JPS6382402A - 耐薬品性ガラスフアイバ - Google Patents
耐薬品性ガラスフアイバInfo
- Publication number
- JPS6382402A JPS6382402A JP61229289A JP22928986A JPS6382402A JP S6382402 A JPS6382402 A JP S6382402A JP 61229289 A JP61229289 A JP 61229289A JP 22928986 A JP22928986 A JP 22928986A JP S6382402 A JPS6382402 A JP S6382402A
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- Japan
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- glass fiber
- glass
- chemical
- thin
- chemical resistance
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- Pending
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (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】
（イ）産業上の利用分野
この発明は耐薬品性ガラスファイバに関する。
さらに詳しくはセメント強化用等の繊維として用いられ
る耐アルカリ性を有する耐薬品性ガラスファイバに関す
る。
る耐アルカリ性を有する耐薬品性ガラスファイバに関す
る。
（ロ）従来の技術
耐薬品性ことに耐アルカリ性をガラスファイバに付与さ
せるには、ガラスファイバ中にＺ ｒｏ ｔ。
せるには、ガラスファイバ中にＺ ｒｏ ｔ。
Ａ １１０ ｓ、 Ｔ ！Ｏを等を含有させている。現
在セメント強化用として実用化されている耐アルカリ性
ガラスファイバとしては、ｃｅｍＦＩＬｃ英国ピルキン
トン社製）が知られている。このガラスファイバの組成
としてはＳ ｉ Ｏ＊６１〜６２． Ｚ ｒｏ ｔ１７
゜Ｃａｏ ５ 、 Ｎ ａｔｏ ＋ Ｋ ｔ０１４〜１
５．その他２〜３（重量％）で、高温溶融法により作ら
れており耐アルカリ性成分がガラスファイバ中に含有さ
れているものである。また一方低温合成法（ゾルゲル法
）により耐アルカリ性成分含有ガラスファイバの作成が
試みられている。
在セメント強化用として実用化されている耐アルカリ性
ガラスファイバとしては、ｃｅｍＦＩＬｃ英国ピルキン
トン社製）が知られている。このガラスファイバの組成
としてはＳ ｉ Ｏ＊６１〜６２． Ｚ ｒｏ ｔ１７
゜Ｃａｏ ５ 、 Ｎ ａｔｏ ＋ Ｋ ｔ０１４〜１
５．その他２〜３（重量％）で、高温溶融法により作ら
れており耐アルカリ性成分がガラスファイバ中に含有さ
れているものである。また一方低温合成法（ゾルゲル法
）により耐アルカリ性成分含有ガラスファイバの作成が
試みられている。
（ハ）発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のように溶融法によりＺｒ０１含有
ガラスフアイバを作る場合、Ｚ ｒ Ｏｖの含有量に限
界（２０重量％まで）があり従って得られるガラスファ
イバの耐アルカリ性にも限界が生じてくる。また一方ゾ
ルーゲル法により作製する場合には、耐アルカリ性成分
に対応する金属アルコキシド（例えばＺ ｒ（Ｏｎ−Ｃ
ｓＨｔ）ａ）を原料に用いるので高価になりガラスファ
イバのコストメリットが生かされない等の問題点がある
。
ガラスフアイバを作る場合、Ｚ ｒ Ｏｖの含有量に限
界（２０重量％まで）があり従って得られるガラスファ
イバの耐アルカリ性にも限界が生じてくる。また一方ゾ
ルーゲル法により作製する場合には、耐アルカリ性成分
に対応する金属アルコキシド（例えばＺ ｒ（Ｏｎ−Ｃ
ｓＨｔ）ａ）を原料に用いるので高価になりガラスファ
イバのコストメリットが生かされない等の問題点がある
。
この発明はかかる状況に鑑み為されたものであり、こと
に低コストでかつ耐薬品性の優れたガラスファイバを提
供しようとするものである。
に低コストでかつ耐薬品性の優れたガラスファイバを提
供しようとするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段
かくしてこの発明によれば、シリカガラスファイバの表
面にＺｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｔａから選択され
る１種またはそれ以上の金属の酸化物を主成分とする薄
層の被膜が被覆形成されてなる耐薬品性ガラスファイバ
が提供される。
面にＺｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｔａから選択され
る１種またはそれ以上の金属の酸化物を主成分とする薄
層の被膜が被覆形成されてなる耐薬品性ガラスファイバ
が提供される。
この発明は、耐薬品性成分をガラスファイバ中に含有し
て耐薬品性を付与するのではなくガラスファイバの表面
に耐薬品性の薄層被膜を被覆形成したことを特徴とする
。すなわち耐薬品性が要求されるガラスファイバの表面
部分に耐薬品性成分のリッチな層を形成してより効果的
かつより経済的に耐薬品性を付与したものである。
て耐薬品性を付与するのではなくガラスファイバの表面
に耐薬品性の薄層被膜を被覆形成したことを特徴とする
。すなわち耐薬品性が要求されるガラスファイバの表面
部分に耐薬品性成分のリッチな層を形成してより効果的
かつより経済的に耐薬品性を付与したものである。
この発明に用いる素材のシリカガラスファイバとは、５
ｉｎｓを主成分とするガラスのことをいい、例えば石英
ガラス、Ｅガラス等が挙げられる。
ｉｎｓを主成分とするガラスのことをいい、例えば石英
ガラス、Ｅガラス等が挙げられる。
上記シリカファイバに被覆形成される薄層の被膜は、意
図する耐薬品性および用途に応じてその物性がガラスの
ような無定形であってもよく、セラミックのような多結
晶であってもよく、また結晶であってもよい。
図する耐薬品性および用途に応じてその物性がガラスの
ような無定形であってもよく、セラミックのような多結
晶であってもよく、また結晶であってもよい。
上記被膜の主成分となる金属酸化物は、意図する耐薬品
性によりＺｒ、 Ｓｎ、 Ｌａ、 Ｍｎ、 Ｔｉ、 Ｔ
ａ等の金属酸化物の１種またはそれ以上が選択され、例
えば耐アルカリ性に対してはＺ ｒ Ｏｔなる酸化物１
種が好ましいものとして選択される。
性によりＺｒ、 Ｓｎ、 Ｌａ、 Ｍｎ、 Ｔｉ、 Ｔ
ａ等の金属酸化物の１種またはそれ以上が選択され、例
えば耐アルカリ性に対してはＺ ｒ Ｏｔなる酸化物１
種が好ましいものとして選択される。
上記被膜は、上記耐薬品性主成分にＳｉＯ，Ｍｇｏ、Ｃ
ａｂ、ＮａｔＯ，ＫｔＯ，ＰｔＯｓ、Ａｌ＊Ｏｓ。
ａｂ、ＮａｔＯ，ＫｔＯ，ＰｔＯｓ、Ａｌ＊Ｏｓ。
Ｆ ｅｔｏ ｓ、 Ｐ ｂＯ、ＢａＯ、ＣａＦ等から選
択される少なくとも１種以上の酸化物が混合されていて
もよい。これらの酸化物は上記被膜の意図する物性に応
じて選択され、例えばガラスのときは５ｉｏｔ。
択される少なくとも１種以上の酸化物が混合されていて
もよい。これらの酸化物は上記被膜の意図する物性に応
じて選択され、例えばガラスのときは５ｉｏｔ。
Ｎ ａｏ 、 Ｋ ＊Ｏ等が好ましく、セラミックのと
きはＡ １ｚＯｓ、 Ｐ ｂＯ、Ｎ ａｔＯ、Ｋ ＊Ｏ
等が選択される。
きはＡ １ｚＯｓ、 Ｐ ｂＯ、Ｎ ａｔＯ、Ｋ ＊Ｏ
等が選択される。
この発明においてシリカガラスファイバ表面に形成され
る上記被膜の膜厚は、耐薬品性の付与の点からＯ、１〜
５μｍが好ましい。
る上記被膜の膜厚は、耐薬品性の付与の点からＯ、１〜
５μｍが好ましい。
二の発明のガラスファイバの作製法としては、（ａ）素
材のシリカガラスファイバを被膜形成用組成物溶液にデ
ィッピングして塗布する方法、（ｂ）２重るつぼ等を使
用して内側に素材ガラスファイバの原料、外側に被膜形
成用組成物の原料を入れて溶融して紡糸する方法、（ｃ
）コア部に素材ガラス、クラッド部に被膜形成用組成物
からなるロッドを形成して紡糸する方法等が挙げられる
。
材のシリカガラスファイバを被膜形成用組成物溶液にデ
ィッピングして塗布する方法、（ｂ）２重るつぼ等を使
用して内側に素材ガラスファイバの原料、外側に被膜形
成用組成物の原料を入れて溶融して紡糸する方法、（ｃ
）コア部に素材ガラス、クラッド部に被膜形成用組成物
からなるロッドを形成して紡糸する方法等が挙げられる
。
上記方法（ａ）はいわゆるゾル−ゲル法により被覆形成
