JPH0468016B2 - - Google Patents
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- JPH0468016B2 JPH0468016B2 JP62258309A JP25830987A JPH0468016B2 JP H0468016 B2 JPH0468016 B2 JP H0468016B2 JP 62258309 A JP62258309 A JP 62258309A JP 25830987 A JP25830987 A JP 25830987A JP H0468016 B2 JPH0468016 B2 JP H0468016B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spinner
- glass
- melt
- temperature
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/1005—Forming solid beads
- C03B19/1015—Forming solid beads by using centrifugal force or by pouring molten glass onto a rotating cutting body, e.g. shredding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/108—Forming porous, sintered or foamed beads
- C03B19/1085—Forming porous, sintered or foamed beads by blowing, pressing, centrifuging, rolling or dripping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は球状ガラスのような球状体の製造法に
関するものである。 （従来の技術） 球状ガラスは、ガラス微粉を加熱溶融し、表面
張力によつて球形となし、ついで冷却することに
よつて製造される。得られた球状の溶融ガラス同
志が互いに融着するのを防止する必要があり、こ
のため、ガラス微粉を炭素微粉と混合した状態で
加熱する等各種の提案が行われているが、従来技
術は、次のような問題点を有する。 (1) 操作が煩雑であり、生産性が低い。 (2) 球状ガラスの大きさは、使用するガラス微粉
の大きさで定まるが、ガラス微粉の大きさを正
確に所定範囲とすることは困難であり、得られ
た球状ガラスの大きさにはバラツキが大きく、
所定の大きさの球状ガラスを得るためには、分
級或は篩別けのような操作を要し、収率が低下
する。 溶融ガラス流に高温ガスを高速で吹付け、溶融
ガラス流を高温ガスで分断し、分断された溶融ガ
ラスをその表面張力で球状化する方法（特公昭42
−20713号公報、特開昭和42−24596号公報参照）
或は溶融ガラスを薄幕状とし、高温ガスを高速で
吹付け、薄膜状の溶融ガラスを高温ガスで破砕
し、破砕された溶融ガラスをその表面張力で球状
化する方法（特公昭49−27086号公報参照）も提
案されているが、径の極めて小さい、且つ径のバ
ラツキの小さい球状ガラスを得ることは困難であ
つた。又上記特開昭49−27086号公報には、毛細
間隙を有する回転円筒から溶融ガラスを一滴一滴
排出する方法も記載されているが、同公報にも記
載されているように、この方法は生産性も極めて
低く、工業的方法とは云い難いものである。 又、特公昭49−27086号公報には、毛管オリフ
イスを備えた回転体を使用して球状ガラスを製造
する方法が示され、毛管オリフイスから溶融ガラ
スを一滴一滴排出して球状ガラスを製造できるこ
とが示されているが、径の小さい球状ガラスを製
造しようとすると、毛管オリフイスの径をこれに
応じて小とする必要があり、この方法も工業的な
方法ということはできない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来知られていなかつた径のバラツ
キが小さい球状ガラスのような球状体の工業的製
造法を新たに提供することを目的とするものであ
る。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされた
ものである。以下、主として球状ガラスについて
説明する。 ガラス短繊維は、断熱、吸音材として広く用い
られ、周面に多数のスピナー小孔を有し且つ高速
で回転する上面を開放したＣ型チヤンネル部材で
構成したスピナー中に溶融ガラスを供給し、該ス
ピナーの周面に高温燃焼ガスを吹付けて上記小孔
から溶融ガラスを流出させて延伸する遠心法によ
つて工業的に大量生産されている。本発明者は、
