JPH0930821A - ガラス発泡造粒体とその製造方法およびそれを利用した軽量化充填材と軽量プラスチック - Google Patents

ガラス発泡造粒体とその製造方法およびそれを利用した軽量化充填材と軽量プラスチック

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JPH0930821A
JPH0930821A JP18448995A JP18448995A JPH0930821A JP H0930821 A JPH0930821 A JP H0930821A JP 18448995 A JP18448995 A JP 18448995A JP 18448995 A JP18448995 A JP 18448995A JP H0930821 A JPH0930821 A JP H0930821A
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JP
Japan
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glass
foam
light
foaming
granule
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JP18448995A
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English (en)
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Shinji Hamada
信二 濱田
Takuji Kajiwara
拓治 梶原
Yoshimasa Hikosaka
吉尚 彦坂
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/10Forming beads
    • C03B19/108Forming porous, sintered or foamed beads
    • C03B19/1085Forming porous, sintered or foamed beads by blowing, pressing, centrifuging, rolling or dripping

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度を向上したガラス発泡造粒体とその製造
方法およびそれを利用した軽量化充填材、軽量プラスチ
ックの提供。 【解決手段】 発泡粒の中に多数の独立気泡3を分散さ
せたガラス発泡造粒体1。隔壁2を有すので強度が向上
する。たとえば自動車ガラスを粉粒とし、たとえばドロ
マイトからなる発泡剤を混練して溶融、発泡させるガラ
ス発泡造粒体の製造方法。このガラス発泡造粒体は軽量
化充填材として利用でき、それを樹脂の粉粒体と混練、
成形することによって比重0.7〜0.8の軽量プラス
チックを提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス発泡造粒体
とその製造方法、およびガラス発泡造粒体の性質を専ら
利用した軽量化充填材、ガラス発泡造粒体を含む軽量プ
ラスチックに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラスを主材とする中空発泡造粒
体(バルン)は、シリカ系バルン、シラス系バルン、お
よびパーライト系バルンが存在する。シリカ系バルンの
特徴は、1粒の比重が0.2程度で軽い、20μm〜1
30μmの微小粒径である、高い耐圧強度をもつ、水や
樹脂と反応せず化学安定度が高い、熱伝導が小さく断熱
性に優れる、ことである。また、シラス系、パーライト
系バルンの特徴は、シリカ系バルンより軽い、天然原料
を使用している、原料中の結晶水がガス化して発泡す
る、等である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術に
は、つぎの問題がある。 1. シリカ系バルンのコストが高い(たとえば、10
00〜1500円/kg)。 1)シリカ系バルンのバルン化工程は図9に示す通りで
あり、バルン化設備が火焔式で複雑となり、バルンのコ
ストが高くなる。 2)1,100℃の高温加熱部分を0.5〜10秒の極
短時間滞留で発泡させる。そのため、炉内が高温である
