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CN116568473A - 加强用玻璃纤维、短切原丝、纤维片及棒 - Google Patents

加强用玻璃纤维、短切原丝、纤维片及棒 Download PDF

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CN116568473A
CN116568473A CN202180080807.9A CN202180080807A CN116568473A CN 116568473 A CN116568473 A CN 116568473A CN 202180080807 A CN202180080807 A CN 202180080807A CN 116568473 A CN116568473 A CN 116568473A
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CN
China
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glass fiber
mass
reinforcement
reinforcing glass
reinforcing
Prior art date
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Application number
CN202180080807.9A
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川口哲
福地英俊
中村文
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Shinawai Co ltd
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供适于各种制品的加强的新的加强用玻璃纤维。本发明的加强用玻璃纤维包含SiO2、Al2O3及Fe2O3。在加强用玻璃纤维中,Fe2O3的含有率为12~25质量%。加强用玻璃纤维被用于混凝土制品、橡胶制品、塑料制品等各种制品的加强。

Description

加强用玻璃纤维、短切原丝、纤维片及棒
技术领域
本发明涉及加强用玻璃纤维、短切原丝、纤维片及棒。
背景技术
作为受到应力的制品的加强材料,利用玻璃纤维。对于玻璃纤维而言,根据利用的用途,被适宜加工成适当的形态。作为一例,橡胶制品的加强使用具备玻璃纤维成束而成的线料的橡胶加强用线。橡胶加强用线被埋入橡胶带、轮胎等橡胶制品中来抑制该橡胶制品的伸长率、强度降低,有助于橡胶制品的尺寸稳定性的提高、疲劳寿命的长期化。专利文献1中公开了一种用于橡胶加强用线的玻璃纤维。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2006/057405号
发明内容
发明所要解决的问题
寻求适于各种制品、例如混凝土制品的加强的新的加强用玻璃纤维。
为此,本发明的目的在于,提供适于各种制品的加强的新的加强用玻璃纤维。
用于解决问题的手段
本发明人等进行了深入研究,结果新发现了:通过在加强用玻璃纤维中所含的各成分之中适当地调整Fe2O3的含有率,加强用玻璃纤维的特性得以改善,从而完成了本发明。
本发明提供一种加强用玻璃纤维,其包含SiO2、Al2O3及Fe2O3,Fe2O3的含有率为12~25质量%。
此外,本发明提供一种短切原丝,其包含上述的加强用玻璃纤维。
此外,本发明提供一种纤维片,其包含上述的加强用玻璃纤维。
此外,本发明提供一种棒,其包含上述的加强用玻璃纤维。
发明效果
根据本发明,能够提供适于各种制品的加强的新的加强用玻璃纤维。
附图说明
图1是示出用于制作加强用玻璃纤维的纺丝装置的一例的图。
图2是示出用于制作短切原丝的装置的一例的图。
图3A是示出混凝土制品的一例的立体图。
图3B是图3A所示的混凝土制品的放大剖面图。
图4是示出混凝土制品的另一例的图。
图5是示出包含橡胶加强用线的橡胶带的结构的一例的图。
具体实施方式
以下,对本发明的详细情况进行说明,但以下的说明的主旨不是将本发明限制于特定的实施方式。
[加强用玻璃纤维]
本实施方式的加强用玻璃纤维包含SiO2、Al2O3及Fe2O3,还可以包含CaO。在本实施方式的加强用玻璃纤维中,Fe2O3的含有率为12~25质量%。
在本说明书中,有时将SiO2称为S成分,将SiO2的含有率表示为[S]。有时将Al2O3称为A成分,将Al2O3的含有率表示为[A]。有时将Fe2O3称为F成分,将Fe2O3的含有率表示为[F]。有时将CaO称为C成分,将CaO的含有率表示为[C]。
SiO2是形成玻璃的骨架的必须的主成分。另外,是调整玻璃的失透温度及粘度的成分,此外,也是提高化学耐久性中、特别是耐酸性的成分。如果SiO2的含有率过低,则耐酸性有时会降低。另一方面,如果SiO2的含有率过高,则弹性模量(例如杨氏模量)有时会降低。SiO2的含有率例如为40质量%以上,也可以为43质量%以上、45质量%以上、48质量%以上、50质量%以上、进而53质量%以上。SiO2的含有率例如为68质量%以下,也可以为65质量%以下、63质量%以下、进而60质量%以下。SiO2的含有率优选为50~63质量%,视情况而言也可以为40~50质量%。
Al2O3是形成玻璃的骨架的成分,也是调整玻璃的失透温度及粘度的成分。另外,也是提高化学耐久性中、特别是耐水性的成分。另一方面,Al2O3也是使化学耐久性中的耐酸性恶化的成分。如果Al2O3的含有率过低,则耐水性有时会降低。另一方面,如果Al2O3的含有率过高,则耐酸性及耐碱性有时会降低。Al2O3的含有率例如可以为2质量%以上,也可以为5质量%以上、7质量%以上、进而10质量%以上。Al2O3的含有率例如为20质量%以下,也可以为15质量%以下。Al2O3的含有率优选为5~15质量%。
加强用玻璃纤维中,SiO2与Al2O3的含有率的合计例如为40~70质量%。在[S]及[A]的合计小于40质量%的情况、或者[S]及[A]的合计超过70质量%的情况下,加强用玻璃纤维的原料的熔融温度过高、该原料的熔融物的粘度过高、或者该原料的熔融物的粘度过低,因此,原料的熔融纺丝性有时会降低。SiO2与Al2O3的含有率的合计优选为50质量%以上,更优选为55质量%以上。SiO2与Al2O3的含有率的合计也可以为65质量%以下。
