白色ガラス粒子およびその製造方法
【課題】白色ガラス粒子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】白色ガラス粒子は、ガラス微粒子の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率を１％〜５０％とすることで得られる。平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子の５〜１００倍であるガラス粒子と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス粒子を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法で製造する。
【解決手段】白色ガラス粒子は、ガラス微粒子の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率を１％〜５０％とすることで得られる。平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子の５〜１００倍であるガラス粒子と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス粒子を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法で製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色ガラス粒子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色ガラスとしては、透明ガラス中に、屈折率の異なる粒子等を介在させ、光散乱を生じさせることにより、あるいは初めから不透明な微細粒子を一定量均一分散させることにより、光透過率を低減させたガラスが多くある。これらは、一般に乳白色ガラスと呼ばれ、美観や保存安定性が良好である点から、建築材料等広汎に使用されている。また、この乳白色ガラスを破砕または製造時に成形加工し、粒子化した白色骨材は、建築材料、土木材料、プラスチック材料、設備機器等の分野で、美観性を付与する目的で用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような乳白色ガラス粒子を、骨材として使用する場合、粒子の大きさや形状が均一であること、また比重が軽いことが望まれる。
前記のような乳白色ガラスは、一般に、弗化物系、硼酸系、リン酸系のものが知られている（例えば、特許文献１等）。しかしながら、これらを工業的に製造する場合、弗化物系はガラス溶融時に発生する、フッ素ガスが人体や環境へ有害であり、硼酸系、リン酸系では白色度のムラが大きいという問題があった。一方、アルカリ金属やアルカリ土類金属酸化物を混合し白色化させたガラスを作製した場合であっても、これらを破砕により作製した粒子は、粒子の大きさや形状を制御することが難しく、粒子を研磨する必要があった。また、溶融時に粒子状に成形する場合、特殊な設備が必要であった。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７７１４２
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述のような問題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、特定の構成からなる白色ガラス粒子およびその製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の白色ガラス粒子およびその製造方法に係る。
１．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
２．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
３．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
４．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）を分散させた分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、１．に記載の白色ガラス粒子の製造方法。
５．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、２．に記載の白色ガラス粒子の製造方法。
６．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス粒子（Ｃ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、３．に記載の白色ガラス粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の白色ガラス粒子は、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることにより白色を有するものである。本発明の白色粒子は、粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子の凝集体に由来するものであるため、独立気泡および空隙率の設定が容易であり、白色度のムラを防ぎ、さらに、白色度を調節したガラス粒子を得ることができる。また、本発明の製造方法では、製造時の有害ガスの発生が少ないため環境負荷は小さく、ガラス微粒子凝集体を作製する工程において、粒子を予め成形するため、成形時に特別な装置等の必要はなく、目的とする形状の粒子を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【０００８】
本発明の白色ガラス粒子は、粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることにより白色を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、粒子が複数の独立気泡を内包することにより、光の反射（乱反射）・屈折効果によって、粒子を白色化することができる。
本発明における独立気泡の必要個数は、白色粒子の粒子径や、独立気泡自体の大きさ等により異なるため、最低必要な個数を明確にすることは困難であるが、少なくとも、目視によりガラス粒子が白色と認識されるために必要な個数であり、本発明では、この個数を「複数」と表現している。このような粒子の独立気泡の割合は、空隙率が体積比率で１％〜５０％（好ましくは２％〜４０％、さらには３％〜３０％）である。このような範囲であることによって、白色度にムラのない粒子を作製することができる。空隙率が１％より小さい場合、また、粒子内層部の独立気泡の数が不十分な場合粒子内層部の透明性が高くなり、光の反射・屈折効果が得られにくい。空隙率が５０％より大きい場合、粒子の強度が低下する。
