玻璃纤维制造技术

本发明专利技术为玻璃纤维，其特征为：具有以总重量为基准，SiO2含量为57.0～63.0重量％、Al2O3含量为19.0～23.0重量％、MgO含量为10.0～15.0重量％、CaO含量为4.0～11.0重量％，且SiO2、Al2O3、MgO及CaO的合计含量为99.5重量％以上的组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃纤维
本专利技术涉及玻璃纤维，特别是高弹性玻璃纤维。现有技术以往以来，作为强度或弹性模量优异的玻璃纤维用玻璃，已知有由Si02、Al2O3及MgO的玻璃组合物构成的玻璃(S玻璃)。然而从1000泊温度及液相温度的观点看来，S玻璃未必容易进行玻璃纤维的制造。此处，1000泊温度是指玻璃的熔融粘度为1000泊的温度、液相温度是指降低熔融玻璃的温度时，最初发生结晶析出的温度。一般地，在使玻璃的熔融粘度成为1000泊附近而进行纺丝的情况，能有效率地制造玻璃纤维，因此纺丝通常在1000泊温度与液相温度的间的温度范围(作业温度范围)进行。S玻璃的该作业温度范围狭窄，熔融的玻璃即使在微小的温度降低的影响下，也会容易发生结晶化(失透)。因此，为了稳定地进行纺丝，在玻璃纤维的制造步骤中，有必要以良好的精准度来控制纺丝条件。就S玻璃的改良品而言，已知有含Si02、A1203、MgO及CaO的玻璃组合物(下述专利文献I及专利文献2)。在专利文献I中公开了随着液相温度的降低纤维化变得容易的玻璃组合物。另外，在专利文献2中公开了玻璃组合物，在约1000泊温度的粘度所对应的温度(纤维化温度)与在液态玻璃及其一次结晶相之间存在平衡的最高温度(液相线)之间的差距大。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特公昭62-001337号公报专利文献2 :日本特表2009-514773号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题]然而，本专利技术人进行研究的结果，上述文献的玻璃组合物虽然具有某种程度宽的作业温度范围，然而往往有1000泊温度及液相温度高的情况，而未必容易制造玻璃纤维。另外还有得到的玻璃纤维的弹性模量不足的倾向。于是，本专利技术鉴于这些现有技术的问题而完成，目的为提供制造容易并且具有充足的弹性模量玻璃纤维。用于解决课题的方法]为了实现上述目的，本专利技术的玻璃纤维，其特征为具有以总重量为基准，SiO2的含量为57. O 63. O重量％、A1203的含量为19. O 23. O重量％、MgO的含量为10. O 15. O重量％、CaO的含量为4. O 11. O重量％，且Si02、Al203、Mg0及CaO的合计含量为99. 5重量％以上的组成。通过具有这样的组成，能够降低1000泊温度及液相温度，因此容易由玻璃组合物进行制造。此外还具有充足的弹性模量。在上述玻璃纤维的组成中，SiO2含量与Al2O3含量的合计含量优选为77. O 85. O重量％。若该合计含量为85. O重量％以下，则能够降低1000泊温度及液相温度，而容易由玻璃组合物进行制造。另一方面，若该合计含量为77. O重量％以上，则在玻璃中结晶析出的失透现象难以发生，因此在其制造时变得容易进行纺丝。另外，上述玻璃纤维的组成优选SiO2含量/Al2O3含量以重量比计为2. 7 3. 2。只要在这样的范围，则玻璃纤维在其制造时的作业温度范围变宽，而且还将具有充足的弹性模量。另外，在上述玻璃纤维的组成中，MgO含量与CaO含量的合计含量优选为16. O重量％以上。此情况，玻璃纤维作为其原料的玻璃组合物的1000泊温度及液相温度低，此外还加上由于熔解玻璃的粘性降低，玻璃组合物变得容易熔融，因此更容易由玻璃组合物进行制造。此外，在上述玻璃纤维的组成中，MgO含量/CaO含量优选以重量比计为O. 8 2.O。若该重量比为2. O以下，则液相温度降低，因此可能使制造时的作业温度范围变宽。