JPS61500490A - ガラス形成用混合物及び主要な酸化物成分のコントロ−ルされたモル比を有するガラス組成物を製造するのに有用な方法 - 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】 ガラス形成用混合物及び主要な酸化物成分のコントロールされたモル比を有する ガラス組成物を製造するのに有用な方法技術分野 本発明は耐アルカリ性ガラスに関する。それは一般にガラス体類に関係するけれ ども、繊維化可能であるガラスに特別な関゛係を有する。

背景技術 天然の鉱物ゼオライトは、開放三次元結晶構造を有する一水和アルカリ金属及び （又は）アルカリ土類金属のアルミノ珪酸塩の１群である。多数の各々の鉱物ゼ オライトが知られており且つ文献に記載されて来ており、−万で、１１種（１１ ）の鉱物、即ち、方沸石、菱弗石、クライノタイロ沸石、エリオナイト、フェリ エライト、輝沸石、濁沸石、モルデン沸石、ソーダ沸石、灰十字沸石及びワイラ カイトが、鉱物ゼオライトの主要なグループを構成する。これらの主要な鉱物ゼ オライトの化学的及び物理的性質ならびに多くの主要でない鉱安ゼオライトの年 ）第１２３５−１２７４頁；ブレツク（Ｂｒｅｃｋ　）の吃ｔＬ仁年１１月）に 広く記載されている。これらの刊行物はまた天然鉱物ゼオライトの地質学的存在 及び提案されて来たかあるいは天然鉱物ゼオライトが現在市場で使用されている 幾つかの工業上及び農業上の用途を記載している。

天然の鉱物ゼオライトは、多くの遣近の論文及び時計に広く記載された“合成ゼ オライト″とは全く異なるクラスの物質であることを認職することは重要でちる 。合成ゼオライト音名づけるために一般に認められたシステムがない故にそして 幾つかの合成物質が天然鉱物ゼオライトと構造において起りうる類似性を示唆す るＸ＠回折パターンを示す故に、文献及び特野中の若干の報告は天然鉱物ゼオラ イトの“合成２版として成る種の合成ゼオライトを記載した。したがって、例え ば、成る種の合成ゼオライトは“合成方沸石”または“合成モルデン沸石″など として記載された。しかしながら、上記のブレツク（Ｂｒｅｃｋ）の参考文献に 記載されているように、この方法は技術的に誤っておりセして二＆（２）のほか の点では異なる物質、即ち、天然鉱物ゼオライト及び合成ゼオライト間の混同に 単に導いただけだった。その二つのグループ間の構造上の類似性があることが認 められたけれども、天然鉱物ゼオライトは構造及び性質において合成ゼオライト とは非常に異′ｉの且つ異ったクラスの物質を構成する。

ガラス類は大部分がシリカから構成される。しかしながら、シリカは非常に那し にくい物質でちるので、適当な温度で溶融させるのをガラス形成用組成物に可能 にさせるために実質的な量のソーダ灰、石灰または他の融剤がしばしばシリカに 加えられる。仕上げガラスに色または耐化学薬品性のような特定の性質を提供す るために少量の他の物質、通常は元素状物ｇまたは酸化物がガラス溶融物に普通 、加えられる。多孔質低＠度ガラス組成物として記載されたものをつくるために クライノタイロ沸石及びガラス混合物を８００℃（どちらの融点よりもずっと低 い）で焼成させる一つの実験が報告された：タムラの日本の特開餡４９−９８８ １７号（１９７４）に言及しているマンプトン（Ｍｕｍｐｔｏｎ　）の上記文献 第１９７頁参照。

ビルキントオン（、Ｐｉｌｋｉｎｇｔｏｎ　）の人Ｒグラスにおけるようにジル コニア及び（またはノチタニアを含有させることにより成るガラスにおいて耐ア ルカリ性が与えられる。これらの物質はガラス体の耐アルカリ性ｔ−増大させる けれども、これらはそのようなガラスのり点を増大させる耐火性物質である。ま た。

ジルコニア及びチタニアは、これらがシリカ、ソーダ、カルシア（ｃａｌｃｉａ ）及びソーダ石灰シリカガラスの通常の成分よりずっと高価な物質でおるが故に 、ガラスに費用を加える傾向がある。