【００１０】
このような独立気泡の直径としては、特に限定されないが、１００μｍ以下、さらには０．１μｍ以上８０μｍ以下、さらには０．２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。このような直径１００μｍ以下の独立気泡が空隙率１％〜５０％にて存在していれば、本発明の効果を損なわない程度に直径１００μｍ超の独立気泡が存在していてもよい。
【００１１】
このような粒子の独立気泡は、ガラス微粒子の凝集体に由来するものであり、微粒子凝集体の粒子間に存在する空孔等により独立気泡が生成される。
【００１２】
このような凝集体のガラス微粒子成分は、平均粒子径の上限が２００μｍ以下で、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）である。このようなガラス微粒子（Ａ）の平均粒子径の下限は、通常０．１μｍ以上で、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。このような場合、粒子間の間隙等により独立気泡が生成しやすい。また、空隙率が高く、大きさ１００μｍ以下の独立気泡が生成されやすい。また、本発明において、該微粒子（Ａ）は、融点が６５０〜８５０℃、比重が２〜４の扁平状であることが好ましい。なお、本発明の粒子径とは、粒子の長径である。
【００１３】
さらに、作製した白色ガラス粒子の、形状安定性や強度の向上、独立気泡の調整による白色度の制御の為に、ガラス微粒子（Ａ）と、粒子径、融点、形状等の異なるガラス粒子を適宜混合することができる。
【００１４】
例えば、該ガラス微粒子（Ａ）に対して、粒子径が５〜１００倍のガラス粒子（Ｂ）を混合することにより、成形時における粒子形状の安定性効果がある。特に、扁平状粒子の成形時における形状安定性に有効である。このときのガラス微粒子（Ａ）とガラス粒子（Ｂ）の混合比は、重量比率で１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：２〜１００：１５０、さらに好ましくは１００：５〜１００：１００である。１００：２００以上、（Ｂ）を過剰に混合した場合、白色度が低下する恐れがある。また、ガラス粒子（Ｂ）は、平均粒子径が１００〜１５００μｍ、融点が６５０〜８５０℃、比重が２〜４の扁平状であることが好ましい。
【００１５】
また、作製した白色ガラス粒子において、白色度を調整したい場合、ガラス微粒子（Ａ）の一部を融点が約４５０〜６５０℃、比重が２〜４のガラス微粒子（Ａ−２）で置換する。この場合のガラス微粒子（Ａ）と（Ａ−２）の混合比は重量比率で、１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：５〜１００：１００である。（Ａ−２）を過剰に混合した場合、白色度が低下する恐れがある。
【００１６】
さらに、該ガラス微粒子（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）のうち任意に混合した混合物に対して、平均粒子径の上限が２００μｍ以下、さらには１５０μｍ以下、さらには１００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）を混合することにより、意図的に空隙を調整し白色度を制御することができる。このような中空ガラス微粒子（Ｃ）の平均粒子径の下限は、通常０．５μｍ以上、さらには１μｍ以上である。例えば、上記のような、該微粒子（Ａ）、（Ａ）＋（Ａ−２）の混合物、（Ａ）＋（Ｂ）の混合物に、該微粒子（Ｃ）を混合することで白色度を向上することができる。また、該微粒子（Ａ−２）、（Ｂ）、（Ａ−２）＋（Ｂ）の混合物、（Ａ）＋（Ａ−２）＋（Ｂ）の混合物において、白色度を向上させることができる。このときの混合比は、（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）のうち任意に混合した混合物１００重量部に対して、中空ガラス微粒子（Ｃ）を１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部、さらに好ましくは３〜３０重量部である。このようなガラス微粒子（Ｃ）は、融点が６５０〜８５０℃、かさ比重が０．０５〜１．５であることが好ましい。
【００１７】
また、作製した白色ガラス粒子の形状は、例えば、球状や楕円状、りん片状、板状、円盤状、半球状、星型状、花弁状、リボン状、ヒトデ状、不定形状、多角板状、楕円板状等の扁平状、その他に、棒状、針状、紡錘状等があげられる。
【００１８】
本発明の白色ガラス粒子の比重は、使用する成分にもよるが、０．５以上２．７以下であることが好ましい。通常の独立気泡を有さないガラス粒子の比重は、２．０以上４．５以下程度であるが、本発明の白色ガラス粒子は、独立気泡を有しているため、通常の独立気泡を有さないガラス粒子に比べて、軽量となっている。
よって、軽量であるが故、建築材料、土木材料、プラスチック材料、設備機器等として用いた場合、基材へかかる重量負荷を低減することができ、脱落やずれ落ち等を抑制することができる。また、輸送費用等のコストも低減することができる。
【００１９】
なお、比重は、ＪＩＳ Ｚ ８８０７−１９７６ 固体比重測定方法 「６．体積からの測定方法」に準じて測定した値である。
【００２０】
また、必要に応じ、白色粒子表面に、着色層や、保護層が積層されていてもよい。保護層としては、例えば、耐水性、耐酸性、耐塩基性、耐光性、耐候性、耐摩耗性、抗菌性等の性能を付与することができ、保護層で用いる結合材としては、ガラス、水ガラス、低融点ガラス、シリコン樹脂、アルコキシシラン、シランカップリング材等の無機結合剤や、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等の有機結合剤等が挙げられ、必要に応じ、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、難燃剤、防虫剤、化学物質吸着剤、吸放湿性物質、香料、触媒、光触媒、蓄光剤、蛍光剤、光輝性顔料等の添加剤を混合することもできる。
【００２１】
なお、粒子径、空隙率、独立気泡の直径は、走査型電子顕微鏡（日本電子製：ＪＳＭ５３０１ＬＶ）で観察し、算出した値である。
具体的に、独立気泡の直径は、粒子の断面を、走査型電子顕微鏡（日本電子製：ＪＳＭ５３０１ＬＶ）で観察した値であり、空隙率は、観察した顕微鏡写真における独立気泡の面積から算出した値である。但し、空隙率は、独立気泡の直径が０．１μｍ以上のものについて測定し、算出した値である。
