制造玻璃丝的方法技术

制造玻璃丝的方法，该方法包括：对含有70wt％以上的SiO2并且具有100～2000μm原纱直径的原纱照射具有0.7～100μm波长的激光以加热该原纱；并将该原纱拉伸以得到具有300ppm以下的羟基(Si

【技术实现步骤摘要】
制造玻璃丝的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该非临时申请根据35U.S.C.
§
119(a)要求2021年5月10日在日本提交的专利申请2021
‑
079801的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此。


[0003]本专利技术涉及制造玻璃丝的方法，更具体地，涉及制造具有低羟基含量的超细玻璃丝的方法。

技术介绍

[0004]近年，第五代移动通信系统(5G)的普及和IoT设备的开发和生产正在进行，需要能够应对高速信息处理和高频通信的高功能印刷线路板。因此，要求用于印刷线路板的玻璃布具有低介电损耗以进一步抑制信号劣化。
[0005]已知比一般的玻璃纤维具有更高的SiO2含量的玻璃纤维具有优异的介电性质。特别地，由SiO2制成并具有高纯度的石英玻璃纤维具有小的相对介电常数和小的介电损耗角正切，因此具有非常小的介电损耗而有望被广泛用作印刷线路板用玻璃布。
[0006]报道了石英玻璃丝可通过将石英玻璃棒加热至约2000℃并将该石英玻璃棒拉伸而制造(专利文献1)。在此制造方法中，采用氢氧焰燃烧器加热超细石英玻璃棒并将其拉伸，但羟基由于氢氧焰产生的水分而增加，这导致了得到的石英玻璃丝的介电损耗增加的问题。
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：JP
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A 2006
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28240
[0009]专利文献2：JP
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A S58
‑
55349
[0010]专利文献3：美国专利申请号3981705
[0011]专利文献4：JP 4748513