カルシアはガラス組成物の融点全低下させる傾向があるけれども、ガラス体の約 １５パーセント（１５％）より大きな量で酸化カルシウムを用いることに対して 一６的な警告がガラス技術において存在する。

繊維化可能な耐アルカリ性ガラスを製造することが本発明の目的でｂる。

本発明の他の目的は、容易に手に入れることができるアルミニウム及びアルカリ 土類金属化合物を用いてシリカ源、例えば天然に存在するゼオライト物質を変性 し、得られたガラス組成物の一定の成分の最適な比を達成させることである。

本発明の別の目的は、ガラス組成物内の一定の酸化物のモル比をコントロールす ることにより耐アルカリ性及びｇｉ維化能力を最適化することである。

本発明のａ要 本発明は、アルカリ環境に顕著力耐性を有するガラス組成物及び、特に、容易に 繊維化可能であるガラス組成物を包含する。

より４？（ａづけられる。特に、これらのガラス組成物は、シリカ源、例えば天 然に存在するゼオライト、少なくとも１種のアルミナ源、好ましくはシリカ源と は別であるアルミナ源、そして少なくとも１種のアルカリ土類ｆｔｂｉ化物源、 峙にカル７ア源から銹導され、シリカ　プラス　アルミナ対カルシア　プラスマ グネシアのモル比が一足のカルシア含有量のためには約１．４：１〜約２０：１ そしてより低いカルシア含有量のためには約１．６〜２．３の範囲内に入る、主 にシリカ、アルミナ及びアルカリ土類酸化物、特にカルシアの、ガラス組成物を 生ずる。ソーダ、ボタシア（ｐｏｔａｓｓｉａ　）及びダリア（１）ｏｒｉａ） ならびにジルコニア及び他のガラス形成用及びガラス変性用成分が少量で存在し てもよい。また、上記ガラス組成物から形成されたガラス体、特に繊維が本発明 の範囲内に包含される。

図面の簡単な記載 第１図は種々のガラス組成物について、シリカ　プラス　アルミナ対カルシア　 プラス　マグネシアのモル比に対して曲線が描かれた耐アルカリ性及び繊維化能 力のグラフである。

本発明を実施するための詳細な記載及び最良の態様本発明は、繊維化、特にダイ スに通過させてガラスを延伸することによる繊維化に特に適する優れた粘度及び 不透明化特性を有する耐アルカリ性ガラスの製造に関する。そのようなガラスの 製造は、好ましくは小さい割合のソーダ及び（又は）ボタシアを含有するガラス が、２４重黛チ以上のカルシアを有するガラスのためには約Ｌ４：１〜約２．０ ：１、好ましくは約１．５：１〜約１．９：１そして特に、ｔＪｌ、６＝１〜約 １．８：１の７リカ　グラス　アルミナ対カルシア　プラス　マグネシアのモル 比を有するようにシリカ源、特にナトリウム、カリウム及び（又は）アルミニウ ム成分を含有する珪素質物質を含むガラス形成用物５にヲ組み合わせることを包 含する。約２４チより少ないカルシアを含有するガラスのためには、前記モル比 は一般に約１．６〜約２３、好ましくは約１．８〜約２．３そして特に約ｚＯ〜 約２３である。

本発明のガラスは種々の童でアルミニウム、カルシウム、ナトリウム及びカリウ ムのような１ｉまたはそれ以上の複数の他の物質を有するシリカ源からの製造を 包含することが出来る。

一つの特定の態様において、ガラス形成用混合物から形成されたガラス中のシリ カ　プラス　アルミナ対カルシア　プラスマグネシアのモル比が約１．４〜約２ 、好ましくは約１．５〜約１．９そして特に約１．６〜約１．８の範囲にある条 件で、前記混合物から形成されたガラスが約４５重ｔＳ〜約６０重量％のシリカ 、約２重量％〜約２０１１量チのアルミナ、約２４重量−〜約３０１ｊｔ％のカ ルシア及び約０重責チル約２４重Ｍマグネシア及び３重量％より少なくジルコニ アを含むように、前記ガラス形成用混合物は少なくとも１種の７リカ源、しばし ば少量の、例えば約５重ｔチより少ないアルミナを含有するシリカ源、少なくと も１種の別のアルミナ源及び少なくとも１棟のカルシア源を含む。

