JPH0210779B2 - - Google Patents
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- JPH0210779B2 JPH0210779B2 JP13578485A JP13578485A JPH0210779B2 JP H0210779 B2 JPH0210779 B2 JP H0210779B2 JP 13578485 A JP13578485 A JP 13578485A JP 13578485 A JP13578485 A JP 13578485A JP H0210779 B2 JPH0210779 B2 JP H0210779B2
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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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/095—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing rare earths
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Description
産業上の利用分野
本発明は1550℃より低い温度で溶融して製造し
得られるシラスとセリウム酸化物含有アルミノけ
い酸塩ガラスの製造法に関する。 従来技術 シリカとアルミナからなるアルミノけい酸塩ガ
ラスは、耐熱性が高く、機械的強度も良好であ
り、また耐食性、耐風化性の優れたガラスであ
る。しかし、この系のガラスを製造するには非常
に高温を必要とする問題点があつた。 一般の炭化けい素発熱体を使用する電気炉で
は、1550℃程度の温度までが限度である。そのた
めこの系のガラスは一般の電気炉による溶融法で
は製造することができなかつた。 一般に、アルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物
を含有させると、溶融温度が低下し、一般の前記
電気炉を使用して1550℃程度でガラスを製造する
ことが可能となる。しかし、アルカリ酸化物、ア
ルカリ土類酸化物を含有させると、耐熱性、機械
的性質、耐化学性、耐食性及び耐風化性の諸性質
を低下させる問題点があつた。 本発明者らはさきに、Y2O3,La2O3を含有さ
せることによつて、1550℃程度の一般の電気炉を
使用してガラスを製造を可能にし、得られるガラ
スの機械的性質を優れたものとなし得た。(米国
窯業協会誌61巻247〜249頁(1978年))。また、
SC、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、
Er、Yb等の希土類の酸化物を含有させたアルミ
ノけい酸塩ガラスも1550℃程度の電気炉の使用に
より製造し得られることを明らかにした。(米国
窯業協会誌65巻C−210頁(1982年))。しかし、
これらの分離希土類酸化物は高価であるため、そ
れだけコスト高となる問題点があつた。 発明の目的 本発明はこの問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的は1550℃程度の一般電気炉を使用し
て製造可能であり、かつアルミノけい酸塩ガラス
の本来の特性を低下させることがなく、機械的性
質及び耐化学性、耐食性、耐風化性の優れたセリ
ウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスを安価に
製造する方法を提供するにある。 発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結
果、CeO2を製造する時の中間精製物であるセリ
ウムコンセントレートに着目し、該セリウムコン
セントレートは、例えば 酸化物 重量% CeO2 50.0 La2O3 27.0 Pr6O11 5.0 Nd2O3 16.0 の組成を持ち、CeO2が約半量である。これをそ
のまま使用してアルミノけい酸塩ガラスを製造し
たところ、(1)CeO2のほかの他の含有物はアルミ
ノけい酸塩ガラスの特性に悪影響を及ぼすことが
ない。(2)分離したCeO2を使用した場合に比べて
溶融点を約50℃低下し得られ、(3)かつ価格も約
1/4以下であるため安価となることが分つた。 また、九州に広く分布する火山灰のシラスはそ
の主成分がアルミノけい酸塩のガラス質のもので
ある。シラスの二次堆積物である二次シラスは、
その化学組成がほぼ一定であることに着目し、こ
れを利用すべく検討を加えた。二次シラスの化学
組成を示すと、次の第1表の通りである。
得られるシラスとセリウム酸化物含有アルミノけ
い酸塩ガラスの製造法に関する。 従来技術 シリカとアルミナからなるアルミノけい酸塩ガ
ラスは、耐熱性が高く、機械的強度も良好であ
り、また耐食性、耐風化性の優れたガラスであ
る。しかし、この系のガラスを製造するには非常
に高温を必要とする問題点があつた。 一般の炭化けい素発熱体を使用する電気炉で
は、1550℃程度の温度までが限度である。そのた
めこの系のガラスは一般の電気炉による溶融法で
は製造することができなかつた。 一般に、アルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物
