JPH09278484A - Phosphate glass spherical solid body and its production - Google Patents

Phosphate glass spherical solid body and its production

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JPH09278484A
JPH09278484A JP8832996A JP8832996A JPH09278484A JP H09278484 A JPH09278484 A JP H09278484A JP 8832996 A JP8832996 A JP 8832996A JP 8832996 A JP8832996 A JP 8832996A JP H09278484 A JPH09278484 A JP H09278484A
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JP
Japan
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glass
spherical
spherical solid
raw material
solid body
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JP8832996A
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Japanese (ja)
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Kenji Yamada
兼士 山田
Hachiro Hirano
八朗 平野
Hiroshi Usui
寛 臼井
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Asahi 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/16Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus
    • C03C3/19Silica-free oxide glass compositions containing phosphorus containing boron
    • 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
    • C03C12/00Powdered glass; Bead compositions

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a phosphate glass spherical solid body vitrified at a low temp., excellent in water resistance and easy to produce by adopting a specific glass composition. SOLUTION: The phosphate glass spherical solid body consists substantially of, by mol.%, 5-35% Li2 O+Na2 O+K2 , 35-55% ZnO+MgO, 20-35% P2 O5 , 1-5% Al2 O3 and 8-20% B2 O3 and has 0.1-50μm average particle diameter. To produce the glass spherical solid body, an aq. solution or a slurry of a prepared raw material prepared so as to secure the composition above is prepared. The aq. solution or the slurry is made into liquid drops and the liquid drops are fused by heating to be vitrified and made spherical.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸塩系ガラス
球状中実体およびその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a phosphate-based glass spherical solid body and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガラス球状中実体としては、SiO2
25 :0〜20、B23 :5〜45、TiO2
1〜20、BaO+CaO+MgO+SrO:25〜6
0、Al23 +ZrO2 :0〜15、Cr23 +M
nO2 +Fe23 +CoO+CdO:1〜8(各重量
%)の組成のものが知られている(特公昭45−125
04)。しかし、この球状中実体は、P25 の含有量
が少ないうえアルカリ金属酸化物を含有しないため、ガ
ラス化時の溶融温度が高くなる難点があった。
2. Description of the Related Art As a spherical glass solid substance, SiO 2 +
P 2 O 5: 0~20, B 2 O 3: 5~45, TiO 2:
1-20, BaO + CaO + MgO + SrO: 25-6
0, Al 2 O 3 + ZrO 2 : 0 to 15, Cr 2 O 3 + M
It is known that the composition is nO 2 + Fe 2 O 3 + CoO + CdO: 1 to 8 (each weight%) (Japanese Patent Publication No. 45-125).
04). However, since this spherical solid has a small content of P 2 O 5 and does not contain an alkali metal oxide, it has a drawback that the melting temperature during vitrification becomes high.

【0003】一方、球状中実体の製造方法としては、一
般的には以下の方法に分類される。前駆体で形状を球状
にし、熱処理等で目的物質の球状体を得る方法(方法
1)。ゾルゲル法で球状物質を得る方法(方法2)。溶
融体を直接噴霧して球状の粒子として形状の固定をする
方法(方法3)。目的とする球状体と同じ材質の粒子を
高温火炎中で溶融し、表面張力で球状とする方法(方法
4)。
On the other hand, methods for producing spherical solid bodies are generally classified into the following methods. A method (method 1) of obtaining a spherical body of a target substance by heat treating or the like to make the shape spherical with a precursor. A method of obtaining a spherical substance by the sol-gel method (method 2). A method of directly spraying the melt to fix the shape as spherical particles (method 3). A method in which particles of the same material as the target spherical body are melted in a high-temperature flame to form a spherical shape by surface tension (method 4).

【0004】方法1では、前駆体であるフェノール樹脂
球状中実体を熱処理してカーボン球状中実体が製造され
ているが、前駆体球状中実体を製造する必要があるため
効率的ではない。
In the method 1, the spherical solid of carbon resin is manufactured by heat-treating the precursor spherical solid of phenol resin, but it is not efficient because it is necessary to manufacture the spherical solid of precursor.

【0005】方法2では、一部のシリカ球状中実体がア
ルコキシドをアルカリ下で加水分解してゾルゲル法で製
造されているが、原料コストが高く安価な製造プロセス
ではない。
In Method 2, some of the spherical silica solids are produced by the sol-gel method by hydrolyzing alkoxide under alkali, but the raw material cost is high and the production process is not inexpensive.