在加强用玻璃纤维中,Al2O3的含有率相对于SiO2与Al2O3的含有率的合计之比([A]/([A]+[S]))例如为0.10~0.40,优选为0.15~0.40。在[A]/([A]+[S])小于0.10的情况、或者[A]/([A]+[S])超过0.40的情况下,加强用玻璃纤维的原料的熔融纺丝性有时会降低。[A]/([A]+[S])优选为0.35以下,更优选为0.30以下,进一步优选为0.25以下,特别优选为0.20以下。
在本实施方式的加强用玻璃纤维中,Fe2O3发挥重要的作用。即,如果Fe2O3在适度的范围内包含于加强用玻璃纤维中,则加强用玻璃纤维的耐酸性、耐碱性提高。另外,Fe2O3作为原料而大量存在,因此,能够降低原料的使用成本。此外,Fe2O3也能够提高加强用玻璃纤维的弹性模量。另一方面,如果在加强用玻璃纤维中包含过量的Fe2O3,则耐酸性降低,也有时会发生失透。在加强用玻璃纤维中,Fe2O3的含有率为12~25质量%。如果Fe2O3的含有率超过25质量%,则加强用玻璃纤维的原料的熔融物的粘度过低,因此,有时加强用玻璃纤维的制作困难。另外,耐酸性也有时会降低。Fe2O3的含有率优选为15质量%以上,也可以为17质量%以上。Fe2O3的含有率优选为23质量%以下,更优选为20质量%以下。Fe2O3的含有率优选为15~25质量%,更优选为15~23质量%,视情况而言也可以为20~25质量%。
需要说明的是,对于现有的玻璃纤维而言,Fe2O3的含有率设定为1质量%以下的情况较多。对于本实施方式的加强用玻璃纤维而言,通过将Fe2O3的含有率调整为12~25质量%,能够在降低制作加强用玻璃纤维时的配合料成本的同时提高耐酸性、耐碱性,并且能够得到高弹性模量。另外,在Fe2O3的含有率高的情况下,加强用玻璃纤维有时会着色。本实施方式的加强用玻璃纤维适于着色不会成为问题的用途、特别是将混凝土制品、橡胶制品加强的用途。
CaO是使耐碱性、特别是耐水泥性提高的成分。CaO也存在使加强用玻璃纤维的弹性模量提高的倾向。在加强用玻璃纤维中,CaO的含有率例如为5~30质量%。在CaO的含有率小于5质量%的情况下,加强用玻璃纤维的原料的熔融开始温度高,因此,从节能的观点考虑不优选,也存在耐碱性差的倾向。在CaO的含有率超过30质量%的情况下,加强用玻璃纤维的原料的熔融物的粘度过低,因此,有时加强用玻璃纤维的制作困难。CaO的含有率优选为10质量%以上,也可以为13质量%以上、15质量%以上、17质量%以上、20质量%以上。CaO的含有率可以为25质量%以下。CaO的含有率也可以为18~30质量%,视情况而言也可以为15~25质量%,还可以为20~30质量%。
从使加强用玻璃纤维的弹性模量、耐碱性提高的观点考虑,优选在加强用玻璃纤维中,CaO的含有率为18~30质量%,且Fe2O3的含有率为15~25质量%。从同样的观点考虑,在加强用玻璃纤维中,CaO的含有率可以为15~25质量%,且Fe2O3的含有率可以为15~23质量%。在加强用玻璃纤维中,CaO与Fe2O3的含有率的合计例如为30质量%以上,也可以为31质量%以上、33质量%以上、进而35质量%以上。CaO与Fe2O3的含有率的合计例如为60质量%以下,也可以为50质量%以下。
对于本实施方式的加强用玻璃纤维而言,适当地调整Fe2O3的含有率,根据需要也适当地调整SiO2与Al2O3的含有率的合计、通过Al2O3/(SiO2+Al2O3)计算出的质量比、CaO的含有率等。由此,加强用玻璃纤维与现有的加强用玻璃纤维相比,存在弹性模量等机械特性、耐碱性、耐酸性等化学耐久性优异的倾向。
本实施方式的加强用玻璃纤维还可以含有上述的成分以外的其他成分。例如,加强用玻璃纤维可以包含来自原料的杂质、制造装置等的微量成分。作为微量成分,例如可举出:MgO、Na2O、K2O、TiO2、CrO2等。在加强用玻璃纤维中,微量成分的含有率例如小于10质量%,也可以小于5质量%。
加强用玻璃纤维的制作方法没有特别限定,例如包括由原料形成熔融物的步骤、和由熔融物纺丝成加强用玻璃纤维的步骤。加强用玻璃纤维的原料可以是SiO2、Al2O3、Fe2O3及CaO中的各个单独化合物的混合物,从成本的观点考虑,可以是包含选自大量包含SiO2的二氧化硅源、大量包含Al2O3的氧化铝源、大量包含SiO2与Al2O3这两者的二氧化硅氧化铝源、大量包含Fe2O3的氧化铁源、及大量包含CaO的氧化钙源中的至少1种的混合物。对于该混合物而言,可以通过将纯度高的原料与上述的二氧化硅源等原料一起混合,从而调整其组成。
作为二氧化硅源,没有特别限定,例如可举出:非晶质二氧化硅、硅砂、气相二氧化硅、火山灰等。
作为氧化铝源,没有特别限定,除了氧化铝以外,还可以举出莫来石等其他矿石。
作为二氧化硅氧化铝源,没有特别限定,例如可举出:高岭石、蒙脱石、长石、沸石等。
作为氧化铁源,没有特别限定,例如可举出:氧化铁、氢氧化铁、铁矿石等。
作为氧化钙源,没有特别限定,除了碳酸钙以外,可举出方解石、白云石等其他矿石。
除了上述示例出的实例以外,还可以利用火力发电废弃物、金属精炼废弃物作为二氧化硅源、氧化铝源、二氧化硅氧化铝源、氧化铁源、及氧化钙源中的1种。
作为火力发电废弃物,可举出烟灰、灰渣等。烟灰、灰渣由于富含SiO2及Al2O3,所以适合作为二氧化硅氧化铝源。然而,烟灰及灰渣存在Fe2O3的含有率低的倾向,因此,难以仅使用这些制作本实施方式的加强用玻璃纤维。在使用烟灰、灰渣的情况下,通过与适量的氧化铁源一起配合,能够以低成本制作本实施方式的加强用玻璃纤维。需要说明的是,作为煤气化联合循环发电(IGCC:Integrated coal Gasification Combined Cycle)的废弃物而产生的煤气化炉渣(CGS:Coal Gasification Slag)具有与烟灰几乎相同的化学组成。因此,煤气化炉渣也可以用作二氧化硅氧化铝源。煤气化炉渣为颗粒状,因此,具有处理性优异的优点。
作为金属精炼废弃物,可举出钢铁炉渣、铜炉渣等。钢铁炉渣的CaO的含有率高,因此,可以用作氧化钙源。作为钢铁炉渣,可举出高炉炉渣、转炉炉渣、还原炉渣等。铜炉渣的Fe2O3的含有率高,因此,可以用作氧化铁源。
如上所述,作为二氧化硅氧化铝源,可以使用烟灰、灰渣或煤气化炉渣。作为氧化铁源,可以使用铜炉渣。作为氧化钙源,可以使用钢铁炉渣。即,作为二氧化硅氧化铝源、氧化铁源及氧化钙源,可以利用工业废弃物。
除了上述示例出的实例以外,以玄武岩、安山岩为代表的火山岩也可以用作二氧化硅氧化铝源。
