JPS589775B2 - ガラス繊維の表面処理法 - Google Patents
ガラス繊維の表面処理法Info
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Landscapes
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガラス繊維に耐アルカリ性等を付与するガラ
ス繊維の表面処理法に関する。
ス繊維の表面処理法に関する。
最近、モルタルやコンクリートなどに酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ２）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（
Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化リチウム（Ｌｉ２０）を主成分
とするガラス長繊維や短繊維を混入し、セメント成形物
の曲げ強度等の強度を高めることが盛んに行われている
。
Ｏ２）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム
（ＭｇＯ）、酸化硼素（Ｂ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（
Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化リチウム（Ｌｉ２０）を主成分
とするガラス長繊維や短繊維を混入し、セメント成形物
の曲げ強度等の強度を高めることが盛んに行われている
。
そして、ガラス繊維の太さが細くなればなる程、引張強
度等の強度が高くなり、それに対応して曲げ強度等の強
度の高いセメント成形物が得られるため、細いガラス繊
維を使用することが推奨されている。
度等の強度が高くなり、それに対応して曲げ強度等の強
度の高いセメント成形物が得られるため、細いガラス繊
維を使用することが推奨されている。
ところで、上記のような組成を有するガラス繊維はｐＨ
２〜６の広範囲の酸性領域においては耐酸性を有してい
るが、ｐＨ９〜１２のアルカリ性領域においては耐アル
カリ性を有しておらず、セメント内のアルカリ成分によ
ってガラス繊維を構成するＣａｂ，ＭｇＯ等のアルカリ
土類金属の酸化物やＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ等のア
ルカリ金属の酸化物はＣａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２
、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨとして溶解されてしま
い、ガラス繊維の強度、特に引張強度が劣化する不都合
が生じている。
２〜６の広範囲の酸性領域においては耐酸性を有してい
るが、ｐＨ９〜１２のアルカリ性領域においては耐アル
カリ性を有しておらず、セメント内のアルカリ成分によ
ってガラス繊維を構成するＣａｂ，ＭｇＯ等のアルカリ
土類金属の酸化物やＮａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ等のア
ルカリ金属の酸化物はＣａ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２
、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＬｉＯＨとして溶解されてしま
い、ガラス繊維の強度、特に引張強度が劣化する不都合
が生じている。
特に、細くて表面積の大きなガラス繊維の場合には、セ
メントのアルカリ成分と接触する表面積が多くなり、劣
化が顕著となる。
メントのアルカリ成分と接触する表面積が多くなり、劣
化が顕著となる。
このため、最近耐アルカリ性をガラス繊維に付与する方
法として各種の樹脂を使用する有機系表面被膜法や種々
