JPS6291443A - シラスとセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は１５５０℃より低い温度で溶融１７て製造し得
らねるシラスとセリウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガ
ラスの製造法に関する。

従来技術 シリカとアルミナからなるアルミノけい酸塩ガラスは、
耐熱性が高く、機械的強度も良好であり、また耐食＋Ｌ
　、耐風化性の優れたガラスである。ｌ〜か（７、この
系の方ラスを製造するには非常に高温製造することがで
きなかった。

一般に、アルカリ酸化物、アルカリ土類酸化物を含有さ
せると、溶融温度が低下し、一般の前記電勿炉を使用し
て１５５０℃程度でガラスを製造することが可能となる
。しかし、アルカリ酸化物。

アルカリ土類酸化物を含有させると、耐熱性１機械的性
質、耐化学性、耐食性及び耐風化性の諸性質を低下、さ
せる問題点があった。

本発明者らはさきに、Ｙ２Ｏ５，Ｌａ、２０５を含有さ
せるととによって、１５５０℃程度の一般の電気炉を使
用してガラスの製造を可能にし、得られるガラスの機械
的性質を優れたものと々し得た。（米国窯業協会誌６１
巻２４７〜２４９０（１９７８年））。

また、Ｓｃ　ｌ　Ｃｅ　、　Ｐｒ　、　Ｎｄ　ｌ　Ｅｕ
　、　Ｇｄ　、　Ｔｂ　、　Ｉ）Ｖ。

ＨＯ、Ｅｒ　ｌ　Ｙｂ等の希土類の酸化物を含−有させ
たアルミノけい酸塩ガラスも１５５０℃程度の＊Ｗ炉発
明の目的 本発明はこの問題点を解決すべくなさねたもので、その
目的は１５５０℃程度の一般電気炉を使用して製造可能
であり、かつアルミノけい酸塩ガラスの本来の特性を低
下させることがなく、機械的性質及び耐化学恰、耐食性
、耐風化性の優れたセリウム酸化物含有アルミノけい酸
塩ガラスを安価に製造する方法を提供するにある。

発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結果、ＧｅＯ
２を製造する時の中間精製物であるセリウムコンセント
レートに着目し、該セリウムコンセントレートは、例え
ば 酸化物　　　　ｌｉ−量％ （３ｅ　Ｏ２５００ Ｌａ２０５　　　　２７　、０ の組成な持ち、０ｅＣ）＋が約半量である。これをその
−、ｆ−！？使用［７てアルミ／けい酸塩ガラスを製造
１〜だところ、（１）ＣｅＯ２のｅｌかの他の含有物は
アルミノけい酸塩ガラスの特＋！１−に悪影普を及ぼす
ことがない。（２）分離［７たＣｅＯ２を使用した場合
に比べて溶融小を約５０′Ｃ′低下し得られ、（３）か
つ価格も約１／４以下であるため安価々なろことが分っ
た。

甘だ、凡用に広く分布する火山灰のシラスはそノ主成分
がアルミノけい酸塩のガラス質のものである。シラスの
二次堆積物である二次シラスは、その化学組成がほぼ一
定であることに着目し、これを利用すべく検討を加えた
。二次シラスの化学組成を示すと、次の第１表の通りで
ある。

紀１表 この表から明らかかように、Ｓｉ０２とＡｌ２Ｏ５の成
分合計は約９２モル％であゆ、大部分がアルミノけい酸
塩である。

本発明者らはこの二次シラスとセリウムコンセントレー
トな原料としてガラスの製造を試みたところ、二次シラ
ス中に含まれるアルミノけい酸塩以外のＦｅ２０ｉ　＋
　ＯａＯＩ　Ｍｇｏ　ｌ　’Ｎａ２Ｏ１Ｋ２Ｏ４ｒを含
有するとガラスが得られ、また、これを原料とすると、
Ｓ　ｊｏ　２１　Ａ　／　２０　ｓを原料とする場合に
比べてガラス化の溶融時間が約１／３に短縮し得られる
ととを究明［７得た。この知見に基づいて本発明を完成
した。

本発明の要旨は、二次シラス２５〜５４重量％。

セリウムコンセントレート３８〜６２１Ｊ量％割合の混
合物を加熱してガラス化することを特徴とす［ホ）シラ
ーとセリウ・酸化物含有ア・・ミノけい酸塩、）） ガ；ラスの製造法にある。

シ □・７に次シラスが２５重平気よね少ないと溶融温度が
高くなり１５５０℃ではガラス化できない。また５４重
量％を超えると希土類含有アルミノけい酸塩ガラスの特
性が発揮できなくなる。

セリウムコンセントレートが３８重量％より少ないと希
土類酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスとしての特性が
発揮できず、また１５５０℃ではガラス化できない。６
２重量％を超えると結晶化して１７まいガラスが得られ
ない。

