JPH09500086A - グラス・ファイバー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 生物学的に分解することができるグラス・ファイバー組成物であって、以下の重量％の成分で構成されることを特徴とするグラス・ファイバー組成物：

Description

【発明の詳細な説明】 グラス・ファイバー組成物 本発明は、生物学的に分解可能なグラス・ファイバー（ガラス繊維）組成物に 関するものである。先行技術の中には生物学的に分解可能であると言われている グラス・ファイバー組成物も記載されている。 グラス・ファイバー組成物の生物学的分解能は非常に重要な要素であり、それ は様々な研究が３ミクロン以下の範囲における極小径を有するグラス・ファイバ ーの中には、発癌性を有するものがあることを指摘しているからである。一方で このような径を有するものの内でも生物学的に分解可能なグラス・ファイバーで は発癌性を示さない。 しかしながら、生物学的に分解可能であることは極めて重要なばかりでなく、 グラス・ファイバーまたはその製品の機械的及び熱的特性、グラス・ファイバー の耐性およびグラス・ファイバー組成物の生産性を有することも重要な要素であ る。例えばグラス・ファイバーは、断熱を目的として広く用いられている。この ような用途に対しては充分な耐湿性(moisture-resistance)が必要である。 更に本発明のグラス・ファイバー組成物は、小径のグラス・ファイバーを製造 するための公知の方法、例えば遠心紡糸法(centrifugal technique)、特にイン ナー遠心紡糸法(inner centrifugal technique)この技術はUS-PS 4,203,745号の 中で例示されている）による生産が可能である。 本発明は、生物学的に分解できることを特徴とし、湿気に対する良好な安定性 あるいは耐性を有し、しかも製造工程が簡単な新規のグラス・ファイバー組成物 を提供することを課題としている。 本発明は、この課題が比較的多量のアルカリ酸化物(alkali oxides)および酸 化ホウ素(boronoxides)、その他任意に酸化アルミニウムを含有するグラス・フ ァイバー組成物によって解決されることを見い出したことに基づいている。 このようなグラス・ファイバー組成物がいくつかの必要特性、すなわち生物学 的分解能、耐湿性および優れた生産性を合わせて満たすということが判明した。 本発明の目的とするところは、生物学的に分解することができるグラス・ファ イバー組成物であって、以下の重量％の成分で構成されることを特徴とするグラ ス・ファイバー組成物である。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４５以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １０以上１６以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １５以上２３以下 Ｂ₂Ｏ₃ １０以上１８以下 Ｐ₂Ｏ₅ ０以上４以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 本発明のグラス・ファイバー組成物は遠心紡糸法によって製造することができ る。得られたファイバーは優れた耐湿性を備える。このグラス・ファイバー組成 物は驚くべき程の生物学的分解能を表わす。平均的なファイバー径は好ましくは １０ミクロン以下であり、とくに２．５以上５ミクロン以下の範囲のものである 。 本発明のグラス・ファイバー組成物は、好ましくは以下の重量％の成分で構成 される： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４５以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １０以上１６以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １８を超える Ｂ₂Ｏ₃ １２未満 Ｐ₂Ｏ₅ ０以上４以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 更に好適な具体例によれば、本発明のグラス・ファイバー組成物は以下の重量 ％の成分で構成される： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４５以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １０以上１６以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １８未満 Ｂ₂Ｏ₃ １２を超える Ｐ₂Ｏ₅ ０以上４以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 本発明のグラス・ファイバー組成物は、好ましくは５７重量％以下、とくに５ ６．５重量％以下の二酸化ケイ素を含有する。 酸化アルミニウムを添加することによって耐湿性の向上を図ることができる。 それゆえ、本発明の組成物には好ましくは少なくとも０．１重量％、とくに好ま しくは少なくとも０．５重量％で、しかも通常は１．５重量％以下の酸化アルミ ニウムが加えられる。五酸化リン(phosphorus pentoxide)を添加することによっ て生物学的分解能を向上させることができる。それゆえ本発明の組成物は、少な くとも０．１重量％のＰ₂Ｏ₅を含有するのが好ましい。 更に好適な具体例によれば、組成物は２重量％未満の酸化マグネシウムを含有 する。 本発明のグラス・ファイバー組成物における耐湿性は、ＤＧＧ法として知られ る基準法によって測定される。