特許 5964219 ガラスフィラー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5964219

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】ガラスフィラー

(51)【国際特許分類】

   C03C 13/00 20060101AFI20160721BHJP

   C03C 12/00 20060101ALI20160721BHJP

   C08K 3/40 20060101ALI20160721BHJP

   C08L 33/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   C03C13/00

   C03C12/00

   C08K3/40

   C08L33/00

【請求項の数】14

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-262513(P2012-262513)

(22)【出願日】2012年11月30日

(65)【公開番号】特開2014-108897(P2014-108897A)

(43)【公開日】2014年6月12日

【審査請求日】2015年7月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004008

【氏名又は名称】日本板硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107641

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 耕一

(72)【発明者】

【氏名】藤原 浩輔

【審査官】 立木 林

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２５５００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／１２５３１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０２−０３０６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０４２３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９３７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５６８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平６−２１１５３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １／００−１４／００

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量％で表して、
６０≦ＳｉＯ₂≦７４、
１０．９９＜Ｂ₂Ｏ₃≦２０、
５≦Ａｌ₂Ｏ₃≦１５、
９＜Ｎａ₂Ｏ＜１３、
０．１≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）＜１、
０≦Ｌｉ₂Ｏ≦０．４９、
０≦Ｋ₂Ｏ≦０．７９、の成分を含有するガラス組成物からなる、アクリル樹脂に配合するためのガラスフィラーであって、
前記ガラス組成物がＺｎＯを実質的に含有しないガラスフィラー。

【請求項2】

ＭｇＯ＋ＣａＯの含有率が質量％で表して、
０．１≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）＜０．５
である請求項１に記載のガラスフィラー。

【請求項3】

ＭｇＯの含有率が質量％で表して、
０．１≦ＭｇＯ＜０．５
である請求項２に記載のガラスフィラー。

【請求項4】

ＳｉＯ₂の含有率が質量％で表して、
６４≦ＳｉＯ₂≦７１
である請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項5】

Ｂ₂Ｏ₃の含有率が質量％で表して、
１０．９９＜Ｂ₂Ｏ₃＜１７
である請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項6】

前記ガラス組成物がＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯを実質的に含有しない請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項7】

Ｐ₂Ｏ₅の含有率が質量％で表して、
０≦Ｐ₂Ｏ₅≦２
である請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項8】

前記ガラス組成物の屈折率ｎ_dが、１．４８０〜１．５００である請求項１〜７のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項9】

前記ガラス組成物の作業温度が、１３００℃以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項10】

密度が２．２０〜２．４１ｇ／ｃｍ³である請求項１〜９のいずれか１項に記載のガラ
スフィラー。

【請求項11】

ヤング率が６５〜９０ＧＰａである請求項１〜１０のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項12】

鱗片状ガラス、チョップドストランド、ミルドファイバー、ガラス粉末およびガラスビーズから選ばれる少なくとも１種に相当する形態を有する請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガラスフィラー。

【請求項13】

アクリル樹脂と、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のガラスフィラーとを含有するアクリル樹脂組成物。

【請求項14】

ガラス原料を溶融し、質量％で表して、
６０≦ＳｉＯ₂≦７４、
１０．９９＜Ｂ₂Ｏ₃≦２０、
５≦Ａｌ₂Ｏ₃≦１５、
９＜Ｎａ₂Ｏ＜１３、
０．１≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）＜１、
０≦Ｌｉ₂Ｏ≦０．４９、
０≦Ｋ₂Ｏ≦０．７９、の成分を含有するガラス溶融物を得る工程と、
前記ガラス溶融物をガラスフィラーへと成形する工程とを含む、アクリル樹脂に配合するためのガラスフィラーの製造方法であって
前記ガラス溶融物がＺｎＯを実質的に含有しない、ガラスフィラーの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラスフィラーに関し、より詳しくは、樹脂（特に、アクリル樹脂）に好適に配合することができるガラスフィラーに関する。

【背景技術】

【0002】

アクリル樹脂は、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルの重合体である。アクリル樹脂は他の樹脂材料に比較して、透明性、耐衝撃性、耐久性および加工性に優れており、光学材料の素材などに用いられている。

【0003】

アクリル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、アクリル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を目的として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知られている。ガラスフィラーを構成するガラスとしては、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または通常のソーダライムガラスが用いられる。

【0004】

しかし、アクリル樹脂に配合するガラスフィラーとして上記のガラスを用いた場合には、アクリル樹脂の性能が損なわれることがある。すなわち、アクリル樹脂の屈折率とガラスフィラーの屈折率との差が大きいため、アクリル樹脂とガラスフィラーとの間の界面において光が散乱し、アクリル樹脂の透明性が損なわれ易い。

【0005】

近年、アクリル樹脂への配合に適したガラスフィラーが開発されている。例えば、特許文献１には、エポキシ樹脂、環状オレフィン樹脂、アクリル樹脂など、屈折率が１．４７〜１．５６である透明樹脂との光学恒数の整合性が高く、樹脂との親和性が高いガラス繊維が開示されている。特許文献２および特許文献３にも、アクリル樹脂に配合されるフィラーとして好適に用いられるガラスフィラーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−２５５００２号公報

【特許文献2】国際公開第２０１１／１２５３１６号

【特許文献3】国際公開第２０１２／０１７６９４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、樹脂に配合するガラスフィラーは、その密度が高すぎると樹脂に対する分散性が低下する。また、ヤング率が低過ぎるガラスフィラーは、樹脂組成物の剛性を高める充填剤として有効に機能しない。アクリル樹脂の透明性を損なわないためには、ガラスフィラーの屈折率とアクリル樹脂の屈折率との相違がさらに小さいことも望まれる。

【0008】

しかし、このような観点からは、従来のガラス組成物からなるガラスフィラーは十分な特性を有するとは言えない。そこで、本発明は、樹脂（特にアクリル樹脂）に配合するためのガラスフィラーをさらに改良することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、
質量％で表して、
６０≦ＳｉＯ₂≦７４、
１０．９９＜Ｂ₂Ｏ₃≦２０、
５≦Ａｌ₂Ｏ₃≦１５、
９＜Ｎａ₂Ｏ＜１３、
０．１≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）＜１、を含有するガラス組成物からなるガラスフィラーを提供する。

【0010】

本発明は、別の観点から、
ガラス原料を溶融し、質量％で表して、
６０≦ＳｉＯ₂≦７４、
１０．９９＜Ｂ₂Ｏ₃≦２０、
５≦Ａｌ₂Ｏ₃≦１５、
９＜Ｎａ₂Ｏ＜１３、
０．１≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）＜１、の成分を含有するガラス溶融物を得る工程と、
前記ガラス溶融物をガラスフィラーへと成形する工程と、を含むガラスフィラーの製造方法を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、屈折率、密度およびヤング率から選ばれる少なくとも１つにおいて、従来のガラス組成物からなるガラスフィラーよりも、樹脂（特にアクリル樹脂）への配合に適したガラスフィラーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】図１Ａは実施形態における鱗片状ガラスを模式的に示す斜視図である。

【図1B】図１Ｂは鱗片状ガラスを示す平面図である。

【図2】図２は鱗片状ガラスの製造装置を模式的に示す断面図である。

【図3】図３はチョップドストランドを製造するための紡糸装置を示す説明図である。

【図4】図４は図３の紡糸装置で得られたストランド巻体からチョップドストランドを製造するための装置を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。

【0014】

［ガラス組成物］
本実施形態のガラスフィラーを構成するガラス組成物は、二酸化珪素（ＳｉＯ₂）、三酸化二ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ₂Ｏ₃）および酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）を必須成分として含有する。また、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）の少なくとも一方を必須成分として含有する。各成分の含有率は、それぞれ、質量％で表して、６０≦ＳｉＯ₂≦７４、１０．９９＜Ｂ₂Ｏ₃≦２０、５≦Ａｌ₂Ｏ₃≦１５、９＜Ｎａ₂Ｏ＜１３、０．１≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）＜１に設定される。

【0015】

以下、このガラス組成物を構成する各成分について説明する。以下において成分の含有率を示す％表示は全て質量％である。

【0016】

（ＳｉＯ₂）
二酸化珪素（ＳｉＯ₂）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」とは含有率が最も高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、粘度および密度を調整する成分である。二酸化珪素は、耐水性を向上させる成分でもある。二酸化珪素は、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。一般に、二酸化珪素の含有率が６０％以上であれば、失透温度の上昇を抑制し、失透のないガラスを容易に製造することができる。さらに、二酸化ケイ素の含有率を６０％以上とすることにより、ガラスの密度が低くなり、ガラスフィラーの樹脂に対する分散性を向上させることが可能になる。また、ガラスの耐水性を向上させることも可能になる。また、ガラスの屈折率をアクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することも可能になる。二酸化珪素の含有率が７４％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。

【0017】

したがって、二酸化珪素の含有率は、６０％以上であり、６２％以上が好ましく、６４％以上がより好ましく、６５％より大きいことが最も好ましい。二酸化珪素の含有率は、７４％以下であり、７３％以下が好ましく、７２％以下がより好ましく、７１％未満がさらに好ましく、６８％未満が最も好ましい。二酸化珪素の含有率は、これら上限と下限とを任意に組み合わせた範囲内にあるように選ばれる。例えば、二酸化珪素の含有率は６２〜７３％が好ましく、６４〜７２％がより好ましく、６４％以上７１％未満であることがさらに好ましく、６５％より大きく６８％未満であることが最も好ましい。

【0018】

（Ｂ₂Ｏ₃）
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および粘度を調整する成分でもある。三酸化二ホウ素を含有することにより、ガラスの融点を下げる効果が得られるため、ガラス原料を均一に溶融し易くなる。三酸化二ホウ素は、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。三酸化二ホウ素は、ヤング率を低下させる成分でもある。三酸化二ホウ素の含有率が１０．９９％を超えると、失透温度および粘度の調整が容易になる。また、ガラスの屈折率をアクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することも可能になる。一般に、三酸化二ホウ素の含有率が２０％を超えると、ガラスを溶融する際に溶融窯および蓄熱窯の炉壁が浸食され、窯の寿命が著しく低下しうる。また、三酸化二ホウ素の含有率が２０％以下であれば、ガラスのヤング率が高くなり、ガラスフィラーとして樹脂組成物の剛性を高めることができる。

【0019】

したがって、三酸化二ホウ素の含有率は、１０．９９％より大きく、１２％より大きいことが好ましく、１３％以上がより好ましく、１４％以上が最も好ましい。三酸化二ホウ素の含有率は、２０％以下であり、１８％以下が好ましく、１７％未満がより好ましく、１６％以下がさらに好ましく、１５％未満が特に好ましく、１４．９％以下が最も好ましい。三酸化二ホウ素の含有率は、これら上限と下限とを任意に組み合わせた範囲内にあるように選ばれる。例えば、三酸化二ホウ素の含有率は１０．９９％より大きく１７％未満であることが好ましく、１０．９９％より大きく１６％以下であることが好ましく、１０．９９％より大きく１４．９％以下であることがさらに好ましい。別の例では、三酸化二ホウ素の含有率は、１２％より大きく２０％以下であることが好ましく、１２％より大きく１７％未満であることが好ましく、１２％より大きく１６％以下であることがさらに好ましく、１２％より大きく１４．９％以下であることが最も好ましい。さらに別の例では、三酸化二ホウ素の含有率は、１３〜２０％であることが好ましく、１３％以上１７％未満であることがより好ましく、１３〜１６％であることがさらに好ましく、１３〜１４．９％であることが最も好ましい。

【0020】

（Ａｌ₂Ｏ₃）
酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）は、ガラスの骨格を形成する成分である。酸化アルミニウムは、ガラスの失透温度および粘度を調整する成分である。酸化アルミニウムは、耐水性を向上させる成分である。酸化アルミニウムは、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。酸化アルミニウムの含有率が５％以上であれば、失透温度および粘度の調整、ならびに耐水性の改善が容易になる。酸化アルミニウムの含有率が１５％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。

