JPH07315869A - 微細中空ガラス球状体の製造方法 - Google Patents
微細中空ガラス球状体の製造方法Info
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- JPH07315869A JPH07315869A JP10708394A JP10708394A JPH07315869A JP H07315869 A JPH07315869 A JP H07315869A JP 10708394 A JP10708394 A JP 10708394A JP 10708394 A JP10708394 A JP 10708394A JP H07315869 A JPH07315869 A JP H07315869A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C11/002—Hollow glass particles
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 火山ガラス質堆積物粉末を、水ガラスやヘキ
サメタリン酸ナトリウムやピロリン酸ナトリウム０．０
５〜０．５重量％を含有する水溶液中に分散させ、分級
して粒度５〜２０μｍの画分の粒子を得たのち、（１）
分級粒子を９００〜１１００℃で１〜６０秒間熱処理す
るか、又は（２）０．３〜３規定塩酸水溶液と分級粒子
とを、容量と重量との比が１〜１．５ｍｌ／ｇとなるよ
うに混合し、１５０〜２００℃、０．５〜１．５ＭＰａ
の水蒸気圧力下８時間以上水熱処理したのち、この粒子
を９００〜１１００℃で１〜６０秒間熱処理し、次いで
水中における浮沈分離又は空気分級することにより、微
細中空ガラス球状体を製造する。 【効果】 火山ガラス質堆積物から、微粒状で高強度を
有し、かつ白色度が高く、各種の軽量複合材のフィラー
などとして有用な中空ガラス球状体が効率よく得られ
る。
サメタリン酸ナトリウムやピロリン酸ナトリウム０．０
５〜０．５重量％を含有する水溶液中に分散させ、分級
して粒度５〜２０μｍの画分の粒子を得たのち、（１）
分級粒子を９００〜１１００℃で１〜６０秒間熱処理す
るか、又は（２）０．３〜３規定塩酸水溶液と分級粒子
とを、容量と重量との比が１〜１．５ｍｌ／ｇとなるよ
うに混合し、１５０〜２００℃、０．５〜１．５ＭＰａ
の水蒸気圧力下８時間以上水熱処理したのち、この粒子
を９００〜１１００℃で１〜６０秒間熱処理し、次いで
水中における浮沈分離又は空気分級することにより、微
細中空ガラス球状体を製造する。 【効果】 火山ガラス質堆積物から、微粒状で高強度を
有し、かつ白色度が高く、各種の軽量複合材のフィラー
などとして有用な中空ガラス球状体が効率よく得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火山ガラス質堆積物を
原料として、微細中空ガラス球状体を製造する方法の改
良に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、高強度で、かつ白色度のすぐれた微細な中空ガラス
球状体を効率よく製造するための改良方法に関するもの
である。
原料として、微細中空ガラス球状体を製造する方法の改
良に関するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、高強度で、かつ白色度のすぐれた微細な中空ガラス
球状体を効率よく製造するための改良方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】微細中空ガラス球状体は、比重が小さ
く、耐熱性がすぐれているところから、各種金属、セラ
ミックス、コンクリート、プラスチックスの軽量化充て
ん剤として注目され、最近その需要が著しく増加してい
る。
く、耐熱性がすぐれているところから、各種金属、セラ
ミックス、コンクリート、プラスチックスの軽量化充て
ん剤として注目され、最近その需要が著しく増加してい
る。
【０００３】これまで、この微細中空ガラス球状体の製
造方法としては、シラスの微粒体を８００〜１２００℃
の温度で１０秒ないし１０分間焼成したのち、水中にお
ける比重分離又は空気分級して微細中空ガラス球状体を
製造する方法（特公昭４８−１７６４５号公報）、黒曜
石、真珠岩、松脂石、流紋岩、灰石のような火山ガラス
質堆積物を粉砕分級して２５０μｍ以下の粒度の画分を
分取し、８００〜１２００℃の温度において短時間焼成
し、その焼成物より、比重１．０未満で吸水率１０％以
下のものを回収する方法（特開昭４９−２０２０９号公
