JP2011162415A - Glass composition and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス組成物に関し、特にポリカーボネート樹脂に配合するガラスフィラーとして好適に用いることができるガラス組成物及びその用途に関する。 The present invention relates to a glass composition, and more particularly to a glass composition that can be suitably used as a glass filler to be blended in a polycarbonate resin and its use.
ポリカーボネート樹脂は、ビスフェノールＡ〔２，２−ビス（４´−ヒドロキシフェニル）プロパン〕と、ホスゲン又は炭酸エステルとの反応で得られるポリ炭酸エステルである。このポリカーボネート樹脂は、他の樹脂材料に比較して、機械的強度、耐衝撃性、耐熱性及び透明性に優れており、エンジニアリングプラスチックとして電気機器、自動車部品、建築材料などに用いられている。 The polycarbonate resin is a polycarbonate obtained by reacting bisphenol A [2,2-bis (4′-hydroxyphenyl) propane] with phosgene or carbonate. This polycarbonate resin is excellent in mechanical strength, impact resistance, heat resistance and transparency as compared with other resin materials, and is used as an engineering plastic for electrical equipment, automobile parts, building materials and the like.
ポリカーボネート樹脂の機械的強度や耐熱性などをさらに向上させる場合には、ポリカーボネート樹脂にフィラーが配合される。一般的に、熱可塑性樹脂などの補強の目的で用いられるフィラーとしては、鱗片状、繊維状、粉末状、ビーズ状などの形態を有するガラスフィラーが使用されている。このガラスフィラーを形成するガラスの組成としては、Ｅガラスのような無アルカリ珪酸塩ガラス、Ｃガラスのような含アルカリ珪酸塩ガラス又は通常の板ガラス組成物が好適に用いられる。 In order to further improve the mechanical strength and heat resistance of the polycarbonate resin, a filler is blended in the polycarbonate resin. Generally, glass fillers having a scale shape, a fiber shape, a powder shape, a bead shape or the like are used as a filler used for the purpose of reinforcement of a thermoplastic resin or the like. As the composition of the glass forming the glass filler, an alkali-free silicate glass such as E glass, an alkali-containing silicate glass such as C glass, or a normal plate glass composition is preferably used.
しかしながら、ポリカーボネート樹脂に配合するガラスフィラーとして、これらのガラス組成物を使用した場合には、ポリカーボネート樹脂の性能を損なうことがある。すなわち、Ｃガラス組成物や板ガラス組成物を用いた場合には、これらの組成物に含まれるアルカリイオンにより加水分解反応が起こり、ポリカーボネート樹脂の分子量が低下する。その結果、ポリカーボネート樹脂成形品の機械的強度などが低下する。また、Ｅガラス組成物を用いた場合には、ポリカーボネート樹脂とガラスフィラーで屈折率が異なるため、ポリカーボネート樹脂とガラスフィラーの界面で光が散乱して、ポリカーボネート樹脂の透明性が損なわれる。 However, when these glass compositions are used as the glass filler to be blended with the polycarbonate resin, the performance of the polycarbonate resin may be impaired. That is, when a C glass composition or a plate glass composition is used, a hydrolysis reaction occurs due to alkali ions contained in these compositions, and the molecular weight of the polycarbonate resin decreases. As a result, the mechanical strength of the polycarbonate resin molded product is lowered. Further, when the E glass composition is used, since the refractive index is different between the polycarbonate resin and the glass filler, light is scattered at the interface between the polycarbonate resin and the glass filler, and the transparency of the polycarbonate resin is impaired.
そこで、近年ポリカーボネート樹脂に配合する場合に適したガラスフィラーが実用化されている。例えば特許文献１には、ポリカーボネート樹脂の強化に用いられ、１．５７０〜１．６００の屈折率を有し、着色も少なく、しかも樹脂の分子量の低下を引き起こすことがないガラス組成物が開示されている。また、特許文献２には、ポリカーボネート樹脂の屈折率とほぼ同程度まで屈折率を高めることができ、ガラスフィラーで強化後に成形品の透明性を維持できるポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーが開示されている。
Therefore, in recent years, glass fillers suitable for blending with polycarbonate resins have been put into practical use. For example,
ところで、二酸化ケイ素及び酸化アルミニウムはガラスの骨格を形成する成分であり、両成分の含有量が十分でないとガラスの化学的耐久性が不足する。酸化マグネシウム、酸化カルシウム及び酸化ストロンチウムは、ガラスの失透温度及び粘度を良好に調整する成分である。酸化ジルコニウムは、ガラスの屈折率を調整する成分であり、失透温度及び粘度を良好に調整する成分でもある。 By the way, silicon dioxide and aluminum oxide are components that form a glass skeleton. If the contents of both components are not sufficient, the chemical durability of the glass is insufficient. Magnesium oxide, calcium oxide and strontium oxide are components that favorably adjust the devitrification temperature and viscosity of the glass. Zirconium oxide is a component that adjusts the refractive index of glass, and is also a component that favorably adjusts the devitrification temperature and viscosity.
しかしながら、特許文献１に開示されているガラス組成物は、酸化チタンが必須成分であり、ポリカーボネート樹脂に配合するガラスフィラーとして使用した場合には、ポリカーボネート樹脂成形体が着色するという問題があった。
However, in the glass composition disclosed in
特許文献２に開示されているガラスフィラーでは、いずれの実施例も酸化バリウム又は酸化亜鉛が含まれている。この酸化亜鉛は揮発性に富む成分であることから、ガラス溶融時に飛散する可能性がある上に、ガラスの組成が変動して、ガラス組成物の品質の制御が困難になる。一方、酸化バリウムは比重が大きく、樹脂に対する分散性が悪く、さらに酸化バリウムの原料は一般的に高価であり、ガラスの製造コストを上げる一因となる。加えて、これらの原料には、取り扱いに配慮が必要なものが多い。 In the glass filler currently disclosed by patent document 2, all the examples contain barium oxide or zinc oxide. Since this zinc oxide is a volatile component, it may be scattered when the glass melts, and the composition of the glass fluctuates, making it difficult to control the quality of the glass composition. On the other hand, barium oxide has a large specific gravity and poor dispersibility with respect to the resin. Further, the raw material for barium oxide is generally expensive, which contributes to an increase in the manufacturing cost of glass. In addition, many of these raw materials require careful handling.
そこで、本発明の目的とするところは、ポリカーボネート樹脂に配合されるガラスフィラーとして好適に用いられ、良好かつ安定した品質を示すと共に、ガラス製造装置に対する負荷を軽減することができるガラス組成物及びその用途を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is a glass composition that can be suitably used as a glass filler blended in a polycarbonate resin, exhibits good and stable quality, and can reduce the load on the glass manufacturing apparatus, and its glass composition To provide a use.
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明のガラス組成物は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を必須成分として含有し、各成分の含有量が質量％で表して、
５０≦ＳｉＯ２≦６０、
５≦Ａｌ２Ｏ３≦１５、
１≦ＭｇＯ≦１０、
１０≦ＣａＯ≦２５、
８≦ＳｒＯ≦２５、
１≦ＺｒＯ２≦７
であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the glass composition of the invention according to
50 ≦ SiO 2 ≦ 60,
5 ≦ Al 2 O 3 ≦ 15,
1 ≦ MgO ≦ 10,
10 ≦ CaO ≦ 25,
8 ≦ SrO ≦ 25,
1 ≦ ZrO 2 ≦ 7
It is characterized by being.
請求項２に記載の発明のガラス組成物は、請求項１に係る発明において、質量％で表して、８≦ＳｒＯ≦１５の場合、
１０≦ＣａＯ≦２５、
と設定される。
In the invention according to
10 ≦ CaO ≦ 25,
Is set.
請求項３に記載の発明のガラス組成物は、請求項１に係る発明において、質量％で表して、１５＜ＳｒＯ≦２５の場合、
１０≦ＣａＯ≦２０、
と設定される。
In the invention according to
10 ≦ CaO ≦ 20,
Is set.
