JPH0729815B2 - ガラス繊維 - Google Patents
ガラス繊維Info
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- JPH0729815B2 JPH0729815B2 JP62008557A JP855787A JPH0729815B2 JP H0729815 B2 JPH0729815 B2 JP H0729815B2 JP 62008557 A JP62008557 A JP 62008557A JP 855787 A JP855787 A JP 855787A JP H0729815 B2 JPH0729815 B2 JP H0729815B2
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- glass
- glass fiber
- fiber
- fibers
- elastic modulus
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- 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
-
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- C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
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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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/045—Silicon oxycarbide, oxynitride or oxycarbonitride glasses
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
- C03B2201/24—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine doped with nitrogen, e.g. silicon oxy-nitride glasses
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガラス繊維およびその製造方法に関する。さ
らに、詳しくは本発明はFRP、繊維補強セメントなどの
複合材料用の補強繊維として用いるに適した高弾性のガ
ラス繊維およびその製造方法に関する。
らに、詳しくは本発明はFRP、繊維補強セメントなどの
複合材料用の補強繊維として用いるに適した高弾性のガ
ラス繊維およびその製造方法に関する。
従来の技術 近年、プラスチック、あるいはセメントなどの構造材を
強化する有力な手段として、これらの材料にガラス繊維
を混合する材料の複合化が進められている。このような
複合材料に用いられるガラス繊維には高い強度が求めら
れているが、従来はＥガラス、Ｓガラスを繊維化したも
のが広く用いられてきた。
強化する有力な手段として、これらの材料にガラス繊維
を混合する材料の複合化が進められている。このような
複合材料に用いられるガラス繊維には高い強度が求めら
れているが、従来はＥガラス、Ｓガラスを繊維化したも
のが広く用いられてきた。
一方、オキシナイトライドガラスは、酸化物ガラスの酸
素原子が窒素に置き換わった構造を有しており、窒素原
子の結合原子価が３であるところから従来のガラスに比
べ、高弾性率を有する。かかるオキシナイトライドガラ
ス弐の製造方法には、ゾル・ゲル法、熔融法、N2ガス吹
き込み法、多孔質ガラスのNH3ガス処理法などがある。
素原子が窒素に置き換わった構造を有しており、窒素原
子の結合原子価が３であるところから従来のガラスに比
べ、高弾性率を有する。かかるオキシナイトライドガラ
ス弐の製造方法には、ゾル・ゲル法、熔融法、N2ガス吹
き込み法、多孔質ガラスのNH3ガス処理法などがある。
しかしながら、その繊維化にあたっては、前記のうちゾ
ル・ゲル法を用いたものが存在するに過ぎない。
ル・ゲル法を用いたものが存在するに過ぎない。
発明が解決しようとする問題点 従来、用いられている強化用ガラス繊維の強度はなお充
分でなく、弾性率についてはＥガラスで最大7500kg/mm2
であり、もっとも高い弾性率を有するImperial N−672
で12110kg/mm2に過ぎない。また高弾性を有するオキシ
ナイトライドガラス繊維にあっても、これまでゾル・ゲ
ル法により得られた繊維の弾性率は約8000kg/mm2と複合
材料の強化用ガラス繊維としてはなお充分とは言えな
い。
分でなく、弾性率についてはＥガラスで最大7500kg/mm2
であり、もっとも高い弾性率を有するImperial N−672
で12110kg/mm2に過ぎない。また高弾性を有するオキシ
ナイトライドガラス繊維にあっても、これまでゾル・ゲ
ル法により得られた繊維の弾性率は約8000kg/mm2と複合
材料の強化用ガラス繊維としてはなお充分とは言えな
い。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、強化用繊維として優れた強度を有するガ
ラス繊維を得るべく種々検討を重ねた結果、材料として