を含有させると、溶融温度が低下し、一般の前記
電気炉を使用して1550℃程度でガラスを製造する
ことが可能となる。しかし、アルカリ酸化物、ア
ルカリ土類酸化物を含有させると、耐熱性、機械
的性質、耐化学性、耐食性及び耐風化性の諸性質
を低下させる問題点があつた。 本発明者らはさきに、Y2O3,La2O3を含有さ
せることによつて、1550℃程度の一般の電気炉を
使用してガラスを製造を可能にし、得られるガラ
スの機械的性質を優れたものとなし得た。(米国
窯業協会誌61巻247〜249頁(1978年))。また、
SC、Ce、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、
Er、Yb等の希土類の酸化物を含有させたアルミ
ノけい酸塩ガラスも1550℃程度の電気炉の使用に
より製造し得られることを明らかにした。(米国
窯業協会誌65巻C−210頁(1982年))。しかし、
これらの分離希土類酸化物は高価であるため、そ
れだけコスト高となる問題点があつた。 発明の目的 本発明はこの問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的は1550℃程度の一般電気炉を使用し
て製造可能であり、かつアルミノけい酸塩ガラス
の本来の特性を低下させることがなく、機械的性
質及び耐化学性、耐食性、耐風化性の優れたセリ
ウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスを安価に
製造する方法を提供するにある。 発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結
果、CeO2を製造する時の中間精製物であるセリ
ウムコンセントレートに着目し、該セリウムコン
セントレートは、例えば 酸化物 重量% CeO2 50.0 La2O3 27.0 Pr6O11 5.0 Nd2O3 16.0 の組成を持ち、CeO2が約半量である。これをそ
のまま使用してアルミノけい酸塩ガラスを製造し
たところ、(1)CeO2のほかの他の含有物はアルミ
ノけい酸塩ガラスの特性に悪影響を及ぼすことが
ない。(2)分離したCeO2を使用した場合に比べて
溶融点を約50℃低下し得られ、(3)かつ価格も約
1/4以下であるため安価となることが分つた。 また、九州に広く分布する火山灰のシラスはそ
の主成分がアルミノけい酸塩のガラス質のもので
ある。シラスの二次堆積物である二次シラスは、
その化学組成がほぼ一定であることに着目し、こ
れを利用すべく検討を加えた。二次シラスの化学
組成を示すと、次の第1表の通りである。
【表】
この表から明らかなように、SiO2とAl2O3の成
分合計は約92モル%であり、大部分がアルミノけ
い酸塩である。 本発明者らはこの二次シラスとセリウムコンセ
ントレートを原料としてガラスの製造を試みたと
ころ、二次シラス中に含まれるアルミノけい酸塩
以外のFe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等を含
有するとガラスが得られ、また、これを原料とす
ると、SiO2、Al2O3を原料とする場合に比べてガ
ラス化の溶融時間が約1/3に短縮し得られるこ
とを究明し得た。この知見に基づいて本発明を完
成した。 本発明の要旨は、二次シラス25〜54重量%、セ
リウムコンセンレート38〜62重量%割合の混合物
を加熱してガラス化することを特徴とするシラス
とセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの
製造法にある。 二次シラスが25重量%より少ないと溶融温度が
高くなり1550℃ではガラス化できない。また54重
量%を超えると希土類含有アルミノけい酸塩ガラ
スの特性が発揮できなくなる。 セリウムコンセントレートが38重量%より少な
いと希土類酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスと
しての特性が発揮できず、また1550℃ではガラス
化できない。62重量%を超えると結晶化してしま
いガラスが得られない。 従つて、二次シラスは25〜54重量%、セリウム
コンセントレートは38〜62重量%の範囲の量であ
ることが必要である。 前記原料のほかに、必要に応じ、Al2O327重量
%、TiO214重量%、ZrO29重量%を超えない量1
種または2種以上混合使用してもよい。 Al2O3は二次シラス中に含まれているため特に
混合使用しなくともガラス化するので、必要に応
じ27重量%以下混合使用してもよい。しかし27重
量%を超えると溶融温度が高くなり、1550℃では
ガララス化できない。 TiO2の混合使用は耐化学性、耐食性、耐風化
性を高める作用をする。しかし14重量%を超える
と結結晶化してしまいガラススが得られない。 ZrO2の混合使用は、耐化学性、耐食性、耐風
化性、機械的性質、耐熱性を高める作用をする。
9重量%を超えると結晶化してしまいガラスが得
られない。 なお、セリウムコンセントレートは、CeO2の
原鉱石例えばバストネサイトよりCeO2を製造す
る際の中間精製物である。 実施例 1 二次シラス46.02重量%、セリウムコンセント
レート53.98重量%の割合で混合したものを、
