JP2000247683A - 耐食性を有するガラス繊維 - Google Patents
耐食性を有するガラス繊維Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ガラス繊維中のＢ２Ｏ３、Ｆ２の含有量を出来
るだけ減少させたガラス繊維の耐酸性を向上させ、誘電
率を小さくし、しかも原料が安価で、紡糸し易く生産性
の良い耐食性の有るガラス繊維を提供する。 【解決手段】本発明のガラス繊維は、重量％でＳｉＯ2
５８〜６３％、Ｂ２Ｏ ３ ０．５〜３、Ａｌ2 Ｏ3 １
２〜１６％、ＣａＯ １６〜２５％、ＭｇＯ ０．１〜
６％、ＺｎＯ ０．１〜 ５％、ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜
８％、ＴｉＯ2０〜 ０．５％未満、Ｎａ2 Ｏ ０〜 １
％、Ｋ2 Ｏ ０〜 １％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ ０．１〜
１％、Ｆ２ ０．０５〜１％を含む。
るだけ減少させたガラス繊維の耐酸性を向上させ、誘電
率を小さくし、しかも原料が安価で、紡糸し易く生産性
の良い耐食性の有るガラス繊維を提供する。 【解決手段】本発明のガラス繊維は、重量％でＳｉＯ2
５８〜６３％、Ｂ２Ｏ ３ ０．５〜３、Ａｌ2 Ｏ3 １
２〜１６％、ＣａＯ １６〜２５％、ＭｇＯ ０．１〜
６％、ＺｎＯ ０．１〜 ５％、ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜
８％、ＴｉＯ2０〜 ０．５％未満、Ｎａ2 Ｏ ０〜 １
％、Ｋ2 Ｏ ０〜 １％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ ０．１〜
１％、Ｆ２ ０．０５〜１％を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｅガラス繊維と同
等の生産性があり、しかも同等の機械的特性や電気的特
性を持つ、耐酸性、耐水性に優れた耐食性ガラス繊維に
関するものである。
等の生産性があり、しかも同等の機械的特性や電気的特
性を持つ、耐酸性、耐水性に優れた耐食性ガラス繊維に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在ＦＲＰなどの繊維補強樹脂製品に使
用されているガラス繊維の大部分はＥガラス繊維と呼ば
れるＳｉＯ2 ５２〜５６重量％、Ａｌ2 Ｏ３ １２〜１
６重量％、Ｂ２Ｏ３ ５〜８重量％、ＣａＯ １５〜２
５重量％を主成分とするガラス繊維である。（以下本発
明において、％は断りのない限り重量％を意味する。） この組成のガラス繊維が製造されはじめて既に５０年以
上経過したにもかかわらず、現在なお世界で生産される
ほとんどのガラス繊維がＥガラス繊維である理由は、そ
の溶融状態のガラスの失透温度が紡糸に適した温度より
も約１００℃低く、紡糸上のトラブルがなく非常に生産
性が良いためである。
用されているガラス繊維の大部分はＥガラス繊維と呼ば
れるＳｉＯ2 ５２〜５６重量％、Ａｌ2 Ｏ３ １２〜１
６重量％、Ｂ２Ｏ３ ５〜８重量％、ＣａＯ １５〜２
５重量％を主成分とするガラス繊維である。（以下本発
明において、％は断りのない限り重量％を意味する。） この組成のガラス繊維が製造されはじめて既に５０年以
上経過したにもかかわらず、現在なお世界で生産される
ほとんどのガラス繊維がＥガラス繊維である理由は、そ
の溶融状態のガラスの失透温度が紡糸に適した温度より
も約１００℃低く、紡糸上のトラブルがなく非常に生産
性が良いためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｅガラ
ス繊維は耐酸性が悪く、用途が拡大しているＦＲＰ下水
道管の補強材、コンクリート下水道管どの内側のライニ
ングやバッテリーセパレーターなど耐酸性が要求される