これらのモル比は、少量、例えば５重１１チまでのソーダ及び（ｔたは）ボタシ アを含有するガラスに特に適用でき、さらに特定的には少量、例えば約５重量％ までの、３ｉ　１Ｊアを含有するガラスに適用できそして特別には約３重ｔチ〜 約１０重ｔチの組み合わされたソーダ、ボタシア及びダリア含有量を有するガラ スに適用できる。さらにそのモル比け、ＯａＯ＋　ＭｇＯ含有賃が約２５東ｉｔ チ〜約３５重量％である場合、繊維化能力及び耐アルカリ性のような最適の性′ ｊｔを提供することにおいて最も有効である。たいていの場合において、マグネ シア含有量は約１０重蓄チより少なくそして特に約５重′ｉｔチ以下でらるのが 好ましい。

他の９足の態様において、ガラス形成用混合物から形成されたガラス中の７リカ 　プラス　アルミナ対カルシア　プラスマグネシアのモル比が約１．６〜約２３ 、好ましくは約１．８〜約１３そして特に約２０〜２３の範囲にある条件で、前 記混合物から形成されたガラスが約４５重前チ〜約６０１輩チのシリカ、約２重 責チル約２０重量％のアルミナ、約１８重量％〜約２２重賃チのカルシア、約０ １責チ〜約３０重量％のマグネシア及び３重ｔＳよシ少ないジルコニアを含むよ うに、前記ガラス形成用混合物は少なくとも１種のシリカ源、少なくとも１種の アルミナ源及び少なくとも１種のカルシア源金含む。

硼素及びジルコニウム成分はバッチ材料の処理特性または仕上げガラス物品上に 何らかの作用を有する量で天然に存在する鉱物ゼオライトに存在しない。仕上げ ガラス物品が約６重前チよシ少ないＢ２Ｏ３及び約３重量％よシ少ないＺ　ｒ　 ０２　を有するような少量でガラスバッチ中に硼素及びジルコニウム成分を含有 させることがしばしば望ましい。本発明のガラスバッチ中に硼素化合物を含有さ せることは繊維化能力を改良しそして得られたガラスの融解溶度を減少させる傾 向があり、−万ではガラス中のジルコニアの存在は顕著な耐アルカリ性を既に持 っているガラスの耐アルカリ性を改良する傾向がある２゜本発明は天然に存在す るゼオライトから形成されたガラスに特に関係しそして特に、そのようなゼオラ イトが主要なガラス形成を提供したガラスに特に関係する。

そのようなガラスが上記のガラス形成用混合物を溶融することにより容易に且つ 費用金かけずに形成されることができることはこの後で記載するように重要でち る。

多くの天然に存在するゼオライト物質、特に高いアルミナ含有量の物質は、適当 な条件下、特に繊維として、ガラスに形成されることが出来る。ガラス形成用物 質としてのゼオライトは多くの利点を有している。天然に存在するゼオライトは 既に反応を受けておりそして種々の元素がおたがいに緊密に混合され且つ反応さ れている。またゼオライト物質はそれらが非常に低い硫黄含有量を有するので特 に有用である。特に、非常に有用なガラス体は、種々の量のアルミナ及び好まし くは、カルシアあるいけカルシアとマグネシアとの組み合わせのようなアルカリ 土類金属成分を次の組成範囲のゼオライトと結合させることにより形成されるこ とが出来る二重量パーセントでちる表わされたパーセンテージで゛、シリカ−約 ６０Ｌｌ）〜約７８チ、アルミナ−約６％〜約３０％、Ｆｅ２０３−約１チ〜約 ３チ、カルシア−約Ｏチ〜約１５％、マグネシア−約１チ〜約３チ、ボタシアー 約１チ〜約５％、ンーダー約１チ〜約５チ。

本発明のガラス形成用混合物中に含有させるための適当なアルミナ源は、アルミ ナ、カオリン、モンモリロン石等のような高いアルミナ含有ｔｅ有する種りのク レイ及び塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等のようなアルミニウム化合物を 包含する。

適当なシリカ源は、ゼオライト物質、別路なシリカ、及び高いシリカ含有量を有 する種々のガラスカレントを包含する、ガラス形成用組成物は、上記ガラス組成 を得るための割合で、カルシア源、例えば細かく粉砕された石灰石を、シリカ源 、例えば細かく粉砕された上記組成のようなゼオライト物質及び細かく粉砕され たアルミナ形成用物質と混合することにより容易に形成されることが出来る。