する方法で、被膜形成用組成物に対応する金属アルコキ
シドおよび／または置換金属アルコキシドの水、エタノ
ールおよび必要に応じて添加される加水分解触媒等から
なる水性溶液を加水分解して得られるゾル溶液に素材の
ガラスファイバを浸漬・乾燥を繰返して意図する膜厚の
ゲル被覆を形成しさらに５００〜１５００℃で加熱処理
することにより被膜を形成する方法である。この方法は
比較的薄い被膜１例えば０．１〜１．５μｍ、を形成す
る場合および素材のガラスファイバの物性を実質的に変
化ない低温で処理する必要がある場合に適した方法であ
る。一方上記方法（ｂ）および（ｃ）は従来から光ファ
イバの作製に応用されているものであり、この発明にお
いて比較的厚い被膜３例えば１〜５μｍ、を形成したい
ときに適した方法であるが素材のガラスファイバの組成
によってはその物性を変化させる場合があり、この物性
に応じて選択することが必要である。
する方法で、被膜形成用組成物に対応する金属アルコキ
シドおよび／または置換金属アルコキシドの水、エタノ
ールおよび必要に応じて添加される加水分解触媒等から
なる水性溶液を加水分解して得られるゾル溶液に素材の
ガラスファイバを浸漬・乾燥を繰返して意図する膜厚の
ゲル被覆を形成しさらに５００〜１５００℃で加熱処理
することにより被膜を形成する方法である。この方法は
比較的薄い被膜１例えば０．１〜１．５μｍ、を形成す
る場合および素材のガラスファイバの物性を実質的に変
化ない低温で処理する必要がある場合に適した方法であ
る。一方上記方法（ｂ）および（ｃ）は従来から光ファ
イバの作製に応用されているものであり、この発明にお
いて比較的厚い被膜３例えば１〜５μｍ、を形成したい
ときに適した方法であるが素材のガラスファイバの組成
によってはその物性を変化させる場合があり、この物性
に応じて選択することが必要である。
方法（ａ）に用いられる金属アルコキシドおよび置換金
属アルコキシドとしては次ぎに示すものが好ましい。
属アルコキシドとしては次ぎに示すものが好ましい。
ジルコニウムアルコキシド、シリコンアルコキシド、ア
ルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、ナトリ
ウムアルコキシド、カルシウムアルコキシド等のアルコ
キシ基が低級アルコキシ基のもの、例えば、 シリコンテトラエトキシドＳ ｉ（ＯＣｘＨｓ）いトリ
エトキシアルミニウムＡ Ｉ（ＯＣｔＨｓ）ｓ、テトラ
イソプロピオキシチタンＴ １（０−ｉＣｓＨ？）４、
テトラエトキシジルコニウムＺ ｒ（ＯＣｔＨ５）４、
Ｓ ｉ（ＯＣｔＨ５）ｓ（ＣＨ２）、 Ｓ ｉ（ＯＣｍＨ５）ｔ（ＣＨｓ）ｘ、Ｓ ｉ（ＯＣｔ
Ｈ＆）Ｉ（ＣｍＨｓ）、Ｓ ｉ（ＯＣｍＨ５）ｔ（Ｃｔ
Ｈｓ）ｔ、Ｓ ｉ（ＯＣｔＨ１）ｓ（ｉ Ｃ３Ｈ？）、
Ｓ ｉ（ＯＣｔＨ５）ｔ（ｉ ＣｍＨｔ）ｔ、Ｔｉ（０
−ＩＣｓＨ？）ｓ（ＣｔＨｓ）、Ｔ ｉ（０−ｉ Ｃｓ
Ｈｔ）ｔ（ＣｔＨｓ）ｔ、Ａ Ｉ（０−ｉ ＣｓＨｔ）
ｔ（ＣＨｓ）、Ａ １（０−ｉＣａＨ？）！（ＣｔＨｓ
）、Ａ Ｉ（０−ｉ ＣｓＨ？ＸＣＨｓ）ｔ、Ｃａ（Ｏ
ＣｔＨ５）（ＣｘＨａ） 。
ルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド、ナトリ
ウムアルコキシド、カルシウムアルコキシド等のアルコ
キシ基が低級アルコキシ基のもの、例えば、 シリコンテトラエトキシドＳ ｉ（ＯＣｘＨｓ）いトリ
エトキシアルミニウムＡ Ｉ（ＯＣｔＨｓ）ｓ、テトラ
イソプロピオキシチタンＴ １（０−ｉＣｓＨ？）４、
テトラエトキシジルコニウムＺ ｒ（ＯＣｔＨ５）４、
Ｓ ｉ（ＯＣｔＨ５）ｓ（ＣＨ２）、 Ｓ ｉ（ＯＣｍＨ５）ｔ（ＣＨｓ）ｘ、Ｓ ｉ（ＯＣｔ
Ｈ＆）Ｉ（ＣｍＨｓ）、Ｓ ｉ（ＯＣｍＨ５）ｔ（Ｃｔ
Ｈｓ）ｔ、Ｓ ｉ（ＯＣｔＨ１）ｓ（ｉ Ｃ３Ｈ？）、
Ｓ ｉ（ＯＣｔＨ５）ｔ（ｉ ＣｍＨｔ）ｔ、Ｔｉ（０
−ＩＣｓＨ？）ｓ（ＣｔＨｓ）、Ｔ ｉ（０−ｉ Ｃｓ
Ｈｔ）ｔ（ＣｔＨｓ）ｔ、Ａ Ｉ（０−ｉ ＣｓＨｔ）
ｔ（ＣＨｓ）、Ａ １（０−ｉＣａＨ？）！（ＣｔＨｓ
）、Ａ Ｉ（０−ｉ ＣｓＨ？ＸＣＨｓ）ｔ、Ｃａ（Ｏ
ＣｔＨ５）（ＣｘＨａ） 。
（ホ）作用
この発明によれば、耐薬品性が要求されるガラスファイ
バの表面部分に耐薬品性成分のリッチな被覆層が均一に
形成されており、内層のガラスファイバが外部環境から
保護される。
