JPS6320780B2 - - Google Patents
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- JPS6320780B2 JPS6320780B2 JP55120830A JP12083080A JPS6320780B2 JP S6320780 B2 JPS6320780 B2 JP S6320780B2 JP 55120830 A JP55120830 A JP 55120830A JP 12083080 A JP12083080 A JP 12083080A JP S6320780 B2 JPS6320780 B2 JP S6320780B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/24—Alkaline-earth metal silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0036—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
本発明はポルトランドセメント，アルミナセメ
ント，珪酸カルシウムなどの補強用材料として用
いることができる、一方向に配列した繊維状ウオ
ラストナイトの製造用ガラス組成物に関する。 従来、繊維状β型ウオラストナイト結晶（以下
本文ではウオラストナイトと称する）の製造方法
に関して米国特許3799836号，米国特許4060401号
が公知になつている。 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、ウオラストナイトを析出させ、その
析出に応じてヒーターを移動させて針状結晶の束
を作り析出完了後、その束をほぐしてウオラスト
ナイトを得る方法が記載されているが、これらの
特許に記載されている組成では、母ガラスから得
られるウオラストナイトの収率が低く、またこの
母ガラスの結晶化熱処理工程は極めて精密さを要
し、かつ生産性は極めて低い。 本発明は前記先行特許の欠点を解消することを
目的としたもので、すなわち母ガラスに対するウ
オラストナイトの収率を高め、かつ簡単な熱処理
操作で針状ウオラストナイトが析出しうるような
母ガラスを提供するものである。 ウオラストナイトはCaSiO3の分子式からなり、
SiO2とCaOが等モルからなる結晶である。した
がつて理論的にはSiO2とCaOの重量比はそれぞ
れの分子量の比（60：56）であることが収率を最
大に出来ることになるが、現実にはSiO2―CaO
の二成分系ではSiO2のモル％が64.5〜84.5（重量
％で66〜85）の間でしかガラス化しない。またガ
ラス状態を安定させかつ溶融温度を下げるために
は単にSiO2とCaOの２成分の比以外に他成分の
添加についても考慮しなければならないし、また
その母ガラスを熱処理をしてもウオラストナイト
が針状に析出することは限らない。 本発明は重量％でSiO235〜60，CaO30〜55，
B2O31〜30，Li2O0.2〜４，Al2O30〜８，Na2O＋
K2O0〜８からなる繊維状ウオラストナイトの製
造用ガラス組成物で、本発明によると母ガラスか
ら得られるウオラストナイトの収率を80％以上に
することも出来、かつ母ガラスから針状ウオラス
トナイトを析出させる結晶化熱処理工程におい
て、前記先行特許の如き精密な制禦を要する方法
をとらないで、ただ単に母ガラスを750℃〜1150
℃の均一温度で数時間保持するのみで母ガラス中
に針状ウオラストナイトが束状に析出し、残つた
ガラス質のマトリツクス層と混在した結晶化ガラ
スとなるので、その結晶化ガラスをボールミル等
で粉砕すれば劈開し、繊維状ウオラストナイトが
簡単に得られる。また本発明の組成物は結晶化熱
処理という二次工程を経ないでも母ガラス溶融後
の冷却固化の過程で冷却速度を精密に製禦するこ
とにより、直接針状ウオラストナイトを生成させ
ることも可能である。 本発明におけるガラス組成の範囲限定の理由に
ついて記すと、SiO2は35％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。
SiO2が60％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、針状ウオラストナイトの析
出を阻害する。 CaOは30％未満ではウオラストナイトの収率が
下り、55％を越えるとSiO2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つてガラス化を助け、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ツクとして残
り、そのマトリツ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劈開性を向上さ
せる。１％未満ではこれらの効果が小さく、30％
を越えるとウオラストナイトが熱処理によつても
生成しなくなる。 Li2OはSiO2―CaO―B2O3の三成分系ガラスか
ら析出する針状結晶とはならないＬ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。0.2％未満ではこ
れらの効果が小さく、４％を越えると失透が生成
しやすくなる。 以上、SiO2，CaO，B2O3，Li2O以外にガラス
成型時の加工をしやすくするために０〜８％の
Al2O3と０〜８％のNa2O＋K2Oを添加すること
が出来る。上限限定の理由はAl2O3が８％を越え
ると失透を起しやすくなり、またウオラストナイ
ト以外の結晶が析出しやすくなる。Na2O＋K2O
は融点を下げる効果もあるが、８％を越えると熱
処理によつてもウオラストナイトが析出しにくく
なる。またAl2O3やNa2O＋K2O等を多く添加す
ることはウオラストナイトの収率を下げるので溶
融，成形に支障ない限り少い方が好ましい。 以下に本発明の実施例を述べる。第１表は本発
明の範囲内、範囲外および先行特許におけるガラ
ス組成についての組成と結晶化熱処理の結果を示
したもので試料No.１は米国特許3799836号記載の
ガラス組成物、試料No.２および３は本発明の特許
請求の範囲外のガラス組成物、試料No.４〜13は本
発明の特許請求の範囲内のガラス組成物、試料No.