【0006】方法3では、チタン−バリウム系ガラスの
ように溶融体が流動性に富み、低粘度、高表面張力のガ
ラスに限られる。
In Method 3, the melt is rich in fluidity, such as titanium-barium glass, and is limited to glass having low viscosity and high surface tension.

【0007】方法4では、多くのガラス球状中実体が製
造されており、ガラスや結晶のブロックを粉砕してその
微小粉末を高温火炎中に投入して溶融、流動化させ、表
面張力を利用して球状になったところで急速に冷却して
形状の固定を行う。
In Method 4, a large number of glass spherical solid bodies are produced, and a block of glass or crystals is crushed and the fine powder is put into a high temperature flame to melt and fluidize, and the surface tension is utilized. When it becomes spherical, it is cooled rapidly to fix the shape.

【0008】方法4では、乾燥したガラス微粉末を高温
の熱風中に分散させるため、ガラス粉末が小さくなるに
したがい凝集しやすく、また、ガラス溶解時にいくつか
の粒子が融着するため、微小径でかつ粒度分布の揃った
ガラス球状中実体は得にくかった。また、ガラス粉末を
得る工程で乾式粉砕操作等を使用するため、粉塵を生じ
環境汚染を生じ、かつ、粉砕に長時間を要し効率の悪い
プロセスであった。
In Method 4, the dried glass fine powder is dispersed in hot air at high temperature, so that the glass powder easily aggregates as it becomes smaller, and some particles are fused when the glass is melted. It was difficult to obtain a glass spherical solid body having a uniform particle size distribution. Further, since a dry pulverization operation or the like is used in the step of obtaining the glass powder, dust is generated, environmental pollution is caused, and it takes a long time to pulverize, resulting in an inefficient process.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記課題を解消し、低温度にてガラス化し、かつ耐水性
に優れ、製造の容易なリン酸塩系ガラス球状中実体およ
びその製造方法の提供を目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, vitrifies at a low temperature, has excellent water resistance, and is easy to manufacture. The purpose is to provide a method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、モル%表示で
実質的に、 Li2 O+Na2 O+K2 O 5〜35%、 ZnO+MgO 35〜55%、 P25 20〜35%、 Al23 1〜 5%、 B23 8〜20%、 からなり、平均粒子径が0.1〜50μmであるリン酸
塩系ガラス球状体、および、上記組成となるように調合
した調合原料の水溶液またはスラリーを準備し、該水溶
液またはスラリーを液滴にし、液滴を加熱溶融してガラ
ス化するとともに球状化するリン酸塩系ガラス球状中実
体の製造方法、である。
According to the present invention, in terms of mol%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 5 to 35%, ZnO + MgO 35 to 55%, P 2 O 5 20 to 35%, Al 2 O 3 1 to 5%, B 2 O 3 8 to 20%, and a phosphate glass sphere having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm, and a compounding raw material prepared to have the above composition Is prepared, and the aqueous solution or slurry is made into droplets, and the droplets are heated and melted to vitrify and spheroidize.

【0011】本発明のリン酸塩系ガラス球状中実体にお
いて、Li2 O、Na2 O、K2 Oの含有量は合量で5
〜35モル%とされる。含有量が合量で5モル%未満で
はガラス転移点が高くなり微小球状体が容易に得られ
ず、合量で35モル%超ではガラスの耐水性が低下す
る。Li2 O、Na2 O、K2 Oは1種を単独で用いて
も2種以上を併用してもよい。
In the phosphate glass spherical solid body of the present invention, the content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 5 in total.
˜35 mol%. If the total content is less than 5 mol%, the glass transition point becomes high, and microspheres cannot be easily obtained. If the total content exceeds 35 mol%, the water resistance of the glass decreases. Li 2 O, Na 2 O and K 2 O may be used alone or in combination of two or more.

【0012】ZnO、MgOの含有量は合量で35〜5
5モル%とされる。含有量が合量で35モル%未満では
ガラスの耐水性が充分でなく、合量で55モル%超では
ガラスの転移点が上昇したり、ガラスの失透性が増大す
る。ZnO、MgOは1種のみを用いても2種を併用し
てもよい。
The total content of ZnO and MgO is 35 to 5
It is set to 5 mol%. If the total content is less than 35 mol%, the water resistance of the glass is insufficient, and if the total content exceeds 55 mol%, the glass transition point increases or the devitrification of the glass increases. ZnO and MgO may be used alone or in combination of two kinds.