遠心法によつて細い径のガラス繊維を得るため研
究を重ねたが、この過程において遠心法における
操業条件を特定の範囲とすることにより、球状ガ
ラスが得られ、又この方法によるときは、ガラス
球状体の他、プラスチツクのような熱軟化性物質
の球状体も得られるという新規な知見に到達し、
本発明として提案するものである。 本発明は即ち、周面に多数のスピナー小孔を有
し且つ上面を開放したスピナー中に熱軟化物質溶
融物をスピナー小孔１個につき１時間当り0.020
ｇ以下の割合で供給する工程、Ｃ型チヤンネル部
材を高速で回転せしめて溶融物を遠心力によりス
ピナー小孔から流出せしめてコーン状の溶融物細
流を形成させる工程、上記溶融物細流を横断して
高温ガス流を吹付け溶融物細流を加熱して溶融物
の粘度を急速に低下させ、溶融物細流を高温ガス
流の作用により分断し、分断された溶融物細流を
溶融物の表面張力により球形とする工程とを含む
ことを特徴とする球状体の製造法を提供するもの
である。 次に、本発明をガラスを例として、更に具体的
に説明する。 本発明においては、第１図に示すように上面を
開放したＣ型チヤンネル部材で構成したスピナー
１を使用する。 スピナー１は、ほぼ垂直な円筒状の周面２（以
下周面と呼ぶ）を有する。この周面２の肉厚は可
及的均一とするのが好ましく、スピナー１の製
造、加工が容易となる利点がある。そして、周面
に多数のスピナー小孔３を穿設する。 このスピナー小孔３の径は、所望の球状ガラス
の径に応じて定められるが、本発明の方法による
ときは、スピナー小孔３の径の1/2〜1/300の径を
有する球状ガラスを得ることができ、しかもこの
球状ガラスの径を以下述べるような操業条件を所
定値とすることにより、任意に変更しうることが
見出された。 スピナー１の上部に設けられた溶融ガラス導入
管等（図示せず）から、溶融ガラス４をスピナー
１に供給する。この際１時間当りの溶融ガラスの
供給量をスピナー小孔１個当り0.020Kg以下望ま
しくは0.01〜0.001Kgの範囲に定める。 スピナー１の回転数は500〜5000rpm望ましく
は1000〜3000rpmとし、又スピナー１に供給する
溶融ガラスの粘度が50〜4000ポアズ、好ましくは
100〜2000ポアズの範囲となるよう溶融ガラスの
温度を定めるのが適当である。 スピナー１の回転によつて生ずる遠心力によ
り、スピナー１中に供給された溶融ガラスは、ス
ピナー小孔３から流出し延伸されて先細りのコー
ン状の溶融ガラス細流６が形成される。このよう
にして形成された溶融ガラス細流６を横断して高
温ガス流を吹付け、溶融ガラス細流６を加熱して
その粘度を急速に減少させる。 高温ガス流としては高温の燃焼ガスを使用し、
スピナー１の周面２上部に開孔する燃焼ガス送給
部（図示せず）から高温の燃焼ガスを、スピナー
１の外周に沿つて下方に噴出せしめるのが適当で
ある。 スピナーを使用してガラス繊維を製造する遠心
法においても、本発明の方法と同じく、スピナー
小孔から溶融ガラスを流出せしめ、スピナー外周
に沿つて高温の燃焼ガスを下方に噴出せしめる。
前述したようにこのような公知の遠心法において
用いられるスピナーを使用し、その操業条件を持
定の範囲とすることにより、径が小さく而もその
バラツキも小さい球状ガラスが得られることが見
出された。 次に、この特定条件について詳細に説明する。 第１の条件は、スピナー小孔１個当りの溶融ガ
ラスの１時間当りの供給量（以下プルと呼ぶ）を
0.020Kg以下、望ましくは0.01〜0.001Kgとするこ
とである。 スピナー１に供給された溶融ガラス４はスピナ
ーの回転によつて生ずる遠心力によりスピアナー
内面に押付けられ溶融ガラス層５が形成され、遠
心力によつてスピナー小孔３から流出し、先細り
のコーン状の溶融ガラス細流６が形成される。 ブルが大きい程溶融ガラス層５の厚みは大とな
り、溶融ガラスをスピナー小孔３から流出せしめ
る駆動力は大きく、第２図に示すような比較的長
い、コーンの頂角の小さい溶融ガラス細流６が形
成される。ブルが小さい場合、溶融ガラス層５の
厚みは小となり、前述の駆動力は小となり、第３
図に示すような、短い、コーンの頂角の大きい溶
融ガラス細流６が形成される。前者の場合、溶融
ガラス細流６は、下方に向けて噴出する高温ガス
流によつてガス流に沿つて下方に流されて更に延
伸され、比較的太い（直径7μ程度の）ガラス繊
維が形成され、この条件では、球状ガラスが形成
されることはない。この条件は従来の遠心法によ
るガラス繊維の製造条件である。 球状ガラスを製造するための第２の条件は上記
溶融ガラス細流６を横断して高温ガス流を吹付
け、溶融ガラス細流６を加熱してガラスの粘度を
急激に減少させることである。 このような条件は、高温ガスの温度を大とし、
高温ガスの流速を小とすることによつて達成する