オキシナイトライドガラスを用い、これを熔融法により
紡糸すれば、極めて高強度、高弾性のガラス繊維が得ら
れるとの知見を得、本発明を完成するに至った。
ラス繊維を得るべく種々検討を重ねた結果、材料として
オキシナイトライドガラスを用い、これを熔融法により
紡糸すれば、極めて高強度、高弾性のガラス繊維が得ら
れるとの知見を得、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、弾性率12500kg/mm2以上を有する
ガラス繊維およびその製造法を提供するものである。
ガラス繊維およびその製造法を提供するものである。
本発明のガラス繊維は、従来のガラス繊維では達成でき
なかった弾性率12500kg/mm2以上を得ることが可能とな
った。
なかった弾性率12500kg/mm2以上を得ることが可能とな
った。
本発明ガラス繊維の材料としてはオキシナイトライドガ
ラスが用いられる。オキシナイトライドガラスの組成と
しては、Ca−Si−Al−Ｏ−Ｎ、Na−Ca−Si−Ｏ−Ｎ、La
−Si−Al−Ｏ−Ｎ、Na−Ｂ−Si−Ｏ−Ｎ、Mg−Si−Al−
Ｏ−Ｎ、Si−Al−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Al−Si−Ｏ−N Na−Ｂ−
Al−Ｐ−Ｏ−Ｎなどが挙げられる。
ラスが用いられる。オキシナイトライドガラスの組成と
しては、Ca−Si−Al−Ｏ−Ｎ、Na−Ca−Si−Ｏ−Ｎ、La
−Si−Al−Ｏ−Ｎ、Na−Ｂ−Si−Ｏ−Ｎ、Mg−Si−Al−
Ｏ−Ｎ、Si−Al−Ｏ−Ｎ、Ｙ−Al−Si−Ｏ−N Na−Ｂ−
Al−Ｐ−Ｏ−Ｎなどが挙げられる。
このような組成のオキシナイトライドガラスを得るに
は、金属酸化物に金属窒化物を加え、高温で熔融する。
は、金属酸化物に金属窒化物を加え、高温で熔融する。
金属酸化物の例としては、SiO2、CaO、MgO、SrO、Na
2O、K2O、La2O3、Y2O3、ZrO2、TiO2、Na2O、K2O、B2O3
などが挙げられる。
2O、K2O、La2O3、Y2O3、ZrO2、TiO2、Na2O、K2O、B2O3
などが挙げられる。
また、金属窒化物の例としては、Si3N4、AlNなどが用い
られる。
られる。
つぎに、これら混合物を熔融するには、電気炉、イメー
ジ炉などの加熱炉を用い、窒素雰囲気下、温度1400〜19
00℃、昇温速度10〜800℃/minにて処理する。
ジ炉などの加熱炉を用い、窒素雰囲気下、温度1400〜19
00℃、昇温速度10〜800℃/minにて処理する。
得られたガラスを窒素雰囲気下、温度1100〜1600℃にて
加熱、熔融し、紡糸速度20〜3000m/minにて紡糸して連
続繊維を得る。
加熱、熔融し、紡糸速度20〜3000m/minにて紡糸して連
続繊維を得る。
得られたガラス繊維の弾性率は、12500〜18000g/mm2、
引っ張り強度70〜500kg/mm2である。
引っ張り強度70〜500kg/mm2である。
ガラス繊維の繊維径は、５〜150μｍであるのが好まし
い。繊維径がこれより小さいと、紡糸が固難であり、一
方、これを越えると強度が極端に低下し好ましくない。
い。繊維径がこれより小さいと、紡糸が固難であり、一
方、これを越えると強度が極端に低下し好ましくない。
ガラス繊維の窒素含有率は、１〜13.5重量％であるのが
好ましい。窒素含有率が、１重量％未満であると、窒素
添加の効果がなく、13.5重量％を越えると結晶化し好ま
しくない。
好ましい。窒素含有率が、１重量％未満であると、窒素
添加の効果がなく、13.5重量％を越えると結晶化し好ま
しくない。
窒素含有率の調整は、窒化物原料の添加割合により行な
う。
う。
作用 本発明により極めて高弾性のガラス繊維が得られる。
実施例 つぎに、実施例により本発明をさらに具体的に説明す
る。
る。
実施例１ SiO225gおよび、CaOの原料であるCaCo370gを混合し、空
気中1500℃で２時間熔融した。混合物を冷却後、ボール
ミルを用いて約10μｍに粉砕し、Si3N413gを加え、窒化
ホウ素ルツボを用い、窒素中1750℃で30分熔融し、オキ
シナイトライドガラスを得た。得られたガラスを第１図
に示す紡糸装置内に配置した窒化ホウ素ルツボ１に入
れ、周囲を断熱材２により保温した円筒状のカーボン発
熱体３を用いて、窒素雰囲気下、1380℃にて加熱、紡糸
しワインダ４に巻取った。紡糸速度60m/minにて、直径
的30μｍの連続繊維を得た。得られたガラス繊維の引っ
張り弾性率は、13700kg/mm2であった。
気中1500℃で２時間熔融した。混合物を冷却後、ボール
ミルを用いて約10μｍに粉砕し、Si3N413gを加え、窒化
ホウ素ルツボを用い、窒素中1750℃で30分熔融し、オキ
シナイトライドガラスを得た。得られたガラスを第１図
に示す紡糸装置内に配置した窒化ホウ素ルツボ１に入
れ、周囲を断熱材２により保温した円筒状のカーボン発
熱体３を用いて、窒素雰囲気下、1380℃にて加熱、紡糸
しワインダ４に巻取った。紡糸速度60m/minにて、直径
的30μｍの連続繊維を得た。得られたガラス繊維の引っ
張り弾性率は、13700kg/mm2であった。
実施例２ オキシナイトライドガラスの原料としてSiO224g、AlO35
g、CaCo368.5g、Si3N415gを用い、紡糸温度を1415℃し
た以外は前記実施例１と同様にして紡糸を行ない連続ガ
ラス繊維を得た。紡糸速度80m/minにて、直径的25μｍ
