JP2024044915A - Glass wool composition - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、Ｃｒ含有合金を含むスピナーを用いてグラスウールを製造する際の、該スピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊を低減したグラスウール組成物を提供することを目的とする。【解決手段】以下のガラス組成：ＳｉＯ２：６０．０～７０．０質量％、Ａｌ２Ｏ３：０．５～３．０質量％、ＣａＯ：７．０～１２．０質量％、ＭｇＯ：１．０～５．０質量％、Ｂ２Ｏ３：３．５～８．５質量％、Ｎａ２Ｏ：１０．５～１５．５質量％、Ｋ２Ｏ：２．０質量％以下、Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下を有し、下記式（１）により算出される塩基度Ｂ値が０．５２０以下であることを特徴とする、グラスウール組成物。【数１】JPEG2024044915000007.jpg15123（式中、ｎｉはグラスウール組成物中の各成分の質量分率、Ｂｉは各成分の塩基度を表す。なお、各成分には、質量分率が０．００１以上である成分のみを含めるものとする。）【選択図】なし[Problem] The object of the present invention is to provide a glass wool composition that reduces the destruction of the Cr2O3 coating on the surface of a spinner when the spinner contains a Cr-containing alloy and is used to produce glass wool. [Solution] A glass wool composition having the following glass composition: SiO2: 60.0 to 70.0 mass%, Al2O3: 0.5 to 3.0 mass%, CaO: 7.0 to 12.0 mass%, MgO: 1.0 to 5.0 mass%, B2O3: 3.5 to 8.5 mass%, Na2O: 10.5 to 15.5 mass%, K2O: 2.0 mass% or less, and Fe2O3: 1.0 mass% or less, and having a basicity B value of 0.520 or less as calculated by the following formula (1). [Formula 1] JPEG2024044915000007.jpg15123 (In the formula, ni represents the mass fraction of each component in the glass wool composition, and Bi represents the basicity of each component. Note that each component includes only components whose mass fraction is 0.001 or more.) [Selected Figure] None
Description
本発明は、グラスウール組成物に関する。 The present invention relates to glass wool compositions.
断熱吸音材等の素材となるグラスウールは、一般に、繊維化装置を用いて遠心法により製造される。より具体的には、ガラス原料を溶融させて得られた溶融ガラスが、繊維化装置において多数の微小穴が空いたスピナーに導入され、スピナーが高速回転することにより生じる遠心力によりスピナーの微小穴から押し出され、綿状に繊維化されることによりグラスウールが成形される。
このスピナーは、一般に、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉ等を含む耐熱合金からなる。スピナーが加熱されると、合金表面でＣｒが酸化されてＣｒ２Ｏ３が生じ、酸化被膜として合金表面を覆うことにより、溶融ガラスによる腐食作用に抵抗する。このように合金に溶融ガラスに対する耐食性を付与することから、Ｃｒは合金の構成成分として重要である。
しかしながら、合金表面のＣｒ２Ｏ３被膜は高温の溶融ガラスとの接触により破壊され、溶融ガラスに溶出する。次第に合金表面のＣｒ２Ｏ３被膜が破壊されてなくなると、Ｃｏ等の高温強度特性を有する合金成分が溶出してしまい、スピナーの腐食や割れが生じやすくなる。
そこで、例えば、特許文献１には、Ｂ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｗ等の合金中の主要元素の含有量を調整することにより、溶融ガラスに対する耐食性を向上させたスピナー用耐熱合金が記載されている。
Glass wool, which is a material for heat-insulating and sound-absorbing materials, is generally manufactured by a centrifugal method using a fiberizing device. More specifically, molten glass obtained by melting glass raw materials is introduced into a spinner with many micro holes in a fiberizing device, and the micro holes in the spinner are closed by centrifugal force generated by the high speed rotation of the spinner. Glass wool is formed by extruding it and turning it into cotton-like fibers.
This spinner is generally made of a heat-resistant alloy containing Cr, Co, Ni, etc. When the spinner is heated, Cr is oxidized to form Cr 2 O 3 on the alloy surface, which coats the alloy surface as an oxide layer, thereby resisting the corrosive effects of the molten glass. Cr is important as a constituent of the alloy because it imparts corrosion resistance to molten glass to the alloy.
However, the Cr 2 O 3 coating on the alloy surface is destroyed by contact with high-temperature molten glass and is eluted into the molten glass. When the Cr 2 O 3 coating on the alloy surface is gradually destroyed and removed, alloy components such as Co that have high-temperature strength properties are eluted, making the spinner susceptible to corrosion and cracking.
For example, Patent Document 1 describes a heat-resistant alloy for spinners that has improved corrosion resistance against molten glass by adjusting the content of main elements such as B, Ni, Cr, Co, and W in the alloy. ing.
しかしながら、特許文献１には、溶融ガラスと合金との接触によるガラス中のクロム成分の変化量については開示されておらず、耐食性の点で更なる改良の余地がある。また、スピナーの腐食軽減のために、スピナーに導入される溶融ガラスを改良した例は報告されていない。 However, Patent Document 1 does not disclose the amount of change in the chromium component in the glass due to contact between the molten glass and the alloy, and there is room for further improvement in terms of corrosion resistance. Moreover, no examples have been reported in which the molten glass introduced into the spinner has been improved in order to reduce corrosion of the spinner.