【0021】

したがって、酸化アルミニウムの含有率は、５％以上であり、６％以上が好ましく、６．５％以上がより好ましく、７％より大きいことが最も好ましい。酸化アルミニウムの含有率は、１５％以下であり、１３％以下が好ましく、１２％未満がより好ましく、１０％未満が最も好ましく、場合によっては９％未満、さらには８％未満であってもよい。酸化アルミニウムの含有率の範囲は、これら上限と下限とを任意に組み合わせた範囲内にあるように選ばれる。例えば、酸化アルミニウムの含有率は５〜１５％であることが好ましく、５〜１３％であることがより好ましく、６〜１３％であることがさらに好ましく、７％より大きく１０％未満であることが最も好ましい。

【0022】

（Ｎａ₂Ｏ）
酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）は、ガラスの失透温度、粘度、密度、ヤング率、屈折率および耐水性を調整する成分である。酸化ナトリウムの含有率が９％より大きければ、失透温度および粘度の調整が容易になる。また、ガラスのヤング率が高くなり、ガラスフィラーとして樹脂組成物の剛性を高めることができる。酸化ナトリウムの含有率が１３％未満であれば、ガラスの屈折率をアクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することも可能になる。また、ガラスの密度が低くなり、ガラスフィラーの樹脂に対する分散性が良くなる。さらに、ガラス転移温度が高くなり、ガラスの耐熱性が向上するとともに、ガラスの耐水性も向上する。

【0023】

したがって、酸化ナトリウムの含有率は、９％より大きく、９．５％以上が好ましく、１０％より大きいことがより好ましい。酸化ナトリウムの含有率は、１３％未満であり、１２．５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましい。酸化ナトリウムの含有率は、これら上限と下限とを任意に組み合わせた範囲内にあるように選ばれる。例えば、酸化ナトリウムの含有率は９．５〜１２．５％が好ましく、９．５〜１２％がより好ましい。別例では、酸化ナトリウムの含有率は１０％より大きく１３％未満であることが好ましく、１０％より大きく１２％以下であることがより好ましい。

【0024】

（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）
ガラスの屈折率の調整し易さを重視する場合、ガラスの骨格を形成する成分である二酸化珪素および酸化アルミニウムの含有率の和（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）が重要である。二酸化珪素および酸化アルミニウムの合計含有率（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）が６７％以上であれば、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に容易に調整することができる。二酸化珪素および酸化アルミニウムの合計含有率（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）が７９％未満であれば、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。

【0025】

したがって、二酸化珪素および酸化アルミニウムの合計含有率（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）は、例えば６７％以上であり、６９％以上が好ましく、７０％より大きいことがより好ましく、７１％以上がさらに好ましく、７２％より大きいことが最も好ましい。二酸化珪素および酸化アルミニウムの合計含有率（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）は、７９％未満が好ましく、７８％未満がより好ましく、７７％未満がさらに好ましく、７６％未満が最も好ましい。二酸化珪素および酸化アルミニウムの合計含有率（ＳｉＯ₂＋Ａｌ₂Ｏ₃）は、これら上限と下限とを任意に組み合わせた範囲内にあるように選ばれる。

【0026】

（ＭｇＯ＋ＣａＯ）
ガラスフィラーの成形し易さを重視する場合、ガラス形成時の失透温度および粘度を調整する成分である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）の含有率の和（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が重要である。したがって、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化カルシウム（ＣａＯ）の含有率の和（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は、０．１％以上とする。一方、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの合計含有率（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が１％未満であれば、失透温度の上昇を抑制し、失透のないガラスを容易に製造することができるとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することが容易になる。

【0027】

したがって、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの合計含有率（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は、０．１％以上であり、０．１５％以上がより好ましく、場合によっては０．２％以上であってもよく、さらに０．２５％以上とすることもできる。また、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの合計含有率（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は、１％未満であり、０．７％未満が好ましく、０．５％未満がより好ましく、０．３％未満が最も好ましい。酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの合計含有率（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の好ましい範囲は、例えば０．１％以上０．７％未満、さらには０．１％以上０．５％未満である。

【0028】

（ＭｇＯ）
酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの合計含有率は０．１％以上１％未満に調整されるが、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）自体は任意成分である。酸化マグネシウムは、ガラスの失透温度および粘度を調整する成分である。酸化マグネシウムは、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。酸化マグネシウムの含有率が１％未満であれば、失透温度の上昇を抑制し、失透のないガラスを容易に製造することができるとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することができる。

【0029】

したがって、酸化マグネシウムの含有率は、０．１％以上が好ましく、０．１５％以上がより好ましく、場合によっては０．２％以上であってもよい。酸化マグネシウムの含有率は、１％未満であり、０．７％未満がより好ましく、０．５％未満が特に好ましく、０．３％未満が最も好ましく、場合によっては０．２５％未満であってもよい。酸化マグネシウムの好ましい含有率は、例えば０％以上１％未満、さらには０．１％以上０．５％未満、特に０．１％以上０．３％未満である。

【0030】

（ＣａＯ）
酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの合計含有率は０．１％以上１％未満に調整されるが、酸化カルシウム（ＣａＯ）自体は任意成分である。酸化カルシウムは、ガラスの失透温度および粘度を調整する成分である。酸化カルシウムは、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。酸化カルシウムの含有率が１％未満であれば、失透温度の上昇を抑制し、失透のないガラスを容易に製造することができるとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することができる。

【0031】

酸化カルシウムの添加と酸化マグネシウムの添加とは同様の効果を奏しうるが、屈折率をより低下させるという観点からは、酸化カルシウムの添加よりも酸化マグネシウムの添加が有利である。酸化カルシウムの含有率は酸化マグネシウムの含有率よりも低く抑えることが好ましい。