【００２２】
本発明では、上記のガラス微粒子を分散させた分散液を凝集し成形後、該凝集体を熱処理することにより、白色ガラス粒子を得ることができる。このときの焼成温度は、使用するガラス微粒子の融点に応じ適宜設定すればよいが、通常２００℃以上１５００℃以下、好ましくは３００℃以上１２００℃未満である。
【００２３】
該ガラス微粒子凝集体の、成形方法としては、ガラス微粒子を、固着材、溶剤と混合した溶液を凝集させ成形する。その方法としては、造粒法、滴下法、型枠成形法等があげられる。特に、滴下法及び型枠成形法が好ましい。さらに、必要に応じて形成した凝集体を破砕、切断することもできる。このように作製した粒子の形状は、球状や楕円状、りん片状、板状、円盤状、半球状、星型状、花弁状、リボン状、ヒトデ状、不定形状、多角板状、楕円板状等の扁平状、その他に、棒状、針状、紡錘状等があげられ、所望の形状に調整することができる。
【００２４】
このようなガラス微粒子凝集体を、乾燥後、熱処理すると、粒子間隙に入り込んだ、固着材、溶剤等により独立気泡を生成する場合と、粒子凝集体の粒子間に存在する空孔、中空粒子等により独立気泡が生成される場合がある。ガラス微粒子の大きさや、固着材、溶剤等の添加剤を適宜選定することにより、所望の白色ガラス粒子を製造することができる。
【００２５】
固着材としては、例えば、澱粉、変性澱粉、カゼイン、大豆蛋白、セルロース誘導体、グァーガム、ガティガム、トラガントガム、キサンタンガム、プルラン、カシアガム、アラビノガラクタン、スクレロガム、カラギーナン、寒天、ローカストビーンガム、タラガム、アラビアガム、タマリンドガム、ジェランガム、寒天、ゼラチン、ペクチン、ローカストビーンガム、キサンタンガム、アルギン酸、アルギン酸ソーダ、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
溶剤としては、例えば、水、アルコール類、ポリオール類、ケトン類、ポリエーテル類、エステル類、カルボン酸類、ポリカルボン酸類、セルロース類、糖類、スルホン酸類、アミノ酸類、アミン類等が挙げられ、本発明では特に、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、グルセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール等を用いることが好ましい。
【００２６】
上記のような固着材及び溶剤に、ガラス微粒子を分散させ、成形、乾燥することで、所望の形状を有したガラス凝集体を得ることができる。さらに、ガラス微粒子、固着材、溶剤に加え、必要に応じ、融剤、硬化剤、凝集剤、酸化剤、還元剤、分散剤、錯化剤、着色成分等の添加剤を混合してもよい。また、この場合のガラス微粒子の濃度、分散液の粘度等は、上記の溶剤により適宜調整することができる。
【００２７】
具体的に、以下に例示する方法で凝集体を成形することができる。
（１）ガラス微粒子（Ａ）を、固着材、溶剤に分散した分散液を凝集させ、ガラス微粒子（Ａ）由来の凝集体を成形する。
【００２８】
（２）ガラス微粒子（Ａ）と、粒子径が５〜１００倍のガラス粒子（Ｂ）を固着材、溶剤に分散した分散液を凝集させ、ガラス微粒子（Ａ）およびガラス（Ｂ）由来の凝集体を成形する。（Ａ）と（Ｂ）の混合比率は、重量比率で１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：２〜１００：１５０、さらに好ましくは１００：５〜１００：１００である。
【００２９】
（３）該ガラス微粒子（Ａ）と、融点が４５０〜６５０℃の粒状ガラス微粒子（Ａ−２）を固着材、溶剤に分散した分散液を凝集させ、ガラス微粒子（Ａ）およびガラス微粒子（Ａ−２）由来の凝集体を成形する。（Ａ）と（Ａ−２）の混合比率は、重量比率で１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：５〜１００：１００である。
【００３０】
（４）該ガラス微粒子（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）から選ばれる１種以上と、粒子径２００μｍ以下、さらには１５０μｍ以下、さらには１００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）を固着剤、溶剤を分散した分散液を凝集させ、凝集体を成形する。このとき、該ガラス微粒子（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）を任意に混合した混合物１００重量部に対して、中空ガラス微粒子（Ｃ）は１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部、さらに好ましくは３〜３０重量部混合することが好ましい。
【００３１】
上記のガラス微粒子凝集体を熱処理温度、通常２００℃〜１５００℃、さらには４００℃〜１３００℃で処理することが好ましく、処理時間は、通常１〜１２０分程度で処理することによって白色ガラス粒子を得ることができる。
【００３２】
このように製造された白色ガラス粒子は、白色度のムラが少なく、さらに、白色度を調節したガラス粒子を得ることができる。また、ガラス微粒子凝集体を作製する工程において、粒子を予め成形するため、成形時に特別な装置等の必要はなく、目的とする形状の粒子を容易に製造することができるため好ましい。
【００３３】
本発明の白色ガラス粒子は、建築材料、土木材料、プラスチック材料、設備機器等の分野で使用することが可能であり、例えば塗料、舗装材、シート建材、プラスチック成形物等を構成する成分として用いることができる。また、本発明の白色ガラス粒子は、強度に加えて、耐火性、防火性等にも優れており、このような性能が要求される材料にも使用することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【００３５】
（試験例１）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点７５０℃）５０重量％とアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子１を得た。得られたガラス粒子１は、粒子端にややソリのある板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色を示していた。なお、空隙率が１３％（平均サイズ２μｍの複数の独立気泡）、比重が２．３、平均粒子径が長径５ｍｍ、短径３ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであった。