バの表面部分に耐薬品性成分のリッチな被覆層が均一に
形成されており、内層のガラスファイバが外部環境から
保護される。
以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。
よりこの発明は限定されるものではない。
（へ）実施例
実施例１
ガラスファイバとして、直径１３μｍ、長さ２５ｃ＋ａ
の石英ガラスファイバを用い、この表面にゾル−ゲル法
により組成が３０ＺｒＯｚ・７ＱＳｉＯｔのガラスを下
記の方法によりコーティングした。
の石英ガラスファイバを用い、この表面にゾル−ゲル法
により組成が３０ＺｒＯｚ・７ＱＳｉＯｔのガラスを下
記の方法によりコーティングした。
被膜形成用組成物ゾルの調製
Ｚｒ（ＯＣｔＨｓ）４８１ｇ 、 Ｓ ｉ（ＯＣｔＨｓ
）ａ ２０８ｇ 。
）ａ ２０８ｇ 。
エタノール５００ｍＱ、水１００＋ａ１２および１．０
Ｎ−ＨＣｌ ２０−を混合してｐＨ約２〜３の水溶液を
調製しこの溶液を３時間撹拌して加水分解し均一なゾル
を得た。次ぎにこのゾルを６０℃に保って２時間撹拌し
て粘度が０．１ポアズの濃縮ゾルを調製した。
Ｎ−ＨＣｌ ２０−を混合してｐＨ約２〜３の水溶液を
調製しこの溶液を３時間撹拌して加水分解し均一なゾル
を得た。次ぎにこのゾルを６０℃に保って２時間撹拌し
て粘度が０．１ポアズの濃縮ゾルを調製した。
上記のごとく得られた濃縮ゾルに、前記素材の石英ガラ
スファイバを浸漬し、それを引き上げて３０℃で１時間
乾燥する操作を３回繰返してゲル被膜物を得た後、この
ものを７００℃の雰囲気内で２時間の加熱処理をして組
成が３０ＺｒＯｔ・７０ＳｉＯｔのガラス被膜フファイ
バを得た。このもののガラス被膜の厚さは０．６μｍで
あった。
スファイバを浸漬し、それを引き上げて３０℃で１時間
乾燥する操作を３回繰返してゲル被膜物を得た後、この
ものを７００℃の雰囲気内で２時間の加熱処理をして組
成が３０ＺｒＯｔ・７０ＳｉＯｔのガラス被膜フファイ
バを得た。このもののガラス被膜の厚さは０．６μｍで
あった。
実施例２
第１図に示すごとく、白金膜の二重るつぼを用いてその
内側るつぼ内に、組成が５ＳＳｉＯ＊・１５Ａ１１０
＄ ・２ＤＣａＯ・５ Ｂ ｔｏ ｓその他５（重量％
）からなる組成物（１）を、外側るつぼ内に組成が１５
ＺｒＯｔｌｌ ７３Ｓ ｉｏ ｔｌｌ １２Ｎａｏ （
重量％）からなる組成物（２）をいれ、るつぼの温度を
１５５０℃に調整してそれぞれの組成物を溶融して紡糸
した。得られたファイバの被膜層の厚さは４μｍであっ
た。
内側るつぼ内に、組成が５ＳＳｉＯ＊・１５Ａ１１０
＄ ・２ＤＣａＯ・５ Ｂ ｔｏ ｓその他５（重量％
）からなる組成物（１）を、外側るつぼ内に組成が１５
ＺｒＯｔｌｌ ７３Ｓ ｉｏ ｔｌｌ １２Ｎａｏ （
重量％）からなる組成物（２）をいれ、るつぼの温度を
１５５０℃に調整してそれぞれの組成物を溶融して紡糸
した。得られたファイバの被膜層の厚さは４μｍであっ
た。
次ぎに上記実施例１および２で得られたそれぞれのガラ
スファイバを９５℃、２Ｎ−ＮａＯＨ中に浸漬した時の
浸漬時間によるＭ量損失により耐アルカリ性を測定した
。比較としてゾル−ゲル法により作製した３０ＺｒＯｔ
・７０ＳｉＯｔガラスおよびＥガラスを同様に測定した
。結果を第２図に示す。なお、この図において・印は実
施例１のガラスファイバ、◆印は実施例２のガラスファ
イバ、Ｏ印は３０Ｚｒｏ、 ・７０Ｓｉｏｔガラス、Δ
印はＥガラスをそれぞれ示す。
スファイバを９５℃、２Ｎ−ＮａＯＨ中に浸漬した時の
浸漬時間によるＭ量損失により耐アルカリ性を測定した
。比較としてゾル−ゲル法により作製した３０ＺｒＯｔ
・７０ＳｉＯｔガラスおよびＥガラスを同様に測定した
。結果を第２図に示す。なお、この図において・印は実
施例１のガラスファイバ、◆印は実施例２のガラスファ
イバ、Ｏ印は３０Ｚｒｏ、 ・７０Ｓｉｏｔガラス、Δ
印はＥガラスをそれぞれ示す。
以上の結果から、表面に３０ＺｒＯｔ−７ＱＳｉＯ，ガ
ラスをコーティングした実施例１のガラスファイバと３
０ＺｒＯｚ・７０ＳｉＯｔガラスの耐アルカリ性はほぼ
同等であり、実施例２のガラスファイバはＥガラスに対
して耐アルカリ性が著しく向上している。
ラスをコーティングした実施例１のガラスファイバと３
０ＺｒＯｚ・７０ＳｉＯｔガラスの耐アルカリ性はほぼ
同等であり、実施例２のガラスファイバはＥガラスに対