ため設備費が高く、エネルギー費もかかる。 3)高温のため炉内の温度管理が困難で回収率が悪い。
すなわち、火焔中の温度振れ幅が大きいため、粒ごとに
発泡程度が異なりやすく、品質上ばらつきが発生し、必
要とする品質のバルンの回収率が低下する。したがっ
て、高価となる。 4)発泡剤に有機系を使用している。そのため、発泡剤
が噴霧乾燥式造粒の際にかなり逃げ出しロスがでる。ま
た、ガス発生分解温度は約200℃、噴霧乾燥温度は1
80〜370℃であり、高温のため価格が高い(800
/kg程度)。 2. バルン粒径(30〜120μm)が微粒子のた
め、製造工程や取扱い使用時に飛散等しやすい。 3. シラス系、パーライト系は天然材を使用。産地に
よる鉱物成分の違いから、産地別の原料特性の調査や選
別が必要で、収率や強度が相違する。また、融解温度が
高く1,000〜1,200℃で加熱発泡させている。 本発明の目的は、従来に比べ低温で、したがって低コス
トで製造できるとともに、品質が安定し、強度も向上し
た、ガラスを主材とする発泡造粒体、その製造方法、発
泡造粒体の性質を利用した軽量化充填材、発泡造粒体を
含有する軽量プラスチックを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) ガラスを主材とし、これに発泡剤を混合して発
泡させることによって、発泡粒の中に多数の独立気泡を
分散させたことを特徴とするガラス発泡造粒体。 (2) 粉砕したガラスと少なくとも発泡剤とを混合
し、これに溶媒を加えて造粒するとともに、これを乾燥
せしめ、さらに乾燥された造粒体を加熱して発泡させる
ことを特徴とするガラス発泡造粒体の製造方法。 (3) 前記ガラスに約700℃以下で軟化を開始する
ガラスを使用し、前記発泡剤にドロマイトを使用した
(2)記載のガラス発泡造粒体の製造方法。 (4) 加熱、発泡工程における加熱温度を730℃〜
900℃、加熱時間を10秒〜20分の範囲で調整し
て、所望の比重、強度とする(2)記載のガラス発泡造
粒体の製造方法。 (5) ガラスを主材とし、これに発泡剤を混合して発
泡させることによって、発泡粒の中に多数の独立気泡を
分散させたガラス発泡造粒体からなる軽量化充填材。 (6) ガラスを主材とし、これに発泡剤を混合して発
泡させることによって、発泡粒の中に多数の独立気泡を
分散させたガラス発泡造粒体からなる軽量化充填材と、
樹脂粉粒体とを、混練、加熱、成形した軽量プラスチッ
ク。
【0005】上記(1)のガラス発泡造粒体は、造粒体
内の気泡間に隔壁があり、従来のように中空なものに比
べて強度が高い。上記(2)のガラス発泡造粒体の製造
方法では、造粒体内の気泡間に隔壁をもつ強度の高いガ
ラス発泡造粒体を製造できる。上記(3)の方法ではガ
ラスに約700℃以下で軟化を開始するガラス(たとえ
ば、自動車ガラス)を使用し、発泡剤にドロマイト(約
700℃〜750℃で発泡する)を使用したので、約7
30℃〜900℃でガラスを溶融、発泡させることがで
き、従来に比べて低温でよく、炉内温度管理が安定して
品質が安定しそれによって回収効率が高くなり、かつ炉
設備も低価になり、製品コストも低減できる。上記
(4)の方法では、加熱温度、加熱時間を調整して、ガ
ラス発泡造粒体の比重、強度を調整できる。上記(5)
では、ガラス発泡造粒体を利用した軽量化充填材を提供
できる。上記(6)では、軽量化充填材を利用して軽量
プラスチックを提供できる。
【0006】
【発明の実施の形態】まず、本発明実施例に係るガラス
発泡造粒体の製造方法を説明する。ガラス発泡造粒体の
製造における配合はつぎの通りである。ガラスを主原料
として添加剤を適量配合し、簡易製造方法により粒径5
0〜600μmのガラス発泡造粒体(軽量充填材)を製
造する。配合は、主原料のガラスと発泡剤にドロマイト
(MgCO3 ・CaCO3 )、融剤に硼砂(Na2 4
7 ・5H2 O)を表1の重量比で混合する。ドロマイ
トは約700℃〜750℃で発泡する。
【0007】
【表1】
【0008】ガラスには約700℃以下で軟化を開始す
るもの、たとえば自動車ガラス(たとえば、廃車のガラ
ス)等が使用可能である。ドロマイトは天然の産物で安
価な材料である。また、ガラスが軟化する温度範囲にお
いて、発泡ガス(炭酸ガスCO2 )を発生する。硼砂は
ガラスの融点を調整して下げるため添加する。たとえば
図1のように、自動車ガラスの融解状態は融解開始温度
550℃〜融解温度700℃である。硼砂5%添加した