４〜７は本発明の範囲内で、特に繊維状ウオラス
トナイトの製造用ガラスである。 これら試料No.１〜13の組成になるように調合し
たガラス原料混合物を1450℃の電気炉中の白金ル
ツボ内で270分熔融し、その熔融物を鉄板鋳型上
に厚さ10mmの板状になるよう鋳込み、600℃から
徐冷してガラスを得た。このガラスを室温から
900℃まで7.5℃／分の速度で昇温し、その温度で
組成によつて２〜８時間保持して結晶化させた
後、水中で急冷し、それを粉砕して繊維状ウオラ
ストナイトを得た。 結果の測定に際して母ガラス中の失透の有無に
ついては、結晶化処理前の母ガラスの光学顕微鏡
観察によつて行い、針状結晶の方向性については
それぞれの試料について別に用意した結晶化熱処
理後、徐冷した試料を光学顕微鏡観察により行つ
た。ウオラストナイトの収率については前記方法
で得た繊維状状ウオラストナイトを１規定、95℃
の苛性ソーダ水溶液中に組成により24〜240時間
浸漬し、附着したガラス質マトリツクス層を溶解
除去し、その前後の重量比で計算した。析出結晶
の同定はＸ線回折によつた。 第１表の結果を見ると、試料No.１，２はウオラ
ストナイトは析出するが、B2O3，Li2Oのどちら
も含有していないために本発明におけるような結
晶化熱処理法では結晶が針状に成長せず、試料No.
１をミルで粉砕したものは第１図に示す様に粒状
で、繊維状には劈開しない。 試料No.３は試料No.２に近い組成にLi2Oを添加
したもので、Li2Oの添加により針状結晶が認め
られるようにはなつたが十分ではない。 試料No.４〜13は本発明の組成であるが、試料No.
