JPS5860643A - 耐アルカリガラス繊維の表面処理方法 - 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】 本発明はガラス繊維、特にセメント製品の補強用に使用
する耐アルカリガラス繊維の耐アルカリ表面処理方法に
関する。

近年セメント製品の補強材として耐アルカリガラス繊維
があいついで開発され、既に実用化している。耐アルカ
リガラス繊維によって補強されたセメント製品は補強さ
れないセメント製品と較べて衝撃および曲げ強度におい
て優れているが、ガラス繊維の耐アルカリ性が不足のた
めに長期間経過するとセメント製品中のガラス繊維がセ
メント中のアルカリ分で侵食され、前記強度が低下する
という欠点がある。このためガラス繊維表面にあらかじ
め樹脂ないしは耐アルカリ性物質をコーティングするこ
とが試みられているが、それ等の耐久性向上効果は永続
せず、また一方セメント中にあらかじめ活性シリカ物質
とかＡｌＣｌ３やＰｂＣｌ３を加えておき、セメントか
ら出るアルカリによるガラス繊維の侵食を防ぐなどの試
みがなされているが、耐久性の大幅な向上を見るに致っ
ていない。

本発明の目的はガラス繊維の耐アルカリ性を大幅に改善
する新規な表面処理をほどこした耐アルカリガラス繊維
とその表面処理方法を提供することにあり、その要旨は
、水溶性珪酸アルカリと、マグネシウム化合物とを表面
に付着せしめた耐アルカリガラス繊維にある。

耐アルカリ性ガラス繊維はセメント中でその表面はセメ
ント中のアルカリによって侵食されるが、ガラスからの
侵食生成物とセメントからのアルカリとが重合して耐ア
ルカリ性の保護膜が徐々にガラス表面に形成し、そのた
めに以後は侵食が進まないと考えられ、表面分析の結果
この保護膜は、珪酸カルシウムからなることが判った。

したがって珪慢カルシウムの如き保護膜をあらかじめガ
ラス繊維表面に形成しておけばガラス繊維の劣化は少く
なるものと考えられる。珪酸カルシウムの形成はガラス
中の珪酸ソーダとセメント中のＣａ　（Ｏ）Ｄ２とがＮ
ａ２Ｏ・ｎ５ｉ０２十〇ａ（ＯＨ）２−＋ｊＮａＯＨ＋
（ｎ−／）Ｓｉ○２十ｃｉａｓｉ０３の形で反応するも
のと考えられ、生成するＳｉＯ２もセメント中のＯａ（
ＯＨ）ｇと反応して不溶性の珪酸カルシウムになり保護
Ｗ形成に寄与すると考えられる。したがって珪酸アルカ
リの皮膜をガラス繊維表面に形成しておけばガラス繊維
表面の侵食を防止し、かつ珪酸カルシウムの保護膜を形
成させることができると考えられるが、珪酸アルカリの
みの皮膜はセメントモルタル中で容易に溶解し、ガラス
繊維から分離するためか、後記第１表に記載の通りほと
んどコーティングの効果は見られなかった。

本願発明者は研究の結果、珪酸アルカリ水溶液にマグネ
シウム化合物を加え、攪拌してできる懸濁液でガラス繊
維表面をコーティングして皮膜を形成してやることによ
り珪酸アルカリ皮膜が安定化し、かつセメント中のＣａ
（ＯＨ）２と反応して安定な珪酸カルシウムの保護皮膜
を形成させうろことを発明した。そして前記コーティン
グされたガラス繊維はセメント中でもその強度劣化が僅
がであるため、長期間経過後もそのガラス繊維で補強さ
れたセメント製品は衝撃強度においても曲げ強度におい
ても従来のガラス繊維補強セメント製品と較べて初期強
度からの強度低下がはるかに小さいことを確認した。

ここでガラス繊維表面にコーティングされた皮膜は珪酸
アルカリとマグネシウム化合物の混合物または前記混合
物と珪酸マグネシウムの混合物または珪酸アルカリと珪
酸マグネシウムの混合物からなると考えられる。前記珪
酸アルカリはガラス繊維に付着させる点から水溶性であ
ることが必要で、一般式Ｍ２０・ｎＳｉＯ２（Ｍはアル
カリ金属）で示され、ｎの値はＯ，！；　、　／　、　
ｊ　、　３およびｑがあるが、ｎの値が小さいときはア
ルカリ性が強くなり耐久性向上の効果に乏しくなるので
ｎの値は２〜ｌの範囲が好ましく、特に３〜ｌＩの範囲
が望ましい。

