JPS5844621B2 - 耐アルカリ性ガラス組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐アルカリ性ガラス組成物及びそれから形成
された耐アルカリ性ガラス繊維に関する。

本発明は更に上記耐アルカリ性ガラス繊維で補強された
セメント製品に関する。

ガラス繊維は、他の有機質、無機質繊維に比して、優れ
た引張り強度を有し又極めて高い弾性率を有する為にＦ
ＲＰ （ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｌａｓ
ｔｉｃｓ）の如き繊維強化複合材に好適な補強材として
現在広く利用されている。

中でも近年ビルの高層化に伴いセメント製品の軽量化、
高強力化が強ぐ要望されガラス繊維強化セメントの研究
が各方面で検討されて来ている。

ガラス繊維をセメント強化用繊維として使用する場合の
最も重要な問題の−っ（東セメント構成成分であるＣａ
Ｏに基づくＣａ（ＯＨ）２が飽和溶解した状態にあり、
その為セメントマトリックスはｐＨが１２〜１３という
強塩基性を示すことである。

従ってガラス繊維は、例えばセメント製品の補強材とし
て使用される時は勿論、長年月の使用に際してアルカリ
雰囲気下にさらされる為、通常の所謂Ｅガラス繊維等を
使用した場合、繊維目体の強度低下が激しく補強材とし
ての特性を生かしきれない。

この為例えばセメント強化用ガラス繊維は、なるべく犬
なる耐アルカリ性を有することが必須条件といえる。

従来、ガラス繊維の耐アルカリ性を増大するために、高
ジルコニア（Ｚｒ０２）含量のガラス組成物をその基体
として用いることが提案された（例えば米国特許第３８
６１９２６号、英国特許第１２４３９７２号等）。

しかしながら、之等の提案に従って、ガラス組成物中の
ジルコニア含量を高めると、得られるガラス繊維の耐ア
ルカリ性は増大するが、その紡糸性は急激に悪化する欠
点があった。

その主たる理由は、ジルコニア含量の増大によって、紡
糸温度（ＴＦ）（溶融粘度が１０００ポイズを示す時の
ガラス組成物の温度〕はそれ程増太しないのに拘らず、
液相温度（ＴＬ）〔溶融状態のガラス組成物を徐々に冷
却した時に結晶が析出する温度〕は急激に上昇し、従っ
てジルコニア含量の増大に伴ってＴＦ−ＴＬが余りにも
小さくなるからである。

また、ジルコニア含量を増大すると、かかるガラス組成
物の溶融性が悪化し、溶融粘度が増大するから、一定の
溶融粘度を得るためにはより高温度で溶融する必要があ
り、この結果溶融炉の炉材の消耗が激しく、このために
も高ジルコニア含量のガラス繊維を実際に工業的規模で
製造することは決して容易でなかった。

本発明者等の一部の者は、高ジルコニア含有組成物の有
する上記の如き欠点を、該組成物中に一定量のＰ２Ｏ５
を含有せしめること（特願昭５ｏ−２９１００号）、上
記Ｐ２０．の代りに一定量のＢ２Ｏ３を含有せしめるこ
と（特願昭５０８５２７５号）、更に一定量のに２ｏ及
びアルカリ土類金属酸化物を含有せしめること（特願昭
５９−８８７９３号）等によって解決し得ることを発見
し、既に特許出願を為している。

しかし本発明者等のその後の研究によれば、Ｐ２Ｏ５の
導入は溶融炉の炉材を侵蝕する傾向があり、またＢ２Ｏ
３の導入は高ジルコニア含量によっテ折角増大した耐ア
ルカリ性を減少せしめる傾向を有すると共に、Ｂ２Ｏ３
の揮発性によってブッシングのチップ面を汚したり、溶
融炉の内圧を高める欠点があること、更に高ジルコニア
含量のガラス組成物中にＣａＱ の如きアルカリ土類金
属酸化物を導入すると、後述するとおり液相温度（ＴＬ
）の上昇をもたらし、ＴＦ−ＴＬの温度巾がそれだけ縮
少し、紡糸性を低下せしめるから、アルカリ土類金属酸
化物の導入は極力避けるべきこと等が解明されるに至っ
た。

