沸石覆盖的玻璃纤维的的制造方法和使用该方法制造的纤维构造物技术

本发明专利技术提供能够用一次的浸渍处理将硅化合物和铝化合物同时赋予玻璃纤维，使之进行沸石的生成反应的玻璃纤维的制造方法和利用该方法制造的纤维构造物。本发明专利技术的沸石覆盖的玻璃纤维的制造方法，包括用含有溶解于其中的硅化合物、铝化合物和氢氧化钠的水溶液处理玻璃纤维，分别换算成氧化硅和氧化铝的硅化合物与铝化合物的合计量（Ｙ）为０．０７０３～１．６４０３质量％，所述水溶液中氢氧化钠的浓度（Ｘ）为４～１５质量％，所述换算成氧化硅和氧化铝的合计量（Ｙ）和氢氧化钠的浓度（Ｘ）的关系如下式（Ⅰ）表示。Ｙ≤０．１４２７Ｘ－０．５００６（Ⅰ）。

Method for producing glass fiber covered with zeolite and fiber structure manufactured by the method

The present invention provides to be able to use a dipping silicon and aluminum compounds with glass fiber, method of manufacturing the reaction to zeolite of glass fiber and the fiber structure manufactured by the method. Manufacturing method of the invention of zeolite coated glass fiber, glass fiber treatment including aqueous solution containing dissolved in the silicon compounds, aluminum compounds and sodium hydroxide, were converted into a total amount of silicon compounds and silicon oxide and aluminum compounds of alumina (Y) ranged from 0.0703 to 1.6403 mass%, the concentration of sodium hydroxide in the solution (X) of 4 to 15 mass%, the total amount of the converted into silica and alumina (Y) and the sodium hydroxide concentration (X) of the following formula (I) said the relationship. Y = 0.1427X0.5006 (I).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使沸石结晶在玻璃纤维表层生成的制造方法、用上述制造方法制造的沸石覆盖的玻璃纤维构造物。
技术介绍
以往，提出通过在由二氧化硅源、氧化铝源、碱源和水构成的反应混合物浆中浸渍二氧化硅-氧化铝类玻璃纤维的制造沸石覆盖的玻璃纤维的方法。虽然上述制造法具有产生大量的粉末状沸石副产物的问题，但是提出了解决该问题的方法。该方法包括将二氧化硅-氧化铝类玻璃纤维于氢氧化钠水溶液中加热，使沸石在玻璃纤维表层结晶(参照日本专利文献1和2)。然而，在专利文献1和专利文献2中，将二氧化硅-氧化铝类玻璃纤维在氢氧化钠水溶液中加热使沸石在玻璃纤维表层结晶，但是由于以玻璃纤维的原材料氧化铝和氧化硅作为沸石的原材料，玻璃纤维量减少，又由于玻璃纤维量减少，就有玻璃纤维脆化等的问题。日本专利文献1特开平11-217241号公报日本专利文献2特开2001-39740号公报
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供能够用一次的浸渍处理将硅化合物和铝化合物同时赋予玻璃纤维，使之进行沸石的生成反应的玻璃纤维的制造方法和其纤维构造物。本专利技术人为实现上述目的进行了反复专心的研究，结果发现，当混合铝酸钠等的铝化合物的氢氧化钠水溶液和硅酸钠等的硅化合物的水溶液时，当将硅化合物换算成氧化硅，铝化合物换算成氧化铝时，其合计量为0.0703～1.6403质量％在水溶液中溶解的同时，使用铝化合物、硅化合物、氢氧化钠、水使得氢氧化钠的浓度为4～15质量％，由此可以得到透明、均匀的混合水溶液。然后，通过用该混合水溶液处理玻璃纤维，能够同时在玻璃纤维上赋予铝化合物和硅化合物，并且通过利用使两化合物在湿热加热条件下反应，能够在玻璃纤维的表面生成沸石，最终完成了本专利技术。即，本专利技术提供下述的沸石覆盖的玻璃纤维的制造方法和利用该方法制造的下述纤维构造物。1.沸石覆盖的玻璃纤维的制造方法，包括用溶解了硅化合物、铝化合物和氢氧化钠的水溶液处理玻璃纤维，分别换算成氧化硅和氧化铝的硅化合物与铝化合物的合计量(Y)为0.0703～1.6403质量％，所述水溶液中的氢氧化钠的浓度(X)为4～15质量％，所述换算成氧化硅和氧化铝的合计量(Y)和氢氧化钠的浓度(X)的关系如下式(1)表示；Y≤0.1427X-0.5006(I)。2.上述1所述的沸石覆盖的玻璃纤维的制造方法，其包括在所述水溶液中浸渍玻璃纤维后，进行湿热加热使硅化合物和铝化合物在玻璃纤维表层反应，从而生成沸石结晶。3.上述1或2所述的沸石覆盖的玻璃纤维的制造方法，其中硅化合物为硅酸钠，铝化合物为铝酸钠。4.由用上述1～3中任一项所述的方法制造的沸石覆盖的玻璃纤维制造的纤维构造物，其中所述纤维构造物是棉状物、纱、织布或无纺布。专利技术效果根据本专利技术，由于能够通过一种液体一次处理，将硅化合物、铝化合物同时赋予玻璃纤维，使之进行沸石生成反应，故可以简单地得到沸石覆盖的玻璃纤维。具体实施例方式本专利技术使用的玻璃纤维加工液，是浸渍玻璃纤维或包含玻璃纤维的纤维构造物使得在玻璃纤维表层生成沸石的水溶液。该水溶液是溶解了硅化合物和铝化合物的氢氧化钠水溶液，分别换算成氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)的硅化合物与铝化合物的合计量(Y)为0.0703～1.6403质量％，并且氢氧化钠的浓度为4～15质量％。当上述合计量(Y)低于0.0703质量％时，沸石的合成量变少；当高于1.6403质量％时，产生过剩量的硅化合物和铝化合物。而且，当氢氧化钠的浓度低于4质量％时，玻璃纤维的物理变化小，在玻璃纤维表层不能进行沸石的合成；高于15质量％时，玻璃纤维的物理变化大，发生例如减量、脆化等。并且，由于氢氧化钠的浓度小于7质量％时沸石的合成效率低；大于12质量％时离子交换功能降低，所以优选7～12质量％。这时，硅化合物和铝化合物优选以质量比计为1∶0.2～1∶2、特别是1∶0.8～1∶1.5的比例使用。这里，作为硅化合物可以使用偏硅酸钠、偏硅酸钾、硅酸钠、硅溶胶等。另一方面，作为铝化合物可以例举铝酸钠、铝酸钾、硫酸铝、氯化铝、硝酸铝等。例如，在玻璃纤维表层生成沸石时，优选使用硅酸钠作为硅化合物，使用铝酸钠作为铝化合物。上述玻璃纤维的加工液，通过准备铝化合物的氢氧化钠水溶液和硅化合物的水溶液，将上述溶液混合使得铝化合物、硅化合物和氢氧化钠的浓度达到上述范围，可以得到透明、均匀的混合水溶液。并且，通过混合铝化合物的水溶液和硅化合物的氢氧化铝水溶液也能够得到同样的结果。另外，上述混合可以在室温下进行，但加热至约30～约90℃也没有影响。本专利技术使用的加工液，如上述，实际上是透明、均匀的，在25℃下用B型粘度计测定的程度为约2mPa·s以下的低粘度，使用这种加工液处理玻璃纤维。作为其制造法，是利用将玻璃纤维浸渍于上述加工液中等的方法，在玻璃纤维表层，将上述硅化合物和铝化合物赋予玻璃纤维，必要时在室温下熟化后，进行湿热加热，由此在水蒸气存在下使硅化合物和铝化合物反应，由此在玻璃纤维表层形成沸石。这时，玻璃纤维的种类以及粗度没有特别限制，特别地，本专利技术对玻璃纤维的粗度为10μm以上的二氧化硅-氧化铝玻璃纤维构造物的处理有效。这里，作为玻璃纤维，可以例举由二氧化硅、氧化铝、氧化钾等组成的各种玻璃纤维，将上述这些中的一种单独或两种以上混用也可。并且，在不破坏本专利技术的目的的范围内也可以混合使用天然、再生纤维素纤维和半合成纤维、以及尼龙、聚酯、聚酰胺等的合成纤维等的其他的纤维。作为由玻璃纤维构成的构造物，可以例举棉状物、纱、织布、无纺布，具体说可以例举由上述玻璃纤维织成的平纹组织、斜纹组织、缎纹组织等的织物，或者无纺布，必要时，这些材料可以实施染色加工等的处理。这时，作为处理这样的玻璃纤维和其构造物的玻璃纤维加工液，由于氢氧化钠的浓度过高时，可能发生玻璃纤维的原材料溶出、导致脆化和减量，氢氧化钠的浓度过低时，可能发生沸石的生成率降低，因此当将硅化合物换算成氧化硅，铝化合物换算成氧化铝时，其合计量(Y)为0.0703～1.6403质量％溶解的同时，优选使用氢氧化钠的浓度为4～15质量％的氢氧化钠水溶液。使玻璃纤维构造物在上述水溶液中浸渍的方法没有特别的限制，浸轧法、涂覆法、喷涂法、浴中法等任何一个方法都可以，特别地由于浸轧法加工性(生产率)优异，因此优选采用。在上述加工液中浸渍玻璃纤维构造物后，优选在室温下熟化4～20小时，接着湿热加热。湿热加热条件，优选在60～100℃、特别是70～90℃下，进行0.5～20小时、特别是1～3小时。湿热加热可以通过例如，将上述加工液浸渍后的玻璃纤维构造物投入密闭空间，将其加热至上述温度的方法等进行。这样，可以使硅化合物和铝化合物高效地反应，促进结晶生长。反应结束后，优选用30～90℃的温水洗涤，冲洗在表面生成的结晶，接着使之干燥。另外，在上述玻璃纤维表层形成沸石结晶时，可以进一步在沸石结晶中导入(离子交换)铜离子、银离子、锌离子、镍离子、钯离子、锰离子、镁离子、钾离子等的金属离子。这样地，在沸石结晶中导入(离子交换)铜离子、银离子、锌离子等的金属离子时，可以采用将含有这些金属的金属盐、例如铜离子的水溶液调配成浓度为0.1～1.0质量％、特别地0.2～0.6质量％，将这样的水溶液赋予生成了沸石结晶的玻璃纤维构造物上的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸石覆盖的玻璃纤维的制造方法，包括用含有溶解于其中的硅化合物、铝化合物和氢氧化钠的水溶液处理玻璃纤维，分别换算成氧化硅和氧化铝的硅化合物与铝化合物的合计量（Ｙ）为０．０７０３～１．６４０３质量％，所述水溶液中氢氧化钠的浓度（Ｘ）为４～１５质量％，所述换算成氧化硅和氧化铝的合计量（Ｙ）和氢氧化钠的浓度（Ｘ）的关系如下式（Ⅰ）表示：Ｙ≤０．１４２７Ｘ－０．５００６（Ⅰ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大场正义，井上裕司，福田次朗，
申请(专利权)人：日清纺绩株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]