報）、火山ガラス質堆積物の粉砕物を酸溶液中で加温処
理したのち、焼成し、発泡させる方法（特公平４−２９
６７５０号公報）などが知られている。
造方法としては、シラスの微粒体を８００〜１２００℃
の温度で１０秒ないし１０分間焼成したのち、水中にお
ける比重分離又は空気分級して微細中空ガラス球状体を
製造する方法（特公昭４８−１７６４５号公報）、黒曜
石、真珠岩、松脂石、流紋岩、灰石のような火山ガラス
質堆積物を粉砕分級して２５０μｍ以下の粒度の画分を
分取し、８００〜１２００℃の温度において短時間焼成
し、その焼成物より、比重１．０未満で吸水率１０％以
下のものを回収する方法（特開昭４９−２０２０９号公
報）、火山ガラス質堆積物の粉砕物を酸溶液中で加温処
理したのち、焼成し、発泡させる方法（特公平４−２９
６７５０号公報）などが知られている。
【０００４】しかしながら、従来の方法では、粒径が小
さいもの、例えば粒径数μｍ以下の画分のものを用いる
と、加熱した際、ガラス構造内部に含まれている水分の
拡散速度が速く、ガラスの軟化と水蒸気の発生のタイミ
ングが合わないため、中空球を形成することができな
い。しかも、このような粒径が数μｍ程度の粒子は、火
山ガラス分が少なく、ほとんど発泡しない上に、その一
部は、原料の火山ガラス粒子の表面に付着し、通常の分
級操作では除去されないので、原料に随伴したまま焼成
されることになるが、この粒径の小さい部分には鉄分が
多く含まれるため、製品の着色の原因になる。
さいもの、例えば粒径数μｍ以下の画分のものを用いる
と、加熱した際、ガラス構造内部に含まれている水分の
拡散速度が速く、ガラスの軟化と水蒸気の発生のタイミ
ングが合わないため、中空球を形成することができな
い。しかも、このような粒径が数μｍ程度の粒子は、火
山ガラス分が少なく、ほとんど発泡しない上に、その一
部は、原料の火山ガラス粒子の表面に付着し、通常の分
級操作では除去されないので、原料に随伴したまま焼成
されることになるが、この粒径の小さい部分には鉄分が
多く含まれるため、製品の着色の原因になる。
【０００５】また、原料をあらかじめ酸溶液中で加温処
理する方法によれば、ある程度の鉄分の除去は可能であ
るが、着色を生じない程度まで処理するには多量の酸を
必要とする上に、焼成処理後に、これを除去することが
困難であるため、充てん剤としてベース材料に配合した
場合、ベース材料の好ましい物性をそこなうおそれがあ
る。
理する方法によれば、ある程度の鉄分の除去は可能であ
るが、着色を生じない程度まで処理するには多量の酸を
必要とする上に、焼成処理後に、これを除去することが
困難であるため、充てん剤としてベース材料に配合した
場合、ベース材料の好ましい物性をそこなうおそれがあ
る。
【０００６】したがって、従来方法においては、原料と
して、粒径の上限をかなり高い数値に定めた比較的粒度
範囲の広い画分を用いなければならないため、収率が著
しく低くなるのを避けられず、しかも粒径が大きく異な
るため各粒子の発泡状態が一定せず製品の品質、例えば
強度が不均一になるという欠点があった。
して、粒径の上限をかなり高い数値に定めた比較的粒度
範囲の広い画分を用いなければならないため、収率が著
しく低くなるのを避けられず、しかも粒径が大きく異な
るため各粒子の発泡状態が一定せず製品の品質、例えば
強度が不均一になるという欠点があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、火山ガラス
質堆積物を原料として、高強度で、白色度がすぐれた微
細中空ガラス球状体を効率よく製造することを目的とし
てなされたものである。
質堆積物を原料として、高強度で、白色度がすぐれた微
細中空ガラス球状体を効率よく製造することを目的とし
てなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、火山ガラ
ス堆積物の従来方法では発泡困難とされていた微細な画
分を原料とし、高強度で白色度のすぐれた微細な中空球
状体を得るために鋭意研究を重ねた結果、火山ガラス質
堆積物の粉粒体を沈降分離する際の液体媒質として、ケ
イ酸、リン酸又はそれらの縮合酸のアルカリ金属塩を含
む水溶液を用いることにより、微細な粉末の付着のな
い、しかもかなり狭い粒径範囲の画分を分級することが
でき、これを焼成すれば、均質な発泡が行われ、すぐれ
た品質をもつ微細中空球状体が得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
ス堆積物の従来方法では発泡困難とされていた微細な画
分を原料とし、高強度で白色度のすぐれた微細な中空球
状体を得るために鋭意研究を重ねた結果、火山ガラス質