冷却の際、ガラス物質は、代表的なソーダー石灰珪飯項ガラスに実質に等しい強 度及び他の品質を有する良好な物理的性質全示す。もしガラスが上記の組成パラ メータを有するならば、代表的なンーグー石灰珪酸塩窓ガラスより約１０倍〜２ ０倍良好な、アルカリ溶液に対する耐性ならびに改良された繊維化能力が達成さ れる。

謄維化能力及びアルカリ環境中のガラスの耐久性を改良する他に、増大したアル ミナ及び高いカルシア及び（または）マグネシア含有ｔ’を含有するゼオライト タイプのガラスは他の利点も同様に有する。アルミナ形成用物質及びカルシウム 及び（′または〕マグネシウム化合物の添加はぜオライド組成り中の多様性を均 一化する傾向がある。ゼオライトは天然に存在する物質でありそしてそれらの組 成において均質または均一でない。天然に存在するゼオライトは種々の量のアル ミナ及びカルシアを含有する。アルミナ含有量は鉱物のタイプに依存して非常に 変る可能性がある。二、三種の鉱物ゼオライトは容易に繊維化可能なガラスを形 成するのに十分な量でアルミナを含有する。しかし、たいていのゼオライト物質 は異なる童で低い量のアルミナを含有する。したがってそのようなゼオライトへ のアルミナの添加は、良好な繊維化能力を有しそしてアルカリ土類金属成分の添 加によって良好な耐アルカリ性金有するノ々ツチからパッチに実質的に均一な組 成のガラス形成用組成物を提供する。

少量のまたは多電のゼオライト物質が使用されることが出来るけれども、良好な 結果は約３５重ｔチまたはそれ以上の天然に存在するゼオライ）１有するガラス 形成用組成物から達成される。改良された繊維化能力は、もしゼオライト中に存 在する同じ比の追加のシリカ、アルミナ等がバンチ中に含まれていないならば、 約４０％またはそれ以上のゼオライトを有するガラス形成用組成物から達成され る。優れた結果は約５０％またはそれ以上のゼオライト組成で達成される。

そのような天然に存在するゼオライトは萬い賃のアルミナを含有してもよいが、 しかし代表的には約１０重量％までを含有する。したがって、改良された繊維化 能力を有するガラスを得るために、アルミナとして計算して約０．１重量［％〜 約２０重量％、そして好ましくは約２重量％〜約１５重量％の童でアルミナ形成 用物質がゼオライト物質に加えられる。

本明細省の他の場所で記載したようにアルカリ土類金属成分が、アルミナ変性ゼ オライトガラス形成用組成物に加えられるのがまた好ましい。均一なパッチ組成 物を達成させるためかまたは特足のシリカ対アルミナ比を達成させるための前の シリカを加えることｔｄ、勿論、本発明の範囲内である。通常はそのようなシリ カの株加は必要ないがしかし所望ならば行なってもよい。ソーダ、ボタシア等の 添加はまた行なってもよいがしかし低いソーダ及びボタシア含有景が望ましいの で、そのようなｔｉ刀０は追當実ｇされない。

ゼオライトは比べ的に実質的な童の水を含有し、即ち水和された物質である。水 和された結晶質物質は一般的に低い温度で溶融する傾向がある。したがって、ガ ラス形成操作をシリカで開始するよりもむしろそれ１予かしめ反応されたゼオラ イトで始める万がさらに利点がある。

本発明のガラスの溶融温度は白金ダイス中を通過させてガラス繊維を延伸させる ことを可能にする範δ、好ましくは約り３００℃〜約１５００℃の範囲内に入る 。ガラス繊維はまた、紡糸または他の技術によって形成されることができる。し かしながら連続ストランドの形成は白金または白金−ロジウム体のオリフィス中 に通過させて延伸することにより最良に達成される。

本発明のガラス組成物の繊維は事実上高度にアルカリ性でろる物体例えばセメン ト及びプラスターを強化するのに使用できるので特に有用でおる。そのような繊 維はまた種々のタイプの有機マトリックスを強化するのに使用されることが出来 る。しかしながら、そのような繊維を用いてのセメントの強化はアスベストがそ の目的のために今迄しばしば使用されて来たので峙にＭ利な用途を提供する。鴇 々の健康及び／または環境問題のために、アスベストの使用は減少しつつある。

