(57)【要約】【課題】各種用途に用いられるガラスビーズが、低湿度下から高湿度下までの幅広い環境範囲で良好な流動性を持ち、その排出装置や輸送配管内でのガラスビーズの詰まりや滞留や不均一な流動が無く、その結果ガラスビーズを使用するプラントや設備の運転を安定した状態に維持できるようにする。【解決手段】下記ａ）からｄ）までの条件を満足するガラスビーズである。ａ）  平均球状粒子径が３．５ｍｍ以下の範囲に分布するｂ）  ０．７８≦粒子の平均真球度≦１ｃ）  表面に、導電性金属酸化物含有静電気防止剤と、リン酸エステル系界面活性剤およびシリコーンオイルと、による少なくともいずれか一方のコーティング処理が施されているｄ）  ２５℃、８５％ＲＨ下でのガラスビーズ排出角度が２２度以下【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記ａ）からｄ）までの条件を満足することを特徴とするガラスビーズ。
ａ）  平均球状粒子径が３．５ｍｍ以下の範囲に分布する
ｂ）  ０．７８≦粒子の平均真球度≦１
ｃ）  表面に、導電性金属酸化物含有静電気防止剤と、リン酸エステル系界面活性剤およびシリコーンオイルと、による少なくともいずれか一方のコーティング処理が施されている
ｄ）  ２５℃、８５％ＲＨ下でのガラスビーズ排出角度が２２度以下
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガラスビーズに関し、特に、低湿度下から高湿度下までの外気雰囲気において使用されるときの流動性に優れたガラスビーズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスビーズは、材料の屈折率と球状形態とにもとづく再帰反射特性すなわち高反射性能を生かして、道路用標識や安全ジャケットなどに用いられている（特許文献１）。
【０００３】
また、切削加工や打ち抜き加工された金属材料やシリコン基板などのバリ取りなどを目的としたり、眼鏡の金属フレームの表面光沢を抑制して落ち着いた仕上がりを得ることを目的としたり、注射針の先端カット加工後のバリ取りを目的とした、ブラスト処理のためのブラスト材として、材料表面に吹き付けて利用されている。
【０００４】
また近年、排水汚泥や、ごみの焼却灰中の有害重金属や、各種放射性廃棄物を処理する方法として、ガラスビーズを用いた安定な固化媒体中にそれらの廃棄物をガラス固溶して安定化し、有害物質の環境への溶出を防止させる技術が検討されている。安定化した固化体を、建材やセメント用骨材、煉瓦等に利用することも検討されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１８２１４
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
それらの各プロセスや装置においては、ガラスビーズを金属やプラスチックの管やスリットを通じて輸送したり排出したりする工程や、容器にガラスビーズを充填する工程などが共通して含まれる。これら管内や排出口や容器内でのガラスビーズの流動性が、そのプロセスの連続運転の効率性に大きく影響する。しかも、使用される雰囲気条件はさまざまである。これに対し、外気雰囲気の変化にも影響されず、いずれの条件下でも優れた流動性を有するガラスビーズは提供できていなかったのが実情であった。
【０００７】
また、反射材として用いられるガラスビーズは、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にラミネートされたポリエチレン層上に散布される工程を含むが、散布時に、ガラスビーズが吸湿している場合には、ガラスビーズの固まりが発生して、散布装置の細いスリットに詰まってしまう。また、低湿度下では、静電気が発生してガラスビーズが散布装置の壁面に付着し、排出口からの流れ出が悪くなって、フィルムの幅方向に均一にガラスビーズを散布することが出来なくなる。
【０００８】
また、上述のブラスト処理に用いられるときには、ガラスビーズを吹き付けるためのノズルからの排出流動性が、製品の仕上がりに大きな影響をもつ。そのガラスビーズの流動性についても、雰囲気条件に左右されないことが要求されている。
【０００９】
一方、放射性廃棄物や有害金属などを処理するプラントにおいては、遠隔操作でガラスビーズの輸送が行われるが、ガラスビーズの流動性が悪く、いったん管内に詰まってしまうとその回復作業時に作業者が有害物質と接触しなくてはならなくなったり、接触する際の危険性が大きい場合には、遠隔操作して配管を交換したりせねばならず、それには莫大な費用が発生する場合もあり、大きな課題となっている。
【００１０】
そこで本発明は、各種用途に用いられるガラスビーズが、低湿度下から高湿度下までの幅広い環境範囲で良好な流動性を持ち、その排出装置や輸送配管内でのガラスビーズの詰まりや滞留や不均一な流動が無く、その結果ガラスビーズを使用するプラントや設備の運転を安定した状態に維持することが可能となるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題を解決するために、下記に示すガラスビーズを用いることにより、その排出装置や輸送配管内での流動性（搬送性）に優れたものとなることを見出して、本発明を完成したものである。