以下的表1~3示出上述的二氧化硅氧化铝源、氧化铁源及氧化钙源的组成的具体例。表1及2的FA(1)~FA(9)及FA(12)是从日本国内的火力发电厂排出的烟灰的组成的实例。表2的FA(10)是在日本国内的铜精炼厂产生的铜炉渣的组成的实例。FA(11)是从日本国内的煤气化联合循环发电厂排出的煤气化炉渣的组成的实例。FA(13)是在日本国内的制铁厂产生的高炉炉渣的组成的实例。FA(14)是在日本国内的制铁厂产生的还原炉渣的组成的实例。表3的BA(1)及BA(2)是在秋田县及福井县采取的氧化铁的含有率特别高的玄武岩系岩石(火山岩)的组成的实例。需要说明的是,表1~3的组成是通过荧光X射线分析法测定的值。
[表1]
<烟灰组成、单位:质量%>
成分 FA(1) FA(2) FA(3) FA(4) FA(5) FA(6)
Fe2O3[F] 10 5 5 9 10 14
SiO2[S] 53 61 57 72 51 59
Al2O3[A] 13 25 18 11 18 25
CaO[C] 17 0 3 3 12 1
其他 7 9 17 5 9 1
[表2]
<烟灰、炉渣组成、单位:质量%>
[表3]
<火山岩组成、单位:质量%>
成分 BA(1) BA(2)
Fe2O3[F] 19 18
SiO2[S] 46 25
Al2O3[A] 11 10
CaO[C] 17 3
其他 7 44
在本实施方式的制作方法中,可以在将原料熔融而形成熔融物后,不使熔融物固化,而供于纺丝。该方法被称为直接熔融法。另外,在本实施方式的制作方法中,由上述的原料形成熔融物的步骤可以设为具备使熔融了的原料固化而得到固化体的步骤、和将该固化体熔融而形成熔融物的步骤的方法。成为中间原料的固化体被称为玻璃球(marble),因此,该方法作为玻璃球熔融(marble melt)法而为人所知。
原料、固化体的熔融例如通过熔融炉进行。在本实施方式的制作方法中,在由熔融物纺丝成加强用玻璃纤维的步骤中,可以使用安装于熔融炉的底部的漏板连续地制作加强用玻璃纤维。
图1示出用于制作加强用玻璃纤维的纺丝装置的一例。如图1所示,将在熔融炉内熔融的熔融物从底部具有多个(例如为2400个)喷嘴的漏板10抽出,形成多个加强用玻璃纤维11。可以在对加强用玻璃纤维11吹送了冷却水后,通过粘合剂敷料器12的涂布辊13涂布粘合剂(集束剂)14。涂布有粘合剂14的多个加强用玻璃纤维11可以通过加强垫15而各自集束成例如由800根左右的加强用玻璃纤维11形成的线料16。各线料16可以一边通过横动指状物(traverse finger)17而进行横向运动,一边卷绕于在嵌入有筒夹18的圆筒管19。如果将卷绕有线料16的圆筒管19从筒夹18拆下,则可得到饼(线料卷体)20。需要说明的是,关于线料的详细情况,在后面叙述。
加强用玻璃纤维例如为长纤维。视情况而言,加强用玻璃纤维也可以为短纤维。
加强用玻璃纤维的直径可以为15μm以下、进而10μm以下。在具备将多个加强用玻璃纤维成束而成的线料的加强用线中,直径更细的加强用玻璃纤维的使用容易使线料相对柔韧地弯曲。因此,直径更细的加强用玻璃纤维能够使线的弯曲强度提高。另外,如果在相同的强度下比较,则能够减少线的截面积。加强用玻璃纤维的直径的下限没有特别限制,例如为2μm,也可以为3μm。然而,加强用玻璃纤维也可以粗至直径超过15μm的程度、进而达到20μm以上的程度。
加强用玻璃纤维的直径的偏差可以为±3μm以下、进而±2μm以下。偏差大而直径不一致的加强用玻璃纤维的外形波动而容易产生应力,弯曲强度降低。因此,加强用玻璃纤维的直径的偏差越小越优选。这里,加强用玻璃纤维的直径的偏差可以通过在任意50个位置测定加强用玻璃纤维的直径、由其简单平均与最大值的差值(由+表示)及简单平均与最小值的差值(由-表示)来确定。需要说明的是,加强用玻璃纤维的直径可以通过上述简单平均来确定。
加强用玻璃纤维的截面例如为大致圆形,其真圆度可以为0.7以上。这里,真圆度是将加强用玻璃纤维的截面积S、截面的周长设为L时由(4πS/L2)定义的值。该值为1的截面是正圆。真圆度具体可以使用扫描型电子显微镜来测定。此时,使用图像处理软件、例如Wayne Rasband的Image J是方便的。
加强用玻璃纤维的密度没有特别限定,例如为2.4~2.8g/cm3
本实施方式的加强用玻璃纤维的非晶性高,因此,几乎不会发生由结晶相与非晶质相的界面的剥离导致的强度降低,具有高的强度。在加强用玻璃纤维中,非晶性的尺度即非晶化度也取决于其组成,通常为90%以上,也可以为95%以上。非晶化度可以通过X射线衍射(XRD)图谱并利用下述式(1)而计算出。
非晶化度(%)=[Ia/(Ic+Ia)]×100 (1)
(式(1)中,Ic是对加强用玻璃纤维进行X射线衍射分析时的结晶质峰的散射强度的积分值之和,Ia是非晶质光晕的散射强度的积分值之和。)
加强用玻璃纤维例如实质上仅包含非晶质相。加强用玻璃纤维实质上仅包含非晶质相是指,在X射线衍射图谱中,仅观测到非晶质光晕,观测不到结晶相的峰。
本实施方式的加强用玻璃纤维例如具有优异的机械特性。作为一例,加强用玻璃纤维的弹性模量(杨氏模量)E例如为80MPa以上,优选为85MPa以上,更优选为90MPa以上。弹性模量为85MPa以上、特别是90MPa以上的加强用玻璃纤维特别适于橡胶制品、塑料制品的加强。加强用玻璃纤维的弹性模量E的上限值没有特别限定,例如可以为100MPa。对于加强用玻璃纤维的弹性模量E(MPa)而言,可以通过通常的超声波法对在试样中传播的弹性波的纵波速度v1(m/s)和横波速度vt(m/s)进行测定,并基于另行通过阿基米德法测定的试样的密度ρ(kg/m3),通过下述式而计算出。需要说明的是,作为超声波法、阿基米德法中使用的试样的具体例,可举出具有与加强用玻璃纤维相同的组成的板状的试样玻璃。
E=10-6·ρ·vt 2·(v1 2-4/3·vt 2)/(v1 2-vt 2)
加强用玻璃纤维的拉伸强度例如为2500N/mm2以上,优选为3000N/mm2以上,更优选为3500N/mm2以上,进一步优选为4000N/mm2以上,特别优选为4500N/mm2以上,尤其优选为超过高强度/高弹性玻璃(例如,AGY公司的S2玻璃)的拉伸强度的4900N/mm2以上。加强用玻璃纤维的拉伸强度的上限值没有特别限定,例如为10000N/mm2,也可以为5000N/mm2。加强用玻璃纤维的拉伸强度可以通过按照JIS R1657:2003的规定的方法来测定。
加强用玻璃纤维的拉伸弹性模量例如为0.8×105kN/mm2以上,优选为超过高强度/高弹性玻璃(例如,日本板硝子株式会社的MAGNAVI(注册商标))的拉伸弹性模量的1.0×105kN/mm2以上。加强用玻璃纤维的拉伸弹性模量可以通过按照JIS R1657:2003中规定的A法的方法来测定。
本实施方式的加强用玻璃纤维还有具有优异的热稳定性的倾向。加强用玻璃纤维的玻璃化转变温度Tg例如为700℃以上,优选为超过高强度/高弹性玻璃(例如AGY公司的S2玻璃、日东纺织株式会社的T玻璃及日本板硝子株式会社的U玻璃)的玻璃化转变温度的850℃以上,更优选为900℃以上,进一步优选为1000℃以上。加强用玻璃纤维的玻璃化转变温度Tg的上限值没有特别限定,例如为1500℃。玻璃化转变温度Tg可以使用市售的差示热膨胀计来测定。
本实施方式的加强用玻璃纤维还有具有优异的化学耐久性(耐碱性、耐酸性)的倾向。耐碱性例如可以根据通过后述的方法测定的质量减少率ΔWBASE来判断。加强用玻璃纤维的质量减少率ΔWBASE例如为0.30质量%以下,优选为0.25质量%以下,进一步优选为0.20质量%以下。质量减少率ΔWBASE低、耐碱性优异的加强用玻璃纤维适于混凝土制品、塑料制品的加强。特别是在将加强用玻璃纤维被用于混凝土制品的加强的情况下,存在对加强用玻璃纤维要求高耐碱性的倾向。
质量减少率ΔWBASE可以通过按照日本光学玻璃工业会标准的“光学玻璃的化学耐久性的测定方法(粉末法)”(JOGIS 06)的以下的方法来测定。首先,将加强用玻璃纤维(或者具有与加强用玻璃纤维相同的组成的板状的试样玻璃)粉碎。对于粉碎后的试样,将从试验用筛600μm通过、且残留在试验用筛425μm上的大小的试样区分,作为测定试样。需要说明的是,试验用筛在JIS Z8801中有所规定。接下来,称量测定试样,浸渍于温度99℃、浓度10质量%的氢氧化钠水溶液中1小时。氢氧化钠水溶液相对于测定试样使用充分的量,例如相对于5g的测定试样使用80mL。浸渍后,通过倾斜法(倾析)将上清除去,将残留试样干燥,测定其质量。计算出测定试样的质量与残留试样的质量之差相对于浸渍于氢氧化钠水溶液中之前的测定试样的质量的比率,可以将所得到的计算值视为质量减少率ΔWBASE
耐酸性例如可以根据质量减少率ΔWACID来判断。加强用玻璃纤维的质量减少率ΔWACID例如为1.50质量%以下,优选为1.00质量%以下,更优选为0.50质量%以下,进一步优选为0.20质量%以下。质量减少率ΔWACID低、耐酸性优异的加强用玻璃纤维适于塑料制品的加强。质量减少率ΔWACID除了使用温度99℃、浓度21.2质量%的硫酸水溶液来代替氢氧化钠水溶液以外,通过与质量减少率ΔWBASE相同的方法来测定。
本实施方式的加强用玻璃纤维可以用于各种制品的加强。作为一例,加强用玻璃纤维可以用于混凝土制品的加强,也可以用于橡胶制品的加强,还可以用于塑料制品的加强。
(混凝土制品的加强)
如上所述,加强用玻璃纤维可以用于混凝土制品的加强。从另一方面,本发明提供具备本实施方式的加强用玻璃纤维的混凝土制品。在一个优选方式中,混凝土制品具有水泥组合物、和埋入水泥组合物中的加强用玻璃纤维。在另一个优选方式中,混凝土制品具备主体部、和被覆该主体部的表面的被覆构件,该被覆构件包含加强用玻璃纤维。被覆构件例如还包含树脂、水泥等材料。
加强用玻璃纤维可以根据混凝土制品的种类等而适当地进行加工。详细而言,混凝土制品的加强可以使用短切原丝、纤维片、棒等。从另一方面,本发明提供包含本实施方式的加强用玻璃纤维的短切原丝、包含本实施方式的加强用玻璃纤维的纤维片、包含本实施方式的加强用玻璃纤维的棒等。
[短切原丝]
包含加强用玻璃纤维的短切原丝例如可以通过将加强用玻璃纤维成束而成的线料切断来制作。线料中所含的加强用玻璃纤维的数没有特别限定,例如为100~10000根,典型地为400~4000根。线料可以通过在对加强用玻璃纤维进行纺丝时利用一般用于线料的形成的集束剂、例如弹性体系集束剂将经纺丝后的规定数量的加强用玻璃纤维成束而形成。可以将形成的线料卷绕于筒夹等,并进行干燥等规定的处理。线料可以通过参照图1进行说明的方法来制作。
图2是示出用于制作短切原丝的装置的一例的图。如图2所示,例如,将通过图1的纺丝装置制作的饼20收纳于纱架(creel)21,将线料16从饼20抽出,通过集束引导件22成束成线料束(粗纱)23。通过喷雾装置24对该线料束23喷雾水或处理液。此外,通过用切断装置25的旋转刀26将线料束23切断,从而得到短切原丝27。需要说明的是,短切原丝也可以如下所述地制作:在图1中,不将线料16卷绕成饼20,而直接通过切断装置25的旋转刀(切断器)26切断而制作(直接切断)。另外,短切原丝也可以通过将1根线料16切断而制作。在本说明书中,有时将由线料束形成的短切原丝称为“集束短切原丝”。将由1根线料形成的短切原丝称为“非集束短切原丝”。
短切原丝例如可以与水泥组合物混合使用。作为一例,可以通过对混凝土制品的主体部的表面吹送非集束短切原丝与水泥组合物的混合物,从而形成被覆主体部的表面的被覆构件。通过该被覆构件,能够抑制混凝土材料从主体部的表面剥落。另一方面,集束短切原丝与水泥组合物的混合物适于混凝土制品整体的加强。该混合物中的集束短切原丝担负与用于土墙、灰浆的稻草同样的作用。
短切原丝的比表面积大,与水泥接触的面积大。因此,特别优选在用于混凝土制品的加强的短切原丝中,加强用玻璃纤维具有优异的耐碱性。该加强用玻璃纤维也必须具有实用上充分的弹性模量。
[纤维片]
包含加强用玻璃纤维的纤维片可以为纺布,也可以为无纺布。作为纺布,例如可举出使用粗纱、纱线作为经纱和/或纬纱的布。作为无纺布,例如可举出由短切原丝形成的短切原丝毡。无纺布可以由短纤维形成。
纤维片例如可以浸渍于水泥灰浆、环氧树脂等树脂中而使用。纤维片可以在其表面被由树脂构成的层(树脂层)被覆的状态下使用。在本说明书中,有时将浸渍于水泥灰浆、树脂中的纤维片、其表面被树脂层被覆的纤维片称为保护片。可以在保护片的制造中利用手工层压成形法、SMC(片状模塑料,Sheet Molding Compound)成形法、BMC(块状模塑料,BulkMolding Compound)成形法等公知的方法。
<混凝土制品>
图3A及3B示出包含上述的保护片的混凝土制品的一例。详细而言,在图3A及3B中,作为混凝土制品,示出用于基于盾构方法的隧道的衬砌的片段31。片段31具有圆弧板形状,可以通过在利用盾构机挖掘的挖掘孔内相互接合而形成圆筒状的衬砌体。详细而言,多个片段31可以通过在圆周方向上相互接合而形成环。多个片段31可以通过在该环的轴向上相互接合而形成衬砌体。
在片段31在圆周方向上的接合端面31A设置有接头板33。对于多个片段31,通过使接头板33相互连结并固定,从而可以将多个片段31在圆周方向上接合。在上述的环的轴向上的片段31的一个接合端面31B设置有从接合端面31B突出的接合棒(未图示)。在另一个接合端面31B设置有将上述的接合棒卡合的接合件32。在接合件32形成有接合棒插入的插入孔H。
图3B是接合端面31B附近的片段31的放大剖面图。如图3B所示,片段31还具备配置于接合端面31B的保护片41。换言之,在片段31中,保护片41的表面构成接合端面31B。保护片41作为被覆片段31的主体部的表面的被覆构件发挥功能。在将多个片段31相互接合的情况下,这些接合端面31B、即保护片41相互接触。
如图3A及3B所示,在将多个片段31相互接合的情况下,片段31可以还具备将这些片段31密封的密封构件44。
在盾构方法中,盾构机一边通过其前端部的切割器对地基进行挖掘,一边在使起重器的扩张器接触由片段31构成的衬砌体的状态下,使起重器的棒伸展。由此,盾构机可以通过起重器从衬砌体得到反冲力,可以通过该反冲力进行推进。盾构机具备多个起重器,因此,多个扩张器接触衬砌体。因此,在从多个扩张器对衬砌体的按压力向衬砌体的外侧发挥作用的情况下,有时会在衬砌体中相邻的2个片段31之间产生应力。保护片41可以通过使该应力松弛来抑制在接合端面31B附近产生裂纹。
[棒]
包含加强用玻璃纤维的棒例如将加强用玻璃纤维成束而成。作为一例,棒通过将加强用玻璃纤维编成扭绳状来制作。在棒中,成束后的加强用玻璃纤维可以通过水泥、环氧树脂等树脂来加固。棒例如可以用作钢筋的替代。
<混凝土制品>
图4示出包含上述的棒的混凝土制品的一例。详细而言,在图4中,作为混凝土制品,示出电线杆50。电线杆50中,其一部分被埋入地下60,朝向上方延伸。电线杆50具备包含填充在其内部的灰浆等的水泥组合物52、和埋入水泥组合物52内的多个棒55。棒55从电线杆50的底部沿着电线杆50延伸的方向相互平行地配置。特别优选在用于电线杆50的加强的棒55中,加强用玻璃纤维具有优异的弹性模量。该加强用玻璃纤维也必须具有实用上充分的耐碱性。
图4所示的电线杆50例如可以通过以下方法来制作,对于内部形成有空洞的电线杆,经由开口等将棒55插入电线杆的内部,进一步将水泥组合物52填充至电线杆的内部。该制作方法的详细情况例如记载于日本特开2006-2543号公报。需要说明的是,在日本特开2006-2543号公报中,使用由芳族聚酰胺纤维形成的芳族聚酰胺棒。包含本实施方式的加强用玻璃纤维的棒55与芳族聚酰胺棒相比,存在耐碱性优异的倾向。
[其他]
通过加强用玻璃纤维加强的混凝土制品的实例不限定于上述实例。加强用玻璃纤维可以用于各种混凝土制品的骨材、加强材料等。加强用玻璃纤维还有具有良好的机械特性及热稳定性的倾向,因此,也可以用于要求耐热性的混凝土制品(例如,用于发电厂、熔融炉、炼焦炉等的混凝土制品)、或要求耐火性的建材(例如,建筑物的耐火结构、耐火被覆材料等)。
此外,加强用玻璃纤维也可以加工成除上述的短切原丝、纤维片、棒以外的其他形态、例如线料、粗纱、纱线、线等而使用。需要说明的是,纱线通过对1根或2根以上线料进行加捻而得到。
(橡胶制品的加强)
如上所述,加强用玻璃纤维可以用于橡胶制品的加强。从另一方面,本发明提供具备本实施方式的加强用玻璃纤维的橡胶制品。作为一例,橡胶制品具有橡胶组合物(基体橡胶)、和埋入橡胶组合物的加强用玻璃纤维。
加强用玻璃纤维可以根据橡胶制品的种类等而适当地进行加工。详细而言,橡胶制品的加强可以使用线等。从另一方面,本发明提供包含本实施方式的加强用玻璃纤维的线。
[线]
线(橡胶加强用线)具备将上述的加强用玻璃纤维(橡胶加强用纤维)成束而成的线料。线料中所含的加强用玻璃纤维的数量没有特别限定,例如为100~2000根、典型地为200~600根。线料可以通过在对加强用玻璃纤维进行纺丝时利用一般用于线料的形成的集束剂、例如弹性体系集束剂将经纺丝了的规定数量的加强用玻璃纤维成束而形成。可以将形成的线料卷绕于筒夹等,并进行干燥等规定的处理。
对于线而言,优选将多个线料成束而形成线料集合体。然而,形成线的线料也可以为1根。线料或线料集合体优选包含200根~36000根加强用玻璃纤维,更优选包含200根~7800根加强用玻璃纤维。另外,线料或线料集合体的线直径优选为10特克斯(tex)~8350特克斯,更优选为68特克斯~1430特克斯。
对于线而言,线料可以由包含选自间苯二酚-甲醛缩合物及硫化剂中的至少1种、和胶乳的处理液A形成的第1被覆层被覆。通过用第1被覆层被覆线料,能够提高线与埋入线的基体橡胶的粘接性。第1被覆层可以被覆1根线料,也可以被覆将2根以上线料成束而成的线料集合体。
胶乳的种类没有特别限定,例如,可以是选自乙烯基吡啶-苯乙烯-丁二烯三元聚合物(VP)胶乳、氯磺化聚苯乙烯(CSM)胶乳、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)胶乳及含氰基高饱和聚合物胶乳中的至少1种。通过使用这些材料,能够提高加强用线的耐热性、耐水性。需要说明的是,作为含氰基高饱和聚合物,可举出将NBR氢化而成的材料(H-NBR)等包含丙烯腈作为结构单元的共聚物、将三元共聚物氢化而成的材料、或者包含丁二烯-乙烯-丙烯腈三元共聚物等丙烯腈和饱和烃作为结构单元的材料等。
间苯二酚-甲醛缩合物(RF)没有特别限定,可以使用酚醛清漆型、甲阶酚醛型、或者它们的混合型等。RF中的间苯二酚(R)与甲醛(F)的摩尔比优选为R∶F=1∶1~3。RF一般以包含固体成分的液体的形式来市售,可以适当地使用固体成分的含有率为5重量%~10重量%左右的范围的RF。
硫化剂没有特别限定,例如可举出选自马来酰亚胺化合物及有机二异氰酸酯化合物中的至少1种。在处理液A包含硫化剂的情况下,相对于胶乳的固体成分100重量份,处理液A中的硫化剂的含量可以为5~100重量份的范围,优选为20~75重量份的范围。在该情况下,能够使线的弯曲性与对于基体橡胶的粘接性的平衡更良好。
作为有机二异氰酸酯化合物,没有特别限定,例如可以使用六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)、甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、亚甲基双(苯基异氰酸酯)等。
处理液A可以包含1种或2种以上的这些有机二异氰酸酯化合物,对于像甲苯二异氰酸酯、亚甲基双(苯基异氰酸酯)这样存在与取代基相关的异构体的物质而言,也可以是该异构体彼此的混合物。另外,有机二异氰酸酯化合物可以在通过苯酚类或内酰胺类保护该异氰酸酯基的状态下使用。
作为马来酰亚胺化合物,没有特别限定,例如使用双马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺、二苯基甲烷-4,4’-双马来酰亚胺等即可。
处理液A中的固体成分的含有率优选为10重量%~40重量%的范围,更优选为25重量%~35重量%的范围。如果该含有率过小,则第1被覆层的形成变得不充分,如果过大,则难以控制处理液A向线料的涂布量,第1被覆层的厚度容易变得不均匀。
根据需要,处理液A可以包含用于调整pH的碱类、例如氨等,此外,还可以包含稳定剂、抗老化剂等。处理液A可以包含炭黑等填充剂,在该情况下,优选制成对基体橡胶的粘接性更优异的线。