また、得られたガラス粒子１の強度を評価するため、得られたガラス粒子１を１００個用意し、プレス機にて０．２ｋＮ／ｃｍ２の加重を加え、１０秒間加圧した。圧を取り除いた後、割れた粒子の数を求めることによって、その強度を評価した。その結果、ガラス粒子１では、割れた粒子は無く、初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３６】
（試験例２）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点７５０℃）４０重量％、粒子径１６０μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点７５０℃）１０重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子２を得た。
得られたガラス粒子２は、板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色を示していた。なお、空隙率が１２％（平均サイズ２μｍの複数の独立気泡）、比重が２．３、平均粒子径が長径５．２ｍｍ、短径３．２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであった。
また、ガラス粒子２について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子２は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３７】
（試験例３）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）３５重量％、粒子径８０μｍのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）１５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子３を得た。
得られたガラス粒子３は、板状の形状を有し、やや透明な白色を示していた。なお、空隙率が１０％（平均サイズ１２μｍの複数の独立気泡）、比重が２．４、平均粒子径が長径４．６ｍｍ、短径３．２ｍｍ、厚さ０．８ｍｍであった。
また、ガラス粒子３について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子３は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３８】
（試験例４）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）２５重量％、粒子径１６０μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）１０重量％、粒子径８０μｍのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）１０重量％、粒子径１３μｍの中空状ガラス微粒子（比重：０．４、融点：７５０℃）５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子４を得た。
得られたガラス粒子４は、板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色を示していた。なお、空隙率が２２％（平均サイズ１１μｍの複数の独立気泡）、比重が１．７、平均粒子径が長径５．３ｍｍ、短径３．２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであった。
また、ガラス粒子４について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子４は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３９】
（試験例５）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）５重量％、粒子径８０μmのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）４５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子５を得た。
得られたガラス粒子５は、形状が半球状であり、透明であった。なお、空隙率が１％（平均サイズ１μｍの複数の独立気泡）、比重が２．６、平均粒子径が長径３．２ｍｍ、短径２．２ｍｍ、厚さ１．４ｍｍであった。
また、ガラス粒子５について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子５は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００４０】
（試験例６）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）５重量％、粒子径１６０μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）５重量％、粒子径８０μmのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）５重量％、粒子径１３μｍの中空状ガラス微粒子（比重：０．４、融点：７５０℃）３５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子６を得た。
得られたガラス粒子６は、板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色であった。なお、空隙率が７０％（平均サイズ１１μｍの複数の独立気泡）、比重が０．５、平均粒子径が長径６．０ｍｍ、短径３．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍであった。しかしながら、ガラス粒子６について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子６は、空隙が過剰に存在するため強度が低下し、６４個の粒子が割れており、初期の形状は保持されていなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色ガラス粒子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、白色ガラスとしては、透明ガラス中に、屈折率の異なる粒子等を介在させ、光散乱を生じさせることにより、あるいは初めから不透明な微細粒子を一定量均一分散させることにより、光透過率を低減させたガラスが多くある。これらは、一般に乳白色ガラスと呼ばれ、美観や保存安定性が良好である点から、建築材料等広汎に使用されている。また、この乳白色ガラスを破砕または製造時に成形加工し、粒子化した白色骨材は、建築材料、土木材料、プラスチック材料、設備機器等の分野で、美観性を付与する目的で用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような乳白色ガラス粒子を、骨材として使用する場合、粒子の大きさや形状が均一であること、また比重が軽いことが望まれる。
