JPH05170484A - 繊維状形成可能な無ほう酸ガラス組成物および絶縁ガラス繊維とその生産法 - Google Patents
繊維状形成可能な無ほう酸ガラス組成物および絶縁ガラス繊維とその生産法Info
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- JPH05170484A JPH05170484A JP4156091A JP15609192A JPH05170484A JP H05170484 A JPH05170484 A JP H05170484A JP 4156091 A JP4156091 A JP 4156091A JP 15609192 A JP15609192 A JP 15609192A JP H05170484 A JPH05170484 A JP H05170484A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 所要の耐久性を備え、高温紡糸機で使用でき
る無ほう酸ガラス組成物を確認すること。 【構成】 繊維状に形成できるガラス組成物は次の重量
比で示される成分を備える：６６乃至７３％のＳｉ
Ｏ２；０．８５乃至５％のＡｌ２Ｏ３；１４乃至１７．
５％のＡｌ２Ｏ３；１４乃至１７．５％のＲ２Ｏ（＝Ｎ
ａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）；６．５乃至１２％のＣａＯ；と６９
乃至７４％のＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３。前記組成は無ほう
酸で、従って、前記化合物と関連する環境破壊問題を防
ぎ、しかも高温紡糸機で使用して耐久性のある繊維を生
産できることを特徴とする。
る無ほう酸ガラス組成物を確認すること。 【構成】 繊維状に形成できるガラス組成物は次の重量
比で示される成分を備える：６６乃至７３％のＳｉ
Ｏ２；０．８５乃至５％のＡｌ２Ｏ３；１４乃至１７．
５％のＡｌ２Ｏ３；１４乃至１７．５％のＲ２Ｏ（＝Ｎ
ａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）；６．５乃至１２％のＣａＯ；と６９
乃至７４％のＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３。前記組成は無ほう
酸で、従って、前記化合物と関連する環境破壊問題を防
ぎ、しかも高温紡糸機で使用して耐久性のある繊維を生
産できることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、繊維状に形成できる無
ほう酸ガラス組成物に関する。さらに、機械的合金もし
くは酸素分散強化合金製紡糸機で本発明による組成物の
紡糸の方法、および本発明による組成物から生成される
ガラス繊維絶縁体に関する。
ほう酸ガラス組成物に関する。さらに、機械的合金もし
くは酸素分散強化合金製紡糸機で本発明による組成物の
紡糸の方法、および本発明による組成物から生成される
ガラス繊維絶縁体に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス組成物は、遠心紡糸機を用いるガ
ラスの繊維状化技術に使用することで周知である。組成
物は、ガラスが前記遠心紡糸機の壁のオリフィスを前記
紡糸機の過度の侵食を防止するだけの十分に低い温度で
自由に通過させる温度と粘度特性を付与するため、慣例
的にほう酸を組込んできた。ほう酸使用にかかる問題点
は、ほう酸が揮発性で、ガラス溶融タンクから漏出して
公害問題を起こすことがある。そのうえ、熱交換器上に
凝縮付着させ、このような装置をガラス溶融タンク燃料
の熱効率向上には使用が困難となる。
ラスの繊維状化技術に使用することで周知である。組成
物は、ガラスが前記遠心紡糸機の壁のオリフィスを前記
紡糸機の過度の侵食を防止するだけの十分に低い温度で
自由に通過させる温度と粘度特性を付与するため、慣例
的にほう酸を組込んできた。ほう酸使用にかかる問題点
は、ほう酸が揮発性で、ガラス溶融タンクから漏出して
公害問題を起こすことがある。そのうえ、熱交換器上に
凝縮付着させ、このような装置をガラス溶融タンク燃料
の熱効率向上には使用が困難となる。
【０００３】イギリス国特許第２，０４１，９１０号
は、ほう酸使用を減らすか、もしくは使用を止めて、結
果として液相線温度を上昇させかつ、高水準のアルミナ
もしくはバリア（ｂａｒｉａ）をもたらすことを提案す
る。これらほう酸を減らした組成は、先行紡糸技術では
工業ベースでの繊維化が実際上不可能であると認められ
ている。新奇の種類の紡糸機の使用に関連する技術が提
案されているが、実際には、従来の合金製のこのような
紡糸機の侵食性は意外にも高い。又、この発明によるガ
ラス組成の耐久性も条件に合わないほどに低い。
は、ほう酸使用を減らすか、もしくは使用を止めて、結
果として液相線温度を上昇させかつ、高水準のアルミナ
もしくはバリア（ｂａｒｉａ）をもたらすことを提案す