本明細書中に記載されたガラス組成物を有するガラス繊維の連続ストランドまた はマットはコンクリート体を有効に強化する。

例１ 天然に存在するゼオライトラ柵かく粉砕し、示されたような、粒状のアルミナ、 炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、石灰石またはドロマイトと混合しそして溶 融してガラス体及び繊維を形成した。ゼオライトの組成そして加えられたアルミ ナ及びアルカリ土類金属の量に依存して約り３５０℃〜約１５００℃の温度で小 さなるつぼ中でバッチ式で溶Ｓｔ行なった。

第ｎ表 ゼオライトガラスの組成及び性質 ガラス　ｍニガラス　ｌｌ１ｂ　ガラス　１Ｉｌｃ５５　ゼオライト　５５　ゼ オライト　５５　ゼオライト（重量％）２．５アルミナ　５　アルミナ５ｉ０２ 　５１．５　５０．７　５０．０Ａｔ２ｏ、　８．９　１２．０　１５．０Ｆｅ ２０３　０．６　０．６　０．５ ０ａＯ３０，６２８，３２６，ｌ ＭｇＯ３，１３，１３，０ Ｋ２０　２．９　２．８　２．８ Ｎａ２０　２．６　２．６　２．５ 繊維化能力　貧　弱　良　好　非常に良好加工範囲　１０　５０　１００ （℃） モル比 シＰｔタユら　１・５１　１．６４　１．７８Ｃｍσ十Ｍｇσ 第１表において、ガラスＩａ及びｉａはアルカリ腐蝕に対して良好な耐性を示す がしかし貧弱な繊維化能力を示しそして限られた加工温度範囲を有する。対照的 にガラス！ｂ及びｌｌｃは本発明の範囲内の組成を有しそしてアルカリ腐蝕に対 して良好な耐性を維持する一万で、改良された繊維化能力及び加工範囲を有する 。

第■表のガラスｍｂ及びｍｃｄ本発明の範囲内の組成を有しそして繊維化性及び 加工性ｋｉｌｆｉ進的に改良していることを示す。

ガラスＩ［ｌｂ及びｌ［ｌｃｔ用いて耐アルカリ性の若干の減少が経験された一 万で、耐アルカリ性はいぜんとして非常に良好である。

例■ ガラス形成用物質を細かく粉砕し、（重量パーセントで表わされた）次の表にお いて同定されるような特定添加剤と混合しそして溶けしてガラス体及び繊維全形 成した。添加剤のバッチ組成及び添加剤の量に依存して約り２５０℃〜約１５０ ０℃の温度で小さなるつぼ中でパッチ式で溶融を行なった。

第■表 耐アルカリ性ガラスの組成及び性質 重！チ　ガラスＷａ　ガラスＩＶｂ　ガラスＩＶｃシリカ　５０．０　４７．５ 　４７．５アルミナ　１０．　Ｏ］　０．　Ｏ１５，０ダリア　０．０　２．５ 　２．５ カルシア　３５．０　３５．０　３０．０マグネシア　５．０　５．０　５．０ 溶融温度℃１４５０　１４００　１４００＃Ｒ維化能力　貧弱　偕良い　良好 加工範囲　℃１０　３０　８０ 第１Ｉ１表中に記載されたガラスをシリカ、アルミ六、炭酸カルシウム、Ｉリア 及び炭酸マグネシウムからつくった。ゼオライト物質はノζツチ中に存在しなか った。得られるガラスの繊維形成性、耐アルカリ性及び他の性質ｔｐべるために これらのガラスは伝統的なガラス形成性物質からつくった。

ガラスＩＶｃは本発明の範囲内組成を有しそして非常に良好な性質を示す。その 融点が適当に低く、−万ではその耐アルカリ性は非常に良好であった。繊維が困 難なく形成された。

