JPS5860644A - 耐アルカリガラス繊維およびその表面処理方法 - 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ね、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
て優ねているが、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ｋｌｃｌ１３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、亜鉛もしくはアルミニウムま
たは亜鉛とアルミニウムの水溶性塩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。

したがって珪酸カルシウムの如き保護膜盗あらがじめガ
ラス繊細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（ＯＨ）２とがＮａ
２ＯＨｎ５ｉ０２＋ｃａ（ＯＨ）２　→ｊＮａＯＨ＋（
ｎ−／）Ｓｉ０２十〇ａＳｉ○３の形で反応するものと
考えられ、生成する５ｉ０２もセメント中のＣａ（ＯＨ
）２と反応して不溶性の珪酸カルシウムになり保護膜形
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、珪酸アルカリのコーテイング
膜の上にさらに亜鉛もしくはアルミニウムまたはその両
者の水溶性塩の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（ＯＲ）ｚ
と反応して安定な珪噸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２重に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かであるため、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。

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　Ｍ２Ｏ・ｎｓｉ０２（
Ｍはアルカリ金属）で示され、ｎの値は００．！；　ｒ
　／　、−２ｒ　Ｊおよびグがあるが、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の値は一〜ダの範囲が好ましく、特に３〜ｌ
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１０〜４１０％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
１０−３；０％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）を加えるごとにより、表面付着膜にしなやかさを
与えて繊維のに４＠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。

前記亜鉛、又はアルミニウムの水溶性塩とじては水溶性
であればよく、塩化物、硫酷塩、硝酸塩。

酢酸塩等から水溶性のものが選ばれる。しかし弗化物は
ガラス繊維を侵食するので逆に強度を低下させるので使
用できない。また前記塩類の水溶液の濃度としては極め
て低濃度のものでよいが、余り薄いと浸漬時間が長くな
るので重量比で０．１％以」−が好ましく、７％以上が
特に好ましい。

実施例／ 市販珪酸ソーダ３号（Ｎａ２Ｏ・ＪＳｉ０２　Ｑ　０重
量％水溶液）３部、水７部からなる水溶液に耐アルカリ
ガラス繊維（ＣｅｍＦｉｌ：　登録商標２重量比組成５
１０２６２−！；　％　ｒ　Ａｌ２Ｏ３０−７／％、ｃ
ａｏ　ｓ、３重％。

１Ｊａ２０　／１１．０％、　ＺｒＯ２／乙、７％）の
ストランド（素線径／３μｍＸＩＩｏｏ本）を室温で約
／ｊ８浸漬後、乾燥させた後、塩化アルミニウム（ＡＡ
ｆＪ３・乙Ｈ２０）２重量％水溶液中に室温で約３０秒
浸漬し乾燥させた。このストランドの長さの約／、Ｑ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６０″Ｃの水中に一定期間保持
した後ストランドの／端とセメントの一端とを引張り、
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 実施例／′と同様に珪酸アルカリを付着したストランド
を塩化亜鉛（ＺｎＣ１２）２重量％水溶液中に室温で約
７５秒浸漬したのち乾燥し、実施例／と同様の試料を作
製し、引張強度を試験した。この結果を第１表に示す。

実施例３ 市販珪酸ソーダ３号２部、アクリルエマルジョン（犬日
本インク■ボンコートＳＦＣ！；　ｔｌ、）　／　部オ
よび水３部からなる水溶液に実施例／と同じストランド
を室温で約７０秒浸漬したのち乾燥し、さらに１０重量
％の塩化亜鉛水溶液に約１０秒浸漬後乾燥したのち、実
施例／と同様の試料を作製し引張強度を試験した。

この結果を第１表に示す。

第１表２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
場合であり、比較例、３は珪酸アルカリのコーティング
を行わず、塩化アルミニウム水溶液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」ニしていることが判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （コ）水溶性珪酸アルカリと、亜鉛もしくはアルミニウ
   ムまたは亜鉛とアルミニウムの水溶性塩とを表面に付着
   せしめたことを特徴とする耐アルカリガラス繊維。 （２）珪酸アルカリの水溶液をガラス繊維表面に付着せ
   しめた後に亜鉛塩もしくはアルミニウム塩または亜鉛塩
   とアルミニウム塩の水溶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２〜ＩＩ
   である特許請求の範囲第２項に記載の方法。 （４）前記珪酸アルカリ水溶液に樹脂エマルジョンを添
   加することを特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第
   ３項に記載の方法。