提供熱量，或者，例如藉 由電器或天然氣而使用嵌入式加熱器提供熱量。該裝置傜 可被控制，例如藉由調整該嵌入式加熱器的，以使加熱之 硼酸不會比270°C更熱。該硼酸在加熱區域中的滯留時間 係為該輸送帶的移動速度與加熱區域的長度所控制。一般 而言*直到0.5小時的滯留時間，較佳為5至15分鐘的滯留 時間，可提供一含有約90¾重量之B2〇 3的氧化硼産物。該 包含一層熔融的氣化硼玻璃之移動輸送帶在離開該加熱區 域後被冷卻，例如藉由如以冷水或冷空氣噴疆該輸送帶的 下方。冷卻的氣化硼玻璃層到達該輸送帶的一端，且開使 在滑輪上彎曲，則其可十分容地被移出，例如藉由使用一 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐} I I I I I I 裝 I I I |奸| I I I I · ♦ (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印«. S!_7 A7 B7 五、發明説明（） 刀刃，該刀刃傺騎跨在輸送帶上，在氣壓或水壓作用下而 對該表面作用。該冷卻的産物藉由刮刀而使其為玻璃片的 方式移出，而令將該玻璃片饋入各種研磨設備中，以磨成 所欲篩孔尺寸之顆粒狀物質。 下述實施例為進一步說明使用批次與連績方式實施 本發明之方法。 實施例1 3/4时（1.9cm)厚的顆粒狀硼酸層均勻散布在一 9X11 士 时（23X29cm)的不鏽鋼平底鍋。該平底鍋置於一在270°C下 預期之強制的對流烤箱中，且維持在該270 1C下4.3小時。 在約3小時後，硼酸已轉變成一完全的熔融體，而後將平 底鍋由烤箱中移出，且藉由在一冷水溶水中驟冷而其内含 物快速冷卻，但又不弄溼該内含物。.該産物由平底鍋中分 離出，且在冷卻期間折斷成片狀的。使用TEEM-A-MILL環 與橡膠圓盤之研磨機，將該片狀物研磨成粉。所得的粉末 物質在30與200美國標準網目篩之篩孔加以過篩。該+30篩 目物質再研磨，之該-30至+200篩孔物質保留作為最终産 物。所得的産物被發現傜含有89.7%重量的B2〇3。 上述步驟重覆二次，除了加熱傜為在270 °C下6.5小時 以産生其它批次的産物，該三批次的産物併在一起，且 發現含有89.9%重量B2O3。 實施例2 重覆實施例1的步驟*除了該硼酸在270 °C下加熱3小 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 1— I 11 ^ I) n 11111 .务 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、 發明説明（） A7 B7 時，所得的産物發現含有86.98¾重量B2〇3 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 實施例3 使用一連續式1050SM不鏽鋼輸送帶，而使該硼酸在 —移動的輸送帶上加熱*該輸送帶具有2呎寬18呎長（0.6X 5.5公尺）。一螺旋式的饋入頭保持在該輸送帶上一端有 —大堆的硼酸。該輸送帶在速定為每分鐘9时（23cm)下被 驅動，當該輸送帶移動，該硼酸會被送經一在該輸送帶上 方0.3吋（0.8cm)之16吋（41cib)寬的閛口。此使該硼酸以一 0.3吋（0.8cm)深且16吋（41cm)寬的帶均勻地散布在在該移 動輸送帶上，而以硼酸完全覆蓋該輸送帶的長度。該移動 之輸送帶僳藉由懸吊在該輸送帶之68吋（173cm)部份的四 氣-火嵌入式加熱器加熱，該加熱傜開始於離該閘口 2吋處 。一分鐘移動9吋（23cm)，當該輸送帶在嵌入式加熱器下 經過，則該硼酸被加熱7至8分鐘|該嵌入式加熱器傜為在 該硼酸上方2至3时（5-8cm)之高度橫跨懸吊於輸送帶。由 加熱器來的熱藉由一吋（2.5cm)厚之固定於每一加熱器下 側之纖雒墊而會均勻分散於硼酸。該加熱器的溫度約為 760至870°C，且該硼酸傜在約270 υ下加熱。當硼酸流在 第一加熱器下時，可見到由其中所昇起的水蒸氣。在第二 與第三加熱器下當轉其它的水去除時，該硼酸變成一起泡 式的熔融液體。該物質在第四加熱器下變成一十分黏稠之 熔融玻璃，且在該輸送帶上形成一具有均勻厚度為0.05时 (0 . lcm)的玻璃層。在硼酸加熱期間所釋出的空中水蒸氣 9 - 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS > Α4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •变. t Γ ί 314497 A7 B7 經濟部中央標準扃貞工消费合作社印裝 五、發明説明（） 與揮發性82〇3藉由懸吊在燃燒器上之篷罩而使其由加熱區 域中移出。