【0032】

したがって、酸化カルシウムの含有率は、１％未満であり、０．５％未満が好ましく、０．３％未満がより好ましく、０．１％未満がさらに好ましい。ただし、酸化カルシウムの含有率は０．０３％以上、さらには０．０５％以上であってもよい。酸化カルシウムの好ましい含有率は、例えば０％以上０．５％未満、さらには０％以上０．１％未満である。

【0033】

（Ｌｉ₂Ｏ）
酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ）は任意成分である。酸化リチウムは、ガラスの失透温度、粘度、密度、ヤング率および耐水性を調整する成分である。酸化リチウムは、ガラスの屈折率を高める成分である。酸化リチウムの含有率が５％以下であれば、ガラス転移温度が高くなり、ガラスの耐熱性が向上する。酸化リチウムの含有率が５％以下であれば、ガラスの耐水性も向上するとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することができる。

【0034】

したがって、酸化リチウムの含有率は、０〜５％が好ましく、２％未満がより好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．７５％未満が最も好ましい。

【0035】

（Ｋ₂Ｏ）
酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）は任意成分である。酸化カリウムは、ガラスの失透温度、粘度、密度、ヤング率および耐水性を調整する成分である。酸化カリウムは、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。酸化カリウムの含有率が５％以下であれば、ガラス転移温度が高くなり、ガラスの耐熱性が向上する。酸化カリウムの含有率が５％以下であれば、ガラスの耐水性も向上するとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することができる。

【0036】

したがって、酸化カリウムの含有率は、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、２％以下がさらに好ましく、１％未満が最も好ましい。酸化カリウムの含有率は、０．１％以上が好ましく、０．５％より大きいことがより好ましい。酸化カリウムの好ましい含有率は、例えば０〜５％、さらには０．１〜３％である。

【0037】

（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）
ガラスフィラーの成形し易さを重視する場合、ガラス形成時の失透温度および粘度を調整する成分である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）〕の含有率の和（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）が重要である。酸化リチウム、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの合計含有率（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）が９％より大きければ、失透温度および粘度の調整が容易になる。また、ガラスのヤング率が高くなり、ガラスフィラーとして樹脂組成物の剛性を高めることができる。酸化リチウム、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの合計含有率（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）が２０％以下であれば、ガラス転移温度が高くなり、ガラスの耐熱性が向上するとともに、ガラスの耐水性も向上する。酸化リチウム、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの合計含有率（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）が１５％未満であれば、ガラスの密度が低くなり、ガラスフィラーの樹脂に対する分散性が良くなる。

【0038】

したがって、酸化リチウム、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの合計含有率（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）は、９％より大きく、９．５％以上が好ましく、１０％より大きいことがより好ましく、１０．５％以上がさらに好ましく、１１％より大きいことが最も好ましい。酸化リチウム、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの合計含有率（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）は、２０％以下であることが好ましく、１８％以下がより好ましく、１５％未満がさらに好ましく、１３％未満が最も好ましい。酸化リチウム、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムの合計含有率（Ｌｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）の好ましい範囲は、例えば９．５〜２０％であり、さらには９．５〜１８％、特に９．５％以上１５％未満である。

【0039】

（Ｐ₂Ｏ₅）
五酸化二リン（Ｐ₂Ｏ₅）は任意成分である。ガラス組成物は、五酸化二リンをさらに含んでいてもよい。五酸化二リンは、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および粘度を調整する成分でもある。五酸化二リンは、ガラスの屈折率を調整する成分でもある。一般に、五酸化二リンの含有率が２％を超えると、ガラスを溶融する際に溶融窯および蓄熱窯の炉壁が浸食され、窯の寿命が著しく低下しうる。

【0040】

したがって、五酸化二リンの含有率は、２％以下が好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満が特に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。

【0041】

（ＴｉＯ₂）
酸化チタン（ＴｉＯ₂）は任意成分である。酸化チタンは、ガラスの失透温度および粘度を調整する成分である。酸化チタンは、ガラスの屈折率を高める成分である。酸化チタンの含有率が５％を超えると、ガラスの失透温度が上昇し過ぎ、ガラスを製造することが難しくなるとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することが難しくなる。

【0042】

したがって、酸化チタンの含有率は、０〜５％が好ましく、２％未満がより好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満が特に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。

【0043】

（ＺｒＯ₂）
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）は任意成分である。酸化ジルコニウムは、ガラスの失透温度および粘度を調整する成分である。酸化ジルコニウムは、ガラスの屈折率を高める成分である。酸化ジルコニウムの含有率が５％を超えると、ガラスの失透温度が上昇し過ぎ、ガラスを製造することが難しくなるとともに、ガラスの屈折率を、アクリル樹脂への配合に適した範囲内に調整することが難しくなる。

【0044】

したがって、酸化ジルコニウムの含有率は、０〜５％が好ましく、２％未満がより好ましく、１％未満がさらに好ましく、０．５％未満が特に好ましく、実質的に含有しないことが最も好ましい。

【0045】

（Ｆｅ）
鉄（Ｆｅ）は任意成分である。ガラス中に含まれる鉄（Ｆｅ）は、通常、Ｆｅ³⁺または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。透明性の高いアクリル樹脂にガラスフィラーを配合してアクリル樹脂成形体を得る場合、ガラスフィラー中の鉄の含有量が少なければ、アクリル樹脂成形体の透明性を損なうことがない。

【0046】

したがって、鉄の含有率は小さいほうが好ましく、三酸化二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）に換算して０〜０．５％が好ましく、０．２％以下がより好ましく、０．１％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。

【0047】

（ＳＯ₃）
三酸化硫黄（ＳＯ₃）は任意成分であるが、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％以下の含有率で含まれることがある。

【0048】

（ＳｒＯ）
酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）は、ガラスの屈折率を高める成分である。酸化ストロンチウムは、ガラスの密度を高める成分である。酸化ストロンチウムは、その原料の取扱いに配慮を要するとともに、高価である。したがって、酸化ストロンチウムは実質的に含有しないことが好ましい。