第　Ｎ　表 ゼオライト　５０．０　５５．０　６０−０人＋　２０３２．５　２．５　２． ５ Ｂ２０！、　２．５　２．５　２．５ ０ａＣ０３４０，０３７，５３２，５ ＭｇＣ０，５，０２，５２，５ ８ｉ０２　４６．６　４９．９　５３．２人ｔ２ｏ３　１１．３　１１．８　１ ２．３Ｂ２０３３．３　３゜２３．１ Ｆｅ２０３　ｏ、ｓ　Ｏ，５０，６ ０ａＯ３０，０２７，５２３，４ Ｍｇ０　３．４　１．８　１．８ に２０　２．６　２．８　２．９ Ｎａ２０　２．４　２−５　２．７ 溶融温度　℃］　３５０　１４００　１４００酎性 （５％ＮａＯＨ１重童チ）　１°５１°４３°９繊維化匪力　仲良い　良好　良 好 加工範囲（Ｃ）　３０　５０　７０ ガラスＶａ及びｖｂはダれた耐アルカリ性を示した；しかしながら９維化能力は やや良い及び良好とそれぞれ等級づけられた。ガラスＶｃは耐アルカリ性がより 低いけれども、ガラスＶａ及びＶｂより改良された加工範囲を示した。

ガラス■３〜■ｄは優れた耐アルカリ性及び溶融温度を示した。ガラス■ｄ及び ■ｅは、それらの耐アルカリ性がガラス■１〜Ｖｉｃより低いけれども実質的な 繊維化能力及び加工温度範囲を示した。ガラス■ａは許容できないほどに減少し た加工範囲を示した。

第１表、第■表、第■表及び第ｖ表中に同定されたガラスは次の組成を有するゼ オライトからつくられた：８１０２　８２−８　重量パーセント Ａｌ２Ｏ３８，４重量パーセント Ｆｅ２Ｏ３０−３重量ノゼーセント ＣａＯＯ−９重量パーセント ＭｇＯ０，６重量ノゼーセント に２０　２．９　重量パーセント Ｎａ２Ｏ４，１重量パーセント 組成物の小さな変化はゼオライトのパッチからパッチで生じてもよい。

結合した形で、非常に少量の他の元素、例えば、硼素、マンガン、ジルコニウム 、チタン、パナジクム、アンチモン、バリウムがそのような天然に存在するゼオ ライト中に存在する可能性がある。そのような物質の童は一般にそれぞれ約０１ 宣債チ以下であり、通常は０．０１重量％よシ低くそしてしばしばれる可能性が ある。

本発明の耐アルカリ性ガラスの形成において、もしゼオライト物質で出発するな らば、ガラスパッチ混合物の少なくとも約３５重量％で存在するそのような物質 を有することが好ましい。

もしゼオライトが、得られたガラスのための実質的にすべてのシリカ成分を提供 するならば、そのときは、約４０重を一〜約５０重ｔチまたはそれ以上の量のゼ オライトがガラスパッチ混合物中において使用されてよい。

ガラスパッチ混合物は、硼砂、コールマン石、硼酸石、ウレキサイト等のような Ｉ＋Ｊア形成用成分の少ｆを含有してもよい。

種々の天然に存在する砕珪酸塩物質または硼珪酸塩、おるいは硼アルミノ珪酸塩 ガラスカレットが、勿論、ガラスノマッチにおいて硼素成分を提供するために使 用されてもよい。硼素含有成分は約６重量％までの量でガラスパッチ中に通常存 在しそして得られたガラス中で典型的には、約０．１重量チ〜約６重量％、好ま しくは約１重量％〜約５重量％そして特に好ましくは、約１重量％〜約４重ｔチ の、Ｎ　ＩＪア含有量を提供するのに十分な量で存在する。

約２４重童チ〜約３８重ｆｋチの酸化カルシウムを含有する種々のガラス組成物 について繊維化能力及び討アルカリ性の曲線を第１図に示す。シリカ　プラス　 アルミナ対カルシア　プラスマグネシアのモル比により同定されたガラス組成を 横座標に沼ってプロットする。約１．４：１より低い上記モル比の値は低い方の ９維化能力限界、即ち、禮維化能カスケール上の４の値を表わすものとして本発 明の目的のために考えられる。約１−５のモル比での少なくとも約７の禮維化能 力値が耐アルカリ性グラス中で存在するのが好ましく、一方では約１．６のモル 比での約９の接離化能力が特に望ましい。

耐アルカリ性は上記モル比が増大するにつＩて実質的に比例的に減少するらしい けれども、線維化能力はモル比に線状関係を有しないらしい。接離化能力に約１ ．４以上のモル比値で非常に増大する。最適の耐アルカリ性は１８以下のモル比 値で達成さｎる。