第1被覆向线料的形成只要应用一般用于线的制作的方法即可。例如,使线料(包含集合体)连续地浸渍于收纳有处理液A的被覆浴中,将线料从被覆浴提起后,将过量的处理液除去,根据需要进行干燥即可。对于形成有第1被覆的线料而言,可以直接作为线,根据需要,也可以实施后述的加捻、第2被覆层形成等各处理。
第1被覆层以相对于线料的重量相当于10重量%~30重量%左右的量形成即可。
线可以具有如下结构:对被第1被覆层被覆的线料进行下捻而形成丝,对2根以上由此得到的丝进行成束,进一步进行上捻而得到的结构。在该情况下,能够制成强度进一步提高、耐弯曲疲劳特性更优异的线。下捻的次数在长度方向上可以为平均每2.54cm(1英寸)0.5次~4次左右、优选为1.2次~3次左右。可以在对2根~20根左右、优选为6根~15根左右通过下捻形成的丝进行成束后,在长度方向上平均每2.54cm进行0.5次~4次、优选为1次~2.8次左右上捻。
线可以被包含橡胶的第2被覆层被覆。在该情况下,能够制成与基体橡胶的粘接性进一步提高的线。
橡胶的种类没有特别限定,根据基体橡胶的种类等而适当选择即可,例如,在基体橡胶为含氰基高饱和聚合物的情况下,粘接性更优异,因此,优选第2被覆层包含CSM作为上述橡胶。另外,例如在基体橡胶为使聚甲基丙烯酸锌(ZDMA)分散于含氰基高饱和聚合物而得到的混合橡胶的情况下,粘接性更优异,因此,优选第2被覆层包含含氰基高饱和共聚物、或者与基体橡胶相同的组成的混合橡胶作为上述橡胶。
第2被覆层例如可以通过将线料(包含集合体)、被第1被覆层被覆的线料(包含集合体)、或对线料进一步加捻而得到的丝浸渗于溶解有橡胶或橡胶前体的处理液B后进行干燥而形成。由于将CSM、含氰基高饱和聚合物溶解于苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃、三氯乙烯等卤代烃、甲乙酮等酮类、乙酸乙酯等酯类,所以处理液B可以包含这些有机物质作为溶剂。
处理液B可以包含硫化剂,作为硫化剂,例如除了上述的马来酰亚胺化合物、有机二异氰酸酯化合物以外,还可以使用硫;二枯基过氧化物、1,3-双(叔丁基过氧化间异丙基)苯等有机过氧化物;对二硝基萘、对二亚硝基苯等芳香族亚硝基化合物等。根据需要,处理液B可以包含无机填充剂、抗老化剂、硫化助剂、增塑剂等。
处理液B中的除溶剂以外的物质(橡胶、硫化剂等)的含有率根据该物质的种类而适当设定即可,如果是3重量%~25重量%左右的范围、优选为5重量%~15重量%左右的范围,则能够容易地形成第2被覆层。上述除溶剂以外的物质中的橡胶或橡胶前体的含有率优选为20重量%~60重量%左右,在处理液B包含硫化剂的情况下,上述除溶剂以外的物质中的硫化剂的含有率优选为0.5重量%~30重量%左右的范围。
形成第2被覆层时,例如,在线料(包含集合体)或经加捻的丝的表面,相对于线料的重量并按照换算成除溶剂以外的物质的量计,附着1重量%~15重量%左右、优选为2重量%~6重量%左右的处理液B即可。
<橡胶制品>
通过上述的线进行了加强的橡胶制品的实例中包含橡胶带、橡胶轮胎、橡胶软管。橡胶带的一例为传动带。传动带的实例中包含啮合传动带、摩擦传动带。啮合传动带的一例为以汽车用正时皮带为代表的齿形带。摩擦传动带的实例中包含平带、圆带、V带、V多楔带。橡胶轮胎典型地为用于汽车用轮胎或自行车用轮胎。特别优选在橡胶制品的加强的线中,加强用玻璃纤维具有优异的弹性模量。
图5示出包含线的橡胶带的结构的一例。橡胶带1具有所谓齿形带的形状,且具备基体橡胶3、和埋入基体橡胶3内的多个线2。线2沿着橡胶带1的长度方向、换言之沿着与成为“齿”的突起部分4横穿的带宽度方向正交的方向相互平行地配置。出于抑制磨耗等目的,在形成有突起部分4的橡胶带1的表面粘贴有齿布5。
[其他]
加强用玻璃纤维也可以加工成除上述的线以外的其他形态而使用。作为其他形态,可举出上面对混凝土制品叙述的形态等。
(塑料制品的加强)
如上所述,加强用玻璃纤维可以用于塑料制品(树脂制品)的加强。从另一方面,本发明提供具备本实施方式的加强用玻璃纤维的塑料制品。在一个优选方式中,塑料制品具有树脂组合物(基体树脂)和埋入树脂组合物的加强用玻璃纤维。在另一个优选方式中,塑料制品具备主体部、和被覆该主体部的表面的被覆构件,该被覆构件包含加强用玻璃纤维。被覆构件例如可以进一步包含树脂等材料。有时将通过加强用玻璃纤维进行了加强的塑料制品称为FRP(纤维增强塑料,Fiber Reinforced Plastic)。
基体树脂可以包含热固性树脂,也可以包含热塑性树脂。作为热固性树脂,没有特别限定,例如可举出:环氧树脂、乙烯基酯树脂等改性环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。作为热塑性树脂,没有特别限定,例如可举出:聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂等。包含热塑性树脂的树脂制品可以通过注塑成形、可冲压成形等容易地制作。
加强用玻璃纤维可以根据塑料制品的种类等而适当地进行加工。详细而言,塑料制品的加强可以使用短切原丝、纤维片等。加强用玻璃纤维也可以加工成短切原丝、纤维片以外的其他形态而使用。作为其他形态,可举出上面对混凝土制品叙述的形态等。
<塑料制品>
通过本实施方式的加强用玻璃纤维进行了加强的塑料制品例如可以用于运动用品、汽车等车辆、船舶、建材、航空器、净化槽、浴缸、风力发电用的叶片、角材、杆、罐、管、下水管(排水管)、燃料罐、家电制品等用途。
作为用于运动用品用途的塑料制品,可举出钓线、钓竿、高尔夫球杆杆身、滑雪板、皮划艇、网球/羽毛球的球拍、弦等。作为用于车辆用途的塑料制品,可举出车辆主体、灯罩、前端面板、保险杠、座椅罩、驱动轴等。作为用于船舶用途的塑料制品,可举出船舶主体、桅杆、甲板等。作为用于航空器的塑料制品,可举出一次结构材料、二次结构材料、内装材料、座椅、附属构件等。作为用于家电制品的塑料制品,可举出基板、面板、开关齿轮、绝缘机、家电制品的主体等。
在自然环境中利用的塑料制品、例如排水管等中,加强用玻璃纤维有时会与酸雨等酸性液体接触。因此,特别优选该加强用玻璃纤维具有优异的耐酸性。该加强用玻璃纤维也必须具有实用上充分的弹性模量。
需要说明的是,本实施方式的加强用玻璃纤维也可以用于车辆的消声器、发动机部件、高炉等中使用的高温绝热材料。本实施方式的加强用玻璃纤维可以用于铅蓄电池等电池中使用的隔膜。
需要说明的是,从另一方面,本发明提供一种橡胶加强用纤维,
SiO2与Al2O3的含有率的合计为40~70质量%,
通过Al2O3/(SiO2+Al2O3)计算出的质量比为0.15~0.40,
Fe2O3的含有率为16~25质量%,
CaO的含有率为5~30质量%。
在本发明的一个方式中,上述的橡胶加强用纤维为长纤维。
在本发明的一个方式中,上述的橡胶加强用纤维的拉伸强度为4500N/mm2以上。
在本发明的一个方式中,上述的橡胶加强用纤维的拉伸弹性模量为1.0×105kN/mm2以上。
在本发明的一个方式中,上述的橡胶加强用纤维的玻璃化转变温度Tg为850℃以上。
从另一方面,本发明提供一种橡胶加强用线,其具备将上述的橡胶加强用纤维成束而成的线料。
从另一方面,本发明提供一种橡胶制品,其通过上述的橡胶加强用线进行了加强。
实施例
以下,通过实施例及比较例对本发明更详细进行说明。
以成为表4及5所示的组成的方式称量玻璃原料,以成为均质的状态的方式进行混合,制作原料混合配合料。作为玻璃原料,使用二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、三氧化二铁等。
接下来,使用电炉使制作的原料混合配合料在1500~1600℃下熔融,保持熔融状态约4小时,使得组成变得均匀。然后,将所得到的熔融玻璃组合物(玻璃熔融物)的一部分流出至铁板上,在电炉中退火至室温,得到用于评价的板状的试样玻璃。
(弹性模量)
将试样玻璃切断,对各面进行镜面研磨,制作25×25×5mm的板状样品,通过阿基米德法测定各样品的密度ρ。另外,弹性模量通过JIS R1602-1995的超声波脉冲法进行测定。具体而言,使用用于上述的密度测定的样品,对超声波脉冲传播的音速测定纵波和横波,与上述的密度一起代入上述的数学式,计算出弹性模量E。需要说明的是,使用奥林巴斯株式会社制的超声波厚度计MODEL 25DL PLUS,用传播距离(样品的厚度的2倍)除以频率20kHz的超声波脉冲在样品的厚度方向上传播、反射并返回为止的时间而计算出传播速度。
(耐碱性、耐酸性)
将试样玻璃粉碎,通过上述的方法测定质量减少率ΔWBASE和质量减少率ΔWACID
对所得到的各样品测定上述的特性。将结果示于表4及5。
[表4]
[表5]
根据表4及5可知,由各实施例得到了弹性模量高、耐碱性及耐酸性优异的玻璃组合物。可以认为由该玻璃组合物形成的加强用玻璃纤维适于各种制品、例如混凝土制品的加强。
根据实施例1~3的结果可知,在使SiO2的含有率减少、使CaO的含有率增加的情况下,弹性模量增加,并且质量减少率ΔWBASE降低,存在耐碱性提高的倾向。另一方面,在该情况下,质量减少率ΔWACID增加,存在耐酸性降低的倾向。
根据实施例2及4的结果、以及实施例3及5的结果可知,在使Al2O3的含有率减少、使CaO的含有率增加的情况下,存在耐碱性及耐酸性这两者提高的倾向。在该情况下,关于弹性模量,几乎没有变化。
根据实施例1、6及7的结果可知,在使SiO2的含有率减少、使Fe2O3的含有率增加的情况下,存在弹性模量增加的倾向。在该情况下,关于耐碱性,没有明确地观察到与组成的相关。
根据比较例1及2可知,在Fe2O3的含有率低于12质量%的情况下,如果Al2O3/(Al2O3+SiO2)的值小,则弹性模量低,如果Al2O3/(Al2O3+SiO2)的值大,则发生失透。根据比较例3及4可知,在Fe2O3的含有率高于25质量%的情况下,发生失透。需要说明的是,难以通过发生了失透的比较例2~4的玻璃组合物制作加强用玻璃纤维。
比较例5及6分别相当于作为通用的耐化学药品性玻璃的C玻璃及E玻璃的玻璃组合物。这些玻璃组合物的弹性模量低,未兼顾耐酸性和耐碱性。
产业上的可利用性
本实施方式的加强用玻璃纤维适于各种制品、例如混凝土制品的加强。

Claims (19)

1.一种加强用玻璃纤维,其包含SiO2、A12O3及Fe2O3
Fe2O3的含有率为12质量%~25质量%。
2.根据权利要求1所述的加强用玻璃纤维,其还包含CaO,
CaO的含有率为5质量%~30质量%。
3.根据权利要求1或2所述的加强用玻璃纤维,其中,
SiO2与Al2O3的含有率的合计为40质量%~70质量%,
通过Al2O3/(SiO2+Al2O3)计算出的质量比为0.10~0.40。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,拉伸强度为2500N/mm2以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,弹性模量为80MPa以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,玻璃化转变温度Tg为700℃以上。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,在浸渍于温度99℃、浓度10质量%的氢氧化钠水溶液中1小时后的情况下的质量减少率ΔWBASE为0.30质量%以下。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,所述加强用玻璃纤维被用于混凝土制品的加强。
9.根据权利要求8所述的加强用玻璃纤维,其中,在浸渍于温度99℃、浓度10质量%的氢氧化钠水溶液中1小时后的情况下的质量减少率ΔWBASE为0.25质量%以下。
10.根据权利要求1~7中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,所述加强用玻璃纤维被用于橡胶制品的加强。
11.根据权利要求1~7中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,所述加强用玻璃纤维被用于塑料制品的加强。
12.根据权利要求10或11所述的加强用玻璃纤维,其中,弹性模量为85MPa以上。
13.根据权利要求12所述的加强用玻璃纤维,其中,弹性模量为90MPa以上。
14.根据权利要求8及10~13中任一项所述的加强用玻璃纤维,其还包含CaO,
CaO的含有率为18质量%~30质量%,
Fe2O3的含有率为15质量%~25质量%。
15.根据权利要求8及10~13中任一项所述的加强用玻璃纤维,其还包含CaO,
CaO的含有率为15质量%~25质量%,
Fe2O3的含有率为15质量%~23质量%。
16.根据权利要求1~15中任一项所述的加强用玻璃纤维,其中,所述加强用玻璃纤维为长纤维。
17.一种短切原丝,其包含权利要求1~15中任一项所述的加强用玻璃纤维。
18.一种纤维片,其包含权利要求1~15中任一项所述的加强用玻璃纤维。