【0049】

（ＢａＯ）
酸化バリウム（ＢａＯ）は、ガラスの屈折率を高める成分である。酸化バリウムは、ガラスの密度を高める成分である。酸化バリウムは、その原料の取扱いに配慮を要するとともに、高価である。したがって、酸化バリウムは実質的に含有しないことが好ましい。

【0050】

（ＺｎＯ）
酸化亜鉛（ＺｎＯ）は、ガラスの屈折率を高める成分である。酸化亜鉛は、ガラスの密度を高める成分である。酸化亜鉛は、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とともに、ガラス中の含有量を管理し難いという問題もある。したがって、酸化亜鉛は実質的に含有しないことが好ましい。

【0051】

（ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）
以上の理由から、ガラス組成物は、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯを実質的に含有しないことが好ましい。

【0052】

（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）
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ともに、ガラス中の含有量を管理し難いという問題もある。したがって、フッ素は実質的に含有しないことが好ましい。

【0053】

塩素（Ｃｌ）は、揮発し易いため、溶融時に飛散する可能性があるとともに、ガラス中の含有量を管理し難いという問題もある。したがって、塩素は実質的に含有しないことが好ましい。

【0054】

臭素（Ｂｒ）は、揮発し易いため、溶融時に飛散する可能性があるとともに、ガラス中の含有量を管理し難いという問題もある。したがって、臭素は実質的に含有しないことが好ましい。

【0055】

ヨウ素（Ｉ）は、揮発し易いため、溶融時に飛散する可能性があるとともに、ガラス中の含有量を管理し難いという問題もある。したがって、ヨウ素は実質的に含有しないことが好ましい。

【0056】

フッ素、塩素、臭素およびヨウ素の含有率の合計（Ｆ＋Ｃｌ＋Ｂｒ＋Ｉ）は、０．０１％未満であることが好ましい。

【0057】

（ＰｂＯ）
酸化鉛（ＰｂＯ）は、その原料の取扱いに配慮を要するため、実質的に含有しないことが好ましい。

【0058】

（Ｓｎ）
ガラス中に含まれる錫（Ｓｎ）は、通常、Ｓｎ²⁺またはＳｎ⁴⁺の状態で存在する。錫は、その原料の取扱いに配慮を要するため、実質的に含有しないことが好ましい。錫（Ｓｎ）の含有率は、二酸化錫（ＳｎＯ₂）に換算して０．０１％未満であることが好ましい。

【0059】

（Ａｓ、Ｓｂ）
ガラス中に含まれるヒ素（Ａｓ）は、通常、Ａｓ³⁺またはＡｓ⁵⁺の状態で存在する。ヒ素は、その原料の取扱いに配慮を要するため、実質的に含有しないことが好ましい。ヒ素の含有率は、三酸化二ヒ素（Ａｓ₂Ｏ₃）に換算して０．０１％未満であることが好ましい。

【0060】

ガラス中に含まれるアンチモン（Ｓｂ）は、通常、Ｓｂ³⁺またはＳｂ⁵⁺の状態で存在する。アンチモンは、その原料の取扱いに配慮を要するため、実質的に含有しないことが好ましい。アンチモンの含有率は、三酸化二アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）に換算して０．０１％未満であることが好ましい。

【0061】

ヒ素を三酸化二ヒ素に換算したときの含有率と、アンチモンを三酸化二アンチモンに換算したときの含有率との合計（Ａｓ₂Ｏ₃＋Ｓｂ₂Ｏ₃）は、０．０１％未満であることが好ましい。

【0062】

なお、本明細書において、「実質的に含有しない」とは、例えば工業用原料から不可避的に混入する場合を除き、意図的に含ませないことを意味する。実質的に含有しないとは、具体的には、含有率が０．１％未満、好ましくは０．０５％未満、より好ましくは０．０３％未満、最も好ましくは０．０１％未満であることを意味する。

【0063】

［ガラス組成物の物性］
次に、ガラスフィラーを構成するガラス組成物の物性について、以下詳細に説明する。

【0064】

（溶融特性）
溶融ガラスの粘度が１０００ｄＰａ・ｓｅｃ（１０００ｐｏｉｓｅ）となるときの温度は、当該ガラスの作業温度と呼ばれ、ガラスの成形に最も適する温度である。ガラスフィラーとして鱗片状ガラスまたは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またはガラス繊維径のばらつきを小さくできる。作業温度が１３５０℃以下であれば、ガラスを溶融する際の燃料費を低減でき、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。

【0065】

したがって、作業温度は、１１００℃以上が好ましく、１１５０℃以上がより好ましい。作業温度は、１３００℃以下が好ましく、１２９０℃以下がより好ましく、１２８０℃未満がさらに好ましく、１２７０℃以下が最も好ましい。作業温度は、これら上限と下限とを任意に組み合わせた範囲内にあるように選ばれる。好ましい作業温度は、例えば１１００〜１３００℃、さらには１１５０〜１３００℃である。

【0066】

作業温度から失透温度を差し引いた温度差ΔＴが大きいほど、ガラス成形時に失透が生じ難く、均質なガラスを高い歩留りで製造できる。したがって、ΔＴは０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましく、１００℃以上がさらに好ましく、１５０℃以上が特に好ましく、２００℃以上が最も好ましい。ΔＴが５００℃以下であれば、ガラス組成の調整が容易になる。したがって、ΔＴは５００℃以下が好ましく、４５０℃以下がより好ましく、４００℃以下がさらに好ましい。例えば、ΔＴは５０〜５００℃が好ましく、１００〜５００℃がより好ましく、１００〜４５０℃がさらに好ましい。

【0067】

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されたガラスフィラーの中には、結晶化した塊が存在することがある。このようなガラスフィラーはアクリル樹脂に配合されるフィラーとして好ましくない。

【0068】

（密度）
ガラスフィラーは、ガラスフィラーを構成するガラスの密度が低いほど樹脂に対する分散性が良くなる。ガラスフィラーを構成するガラス組成物の密度が２．４１ｇ／ｃｍ³以下であれば、ガラスフィラーを樹脂中へ均一に分散させることができる。

