(57)【要約】  【課題】  包装容器内で大きな塊を生じることがないフレーク状ガラス凝集体の製造方法およびそれによって得られる凝集体を提供する。  【解決手段】  フレーク状ガラスと結着剤とを含む混合物１０を、（たとえば乾燥炉１１で）１００℃以上の温度で乾燥させることによってフレーク状ガラスの凝集体を形成する第１の工程と、（たとえば冷却装置１２で）凝集体を８０℃以下に冷却する第２の工程と、冷却された凝集体を包装容器内に封入する第３の工程とを含む。【選択図】  図１
2006151776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーク状ガラスと結着剤とを含む混合物を１００℃以上の温度で乾燥させることによって前記フレーク状ガラスの凝集体を形成する第１の工程と、
前記凝集体を８０℃以下に冷却する第２の工程と、
冷却された前記凝集体を包装容器内に封入する第３の工程とを含む、フレーク状ガラス凝集体の製造方法。
【請求項２】
前記フレーク状ガラスは、（平均粒径）／（平均厚さ）の値が３０〜１２０の範囲にある請求項１に記載のフレーク状ガラス凝集体の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、４０℃以下の気体を前記凝集体に吹き付けることによって前記凝集体を冷却する請求項１または２に記載の、フレーク状ガラス凝集体の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載された製造方法で製造されたフレーク状ガラス凝集体。
【請求項５】
目開き４ｍｍのふるいを通過しないものが０．５質量％以下であり、目開き１５０μｍのふるいを通過しないものが９０質量％以上である請求項４に記載のフレーク状ガラス凝集体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレーク状ガラスの凝集体の製造方法およびフレーク状ガラス凝集体に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレーク状ガラスは、様々な用途に用いられている。たとえば、フレーク状ガラスを含む熱可塑性樹脂は、成形材料として優れた特性を発揮する。
【０００３】
しかし、フレーク状ガラスは微小な粒子であるため、そのままの状態では飛散性が高く、熱可塑性樹脂に配合するまでの作業性が悪いという問題があった。そのため、従来から、フレーク状ガラスを凝集させて顆粒状にする方法が提案されている（たとえば特許文献１および２参照）。
【０００４】
フレーク状ガラスの凝集体は、樹脂を含む溶液をフレーク状ガラスに吹き付けて撹拌したのち、乾燥することによって形成できる。この乾燥は、通常、１００℃以上の温度でなされる。乾燥後の凝集体はできるだけ早く製造ラインから排出する必要があるため、一般的に、乾燥後に冷却せずにフレーク状ガラスの凝集体を包装容器に封入していた。
【特許文献１】特開昭６３−２２５５５４号公報
【特許文献２】特開平２−１２４７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の製造方法では、包装容器内でフレーク状ガラスの凝集体同士がさらに凝集し、大きな塊（二次凝集体）を形成するという問題があった。このような大きな塊は、包装容器から取り出しにくく、また、プラスチックペレットなどの樹脂材料と均一に混練することが難しいという問題があった。
【０００６】
このような状況に鑑み、本発明は、包装容器内で大きな塊を生じることがないフレーク状ガラス凝集体の製造方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため検討した結果、本件発明者は、包装容器内で生じる結露によって、フレーク状ガラス凝集体が大きな塊を形成することを見出した。１００℃以上の温度で乾燥されたフレーク状ガラス凝集体が冷却されることなく包装容器に封入されると、包装容器内の初期の温度は１００℃程度以上になる。その後、包装容器内の温度が低下するにしたがって包装容器内に結露が生じ、この結露によって凝集体同士が集まって大きな塊が形成される。このような新たな知見に基づき、本件発明者は本件発明をするに至った。