ＤＧＧ法を用いて約３６０から４００ミクロンの 間の粒子サイズを有する砕いた粉末ガラス１０ｇを１００ｍｌの水中に沸点下に て５時間保持する。材料を急冷したのち溶液を濾過し、この所定量の濾過液を蒸 発させて乾燥する。このようにして得られた乾燥材料の重量は、水中に溶解され たガラスの量から算出され得る。この量は実験されたガラスのグラム当りのミリ グラムで表わされる。 本発明のグラス・ファイバー組成物における生物学的分解能は、ＤＧＧ法で記 載されているように、以下に表わされた組成物を有するＰＨ値７．４の生理溶液 の中に１ｇのガラス粉末を導入することによって実験された。 ＮａＣｌ ６．７８ ＮＨ₄Ｃｌ ０．５３５ ＮａＨＣＯ₃ ２．２６８ ＮａＨ₂Ｐｏ₄Ｈ₂Ｏ ０．１６６ （クエン酸Ｎａ₃）２Ｈ₂Ｏ ０．０５９ グリシン(glycine) ０．４５０ Ｈ₂ＳＯ₄ ０．０４９ ＣａＣｌ₂ ０．０２２ 動的試験(dynamic test)条件は、ショルツとコンラット(Scholze & Conradt) の中で記載されているように選定した。流量は３００ｍｌ／日とした。実験期間 は１４日間であった。その結果は、１４日後の（溶液中のＳｉＯ₂の％）×１０ ０として示されている。 本発明は以下の実施例によってより詳細に説明される。 実施例１ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５６．０ Ａｌ₂Ｏ₃ １．０ ＣａＯ ９．０ ＭｇＯ ４．０ Ｎａ₂Ｏ １８．０ Ｋ₂Ｏ １．０ Ｂ₂Ｏ₃ １０．５ その他成分(Diverse) ０．５． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより、（耐湿性を示す）値４０ｍｇ／ｇが測定 された。 生物学的分解能を測定するための前記の実験値は５５０であった。 実施例２ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５５．０ Ａｌ₂Ｏ₃ １．０ ＣａＯ ９．０ ＭｇＯ ４．０ Ｎａ₂Ｏ １８．０ Ｋ₂Ｏ １．０ Ｂ₂Ｏ₃ １０．５ Ｐ₂Ｏ₅ １．０ その他成分(Diverse) ０．５． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値４０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ６００であった。 実施例３ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５７．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５ ＣａＯ ８．０ ＭｇＯ ３．５ Ｎａ₂Ｏ １７．８ Ｋ₂Ｏ ０．２ Ｂ₂Ｏ₃ １２．０ その他成分(Diverse) ０．５． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値５０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ５５０であった。 実施例４ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５６．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５ ＣａＯ ８．０ ＭｇＯ ３．５ Ｎａ₂Ｏ １７．８ Ｋ₂Ｏ ０．２ Ｂ₂Ｏ₃ １２．０ Ｐ₂Ｏ₅ １．０ その他成分(Diverse) ０．５． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値５０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ６００であった。 実施例５ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５７．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５ ＣａＯ ８．１ ＭｇＯ ３．６ Ｎａ₂Ｏ １７．２５ Ｋ₂Ｏ ０．３５ Ｂ₂Ｏ₃ １２．４ その他成分(Diverse) ０．３． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値３０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ６００であった。 実施例６ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５７．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５ ＣａＯ ８．３ ＭｇＯ １．８ Ｎａ₂Ｏ １８．６ Ｋ₂Ｏ ０．４ Ｂ₂Ｏ₃ １１．５ ＢａＯ １．０ その他成分(Diverse) ０．４． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値３０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ６００であった。 実施例７ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５７．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５ ＣａＯ ８．３ ＭｇＯ １．８ Ｎａ₂Ｏ １７．１ Ｋ₂Ｏ ０．４ Ｂ₂Ｏ₃ １３．０ ＢａＯ １．０ その他成分(Diverse) ０．４． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値３０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ６００であった。 実施例８ 以下の重量％からなる組成のガラスを溶融した。 （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５７．５ Ａｌ₂Ｏ₃ ０．５ ＣａＯ ８．４ ＭｇＯ １．７ Ｎａ₂Ｏ １７．０ Ｋ₂Ｏ ０．５ Ｂ₂Ｏ₃ １４．０ その他成分(Diverse) ０．４． これらのガラス組成物は、遠心紡糸法によって成形することができた。 前記のＤＧＧ法を用いることにより（耐湿性を示す）値３０ｍｇ／ｇが測定さ れた。 生物学的分解能（１４日後の溶液中のＳｉＯ₂％×１００）の前記の実験値は ６００であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．生物学的に分解することができるグラス・ファイバー組成物であって、以下 の重量％の成分で構成されることを特徴とするグラス・ファイバー組成物： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４５以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １０以上１６以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １５以上２３以下 Ｂ₂Ｏ₃ １０以上１８以下 Ｐ₂Ｏ₅ ０以上４以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 ２．以下の重量％の成分で構成されることを特徴とする請求項１に記載のグラス ・ファイバー組成物： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４５以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １０以上１６以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １８を超える Ｂ₂Ｏ₃ １２未満 Ｐ₂Ｏ₅ ０以上４以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 ３．以下の重量％の成分で構成されることを特徴とする請求項１に記載のグラス ・ファイバー組成物： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４５以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １０以上１６以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １８未満 Ｂ₂Ｏ₃ １２を超える Ｐ₂Ｏ₅ ０以上４以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 ４．以下の重量％の成分で構成されることを特徴とする請求項１に記載のグラス ・ファイバー組成物： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ４７以上５７以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ２未満 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １２以上１５以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １６以上２０以下 Ｂ₂Ｏ₃ １０以上１６以下 Ｐ₂Ｏ₅ ０以上２以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 ５．以下の重量％の成分で構成されることを特徴とする請求項１に記載のグラス ・ファイバー組成物： （成分） （重量％） ＳｉＯ₂ ５２以上６０以下 Ａｌ₂Ｏ₃ ０以上１．５以下 ＣａＯ ＋ ＭｇＯ １１以上１２．５以下 Ｎａ₂Ｏ ＋ Ｋ₂Ｏ １６以上１８．５以下 Ｂ₂Ｏ₃ １０以上１４以下 Ｐ₂Ｏ₅ ０以上１以下 ＢａＯ ０以上１以下 その他成分(Diverse) ０以上２．以下 ６．二酸化ケイ素の含有量が５７重量％未満であることを特徴とする請求項１〜 ５のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。 ７．二酸化ケイ素の含有量が５６．５重量％未満であることを特徴とする請求項 １〜６のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。 ８．酸化アルミニウムの含有量が少なくとも０．１重量％であることを特徴とす る請求項１〜７のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。 ９．酸化アルミニウムの含有量が少なくとも０．５重量％であることを特徴とす る請求項１〜８のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。 １０．酸化リンの含有量が少なくとも０．１重量％であることを特徴とする請求 項１〜９のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。 １１．酸化ホウ素の含有量が１２重量％以上であることを特徴とする請求項１〜 １０のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。 １２．酸化マグネシウムの含有量が２重量％未満であることを特徴とする請求項 １〜１１のいずれかに記載のグラス・ファイバー組成物。