堆積物の粉粒体を沈降分離する際の液体媒質として、ケ
イ酸、リン酸又はそれらの縮合酸のアルカリ金属塩を含
む水溶液を用いることにより、微細な粉末の付着のな
い、しかもかなり狭い粒径範囲の画分を分級することが
でき、これを焼成すれば、均質な発泡が行われ、すぐれ
た品質をもつ微細中空球状体が得られることを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００９】すなわち、本発明は、火山ガラス質堆積物
の粉粒体を、液体媒質中で沈降分離して、所定の粒度画
分を分取し、次いでこの画分を焼成発泡させて微細中空
ガラス球状体を形成させるに当り、上記液体媒質とし
て、ケイ酸又はリン酸あるいはそれらの縮合酸の中から
選ばれた無機酸のアルカリ金属塩を含有する水溶液を用
いることを特徴とする微細中空ガラス球状体の製造方法
を提供するものである。
の粉粒体を、液体媒質中で沈降分離して、所定の粒度画
分を分取し、次いでこの画分を焼成発泡させて微細中空
ガラス球状体を形成させるに当り、上記液体媒質とし
て、ケイ酸又はリン酸あるいはそれらの縮合酸の中から
選ばれた無機酸のアルカリ金属塩を含有する水溶液を用
いることを特徴とする微細中空ガラス球状体の製造方法
を提供するものである。
【００１０】そして、本発明を好適に実施する態様とし
ては、例えば、火山ガラス質堆積物の粉粒体を、ケイ酸
又はリン酸あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無
機酸のアルカリ金属塩を０．０５〜０．５重量％の濃度
で含有する水溶液中に投入して沈降分離させ、粒径が５
μｍから２０μｍまでの画分を分取したのち、９００〜
１１００℃の温度で１〜６０秒間焼成して発泡させ、こ
の焼成生成物から比重差分別により中空体を回収する方
法及び火山ガラス質堆積物の粉粒体を、ケイ酸又はリン
酸あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無機酸のア
ルカリ金属塩を０．０５〜０．５重量％の濃度で含有す
る水溶液中に投入して沈降分離させ、粒径が５μｍから
１０μｍまでの画分を分取したのち、この画分に１〜
１．５ｍｌ／ｇの０．３〜３規定塩酸水溶液を加え、１
５０〜２００℃の温度、０．５〜１．５ＭＰａの水蒸気
圧において、少なくとも８時間水熱処理し、次いで９０
０〜１１００℃の温度で１〜６０秒間焼成して発泡さ
せ、この焼成生成物から比重差分別により中空体を回収
する方法がある。
ては、例えば、火山ガラス質堆積物の粉粒体を、ケイ酸
又はリン酸あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無
機酸のアルカリ金属塩を０．０５〜０．５重量％の濃度
で含有する水溶液中に投入して沈降分離させ、粒径が５
μｍから２０μｍまでの画分を分取したのち、９００〜
１１００℃の温度で１〜６０秒間焼成して発泡させ、こ
の焼成生成物から比重差分別により中空体を回収する方
法及び火山ガラス質堆積物の粉粒体を、ケイ酸又はリン
酸あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無機酸のア
ルカリ金属塩を０．０５〜０．５重量％の濃度で含有す
る水溶液中に投入して沈降分離させ、粒径が５μｍから
１０μｍまでの画分を分取したのち、この画分に１〜
１．５ｍｌ／ｇの０．３〜３規定塩酸水溶液を加え、１
５０〜２００℃の温度、０．５〜１．５ＭＰａの水蒸気
圧において、少なくとも８時間水熱処理し、次いで９０
０〜１１００℃の温度で１〜６０秒間焼成して発泡さ
せ、この焼成生成物から比重差分別により中空体を回収
する方法がある。
【００１１】本発明方法において、原料として用いられ
る火山ガラス質堆積物とは、ガラス様組成をもつ火山灰
の堆積物であって、その代表的なものはシラスである
が、その外に、黒曜石、真珠岩、松脂石、流紋岩、灰
石、福島白土、松前白土などの鉱物がある。
る火山ガラス質堆積物とは、ガラス様組成をもつ火山灰
の堆積物であって、その代表的なものはシラスである
が、その外に、黒曜石、真珠岩、松脂石、流紋岩、灰
石、福島白土、松前白土などの鉱物がある。
【００１２】本発明方法においては、これらの鉱物を粉
砕又は解砕し、粉粒体状にしたものが用いられる。
砕又は解砕し、粉粒体状にしたものが用いられる。
【００１３】上記の粉粒体は、液体媒質中に投入され、
分散させて、沈降分離することにより、所定の画分に分
級されるが、この液体媒質として、ケイ酸又はリン酸あ
るいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無機酸のアルカ