ことができる。高温ガスの流速は、50ｍ／sec以
下好ましくは40ｍ／sec以下、特に40〜10ｍ／sec
の範囲とするのが適当である。 高温ガスの温度は、溶融ガラスを流出しつつあ
る状態における光温度計によつて測定したスピナ
ー表面の平均温度Ｔ（以下表面温度という）より
200℃以上高い温度、好ましくはＴ＋300℃〜Ｔ＋
700℃の範囲となるよう定めるのが適当である。 又、上記平均温度Ｔ［スピナー小孔出口におけ
る溶融ガラスの平均温度（以下出口ガラス温度と
いう）を作業状態において直接測定することは困
難であるが、出口ガラス温度はスピナー表面温度
とほぼ等しいものと考えられる］を溶融ガラスの
該温度における粘度が100〜5000ポアズ、望まし
くは400〜3000ポアズとなるよう温度ガスの温度、
流速、プル等の作業条件を定めるのが特に望まし
い。この温度はガラスの組成により異るが例え
ば、 SiO2 61wt％ R2O 14wt％ RO 15wt％ B2O3 6wt％ Al2O3 4wt％ なる組成を有するガラスの場合980〜1150℃であ
る。 上記条件を充足した場合、スピナー小孔３から
流出した溶融ガラス細流６は、高温ガス流を横断
して流れ、その粘度が急激に低下して高温ガスの
作用によつて分断される。分断のメカニズムにつ
いては充分明らかでないが、上記条件下において
溶融ガラス細流６の先端の形状が不安定となり、
高温ガスの温度、流速、スピナー表面温度の変動
等によつて、先端の形状が変化し易くなり、分断
が生じ易くなるものと思われる。 高温ガスの温度があまり低いと、溶融ガラスの
粘度低下が充分に行われず、溶融ガラス細流６の
分断が不充分となり良好な結果をうることはでき
ない。高温ガスの流速があまり大きいと、前述し
た遠心力により溶融ガラス細流６が水平方向に移
動する速度に比し、高温ガスの流速が大となるた
め、溶融ガラス細流６はほぼ高温ガスの流れに沿
つて移動し、高温ガスの作用による溶融ガラス細
流６の横断が充分に行われ難くなり、溶融ガラス
細流６の分断が充分に行われなくなり、良好な結
果をうることはできない。更には、溶融ガラス細
流６がより高温部に曝されている時間が短くな
り、急激な温度低下がひきおこされ難くなり、良
好なビーズを生成することができなくなるものと
思われる。 前述したように、周面に多数のスピナー小孔３
を有し且つ上面を開放したスピナー中に溶融ガラ
スをスピナー小孔１個につき１時間当り0.020Kg
以下、望ましくは0.01〜0.001Kgの割合で供給し、
スピナーを高速で回転せしめて溶融ガラスを遠心
力によりスピナー小孔３から流出せしめてコーン
状の溶融ガラス細流６を形成させ、上記溶融ガラ
ス細流６を横断して高温ガス流を吹付け、溶融ガ
ラス細流６を加熱してガラスの粘度を急速に低下
させるように高温ガスの温度流速の操業条件を定
めることにより、溶融ガラス細流６は高温ガス流
の作用により、分断され、分断された溶融ガラス
細流６はガラスの表面張力により球形となり、径
のバラツキが小さく、且つ径の小さい球状ガラス
を工業的に高能率で生産することができる。 球状ガラスの直径はスピナーの回転数、スピナ
ー表面温度、スピナーに供給する溶融ガラスの温
度、高温ガスの温度、高温ガスの流速、溶融ガラ
スの供給量、スピナー小孔の径によつて定まる。 球状ガラスの径は、スピナーの回転数、高温ガ
スの流速スピナー小孔の径又はスピナーに供給す
る溶融ガラスの量を大とする程大きくなる、スピ
ナー表面温度、スピナーに供給する溶融ガラスの
温度又は高温ガスの温度を大とする程小となり又
高温ガスの流速を大とする程大となる。 なお、スピナーの回転数の影響は、比較的小さ
いが、回転数を500〜5000rpm好ましくは1000〜
3000rpmの範囲とするのが適当であり、良好な結
果をうることができる。 即ち、スピナー小孔の径を一定とした場合の球
状ガラスの直径（球状ガラスの直径とスピナー小
孔の径の比）は、スピナーの回転数、又はスピナ
ーに供給する溶融ガラスの量を大とする程大とな
る。又スピナーの表面温度、スピナーに供給する
溶融ガラスの温度、高温ガスの温度を小とする程
大となり、高温ガスの流速を大とする程大とな
る。 例えば、スピナーに供給する溶融ガラスの供給
量を小孔１個につき0.01Kg／hr、スピナーの回転
数を3000rpm、スピナーの表面温度を980℃（該
温度における溶融ガラスの粘度3000ポイズ）スピ
ナーに供給する溶融ガラス温度を1200℃、高温ガ
スの温度を1250℃、高温ガスの流速を40ｍ／sec
とした場合、球状ガラスの直径とスピナー小孔の
径の比の平均値を１／２とすることができた。 又、これらの数値を夫々0.002Kg／hr、
1200rpm、1080℃（600ポイズ）、1250℃、1450
℃、10ｍ／secとした場合球状ガラスの直径とス