請求項４に記載の発明のガラス組成物は、請求項１から請求項３のいずれか１項に係る発明において、前記ガラス組成物の屈折率ｎｄが１．５７５〜１．５９５である。
請求項５に記載の発明のガラス組成物は、請求項１から請求項４のいずれか１項に係る発明において、前記ガラス組成物の作業温度が１１００〜１３００℃である。
The glass composition of the invention according to claim 4, in the invention according to
The glass composition of the invention according to claim 5 is the invention according to any one of
請求項６に記載の発明のガラス組成物は、請求項１から請求項５のいずれか１項に係る発明において、前記ガラス組成物の作業温度から失透温度を差し引いた温度差ΔＴが０〜１５０℃である。
The glass composition of the invention according to claim 6 is the invention according to any one of
請求項７に記載の発明のポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーは、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のガラス組成物より形成されることを特徴とする。
請求項８に記載の発明のポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーは、請求項７に係る発明において、前記ガラス組成物を溶融し、所定形態に加工してなるものである。
The glass filler for polycarbonate resin of the invention described in claim 7 is formed from the glass composition described in any one of
The glass filler for a polycarbonate resin according to an eighth aspect of the present invention is the glass filler according to the seventh aspect, wherein the glass composition is melted and processed into a predetermined form.
請求項９に記載の発明のポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーは、請求項７又は請求項８に係る発明において、鱗片状ガラス、チョップドストランド、ミルドファイバー、ガラス粉末及びガラスビーズから選ばれる少なくとも１種の形態を有するものである。 The glass filler for polycarbonate resin of the invention according to claim 9 is the invention according to claim 7 or claim 8, wherein the glass filler is at least one type selected from flaky glass, chopped strands, milled fiber, glass powder and glass beads. It is what has.
請求項１０に記載の発明のポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂と請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーを含有することを特徴とする。 A polycarbonate resin composition according to a tenth aspect of the present invention includes a polycarbonate resin and the glass filler for a polycarbonate resin according to any one of the seventh to ninth aspects.
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
本発明のガラス組成物は、必須成分として二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム及び酸化ジルコニウムを含有する。言い換えれば、酸化チタンを必須成分としていないことからポリカーボネート樹脂に配合されたとき着色を抑制することができ、酸化亜鉛を必須成分としていないことからガラスの溶融時に飛散を抑えることができ、ガラスの組成変動を抑制して所定組成のガラス組成物を構成することができる。加えて、本発明のガラス組成物は、酸化バリウムを必須成分として含んでいないことから、ポリカーボネート樹脂に対する分散性を高めることができる。かつ、各必須成分の配合割合によってガラス組成物の融点を下げることができ、組成の均一化を容易に図ることができる。
According to the present invention, the following effects can be exhibited.
The glass composition of the present invention contains silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide and zirconium oxide as essential components. In other words, since titanium oxide is not an essential component, coloring can be suppressed when blended with a polycarbonate resin, and since zinc oxide is not an essential component, scattering can be suppressed when the glass melts, and the glass composition A glass composition having a predetermined composition can be formed while suppressing fluctuations. In addition, since the glass composition of the present invention does not contain barium oxide as an essential component, the dispersibility with respect to the polycarbonate resin can be enhanced. And the melting point of a glass composition can be lowered | hung with the compounding ratio of each essential component, and the composition can be equalized easily.
従って、ガラス組成物は、ポリカーボネート樹脂に配合されるガラスフィラーとして好適に用いられ、良好かつ安定した品質を示すと共に、ガラス製造装置に対する負荷を軽減することができる。 Therefore, the glass composition is suitably used as a glass filler blended in the polycarbonate resin, exhibits good and stable quality, and can reduce the load on the glass production apparatus.
以下、本発明を具体化した実施形態について詳細に説明する。
［ガラス組成物］
本実施形態のガラス組成物は、必須成分として二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）を含有している。そして、各成分の含有量は、二酸化珪素５０〜６０質量％、酸化アルミニウム５〜１５質量％、酸化マグネシウム１〜１０質量％、酸化カルシウム１０〜２５質量％、酸化ストロンチウム８〜２５質量％及び酸化ジルコニウム１〜７質量％に設定されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail.
[Glass composition]
The glass composition of the present embodiment includes silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO), and zirconium oxide as essential components. (ZrO 2 ) is contained. And content of each component is silicon dioxide 50-60 mass%, aluminum oxide 5-15 mass%, magnesium oxide 1-10 mass%, calcium oxide 10-25 mass%, strontium oxide 8-25 mass%, and oxidation. It is set to 1 to 7% by mass of zirconium.
このガラス組成物を構成する各成分について、以下詳細に説明する。
（二酸化珪素）
二酸化ケイ素は、ガラスの骨格を形成する主成分である。本明細書において、主成分とは含有量が最も多い成分であることを意味する。二酸化珪素は、ガラスの失透温度及び粘度を調整する成分であり、耐酸性を向上させる成分でもある。二酸化珪素の含有量がガラス組成物中に５０質量％以上であれば、失透温度の上昇を抑制して、失透のないガラスを容易に製造できる。また、ガラスの耐酸性も向上する。他方、二酸化珪素の含有量が６０質量％以下であれば、ガラスの融点が低くなり、ガラスを均一に溶融し易くなる。
Each component which comprises this glass composition is demonstrated in detail below.
(Silicon dioxide)
Silicon dioxide is a main component that forms a glass skeleton. In the present specification, the main component means a component having the largest content. Silicon dioxide is a component that adjusts the devitrification temperature and viscosity of the glass, and is also a component that improves acid resistance. When the content of silicon dioxide is 50% by mass or more in the glass composition, it is possible to easily increase the devitrification temperature and easily produce glass without devitrification. In addition, the acid resistance of the glass is improved. On the other hand, if the content of silicon dioxide is 60% by mass or less, the melting point of the glass is lowered and the glass is easily melted uniformly.
従って、二酸化珪素の含有量の下限は、５０質量％以上であり、５２質量％以上が好ましく、５３質量％以上がより好ましく、５４質量％以上が最も好ましい。二酸化珪素の含有量の上限は、６０質量％以下であり、５９質量％以下が好ましく、５８質量％以下がより好ましく、５７質量％以下が最も好ましい。二酸化珪素の含有量の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、二酸化珪素の含有量は５０〜５８質量％が好ましく、５２〜５７質量％がより好ましい。
（酸化アルミニウム）
酸化アルミニウムは、ガラスの骨格を形成する成分である。また、ガラスの失透温度及び粘度を調整する成分であり、さらには耐水性を向上させる成分でもある。酸化アルミニウムの含有量がガラス組成物中に５質量％以上であれば、失透温度及び粘度の調整や、耐水性の改善が容易になる。酸化アルミニウムの含有量が１５質量％以下であれば、ガラスの融点が低くなり、ガラスを均一に溶融し易くなる。また、ガラスの耐酸性も向上する。
Therefore, the lower limit of the content of silicon dioxide is 50% by mass or more, preferably 52% by mass or more, more preferably 53% by mass or more, and most preferably 54% by mass or more. The upper limit of the content of silicon dioxide is 60% by mass or less, preferably 59% by mass or less, more preferably 58% by mass or less, and most preferably 57% by mass or less. The range of the content of silicon dioxide is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, the content of silicon dioxide is preferably 50 to 58 mass%, more preferably 52 to 57 mass%.
(Aluminum oxide)
Aluminum oxide is a component that forms a glass skeleton. Moreover, it is a component which adjusts the devitrification temperature and viscosity of glass, and also is a component which improves water resistance. If the content of aluminum oxide is 5% by mass or more in the glass composition, it is easy to adjust the devitrification temperature and the viscosity and to improve the water resistance. If content of aluminum oxide is 15 mass% or less, melting | fusing point of glass will become low and it will become easy to fuse | melt glass uniformly. In addition, the acid resistance of the glass is improved.
従って、酸化アルミニウムの含有量の下限は、５質量％以上であり、７質量％以上が好ましく、８質量％以上がより好ましく、９質量％以上が最も好ましい。酸化アルミニウムの含有量の上限は、１５質量％以下であり、１３質量％以下が好ましく、１２質量％未満がより好ましい。酸化アルミニウムの含有量の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、酸化アルミニウムの含有量は５〜１３質量％が好ましく、７〜１２質量％がより好ましい。
（酸化マグネシウム）
酸化マグネシウムは、ガラスの失透温度及び粘度を調整する成分である。酸化マグネシウムの含有量がガラス組成物中に１質量％以上であれば、失透温度及び粘度の調整が容易になる。他方、酸化マグネシウムの含有量が１０質量％以下であれば、失透温度の上昇を抑制して、失透のないガラスを容易に製造できる。
Therefore, the lower limit of the aluminum oxide content is 5% by mass or more, preferably 7% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and most preferably 9% by mass or more. The upper limit of the content of aluminum oxide is 15% by mass or less, preferably 13% by mass or less, and more preferably less than 12% by mass. The range of the content of aluminum oxide is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, 5-13 mass% is preferable and, as for content of aluminum oxide, 7-12 mass% is more preferable.