リ金属塩を含有する水溶液を用いることが必要である。
分散させて、沈降分離することにより、所定の画分に分
級されるが、この液体媒質として、ケイ酸又はリン酸あ
るいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無機酸のアルカ
リ金属塩を含有する水溶液を用いることが必要である。
【００１４】このケイ酸又はその縮合酸としては、例え
ばメタケイ酸、オルトケイ酸、二ケイ酸、三ケイ酸など
があり、またリン酸又はその縮合酸としては、例えば正
リン酸、ピロリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン
酸、ヘキサメタリン酸、ポリリン酸などがある。これら
の無機酸は、アルカリ金属塩例えばナトリウム塩、カリ
ウム塩、リチウム塩として用いられる。これらの中で、
特に好適なものは、水ガラス、ピロリン酸ナトリウム、
ヘキサメタリン酸ナトリウムである。特に水ガラスは、
シリカと炭酸ナトリウムをＮａ2Ｏ／ＳｉＯ2が１．６〜
３．８の割合になるように混合し、加熱溶融したものの
濃厚水溶液であり、市販品として容易に入手することが
できるので好ましい。
ばメタケイ酸、オルトケイ酸、二ケイ酸、三ケイ酸など
があり、またリン酸又はその縮合酸としては、例えば正
リン酸、ピロリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン
酸、ヘキサメタリン酸、ポリリン酸などがある。これら
の無機酸は、アルカリ金属塩例えばナトリウム塩、カリ
ウム塩、リチウム塩として用いられる。これらの中で、
特に好適なものは、水ガラス、ピロリン酸ナトリウム、
ヘキサメタリン酸ナトリウムである。特に水ガラスは、
シリカと炭酸ナトリウムをＮａ2Ｏ／ＳｉＯ2が１．６〜
３．８の割合になるように混合し、加熱溶融したものの
濃厚水溶液であり、市販品として容易に入手することが
できるので好ましい。
【００１５】これらの無機酸のアルカリ金属塩は、０．
０５〜０．５重量％の濃度の水溶液として用いられる。
この水溶液は、火山ガラス質堆積物の粉粒体の約１０〜
１００容量倍の割合で用いられる。
０５〜０．５重量％の濃度の水溶液として用いられる。
この水溶液は、火山ガラス質堆積物の粉粒体の約１０〜
１００容量倍の割合で用いられる。
【００１６】本発明方法においては、これらの無機酸の
アルカリ金属塩を含有する水溶液に、火山ガラス質堆積
物の粉粒体を投入し、沈降速度の差を利用して、粒径２
０μｍよりも大きい画分及び粒径５μｍ未満の画分を除
去して、５〜２０μｍの範囲の画分を、あるいは粒径１
０μｍよりも大きい画分及び粒径５μｍ未満の画分を除
去して５〜１０μｍの範囲の画分を分取する。この際、
操作時間を短縮するために、所望に応じ、液体サイクロ
ンを用いてそれぞれの沈降速度を促進することもでき
る。
アルカリ金属塩を含有する水溶液に、火山ガラス質堆積
物の粉粒体を投入し、沈降速度の差を利用して、粒径２
０μｍよりも大きい画分及び粒径５μｍ未満の画分を除
去して、５〜２０μｍの範囲の画分を、あるいは粒径１
０μｍよりも大きい画分及び粒径５μｍ未満の画分を除
去して５〜１０μｍの範囲の画分を分取する。この際、
操作時間を短縮するために、所望に応じ、液体サイクロ
ンを用いてそれぞれの沈降速度を促進することもでき
る。
【００１７】このようにして得た粒径が５〜２０μｍの
範囲の画分は、そのまま９００〜１１００℃好ましくは
９５０〜１０５０℃の温度において、１〜６０秒間焼成
する。この焼成により、ガラス質が軟化すると同時に組
成中の水分が蒸発して発泡し、中空ガラス球状体が形成
される。
範囲の画分は、そのまま９００〜１１００℃好ましくは
９５０〜１０５０℃の温度において、１〜６０秒間焼成
する。この焼成により、ガラス質が軟化すると同時に組
成中の水分が蒸発して発泡し、中空ガラス球状体が形成
される。
【００１８】また、粒径が５〜１０μｍの範囲のより微
細な画分は、鉄分の含有量が多く、そのまま発泡させる
と着色した中空球状体となるので、これに０．３〜３規
定の塩酸を加え、１５０〜２００℃の温度及び０．５〜
１．５ＭＰａの水蒸気圧において水熱処理することによ
り鉄分の除去を行う。この際の塩酸水溶液の使用量は、
粉粒体１ｇ当り１〜１．５ｍｌの範囲が適当である。こ
の水熱処理は、少なくとも８時間行うことが必要であ
り、これ以内では、十分に鉄分を除去することができな
い。
細な画分は、鉄分の含有量が多く、そのまま発泡させる
と着色した中空球状体となるので、これに０．３〜３規
定の塩酸を加え、１５０〜２００℃の温度及び０．５〜