技术实现思路

[0012]本专利技术为鉴于上述情况而完成，其目的为提供制造具有低羟基含量和低介电损耗的超细玻璃丝的方法。
[0013]为了实现上述目的而进行深入研究后，本专利技术人们发现，通过将使用激光照射的热拉伸技术应用至具有高SiO2含量的玻璃原纱，防止拉伸工序中的羟基增加，得到具有低介电损耗的超细玻璃丝，从而完成了本专利技术。
[0014]从很久之前便已知用激光照射光学玻璃纤维的技术。例如，专利文献2公开了用激光照射接合部分。专利文献3公开了通过激光照射实现用于光波导的玻璃纤维的精确的直径控制，但这不是为了玻璃丝制造中的加热和拉伸而实施的激光照射的技术。
[0015]专利文献4公开了通过用激光照射有机树脂制造超细纤维的技术，但专利文献4公开了对有机物的激光应用，而未公开在制造由无机物制成的玻璃丝中用于加热和拉伸的激
光照射。
[0016]即，本专利技术提供：
[0017]1.制造玻璃丝的方法，该方法包括：对含有70wt％以上的SiO2并且具有100～2000μm的原纱直径的原纱照射具有0.7～100μm的波长的激光以加热该原纱；并将该原纱拉伸以得到具有300ppm以下的羟基(Si
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OH)含量和1～20μm直径的玻璃丝；
[0018]2.根据1所述的制造玻璃丝的方法，其中，该激光的激光源选自二氧化碳、YAG、Nd/玻璃、Nd/钒酸盐、二极管、光纤、圆盘激光器、HeCd、铜蒸气激光(激光器)、碘激光(激光器)、氩激光(激光器)、氪激光(激光器)和化学激光(激光器)；
[0019]3.根据1或2所述的制造玻璃丝的方法，其中，原纱由含有99wt％以上的SiO2的石英玻璃制成；
[0020]4.根据3所述的制造玻璃丝的方法，其中，使用二氧化碳激光照射原纱以将该原纱加热至1700℃以上的温度，并将该原纱拉伸；和
[0021]5.根据3或4所述的制造玻璃丝的方法，其中，使用二氧化碳激光照射原纱以加热该原纱，并以1000倍以上的比例将该原纱拉伸以得到具有3～10μm的直径的玻璃丝。
[0022]专利技术效果
[0023]在本专利技术的制造玻璃丝的方法中，加热和拉伸通过激光照射来实施，因此即使是具有高SiO2含量的、其中由于在以往的使用氢氧焰的加热和拉伸中羟基增加而介电损耗特性恶化的玻璃种类，也能在拉伸工序中防止羟基的增加，其结果为，能够得到具有少量羟基和低介电损耗的玻璃丝。
[0024]本专利技术的制造方法较那些其中所有工序都通过在电炉中加热而实施的制造方法具有更优异的生产率和经济效率，并在拉伸期间具有少的热历程，故而玻璃丝表面的应变量小，可以抑制得到的玻璃丝的强度降低。
[0025]通过本专利技术的制造方法得到的、含有70wt％以上的SiO2的玻璃丝具有优异的介电性质，特别地，由具有99wt％以上的SiO2含量的高纯度石英玻璃制成的玻璃丝具有更优异的耐热性、耐候性、耐热冲击性、化学稳定性、低热膨胀系数和电学性质等。
附图说明
[0026]图1是显示了在本专利技术的制造玻璃丝的方法中使用的玻璃丝拉伸装置的一例的示意性侧视图；和
[0027]图2是显示了用激光照射原纱以加热原纱的照射/加热机构的示意性侧视图，该照射/加热机构包括在图1的玻璃丝拉伸装置中。
具体实施方式
[0028]以下，对本专利技术更详细地描述。
[0029]本专利技术的制造玻璃丝的方法包括：
[0030]对含有70wt％以上的SiO2并且具有100～2000μm的原纱直径的原纱照射具有0.7～100μm的波长的激光以加热该原纱；并将该原纱拉伸以得到具有300ppm以下的羟基(Si
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OH)含量和1～20μm直径的玻璃丝。
[0031][1]原料玻璃
[0032]构成在本专利技术的制造玻璃丝的方法中使用的原纱的原料玻璃是含有70wt％以上的SiO2并且具有优异的低介电损耗的玻璃，其实例包括含有B2O3或其他金属氧化物并且SiO2含量为72wt％的D玻璃、具有90wt％以上的SiO2含量的石英玻璃、和具有99wt％以上的SiO2含量的高纯度石英玻璃。
[0033]一般地，随着SiO2含量增加介电损耗得以改善，由此本专利技术中使用的原料玻璃优选为具有90wt％以上的SiO2含量的石英玻璃，更优选为具有99wt％以上的SiO2含量的高纯度石英玻璃。
[0034][2]原纱
[0035]本专利技术的制造方法中使用的原纱具有100～2000μm的直径。
[0036]该原纱例如可通过将由上述原料玻璃制成并具有100mm的平均直径的锭材在电炉中加热至1700～2300℃并拉伸该锭材而获得。
[0037]本专利技术中使用的原纱的形状没有特别限制，其实例包括具有2mm的最大直径的玻璃锭材、单丝和多丝。
[0038]可使用后文所述的实施例中所示的卡尺(三丰公司制造的CD
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20)测量原纱直径。
[0039][3]激光源
[0040]在本专利技术的制造方法中，激光被用作使原纱吸收激光以热软化原纱的光源。激光因其具有高平行度的光束，易于聚光并形成平行光通量，并提供大的输出，故而适合用于本专利技术的制造方法。
[0041]激光源只要具有0.7～100本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.制造玻璃丝的方法，该方法包括：对含有70wt％以上的SiO2并且具有100～2000μm原纱直径的原纱照射具有0.7～100μm波长的激光以加热该原纱；并将该原纱拉伸以得到具有300ppm以下的羟基(Si
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OH)含量和1～20μm直径的玻璃丝。2.根据权利要求1所述的制造玻璃丝的方法，其中，所述激光的激光源选自二氧化碳、YAG、Nd/玻璃、Nd/钒酸盐、二极管、光纤、圆盘、HeCd、铜蒸气激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口雄亮，深泽博之，盐原利夫，高桥勇太，伊香贺敏文，金庆孝，大越丰，
申请(专利权)人：国立大学法人信州大学，
类型：发明
国别省市：