(Magnesium oxide)
Magnesium oxide is a component that adjusts the devitrification temperature and viscosity of the glass. If content of magnesium oxide is 1 mass% or more in a glass composition, adjustment of devitrification temperature and a viscosity will become easy. On the other hand, if the content of magnesium oxide is 10% by mass or less, it is possible to easily increase the devitrification temperature and easily produce glass without devitrification.
従って、酸化マグネシウムの含有量の下限は、１質量％以上であり、２質量％以上が好ましい。酸化マグネシウムの含有量の上限は、１０質量％であり、８質量％以下が好ましく、６質量％以下がさらに好ましく、５質量％以下が最も好ましい。酸化マグネシウムの含有量の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、酸化マグネシウムの含有量は１〜８質量％が好ましく、１〜５質量％がより好ましい。
（酸化カルシウム）
酸化カルシウムは、ガラスの失透温度及び粘度を調整する成分である。しかし、好ましい酸化カルシウムの含有量は、酸化ストロンチウムの含有量により異なる。
Therefore, the lower limit of the magnesium oxide content is 1% by mass or more, and preferably 2% by mass or more. The upper limit of the content of magnesium oxide is 10% by mass, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, and most preferably 5% by mass or less. The range of the content of magnesium oxide is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, the content of magnesium oxide is preferably 1 to 8% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass.
(Calcium oxide)
Calcium oxide is a component that adjusts the devitrification temperature and viscosity of the glass. However, the preferred calcium oxide content depends on the strontium oxide content.
酸化ストロンチウムの含有量が８≦ＳｒＯ≦１５の場合における酸化カルシウムの含有量について説明する。この場合に酸化カルシウムの含有量は、１０≦ＣａＯ≦２５に設定される。酸化カルシウムの含有量が１０質量％以上であれば、失透温度及び粘度の調整が容易になる。他方、酸化カルシウムの含有量が２５質量％以下であれば、失透温度の上昇を抑制して、失透のないガラスを容易に製造できる。従って、酸化カルシウムの含有量の下限は、１０質量％以上であり、１２質量％以上が好ましい。酸化カルシウムの含有量の上限は、２５質量％以下であり、２２質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１８質量％以下が最も好ましい。酸化カルシウムの含有量の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、酸化カルシウムの含有量は１０〜２０質量％が好ましく、１２〜２０質量％がより好ましい。 The content of calcium oxide in the case where the content of strontium oxide is 8 ≦ SrO ≦ 15 will be described. In this case, the content of calcium oxide is set to 10 ≦ CaO ≦ 25. If content of calcium oxide is 10 mass% or more, adjustment of devitrification temperature and a viscosity will become easy. On the other hand, if the content of calcium oxide is 25% by mass or less, a glass without devitrification can be easily produced by suppressing an increase in the devitrification temperature. Therefore, the lower limit of the content of calcium oxide is 10% by mass or more, and preferably 12% by mass or more. The upper limit of the content of calcium oxide is 25% by mass or less, preferably 22% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and most preferably 18% by mass or less. The range of the content of calcium oxide is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, the content of calcium oxide is preferably 10 to 20% by mass, and more preferably 12 to 20% by mass.
酸化ストロンチウムの含有量が１５＜ＳｒＯ≦２５の場合における酸化カルシウムの含有量について説明する。この場合に酸化カルシウムの含有量は、１０≦ＣａＯ≦２０に設定される。酸化カルシウムの含有量が１０質量％以上であれば、失透温度及び粘度の調整が容易になる。他方、酸化カルシウムの含有量が２０質量％以下であれば、失透温度の上昇を抑制して、失透のないガラスを容易に製造できる。従って、酸化カルシウムの含有量の下限は、１０質量％以上であり、１２質量％以上が好ましく、１４質量％以上がより好ましく、１５質量％より大きいことが最も好ましい。酸化カルシウムの含有量の上限は、２０質量％以下であり、１８質量％以下が好ましい。酸化カルシウムの含有量の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、酸化カルシウムの含有量は１２〜２０質量％が好ましく、１４〜１８質量％がより好ましい。
（酸化ストロンチウム）
酸化ストロンチウムは、ガラスの失透温度及び粘度を調整する成分である。係る酸化ストロンチウムの含有量は、８≦ＳｒＯ≦２５すなわち８≦ＳｒＯ≦１５及び１５＜ＳｒＯ≦２５である。酸化ストロンチウムの含有量が８質量％以上であれば、失透温度、粘度及び屈折率の調整が容易になる。他方、酸化ストロンチウムの含有量が２５質量％以下であれば、失透温度の上昇を抑制して、失透のないガラスを容易に製造できる。
The content of calcium oxide when the content of strontium oxide is 15 <SrO ≦ 25 will be described. In this case, the content of calcium oxide is set to 10 ≦ CaO ≦ 20. If content of calcium oxide is 10 mass% or more, adjustment of devitrification temperature and a viscosity will become easy. On the other hand, if the content of calcium oxide is 20% by mass or less, a glass without devitrification can be easily produced by suppressing an increase in the devitrification temperature. Therefore, the lower limit of the content of calcium oxide is 10% by mass or more, preferably 12% by mass or more, more preferably 14% by mass or more, and most preferably more than 15% by mass. The upper limit of the content of calcium oxide is 20% by mass or less, and preferably 18% by mass or less. The range of the content of calcium oxide is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, the content of calcium oxide is preferably 12 to 20% by mass, and more preferably 14 to 18% by mass.
(Strontium oxide)
Strontium oxide is a component that adjusts the devitrification temperature and viscosity of the glass. The content of such strontium oxide is 8 ≦ SrO ≦ 25, that is, 8 ≦ SrO ≦ 15 and 15 <SrO ≦ 25. If content of strontium oxide is 8 mass% or more, adjustment of devitrification temperature, a viscosity, and a refractive index will become easy. On the other hand, if the content of strontium oxide is 25% by mass or less, an increase in the devitrification temperature can be suppressed and a glass without devitrification can be easily produced.
従って、酸化ストロンチウムの含有量の下限は、８質量％以上であり、１０質量％より大きいことが好ましく、１１質量％より大きいことがより好ましく、１２質量％以上が最も好ましい。酸化ストロンチウムの含有量の上限は、２５質量％以下であり、２２質量％以下が好ましく、２０質量％以下がより好ましく、１８質量％以下が最も好ましい。
（酸化ジルコニウム）
酸化ジルコニウムは、ガラスの屈折率を調整する成分であるとともに、溶融性及び化学的耐久性を向上させる成分である。酸化ジルコニウムの含有量が１質量％以上であれば、屈折率の調整が容易になる。また、失透温度及び粘度の調整も容易になる。酸化ジルコニウムの含有量がガラス組成物中に７質量％以下であれば、失透温度の上昇を抑制して、失透のないガラスを容易に製造できる。また、ガラスの融点が低くなり、ガラスを均一に溶融し易くなる。
Therefore, the lower limit of the content of strontium oxide is 8% by mass or more, preferably more than 10% by mass, more preferably more than 11% by mass, and most preferably 12% by mass or more. The upper limit of the content of strontium oxide is 25% by mass or less, preferably 22% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and most preferably 18% by mass or less.
(Zirconium oxide)
Zirconium oxide is a component that adjusts the refractive index of glass, and is a component that improves meltability and chemical durability. If the content of zirconium oxide is 1% by mass or more, the refractive index can be easily adjusted. In addition, the adjustment of the devitrification temperature and the viscosity becomes easy. If the content of zirconium oxide is 7% by mass or less in the glass composition, it is possible to easily increase the devitrification temperature and easily produce glass without devitrification. Further, the melting point of the glass is lowered, and the glass is easily melted uniformly.
