玄武岩繊維
玄武岩繊維は、天然玄武岩から引き出された連続繊維です。1450℃~1500℃で溶融した玄武岩を、白金ロジウム合金線引き抜き漏れ板を用いて高速で引き抜くことで作られます。純粋な天然玄武岩繊維の色は一般的に茶色です。玄武岩繊維は、シリカ、アルミナ、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、二酸化チタンなどの酸化物から構成される、新しいタイプの無機系環境に優しい高性能繊維材料です。玄武岩連続ファイバー高強度であるだけでなく、電気絶縁性、耐腐食性、耐高温性など、さまざまな優れた特性も備えています。さらに、玄武岩繊維の製造工程では、廃棄物の発生量が少なく、環境への汚染も最小限に抑えられており、廃棄後も環境中で直接分解されるため、害を及ぼすことなく、真に環境に優しいグリーン素材と言えます。玄武岩連続繊維は、繊維強化複合材料、摩擦材、造船材料、断熱材、自動車産業、高温ろ過布、保護材などの分野で幅広く使用されています。
特徴
① 十分な原材料
玄武岩繊維玄武岩鉱石を溶かして引き伸ばして作られており、地球と月には玄武岩鉱石の埋蔵量がかなり客観的に見て豊富であり、原材料費は比較的低い。
②環境に優しい素材
玄武岩鉱石は天然素材であり、製造工程でホウ素やその他のアルカリ金属酸化物が排出されないため、煙の中に有害物質が沈殿せず、大気汚染を引き起こしません。さらに、製品の寿命が長いため、低コスト、高性能、そして理想的な清浄性を備えた、新しいタイプの環境に優しい活性素材です。
③ 高温耐性および耐水性
玄武岩繊維の連続使用温度範囲は一般的に 269 ~ 700 ℃ (軟化点 960 ℃) ですが、ガラス繊維は 60 ~ 450 ℃、炭素繊維の最高使用温度は 500 ℃ までです。特に、玄武岩繊維は 600 ℃ で使用しても、破断後の強度は元の強度の 80% を維持できます。860 ℃ で使用しても収縮しませんが、この時点で優れた鉱物繊維の耐熱性は破断後 50% ~ 60% しか維持できず、ガラス繊維は完全に破壊されます。炭素繊維は約 300 ℃ で CO と CO2 を生成します。玄武岩繊維は 70 ℃ で温水に浸されても高い強度を維持できますが、1200 時間では強度の一部を失う可能性があります。
④優れた化学的安定性と耐腐食性
連続玄武岩繊維は、K2O、MgO、TiO2などの成分を含み、これらの成分は繊維の耐薬品性および防水性能を向上させる上で非常に有益であり、かなり重要な役割を果たします。特にアルカリ性および酸性媒体においては、ガラス繊維の化学的安定性と比較してより有利であり、飽和Ca(OH)2溶液やセメントなどのアルカリ性媒体においても、玄武岩繊維はより高い耐アルカリ腐食性能を維持できます。
⑤ 高い弾性率と引張強度
玄武岩繊維の弾性率は9100 kg/mm~11000 kg/mmで、無アルカリガラス繊維、アスベスト、アラミド繊維、ポリプロピレン繊維、シリカ繊維よりも高い。玄武岩繊維の引張強度は3800~4800 MPaで、大径トウ炭素繊維、アラミド繊維、PBI繊維、鋼繊維、ホウ素繊維、アルミナ繊維よりも高く、Sガラス繊維に匹敵する。玄武岩繊維は密度が2.65~3.00 g/cm³、モース硬度が5~9と高いため、耐摩耗性と引張補強性に優れている。その機械的強度は天然繊維や合成繊維をはるかに凌駕するため、理想的な補強材であり、その優れた機械的特性は4大高性能繊維の中でも最先端である。
⑥優れた遮音性能
連続玄武岩繊維は優れた遮音性と吸音性能を持ち、異なるオーディオにおける繊維の吸音率から、周波数の増加に伴い吸音率が著しく増加することがわかります。例えば、直径1~3μmの玄武岩繊維(密度15kg/m3、厚さ30mm)を吸音材として選択した場合、100~300Hz、400~900Hz、1200~7,000Hzのオーディオ条件において、繊維材料の吸音率はそれぞれ0.05~0.15、0.22~0.75、0.85~0.93となります。
⑦優れた誘電特性
連続玄武岩繊維の体積抵抗率は、Eガラス繊維優れた誘電特性を有する玄武岩鉱石は、質量分率が約0.2と導電性酸化物を含有しているが、特殊な浸透剤を用いた特殊な表面処理により、玄武岩繊維の誘電率の吸収角はガラス繊維よりも50%低く、体積抵抗率もガラス繊維よりも高い。
⑧ 天然ケイ酸塩との適合性
セメントやコンクリートとの分散性が良好で、強力な接着力があり、熱膨張・収縮係数が一定で、耐候性にも優れている。
⑨ 吸湿性が低い
玄武岩繊維の吸湿率は0.1%未満であり、アラミド繊維、ロックウール、アスベストよりも低い。
⑩ 熱伝導率が低い
玄武岩繊維の熱伝導率は0.031 W/mK~0.038 W/mKであり、アラミド繊維、アルミノケイ酸繊維、アルカリフリーガラス繊維、ロックウール、シリコン繊維、炭素繊維、ステンレス鋼よりも低い。
グラスファイバー
グラスファイバーは、優れた性能を持つ無機非金属材料であり、優れた絶縁性、耐熱性、優れた耐腐食性、高い機械的強度など、さまざまな利点がありますが、脆く、耐摩耗性が低いという欠点があります。これは、緑泥石、石英砂、石灰石、ドロマイト、ホウ素カルシウム石、ホウ素マグネシウム石の6種類の鉱石を原料として、高温溶融、延伸、巻き取り、織りなどの工程を経て、直径が数ミクロンから20ミクロン以上(髪の毛の1/20~1/5に相当)のモノフィラメントを製造し、各繊維束は数百または数千のモノフィラメントで構成されています。グラスファイバー通常、複合材料、電気絶縁材料、断熱材料、回路基板などの強化材として、国民経済の様々な分野で使用されています。
材料特性
融点:ガラスは非結晶性物質の一種であり、決まった融点はありませんが、一般的には500~750℃が軟化点であると考えられています。
沸点:約1000℃
密度:2.4~2.76 g/cm³
ガラス繊維を強化プラスチックの強化材として使用する場合、最大の特徴はその高い引張強度です。標準状態での引張強度は6.3~6.9g/d、湿潤状態では5.4~5.8g/dです。耐熱性にも優れており、300℃までの温度でも強度に影響はありません。電気絶縁性にも優れており、高レベルの電気絶縁材料として、また絶縁材や防火材としても使用されます。一般的に、濃アルカリ、フッ化水素酸、濃リン酸によってのみ腐食されます。
主な特徴
(1)高い引張強度、小さな伸び(3%)。
(2)高い弾性係数、優れた剛性。
(3)弾性限界内での伸びと高い引張強度により、大きな衝撃エネルギーを吸収します。
(4)無機繊維、不燃性、優れた耐薬品性。
(5)吸水性が低い。
(6)優れたスケール安定性と耐熱性。
(7)加工性に優れ、糸、束、フェルト、布地その他、さまざまな形態の製品。
(8)透明で光を透過する。
(9)樹脂との良好な接着性。
(10)安価。
(11)燃えにくく、高温でガラスビーズに溶融することができる。
投稿日時:2024年4月11日