Al2O3るつぼに入れた。これを1500℃で2時間加
熱溶融した後、アルミニウム板上に流し出し放冷
した。得られたガラスは濃茶褐色の泡のないもの
であつた。このガラスの熱膨張係数は62.5×
10-7/℃で、密度は3.73g/cm3であつた。 実施例 2 二次シラス44.19重量%、Al2O317.64重量%、
セリウムコンセントレート38.17重量%の割合で
混合したものを、Al2O3るつぼに入れた。これを
1450〜1500℃で2時間加熱溶融した後、アルミニ
ウム板上に流し出し放冷した。得られたガラスは
濃茶褐色の泡のないものであつた。 このガラスの熱膨張係数は51.6×10-7/℃で、
密度は3.50g/cm3であつた。 このガラスが溶融した状態で炉外にるつぼを取
り出し、手引きによりガラス繊維化を行つたとこ
ろ、数μm〜数mmの各種太さで、1m以上の長さの
ガラス繊維が容易に得られた。 このガラス組成は、原料割合から計算すると、
SiO233.53%、Al2O323.95%、Fe2O30.99%、
CaO0.58%、MgO0.13%、Na2O1.41%、K2O1.24
%、セリウムコンセントレート38.17%(%は重
量%を表わす)である。 実施例 3 二次シラス27.31重量%、Al2O39.29重量%、セ
リウムコンセントレート49.62重量%、TiO213.78
重量%の割合で混合したものを、Al2O3るつぼに
入れた。これを1550℃で2時間加熱溶融した。こ
の溶融物をアルミニウム板上に流し出し放冷し
た。得られたガラスは濃茶褐色のないもものであ
つた。このガラスの熱膨張係数は64.3×10-7/
℃、密度は3.98g/cm3であつた。 実施例 4 二次シラス33.00重量%、Al2O38.21重量%、セ
リウムコンセントレート50.20重量%、ZrO28.59
%の割合で混合したものをAl2O3るつぼに入れ
た。これを1550℃で2時間加熱溶融した。この溶
融物をアルミニウム板上に流し出し放冷した。得
られたガラスは濃茶褐色の泡のないものであつ
た。 このガラスの熱膨張係数は67.6×10-7/℃、密
度は3.83g/cm3であつた。 発明の効果 本発明の方法によると、二次シラス及びセリウ
ムコンセントレートを使用するため、セリウム酸
化物を含有するアルミノけい酸塩ガラスが、従来
のSiO2、Al2O3、CeO2を原料とする場合に比べ
て極めて安価に、しかも溶融温度が低いので一般
の電気炉で容易に溶解してガラス化し得られる。 そして得られるガラスはアルミノけい酸塩ガラ
スの特性をそのまま保有し、高弾性率を有する優
れたものとなる。 また、耐アルカリ性が高いため、セメントと複
合した複合材とすることができ、Fe2O3とCeO2
を含有するため紫外線吸収特性を有し、紫外線吸
収材料としても有効に使用することができる等の
優れた効果を有する。
分合計は約92モル%であり、大部分がアルミノけ
い酸塩である。 本発明者らはこの二次シラスとセリウムコンセ
ントレートを原料としてガラスの製造を試みたと
ころ、二次シラス中に含まれるアルミノけい酸塩
以外のFe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等を含
有するとガラスが得られ、また、これを原料とす
ると、SiO2、Al2O3を原料とする場合に比べてガ
ラス化の溶融時間が約1/3に短縮し得られるこ
とを究明し得た。この知見に基づいて本発明を完
成した。 本発明の要旨は、二次シラス25〜54重量%、セ
リウムコンセンレート38〜62重量%割合の混合物
を加熱してガラス化することを特徴とするシラス
とセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの
製造法にある。 二次シラスが25重量%より少ないと溶融温度が
高くなり1550℃ではガラス化できない。また54重
量%を超えると希土類含有アルミノけい酸塩ガラ
スの特性が発揮できなくなる。 セリウムコンセントレートが38重量%より少な
いと希土類酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスと
しての特性が発揮できず、また1550℃ではガラス
化できない。62重量%を超えると結晶化してしま
いガラスが得られない。 従つて、二次シラスは25〜54重量%、セリウム
コンセントレートは38〜62重量%の範囲の量であ
ることが必要である。 前記原料のほかに、必要に応じ、Al2O327重量
%、TiO214重量%、ZrO29重量%を超えない量1
種または2種以上混合使用してもよい。 Al2O3は二次シラス中に含まれているため特に
混合使用しなくともガラス化するので、必要に応
じ27重量%以下混合使用してもよい。しかし27重
量%を超えると溶融温度が高くなり、1550℃では
ガララス化できない。 TiO2の混合使用は耐化学性、耐食性、耐風化
性を高める作用をする。しかし14重量%を超える
と結結晶化してしまいガラススが得られない。 ZrO2の混合使用は、耐化学性、耐食性、耐風
化性、機械的性質、耐熱性を高める作用をする。
9重量%を超えると結晶化してしまいガラスが得
られない。 なお、セリウムコンセントレートは、CeO2の
原鉱石例えばバストネサイトよりCeO2を製造す
る際の中間精製物である。 実施例 1 二次シラス46.02重量%、セリウムコンセント
レート53.98重量%の割合で混合したものを、