【０００８】
本発明の製造方法は、フレーク状ガラスと結着剤とを含む混合物を１００℃以上の温度で乾燥させることによって前記フレーク状ガラスの凝集体を形成する第１の工程と、前記凝集体を８０℃以下に冷却する第２の工程と、冷却された前記凝集体を包装容器内に封入する第３の工程とを含む。
【０００９】
また、本発明のフレーク状ガラス凝集体は、上記本発明の製造方法で製造されたフレーク状ガラス凝集体である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の製造方法によれば、フレーク状ガラスの凝集体が包装容器内でさらに凝集して大きな塊を形成することを防止できる。この方法によれば、包装容器に保管されてもサイズに大きな変動がない顆粒状のフレーク状ガラスが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
本発明の製造方法は、フレーク状ガラスと結着剤とを含む混合物を１００℃以上の温度で乾燥させることによってフレーク状ガラスの凝集体を形成する第１の工程と、凝集体を８０℃以下に冷却する第２の工程と、冷却された凝集体を包装容器内に封入する第３の工程とを含む。
【００１３】
フレーク状ガラスは、鱗片状のガラスである。フレーク状ガラスの大きさに特に限定はないが、平均粒径（最長径の単純平均）が５〜２０００μｍの範囲で、平均厚さが０．５〜２０μｍの範囲であることが好ましい。平均粒径が５μｍ未満の場合には、補強材としての機能が低下する場合がある。一方、平均粒径が２０００μｍを越えると、凝集させにくくなるとともに、樹脂中での分散性が低下する。また、平均厚さが０．５μｍ未満のフレーク状ガラスを製造することは容易ではない。また、平均厚さが２０μｍより厚いフレーク状ガラスは、押し出し成形機のゲート部が詰まりやすくなる場合がある。
【００１４】
また、フレーク状ガラスのアスペクト比（平均粒径）／（平均厚さ）は、２〜１０００の範囲であることが好ましい。アスペクト比が２未満の場合は、十分な大きさの凝集体を製造しにくい。一方、アスペクト比が１０００を越えるとフレーク状ガラス凝集体を樹脂に分散させる際の分散性が低下する場合がある。なかでも、（平均粒径）／（平均厚さ）が３０〜１２０の範囲にあるフレーク状ガラスでは、本発明の効果が大きい。
【００１５】
フレーク状ガラスは、その表面に金属および／または金属酸化物の薄膜を備えてもよい。フレーク状ガラスは、組成成分としてアルカリ金属およびアルカリ土類金属（以下、これらをまとめて「アルカリ成分」と称す）を相当量含有する場合がある。その場合、フレーク状ガラスの表面からアルカリ成分が溶出して、熱可塑性樹脂とフレーク状ガラスの接着力を低下させたり、変色を生じさせたりするといった問題が生じる場合がある。そのような場合、フレーク状ガラスの表面にたとえばシリカ（ＳｉＯ2）からなる薄膜を予め設けておくことによって、アルカリ成分の溶出を抑制できる。また、特定の厚さの薄膜を形成することによって、フレーク状ガラス凝集体を含む樹脂組成物に特定の色調を付与することができる。また、金属の薄膜を設けることによって、樹脂組成物の外観を変化させることができる。
【００１６】
本発明の製造方法で用いられる結着剤（バインダー）は、フレーク状ガラスを凝集させて顆粒状とするものである。結着剤には、たとえば、樹脂を溶媒に分散させた分散液、または樹脂を溶媒に溶解させた溶液を用いることができる。結着剤は、シランカップリング剤を含んでもよく、さらに他の成分、たとえば、界面活性剤、消泡剤、および帯電防止剤などを含んでもよい。溶媒には、樹脂に応じて、水や有機溶媒を用いることができる。
【００１７】