ピナー小孔の径の比平均値を１／300とすること
ができた。 なお、上記説明はR2Oの含有量の大きな短繊維
用ガラスに就いて行つたが、本発明の方法による
ときは溶融温度の高いＥ−ガラス或は、溶融温度
の低いPbガラス等よりなる球状ガラスを製造す
ることもできる。又特にガラスバルーン（ガラス
中空ビーズ）用として提案されている高温で発泡
性を有するガラス、例えばSO3を0.3％程度含有
するガラスを使用することにより中空の球状ガラ
スを得ることもできる。 上記説明は主として溶融ガラスを使用して球状
ガラスを製造する方法について説明したが、本発
明の方法によるときはプラスチツクのようなガラ
ス以外の熱軟化性物質を使用して球状体を製造す
ることもできる。 （作 用） 前述した操業条件でスピナーを高速回転させる
と、スピナー小孔からスピナーの遠心力によつて
流出する溶融物の流れは、極めて不安定となり溶
融物は、高温ガスにより分断され、表面張力によ
り小球となるものと考えられる。 実施例 １ SiO2 61wt％ R2O 14wt％ RO 15wt％ B2O3 6wt％ Al2O3 4wt％ なる組成を有するガラスを使用し、次の条件で操
業し、スピナー小孔の径約1/2〜1/300の平均径を
有し且つ径のバラツキの少ない球状ガラスを長時
間安定して得ることができた。 なおスピナーの径、スピナー小孔の径は夫々
300mm、0.7mmであり、又得られた球状ガラスの直
径の分布は次の通りであつた。 平均径 41μｍ 径のバラツキ 25〜55μｍ 粒径分布 直径 25〜30μｍのガラス球の割合 ７％ 直径 31〜40μｍのガラス球の割合 31％ 直径 41〜50μｍのガラス球の割合 52％ 直径 50〜55ｍμのガラス球の割合 10％ （割合は個数の割合である。） これに対し、市販のガラス球（平均径45μｍ）
の径のバラツキは、17〜90μｍであり、粒径分布
は次の通りであつた。 直径 10〜30μｍのガラス球の割合 33％ 直径 31〜50μｍのガラス球の割合 29％ 直径 51〜70μｍのガラス球の割合 23％ 直径 71〜90μｍのガラス球の割合 15％ を挿入する。
関するものである。 （従来の技術） 球状ガラスは、ガラス微粉を加熱溶融し、表面
張力によつて球形となし、ついで冷却することに
よつて製造される。得られた球状の溶融ガラス同
志が互いに融着するのを防止する必要があり、こ
のため、ガラス微粉を炭素微粉と混合した状態で
加熱する等各種の提案が行われているが、従来技
術は、次のような問題点を有する。 (1) 操作が煩雑であり、生産性が低い。 (2) 球状ガラスの大きさは、使用するガラス微粉
の大きさで定まるが、ガラス微粉の大きさを正
確に所定範囲とすることは困難であり、得られ
た球状ガラスの大きさにはバラツキが大きく、
所定の大きさの球状ガラスを得るためには、分
級或は篩別けのような操作を要し、収率が低下
する。 溶融ガラス流に高温ガスを高速で吹付け、溶融
ガラス流を高温ガスで分断し、分断された溶融ガ
ラスをその表面張力で球状化する方法（特公昭42
−20713号公報、特開昭和42−24596号公報参照）
或は溶融ガラスを薄幕状とし、高温ガスを高速で
吹付け、薄膜状の溶融ガラスを高温ガスで破砕
し、破砕された溶融ガラスをその表面張力で球状
化する方法（特公昭49−27086号公報参照）も提
案されているが、径の極めて小さい、且つ径のバ
ラツキの小さい球状ガラスを得ることは困難であ
つた。又上記特開昭49−27086号公報には、毛細
間隙を有する回転円筒から溶融ガラスを一滴一滴
排出する方法も記載されているが、同公報にも記
載されているように、この方法は生産性も極めて
低く、工業的方法とは云い難いものである。 又、特公昭49−27086号公報には、毛管オリフ
イスを備えた回転体を使用して球状ガラスを製造
する方法が示され、毛管オリフイスから溶融ガラ
スを一滴一滴排出して球状ガラスを製造できるこ
とが示されているが、径の小さい球状ガラスを製
造しようとすると、毛管オリフイスの径をこれに
応じて小とする必要があり、この方法も工業的な
方法ということはできない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来知られていなかつた径のバラツ
キが小さい球状ガラスのような球状体の工業的製
造法を新たに提供することを目的とするものであ
る。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされた
ものである。以下、主として球状ガラスについて
説明する。 ガラス短繊維は、断熱、吸音材として広く用い
られ、周面に多数のスピナー小孔を有し且つ高速
で回転する上面を開放したＣ型チヤンネル部材で
構成したスピナー中に溶融ガラスを供給し、該ス
ピナーの周面に高温燃焼ガスを吹付けて上記小孔