そこで、本発明は、Ｃｒ含有合金を含むスピナーを用いてグラスウールを製造する際の、該スピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊を低減したグラスウール組成物を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a glass wool composition that reduces the destruction of the Cr 2 O 3 coating on the surface of a spinner when glass wool is manufactured using a spinner containing a Cr-containing alloy.
本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、特にＮａ２Ｏ及びＢ２Ｏ３の含有量を調整した特定のガラス組成及び塩基度Ｂ値を有するグラスウール組成物とすることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by preparing a glass wool composition having a specific glass composition and basicity B value, in which the contents of Na 2 O and B 2 O 3 are adjusted, and have thus completed the present invention.
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
以下のガラス組成：
ＳｉＯ２：６０．０質量％以上７０．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：０．５質量％以上３．０質量％以下、
ＣａＯ：７．０質量％以上１２．０質量％以下、
ＭｇＯ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：３．５質量％以上８．５質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１０．５質量％以上１５．５質量％以下、
Ｋ２Ｏ：２．０質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下
を有し、
下記式（１）：
により算出される塩基度Ｂ値が０．５２０以下であることを特徴とする、グラスウール組成物。
［２］
以下のガラス組成：
ＳｉＯ２：６１．０質量％以上６９．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：１．０質量％以上２．５質量％以下、
ＣａＯ：７．５質量％以上１１．５質量％以下、
ＭｇＯ：１．５質量％以上４．５質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：４．０質量％以上８．０質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１１．０質量％以上１５．０質量％以下、
Ｋ２Ｏ：１．５質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下
を有する、［１］に記載のグラスウール組成物。
［３］
以下のガラス組成：
ＳｉＯ２：６２．０質量％以上６８．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：１．０質量％以上２．５質量％以下、
ＣａＯ：８．０質量％以上１１．０質量％以下、
ＭｇＯ：２．０質量％以上４．０質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：４．０質量％以上７．５質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１１．５質量％以上１５．０質量％以下、
Ｋ２Ｏ：１．０質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下
を有する、［１］に記載のグラスウール組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1]
Glass composition of:
SiO 2 : 60.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
Al 2 O 3 : 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less,
CaO: 7.0% by mass or more and 12.0% by mass or less,
MgO: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
B2O3 : 3.5 % by mass or more and 8.5% by mass or less,
Na 2 O: 10.5% by mass or more and 15.5% by mass or less,
K2O : 2.0 mass% or less,
Fe2O3 : 1.0 mass% or less;
The following formula (1):
A glass wool composition, characterized in that the basicity B value calculated by the above formula is 0.520 or less.
[2]
Glass composition of:
SiO 2 : 61.0% by mass or more and 69.0% by mass or less,
Al 2 O 3 : 1.0 mass% or more and 2.5 mass% or less,
CaO: 7.5% by mass or more and 11.5% by mass or less,
MgO: 1.5% by mass or more and 4.5% by mass or less,
B2O3 : 4.0 % by mass or more and 8.0% by mass or less,
Na 2 O: 11.0% by mass or more and 15.0% by mass or less,
K2O : 1.5% by mass or less,
The glass wool composition according to [1], having Fe 2 O 3 : 1.0 mass% or less.
[3]
Glass composition of:
SiO 2 : 62.0% by mass or more and 68.0% by mass or less,
Al 2 O 3 : 1.0 mass% or more and 2.5 mass% or less,
CaO: 8.0% by mass or more and 11.0% by mass or less,
MgO: 2.0% by mass or more and 4.0% by mass or less,
B2O3 : 4.0 % by mass or more and 7.5% by mass or less,
Na 2 O: 11.5% by mass or more and 15.0% by mass or less,
K2O : 1.0 mass% or less,
The glass wool composition according to [1], having Fe 2 O 3 : 1.0 mass% or less.
本発明によれば、Ｃｒ含有合金を含むスピナーを用いてグラスウールを製造する際の、該スピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊を低減したグラスウール組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a glass wool composition that reduces the destruction of the Cr 2 O 3 coating on the surface of a spinner when glass wool is manufactured using a spinner containing a Cr-containing alloy.
以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について、詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as "this embodiment") will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist.
〈グラスウール組成物〉
本実施形態のグラスウール組成物は、以下のガラス組成を有する。
ＳｉＯ２：６０．０質量％以上７０．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：０．５質量％以上３．０質量％以下、
ＣａＯ：７．０質量％以上１２．０質量％以下、
ＭｇＯ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：３．５質量％以上８．５質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１０．５質量％以上１５．５質量％以下、
Ｋ２Ｏ：２．０質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下。
また、本実施形態のグラスウール組成物は、下記式（１）により算出される塩基度Ｂ値が０．５２０以下である。
The glass wool composition of the present embodiment has the following glass composition.
SiO 2 : 60.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
Al 2 O 3 : 0.5 mass% or more and 3.0 mass% or less,
CaO: 7.0% by mass or more and 12.0% by mass or less,
MgO: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
B2O3 : 3.5 % by mass or more and 8.5% by mass or less,
Na 2 O: 10.5% by mass or more and 15.5% by mass or less,
K2O : 2.0 mass% or less,
Fe2O3 : 1.0 mass% or less.
In addition, the glass wool composition of the present embodiment has a basicity B value calculated by the following formula (1) of 0.520 or less.