る。これらほう酸を減らした組成は、先行紡糸技術では
工業ベースでの繊維化が実際上不可能であると認められ
ている。新奇の種類の紡糸機の使用に関連する技術が提
案されているが、実際には、従来の合金製のこのような
紡糸機の侵食性は意外にも高い。又、この発明によるガ
ラス組成の耐久性も条件に合わないほどに低い。
【０００４】米国特許第４，４０２，７６７号は、熱間
作業、なましと熱成形法の組合わせによる機械合金また
は酸素分散強化合金生産の新奇の紡糸機の組立て法を提
案している。このような紡糸機は、すぐれた耐溶融ガラ
ス侵食性を備え、またガラス繊維と鉱滓綿を１３１５℃
という高温での生産の能力があると言われている。ガラ
ス繊維生産の詳細についてはこの明細書では示されてい
ない。
作業、なましと熱成形法の組合わせによる機械合金また
は酸素分散強化合金生産の新奇の紡糸機の組立て法を提
案している。このような紡糸機は、すぐれた耐溶融ガラ
ス侵食性を備え、またガラス繊維と鉱滓綿を１３１５℃
という高温での生産の能力があると言われている。ガラ
ス繊維生産の詳細についてはこの明細書では示されてい
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】問題は、所要の耐久性
を備え、米国特許第４，４０２，７６７号に記述された
ような高温紡糸機で使用できる無ほう素ガラス組成物を
確認することがあった。ほう酸の不在がガラスの耐水性
の劣化を起こすが、前記耐水和性の十分な組成物の範囲
が確認できた。
を備え、米国特許第４，４０２，７６７号に記述された
ような高温紡糸機で使用できる無ほう素ガラス組成物を
確認することがあった。ほう酸の不在がガラスの耐水性
の劣化を起こすが、前記耐水和性の十分な組成物の範囲
が確認できた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による繊維状に形
成できる無ほう酸ガラス組成物は、次の重量比で示され
る成分からなる： ＳｉＯ２ ６６−７３ Ａｌ２Ｏ３ ０．８−５ Ｒ２Ｏ＝Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １４−１７．５ ＣａＯ ６．５−１２ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ６９−７４ このようなガラスは、最高約１２００℃の温度で１００
０ポアズ以下の粘度と、前記１０００ポアズ温度の少く
とも１３０℃以下の液相線温度を有する。
成できる無ほう酸ガラス組成物は、次の重量比で示され
る成分からなる： ＳｉＯ２ ６６−７３ Ａｌ２Ｏ３ ０．８−５ Ｒ２Ｏ＝Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １４−１７．５ ＣａＯ ６．５−１２ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ６９−７４ このようなガラスは、最高約１２００℃の温度で１００
０ポアズ以下の粘度と、前記１０００ポアズ温度の少く
とも１３０℃以下の液相線温度を有する。
【０００７】前記組成物はさらに、０乃至２％のＦｅ２
Ｏ３；０乃至５％のＭｇＯ；０乃至０．６％のＳＯ
３（すべて重量比として示す）を含んでもよい。
Ｏ３；０乃至５％のＭｇＯ；０乃至０．６％のＳＯ
３（すべて重量比として示す）を含んでもよい。
【０００８】好ましくは、前記成分が重量比で次の範囲
内で存在することである： ＳｉＯ２ ６７−７２．４ Ａｌ２Ｏ３ １−４ Ｒ２Ｏ １４．５−１７ Ｋ２Ｏ ０．５−２ Ｎａ２Ｏ １３．５−１６．５ ＣａＯ ７−１１．２ Ｆｅ２Ｏ３ ０．１−２．５ ＭｇＯ ０．２−４．４ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ７０−７３．７ 最も好ましくは、前記成分が重量比で次の範囲で含まれ
ることである： ＳｉＯ２ ６７−７０ Ａｌ２Ｏ３ ２−４ Ｎａ２Ｏ １４−１５．５ Ｋ２Ｏ ０．５−１．５ ＭｇＯ ３−４．５ ＣａＯ ７−８．５ Ｆｅ２Ｏ３ ０．３−２ ＳＯ３ ０−０．３ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ７０−７２ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １５−１６．５
内で存在することである： ＳｉＯ２ ６７−７２．４ Ａｌ２Ｏ３ １−４ Ｒ２Ｏ １４．５−１７ Ｋ２Ｏ ０．５−２ Ｎａ２Ｏ １３．５−１６．５ ＣａＯ ７−１１．２ Ｆｅ２Ｏ３ ０．１−２．５ ＭｇＯ ０．２−４．４ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ７０−７３．７ 最も好ましくは、前記成分が重量比で次の範囲で含まれ
