JPH0873238A - 中空ガラス球用組成物及びこれを用いて製造した中空ガラス球 - Google Patents

中空ガラス球用組成物及びこれを用いて製造した中空ガラス球

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JPH0873238A
JPH0873238A JP24060294A JP24060294A JPH0873238A JP H0873238 A JPH0873238 A JP H0873238A JP 24060294 A JP24060294 A JP 24060294A JP 24060294 A JP24060294 A JP 24060294A JP H0873238 A JPH0873238 A JP H0873238A
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JP
Japan
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glass
hollow glass
composition
glass sphere
hollow
Prior art date
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Application number
JP24060294A
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English (en)
Inventor
Shinji Kawachi
伸治 川地
Yoshifumi Sato
能史 佐藤
Yasuhiro Nishimura
康宏 西村
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C11/00Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/002Hollow glass particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルカリ溶出量が極めて少ない中空ガラス球
を製造することが可能な中空ガラス球用組成物を得る。 【構成】 重量百分率で、SiO2 40.0〜60.0
%、Al23 5.0〜20.0%、B23 3.0〜
20.0%、CaO 10.0〜30.0%、BaO
0.1〜15.0%、MgO 0〜10.0%、ZnO
0〜10.0%、SrO 0〜10.0%、Na2
+K2 O+Li2 O 0〜1.9%、As23 +Sb
23 0〜1.5%、V25 0〜10.0%、TiO
2 0〜10.0%、SO3 0.05〜3.2%の組成を
有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、中空ガラス球用組成物
及びこれを用いて製造した中空ガラス球に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】中空ガラス球は軽量で、しかも耐圧強度
が高いという特徴を有しており、従来より各種合成樹脂
の充填材等として使用されている。また軽量であるため
に、ガラス固有の誘電率を大きく低下させることが可能
であり、近年、これらの特徴を生かして中空ガラス球を
プリント配線基板の低誘電率化材として使用することが
提案され、開発が進められている。この用途に用いられ
る中空ガラス球には、低誘電率を達成するために軽量で
あることや、樹脂との接着性が損なわれたり、また基板
の電気絶縁抵抗性が悪化しないように、アルカリイオン
の溶出量が極めて少ないことが要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の中
空ガラス球は、以下の理由からアルカリ成分を多量に含
んでおり、上記要求を満足させるようなアルカリ溶出量
の極めて少ないものが存在しないのが現状である。即
ち、中空ガラス球を製造する方法として、SO3 を溶融
ガラス中に溶け込ませた後、得られたガラスからガラス
粉末を作製し、これを再溶融することによってガラス中
からSO2 ガスを発生させ、ガラス粉末を内部から膨張
させて中空ガラス球を得る方法が一般的に採用されてい
る。ところが溶融ガラス中のアルカリ成分を少なくする
とSO3 がガラス中に溶け込み難くなるため、再溶融し