前記のような乳白色ガラスは、一般に、弗化物系、硼酸系、リン酸系のものが知られている（例えば、特許文献１等）。しかしながら、これらを工業的に製造する場合、弗化物系はガラス溶融時に発生する、フッ素ガスが人体や環境へ有害であり、硼酸系、リン酸系では白色度のムラが大きいという問題があった。一方、アルカリ金属やアルカリ土類金属酸化物を混合し白色化させたガラスを作製した場合であっても、これらを破砕により作製した粒子は、粒子の大きさや形状を制御することが難しく、粒子を研磨する必要があった。また、溶融時に粒子状に成形する場合、特殊な設備が必要であった。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７７１４２
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述のような問題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、特定の構成からなる白色ガラス粒子およびその製造方法を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の白色ガラス粒子およびその製造方法に係る。
１．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
２．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
３．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
４．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）を分散させた分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、１．に記載の白色ガラス粒子の製造方法。
５．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、２．に記載の白色ガラス粒子の製造方法。
６．平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス粒子（Ｃ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、３．に記載の白色ガラス粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の白色ガラス粒子は、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることにより白色を有するものである。本発明の白色粒子は、粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子の凝集体に由来するものであるため、独立気泡および空隙率の設定が容易であり、白色度のムラを防ぎ、さらに、白色度を調節したガラス粒子を得ることができる。また、本発明の製造方法では、製造時の有害ガスの発生が少ないため環境負荷は小さく、ガラス微粒子凝集体を作製する工程において、粒子を予め成形するため、成形時に特別な装置等の必要はなく、目的とする形状の粒子を容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【０００８】
本発明の白色ガラス粒子は、粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることにより白色を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、粒子が複数の独立気泡を内包することにより、光の反射（乱反射）・屈折効果によって、粒子を白色化することができる。
本発明における独立気泡の必要個数は、白色粒子の粒子径や、独立気泡自体の大きさ等により異なるため、最低必要な個数を明確にすることは困難であるが、少なくとも、目視によりガラス粒子が白色と認識されるために必要な個数であり、本発明では、この個数を「複数」と表現している。このような粒子の独立気泡の割合は、空隙率が体積比率で１％〜５０％（好ましくは２％〜４０％、さらには３％〜３０％）である。このような範囲であることによって、白色度にムラのない粒子を作製することができる。空隙率が１％より小さい場合、また、粒子内層部の独立気泡の数が不十分な場合粒子内層部の透明性が高くなり、光の反射・屈折効果が得られにくい。空隙率が５０％より大きい場合、粒子の強度が低下する。
【００１０】
このような独立気泡の直径としては、特に限定されないが、１００μｍ以下、さらには０．１μｍ以上８０μｍ以下、さらには０．２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。このような直径１００μｍ以下の独立気泡が空隙率１％〜５０％にて存在していれば、本発明の効果を損なわない程度に直径１００μｍ超の独立気泡が存在していてもよい。
【００１１】
このような粒子の独立気泡は、ガラス微粒子の凝集体に由来するものであり、微粒子凝集体の粒子間に存在する空孔等により独立気泡が生成される。
【００１２】
このような凝集体のガラス微粒子成分は、平均粒子径の上限が２００μｍ以下で、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは８０μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）である。このようなガラス微粒子（Ａ）の平均粒子径の下限は、通常０．１μｍ以上で、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。このような場合、粒子間の間隙等により独立気泡が生成しやすい。また、空隙率が高く、大きさ１００μｍ以下の独立気泡が生成されやすい。また、本発明において、該微粒子（Ａ）は、融点が６５０〜８５０℃、比重が２〜４の扁平状であることが好ましい。なお、本発明の粒子径とは、粒子の長径である。
【００１３】
さらに、作製した白色ガラス粒子の、形状安定性や強度の向上、独立気泡の調整による白色度の制御の為に、ガラス微粒子（Ａ）と、粒子径、融点、形状等の異なるガラス粒子を適宜混合することができる。
【００１４】