また最近特開昭５１−５５３０９号公開公報により、重
量百分率で５ｉｎ２５３−６３％、Ｚｒ０２２１−２３
％、Ｎａ２０１０−２１％を主成分とする耐アルカリ性
ガラス繊維組成物が提案されており、このガラス組成物
はジルコニア（Ｚｒ０２）含量が極めて高い点で注目さ
れる。

しかし、本発明者等の追試によれば、同公開公報中に実
際に開示されている高ジルコニア含有ガラス組成物は紡
糸温度（ＴＦ）が余りにも高いか、或はＴＦ−ＴＬの温
度巾が余りにも狭いために、工業的規模におけるガラス
繊維の紡糸には適当でないことが確かめられた。

本発明者等の経験によれば、紡糸温度（ＴＦ）及び液相
温度（ＴＬ）は用いられるガラスの組成によって固有の
値をとり、それ故糸切れを起こすことなく良質のガラス
繊維を工業的規模で紡糸するためには、紡糸温度（ＴＦ
）と液相温度（ＴＬ）との間には、下記の関係 の関係が成立することが好適である。

また、紡糸温度（ＴＦ）については、 （５ａ）、 下記式 が成立することが肝要である。

そこで、本発明の目的は、ジルコニア含量が１９−２３
．５重量％という高含量の耐アルカリ性ガラス組成物で
、しかも前記式（４ａ） 、好ましくは（４ｂ）、（４
ｃ）及び（５ａ）、好ましくは（５ｂ）をも満足するこ
とにより紡糸性の優れた耐アルカリ性ガラス組成物を提
供することである。

本発明の他の目的は、本発明者等〇一部がさきに提案し
たＰ２Ｏ５、Ｂ２Ｏ３及びアルカリ土類金属酸化物の如
き本来の作用から見れば添加することの好ましからざる
成分の含有量が０．５重量％以下、好ましくは０．３重
量％以下であるにも拘らず、紡糸性が良好でしかも高含
量でジルコニアを含有する耐アルカリ性の極めて優れた
ガラス組成物を提供することにある。

本発明のその他の目的及び利点は以下の説明から明らか
となるであろう。

本発明によれば、上記の目的及び利点は、下記の酸化物
を下記の組成、 ＳｉＯ２５ ＺｒＯ２１ １２Ｏ Ｎａ２０ １ に２０ Ｏ １２０３ ｘＱｙ ２ ７−６４ ％ ９ −２３．５％ ０、５−２．５％ １−１８ ％ ０．５−６ ％ ０ − ０．５％ ０ − ０．５％ ０．５％以下 ０ − ０．３％ 但し、Ｒはアルカリ土類金属を表わし、Ｍは上記以外の
他の金属を表わし、（Ｍの原子価）ＸＸ−２ｙであり、
％は重量％を表わす、 で含有し、且つ下記式（１）、（２返び（３）を満足す
るガラス組成物によって達成されることが分った。

以下本発明について詳細に説明する。

例えばＣａＯの如きアルカリ土類金属酸化物は、従来、
ガラスの融剤として用いられることが知られており、ジ
ルコニア高含量の耐アルカリ性ガラス繊維の製造を目的
とする場合、例えば０．６〜７．５モル％の如きＣａＯ
の添加はＴＦ−ＴＬの温度巾を４０℃以上とするために
必要であり、またＣａＯの存在は該ガラス繊維の耐アル
カリ性を向上するためにも有用であると認識されていた
（米国特許第３８６１９２６号５欄２０−２５行、８欄
２６−３２行参照）。

しかしながら、本発明者等は高ジルコニア含量の耐アル
カリ性ガラス繊維の製造につき研究を重ねた結果、意外
にも、ＣａＯの如きアルカリ土類金属酸化物の添加量を
増すに従って、高ジルコニア含有ガラス組成物の紡糸温
度（ＴＦ）は漸次減少するが、それと同時に液相温度（
ＴＬ）は逆に添加量に比例して上昇し、この結果ＴＦ−
’ｒＬの温度巾はその添加量に比例して縮少すること、
方晶ジルコニア含有ガラス組成物の紡糸温度（ＴＦ）は
例えばジルコニア含量が１９％の場合にはＴＦは約１４
００’Ｃに達するから、かがる高紡糸温度を有する高ジ
ルコニア含有ガラス組成物のＴＦをアルカリ土類金属酸
化物の添加によって低下せしめようとすると、ＴＦ−Ｔ
Ｌの温度巾は極端に小さくなるか、時には却てＴＬ＞Ｔ
Ｆとなり、紡糸性が極めて悪化することが分った（後記
比較例２参照）。

そこで本発明者等は、ジルコニア（ＺｒＯ２）ヲ１９−
２３．５％という高含量で含有するガラス組成物が有す
る高紡糸温度（ＴＦ）をアルカリ土類金属酸化物によら
ずして低下せしめることのできる成分について鋭意研究
を行った結果、アルカリ金属酸化物の中でもリシア（Ｌ
１２０ ）のみが特異な作用をすること、そしてリシ
アを該ガラス組成物中に０．５〜２．５重量％、好まし
くは１〜２重量％含有せしめることによって、かかるガ
ラス組成物の紡糸温度（ＴＦ）を極めて効果的に低下せ
しめることができ、しかもこの場合には液相温度（ＴＬ
）は極めて僅かしか上昇しないこと、更にリシアの添加
は該ガラス組成物の溶融性をも陶土することが分った（
後記実施例１、第３表参照）また従来、ガラスの成分と
してＮａ２Ｏは必須成分として用いられており、高ジル
コニア含有ガラス組成物においてＮａ２ｏの含量を増大
することによってそのＴＦを低下せしめることができる
ことが知られていたが、本発明者等の研究によればガラ
ス組成物中にアルカリ金属酸化物としてＮ ａ ２ Ｑ
のみを含有せしめた場合について説明すると、Ｎａ２Ｏ
含量は液相温度（ＴＬ）と密接な関係を有し、Ｎａ２Ｏ
含量がほぼ１５−１６．５％の限られた範囲にＴＬの極
小点が存在し、この限られた範囲よりもＮａ２Ｏ含量が
小さくなっても、又は大きくなっても該ガラス組成物の
ＴＬは可成り急激に上昇することが分った。

また更に、従来上記Ｎａ２ｏの一部をに２ｏで置換する
ことができることは知られていたが、本発明によれば、
上記のＮａ２ｏをに２ｏの適当量、好ましくはＮａ２Ｏ
の１〜５％をに２０で置換するとアルカリ金属酸化物と
してＮａ ２０のみを用いた場合に比べて該ガラス組成
物のＴＬを更に低下せしめることができることが分った
。

本発明者等は、上記の如き研究結果を総合し、検討した
結果、ジルコニア含量が１９−２３．５％というような
高ジルコニア含量により耐アルカリ性が優れ、しかも紡
糸性も良好なガラス繊維を得るためには、次の諸因子が
極めて重要であることを知った。

（Ａ） 高ジルコニア（ＺｒＯ２）含量によるガラス
組成物のＴＦの上昇を適当量のリシア（Ｌｉ２Ｏ）によ
って低下せしめることが有効である。

そして上記ジルコニア含量の範囲においてもジルコニア
含量が犬となる程すシアの含有量を成る程度まで増大し
、またに２０の含有量が増大してもＴＦＧま上昇する傾
向を有するので、添加するリシアの量はに２０によるＴ
Ｆの上昇をもコンペンセートする量とすることが重要で
ある（後記式（２廖照）。

（Ｂ） 更に、上記ガラス組成物のＴＦ−ＴＬの温度
中を少くとも４０℃以上とし、特に５０’Ｃ以上、就中
６０℃以上とするためには、アルカリ金属酸化物である
Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋に２０の総合有量を適当な範囲と
するだけでなく、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ及びに２０の各含
有量をも適当な範囲に制御する必要がある（後記式（１
）参照）。

（Ｃ）一方Ｎａ２ＯはＴＦを低下せしめる作用を有する
ことは既に述べた通りであるから、添加するＮａ２Ｏ含
量が犬なる場合はそれに伴ってリシア含有量を減少せし
めることができ、従ってジルコニア含量の大小によって
、Ｌｉ２Ｏ及びＮａ２Ｏの含量をも制御することが有利
である（後記式（３）参照）。

かくして本発明によれば、下記の酸化物を下記の組成、 但し、Ｒはアルカリ土類金属を表わし、Ｍは上記以外の
他の金属を表わし、（Ｍの原子価）ＸＸ２ｙであり、％
は重量％を表わす、 で含有し、且つ下記式（１）、（２）および（３）、を
満足するガラス組成物及びかかるガラス組成物から成る
ガラス繊維は、耐アルカリ性が極めて犬で、しかもＴＦ
が１３１０℃よりも低く、且つＴＦ−ＴＬが４０℃以上
となり、紡糸性も優れていることが分った。

本発明によるかかるガラス組成物は、上言試（１）及び
（２）のみならず、下記式（３）、 とすることが好適であって、かくすることにより概して
、ＴＦを低くし、且つＴＦ−ＴＬの温度中をより大きく
保持することが可能となる（第５表参照）。

それ数本発明においては、前記式（１′）、（２）及び
（３）のすべての関係が満足される場合が殊に好適であ
る。

また、上記の範囲げおいても、各成分の含量を、それぞ
れ、 とすることが好適である。

本発明においては、ガラス組成物中の上記酸化物の含有
量を以上述べた範囲に制御することにより、従来融剤と
して繁用されたＣａＯの如きアルカリ土類金属酸化物を
添加する必要はなく、その方が好ましいが、かかる成分
が仮りに本ガラス組成物の各原料の不純物として混入さ
れるような場合はその含有量をガラス組成物全体の０．
５％以下にとどめるのが望ましい。

また、本発明者等がさきに提案したＰ２Ｏ５やＢ２Ｏ３
の如き酸化物はそれぞれ０．５％程度までは許容し得る
が、之等の酸化物を積極的に添加する必要はない。

更に、その他の例えば■、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ１Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｙ、Ｍｏ１Ｃｄ１Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ及
びＣｅ等の金属酸化物は、それらの合計量として、本発
明のガラス組成物全体の０．５％以下に制御することが
有利である。

但し、Ａ １２０３は本発明のガラス組成物全体の０．
５％程度迄混入することを許容することができ、一方Ｔ
ｉＯ２は０．３％程度以下に寧ろ制御することが有利で
ある（但し、上記％はいずれも重量％を示す。

以下も同じ）。また、本発明においては、ＣａＦ２はＣ
ａＯ及びＦ２として取扱い、ＣａＯの含有量は０．５％
以下とすべきことは既に述べた通りであり、またＦ２の
含有量は０３％、特に０．１％以下に制御するのが好ま
しい。

本発明においては、ＣａＦ２の添加は全く必要な（、寧
ろ添加しない方が好ましい。

なお本明細書においてはＦ２の含量は除外して前記酸化
物の全量を１００ ｗｔ％として前記各酸化物の含量を
重量％を表示するものである。

本発明の組成物を紡糸して得られるガラス繊維は、上述
した通り耐アルカリ性が犬であり特にセメントマトリッ
クス中での耐久性に優れ且つ優れた強度及びヤング率を
長期間保持するのでセメント補強材として有用である。

本発明のガラス繊維をセメントに含有させてガラス繊維
強化セメント製品（構造物）を得るには、その繊維径及
び含有量は、該セメント製品の用途、成型方法等により
多少異るが、繊維径は概して５〜５０μであり、又含有
量はセメントに対して、０、３〜２５重量％の範囲とす
ることが好適である。

繊維径が５μよりも細いと強化効果が小さく、又長・短
繊維状混入に際して分散性が不良となって好ましくなく
、一方５０μよりも太くてもやはり耐衝撃強度、曲げ強
度等の強化効果が低下し、又折損が増すなど取扱いが困
難となってしまう。

かかる意味で好ましい繊維径は７〜３０μの範囲である
。

又混入量については、０．３重量％未満ではセメントに
対して十分な強化を行い得す、又逆に２５重量％を超え
ると混入状態が不均一となり却って弱化を生じたり、繊
維間のからみ合いによる空隙が生じ製品密度及び強度が
低下する等、ガラス繊維の補強効率が低下するし又経済
的にみても不利である。

通常のモルタル、コンクリートに混入する場合は、０．
５〜２０重量％で十分な強化がなされ、特に１〜１５重
量％使用することが望ましい。

石綿スレートの分野に於いて、石綿の代替として該ガラ
ス繊維を使用する場合は、０．３〜１０重量％の使用が
好ましく、特に０．５〜５重量％が好適である。

この場合特に石綿と該ガラス繊維を併用するのが補強効
率の面で好ましい結果が得られる。

又セメントマトリックスに混入する際のガラス繊維の形
態＋−４長繊維、短繊維のいずれも使用でき、又各々の
組織物も好適に利用できる。

例えばロービング、チョツプドストランド、ヤーン、テ
ープ、マット、綿状物、編織物等として適用でき用途、
成型方法等により任意の形態を選定することができる。

短繊維として使用する場合は、繊維長は１〜１００ｍｍ
が適当である。

１ ｍｖｔ未満では強化効果が極度に劣り好ましくない
。

１０Ｑｍｍを越えるとセメントモルタルに該ガラス繊維
を単に機械的に混合する方法では均一な分散状態を保ち
得す不適当である。

１００ｍｍＬｕ上の繊維を使用する場合には、長繊維或
いは、その構造体、例えば編織物、不織布等としてセメ
ントモルタル中に配列する方法が適用できる。

以上の如き特性を有するガラス繊維をセメントと混合乃
至積層して強化セメント構造物とするには、セメントと
ガラス繊維を乾式法で混合して水を加える方法、セメン
トスラリー中にガラス繊維を混合あるいは積層する方法
の何れでもよく、更には注型と同時に混合することもで
きる。

次いでこれを成型するには、目的、用途に応じ種々の方
法を適宜選択でき、例えば形枠注型法、スプレー法、ス
プレーサクション法、押出成型法、抄造法等があり、又
養生、後処理についても常温放置養生の他、遠心注型養
生、加圧養生、湿熱養生等常法に従って行えばよい。

本発明に於いていうセメントとは、ポルトランドセメン
トで代表されるところの一般水硬性セメントで、セメン
トスラリーとした場合にそれらの成分から塩基性成分を
発生するところのセメントを意味し、例えばポルトラン
ドセメント、ケイ酸カルシウムの如きものである。

又必要に応じて、砂、砂利、パーライト等の骨材とか、
フライアッシュ、活性シリカ等のポゾラナ類を添加する
ことができる。

又本発明によって製造できる各稗セメント製品とは、プ
レス、オートクレーブ、樹脂含浸、軽量、発泡、石綿セ
メントの石綿代替、石綿ケイ酸カルシウム系の石綿代替
の如きあらゆるセメント製品に亘るものである。

かくして得られる本発明に係るガラス繊維強化セメント
製品吻は、アルカリ成分に抵抗性があり且つセメント中
の結晶性の水酸化カルシウムによってガラス繊維が侵蝕
を受けることなく、長期間にわたってその優れた曲げ、
衝撃強度を保持することができる。

従って例えば各種構造物の内外壁パネル、天井材、床材
、瓦等の建材類、側溝、管、縁石、礎石、コンクリート
ブロック等の土木、造園用その他各種用途に有用であり
その工業的利用価値は極めて高い。

以下本発明を、実験結果（実施例及び比較例）を示しな
がら、更に具体的に説明する。

しかしながら下記の実験結果は本発明の理解をより明瞭
にするために示すものであって本発明を何等制限するも
のではない。

なお比較例及び実施例を述べる前に、之等の実験で採用
された各種のテストの測定条件及びその結果の判定につ
いて説明する。

〔ガラスの組成〕

ガラスの組成は、特別断らない限り各成分を重量％（ｗ
ｔ％）で示す。

〔紡糸温度（ＴＦ℃）） 約２５０２の試料ガラス塊をアルミナ質ルツボ中で１５
００℃にて２時間溶融し完全に脱泡した後、１０ｍｍφ
のＰｔ−Ｒｈ （８０／２０％）球を溶融ガラス中に
落下させ、所定温度で１時間保持し試料溶融ガラス温度
を均一にした後、試料球を引上げる。

この時の上昇速度を粘度天秤で測定する。

上記操作を３回行いその平均値を測定した。又数点の測
定温度について同様の操作により温度粘度曲線をグラフ
化し、１０００ポイズに相当する温度を読み取った。

〔液相温度（ＴＬ℃）〕

内容積３０ｃｃの白金ルツボを用い、１５００℃で３時
間を要して、約５０１のガラスカレントを作成した。

該ガラスカレントをアルミナ乳鉢中で粉砕し、その粒度
を４８ ｍｅｓｈ ｏｎ、 ３２ｍ、ｅｓｈｐａｓｓ
となる様に調製し、次いで蒸留水、エタノール、ア
セトンの順で洗浄した。

Ｐｔ９５、Ａｕ５％質の白金合金ボートにガラス粒子を
充填し、温度勾配を有する電気炉中に１７〜２０時間保
持した後、空気中て自、冷した。

熱処理後のガラスを白金合金ボートから取り出し、ボー
トの底面側の該ガラス面を偏光顕微鏡で観察し、結晶と
ガラスとの界面位置を判定した。

予め測定した温度勾配炉中の温度と位置との関係図より
、結晶−ガラス界面位置の温度を読み取り、その温度を
液相温度とした。

〔溶融性の測定について〕

内容積１０ＣＣの白金ルツボを用いて、ガラス原料を１
５００℃で所定時間溶融し５１のガラスを作成した。

該ガラスを光学顕微鏡下５０倍の倍率でガラス中の結晶
粒の有無を観察し、完全に溶解するまでの時間（溶融時
間（ｍｏ）を求めた。

比較例 １ 一般に知られている高ｚｒＯ２系ガラス組成について、
そのガラス化時の溶融性、紡糸操業性、並びに耐アルカ
リ性を理解する為に、下記第１表記載のガラス組成を内
容積３００ｃｃの白金合金製ルツボを用いて温度１５０
０℃で５時間溶融することによりガラス化を行ない、ガ
ラスを作成した。

次に得られたガラスの液相温度（ＴＬ℃）、並びに紡糸
温度（ＴＦ ’Ｃ） （１０００ポイズ粘度の時の温度
）を測定した。

なおここで第１表記載のガラス組成はＶｏｌｆ、Ｔｅｃ
ｈｎｉｃａｌ Ｇｌａｓｓ 、 ｐ １２０に記載の筋
／２９に相当するものである。

次に得られたガラスカレットを内容積３００ｃｃで３６
個のチップを有する白金−ロジウム製（８０／２０）ブ
ッシングを用いて１０００ｍ／ｍｖＬの巻取速度でボビ
ン上に巻取り、繊維化を行った。

得られた繊維径１３±０，１μの繊維の耐アルカリ性を
測定し第１表の結果をえた。

なお、紡糸性の評価は、繊維径１３±０．１μの上記繊
維を作成するに際し、紡糸時の糸切れ状態を観察した。

即ち１時間Ｑ連続紡糸で全く糸切れを起さなかった場合
を◎、１時間の操作中に数回糸切れを起した場合を○、
糸切れを多発するが繊維化可能の場合を△、繊維化が全
く不可能の場合を×として評価した。