の無機酸による組成置換被膜形成法等が提案されている
が、いずれも充分な耐アルカリ性をガラス繊維に付与で
きず、未だ改善の余地が残っており、新しい方法の出現
が要望されていた。
法として各種の樹脂を使用する有機系表面被膜法や種々
の無機酸による組成置換被膜形成法等が提案されている
が、いずれも充分な耐アルカリ性をガラス繊維に付与で
きず、未だ改善の余地が残っており、新しい方法の出現
が要望されていた。
そこで、本発明者は耐アルカリ性のないガラス繊維また
は２５重量％以下の酸化ジルコニウムを含有する耐アル
カリ性の少ないガラス繊維を亜鉛鉛もしくは錫の塩化物
、硫酸塩もしくは硝酸塩またはそれらの混合物の水溶液
で表面処理してガラス繊維表面に耐アルカリ性の保護被
膜を形成することを特徴とするガラス繊維の表面処理法
を提案している（特願昭５３−７７１６６号および特願
昭５３−１０６５５９号）。
は２５重量％以下の酸化ジルコニウムを含有する耐アル
カリ性の少ないガラス繊維を亜鉛鉛もしくは錫の塩化物
、硫酸塩もしくは硝酸塩またはそれらの混合物の水溶液
で表面処理してガラス繊維表面に耐アルカリ性の保護被
膜を形成することを特徴とするガラス繊維の表面処理法
を提案している（特願昭５３−７７１６６号および特願
昭５３−１０６５５９号）。
本発明は、上記特願昭５３−７７１６６号および特願昭
５３−１０６５５９号の発明を改良するために更に鋭意
研究を行った結果、上記無機化合物のうちの塩化亜鉛と
珪弗化亜鉛とを併用することにより耐アルカリ性が更に
向上することを見い出し、本発明に到達した。
５３−１０６５５９号の発明を改良するために更に鋭意
研究を行った結果、上記無機化合物のうちの塩化亜鉛と
珪弗化亜鉛とを併用することにより耐アルカリ性が更に
向上することを見い出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、耐アルカリ性のないガラス繊維または
２５重量％以下の酸化ジルコニウムを含有する耐アルカ
リ性の少ないガラス繊維を、塩化亜鉛と珪弗化亜鉛とを
重量比で１：１〜９：１の割合で含有する酸性水溶液に
より表面処理してガラス繊維表面に耐アルカリ性の保護
被膜を形成することを特徴とするガラス繊維の表面処理
法に係わる。
２５重量％以下の酸化ジルコニウムを含有する耐アルカ
リ性の少ないガラス繊維を、塩化亜鉛と珪弗化亜鉛とを
重量比で１：１〜９：１の割合で含有する酸性水溶液に
より表面処理してガラス繊維表面に耐アルカリ性の保護
被膜を形成することを特徴とするガラス繊維の表面処理
法に係わる。
以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、塩化亜鉛と珪弗化亜鉛とを重量比で１：１〜９：
１の割合をもって水に添加し、酸性水溶液を調製する。
１の割合をもって水に添加し、酸性水溶液を調製する。
酸性範囲としては、ｐＨ２〜５が好ましく、また、上記
酸性水溶液中の塩化亜鉛濃度は、５〜２５ｗｔ％が好適
である。
酸性水溶液中の塩化亜鉛濃度は、５〜２５ｗｔ％が好適
である。
上記酸性水溶液が塩化亜鉛と珪弗化亜鉛とを上記重量比
の範囲で含有する場合には相乗効果が得られ、充分な耐
アルカリ性をガラス繊維に付与し得るが上記範囲外の場
合には相乗効果が得られず、良好な耐アルカリ性を有す
るガラス繊維は得られない。
の範囲で含有する場合には相乗効果が得られ、充分な耐
アルカリ性をガラス繊維に付与し得るが上記範囲外の場
合には相乗効果が得られず、良好な耐アルカリ性を有す
るガラス繊維は得られない。
前記のようにして調製された水溶液を、ＳｉＯ２、Ａ１
２０３、Ｂ２０３、ＭｇＯ，Ｃａｂ，Ｂａｄ，Ｋ２Ｏ、
Ｌｉ２０、Ｆｅ２０３、Ｔ ｉ０２等の適宜の組み合せ
からなる所謂Ｅ−ガラス、Ｃ−ガラス、Ａ−ガラス，Ｓ
−ガラス、Ｍ−ガラス等の耐アルカリ性のないガラス長
繊維や短繊維または上記ガラス繊維にＺ ｒ０２を２５