から溶融ガラスを流出させて延伸する遠心法によ
つて工業的に大量生産されている。本発明者は、
遠心法によつて細い径のガラス繊維を得るため研
究を重ねたが、この過程において遠心法における
操業条件を特定の範囲とすることにより、球状ガ
ラスが得られ、又この方法によるときは、ガラス
球状体の他、プラスチツクのような熱軟化性物質
の球状体も得られるという新規な知見に到達し、
本発明として提案するものである。 本発明は即ち、周面に多数のスピナー小孔を有
し且つ上面を開放したスピナー中に熱軟化物質溶
融物をスピナー小孔１個につき１時間当り0.020
ｇ以下の割合で供給する工程、Ｃ型チヤンネル部
材を高速で回転せしめて溶融物を遠心力によりス
ピナー小孔から流出せしめてコーン状の溶融物細
流を形成させる工程、上記溶融物細流を横断して
高温ガス流を吹付け溶融物細流を加熱して溶融物
の粘度を急速に低下させ、溶融物細流を高温ガス
流の作用により分断し、分断された溶融物細流を
溶融物の表面張力により球形とする工程とを含む
ことを特徴とする球状体の製造法を提供するもの
である。 次に、本発明をガラスを例として、更に具体的
に説明する。 本発明においては、第１図に示すように上面を
開放したＣ型チヤンネル部材で構成したスピナー
１を使用する。 スピナー１は、ほぼ垂直な円筒状の周面２（以
下周面と呼ぶ）を有する。この周面２の肉厚は可
及的均一とするのが好ましく、スピナー１の製
造、加工が容易となる利点がある。そして、周面
に多数のスピナー小孔３を穿設する。 このスピナー小孔３の径は、所望の球状ガラス
の径に応じて定められるが、本発明の方法による
ときは、スピナー小孔３の径の1/2〜1/300の径を
有する球状ガラスを得ることができ、しかもこの
球状ガラスの径を以下述べるような操業条件を所
定値とすることにより、任意に変更しうることが
見出された。 スピナー１の上部に設けられた溶融ガラス導入
管等（図示せず）から、溶融ガラス４をスピナー
１に供給する。この際１時間当りの溶融ガラスの
供給量をスピナー小孔１個当り0.020Kg以下望ま
しくは0.01〜0.001Kgの範囲に定める。 スピナー１の回転数は500〜5000rpm望ましく
は1000〜3000rpmとし、又スピナー１に供給する
溶融ガラスの粘度が50〜4000ポアズ、好ましくは
100〜2000ポアズの範囲となるよう溶融ガラスの
温度を定めるのが適当である。 スピナー１の回転によつて生ずる遠心力によ
り、スピナー１中に供給された溶融ガラスは、ス
ピナー小孔３から流出し延伸されて先細りのコー
ン状の溶融ガラス細流６が形成される。このよう
にして形成された溶融ガラス細流６を横断して高
温ガス流を吹付け、溶融ガラス細流６を加熱して
その粘度を急速に減少させる。 高温ガス流としては高温の燃焼ガスを使用し、
スピナー１の周面２上部に開孔する燃焼ガス送給
部（図示せず）から高温の燃焼ガスを、スピナー
１の外周に沿つて下方に噴出せしめるのが適当で
ある。 スピナーを使用してガラス繊維を製造する遠心
法においても、本発明の方法と同じく、スピナー
小孔から溶融ガラスを流出せしめ、スピナー外周
に沿つて高温の燃焼ガスを下方に噴出せしめる。
前述したようにこのような公知の遠心法において
用いられるスピナーを使用し、その操業条件を持
定の範囲とすることにより、径が小さく而もその
バラツキも小さい球状ガラスが得られることが見
出された。 次に、この特定条件について詳細に説明する。 第１の条件は、スピナー小孔１個当りの溶融ガ
ラスの１時間当りの供給量（以下プルと呼ぶ）を
0.020Kg以下、望ましくは0.01〜0.001Kgとするこ
とである。 スピナー１に供給された溶融ガラス４はスピナ
ーの回転によつて生ずる遠心力によりスピアナー
内面に押付けられ溶融ガラス層５が形成され、遠
心力によつてスピナー小孔３から流出し、先細り
のコーン状の溶融ガラス細流６が形成される。 ブルが大きい程溶融ガラス層５の厚みは大とな
り、溶融ガラスをスピナー小孔３から流出せしめ
る駆動力は大きく、第２図に示すような比較的長
い、コーンの頂角の小さい溶融ガラス細流６が形
成される。ブルが小さい場合、溶融ガラス層５の
厚みは小となり、前述の駆動力は小となり、第３
図に示すような、短い、コーンの頂角の大きい溶
融ガラス細流６が形成される。前者の場合、溶融
ガラス細流６は、下方に向けて噴出する高温ガス
流によつてガス流に沿つて下方に流されて更に延
伸され、比較的太い（直径7μ程度の）ガラス繊
維が形成され、この条件では、球状ガラスが形成
されることはない。この条件は従来の遠心法によ
るガラス繊維の製造条件である。 球状ガラスを製造するための第２の条件は上記
溶融ガラス細流６を横断して高温ガス流を吹付
け、溶融ガラス細流６を加熱してガラスの粘度を
急激に減少させることである。 このような条件は、高温ガスの温度を大とし、