ることである： ＳｉＯ２ ６７−７０ Ａｌ２Ｏ３ ２−４ Ｎａ２Ｏ １４−１５．５ Ｋ２Ｏ ０．５−１．５ ＭｇＯ ３−４．５ ＣａＯ ７−８．５ Ｆｅ２Ｏ３ ０．３−２ ＳＯ３ ０−０．３ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ７０−７２ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １５−１６．５
【０００９】
【作用】低液相線温度を得るためには高水準のＮａ２Ｏ
を必要とするが、好ましい狭い範囲のＭｇＯが、前記Ｎ
ａ２Ｏを最少限に保持して耐久性を最適にする一方、液
相線温度を前記１０００ポアズ粘度温度以下少くとも１
６０℃に保持させるが、１１７０℃以下が有利である。
を必要とするが、好ましい狭い範囲のＭｇＯが、前記Ｎ
ａ２Ｏを最少限に保持して耐久性を最適にする一方、液
相線温度を前記１０００ポアズ粘度温度以下少くとも１
６０℃に保持させるが、１１７０℃以下が有利である。
【００１０】
【実施例】本発明を、次の非制限実施例１乃至２８を表
１乃至表４を参照して記述する。低水準のＳＯ３、Ｋ２
ＯとＦｅ２Ｏ３をこれらの実施例では、最低量として記
録する。実際には、それらは原材料中には不純物として
比較的低い水準で存在するに過ぎず、ガラス繊維の特性
には有意の寄与とはならない。実施例の詳細と耐久性試
験を次表に示す。注目すべきことは、実施例１８が、低
レベルのアルミナが十分耐久性のあるものにしないの
で、本発明の範囲外になることである。
１乃至表４を参照して記述する。低水準のＳＯ３、Ｋ２
ＯとＦｅ２Ｏ３をこれらの実施例では、最低量として記
録する。実際には、それらは原材料中には不純物として
比較的低い水準で存在するに過ぎず、ガラス繊維の特性
には有意の寄与とはならない。実施例の詳細と耐久性試
験を次表に示す。注目すべきことは、実施例１８が、低
レベルのアルミナが十分耐久性のあるものにしないの
で、本発明の範囲外になることである。
【００１１】ガラスがガラス繊維絶縁体としての適性を
評価する国際的試験手順はまだ確立されていない。実験
室磨耗テストＩＳＯ７１９がガラスの耐水和性と耐候性
の有用な指針を与えるので、それの使用が慣例となって
きた。この試験では、２ｇのガラス粒を蒸留水で６０分
間、９８℃の温度で処理し、その抽出アルカリを０．０
１ＭのＨＣＬで滴定する。耐久性を中和に必要な酸から
算出した１ｇ当りのガラスで抽出されたアルカリによっ
て記述する。鉱滓綿の関連等級は、１ｇ当り２６５乃至
６２０マイクログラムのＩＳＯ等級の３と、１ｇ当り２
６５乃至６２０マイクログラムの等級４である。鉱滓綿
は等級３が好ましいが、等級４でも良好なものは、絶縁
性能がガラスと樹脂接着剤双方の関数であり、また接着
剤が比較的に高度の剥離性ガラスとの使用に利用できる
のでまあまあである。等級３は適格で、等級４はまあま
あであるが適格とは言えない。
評価する国際的試験手順はまだ確立されていない。実験
室磨耗テストＩＳＯ７１９がガラスの耐水和性と耐候性
の有用な指針を与えるので、それの使用が慣例となって
きた。この試験では、２ｇのガラス粒を蒸留水で６０分
間、９８℃の温度で処理し、その抽出アルカリを０．０
１ＭのＨＣＬで滴定する。耐久性を中和に必要な酸から
算出した１ｇ当りのガラスで抽出されたアルカリによっ
て記述する。鉱滓綿の関連等級は、１ｇ当り２６５乃至
６２０マイクログラムのＩＳＯ等級の３と、１ｇ当り２
６５乃至６２０マイクログラムの等級４である。鉱滓綿
は等級３が好ましいが、等級４でも良好なものは、絶縁
性能がガラスと樹脂接着剤双方の関数であり、また接着
剤が比較的に高度の剥離性ガラスとの使用に利用できる
のでまあまあである。等級３は適格で、等級４はまあま
あであるが適格とは言えない。
【００１２】
【表１】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 実 施 例 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ＳｉＯ２ 70 69 68 67 70 69 67 67 Ａｌ２Ｏ３ 1 2 3 4 3 3 3 3 ＳｉＯ２＋ 71 71 71 71 73 72 70 70 Ａｌ２Ｏ３ Ｆｅ２Ｏ３ 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 ＣａＯ 8 8 8 8 8 8 8 9 ＭｇＯ 4 4 4 4 4 4 4 4 Ｎａ２Ｏ 15.5 15.5 15.5 15.5 13.5 14.5 16.5 15.5 Ｋ２Ｏ 1 1 1 1 1 1 1 1 Ｒ２Ｏ 16.5 16.5 16.5 16.5 14.5 15.5 17.5 16.5 ＳＯ３ 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Ｔｌｏｇ３ 1146 1150 1155 1159 1191 1173 1136 1142 液相線温度 952 964 982 1002 1012 1002 980 1018 ｕｇＲ２Ｏ／ｇ 307 270 260 248 186 251 406 285 等級 4 4 3 3 3 3 4 4 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００１３】