ソーダ及びボタシアの存在にガラスの繊維化中種々の望ましくない結晶の結晶化 を生ずる可能性があるので、上記範囲内にモル比全コントロールすることが本発 明において特に重要である。しかしながら１本発明において使用さｎる少なくと も若干のパッチ材料においてナトリウム及びカリウム化付物の存在に本明細書に 記載さｎ７（範囲内のシリカ　プラス　アルミナ対カルシア　プラス　マグネシ アのモル比を有するガラス組成物を提供するためにバッチ材料の適曾化を必要と する。

工東上の適用性 アルカリ環境に対する顕著な耐性にこｎらのガラスに、特に横紐形で、アルカリ 性のコンクリート、プラスター及び他の無機マトリックスの優ｎ７’（強化用材 料としての役割？演じさせる。

このことに、セメント及びコンクリート体中の強化材料としての標準の増２−剤 であったアスベストが七ｎｉｃ健康上の害が存在する可能性があるために望まし くないと考えらｎているので。

特に重要である。

本発明のガラスから形成さｒＬπガラス繊維は１例えばセメント及びコンクリー トのセメント質体のπめの強化用材料としての特別の実用性を有する。化メン） 　Ｆｍ体に少量のＧ２．維、好ましくは本明細書に記載されたタイプのガラス繊 維金的１重量％〜約１０重−ｉｓ、そしてさらに好ましくは約１．５重量％〜約 ７．５重量％用いて、そのような物体が強化される場合は高められた強度を示す 。繊維はそのような物体の強度を高めるのに十分な量でセメン）Ｘ体中に含有さ れる。

本発明のガラスは水分による劣化に対して優れた耐性を有しそして通常のまたは 延長された貯蔵期間中劣化しないし且つ低下しない。

本発明の態様はカルシアの重要な含有量を有するものとして記載されたけれども 、カルシアの代りに他のアルカリ土類金属酸化物の少なくとも少量の置換を行な ってもよい。例えば、耐アルカリ性ガラスに溶融するためのパッチの製造におい て、少なくとも若干の炭酸カルシウムの代りに、マグネシウム化合物、特に炭酸 マグネシウムに置換してもよい。同様にバリウム及びストロンチウム化合物なら びにベリリウム化合物に置換してもよく、これらの多くはゼオライトと同じ地理 的地域に見出される天然に存在する物質である。

アルカリ土類金属元素の酸化物は、三より大きな価を有する元素、例えば、珪素 、硼素、及び燐（これらはその酸化物、即ちシリカ、硼素の酸化物及び燐の酸化 物と三次元綱状組織を形成できる）に適用される言葉であるガラス形成剤とは考 えられない。二価であるアルカリ土類金属元素はガラス中においてアルカリ金属 元素よりさらにしっかりと結合される。

本発明のガラス中において酸化換金形成するアルカリ土類金属の源は次のとおり である： アルカリ土類金属化合物　源 炭酸カルシウム　石灰石 炭酸マグネシウム　ドロマイト 珪酸マグネシウム　蛇紋過石 炭酸バリウム　電型石 炭酸ストロンチウム　ストロンチアン石珪酸アルミニウムベリリウム　緑柱石 炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの源は一般に、バリウム、ストロンチウム またはベリリウム化合物の源よりずっと豊富であシ且つ女価でおる。また、ガラ ス体内で結合された酸化ベリリウムは有害でないけれども、ベリリウム金属は毒 性であると考えられる。

約２４重ｔＳより少（Ｏａ　ｆ好ましくは有する本発明のガラスは優れた繊維化 能力を有するがしかじよシ多くのカルシアを性を有する多種の繊維ガラス物質よ りアルカリ環境中においてずつと有用でおる。また、そのような繊維ガラス上へ の一定のサイジング及び被覆は本発明のガラスの耐アルカリ性をさらに増大する 。