高温ガスの流速を小とすることによつて達成する
ことができる。高温ガスの流速は、50ｍ／sec以
下好ましくは40ｍ／sec以下、特に40〜10ｍ／sec
の範囲とするのが適当である。 高温ガスの温度は、溶融ガラスを流出しつつあ
る状態における光温度計によつて測定したスピナ
ー表面の平均温度Ｔ（以下表面温度という）より
200℃以上高い温度、好ましくはＴ＋300℃〜Ｔ＋
700℃の範囲となるよう定めるのが適当である。 又、上記平均温度Ｔ［スピナー小孔出口におけ
る溶融ガラスの平均温度（以下出口ガラス温度と
いう）を作業状態において直接測定することは困
難であるが、出口ガラス温度はスピナー表面温度
とほぼ等しいものと考えられる］を溶融ガラスの
該温度における粘度が100〜5000ポアズ、望まし
くは400〜3000ポアズとなるよう温度ガスの温度、
流速、プル等の作業条件を定めるのが特に望まし
い。この温度はガラスの組成により異るが例え
ば、 SiO2 61wt％ R2O 14wt％ RO 15wt％ B2O3 6wt％ Al2O3 4wt％ なる組成を有するガラスの場合980〜1150℃であ
る。 上記条件を充足した場合、スピナー小孔３から
流出した溶融ガラス細流６は、高温ガス流を横断
して流れ、その粘度が急激に低下して高温ガスの
作用によつて分断される。分断のメカニズムにつ
いては充分明らかでないが、上記条件下において
溶融ガラス細流６の先端の形状が不安定となり、
高温ガスの温度、流速、スピナー表面温度の変動
等によつて、先端の形状が変化し易くなり、分断
が生じ易くなるものと思われる。 高温ガスの温度があまり低いと、溶融ガラスの
粘度低下が充分に行われず、溶融ガラス細流６の
分断が不充分となり良好な結果をうることはでき
ない。高温ガスの流速があまり大きいと、前述し
た遠心力により溶融ガラス細流６が水平方向に移
動する速度に比し、高温ガスの流速が大となるた
め、溶融ガラス細流６はほぼ高温ガスの流れに沿
つて移動し、高温ガスの作用による溶融ガラス細
流６の横断が充分に行われ難くなり、溶融ガラス
細流６の分断が充分に行われなくなり、良好な結
果をうることはできない。更には、溶融ガラス細
流６がより高温部に曝されている時間が短くな
り、急激な温度低下がひきおこされ難くなり、良
好なビーズを生成することができなくなるものと
思われる。 前述したように、周面に多数のスピナー小孔３
を有し且つ上面を開放したスピナー中に溶融ガラ
スをスピナー小孔１個につき１時間当り0.020Kg
以下、望ましくは0.01〜0.001Kgの割合で供給し、
スピナーを高速で回転せしめて溶融ガラスを遠心
力によりスピナー小孔３から流出せしめてコーン
状の溶融ガラス細流６を形成させ、上記溶融ガラ
ス細流６を横断して高温ガス流を吹付け、溶融ガ
ラス細流６を加熱してガラスの粘度を急速に低下
させるように高温ガスの温度流速の操業条件を定
めることにより、溶融ガラス細流６は高温ガス流
の作用により、分断され、分断された溶融ガラス
細流６はガラスの表面張力により球形となり、径
のバラツキが小さく、且つ径の小さい球状ガラス
を工業的に高能率で生産することができる。 球状ガラスの直径はスピナーの回転数、スピナ
ー表面温度、スピナーに供給する溶融ガラスの温
度、高温ガスの温度、高温ガスの流速、溶融ガラ
スの供給量、スピナー小孔の径によつて定まる。 球状ガラスの径は、スピナーの回転数、高温ガ
スの流速スピナー小孔の径又はスピナーに供給す
る溶融ガラスの量を大とする程大きくなる、スピ
ナー表面温度、スピナーに供給する溶融ガラスの
温度又は高温ガスの温度を大とする程小となり又
高温ガスの流速を大とする程大となる。 なお、スピナーの回転数の影響は、比較的小さ
いが、回転数を500〜5000rpm好ましくは1000〜
3000rpmの範囲とするのが適当であり、良好な結
果をうることができる。 即ち、スピナー小孔の径を一定とした場合の球
状ガラスの直径（球状ガラスの直径とスピナー小
孔の径の比）は、スピナーの回転数、又はスピナ
ーに供給する溶融ガラスの量を大とする程大とな
る。又スピナーの表面温度、スピナーに供給する
溶融ガラスの温度、高温ガスの温度を小とする程
大となり、高温ガスの流速を大とする程大とな
る。 例えば、スピナーに供給する溶融ガラスの供給
量を小孔１個につき0.01Kg／hr、スピナーの回転
数を3000rpm、スピナーの表面温度を980℃（該
温度における溶融ガラスの粘度3000ポイズ）スピ
ナーに供給する溶融ガラス温度を1200℃、高温ガ
スの温度を1250℃、高温ガスの流速を40ｍ／sec
とした場合、球状ガラスの直径とスピナー小孔の
径の比の平均値を１／２とすることができた。 又、これらの数値を夫々0.002Kg／hr、
1200rpm、1080℃（600ポイズ）、1250℃、1450