またガラス繊維に付着させるときの珪酸アルカリ水溶液
の濃度は重量比で１Ｏ−１ｌＯ％が好ましい。

更に前記処理において、珪酸アルカリ水溶液に重量比で
５〜５０％の樹脂エマルジョン（例えばアクリル、ポリ
酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂エマルジョン
）を加えることにより、表面付着膜にしなやかさを与え
て繊維の損傷を防ぐと共に表面付着膜とガラス繊維との
結合をより強固にすることができる。

珪酸アルカリ水溶液に添加するマグネシウム化合物とし
ては醸化物、水酸化物、炭酸塩、塩化物。

硫酸塩等の無機化合物又は酢酸塩等の有機化合物等が用
いられ、これらマグネシウム化合物を珪酸アルカリ水溶
液中に混じると珪酸アルカリと反応して珪酸マグネシウ
ムを形成し、液を固化させる。

液が固化してしまうとガラス繊維の表面にコーティング
することはできないので、固化途中で液が懸濁している
段階でガラス繊維に付着させねばならない。したがって
珪酸アルカリとの反応速度が比較的遅い酸化物、水酸化
物、炭酸塩などが作業をやりやすい点で特に好ましい。

前記反応速度はマグネシウム化合物の水に対する溶解度
と関係するようで、水に対する溶解度が犬な程、反応速
度も早くなる傾向にある。マグネシウム化合物の濃度も
珪酸アルカリとの反応速度に関係し、濃度穴な程、反応
速度も大となるので、反応速度大の化合物を使用すると
きは濃度を小とすべきであり、範囲としては珪酸アルカ
リに対し重量比で０．２〜７０％が好ましい。

実施例／ 市販珪酸ソーダ３号（Ｎａ２０・３ｓｉ○２ｔｔｏ重量
％水溶液）３部および水１部からなる水溶液に珪酸ナト
リウムに対し１重量％の酸化マグネシウム粉末を加え、
十分に攪拌を行い懸濁状態となった混合液に耐アルカリ
ガラス繊維（ＣｅｍＦｉｌ　：登録商標、重量比組成５
１０２乙２．５％＊　Ａｌ２Ｏ３０，７７％。

−０ａＯ！；、３３　％　、　Ｎａ２Ｏ／Ｉ１．０％、
　ＺｒＯ２／Ａ、７％　）のストランド（素線径／３μ
ｍｘダＯＯ本）を約１０秒浸漬し乾燥させた。このスト
ランドの長さの約／／コを棒状の普通ポルトランドセメ
ントモルタル中に埋め込み、大気中で７日間養生後乙Ｏ
′Ｃの水中に一定期間保持した後、ストランドの７端と
セメントのｌ端とを引張り、強度を測定した。

ストランドの破断は必らずセメント中に埋め込まれた部
分と埋め込まれていない部分との境界で発生し、この引
張試験結果を第１表に示す。

実施例コ 市販珪酸ｆ−ダ３号１部および水１部からなる水溶液に
堵酸す）　ＩＪウムに対しＳ重量％の水酸化マグネシウ
ム粉末を加え、十分に攪拌して懸濁状態となっ−た混合
液に実施例／と同じストランドを約７５秒浸漬し乾燥さ
せた後、実施例１と同様の試料を作製し、引張試験を行
った。その結果を第１表に示す。

実施例３ 市販珪酸ソーダ３号ｊ部、水ｊ部およびアクリルエマル
ジョン（大日本インク■ボンコー）　５ＦＣ−５ゲ）７
部からなる水溶液に珪酸ナトリウムに対し７重量％の塩
基性炭酸マグネシウム（３ＭｇＱ）３・Ｍｇ（ＯＨ）２
・ｊＨ２０）粉末を加え、十分に攪拌して懸試料を作製
し、引張試験を行なった。その結果を第１表に示す。

第１表において、比較例／は表面処理を行わない場合で
あり、比較例２は珪酸アルカリのコーティングのみの場
合である。比較例と較べて本発明にかかわる実施例の補
強ガラス繊維はいずれもセメント中において耐久性が著
しく向上していることが判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）水溶性珪酸アルカリとマグネシウム化合物とを表
   面に付着させたことを特徴とする耐アルカリガラス繊維 （２）珪酸アルカリ水溶液中にマグネシウム化合物を加
   えた懸濁液を表面に付着せしめることを特徴とするガラ
   ス繊維の表面処理方法。 （３）前記珪酸アルカリが一般式Ｍ２０−　ｎ５ｉ０２
   　（Ｍはアルカリ金属）で示され、かつｎの値が一〜グ
   である特許請求の範囲第２項に記載の方ｌ。 囲第−項ないし第３項に記載の方法。 （５）　　前記懸濁液に樹脂エマルジョンを加える特許
   請求の範囲第一項ないし第１項の方法。