例えば、該ガラス微粒子（Ａ）に対して、粒子径が５〜１００倍のガラス粒子（Ｂ）を混合することにより、成形時における粒子形状の安定性効果がある。特に、扁平状粒子の成形時における形状安定性に有効である。このときのガラス微粒子（Ａ）とガラス粒子（Ｂ）の混合比は、重量比率で１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：２〜１００：１５０、さらに好ましくは１００：５〜１００：１００である。１００：２００以上、（Ｂ）を過剰に混合した場合、白色度が低下する恐れがある。また、ガラス粒子（Ｂ）は、平均粒子径が１００〜１５００μｍ、融点が６５０〜８５０℃、比重が２〜４の扁平状であることが好ましい。
【００１５】
また、作製した白色ガラス粒子において、白色度を調整したい場合、ガラス微粒子（Ａ）の一部を融点が約４５０〜６５０℃、比重が２〜４のガラス微粒子（Ａ−２）で置換する。この場合のガラス微粒子（Ａ）と（Ａ−２）の混合比は重量比率で、１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：５〜１００：１００である。（Ａ−２）を過剰に混合した場合、白色度が低下する恐れがある。
【００１６】
さらに、該ガラス微粒子（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）のうち任意に混合した混合物に対して、平均粒子径の上限が２００μｍ以下、さらには１５０μｍ以下、さらには１００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）を混合することにより、意図的に空隙を調整し白色度を制御することができる。このような中空ガラス微粒子（Ｃ）の平均粒子径の下限は、通常０．５μｍ以上、さらには１μｍ以上である。例えば、上記のような、該微粒子（Ａ）、（Ａ）＋（Ａ−２）の混合物、（Ａ）＋（Ｂ）の混合物に、該微粒子（Ｃ）を混合することで白色度を向上することができる。また、該微粒子（Ａ−２）、（Ｂ）、（Ａ−２）＋（Ｂ）の混合物、（Ａ）＋（Ａ−２）＋（Ｂ）の混合物において、白色度を向上させることができる。このときの混合比は、（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）のうち任意に混合した混合物１００重量部に対して、中空ガラス微粒子（Ｃ）を１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部、さらに好ましくは３〜３０重量部である。このようなガラス微粒子（Ｃ）は、融点が６５０〜８５０℃、かさ比重が０．０５〜１．５であることが好ましい。
【００１７】
また、作製した白色ガラス粒子の形状は、例えば、球状や楕円状、りん片状、板状、円盤状、半球状、星型状、花弁状、リボン状、ヒトデ状、不定形状、多角板状、楕円板状等の扁平状、その他に、棒状、針状、紡錘状等があげられる。
【００１８】
本発明の白色ガラス粒子の比重は、使用する成分にもよるが、０．５以上２．７以下であることが好ましい。通常の独立気泡を有さないガラス粒子の比重は、２．０以上４．５以下程度であるが、本発明の白色ガラス粒子は、独立気泡を有しているため、通常の独立気泡を有さないガラス粒子に比べて、軽量となっている。
よって、軽量であるが故、建築材料、土木材料、プラスチック材料、設備機器等として用いた場合、基材へかかる重量負荷を低減することができ、脱落やずれ落ち等を抑制することができる。また、輸送費用等のコストも低減することができる。
【００１９】
なお、比重は、ＪＩＳ Ｚ ８８０７−１９７６ 固体比重測定方法 「６．体積からの測定方法」に準じて測定した値である。
【００２０】
また、必要に応じ、白色粒子表面に、着色層や、保護層が積層されていてもよい。保護層としては、例えば、耐水性、耐酸性、耐塩基性、耐光性、耐候性、耐摩耗性、抗菌性等の性能を付与することができ、保護層で用いる結合材としては、ガラス、水ガラス、低融点ガラス、シリコン樹脂、アルコキシシラン、シランカップリング材等の無機結合剤や、アクリル樹脂、アクリルシリコン樹脂、フッ素樹脂等の有機結合剤等が挙げられ、必要に応じ、紫外線吸収剤、酸化防止剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、難燃剤、防虫剤、化学物質吸着剤、吸放湿性物質、香料、触媒、光触媒、蓄光剤、蛍光剤、光輝性顔料等の添加剤を混合することもできる。
【００２１】
なお、粒子径、空隙率、独立気泡の直径は、走査型電子顕微鏡（日本電子製：ＪＳＭ５３０１ＬＶ）で観察し、算出した値である。
具体的に、独立気泡の直径は、粒子の断面を、走査型電子顕微鏡（日本電子製：ＪＳＭ５３０１ＬＶ）で観察した値であり、空隙率は、観察した顕微鏡写真における独立気泡の面積から算出した値である。但し、空隙率は、独立気泡の直径が０．１μｍ以上のものについて測定し、算出した値である。
【００２２】
本発明では、上記のガラス微粒子を分散させた分散液を凝集し成形後、該凝集体を熱処理することにより、白色ガラス粒子を得ることができる。このときの焼成温度は、使用するガラス微粒子の融点に応じ適宜設定すればよいが、通常２００℃以上１５００℃以下、好ましくは３００℃以上１２００℃未満である。
【００２３】
該ガラス微粒子凝集体の、成形方法としては、ガラス微粒子を、固着材、溶剤と混合した溶液を凝集させ成形する。その方法としては、造粒法、滴下法、型枠成形法等があげられる。特に、滴下法及び型枠成形法が好ましい。さらに、必要に応じて形成した凝集体を破砕、切断することもできる。このように作製した粒子の形状は、球状や楕円状、りん片状、板状、円盤状、半球状、星型状、花弁状、リボン状、ヒトデ状、不定形状、多角板状、楕円板状等の扁平状、その他に、棒状、針状、紡錘状等があげられ、所望の形状に調整することができる。
【００２４】
このようなガラス微粒子凝集体を、乾燥後、熱処理すると、粒子間隙に入り込んだ、固着材、溶剤等により独立気泡を生成する場合と、粒子凝集体の粒子間に存在する空孔、中空粒子等により独立気泡が生成される場合がある。ガラス微粒子の大きさや、固着材、溶剤等の添加剤を適宜選定することにより、所望の白色ガラス粒子を製造することができる。
【００２５】
固着材としては、例えば、澱粉、変性澱粉、カゼイン、大豆蛋白、セルロース誘導体、グァーガム、ガティガム、トラガントガム、キサンタンガム、プルラン、カシアガム、アラビノガラクタン、スクレロガム、カラギーナン、寒天、ローカストビーンガム、タラガム、アラビアガム、タマリンドガム、ジェランガム、寒天、ゼラチン、ペクチン、ローカストビーンガム、キサンタンガム、アルギン酸、アルギン酸ソーダ、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