１．５ＭＰａの水蒸気圧において水熱処理することによ
り鉄分の除去を行う。この際の塩酸水溶液の使用量は、
粉粒体１ｇ当り１〜１．５ｍｌの範囲が適当である。こ
の水熱処理は、少なくとも８時間行うことが必要であ
り、これ以内では、十分に鉄分を除去することができな
い。
【００１９】このようにして水蒸処理したものは、前記
の５〜２０μｍの範囲の画分と同様にして焼成し、発泡
させる。次にこの焼成生成物を、比重差分別、例えば水
中における浮沈分離あるいは空気分級することにより中
空体を回収する。
の５〜２０μｍの範囲の画分と同様にして焼成し、発泡
させる。次にこの焼成生成物を、比重差分別、例えば水
中における浮沈分離あるいは空気分級することにより中
空体を回収する。
【００２０】このようにして、粒径５〜２０μｍの微細
中空体あるいは粒径５〜４０μｍの微細中空体を原料の
重量に基づき４０％以上という高い回収率で得ることが
できる。このようにして得られる微細ガラス質中空球状
体は、従来方法により得られるものに比べ、高強度であ
り、しかも白色度もすぐれている。
中空体あるいは粒径５〜４０μｍの微細中空体を原料の
重量に基づき４０％以上という高い回収率で得ることが
できる。このようにして得られる微細ガラス質中空球状
体は、従来方法により得られるものに比べ、高強度であ
り、しかも白色度もすぐれている。
【００２１】
【発明の効果】本発明によると、従来方法によっては発
泡することができず、品質のよい中空体を得ることがで
きなかった火山ガラス質堆積物の微細粒度部分を用い、
高強度で、白色度のすぐれた微細な中空ガラス球状体を
効率よく製造することができる。このようにして得られ
る微細中空ガラス球状体は、軽量化のための充てん剤と
して有用である。
泡することができず、品質のよい中空体を得ることがで
きなかった火山ガラス質堆積物の微細粒度部分を用い、
高強度で、白色度のすぐれた微細な中空ガラス球状体を
効率よく製造することができる。このようにして得られ
る微細中空ガラス球状体は、軽量化のための充てん剤と
して有用である。
【００２２】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。
【００２３】実施例１ 表１に示す組成をもつ火山ガラス質堆積物（福島県福島
市飯坂町産出、通称福島白土）を解砕し、粉末原料を調
製した。
市飯坂町産出、通称福島白土）を解砕し、粉末原料を調
製した。
【００２４】
【表１】
【００２５】液体媒質として、水ガラス（ＪＩＳ３号）
０．２重量％水溶液、ヘキサメタリン酸ナトリウム（試
薬一級）０．１重量％水溶液及びピロリン酸ナトリウム
（試薬一級）０．１重量％水溶液を用い、それぞれに前
記の粉末原料を投入し、粒子の水中沈降速度の差を利用
する水簸により、分離粒度５μｍ及び２０μｍで分級し
た。分級粒子中に含まれる粒径２０μｍを超える粒子の
割合は、いずれの場合も１０重量％以下であり、また粒
径５μｍ未満の粒子の割合は、いずれの場合も１０重量
％以下であった。
０．２重量％水溶液、ヘキサメタリン酸ナトリウム（試
薬一級）０．１重量％水溶液及びピロリン酸ナトリウム
（試薬一級）０．１重量％水溶液を用い、それぞれに前
記の粉末原料を投入し、粒子の水中沈降速度の差を利用
する水簸により、分離粒度５μｍ及び２０μｍで分級し
た。分級粒子中に含まれる粒径２０μｍを超える粒子の
割合は、いずれの場合も１０重量％以下であり、また粒
径５μｍ未満の粒子の割合は、いずれの場合も１０重量
％以下であった。
【００２６】また、比較のため、水のみによる分級及び
空気分級を行った。水のみによる分級粒子中に含まれる
粒径２０μｍを超える粒子の割合は、前記の値とほぼ同
じで１０重量％以下であったが、粒径５μｍ未満の粒子
の割合は、前記の値に比べ若干多く、約１０重量％であ
った。一方、空気分級の場合は、水のみによる分級に比
べて分級精度がさらに悪く、分級粒子中に含まれる粒径
２０μｍを超える粒子の割合は２０重量％弱、粒径５μ
ｍ未満の粒子の割合は２０重量％弱であった。
空気分級を行った。水のみによる分級粒子中に含まれる
粒径２０μｍを超える粒子の割合は、前記の値とほぼ同
じで１０重量％以下であったが、粒径５μｍ未満の粒子
の割合は、前記の値に比べ若干多く、約１０重量％であ
った。一方、空気分級の場合は、水のみによる分級に比
べて分級精度がさらに悪く、分級粒子中に含まれる粒径
２０μｍを超える粒子の割合は２０重量％弱、粒径５μ
ｍ未満の粒子の割合は２０重量％弱であった。
【００２７】次に、この分級した粉末を、室温から９８
０℃まで１分以内で上昇させ、かつ９８０℃に数秒間保
持して熱処理を行ったのち、水中における浮沈分離を行