分野には使用出来ない。このためＥＣＲという略称で呼
ばれる耐酸性ガラス繊維をはじめとして、多数の組成を
有するガラス繊維が開発されているが、Ｅガラスに較べ
て紡糸し難い、電気特性がわるいなど種々の問題があり
更なる改良が望まれている。本発明において耐食性は、
耐酸性と耐水性を含むより広い概念である。また、Ｅガ
ラス繊維は組成中に多量のＢ2 Ｏ3 を含有し、ガラス原
料の溶融を容易にするためＦ2 成分が配合されている
が、Ｂ2 Ｏ3 資源の生産量の減少、Ｆ 2 の環境汚染対策
費用の増加などにより製造価格の上昇が問題となってい
る。本発明の解決しようとする課題は、具体的には、Ｂ
2 Ｏ3 、Ｆ2 の含有量を減少させても溶融ガラスの紡糸
温度が１３００℃以下で、液相温度が紡糸温度よりも６
０℃以上低く紡糸し易い、耐酸性、耐水性に優れ、しか
も機械的物性、電気的物性がＥガラス繊維なみであるガ
ラス繊維を得ることである。
ス繊維は耐酸性が悪く、用途が拡大しているＦＲＰ下水
道管の補強材、コンクリート下水道管どの内側のライニ
ングやバッテリーセパレーターなど耐酸性が要求される
分野には使用出来ない。このためＥＣＲという略称で呼
ばれる耐酸性ガラス繊維をはじめとして、多数の組成を
有するガラス繊維が開発されているが、Ｅガラスに較べ
て紡糸し難い、電気特性がわるいなど種々の問題があり
更なる改良が望まれている。本発明において耐食性は、
耐酸性と耐水性を含むより広い概念である。また、Ｅガ
ラス繊維は組成中に多量のＢ2 Ｏ3 を含有し、ガラス原
料の溶融を容易にするためＦ2 成分が配合されている
が、Ｂ2 Ｏ3 資源の生産量の減少、Ｆ 2 の環境汚染対策
費用の増加などにより製造価格の上昇が問題となってい
る。本発明の解決しようとする課題は、具体的には、Ｂ
2 Ｏ3 、Ｆ2 の含有量を減少させても溶融ガラスの紡糸
温度が１３００℃以下で、液相温度が紡糸温度よりも６
０℃以上低く紡糸し易い、耐酸性、耐水性に優れ、しか
も機械的物性、電気的物性がＥガラス繊維なみであるガ
ラス繊維を得ることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の耐食性ガラス繊
維は、以下の組成のものである。 成分 割合（重量％） ＳｉＯ2 ５６〜６３ Ｂ２Ｏ３ ０．５〜 ３ Ａｌ2 Ｏ3 １２〜１６ ＣａＯ １６〜２５ ＭｇＯ ０．１〜 ６ ＺｎＯ ０．１〜 ５ ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜 ８ ＴｉＯ2 ０〜 ０．５未満 Ｎａ2 Ｏ ０〜 １ Ｋ2 Ｏ ０〜 １ Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ ０．１〜 １ Ｆ２ ０．０５〜 １ これら成分の合計が少なくとも９９．０％であり、この
他に、原料に含まれている微量の不純物、炉材からの溶
出成分などを含めて１００重量％となる。この組成は、
粘度が１０００ポイズの温度が１１７４〜１２９７℃の
範囲であり、粘度が１０００ポイズの温度よりも少なく
とも６０℃低い液相温度を持つ。そのため高温の操業条
件にもかかわらず、失透することなく紡糸が可能であ
る。
維は、以下の組成のものである。 成分 割合（重量％） ＳｉＯ2 ５６〜６３ Ｂ２Ｏ３ ０．５〜 ３ Ａｌ2 Ｏ3 １２〜１６ ＣａＯ １６〜２５ ＭｇＯ ０．１〜 ６ ＺｎＯ ０．１〜 ５ ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜 ８ ＴｉＯ2 ０〜 ０．５未満 Ｎａ2 Ｏ ０〜 １ Ｋ2 Ｏ ０〜 １ Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ ０．１〜 １ Ｆ２ ０．０５〜 １ これら成分の合計が少なくとも９９．０％であり、この
他に、原料に含まれている微量の不純物、炉材からの溶
出成分などを含めて１００重量％となる。この組成は、
粘度が１０００ポイズの温度が１１７４〜１２９７℃の
範囲であり、粘度が１０００ポイズの温度よりも少なく
とも６０℃低い液相温度を持つ。そのため高温の操業条
件にもかかわらず、失透することなく紡糸が可能であ
る。
【０００５】このような組成にすることにより、紡糸温
度を１３００℃以下、液相温度を紡糸温度よりも６０℃
以上低くなるよう、しかも耐酸性が優れた組成とするこ
とができた。ＳｉＯ２はガラスの耐酸性を向上させる成
分である。５６％未満では耐酸性が十分でなく、６３％
を越えると溶融温度が高くなると共に液相温度も高くな
り、紡糸性が悪化する。Ｂ２Ｏ３はガラスの溶解性を向
上させると共に液相温度を下げ、さらに誘電特性を小さ
くする成分である。０．５％未満では溶融温度が高くな
り、３％を越えると耐酸性が悪化する。Ａｌ２Ｏ３はガ
ラスの耐水性を向上させると共に、液相温度を下げる成
分である。１２％未満では液相温度が高くなり紡糸性が
悪くなる。１６％を越えると耐水性は良くなるが溶融温
度が高くなりすぎる。ＣａＯはガラスの耐水性を向上さ
せるとともにガラスの粘度を下げ溶融性を向上させる成
分である。１６％未満では溶融温度が高くなりすぎ２５
％を越えると液相温度が高くなり紡糸性が悪くなるとと
もに誘電率が悪くなる。
度を１３００℃以下、液相温度を紡糸温度よりも６０℃
以上低くなるよう、しかも耐酸性が優れた組成とするこ
とができた。ＳｉＯ２はガラスの耐酸性を向上させる成
分である。５６％未満では耐酸性が十分でなく、６３％
を越えると溶融温度が高くなると共に液相温度も高くな
り、紡糸性が悪化する。Ｂ２Ｏ３はガラスの溶解性を向
上させると共に液相温度を下げ、さらに誘電特性を小さ
くする成分である。０．５％未満では溶融温度が高くな
り、３％を越えると耐酸性が悪化する。Ａｌ２Ｏ３はガ
ラスの耐水性を向上させると共に、液相温度を下げる成
分である。１２％未満では液相温度が高くなり紡糸性が
悪くなる。１６％を越えると耐水性は良くなるが溶融温
度が高くなりすぎる。ＣａＯはガラスの耐水性を向上さ
せるとともにガラスの粘度を下げ溶融性を向上させる成
分である。１６％未満では溶融温度が高くなりすぎ２５
％を越えると液相温度が高くなり紡糸性が悪くなるとと
もに誘電率が悪くなる。
【０００６】ＭｇＯはガラスの粘度を下げ溶融性を向上
させる成分である。０．１％未満では効果が得られず６
％を越えると液相温度が高くなり紡糸性が悪くなる。Ｚ
ｎＯはガラスの粘度を下げ溶融性を向上させると共に耐
酸性を向上させる成分である。０．１％未満では耐酸性
が悪くなり、５％を越えると液相温度が高くなり紡糸性
が悪くなる。本発明では溶融性と耐酸性を考慮し、Ｍｇ
ＯとＺｎＯの合量を１〜８％とする。１％未満では溶融
性が悪化し、溶融温度が高くなり、８％を越えると液相
温度が高くなり紡糸性が悪くなる。
させる成分である。０．１％未満では効果が得られず６
％を越えると液相温度が高くなり紡糸性が悪くなる。Ｚ
ｎＯはガラスの粘度を下げ溶融性を向上させると共に耐
酸性を向上させる成分である。０．１％未満では耐酸性
が悪くなり、５％を越えると液相温度が高くなり紡糸性
が悪くなる。本発明では溶融性と耐酸性を考慮し、Ｍｇ
ＯとＺｎＯの合量を１〜８％とする。１％未満では溶融
性が悪化し、溶融温度が高くなり、８％を越えると液相
温度が高くなり紡糸性が悪くなる。
【０００７】ＴｉＯ２は溶融性を向上させる成分である
が、ガラスが黄色に着色し、このガラス繊維を使用した
ＦＲＰなどの製品の色調に悪影響をおよぼす。適正範囲
は０〜０．５％未満である。Ｎａ２ＯとＫ２Ｏといった
アルカリ金属酸化物は、ガラスの粘度を下げ溶融性を向
上させる成分である。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．１％未満
では溶融温度を低下させる効果が少なく、１．０％を越
えると耐水性や電気特性が悪くなる。Ｆ２は、ガラスの
溶融性を向上させるとともに、誘電特性を改善する成分
である。０．０５％未満では効果が少なく、１％を越え