溶剤としては、例えば、水、アルコール類、ポリオール類、ケトン類、ポリエーテル類、エステル類、カルボン酸類、ポリカルボン酸類、セルロース類、糖類、スルホン酸類、アミノ酸類、アミン類等が挙げられ、本発明では特に、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、グルセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール等を用いることが好ましい。
【００２６】
上記のような固着材及び溶剤に、ガラス微粒子を分散させ、成形、乾燥することで、所望の形状を有したガラス凝集体を得ることができる。さらに、ガラス微粒子、固着材、溶剤に加え、必要に応じ、融剤、硬化剤、凝集剤、酸化剤、還元剤、分散剤、錯化剤、着色成分等の添加剤を混合してもよい。また、この場合のガラス微粒子の濃度、分散液の粘度等は、上記の溶剤により適宜調整することができる。
【００２７】
具体的に、以下に例示する方法で凝集体を成形することができる。
（１）ガラス微粒子（Ａ）を、固着材、溶剤に分散した分散液を凝集させ、ガラス微粒子（Ａ）由来の凝集体を成形する。
【００２８】
（２）ガラス微粒子（Ａ）と、粒子径が５〜１００倍のガラス粒子（Ｂ）を固着材、溶剤に分散した分散液を凝集させ、ガラス微粒子（Ａ）およびガラス（Ｂ）由来の凝集体を成形する。（Ａ）と（Ｂ）の混合比率は、重量比率で１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：２〜１００：１５０、さらに好ましくは１００：５〜１００：１００である。
【００２９】
（３）該ガラス微粒子（Ａ）と、融点が４５０〜６５０℃の粒状ガラス微粒子（Ａ−２）を固着材、溶剤に分散した分散液を凝集させ、ガラス微粒子（Ａ）およびガラス微粒子（Ａ−２）由来の凝集体を成形する。（Ａ）と（Ａ−２）の混合比率は、重量比率で１００：１〜１００：２００、好ましくは１００：５〜１００：１００である。
【００３０】
（４）該ガラス微粒子（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）から選ばれる１種以上と、粒子径２００μｍ以下、さらには１５０μｍ以下、さらには１００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）を固着剤、溶剤を分散した分散液を凝集させ、凝集体を成形する。このとき、該ガラス微粒子（Ａ）、（Ａ−２）、（Ｂ）を任意に混合した混合物１００重量部に対して、中空ガラス微粒子（Ｃ）は１〜１００重量部、好ましくは２〜５０重量部、さらに好ましくは３〜３０重量部混合することが好ましい。
【００３１】
上記のガラス微粒子凝集体を熱処理温度、通常２００℃〜１５００℃、さらには４００℃〜１３００℃で処理することが好ましく、処理時間は、通常１〜１２０分程度で処理することによって白色ガラス粒子を得ることができる。
【００３２】
このように製造された白色ガラス粒子は、白色度のムラが少なく、さらに、白色度を調節したガラス粒子を得ることができる。また、ガラス微粒子凝集体を作製する工程において、粒子を予め成形するため、成形時に特別な装置等の必要はなく、目的とする形状の粒子を容易に製造することができるため好ましい。
【００３３】
本発明の白色ガラス粒子は、建築材料、土木材料、プラスチック材料、設備機器等の分野で使用することが可能であり、例えば塗料、舗装材、シート建材、プラスチック成形物等を構成する成分として用いることができる。また、本発明の白色ガラス粒子は、強度に加えて、耐火性、防火性等にも優れており、このような性能が要求される材料にも使用することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。
【００３５】
（試験例１）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点７５０℃）５０重量％とアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子１を得た。得られたガラス粒子１は、粒子端にややソリのある板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色を示していた。なお、空隙率が１３％（平均サイズ２μｍの複数の独立気泡）、比重が２．３、平均粒子径が長径５ｍｍ、短径３ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであった。
また、得られたガラス粒子１の強度を評価するため、得られたガラス粒子１を１００個用意し、プレス機にて０．２ｋＮ／ｃｍ２の加重を加え、１０秒間加圧した。圧を取り除いた後、割れた粒子の数を求めることによって、その強度を評価した。その結果、ガラス粒子１では、割れた粒子は無く、初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３６】
（試験例２）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点７５０℃）４０重量％、粒子径１６０μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点７５０℃）１０重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子２を得た。
得られたガラス粒子２は、板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色を示していた。なお、空隙率が１２％（平均サイズ２μｍの複数の独立気泡）、比重が２．３、平均粒子径が長径５．２ｍｍ、短径３．２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであった。
また、ガラス粒子２について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子２は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３７】
（試験例３）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）３５重量％、粒子径８０μｍのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）１５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子３を得た。
得られたガラス粒子３は、板状の形状を有し、やや透明な白色を示していた。なお、空隙率が１０％（平均サイズ１２μｍの複数の独立気泡）、比重が２．４、平均粒子径が長径４．６ｍｍ、短径３．２ｍｍ、厚さ０．８ｍｍであった。
また、ガラス粒子３について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子３は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３８】