當熔融的薄片離開該加熱區域，其藉由一橫貫 一區域而使其快速冷郤，在該區域中該輸送帶之下側以水 噴灑之。該固化的玻璃薄片在冷卻時碎裂，且由輸送帶上 上釋出。該冷卻的玻璃碎片到達該輸送帶的端點，一刮力 會將該玻璃移出，並落入一在該輸送帶下方的漏斗。該玻 璃壓成尺寸範圍在-30至+140篩孔間的顆粒，此偽藉由將 其流經一圓錐形壓碾器，流經30篩孔之網目篩加以篩選， 且對過大物質再加以壓碎。經由整値蓮作所取出的樣品顯 示該産物的B2〇3含量是在89.5至90.7¾重量間。 實施例4 對本發明的産物與目商業上可得到的氣化硼産物作一 加速結塊測試，該商業上可得到氣化硼像以含有98.5%B2〇 3之無水硼酸HP(Anhydr〇us Boric Acid HP)加以販售。二 重覆的廣口瓶以本發明的産物（-30 + 200篩孔）與無水硼酸（ 60篩孔）填充到離頂部尚有1 士吋。一反轉的瓶蓋置於該物 質的表面以作為一壓力板，且在該壓力板上置一張簧。該 瓶蓋被旋緊，壓縮該彈簧，而産生一約4Psi(28kPa)的壓 力。一瓶含有該物質而欲測試之瓶偽以膠封住，並置於13 5 °F (57°C )的烤箱中。該二重覆測試瓶置於室溫下。 在24小時後，由瓶中除去蓋子、彈簧與壓力平板。該 瓶子被小心地觀察内含物的結塊情況。二者保存在室溫的 測試物質為自由流動的。保存在1 35 °F ( 57 1C )之本發明 -10 - 本紙張尺度適用中國國家椹準（CNS ) A4規格（210X297公釐） — -II ^1 — — — 裝— I I 訂—— —务 I . (請先聞讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 〇14 的 7 A7 _ B7___ 五、發明説明（） 産物亦為自由流動的。該保存在135 °F (57 °C)之商業上 無水硼酸為結塊且不由可瓶中流出。使用具1/10平方吋（ 0.63cm2)尖端之Proctor滲透度儀，可發現其需壓力在830 psi(0.63ctn2)下方可破壞該結塊物。 -----------裝-------訂-----·-線 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央樑準局貝工消费合作社印製 -11 - 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS > ( 210X297公釐）

Claims (1)

1. 第83110837號專利再審查案申請專利範圍修正本 修正日期：86年6月 1·—種用以製造一包含85至之B2〇3，且以氧化納 計，具有低於0.5wt%之鈉含量的無定形氣化硼産物之 方法，該方法包含在220至275¾的溫度下自上方加熱 一硼酸一段時間，以足夠使該硼酸脫水並形成一含有 85至92wt%2B3〇3的熔融玻璃，冷卻該熔融玻璃，且 *若有需要，研磨該固體玻璃産物以形成頼粒形式。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該産物包含有88 至 91wt%2B2〇3。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該産物偽為顆粒 形式*且該顆粒可通過30篩孔但被200篩孔所留滯。 4 ·如申請專利範圍第1項之方法，其中該硼酸傜置在一 移動的輸送帶上以輸送該硼酸經過一加熱區域。 5 .如申請專利範圍第4項之方法，其中該硼酸在該加熱 區域中維持5至15分鐘。 6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該移動輸送帶具 有一層置於其上之0.25至0.75吋（0.64至1.9 cm)的硼 經濟部中央標準局員工消費合作社印裂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 酸。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該熔玻璃傜藉由 冷卻該輸送帶的下側而被冷卻。 δ.如申請專利範圍第4項之方法，其中該硼酸傜被加熱 到250至270°C之溫度。 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐）