JPS61236633A - 塩基性媒体に耐性を有するガラス繊維及びセメント強化におけるその使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、強塩基性媒体の浸蝕に対して耐性を有し■つ
セメントベース製品の強化材として機能し得るガラス繊
維に係る。

ジコール効果により加熱されたダイのオリフィスから溶
出Ｊる溶融ガラスから機械的に延伸されたガラスｍｔｔ
Ｍは、他の有機又は無機繊維に比較して特に優れた引張
強さ及び弾性率を有している。

従って、ガラス繊維は多くの複合製品の機械的特性を改
良するための材料として極上のものとなって、いる。

セメントベース製品を強化する場合、ガラス繊維は良好
な機械的特性に加えて塩基性媒体に対してすぐれた化学
的耐性を備えていなければならない。

ガラスｔｘｔＩｔ１がセメント基材に含浸している飽和
Ｃａ　（ＯＨ）　２溶液の存在下に常に腐蝕されている
場合であれば、適当なガラス組成にＪζリガラス繊維の
侵食を最小限にすることが可能である。。

即ちガラス繊維の耐性はジルコン（Ｚｒ０２＞の含有量
が大きいガラス組成物を使用することにより著しく増加
する。ガラス組成物にジルコンを配合することは特に英
国特許第１２４３９７２号及び米国特許第３８６１９２
６号に開示されている。ガラス組成物中にジルコンを導
入することにより塩基性媒体に対する抵抗は著しく増加
するが、この導入はいくつかの欠点を伴う。

即ちガラス中に前記酸化物が存在していると、粘度が増
加し、」−位失透渇度（ＴＳＤ）が著しく高くなる。ガ
ラスの粘度が増すに従って繊維化温度（Ｔ、）は増加す
るが、多くの場合ＴＳＤより緩慢である。ジルコン含有
量が増加すると、これらの温度の差は徐々に小さくなり
、Ｔ　Ｓ　Ｄが王、よりも高くなる場合さえ生じる。従
って、失透の危険が非常に大きく、Ｔ業用設備でガラス
繊維を製造することが困難になる。

このような危険を１種又は数種類の付加酸化物を塩基組
成に添加することにより軽減することがよく行なわれる
が、前記酸化物の本質的な役割はＴＳＤを低下させるこ
と、即ち非常に高温で出現する結晶種の性質を変化させ
ることにある。

経験により明らかなように、ガラス繊維を工業的規模で
連続的に製造するには、ｌｌ１Ｎの材料であＦｌ− るガラスに所定の条ｆ１を満足さゼな１ノればならず、
特←例えば　ｌｏｇη−２，５となるような粘度ηにほ
ぼ対応する温度とＴＳＤとの差が少なくとも８０℃、好
ましくは少なくとも１００°Ｃでな（プればならない。

使方、連続ＩＪ［の製造に一般に使用されているプラチ
ナ合金ダイの非常に速い損耗を避けるために、例えば　
ｌｏｇη−２，８となるような粘度ηにほぼ対応する温
度Ｔ「を１４８０℃未満、好ましくは１４００℃以下と
することが望ましい。

本発明の目的は、上記条ｆ１を満足し且つてぎるだけ低
価格である、ガラスの機械的延伸により得られるガラス
１Ｉｒａを提供することにある。

更に本発明の目的は、少量配合されるジルコン以外の少
数の構成成分はいずれも低価格である組成から成り、塩
基性媒体に対する耐性が優れたガラス繊維を提供するこ
とにある。

上記の目的は、以下の酸化物から構成される組成（Φｂ
−ｉ比Ｃ゛表わす）： Ｓ　＋　０２　　　　５６〜６８％ ＺｒＯ，，１４−１７％ Ｎａ２Ｏ１２〜２０％ Ｋ２Ｏ　　　　０〜８％ Ａｌ２Ｏ３１〜９％ （但し、Ｎａ　　Ｏ＋Ｋ　　Ｏの合計が１４〜２２％、
ＳｉＯ２１Ａ１２０３の金側が７０％未満ト（ル）を有
Ｊるガラスにより達せられる。