の繊維を得た。得られたガラス繊維の引っ張り弾性率は
15500kg/mm2であった。
g、CaCo368.5g、Si3N415gを用い、紡糸温度を1415℃し
た以外は前記実施例１と同様にして紡糸を行ない連続ガ
ラス繊維を得た。紡糸速度80m/minにて、直径的25μｍ
の繊維を得た。得られたガラス繊維の引っ張り弾性率は
15500kg/mm2であった。
実施例３〜５ つぎの第１表に示す組成および条件により実施例１と同
様にしてガラス繊維を得た。
様にしてガラス繊維を得た。
発明の効果 本発明のガラス繊維は、従来のガラス繊維では達成でき
なかった弾性率12500kg/mm2以上を得ることが可能とな
った。したがって、各種プラスチック、セメント用の強
化用繊維として極めて優れている。
なかった弾性率12500kg/mm2以上を得ることが可能とな
った。したがって、各種プラスチック、セメント用の強
化用繊維として極めて優れている。
第１図は、本発明ガラス繊維の製造に用いる紡糸装置の
断面図である。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 1:ルツボ、2:断熱材、3:発熱体。
断面図である。 図中の主な符号はつぎのとおりである。 1:ルツボ、2:断熱材、3:発熱体。
Claims (2)
- 【請求項１】弾性率12500Kg/mm2以上を有するガラス繊
維。 - 【請求項２】繊維径が５〜150μｍである前記第（１）
項のガラス繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008557A JPH0729815B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | ガラス繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008557A JPH0729815B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | ガラス繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176340A JPS63176340A (ja) | 1988-07-20 |
| JPH0729815B2 true JPH0729815B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=11696407
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008557A Expired - Lifetime JPH0729815B2 (ja) | 1987-01-16 | 1987-01-16 | ガラス繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0729815B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019003464A1 (ja) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | 日本板硝子株式会社 | ガラス組成物及びこれを用いたガラス製品 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0293105B1 (en) * | 1987-05-28 | 1993-04-21 | Shimadzu Corporation | Oxynitride glass and fibers thereof |
| RU2018491C1 (ru) * | 1992-03-12 | 1994-08-30 | Виктор Федорович КИБОЛ | Способ получения базальтового волокна |
| JP3425701B2 (ja) * | 1993-10-14 | 2003-07-14 | 株式会社島津製作所 | 窒素含有ガラス、その製造法およびガラス繊維 |
| CN114671621B (zh) * | 2022-04-02 | 2023-09-19 | 陕西理工大学 | 一种利用高炉矿渣粉制备微晶玻璃纤维的方法和微晶玻璃纤维 |
-
1987
- 1987-01-16 JP JP62008557A patent/JPH0729815B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019003464A1 (ja) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | 日本板硝子株式会社 | ガラス組成物及びこれを用いたガラス製品 |
| EP4276079A2 (en) | 2017-06-29 | 2023-11-15 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Glass composition and glass product using same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63176340A (ja) | 1988-07-20 |
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