【0069】

したがって、密度の上限は好ましくは２．４１ｇ／ｃｍ³以下であり、より好ましくは２．４０ｇ／ｃｍ³以下である。本実施形態により実現できる密度は、例えば２．２０〜２．４１ｇ／ｃｍ³、さらには２．２５〜２．４１ｇ／ｃｍ³、特に２．３０〜２．４０ｇ／ｃｍ³である。

【0070】

（ヤング率）
ガラスフィラーは、ガラスフィラーを構成するガラスのヤング率が高いほど弾力性が良く、配合された樹脂組成物の剛性を高めることができる。ガラスフィラーを構成するヤング率が６５ＧＰａ以上であれば、ガラスフィラーは樹脂組成物の剛性を高める充填材として有効に機能する。ここで、ヤング率（ＧＰａ）は、通常の超音波法により、ガラス中を伝播する弾性波の縦波速度と横波速度とを測定し、別にアルキメデス法により測定したガラスの密度とから求めることができる。

【0071】

したがって、ヤング率の下限は好ましくは６５ＧＰａ以上であり、より好ましくは６８ＧＰａ以上であり、さらに好ましくは７０ＧＰａ以上であり、特に好ましくは７２ＧＰａより大きいことである。本実施形態により実現できるヤング率は、例えば６５〜９０ＧＰａ、さらには６５〜８５ＧＰａ、特に６５〜８０ＧＰａである。

【0072】

（光学特性）
ガラスフィラーおよびアクリル樹脂の屈折率が互いに等しければ、ガラスフィラーとアクリル樹脂との間の界面における光の散乱がないため、アクリル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、アクリル樹脂の屈折率に近いことが好ましい。アクリル樹脂は、通常、黄色ヘリウムｄ線（光の波長５８７．６ｎｍ）で測定したときの屈折率ｎ_dが、１．４９０〜１．４９５程度である。ガラス組成物の屈折率ｎ_dは、１．４８０〜１．５０１が好ましく、１．４８０〜１．５００がより好ましく、１．４８５〜１．５００がさらに好ましく、１．４８７〜１．５００が最も好ましい。

【0073】

ガラス組成物およびアクリル樹脂の屈折率の差は、０．０１０以下が好ましく、０．００７以下がより好ましく、０．００５以下がさらに好ましく、０．００２以下が最も好ましい。

【0074】

厳密に言えば、バルク（塊）としてのガラス組成物の屈折率よりもむしろガラスフィラーの屈折率について言及することが適切である。すなわち、ガラスフィラーの屈折率は、アクリル樹脂の屈折率に近いことが好ましい。アクリル樹脂は、通常、黄色ナトリウムＤ線（光の波長５８９．３ｎｍ）で測定したときの屈折率ｎ_Dが、１．４９０〜１．４９５程度である。したがって、ガラスフィラーの屈折率ｎ_Dは、１．４８０〜１．５０１が好ましく、１．４８０〜１．５００がより好ましく、１．４８０〜１．４９８がさらに好ましい。

【0075】

ガラスフィラーおよびアクリル樹脂の屈折率の差は、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。

【0076】

（化学的耐久性）
ガラスフィラーの特性としては、耐水性などの化学的耐久性が重要である。

【0077】

耐水性の指標としては、後述するアルカリ溶出量が採用され、このアルカリ溶出量が小さいほど耐水性が高いことを示す。

【0078】

ガラスフィラーをアクリル樹脂に分散させる場合、ガラスフィラーを構成するガラス組成物のアルカリ溶出量が０．２ｍｇ以下であれば、アクリル樹脂組成物の強度低下が引き起こされることがない。したがって、ガラス組成物のアルカリ溶出量は、０．２ｍｇ以下が好ましく、０．１５ｍｇ以下がより好ましく、０．１ｍｇ以下がさらに好ましく、０．０５ｍｇ未満が特に好ましく、０．０４ｍｇ未満が最も好ましい。本実施形態により実現できるアルカリ溶出量は、例えば、０．００１〜０．２０ｍｇである。

【0079】

［ガラスフィラー］
ガラス組成物の溶融物を所定の形状に成形することにより、ガラスフィラーを製造することができる。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、所定の形状を有するガラスフィラーに成形される。本実施形態のガラスフィラーは、鱗片状ガラス、チョップドストランド、ミルドファイバー、ガラス粉末およびガラスビーズから選ばれる少なくとも１つに相当する形態を有することが好ましい。ただし、これらの形態は、互いに厳密に区別されるものではない。また、互いに異なる形態を有する２種以上のガラスフィラーを組み合わせてフィラーとして用いてもよい。

【0080】

図１Ａは、鱗片状ガラスを模式的に示す斜視図であり、図１Ｂはその鱗片状ガラスを示す平面図である。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。なお、図１Ｂ中のＳは、鱗片状ガラス１０を平面視したときの面積である。

【0081】

なお、鱗片状ガラスの平均厚さとは、少なくとも１００枚の鱗片状ガラスを抜き取り、それらの鱗片状ガラスについて走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて厚さを測定し、その厚さの合計を、測定した鱗片状ガラスの枚数で割った値のことである。鱗片状ガラスの平均粒子径とは、レーザ回折散乱法に基づいて測定された粒度分布において、累積体積百分率が５０％に相当する粒子径（Ｄ５０）のことである。

【0082】

この鱗片状ガラス１０は、例えば、図２に示す製造装置を用いて製造できる。図２に示すように、耐火窯槽１２において溶融された、所定の組成を有するガラス素地１１は、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。

【0083】

ガラスフィラーとして用いられる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。チョップドストランドは、例えば、図３および図４に示す装置を用いて製造できる。

【0084】

図３に示すように、耐火窯槽内で溶融され、所定の組成を有するガラス素地は、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、多数のガラスフィラメント２１を形成する。ガラスフィラメント２１には、冷却水が吹きかけられた後、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。

【0085】

次に、図４に示すように、クリル３１にケーキ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より水また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。