てもSO2 ガスが殆ど発生せず、ガラスが中空化しな
い。それゆえガラス中のアルカリ含有量を高くせざるを
得ず、結果としてアルカリ溶出量の極めて少ない中空ガ
ラス球を得ることはできなかった。
【0004】本発明の目的は、アルカリ溶出量が極めて
少ない中空ガラス球を製造することが可能な中空ガラス
球用組成物と、これを用いて製造した中空ガラス球を提
供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の研
究を行った結果、中空ガラス球用組成物において、アル
カリ成分の含有量を1.9%以下に制限するとともに、
一定量以上のCaOとBaOを含有させることにより上
記目的が達成できることを見いだし、本発明として提案
するものである。
【0006】即ち、本発明の中空ガラス球用組成物は、
重量百分率で、SiO2 40.0〜60.0%、Al2
3 5.0〜20.0%、B23 3.0〜20.0
%、CaO 10.0〜30.0%、BaO 0.1〜
15.0%、MgO 0〜10.0%、ZnO 0〜1
0.0%、SrO 0〜10.0%、Na2 O+K2
+Li2 O 0〜1.9%、As23 +Sb23
〜1.5%、V25 0〜10.0%、TiO2 0〜1
0.0%、SO3 0.05〜3.2%の組成を有するこ
とを特徴とする。
【0007】また本発明の中空ガラス球は、重量百分率
で、SiO2 40.0〜60.0%、Al23 5.0
〜22.0%、B23 1.0〜15.0%、CaO
10.0〜30.0%、BaO 0.1〜15.0%、
MgO 0〜10.0%、ZnO 0〜10.0%、S
rO 0〜10.0%、Na2 O+K2 O+Li2 O0
〜1.9%、As23 +Sb23 0〜1.5%、V
25 0〜10.0%、TiO2 0〜10.0%、SO
3 0.05〜1.7%の組成を有することを特徴とす
る。
【0008】
【作用】本発明の中空ガラス球用組成物は、アルカリ成
分の含有量を制限する代わりにCaOとBaOを一定量
以上含有させることにより、ガラス中に十分な量のSO
3 を溶存させることができる。
【0009】本発明において、中空ガラス球用組成物を
上記のように限定した理由を以下に述べる。
【0010】SiO2 の含有量は40.0〜60.0
%、好ましくは41.0〜58.0%である。SiO2
が40.0%より少ないとガラスの耐久性が悪化し、6
0.0%より多いとガラス溶融時のSO3 溶存量が低下
するため、ガラスの再溶融時にSO2 ガスの発生量が少
なくなって中空化し難くなる。
【0011】Al23 の含有量は5.0〜20.0
%、好ましくは5.0〜18.0%である。Al23
が5.0%より少ないとガラスの耐久性が悪化し、2
0.0%より多いと溶融性が低下する。
【0012】B23 の含有量は3.0〜20.0%、
好ましくは5.0〜15.0%である。B23 が3.
0%より少ないとガラスの溶融性が低下し、20.0%
より多いと中空ガラス球の耐圧強度が低下し、またSO
3 の溶存量が低下する。
【0013】CaOはガラスの溶融性を向上させ、且
つ、SO3 をガラス中に溶存させるための成分であり、
その含有量は10.0〜30.0%、好ましくは18.
0〜25.0%である。CaOが10.0%より少ない
とSO3 の溶存量が著しく低下する結果、再溶融時にS
2 ガスが発生せず、中空化が困難になる。一方、3
0.0%より多いとガラスが失透し好ましくない。
【0014】BaOもガラスの溶融性を向上させ、且
つ、SO3 をガラス中に溶存させるための成分であり、
その含有量は0.1〜15.0%、好ましくは0.1〜
13.0%である。BaOが0.1%より少ないとSO
3 の溶存量が著しく低下する。一方、15.0%より多
いとガラスが失透し好ましくない。
【0015】MgO、ZnO及びSrOは、CaOやB
aOと同様溶融性を向上させるとともに、SO3 の溶存
に寄与する成分であり、これらの成分の含有量は何れも
0〜10.0%、好ましくは0〜6.0%である。これ
らの成分が多すぎるとガラスが失透し易くなる。
【0016】なおCaO、BaO、MgO、ZnO及び
SrOの合量は15.0〜40.0%であることが好ま
しく、特に20.0〜35.0%であることが望まし
い。
【0017】Na2 O、K2 O及びLi2 Oの含有量は
合量で0〜1.9%である。これらの成分の合量が1.
