JPS5820714A - 繊維状ウオラストナイト結晶の製造方法 - Google Patents
繊維状ウオラストナイト結晶の製造方法Info
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- JPS5820714A JPS5820714A JP11477781A JP11477781A JPS5820714A JP S5820714 A JPS5820714 A JP S5820714A JP 11477781 A JP11477781 A JP 11477781A JP 11477781 A JP11477781 A JP 11477781A JP S5820714 A JPS5820714 A JP S5820714A
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- Japan
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- wollastonite
- glass
- crystals
- crystallized glass
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- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポルトランドセメント、ケイ酸カルシウム、プ
ラスチックなどの補強用材料として用いることかできる
繊維状ウオラストナイト結晶の製造に適した方法に関す
るものである。
ラスチックなどの補強用材料として用いることかできる
繊維状ウオラストナイト結晶の製造に適した方法に関す
るものである。
繊維状ウオラストナイト(以下本文ではウオラストナイ
トと称する)の製造に関する特許は米国特許j、799
,734号、米国特許1Aoto、1Ioi号が公知に
なっている@ これらの先行特許では棒状の母ガラスを作り、その棒状
ガラスの端部から順次ヒーターで所定温度に加熱し、ガ
ラス中にウオラストナイト結晶を析出させ、その析出に
応じてヒーターを移動させてウオラストナイト結晶の束
とガラスマトリックス相との混合物となし、その棒状結
晶化ガラスを粉砕して針状のウオラストナイト含有の結
晶化ガラスを得るものである。
トと称する)の製造に関する特許は米国特許j、799
,734号、米国特許1Aoto、1Ioi号が公知に
なっている@ これらの先行特許では棒状の母ガラスを作り、その棒状
ガラスの端部から順次ヒーターで所定温度に加熱し、ガ
ラス中にウオラストナイト結晶を析出させ、その析出に
応じてヒーターを移動させてウオラストナイト結晶の束
とガラスマトリックス相との混合物となし、その棒状結
晶化ガラスを粉砕して針状のウオラストナイト含有の結
晶化ガラスを得るものである。
また、本発明者ちによる日本特許出願番号昭5S−lコ
O!30号において板状のガラスを均一加熱処理するこ
とによりウオラストナイト結晶が析出した結晶化ガラス
を提供するガラス組成について述べられている。
O!30号において板状のガラスを均一加熱処理するこ
とによりウオラストナイト結晶が析出した結晶化ガラス
を提供するガラス組成について述べられている。
上記のいずれの発明により製造されたウォラストナイト
結晶を含有する結晶化ガラスでも、それを補強用繊維材
料として用いようとする場合には結晶化ガラス内のウオ
ラストナイトをほぐしてやる必要があるが前記発明では
結晶化ガラスを粉砕してウオラストナイトを取出してい
る。しかしこの方法では粉砕の際にこれらの結晶化ガラ
スはウオラストナイト結晶の剪開面にそって襞間しやす
いが、襞間面以外でも破壊するので、結晶化ガラス中に
存在するよりもアスペクト比(たて方向の長さとよこ方
向の長さの比)の小さなものになってしまう。
結晶を含有する結晶化ガラスでも、それを補強用繊維材
料として用いようとする場合には結晶化ガラス内のウオ
ラストナイトをほぐしてやる必要があるが前記発明では
結晶化ガラスを粉砕してウオラストナイトを取出してい
る。しかしこの方法では粉砕の際にこれらの結晶化ガラ
スはウオラストナイト結晶の剪開面にそって襞間しやす
いが、襞間面以外でも破壊するので、結晶化ガラス中に
存在するよりもアスペクト比(たて方向の長さとよこ方
向の長さの比)の小さなものになってしまう。
従って、このような結晶化ガラスを捕強材として用いた
場合に大きな補強効果は期待できない。
場合に大きな補強効果は期待できない。
本発明は前記先行特許の欠点を解消し、かつほぼ純粋な
繊維状ウオラストナイト結晶を得ることを目的としたも
のである。すなわち本発明者はウオラストナイト組成に
近い組成のガラスを熱処理して製造した方向性を有する
ウオラストナイト結晶を含有する結晶化ガラスを溶出液