【0086】

ガラスフィラーとして用いられる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。

【0087】

ガラス粉末は、ガラスを粉砕することによって製造される。ガラスフィラーとして用いるためには、ガラス粉末の平均粒子径が１〜５００μｍであることが好ましい。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。

【0088】

ガラスビーズは、ガラス組成物を球形またはそれに近い形となるように成形することによって製造される。ガラスフィラーとして用いるためには、ガラスビーズの粒子径が１〜５００μｍであることが好ましい。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。

【0089】

［アクリル樹脂組成物］
ガラス組成物から得られたガラスフィラーをアクリル樹脂に配合することにより、優れた性能を有するアクリル樹脂組成物が得られる。本実施形態のガラスフィラーは、アクリル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。したがって、アクリル樹脂と本実施形態のガラスフィラーとを含有するアクリル樹脂組成物は、アクリル樹脂と同等の透明性と、アクリル樹脂よりも優れた機械的強度および耐熱性とを兼ね備えている。

【0090】

アクリル樹脂組成物は、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アクリル樹脂とガラスフィラーとを溶融混練すればよい。アクリル樹脂としては、公知のものを使用できる。上述したように、アクリル樹脂に配合されるガラスフィラーとして、１種類の形態のガラスフィラーに限らず、複数種の形態のガラスフィラーを組み合わせて用いてもよい。アクリル樹脂組成物の性能を向上させるために、必要に応じて、各種のカップリング剤および添加剤を配合してもよい。溶融混練の温度は、アクリル樹脂の耐熱温度以下であることが好ましい。

【0091】

このようなアクリル樹脂組成物を成形して得られた成形品は、光学材料、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、アクリル樹脂の耐熱温度以下であることが好ましい。

【実施例】

【0092】

以下、実施例および比較例を挙げて本発明の実施形態をさらに具体的に説明する。

【0093】

（実施例１〜２８および比較例１〜８）
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、実施例および比較例毎にガラス原料のバッチを作製した。電気炉を用いて、各バッチを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（ガラス溶融物）を鉄板上に流し出し、電気炉中で室温まで徐冷し、バルクとしてのガラス組成物（板状物）を得た。

【0094】

得られたガラス組成物について、通常の白金球引き上げ法により粘度と温度との関係を調べ、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、白金球に働く重力および浮力などとの関係を、微小の粒子が流体中を沈降する際の粘度と落下速度との関係を示したストークス（Ｓｔｏｋｅｓ）の法則にあてはめることにより、粘度を測定する方法である。

【0095】

粒子径１．０〜２．８ｍｍの大きさに粉砕したガラス組成物を白金ボートに入れ、温度勾配（８００〜１４００℃）を設けた電気炉中で２時間保持し、結晶の出現した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。ここで、粒子径は、ふるい分け法により測定された値である。なお、電気炉内の場所に応じて異なる温度（電気炉内の温度分布）は、予め測定されており、電気炉内の所定の場所に置かれたガラスは、予め測定された、当該所定の場所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。

【0096】

ガラス組成物について、プルフリッヒ屈折率計を用いることにより、黄色ヘリウムｄ線（光の波長５８７．６ｎｍ）の屈折率ｎ_dを測定した。

【0097】

密度は、アルキメデス法により測定した。ヤング率は、超音波法によりガラス中を伝播する弾性波の縦波速度および横波速度と、密度とから求めた。

【0098】

アルカリ溶出量の測定は、日本工業規格（ＪＩＳ）の「化学分析用ガラス器具の試験方法 Ｒ ３５０２‐１９９５」に準拠した方法により行った。ガラス試料を粉砕して得たガラス粉末をＪＩＳ Ｚ ８８０１に規定の標準網ふるいにかけ、目開き４２０μｍの標準網ふるいを通過し、目開き２５０μｍの標準網ふるいにとどまったガラス粉末を、ガラスの比重と同じグラム数量秤り取った。このガラス粉末を１００℃の蒸留水５０ｍＬに１時間浸漬した後、この水溶液中のアルカリ成分を０．０１Ｎの硫酸で滴定した。滴定に要した０．０１Ｎの硫酸のミリリットル数に０．３１を乗じることにより、Ｎａ₂Ｏに換算したアルカリ成分のミリグラム数を求め、このミリグラム数をアルカリ溶出量とした。このアルカリ溶出量が小さいほど耐水性が高いことを示す。

【0099】

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。

【0100】

【表1】

【0101】

【表2】

【0102】

【表3】

【0103】

【表4】

【0104】

実施例１〜２８で得られたガラス組成物の作業温度は、１２１０℃〜１２７２℃であった。これは、ガラスフィラーを成形する場合に好適な温度である。実施例１〜２８で得られたガラス組成物のΔＴ（作業温度−失透温度）は、２７５℃〜３５６℃であった。これは、ガラスフィラーの製造工程において、ガラスの失透が生じない温度差である。実施例１〜２８で得られたガラス組成物の密度は、２．３０〜２．３９ｇ／ｃｍ³であった。実施例１〜２８で得られたガラス組成物のヤング率は、６５〜７５ＧＰａであった。実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは、１．４８８〜１．５００であった。実施例１〜２８で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量は、０．０１〜０．１６ｍｇであった。

【0105】

他方、比較例１で得られたガラス組成物は、従来の板ガラスの組成を有し、Ｂ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏおよび（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。そのため、比較例１で得られたガラス組成物の密度は２．４９ｇ／ｃｍ³であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の密度に比べて大きかった。さらに、比較例１で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは１．５１７であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dに比べて高かった。そして、比較例１で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量は０．４３ｍｇであり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量に比べて大きかった。

【0106】

比較例２で得られたガラス組成物は、従来のＣガラスの組成を有し、Ｂ₂Ｏ₃、Ａｌ₂Ｏ₃および（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。そのため、比較例２で得られたガラス組成物の密度は２．５３ｇ／ｃｍ³であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の密度に比べて大きかった。さらに、比較例２で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは１．５２３であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dに比べて高かった。