【0013】P25 の含有量が、20モル%未満では
ガラス化しにくくなり、35モル%超では耐水性が低下
する。
If the content of P 2 O 5 is less than 20 mol%, vitrification tends to be difficult, and if it exceeds 35 mol%, the water resistance decreases.

【0014】Al23 の含有量が、1モル%未満では
耐水性が低下し、5モル%超では溶解が困難で均質なガ
ラスが得られない。
When the content of Al 2 O 3 is less than 1 mol%, the water resistance is lowered, and when it exceeds 5 mol%, it is difficult to melt and a homogeneous glass cannot be obtained.

【0015】B23 の含有量が、8モル%未満では温
度上昇に対するガラスの粘性の低下が急激であり所望の
形状に成形しにくく、20モル%超ではガラス転移点が
上昇し、耐水性も低下する。
When the content of B 2 O 3 is less than 8 mol%, the viscosity of the glass is drastically lowered with respect to the temperature rise and it is difficult to form the glass into a desired shape. Sex is also reduced.

【0016】これらの範囲のうち、モル%表示で、実質
的に Li2 O+Na2 O+K2 O 7〜25%、 ZnO+MgO 42〜48%、 P25 25〜30%、 Al23 1〜 3%、 B23 9〜15%、 からなるリン酸塩系ガラス球状中実体は、機械的強度、
耐水性に優れ、製造も容易であるので特に好ましい。
Of these ranges, in terms of mol%, substantially Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 7 to 25%, ZnO + MgO 42 to 48%, P 2 O 5 25 to 30%, Al 2 O 3 1 to 3%, B 2 O 3 9~15 %, phosphate-based glass microspheres solid body made of the mechanical strength,
It is particularly preferable because it has excellent water resistance and is easy to manufacture.

【0017】リン酸塩系ガラス球状中実体の組成は、以
上の成分の合量が95モル%以上であればよく、残部5
モル%未満についてはFe23 、CoO等の着色剤、
その他の特性改良剤が含有されてもよい。
The composition of the phosphate glass spherical solid body may be such that the total amount of the above components is 95 mol% or more, and the balance 5
If it is less than mol%, a coloring agent such as Fe 2 O 3 or CoO,
Other property improving agents may be contained.

【0018】リン酸塩系ガラス球状中実体の平均粒子径
は、0.1μm未満では製造が難しくなり、50μm超
では樹脂の充填材に使用した場合その表面性状が低下す
る等の難点を生じ実用的でない。平均粒子径とは、粒子
の累積分布曲線の50重量%に相当する粒子径であり、
この径以上の粒子の積算重量とこの径以下の粒子の積算
重量とは等しい。
If the average particle size of the spherical solid glass of phosphate type is less than 0.1 μm, the production becomes difficult, and if it exceeds 50 μm, the surface properties are deteriorated when it is used as a filler for a resin, and practical use occurs. Not relevant. The average particle size is a particle size corresponding to 50% by weight of the cumulative distribution curve of particles,
The integrated weight of particles having a diameter of at least this size is equal to the integrated weight of particles having a diameter of at least this size.

【0019】このリン酸塩系ガラス球状中実体のガラス
は、温度変化に対する粘度の変化量が小さいので、球状
中実体の製造が容易である。このリン酸塩系ガラス球状
中実体は、そのガラス組成から低融点であり、樹脂に充
填した場合に難燃性を付与でき、また、球状体であるの
で従来の充填材に比べて等方性に特徴を有し、樹脂に充
填すると反りや変形が少なく精密機器に使用される充填
材として好適である。
Since the phosphate-based glass spherical solid glass has a small change in viscosity with respect to temperature changes, it is easy to manufacture the spherical solid. This phosphate glass spherical solid has a low melting point due to its glass composition, can impart flame retardancy when filled in a resin, and is spherical, so isotropic compared to conventional fillers. It is suitable for use as a filler used in precision instruments because it has less characteristics and warps and deformation when filled with resin.

【0020】このリン酸塩系ガラス球状中実体を製造す
るには、まず上記組成になるように調合した調合原料の
水溶液、スラリーを準備する。
In order to manufacture the phosphate glass spherical solid body, first, an aqueous solution and a slurry of prepared raw materials prepared so as to have the above composition are prepared.