い、浮揚物として、微粒状中空ガラス球状体を回収し
た。この中空ガラス球状体の回収率、白色度及び強度を
表２に示す。なお、白色度は、Ｌａｂ法により測定した
色差より算出し、強度は、８ＭＰａの静水圧下に１分間
保持した後の非破壊粒子の含有割合で表わした。
０℃まで１分以内で上昇させ、かつ９８０℃に数秒間保
持して熱処理を行ったのち、水中における浮沈分離を行
い、浮揚物として、微粒状中空ガラス球状体を回収し
た。この中空ガラス球状体の回収率、白色度及び強度を
表２に示す。なお、白色度は、Ｌａｂ法により測定した
色差より算出し、強度は、８ＭＰａの静水圧下に１分間
保持した後の非破壊粒子の含有割合で表わした。
【００２８】
【表２】
【００２９】表２から分かるように、本発明方法により
得られた微粒状中空ガラス球状体は、白色度が高く、か
つ強度の大きいものである。なお、空気分級による場合
の回収率は、本発明方法より若干高くなっているが、こ
れは、粒径２０μｍを超える粒子の含有割合が他に比べ
て多いからである。しかし、粗粒の発泡体は弱く、その
ため強度の値は他のものに比べて小さい。
得られた微粒状中空ガラス球状体は、白色度が高く、か
つ強度の大きいものである。なお、空気分級による場合
の回収率は、本発明方法より若干高くなっているが、こ
れは、粒径２０μｍを超える粒子の含有割合が他に比べ
て多いからである。しかし、粗粒の発泡体は弱く、その
ため強度の値は他のものに比べて小さい。
【００３０】９８０℃に保持する時間を１分間以上とし
ても、いずれも微粒状中空ガラス球状体の回収率は変わ
らなかった。また、炉内最高温度を高めていくと、微粒
状中空ガラス球状体の回収率は徐々に増加したが、炉内
融着も徐々に増加し、１０５０℃より高温では熱処理物
の連続的な回収ができなくなった。一方、炉内最高温度
が９８０℃より低温になるに伴い、微粒状中空ガラス球
状体の回収率は徐々に低くなり、９００℃より低くなる
と回収ができなくなった。
ても、いずれも微粒状中空ガラス球状体の回収率は変わ
らなかった。また、炉内最高温度を高めていくと、微粒
状中空ガラス球状体の回収率は徐々に増加したが、炉内
融着も徐々に増加し、１０５０℃より高温では熱処理物
の連続的な回収ができなくなった。一方、炉内最高温度
が９８０℃より低温になるに伴い、微粒状中空ガラス球
状体の回収率は徐々に低くなり、９００℃より低くなる
と回収ができなくなった。
【００３１】実施例２ 実施例１と同様の粉末原料を、水ガラス（ＪＩＳ３号）
０．２重量％水溶液、ヘキサメタリン酸ナトリウム（試
薬一級）０．１重量％水溶液及びピロリン酸ナトリウム
（試薬一級）０．１重量％水溶液それぞれに分散させた
のち、粒子の水中沈降速度の差を利用する水簸により、
分離粒度５μｍ及び１０μｍで分級した。分級粒子中に
含まれる粒径１０μｍを超える粒子の割合は、いずれの
場合も１０重量％以下であり、また粒径５μｍ未満の粒
子の割合は、いずれの場合も１０重量％以下であった。
０．２重量％水溶液、ヘキサメタリン酸ナトリウム（試
薬一級）０．１重量％水溶液及びピロリン酸ナトリウム
（試薬一級）０．１重量％水溶液それぞれに分散させた
のち、粒子の水中沈降速度の差を利用する水簸により、
分離粒度５μｍ及び１０μｍで分級した。分級粒子中に
含まれる粒径１０μｍを超える粒子の割合は、いずれの
場合も１０重量％以下であり、また粒径５μｍ未満の粒
子の割合は、いずれの場合も１０重量％以下であった。
【００３２】また、比較のため、水のみによる分級及び
空気分級を行った。水のみによる分級粒子中に含まれる
粒径１０μｍを超える粒子の割合は、前記の値とほぼ同
じで１０重量％以下であったが、粒径５μｍ未満の粒子
の割合は、前記の値に比べ若干多く、約１０重量％であ
った。一方、空気分級の場合は、水のみによる分級に比
べて分級精度がさらに悪く、分級粒子中に含まれる粒径
１０μｍを超える粒子の割合は２０重量％弱、粒径５μ
ｍ未満の粒子の割合は２０重量％弱であった。
空気分級を行った。水のみによる分級粒子中に含まれる
粒径１０μｍを超える粒子の割合は、前記の値とほぼ同
じで１０重量％以下であったが、粒径５μｍ未満の粒子
の割合は、前記の値に比べ若干多く、約１０重量％であ
った。一方、空気分級の場合は、水のみによる分級に比
べて分級精度がさらに悪く、分級粒子中に含まれる粒径
１０μｍを超える粒子の割合は２０重量％弱、粒径５μ
ｍ未満の粒子の割合は２０重量％弱であった。
【００３３】次に、この分級した粉末と、この粉末の重
量と同容量の１．５規定濃度の塩酸水溶液とを混合した
のち、テフロン製加圧容器中に入れ、密閉し、１８０
℃、水蒸気圧約１ＭＰａで４８時間水熱処理し、次いで