して耐アルカリ性が著しく向上している。
（ト）発明の効果
この発明によれば、耐薬品性が要求されるガラスファイ
バの表面部分に耐薬品性成分のリッチな被覆層が形成さ
れており、耐薬品性が著しく向上したものが一般の耐薬
品性ガラスファイバに比べて低コストで得られる。また
被覆層の厚みを調整することにより要求される耐薬品性
に応じたものを作製できる。またさらに素材のガラスフ
ァイバ中に耐薬品性成分を含有しないので素材自身の物
理的、機械的性質を実質的に変えないガラスファイバが
得られる。
バの表面部分に耐薬品性成分のリッチな被覆層が形成さ
れており、耐薬品性が著しく向上したものが一般の耐薬
品性ガラスファイバに比べて低コストで得られる。また
被覆層の厚みを調整することにより要求される耐薬品性
に応じたものを作製できる。またさらに素材のガラスフ
ァイバ中に耐薬品性成分を含有しないので素材自身の物
理的、機械的性質を実質的に変えないガラスファイバが
得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリカガラスファイバの表面にＺｒ、Ｓｎ、Ｌａ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｔａから選択される１種またはそれ以上の
金属の酸化物を主成分とする薄層の被膜が被覆形成され
てなる耐薬品性ガラスファイバ。 ２、被膜がガラスまたはセラミックである特許請求の範
囲第１項記載の耐薬品性ガラスファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61229289A JPS6382402A (ja) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | 耐薬品性ガラスフアイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61229289A JPS6382402A (ja) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | 耐薬品性ガラスフアイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6382402A true JPS6382402A (ja) | 1988-04-13 |
Family
ID=16889789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61229289A Pending JPS6382402A (ja) | 1986-09-27 | 1986-09-27 | 耐薬品性ガラスフアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6382402A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2406564A (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-06 | United Colour Ltd | Coated refractory fibres |
| JP2011026175A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nitto Boseki Co Ltd | 耐アルカリ性ガラス繊維及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-09-27 JP JP61229289A patent/JPS6382402A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2406564A (en) * | 2003-10-03 | 2005-04-06 | United Colour Ltd | Coated refractory fibres |
| JP2011026175A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nitto Boseki Co Ltd | 耐アルカリ性ガラス繊維及びその製造方法 |
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