前記条例を８虞することにＪこりガラスの粘度が過度に
増加覆るのを避（プることができる。５ｉ０２がΔｆ！
２０３ど同様にガラス格子形成という従来の機能を采た
ず場合は、Ａｌ２Ｏ３は本発明のガラス組織において（
Ｊ失透の危険を増加し得るので導入は少量にずべきであ
る。この酸化物は、Ｓ　＋　０２　、ｘ　ａ　２０、Ｋ
２Ｏのような他の酸化物を添加覆るだめの第１の透化性
複合月利を介して導入されることが好ましい。それ自体
酸化物の組合「を形成するこのような第１の材料を使用
すると、透化性混合物の溶融を促進できるどいつ利点が
あり、本来粘性のガラスの場合には特に有利である。更
に費用もかからない。

上記定義域に属するガラスで、シリカ含有量が５８〜６
６％、アルミナ含有量が１〜７５％の時、　ｔｏｇη−
２５に対応する温度とＴＳＤとの差は一般に１００℃よ
り大きい。ＳｉＯ＋Ａρ２０３の合削は好ましくは６８
％以Ｆである。

セメン１〜ベース基材に浸漬されたガラスの抵抗の改良
は、一般に７ｒＯ２ど１種又は数秒類の他の酸化物との
相乗作用による。最も一般的であり且つ実際に最も経済
的な酸化物の組合せは、７ｒＯ２と　１種又は数種類の
アルカリ土類酸化物との組合せではあるが、残念ながら
アルカリ土類酸化物は失透の危険を増加する場合が多い
。

本発明のガラスは、活性酸化物としてジルコンしか含有
せずしかもこの酸化物の導入量が少量であるにも拘らず
、塩基性媒体に対する耐性が優れている。ジルニｌンを
前記定義域に維持覆ることによりガラス粘度及び失透の
危険が過度に増加するのを避りられるのでこの利点は更
に顕著になる。

この利点により、ｕＡ維化温度Ｔ、とＴ　Ｓ　Ｄとの差
を十分に鞘持しながらＴ、が１４８０℃以下どなるよう
にガラスの粘度を調整Ｊるために王としてアルカリ酸化
物Ｎａ２ｏ及びに２ｏを使用Ｊることができる。

Ｎａ２Ｏ単独で所定の目的を達成づることができる場合
でも、特にアルカリ酸化物の含泪が１９％を超える場合
、本発明のガラスの非常に少量のＫ２Ｏ４！：導入する
ど有利である。組成物中にＫ２Ｏを導入するどいくつか
の利点が得られ、特にＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏを含有づる第
１の透化性複合材料を使用できるという利点がある。

本発明のガラスは、特にＮａ２Ｏの自分率が１３〜１９
％の範囲、Ｋ２Ｏの百分率が６％を超えないときにすぐ
れた特徴を示す。特にＮａ　　０−１−に、、０の合計
は１５から２０％の範囲であることが好ましい。

最も有利なガラス組成は一般に以下の定義域に該当する
。

ＳｉＯ２　　５８〜６６％ ＺｒＯ２１５〜１６％ Ｎａ２Ｏ１３〜１９％ Ｋ２Ｏ　　　　１〜６％ Ａｌ２Ｏ３１〜　７％ 本発明のガラス組成物の特徴は、添付の表により明瞭に
示しである。

本発明のガラス繊維は、以下の実験結果から明らかなよ
うにセメントベース製品を強化するために有利に使用さ
れ得る。

所定の組成に対応するガラスｗ４紺のセメント強化能力
は、ポルトランドセメントの懸濁水中に該ｍｕｌを多少
の期間滞留させた後引張強さの変化を測定することによ
り評価することができる。

水どけメン１〜どの量の比は、溶液のｐＨが１２．６ど
なるように選択した。

試験に供した繊維は、常時８０℃の温石に維持された前
記懸濁液に浸漬した。時効硬化時間は１から１７０間で
あった。

図面は、表のＮｏ、１に対応する組成を有するＩＩＮの
引張強さの変化を示している。図面は比較のために、Ｎ
ｏ、１のガラスと同一条件で得られ且つ同一時効硬化時
間の既知のガラス繊維の引張強さの変化も示している。