詳って、二次シラスは２５〜ｓ４重＠％、セリウムコン
セントレートは３８〜６２ｉＪｊＪ１％の範囲の量であ
るこＬが必要である。

前記原料のｔｌかに、必要に応じ、Ａ１２０３２７市Ｉ
ｌｔ％、　ＴｉＯ２１４Ｉｋｌ１１％、　ＺｒＯ２９ｉ
ｆｆ　１％を超メない量１種または２ｆ！ｌ＋ｔＪ＋混
合使用１．てもよい。

Ａｔ２ｏ５は二次シラス中に含まねているためｈｔτ混
合使用しなくともガラス化するので、必要に庄。

性を高める作用をすイ〕。しがＬ１４１ｆ１％を超える
と結晶化してしまいガラスが得らｔｌない。

ＺｒＯ２の混合使用ｉよ、耐化学ｔＩ、耐食＋１．耐風
化＋１□機械的性質、耐熱に１を高める作用をする。

９ｍ１ｉ％を超えろと結晶化１２てし甘いガラスが得ら
れない。

なお、セリウムコンセントレートは、Ｇ　ｅ　０２の原
鉱石例えばパストネザイトよりＯｅ　Ｏ２を１！！造す
る際の中間精製物である。

実施例に 二次シラス４６．０２　”１Ｍ％、セリウムコンセント
レー１５３．９８重量％の割合で混合したものを、ｊた
。揚られたガラスは濃茶褐色の泡の々いものであった。

このガラスの熱膨張係数は６２．５　Ｘ　１０−’混合
１−．たものを、Ａ／２０．るつぼに入れた。これを１
４５０〜１５００℃で２時間加熱溶融した後、アルミニ
ウム板上に流し出し放冷した。得られたガラスは濃茶褐
色の泡の々いものであった。

このガラスの熱膨張係数は５１．６　Ｘ　１０−’　／
　℃で、ｖｆＩＪ度は３．５０　Ｗ／Ｃｎｌ　−Ｃｉ）
−）だ。

このガラスが溶融ｌまた状態で炉外にるつぼを取り出１
２、手引きによりガラス繊維化を行ったところ、数μｍ
〜数關の各種火さで、１ｍ以上の長さのガラス繊維が容
易に得られた。

このガラス組成は、原料割合から市電すると、５ｉ０２
３３．５３％、　Ａｌ２Ｏ５２３，９５％＋　Ｆｅ２Ｏ
３０，９９％　、　ＯａＯｏ、ｓｓ％、　ＭｇＯＯ，１
３％、　Ｎａ２Ｏ１，４１％。

Ｋ２Ｏ１，２４％、セリウムコンセントレート３８．１
７％（％は重量％を表わす）である。

実施例３ した。この溶融物をアルミニウノ、板上に流し出１゜放
冷した。得られたガラスは濃茶褐色の泡のないものであ
った。このガラスの熱膨張係ムラ′よ６４．３ｘ　ｘｏ
−’／℃、密度は３．９８　ｆ／Ｃｖｎ’　−７：あっ
た。

実施例４ 二次シラス３３．００　ｉｊｉ　１％、　Ａ／２０Ｓ８
．２１知鮒％。

セリウムコンセントレート５０．２０　ｍｌ　ｆＩｉ％
＋　Ｚｒ０２８．５９％の割合で混合したものをＡｌ２
Ｏ５るつｌ’！　Ｉｔ（入れた。これを１５５０℃で２
時ｎｌ＋加熱溶融Ｉ７た。

この溶融物をアルミニウム板」二に流し出１．放冷１−
た。得られたガラスは濃茶褐色の泡のないものであった
。

このガラスの熱膨張係数は６７．６　Ｘ　＋ｏ−’／℃
。

密度は３．８３ｒ／Ｃｍ’であった。

発明の効果 本発明の方法によると、二次シラス及び＋リウ、：・、
；’ｉｉ’ｊｉ０２＋　Ａｌ２Ｏ５、０ｅ０２を原料と
する場合に比べて極めて安価に、１７かも溶融湿度が低
いので一般の電気炉で容易に溶解してガラス化１２得ら
れる。

そして得られるガラスはアルミノけい酸塩ガラスの特性
をそのま′ｉ保有し、高弾性率を有する優ねたものとな
る。

また、耐アルカリ性が高いため、セメントと複合した複
合相とすることができ、Ｆｅ２Ｏ３Ｐ　０ｅ０２を含有
するため紫外ｌｌＪ吸収特ｆ１を有１〜、紫外線吸材■
Ｈ料としても有効に使用すイ、ととができる等の優れた
効果を有する。

（ｌＯ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）二次シラス２５〜５４重量％、セリウムコンセント
   レート３８〜６２重量％割合の混合物を加熱溶融してガ
   ラス化することを特徴とするシラスとセリウム酸化物含
   有アルミノけい酸塩ガラスの製造法。 ２）二次シラス２５〜５４重量％、セリウムコンセント
   レート３８〜６２重量％のほか、更にＡｌ＿２Ｏ＿３２
   ７重量％、ＴｉＯ＿２１４重量％、ＺｒＯ＿２９重量％
   を超えない量を１種または２種以上混合し、該混合物を
   加熱溶融してガラス化することを特徴とするシラスとセ
   リウム酸化物含有アルミノけい酸塩ガラスの製造法。