中に浸漬してマトリックス相として残留しているガラス
相を溶出し、はぼ純粋な繊維状ウオラストナイト結晶を
得ることを特徴とする。
繊維状ウオラストナイト結晶を得ることを目的としたも
のである。すなわち本発明者はウオラストナイト組成に
近い組成のガラスを熱処理して製造した方向性を有する
ウオラストナイト結晶を含有する結晶化ガラスを溶出液
中に浸漬してマトリックス相として残留しているガラス
相を溶出し、はぼ純粋な繊維状ウオラストナイト結晶を
得ることを特徴とする。
本発明でいう溶出液中に浸漬する方法は、原理的には、
ガラスマトリックス相のみを溶出する液体であればどん
な種類の溶出液でもよいがウシラストナイトと反応せず
、ガラス相のみを溶出するという点からアルカリ性水溶
液が好ましく、アルカリ性水溶液としてBJaOH水溶
液あるいはKOH水溶液が特によく、それらの濃度は0
.3規定以上がよい。上記2種のアルカリ性水溶液を混
合して用いてもよいが、その際には総アルカリ濃度とし
て0.3規定以上が好ましい。
ガラスマトリックス相のみを溶出する液体であればどん
な種類の溶出液でもよいがウシラストナイトと反応せず
、ガラス相のみを溶出するという点からアルカリ性水溶
液が好ましく、アルカリ性水溶液としてBJaOH水溶
液あるいはKOH水溶液が特によく、それらの濃度は0
.3規定以上がよい。上記2種のアルカリ性水溶液を混
合して用いてもよいが、その際には総アルカリ濃度とし
て0.3規定以上が好ましい。
浸漬する溶液の湿度は高いほうが反応が早くなるため5
0℃以上が好ましい。!;O℃以下での浸漬ではガラス
相溶出のために必要な処理時間が長くなるために好まし
くない。また、高温での浸漬にはオートクレーブを用い
ることができるが、この場合、結晶の安定性から考えて
1loo°C以下であることが好ましい。
0℃以上が好ましい。!;O℃以下での浸漬ではガラス
相溶出のために必要な処理時間が長くなるために好まし
くない。また、高温での浸漬にはオートクレーブを用い
ることができるが、この場合、結晶の安定性から考えて
1loo°C以下であることが好ましい。
さらに工業的な生産設備を考えれば230℃(飽和水蒸
気圧約30 Kg10W?)以下が好ましい。
気圧約30 Kg10W?)以下が好ましい。
この方法によると粉砕という機械的手段を用いなくとも
結晶化ガラス中に存在する形状のままでウオラストナイ
ト結晶が得られる利点がある。
結晶化ガラス中に存在する形状のままでウオラストナイ
ト結晶が得られる利点がある。
ウオラストナイトは純粋にはQa3i03の分子式から
なり、5i02とCaOが等モルの結晶であり通常、3
種類の結晶形態が存在し、本発明で意味するウオラスト
ナイト結晶とはそのうち低温型のウオラストナイトであ
り、これは繊維状の成長を示す。
なり、5i02とCaOが等モルの結晶であり通常、3
種類の結晶形態が存在し、本発明で意味するウオラスト
ナイト結晶とはそのうち低温型のウオラストナイトであ
り、これは繊維状の成長を示す。
従って、このウオラストナイト結晶は各種材料の補強用
繊維材として用いることができる。また、このウオラス
トナイト結晶は極めて優れた耐アルカリ性を有している
が知られているので、たとえばポルトランドセメントな
どの材料のように、高アルカリ性媒体中でもその補強効
果が低下していくことはない。
繊維材として用いることができる。また、このウオラス
トナイト結晶は極めて優れた耐アルカリ性を有している
が知られているので、たとえばポルトランドセメントな
どの材料のように、高アルカリ性媒体中でもその補強効
果が低下していくことはない。
本発明者等は、特許請求範囲第2項に記載のガラスから
得られた結晶化ガラスをアルカリ性水溶液で処理するこ
とにより、特にアスペクト比の大きいウオラストナイト
結晶が容易に得られることを見出した。この範囲の組成
の特徴について記すと、5102はIIj%未満ではウ
オラストナイトの収率が下り、ガラス化が困難になる上
、ガラス化しても失透を生じやすく、失透が生じると針
状ウオラストナイトの成長を阻害する。
得られた結晶化ガラスをアルカリ性水溶液で処理するこ
とにより、特にアスペクト比の大きいウオラストナイト
結晶が容易に得られることを見出した。この範囲の組成
の特徴について記すと、5102はIIj%未満ではウ
オラストナイトの収率が下り、ガラス化が困難になる上
、ガラス化しても失透を生じやすく、失透が生じると針
状ウオラストナイトの成長を阻害する。
5i02が8Jを越えると熱処理の過程でトリジマイト
、クリストバライトなどがウオラストナイトと共に同時
に析出しやすくなり、針状ウオラストナイトの析出を阻
害する。
、クリストバライトなどがウオラストナイトと共に同時
に析出しやすくなり、針状ウオラストナイトの析出を阻