従って、酸化ジルコニウムの含有量の下限は、１質量％以上であり、２質量％以上が好ましい。酸化ジルコニウムの含有量の上限は、７質量％以下であり、６質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましい。酸化ジルコニウムの含有量の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、酸化ジルコニウムの含有量は１〜６質量％が好ましい。
（三酸化二ホウ素）
三酸化二ホウ素（Ｂ２Ｏ３）は、ガラスの骨格を形成する成分であり、ガラス形成時の失透温度及び粘度を調整する成分でもある。三酸化二ホウ素の含有量が１０質量％を超えると、ガラスを溶融する際に溶融窯や蓄熱窯の炉壁を浸食して窯の寿命を著しく低下させる。従って、三酸化二ホウ素の上限は、１０質量％以下が好ましく、５質量％未満がより好ましく、２質量％未満がさらに好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
（酸化バリウム）
酸化バリウム（ＢａＯ）は、その原料の取扱いに配慮を要すると共に、高価である。従って、酸化バリウムは実質的に含有させないことが好ましい。
（酸化亜鉛）
酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、揮発しやすいため、ガラスの溶融時に飛散する可能性がある。従って、酸化亜鉛は実質的に含有させないことが好ましい。
（酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム）
アルカリ金属酸化物〔酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）〕は、ガラスの失透温度及び粘度を調整する成分である。アルカリ金属酸化物は必須ではないが、酸化リチウム、酸化ナトリウム及び酸化カリウムの合計量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）が２質量％未満であれば、ガラス転移温度が高くなり、ガラスの耐熱性が向上する。その上、失透温度に対して作業温度が高くなり、失透のないガラスを容易に製造できる。さらには、このようなガラスであれば、アルカリイオンの溶出を抑制できるので、フィラーとして配合してもポリカーボネート樹脂の分子量を低下させることがない。
Therefore, the lower limit of the content of zirconium oxide is 1% by mass or more, and preferably 2% by mass or more. The upper limit of the content of zirconium oxide is 7% by mass or less, preferably 6% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. The range of the content of zirconium oxide is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, the content of zirconium oxide is preferably 1 to 6% by mass.
(Diboron trioxide)
Diboron trioxide (B 2 O 3 ) is a component that forms a glass skeleton, and is also a component that adjusts the devitrification temperature and viscosity during glass formation. When the content of diboron trioxide exceeds 10% by mass, the furnace walls of the melting kiln and the heat storage kiln are eroded when the glass is melted, and the life of the kiln is significantly reduced. Therefore, the upper limit of diboron trioxide is preferably 10% by mass or less, more preferably less than 5% by mass, further preferably less than 2% by mass, and most preferably not substantially contained.
(Barium oxide)
Barium oxide (BaO) requires high care in handling its raw materials and is expensive. Therefore, it is preferable not to contain barium oxide substantially.
(Zinc oxide)
Zinc oxide (ZnO) is likely to volatilize and thus may be scattered when the glass is melted. Therefore, it is preferable not to contain zinc oxide substantially.
(Lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide)
Alkali metal oxides [lithium oxide (Li 2 O), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O)] are components that adjust the devitrification temperature and viscosity of the glass. Alkali metal oxides are not essential, but if the total amount of lithium oxide, sodium oxide and potassium oxide (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is less than 2% by mass, the glass transition temperature will be high and the heat resistance of the glass will be increased. Will improve. In addition, the working temperature is higher than the devitrification temperature, and glass without devitrification can be easily manufactured. Furthermore, with such glass, elution of alkali ions can be suppressed, so that the molecular weight of the polycarbonate resin is not lowered even if blended as a filler.
従って、酸化リチウム、酸化ナトリウム及び酸化カリウムの合計量（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）の上限は、２質量％未満であることが好ましく、１．５質量％以下がより好ましく、１質量％以下がさらに好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。
（酸化チタン）
酸化チタン（ＴｉＯ２）は、ガラスの屈折率を調整する成分であるが、ガラスを着色させるため、実質的に含有させない。
（鉄）
通常、ガラス中に含まれる鉄（Ｆｅ）は、Ｆｅ３＋又はＦｅ２＋の状態で存在する。Ｆｅ３＋はガラスの紫外線吸収特性を向上させる成分であり、Ｆｅ２＋はガラスの熱線吸収特性を向上させる成分である。鉄は、意図的に含ませなくとも、他の工業用原料から不可避的にガラス組成物に混入する場合がある。鉄の含有量が少なければ、ガラスの着色を防止することができる。このようなガラスをフィラーとして用いることにより、ポリカーボネート樹脂成形体の透明性を損なうことがない。
Therefore, the upper limit of the total amount of lithium oxide, sodium oxide and potassium oxide (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably less than 2% by mass, more preferably 1.5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less. Is more preferable, and it is most preferable not to contain substantially.
(Titanium oxide)
Titanium oxide (TiO 2 ) is a component that adjusts the refractive index of glass, but is not contained substantially because it colors the glass.
(iron)
Usually, iron (Fe) contained in glass exists in the state of Fe 3+ or Fe 2+ . Fe 3+ is a component that improves the ultraviolet absorption property of the glass, and Fe 2+ is a component that improves the heat ray absorption property of the glass. Even if iron is not intentionally included, it may inevitably be mixed into the glass composition from other industrial raw materials. If there is little iron content, coloring of glass can be prevented. By using such glass as a filler, the transparency of the polycarbonate resin molded article is not impaired.
従って、鉄の含有量は小さいほうが好ましく、三二酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）に換算して０．５質量％以下が好ましく、０．１質量％以下がより好ましく、実質的に含有しないことがさらに好ましい。
（三酸化硫黄）
三酸化硫黄（ＳＯ３）は必須成分ではないが、清澄剤として使用してもよい。硫酸塩の原料を使用すると、ガラス組成物中に三酸化硫黄が０．５質量％以下の量で含まれることがある。
（フッ素）
フッ素（Ｆ）は、揮発し易いため、溶融時に飛散する可能性があると共に、ガラス中の含有量を管理し難いという問題もある。従って、フッ素は実質的に含有しないことが好ましい。
Accordingly, it is preferable that the iron content is small, preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less in terms of iron sesquioxide (Fe 2 O 3 ), and substantially no inclusion. Further preferred.
(Sulfur trioxide)
Sulfur trioxide (SO 3 ) is not an essential component, but may be used as a fining agent. When a sulfate raw material is used, sulfur trioxide may be contained in the glass composition in an amount of 0.5% by mass or less.
(Fluorine)
Since fluorine (F) is easily volatilized, there is a possibility that the fluorine (F) may be scattered at the time of melting, and it is difficult to control the content in the glass. Therefore, it is preferable that fluorine is not substantially contained.
ここで、物質を実質的に含有させないとは、例えば工業用原料から不可避的に混入される場合を除き、当該物質をガラス組成物に意図的に含ませないことを意味する。具体的には、当該物質の含有量がガラス組成物中に０．１質量％未満の含有量であることをいう。この含有量は好ましくは０．０５質量％未満であり、より好ましくは０．０３質量％未満である。 Here, substantially not containing a substance means that the substance is not intentionally included in the glass composition except for a case where it is inevitably mixed from industrial raw materials. Specifically, it means that the content of the substance is less than 0.1% by mass in the glass composition. This content is preferably less than 0.05% by weight, more preferably less than 0.03% by weight.
以上のように、ガラス組成物は、二酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム及び酸化ジルコニウムを必須成分とする。このガラス組成物は、これらの必須成分のみで構成されていてもよく、或いはこれらの必須成分の他に、必要に応じて、三酸化二ホウ素、アルカリ金属酸化物（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）、酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３）及び三酸化硫黄が含まれていてもよい。
［ガラス組成物の物性］
次に、ガラス組成物の物性について、以下詳細に説明する。
（溶融特性）
溶融ガラスの粘度が１０００ｄＰａ・ｓｅｃ（１０００ｐｏｉｓｅ）のときの温度は、当該ガラスの作業温度と呼ばれ、ガラスの成形に最も適した温度である。鱗片状ガラスやガラス繊維を製造する場合、ガラスの作業温度が１１００℃以上であれば、鱗片状ガラスの厚みやガラス繊維径のばらつきを小さくできる。他方、作業温度が１３００℃以下であれば、ガラスを溶融する際の燃料費を低減できる。また、ガラス製造装置が熱による腐食を受け難くなり、装置寿命が延びる。
As described above, the glass composition contains silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and zirconium oxide as essential components. This glass composition may be composed only of these essential components, or, in addition to these essential components, diboron trioxide, alkali metal oxides (Li 2 O, Na 2 O) as necessary. , K 2 O), iron oxide (FeO, Fe 2 O 3 ) and sulfur trioxide may be included.