【0021】調合原料のうちLi2 O、Na2 O、K2
O成分の原料としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウムなとの炭酸塩の他、水酸化物、硫酸
塩、硝酸塩、塩化物、リン酸塩などが使用できる。
Of the prepared raw materials, Li 2 O, Na 2 O and K 2
As the raw material for the O component, hydroxides, sulfates, nitrates, chlorides, phosphates and the like can be used as well as carbonates such as lithium carbonate, sodium carbonate and potassium carbonate.

【0022】ZnO、MgO成分の原料としては、酸化
亜鉛、酸化マグネシウムなどの酸化物の他、リン酸亜鉛
などのリン酸塩や、水酸化マグネシウムなどの水酸化
物、硫酸亜鉛などの硫酸塩、硝酸亜鉛などの硝酸塩が使
用できる。
The raw materials for the ZnO and MgO components include oxides such as zinc oxide and magnesium oxide, phosphates such as zinc phosphate, hydroxides such as magnesium hydroxide, and sulfates such as zinc sulfate. A nitrate such as zinc nitrate can be used.

【0023】P25 成分の原料としては、オルトリン
酸やリン酸アンモニウムなどの他、アルカリ成分や亜
鉛、アルミニウム成分との化合物の形で使用してもよ
い。
As the raw material of the P 2 O 5 component, in addition to orthophosphoric acid and ammonium phosphate, it may be used in the form of a compound with an alkali component, zinc and an aluminum component.

【0024】B23 成分の原料としては、無水ホウ酸
やオルトホウ酸、四ホウ酸ナトリウム10水塩などが使
用できる。
As the raw material for the B 2 O 3 component, boric anhydride, orthoboric acid, sodium tetraborate decahydrate or the like can be used.

【0025】調合原料は水に溶解して使用する。また、
水に溶解しない場合には、可燃性液体を含む液体中に混
合し、スラリーとして使用できる。
The compounding raw material is used by dissolving it in water. Also,
When it does not dissolve in water, it can be mixed with a liquid containing a flammable liquid and used as a slurry.

【0026】スラリーとして使用する場合の調合原料の
平均粒子径は、3μm超では均一な組成の球状中実体が
得にくくなるので、大きい場合は、平均粒子径3μm以
下に粉砕することが好ましい。また、調合原料の平均粒
子径が1μm以下であれば、さらにガラス組成が均一化
するという点でより好ましい。調合原料中に粒径の大き
いものが含有される場合には、湿式状態で分級して、所
定粒径のものを選別して使用してもよい。
If the average particle size of the raw material to be used as a slurry exceeds 3 μm, it becomes difficult to obtain a spherical solid substance having a uniform composition. Therefore, if the average particle size is large, it is preferable to grind the average particle size to 3 μm or less. Further, if the average particle size of the raw material mixture is 1 μm or less, it is more preferable in that the glass composition is further homogenized. When the raw materials having a large particle size are contained in the raw material for blending, the raw materials may be classified in a wet state, and those having a predetermined particle size may be selected and used.

【0027】粉砕方法としては湿式粉砕が、容易に微粒
子化し、かつ混合によりガラス組成の均一性が増すの
で、特に好ましい。湿式粉砕に使用する液体は特に限定
されないが、液滴状とされるスラリーの液体と同じもの
を使用すると作業工程が簡略化されるので好ましい。ま
た、後に噴霧燃焼して加熱することを考慮し、可燃性液
体を含む液体を使用するのが特に好ましい。可燃性液体
としては、特に灯油、重油、アルコール類等は取り扱い
が容易で、かつ安価で燃焼しやすく、調合原料が効率良
く均一に加熱されるため、本発明のスラリーを構成する
液体として好適である。
As the pulverization method, wet pulverization is particularly preferable because it is easily made into fine particles and the uniformity of the glass composition is increased by mixing. The liquid used for the wet pulverization is not particularly limited, but it is preferable to use the same liquid as the liquid in the form of liquid droplets because the working process is simplified. Further, it is particularly preferable to use a liquid containing a flammable liquid in consideration of heating by spray combustion afterwards. As the flammable liquid, particularly kerosene, heavy oil, alcohols, etc. are easy to handle, inexpensive and easy to burn, and the prepared raw materials are efficiently and uniformly heated, and thus are suitable as a liquid constituting the slurry of the present invention. is there.