又、耐アルカリ性の評価は、得られた繊維１ｒを１０％
−ＮａＯＨ水溶液の１００ｃｃ中に８０℃で浸漬し、１
時間処理後の重量減（ｗｔ、％）として測定した。

第１表より繊維化がかなり困難であると共に、紡糸温度
が高く、工業生産時のブッシングの寿命が短いと云える
。

又、溶融性が極めて悪い為、該ガラスのタンク炉による
工業生産に際し、未溶解結晶粒の発生を引起し好ましく
ない。

又、溶解温度を非常に高くする必要があり、タンク炉の
炉材耐火物の侵蝕が激しく好ましくないと云える。

比較例 ２ 高ＺｒＯ２系ガラスの紡糸性を改善することを目的とし
ＣａＯをガラスの１成分として添加することが提案され
ているので、ここでは５ｉｏ２ＺｒＯ□−Ｎａ２０系の
ガラスにＣａＯを添加含有せしめてガラスを作成し、得
られたガラスの特性を評価した。

即ち第２表記載の各組成ガラスを１５００℃で５時間を
要して白金合金製ルツボを用いて作成し液相温度（ＴＬ
℃）、紡糸温度（ＴＦ’Ｃ）を測定した。

結果を下記第２表に記す。第２表よりＣａＯをガラスの
１成分として添加することにより紡糸温度（Ｔ１上）を
低下することができるが反面液相温度（ＴＬ’Ｃ）が上
昇しその結果ＴＦ −ＴＬ （℃）の差が小さくなり好
ましくないと云える。

特にｒｕｎ、 Ａ ２−４の如く紡糸温度が１３００℃
近辺になるとＴＦ−ＴＬ（℃）≧５０℃が満足されてい
ない。

又ＣａＯの添加は、ガラスの溶融を大巾に改善していな
いと云える。

実施例 １ 本実施例は、ガラスの繊維化時の紡糸温度（ＴＦ’Ｃ）
を低下させ更に溶融性を改善すること＊＊を目的としＬ
ｉ２Ｏをガラスのｌ成分として添加含有せしめて実験を
行った。

即ち第３表記載の組成を有するガラスの溶融性（溶融時
間（ｍｉｎ＞）を測定した。

又各組成のガラスを１４５０℃で５時間を要して白金合
金製ルツボを用いて作成し液相温度（Ｔ１上）、紡糸温
度（ＴＦ ’Ｃ）を測定した。

次に比較例１に準じて繊維化し直径１３±０．１μのガ
ラス繊維を作成し耐アルカリ性を測定した。

測定は１０％ＮａＯＨ水溶液で温度８０℃で５０時間処
理する以外は、比較例１に準じた。

結果を下記第３表に記す。

第３表よりＬｉ２Ｏの添加により紡糸温度（７１℃）を
大巾に低下することができることが判る。

又耐アルカリ性、溶融性も改善され好ましいが、反面Ｔ
Ｆ ＴＬ（’Ｃ）’＞差力切・さくなり漸次紡糸性が
悪化する。

従ってＬｉ２Ｏの添加量は０．５〜２．５重量％、好ま
しくは１〜２重量％である。

実施例 ２ 本実施例は、ガラス製造時の紡糸性を改善する為に、液
相温度を低下させ且っＴＦ−ＴＬ（’Ｃ；）＊＊の差を
大きくすることを目的としに２０をガラスの１成分とし
て添加含有せしめる実験に関するものである。

即ち第４表記載の組成を有するガラスを１５００℃で４
時間を要して白金合金製ルツボを用いて作成し液相温度
（ＴＬ℃）、紡糸温度（７１℃）を測定した。

次に実施例１に準じて繊維化し更に耐アルカリ性を測定
し重量減少率（ｗｔ％）を測定した。

結果を下記第４表に示す。第４表よりに２０の添加によ
り液相温度（ＴＬ℃）が低下し逆に紡糸温度（７１℃）
が若干上昇することが判る。

従ってＴＦ−ＴＬ（℃）の差が増大し紡糸性が改善され
ると云える。

ただに２０の含量が３ｗｔ％を越えると再び液相温度（
ＴＬ’Ｃ）は上昇し、６ｗｔ％を越えるとＴＦＴＬ≧５
０℃を満足できなくなり、紡糸性は悪化する。

又に２０の添加は、耐アルカリ性が若干低下し好ましく
ないと云える。

従ってに２ｏの添加量は０〜６重量％、好ましくは０．
５〜３重量％、就中０．５〜２．５重量％である。

実施例 ３ 本実施例では、Ｎａ２Ｏの含量を１０〜１９重量％まで
変化させた各種組成ガラスを実施例１に準じて作成し液
相温度（ＴＬ℃）、紡糸温度（７１℃）を測定した。