ると効果の増加が少ない。上記成分の他に、５％以下の
範囲でＦｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｐ２Ｏ
３などの成分を添加しても良い。また、原料の不純物と
して通常必然的に含まれるＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｓｒ
Ｏ等や、耐火物の浸食等からＣｒ２Ｏ３やＺｒＯ２等が
それぞれ１％以下程度混入することがある。
が、ガラスが黄色に着色し、このガラス繊維を使用した
ＦＲＰなどの製品の色調に悪影響をおよぼす。適正範囲
は０〜０．５％未満である。Ｎａ２ＯとＫ２Ｏといった
アルカリ金属酸化物は、ガラスの粘度を下げ溶融性を向
上させる成分である。Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．１％未満
では溶融温度を低下させる効果が少なく、１．０％を越
えると耐水性や電気特性が悪くなる。Ｆ２は、ガラスの
溶融性を向上させるとともに、誘電特性を改善する成分
である。０．０５％未満では効果が少なく、１％を越え
ると効果の増加が少ない。上記成分の他に、５％以下の
範囲でＦｅ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｐ２Ｏ
３などの成分を添加しても良い。また、原料の不純物と
して通常必然的に含まれるＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｓｒ
Ｏ等や、耐火物の浸食等からＣｒ２Ｏ３やＺｒＯ２等が
それぞれ１％以下程度混入することがある。
【０００８】他の望ましい実施態様としては、Ｓｉ
Ｏ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＭｇＯ＋ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ｆ
２の量は以下のようである。 成分 割合（重量％） ＳｉＯ２ ５８〜６３ Ｂ２Ｏ３ ０．５〜 ２．５ ＣａＯ １７〜２４ Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５ ＭｇＯ ０．１〜 ５ ＺｎＯ ０．１〜 ５ ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜 ７ ＴｉＯ２ ０〜 ０．４ Ｎａ２Ｏ ０〜 １ Ｋ２Ｏ ０〜 １ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜 １ Ｆ２ ０．０５〜 １ この組成は、粘度が１０００ポイズの温度が１２２４〜
１２９０℃の範囲であり、粘度が１０００ポイズの温度
より少なくとも７０℃低い液相温度を持つ。
Ｏ２、Ｂ２Ｏ３、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＭｇＯ＋ＺｎＯ、ＴｉＯ２、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ｆ
２の量は以下のようである。 成分 割合（重量％） ＳｉＯ２ ５８〜６３ Ｂ２Ｏ３ ０．５〜 ２．５ ＣａＯ １７〜２４ Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５ ＭｇＯ ０．１〜 ５ ＺｎＯ ０．１〜 ５ ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜 ７ ＴｉＯ２ ０〜 ０．４ Ｎａ２Ｏ ０〜 １ Ｋ２Ｏ ０〜 １ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜 １ Ｆ２ ０．０５〜 １ この組成は、粘度が１０００ポイズの温度が１２２４〜
１２９０℃の範囲であり、粘度が１０００ポイズの温度
より少なくとも７０℃低い液相温度を持つ。