【0028】湿式粉砕工程における液体中のガラス調合
原料の濃度は、液滴状とされるスラリー中のガラス調合
原料の濃度と同一になるように液体の量を調整しておく
と作業工程が簡略化されるので好ましい。
If the amount of the liquid is adjusted so that the concentration of the glass preparation raw material in the liquid in the wet pulverization step is the same as the concentration of the glass preparation raw material in the slurry in the form of droplets, the working process is simplified. It is preferable because it is converted into

【0029】使用する湿式粉砕機は、ボールミルやビー
ズミルに代表される媒体撹拌型ミルがより好ましいが、
その他の湿式粉砕機でもよい。粉砕機材質からの汚染を
少なくするためには、接液部の材質として、アルミナ、
ジルコニアまたはアルミナとジルコニアの複合セラミッ
クスのものを選定することが好ましい。
The wet pulverizer used is more preferably a medium stirring type mill represented by a ball mill or a bead mill,
Other wet crushers may be used. In order to reduce contamination from the material of the crusher, alumina,
It is preferable to select zirconia or a composite ceramic of alumina and zirconia.

【0030】調合原料のスラリーが所定濃度になってい
ない場合は、不足分の液体を添加して希釈するか、また
は濃縮して調合原料スラリーが所定濃度になるように調
整する。スラリー中の固形分の濃度は、低すぎると生産
性と経済性が低下し、高すぎると粘度が上昇し、微小径
の液滴状とするのが困難となり粒径分布の揃った中実体
が得にくくなる。スラリー中の調合原料の濃度は、5〜
50重量%、特には10〜40重量%、の範囲が好まし
い。
When the slurry of the compounding raw material does not have the predetermined concentration, the liquid of the shortage is added to dilute it or it is concentrated to adjust the slurry of the compounding raw material to the predetermined concentration. If the concentration of the solid content in the slurry is too low, productivity and economic efficiency will decrease, and if it is too high, the viscosity will increase, making it difficult to form droplets with a small diameter and solid particles with a uniform particle size distribution. Hard to get. The concentration of the prepared raw material in the slurry is 5 to
A range of 50% by weight, particularly 10 to 40% by weight is preferable.

【0031】こうして得られた調合原料の水溶液または
スラリーは、液滴状として加熱することで、1液滴に含
まれる調合原料が溶融してガラス化し、ほぼ1粒子の球
状中実体に形成される。
By heating the aqueous solution or slurry of the compounding raw material thus obtained in the form of droplets, the compounding raw material contained in one droplet is melted and vitrified to be formed into a spherical solid substance of approximately one particle. .

【0032】調合原料に、発泡剤が含有され、調合原料
が加熱によりガラス化される際、ガスを発生して、溶融
したガラスが中空体になる場合には、加熱温度を調節す
ることでそれを中実体にすることができる。例えば、調
合原料を発泡終了温度以上の温度に加熱しガラス化する
ことにより、球状中実体を製造できる。
When the compounding raw material contains a foaming agent and when the compounding raw material is vitrified by heating to generate a gas and the molten glass becomes a hollow body, the heating temperature is adjusted to adjust it. Can be a solid body. For example, a spherical solid body can be manufactured by heating the compounding raw material to a temperature equal to or higher than the foaming end temperature to vitrify.

【0033】また、調合原料の水溶液またはスラリー
は、後に燃焼することで加熱する可燃性液体を含む液体
中に乳化して使用することもできる。この場合は、液滴
中の1つのエマルジョン粒子に含まれる調合原料が溶融
し、1つの球状体に形成されるため、より微小径の中実
体が得られる。
Further, the aqueous solution or slurry of the prepared raw material can be used by emulsifying it in a liquid containing a flammable liquid which is heated by being burned later. In this case, the compounding raw material contained in one emulsion particle in the droplet is melted and formed into one spherical body, so that a solid substance having a smaller diameter can be obtained.

【0034】液滴化手段は特に限定されないが、噴霧す
る方法が好適である。噴霧する方法としては、液柱式ま
たは液膜式の二流体ノズルなどのスプレー噴霧器や、超
音波噴霧器などが使用でき、量産化が容易であるなどの
点で二流体ノズルが好適である。二流体ノズルの使用に
際し、噴霧用気体としては、空気、可燃性気体、支燃性
気体が使用できる。
The droplet forming means is not particularly limited, but a spraying method is preferable. As a spraying method, a spray atomizer such as a liquid column type or liquid film type two-fluid nozzle or an ultrasonic atomizer can be used, and the two-fluid nozzle is preferable in terms of easy mass production. When using the two-fluid nozzle, air, a flammable gas, or a combustion-supporting gas can be used as the atomizing gas.