又実施例１に準じて繊維化し各種特性を測定した。

結果を下記第５表に記す。第５表よりＮａ２Ｏの含有に
より紡糸温度（ＴＦ℃）が低下し且つ液相温度も低下す
ることが判る。

ただＮａ２Ｏの含量が１６ｗｔ％を越えると液相温度（
ＴＬ ’Ｃ）が上昇するためＴＦ−ＴＬ（℃）の値が小
さくなり紡糸性が悪化する。

又Ｎａ２Ｏの含有量の増大によりガラスの溶融性並びに
耐アルカリ性が向上することが判る。

従ってＮａ２Ｏ含有量は、１１〜１８重量％、好ましく
は１３〜１７重量％である。

又Ｎａ２Ｏ＋に２０＋Ｌｉ２Ｏの合計量＊＊は、１５．
５〜２１ ｗｔ％、好ましくは１７〜２０ｗｔ％である
。

実施例 ４ 本実施例では、ＺｒＯ２含有量を１８〜２４．５重量％
まで変化させた各種組成ガラスを実施例１に準じて作成
し液相温度（ＴＬ℃）、紡糸温度（’Ｉ’Ｆ ’Ｃ）を
測定した。

又実施例１に準じて繊維化し各種特性を測定した。

結果を下記第６表に記す。

第６表よりＺｒＯ２含有量の増大により耐アルカリ性が
向上することが判る。

ただＺｒＯ２含量の増大により液相温度が上昇しＴＦ−
ＴＬ（℃）の差が小さくなり紡糸性が悪化する。

又溶融性もＺｒＯ２含有量に比例して大巾に低下する。

従ってＺｒＯ２含有量は、１９〜２３．５重量％、好ま
しくは２０〜２２．５重量％である。

実施例 ５ 本実施例は、本発明の重要な構成要件をなす及び なる不等式の意義を明らかにするために下記第７表及び
第８表記載の各種組成ガラスを実施例１に準じて作成し
、紡糸温度（ＴＦ ℃）及び液相温度（ＴＬ’Ｃ）を測
定した。

結果を第７表及び第８表に記す。

第７表より５２−２２ｒＯ２≧４ Ｌ １２０−に２０
≧ｚｒＯ２−２１を満足しない組成ガラスは、紡糸温度
（ＴＦ）が高いか又はＴＦ−ＴＬ（℃）が小さすぎて紡
糸性が悪く好ましくないと云える。

第８表より（式２） する組成は、特にＴＦ 好適な組成である。

のみならず（式３）を満足 ＴＬ（℃）の差が大きく

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の酸化物を下記の組成 ｉＯ２ ７ ６４ ％ ｒＯ２ ９ ３，５％ １２０ ０．５ ２．５％ ａ２０ ８ ％ に２０ ０．５− ％ Ｏ ０，５％ １２０３ ０．５％ ｘ Ｏｙ ０．５％ ２ ０．３％ 但し、Ｒはアルカリ土類金属を表わし、Ｍは上記以外の
   他の金属を表わし、（Ｍの原子価）Ｘｘ２ｙであり、％
   は重量％を表わす、 で含有し、且つ下記式（１）、（２）及び（３）１≧Ｎ
   ａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋に２０≧１５．５（１） ２ ２ Ｚ ｒ０２≧４ Ｌ ｉ ２０−に２０≧ＺｒＯ２
   １ （２） ４ ３ＺｒＯ２≧６Ｌｉ２０＋Ｎａ２Ｏ≧ＺｒＯ２−１（３
   ） の関係を満足することを特徴とする耐アルカリ性ガラス
   組成物。 ２ 上記式（１）の代りに下記式（１つ ２０≧Ｎａ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ＋に２０≧１７ （
   １’）の関係を満足する特許請求の範囲第１項による耐
   アルカリ性ガラス組成物。