重量％以下配合したＧ−ガラス繊維等の耐アルカリ性の
少ないガラス長繊維や短繊維（以下、ガラス繊維と略称
する）に浸漬法、噴霧法、塗布法等の適宜の方法により
適用して、ガラス繊維を表面処理し、ガラス繊維表面に
耐アルカリ性の保護被膜を形成する。
２０３、Ｂ２０３、ＭｇＯ，Ｃａｂ，Ｂａｄ，Ｋ２Ｏ、
Ｌｉ２０、Ｆｅ２０３、Ｔ ｉ０２等の適宜の組み合せ
からなる所謂Ｅ−ガラス、Ｃ−ガラス、Ａ−ガラス，Ｓ
−ガラス、Ｍ−ガラス等の耐アルカリ性のないガラス長
繊維や短繊維または上記ガラス繊維にＺ ｒ０２を２５
重量％以下配合したＧ−ガラス繊維等の耐アルカリ性の
少ないガラス長繊維や短繊維（以下、ガラス繊維と略称
する）に浸漬法、噴霧法、塗布法等の適宜の方法により
適用して、ガラス繊維を表面処理し、ガラス繊維表面に
耐アルカリ性の保護被膜を形成する。
上記表面処理を、例えば浸漬法により行なう場合、浸漬
時間は１〜３秒程度の短時間で充分である。
時間は１〜３秒程度の短時間で充分である。
耐アルカリ性の保護被膜が形成されるのは次の反応機構
によるものと考えられる。
によるものと考えられる。
ＺｎＣｌ２、とＺｎＳｉＦ６との水溶液でケイ酸塩のガ
ラス繊維を表面処理する場合にはＳｉ−００網目構造の
中にＮａ＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２ ＋、Ｂａ２十
等の陽イオンが弱い結合力で結合されているが、このガ
ラス表面にｚｎＣｌ２とＺｎＳｉＦ６との水溶液が作用
すると、Ｎａ十等の陽イオンが反応性の強いＣｌ一陰イ
オンと容易かつ迅速に化合してＮａＣｌ，ＬｉＣｌ、Ｃ
ａｃ１２、？ｇＣ１２、ＢａＣ １等の塩類となってガ
ラス表面から溶出すると共に、Ｚｎ２＋等はＮａ十等の
陽イオンと置換して膠質の亜鉛保護被膜が瞬時に形成さ
れる。
ラス繊維を表面処理する場合にはＳｉ−００網目構造の
中にＮａ＋、Ｌｉ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２ ＋、Ｂａ２十
等の陽イオンが弱い結合力で結合されているが、このガ
ラス表面にｚｎＣｌ２とＺｎＳｉＦ６との水溶液が作用
すると、Ｎａ十等の陽イオンが反応性の強いＣｌ一陰イ
オンと容易かつ迅速に化合してＮａＣｌ，ＬｉＣｌ、Ｃ
ａｃ１２、？ｇＣ１２、ＢａＣ １等の塩類となってガ
ラス表面から溶出すると共に、Ｚｎ２＋等はＮａ十等の
陽イオンと置換して膠質の亜鉛保護被膜が瞬時に形成さ
れる。
この膠質の亜鉛保護被膜は常温において、アルカリ性や
弱酸性に対して安定なものである。
弱酸性に対して安定なものである。
次いで、上記のようにして、表面処理されたガラス繊維
を水洗した後、乾燥して表面処理されたガラス繊維製品
を形成する。
を水洗した後、乾燥して表面処理されたガラス繊維製品
を形成する。
前記のように、本発明の表面処理法によれば、亜鉛と珪
弗化亜鉛との膠質の保護被膜がガラス繊維表面に形成さ
れるため、本発明の方法により表面処理されたガラス繊
維は耐アルカリ性を有するだけではなく、耐風化性、耐
水性、耐酸性、柔軟性等の性質を有している。
弗化亜鉛との膠質の保護被膜がガラス繊維表面に形成さ
れるため、本発明の方法により表面処理されたガラス繊
維は耐アルカリ性を有するだけではなく、耐風化性、耐
水性、耐酸性、柔軟性等の性質を有している。
このため、本発明の方法により表面処理されたガラス繊
維をモルタルやコンクリートまたはプラスチックに配合
すると、曲げ強度等の強度の高いセメント成形物やプラ
スチック成形物が形成される。
維をモルタルやコンクリートまたはプラスチックに配合
すると、曲げ強度等の強度の高いセメント成形物やプラ
スチック成形物が形成される。
また、本発明の方法により表面処理されたガラス繊維は
柔軟性を有しているため、亀裂等の不都合の生じないセ
メント成形物が形成される。
柔軟性を有しているため、亀裂等の不都合の生じないセ
メント成形物が形成される。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明
する。
する。
実施例及び比較例
以下の第１表に示す各重量比をもってＺｎＣｌ２とＺｎ
ＳｉＦ６とを水に添加混合してそれぞれ第１表に示すｐ
Ｈの酸性水溶液を調製した。
ＳｉＦ６とを水に添加混合してそれぞれ第１表に示すｐ
Ｈの酸性水溶液を調製した。
なお、第１表に示す実施例１〜３と比較例１、２におい
て、酸性水溶液中のＺｎＣｌ２濃度はすべて１０ｗｔ％
となるように調製した。
て、酸性水溶液中のＺｎＣｌ２濃度はすべて１０ｗｔ％
となるように調製した。
上記各種の酸性水溶液中にそれぞれ直径１３μ長さ２５
ｍｍのＥ−ガラス繊維４００本のストランド２ｇ（引張
強度４．５３９ｋｇ／４００Ｈ）を常温で１．５秒間浸
漬した。
ｍｍのＥ−ガラス繊維４００本のストランド２ｇ（引張
強度４．５３９ｋｇ／４００Ｈ）を常温で１．５秒間浸
漬した。
次いで、表面処理されたガラス繊維を直ちに水洗した後
、８０±５℃で乾燥した。
、８０±５℃で乾燥した。
表面処理された各ガラス繊維の耐アルカリ性を調べるた
めに、表面処理されたガラス繊維を恒温槽内で８０±３
℃に保持されたｐＨ１２のポルトランドセメント抽出液
に２４０時間浸漬した後、取り出して水洗し、乾燥し、
次いでアルカリ減少率と引張強度の低下の程度とを測定
した。
めに、表面処理されたガラス繊維を恒温槽内で８０±３
℃に保持されたｐＨ１２のポルトランドセメント抽出液
に２４０時間浸漬した後、取り出して水洗し、乾燥し、
次いでアルカリ減少率と引張強度の低下の程度とを測定
した。
得られたアルカリ減少率と引張強度とをそれぞれ上記酸
性水溶液のうち、塩化亜塩と珪弗化亜鉛との〕混合比が
本発明の範囲内にあるものを実施例１〜３とし、また範
囲外のものを比較例１、２として第２表、第３表に示す
。
性水溶液のうち、塩化亜塩と珪弗化亜鉛との〕混合比が
本発明の範囲内にあるものを実施例１〜３とし、また範
囲外のものを比較例１、２として第２表、第３表に示す
。
更に、比較のため、以下の各種の比較実験も行った。
（Ａ）表面処理しないガラス繊維（比較例３ ） 、（
Ｂ） ｐＨ３．５のＺｎＣｌ２単独の１０ｗｔ％酸性水
溶液での表面処理（本出願人の特願昭５３−７７１６６
号の方法、比較例４）、（Ｃ）ｐＨ２．５のＺｎＳｉＦ
６単独の１０ｗｔ％酸性水溶液での表面処理（比較例５
）。
Ｂ） ｐＨ３．５のＺｎＣｌ２単独の１０ｗｔ％酸性水
溶液での表面処理（本出願人の特願昭５３−７７１６６
号の方法、比較例４）、（Ｃ）ｐＨ２．５のＺｎＳｉＦ
６単独の１０ｗｔ％酸性水溶液での表面処理（比較例５
）。
上記比較例３〜５で得られた結果を第２表、第３表に併
記する。
記する。
上記第１〜３表から明らかなように、本発明の範囲内の
量比のＺｎＣ１２とＺｎＳｉＦ６とを含有する水溶液で
表面処理されたガラス繊維はセメント抽出液に浸漬して
も、ほとんど引張強度が低下しないと共に、アルカリ減
量は少なく、充分な耐アルカリ性を有している。
量比のＺｎＣ１２とＺｎＳｉＦ６とを含有する水溶液で
表面処理されたガラス繊維はセメント抽出液に浸漬して
も、ほとんど引張強度が低下しないと共に、アルカリ減
量は少なく、充分な耐アルカリ性を有している。
特に、ＺｎＣｌ２とＺｎＳｉＦ６とを８０重量％：２０
重量％（＝４：１）の重量比をもって含有する水溶液で
表面処理した場合に、最も良好な耐アルカリ性を有する
ガラス繊維が得られる。
重量％（＝４：１）の重量比をもって含有する水溶液で
表面処理した場合に、最も良好な耐アルカリ性を有する
ガラス繊維が得られる。
これに対し、表面処理されていないガラス繊維はセメン
ト抽出液に浸漬すると、引張強度が測定不可能となる程
に劣化されると共に、アルカリ減量は約４０％と非常に
高く、全く耐アルカリ性を有していないことが判明した
。
ト抽出液に浸漬すると、引張強度が測定不可能となる程
に劣化されると共に、アルカリ減量は約４０％と非常に
高く、全く耐アルカリ性を有していないことが判明した
。
また、本発明の実施例１〜３の併用処理の場合は比較例
４〜５の単独処理の場合よりも良好な耐アルカリ性をガ
ラス繊維に付与できることも判明した。
４〜５の単独処理の場合よりも良好な耐アルカリ性をガ
ラス繊維に付与できることも判明した。
更に、本発明の範囲内の量比で併用処理した実施例１〜
３の場合は範囲外の量比で併用処理した比較例１〜２の
場合よりも良好な効果が得られることも判明した。
３の場合は範囲外の量比で併用処理した比較例１〜２の
場合よりも良好な効果が得られることも判明した。
なお、予期できないことに、本発明の実施例１の表面処
理法で処理されたガラス繊維の引張強度（４．５０２ｋ
ｇ／ｃｍ２）は表面処理前の原糸のガラス繊維ストラン
ドの引張強度（４． ５３９ｋｇ／ｃｍ２）とほとんど
同一であることが判明した。
理法で処理されたガラス繊維の引張強度（４．５０２ｋ
ｇ／ｃｍ２）は表面処理前の原糸のガラス繊維ストラン
ドの引張強度（４． ５３９ｋｇ／ｃｍ２）とほとんど
同一であることが判明した。
Claims (1)
- １ 耐アルカリ性のないガラス繊維または２５重量％以
下の酸化ジルコニウムを含有する耐アルカリ性の少ない
ガラス繊維を、塩化亜鉛と珪弗化亜鉛を重量比で１：１
〜９：１の割合で含有する酸性水溶液により、表面処理
してガラス繊維表面に耐アルカリ性の保護被膜を形成す
ることを特徴とするガラス繊維の表面処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53159632A JPS589775B2 (ja) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | ガラス繊維の表面処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53159632A JPS589775B2 (ja) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | ガラス繊維の表面処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5585437A JPS5585437A (en) | 1980-06-27 |
| JPS589775B2 true JPS589775B2 (ja) | 1983-02-22 |
Family
ID=15697948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53159632A Expired JPS589775B2 (ja) | 1978-12-22 | 1978-12-22 | ガラス繊維の表面処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS589775B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ303964B6 (cs) * | 2012-03-19 | 2013-07-17 | Vysoká skola chemicko - technologická v Praze | Zdravotne nezávadné anorganické pojivo pro anorganická tepelne izolacní vlákna a anorganická tepelne izolacní vlákna s tímto pojivem |
-
1978
- 1978-12-22 JP JP53159632A patent/JPS589775B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5585437A (en) | 1980-06-27 |
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