【0035】加熱温度は、リン酸塩系ガラス調合原料が
溶融する温度および滞留時間に依存する。具体的には、
300〜1500℃の範囲である。
The heating temperature depends on the melting temperature and the residence time of the phosphate glass raw material. In particular,
It is in the range of 300 to 1500 ° C.

【0036】形成されたリン酸塩系ガラス球状体は、バ
グフィルタ、湿式の充填層による回収方法など、公知の
方法により回収される。
The formed phosphate glass spheres are recovered by a known method such as a bag filter or a wet packed bed recovery method.

【0037】[0037]

【作用】本発明によれば微小径でかつ粒径の揃ったリン
酸塩系ガラス球状中実体が得られる。これは、リン酸塩
系ガラス調合原料の水溶液、スラリーまたはエマルジョ
ンを粒径の揃った微小径の液滴とし加熱することで、そ
の1つの液滴またはエマルジョン粒子に含有される調合
原料が加熱され、溶融することでリン酸塩系ガラス球状
中実体になるためと考える。
According to the present invention, a phosphate type glass spherical solid substance having a small diameter and a uniform particle diameter can be obtained. This is to heat the aqueous solution, slurry or emulsion of the phosphate-based glass compounding raw material into fine droplets having a uniform particle size to heat the compounding raw material contained in one droplet or emulsion particle. , It is thought that it becomes a phosphate glass spherical solid by melting.

【0038】[0038]

【実施例】【Example】

[例1]調合原料の水溶液を調製し、該水溶液を加熱し
てリン酸塩系ガラス球状中実体を製造した例を示す。
[Example 1] An example of preparing an aqueous solution of a raw material for preparation and heating the aqueous solution to produce a phosphate glass spherical solid body will be described.

【0039】イオン交換水180.0g、75%オルト
リン酸79.8g、水酸化アルミニウム3.3g、硫酸
亜鉛7水塩87.8g、水酸化マグネシウム11.9
g、水酸化リチウム1水塩5.1g、水酸化ナトリウム
0.8g、水酸化カリウム8.0g、ホウ酸ナトリウム
10水塩30.0gを、温度60℃で撹拌しながら溶解
し、調合原料水溶液を調製した。該水溶液を二流体ノズ
ルを使用して、1500℃に設定した管状炉中に噴霧
し、加熱することで球状体を製造した。
Deionized water 180.0 g, 75% orthophosphoric acid 79.8 g, aluminum hydroxide 3.3 g, zinc sulfate heptahydrate 87.8 g, magnesium hydroxide 11.9.
g, lithium hydroxide monohydrate 5.1 g, sodium hydroxide 0.8 g, potassium hydroxide 8.0 g, sodium borate decahydrate 30.0 g were dissolved with stirring at a temperature of 60 ° C. Was prepared. The aqueous solution was sprayed into a tubular furnace set at 1500 ° C. using a two-fluid nozzle and heated to produce a spherical body.

【0040】この球状体をバグフィルタにて回収し、次
の測定を行った。光散乱法(島津製作所製レーザ回折式
粒度測定装置使用)により測定した平均粒子径は10μ
mであり、走査型電子顕微鏡による観察の結果いずれも
球状体であり、空気比較式比重計による比重測定の結果
いずれも中実体であった。さらに、X線回折測定の結
果、すべてガラスであることが確認された。
The spherical body was collected by a bag filter and the following measurements were carried out. The average particle size measured by the light scattering method (using a Shimadzu laser diffraction particle size analyzer) is 10μ.
m was a result of observation with a scanning electron microscope, and each was a spherical body, and as a result of measurement of specific gravity by an air-comparison hydrometer, all were solid. Furthermore, as a result of X-ray diffraction measurement, it was confirmed that the glass was all glass.

【0041】このガラスの組成は、Li2 O:4.6、
Na2 O:5.2、K2 O:5.0、ZnO:27.
0、MgO:17.7、P25 :29.5、Al2
3 :2.0、B23 :9.0(各モル%)であった。
The composition of this glass is Li 2 O: 4.6,
Na 2 O: 5.2, K 2 O: 5.0, ZnO: 27.
0, MgO: 17.7, P 2 O 5 : 29.5, Al 2 O
3: 2.0, B 2 O 3 : was 9.0 (the mol%).

