[发明专利]玻璃制造用高岭土原料及玻璃纤维的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及玻璃制造用高岭土原料及使用其的玻璃纤维的制造方法。

背景技术

通常，被用于复合材料的玻璃纤维通过如下方式制造，即，用玻璃熔融炉使玻璃原料熔融后，供给到被称为套管的成形装置，连续地进行成形、纺丝，由此进行制造。

利用燃烧炉的燃烧从上方对被供给到玻璃熔融炉内部的玻璃原料进行加热，使其熔解。另外，有时还辅助性地，通过被设置于熔融炉底部的电极，对玻璃通电并加热。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-316832号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在使玻璃原料进行熔融时，有时会在玻璃熔液表面产生泡层。该泡层是由SO₂气体等引起的，所述气体等是由玻璃原料中包含的硫酸盐及作为澄清剂而添加的硫酸盐的分解产生的。泡层有助于玻璃熔融的稳定化，防止玻璃熔液的早流，容易获得没有条纹或杂质的玻璃。

然而，在该泡层过厚的情况下，由燃烧炉产生的热难以传导到玻璃，为了使玻璃熔融而需要大量的能量。

本发明的课题在于提供可调整泡层状态的原料、以及使用其的玻璃纤维的制造方法。

用于解决问题的方法

本发明人等进行深入研究，结果发现：某种高岭土原料包含大量的碳等还原成分，若使用这种原料则能够控制泡层状态，作为本发明而提出。另外，在专利文献1中公开了为了调整Fe离子的价数，向玻璃原料中添加碳等还原剂。然而，专利文献1中并没有公开还原剂与泡层的关系。

即，本发明的玻璃制造用高岭土原料，其特征在于，化学需氧量(COD)为300ppm以上。其中，高岭土原料是指以高岭石(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)作为主要成分的矿物。另外，化学需氧量(COD)是指表示还原成分的含量的指标，表示将测定利用重铬酸钾的氧消耗量而得的值以C(碳)计进行计算得到的值。

就硫酸盐而言，通常在1400℃以上的高温下分解，通过所产生的SO₂气体等而在玻璃熔液表面形成泡层。然而，若将上述高岭土原料添加到玻璃原料中，则通过原料中所含的碳的作用，促进硫酸盐的分解反应，在800～1000℃的低温下产生SO₂气体。其结果是，在1400℃以上的高温下分解的硫酸盐量减少，能够使泡层变薄。

图1为表示使用了COD为270ppm的高岭土的E玻璃的发泡行为的照片，图2为表示使用了COD为1450ppm的高岭土的E玻璃的发泡行为的照片。根据图2，COD高的高岭土中，E玻璃母料中作为澄清剂添加的硫酸盐在800℃～1000℃的低温下分解，其结果是，在1400℃以上无法确认到泡层。

本发明的高岭土原料优选被用于玻璃纤维的制造。

玻璃纤维通常使用硫酸钠(Na₂SO₄)作为澄清剂。因而，在玻璃熔液表面形成由硫酸钠的分解产生的SO₂气体导致的泡层。因此若将本发明的高岭土原料添加到原料母料中，则能够使在玻璃熔液表面形成的泡层变薄，能够提高利用燃烧炉的加热效率。

本发明的玻璃纤维的制造方法，其特征在于，将使用上述高岭土原料制备的原料母料熔融，成形为纤维状。

根据上述构成，容易控制泡层的状态，能够兼顾稳定的熔融和高能量效率。

本发明中，优选：将熔融玻璃供给至套管，从被设置于套管底面的多个套管喷嘴以细丝状连续拉出后，对被拉出的单丝涂布处理剂进行集束，由此将熔融玻璃成形为纤维状。

本发明中，优选：制造以下所述的玻璃纤维，以氧化物基准计，所述玻璃纤维含有SiO₂42～67质量％、Al₂O₃8～26质量％、及R₂O(其中，R为Li、Na及K中的至少一个)0～2质量％。

本发明中，优选：制造以下所述的玻璃纤维，以氧化物基准的质量％计，所述玻璃纤维含有SiO₂52～62％、Al₂O₃10～16％、B₂O₃0～8％、MgO 0～5％、CaO16～25％及R₂O(其中，R为Li、Na及K中的至少一个)0～2％、SO₃0.01～1％。