Al2O3るつぼに入れた。これを1500℃で2時間加
熱溶融した後、アルミニウム板上に流し出し放冷
した。得られたガラスは濃茶褐色の泡のないもの
であつた。このガラスの熱膨張係数は62.5×
10-7/℃で、密度は3.73g/cm3であつた。 実施例 2 二次シラス44.19重量%、Al2O317.64重量%、
セリウムコンセントレート38.17重量%の割合で
混合したものを、Al2O3るつぼに入れた。これを
1450〜1500℃で2時間加熱溶融した後、アルミニ
ウム板上に流し出し放冷した。得られたガラスは
濃茶褐色の泡のないものであつた。 このガラスの熱膨張係数は51.6×10-7/℃で、
密度は3.50g/cm3であつた。 このガラスが溶融した状態で炉外にるつぼを取
り出し、手引きによりガラス繊維化を行つたとこ
ろ、数μm〜数mmの各種太さで、1m以上の長さの
ガラス繊維が容易に得られた。 このガラス組成は、原料割合から計算すると、
SiO233.53%、Al2O323.95%、Fe2O30.99%、
CaO0.58%、MgO0.13%、Na2O1.41%、K2O1.24
%、セリウムコンセントレート38.17%(%は重
量%を表わす)である。 実施例 3 二次シラス27.31重量%、Al2O39.29重量%、セ
リウムコンセントレート49.62重量%、TiO213.78
重量%の割合で混合したものを、Al2O3るつぼに
入れた。これを1550℃で2時間加熱溶融した。こ
の溶融物をアルミニウム板上に流し出し放冷し
た。得られたガラスは濃茶褐色のないもものであ
つた。このガラスの熱膨張係数は64.3×10-7/
℃、密度は3.98g/cm3であつた。 実施例 4 二次シラス33.00重量%、Al2O38.21重量%、セ
リウムコンセントレート50.20重量%、ZrO28.59
%の割合で混合したものをAl2O3るつぼに入れ
た。これを1550℃で2時間加熱溶融した。この溶
融物をアルミニウム板上に流し出し放冷した。得
られたガラスは濃茶褐色の泡のないものであつ
た。 このガラスの熱膨張係数は67.6×10-7/℃、密
度は3.83g/cm3であつた。 発明の効果 本発明の方法によると、二次シラス及びセリウ
ムコンセントレートを使用するため、セリウム酸
化物を含有するアルミノけい酸塩ガラスが、従来
のSiO2、Al2O3、CeO2を原料とする場合に比べ
て極めて安価に、しかも溶融温度が低いので一般
の電気炉で容易に溶解してガラス化し得られる。 そして得られるガラスはアルミノけい酸塩ガラ
スの特性をそのまま保有し、高弾性率を有する優
れたものとなる。 また、耐アルカリ性が高いため、セメントと複
合した複合材とすることができ、Fe2O3とCeO2
を含有するため紫外線吸収特性を有し、紫外線吸
収材料としても有効に使用することができる等の
優れた効果を有する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 二次シラス25〜54重量%、セリウムコンセン
トレート38〜62重量%割合の混合物を加熱溶融し
てガラス化することを特徴とするシラスとセリウ
ム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法。 2 二次シラス25〜54重量%、セリウムコンセン
トレート38〜62重量%のほか、更にAl2O327重量
%、TiO214重量%、ZrO29重量%を超えない量を
1種または2種以上混合し、該混合物を加熱溶融
してガラス化することを特徴とするシラスとセリ
ウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13578485A JPS6291443A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | シラスとセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13578485A JPS6291443A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | シラスとセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6291443A JPS6291443A (ja) | 1987-04-25 |
JPH0210779B2 true JPH0210779B2 (ja) | 1990-03-09 |
Family
ID=15159764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13578485A Granted JPS6291443A (ja) | 1985-06-21 | 1985-06-21 | シラスとセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6291443A (ja) |
-
1985
- 1985-06-21 JP JP13578485A patent/JPS6291443A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6291443A (ja) | 1987-04-25 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |