JPH0459257B2 - - Google Patents
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- JPH0459257B2 JPH0459257B2 JP59194934A JP19493484A JPH0459257B2 JP H0459257 B2 JPH0459257 B2 JP H0459257B2 JP 59194934 A JP59194934 A JP 59194934A JP 19493484 A JP19493484 A JP 19493484A JP H0459257 B2 JPH0459257 B2 JP H0459257B2
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- glass
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
- C03C3/085—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal
- C03C3/087—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound containing an oxide of a divalent metal containing calcium oxide, e.g. common sheet or container glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C13/00—Fibre or filament compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は繊維製造用ガラス組成物に関する。更
に詳しくは本発明は圧縮空気、水蒸気ジエツト
流、熱ガスジエツト流または遠心力により不連続
繊維の形態に引伸ばされうるガラス組成物に関す
る。 本発明のガラス組成物はそれを溶融ガラスとし
て多数のオリフイスを穿つた周縁壁を備えた中空
体に供給し、該オリフイスを通つて溶融ガラスが
遠心力の作用下で水平に噴射されることからなる
方法により引出される。こうして一次繊維が形勢
され、この一次繊維は次いで火焔またはガス流の
作用により上方から下に向けて延伸される。 〔従来の技術〕 上記タイプの方法及び該タイプの方法を実施す
る装置は例えばフランス特許第1382917号及び第
2443436号明細書に記載されている。 繊維の製造に現在使用されているガラスの組成
は該繊維に所望される性質、種々の原料のコスト
及びガラス繊維を製造する装置に課せられる制限
の間の妥協の結果である。こうして、例えば上記
中空体を造るために使用する材料の性質により
1000℃以下の温度で一次繊維を造ることが可能と
なるガラスが必要とされる。 繊維製造用に改質された既知のガラスの大部分
の組成は該組成に課せられる制限を大体満足させ
るが、しかしそれは例えば経済性面を犠牲にして
のことである。 こうして、既知のガラス組成の多くのものはガ
ラス繊維に必要なガラス化しうる原料を極めて多
種類を使用することを余儀なくさせる非常に多数
の成分を含む。この多種類の原料の使用は新規給
源の探索及び多種類の原料の貯蔵及び管理のコス
トの増大といつた問題を持込むことになる。 既知のガラス組成物中に導入されたかなりの数
の成分が高価な原料から得られたものであること
を強調しなければならない。このような成分が多
数あること、及びこのような成分を無視できない
量でガラス組成物中に導入することは製造された
ガラスの価格を極めて顕著に高騰させる。 他方、既知のガラス組成物のある種のものはガ
ス加熱炉中で溶融すると屡々揮発性成分が揮発し
て分離する。この揮発は被ガラス化混合物中のよ
り揮発性の成分の割合を増大させ、且つ揮発した
フユームを除去する装置を設備することを余儀な
くさせる。 比較的最近になつて電気炉の使用により前記し
た揮発による損失が減少するようになつた。既知
のガラス組成物は多くの点で満足すべきものであ
るにも拘らず、なお電気炉により溶融には適しな
い。これらの組成物を電気炉中で溶融するとガラ
ス浴を覆う被ガラス化混合物が不安定であること
が観察される。すなわち爆発性で且つガラス表面
を断続的に露出させるガスのたまりが形成され、
この現象は無視できない熱損失を生じ、ならびに
ガス加熱炉中で観察される揮発性物資の揮発によ
る損失量より多くはないけれどもやはり揮発性物
質の揮発による損失が生ずる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は電気炉中で安定且つ均一な溶融
を可能にするガラス組成物を提供するにある。 本発明はまた成分数が限定され、且つ少量で導
入される少数だけの高価な成分を含むガラス組成
物に関する。 本発明はすぐれた粘度特性及び失透性を示すガ
ラス組成物を意図するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によるガラス組成物は所定の目的のある
ものをガラス組成物にフツ素を系統的に導入する
ことによつて達成される。 本発明者らは、完全には理由は説明できない
が、上記成分が原料の分解によつて生ずるガスを
規制的に排除する効果を導入し、従つて溶融が特
に安定していることを確認した。 本発明のガラスの粘度特性及び失透特性はとり
わけアルカリ金属酸化物であるNa2Ｏ及びK2Ｏ
の導入及びB2O3及びフツ素の導入によつて支配
される。 ガラスの粘度に及ぼすホウ素とフツ素のそれぞ
れの作用はそれらの間の各々の作用を考慮するこ
とによつてそれら２種の成分をガラス組成物中に
導入される類のものである。 経済的に許容しうる重量割合内にホウ素とフツ
素との重量割合を維持しながら、これら２種の全
体としてのガラスの粘度に及ぼす効果を精密に調
整するために、これら２種の成分は下記の不等式
を満足するように考慮することによりガラス組成
物中に導入される： ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％ フツ素に付けられた係数は粘度に及ぼすフツ素
の作用をホウ素の作用とバランスさせ、且つホウ
素の作用と直接比較できるようにするものであ
る。すなわち、２重量％のフツ素は３重量％の
B2O3と実際上同じ効果を粘度に及ぼすことを示
す。 この不等式の関係は同様に失透性に対するホウ
素とフツ素との作用を最適となし、極度に低い温
度で結晶化し始めるガラスを得ることに寄与する
ものである。 すぐれた失透特性を得ながら粘度を下げるため
に、本発明のガラス組成物はホウ素及びフツ素の
ほかにアルカリ金属酸化物であるNa2Ｏ及びK2
Ｏを含有し、これらは下記の不等式を満足する重
量割合で導入される： 16重量％＜Na2Ｏ＋K2Ｏ＜20重量％ 全体として、本発明による繊維用ガラス組成物
は上記不等式により規定される重量割合のNa2Ｏ
及びK2Ｏアルカリ金属酸化物と既に述べた不等
式に従うB2O3及びフツ素のほかに更に下記の重
量割合の成分を含む： SiO2 57〜70％ Al2O3 ２〜７％ CaO ５〜10％ MgO ０〜４％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ 本発明による繊維用ガラス組成物は下記の２種
の範囲の割合の既存の成分を含むガラス組成物を
好ましとする： SiO2 60〜67％ Al2O3 ３〜５％ CaO ６〜９％ MgO 0.5〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ 及び SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ １〜４％ これらの２種の組成物は先に述べた不等式によ
り規定される割合によるアルカリ金属酸化物Na2
Ｏ及びK2Ｏを含む。 ２種の範囲からなる組成物は好ましくは下記の
ように規定される（重量％）： SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ Na2Ｏ 14〜17％ K2Ｏ 0.5〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ １〜４％ 及び SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ Na2Ｏ 15〜16.5％ K2Ｏ １〜2.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 1.5〜４％ 最良の特性を示す上記最後に述べた２つの範囲
の組成物はそれぞれ下記の不等式を満足する： ４重量％B2O3＋1.5F６重量％ 全体として、粘度及び耐失透性面及び経済面で
より大きな興味ある本発明の組成物は下記の関係
により支配される重量割合のホウ素及びフツ素を
含む組成物である： B2O3＋1.5F＝4.5％ 〔実施例〕 本発明の組成物の特性は下記の実施例により一
層よく理解されよう（文中、％とは重量％であ
る）： 実施例 １
に詳しくは本発明は圧縮空気、水蒸気ジエツト
流、熱ガスジエツト流または遠心力により不連続
繊維の形態に引伸ばされうるガラス組成物に関す
る。 本発明のガラス組成物はそれを溶融ガラスとし
て多数のオリフイスを穿つた周縁壁を備えた中空
体に供給し、該オリフイスを通つて溶融ガラスが
遠心力の作用下で水平に噴射されることからなる
方法により引出される。こうして一次繊維が形勢
され、この一次繊維は次いで火焔またはガス流の
作用により上方から下に向けて延伸される。 〔従来の技術〕 上記タイプの方法及び該タイプの方法を実施す
る装置は例えばフランス特許第1382917号及び第
2443436号明細書に記載されている。 繊維の製造に現在使用されているガラスの組成
は該繊維に所望される性質、種々の原料のコスト
及びガラス繊維を製造する装置に課せられる制限
の間の妥協の結果である。こうして、例えば上記
中空体を造るために使用する材料の性質により
1000℃以下の温度で一次繊維を造ることが可能と
なるガラスが必要とされる。 繊維製造用に改質された既知のガラスの大部分
の組成は該組成に課せられる制限を大体満足させ
るが、しかしそれは例えば経済性面を犠牲にして
のことである。 こうして、既知のガラス組成の多くのものはガ
ラス繊維に必要なガラス化しうる原料を極めて多
種類を使用することを余儀なくさせる非常に多数
の成分を含む。この多種類の原料の使用は新規給
源の探索及び多種類の原料の貯蔵及び管理のコス
トの増大といつた問題を持込むことになる。 既知のガラス組成物中に導入されたかなりの数
の成分が高価な原料から得られたものであること
を強調しなければならない。このような成分が多
数あること、及びこのような成分を無視できない
量でガラス組成物中に導入することは製造された
ガラスの価格を極めて顕著に高騰させる。 他方、既知のガラス組成物のある種のものはガ
ス加熱炉中で溶融すると屡々揮発性成分が揮発し
て分離する。この揮発は被ガラス化混合物中のよ
り揮発性の成分の割合を増大させ、且つ揮発した
フユームを除去する装置を設備することを余儀な
くさせる。 比較的最近になつて電気炉の使用により前記し
た揮発による損失が減少するようになつた。既知
のガラス組成物は多くの点で満足すべきものであ
るにも拘らず、なお電気炉により溶融には適しな
い。これらの組成物を電気炉中で溶融するとガラ
ス浴を覆う被ガラス化混合物が不安定であること
が観察される。すなわち爆発性で且つガラス表面
を断続的に露出させるガスのたまりが形成され、
この現象は無視できない熱損失を生じ、ならびに
ガス加熱炉中で観察される揮発性物資の揮発によ
る損失量より多くはないけれどもやはり揮発性物
質の揮発による損失が生ずる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明の目的は電気炉中で安定且つ均一な溶融
を可能にするガラス組成物を提供するにある。 本発明はまた成分数が限定され、且つ少量で導
入される少数だけの高価な成分を含むガラス組成
物に関する。 本発明はすぐれた粘度特性及び失透性を示すガ
ラス組成物を意図するものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明によるガラス組成物は所定の目的のある
ものをガラス組成物にフツ素を系統的に導入する
ことによつて達成される。 本発明者らは、完全には理由は説明できない
が、上記成分が原料の分解によつて生ずるガスを
規制的に排除する効果を導入し、従つて溶融が特
に安定していることを確認した。 本発明のガラスの粘度特性及び失透特性はとり
わけアルカリ金属酸化物であるNa2Ｏ及びK2Ｏ
の導入及びB2O3及びフツ素の導入によつて支配
される。 ガラスの粘度に及ぼすホウ素とフツ素のそれぞ
れの作用はそれらの間の各々の作用を考慮するこ
とによつてそれら２種の成分をガラス組成物中に
導入される類のものである。 経済的に許容しうる重量割合内にホウ素とフツ
素との重量割合を維持しながら、これら２種の全
体としてのガラスの粘度に及ぼす効果を精密に調
整するために、これら２種の成分は下記の不等式
を満足するように考慮することによりガラス組成
物中に導入される： ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％ フツ素に付けられた係数は粘度に及ぼすフツ素
の作用をホウ素の作用とバランスさせ、且つホウ
素の作用と直接比較できるようにするものであ
る。すなわち、２重量％のフツ素は３重量％の
B2O3と実際上同じ効果を粘度に及ぼすことを示
す。 この不等式の関係は同様に失透性に対するホウ
素とフツ素との作用を最適となし、極度に低い温
度で結晶化し始めるガラスを得ることに寄与する
ものである。 すぐれた失透特性を得ながら粘度を下げるため
に、本発明のガラス組成物はホウ素及びフツ素の
ほかにアルカリ金属酸化物であるNa2Ｏ及びK2
Ｏを含有し、これらは下記の不等式を満足する重
量割合で導入される： 16重量％＜Na2Ｏ＋K2Ｏ＜20重量％ 全体として、本発明による繊維用ガラス組成物
は上記不等式により規定される重量割合のNa2Ｏ
及びK2Ｏアルカリ金属酸化物と既に述べた不等
式に従うB2O3及びフツ素のほかに更に下記の重
量割合の成分を含む： SiO2 57〜70％ Al2O3 ２〜７％ CaO ５〜10％ MgO ０〜４％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ 本発明による繊維用ガラス組成物は下記の２種
の範囲の割合の既存の成分を含むガラス組成物を
好ましとする： SiO2 60〜67％ Al2O3 ３〜５％ CaO ６〜９％ MgO 0.5〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ 及び SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ １〜４％ これらの２種の組成物は先に述べた不等式によ
り規定される割合によるアルカリ金属酸化物Na2
Ｏ及びK2Ｏを含む。 ２種の範囲からなる組成物は好ましくは下記の
ように規定される（重量％）： SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ Na2Ｏ 14〜17％ K2Ｏ 0.5〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ １〜４％ 及び SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ Na2Ｏ 15〜16.5％ K2Ｏ １〜2.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 1.5〜４％ 最良の特性を示す上記最後に述べた２つの範囲
の組成物はそれぞれ下記の不等式を満足する： ４重量％B2O3＋1.5F６重量％ 全体として、粘度及び耐失透性面及び経済面で
より大きな興味ある本発明の組成物は下記の関係
により支配される重量割合のホウ素及びフツ素を
含む組成物である： B2O3＋1.5F＝4.5％ 〔実施例〕 本発明の組成物の特性は下記の実施例により一
層よく理解されよう（文中、％とは重量％であ
る）： 実施例 １
【表】
実施例 ２
【表】
実施例 ３
【表】
実施例 ４
【表】
実施例 ５
【表】
実施例 ６
【表】
実施例 ７
【表】
実施例 ８
【表】
実施例 ９
【表】
実施例 10
【表】
本発明の繊維用ガラス組成物はとりわけ上述の
実施例により明らかなように幾つかの特長を有す
る。 本発明の組成物から得られるガラスは低粘度で
ある。すなわち周知の目安として1000ポイズの粘
度をとると、本発明のガラスに対して1000ポイズ
になる温度は1100℃に等しいか、それ以下であ
る。 加うるに、本発明のガラスは極めて低い温度で
失透（結晶化）する。実際に、最高失透（結晶
化）温度は一般に980℃以下、そして大部分の場
合、960℃以下の温度である。 粘度が1000ポイズになる温度と最高失透（結晶
化）温度との差は大体100℃以上、特には200℃以
上でさえある。 一般に液相線と呼ばれる失透（結晶化）速度が
ゼロとなる温度（TVN）は一般に920℃以下で、
大部分は900℃に等しいか、或はそれ以下である。 粘度が10000ポイズになる温度と液相線温度と
の差は常に大きく正の値を示す。この温度差は例
えば上記特許明細書に記載の遠心法による繊維化
方法に対して失透に関して繊維化に対する適性を
もつか否かを判断する重要な基準となるものであ
る。前記温度差が正の値であると繊維化装置中の
失透の危険は実際上ゼロである。 最後に、結晶成長最高速度となる温度は大体
840℃以下、そして極めてしばしば820℃またはそ
れ以下である。 失透（結晶化）最高速度に関してはこれはこの
ガラス分野に対して許容しうる通常の範囲内にあ
る。 これらの特長のために、本発明によるガラス組
成物は特に断熱材及び／または遮音材用の材料を
造る際に使用しやすい不連続繊維の製造に特に適
するものである。
実施例により明らかなように幾つかの特長を有す
る。 本発明の組成物から得られるガラスは低粘度で
ある。すなわち周知の目安として1000ポイズの粘
度をとると、本発明のガラスに対して1000ポイズ
になる温度は1100℃に等しいか、それ以下であ
る。 加うるに、本発明のガラスは極めて低い温度で
失透（結晶化）する。実際に、最高失透（結晶
化）温度は一般に980℃以下、そして大部分の場
合、960℃以下の温度である。 粘度が1000ポイズになる温度と最高失透（結晶
化）温度との差は大体100℃以上、特には200℃以
上でさえある。 一般に液相線と呼ばれる失透（結晶化）速度が
ゼロとなる温度（TVN）は一般に920℃以下で、
大部分は900℃に等しいか、或はそれ以下である。 粘度が10000ポイズになる温度と液相線温度と
の差は常に大きく正の値を示す。この温度差は例
えば上記特許明細書に記載の遠心法による繊維化
方法に対して失透に関して繊維化に対する適性を
もつか否かを判断する重要な基準となるものであ
る。前記温度差が正の値であると繊維化装置中の
失透の危険は実際上ゼロである。 最後に、結晶成長最高速度となる温度は大体
840℃以下、そして極めてしばしば820℃またはそ
れ以下である。 失透（結晶化）最高速度に関してはこれはこの
ガラス分野に対して許容しうる通常の範囲内にあ
る。 これらの特長のために、本発明によるガラス組
成物は特に断熱材及び／または遮音材用の材料を
造る際に使用しやすい不連続繊維の製造に特に適
するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記の重量割合の成分： SiO2 57〜70％ Al2O3 ２〜７％ CaO ５〜10％ MgO ０〜４％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ を含有し、B2O3成分とＦ成分との量は更に下記
の不等式 ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量 で規定され、且つ 16重量％＜Na2Ｏ＋K2Ｏ＜20重量％ の不等式を満足する重量割合のアルカリ金属酸化
物Na2Ｏ及びK2Ｏを含有することを特徴とする
ガラス繊維。 ２ ガラス繊維が下記の重量割合の成分： SiO2 60〜67％ Al2O3 ３〜５％ CaO ６〜９％ MgO 0.5〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ を含み、且つ ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％及び 16重量％＜Na2Ｏ＋K2Ｏ＜20重量％ である特許請求の範囲第１項記載のガラス繊維。 ３ ガラス繊維が下記の重量割合の成分： SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ B2O3 Ｏ〜4.5％ Ｆ １〜４％ を含み、且つ ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％ 16％＜Na2Ｏ＋K2Ｏ＜20％ である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
ガラス繊維。 ４ ガラス繊維が下記の重量割合の成分： SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ Na2Ｏ 14〜17％ K2Ｏ 0.5〜3.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ １〜４％ を含み、且つ ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％ である特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかに記載のガラス繊維。 ５ ガラス繊維が下記の重量割合の成分： SiO2 62〜67％ Al2O3 ３〜4.5％ CaO ７〜８％ MgO ２〜3.5％ Na2Ｏ 15〜16.5％ K2Ｏ １〜2.5％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 1.5〜４％ を含み、且つ ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％ である特許請求の範囲第４項記載のガラス繊維。 ６ ガラス繊維が不等式 ４重量％B2O3＋1.5F＜６重量％ により規制される重量割合のホウ素及びフツ素を
含有する特許請求の範囲第５項記載のガラス繊
維。 ７ ガラス繊維が下記の関係 B2O3＋1.5F＝4.5重量％ により規制される重量割合のホウ素とフツ素とを
含む特許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれ
かに記載のガラス繊維。 ８ 下記の重量割合の成分： SiO2 57〜70％ Al2O3 ２〜７％ CaO ５〜10％ MgO ０〜４％ B2O3 ０〜4.5％ Ｆ 0.5〜４％ を含有し、B2O3成分とＦ成分との量は更に下記
の不等式 ３重量％B2O3＋1.5F6.5重量％ で規定され、且つ 16重量％＜Na2Ｏ＋K2Ｏ＜20重量％ の不等式を満足する重量割合のアルカリ金属酸化
物Na2Ｏ及びK2Ｏを含有するガラス繊維を断熱
材及び／または遮音材として使用する方法。
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