[發(fā)明專利]玻璃制造用高嶺土原料及玻璃纖維的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510136656.0
• 申請(qǐng)日: 2015-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104944772A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 相德孝志;東條真;望月浩樹(shù)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本電氣硝子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C03C6/02
• 分類號(hào): C03C6/02;C03C13/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張玉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及玻璃制造用高嶺土原料及使用其的玻璃纖維的制造方法。

背景技術(shù)

通常，被用于復(fù)合材料的玻璃纖維通過(guò)如下方式制造，即，用玻璃熔融爐使玻璃原料熔融后，供給到被稱為套管的成形裝置，連續(xù)地進(jìn)行成形、紡絲，由此進(jìn)行制造。

利用燃燒爐的燃燒從上方對(duì)被供給到玻璃熔融爐內(nèi)部的玻璃原料進(jìn)行加熱，使其熔解。另外，有時(shí)還輔助性地，通過(guò)被設(shè)置于熔融爐底部的電極，對(duì)玻璃通電并加熱。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2002-316832號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

在使玻璃原料進(jìn)行熔融時(shí)，有時(shí)會(huì)在玻璃熔液表面產(chǎn)生泡層。該泡層是由SO₂氣體等引起的，所述氣體等是由玻璃原料中包含的硫酸鹽及作為澄清劑而添加的硫酸鹽的分解產(chǎn)生的。泡層有助于玻璃熔融的穩(wěn)定化，防止玻璃熔液的早流，容易獲得沒(méi)有條紋或雜質(zhì)的玻璃。

然而，在該泡層過(guò)厚的情況下，由燃燒爐產(chǎn)生的熱難以傳導(dǎo)到玻璃，為了使玻璃熔融而需要大量的能量。

本發(fā)明的課題在于提供可調(diào)整泡層狀態(tài)的原料、以及使用其的玻璃纖維的制造方法。

用于解決問(wèn)題的方法

本發(fā)明人等進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：某種高嶺土原料包含大量的碳等還原成分，若使用這種原料則能夠控制泡層狀態(tài)，作為本發(fā)明而提出。另外，在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了為了調(diào)整Fe離子的價(jià)數(shù)，向玻璃原料中添加碳等還原劑。然而，專利文獻(xiàn)1中并沒(méi)有公開(kāi)還原劑與泡層的關(guān)系。

即，本發(fā)明的玻璃制造用高嶺土原料，其特征在于，化學(xué)需氧量(COD)為300ppm以上。其中，高嶺土原料是指以高嶺石(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)作為主要成分的礦物。另外，化學(xué)需氧量(COD)是指表示還原成分的含量的指標(biāo)，表示將測(cè)定利用重鉻酸鉀的氧消耗量而得的值以C(碳)計(jì)進(jìn)行計(jì)算得到的值。

就硫酸鹽而言，通常在1400℃以上的高溫下分解，通過(guò)所產(chǎn)生的SO₂氣體等而在玻璃熔液表面形成泡層。然而，若將上述高嶺土原料添加到玻璃原料中，則通過(guò)原料中所含的碳的作用，促進(jìn)硫酸鹽的分解反應(yīng)，在800～1000℃的低溫下產(chǎn)生SO₂氣體。其結(jié)果是，在1400℃以上的高溫下分解的硫酸鹽量減少，能夠使泡層變薄。

圖1為表示使用了COD為270ppm的高嶺土的E玻璃的發(fā)泡行為的照片，圖2為表示使用了COD為1450ppm的高嶺土的E玻璃的發(fā)泡行為的照片。根據(jù)圖2，COD高的高嶺土中，E玻璃母料中作為澄清劑添加的硫酸鹽在800℃～1000℃的低溫下分解，其結(jié)果是，在1400℃以上無(wú)法確認(rèn)到泡層。

本發(fā)明的高嶺土原料優(yōu)選被用于玻璃纖維的制造。

玻璃纖維通常使用硫酸鈉(Na₂SO₄)作為澄清劑。因而，在玻璃熔液表面形成由硫酸鈉的分解產(chǎn)生的SO₂氣體導(dǎo)致的泡層。因此若將本發(fā)明的高嶺土原料添加到原料母料中，則能夠使在玻璃熔液表面形成的泡層變薄，能夠提高利用燃燒爐的加熱效率。

本發(fā)明的玻璃纖維的制造方法，其特征在于，將使用上述高嶺土原料制備的原料母料熔融，成形為纖維狀。

根據(jù)上述構(gòu)成，容易控制泡層的狀態(tài)，能夠兼顧穩(wěn)定的熔融和高能量效率。

本發(fā)明中，優(yōu)選：將熔融玻璃供給至套管，從被設(shè)置于套管底面的多個(gè)套管噴嘴以細(xì)絲狀連續(xù)拉出后，對(duì)被拉出的單絲涂布處理劑進(jìn)行集束，由此將熔融玻璃成形為纖維狀。

本發(fā)明中，優(yōu)選：制造以下所述的玻璃纖維，以氧化物基準(zhǔn)計(jì)，所述玻璃纖維含有SiO₂42～67質(zhì)量％、Al₂O₃8～26質(zhì)量％、及R₂O(其中，R為L(zhǎng)i、Na及K中的至少一個(gè))0～2質(zhì)量％。

本發(fā)明中，優(yōu)選：制造以下所述的玻璃纖維，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量％計(jì)，所述玻璃纖維含有SiO₂52～62％、Al₂O₃10～16％、B₂O₃0～8％、MgO?0～5％、CaO16～25％及R₂O(其中，R為L(zhǎng)i、Na及K中的至少一個(gè))0～2％、SO₃0.01～1％。