場合、自動車ガラス融解状態は、融解開始温度530℃
〜融解温度685℃となる。昇温によるドロマイト発泡
状態は、分解開始温度620℃〜終了温度730℃であ
る。ただし、硼砂は必要量以上に添加すると、加熱時に
融解ガラス粘性が低下し、融着防止用の離型剤がバルン
に付着しやすくなって比重が重くなることがある。
【0009】ガラス発泡造粒体の製造における、ガラス
の粉砕、造粒、加熱、発泡の工程を、図2を参照して説
明する。製法は図2のように、各原料を配合した粉砕、
混合物を造粒、乾燥〜加熱、発泡により造粒化する。ガ
ラスの粉砕はボールミルで行い、平均粒子径3〜10μ
mにした後、配合したものを均一に混ぜて粉末状の混合
物をつくる。造粒、乾燥は転動ミキサー方式またはスプ
レードライヤー噴霧乾燥方式で行う。転動ミキサーの場
合は、混合物に水を混ぜて15〜18%水分量の造粒物
としたあと乾燥すると型崩れしなくてよい。噴霧乾燥方
式の場合は、混合物を溶媒の水と混ぜて32〜38%水
分量のスラリーとして使用する。造粒の際、一般には結
合用バインダー剤を使用するが、ガラス粉は湿気を帯び
ると凝集力があり、バインダー剤の添加を必要としな
い。加熱、発泡はロータリー炉方式または火焔方式で行
う。炉壁や粒同士の融着がある場合は、必要に応じて離
型剤を添加する。離型剤はバルン付着による比重低下を
防ぐため、なるべく比重の軽い無機系のものがよい。た
とえば水ひ粘土やアルミナがある。造粒物の加熱は温度
730〜900℃(廃車ガラスの場合は比較的低温で溶
融する)、数十秒〜20分の時間(従来に比べて長く、
加熱が安定し、品質が安定する)で行い、ガラスが溶融
すると共に発泡ガスが発生して、発泡ガスがガラス内に
取り込まれ発泡造粒化する。火焔方式の場合は、急加熱
による割れを防ぐため火焔投入前にガラスが融着しない
温度で加熱しておくと発泡効率がよい。かくして、ガラ
ス発泡造粒体が製造される。
【0010】つぎに、ガラス発泡造粒体とその特性を、
図3、図5〜図7を参照して、説明する。製造したガラ
ス発泡造粒体1は図3に拡大して示すように、いくつか
の壁2で区切られた微小独立気泡3の集まりで1粒の球
になっている。この造粒体内の隔壁2が圧縮破壊強度で
有利となる(強度を増大させる)。また、もし軽量充填
材に使用して一部の気泡が壊れたとしても、まだ他の気
泡が残っており安全側にある。外径では50〜600μ
mの球状のものが製造できる。図4は従来のバルン(中
空造粒体)1´の拡大図を示す。
【0011】本発明実施例のガラス発泡造粒体を自動車
ガラスを使って製造した場合の、機械的諸特性を図5〜
図7に示す。粒径は300〜600μmに製造したもの
である。これらグラフのように、加熱温度と加熱時間等
の製造条件を変えることにより、必要とする圧縮破壊強
度と比重のものがグラフ範囲内で自由に製造し選択でき
る。
【0012】つぎに、ガラス発泡造粒体の軽量という特
定の性質を専ら利用した軽量化充填材について説明す
る。ガラス発泡造粒体がそのまま軽量化充填材となり、
その利用法は、樹脂に添加して成形することにより、プ
ラスチックを軽量化できる充填材となる。樹脂は廃樹脂
であってもよい。軽量プラスチックは、図8に示すよう
な工程で製造する。ガラス発泡造粒体は、軽量プラスチ
ック製造途中で壊れることのない圧縮破壊強度のものを
選択し、かつ必要なプラスチック比重が得られるように
添加量を定めるとよい。得られた軽量プラスチックは、
強度や剛性の高いものとなる。例えば表2に示すよう
に、ポリプロピレン樹脂(比重0.91)に比重0.5
のガラス発泡造粒体を重量比7:3で混合〜成形する
と、比重0.73の軽量プラスチックができる。
【0013】
【表2】
【0014】
【発明の効果】請求項1のガラス発泡造粒体によれば、
発泡粒の中に独立気泡を分散させたものからなるので気
泡間の隔壁によって強度が増大された造粒体を提供でき
る。請求項2のガラス発泡造粒体の製造方法によれば、
独立気泡を含む造粒体を製造できる。請求項3のガラス
発泡造粒体の製造方法によれば、ガラス材に700℃以
下で軟化を開始するガラス(たとえば、自動車ガラス)
を使用、発泡材にドロマイトを使用したので、従来に比
べて低温(約730℃〜900℃)で溶融、発泡させる
ことができ、品質の高い、かつ低コストのガラス発泡造
粒体を提供できる。請求項4のガラス発泡造粒体の製造
方法によれば、加熱温度を730〜900℃の範囲で、