害する。
CaOは33%未満ではウオラストナイトの収率が下り
、tis%を越えると5in2の入る余地が少なくなり
ウオラストナイトの収率が下る上、ガラス化しにくくな
る。
、tis%を越えると5in2の入る余地が少なくなり
ウオラストナイトの収率が下る上、ガラス化しにくくな
る。
B2O3はウオラストナイトに近い組成の混合物中に入
ってガラス化を助け、かつ融点を下げる効果を持つ他に
熱処理′後のウオラストナイトの粒界にガラス質のマト
リックとして残り、そのマトリックスガラスの熱膨張係
数を高めるために針状ウオラストナイトの勇開性を向上
させる。1%未満ではこれらの効果が小さく、6%を越
えるとウオラストナイトが熱処理によっても生成しにく
くなる。
ってガラス化を助け、かつ融点を下げる効果を持つ他に
熱処理′後のウオラストナイトの粒界にガラス質のマト
リックとして残り、そのマトリックスガラスの熱膨張係
数を高めるために針状ウオラストナイトの勇開性を向上
させる。1%未満ではこれらの効果が小さく、6%を越
えるとウオラストナイトが熱処理によっても生成しにく
くなる。
Li2OはSi0,2−cao−B203の三成分系ガ
ラスから析出する針状結晶とはならないα型ウオラスト
ナイトをその微量添加によりその析出を抑え、針状のβ
型ウオラストナイトを析出させる効果および融点を下げ
る効果を有する。Li2Oが02%未満ではその効果が
小さく2%を越えると失透を生成しやすくなる。
ラスから析出する針状結晶とはならないα型ウオラスト
ナイトをその微量添加によりその析出を抑え、針状のβ
型ウオラストナイトを析出させる効果および融点を下げ
る効果を有する。Li2Oが02%未満ではその効果が
小さく2%を越えると失透を生成しやすくなる。
AA’203はガラス成型時の加工性を良くする効果が
あり、1%未満でほそめ効果が少<、4%を越えるとガ
ラス中に失透が生じやすくなり、ウオラストナイトの生
成を妨げる。
あり、1%未満でほそめ効果が少<、4%を越えるとガ
ラス中に失透が生じやすくなり、ウオラストナイトの生
成を妨げる。
アルカリ金属酸化物のNa2Oおよびに204はガラス
の溶融温度を下げ、またガラス成型時の加工性をよくす
る上に熱処理により析出するウオラストナイト結晶中に
ほとんど固溶せずガラス相中に残り、その残留ガラス相
の耐アルカリ性を乏しくしてアルカリ水溶液で溶出され
やすくする効果がある。
の溶融温度を下げ、またガラス成型時の加工性をよくす
る上に熱処理により析出するウオラストナイト結晶中に
ほとんど固溶せずガラス相中に残り、その残留ガラス相
の耐アルカリ性を乏しくしてアルカリ水溶液で溶出され
やすくする効果がある。
この効果はN a 20 AHa 20 + K 20
)がOからo、g (7)場合に著しい。
)がOからo、g (7)場合に著しい。
また結晶化ガラス中のガラス相の量は僅かなので、Na
2Oとに20の量は僅かでその効果を有するが、Nag
O+に20が1%未満ではガラス相の溶出されやすさに
乏しく、7%を越えると熱処理によってウオラストナイ
トが析出しにくくする。
2Oとに20の量は僅かでその効果を有するが、Nag
O+に20が1%未満ではガラス相の溶出されやすさに
乏しく、7%を越えると熱処理によってウオラストナイ
トが析出しにくくする。
以下に本発明の実施例を述べる。
〔実施例1〕
コア0分熔融し、その熔融物を鉄型鋳型上に厚さ79m
mの板状になるように鋳込み、too′cから徐冷して
ガラスブロックを得た。このガラスブロックを室温から
900℃まで電気炉中で7J6c/minの速度で昇温
し、その濁度で3時間保持して結晶化させた。
mの板状になるように鋳込み、too′cから徐冷して
ガラスブロックを得た。このガラスブロックを室温から
900℃まで電気炉中で7J6c/minの速度で昇温
し、その濁度で3時間保持して結晶化させた。
ガラス組成 Sing lI9♂重j1%QaOj9
.7 B203 20 Li20 θj AlzO31A(11 Na2o /、0 K2O3,0 熱処理が終った結晶化ガラスブロックは結晶の種類とし
てウオラストナイト結晶以外は認められなかった。また
ウオラストナイト結晶は非常に優れた方向性を有してい
た。
.7 B203 20 Li20 θj AlzO31A(11 Na2o /、0 K2O3,0 熱処理が終った結晶化ガラスブロックは結晶の種類とし
てウオラストナイト結晶以外は認められなかった。また
ウオラストナイト結晶は非常に優れた方向性を有してい
た。
これを粉砕してltIメツシュのふるいを通ったものを
約/gとり、テフロンビーカー中の55℃の7規定の@
aOH水溶液約IIo o mz中にコダ時間浸漬した
。
約/gとり、テフロンビーカー中の55℃の7規定の@
aOH水溶液約IIo o mz中にコダ時間浸漬した
