JPS6114096B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6114096B2 JPS6114096B2 JP10632077A JP10632077A JPS6114096B2 JP S6114096 B2 JPS6114096 B2 JP S6114096B2 JP 10632077 A JP10632077 A JP 10632077A JP 10632077 A JP10632077 A JP 10632077A JP S6114096 B2 JPS6114096 B2 JP S6114096B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- rare earth
- alkali resistance
- fibers
- preferable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 27
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 229910017493 Nd 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 16
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 31
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 14
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012508 resin bead Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 shirasu balloons Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
本発明は、耐アルカリ性に優れた繊維用ガラ
ス、特にGRC（ガラス繊維強化セメント）用の
ガラス繊維に適したガラスに関するものである。 従来からGRCに使用するガラス繊維は、種々
開発されてきており、主としてZrO2、TiO2、
SnO2、La2O3を耐アルカリ性を付与する成分とし
て添加したガラス組成物が多く発表されてきてい
る。 しかし、それらの多くは、耐アルカリ性に問題
がある或いは耐アルカリ性は優れているが、液相
温度が高く溶融が困難であり又、失透しやすく繊
維を製造する歩留りが低いものになつていた。 本発明は、これらのガラス組成物の内、ZrO2
を耐アルカリ性を付与する成分の主成分としたガ
ラス組成物の改良にかかわるものであり、優れた
耐アルカリ性と、紡糸性を有しているものであ
る。 本発明は、 SiO2 45〜65wt％ ZrO2 10〜24 Al2O3 ０〜５ RO ０〜18 R′2O ５〜24 希土類酸化物 １〜15 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O ０〜24wt％、
LiO2 ０〜5wt％、K2O ０〜5wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物12〜35wt％であり、希土類酸化
物は0.5wt％以上のLa2O3及び0.5wt％以上の
Nd2O3を含みLa2O3／Nd2O3≧１であるところの
繊維用ガラスである。 本発明のガラスは、優れた耐アルカリ性特に繊
維状態でセメントマトリツクス中に混合された時
に優れた耐アルカリ性を発揮するとともに、その
繊維化に関しても、溶解性が良く、液相温度が低
く、それにより白金合金製のブツシングの寿命が
伸びるとともに、失透しにくく、紡糸性が良いも
のであり、繊維化が容易なものである。 さらにSO3、Cl、Ｆ等を必ずしも必要としない
ため排ガスの有毒成分が減少し、排ガスの処理が
簡単なものとすることもできる。 好ましくは、 SiO2 50〜62wt％ ZrO2 12〜22 Al2O3 ０〜５ RO ０〜10 R′2O 10〜20 希土類酸化物 ２〜12 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O ５〜20wt％、
Li2O ０〜5wt％、K2O ０〜5wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物12.5〜30wt％であり、希土類酸化
物は0.5wt％以上のNd2O3及び1wt％以上のLa2O3
を含みLa2O3／Nd2O3＝１〜10であるところの繊
維用ガラスであり、 特に好ましくは、 SiO2 53〜60wt％ ZrO2 15〜20 Al2O3 ０〜３ RO ０〜８ R′2O 12〜18 希土類酸化物 ２〜12 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O 10〜18wt％、
Li2O ０〜3wt％、K2O ０〜3wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物は17〜30wt％であり、希土類酸
化物は1wt％以上のLa2O3及び0.5wt％以上の
Nd2O3を含みLa2O3／Nd2O3＝１〜６であるとこ
ろの繊維用ガラスである。 本発明は特に長繊維用に適したものであり、次
のような製造方法により製造される。 ガラス原料が所望の組成割合となるように粉
砕、秤量、混合され、フイーダーにより溶融炉へ
供給される。この溶融炉は、重油バーナー、ガス
バーナー、電気ヒーター等により加熱されてお
り、この溶融炉内でガラス原料が溶融され、徐々
に清澄され、次に多数のオリフイスを有する白金
合金製のブツシングに供給され、該オリフイスか
ら流出せしめられる。この流出せしめられたガラ
スは、高速で延伸されつつ急冷され、サイズ剤の
付与を受け、ついで適当にあや振られて巻取器の
コレツト上に巻取られる。その後必要に応じて乾
燥させ、巻もどし操作、切断操作、集積操作等を
へて各種ガラス繊維製品とされる。 本発明のガラス繊維の最も適した用途は、セメ
ントマトリツクス中に混入してGRCとなし、強
度を向上させることであり、具体的には、ポルト
ランドセメント（普通ポルトランドセメント、早
強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセ
メント、白金セメント）、アルミナセメント、マ
グネシアセメント、石膏、石灰等の水硬性無機質
セメント及びそれらの混合セメント並びにセメン
ト合量の６倍量以下の範囲内でそれらに珪砂、軽
量骨材、石、発泡樹脂ビーズ等の骨材及びフライ
アツシユ、白土、スラグ等の添加材及び凝結速度
調整剤、顔料、増粘剤等の添加剤を必要に応じて
加えたセメントマトリツクスに対してガラス繊維
はフイラメント、ストランド、ロービング又はそ
れらの切断物、集積物、積層物等が１〜20wt％
混入して使用される。中でもストランド又はロー
ビングを３〜100mm長に切断したチヨツプドスト
ランドを混入することが強度上好ましい。 本発明の各成分は、相互に影響しあつているも
のであるが、各成分の作用効果を次に説明する。 SiO2は、ガラスの中心となる成分であり、
45wt％未満、又は65wt％より多い場合には、ガ
ラス化しない場合があり、中でも50〜62wt％、
特には53〜60wt％とすることにより容易にガラ
ス化できて好ましい。 ZrO2は、耐アルカリ性、耐水性を向上せる主
なる成分であり、10wt％未満ではその効果が不
充分であり、逆に24wt％を越えると液相温度が
上昇し、又失透しやすくなり、中でも12〜22wt
％、特には15〜20wt％とすることにより優れた
耐アルカリ性を有し、かつ優れた紡糸性を保持で
きるものである。 希土類酸化物は、ZrO2の耐アルカリ性の向上
を助長する成分であり、１〜15wt％好ましくは
２〜12wt％加えられ、少なくともその内0.5wt％
以上好ましくは1wt％以上はLa2O3と0.5wt％以上
のNd2O3とを併用するものであり、その比率
La2O3／Nd2O3は１以上、好ましくは１〜10、特
に好ましくは１〜６とされる。 又、ZrO2と希土類酸化物の合量は12〜35wt％
とされるものであり、好ましくは12.5〜30wt％と
される。 La2O3とNd2O3は、夫々0.5wt％以上混入され、
かつLa2O3／Nd2O3≧１とされることにより、耐
アルカリ性を向上させるとともに、ガラスの溶融
性を改善し、液相温度を低下させることができ、
作業性も良くなるものである。 中でもLa2O3を1wt％以上とすることが好まし
く、La2O3／Nd2O3＝１〜10特には１〜６とする
ことにより、溶融性の改善が著しく、溶融助剤で
あるSO3又はCl等を必ずしも必須成分とする必要
がないものである。これはさらに、ブツシングの
寿命を改善し、経剤的にみても極めて優れたもの
となる。 又、上述の説明では希土類酸化物として、
La2O3とNd2O3のみを示したが、本発明において
は、La2O3とNd2O3を必須成分とするが、他の希
土類酸化物の併用もでき、例えば、CeO2、
Pr6O11等も併用しうる。しかし、La2O3とNd2O3
は必須成分であり、La2O3とCeO2のみ、又は
La2O3とPr6O11のみ等では充分な溶融性、耐アル
カリ性は得られない。 これら希土類酸化物は１〜15wt％とされ、1wt
％未満では添加の効果がほとんど得られなく、逆
に15wt％を越えると粘性が高くなり好ましくな
い。 中でも２〜12wt％とされることが、耐アルカ
リ性の改善及び失透性及び粘性の点で好ましい。 又、ZrO2と希土類酸化物の合量の範囲は前述
の如く12〜35wt％とされ、12wt％未満では耐ア
ルカリ性の改善が不充分であり、35wt％越える
と溶融性が低下するため好ましくなく、中でも
12.5〜30wt％としておくことが溶融性、耐アルカ
リ性のいずれの点からみても好ましい。 ROは、ガラスの粘性を低下させ、失透温度を
低下させる作用を有するものであり、CaOが代表
的なものであるが、MgO、ZnO、BaO、SrOも同
様に使用でき、０〜18wt％含有されるものであ
る。18wt％を越えると、耐アルカリ性、耐水性
の損失が大きくなると共に失透温度が上昇し、好
ましくない。中でも０〜10wt％特には０〜8wt％
とすることが、溶融性、紡糸性、耐アルカリ性の
点からみて好ましい。 又、ROは後述のR′2Oの含有量が少ない場合に
は混入することが好ましい。 R′2Oは、ガラスの粘性を低下させ、液相温度
を下げ、溶融性を良くするための成分であり、
Li2O、Na2O及びK2Oの合量で５〜24wt％とされ
るものであり、これも24wt％を越えると耐アル
カリ性、耐水性を低下させるため好ましくない。
又、Li2O及びK2Oは夫々5wt％以下とされるもの
であり、5wt％を越えると失透しやすくなるため
好ましくない。 又、R′2Oは10〜20wt％とすることが溶融性か
ら見て好ましい。特に12〜18wt％とすることが
好ましく、Li2O及びK2Oは夫々3wt％以下とする
ことが好ましく、優れた溶融性を保持しつつ高い
耐アルカリ性を得ることができる。 Al2O3は任意成分であり、5wt％以下混入され
ても良く、5wt％を越えると耐アルカリ性を劣化
させるため好ましくなく、特に3wt％以下とされ
ることが好ましい。 B2O3も任意成分であり、液相温度を下げ溶融
性を改善するが、3wt％を越えて混入されると耐
アルカリ性を劣化させるため０〜3wt％とされ
る。 これらの各成分以外の成分も本発明の効果を損
しない範囲で混入することが可能であり、具体的
には耐アルカリ性を助長する成分であるTiO2、
SnO2、Cr2O3等も溶融性を損しなく、液相温度の
著しい上昇を生じない範囲以内約5wt％以下程度
混入できる。 又、液相温度若しくは溶融性を改善する成分と
して、SO3、Cl、Ｆ、AS2O3、Sb2O3、P2O5等も
3wt％以下程度混入できる。 中でもSO3は溶融性の点からみて好ましい成分
であり、特にLa2O3及びNd2O3の量が少ない場合
に有効であり、溶融性の悪いZrO3等を含む原料
の溶融を促進する成分であるとともに白金合金製
のブツシングを腐食させないという利点も有して
いる。 なお、これらの内AS2O3、Sb2O3、P2O5は、白
金のブツシングを使用する場合には白金を侵食し
やすいため、長繊維用の場合には混入しないこと
が好ましい。その他、Fe2O3、MnO2等の不純物
も本発明の効果を損しない範囲で入りうる。 本発明のガラス繊維は、前述の方法等により繊
維化され、好ましくは長繊維化され、ストランド
の形態でセメントに配合されるのに適している。 即ち、ポルトランドセメント、ローマンセメン
ト、アルミナセメント、マグネシアセメント、石
膏等の水硬性無機質セメント及びそれらの混合セ
メント並びにそれらに必要に応じて６重量倍以下
の砂、砂利、軽量骨材、石綿、パルプ、合成繊
維、シラスバルーン、木材チツプ、発泡スチレン
ビーズ等の添加物を加え、さらに必要に応じて顔
料、硬化速度調整剤、発泡剤、増粘剤、分散剤等
の添加剤を加えたセメント質材料を使用し、該セ
メント質材料に、本発明のガラス繊維を外割りで
１〜20wt％、中でも強度、剥離、表面性状、混
合性等からみて２〜10wt％混入して使用するこ
とが好ましい。 この場合混入されるガラス繊維はフイラメン
ト、ストランド（ロービングを含む）、及びそれ
らの切断物、集積物、積層物等の形態が使用でき
るが、ストランドの形態の使用が強度的に見て最
も好ましい。 この場合混入されるガラス繊維はフイラメン
ト、ストランド（ロービングを含む）、及びそれ
らの切断物、集積物、積層物等の形態が使用でき
るが、ストランドの形態の使用が強度的に見て最
も好ましい。 このようにして準備されたガラス繊維とセメン
ト質材料は、予め混合されて型に注入され、或い
は吹付しつつ混合する、或いは抄造する等種々の
方法を使用してガラス繊維強化セメント
（GRC）体とされる。 次に本発明の実施例を説明する。 各実施例は、原料を白金ルツボにより溶融し、
全成分溶融後、ルツボからガラスを引き上げ、直
径５mmのガラス棒となし、これを50mmに切断して
サンプルとして使用した。 耐アルカリ性試験は、2N−NaOH水溶液を95℃
に保ち、この中に秤量したガラス棒のサンプルを
４時間浸漬した後、水洗し、乾燥させ秤量を行
い、減量割合を測定した。 耐水性試験は、JISR3502に準拠して行なつ
た。 その結果を第１表及び第２表に示す。
ス、特にGRC（ガラス繊維強化セメント）用の
ガラス繊維に適したガラスに関するものである。 従来からGRCに使用するガラス繊維は、種々
開発されてきており、主としてZrO2、TiO2、
SnO2、La2O3を耐アルカリ性を付与する成分とし
て添加したガラス組成物が多く発表されてきてい
る。 しかし、それらの多くは、耐アルカリ性に問題
がある或いは耐アルカリ性は優れているが、液相
温度が高く溶融が困難であり又、失透しやすく繊
維を製造する歩留りが低いものになつていた。 本発明は、これらのガラス組成物の内、ZrO2
を耐アルカリ性を付与する成分の主成分としたガ
ラス組成物の改良にかかわるものであり、優れた
耐アルカリ性と、紡糸性を有しているものであ
る。 本発明は、 SiO2 45〜65wt％ ZrO2 10〜24 Al2O3 ０〜５ RO ０〜18 R′2O ５〜24 希土類酸化物 １〜15 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O ０〜24wt％、
LiO2 ０〜5wt％、K2O ０〜5wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物12〜35wt％であり、希土類酸化
物は0.5wt％以上のLa2O3及び0.5wt％以上の
Nd2O3を含みLa2O3／Nd2O3≧１であるところの
繊維用ガラスである。 本発明のガラスは、優れた耐アルカリ性特に繊
維状態でセメントマトリツクス中に混合された時
に優れた耐アルカリ性を発揮するとともに、その
繊維化に関しても、溶解性が良く、液相温度が低
く、それにより白金合金製のブツシングの寿命が
伸びるとともに、失透しにくく、紡糸性が良いも
のであり、繊維化が容易なものである。 さらにSO3、Cl、Ｆ等を必ずしも必要としない
ため排ガスの有毒成分が減少し、排ガスの処理が
簡単なものとすることもできる。 好ましくは、 SiO2 50〜62wt％ ZrO2 12〜22 Al2O3 ０〜５ RO ０〜10 R′2O 10〜20 希土類酸化物 ２〜12 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O ５〜20wt％、
Li2O ０〜5wt％、K2O ０〜5wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物12.5〜30wt％であり、希土類酸化
物は0.5wt％以上のNd2O3及び1wt％以上のLa2O3
を含みLa2O3／Nd2O3＝１〜10であるところの繊
維用ガラスであり、 特に好ましくは、 SiO2 53〜60wt％ ZrO2 15〜20 Al2O3 ０〜３ RO ０〜８ R′2O 12〜18 希土類酸化物 ２〜12 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O 10〜18wt％、
Li2O ０〜3wt％、K2O ０〜3wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物は17〜30wt％であり、希土類酸
化物は1wt％以上のLa2O3及び0.5wt％以上の
Nd2O3を含みLa2O3／Nd2O3＝１〜６であるとこ
ろの繊維用ガラスである。 本発明は特に長繊維用に適したものであり、次
のような製造方法により製造される。 ガラス原料が所望の組成割合となるように粉
砕、秤量、混合され、フイーダーにより溶融炉へ
供給される。この溶融炉は、重油バーナー、ガス
バーナー、電気ヒーター等により加熱されてお
り、この溶融炉内でガラス原料が溶融され、徐々
に清澄され、次に多数のオリフイスを有する白金
合金製のブツシングに供給され、該オリフイスか
ら流出せしめられる。この流出せしめられたガラ
スは、高速で延伸されつつ急冷され、サイズ剤の
付与を受け、ついで適当にあや振られて巻取器の
コレツト上に巻取られる。その後必要に応じて乾
燥させ、巻もどし操作、切断操作、集積操作等を
へて各種ガラス繊維製品とされる。 本発明のガラス繊維の最も適した用途は、セメ
ントマトリツクス中に混入してGRCとなし、強
度を向上させることであり、具体的には、ポルト
ランドセメント（普通ポルトランドセメント、早
強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセ
メント、白金セメント）、アルミナセメント、マ
グネシアセメント、石膏、石灰等の水硬性無機質
セメント及びそれらの混合セメント並びにセメン
ト合量の６倍量以下の範囲内でそれらに珪砂、軽
量骨材、石、発泡樹脂ビーズ等の骨材及びフライ
アツシユ、白土、スラグ等の添加材及び凝結速度
調整剤、顔料、増粘剤等の添加剤を必要に応じて
加えたセメントマトリツクスに対してガラス繊維
はフイラメント、ストランド、ロービング又はそ
れらの切断物、集積物、積層物等が１〜20wt％
混入して使用される。中でもストランド又はロー
ビングを３〜100mm長に切断したチヨツプドスト
ランドを混入することが強度上好ましい。 本発明の各成分は、相互に影響しあつているも
のであるが、各成分の作用効果を次に説明する。 SiO2は、ガラスの中心となる成分であり、
45wt％未満、又は65wt％より多い場合には、ガ
ラス化しない場合があり、中でも50〜62wt％、
特には53〜60wt％とすることにより容易にガラ
ス化できて好ましい。 ZrO2は、耐アルカリ性、耐水性を向上せる主
なる成分であり、10wt％未満ではその効果が不
充分であり、逆に24wt％を越えると液相温度が
上昇し、又失透しやすくなり、中でも12〜22wt
％、特には15〜20wt％とすることにより優れた
耐アルカリ性を有し、かつ優れた紡糸性を保持で
きるものである。 希土類酸化物は、ZrO2の耐アルカリ性の向上
を助長する成分であり、１〜15wt％好ましくは
２〜12wt％加えられ、少なくともその内0.5wt％
以上好ましくは1wt％以上はLa2O3と0.5wt％以上
のNd2O3とを併用するものであり、その比率
La2O3／Nd2O3は１以上、好ましくは１〜10、特
に好ましくは１〜６とされる。 又、ZrO2と希土類酸化物の合量は12〜35wt％
とされるものであり、好ましくは12.5〜30wt％と
される。 La2O3とNd2O3は、夫々0.5wt％以上混入され、
かつLa2O3／Nd2O3≧１とされることにより、耐
アルカリ性を向上させるとともに、ガラスの溶融
性を改善し、液相温度を低下させることができ、
作業性も良くなるものである。 中でもLa2O3を1wt％以上とすることが好まし
く、La2O3／Nd2O3＝１〜10特には１〜６とする
ことにより、溶融性の改善が著しく、溶融助剤で
あるSO3又はCl等を必ずしも必須成分とする必要
がないものである。これはさらに、ブツシングの
寿命を改善し、経剤的にみても極めて優れたもの
となる。 又、上述の説明では希土類酸化物として、
La2O3とNd2O3のみを示したが、本発明において
は、La2O3とNd2O3を必須成分とするが、他の希
土類酸化物の併用もでき、例えば、CeO2、
Pr6O11等も併用しうる。しかし、La2O3とNd2O3
は必須成分であり、La2O3とCeO2のみ、又は
La2O3とPr6O11のみ等では充分な溶融性、耐アル
カリ性は得られない。 これら希土類酸化物は１〜15wt％とされ、1wt
％未満では添加の効果がほとんど得られなく、逆
に15wt％を越えると粘性が高くなり好ましくな
い。 中でも２〜12wt％とされることが、耐アルカ
リ性の改善及び失透性及び粘性の点で好ましい。 又、ZrO2と希土類酸化物の合量の範囲は前述
の如く12〜35wt％とされ、12wt％未満では耐ア
ルカリ性の改善が不充分であり、35wt％越える
と溶融性が低下するため好ましくなく、中でも
12.5〜30wt％としておくことが溶融性、耐アルカ
リ性のいずれの点からみても好ましい。 ROは、ガラスの粘性を低下させ、失透温度を
低下させる作用を有するものであり、CaOが代表
的なものであるが、MgO、ZnO、BaO、SrOも同
様に使用でき、０〜18wt％含有されるものであ
る。18wt％を越えると、耐アルカリ性、耐水性
の損失が大きくなると共に失透温度が上昇し、好
ましくない。中でも０〜10wt％特には０〜8wt％
とすることが、溶融性、紡糸性、耐アルカリ性の
点からみて好ましい。 又、ROは後述のR′2Oの含有量が少ない場合に
は混入することが好ましい。 R′2Oは、ガラスの粘性を低下させ、液相温度
を下げ、溶融性を良くするための成分であり、
Li2O、Na2O及びK2Oの合量で５〜24wt％とされ
るものであり、これも24wt％を越えると耐アル
カリ性、耐水性を低下させるため好ましくない。
又、Li2O及びK2Oは夫々5wt％以下とされるもの
であり、5wt％を越えると失透しやすくなるため
好ましくない。 又、R′2Oは10〜20wt％とすることが溶融性か
ら見て好ましい。特に12〜18wt％とすることが
好ましく、Li2O及びK2Oは夫々3wt％以下とする
ことが好ましく、優れた溶融性を保持しつつ高い
耐アルカリ性を得ることができる。 Al2O3は任意成分であり、5wt％以下混入され
ても良く、5wt％を越えると耐アルカリ性を劣化
させるため好ましくなく、特に3wt％以下とされ
ることが好ましい。 B2O3も任意成分であり、液相温度を下げ溶融
性を改善するが、3wt％を越えて混入されると耐
アルカリ性を劣化させるため０〜3wt％とされ
る。 これらの各成分以外の成分も本発明の効果を損
しない範囲で混入することが可能であり、具体的
には耐アルカリ性を助長する成分であるTiO2、
SnO2、Cr2O3等も溶融性を損しなく、液相温度の
著しい上昇を生じない範囲以内約5wt％以下程度
混入できる。 又、液相温度若しくは溶融性を改善する成分と
して、SO3、Cl、Ｆ、AS2O3、Sb2O3、P2O5等も
3wt％以下程度混入できる。 中でもSO3は溶融性の点からみて好ましい成分
であり、特にLa2O3及びNd2O3の量が少ない場合
に有効であり、溶融性の悪いZrO3等を含む原料
の溶融を促進する成分であるとともに白金合金製
のブツシングを腐食させないという利点も有して
いる。 なお、これらの内AS2O3、Sb2O3、P2O5は、白
金のブツシングを使用する場合には白金を侵食し
やすいため、長繊維用の場合には混入しないこと
が好ましい。その他、Fe2O3、MnO2等の不純物
も本発明の効果を損しない範囲で入りうる。 本発明のガラス繊維は、前述の方法等により繊
維化され、好ましくは長繊維化され、ストランド
の形態でセメントに配合されるのに適している。 即ち、ポルトランドセメント、ローマンセメン
ト、アルミナセメント、マグネシアセメント、石
膏等の水硬性無機質セメント及びそれらの混合セ
メント並びにそれらに必要に応じて６重量倍以下
の砂、砂利、軽量骨材、石綿、パルプ、合成繊
維、シラスバルーン、木材チツプ、発泡スチレン
ビーズ等の添加物を加え、さらに必要に応じて顔
料、硬化速度調整剤、発泡剤、増粘剤、分散剤等
の添加剤を加えたセメント質材料を使用し、該セ
メント質材料に、本発明のガラス繊維を外割りで
１〜20wt％、中でも強度、剥離、表面性状、混
合性等からみて２〜10wt％混入して使用するこ
とが好ましい。 この場合混入されるガラス繊維はフイラメン
ト、ストランド（ロービングを含む）、及びそれ
らの切断物、集積物、積層物等の形態が使用でき
るが、ストランドの形態の使用が強度的に見て最
も好ましい。 この場合混入されるガラス繊維はフイラメン
ト、ストランド（ロービングを含む）、及びそれ
らの切断物、集積物、積層物等の形態が使用でき
るが、ストランドの形態の使用が強度的に見て最
も好ましい。 このようにして準備されたガラス繊維とセメン
ト質材料は、予め混合されて型に注入され、或い
は吹付しつつ混合する、或いは抄造する等種々の
方法を使用してガラス繊維強化セメント
（GRC）体とされる。 次に本発明の実施例を説明する。 各実施例は、原料を白金ルツボにより溶融し、
全成分溶融後、ルツボからガラスを引き上げ、直
径５mmのガラス棒となし、これを50mmに切断して
サンプルとして使用した。 耐アルカリ性試験は、2N−NaOH水溶液を95℃
に保ち、この中に秤量したガラス棒のサンプルを
４時間浸漬した後、水洗し、乾燥させ秤量を行
い、減量割合を測定した。 耐水性試験は、JISR3502に準拠して行なつ
た。 その結果を第１表及び第２表に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
No.１乃至No.８は本発明の実施例であり、No.９は
普通の板ガラス組成、No.10はＥ−ガラス組成の比
較例を示す。 No.１は希土類酸化物を6wt％含み、La2O3と
Nd2O3の比率が５：１であり、本発明の最も好ま
しい範囲内の組成であり、SO3、Cl、Ｆ、B2O3、
AS2O3、Sb2O3等の溶融助剤なしでも比較的低い
液相温度を示し、その耐アルカリ性、耐水性は優
れたものであつた。 No.２乃至No.５も本発明の最も好ましい範囲の組
成であり、いずれもNo.１と同様優れた液相温度、
耐アルカリ性、耐水性を有するものであつた。 No.６はLa2O3とNd2O3の比率が９：１となつた
ため液相温度がやゝ上昇したが、耐アルカリ性、
耐水性とも優れたものであつた。 No.７はZrO3が11wt％、希土類酸化物11.5wt％
の例であり、La2O3の量がかなり多いため液相温
度がNo.６よりもさらに上昇し、耐アルカリ性も
やゝ減少したものであつた。 No.８は、高ZrO2であり、希土類酸化物が少な
い組成であるため耐アルカリ性、耐水性は優れて
いるが、液相温度は、かなり高いものになつてし
まつた。 No.９は板ガラス組成で、液相温度は低いもので
あつたが耐アルカリ性、耐水性は著しく悪いもの
であつた。 No.10はＥ−ガラス組成で、液相温度に低く耐水
性も良いものであつたが、耐アルカリ性は悪いも
のであつた。 この実施例１記載のガラスを再溶融し、白金ル
ツボの底部より直径10〜25μのガラスフイラメン
トとして繊維化し、このフイラメントを100本集
めてストランドとなしたものを使用し、ポルトラ
ンドセメント65wt％、砂30wt％、前記のガラス
繊維を25mm長に切断したチヨツプドストランド
5wt％を水セメント比30％で混合し、吹付法によ
り厚さ５mmの板状GRCを得た。 このGRC板は曲げ強度325Kg／cm2、衝撃強度14
Kgcm／cm2であり、優れた強度を有するものであつ
た。 このように本発明のガラス繊維は優れた耐アル
カリ性、耐水性を有するとともに、優れた溶融
性、紡糸性を有し、さらにセメント中にうめ込ま
れた場合、優れた強度を有するGRCが容易に得
られ、今後、種々の応用が可能である。
普通の板ガラス組成、No.10はＥ−ガラス組成の比
較例を示す。 No.１は希土類酸化物を6wt％含み、La2O3と
Nd2O3の比率が５：１であり、本発明の最も好ま
しい範囲内の組成であり、SO3、Cl、Ｆ、B2O3、
AS2O3、Sb2O3等の溶融助剤なしでも比較的低い
液相温度を示し、その耐アルカリ性、耐水性は優
れたものであつた。 No.２乃至No.５も本発明の最も好ましい範囲の組
成であり、いずれもNo.１と同様優れた液相温度、
耐アルカリ性、耐水性を有するものであつた。 No.６はLa2O3とNd2O3の比率が９：１となつた
ため液相温度がやゝ上昇したが、耐アルカリ性、
耐水性とも優れたものであつた。 No.７はZrO3が11wt％、希土類酸化物11.5wt％
の例であり、La2O3の量がかなり多いため液相温
度がNo.６よりもさらに上昇し、耐アルカリ性も
やゝ減少したものであつた。 No.８は、高ZrO2であり、希土類酸化物が少な
い組成であるため耐アルカリ性、耐水性は優れて
いるが、液相温度は、かなり高いものになつてし
まつた。 No.９は板ガラス組成で、液相温度は低いもので
あつたが耐アルカリ性、耐水性は著しく悪いもの
であつた。 No.10はＥ−ガラス組成で、液相温度に低く耐水
性も良いものであつたが、耐アルカリ性は悪いも
のであつた。 この実施例１記載のガラスを再溶融し、白金ル
ツボの底部より直径10〜25μのガラスフイラメン
トとして繊維化し、このフイラメントを100本集
めてストランドとなしたものを使用し、ポルトラ
ンドセメント65wt％、砂30wt％、前記のガラス
繊維を25mm長に切断したチヨツプドストランド
5wt％を水セメント比30％で混合し、吹付法によ
り厚さ５mmの板状GRCを得た。 このGRC板は曲げ強度325Kg／cm2、衝撃強度14
Kgcm／cm2であり、優れた強度を有するものであつ
た。 このように本発明のガラス繊維は優れた耐アル
カリ性、耐水性を有するとともに、優れた溶融
性、紡糸性を有し、さらにセメント中にうめ込ま
れた場合、優れた強度を有するGRCが容易に得
られ、今後、種々の応用が可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ SiO2 45〜65wt％ ZrO2 10〜24 Al2O3 ０〜５ RO ０〜18 R′2O ５〜24 希土類酸化物 １〜15 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O ０〜24wt％、
Li2O ０〜5wt％、K2O ０〜5wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物12〜35wt％であり、希土類酸化
物は0.5wt％以上のLa2O3と0.5wt％以上のNd2O3
を含みLa2O3／Nd2O3≧１であるところの繊維用
ガラス。 ２ SiO2 50〜62wt％ ZrO2 12〜22 Al2O3 ０〜５ RO ０〜10 R′2O 10〜20 希土類酸化物 ２〜12 B2O3 ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O ５〜20wt％、
Li2O ０〜5wt％、K2O ０〜5wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物12.5〜30wt％であり、希土類酸化
物は0.5wt％以上のNd2O3及び1wt％以上のLa2O3
を含みLa2O3／Nd2O3＝１〜10であるところの特
許請求の範囲第１項記載の繊維用ガラス。 ３ SiO2 53〜60wt％ ZrO2 15〜20 Al2O3 ０〜３ RO ０〜８ R′2O 12〜18 希土類酸化物 ２〜12 B2O ０〜３ からなり、ROはCaO、MgO、ZnO、BaO、SrO
なる群から選ばれ、R′2OはNa2O 10〜18wt％、
Li2O ０〜3wt％、K2O ０〜3wt％であり、ZrO2
＋希土類酸化物17〜30wt％であり、希土類酸化
物は1wt％以上のLa2O3及び0.5wt％以上のNd2O3
を含みLa2O3／Nd2O3＝１〜６であるところの特
許請求の範囲第２項記載の繊維用ガラス。 ４ セメント補強用の特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれか一項記載の繊維用ガラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10632077A JPS5440815A (en) | 1977-09-06 | 1977-09-06 | Glass for fiber use |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10632077A JPS5440815A (en) | 1977-09-06 | 1977-09-06 | Glass for fiber use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5440815A JPS5440815A (en) | 1979-03-31 |