本発明者らは、Ｃｒ含有合金を含むスピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊低減には、該スピナーで繊維化するグラスウール組成物におけるガラスのイオン性の強さが重要であることを見出した。ここで言うイオン性とは、ある酸化物における酸素イオンの離れやすさを意味する。ガラスのイオン性が強いほど、イオン結合性の酸化物であるＣｒ２Ｏ３との反応性が高まるため、Ｃｒ２Ｏ３が溶出しやすくなる。特に、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物である塩基性酸化物は、酸素イオンの引き付けが弱く、イオン性が強い。 The present inventors have found that the strength of the ionicity of the glass in the glass wool composition that is turned into fibers by the spinner is important for reducing the destruction of the Cr 2 O 3 coating on the surface of the spinner containing the Cr-containing alloy. . Ionicity as used herein means the ease with which oxygen ions can separate from a certain oxide. The stronger the ionicity of the glass, the higher the reactivity with Cr 2 O 3 which is an ionic bonding oxide, and therefore the easier it is for Cr 2 O 3 to elute. In particular, basic oxides, which are oxides of alkali metals and alkaline earth metals, weakly attract oxygen ions and have strong ionicity.
本明細書では、このイオン性の影響度を示す指標として、ガラス組成物中の陽イオンからの酸素イオンの離れやすさを示す、塩基度Ｂ値を用いる。塩基度Ｂ値が大きいほどガラスのイオン性が強いことを示し、Ｃｒ２Ｏ３が反応して溶出しやすくなる。
塩基度Ｂ値は、Morinaga K et al., “Compositional Dependence of Absorption Spectra of Ti3+ in Silicate, Borate, and Phosphate Glasses,” Journal of the American Ceramic Society, Volume 77, Issue 12, December 1994, pages 3113-3118（その全体を参照により本明細書に援用するものとする）に示されるように、「ガラス組成の各成分の含有量×各成分の塩基度の総和」として下記式（１）により算出される値である。
なお、本明細書において、上記各成分には、質量分率が０．００１以上（即ち、含有量が０．１質量％以上）である成分のみを含め、質量分率が０．００１未満（即ち、含有量が０．１質量％未満）である成分は除外して塩基度Ｂ値を算出する。
In this specification, the basicity B value, which indicates the ease with which oxygen ions separate from cations in a glass composition, is used as an index of the influence of this ionicity. The larger the basicity B value, the stronger the ionicity of the glass is, and the more easily Cr2O3 reacts and dissolves.
The basicity B value is a value calculated by the following formula (1) as "the content of each component in the glass composition x the sum of the basicities of each component" as shown in Morinaga K et al., "Compositional Dependence of Absorption Spectra of Ti3+ in Silicate, Borate, and Phosphate Glasses," Journal of the American Ceramic Society, Volume 77, Issue 12, December 1994, pages 3113-3118 (the entirety of which is incorporated herein by reference).
In this specification, the basicity B value is calculated by including only components having a mass fraction of 0.001 or more (i.e., a content of 0.1 mass% or more) in the above-mentioned components and excluding components having a mass fraction of less than 0.001 (i.e., a content of less than 0.1 mass%).
ガラス組成の各成分の塩基度は、上記Morinaga Kらの論文に記載されており、以下の表１に示すとおりである。
本実施形態のグラスウール組成物は、上述のように算出される塩基度Ｂ値が０．５２０以下であり、０．５１０以下であることが好ましく、０．５００以下であることがより好ましい。塩基度Ｂ値が上記範囲であると、Ｃｒ含有合金を含むスピナーを用いてグラスウールを製造する際に、合金表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊を低減することができる。これにより、Ｃｒ２Ｏ３被膜の溶出が低減され、Ｃｒ２Ｏ３被膜がより長期にわたり維持されて合金中の他の成分（例えば、高温強度特性を有するＣｏ等）の溶出が抑制されるため、スピナーの腐食や割れが生じにくくなり、スピナーをより長期にわたって使用することができる。また、スピナーの交換頻度が少なくなるため、コストダウンやスピナー交換による作業負荷の低減にもつながる。また、スピナーの割れが大きい場合には、割れた高温のスピナー片や溶融したグラスウール組成物が飛んで作業者に触れたり、生産設備を損傷したりすることも考えられるが、割れが生じにくくなることによりこのような危険も低減され、安全性が向上する。
塩基度Ｂ値は低いほど好ましく、下限は特に限定されないが、例えば、０．４２０以上であってもよく、０．４３０以上であってもよい。
The glass wool composition of this embodiment has a basicity B value calculated as described above of 0.520 or less, preferably 0.510 or less, and more preferably 0.500 or less. When the basicity B value is within the above range, destruction of the Cr 2 O 3 coating on the surface of the alloy can be reduced when glass wool is manufactured using a spinner containing a Cr-containing alloy. This reduces the elution of the Cr 2 O 3 film, maintains the Cr 2 O 3 film for a longer period of time, and suppresses the elution of other components in the alloy (such as Co, which has high-temperature strength properties). , the spinner is less likely to corrode or crack, allowing the spinner to be used for a longer period of time. Furthermore, since the spinner needs to be replaced less frequently, it also leads to cost reduction and a reduction in the workload due to spinner replacement. In addition, if the spinner cracks are large, the cracked high-temperature spinner pieces and molten glass wool composition may fly off and come into contact with workers or damage production equipment, but cracks are less likely to occur. This reduces such risks and improves safety.
The lower the basicity B value is, the more preferable it is, and the lower limit is not particularly limited, but may be, for example, 0.420 or more, or 0.430 or more.