9%より多いと、合成樹脂に充填したときにアルカリイ
オンが多量に溶出してしまう。
【0018】As23 とSb23 はガラスの再溶融
時にO2 ガスを発生させてガラスを中空化させる発泡材
であるとともに、溶融ガラス中へのSO3 の溶解を助け
る働きがあり、これら成分の含有量は合量で0〜1.5
%、好ましくは0〜1.2%である。これらの成分の合
量が1.5%より多いとガラス溶融時に異物を発生させ
てしまい好ましくない。
【0019】V25 は再溶融時にガラスの表面張力を
低下させて中空化の助剤となるものであり、その含有量
は0〜10.0%、好ましくは0〜7.0%である。V
25 が10.0%より多いとガラスへの着色効果が大
きくなり過ぎる。
【0020】TiO2 は化学耐久性を向上させる成分で
あり、その含有量は0〜10.0%、好ましくは0〜
7.0%である。TiO2 が10.0%より多くなると
再溶融時の発泡性が悪くなる。
【0021】SO3 はSO2 ガスを発生させてガラスを
中空化させる発泡材であり、その含有量は0.05〜
3.2%、好ましくは0.05〜2.6%である。SO
3 が0.05%より少ないとSO2 ガスの発生が不十分
になって中空ガラス球を作ることができない。一方、S
3 は3.2%より多量にはガラス中に溶存することが
できない。
【0022】次に、上記中空ガラス球用組成物を用いて
本発明の中空ガラス球を製造する方法について述べる。
【0023】まず、ガラス原料及び発泡材を上記した組
成範囲となるように調合し、これを1250〜1400
℃で1〜4時間溶融した後、成形し、粉砕、分級するこ
とによってガラス粉末を作製する。なおガラス粉末の粒
径は38μm以下にすることが好ましい。
【0024】次に作製したガラス粉末を1500〜17
00℃の火炎中を通過させて再溶融することによって、
ガラス中からSO2 ガスを発生させ、ガラス粉末を内部
から膨張させて中空ガラス球を得る。
【0025】なお、再溶融時に発生したガスがガラス球
表面から発散し易い場合、予めガラス粉末表面に、高温
における粘性がガラス粉末よりも高粘性となる被膜材料
をコーティングしておくことが望ましい。このような材
料としては、例えば中空ガラス球と同様の酸化物組成
(SiO2 −Al23 −CaO−B23 )被膜を形
成し得る金属アルコキシドを主成分とする溶液を使用す
ることができる。またこのような方法以外にも、作製し
たガラス粉末を発泡性粉末(例えばCaSO4 ・2H2
O等)と混合し、発泡性粉末が発泡しない程度の温度で
焼結させ、次いでこれを粉砕して複合粉末とした後、こ
れを火炎中に供給することにより、中空ガラス球を得る
ことができる。
【0026】このようにして得られる中空ガラス球は、
中空化のための再溶融によりB23 、SO3 等の揮発
し易い成分が減少し、SiO2 、Al23 等の成分が
相対的に増加するため、上記したガラス粉末とは若干組
成が変化する。本発明においては、得られる中空ガラス
球は重量百分率でSiO2 40.0〜60.0%、Al
23 5.0〜22.0%、B23 1.0〜15.0
%、CaO 10.0〜30.0%、BaO 0.1〜
15.0%、MgO 0〜10.0%、ZnO0〜1
0.0%、SrO 0〜10.0%、Na2 O+K2
+Li2 O 0〜1.9%、As23 +Sb23
〜1.5%、V25 0〜10.0%、TiO2 0〜1
0.0%、SO3 0.05〜1.7%の組成を有する。
【0027】上記範囲の中でも特に好ましい中空ガラス
球は、重量百分率でSiO2 42.0〜58.0%、A
23 5.0〜20.0%、B23 2.0〜12.
0%、CaO 18.0〜27.0%、BaO 0.1
〜13.0%、MgO 0〜6.0%、ZnO 0〜
6.0%、SrO 0〜6.0%、Na2 O+K2 O+
Li2 O 0〜1.9%、As23 +Sb23 0〜
1.2%、V25 0〜7.0%、TiO2 0〜7.0
%、SO3 0.05〜1.5%の組成を有するものであ
る。
【0028】なお本発明の中空ガラス球は、用途に応じ
て見掛け比重を適宜調整することができる。例えばプリ
ント配線基板の充填材として用いる場合、作業性の点か
ら使用する合成樹脂の比重(約1.0〜1.3g/cm
3 程度)とほぼ同等の0.9〜1.4g/cm3 の見掛
け比重になるようにすることが望ましい。
【0029】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0030】
【表1】
【0031】
【表2】
【0032】表1は実施例に用いるガラス粉末(試料N
o.1〜10)を、表2は比較例に用いるガラス粉末
(試料No.11〜13)をそれぞれ示している。
【0033】表の各ガラス粉末は次のようにして調製し
た。
【0034】まず、表の組成になるようにバッチを調合
し、これを1350℃で2時間溶融した後、成形した。