【0107】

比較例３で得られたガラス組成物は、従来のＥガラスの組成を有し、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏおよび（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。そのため、比較例３で得られたガラス組成物の密度は２．６３ｇ／ｃｍ³であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の密度に比べて大きかった。さらに、比較例３で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは１．５６１であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dに比べて高かった。そして、比較例３で得られたガラス組成物のΔＴは１１５℃であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物のΔＴに比べて顕著に小さくなった。

【0108】

比較例４〜６で得られたガラス組成物は、それぞれ特開２００８−２５５００２号公報（特許文献１）の実施例７、実施例８および実施例１０に記載されている、ＳｒＯ、ＢａＯおよびＺｎＯを含まないガラスと同様の組成を有する。

【0109】

比較例４で得られたガラス組成物は、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏおよび（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。それゆえ、比較例４では、ガラスの失透のために、均質なガラス組成物が得られなかった。比較例４で得られたガラス組成物は、特開２００８−２５５００２号公報（特許文献１）の実施例７に開示されたガラスと同様の組成を有する。特許文献１の実施例７には、ガラスの屈折率およびアッベ数が測定され、失透による糸切れを生じることなくガラス繊維化できたと記載されている。しかし、本発明者が追試したところ、失透が生じて紡糸することができなかった。比較例４のガラス組成は、失透性が高く、厳しく限定された条件の下でしか紡糸することができない組成であると考えられる。比較例４で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは１．５０５であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dに比べて高かった。また、比較例４で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量は０．２５ｍｇであり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量に比べて大きかった。

【0110】

比較例５で得られたガラス組成物は、Ｂ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏおよび（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。このため、比較例５で得られたガラス組成物の作業温度は１３５０℃であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の作業温度に比べて高かった。また、比較例５で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは１．５１２であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dに比べて高かった。

【0111】

比較例６で得られたガラス組成物は、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏおよび（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。このため、比較例６で得られたガラス組成物の作業温度は１３０５℃であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の作業温度に比べて高かった。

【0112】

比較例７で得られたガラス組成物は、国際公開第２０１１／１２５３１６号公報（特許文献２）の実施例２に記載されている組成を有する。

【0113】

比較例７で得られたガラス組成物は、Ｂ₂Ｏ₃およびＮａ₂Ｏの含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。このため、比較例７で得られたガラス組成物の密度は２．４５ｇ／ｃｍ³であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の密度に比べて高かった。また、比較例７で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dは１．５０４であり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物の屈折率ｎ_dに比べて高かった。

【0114】

比較例８で得られたガラス組成物は、国際公開第２０１２／０１７６９４号公報（特許文献３）の実施例１５に記載されている組成を有する。

【0115】

比較例８で得られたガラス組成物は、ＳｉＯ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｎａ₂Ｏおよび（ＭｇＯ＋ＣａＯ）の含有率が本発明において規定される組成範囲より外にあった。このため、比較例８で得られたガラス組成物のヤング率は６１ＧＰａであり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物のヤング率に比べて低かった。また、比較例８で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量は０．３８ｍｇであり、実施例１〜２８で得られたガラス組成物のアルカリ溶出量に比べて大きかった。

【0116】

以上のように、実施例１〜２８に示す本発明のガラス組成物は、ガラスフィラーの成形に適した溶融特性を有するとともに、フィラーとしてアクリル樹脂へ配合するために適した密度、ヤング率、屈折率および耐水性を有することが分かる。

【0117】

（実施例２９〜５６）
実施例２９〜５６では、それぞれ実施例１〜２８で得られたガラス組成物を用いて鱗片状ガラスを作製した。すなわち、ガラス組成物（バルク）を電気炉で再溶融した後、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、平均厚さが０．５〜１μｍおよび平均粒子径が１００〜５００μｍである鱗片状ガラスを作製した。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枚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、それらの厚さを平均することにより求めた値である。鱗片状ガラスの平均粒子径は、レーザ回折粒度分布測定装置（日機装（株）、粒度分析計、マイクロトラックＨＲＡ）によって測定した。

【0118】

実施例２９〜５６で得られた鱗片状ガラスの屈折率（ｎ_D）を測定した。鱗片状ガラスについて、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ｎ_Dを測定した。この測定結果を表５〜表７に示す。

【0119】

【表5】

【0120】

【表6】

【0121】

【表7】

【0122】

表５〜表７に示すように、実施例２９〜５６で得られた鱗片状ガラスの屈折率（ｎ_D）は１．４８１〜１．４９７の範囲であり、アクリル樹脂の屈折率（ｎ_Dが１．４９０〜１．４９５）に近い値であった。

【0123】

実施例２９〜５６で得られた鱗片状ガラス（ガラスフィラー）を各々アクリル樹脂に配合することにより、種々のアクリル樹脂組成物が得られた。

【0124】

（実施例５７〜８４）
実施例５７〜８４では、それぞれ実施例１〜２８で得られたガラス組成物を用いて、ガラスフィラーとして用いることのできるチョップドストランドを作製した。すなわち、ガラス組成物（バルク）を電気炉で再溶融した後、冷却しながらペレットに成形した。このペレットを図３および図４に示す製造装置に投入し、平均繊維径が１０〜２０μｍ、長さが３ｍｍであるチョップドストランドを作製した。

【0125】

実施例５７〜８４で得られたチョップドストランドを各々アクリル樹脂に配合することにより、種々のアクリル樹脂組成物が得られた。

【符号の説明】

【0126】

１０ 鱗片状ガラス
１１ ガラス素地
１２ 耐火窯槽
１３ ブローノズル
１４ 中空状ガラス膜
１５ 押圧ロール
２０ ブッシング
２１ ガラスフィラメント
２２ バインダアプリケータ
２３ 塗布ローラ
２４ バインダ（集束剤）
２５ 補強パッド
２６ ストランド
２７ トラバースフィンガ
２８ コレット
２９ 円筒チューブ
３０ ケーキ（ストランド巻体）
３１ クリル
３２ 集束ガイド
３３ ストランド束
３４ 噴霧装置
３５ 切断装置
３６ 回転刃
３７ チョップドストランド

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】