[Physical properties of glass composition]
Next, the physical properties of the glass composition will be described in detail below.
(Melting characteristics)
The temperature when the viscosity of the molten glass is 1000 dPa · sec (1000 poise) is called the working temperature of the glass, and is the most suitable temperature for forming the glass. When producing glass flakes or glass fibers, if the working temperature of the glass is 1100 ° C. or higher, variations in the glass flake thickness and glass fiber diameter can be reduced. On the other hand, if the working temperature is 1300 ° C. or lower, the fuel cost for melting the glass can be reduced. In addition, the glass manufacturing apparatus is not easily corroded by heat, and the life of the apparatus is extended.
従って、作業温度の下限は、１１００℃以上が好ましく、１１５０℃以上がより好ましい。作業温度の上限は、１３００℃以下が好ましく、１２８０℃以下がより好ましく、１２６０℃以下がさらに好ましく、１２５０℃以下が最も好ましい。作業温度の範囲は、これら上限と下限の任意の組み合わせから選ばれる。例えば、作業温度は１１００〜１３００℃が好ましく、１１００〜１２８０℃がより好ましく、１１５０〜１２６０℃がさらに好ましい。 Therefore, the lower limit of the working temperature is preferably 1100 ° C. or higher, more preferably 1150 ° C. or higher. The upper limit of the working temperature is preferably 1300 ° C. or less, more preferably 1280 ° C. or less, further preferably 1260 ° C. or less, and most preferably 1250 ° C. or less. The working temperature range is selected from any combination of these upper and lower limits. For example, the working temperature is preferably 1100 to 1300 ° C, more preferably 1100 to 1280 ° C, and even more preferably 1150 to 1260 ° C.
また、作業温度から失透温度を差し引いた温度差ΔＴが大きくなるほど、ガラス成形時に失透が生じ難くなり、均質なガラスを高い歩留りで製造できる。従って、ΔＴは０℃以上が好ましく、２０℃以上がより好ましく、３０℃以上がさらに好ましく、４０℃以上が最も好ましい。但し、ΔＴを１５０℃未満とするならば、ガラス組成の調整が容易となるため好ましい。ΔＴは１２０℃以下がより好ましく、１１０℃以下がさらに好ましく、１００℃以下が最も好ましい。例えば、ΔＴは０〜１５０℃が好ましく、３０〜１２０℃がより好ましく、４０〜１１０℃がさらに好ましい。 Further, as the temperature difference ΔT obtained by subtracting the devitrification temperature from the working temperature increases, devitrification is less likely to occur at the time of glass forming, and a homogeneous glass can be produced with a high yield. Therefore, ΔT is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, further preferably 30 ° C. or higher, and most preferably 40 ° C. or higher. However, if ΔT is less than 150 ° C., it is preferable because the glass composition can be easily adjusted. ΔT is more preferably 120 ° C. or less, further preferably 110 ° C. or less, and most preferably 100 ° C. or less. For example, ΔT is preferably 0 to 150 ° C., more preferably 30 to 120 ° C., and further preferably 40 to 110 ° C.
なお、失透とは、溶融ガラス素地中に生成して成長した結晶により、白濁を生じることをいう。このような溶融ガラス素地から製造したガラス中には、結晶化した塊が存在することがあるので、ポリカーボネート樹脂のフィラーとして用いる場合に好ましくない。
（光学特性）
ガラスフィラーとポリカーボネート樹脂の屈折率が等しければ、ガラスフィラーとポリカーボネート樹脂の界面における光の散乱がないため、ポリカーボネート樹脂の透明性を維持できる。このため、ガラス組成物の屈折率は、ポリカーボネート樹脂の屈折率に近いことが好ましい。黄色ヘリウムｄ線（光の波長５８７．６ｎｍ）で測定したポリカーボネート樹脂の屈折率は、通常１．５８５程度である。従って、ガラス組成物の屈折率ｎｄは、１．５７５〜１．５９５が好ましく、１．５８０〜１．５９０がより好ましく、１．５８２〜１．５８８がさらに好ましく、１．５８３〜１．５８７が最も好ましい。
In addition, devitrification means producing cloudiness by the crystal | crystallization which produced | generated and grew in the molten glass base material. In the glass produced from such a molten glass substrate, a crystallized lump may be present, which is not preferable when used as a filler for polycarbonate resin.
(optical properties)
If the refractive indexes of the glass filler and the polycarbonate resin are equal, there is no light scattering at the interface between the glass filler and the polycarbonate resin, so that the transparency of the polycarbonate resin can be maintained. For this reason, it is preferable that the refractive index of a glass composition is near the refractive index of polycarbonate resin. The refractive index of the polycarbonate resin measured by yellow helium d-line (light wavelength 587.6 nm) is usually about 1.585. Accordingly, the refractive index n d of the glass composition is preferably from 1.575 to 1.595, more preferably 1.580 to 1.590, more preferably 1.582 to 1.588, 1.583 to 1. 587 is most preferred.
ガラス組成物とポリカーボネート樹脂の屈折率の差としては、０．０１０以下が好ましく、０．００５以下がより好ましく、０．００３以下がさらに好ましく、０．００２以下が最も好ましい。 The difference in refractive index between the glass composition and the polycarbonate resin is preferably 0.010 or less, more preferably 0.005 or less, still more preferably 0.003 or less, and most preferably 0.002 or less.
また、ガラスフィラーの屈折率は、ポリカーボネート樹脂の屈折率に近いことが好ましい。黄色ナトリウムＤ線（光の波長５８９．３ｎｍ）で測定したポリカーボネート樹脂の屈折率は、通常１．５８５程度である。従って、ガラスフィラーの屈折率ｎＤは、１．５７５〜１．５９５が好ましく、１．５８０〜１．５９０がより好ましく、１．５８２〜１．５８８がさらに好ましく、１．５８３〜１．５８７が最も好ましい。 The refractive index of the glass filler is preferably close to the refractive index of the polycarbonate resin. The refractive index of polycarbonate resin measured by yellow sodium D line (wavelength of light 589.3 nm) is usually about 1.585. Accordingly, the refractive index n D of the glass filler is preferably 1.575 to 1.595, more preferably 1.580 to 1.590, still more preferably 1.582 to 1.588, and 1.583 to 1.587. Is most preferred.
ガラスフィラーとポリカーボネート樹脂の屈折率の差としては、０．０１０以下が好ましく、０．００５以下がより好ましく、０．００３以下がさらに好ましく、０．００２以下が最も好ましい。
（化学的耐久性）
前記ガラス組成物の組成範囲内であれば、ガラス組成物は耐酸性、耐水性、耐アルカリ性などの化学的耐久性に優れている。従って、そのようなガラス組成物から形成されるガラスフィラーであれば、ポリカーボネート樹脂に好適に配合できる。
［ガラスフィラー］
前記ガラス組成物は例えば鱗片状ガラス、チョップドストランド、ミルドファイバー、ガラス粉末、ガラスビーズなどの所定形態に成形され、ガラスフィラーとして用いられる。
The difference in refractive index between the glass filler and the polycarbonate resin is preferably 0.010 or less, more preferably 0.005 or less, still more preferably 0.003 or less, and most preferably 0.002 or less.
(Chemical durability)
Within the composition range of the glass composition, the glass composition is excellent in chemical durability such as acid resistance, water resistance and alkali resistance. Therefore, if it is a glass filler formed from such a glass composition, it can mix | blend suitably with polycarbonate resin.
[Glass filler]
The said glass composition is shape | molded in predetermined forms, such as scale-like glass, a chopped strand, a milled fiber, glass powder, a glass bead, and is used as a glass filler.
図１（ａ）は、鱗片状ガラスを模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）はその鱗片状ガラスを示す平面図である。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、鱗片状ガラス１０は、例えば平均厚さｔが０．１〜１５μｍ、平均粒子径ａが０．２〜１５０００μｍ、アスペクト比（平均粒子径ａ／平均厚さｔ）が２〜１０００の薄片状粒子である。ここで、図１（ｂ）に示すように、鱗片状ガラス１０の平均粒子径ａは、鱗片状ガラス１０を平面視したときの面積Ｓの平方根（ａ＝Ｓ１／２）として定義される。
Fig.1 (a) is a perspective view which shows scale-like glass typically, and FIG.1 (b) is a top view which shows the scale-like glass. As shown in FIGS. 1 (a) and (b), the
この鱗片状ガラス１０は、例えば図２に示した製造装置を用いて製造できる。この図２に示すように、耐火窯槽１２で溶融された前記ガラス組成を有するガラス素地１１が、ブローノズル１３に送り込まれたガスにより風船状に膨らみ、中空状ガラス膜１４となる。この中空状ガラス膜１４を一対の押圧ロール１５で粉砕することにより、鱗片状ガラス１０が得られる。
The
前記チョップドストランドは、繊維径１〜５０μｍ、アスペクト比（繊維長／繊維径）２〜１０００の寸法を有するガラス繊維である。該チョップドストランドは、例えば図３及び図４に示した装置を用いて製造できる。 The chopped strand is a glass fiber having a fiber diameter of 1 to 50 μm and an aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of 2 to 1000. The chopped strand can be manufactured using, for example, the apparatus shown in FIGS.
図３に示すように、前記耐火窯槽１２内で溶融された前記ガラス組成を有するガラス素地１１が、底部に多数（例えば２４００本）のノズルを有するブッシング２０から引き出されて、多数のガラスフィラメント２１が形成される。該ガラスフィラメント２１は、冷却水を吹きかけられた後、バインダアプリケータ２２の塗布ローラ２３によりバインダ（集束剤）２４が塗布される。バインダ２４が塗布された多数のガラスフィラメント２１は、補強パッド２５により、各々が例えば８００本程度のガラスフィラメント２１からなる３本のストランド２６として集束される。各ストランド２６は、トラバースフィンガ２７で綾振りされつつコレット２８に嵌められた円筒チューブ２９に巻き取られる。そして、ストランド２６が巻き取られた円筒チューブ２９をコレット２８から外して、ケーキ（ストランド巻体）３０が得られる。
As shown in FIG. 3, a glass substrate 11 having the glass composition melted in the
次に、図４に示すように、クリル３１に前記ケーキ３０を収容し、そのケーキ３０からストランド２６を引き出して、集束ガイド３２によりストランド束３３として束ねる。このストランド束３３に、噴霧装置３４より水又は処理液を噴霧する。さらに、このストランド束３３を切断装置３５の回転刃３６で切断して、チョップドストランド３７が得られる。
Next, as shown in FIG. 4, the
前記ミルドファイバーは、繊維径が１〜５０μｍ、アスペクト比（繊維長／繊維径）２〜５００の寸法を有するガラス繊維である。このようなミルドファイバーは、公知の方法に従って製造できる。 The milled fiber is a glass fiber having a fiber diameter of 1 to 50 μm and an aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of 2 to 500. Such a milled fiber can be produced according to a known method.
ガラス粉末としては、１〜５００μｍの平均粒子径を有するものがガラスフィラーを形成するために好ましい。ここで、平均粒子径は、ガラス粉末粒子と同じ体積を有する球体の直径として定義するものとする。このようなガラス粉末は、公知の方法に従って製造できる。 As a glass powder, what has an average particle diameter of 1-500 micrometers is preferable in order to form a glass filler. Here, the average particle diameter is defined as the diameter of a sphere having the same volume as the glass powder particles. Such glass powder can be produced according to a known method.
ガラスビーズとしては、１〜５００μｍの粒子径を有するものがガラスフィラーを形成するために好ましい。ここで、粒子径は、ガラスビーズ粒子と同じ体積を有する球体の直径として定義するものとする。このようなガラスビーズは、公知の方法に従って製造できる。
［ポリカーボネート樹脂組成物］
前記ガラス組成物から形成されるガラスフィラーはポリカーボネート樹脂に配合されることにより、優れた性能を有するポリカーボネート樹脂組成物として用いられる。ガラス組成物から形成されるガラスフィラーは、ポリカーボネート樹脂との屈折率の差が小さく、アルカリ成分の溶出が少なく、化学的耐久性に優れている。従って、得られるポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂と同等の透明性と、ポリカーボネート樹脂よりも優れた機械的強度や耐熱性を兼ね備えている。
As the glass beads, those having a particle diameter of 1 to 500 μm are preferable for forming a glass filler. Here, the particle diameter is defined as the diameter of a sphere having the same volume as the glass bead particle. Such glass beads can be produced according to a known method.
[Polycarbonate resin composition]
The glass filler formed from the glass composition is used as a polycarbonate resin composition having excellent performance by being blended with the polycarbonate resin. The glass filler formed from the glass composition has a small difference in refractive index from that of the polycarbonate resin, little elution of alkali components, and excellent chemical durability. Therefore, the obtained polycarbonate resin composition has transparency equivalent to that of the polycarbonate resin and mechanical strength and heat resistance superior to those of the polycarbonate resin.
ポリカーボネート樹脂組成物は、公知の方法に従って製造できる。具体的には、混合機などを用いて加熱しながらポリカーボネート樹脂とガラスフィラーを溶融混練すればよい。前記ポリカーボネート樹脂としては、公知のものを使用できる。前記ガラスフィラーの形態としては、１種類に限らず、複数種のものを組み合わせて配合してもよい。また、ポリカーボネート樹脂組成物の性能を向上させる目的で、必要に応じて各種カップリング剤や添加剤を配合してもよい。溶融混練の温度は、ポリカーボネート樹脂の耐熱温度以下であることが好ましい。 The polycarbonate resin composition can be produced according to a known method. Specifically, the polycarbonate resin and the glass filler may be melt-kneaded while heating using a mixer or the like. Known polycarbonate resins can be used. The form of the glass filler is not limited to one type, and a plurality of types may be combined and blended. Moreover, you may mix | blend various coupling agents and additives as needed for the purpose of improving the performance of a polycarbonate resin composition. The temperature for melt kneading is preferably not higher than the heat resistance temperature of the polycarbonate resin.
このようなポリカーボネート樹脂組成物を成形して成形品とすることにより、電気機器、自動車部品、建築材料などに好適に使用できる。成形は公知の方法に従って行えばよく、押出成形法、射出成形法、プレス成形法、カレンダー成形によるシート成形法などが採用される。なお、成形時の加熱温度は、ポリカーボネート樹脂の耐熱温度以下であることが好ましい。
[実施形態による効果のまとめ]
(1) 本実施形態のガラス組成物は、酸化チタンを必須成分としていないためポリカーボネート樹脂に配合されたとき着色を抑えることができると共に、酸化亜鉛を必須成分としていないためガラスの溶融時に飛散を抑えることができ、ガラスの組成変動を抑制することができる。さらに、ガラス組成物は酸化バリウムを必須成分としていないため、ポリカーボネート樹脂に対する分散性を向上させることができる。かつ、各必須成分の配合割合によってガラス組成物の融点を下げることができ、低温にてガラス組成物を調製できると同時に、ガラス組成の均一化を図ることができる。
By molding such a polycarbonate resin composition into a molded product, it can be suitably used for electrical equipment, automobile parts, building materials and the like. The molding may be performed according to a known method, and an extrusion molding method, an injection molding method, a press molding method, a sheet molding method by calendar molding, or the like is employed. In addition, it is preferable that the heating temperature at the time of shaping | molding is below the heat-resistant temperature of polycarbonate resin.
[Summary of effects by embodiment]
(1) Since the glass composition of the present embodiment does not contain titanium oxide as an essential component, it can suppress coloring when blended with a polycarbonate resin, and suppresses scattering when the glass is melted because zinc oxide is not an essential component. And variation in the composition of the glass can be suppressed. Furthermore, since the glass composition does not contain barium oxide as an essential component, the dispersibility with respect to the polycarbonate resin can be improved. And the melting | fusing point of a glass composition can be lowered | hung with the mixing | blending ratio of each essential component, a glass composition can be prepared at low temperature, and at the same time, a glass composition can be made uniform.