【0042】[例2]調合原料のスラリーを調製し、該
スラリーを加熱してリン酸塩系ガラス球状中実体を製造
した例を示す。
[Example 2] An example of preparing a slurry of a compounding raw material and heating the slurry to produce a phosphate glass spherical solid body is shown.

【0043】亜リン酸66.8g、水酸化アルミニウム
4.4g、硫酸亜鉛7水塩117.1g、水酸化マグネ
シウム15.9g、水酸化リチウム1水塩6.8g、水
酸化ナトリウム1.1g、水酸化カリウム10.1g、
ホウ酸ナトリウム10水塩40.0gを灯油600g中
に混合した後、ビーズミルを使用して湿式粉砕してリン
酸塩系ガラスの調合原料スラリーを得た。
Phosphorous acid 66.8 g, aluminum hydroxide 4.4 g, zinc sulfate heptahydrate 117.1 g, magnesium hydroxide 15.9 g, lithium hydroxide monohydrate 6.8 g, sodium hydroxide 1.1 g, 10.1 g of potassium hydroxide,
40.0 g of sodium borate decahydrate was mixed in 600 g of kerosene, and then wet-milled using a bead mill to obtain a slurry of a phosphate glass compounding raw material.

【0044】使用したビーズミルは、内容積1400m
lであり、材質はジルコニア製のもを使用した。ビーズ
は、平均径0.65mmφのジルコニア製のものを11
20ml入れて使用した。運転条件は回転数を2500
rpmとし、40分間粉砕した。得られた調合原料のス
ラリーから固形分を回収し、走査型電子顕微鏡にて観察
したところ、平均粒子径0.5μmであった。
The bead mill used has an internal volume of 1400 m.
and the material used was zirconia. The beads are made of zirconia with an average diameter of 0.65 mmφ 11
20 ml was put and used. The operating condition is 2500 rpm
The speed was adjusted to rpm and the powder was crushed for 40 minutes. When the solid content was recovered from the obtained slurry of the prepared raw material and observed with a scanning electron microscope, the average particle diameter was 0.5 μm.

【0045】該スラリーを例1と同様に二流体ノズルに
て噴霧し、火炎を近づけることで着火し噴霧燃焼を行
い、球状体を製造した。このときの燃焼温度は1100
℃であった。球状体をバグフィルタにて回収し、例1と
同様の測定を行った。その結果、球状体の平均粒子径は
12μmであり、走査型電子顕微鏡による観察および比
重測定の結果いずれも球状中実体であった。また、X線
回折測定の結果、ガラスであることが確認された。
The slurry was sprayed with a two-fluid nozzle in the same manner as in Example 1, and ignited by approaching a flame to carry out spray combustion to produce spherical bodies. The combustion temperature at this time is 1100
° C. The spherical body was collected by a bag filter, and the same measurement as in Example 1 was performed. As a result, the average particle diameter of the spherical body was 12 μm, and both of the observation by the scanning electron microscope and the measurement of the specific gravity were spherical solid bodies. Further, as a result of X-ray diffraction measurement, it was confirmed to be glass.

【0046】このガラスの組成は、Li2 O:4.8、
Na2 O:7.0、K2 O:5.5、ZnO:25.
5、MgO:17.4、P25 :27.1、Al2
3 :1.7、B23 :11.0(各モル%)であっ
た。
The composition of this glass is Li 2 O: 4.8,
Na 2 O: 7.0, K 2 O: 5.5, ZnO: 25.
5, MgO: 17.4, P 2 O 5 : 27.1, Al 2 O
3: 1.7, B 2 O 3 : was 11.0 (each mole%).

【0047】[例3]調合原料の水溶液を準備し、該水
溶液を可燃性液体中に乳化し、該エマルジョンを加熱し
てリン酸塩系ガラス球状中実体を製造した例を示す。
Example 3 An example in which an aqueous solution of a raw material for preparation is prepared, the aqueous solution is emulsified in a flammable liquid, and the emulsion is heated to produce a phosphate glass spherical solid is shown.

