JPS58167444A

JPS58167444A - 耐アルカリ性ガラス繊維

Info

Publication number: JPS58167444A
Application number: JP57048948A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Minaki; 皆木　敏宏; Junichi Ogawa; 純一小川
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1982-03-29
Publication date: 1983-10-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、セメント質材料を使用する成形体の製造に当
り補強材として用いるのに適した、高度の耐アルカリ性
を有し、しかも製造が容易な、ガラス繊維に関するもの
である。

ケイ酸カルシウム、ボルシランドセメンＦ等の各種セメ
ント質硬化材料を使用して耐火性の建材等の成形体を製
造することはすでに広く行われている。このような場合
の補強材としてはガラス繊維、石綿、岩綿等の繊維を用
いることが多いが、セメント質硬化材料は硬化する際に
水酸化カルシウム等の強塩基性物質を遊離するため、補
強用繊維には高度の耐アルカリ性が要求される。特にケ
イ酸カルシウム材のように成形後高温島圧の水蒸気処理
を行う場合には補強用繊維の強度低下が起こり易く、通
常の、いわゆるＥ、＋ｙテラス度の耐アルカリ性繊維を
用いたのではほとんど補強材としての用をなさない。

近年、石綿の使用が困難になったこともあって、補強用
耐アルカリ性ガラス繊維の研究が活ばつに行われ、その
結果、一層すぐれた耐アルカリ性を有するものが幾つか
提案されるに至った。その代表的なものの一つは、５ｉ
Ｏ２−Ｎａ２０系ガラスにＺｒＯ２を添加することによ
り耐アルカリ性を向上させたものである。しかしながら
、この種の耐アルカリ性ガラス繊維は、繊維の耐アルカ
リ性はすぐれているものの、概してその原料ガラスの繊
維化温度（溶融粘度が約１０００ｐｏｉｓの、繊維化が
可能な温度）が高いため繊維化が困難であり、またａＪ
ＩＩ化装置の損傷が激しいから、補強効果の太きい長い
繊維を得難く、繊維長や繊維径の変動も大トいという欠
点がある。

本発明の目的は、上述のような従来のＳｉＯ，−Ｎａ２
０−ＺｒＯ２系ガラス繊維の欠点を解消し、高度の耐ア
ルカリ性と原料ガラスのすぐれた繊維化適性に基づく長
く往つ均一な創アルカリ性ガラス繊維を提供することに
ある。

上記目的の達成に成功した本発明による耐アルカリ性ガ
ラス繊維は、次のような組成のガラスからなるものであ
る（％は重量％である）。

Ｓ；０２　　　　　　　　　５Ｓ〜６５％１ｒｏ２　　
　　　　　　１０−１８％ＴｉＯ２４〜１０％Ｚｎ０Ｏ０Ｓ−７％希土類元素酸化物　　　　　１〜５％アルカリ金属酸化物　　　１２〜１８％但しアルカリ金
属酸化物のうちに２０は単独では６％以Ｆであり、また
Ｌｉ、０は単独では２％以下である。

本発明においてガラス組成を上記のとおり限定する理由
は次のとおりである。

５ｉｎ２はガラスの基本骨格を形成する成分であって、
これが５５％以下の場合は曳糸性が悪化し、繊維化が困
難になる。

一方６５％以上の場合は繊維化温度が高すぎ、繊維化操
作がやり難くなるので好ましくない。

ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯおよび希土類元素酸化物は
、いずれも繊維の耐アルカリ性の向上に有効な成分であ
る。但し、Ｚ、ｒ０２は１８％をこえると繊維化温度が
高すぎるほか、ガラス中に結晶が発生して繊維の物性が
悪くなり易い。同じように結晶化を起こし易くなるとい
う理由で、Ｔｉｏ、は１ｏ％を、ＺｎＯは７％を、それ
ぞれ上限とする。希土類元素酸化物は５％をこえると溶
融粘度が高くなり、繊維化が困難になる。