冷却、ろ過、水洗、乾燥した。この処理粉末の灼熱減量
は９．５０重量％に増加した。なお、水のみによる分級
で得られた分級品の場合は塩酸水溶液の濃度は２．０規
定に、空気分級で得られた分級品の場合は３．０規定に
しなければ、本発明と同様の回収率が得られなかった。
量と同容量の１．５規定濃度の塩酸水溶液とを混合した
のち、テフロン製加圧容器中に入れ、密閉し、１８０
℃、水蒸気圧約１ＭＰａで４８時間水熱処理し、次いで
冷却、ろ過、水洗、乾燥した。この処理粉末の灼熱減量
は９．５０重量％に増加した。なお、水のみによる分級
で得られた分級品の場合は塩酸水溶液の濃度は２．０規
定に、空気分級で得られた分級品の場合は３．０規定に
しなければ、本発明と同様の回収率が得られなかった。
【００３４】水熱処理した粉末を室温から１０４０℃ま
で１分以内で上昇させ、かつ１０４０℃に数秒間保持す
る熱処理を行ったのち、水中における浮沈分離を行い、
浮揚物として、微粒状中空ガラス球状体を回収した。実
施例１と同様に、この微粒状中空ガラス球状体の回収
率、白色度及び強度を測定した。その結果を表３に示
す。
で１分以内で上昇させ、かつ１０４０℃に数秒間保持す
る熱処理を行ったのち、水中における浮沈分離を行い、
浮揚物として、微粒状中空ガラス球状体を回収した。実
施例１と同様に、この微粒状中空ガラス球状体の回収
率、白色度及び強度を測定した。その結果を表３に示
す。
【００３５】
【表３】
【００３６】表３から分かるように、本発明方法により
得られた中空ガラス球状体は、微粒で白色度が高く、か
つ強度の大きいものである。なお、空気分級による場合
の回収率は、本発明方法より若干高くなっているが、こ
れは、粒径１０μｍを超える粒子の含有割合が他に比べ
て多いからである。しかし、粗粒の発泡体は弱く、その
ため強度の値は他のものに比べて小さい。
得られた中空ガラス球状体は、微粒で白色度が高く、か
つ強度の大きいものである。なお、空気分級による場合
の回収率は、本発明方法より若干高くなっているが、こ
れは、粒径１０μｍを超える粒子の含有割合が他に比べ
て多いからである。しかし、粗粒の発泡体は弱く、その
ため強度の値は他のものに比べて小さい。
【００３７】１０４０℃に保持する時間を１分間以上と
しても、いずれも微粒状中空ガラス球状体の回収率は変
わらなかった。また、炉内最高温度を１１００℃まで高
めていくと、微粒状中空ガラス球状体の回収率は増加し
た。しかし、１１００℃より高温では炉内融着が発生
し、熱処理物の回収が困難になった。一方、炉内最高温
度が１０４０℃より低温になるに伴い、微粒状中空ガラ
ス球状体の回収率は徐々に低くなり、９００℃より低く
なると回収ができなくなった。
しても、いずれも微粒状中空ガラス球状体の回収率は変
わらなかった。また、炉内最高温度を１１００℃まで高
めていくと、微粒状中空ガラス球状体の回収率は増加し
た。しかし、１１００℃より高温では炉内融着が発生
し、熱処理物の回収が困難になった。一方、炉内最高温
度が１０４０℃より低温になるに伴い、微粒状中空ガラ
ス球状体の回収率は徐々に低くなり、９００℃より低く
なると回収ができなくなった。
【００３８】実施例３ 表４に示す組成をもつシラス（鹿児島県鹿児島郡吉田町
産出）を粉砕して粉末原料を調製した。
産出）を粉砕して粉末原料を調製した。
【００３９】
【表４】
【００４０】この粉末原料を水ガラス（ＪＩＳ３号）
０．２重量％水溶液中に投入し、粒子の水中沈降速度の
差を利用して、分離粒度５μｍ及び２０μｍで分級し
た。次いで、このようにして分級した粉末を０．３規
定、１．５規定及び３規定の塩酸水溶液に１ｍｌ／ｇ又
は１．５ｍｌ／ｇの割合で投入し、１８０℃、水蒸気圧
約１ＭＰａで４８時間水熱処理したのち、１０５０℃に
おいて毎分８ｌの割合で連続的に焼成した。このように
して得たシラスバルーンの回収率、白色度、強度を表５
に示す。
０．２重量％水溶液中に投入し、粒子の水中沈降速度の
差を利用して、分離粒度５μｍ及び２０μｍで分級し
た。次いで、このようにして分級した粉末を０．３規
定、１．５規定及び３規定の塩酸水溶液に１ｍｌ／ｇ又
は１．５ｍｌ／ｇの割合で投入し、１８０℃、水蒸気圧
約１ＭＰａで４８時間水熱処理したのち、１０５０℃に
おいて毎分８ｌの割合で連続的に焼成した。このように
して得たシラスバルーンの回収率、白色度、強度を表５
に示す。
【００４１】