℃、10ｍ／secとした場合球状ガラスの直径とス
ピナー小孔の径の比平均値を１／300とすること
ができた。 なお、上記説明はR2Oの含有量の大きな短繊維
用ガラスに就いて行つたが、本発明の方法による
ときは溶融温度の高いＥ−ガラス或は、溶融温度
の低いPbガラス等よりなる球状ガラスを製造す
ることもできる。又特にガラスバルーン（ガラス
中空ビーズ）用として提案されている高温で発泡
性を有するガラス、例えばSO3を0.3％程度含有
するガラスを使用することにより中空の球状ガラ
スを得ることもできる。 上記説明は主として溶融ガラスを使用して球状
ガラスを製造する方法について説明したが、本発
明の方法によるときはプラスチツクのようなガラ
ス以外の熱軟化性物質を使用して球状体を製造す
ることもできる。 （作 用） 前述した操業条件でスピナーを高速回転させる
と、スピナー小孔からスピナーの遠心力によつて
流出する溶融物の流れは、極めて不安定となり溶
融物は、高温ガスにより分断され、表面張力によ
り小球となるものと考えられる。 実施例 １ SiO2 61wt％ R2O 14wt％ RO 15wt％ B2O3 6wt％ Al2O3 4wt％ なる組成を有するガラスを使用し、次の条件で操
業し、スピナー小孔の径約1/2〜1/300の平均径を
有し且つ径のバラツキの少ない球状ガラスを長時
間安定して得ることができた。 なおスピナーの径、スピナー小孔の径は夫々
300mm、0.7mmであり、又得られた球状ガラスの直
径の分布は次の通りであつた。 平均径 41μｍ 径のバラツキ 25〜55μｍ 粒径分布 直径 25〜30μｍのガラス球の割合 ７％ 直径 31〜40μｍのガラス球の割合 31％ 直径 41〜50μｍのガラス球の割合 52％ 直径 50〜55ｍμのガラス球の割合 10％ （割合は個数の割合である。） これに対し、市販のガラス球（平均径45μｍ）
の径のバラツキは、17〜90μｍであり、粒径分布
は次の通りであつた。 直径 10〜30μｍのガラス球の割合 33％ 直径 31〜50μｍのガラス球の割合 29％ 直径 51〜70μｍのガラス球の割合 23％ 直径 71〜90μｍのガラス球の割合 15％ を挿入する。
【表】
実施例 ２
SiO2 60.7wt％
R2O 14wt％
RO 15wt％
B2O3 6wt％
Al2O3 4wt％
SO3 0.3wt％
なる組成を有するガラスを使用し、次の条件で操
業し、スピナー小孔の径約1/2〜1/300の平均径を
有し且つ径のバラツキの少ない、中空状の球状ガ
ラスを長時間安定して得ることができた。
業し、スピナー小孔の径約1/2〜1/300の平均径を
有し且つ径のバラツキの少ない、中空状の球状ガ
ラスを長時間安定して得ることができた。
【表】
なお、燃焼ガスとしては、不完全燃焼によつて
得られる還元性雰囲気の燃焼ガスを使用すること
が望ましい。 （発明の効果） 所望の径を有し、且つ、径のバラツキの小さい
球状体を工業的に製造することができる。
得られる還元性雰囲気の燃焼ガスを使用すること
が望ましい。 （発明の効果） 所望の径を有し、且つ、径のバラツキの小さい
球状体を工業的に製造することができる。
第１図はスピナーの断面図、第２，３図はその
部分拡大図である。 なお、図中１はスピナー、２は周面、３はスピ
ナー小孔、４は溶融ガラス、５は溶融ガラス層、
６は溶融ガラス細流を示す。
部分拡大図である。 なお、図中１はスピナー、２は周面、３はスピ
ナー小孔、４は溶融ガラス、５は溶融ガラス層、
６は溶融ガラス細流を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 周面に多数のスピナー小孔を有し且つ上面を
開放したスピナー中に熱軟化物質溶融物をスピナ
ー小孔１個につき１時間当り0.020Kg以下の割合
で供給する工程、Ｃ型チヤンネル部材を高速で回
転せしめて溶融物を遠心力によりスピナー小孔か
ら流出せしめてコーン状の溶融物細流を形成させ
る工程、上記溶融物細流を横断して高温ガス流を
吹付け溶融物細流を加熱して溶融物の粘度で急速
に低下させ、溶融物細流を高温ガス流の作用によ
り分断し、分断された溶融物細流を溶融物の表面
張力により球形とする工程とを含むことを特徴と
する球状体の製造法。 ２ 熱軟化性物質は、ガラスであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の球状体の製造
法。 ３ ガラスは、高温で発泡性を有するこを特徴と
する特許請求の範囲第２項記載の中空の球状体の
製造法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25830987A JPH01104336A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 球状体の製造法 |
