[其他]透明的非玻璃態(tài)陶瓷顆粒品

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106679
• 申請日: 1985-09-05
• 公開（公告）號: CN85106679A
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅杰·韋恩·蘭格
• 申請（專利權(quán)）人: 明尼蘇達礦產(chǎn)制造公司
• 主分類號: C03C3/076
• 分類號: C03C3/076;B01J13/02;G02B5/28
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 劉元金

本發(fā)明是關(guān)于如氧化鋯-氧化硅混合物這類材料制成的微球狀陶瓷顆粒品。本發(fā)明還涉及包含有作反射標(biāo)志物用的透明微球的路面標(biāo)志物領(lǐng)域。另一方面，本發(fā)明還介紹了制造這種陶瓷顆粒品的方法。

路面標(biāo)志工業(yè)長期以來一直希望著有一種適用的透明微球粒，它為路面標(biāo)志物中更明亮、更經(jīng)久耐用的向后反射的元件。當(dāng)前用得最廣的作路面標(biāo)志物的那種透明微球粒，是用某些玻璃制造的，所用的玻璃通常是蘇打-石灰-硅酸鹽型的非晶質(zhì)玻璃態(tài)材料，雖然這種玻璃有可接受的耐用性，但是其折射率僅約1.5，這就極大地限制了它們的向后反射的亮度。

雖然美國專利第4，367，919號中指出了具有改進耐久性的、折射率更高的透明微球粒，但是仍希望耐久性更高。

在美國專利第3，709，706號中公開了一種透明微球粒，這種微球是用溶膠-膠凝法由氧化硅和鋯化合物制成的陶瓷微球粒。一般來說，溶膠-膠凝法是將某金屬氧化物（或者其前體）的膠體分散液溶膠、水溶膠（aquasol）或者水溶膠（hydrosol）轉(zhuǎn)化為凝膠的一種方法，而凝膠是限制各成分流動性的一種膠體形式。為制得陶瓷材料，在膠凝步驟后，常常需要干燥和煅燒。

雖然在美國專利第3，709，706號中公開的那些陶瓷微球粒具有優(yōu)良的耐久性，但是其直徑卻比某些路面標(biāo)志應(yīng)用中所需的小。在路面標(biāo)志物中使用的微球粒直徑，一般說來約在150和1000微米之間波動，以保證凸出路面標(biāo)志的微球粒聚光部分不被面的污物所遮蔽。但是現(xiàn)有技術(shù)并沒有說明如何制造那些對于路面標(biāo)志應(yīng)用來說既透明又足夠大的陶瓷微球粒。

除了應(yīng)當(dāng)相當(dāng)大和透明之外，為了起到路標(biāo)的作用，這些微球粒需要在它們于路上所遇到的各種條件下，耐擦、耐削、耐破碎和耐破裂。

本發(fā)明提供了新的、大的、透明的固態(tài)陶瓷顆粒、球珠或微球粒、可以使它們具有足夠的透明度、折射率和其它使它們適宜作向后反射的路面標(biāo)志物中的優(yōu)良的透鏡元件（lens????elements）的性質(zhì)。這些新的陶瓷微球粒同時具有向后反射的亮度和耐用性，這是迄今所知過去所不能得到的路面標(biāo)志透鏡元件（lens????element）。這些新顆粒品可以概括為：

固態(tài)透明的非玻璃質(zhì)陶瓷微球，可以用作向后反射的路標(biāo)的透鏡元件（lens????elements），它至少具有一金屬氧化物相，其平均粒度（最小顆粒尺寸）大于125微米。

術(shù)語“固態(tài)的”指的不是空心的，即基本上沒有如美國專利4，349，456號關(guān)于陶瓷金屬氧化物微膠囊中所描述的微球中那些孔洞的一種固體。

描述中所用的術(shù)語“非玻璃態(tài)的”是指該陶瓷不是由熔體或者在高溫下轉(zhuǎn)成液態(tài)的原料混合物制得的。使用這個術(shù)語來區(qū)別本發(fā)明的陶瓷微球體和通過熔融法制得的玻璃珠體。

描述中所用的術(shù)語“透明的”是指該陶瓷微球粒在光學(xué)顯微鏡（例如在100倍下）觀察時具有透過可見光線的性質(zhì)，以致于處于此微球下的物質(zhì)，例如是具有與該微球相同性質(zhì)的物體，當(dāng)二者均沉于具有大約與該微球相同折射率的油中時，能夠通過該微球清楚地被看到。雖然所用的油應(yīng)當(dāng)具有與微球大體相同的折射率，但是油與微球的折射率不應(yīng)當(dāng)接近到該微球看起來似乎消失的程度（當(dāng)二者處于理想的折射率匹配條件下即是如此）。處于該微球粒下的物體輪廓、周邊或者邊緣是可以清楚地辨別出來。

可使本發(fā)明的微球十分致密。術(shù)語“十分致密”是指接近理論密度并且利用例如B、E、T氮氣技術(shù)（根據(jù)試樣從與之接觸的氣體中吸附的N₂分子）等標(biāo)準(zhǔn)分析方法基本上檢測不出其開口孔隙率。由這些測定可以得到有關(guān)單位重量樣品的表面積（例如m²/g）數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用于比較具有同樣粒度的一堆完整微球之單位重量的表面積，以檢測開口孔隙率。比表面積（m²/g）越大，其表面不規(guī)則性和或者孔隙率越大。這種測量可以使用由紐約Syosset Quanfachrome公司制的量子吸收設(shè)備。測定密度時可以使用空氣比重瓶或者水比重瓶。

本文所記載的微球，既可以是園球，也可以是扁球或者長球。

優(yōu)選的陶瓷微球粒一般說來還以下列性能為特征，即平均硬度大于砂子（在路上常常發(fā)現(xiàn)的一種磨料），剛度、耐破碎性、園球度和向后反光率等于或者大于具有類似粒度、折射率約為1.5的傳統(tǒng)玻璃球珠折射率大約在1.4至2.6之間。本發(fā)明的微球粒與具有類似粒度的傳統(tǒng)玻璃球珠相比，內(nèi)部缺陷和夾雜物較少。