【０００９】更に好ましいＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｃａ
Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ＋ＺｎＯ、Ｔ
ｉＯ２、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ｆ２の量は以下である。 成分 割合（重量％） ＳｉＯ２ ５８〜６２ Ｂ２Ｏ３ ０．５〜 ２ ＣａＯ １８〜２４ Ａｌ２Ｏ３ １２〜１４ ＭｇＯ ０．１〜 ５ ＺｎＯ ０．１〜 ４ ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜 ７ ＴｉＯ２ ０〜 ０．４ Ｎａ２Ｏ ０〜 １ Ｋ２Ｏ ０〜 １ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜 ０．９ Ｆ２ ０．０５〜 １ 更に、特に好ましいのは、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．８重
量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以下である。
Ｏ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＭｇＯ＋ＺｎＯ、Ｔ
ｉＯ２、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ｆ２の量は以下である。 成分 割合（重量％） ＳｉＯ２ ５８〜６２ Ｂ２Ｏ３ ０．５〜 ２ ＣａＯ １８〜２４ Ａｌ２Ｏ３ １２〜１４ ＭｇＯ ０．１〜 ５ ＺｎＯ ０．１〜 ４ ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜 ７ ＴｉＯ２ ０〜 ０．４ Ｎａ２Ｏ ０〜 １ Ｋ２Ｏ ０〜 １ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０．１〜 ０．９ Ｆ２ ０．０５〜 １ 更に、特に好ましいのは、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏが０．８重
量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以下である。
【００１０】特に好ましい態様の一例として、連続繊維
は次の組成をもっている。ＳｉＯ２ ５９．１２％、Ｂ
２Ｏ３ １．１０％、ＣａＯ ２１．３０％、Ａｌ ２Ｏ
３ １２．４８％、ＭｇＯ ２．４４％、ＺｎＯ ２．
５６％、Ｎａ２Ｏ０．３３％、Ｋ２Ｏ ０．１１％、Ｆ
ｅ２Ｏ３ ０．１４％、ＴｉＯ２ ０．１２％、Ｆ２
０．３０％。このガラスは１０００ポイズの温度が１２
４５℃、液相温度１１３５℃、両温度の差、デルタＴは
約１１０℃である。
は次の組成をもっている。ＳｉＯ２ ５９．１２％、Ｂ
２Ｏ３ １．１０％、ＣａＯ ２１．３０％、Ａｌ ２Ｏ
３ １２．４８％、ＭｇＯ ２．４４％、ＺｎＯ ２．
５６％、Ｎａ２Ｏ０．３３％、Ｋ２Ｏ ０．１１％、Ｆ
ｅ２Ｏ３ ０．１４％、ＴｉＯ２ ０．１２％、Ｆ２
０．３０％。このガラスは１０００ポイズの温度が１２
４５℃、液相温度１１３５℃、両温度の差、デルタＴは
約１１０℃である。
【００１１】
【発明の実施の形態】このガラス繊維は、Ｂ２Ｏ３とＦ
２の量を出来るだけ少なく使用してしかも、紡糸性を良
くして生産性をＥガラス繊維並にして、耐酸性を従来の
耐酸性ガラス繊維と同程度或いはそれ以上に向上させ、
誘電率を小さくしたものである。本発明のガラス繊維
は、従来のガラス繊維と同じ公知の方法により製造され
る。ガラス繊維原料はクレー、シリカサンド、アルミ
ナ、コレマナイト、ライムストーン、消石灰、ドロマイ
ト、蛍石など公知のＥガラス繊維に使用する原料の他
に、粉末状のＺｎＯ、ＴｉＯ２を通常の操業と同様に計