８はB2O3を、試料No.13はAl2O3を多く添加したた
め、又試料No.11はLi2Oを添加しなかつ。
ント，珪酸カルシウムなどの補強用材料として用
いることができる、一方向に配列した繊維状ウオ
ラストナイトの製造用ガラス組成物に関する。 従来、繊維状β型ウオラストナイト結晶（以下
本文ではウオラストナイトと称する）の製造方法
に関して米国特許3799836号，米国特許4060401号
が公知になつている。 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、ウオラストナイトを析出させ、その
析出に応じてヒーターを移動させて針状結晶の束
を作り析出完了後、その束をほぐしてウオラスト
ナイトを得る方法が記載されているが、これらの
特許に記載されている組成では、母ガラスから得
られるウオラストナイトの収率が低く、またこの
母ガラスの結晶化熱処理工程は極めて精密さを要
し、かつ生産性は極めて低い。 本発明は前記先行特許の欠点を解消することを
目的としたもので、すなわち母ガラスに対するウ
オラストナイトの収率を高め、かつ簡単な熱処理
操作で針状ウオラストナイトが析出しうるような
母ガラスを提供するものである。 ウオラストナイトはCaSiO3の分子式からなり、
SiO2とCaOが等モルからなる結晶である。した
がつて理論的にはSiO2とCaOの重量比はそれぞ
れの分子量の比（60：56）であることが収率を最
大に出来ることになるが、現実にはSiO2―CaO
の二成分系ではSiO2のモル％が64.5〜84.5（重量
％で66〜85）の間でしかガラス化しない。またガ
ラス状態を安定させかつ溶融温度を下げるために
は単にSiO2とCaOの２成分の比以外に他成分の
添加についても考慮しなければならないし、また
その母ガラスを熱処理をしてもウオラストナイト
が針状に析出することは限らない。 本発明は重量％でSiO235〜60，CaO30〜55，
B2O31〜30，Li2O0.2〜４，Al2O30〜８，Na2O＋
K2O0〜８からなる繊維状ウオラストナイトの製
造用ガラス組成物で、本発明によると母ガラスか
ら得られるウオラストナイトの収率を80％以上に
することも出来、かつ母ガラスから針状ウオラス
トナイトを析出させる結晶化熱処理工程におい
て、前記先行特許の如き精密な制禦を要する方法
をとらないで、ただ単に母ガラスを750℃〜1150
℃の均一温度で数時間保持するのみで母ガラス中
に針状ウオラストナイトが束状に析出し、残つた
ガラス質のマトリツクス層と混在した結晶化ガラ
スとなるので、その結晶化ガラスをボールミル等
で粉砕すれば劈開し、繊維状ウオラストナイトが
簡単に得られる。また本発明の組成物は結晶化熱
処理という二次工程を経ないでも母ガラス溶融後
の冷却固化の過程で冷却速度を精密に製禦するこ
とにより、直接針状ウオラストナイトを生成させ
ることも可能である。 本発明におけるガラス組成の範囲限定の理由に
ついて記すと、SiO2は35％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。
SiO2が60％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、針状ウオラストナイトの析
出を阻害する。 CaOは30％未満ではウオラストナイトの収率が
下り、55％を越えるとSiO2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つてガラス化を助け、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ツクとして残
り、そのマトリツ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劈開性を向上さ
せる。１％未満ではこれらの効果が小さく、30％
を越えるとウオラストナイトが熱処理によつても
生成しなくなる。 Li2OはSiO2―CaO―B2O3の三成分系ガラスか
ら析出する針状結晶とはならないＬ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。0.2％未満ではこ
れらの効果が小さく、４％を越えると失透が生成
しやすくなる。 以上、SiO2，CaO，B2O3，Li2O以外にガラス
成型時の加工をしやすくするために０〜８％の
Al2O3と０〜８％のNa2O＋K2Oを添加すること
が出来る。上限限定の理由はAl2O3が８％を越え
ると失透を起しやすくなり、またウオラストナイ
ト以外の結晶が析出しやすくなる。Na2O＋K2O
は融点を下げる効果もあるが、８％を越えると熱
処理によつてもウオラストナイトが析出しにくく
なる。またAl2O3やNa2O＋K2O等を多く添加す
ることはウオラストナイトの収率を下げるので溶
融，成形に支障ない限り少い方が好ましい。 以下に本発明の実施例を述べる。第１表は本発
明の範囲内、範囲外および先行特許におけるガラ
ス組成についての組成と結晶化熱処理の結果を示
したもので試料No.１は米国特許3799836号記載の
ガラス組成物、試料No.２および３は本発明の特許
請求の範囲外のガラス組成物、試料No.４〜13は本
発明の特許請求の範囲内のガラス組成物、試料No.
