JP2008531454A - 泡ガラス粒状体を製造する方法 - Google Patents

Abstract

泡ガラス粒状体の製造方法は次の方法ステップを有する：室温の水、発泡剤及びガラスバインダーを含む水性ガラスバインダースラリーをバッチ容器に準備すること、ガラスパウダー、好ましくは古いガラスパウダーをガラスバインダースラリーに添加して、湿式攪拌可能なガラス調製物を形成すること、そのように形成されたガラス調製物を均質化すること、ガラス調製物を攪拌タンクへ移すこと、少なくとも部分的にガラス成分を溶かすために２〜６時間の攪拌時間でガラス調製物を攪拌すること、造粒混合器において別のガラスパウダーをガラス調製物に添加して、顆粒素地を形成すること、顆粒素地を乾燥すること、及び顆粒素地を発泡して泡ガラス粒状体とすること。

Description

本発明は、請求項１の上位概念（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に述べられた特徴構成を有する泡ガラス粒状体を製造するための方法に関する。

本件出願人の特許文献１、特許文献２及び特許文献３から、泡ガラス粒状体を製造するための方法が開示されている。これらに基づいて、実際周知のようにバッチ容器において水、発泡剤及びガラスバインダーとしての水ガラスのガラスバインダースラリーが調製される。その際、約８０℃の温度の温水が用いられ、これは高いエネルギー消費で加熱されなければならない。このガラスバインダースラリーに対して、バッチ容器内でガラスパウダーが添加され、これによって３１〜４５％湿度の湿式攪拌可能なガラス調製物が形成される。このガラス調製物はガラスパウダーの完全な添加後に約５分の混合時間にわたり均質化される。引き続き、ガラス調製物は攪拌容器として形成された貯蔵容器におかれて、その中でガラス調製物は５０〜８０分の攪拌時間、攪拌されて、少なくとも部分的にガラス成分を溶解される。この攪拌時間の後、ガラス調製物は計量ポンプを介して連続造粒混合器に通過させられ、そこで更に付加的なガラスパウダーが計量添加され、ガラス調製物の含水率が約１８〜１８．５％に下げられる。造粒混合器において顆粒素地が形成され、当該素地は次いで乾燥され、例えば回転炉において約８００℃で泡ガラス粒状体粒子に形成される。

公知方法の場合の欠点は、水を加熱して水性のガラスバインダースラリーを形成する際にこの所謂「ホット溶融（hot fusion）」のために高いエネルギー消費が必要であることにある。更に、様々な製品での全般的な使用可能性に関して可能な限り圧力耐性があり機械的に安定であるために、泡ガラス粒状体粒子をできるだけ高い強度で製造できることが原則的に望まれる。

ＥＰ００５２６９３Ｂ１ ＥＰ０４８４６４３Ａ１ ＥＰ０６７８４８２Ｂ１

この問題点に由来して、本発明の課題は、泡ガラス粒状体製造のための公知の方法を改善して、僅かなエネルギー使用で高い強度を有した粒状体粒子を実現することにある。

この課題は、請求項１の特徴部分に述べられた特徴構成によって解決され、長い攪拌時間を有した所謂「冷間溶融（hot fusion）」を基本的に構成されている。即ち、本発明によれば、ガラスバインダースラリーを形成するために水がほぼ室温で添加され、その結果、水を加熱するためにエネルギーを使用することがまったくなくなる。これを補償するため、攪拌容器における攪拌時間は２〜６時間の期間に調整される。製造プロセスにおいて対応して大きな攪拌容器又は幾重もの攪拌容器によって補償され得る、この相当に長い攪拌のために、ガラスパウダー粒子の表面溶融が発生して、粒子表面でペースト若しくはゲルタイプの形成が認められることになる。これは、顆粒素地の形成の際に粒子の相互付着を改善し、それによって発泡後の実際の泡ガラス粒状体粒子の強度を改善する。これに関連して、従来のように製造された泡ガラス粒状体での値に比べて３０％まで強度増加がテストで示された。