【表５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 修 佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１ 九 州工業技術研究所内 (72)発明者 松田 健一郎 千葉県市原市五井南海岸８番の２ 株式会 社カルシード内 (72)発明者 木本 潤一 山口県美祢市伊佐町伊佐4611番地の１ 株 式会社カルシード内 (72)発明者 岡田 博美 山口県美祢市伊佐町伊佐4611番地の１ 株 式会社カルシード内
Claims (5)
- 【請求項１】 火山ガラス質堆積物の粉粒体を、液体媒
質中で沈降分離して、所定の粒度画分を分取し、次いで
この画分を焼成発泡させて微細中空ガラス球状体を形成
させるに当り、上記液体媒質として、ケイ酸又はリン酸
あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無機酸のアル
カリ金属塩を含有する水溶液を用いることを特徴とする
微細中空ガラス球状体の製造方法。 - 【請求項２】 火山ガラス質堆積物の粉粒体を、ケイ酸
又はリン酸あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無
機酸のアルカリ金属塩を０．０５〜０．５重量％の濃度
で含有する水溶液中に投入して沈降分離させ、粒径が５
μｍから２０μｍまでの画分を分取したのち、９００〜
１１００℃の温度で１〜６０秒間焼成して発泡させ、こ
の焼成生成物から比重差分別により中空体を回収するこ
とを特徴とする微細中空ガラス球状体の製造方法。 - 【請求項３】 火山ガラス質堆積物の粉粒体を、ケイ酸
又はリン酸あるいはそれらの縮合酸の中から選ばれた無
機酸のアルカリ金属塩を０．０５〜０．５重量％の濃度
で含有する水溶液中に投入して沈降分離させ、粒径が５
μｍから１０μｍまでの画分を分取したのち、この画分
に１〜１．５ｍｌ／ｇの０．３〜３規定塩酸水溶液を加
え、１５０〜２００℃の温度、０．５〜１．５ＭＰａの
水蒸気圧において、少なくとも８時間水熱処理し、次い
で９００〜１１００℃の温度で１〜６０秒間焼成して発
泡させ、この焼成生成物から比重差分別により中空体を
回収することを特徴とする微細中空ガラス球状体の製造
方法。 - 【請求項４】 無機酸のアルカリ金属塩が水ガラスであ
る請求項１、２又は３記載の製造方法。 - 【請求項５】 無機酸のアルカリ金属塩がヘキサメタリ
ン酸ナトリウム又はピロリン酸ナトリウムである請求項
１、２又は３記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107083A JP2534831B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 微細中空ガラス球状体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6107083A JP2534831B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 微細中空ガラス球状体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07315869A true JPH07315869A (ja) | 1995-12-05 |
| JP2534831B2 JP2534831B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=14450051
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6107083A Expired - Lifetime JP2534831B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 微細中空ガラス球状体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534831B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020033370A (ko) * | 2000-10-31 | 2002-05-06 | 최낙명, 홍석범 | 모래를 이용한 난연성 발포체 및 그 제조방법 |
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-
1994
- 1994-05-20 JP JP6107083A patent/JP2534831B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2534831B2 (ja) | 1996-09-18 |
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