従って、ガラス組成物は、ポリカーボネート樹脂に配合されるガラスフィラーとして好適に用いられ、良好かつ安定した品質を示すと同時、ガラス製造装置に対する負荷を軽減することができる。 Therefore, the glass composition is suitably used as a glass filler blended in the polycarbonate resin, and at the same time it can reduce the load on the glass manufacturing apparatus while exhibiting good and stable quality.
(2) ガラス組成物の屈折率ｎｄが１．５７５〜１．５９５であることにより、ポリカーボネート樹脂に配合されたとき、光の散乱が抑制され、ポリカーボネート樹脂の透明性を保持することができる。 (2) by the refractive index n d of the glass composition is from 1.575 to 1.595, when formulated into polycarbonate resins, scattering of light is suppressed, it is possible to retain the transparency of the polycarbonate resin .
(3) ガラス組成物の作業温度が１１００〜１３００℃であることにより、ガラスフィラーを製造したときその厚みや繊維径のばらつきを抑えることができると共に、ガラス製造装置の腐食を抑制し、装置寿命を延長させることができる。 (3) When the working temperature of the glass composition is 1100 to 1300 ° C., it is possible to suppress variations in the thickness and fiber diameter when the glass filler is manufactured, and to suppress the corrosion of the glass manufacturing apparatus, thereby reducing the life of the apparatus. Can be extended.
(4) ガラス組成物の作業温度から失透温度を差し引いた温度差ΔＴが０〜１５０℃であることにより、ガラス成形時に失透が生じ難く、均質なガラスを収率良く製造することができると共に、ガラス組成の調整を容易にすることができる。 (4) When the temperature difference ΔT obtained by subtracting the devitrification temperature from the working temperature of the glass composition is 0 to 150 ° C., devitrification hardly occurs at the time of glass forming, and a homogeneous glass can be produced with a high yield. At the same time, the glass composition can be easily adjusted.
(5) ポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーは、前述のガラス組成物から容易に形成することができる。具体的には、ポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーはガラス組成物を溶融した後、所定形状の形態に加工して成形される。ポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーの形態としては、鱗片状ガラス、チョップドストランド、ミルドファイバー、ガラス粉末及びガラスビーズから選ばれる少なくとも１種の形態が好適に採用される。 (5) The glass filler for polycarbonate resin can be easily formed from the glass composition described above. Specifically, the glass filler for polycarbonate resin is molded by melting a glass composition and then processing it into a predetermined shape. As the form of the glass filler for polycarbonate resin, at least one form selected from flaky glass, chopped strands, milled fiber, glass powder and glass beads is suitably employed.
(6) ポリカーボネート樹脂組成物は、ポリカーボネート樹脂と上記のポリカーボネート樹脂用ガラスフィラーを含有するものである。このポリカーボネート樹脂組成物を成形してなる成形品は、透明性、機械的強度、耐熱性などに優れている。 (6) The polycarbonate resin composition contains a polycarbonate resin and the above glass filler for polycarbonate resin. A molded product formed by molding this polycarbonate resin composition is excellent in transparency, mechanical strength, heat resistance and the like.
以下、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜３０及び比較例１〜１０）
表１〜表４に示した組成となるように、珪砂等の通常のガラス原料を調合して、実施例及び比較例毎にガラス原料のバッチを作製した。各バッチについて、電気炉を用いて１４００〜１６００℃まで加熱して溶融させ、組成が均一になるまで約４時間そのまま維持した。その後、溶融したガラスを鉄板上に流し出して、電気炉中で室温まで徐冷し、ガラス（ガラス組成物）を得た。
Hereinafter, the embodiment will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
(Examples 1-30 and Comparative Examples 1-10)
Batches of glass raw materials were prepared for each of Examples and Comparative Examples by blending ordinary glass raw materials such as silica sand so as to have the compositions shown in Tables 1 to 4. Each batch was heated to 1400-1600 ° C. using an electric furnace and melted, and maintained for about 4 hours until the composition became uniform. Thereafter, the molten glass was poured out on an iron plate, and gradually cooled to room temperature in an electric furnace to obtain glass (glass composition).
このようにして作製したガラスについて、通常の白金球引き上げ法により粘度と温度の関係を調べ、その結果から作業温度を求めた。ここで、白金球引き上げ法とは、溶融ガラス中に白金球を浸し、その白金球を等速運動で引き上げる際の負荷荷重（抵抗）と、白金球に働く重力や浮力などの関係を、微小の粒子が流体中を沈降する際の粘度と落下速度の関係を示したストークス（Stokes）の法則に当てはめて粘度を測定する方法である。 With respect to the glass thus produced, the relationship between viscosity and temperature was examined by an ordinary platinum ball pulling method, and the working temperature was obtained from the result. Here, the platinum ball pulling method is a method of measuring the relationship between the load (resistance) and the gravity and buoyancy acting on the platinum ball when the platinum ball is immersed in molten glass and pulling the platinum ball at a constant speed. This is a method of measuring the viscosity by applying the Stokes law, which shows the relationship between the viscosity and the falling speed when the particles of particles settle in the fluid.
また、粒子径１．０〜２．８ｍｍに粉砕したガラスを白金ボートに入れ、温度勾配（９００〜１４００℃）のついた電気炉にて２時間加熱し、結晶の出現位置に対応する電気炉の最高温度から失透温度を求めた。なお、電気炉内の場所による温度は、予め測定して求めてあり、所定の場所に置かれたガラスは、その温度で加熱される。ΔＴは作業温度から失透温度を差し引いた温度差である。 In addition, glass pulverized to a particle size of 1.0 to 2.8 mm is placed in a platinum boat and heated in an electric furnace with a temperature gradient (900 to 1400 ° C.) for 2 hours. The devitrification temperature was determined from the maximum temperature of the. In addition, the temperature by the place in an electric furnace is calculated | required previously, and the glass placed in the predetermined place is heated at the temperature. ΔT is a temperature difference obtained by subtracting the devitrification temperature from the working temperature.
さらに、屈折率は、前記のガラス組成物について、プルフリッヒ屈折率計にて、黄色ヘリウムｄ線（光の波長５８７．６ｎｍ）の屈折率ｎｄを求めた。鱗片状ガラスについては、浸液法により、黄色ナトリウムＤ線（光の波長５８９．３ｎｍ）の屈折率ｎＤを求めた。 Further, the refractive index for the glass composition at Pulfrich refractometer to determine the refractive index n d of yellow helium d line (wavelength of light 587.6 nm). The glass flakes, by immersion method, to determine the refractive index n D of the yellow sodium D line (wavelength of light 589.3 nm).
これらの測定結果を表１〜表４に示した。なお、表中のガラス組成は、すべて質量％で表示した値である。 These measurement results are shown in Tables 1 to 4. In addition, all the glass compositions in a table | surface are the values displayed by the mass%.
一方、比較例１のガラス組成物は、特開２００７−１５３７２９号公報の実施例９に記載されているガラス組成と同様であり、ＳｒＯが含まれておらず、本発明のガラス組成の範囲外である。このガラス組成物のΔＴは７℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより小さいことが分かる。比較例２のガラス組成物は、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量が本発明のガラス組成の範囲外であり、このガラス組成物は失透のため均質なガラスが得られなかった。 On the other hand, the glass composition of Comparative Example 1 is the same as the glass composition described in Example 9 of JP-A-2007-153729, does not contain SrO, and is outside the range of the glass composition of the present invention. It is. It can be seen that ΔT of this glass composition is 7 ° C., which is smaller than ΔT of the glass compositions of Examples 1 to 30. In the glass composition of Comparative Example 2, the content of SiO 2 and Al 2 O 3 was outside the range of the glass composition of the present invention, and this glass composition was devitrified, so a homogeneous glass could not be obtained.
比較例３のガラス組成物は、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量が本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−１０４℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより極めて小さいことが分かる。比較例４のガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３の含有量が本発明のガラス組成の範囲外であり、このガラス組成物は失透のため均質なガラスが得られなかった。 In the glass composition of Comparative Example 3, the content of SiO 2 and Al 2 O 3 is outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, ΔT of the glass composition is −104 ° C., which is found to be extremely smaller than ΔT of the glass compositions of Examples 1 to 30. In the glass composition of Comparative Example 4, the content of Al 2 O 3 was outside the range of the glass composition of the present invention, and this glass composition was devitrified, so a homogeneous glass could not be obtained.