【００１２】
すなわち本発明のガラスビーズは、下記ａ）からｄ）までの条件を満足することを特徴とするものである。
ａ）  平均球状粒子径が３．５ｍｍ以下の範囲に分布する
ｂ）  ０．７８≦粒子の平均真球度≦１
ｃ）  表面に、導電性金属酸化物含有静電気防止剤と、リン酸エステル系界面活性剤およびシリコーンオイルと、による少なくともいずれか一方のコーティング処理が施されている
ｄ）  ２５℃、８５％ＲＨ下でのガラスビーズ排出角度が２２度以下
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を説明する。
本発明のガラスビーズを形成するためのガラスの組成は、その用途に応じて適宜に選ばれるものであって、特に限定されるものではない。
【００１４】
本発明のガラスビーズは、平均球状粒子径が３．５ｍｍ以下の範囲に分布するものであることが必要である。すなわち、本発明のガラスビーズは、真球状であるとは限らず、長径と短径とを有した例えば扁平状であることもあるが、ここでの平均球状粒子径とは、その長径と短径との平均値のことをいう。真球状の場合はその直径のことをいう。そして本発明においては、多数のガラスビーズについてのこの平均値の分布が３．５ｍｍ以下の範囲であることが必要である。このような粒子径の分布を有する多数のガラスビーズは、例えば篩分けを行うことによって得ることができる。
【００１５】
ガラスビーズの平均球状粒子径がこれより大きい範囲に分布する場合は、ガラス表面の特性をいくら改善しても、良好にな流動性が得られなくなる。良好な流動性を発現させるためは、ガラスビーズはその平均球状粒子径が３ｍｍ以下の範囲に分布することが好ましい。ただし、粒子径があまりにも小さ過ぎると、かえって流動性を阻害する原因となることもあるので、本発明の効果を充分に引き出すためには、平均球状粒子径が０．０３ｍｍ以上の範囲に分布することが好ましい。
【００１６】
本発明のガラスビーズの平均真球度は、０．７８以上かつ１．０以下の範囲にあることが必要である。０．７８より小さい場合は、ガラスビーズの流動性が低下する。用途にもよるが、この平均真球度は、さらには０．８３以上かつ１．０以下の範囲にあることが好ましい。
【００１７】
本明細書において、平均真球度とは、多数のガラスビーズからランダムに３０個の粒子を選び、各粒子について観察された最小長Ｄ１と最小長Ｄ２とを測定し、真球度＝Ｄ１／Ｄ２の値を求め、３０個の粒子についての真球度の平均値を求めたものをいう。観察は、万能投影機により投影することで行ったり、あるいは高倍率立体顕微鏡を用いて行ったりすることができる。
【００１８】
本発明のガラスビーズは、良好な流動性を示すために、その表面に、導電性金属酸化物含有静電気防止剤によるコーティング処理と、リン酸エステル系界面活性剤およびシリコーンオイルによるコーティング処理と、の少なくともいずれか一方のコーティング処理が施されたものであることが必要である。なお、従来より知られているところの、静電気防止効果や潤滑効果を有する物質の中から、適当なものを選んで併用することもできる。
【００１９】
本発明のガラスビーズは、良好な流動性を示すために、２５℃、８５％ＲＨ下でのガラスビーズ排出角度が２２度以下であることが必要である。２２度を超えると、流動性が良好であるとはいえなくなる。
【００２０】
本明細書において、２５℃、８５％ＲＨ下でのガラスビーズ排出角度とは、次のものを意味する。
すなわち、図１はその排出角度の測定装置を示すが、ここで、１は水平方向の基板であり、この基板１に対して、傾斜板２の一端が、ヒンジ３により傾斜角を自在に変更できるように連結されている。４は傾斜角度の調整具で、傾斜板２の他端を支持可能な水平方向のバー５が、鉛直方向に沿って複数設けられている。したがって、任意のバー５を選択して傾斜板２の一端を支持させることにより、傾斜板２をそのバー５の高さに応じた所定角度に設定できるように構成されている。
【００２１】
傾斜板２の上面には透明アクリル樹脂製の管６が設けられている。このアクリル管６は、内径Ｄが３０ｍｍ、長さＬが１０００ｍｍで、その長さ方向が傾斜板２の傾斜方向となるように、この傾斜板２の上面に取り付けられている。そして、図１および図２に示すように、アクリル管６の下端側の開口には、内径２６ｍｍの塩ビ製のフランジ部材７が取り付けられており、これによりアクリル管６の下端側の開口には、高さｈ２ｍｍの突起８が周方向に沿って形成されている。
【００２２】
アクリル管６の上端には、内径３０ｍｍ、外径３４ｍｍのステンレス製のベント部９が接続され、このベント部９にはさらにガラスビーズ投入用のロート１０が接続されている。
【００２３】
ガラスビーズ排出角度を測定する際には、図示の測定装置の雰囲気を２５℃、８５ＲＨに保ち、かつその雰囲気で１時間以上放置されたガラスビーズを用いる。そして、傾斜板２すなわちアクリル管６を調整具４によって角度θに傾斜させ、ロート１０にガラスビーズを投入して、アクリル管６の上端から１００ｇのガラスビーズを連続的に管内へ供給する。供給終了後、突起８の作用などによってアクリル管６の内部に残留したガラスビーズの質量を測定し、残留量が５ｇ以下となる最小の角度θを求める。この測定を１０回行い、１０回のうちのすべてにおいて残留量が５ｇ以下となる最小の角度θを、本発明にいうガラスビーズ排出角度とする。