【表２】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 実 施 例 ９ 10 11 12 13 14 15 16 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ＳｉＯ２ 69 68.5 69 68 72.4 70 68 68 Ａｌ２Ｏ３ 3 3 3 3 1.3 3 4 3 ＳｉＯ２＋ 72 71.5 72 71 73.7 73 72 71 Ａｌ２Ｏ３ Ｆｅ２Ｏ３ 0.3 0.3 0.3 1.3 0.1 0.3 0.3 1.9 ＣａＯ 7 8 7.5 7.5 11.2 8.3 7.5 8 ＭｇＯ 4 4 4 4 0.2 3.9 3.5 3.9 Ｎａ２Ｏ 15.5 15 15 15 14 13.5 15.5 14 Ｋ２Ｏ 1 1 1 1 0.5 0.9 1 1 Ｒ２Ｏ 16.5 16 16 16 14.5 14.4 16.5 15 ＳＯ３ 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Ｔｌｏｇ３ 1166 1163 1169 1163 1170 1195 1158 1170 液相線温度 950 990 966 1000 1018 1018 996 1026 ｕｇＲ２Ｏ／ｇ 298 258 259 253 286 231 256 195 等級 4 3 3 4 4 3 3 3 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００１４】
【表３】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 実 施 例 17 18 19 20 21 22 23 24 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ＳｉＯ２ 68.5 71 68 69 68 67 66 66 Ａｌ２Ｏ３ 3 0 3 3 3 3 3 4 ＳｉＯ２＋ 71.5 71 71 72 71 70 69 70 Ａｌ２Ｏ３ Ｆｅ２Ｏ３ 0.3 0.3 0.3 0.3 1.3 2.3 3.3 2.5 ＣａＯ 7.6 8 8 7.5 7.5 7.5 7.5 7.8 ＭｇＯ 4.4 4 4 4 4 4 4 3 Ｎａ２Ｏ 15 15.5 15.5 15 15 15 15 15.5 Ｋ２Ｏ 1 1 1 1 1 1 1 1 Ｒ２Ｏ 16 16.5 16.5 16 16 16 16 16.5 ＳＯ３ 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 Ｔｌｏｇ３ 1165 1142 1154 1170 1164 1157 1150 1155 液相線温度 1006 940 981 974 994 1002 1024 1010 ｕｇＲ２Ｏ／ｇ 251 474 251 259 253 236 239 240 等級 3 4 3 3 3 3 3 3 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００１５】
【表４】 ――――――――――――――――――――――――――― 実 施 例 25 26 27 28 ――――――――――――――――――――――――――― ＳｉＯ２ 66 70 69.5 70.5 Ａｌ２Ｏ３ 4 2 2 3 ＳｉＯ２＋ 70 72 71.5 73.5 Ａｌ２Ｏ３ Ｆｅ２Ｏ３ 2.5 0.5 0.5 0.3 ＣａＯ 6.8 8.5 8.5 8 ＭｇＯ 4 4 4 4 Ｎａ２Ｏ 15 14.5 14 13 Ｋ２Ｏ 1.5 0.5 1.5 1 Ｒ２Ｏ 16.5 15 15.5 14 ＳＯ３ 0.2 0 0 0.2 Ｔｌｏｇ３ 1164 1166 1165 液相線温度 1014 1006 1005 ｕｇＲ２Ｏ／ｇ 206 261 229 186 等級 3 3 3 3 ―――――――――――――――――――――――――――
【００１６】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば耐久性を
向上すると共に、低液相線温度を有する無ほう酸ガラス
繊維とその生産法を提供することができる。
向上すると共に、低液相線温度を有する無ほう酸ガラス
繊維とその生産法を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター．ショロック イギリス国．グレイター．マンチャスタ ー．ウィガン．スタンディシュ．アッシ ュ．グローヴ．19 (72)発明者 アレン．フランク．マソン イギリス国．グレイター．マンチェスタ ー．ニアー．ウィガン．ウィンスタンレ ー．スプリングプール．17 (72)発明者 ノーマン．アンソニー．エドワード イギリス国．エル39．６アールエヌ．ラン キャシャイアー．オームスカーク．オート ン．ザ．サーペンタイン．53
Claims (6)