本発明の目的との関係で特に望ましいのは、ＺｒＯ２、
ＴｉＯ２、ＺｎＯおよび希土類元素酸化物の合計量を１
７〜２８％にすることであるなお希土類元素酸化物として好ましいのは、Ｌａ２０ｎ
、Ｙ２Ｏ１、ＣｅＯ□マタはこれらの混合物などである
アルカリ金属酸化物はガラスの繊維化温度を下げて繊維
化を容易にするが、耐フルヵり性を悪くする傾向がある
ため、総量で１８％以下とする。耐アルカリ性に対する
影響が少ない点で特に好ましいのは、この成分としてＮ
　ａ　２０を用いたものであり、Ｋ２Ｏは多くても６％
、Ｌ　ｉ、ｏは多くても２％にとどめなければならない
。

本発明の繊維のためのガラスは上記線成分を必須の成分
とするが、ほかに原料鉱石から混入する不純物的な微量
成分、たとえばＡｌ２Ｏ，、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ，Ｃａ
ｂ、ｃｒ２ｏ）等を約５％まで含有していてもよい。

上述のようなガラスを原料にして本発明の繊維を製造す
るには特別の装置や技術は不要であり、この種のガラス
繊維製造の常法に従って容易に製造することができる。

本発明の耐アルカリ性ガラス繊維は、上記厳密に選定さ
れたガラス組成に基づき、ケイ酸カルシウム材製造工程
における高温蒸熱処理にも十分耐えるすぐれた耐アルカ
リ性を有し、しかも繊維は高度の補強効果を発揮するに
十分な長さと物性を備えているから、ケイ陵カルシウム
系あるいはポルトランドセメント系の建材など、補強材
にとって使用条件が苛酷な用途において使用しても補強
効果が確実な、実用性能のすぐれたものである。また製
造する場合も、繊維化温度が低いがら、作業上、更には
ガラス溶融炉や紡糸オリフィスなど繊維化装置の保守上
、きわめて有利である。

以下実施例および比較例を示して本発明を説明する。

実施例・比較例ケイ砂、炭酸ナトリウム、ノルコン７ラワー、ａｌ化チ
タン、酸化亜鉛および希土類元素酸化物の混合物を高ア
ルミナ質ルツボに入れて１５００°Ｃで８〜１０時間加
熱溶融し、均質なガラスにする。得られたガラスを、底
部に直径３輸論の穴を設けた白金−ロジウムルツボに移
し、電気炉で加熱しながら、溶融ガラスを上記の穴から
引出すことにより繊維化する。

原料配合比を種々変更して上記方法によるガラス繊維の
製造を行い、ガラスの繊維化温度および得られた繊維の
性能を調べた結果を第１表に示す。なお試験方法は次の
とおりである。

＝ｉｉｍ化逼庫白金球引上げ法により、〃ラス溶融物が１０００ｐｏｉ
ｓの粘度を示すときの温度を測定した。

針嚢情庫下記のいずれかの処理を施した後の単繊維および処理前
のものについて測定した。

Δ処理（強化人工セメント処理）：カセイソーダ、カセ
イカリおよび水酸化カルシウムを、濃度がそれぞれ１Ｎ
、１．５ＮおよびＩｇ／εになるよう溶解した水溶液１
００ｃｃに繊維１Ｂを浸漬し、８０℃で２０時間処理し
た。

一旦笈埋（オートクレーブ処理）：ケイ砂微粉末５８お
よび水酸化カルシウム５ｇを水１００ｃｃに懸濁させ、
その中に繊維１ｇを浸漬して圧力５　Ｋ８７’Ｃｌ１１
２の水蒸気中７時間処理した。

勉□赤−−性下記の基準で評価した。

◎　：　紡糸時に糸切れおよび結晶粒（ストーン）の発
生かなく紡糸性良好 ○　：　紡糸時に僅かな糸切れを生じたが紡糸性がなり
良好

Claims

【特許請求の範囲】

（１）下記のガラス組成を有する耐アルカリ性ガラス繊
維：５１０２　　　　　　　　　　５５〜６５重量％Ｚ
ｒＯ２１０−１８重量％ＴｉＯ２４−１０重量％ＺｎＯＯ，５−７重量％希土類元素酸化物　　　　　１〜５重量％アルカリ金属
酸化物　　　１２〜１８重量％但しアルカリ金属酸化物
のうちに２０は単独では６重量％以下であり、またり、
１２０は単独では２重量％以下である。
（２）　　ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯおよび希土類元
素酸化物の合計量が１７〜２８重量％である特許請求の
範囲第１項記載のガラス繊維。