【００２４】
以上のように本発明のガラスビーズは、ａ）平均球状粒子径が３．５ｍｍ以下の範囲に分布しており、ｂ）０．７８≦粒子の平均真球度≦１であり、ｃ）表面に、導電性金属酸化物含有静電気防止剤と、リン酸エステル系界面活性剤およびシリコーンオイルと、による少なくともいずれか一方のコーティング処理が施されたものであり、かつｄ）２５℃、８５％ＲＨ下でのガラスビーズ排出角度が２２度以下であることによって、はじめて、良好な流動性を発現することができるものである。
【００２５】
次に、本発明のガラスビーズの製造方法について説明する。
上述のように用途に応じて適宜に選ばれた組成のガラスを用いて、マーブル法、プレス法、ダイレクト法、流動焼成法、カーボン法、研磨法などの、従来から公知の方法によりガラスの小球すなわちガラスビーズを形成する。
【００２６】
次に、このようにして得られたガラスビーズについて、本発明の条件を満足すめるための形状の選別、粒子径の篩い分けを行い、さらに必要に応じて酸やアルカリやその他各種界面活性剤を用い表面洗浄を行う。その後、表面に、導電性金属酸化物含有静電気防止剤によるコーティング処理と、リン酸エステル系界面活性剤およびシリコーンオイルによるコーティング処理と、の少なくともいずれか一方のコーティング処理を施す。さらに、その他の処理として、必要に応じて、静電気防止効果や潤滑効果を有する物質の中から適当なものを選んで表面処理に供することもできる。
【００２７】
これによって、流動性に優れた本発明のガラスビーズを得ることができる。
【００２８】
【実施例】
次に本発明にもとづく実施例・比較例について説明する。なお、以下の実施例・比較例において、ガラスビーズの分析、評価方法は、下記の通りとした。
【００２９】
（１）平均球状粒子径
ＪＩＳ篩での篩分けにより粒子径を目開きと対照させ求めた。
（２）平均真球度
上述の万能投影機を利用して求めた。
（３）ガラスビーズ排出角度
上述のように図１〜図２に示される測定装置を用いて求めた。
【００３０】
（実施例１〜９、比較例１〜６）
表１に示す５種類のガラス組成（Ａ組成〜Ｅ組成）を用い、従来公知のカーボン法によりガラスビーズを作成した。作成したガラスビーズに対し、ガラス表面洗浄剤としての日華化学社製の「サンポールＣＳ−２００」を用いて、表面洗浄を施した。
【００３１】
【表１】
2004331464.tif 000002
【００３２】
その後、流動性改良剤による表面処理を行うか、あるいは行わなかった。すなわち、下記のＩ、ＩＩ、ＩＩＩ  のいずれかの処理を施した。
【００３３】
（Ｉ）明成化学工業社製のリン酸エステル系界面活性である「デレクトールＬＭ−３」と、信越化学工業社製のジメチルジメトキシシランである「ＫＢＭ−２２」との１対１混合液を、ガラスビーズ表面に当該ガラスビーズの質量の０．０６％の質量だけ付着させた。
【００３４】
（ＩＩ）コルコート社の導電性金属酸化物含有静電気除去剤である「コルコートＳＰ−２００２」を、ガラスビーズ表面に当該ガラスビーズの質量の０．０６％の質量だけ付着させた。
【００３５】
（ＩＩＩ）無処理とした。
【００３６】
得られた各種ガラスビーズの組成、粒度分布、平均真球度、表面処理、排出角度を、表２に示す。
【００３７】
【表２】
2004331464.tif 000003
【００３８】
表２から明らかなように、実施例１〜実施例９のガラスビーズは、いずれも、本発明に規定される条件を満足していたため、ガラスビーズ排出角度が２２度以下と、流動性に優れたものであった。
【００３９】
これに対し、比較例１のガラスビーズは、粒度分布が３．７ｍｍまであって本発明の範囲を超えていたことに加え、平均真球度が０．７５と本発明の範囲を下回っていたため、ガラスビーズ排出角度が２５度と本発明の範囲を超え、流動性に劣るものであった。
【００４０】
比較例２〜５のガラスビーズは、それぞれ組成が異なるものであったが、いずれも表面のコーティング処理が行われていないものであったため、ガラスビーズ排出角度が本発明の範囲を超えて大きくなり、流動性に劣るものであった。
【００４１】
比較例６のガラスビーズは、粒度分布が３．８ｍｍまであって本発明の範囲を超えていたため、ガラスビーズ排出角度が２５度と本発明の範囲を超え、流動性に劣るものであった。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、特定範囲の粒度分布、平均真球度、表面処理、排出角度を有することで、流動性に優れたガラスビーズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にもとづく排出角度の測定装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１における要部の拡大図である。
【符号の説明】
２    傾斜板
６    アクリル管
８    突起
【図１】
2004331464.tif 000004
【図２】
2004331464.tif 000005