초록
기존의 내알칼리 유리섬유는 복합재료의 보강섬유로 가장 널리 사용되고 있는 일반적인 E-glass fiber보다 우수한 내화학 특성을 갖고 있으나 용융유리의 점도가 너무 높아 섬유화가 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 지르코니아 함량이 상용 제품에 비해 낮은 범위에서 지르코니아 함량별로 내알칼리유리섬유를 제조하고 이들의 특성을 E-glass 섬유와 비교하였다. 지르코니아의 함량을 0.5~16 wt%까지 변화시키면서 제조한 각각의 배치원료를 $1600^{\circ}C$에서 2시간 용융하여 투명하고 맑은 유리를 얻을 수 있었다. 이들 유리는 약 90 %의 높은 가시광 투과율을 나타내었고, 열적특성에서 $703{\sim}887^{\circ}C$의 연화점을 나타내었으며, 지르코니아의 함량이 증가함에 따라 연화점이 상승하는 경향을 나타내었다. 지르코니아 함량이 4 wt%인 조성을 E-glass 조성과 비교한 결과, 연화점에서는 $-94^{\circ}C$의 차이를, 고온점도에 있어서는 log3 온도가 $+68^{\circ}C$, log5 온도가 $-13^{\circ}C$의 차이를 나타내었다. 내알칼리 유리섬유를 알칼리용액에 48시간 및 72시간 침적 후 SEM을 통해 섬유의 내침식성이 양호함을 확인할 수 있었고, 인장강도도 일반 E-glass 섬유에 비해 48시간에서 1.7배와 72시간에서 2.2배의 높은 값을 나타냄을 알 수 있었다. 결론적으로 이러한 내알칼리 유리섬유는 쉬운 제조조건과 낮은 지르코니아 함량에도 불구하고 좋은 특성 때문에 일반적인 내알칼리 유리섬유로서 널리 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.
Commercial AR(Alkali Resistant)-glass fiber has a good chemical resistant property, but also has a problem of difficulty in fiberizing process because of high viscosity in melted glass compare with E-glass fiber which is the most widely used for reinforced fiber of composite materials. In this study, we fabricated AR-glass fiber with low zirconia contents compare with commercial AR-glass fiber relatively, and measured properties against E-glass fiber. We obtained transparent clear glass with zirconia contents of 0.5~16 wt% by melting at $1600^{\circ}C$ for 2 hours. These AR-glass samples had high visible transmittance of 89~90 %, softening temperature of $703{\sim}887^{\circ}C$. And softening temperatures of them were increased according to the increasing zirconia contents. Compare with E-glass, AR-glass contains 4 wt% zirconia has different value of $-94^{\circ}C$ in softening temperature, $+68^{\circ}C$ at Log3 temperature and $-13^{\circ}C$ at Log5 temperature in viscosity. We could verify good alkali resistant property of the AR-glass fiber with SEM after dipping in alkali solution for 48~72 hours, and also high tensile strength, 1.7 times compare with E-glass fiber at 48 hours and 2.2 times at 72 hours. We conclude that this AR-glass fiber can be widely used as general alkali resistant glass fiber because of easy manufacturing condition and good properties even though it has low zirconia contents.