- 【請求項１】 次の重量比で示される成分： ＳｉＯ２ ６６−７３ Ａｌ２Ｏ３ ０．８−５ Ｒ２Ｏ＝Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １４−１７．５ ＣａＯ ６．５−１２ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ６９−７４ からなる繊維状に形成できる無ほう酸ガラス組成物。
- 【請求項２】 次の重量比で示される成分： Ｆｅ２Ｏ３ ０−２ ＭｇＯ ０−５ ＳＯ３ ０−０．６ からさらになる請求項１のガラス組成物。
- 【請求項３】 前記成分が重量比で次の範囲： ＳｉＯ２ ６７−７２．４ Ａｌ２Ｏ３ １−４ Ｒ２Ｏ １４．５−１７ Ｋ２Ｏ ０．５−２ Ｎａ２Ｏ １３．５−１６．５ ＣａＯ ７−１１．２ Ｆｅ２Ｏ３ ０．１−２．５ ＭｇＯ ０．２−４．４ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ７０−７３．７ が存在することを特徴とする請求項１もしくは２のガラ
ス組成物。 - 【請求項４】 前記成分が重量比で次の範囲： ＳｉＯ２ ６７−７０ Ａｌ２Ｏ３ ２−４ Ｎａ２Ｏ １４−１５．５ Ｋ２Ｏ ０．５−１．５ ＭｇＯ ３−４．５ ＣａＯ ７−８．５ Ｆｅ２Ｏ３ ０．３−２ ＳＯ３ ０−０．３ ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３ ７０−７２ Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ １５−１６．５ で存在することを特徴とする請求項３のガラス組成物。
- 【請求項５】 機械的合金または酸素分散強化合金製の
紡糸機で高温で溶融ガラスを紡糸して請求項１乃至４の
いずれか１項による組成物を有する繊維の生産法を含む
絶縁ガラス繊維生産の方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれか１項による組
成物を有する絶縁ガラス繊維。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9111401.7 | 1991-05-25 | ||
| GB919111401A GB9111401D0 (en) | 1991-05-25 | 1991-05-25 | Glass composition and use |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170484A true JPH05170484A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2863038B2 JP2863038B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=10695665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4156091A Expired - Lifetime JP2863038B2 (ja) | 1991-05-25 | 1992-05-22 | 繊維状に形成可能な無ほう酸ガラス組成物および絶縁ガラス繊維とその製造方法 |
Country Status (22)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0516354B1 (ja) |
| JP (1) | JP2863038B2 (ja) |
| KR (1) | KR920021459A (ja) |
| AR (1) | AR246499A1 (ja) |
| AT (1) | ATE151392T1 (ja) |
| AU (1) | AU648896B2 (ja) |
| BR (1) | BR9201958A (ja) |
| CA (1) | CA2075212A1 (ja) |
| CZ (1) | CZ154392A3 (ja) |
| DE (1) | DE69218827T2 (ja) |
| DK (1) | DK0516354T3 (ja) |
| ES (1) | ES2099212T3 (ja) |
| FI (1) | FI922377A (ja) |
| GB (2) | GB9111401D0 (ja) |
| HU (1) | HU213641B (ja) |
| IE (1) | IE74162B1 (ja) |
| NO (1) | NO922033L (ja) |
| PL (1) | PL168417B1 (ja) |
| SI (1) | SI9200083A (ja) |
| SK (1) | SK154392A3 (ja) |
| TR (1) | TR28651A (ja) |
| ZA (1) | ZA923592B (ja) |
Cited By (3)
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