| JPS6114096B2 true JPS6114096B2 (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=14430644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10632077A Granted JPS5440815A (en) | 1977-09-06 | 1977-09-06 | Glass for fiber use |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5440815A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6418937A (en) * | 1987-07-13 | 1989-01-23 | Central Glass Co Ltd | Improved glass composition |
| JP6959563B2 (ja) * | 2016-12-27 | 2021-11-02 | 日本電気硝子株式会社 | ガラス繊維用ガラス組成物、ガラス繊維及びガラス繊維の製造方法 |
| JP2019034486A (ja) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | 日本電気硝子株式会社 | 硬化体の成形方法 |
-
1977
- 1977-09-06 JP JP10632077A patent/JPS5440815A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5440815A (en) | 1979-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4140533A (en) | Alkali resistant glass compositions and alkali resistant glass fibers prepared therefrom | |
| JP5519636B2 (ja) | ガラスストランド、及びガラスストランドを含む有機及び／又は無機マトリックスを有する複合材料 | |
| EP2462069B1 (en) | Improved modulus, lithium free glass | |
| AU692712B2 (en) | Boron-free glass fibers | |
| KR101291865B1 (ko) | 유기 및/또는 무기 재료 강화용 유리사 | |
| JP7480142B2 (ja) | 改善された比弾性率を有する高性能ガラス繊維組成物 | |
| CA1132142A (en) | Alkali-resistant glass fibres | |
| KR900005180B1 (ko) | 내알칼리성 유리섬유의 제조방법 | |
| JP5086066B2 (ja) | 有機及び／又は無機材料を強化することができるガラスストランド | |
| JP7488260B2 (ja) | 改善された弾性率を有する高性能ガラス繊維組成物 | |
| WO2019126252A1 (en) | High performance fiberglass composition | |
| US4014705A (en) | Glass compositions | |
| EP4085032A1 (en) | Fiberglass composition for higher modulus | |
| WO1983001947A1 (en) | Alkali-resistant glass fibers | |
| CA1074341A (en) | Alkali-resistant glass composition and glass fibers made therefrom | |
| JPS6114096B2 (ja) | ||
| JPS5939378B2 (ja) | 繊維用ガラス組成物 | |
| WO1985002395A1 (en) | Boria modified alkaline-resistant glass | |
| KR810000741B1 (ko) | 내 알카리성 유리섬유 | |
| JPS595537B2 (ja) | 耐アルカリ性ガラス組成物 | |
| JPS6257580B2 (ja) | ||
| JPS63274643A (ja) | 繊維補強セメント | |
| JPS58151344A (ja) | 耐アルカリ性ガラス組成物 |