（試験例４）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）２５重量％、粒子径１６０μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）１０重量％、粒子径８０μｍのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）１０重量％、粒子径１３μｍの中空状ガラス微粒子（比重：０．４、融点：７５０℃）５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子４を得た。
得られたガラス粒子４は、板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色を示していた。なお、空隙率が２２％（平均サイズ１１μｍの複数の独立気泡）、比重が１．７、平均粒子径が長径５．３ｍｍ、短径３．２ｍｍ、厚さ０．７ｍｍであった。
また、ガラス粒子４について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子４は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００３９】
（試験例５）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）５重量％、粒子径８０μmのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）４５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子５を得た。
得られたガラス粒子５は、形状が半球状であり、透明であった。なお、空隙率が１％（平均サイズ１μｍの複数の独立気泡）、比重が２．６、平均粒子径が長径３．２ｍｍ、短径２．２ｍｍ、厚さ１．４ｍｍであった。
また、ガラス粒子５について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子５は、割れた粒子は無く、全ての粒子で初期の形状が保たれており、優れた強度を有していた。
【００４０】
（試験例６）粒子径１５μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）５重量％、粒子径１６０μｍのりん片状ガラス微粒子（比重：２．６、融点：７５０℃）５重量％、粒子径８０μmのガラス微粒子（比重：２．６、融点：６００℃）５重量％、粒子径１３μｍの中空状ガラス微粒子（比重：０．４、融点：７５０℃）３５重量％、及びアルギン酸ナトリウム１重量％を含む水溶液を長径７ｍｍ、短径４ｍｍ、厚さ１ｍｍの型枠に流し込み板状に成型後、５重量％の塩化カルシウムを含む溶液を噴霧し、５０℃で３時間乾燥させ、りん片状ガラス微粒子の凝集成形物を得た。このガラス微粒子凝集物を８００℃で１５分間焼成し、ガラス粒子６を得た。
得られたガラス粒子６は、板状の形状を有し、粒子全体が均一な白色であった。なお、空隙率が７０％（平均サイズ１１μｍの複数の独立気泡）、比重が０．５、平均粒子径が長径６．０ｍｍ、短径３．５ｍｍ、厚さ０．８ｍｍであった。しかしながら、ガラス粒子６について、実施例１と同様の強度試験を行った結果、ガラス粒子６は、空隙が過剰に存在するため強度が低下し、６４個の粒子が割れており、初期の形状は保持されていなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
【請求項２】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
【請求項３】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
【請求項４】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）を分散させた分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法。
【請求項５】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法。
【請求項６】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス粒子（Ｃ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法。
【請求項１】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
【請求項２】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
【請求項３】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス微粒子（Ｃ）の凝集体に由来し、直径１００μｍ以下の独立気泡を複数内包し、空隙率が１％〜５０％であることを特徴とする白色ガラス粒子。
【請求項４】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）を分散させた分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法。
【請求項５】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）と平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法。
【請求項６】
平均粒子径２００μｍ以下のガラス微粒子（Ａ）及び／または平均粒子径が該ガラス微粒子（Ａ）の５〜１００倍であるガラス粒子（Ｂ）と平均粒子径２００μｍ以下の中空ガラス粒子（Ｃ）を含む分散液を凝集させて、粒子径０．１ｍｍ〜５０ｍｍで成形し凝集体を得る工程、該凝集体を２００℃〜１５００℃で熱処理する工程を含む、白色ガラス粒子の製造方法。
【公開番号】特開２００８−１８９５３６（Ｐ２００８−１８９５３６Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８５１５（Ｐ２００７−２８５１５）
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００１８０２８７）エスケー化研株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００１８０２８７）エスケー化研株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]