結着剤に含まれる樹脂としては、たとえば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル、およびウレタン樹脂が挙げられる。これらの中でも、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂は、シランカップリング剤および熱可塑性樹脂との馴染みがよい。したがって、結着剤に含まれる樹脂は、エポキシ樹脂およびウレタン樹脂から選ばれる少なくとも１つの樹脂であることが好ましい。結着剤がこれらの樹脂とシランカップリング剤とを含む場合には、フレーク状ガラス凝集体を熱可塑性樹脂に分散させて得られる組成物において、フレーク状ガラスと熱可塑性樹脂とが強固に結合するため、優れた補強材が得られる。特に、結着剤がエポキシ樹脂を含む場合には本発明の適用が効果的である。
【００１８】
フレーク状ガラス１００質量部に対する樹脂（結着剤中の樹脂）の量に特に限定はなく、たとえば、０．１質量部〜５質量部の範囲で選択してもよい。
【００１９】
混合物は、フレーク状ガラスおよび結着剤等の材料を混合することによって形成する。混合の方法に特に限定はなく、たとえば公知の混合機で混合できる。このとき、フレーク状ガラスを混合機で撹拌しながら、結着剤の溶液をスプレーして添加してもよい。
【００２０】
第１の工程では、１００℃以上の温度で上記混合物を乾燥させることによって、凝集体を形成する。乾燥は、混合物中の溶媒を効率よく除去できる条件で行えばよく、たとえば、乾燥炉中で、１００℃〜２００℃の範囲の温度で５分〜６０分程度熱処理することによって行うことができる。なお、乾燥は、混合物を撹拌しながら行ってもよい。
【００２１】
第２の工程では、第１の工程で形成された凝集体を８０℃以下（好ましくは７０℃以下でより好ましくは４０℃以下）に冷却する。代表的な冷却の方法としては、冷風を吹き付ける方法が挙げられる。たとえば、４０℃以下（好ましくは２５℃以下）の気体（たとえば空気）を吹き付ければよい。４０℃以下の気体を吹き付けて冷却することによって、顆粒状フレークをラインから飛散させることなく包装容器内に凝集体を封入することが可能であり、生産性よくフレーク状ガラスの凝集体を製造できる。
【００２２】
吹き付ける気体の風速は、１．５ｍ／ｓ未満であることが好ましい。１．５ｍ／ｓ以上の風速で気体を吹き付けると、吹き飛ばされてしまう凝集体が多くなる。吹き付ける気体の風速は１．０ｍ／ｓ〜１．５ｍ／ｓの範囲にあることがより好ましい。この範囲とすることによって、凝集体の飛散を防止しつつ、凝集体を速やかに冷却できる。また、冷却用の気体を吹き付ける方向に特に限定はないが、ベルトコンベア上を移動する凝集体の上方から冷却用の気体を吹き付けることによって、凝集体の飛散を抑制できる。
【００２３】
第３の工程では、冷却された凝集体を包装容器内に封入する。包装容器としては、金属缶や、コンテナ、包装袋などが用いられる。凝集体が封入された包装容器内の最高温度は、包装容器に封入する直前の凝集体の温度とほぼ等しい。本発明の製造方法では、第２の工程で凝集体を８０℃以下に冷却してから包装するため、包装容器内の最高温度は８０℃以下である。ここで、実質的に密閉される包装容器内の空気が保有できる水分量（水蒸気量）は包装容器内の飽和水蒸気圧で決まるため、温度が高いほど包装容器内の空気に保有される水蒸気量が多くなり、結露が発生しやすくなる。８０℃の空気中の飽和水蒸気量は、二次凝集体の発生の抑制に十分な低さであるため、本発明の製造方法によれば、包装容器内における二次凝集体の発生を抑制できる。特に、第２の工程で凝集体を７０℃以下に冷却することによって、二次凝集体の発生を効果的に抑制できる。
【００２４】
本発明の製造方法の製造工程を示す概略図を図１に示す。フレーク状ガラス凝集体と結着剤とを含む混合物１０は、乾燥炉１１で乾燥されたのち、冷却装置１２で冷却され、包装装置１３で包装容器内に封入される。なお、これらの装置は一体となっていてもよい。また、それらの装置の間に、他の装置、たとえば、検査装置や選別装置が配置されていてもよい。
【００２５】
以上のように、本発明によれば、二次凝集体の発生を抑制でき、大きすぎる塊が少なく使用しやすいフレーク状ガラスの凝集体が得られる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。
【００２７】
（実施例１）