。
水洗・乾燥後重量を測定したところ、15.ダ呪の重量
減が認められた。また、この処理後の結晶化ガラスは容
易に細かい繊維状にすることができ、そのアスペクト比
は平均X&2よ。0であった。この繊維状の細かい結晶
化ガラスはほとんどガラス相を含んでいない1、はぼ純
粋なウオラストナイト結晶であることが化学分析により
認められた(第1表参照)。
減が認められた。また、この処理後の結晶化ガラスは容
易に細かい繊維状にすることができ、そのアスペクト比
は平均X&2よ。0であった。この繊維状の細かい結晶
化ガラスはほとんどガラス相を含んでいない1、はぼ純
粋なウオラストナイト結晶であることが化学分析により
認められた(第1表参照)。
第1表 ウオラストナイト結晶の分析結果〔実施例コ〕
重量−で下に示す組成になるように調合した原料混合物
を実施例1と同様の方法で結晶化ガラスとなし、95℃
のl規定のNaOH水溶液中でざ時間実施例1と同様の
方法でアルカリ処理を行った0ガラス組成 5i021
5ツ重量% CaO3q、7 B203 3.0 Li20 B3 AiI203 3.0 Na20 20 に20 x。
を実施例1と同様の方法で結晶化ガラスとなし、95℃
のl規定のNaOH水溶液中でざ時間実施例1と同様の
方法でアルカリ処理を行った0ガラス組成 5i021
5ツ重量% CaO3q、7 B203 3.0 Li20 B3 AiI203 3.0 Na20 20 に20 x。
アルカリ処理による重量減はlダ、3%で、アスペクト
比が、2g、3のほぼ純粋なウオラストナイト結晶が得
られた。
比が、2g、3のほぼ純粋なウオラストナイト結晶が得
られた。
〔実施例3〕
重量%で下に示す組成になるように調合した原料混合物
を実施例1と同様の方法で結晶化ガラスとなし、9j’
Cのo、s規定のNaOH水溶液中で、2ダ時間実施例
/と同様の方法でアルカリ処理を行った0 ガラス組成 5i02 !;2.3重量%cao
iio、。
を実施例1と同様の方法で結晶化ガラスとなし、9j’
Cのo、s規定のNaOH水溶液中で、2ダ時間実施例
/と同様の方法でアルカリ処理を行った0 ガラス組成 5i02 !;2.3重量%cao
iio、。
B2O3i、。
Li2O0,’5
Al2O21O
Na20 2J
K2O0g
アルカリ処理による重量減は13.3%で、アスペクト
比が20.1のほぼ純粋なウオラストナイト結晶が得ら
れた。
比が20.1のほぼ純粋なウオラストナイト結晶が得ら
れた。
重量%で下に示す組成になるように調合した原料混合物
を実施例/と同様の方法で結晶化ガラスとなし、90″
CのO0S規定のKOH水溶液中で24時間実施例1と
同様の方法でアルカリ処理を行った。
を実施例/と同様の方法で結晶化ガラスとなし、90″
CのO0S規定のKOH水溶液中で24時間実施例1と
同様の方法でアルカリ処理を行った。
ガラス組成 5i02 II乙O重量%cao l
Ix。
Ix。
B2O33,0
Li20 /、0
A1203 3.0
Na20 0
に20 g、0
アルカリ処理による重量減は111.3%で、アスペク
ト比がts、qのほぼ純粋なウオラストナイト結晶が得
られた。
ト比がts、qのほぼ純粋なウオラストナイト結晶が得
られた。
実施例/の結晶化ガラス約/gをtj℃のl規定のKO
H水溶液約ダ001nl中で21時間浸漬した。
H水溶液約ダ001nl中で21時間浸漬した。
水洗・乾燥後重量を一測定したところ、/j、1%の重
量減が認められた。処理後の結晶化ガラスはアスペクト
比が#、1のほぼ純粋なウオラストナイト結晶となった
。
量減が認められた。処理後の結晶化ガラスはアスペクト
比が#、1のほぼ純粋なウオラストナイト結晶となった
。
〔友施例6〕
実施例1の結晶化ガラスを9j’Cのl規定N aOH
水溶液で処理したところ、2ダ時間浸漬で2,0%の重
量減しかなく、粉砕したままの状態と大差なくアスペク
ト比がり、/でしかなかった。
水溶液で処理したところ、2ダ時間浸漬で2,0%の重
量減しかなく、粉砕したままの状態と大差なくアスペク
ト比がり、/でしかなかった。
なお、この湿度条件で200時間処理したところ重量減
は/Lざ%となり、アスペクト比も20.3となった0 〔実施例7〕 重量%で下に示す組成になるように調合した原料混合物
を実施例1と同様の方法で結晶化ガラスとなし、実施例
1と同様の方法でアルカリ処理を行なった。
は/Lざ%となり、アスペクト比も20.3となった0 〔実施例7〕 重量%で下に示す組成になるように調合した原料混合物
を実施例1と同様の方法で結晶化ガラスとなし、実施例
1と同様の方法でアルカリ処理を行なった。
ガラス組成 5i02 119J重量%Oa0 3
9.7 B203 20 bi2o o、5 A6zO3IAO Na20 IA6 に20 0 この組成は実施例1の組成においてNagO/NagO
