本发明专利技术提供一种易熔性的玻璃纤维用组成物，其通过减少硼元素的含量而能够实现环境问题的缓和及原料成本的降低，并易于制造细纱支玻璃长丝。本发明专利技术的玻璃纤维用组成物为氧化物玻璃组成物，按氧化物换算的质量百分比表示具有下述组成，即，Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］０．０１～３％、ＳｉＯ↓［２］５２～６２％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１０～１６％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～８％、ＭｇＯ０～５％、ＣａＯ１６～３０％、Ｒ↓［２］Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ）０～２％。
Glass fiber composition, glass fiber, and glass fiber composite material
The invention provides an easily melt glass fiber composition, to reduce the cost of raw materials and by reducing the content of boron and to achieve environmental problems, and is easy to manufacture of glass filament yarn. Composition for oxide glass composition for glass fiber of the invention, according to the mass percentage of oxide conversion said has the following components, namely, P: 2 O: 5, SiO: 0.01 ~ 3% 2 52 ~ 62% Al, 2 O:: 3 ~ 16%, 10 B: 2 O: 3 0 ~ 8%, MgO0 ~ 5%, CaO16 ~ 30%, R: 2 O (R = LiNaK) 0 ~ 2%.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种作为复合材料的加强材料而使用的玻璃纤维以及作 为其成形材料的玻璃纤维组成物、以及含有玻璃纤维的含玻璃纤维复合材 料。
技术介绍
玻璃纤维(也称为玻璃长丝)通常是通过使用具有大致矩形外观的被 称为衬套(也叫"铂加热容器")的成形装置进行连续地成形、抽丝而制 造的。衬套装卸装置设置于锅形的具有熔融玻璃的暂时滞留功能的容器底 部，由销等耐热性金属材料构成，并具备多个喷嘴部(或者孔部)，呈容 器状的外形。利用该衬套装卸装置，以在衬套喷嘴前端熔融玻璃达到最佳 温度的方式，即、以使匀质熔融的熔融玻璃达到相当于其高温粘度为103dPa，s的温度附近的值的方式，进行温度管理，由此使熔融玻璃从衬 套喷嘴连续喷出后被施以急冷，成形抽丝为玻璃纤维。在进行这样的玻璃纤维的成形的情况下，若熔融玻璃的液相温度Ty 达到玻璃成形温度Tx、即抽丝温度以上，则在衬套喷嘴近旁部分造成玻 璃失透现象的原因的结晶易于从熔融玻璃中析出，其结果是，衬套喷嘴被 堵塞，成为被称作中断的断线的原因。因此，熔融玻璃的液相温度Ty必 须比抽丝温度(与成形温度Tx相同)低(即，温度差为ATx尸Tx—Ty〉 0)。而且，为了使熔融玻璃的液相温度Ty和抽丝温度Tx之差(ATxy) 尽量变大，虽然只要提升抽丝温度即可，但这样会因熔融所需热能的提高 而造成制造成本的上升，并产生衬套装卸装置等附带设备的寿命縮短这一 问题，因而不是理想的。因此，优选温差ATxy大且成形温度Tx低。另一方面，在玻璃纤维的制造中，出于对环境污染问题的考虑，正在 尝试减少玻璃组成物中的硼(B)的含量。另外，由于作为硼的供给源的 原料昂贵，所以即使是为了实现玻璃纤维成本的降低而减少玻璃组成物中的硼含量也是尤为重要的。基于这样的认识，专利文献l、专利文献2以及专利文献3都试图通过限制玻璃组成以达到该目的。另外，在用于需要精密结构控制的功能构件的用途中，对细纱支的玻 璃纤维制品的要求越来越高。例如，在印刷线路板等中，显而易见，必须将对经由绝缘基体材料设置的任意的导体层间进行连接的O.lmm以下的 导通孔(被称为通路孔或者通路、穿通孔、内部通路孔、盲孔、通道孔等) 进行钻孔加工或激光加工，为了在基板上实施如此高精度的加工，作为构 成基体材料的玻璃纤维优选使用细纱支的玻璃纤维。为了抽出细纱支的玻璃纤维，虽然只要将衬套的喷嘴直径做细即可， 但是，喷嘴直经越细，越容易发生喷嘴的蠕变变形等问题，存在衬套的支 座底板耐用时间变短这一问题。为了避免这样的问题，专利文献4及专利 文献5等推出了限定衬套及喷嘴的形状的专利技术。另外，就上述的由衬套进 行的玻璃纤维的成形而言，由于喷嘴的堵塞与纤维的切断有关，并造成成 品率降低，所以，防止喷嘴的堵塞至为重要。于是，专利文献6推出的发 明是，设置内浇口 (堰)以使非均质的杂质不能流入喷嘴。专利文献l:日本特开2000—247684号公报；专利文献2:日本特开2005—29465号公报；专利文献3:日本特表2003 — 500330号公报；专利文献4:日本特幵平5—279072号公报；专利文献5:日本特开平7—215729号公报；专利文献6:日本特开平9 — 142871号公报。