本発明のゼオライト由来のガラスは顕著な耐アルカリ性に加えて良好な加工性及 び強度を有する。これらのガラスは任意の形、例えば容器、シート、繊維等の形 で、そして特に透明及び無色を必要としない任意の用途のために使用されること が出来る。ガラスは、有機または無機！トリックス、特にセメント、プラスター 等を強化するために７レーク、発泡体（微小球）、繊維等として使用されること が出来る。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ガラス形成用混合物から形成されたガラス中のシリカプラスアルミナ対カル シアプラスマグネシアのモル比が約１．４〜約２の範囲にある条件で、前記混合 物から形成されたガラスが約４５重量％〜約６０重量％のシリカ、約２重量％〜 約２０重量％のアルミナ、約２４重量％〜約３０重量％のカルシア、約０重量％ 〜約２４重量％のマグネシア、そして３重量％より少なくジルコニアを含むよう に、少なくとも１種のシリカ源、少なくとも１種のアルミナ源及び少なくとも１ 種のカルシア源を含むガラス形成用混合物。 ２．前記モル比が約１．５〜約１．９の範囲にある請求の範囲第１項のガラス形 成用混合物。 ３．請求の範囲第１項のガラス形成用混合物を溶融することを含む、ガラスを形 成する方法。 ４．請求の範囲第２項のガラス形成用混合物を溶融することを含む、ガラスを形 成する方法。 ５．ガラス形成用混合物から形成されたガラス中のシリカプラスアルミナ対カル シアプラスマグネシアのモル比が約１．６〜約２．３の範囲にある条件で、前記 混合物から形成されたガラスが約４５重量％〜約６０重量％のシリカ、約２重量 ％〜約２０重量％のアルミナ、約１８重量％〜約２２重量％のカルシア、約０重 量％〜約３０重量％のマグネシア及び３重量％より少ないジルコニアを含むよう に、少なくとも１種のシリカ源、少なくとも１種のアルミナ源及び少なくとも１ 種のカルシア源を含むガラス形成用混合物。 ６．前記モル比が約１．８〜約２３の範囲にある請求の範囲第５項のガラス形成 用混合物。 ７．請求の範囲第５項のガラス形成用混合物を溶融することを含む、ガラスを形 成する方法。 ８．請求の範囲第６項のガラス形成用混合物を溶融することを含む、ガラスを形 成する方法。 ９．ガラス中のシリカプラスアルミナ対カルシアプラスマグネシアのモル比が約 １．６〜約２．３の範囲にある条件で、約４５重量％〜約６０重量％のシリカ、 約２重量％〜約２０重量％のアルミナ、約１８重量％〜約２２重量％のカルシア 、約０重量％〜約３０重量％のマグネシア及び３重量％より少なくジルコニアを 含むガラス組成物。 １０．前記モル比が約１．８〜約２３の範囲にある請求の範囲第９項のガラス組 成物。 １１．前記モル比が約１．６〜約１．８の範囲にある請求の範囲第１項のガラス 形成用混合物。 １２．請求の範囲第１１項のガラス形成用混合物を溶融することを含む、ガラス を形成する方法。 １３．前記モル比が約２０〜約２．３の範囲にある請求の範囲第５項のガラス形 成用混合物。 １４．請求の範囲第１３項のガラス形成用混合物を溶融することを含む、ガラス を形成する方法。 １５．前記モル比が約２．０〜約２．３の範囲にある請求の範囲第９項のガラス 組成物。 １６．前記シリカ源が天然に存在するゼオライトを含む請求の範囲第１項の混合 物。 １７．前記シリカ源が天然に存在するゼオライトを含む請求の範囲第２項の混合 物。 １８．前記シリカ源が天然に存在するゼオライトを含む請求の範囲第５項の混合 物。 １９．前記シリカ源が天然に存在するゼオライトを含む請求の範囲第６項の混合 物。 ２０．請求の範囲第９項に記載されたガラス組成物を有する少量のガラスの繊維 を含有するセメント質体。 ２１．請求の範囲第２０項に記載されたガラス組成物を有する少量のガラスの繊 維を含有するセメント質体。 ２２．請求の範囲第５項に略述されたガラスの組成を有する少量のガラスの繊維 を含有するセメント質体。 ２３．請求の範囲第６項に略述されたガラスの組成を有する少量のガラスの繊維 を含有するセメント質体。 ２４．ガラス中のシリカプラスアルミナ対カルシアプラスマグネシアのモル比が 約１．４〜約２の範囲にある条件で、約４５重量％〜約６０重量％のシリカ、約 ２重量％〜約２０重量％のアルミナ、約２４重量％〜約３０重量％のカルシア、 約０重量％〜約２４重量％のマグネシア及び３重量％より少なくジルコニアを含 むガラス組成物。 ２５．モル比が約１．５〜約１．９である請求の範囲第２４項のガラス組成物。 ２６．モル比が約１．６〜約１．８である請求の範囲第２４項のガラス組成物。