量、混合する。混合した原料を溶解炉中に投入し溶融、
清澄し、フォアハースの下部に取りつけた繊維を作るブ
ッシングに導く。フォアハースとブッシングの温度は、
溶融ガラスが紡糸に適した粘度になるよう調整される。
溶融ガラスはブッシングに設けられた、多数のノズルチ
ップから引き出され高速で延伸され、集束剤を付与され
て、巻き取られる。
２の量を出来るだけ少なく使用してしかも、紡糸性を良
くして生産性をＥガラス繊維並にして、耐酸性を従来の
耐酸性ガラス繊維と同程度或いはそれ以上に向上させ、
誘電率を小さくしたものである。本発明のガラス繊維
は、従来のガラス繊維と同じ公知の方法により製造され
る。ガラス繊維原料はクレー、シリカサンド、アルミ
ナ、コレマナイト、ライムストーン、消石灰、ドロマイ
ト、蛍石など公知のＥガラス繊維に使用する原料の他
に、粉末状のＺｎＯ、ＴｉＯ２を通常の操業と同様に計
量、混合する。混合した原料を溶解炉中に投入し溶融、
清澄し、フォアハースの下部に取りつけた繊維を作るブ
ッシングに導く。フォアハースとブッシングの温度は、
溶融ガラスが紡糸に適した粘度になるよう調整される。
溶融ガラスはブッシングに設けられた、多数のノズルチ
ップから引き出され高速で延伸され、集束剤を付与され
て、巻き取られる。
【００１２】
【実施例】以下実施例により本発明の特徴を説明する。
本実施例においては、紡糸性の難易度はこの明細書中で
も記載したように紡糸温度と液相温度から容易に推定出
来るので、実施例では紡糸することなく紡糸温度と液相
温度の測定からその差（ΔＴ）を算出し、紡糸の難易度
の判定資料として表１、表２に示した。 ＜実施例＞実施例１，２，３，４は本発明のガラス繊維
組成であり、表１に示すガラス繊維の組成となるように
原料を調合した。その混合した原料を白金るつぼに入れ
て、１５００℃で８時間溶融し均一な溶融ガラスとした
後、カーボン板の上に流し出し、冷却して試料とするガ
ラスを得た。混合した原料の溶融過程を観察したが均一
な溶融ガラスになるまでの時間は、Ｅガラスの場合と差
がなかった。紡糸温度（溶融ガラスの粘度が１０００ポ
イズになる温度）の測定は用意したガラスを白金るつぼ
中で再溶融し、高温回転粘度計を用いて測定した。液相
温度（その温度以上ではガラスの中に結晶が存在しない
温度）の測定は用意したガラスを直径約５００〜１００
０μｍの粉末に砕き、白金ボートに入れ、温度勾配があ
る炉内に静置し１２時間保持し、取り出した試料の結晶
発生位置を顕微鏡で観察する方法で測定した。
本実施例においては、紡糸性の難易度はこの明細書中で
も記載したように紡糸温度と液相温度から容易に推定出
来るので、実施例では紡糸することなく紡糸温度と液相
温度の測定からその差（ΔＴ）を算出し、紡糸の難易度
の判定資料として表１、表２に示した。 ＜実施例＞実施例１，２，３，４は本発明のガラス繊維
組成であり、表１に示すガラス繊維の組成となるように
原料を調合した。その混合した原料を白金るつぼに入れ
て、１５００℃で８時間溶融し均一な溶融ガラスとした
後、カーボン板の上に流し出し、冷却して試料とするガ
ラスを得た。混合した原料の溶融過程を観察したが均一
な溶融ガラスになるまでの時間は、Ｅガラスの場合と差
がなかった。紡糸温度（溶融ガラスの粘度が１０００ポ
イズになる温度）の測定は用意したガラスを白金るつぼ
中で再溶融し、高温回転粘度計を用いて測定した。液相
温度（その温度以上ではガラスの中に結晶が存在しない
温度）の測定は用意したガラスを直径約５００〜１００
０μｍの粉末に砕き、白金ボートに入れ、温度勾配があ
る炉内に静置し１２時間保持し、取り出した試料の結晶
発生位置を顕微鏡で観察する方法で測定した。
【００１３】耐酸性は、各実施例のガラスを白金るつぼ
中で再溶融し、直径１３μｍのガラス繊維を紡糸したも
のを使用し、そのガラス繊維２ｇを２００ｍｌの８０℃
に加熱した１０重量％の硫酸溶液中に５時間浸漬したと
きの重量減少を測定し元の繊維重量に対する割合を算出