比較例５のガラス組成物は、ＭｇＯが含まれておらず本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−６０℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより小さいことが分かる。比較例６のガラス組成物は、ＭｇＯの含有量が過剰で本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−７９℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより相当に小さいことが分かる。 The glass composition of Comparative Example 5 does not contain MgO and is outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, it is understood that ΔT of the glass composition is −60 ° C., which is smaller than ΔT of the glass compositions of Examples 1 to 30. The glass composition of Comparative Example 6 has an excessive MgO content and is outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, it is understood that ΔT of the glass composition is −79 ° C., which is considerably smaller than ΔT of the glass compositions of Examples 1 to 30.
比較例７のガラス組成物は、ＺｒＯ２が含まれておらず本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−６２℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより極めて小さいことが分かる。比較例８のガラス組成物は、ＺｒＯ２の含有量が過剰で本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−１２１℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより極めて小さいことが分かる。 The glass composition of Comparative Example 7 does not contain ZrO 2 and is outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, (DELTA) T of a glass composition is -62 degreeC, and it turns out that it is very smaller than (DELTA) T of the glass composition of Examples 1-30. In the glass composition of Comparative Example 8, the ZrO 2 content is excessive and outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, (DELTA) T of a glass composition is -121 degreeC, and it turns out that it is very smaller than (DELTA) T of the glass composition of Examples 1-30.
比較例９のガラス組成物は、ＳｒＯの含有量が過少で本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−１０５℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより極めて小さいことが分かる。比較例１０のガラス組成物は、ＳｒＯの含有量が過剰で本発明のガラス組成の範囲外である。このため、ガラス組成物のΔＴは−３８℃であり、実施例１〜３０のガラス組成物のΔＴより相当に小さいことが分かる。 The glass composition of Comparative Example 9 has too little SrO content and is outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, it is understood that ΔT of the glass composition is −105 ° C., which is extremely smaller than ΔT of the glass compositions of Examples 1 to 30. The glass composition of Comparative Example 10 has an excessive SrO content and is outside the range of the glass composition of the present invention. For this reason, it is understood that ΔT of the glass composition is −38 ° C., which is considerably smaller than ΔT of the glass compositions of Examples 1 to 30.
以上のように、実施例１〜３０に示す本発明のガラス組成物であれば、フィラーとしてポリカーボネート樹脂に配合する場合に適した屈折率を有すると共に、ガラスフィラーの成形に適した溶融特性を有することが分かる。
（実施例３１〜６０）
実施例１〜３０のガラス組成物を電気炉で再溶融し、その後冷却しながらペレットに成形した。このペレットを図２に示す製造装置に投入して、表５〜表７に示すように平均厚さが０．５〜１μｍ及び平均粒子径が１〜１０００μｍである実施例３１〜６０の鱗片状ガラスを作製し、これらの鱗片状ガラスの屈折率（ｎＤ）を測定した。それらの測定結果を表５〜表７に示した。鱗片状ガラスの平均厚さは、電子顕微鏡（（株）キーエンス、リアルサーフェスビュー顕微鏡、ＶＥ−７８００）を用い、１００粒の鱗片状ガラスの断面から鱗片状ガラスの厚さを測定し、それらを平均して求めた。
As described above, the glass composition of the present invention shown in Examples 1 to 30 has a refractive index suitable for blending with a polycarbonate resin as a filler, and has melting characteristics suitable for molding a glass filler. I understand that.
(Examples 31 to 60)
The glass compositions of Examples 1 to 30 were remelted in an electric furnace and then formed into pellets while cooling. The pellets were put into the production apparatus shown in FIG. 2, and as shown in Tables 5 to 7, scales of Examples 31 to 60 having an average thickness of 0.5 to 1 μm and an average particle diameter of 1 to 1000 μm. Glass was produced and the refractive index (n D ) of these scaly glasses was measured. The measurement results are shown in Tables 5 to 7. The average thickness of the glass flakes was measured by measuring the thickness of the glass flakes from the cross section of 100 glass flakes using an electron microscope (Keyence Corporation, Real Surface View Microscope, VE-7800). Obtained on average.
これらの鱗片状ガラス（ガラスフィラー）を各々ポリカーボネート樹脂に配合し、ポリカーボネート樹脂組成物を作製した。 Each of these scaly glasses (glass fillers) was blended with a polycarbonate resin to prepare a polycarbonate resin composition.
（実施例６１〜９０）
実施例１〜３０のガラス組成物を電気炉で再溶融し、その後冷却しながらペレットに成形した。このペレットを図３及び図４に示す製造装置に投入して、平均繊維径が１０〜２０μｍ、長さが３ｍｍの実施例６１〜９０のチョップドストランド（ガラスフィラー）を作製した。これらのチョップドストランドを、各々ポリカーボネート樹脂に配合し、ポリカーボネート樹脂組成物を作製した。
(Examples 61 to 90)
The glass compositions of Examples 1 to 30 were remelted in an electric furnace and then formed into pellets while cooling. This pellet was put into the production apparatus shown in FIGS. 3 and 4 to produce chopped strands (glass fillers) of Examples 61 to 90 having an average fiber diameter of 10 to 20 μm and a length of 3 mm. Each of these chopped strands was blended with a polycarbonate resin to prepare a polycarbonate resin composition.
なお、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 前記二酸化珪素と酸化アルミニウムの合計量の範囲を設定し、ガラスの骨格を良好に維持できるように構成することも可能である。その合計量の範囲として、例えば５５〜７５質量％が挙げられる。
It should be noted that the above embodiment can be modified as follows.
It is also possible to set the range of the total amount of silicon dioxide and aluminum oxide so that the glass skeleton can be maintained well. Examples of the total amount range include 55 to 75% by mass.
・ 酸化マグネシウムと酸化カルシウムと酸化ストロンチウムの合計量、或いは酸化マグネシウムと酸化カルシウムと酸化ストロンチウムと酸化ジルコニウムの合計量の範囲を設定し、ガラスの失透温度及び粘度を良好に保持できるように構成することも可能である。その合計量の範囲として、例えば１９〜６０質量％或いは２０〜６７質量％が挙げられる。 ・ The total amount of magnesium oxide, calcium oxide, and strontium oxide, or the total amount of magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, and zirconium oxide are set, so that the glass can be maintained at a good devitrification temperature and viscosity. It is also possible. As the range of the total amount, for example, 19 to 60% by mass or 20 to 67% by mass can be mentioned.
・ ガラスフィラーとして、鱗片状ガラス、チョップドストランド、ミルドファイバー、ガラス粉末及びガラスビーズの２種以上を適宜組合せて使用することもできる。 -As a glass filler, it can also use combining suitably 2 or more types of scale-like glass, chopped strand, milled fiber, glass powder, and a glass bead.
１０…ガラスフィラーとしての鱗片状ガラス、３７…ガラスフィラーとしてのチョップドストランド。 10 ... scale glass as glass filler, 37 ... chopped strand as glass filler.
Claims (10)
５０≦ＳｉＯ２≦６０、
５≦Ａｌ２Ｏ３≦１５、
１≦ＭｇＯ≦１０、
１０≦ＣａＯ≦２５、
８≦ＳｒＯ≦２５、
１≦ＺｒＯ２≦７
であることを特徴とするガラス組成物。 Contains silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), strontium oxide (SrO) and zirconium oxide (ZrO 2 ) as essential components, The content is expressed in mass%,
50 ≦ SiO 2 ≦ 60,
5 ≦ Al 2 O 3 ≦ 15,
1 ≦ MgO ≦ 10,
10 ≦ CaO ≦ 25,
8 ≦ SrO ≦ 25,
1 ≦ ZrO 2 ≦ 7
A glass composition characterized by the above.
１０≦ＣａＯ≦２５、
と設定される請求項１のガラス組成物。 In the case of 8 ≦ SrO ≦ 15 expressed in mass%,
10 ≦ CaO ≦ 25,
The glass composition of Claim 1 set as follows.
１０≦ＣａＯ≦２０、
と設定される請求項１のガラス組成物。 In the case of 15 <SrO ≦ 25 expressed in mass%,
10 ≦ CaO ≦ 20,
The glass composition of Claim 1 set as follows.
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