JPS6299B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は繊維用ガラス、とくに旋回ガスジエツ
トをガラス溶融物に作用させて、該ガラスを短繊
維化するのに適し、且つ耐湿性のあるガラス組成
物に関する。 熱軟化性物質を細くして繊維化する方法として
近年いわゆる旋回ガスジエツト法が提案された。
（特開昭52−25113号）。その方法は熱軟化性物質
の円柱状流に、その進行方向横断面外周の接線方
向成分を有するガス流を溶融物が横方向に変位す
るのを妨げるように接触させながら、、該物質を
高速で回転させ、細められた糸状物質を遠心力に
よつて引き出す方法であり、従来の火炎法や遠心
法などに比し、生産効率、製品品質で極めて有利
であることが明らかとなつてきている。 上記旋回ガスジエツト法は、粘度がおよそ30な
いし70ポアズの溶融物に適用することが好まし
い。上記旋回ガスジエツト法によつてガラス短繊
維を製造する場合、白金ないし白金合金製ポツト
が使用されるが、このポツトの損傷を防止するた
めに作業温度（溶融ポツト内の最高温度で規定す
る）は1405℃以下であることが必要であり、更
に、ポツトの寿命を長期化する点から、作業温度
は1320℃以下であることが望ましい。 従つて、上記旋回ガスジエツト法に適切なガラ
ス組成物は、1320℃以下の温度において70ポアズ
以下の粘度を有することが望まれるわけである。
しかしながら、一般に溶解温度（作業温度）の低
いガラス組成物ほど耐湿性が弱いものである。特
にガラス繊維化物は、比表面積が大きいため、耐
湿性の弱さが製品品質に影響するところが大とな
る。本発明者の一人は、先に特願昭51−132190号
（特開昭53−56207）において重量百分率にして、
SiO₂36〜47％，AL₂O₃7〜17％，CaO20〜35％，
MgO8〜13％、Na₂Oおよび／あるいはK₂O0〜６
％そしてB₂O₃0〜９％からなる繊維用ガラス組成
物を提案した。上記繊維用組成物は、安価な原料
の使用が可能であり、耐水性も従来品に比較して
優れているのであるが、耐湿性は必ずしも優れて
いないことが判明した。耐水性は旋回ガスジエツ
ト法で細繊化したガラス繊維の中から、その径が
約４μのものを1gr採取し、JIS3502（化学分析用
ガラス器具の試験方法）により溶出操作を行い、
溶出液についてSiO₂は比色法により、CaOは原
子吸光法により、Na₂Oは炎光法により、SiO₂，
CaO，Na₂Oの溶出量を定量し、この３成分の合
計を溶出比率（mg／ｇ）として示し、溶出比率が
小さなガラス組成物ほど耐水性は優れているとき
めている。しかしながら、短繊維マツトを、例え
ば気温50℃相対湿度95％の気密ボツクス内に長期
間放置して、短繊維マツトの復元性、引張り強さ
を検討してみると、耐水性の優れたガラス組成物
の短繊維の復元性、引張り強さが、必ずしも優れ
ていないことが判明したのである。実用上、短繊
維マツト製品を水に浸漬した状態で使用すること
は少ないので、耐久性のめやすとしては、耐水性
よりも高温高湿槽内で長期間放置したあとの短繊
維マツトの復元力、引張り力の強さで、ガラス組
成物の適否を判定した方がより適確である。そこ
で、気温50℃、相対湿度95％の気密ボツクス内に
短繊維マツトを長期間放置して、その後のガラス
繊維の引張り強度を検討するテストを耐湿性テス
トと名づけて、耐湿性が優れ、且つ原料が安値で
作業温度も比較的低い、旋回ガスジエツト法に適
したガラス組成物を検討した。 本発明は、旋回ガスジエツト法が適用可能であ
り、耐湿性に優れ、且つ安価な原料が使用できる
新規な繊維用ガラス組成物を提供するものであ
る。即ち、本発明に合致した繊維用ガラス組成物
は、重量百分率で、SiO₂35〜47，Al₂O₃9〜15，
CaO15〜40，MgO0〜７，Na₂O0〜19，K₂O0〜
19，ただしNa₂O＋K₂O2〜19，B₂O₃3〜８から成
ることを特徴とする。 配合成分及び配合割合を前記のように限定した
理由は次の通りである。 SiO₂，Al₂O₃，CaO及びMgOを主成分とするガ
ラス組成物は安価な原料として代表的な珪砂、ア
プライト、石灰石、ドロマイトを適宜に組合せて
利用することができるが、さらには溶鉱炉から多
量に廃残物として発生する高炉スラグや又、鹿児