４〜７は本発明の範囲内で、特に繊維状ウオラス
トナイトの製造用ガラスである。 これら試料No.１〜13の組成になるように調合し
たガラス原料混合物を1450℃の電気炉中の白金ル
ツボ内で270分熔融し、その熔融物を鉄板鋳型上
に厚さ10mmの板状になるよう鋳込み、600℃から
徐冷してガラスを得た。このガラスを室温から
900℃まで7.5℃／分の速度で昇温し、その温度で
組成によつて２〜８時間保持して結晶化させた
後、水中で急冷し、それを粉砕して繊維状ウオラ
ストナイトを得た。 結果の測定に際して母ガラス中の失透の有無に
ついては、結晶化処理前の母ガラスの光学顕微鏡
観察によつて行い、針状結晶の方向性については
それぞれの試料について別に用意した結晶化熱処
理後、徐冷した試料を光学顕微鏡観察により行つ
た。ウオラストナイトの収率については前記方法
で得た繊維状状ウオラストナイトを１規定、95℃
の苛性ソーダ水溶液中に組成により24〜240時間
浸漬し、附着したガラス質マトリツクス層を溶解
除去し、その前後の重量比で計算した。析出結晶
の同定はＸ線回折によつた。 第１表の結果を見ると、試料No.１，２はウオラ
ストナイトは析出するが、B2O3，Li2Oのどちら
も含有していないために本発明におけるような結
晶化熱処理法では結晶が針状に成長せず、試料No.
１をミルで粉砕したものは第１図に示す様に粒状
で、繊維状には劈開しない。 試料No.３は試料No.２に近い組成にLi2Oを添加
したもので、Li2Oの添加により針状結晶が認め
られるようにはなつたが十分ではない。 試料No.４〜13は本発明の組成であるが、試料No.
８はB2O3を、試料No.13はAl2O3を多く添加したた
め、又試料No.11はLi2Oを添加しなかつ。
【表】
たためにウオラストナイトの成長が遅くなつた。
試料No.10はSiO2が、試料No.12はLiO2が多いた
めに母ガラスにおいて失透がみられた。 第２図は試料No.５を結晶化後、粉砕したもの
で、繊維状ウオラストナイトに劈開していること
がわかる。
めに母ガラスにおいて失透がみられた。 第２図は試料No.５を結晶化後、粉砕したもの
で、繊維状ウオラストナイトに劈開していること
がわかる。
第１図は試料No.１のガラスを結晶化熱処理後ミ
ルで粉砕したものの拡大写真，第２図は試料No.５
のガラスを結晶化熱処理後ミルで粉砕したものの
拡大写真。
ルで粉砕したものの拡大写真，第２図は試料No.５
のガラスを結晶化熱処理後ミルで粉砕したものの
拡大写真。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で以下の組成を有する繊維状ウオラス
トナイトの製造用ガラス組成物 ガラス組成：SiO2 35〜60 CaO 30〜55 B2O3 １〜30 Li2O 0.2〜４ Al2O3 ０〜８ Na2O＋K2O ０〜８ ２ 特許請求の範囲１において、重量％で以下の
組成を有する繊維状ウオラストナイトの製造用ガ
ラス組成物 ガラス組成：SiO2 45〜55 CaO 35〜45 B2O3 １〜６ Li2O 0.2〜２ Al2O3 １〜６ Na2O＋K2O １〜５
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55120830A JPS5747741A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Glass suitable for manufacturing fibrous wollastonite |
| GB8126246A GB2083017B (en) | 1980-09-01 | 1981-08-27 | Glass composition suitable for production of fibrous wollastonite method for producing said wollastonite and wollastonite obtained thereby |
| US06/298,395 US4443550A (en) | 1980-09-01 | 1981-09-01 | Glass composition suitable for production of fibrous wollastonite, method for producing said wollastonite, and wollastonite obtained thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55120830A JPS5747741A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Glass suitable for manufacturing fibrous wollastonite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5747741A JPS5747741A (en) | 1982-03-18 |
| JPS6320780B2 true JPS6320780B2 (ja) | 1988-04-30 |
Family
ID=14796013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55120830A Granted JPS5747741A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Glass suitable for manufacturing fibrous wollastonite |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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