另一方面，若该重量比为O. 8以上，则玻璃纤维将具有充足的弹性模量。本专利技术另外还提供玻璃纤维，具有满足下述条件的组成，在以(a) SiO2含量/(SiO2含量+MgO含量+CaO含量)X 100、(b)MgO含量/ (SiO2含量+MgO含量+CaO含量)X 100、及(c) CaO含量/(SiO2含量+MgO含量+CaO含量)XlOO为坐标并由((a)、(b)、(c))所表示的3种成分相图中，玻璃纤维的构成成分中的Si02、Mg0、及CaO这3种成分在由下述坐标点围住的范围内((a) = 81. O、(b) = 19. O、(c) = O. O)、((a) = 71. O、(b) = 29. O、(c)=O. O)、((a) = 71. O、(b) = 15. O、(c) = 14. O)、((a) = 81. O、(b) = 8. O、(c) = 11. O)。本专利技术人发现通过使玻璃失透时最初形成的结晶(失透初相)成为堇青石结晶、或堇青石与钙长石的混合结晶，能够抑制失透速度。特别是在Al2O3设定为20重量％附近的情况，由于满足上述3成分相图的条件，失透初相成为堇青石结晶、或堇青石与钙长石的混合结晶。因此，具有这种组成的玻璃纤维，即使在无法使在其制造时的作业温度范围变得足够宽的情况，也不会发生失透，而变得容易进行制造，而且具有充足的弹性模量。依据本专利技术，通过具有特定的组成，可提供其制造容易、具有充足的弹性模量的玻璃纤维。附图说明图I表示玻璃纤维的SiO2、MgO及CaO这3种成分的组成的组成图。图2表示在将玻璃纤维的Al2O3含量固定于20重量％的情况下，SiO2, MgO及CaO这3种成分组成的组成图。具体实施例方式本实施方式的玻璃纤维的组成，其特征为含有Si02、Al203、Mg0及CaO的基本组成，而各成分含量在下述范围内。此外，含量以玻璃纤维组成的总重量为基准。(I) SiO2 57. O 63. O 重量％(2) Al2O3 :19. O 23. O 重量 %(3)Mg0 :10· O 15. O 重量％(4) CaO :4· O 11. O 重量％(5)上述⑴ ⑷的合计99. 5重量％以上本实施方式的玻璃纤维由于具有上述组成，因此能够使在由玻璃组合物进行制造时的作业温度范围充分变宽，同时还能够具备与S玻璃同等的弹性模量。具体地，可将1000泊温度定为1385°c以下(典型地为1350°C以下)，充分确保作业温度范围(典型地为40°C以上)，同时可高效地得到具有95GPa以上的程度(典型地为97 98GPa)的高弹性模量的玻璃纤维。若SiO2含量以玻璃纤维组成的总重量为基准为57. O重量％以上，则可提高作为玻璃纤维的机械强度，且化学性质也稳定。另一方面，若为63.0%重量以下，则1000泊温度及液相温度降低，因此玻璃的纤维制造容易。特别是为了使1000泊温度成为1350°C以下，SiO2含量以玻璃纤维组成的总重量为基准，优选为57. 5 62. O重量％，更优选为58. O 61. O重量％。在Al2O3含量以玻璃纤维组成的总重量为基准为19. O重量％以上的情况，可使弹性模量提高。另一方面，在23. O重量％以下的情况，液相温度降低，因此能够使作业温度范围变宽。Al2O3含量以玻璃纤维组成的总重量为基准，优选为19. 5 22. O重量％，更优选为20. O 21. O重量％。在MgO含量以玻璃纤维组成的总重量为基准为10. O重量％以上的情况，可使玻璃纤维的弹性模量提高。另一方面，在15. O重量％以下的情况下，液相温度降低，因此使作业温度范围变宽。MgO含量以玻璃纤维组成的总重量为基准，优选为11. O 14. O重量％，更优选为11. 5 13. O重量％。若CaO含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：野中贵史，菅野浩司，稻叶隆道，
申请(专利权)人：日东纺绩株式会社，
类型：
国别省市：