本実施形態のグラスウール組成物を用いてグラスウールを製造する際に使用されるスピナーとしては、Ｃｒ含有合金を含むものであれば特に限定されず、例えば、Ｃｒ、Ｃｏ及びＮｉを基本元素とする合金を含むスピナー等が挙げられる。
スピナー中のＣｒの含有量は、スピナーを１００質量％として、２０質量％以上４０質量％以下であることが好ましい。Ｃｒの含有量が上記範囲であると、スピナー材としての靭性を維持しながら高温強度や溶融ガラスに対する耐摩耗性に優れたものとなる傾向にあり、かつ、本実施形態のグラスウール組成物により、スピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊がより効果的に低減される傾向にある。
The spinner used when producing glass wool using the glass wool composition of this embodiment is not particularly limited as long as it contains a Cr-containing alloy, and examples thereof include spinners containing an alloy whose basic elements are Cr, Co, and Ni.
The Cr content in the spinner is preferably 20% by mass or more and 40% by mass or less, with the spinner being 100% by mass. When the Cr content is within the above range, the spinner material tends to have excellent high-temperature strength and abrasion resistance against molten glass while maintaining toughness, and the glass wool composition of this embodiment tends to more effectively reduce the destruction of the Cr 2 O 3 coating on the spinner surface.
以下、本実施形態のグラスウール組成物の各成分について説明する。 Each component of the glass wool composition of this embodiment will be explained below.
［ＳｉＯ２］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、ＳｉＯ２の含有量が６０．０質量％以上７０．０質量％以下である。ＳｉＯ２の含有量が上記範囲であると、グラスウール組成物の粘性や溶融温度、失透温度がガラス繊維形成工程において適度な範囲となる傾向にある。
ＳｉＯ２の含有量は、６１．０質量％以上であることが好ましく、６２．０質量％以上であることがより好ましい。また、ＳｉＯ２の含有量は、６９．０質量％以下であることが好ましく、６８．０質量％以下であることがより好ましい。
[ SiO2 ]
The glass wool composition of this embodiment has an SiO 2 content of 60.0% by mass or more and 70.0% by mass or less, based on 100% by mass of the glass wool composition. When the content of SiO 2 is within the above range, the viscosity, melting temperature, and devitrification temperature of the glass wool composition tend to be within appropriate ranges in the glass fiber forming process.
The content of SiO 2 is preferably 61.0% by mass or more, more preferably 62.0% by mass or more. Further, the content of SiO 2 is preferably 69.0% by mass or less, more preferably 68.0% by mass or less.
［Ａｌ２Ｏ３］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、Ａｌ２Ｏ３の含有量が０．５質量％以上３．０質量％以下である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が上記範囲であると、グラスウール組成物の失透を生じにくくし、また化学的耐久性も上昇し、粘性や溶融温度がガラス繊維形成工程において適度な範囲となる傾向にある。
Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１．０質量％以上であることが好ましい。また、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、２．５質量％以下であることが好ましい。
[ Al2O3 ]
The glass wool composition of the present embodiment has an Al 2 O 3 content of 0.5 mass % or more and 3.0 mass % or less, where the glass wool composition is 100 mass %. When the Al 2 O 3 content is in the above range, the glass wool composition is less likely to devitrify, its chemical durability is increased, and its viscosity and melting temperature tend to be in appropriate ranges in the glass fiber forming process.
The content of Al 2 O 3 is preferably 1.0 mass% or more. Also, the content of Al 2 O 3 is preferably 2.5 mass% or less.
［ＣａＯ］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、ＣａＯの含有量が７．０質量％以上１２．０質量％以下である。ＣａＯの含有量が上記範囲であると、グラスウール組成物の失透温度を適度な範囲に維持しつつ、ガラス粘度がガラス繊維形成工程において適度な範囲となる傾向にある。また、特に、ＣａＯの含有量が１２．０質量％以下であるため、塩基度Ｂ値が低減されたグラスウール組成物となる。
ＣａＯの含有量は、７．５質量％以上であることが好ましく、８．０質量％以上であることがより好ましい。また、ＣａＯの含有量は、１１．５質量％以下であることが好ましく、１１．０質量％以下であることがより好ましい。
[CaO]
The glass wool composition of this embodiment has a CaO content of 7.0% by mass or more and 12.0% by mass or less, with the glass wool composition being 100% by mass. When the CaO content is in the above range, the glass viscosity tends to be in a suitable range in the glass fiber forming process while maintaining the devitrification temperature of the glass wool composition in a suitable range. In particular, since the CaO content is 12.0% by mass or less, the glass wool composition has a reduced basicity B value.
The CaO content is preferably 7.5% by mass or more, and more preferably 8.0% by mass or more, and is preferably 11.5% by mass or less, and more preferably 11.0% by mass or less.
［ＭｇＯ］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、ＭｇＯの含有量が１．０質量％以上５．０質量％以下である。ＭｇＯの含有量が上記範囲であると、グラスウール組成物の失透温度を低下させ、さらにはガラス粘度がガラス繊維形成工程において適度な範囲となる傾向にある。
ＭｇＯの含有量は、１．５質量％以上であることが好ましく、２．０質量％以上であることがより好ましい。また、ＭｇＯの含有量は、４．５質量％以下であることが好ましく、４．０質量％以下であることがより好ましい。
[MgO]
In the glass wool composition of the present embodiment, the MgO content is 1.0 mass% or more and 5.0 mass% or less, where the glass wool composition is 100 mass%. When the MgO content is in the above range, the devitrification temperature of the glass wool composition is lowered, and the glass viscosity tends to be in an appropriate range in the glass fiber forming process.
The MgO content is preferably 1.5% by mass or more, and more preferably 2.0% by mass or more, and is preferably 4.5% by mass or less, and more preferably 4.0% by mass or less.
［Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、Ｎａ２Ｏの含有量が１０．５質量％以上１５．５質量％以下であり、Ｂ２Ｏ３の含有量が３．５質量％以上８．５質量％以下である。
Ｎａ２Ｏ及びＢ２Ｏ３は、ガラスの粘度を低下させる役割を有する成分である。一方で、表１に示されるように、Ｎａ２Ｏはガラス組成の中でも塩基度が非常に高い成分であるのに対し、Ｂ２Ｏ３は塩基度が非常に低い成分である。そこで、本発明者らは、Ｎａ２Ｏ及びＢ２Ｏ３の含有量に着目し、本実施形態のグラスウール組成物において、Ｎａ２Ｏの含有量を１５．５質量％以下におさえ、Ｂ２Ｏ３の含有量を３．５質量％以上とすることにより、グラスウール製造に適した粘度及び溶融温度を維持しつつ、塩基度Ｂ値が低減されたグラスウール組成物の実現を可能にした。
塩基度Ｂ値をより低減する観点からＮａ２Ｏの含有量はより少ない方が好ましく、同時に、Ｎａ２Ｏの含有量を少なくした分、グラスウール製造に適した粘度を維持する観点からＢ２Ｏ３の含有量を増やすことが好ましい。そのため、Ｎａ２Ｏの含有量は、好ましくは１５．０質量％以下であり、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは４．０質量％以上である。
また、Ｎａ２Ｏの含有量が１０．５質量％以上であり、Ｂ２Ｏ３の含有量が８．５質量％以下であると、破砕した廃ガラス等の安価なリサイクルカレットを原料としたり、高価なＢ２Ｏ３原料の使用を低減することができたりするなど、ガラス組成の調整において原料ソースやコストの点で利点がある。これらの観点からは、Ｎａ２Ｏの含有量は、１１．０質量％以上であってもよく、１１．５質量％以上であってもよい。また、Ｂ２Ｏ３の含有量は、８．０質量％以下であってもよく、７．５質量％以下であってもよい
[Na 2 O, B 2 O 3 ]
The glass wool composition of the present embodiment has a Na 2 O content of 10.5% by mass or more and 15.5% by mass or less, and a B 2 O 3 content of 3.5% by mass or less, with the glass wool composition being 100% by mass. It is 5% by mass or more and 8.5% by mass or less.
Na 2 O and B 2 O 3 are components that play a role in lowering the viscosity of glass. On the other hand, as shown in Table 1, Na 2 O is a component with very high basicity in the glass composition, whereas B 2 O 3 is a component with very low basicity. Therefore, the present inventors focused on the content of Na 2 O and B 2 O 3 and suppressed the content of Na 2 O to 15.5% by mass or less and suppressed the content of B 2 O in the glass wool composition of the present embodiment. By setting the O 3 content to 3.5% by mass or more, it is possible to realize a glass wool composition with a reduced basicity B value while maintaining a viscosity and melting temperature suitable for glass wool production.
From the viewpoint of further reducing the basicity B value, the content of Na 2 O is preferably lower, and at the same time, the lower the content of Na 2 O, the lower the content of B 2 O from the viewpoint of maintaining a viscosity suitable for glass wool production. It is preferable to increase the content of 3 . Therefore, the content of Na 2 O is preferably 15.0% by mass or less, and the content of B 2 O 3 is preferably 4.0% by mass or more.
In addition, if the Na 2 O content is 10.5% by mass or more and the B 2 O 3 content is 8.5% by mass or less, cheap recycled cullet such as crushed waste glass may be used as the raw material. There are advantages in terms of raw material sources and costs in adjusting the glass composition, such as being able to reduce the use of expensive B 2 O 3 raw materials. From these viewpoints, the content of Na 2 O may be 11.0% by mass or more, or may be 11.5% by mass or more. Moreover, the content of B 2 O 3 may be 8.0% by mass or less, or may be 7.5% by mass or less.
［Ｋ２Ｏ］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、Ｋ２Ｏの含有量が２．０質量％以下である。Ｋ２Ｏの含有量が上記範囲であると、グラスウール組成物のガラスの粘度を低下させ、粘度をガラス繊維形成工程において適度な範囲にし、さらにはＮａ２Ｏとの混合アルカリ効果によって化学的耐久性が良好となる傾向にある。その一方で、Ｋ２Ｏは組成の中でも塩基度が高い成分であるが、Ｋ２Ｏの含有量が２．０質量％以下であるため、塩基度Ｂ値が低減されたグラスウール組成物となる。
Ｋ２Ｏの含有量は、１．５質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以下であることがより好ましい。また、Ｋ２Ｏの含有量の下限について、Ｋ２Ｏは少ないほど好ましいが、グラスウールの主な原料として廃棄された板ガラスや市中で回収したビンガラスを粉砕したリサイクルカレットを用いた場合、それらにＫ２Ｏが少量含有されているため、特に限定されない。
[ K2O ]
The glass wool composition of the present embodiment has a K 2 O content of 2.0% by mass or less based on 100% by mass of the glass wool composition. When the content of K 2 O is within the above range, it reduces the viscosity of the glass in the glass wool composition, brings the viscosity to an appropriate range in the glass fiber forming process, and further improves chemical durability due to the mixed alkali effect with Na 2 O. The properties tend to be better. On the other hand, although K 2 O is a component with high basicity in the composition, since the content of K 2 O is 2.0% by mass or less, the glass wool composition has a reduced basicity B value. .
The content of K 2 O is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less. Regarding the lower limit of the K 2 O content, the lower the K 2 O content, the better, but if recycled cullet made by crushing discarded plate glass or bottle glass collected in the city is used as the main raw material for glass wool, Since a small amount of K 2 O is contained, there is no particular limitation.
［Ｆｅ２Ｏ３］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物を１００質量％として、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が１．０質量％以下である。グラスウールの主な原料として廃棄された板ガラスや市中で回収したビンガラスを粉砕したリサイクルカレットを用いた場合、Ｆｅ２Ｏ３含有量はカレット毎にばらつくが、１．０質量％以下であれば十分に好ましく、グラスウール組成物の熱伝達・熱吸収を適度な範囲に維持しつつ、炉の材料の浸食を軽減できる傾向にある。
また、Ｆｅ２Ｏ３の含有量の下限は、上述の原料から混入不可避のため、特に限定されない。
[ Fe2O3 ]
In the glass wool composition of this embodiment, the content of Fe 2 O 3 is 1.0% by mass or less, based on 100% by mass of the glass wool composition. When recycled cullet made by crushing discarded plate glass or bottle glass collected in the city is used as the main raw material for glass wool, the Fe 2 O 3 content varies from cullet to cullet, but it is sufficient if it is 1.0% by mass or less. It tends to reduce erosion of the furnace material while maintaining the heat transfer and heat absorption of the glass wool composition within an appropriate range.
Further, the lower limit of the content of Fe 2 O 3 is not particularly limited because it is unavoidably mixed from the above-mentioned raw materials.
［その他］
本実施形態のグラスウール組成物は、グラスウール組成物の物性としての必要性及び製造上の必要性を満たし、本発明の目的を損なわない範囲であれば、上述の８成分以外のその他の成分を含有していてもよい。その他の成分としては、例えば、表１に示される成分の他、グラスウールの主な原料として廃棄された板ガラスや市中で回収したビンガラスを粉砕したリサイクルカレットを用いた場合に混入するＣｒ２Ｏ３やＣｏＯなどの着色成分や、ＳＯ３などの清澄成分等が挙げられる。
その他の成分の含有量は、上述の８成分の残部としてよく、特に限定されないが、合計で０．３質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以下であることがさらに好ましい。
[others]
The glass wool composition of the present embodiment may contain other components other than the above-mentioned eight components, as long as the glass wool composition satisfies the physical properties and manufacturing needs of the glass wool composition and does not impair the purpose of the present invention. You may do so. Other components include, for example, in addition to the components shown in Table 1, Cr 2 O 3 that is mixed in when recycled cullet made by crushing discarded plate glass or bottle glass collected in the city is used as the main raw material for glass wool . and CoO, and clarifying components such as SO3 .
The content of other components may be the remainder of the above-mentioned eight components, and is not particularly limited, but the total content is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, It is more preferable that the amount is .1% by mass or less.
本実施形態のグラスウール組成物は、高温にし過ぎずとも一般的な温度条件で容易にグラスウールを製造できるという観点から、１１００℃における粘度が７０～８５Ｐａ・ｓであることが好ましく、７１～８４Ｐａ・ｓであることがより好ましく、７２～８３Ｐａ・ｓであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of being able to easily produce glass wool under general temperature conditions without excessively high temperatures, the glass wool composition of this embodiment preferably has a viscosity at 1100°C of 70 to 85 Pa·s, more preferably 71 to 84 Pa·s, and even more preferably 72 to 83 Pa·s.
〈グラスウール組成物の製造方法〉
本実施形態のグラスウール組成物は、ガラス原料を調合し、溶融混合することにより得ることができる。
ガラス原料は、特に限定されず、公知のガラス原料を用いることができるが、廃棄された板ガラスや市中で回収したビンガラスを粉砕したリサイクルカレットをグラスウールの主となるガラス原料として用いると、本実施形態のグラスウール組成物のガラス組成に近くなり、調整しやすい。
<Method for producing glass wool composition>
The glass wool composition of this embodiment can be obtained by preparing and melt-mixing glass raw materials.
The glass raw material is not particularly limited, and any known glass raw material can be used, but if recycled cullet, which is made by crushing discarded plate glass or bottle glass collected in the city, is used as the main glass raw material for glass wool, this implementation will be effective. The composition of the glass wool composition is close to the glass composition of the glass wool composition, and it is easy to adjust.
〈グラスウール〉
本実施形態のグラスウールは、上述の本実施形態のグラスウール組成物を含み、上述の本実施形態のグラスウール組成物を繊維化装置を用いて遠心法により繊維化することで製造することができる。
<glass wool>
The glass wool of the present embodiment contains the glass wool composition of the present embodiment described above, and can be produced by fiberizing the glass wool composition of the present embodiment described above by a centrifugal method using a fiberizing device.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. The present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.
実施例及び比較例で用いた測定・評価方法は、以下のとおりである。 The measurement and evaluation methods used in the examples and comparative examples are as follows:
［粘度］
粘度計（円筒回転法を用いた自作製「回転式粘度計」）を用いて１１００℃におけるグラスウール組成物の粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。
[viscosity]
The viscosity (Pa·s) of the glass wool composition at 1100° C. was measured using a viscometer (homemade “rotational viscometer” using a cylindrical rotation method).
［腐食試験］
蛍光Ｘ線分析装置（リガク社製「波長分散型蛍光Ｘ線 ＺＳＸ Ｐｒｉｍｕｓ ＩＩ」）を用い、以下の条件にて腐食試験を行う前後のグラスウール組成物のガラス組成（質量％）を求めた。
（試験条件）
スピナーに用いられるＣｒを含む合金として、特開２００４－９９９６８号公報の実施例合金８に示される組成（Ｃ：０．６８、Ｓｉ：１．０２、Ｍｎ：０．６８、Ｎｉ：２２．１、Ｃｒ：３３．４、Ｃｏ：３２．４、Ｗ：６．７２、Ｂ：０．０４、Ｎｂ：１．２３、単位は質量％）を有する合金を準備し、試験片（１０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍ）を得た。
上記試験片とグラスウール組成物とをアルミナるつぼに入れて１１００℃の電気炉に挿入し、すぐにるつぼに蓋をした。２４時間後、電気炉からるつぼ及び蓋を取り出し、６５０℃に熱した徐冷炉に入れて徐冷した。その後、徐冷されたるつぼを回収し、粉砕してグラスウール組成物を回収した。
[Corrosion test]
Using a fluorescent X-ray analyzer ("Wavelength Dispersive Fluorescent X-ray ZSX Primus II" manufactured by Rigaku Corporation), the glass composition (mass %) of the glass wool composition before and after the corrosion test was determined under the following conditions.
(Test condition)
As an alloy containing Cr used in a spinner, the composition shown in Example Alloy 8 of JP-A-2004-99968 (C: 0.68, Si: 1.02, Mn: 0.68, Ni: 22.1 A test piece (10 mm x 10 mm x 5 mm) was obtained.
The test piece and the glass wool composition were placed in an alumina crucible, inserted into an electric furnace at 1100°C, and the crucible was immediately covered. After 24 hours, the crucible and lid were taken out of the electric furnace and placed in a slow cooling furnace heated to 650°C for slow cooling. Thereafter, the slowly cooled crucible was collected and pulverized to collect the glass wool composition.
［実施例１、２、比較例１、２］
ガラス原料を調合し、１４００℃で２時間かけて溶解し、ガラス化することにより、表２に示すガラス組成のグラスウール組成物を得た。
なお、残部（腐食試験前）が０．１質量％以上である実施例１及び比較例１について、残部（腐食試験前）の主成分は、それぞれ以下であった。
実施例１：Ｃｌ：０．１５質量％
比較例１：Ｃｌ：０．１２質量％
各グラスウール組成物の測定結果を表２に示す。
[Examples 1 and 2, Comparative Examples 1 and 2]
Glass raw materials were mixed, melted at 1400° C. for 2 hours, and vitrified to obtain glass wool compositions having the glass compositions shown in Table 2.
In addition, for Example 1 and Comparative Example 1 in which the balance (before the corrosion test) was 0.1 mass % or more, the main components of the balance (before the corrosion test) were as follows.
Example 1: Cl: 0.15% by mass
Comparative Example 1: Cl: 0.12% by mass
The measurement results for each glass wool composition are shown in Table 2.
表２の測定結果より、塩基度Ｂ値が高いグラスウール組成物ほどＣｒ２Ｏ３の溶出量が多いことが分かる。
実施例１よりもＮａ２Ｏ含有量を減らし、Ｂ２Ｏ３含有量を増加させることにより実施例１よりも塩基度Ｂ値を低減させた実施例２では、実施例１と同等の粘度を維持しながらＣｒ２Ｏ３の溶出量を低減することができた。
比較例１は、塩基度Ｂ値が低いためＣｒ２Ｏ３の溶出量も少なかったが、粘度が高く、グラスウールの製造（繊維化）には不適合であった。
実施例１及び２よりもＢ２Ｏ３含有量を減らし、Ｎａ２Ｏ含有量を増加させた比較例２は、実施例１及び２と粘度に大きな差はなかったが、塩基度Ｂ値が０．５２０超と高く、Ｃｒ２Ｏ３の溶出量が多かった。そのため、腐食試験において、実施例１、２及び比較例１よりも合金試験片の表面に腐食跡が多く観察され、また、グラスウールの製造（繊維化）を行った際には、実施例１、２及び比較例１よりもスピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊がより早く生じ、腐食が多発した。
なお、塩基度Ｂ値が低いグラスウール組成物ほど、腐食試験後にＡｌ２Ｏ３の含有量が増加したが、これはアルミナるつぼからＡｌ２Ｏ３が溶出したものと考えられる。
The measurement results in Table 2 show that the higher the basicity B value of a glass wool composition, the greater the amount of Cr 2 O 3 eluted.
In Example 2, in which the Na 2 O content was reduced and the B 2 O 3 content was increased compared to Example 1, the basicity B value was reduced compared to Example 1, and the amount of Cr 2 O 3 dissolved could be reduced while maintaining the same viscosity as in Example 1.