島地方に無尽に埋蔵しているシラス等の近年安価
な原料として注目されているものを使用すること
ができるからである。従つて、SiO₂−Al₂O₃−
CaO−MgO系を基本組成に選ぶことによつて、
使用原料を廉価にすることができるのである。
CaOを15〜40に限定したのは次の理由である。 CaOが多くなるにつれて、耐湿性が向上するの
であるが、40％を越えると失透傾向が大きくな
り、失透による繊維化装置のノズルの詰りが発生
して好ましくない。又、15％より少くなると、耐
湿性は良いが耐水性が著しく低くなつて不都合で
ある。MgOを０〜７％に限定したのは、耐湿性
はMgOが少い方が良い傾向を示すためである。
すなわち、MgOが７％を越えると作業温度は低
くなる傾向があり耐水性も良いのであるが、他
方、耐湿性が著しく悪くなるので好ましくない。
SiO₂は47％を越えて増加させれば、失透傾向は
減少するが溶融温度が高くなり、作業温度が増加
して好ましくない。又、35％より少くなると失透
傾向は顕著になり、又耐湿性は悪くなる。より好
ましいSiO₂の範囲は39〜44である。Al₂O₃につい
ては９％未満あるいは15％を越えると失透傾向が
大きくなり好ましくない。特に失透傾向が小さく
て好ましいAl₂O₃の範囲は12〜14である。Na₂Oお
よびK₂Oは作業温度を低下させるのには有効であ
るので（Na₂O＋K₂O）は２％以上であることが
好ましいが、それらのいずれか一方または両者の
合計が19％を越えるととくに耐水性が低下して好
ましくない。B₂O₃については作業温度と失透温
度をいずれも低下させる効果を有するため３〜８
％含有せしめると良い。３％未満ではその効果は
小さく、８％を越えるとガラス繊維の耐酸性を非
常に低下させるので好ましくない。 本発明の効果を示す実施例について説明する。 ガラス試料１〜15を次のようにして作成する。
ガラス量として450grになるように原料を調合し
1350℃の電気炉内で４時間溶融した後、鉄板上に
流し出した。このガラスを冷却後、１cm角以下の
大きさに粉砕し、底面に内径1.8mm長さ６mmのノ
ズルのついた約100c.c.の白金ポツトに投入し、白
金ポツトの電気抵抗加熱により溶融した。ノズル
より流出したガラスを旋回ガスジエツト法によ
り、径が約４μのガラス繊維の試料を得た。 耐湿性は次のようにして測定する。前記繊維試
料約5grをアルミホイールの上にのせて、気温50
℃、相対湿度95％にコントロールされた恒温恒湿
槽内に放置した。これを２週間後に取出し、繊維
の引張り強さを他の試料と比較して強度の高いも
の（耐湿性の優れたもの）から◎，〇，△，×，×
×の順に５段階で表示する。 耐水性は前記で述べた方法による溶出量の指示
値を溶出量の小さいものから上記と同様に５段階
で示した。作業温度は上記の白金ポツトに、準備
したカレツトを投入し、白金ポツトの電気加熱に
より溶融し、ノズルより流出するガラス量が
420gr／hrになつたときのポツト内最高温度を作
業温度ときめて、その値を示した。これはその時
のポツト内のガラス粘度がほぼ30ポアズとなるこ
とが、温度、粘度特性が既知のガラスでのテスト
から確かめられている。

【表】

【表】 吹繊性は、前記したポツトに旋回ガスジエツト
用のエアーノズルを取付けて、ガラス溶融物を繊
維化したときの、失透によるノズルの詰りぐあ
い、流出量の安定性から判断したものであり、安
定性のよいものから順に前記と同様５段階で示
し、×印は繊維化が出来なかつたことを示してい
る。 第１表に示されるように、本発明に従つたガラ
ス組成物試料３〜６，８〜12，14，15は1405℃以
下の作業温度と、それにもかかわらず優れた耐湿
性を有し、且つ作業性も可と判断できるものであ
り、低廉価の原料の使用を可能ならしめるもので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ重量百分率で表わして SiO₂ 35〜47 Al₂O₃ ９〜15 CaO 15〜40 MgO ０〜７ Na₂O ０〜19 K₂O ０〜19 ただしNa₂O＋K₂O ２〜19 B₂O₃ ３〜８ からなる繊維用ガラス組成物。 ２ それぞれ重量百分率で表わして、前記SiO₂
   が39〜44であり、Al₂O₃が12〜14である特許請求
   の範囲第１項の繊維用ガラス組成物。