JPS5864243A - 高弾性耐熱性のガラス組成物 - 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】 本発明は高弾性耐熱性のあるガラス組成物、特に容易に
繊維化しうるに適したガラス組成物に関するものである
。

複合材料の補強材としてのガラス繊維は広く使用されて
いるが、ガラス繊維として高温度条件下でも高強度を保
持しつるものは少なく、特に実用的に使用されているも
のとなると極めて稀れである。

一方、セラミックスファイバーは耐熱性においては十分
なものであるが、製造が容易でシ〈特に長繊維として大
量生産できるものは殆んど開発されていない。

本発明は、特に長繊維化が可能で大量生産のできるガラ
ス繊維用の組成物であって、かつ高弾性、耐熱性に優れ
たものを開発すべく柿々ωＦ荒された結果として見い出
されたものである。

即ち、本発明は重量％（以下同じ）で、５ｉｎ２４５〜
７０％、Ａ４０．２０〜５５％、ＭｇＯ十〇８０１０〜
２５％、Ｍｇ０２〜１７％、Ｃａ０６〜２１％。

７１０２０〜６％、ＢａＯあるいはＳｒＯ又はこれらの
合量０〜１０％、Ｒ２０（アルカリ金属酸化物）０〜１
％、希土類酸化物０〜１０％の組成からなりかつこれら
の含量が９９％を越える割合と有することを特徴とする
ガラス組成物を提供するものである。

現在高弾性かつ耐熱性のあるガラス繊維として実用化さ
れているものに米国オーエンスコーニングファイバーグ
ラス社が開発したＳガラスがよく知られている。

このガラスは、ＳｉＯ□が６５％、Ａｔ２０３が２５％
、ＭｇＯが１０％からなるもので、後述する実施例で示
すように優れた耐熱性とヤング率を備えているものであ
るが、一方では作業温度が約１４６０℃、液相温度が１
４５０℃程度と高く溶解及び繊維化の点で困難さがある
。

本発明は、このＳガラス□とヤング率で同等以上であり
ながら溶融性を向上せしめるとともに液相温度の低下に
ともなう繊維化も容易にすることに成功したものである
。

本発明にかかるガラスを構成する各成分の組成範囲は、
前述の通りであるが、その限定理由について説明すると
次の通りである。

５ｉ０２の含有量は、４５％より少ないとガラス化が困
難であり、一方７０％を越えると浴融か困難かつヤング
率低下をもたらすことになる。

特に好ま−しい範囲は５０〜６４％である。

Ａ４０．の含有量は、２０％以下だと耐熱性が十分でな
くかつヤング率も低下するので好ましくなく、一方５５
チより多くなると液相温度が上昇するなどし望ましくな
い。特に好ましい範囲は２０〜２８％である。

ＭｇＯ＋ＣａＯの合量については、１０％より少ないと
溶融性が良くないし、ヤング率の低下をもたらすことも
あチ、一方２５％より多くなると耐熱性が悪くなるし、
ヤング率の低下などをもたらす。特に好ましい範囲は１
２〜２５％である０ これらのＭｇＯとＣａＯについては、２成分の混合効果
でもって液相温度を低下させるとともに籾 ＣａＯについてはさらに作業温度（粉性）を調節するた
めに必要であり、またＭｇＯＫついてはヤング率と耐熱
性向」二のために必要であり、これらはＭ［！、Ｏが２
〜１７％、ＣａＯが６〜２１％の範囲で達成が可能で、
より容易かつ有効な範囲はＭｇＯが４〜１５％、ＣａＯ
が８〜１９％である。

本発明は、これらの５ｉｎ２、Ａｔ２０３、ＭｇＯ及び
ｑａ○を本質的な成分とするのであるが、そのほかのい
くつかの成分については本発明の目的を損わない範囲で
ある程度まで存在していても差支えなく、それらの成分
は、ＴｉＯ２、Ｂａｄ、　ＳｒＯ，Ｒ２０（アルカリ金
属酸化物）であり、希土類酸化物である。

まずＴｉＯ２については本発明の範囲で耐熱性、ヤング
率などを低下させることなく溶融性の向上に役立つこと
があり、０〜６チの範囲で有効であり、特には０〜４％
である。

ＢａＯとＳｒＯについては、ＭｇＯとＣａＯの一部を置
換するような形で存在せしめることができ、時として耐
熱性を向−卜せしめることに役立つことが分り、溶融性
などを損わない１０％までの範囲で可能であり、特には
０〜４％が良好である。

Ｒ２０１１ｉｉ分については、Ｎａ２Ｏ、Ｌ２０及びＬ
１２０であり、１％以上になるとヤング率及び耐熱性の
低下をもならすので望ましくないが、０〜１％なら溶融
性も良好で差支えない。

希土類酸化物については、Ｌａ２Ｏ３、ＣａＯ２、Ｎｄ
２０３　、Ｐ　ｒ６０Ｈ％　Ｓｍ、　ｏ、及びＥＬＩ２
０３から選ばれるし又は２以上であり、０〜１０％の範
囲であれば、本発明の目的を特別に損うことなく溶融性
も良好なため可能であり、特には０〜４チの範囲として
おくことが望ましい。

本発明ガラス組成物としては、これらの成分が上述した
如くそれぞれ特定された範囲からなると・ともにこれら
の含量が９９％を越える範囲にあることが必要であり、
上述以外の成分が１チ以上になると成分によっては一つ
の性智の向上に有効であっても他の性質を損うことにな
るため本発明の目的を達成し得ないものとなる。

向えばＺ　ｒｏ２についてはヤング率の向上には効果を
有するが、失透温度を大幅に一ト昇させるなどのため望
ましくないなど不純物成分を含めてこれらは１％以下に
制限しておくことが必贅となる。

つぎに、本発明のガラス組成の実施例と従来典型的なガ
ラス繊維としてよく知られているＥガラス及びＳガラス
といわれている組成例についての各棟試験結果を次表に
示す。

表で分る如く、本発明ガラス組成物は、このように転移
点は７４０℃以Ｉ−１軟化点９００℃以−Ｆ１ヤング率
はＥガラスの５％以上良好で、かつ液相温度が１４００
℃以下と俗解及び繊維化も容易であり、例えばアルミニ
ウムなど金属との複合材の補強材料などとして、６００
−・７００℃の高温下の成形温度でも軟化することなく
優れた引張強度を保持することが出来るものであり、そ
の工業的な価値は多大である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重量％で、 ５ｉ０２　　　　４５〜７ｏ％ Ａｔ２０３２０〜５５％ ＭｇＯ＋ＣａＯ１０〜２５％ Ｍｇ０　　　　　　２〜１７％ ＣａＯ６〜２１％ ＴＩＯ□　　　　　　０〜６％ ＢａＯ＋Ｓｒ○　　　　　０〜１０％ Ｒ２００〜　１％ 希土類酸化物　　　０〜１０％ からなり、かつこれらの合量が９９％以」−の組成から
   なることを特徴とする高弾性耐熱性のあるガラス組成物 ２、　　３ｉｎ２５０〜６４％ Ｍ２Ｏ３２０−２８％ Ｍｇ、○＋Ｃａ０１２〜２５４ Ｍｇ０　　　　　　　４〜１５％ ＣａＯ８〜１９％ ＴｌＯ２０〜　４％ ＢａＯ＋Ｓｒ０　　　　　　　０〜４％Ｒ２００〜　１
   ％ 希土類酸化物　　　０〜４％ の組成からなる特許請求の範囲第１項記載のガラス組成
   物 ３　ガラス組成物が繊維用のものである特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載のガラス組成物