セメン１〜強化性能が証明されている既知のガラス（ま
商標名［セムフイル（Ｃｅｍ４ｉｌ）Ｊで市販されてお
り、仏間特許第２０５３２１１号に開示の組成物に属し
ている。

前記２種類のガラスの時効硬化は実質的に同一であり、
それぞれの抵抗の変化は１本の曲線で示すことかできる
。セメン１へ中のガラスの挙動を明らかにする方法を使
用した測定ではＮ００１の組成に対応する繊維のセメ２
１〜強化性能は「セムフイル」ｍｌの性能と完全に同等
になる。

セメン］−ベース製品は、本発明のガラス繊Ｉｌｆ単独
により、或いは該ガラス繊維をセル［１−ス１ｉｉｌｌ
ｌや白色石綿ＩＩｉ紺のような他の有機又は無機繊維と
組合せることにより強化され得る。

本発明のガラスｔＭＮは例えばメツシュ、リボン、マッ
ト、り［コス等、連続又は切断繊維の形態でセメント基
材中に配合され得る。

本文中セメントなる語は、ポルトランドセメントのよう
な一般的水硬セメントの意である。「セメントベース製
品」なる語はセメントと混凝剤又は他の材料、例えば砂
、雲母、超微細シリカ、灰−１２＝ 等との混合物から形成される全製品の意である。

表 ＴＳＤ−上位失透温度 Δ−濡瓜（ｌｏｇη−２，５）−ＴＳＤ

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明のガラス繊維の一例と従来のガラスｍｓ
との引張強ざの変化を表わすグラフである。 手続ネ市江１尉（方式） 昭和６１年５月２日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 ２、発明の名称　　　塩基性媒体に耐性を有するガラス
繊維及びセメント強化にお【プるその使用 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　ヴエトロテツクス・号ンーゴバン４、代　
理　人　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１４号　山田
ビル（郵便番号１６０）電話（０３）　　３５４−８６
２３５、補正指令の日付　　　昭和６１年３月３１日６
、補正により増加する発明の数 ７、補正の対象　　　図　而 ８、補正の内容　　　濃厚な黒色で鮮明に描いた適正な
図面を別紙の通り補充する。 （内容に変更なし）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジュール効果により加熱されたダイのオリフィス
   から溶出するガラス線状体を機械的に延伸することによ
   つて得られる連続ガラス繊維であつて、以下の成分（重
   量比で表わす）： ＳｉＯ＿２　５６〜６８％ ＺｒＯ＿２　１４〜１７％ Ｎａ＿２Ｏ　１２〜２０％ Ｋ＿２Ｏ　０〜８％ Ａｌ＿２Ｏ＿３　１〜９％ （但し、Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏの合計が１４〜２２％及
   びＳｉＯ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３の合計が７０％未満とす
   る）を含有していることを特徴とする連続ガラス繊維。
2. （２）ＳｉＯ＿２の百分率が５８〜６６％、Ａｌ＿２Ｏ
   ＿３の百分率が１〜７．５％の範囲であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載のガラス繊維。
3. （３）ＳｉＯ＿２＋Ａｌ＿２Ｏ＿３の合計が６８％以下
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   ガラス繊維。
4. （４）Ｎａ＿２Ｏの百分率が１３〜１９％、Ｋ＿２Ｏの
   百分率が６％以下であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれかに記載のガラス繊維。
5. （５）Ｎａ＿２Ｏ＋Ｋ＿２Ｏの合計が１５〜２０％の範
   囲であることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載
   のガラス繊維。
6. （６）以下の成分： ＳｉＯ＿２　５８〜６６％ ＺｒＯ＿２　１５〜１６％ Ｎａ＿２Ｏ　１３〜１９％ Ｋ＿２Ｏ　１〜６％ Ａｌ＿２Ｏ＿３　１〜７％ を含有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第５項のいずれかに記載のガラス繊維。
7. （７）強化用繊維の少なくとも一部が特許請求の範囲第
   １項から第６項のいずれかに記載のガラス繊維であるこ
   とを特徴とする繊維強化型セメントベース製品。