| EP19890106399 EP0392040B1 (en) | 1987-10-15 | 1989-04-11 | Method of producing spherical products |
| US07/818,468 US5139551A (en) | 1987-10-15 | 1992-01-06 | Method of producing spherical products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25830987A JPH01104336A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 球状体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01104336A JPH01104336A (ja) | 1989-04-21 |
| JPH0468016B2 true JPH0468016B2 (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=17318460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25830987A Granted JPH01104336A (ja) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | 球状体の製造法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0392040B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01104336A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69910067T2 (de) * | 1998-10-06 | 2004-03-04 | PQ Holding, Inc., Wilmington | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von glaskugeln |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2616124A (en) * | 1950-05-13 | 1952-11-04 | Emhart Mfg Co | Mechanism for manufacturing small glass beads |
| DE1696586C3 (de) * | 1967-05-31 | 1974-08-08 | Albert 5628 Heiligenhaus Schrey | Verfahren und Zentrifuge zur Herstellung eines wärmedämmenden Granulats aus Schaumglas |
| US3907537A (en) * | 1973-10-30 | 1975-09-23 | Potters Industries Inc | Apparatus for producing glass spheres |
| JPS5895619A (ja) * | 1981-12-01 | 1983-06-07 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 低粘度の溶融ガラスを糸状にして供給する方法及び装置 |
| JPS59223246A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-15 | Toyo Ganmen Kogyo Kk | 中空筒状回転体を用いるガラスの繊維化装置 |
| JPS60108328A (ja) * | 1983-11-15 | 1985-06-13 | Ohara Inc | ガラスビ−ズの製造方法 |
-
1987
- 1987-10-15 JP JP25830987A patent/JPH01104336A/ja active Granted
-
1989
- 1989-04-11 EP EP19890106399 patent/EP0392040B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0392040A1 (en) | 1990-10-17 |
| EP0392040B1 (en) | 1994-07-20 |
| JPH01104336A (ja) | 1989-04-21 |
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