従属請求項において、本発明に係る方法の好ましいパラメータと更なるステップとが挙げられ、以下の実施態様においてより詳細に記述される。

バッチ容器において９７０リットルの水（室温）、ガラスバインダーとしての熱い水ガラス、及び砂糖、二酸化マンガン、炭酸ナトリウムのような通例の発泡剤が入れられ、短時間混合される。そして水ガラスの温度に応じて、このガラスバインダースラリーは約３１〜４０℃の温度を有する。

約３０〜４０分の時間にわたって０．１ｍｍ粒径の再生ガラスパウダー１３３０ｋｇが加えられて、それによって３９〜４５％含水量の湿式攪拌可能なガラス調製物が形成される。このガラス調製物は約５分の混合時間の間に均質化され、次いで加熱されていない大きな攪拌容器に移される。そこでガラス調製物はバッチ装入的に２〜６時間、好ましくは約４〜５時間の攪拌時間の間に、ガラス調製物のガラス成分を少なくとも部分的に溶融しながら攪拌される。反応性のガラスパウダー粒子が形成される。それは、表面のゲル層のために、推測され得るように、次以降の粒状体粒子が徹底的に焼かれることをもたらす。

上記攪拌時間の経過後に、配量ポンプを介してガラス調製物は連続造粒混合器に送られ、その中で更なるガラスパウダーが顆粒素地の形成のために混ぜられる。その際、好ましくは０．２５〜０．５mmの粒径を有した補助的な粗粒（Gruenkorn）が粒状体核形成剤として添加される。量の割合は、ガラス調製物と配量されたガラスパウダーの合計量に対して約４〜８％になる。

そのように製造された顆粒素地は、造粒プレート上に案内され、そこで顆粒素地はより大きな平均粒径とされる。更に顆粒素地は造粒乾燥機において０．１％の残留含水率に乾燥され、発泡前にスクリーニングによって様々な顆粒粒径に分類される。典型的な粒径クラスは例えば次の粒径範囲である：０．２５〜０．５ｍｍ、０．５〜１．０ｍｍ、１．０〜２．０ｍｍ、２．０〜４．０ｍｍ及び４．０〜８．０ｍｍ。

対応する粒状体は次いで回転炉において約７９０℃の温度で通例のように発泡される。

Claims (10)

1. 泡ガラス粒状体の製造方法であって、
   −室温で水、発泡剤及びガラスバインダーを含む水性ガラスバインダースラリーをバッチ容器に準備するステップ、
   −ガラスパウダー、好ましくは再生ガラスパウダーをガラスバインダースラリーに添加して、湿式攪拌可能なガラス調製物を形成するステップ、
   −そのように形成されたガラス調製物を均質化するステップ、
   −ガラス調製物を攪拌タンクへ移すステップ、
   −少なくとも部分的にガラス成分を溶かすために或る攪拌時間でガラス調製物を攪拌するステップ、
   −造粒混合器において別のガラスパウダーをガラス調製物に添加して、顆粒素地を形成するステップ、
   −顆粒素地を乾燥するステップ、及び
   −顆粒素地を発泡して泡ガラス粒状体とするステップ
   の各方法ステップを有する製造方法において、
   −ガラスバインダースラリーの形成のために水をほぼ室温で加えること、及び
   −ガラス成分の溶融のための攪拌時間が２〜６時間であること、
   を特徴とする製造方法。
2. ガラスバインダーとして、室温以上の温度の水ガラスが用いられることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. ガラスバインダースラリーが約３０〜４０℃の温度を有することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. ガラス成分の溶融のための攪拌時間が約３．５〜４．５時間であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
5. 連続混合器におけるガラスパウダーの配量添加の間に粒状体核形成剤として補助的な粗粒が加えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
6. 粗粒が０．２５〜０．５ｍｍの粒径を有することを特徴とする請求項５に記載の製造方法。
7. 粗粒の追加がガラス調製物と添加されるガラスパウダーに関して約４〜８％の質量比において行われることを特徴とする請求項５又は６に記載の製造方法。
8. 顆粒素地が造粒プレート上で粒状化されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
9. 約０．１％の残留含水率に顆粒素地が乾燥させられることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
10. 乾燥させられた顆粒素地が発泡前にスクリーニングによって様々な粒状体粒径に分けられることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。