19.一种棒,其包含权利要求1~15中任一项所述的加强用玻璃纤维。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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WO2024034546A1 (ja) * 2022-08-08 2024-02-15 日本板硝子株式会社 ガラス組成物、ガラス繊維、ガラスフィラー、ガラス繊維の製造方法、及びガラスフィラーの製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE655476A (zh) * 1964-06-12 1965-03-01
CN1059135A (zh) * 1990-06-01 1992-03-04 伊索福圣戈班公司 能分解在生理介质中的矿物纤维
US20120163987A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Agy Holding Corporation High strength glass composition and fibers
WO2016046480A1 (fr) * 2014-09-26 2016-03-31 Saint-Gobain Isover Laine minerale
WO2020217568A1 (ja) * 2019-04-25 2020-10-29 新日本繊維株式会社 耐放射線劣化性無機組成物及びその繊維

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5627456B2 (zh) * 1973-07-19 1981-06-25
JPS60231440A (ja) * 1984-04-10 1985-11-18 ウオルト・デイズニー・プロダクシヨンズ アルカリ耐性ガラス、その製造方法、その物質組成並びにアルカリ耐性ガラスを用いた強化セメント
DE19546979A1 (de) * 1995-12-15 1997-07-03 Gruenzweig & Hartmann Temperaturbeständiges Mineralwolleprodukt
WO1998018618A1 (en) * 1996-10-31 1998-05-07 Owens Corning Mineral fiber compositions
GB9717482D0 (en) * 1997-08-18 1997-10-22 Rockwool Int Roof and wall cladding
US6998361B2 (en) * 2002-03-04 2006-02-14 Glass Incorporated High temperature glass fiber insulation
US20030166446A1 (en) * 2002-03-04 2003-09-04 Albert Lewis High temperature glass fiber insulation
JP4465705B2 (ja) * 2002-10-15 2010-05-19 日本電気硝子株式会社 ガラス組成物およびガラス繊維
JP4342382B2 (ja) 2004-06-21 2009-10-14 博保 皆吉 コンクリート製の電柱の補強方法
WO2006057405A1 (ja) 2004-11-29 2006-06-01 Nippon Sheet Glass Company, Limited ゴム補強用コードとそれを用いたゴムベルト
AU2006216407A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-31 James Hardie Technology Limited Alkali resistant glass compositions
US7977263B2 (en) * 2006-05-26 2011-07-12 Glass Incorporated Glass fiber for high temperature insulation
US7803731B2 (en) * 2007-08-15 2010-09-28 Johns Manville Fire resistant glass fiber
FR2940648B1 (fr) * 2008-12-30 2011-10-21 Saint Gobain Isover Produit d'isolation a base de laine minerale resistant au feu, procede de fabrication et composition d'encollage adaptee
EA021658B1 (ru) * 2009-07-13 2015-08-31 Роквул Интернэшнл А/С Минеральные волокна и их применение
KR101937807B1 (ko) * 2016-10-04 2019-01-14 재단법인 포항산업과학연구원 제철 공정의 부산물을 이용한 무기 섬유 및 이의 제조 방법
CN110809565B (zh) * 2017-06-29 2023-03-31 日本板硝子株式会社 玻璃组合物和使用了该玻璃组合物的玻璃制品
US20220177350A1 (en) * 2019-04-25 2022-06-09 Nippon Fiber Corporation Radiation-resistant inorganic material and fiber thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE655476A (zh) * 1964-06-12 1965-03-01
CN1059135A (zh) * 1990-06-01 1992-03-04 伊索福圣戈班公司 能分解在生理介质中的矿物纤维
US20120163987A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Agy Holding Corporation High strength glass composition and fibers
WO2016046480A1 (fr) * 2014-09-26 2016-03-31 Saint-Gobain Isover Laine minerale
WO2020217568A1 (ja) * 2019-04-25 2020-10-29 新日本繊維株式会社 耐放射線劣化性無機組成物及びその繊維

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