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 |