JPH0123424B2 - - Google Patents
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- JPH0123424B2 JPH0123424B2 JP56158338A JP15833881A JPH0123424B2 JP H0123424 B2 JPH0123424 B2 JP H0123424B2 JP 56158338 A JP56158338 A JP 56158338A JP 15833881 A JP15833881 A JP 15833881A JP H0123424 B2 JPH0123424 B2 JP H0123424B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/001—Alkali-resistant fibres
- C03C13/002—Alkali-resistant fibres containing zirconium
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガラス繊維、特にセメント製品の補強
用に使用する耐アルカリガラス繊維の耐アルカリ
表面処理方法に関する。 近年セメント製品の補強材として耐アルカリガ
ラス繊維があいついで開発され、既に実用化して
いる。耐アルカリガラス繊維によつて補強された
セメント製品は補強されないセメント製品と較べ
て衝撃および曲げ強度において優れているが、ガ
ラス繊維の耐アルカリ性が不足のために長期間経
過するとセメント製品中のガラス繊維がセメント
中のアルカリ分で侵食され、前記強度が低下する
という欠点がある。このためガラス繊維表面にあ
らかじめ樹脂ないしは耐アルカリ性物質をコーテ
イングすることが試みられているが、それ等の耐
久性向上効果は永続せず、また一方セメント中に
あらかじめ活性シリカ物質とかAlCl3やPbCl3を
加えておき、セメントから出るアルカリによるガ
ラス繊維の侵食を防ぐなどの試みがなされている
が、耐久性の大幅な向上を見るに致つていない。 本発明の目的はガラス繊維の耐アルカリ性を大
幅に改善する新規な表面処理をほどこした耐アル
カリガラス繊維とその表面処理方法を提供するこ
とにあり、その要旨は、水溶性珪酸アルカリと、
マグネシウム化合物とを表面に付着せしめた耐ア
ルカリガラス繊維にある。 耐アルカリ性ガラス繊維はセメント中でその表
面はセメント中のアルカリによつて浸食される
が、ガラスからの侵食生成物とセメントからのア
ルカリとが重合して耐アルカリ性の保護膜が徐々
にガラス表面に形成し、そのために以後は侵食が
進まないと考えられ、表面分析の結果この保護膜
は、珪酸カルシウムからなることが判つた。した
がつて珪酸カルシウムの如き保護膜をあらかじめ
ガラス繊維表面に形成しておけばガラス繊維の劣
化は少くなるものと考えられる。珪酸カルシウム
の形成はガラス中の珪酸ソーダとセメント中の
Ca（OH2）とがNa2O・nSiO2＋Ca（OH）2→
2NaOH＋（ｎ−１）SiO2＋CaSiO3の形で反応す
るものと考えられ、生成するSiO2もセメント中
のCa（OH）2と反応して不溶性の珪酸カルシウム
になり保護膜形成に寄与すると考えられる。した
がつて珪酸アルカリの皮膜をガラス繊維表面に形
成しておけばガラス繊維表面の侵食を防止し、か
つ珪酸カルシウムの保護膜を形成させることがで
きると考えられるが、珪酸アルカリのみの皮膜は
セメントモルタル中で容易に溶解し、ガラス繊維
から分離するためか、後記第１表に記載の通りほ
とんどコーテイングの効果は見られなかつた。 本願発明者は研究の結果、珪酸アルカリ水溶液
に該珪酸アルカリに対して0.002〜0.1の重量のマ
グネシウム化合物を加えて懸濁液を形成し、該懸
濁液をガラス繊維表面に付着せしめることにより
珪酸アルカリ皮膜が安定化し、かつセメント中の
Ca（OH）2と反応して安定な珪酸カルシウムの保
護皮膜を形成させうることを発明した。そして前
記コーテイングされたガラス繊維はセメント中で
もその強度劣化が僅かであるため、長期間経過後
もそのガラス繊維で補強されたセメント製品は衝
撃強度においても曲げ強度においても従来のガラ
ス繊維補強セメント製品と較べて初期強度からの
強度低下がはるかに小さいことを確認した。 ここでガラス繊維表面にコーテイングされた皮
膜は珪酸アルカリとマグネシウム化合物の混合物
または前記混合物と珪酸マグネシウムの混合物ま
たは珪酸アルカリと珪酸マグネシウムの混合物か
らなると考えられる。前記珪酸アルカリはガラス
繊維に付着させる点から水溶性であることが必要
で、一般式M2O・nSiO2（Ｍはアルカリ金属）で
示され、ｎの値は0.5、１、２、３および４があ
るが、ｎの値が小さいときはアルカリ性が強くな
り耐久性向上の効果に乏しくなるのでｎの値は２
〜４の範囲が好ましく、特に３〜４の範囲が望ま
しい。またガラス繊維に付着させるときの珪酸ア
ルカリ水溶液の濃度は重量比で10〜40％が好まし
い。更に前記処理において、珪酸アルカリ水溶液
に重量比で５〜50％の樹脂エマルジヨン（例えば
アクリル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン
等の樹脂エマルジヨン）を加えることにより、表
面付着膜にしなやかさを与えて繊維の損傷を防ぐ
と共に表面付着膜とガラス繊維との結合をより強
固にすることができる。 珪酸アルカリ水溶液に添加するマグネシウム化
合物としては酸化物、水酸化物、炭酸塩、塩化
物、硫酸塩等の無機化合物又は酢酸塩等の有機化
合物等が用いられ、これらマグネシウム化合物を
珪酸アルカリ水溶液中に混じると珪酸アルカリと
反応して珪酸マグネシウムを形成し、液を固化さ
せる。液が固化してしまうとガラス繊維の表面に
コーテイングすることはできないので、固化途中
で液が懸濁している段階でガラス繊維に付着させ
ねばならない。したがつて珪酸アルカリとの反応
速度が比較的遅い酸化物、水酸化物、炭酸塩など
が作業をやりやすい点で特に好ましい。 前記反応速度はマグネシウム化合物の水に対す
る溶解度と関係するようで、水に対する溶解度が
大な程、反応速度も早くなる傾向にある。マグネ
シウム化合物の濃度も珪酸アルカリとの反応速度
に関係し、濃度大な程、反応速度も大となるの
で、反応速度大の化合物を使用するときは濃度を
小とすべきであり、範囲としては珪酸アルカリに
対し重量比で0.2〜10％である。 実施例 １ 市販珪酸ソーダ３号（Na2O・3SiO240重量％
水溶液）３部および水１部からなる水溶液に珪酸
ナトリウムに対し１重量％の酸化マグネシウム粉
末を加え、十分に撹拌を行い懸濁状態となつた混
合液に耐アルカリガラス繊維（CemFil：登録商
標、重量比組成SiO262.5％、Al2O30.71％、
CaO5.35％、Na2O14.0％、ZrO216.7％）のスト
ランド（素線径13μｍ×400本）を約10秒浸漬し
乾燥させた。このストランドの長さの約1/2を棒
状の普通ポルトランドセメントモルタル中に埋め
込み、大気中で１日間養生後60℃の水中に一定期
間保持した後、ストランドの１端とセメントの１
端とを引張り、強度を測定した。ストランドの破
断は必らずセメント中に埋め込まれた部分と埋め
込まれていない部分との境界で発生し、この引張
試験結果を第１表に示す。 実施例 ２ 市販珪酸ソーダ３号１部および水１部からなる
水溶液に珪酸ナトリウムに対し５重量％の水酸化
マグネシウム粉末を加え、十分に撹拌して懸濁状
態となつた混合液に実施例１と同じストランドを
約15秒浸漬し乾燥させた後、実施例１と同様の試
料を作製し、引張試験を行つた。その結果を第１
表に示す。 実施例 ３ 市販珪酸ソーダ３号５部、水５部およびアクリ
ルエマルジヨン（大日本インク(株)ボンコートSFC
−54）１部からなる水溶液に珪酸ナトリウムに対
し１重量％の塩基性炭酸マグネシウム
（3MgCO3・Mg（OH）2・3H2O）粉末を加え、十
分に撹拌して懸濁状態となつた混合液に実施例１
と同じストランドを約10秒浸漬し乾燥させた後実
施例１と同様の試料を作製し、引張試験を行なつ
た。その結果を第１表に示す。 第１表において、比較例１は表面処理を行わな
い場合であり、比較例２は珪酸アルカリのコーテ
イングのみの場合である。比較例と較べて本発明
にかかわる実施例の補強ガラス繊維はいずれもセ
メント中において耐久性が著しく向上しているこ
とが判る。しかも本発明は、１回の塗布操作によ
り実施でき、又高温熱処理等を必要としないた
め、ガラス繊維自身の持つ強度を低下させること
が極力防止されている。 【表】
用に使用する耐アルカリガラス繊維の耐アルカリ
表面処理方法に関する。 近年セメント製品の補強材として耐アルカリガ
ラス繊維があいついで開発され、既に実用化して
いる。耐アルカリガラス繊維によつて補強された
セメント製品は補強されないセメント製品と較べ
て衝撃および曲げ強度において優れているが、ガ
ラス繊維の耐アルカリ性が不足のために長期間経
過するとセメント製品中のガラス繊維がセメント
中のアルカリ分で侵食され、前記強度が低下する
という欠点がある。このためガラス繊維表面にあ
らかじめ樹脂ないしは耐アルカリ性物質をコーテ
イングすることが試みられているが、それ等の耐
久性向上効果は永続せず、また一方セメント中に
あらかじめ活性シリカ物質とかAlCl3やPbCl3を
加えておき、セメントから出るアルカリによるガ
ラス繊維の侵食を防ぐなどの試みがなされている
が、耐久性の大幅な向上を見るに致つていない。 本発明の目的はガラス繊維の耐アルカリ性を大
幅に改善する新規な表面処理をほどこした耐アル
カリガラス繊維とその表面処理方法を提供するこ
とにあり、その要旨は、水溶性珪酸アルカリと、
マグネシウム化合物とを表面に付着せしめた耐ア
ルカリガラス繊維にある。 耐アルカリ性ガラス繊維はセメント中でその表
面はセメント中のアルカリによつて浸食される
が、ガラスからの侵食生成物とセメントからのア
ルカリとが重合して耐アルカリ性の保護膜が徐々
にガラス表面に形成し、そのために以後は侵食が
進まないと考えられ、表面分析の結果この保護膜
は、珪酸カルシウムからなることが判つた。した
がつて珪酸カルシウムの如き保護膜をあらかじめ
ガラス繊維表面に形成しておけばガラス繊維の劣
化は少くなるものと考えられる。珪酸カルシウム
の形成はガラス中の珪酸ソーダとセメント中の
Ca（OH2）とがNa2O・nSiO2＋Ca（OH）2→
2NaOH＋（ｎ−１）SiO2＋CaSiO3の形で反応す
るものと考えられ、生成するSiO2もセメント中
のCa（OH）2と反応して不溶性の珪酸カルシウム
になり保護膜形成に寄与すると考えられる。した
がつて珪酸アルカリの皮膜をガラス繊維表面に形
成しておけばガラス繊維表面の侵食を防止し、か
つ珪酸カルシウムの保護膜を形成させることがで
きると考えられるが、珪酸アルカリのみの皮膜は
セメントモルタル中で容易に溶解し、ガラス繊維
から分離するためか、後記第１表に記載の通りほ
とんどコーテイングの効果は見られなかつた。 本願発明者は研究の結果、珪酸アルカリ水溶液
に該珪酸アルカリに対して0.002〜0.1の重量のマ
グネシウム化合物を加えて懸濁液を形成し、該懸
濁液をガラス繊維表面に付着せしめることにより
珪酸アルカリ皮膜が安定化し、かつセメント中の
Ca（OH）2と反応して安定な珪酸カルシウムの保
護皮膜を形成させうることを発明した。そして前
記コーテイングされたガラス繊維はセメント中で
もその強度劣化が僅かであるため、長期間経過後
もそのガラス繊維で補強されたセメント製品は衝
撃強度においても曲げ強度においても従来のガラ
ス繊維補強セメント製品と較べて初期強度からの
強度低下がはるかに小さいことを確認した。 ここでガラス繊維表面にコーテイングされた皮
膜は珪酸アルカリとマグネシウム化合物の混合物
または前記混合物と珪酸マグネシウムの混合物ま
たは珪酸アルカリと珪酸マグネシウムの混合物か
らなると考えられる。前記珪酸アルカリはガラス
繊維に付着させる点から水溶性であることが必要
で、一般式M2O・nSiO2（Ｍはアルカリ金属）で
示され、ｎの値は0.5、１、２、３および４があ
るが、ｎの値が小さいときはアルカリ性が強くな
り耐久性向上の効果に乏しくなるのでｎの値は２
〜４の範囲が好ましく、特に３〜４の範囲が望ま
しい。またガラス繊維に付着させるときの珪酸ア
ルカリ水溶液の濃度は重量比で10〜40％が好まし
い。更に前記処理において、珪酸アルカリ水溶液
に重量比で５〜50％の樹脂エマルジヨン（例えば
アクリル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン
等の樹脂エマルジヨン）を加えることにより、表
面付着膜にしなやかさを与えて繊維の損傷を防ぐ
と共に表面付着膜とガラス繊維との結合をより強
固にすることができる。 珪酸アルカリ水溶液に添加するマグネシウム化
合物としては酸化物、水酸化物、炭酸塩、塩化
物、硫酸塩等の無機化合物又は酢酸塩等の有機化
合物等が用いられ、これらマグネシウム化合物を
珪酸アルカリ水溶液中に混じると珪酸アルカリと
反応して珪酸マグネシウムを形成し、液を固化さ
せる。液が固化してしまうとガラス繊維の表面に
コーテイングすることはできないので、固化途中
で液が懸濁している段階でガラス繊維に付着させ
ねばならない。したがつて珪酸アルカリとの反応
速度が比較的遅い酸化物、水酸化物、炭酸塩など
が作業をやりやすい点で特に好ましい。 前記反応速度はマグネシウム化合物の水に対す
る溶解度と関係するようで、水に対する溶解度が
大な程、反応速度も早くなる傾向にある。マグネ
シウム化合物の濃度も珪酸アルカリとの反応速度
に関係し、濃度大な程、反応速度も大となるの
で、反応速度大の化合物を使用するときは濃度を
小とすべきであり、範囲としては珪酸アルカリに
対し重量比で0.2〜10％である。 実施例 １ 市販珪酸ソーダ３号（Na2O・3SiO240重量％
水溶液）３部および水１部からなる水溶液に珪酸
ナトリウムに対し１重量％の酸化マグネシウム粉
末を加え、十分に撹拌を行い懸濁状態となつた混
合液に耐アルカリガラス繊維（CemFil：登録商
標、重量比組成SiO262.5％、Al2O30.71％、
CaO5.35％、Na2O14.0％、ZrO216.7％）のスト
ランド（素線径13μｍ×400本）を約10秒浸漬し
乾燥させた。このストランドの長さの約1/2を棒
状の普通ポルトランドセメントモルタル中に埋め
込み、大気中で１日間養生後60℃の水中に一定期
間保持した後、ストランドの１端とセメントの１
端とを引張り、強度を測定した。ストランドの破
断は必らずセメント中に埋め込まれた部分と埋め
込まれていない部分との境界で発生し、この引張
試験結果を第１表に示す。 実施例 ２ 市販珪酸ソーダ３号１部および水１部からなる
水溶液に珪酸ナトリウムに対し５重量％の水酸化
マグネシウム粉末を加え、十分に撹拌して懸濁状
態となつた混合液に実施例１と同じストランドを
約15秒浸漬し乾燥させた後、実施例１と同様の試
料を作製し、引張試験を行つた。その結果を第１
表に示す。 実施例 ３ 市販珪酸ソーダ３号５部、水５部およびアクリ
ルエマルジヨン（大日本インク(株)ボンコートSFC
−54）１部からなる水溶液に珪酸ナトリウムに対
し１重量％の塩基性炭酸マグネシウム
（3MgCO3・Mg（OH）2・3H2O）粉末を加え、十
分に撹拌して懸濁状態となつた混合液に実施例１
と同じストランドを約10秒浸漬し乾燥させた後実
施例１と同様の試料を作製し、引張試験を行なつ
た。その結果を第１表に示す。 第１表において、比較例１は表面処理を行わな
い場合であり、比較例２は珪酸アルカリのコーテ
イングのみの場合である。比較例と較べて本発明
にかかわる実施例の補強ガラス繊維はいずれもセ
メント中において耐久性が著しく向上しているこ
とが判る。しかも本発明は、１回の塗布操作によ
り実施でき、又高温熱処理等を必要としないた
め、ガラス繊維自身の持つ強度を低下させること
が極力防止されている。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 珪酸アルカリ水溶液に該珪酸アルカリに対し
て0.002〜0.1の重量のマグネシウム化合物を加え
て懸濁液を形成し、該懸濁液をガラス繊維表面に
付着せしめるガラス繊維の表面処理方法。 ２ 該珪酸アルカリ水溶液が樹脂エマルジヨンを
含んだものである特許請求の範囲第１項記載のガ
ラス繊維の表面処理方法。 ３ 該樹脂エマルジヨンが珪酸アルカリ水溶液に
対し0.05〜0.5重量比である特許請求の範囲第２
項記載のガラス繊維の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158338A JPS5860643A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 耐アルカリガラス繊維の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158338A JPS5860643A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 耐アルカリガラス繊維の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5860643A JPS5860643A (ja) | 1983-04-11 |
| JPH0123424B2 true JPH0123424B2 (ja) | 1989-05-02 |
Family
ID=15669447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56158338A Granted JPS5860643A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 耐アルカリガラス繊維の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5860643A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7141284B2 (en) | 2002-03-20 | 2006-11-28 | Saint-Gobain Technical Fabrics Canada, Ltd. | Drywall tape and joint |
| US7311964B2 (en) | 2002-07-30 | 2007-12-25 | Saint-Gobain Technical Fabrics Canada, Ltd. | Inorganic matrix-fabric system and method |
| EP1856003A2 (en) * | 2005-02-24 | 2007-11-21 | James Hardie International Finance B.V. | Alkali resistant glass compositions |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49109421A (ja) * | 1973-01-24 | 1974-10-17 | ||
| JPS5434320A (en) * | 1977-08-23 | 1979-03-13 | Asahi Glass Co Ltd | Method of mixing grc |
| JPS5470333A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Production of reinforcing material for cement product |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP56158338A patent/JPS5860643A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49109421A (ja) * | 1973-01-24 | 1974-10-17 | ||
| JPS5434320A (en) * | 1977-08-23 | 1979-03-13 | Asahi Glass Co Ltd | Method of mixing grc |
| JPS5470333A (en) * | 1977-11-15 | 1979-06-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Production of reinforcing material for cement product |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5860643A (ja) | 1983-04-11 |
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