した。
中で再溶融し、直径１３μｍのガラス繊維を紡糸したも
のを使用し、そのガラス繊維２ｇを２００ｍｌの８０℃
に加熱した１０重量％の硫酸溶液中に５時間浸漬したと
きの重量減少を測定し元の繊維重量に対する割合を算出
した。
【００１４】耐水性は、耐酸性の試験に用いた直径１３
μｍのガラス繊維を２ｇ取り２００ｍｌの９６℃に加熱
した蒸留水中に１００時間浸漬したときの重量減少を測
定し元の繊維重量に対する割合を算出した。
μｍのガラス繊維を２ｇ取り２００ｍｌの９６℃に加熱
した蒸留水中に１００時間浸漬したときの重量減少を測
定し元の繊維重量に対する割合を算出した。
【００１５】誘電率は、溶融したガラスを徐冷し厚さ２
ｍｍに鏡面研磨したものをＬＣＲメーター（ＨＥＷＬＥ
Ｔ ＰＡＣＫＡＲＤ社製）を用いて測定した。
ｍｍに鏡面研磨したものをＬＣＲメーター（ＨＥＷＬＥ
Ｔ ＰＡＣＫＡＲＤ社製）を用いて測定した。
【００１６】実施例１，２，３はいずれも耐酸性試験の
重量減少率が０．５％以下であり、耐水性は０．４％以
下であり、誘電率は６．５以下の良好な値を示した。
重量減少率が０．５％以下であり、耐水性は０．４％以
下であり、誘電率は６．５以下の良好な値を示した。
【００１７】＜比較例＞比較例１は従来のＥガラス、比
較例２〜４は本発明の範囲外の組成であり、比較例５は
耐酸性ガラスのＥＣＲガラスの組成である。実施例と同
様な試験を行い表２に結果を示した。耐酸性を各実施例
と比較例１のＥガラス繊維と比較すると耐酸性が大幅に
向上し、比較例５のＥＣＲ耐酸ガラス繊維と比較すると
同等の耐酸性を有し、しかも誘電率が低いことがわか
る。そしてＥＣＲガラスは高価なＴｉＯ２原料を大量に
使用するが、本発明の組成はＴｉＯ２は極めて少量であ
るため、着色もなく、原料価格も安いという点で大きい
違いがある。比較例２〜４は何れも、本発明の組成と近
似しているが、特許請求の範囲に含まれない組成で、比
較例２はＢ２Ｏ３とＦ２を含まないもので、耐酸性は十
分だが、紡糸性がＥガラスより悪く、誘電率が高い。比
較例３は耐酸性がやや悪く、誘電率も大きく、ＴｉＯ２
を多く含むためガラスが黄色く着色した。比較例４は紡
糸性、耐酸性、誘電率が実施例と同じかそれ以上であ
る。しかしながら紡糸温度が高く、無駄な溶解エネルギ
ーを必要とするばかりでなく、炉材、紡糸用ノズルチッ
プが多数配置された白金合金のブッシングの消耗も増加
する、また高温のためブッシング表面の温度を均一にコ
ントロ〜ルすることが困難になり、糸切れ、繊維径のバ
ラツキの増大などの問題が発生する。
較例２〜４は本発明の範囲外の組成であり、比較例５は
耐酸性ガラスのＥＣＲガラスの組成である。実施例と同
様な試験を行い表２に結果を示した。耐酸性を各実施例
と比較例１のＥガラス繊維と比較すると耐酸性が大幅に
向上し、比較例５のＥＣＲ耐酸ガラス繊維と比較すると
同等の耐酸性を有し、しかも誘電率が低いことがわか
る。そしてＥＣＲガラスは高価なＴｉＯ２原料を大量に
使用するが、本発明の組成はＴｉＯ２は極めて少量であ
るため、着色もなく、原料価格も安いという点で大きい
違いがある。比較例２〜４は何れも、本発明の組成と近
似しているが、特許請求の範囲に含まれない組成で、比
較例２はＢ２Ｏ３とＦ２を含まないもので、耐酸性は十
分だが、紡糸性がＥガラスより悪く、誘電率が高い。比
較例３は耐酸性がやや悪く、誘電率も大きく、ＴｉＯ２
を多く含むためガラスが黄色く着色した。比較例４は紡
糸性、耐酸性、誘電率が実施例と同じかそれ以上であ
る。しかしながら紡糸温度が高く、無駄な溶解エネルギ
ーを必要とするばかりでなく、炉材、紡糸用ノズルチッ
プが多数配置された白金合金のブッシングの消耗も増加
する、また高温のためブッシング表面の温度を均一にコ
ントロ〜ルすることが困難になり、糸切れ、繊維径のバ
ラツキの増大などの問題が発生する。
【００１８】
【表１】 ΔＴ（℃）＝紡糸温度（℃）−液相温度（℃） 耐酸性（％）＝（耐酸試験前繊維重量−耐酸試験後繊維