十に20を/、0としたものである。この場合、重量減
が同一条件で、ざ、3%であり、粉砕後の繊維状結晶化
ガラスのアスペクト比もg、乙のものしか得られなかっ
た。
9.7 B203 20 bi2o o、5 A6zO3IAO Na20 IA6 に20 0 この組成は実施例1の組成においてNagO/NagO
十に20を/、0としたものである。この場合、重量減
が同一条件で、ざ、3%であり、粉砕後の繊維状結晶化
ガラスのアスペクト比もg、乙のものしか得られなかっ
た。
特許出願人 日本板硝子株式会社
Claims (2)
- (1) 成分として少くとも5i02およびOaOを
含有するガラス体を熱処理して低湿型の珪酸カルシラ、
ム(β−ウォラストナイ))の針状結晶を生成せしめた
結晶化ガラス体を溶出液に浸漬して前記結晶化ガラス体
中のガラス相を溶出せしめることを特徴とする繊維状ウ
オラストナイト結晶の製造方法。 - (2) 前記ガラス体の組成が重量%で、5i02ダ
j〜j j * Cao J 3−411 t B 2
03/ −A # L 102 (i J〜2 、Al
2O3/〜&IN&200〜lI、に20 /〜7 *
Na2O十に20 1〜7#かツNa204ia20+
KgO)が重量比でONo、2である特許請求の範囲第
1項に記載の繊維状ウオラストナイト結晶の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11477781A JPS5820714A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 繊維状ウオラストナイト結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11477781A JPS5820714A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 繊維状ウオラストナイト結晶の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5820714A true JPS5820714A (ja) | 1983-02-07 |
| JPH0118011B2 JPH0118011B2 (ja) | 1989-04-03 |
Family
ID=14646419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11477781A Granted JPS5820714A (ja) | 1981-07-22 | 1981-07-22 | 繊維状ウオラストナイト結晶の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5820714A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222145A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-25 | Central Glass Co Ltd | 結晶質泡ガラスの製法 |
| CN1325407C (zh) * | 2005-01-16 | 2007-07-11 | 张延大 | 合成硅灰石纤维及其制备方法 |
| JP2018199613A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 日亜化学工業株式会社 | 改質された繊維状ワラストナイト及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-07-22 JP JP11477781A patent/JPS5820714A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0222145A (ja) * | 1988-07-12 | 1990-01-25 | Central Glass Co Ltd | 結晶質泡ガラスの製法 |
| CN1325407C (zh) * | 2005-01-16 | 2007-07-11 | 张延大 | 合成硅灰石纤维及其制备方法 |
| JP2018199613A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 日亜化学工業株式会社 | 改質された繊維状ワラストナイト及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0118011B2 (ja) | 1989-04-03 |
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