回転円盤型混合機に、平均粒径６００μｍのフレーク状ガラス（日本板硝子株式会社製、マイクログラス（登録商標）、ガラスフレーク（登録商標）ＲＥＦ−６００）を１００ｋｇ／ｈｏｕｒの割合で供給し、これを撹拌しながら結着剤溶液を４０ｋｇ／ｈｏｕｒの割合で添加して混合し、フレーク状ガラスの凝集体を得た。結着剤溶液には、シランカップリング剤（１質量％）と、エポキシ樹脂エマルジョン（２質量％）と、水（９７質量％）との混合物を用いた。エポキシ樹脂エマルジョンの樹脂には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（固形樹脂の軟化点：約１０２℃）を用いた。
【００２８】
このようにして得られたフレーク状ガラスの凝集体を熱風乾燥機中において、１２０℃で３０分間乾燥した。乾燥終了直後に、３０℃の冷風を、扇形エアーノズルによって０．５ｍ／ｓ以下の風速で均一にフレーク状ガラス凝集体にあてて冷却し、冷却後の凝集体を容量１ｍ3のゴム製フレキシブルコンテナ内に封入した。そして、コンテナ内のフレーク状ガラス凝集体の温度を測定した。また、封入後４８時間経過後に、コンテナ内での結露の有無、およびフレーク状ガラスの大きな塊の発生の有無を観察した。
【００２９】
（実施例２）
エポキシ樹脂エマルジョンに用いる樹脂を変更したことを除き、実施例１と同様にフレーク状ガラス凝集体の作製と評価とを行った。実施例２では、エポキシ樹脂エマルジョンの樹脂として、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（固形樹脂の軟化点：約１３５℃）を用いた。
【００３０】
（比較例１）
実施例１と同様に、フレーク状ガラスと結着剤とを混合してフレーク状ガラスの凝集体を得た。この凝集体を、熱風乾燥機中において１２０℃で３０分間乾燥した後、容量１ｍ3のゴム製フレキシブルコンテナ内に封入した。比較例１では、熱風乾燥機による乾燥後における冷却を行わなかった。コンテナ内に封入した凝集体について、実施例１と同じ評価を行った。
【００３１】
（比較例２）
実施例２と同様に、フレーク状ガラスと結着剤とを混合してフレーク状ガラスの凝集体を得た。この凝集体を、熱風乾燥機中において１２０℃で３０分間乾燥した後、容量１ｍ3のゴム製フレキシブルコンテナ内に封入した。比較例２では、熱風乾燥機による乾燥後における冷却を行わなかった。コンテナ内に封入した凝集体について、実施例１と同じ評価を行った。
【００３２】
実施例１〜２および比較例１〜２のサンプル作製条件および評価結果を、表１に示す。
【００３３】
【表１】
2006151776.tif 000003
【００３４】
表１に示すように、実施例１および２におけるコンテナ内の凝集体のピーク温度は７０℃であった。この温度は、コンテナに封入する直前のフレーク状ガラス凝集体の温度、すなわち、冷却後のフレーク状ガラス凝集体の温度とほぼ等しいと考えられる。
【００３５】
コンテナで４８時間保管した実施例のフレーク状ガラスの凝集体について、ふるいによるサイズの評価を行った。その結果、目開き４ｍｍのふるいを通過しないものが０．５質量％以下であり、目開き１５０μｍのふるいを通過しないものが９０質量％以上であった。このような凝集体は、使用時のハンドリングが特に良好である。一方、コンテナで４８時間保管した比較例１のフレーク状ガラスの凝集体について、同様にふるいによるサイズの評価を行ったところ、目開き４ｍｍのふるいを通過しないものが２０質量％であり、目開き１５０μｍのふるいを通過しないものが９０質量％であった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、フレーク状ガラスの凝集体に適用できる。この凝集体は、様々な用途、たとえば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の補強材や、防食ライニング用充填剤として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の製造方法を模式的に示す概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  混合物
１１  乾燥炉
１２  冷却装置
１３  包装装置
【図１】
2006151776.tif 000004