重量）×１／耐酸試験前繊維重量×１００ 耐水性（％）＝（耐水試験前繊維重量−耐水試験後繊維
重量）×１／耐水試験前繊維重量×１００
重量）×１／耐酸試験前繊維重量×１００ 耐水性（％）＝（耐水試験前繊維重量−耐水試験後繊維
重量）×１／耐水試験前繊維重量×１００
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】本発明は、請求項１に記載した組成のガ
ラス繊維を製造することにより、原料の溶融性を良くし
生産性をあげるために、大きな影響を持つＢ２Ｏ３及び
Ｆ２の含有量を出来る限り少なくしたガラス繊維にもか
かわらず、生産性を下げることなくＥガラス繊維と同様
にし、しかも耐酸性を向上させ、誘電率を小さくすると
いう、困難な課題を解決することが出来た。また高価な
ＴｉＯ２を原料に極少量使用するかあるいは原料として
配合することなく製造が可能なので経済的にも有利であ
る。
ラス繊維を製造することにより、原料の溶融性を良くし
生産性をあげるために、大きな影響を持つＢ２Ｏ３及び
Ｆ２の含有量を出来る限り少なくしたガラス繊維にもか
かわらず、生産性を下げることなくＥガラス繊維と同様
にし、しかも耐酸性を向上させ、誘電率を小さくすると
いう、困難な課題を解決することが出来た。また高価な
ＴｉＯ２を原料に極少量使用するかあるいは原料として
配合することなく製造が可能なので経済的にも有利であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G062 AA05 BB01 DA06 DB04 DC02 DC03 DD01 DE02 DE03 DF01 EA01 EB01 EB02 EC01 EC02 ED02 ED03 EE04 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FB02 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GB01 GC01 GD01 GE02 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM15 NN33 NN34
Claims (2)
- 【請求項１】重量％でＳｉＯ2 ５６〜６３％、Ｂ２Ｏ
３ ０．５〜３％Ａｌ2 Ｏ3 １２〜１６％、ＣａＯ １
６〜２５％、ＭｇＯ ０．１〜 ６％、ＺｎＯ ０．１
〜 ５％、ＭｇＯ＋ＺｎＯ １〜８％、ＴｉＯ2 ０〜
０．５％未満、Ｎａ2 Ｏ ０〜 １％、Ｋ2 Ｏ ０〜
１％、Ｎａ2 Ｏ＋Ｋ2 Ｏ ０．１〜１％、Ｆ２ ０．０
５〜１％を含むことを特徴とする耐食性を有するガラス
繊維。 - 【請求項２】 紡糸温度と液相温度の差が少なくとも６
０℃以上であることを特徴とする請求項１記載のガラス
繊維組成。
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|---|---|---|---|
| JP11056408A JP2000247683A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 耐食性を有するガラス繊維 |
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|---|---|---|---|
| JP11056408A JP2000247683A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | 耐食性を有するガラス繊維 |
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|---|---|
| JP2000247683A true JP2000247683A (ja) | 2000-09-12 |
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