次いでこのガラス成形体を粉砕し、分級して38μm以
下のガラス粉末を得た。
【0035】続いて得られたガラス粉末と、金属アルコ
キシド(金属としてSi、B)、可溶性無機塩(Al
(NO33 ・9H2 OとCa(NO32 ・4H2
O)、水及びイソプロピルアルコールからなるコーティ
ング液とを混合してスラリー状にし、ディスパーコート
(日清エンジニアリング株式会社製)にて加熱すること
により、ガラス粉末表面に、SiO2 −Al23 −C
aO−B23 膜をコーティングした。
【0036】さらにこのガラス粉末を、1600℃を最
高温度とする火炎中に5〜100ミリ秒間通過させて再
溶融することにより、ガラス中からSO2 ガスやO2
スを発生させ、これによってガラス粉末を内部から膨張
させて、粒径45μm以下の中空ガラス球を作製した。
【0037】表3及び表4は、表1及び表2のガラス粉
末を用いて作製した実施例(試料No.1〜10)及び
比較例(試料No.11〜13)の中空ガラス球の組
成、見掛け比重及びアルカリ溶出量を示すものである。
なお見掛け比重はウルトラピクノメーター(クアンタク
ロム株式会社製)を用いて測定し、またアルカリ溶出量
はJIS R1602に準拠して測定した。
【0038】
【表3】
【0039】
【表4】
【0040】表3及び表4から明らかなように、実施例
である試料No.1〜10は見掛け比重が0.66〜
1.25g/cm3 、アルカリ溶出量が0〜0.8mg
であった。これに対して比較例である試料No.11〜
13は、見掛け比重が0.90〜1.15g/cm3
あり、実施例と同等の値を示したものの、アルカリ溶出
量が5mg以上であり、実施例に比べて非常に多かっ
た。
【0041】
【発明の効果】本発明の中空ガラス球用組成物は、アル
カリ成分を多量含んでいなくても、十分な量のSO3
ガラス中に溶存しておくことが可能なため、アルカリ含
有量の少ない中空ガラス球を製造することが可能であ
る。
【0042】また本発明の中空ガラス球は、軽量で、且
つ、耐圧強度が高い。しかもアルカリ溶出量が極めて少
ないために、各種樹脂の充填材、特にプリント配線基板
の充填材として好適である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量百分率で、SiO2 40.0〜6
    0.0%、Al235.0〜20.0%、B23
    3.0〜20.0%、CaO 10.0〜30.0%、
    BaO 0.1〜15.0%、MgO 0〜10.0
    %、ZnO 0〜10.0%、SrO 0〜10.0
    %、Na2 O+K2 O+Li2 O 0〜1.9%、As
    23 +Sb23 0〜1.5%、V25 0〜10.
    0%、TiO20〜10.0%、SO3 0.05〜3.
    2%の組成を有することを特徴とする中空ガラス球用組
    成物。
  2. 【請求項2】 重量百分率で、SiO2 40.0〜6
    0.0%、Al235.0〜22.0%、B23
    1.0〜15.0%、CaO 10.0〜30.0%、
    BaO 0.1〜15.0%、MgO 0〜10.0
    %、ZnO 0〜10.0%、SrO 0〜10.0
    %、Na2 O+K2 O+Li2 O 0〜1.9%、As
    23 +Sb23 0〜1.5%、V25 0〜10.
    0%、TiO20〜10.0%、SO3 0.05〜1.
    7%の組成を有することを特徴とする中空ガラス球。
JP24060294A 1994-09-07 1994-09-07 中空ガラス球用組成物及びこれを用いて製造した中空ガラス球 Pending JPH0873238A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1160212A1 (en) * 2000-05-31 2001-12-05 Asahi Glass Co., Ltd. Hollow glass microspheres and method for producing the same
CN102320743A (zh) * 2011-09-29 2012-01-18 蚌埠玻璃工业设计研究院 铝硅酸盐高强度空心玻璃微珠及其制备方法
EP4082979A4 (en) * 2019-12-27 2023-01-18 Nichias Corporation INORGANIC FIBERS, INORGANIC FIBER PRODUCT, METHOD FOR MAKING AN INORGANIC FIBER PRODUCT, COMPOSITION FOR MAKING AN INORGANIC FIBER, AND METHOD FOR MAKING AN INORGANIC FIBER

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