In Comparative Example 1, the amount of Cr 2 O 3 eluted was small because the basicity B value was low, but the viscosity was high and it was unsuitable for the production of glass wool (fiberization).
Comparative Example 2, in which the B 2 O 3 content was reduced and the Na 2 O content was increased compared to Examples 1 and 2, had a viscosity that was not significantly different from that of Examples 1 and 2, but had a high basicity B value of over 0.520 and a large amount of Cr 2 O 3 eluted. Therefore, in the corrosion test, more corrosion marks were observed on the surface of the alloy test piece than in Examples 1, 2 and Comparative Example 1, and when glass wool was produced (fiberization), the Cr 2 O 3 coating on the spinner surface was destroyed earlier than in Examples 1, 2 and Comparative Example 1, and corrosion occurred more frequently.
In addition, the lower the basicity B value of the glass wool composition, the higher the Al 2 O 3 content after the corrosion test. This is considered to be due to Al 2 O 3 elution from the alumina crucible.
本発明のグラスウール組成物は、Ｃｒ含有合金を含むスピナー表面のＣｒ２Ｏ３被膜の破壊を低減することができ、スピナーの腐食や割れが低減され、スピナーの長期使用やコストダウン、スピナー交換による作業負荷の低減や安全性の向上が得られるため、該スピナーを用いたグラスウールの製造に好適に用いることができる。
The glass wool composition of the present invention can reduce the destruction of the Cr2O3 coating on the surface of a spinner containing a Cr-containing alloy, thereby reducing the corrosion and cracking of the spinner, allowing the spinner to be used for a long period of time, reducing costs, reducing the workload due to spinner replacement, and improving safety, and therefore can be suitably used in the production of glass wool using the spinner.
Claims (3)
ＳｉＯ２：６０．０質量％以上７０．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：０．５質量％以上３．０質量％以下、
ＣａＯ：７．０質量％以上１２．０質量％以下、
ＭｇＯ：１．０質量％以上５．０質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：３．５質量％以上８．５質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１０．５質量％以上１５．５質量％以下、
Ｋ２Ｏ：２．０質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下
を有し、
下記式（１）：
により算出される塩基度Ｂ値が０．５２０以下であることを特徴とする、グラスウール組成物。 Glass composition as follows:
SiO2 : 60.0% by mass or more and 70.0% by mass or less,
Al2O3 : 0.5 % by mass or more and 3.0% by mass or less,
CaO: 7.0% by mass or more and 12.0% by mass or less,
MgO: 1.0% by mass or more and 5.0% by mass or less,
B2O3 : 3.5 % by mass or more and 8.5% by mass or less,
Na 2 O: 10.5% by mass or more and 15.5% by mass or less,
K 2 O: 2.0% by mass or less,
Fe 2 O 3 : 1.0% by mass or less,
The following formula (1):
A glass wool composition having a basicity B value of 0.520 or less as calculated by:
ＳｉＯ２：６１．０質量％以上６９．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：１．０質量％以上２．５質量％以下、
ＣａＯ：７．５質量％以上１１．５質量％以下、
ＭｇＯ：１．５質量％以上４．５質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：４．０質量％以上８．０質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１１．０質量％以上１５．０質量％以下、
Ｋ２Ｏ：１．５質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下
を有する、請求項１に記載のグラスウール組成物。 Glass composition as follows:
SiO2 : 61.0% by mass or more and 69.0% by mass or less,
Al2O3 : 1.0 % by mass or more and 2.5% by mass or less,
CaO: 7.5% by mass or more and 11.5% by mass or less,
MgO: 1.5% by mass or more and 4.5% by mass or less,
B2O3 : 4.0 % by mass or more and 8.0% by mass or less,
Na 2 O: 11.0% by mass or more and 15.0% by mass or less,
K 2 O: 1.5% by mass or less,
The glass wool composition according to claim 1, having Fe2O3 : 1.0 % by mass or less.
ＳｉＯ２：６２．０質量％以上６８．０質量％以下、
Ａｌ２Ｏ３：１．０質量％以上２．５質量％以下、
ＣａＯ：８．０質量％以上１１．０質量％以下、
ＭｇＯ：２．０質量％以上４．０質量％以下、
Ｂ２Ｏ３：４．０質量％以上７．５質量％以下、
Ｎａ２Ｏ：１１．５質量％以上１５．０質量％以下、
Ｋ２Ｏ：１．０質量％以下、
Ｆｅ２Ｏ３：１．０質量％以下
を有する、請求項１に記載のグラスウール組成物。
Glass composition of:
SiO 2 : 62.0% by mass or more and 68.0% by mass or less,
Al 2 O 3 : 1.0 mass% or more and 2.5 mass% or less,
CaO: 8.0% by mass or more and 11.0% by mass or less,
MgO: 2.0% by mass or more and 4.0% by mass or less,
B2O3 : 4.0 % by mass or more and 7.5% by mass or less,
Na 2 O: 11.5% by mass or more and 15.0% by mass or less,
K2O : 1.0 mass% or less,
The glass wool composition according to claim 1, having Fe2O3 : 1.0 mass% or less.
Priority Applications (1)
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| JP2022150741A JP2024044915A (en) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | Glass wool composition |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022150741A JP2024044915A (en) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | Glass wool composition |
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- 2022-09-21 JP JP2022150741A patent/JP2024044915A/en active Pending
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