【0048】例1と同様の調合原料水溶液を調製した。
該水溶液を灯油400gにノニオン系界面活性剤20.
0gを混合した液に添加し、ホモミキサーにより乳化し
てエマルジョンを調製した。
A preparation raw material aqueous solution similar to that of Example 1 was prepared.
The aqueous solution was added to 400 g of kerosene and the nonionic surfactant 20.
0 g was added to the mixed solution and emulsified with a homomixer to prepare an emulsion.

【0049】このエマルジョンを二流体ノズルを使用し
て、1300℃に設定した管状炉中に噴霧し、さらに火
炎を近づけることで着火し噴霧燃焼を行うことで、球状
体を製造した。球状体をバグフィルタにて回収し、例1
と同様の測定を行った。その結果、球状体の平均粒子径
は12μmであり、走査型電子顕微鏡による観察および
比重測定の結果いずれも球状中実体であった。また、X
線回折測定の結果、ガラスであることが確認された。
A spherical body was produced by spraying this emulsion into a tubular furnace set at 1300 ° C. using a two-fluid nozzle, and then igniting by bringing a flame closer thereto to perform spray combustion. The spherical body was collected with a bag filter, and example 1
The same measurement was performed. As a result, the average particle diameter of the spherical body was 12 μm, and both of the observation by the scanning electron microscope and the measurement of the specific gravity were spherical solid bodies. Also, X
As a result of the line diffraction measurement, it was confirmed to be glass.

【0050】このガラスの組成は、Li2 O:4.8、
Na2 O:6.3、K2 O:5.3、ZnO:25.
9、MgO:17.7、P25 :28.2、Al2
3 :1.9、B23 :9.9(各モル%)であった。
The composition of this glass is Li 2 O: 4.8,
Na 2 O: 6.3, K 2 O: 5.3, ZnO: 25.
9, MgO: 17.7, P 2 O 5 : 28.2, Al 2 O
3: 1.9, B 2 O 3 : was 9.9 (the mol%).

【0051】[0051]

【発明の効果】本発明のリン酸塩系ガラス球状中実体
は、耐水性に優れ、比較的低温度でガラス化するので製
造が容易である。本発明の製造方法によれば、粒径の揃
った平均粒子径50μm以下のリン酸塩系ガラス球状中
実体が、工業的に容易に製造される。
The phosphate glass spherical solid body of the present invention is excellent in water resistance and vitrifies at a relatively low temperature, so that it is easy to manufacture. According to the manufacturing method of the present invention, a phosphate-based glass spherical solid body having a uniform particle size and an average particle size of 50 μm or less is easily manufactured industrially.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モル%表示で、実質的に Li2 O+Na2 O+K2 O 5〜35%、 ZnO+MgO 35〜55%、 P25 20〜35%、 Al23 1〜 5%、 B23 8〜20%、 からなり、平均粒子径が0.1〜50μmであるリン酸
塩系ガラス球状中実体。
1. In terms of mol%, substantially Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 5 to 35%, ZnO + MgO 35 to 55%, P 2 O 5 20 to 35%, Al 2 O 3 1 to 5%, B 2 O 3 8 to 20%, a phosphate glass spherical solid substance having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm.
【請求項2】モル%表示で、実質的に Li2 O+Na2 O+K2 O 5〜35%、 ZnO+MgO 35〜55%、 P25 20〜35%、 Al23 1〜 5%、 B23 8〜20%、 の組成となるように調合した調合原料の水溶液またはス
ラリーを準備し、該水溶液またはスラリーを液滴にし、
液滴を加熱溶融してガラス化するとともに球状化するリ
ン酸塩系ガラス球状中実体の製造方法。
2. Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 5 to 35%, ZnO + MgO 35 to 55%, P 2 O 5 20 to 35%, Al 2 O 3 1 to 5%, B 2 O 3 8-20%, an aqueous solution or slurry of the compounding raw material prepared so as to have a composition of:
A process for producing a phosphate-based glass spherical solid body in which droplets are heated and melted to be vitrified and spherical.
【請求項3】前記水溶液またはスラリーを、可燃性液体
を含む液体中に乳化させてエマルジョンとし、該エマル
ジョンを液滴にし、液滴を加熱溶融してガラス化すると
ともに球状化する請求項2のリン酸塩系ガラス球状中実
体の製造方法。
3. The emulsion according to claim 2, wherein the aqueous solution or slurry is emulsified in a liquid containing a flammable liquid to form an emulsion, and the emulsion is formed into droplets, and the droplets are heated and melted to be vitrified and spherical. A method for producing a phosphate glass spherical solid body.
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