加熱時間を20分〜10秒の範囲で変えることにより、
ガラス発泡造粒体の破壊強度を20〜300kg/cm
2 ・cmの範囲に自由に変化でき、かつ比重を0.3〜
1.0の範囲に自由に変化できる。請求項5のガラス発
泡造粒体からなる軽量化充填材によれば、樹脂等に混合
して成形されることにより、樹脂成形品等を軽量化でき
る。請求項6の軽量化プラスチックによれば、軽量化充
填材を利用して、比重がたとえば0.7〜0.8の軽量
化プラスチックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車ガラスとドロマイトと硼砂の混合物にお
ける加熱温度(融解温度、融解開始温度)と硼砂添加量
との関係を示すグラフである。
【図2】本発明実施例のガラス発泡造粒体の製造方法の
工程図である。
【図3】本発明実施例のガラス発泡造粒体の1粒の拡大
断面図である。
【図4】従来のガラスバルン(市販品)の1粒の拡大断
面図である。
【図5】本発明実施例のガラス発泡造粒体の圧縮破壊強
度と1粒の比重との関係を示すグラフである。
【図6】本発明実施例のガラス発泡造粒体の1粒の比重
と加熱温度との関係を示すグラフである。
【図7】本発明実施例のガラス発泡造粒体の圧縮破壊強
度と加熱温度との関係を示すグラフである。
【図8】本発明実施例のガラス発泡造粒体を主材とする
軽量化充填材を利用した軽量プラスチックの製造工程図
である。
【図9】従来のシリカ系バルンの製造工程である。
【符号の説明】
1 ガラス発泡造粒体 2 隔壁 3 気泡

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスを主材とし、これに発泡剤を混合
    して発泡させることによって、発泡粒の中に多数の独立
    気泡を分散させたことを特徴とするガラス発泡造粒体。
  2. 【請求項2】 粉砕したガラスと少なくとも発泡剤とを
    混合し、これに溶媒を加えて造粒するとともに、これを
    乾燥せしめ、さらに乾燥された造粒体を加熱して発泡さ
    せることを特徴とするガラス発泡造粒体の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ガラスに約700℃以下で軟化を開
    始するガラスを使用し、前記発泡剤にドロマイトを使用
    した請求項2記載のガラス発泡造粒体の製造方法。
  4. 【請求項4】 加熱、発泡工程における加熱温度を73
    0℃〜900℃、加熱時間を10秒〜20分の範囲で調
    整して、所望の比重、強度とする請求項2記載のガラス
    発泡造粒体の製造方法。
  5. 【請求項5】 ガラスを主材とし、これに発泡剤を混合
    して発泡させることによって、発泡粒の中に多数の独立
    気泡を分散させたガラス発泡造粒体からなる軽量化充填
    材。
  6. 【請求項6】 ガラスを主材とし、これに発泡剤を混合
    して発泡させることによって、発泡粒の中に多数の独立
    気泡を分散させたガラス発泡造粒体からなる軽量化充填
    材と、樹脂粉粒体とを、混練、加熱、成形した軽量プラ
    スチック。
JP18448995A 1995-07-20 1995-07-20 ガラス発泡造粒体とその製造方法およびそれを利用した軽量化充填材と軽量プラスチック Pending JPH0930821A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008189536A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Sk Kaken Co Ltd 白色ガラス粒子およびその製造方法
JP2011046758A (ja) * 2009-08-25 2011-03-10 Japan Polypropylene Corp 熱可塑性樹脂組成物及びその成形体
JP2011149016A (ja) * 2009-12-24 2011-08-04 Taiheiyo Materials Corp 軽量成形樹脂用粒材および軽量成形樹脂組成物
CN103788935A (zh) * 2012-11-05 2014-05-14 安东柏林石油科技(北京)有限公司 一种油气井半渗封隔颗粒及其制备方法

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041214