技术实现思路
但是，迄今为止进行的只是各种改善，难以充分实现高效率，还有进 一步改善的余地。例如，对于为了环境问题及原料成本降低而要求的硼(B) 成分的消减而言，由于比现有的熔融玻璃组成减少了硼元素成分，因而存 在的根本问题是玻璃的熔解性差。因此，往往需要相应地大幅度提高制造 设备的能力等，其结果是，造成总体制造成本飙升这一问题。另外，即使 在为适应细纱支而进行的设备的变更方面，由于有使衬套的支座底板等设 备寿命变短的原因，所以也是有限的。另外，这样的设备的变更会带来现在所不能预想的制造上的问题。例如，若使衬套喷嘴直径变细，则连造成 现有问题的微细尺寸的异物及熔融玻璃的失透也会成为断丝的原因。而 且，对于实现可解决上述问题的玻璃组成物的组成，在现有的纤维直径基 础上，也不能容易地制造更细纱支的玻璃长丝的成形。在这种情况下，本专利技术者们以提供一种下述的玻璃纤维组成物、由该 玻璃纤维组成物成形的玻璃纤维、以及含有所得到的玻璃纤维的含玻璃纤 维复合材料为课题。所述玻璃纤维组成物能够可靠地实现为了解决上述问 题、即环境问题及原料成本降低而所要求的玻璃组成中的硼含量(即用氧 化物表示的B203的含量)的消减，还在玻璃的熔解性上具有难以产生障 碍的易熔性，而且含有可容易制造细纱支玻璃长丝的玻璃组成。本专利技术提供一种玻璃纤维用组成物，其为氧化物玻璃组成物，该玻璃 纤维用组成物的特征在于，按氧化物换算的质量百分比表示具有下述组成，艮卩，P205 0.01 3%、 Si02 52 62°/0、 A1203 10 16%、 B203 0 8%、 MgO0 5%、 CaO16 30%、 R20 (R=Li+Na+K) 0 2%。在此，R20 (R=Li+Na+K)表示碱金属元素即Li和Na及K的氧化物 的合量。P205成分在本专利技术的玻璃纤维组成物中具有抑制在熔融玻璃中形成 微细结晶核的效果。特别是该效果是利用降低硅灰石(Wo) (CaO *Si02)、 透辉石(Di) (CaO'MgO'2Si02)的结晶生成温度的作用而得到的。但 是，其含量若小于0.01质量％则起不到什么效果。另一方面，由于若含量 超过3质量°/。则使玻璃的失透倾向变强，故而不理想。另外，Si02成分是形成氧化物玻璃的骨骼构造，且有助于玻璃物品的强度、基本的化学耐腐蚀性以及熔融时的粘性的成分。Si02成分若少于52 质量％，则会降低玻璃纤维的机械强度，故而不理想。另外，Si02成分若 超过62质量％，则由于熔融玻璃的粘性过高，难以做成均质的熔融状态， 其结果是极易发生玻璃纤维直径的调整困难，难以成形，故而也不理想。Al203成分是提高玻璃的初始熔解性的成分，还具有失透性改善效果。若八1203成分少于10质量％，则会使玻璃的失透趋势变强，故而不理想。 另外，若厶1203成分超过16质量％，则虽不及Si02成分，但也会造成玻 璃的粘度过高，会在成形等中发生问题，因而也不理想。B203成分所起的作用是，通过降低玻璃的粘性而降低玻璃的熔融温 度，提高玻璃的熔解性。但是其原料一般比较昂贵，再者，若过量含有则 源自熔融玻璃的蒸发量也变高，所以从环境保护的观点来看过量含有是不 理想的。因此，B203成分由于改善熔融性，可以一定程度地含有，但其含量按氧化物换算做到8质量％以下即可。而且基于同样的观点，更优选7% 以下，进一步优选6%以下，再进一步优选5°/。以下。MgO成分及CaO成分都是碱土类金属元素的氧化物成分，其改善熔 融玻璃的熔解性。就MgO成分而言，按氧化物换算含量达到5质量％， 其效果特别显著，更优选其含量为从O.l质量％到5质量。/。的范围。若MgO 成分按氧化物换算超过5质量％，则易于析出透辉石(Di) (CaO *MgO ，2 Si02)，使液相温度上升，因而是不理想的。另夕卜，若MgO成分少于0.1。/。， 则易于析出硅灰石(Wo) (CaO Si02)，因而是不理想的。基于上述观 点，更优选0.1质量％ 3.5质量％。另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种玻璃纤维用组成物，其为氧化物玻璃组成物，该玻璃纤维用组成物的特征在于，按氧化物换算的质量百分比表示具有下述组成，即，Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］０．０１～３％、ＳｉＯ↓［２］５２～６２％、Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］１０～１６％、Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］０～８％、ＭｇＯ０～５％、ＣａＯ１６～３０％、Ｒ↓［２］Ｏ（Ｒ＝Ｌｉ＋Ｎａ＋Ｋ）０～２％。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中俊克，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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