DE112009004439B4 - Glasfaser-Zusammensetzung - Google Patents

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Abstract

Glasfaser-Zusammensetzung, welche die Komponenten SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3 in den folgenden prozentualen Gewichtsanteilen umfasst:SiO2 58–65% CaO 20–26% Al2O3 9–17% MgO 0,5–1% B2O3 0–2% F2 0–1% TiO2 0,1–1% R2O = K2O + Na2O 0–0,8% Fe2O3 0,1–0,5% SO3 0–0,6% RO = CaO + MgO 21–27% wobei das Verhältnis Z1 = RO/MgO 25–35 beträgt.

Description

  • (1) Technologie
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Glasfaser-Zusammensetzung, insbesondere mit geringem Magnesium- und Borgehalt.
  • (2) Technischer Hintergrund
  • E-Glas ist alkalifreies Glas, es ist die am häufigsten genutzte Glaszusammensetzung für die Herstellung von Endlosglasfaser. Alkalifreie Glaszusammensetzungen basieren auf dem ternären System SiO2-Al2O3-CaO. Im ternären Phasendiagramm stellt es das Eutektikum von Anorthit, Pseudo Wollastonit und Tridymit in flüssiger Balance dar, seine Komponenten sowie deren prozentuale Gewichtsanteile betragen: SiO2 62%, Al2O3 14,7%, CaO 22,3%. Basierend auf dieser Grundlage wird SiO2 und CaO teilweise durch Zusatz von B2O3 sowie MgO ersetzt, um die heutzutage gebräuchliche alkalifreie Glaszusammensetzung zu bilden. Die Patente US 2234981 A und US 2571074 A beschreiben dessen typisches Merkmal, nämlich ein SiO2-Al2O3-CaO-B2O3-Quartär-System als Basis. Die SiO2-Komponente der Glaszusammensetzung, welche durch das Patent US 2571074 A beschrieben wird, wird teilweise durch B2O3 mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 13% ersetzt. Der Grund dafür ist die Reduzierung der Form- und Liquidustemperatur, damit das Glas besser geschmolzen und in Faserform gezogen werden kann. Jedoch führt der Zusatz von grossen Mengen an B2O3 auch zu dem Ergebnis, dass das traditionelle alkalifreie Glas hohe Rohstoffkosten und Umweltverschmutzung mit sich bringt. In der Glasfaser Industrie beschreibt die Formtemperatur diejenige Temperatur, bei der die Glasschmelze für die Glasfaserbildung geeignet ist, in Wirklichkeit ist es ein Temperaturbereich, in welchem die Viskosität der Glasschmelze zwischen 101,5–102Pa·s (102,5–103Poise) liegt. Die Erfindung wählt jene Temperatur als Formtemperatur, bei der die Viskosität 102Pa·s (103) beträgt.
  • Liquidustemperatur verweist auf die Temperatur während der Glasschmelzekühlung, bei der die Bildung des Kristallkerns ansetzt. Um jegliche Risiken der Entglasung bei der Glasfaserziehung zu vermeiden, wird ein ΔT Wert gebildet, welcher die Differenz der Form- und der Liquidustemperatur beschreibt, dieser Wert sollte positiv und vorzugsweise mehr als 50°C betragen. Grosse ΔT Werte deuten auf eine höhere Stabilität der Glasschmelze hin und begünstigen die Glasfaserziehung.
  • Darüber hinaus werden die in der Erfindung erwähnten Gehalte der Zusammensetzungen immer in ”%” dargestellt, welches als ”Prozentualer Gewichtsanteil” oder ”wt%” zu verstehen ist.
  • Etablierte Glasfaser-Zusammensetzungen mit niedrigem Borgehalt basieren im Wesentlichen auf dem Quartär-System SiO2-Al2O3-CaO-MgO, wobei der MgO-Gehalt meist grösser als 1% beträgt. WO 96/39362 A1 beschreibt eine borfreie Glasfaser-Zusammensetzung, welche hauptsächlich aus SiO2, Al2O3, CaO und MgO besteht, es werden keine oder nur in geringem Maße teure Oxide wie TiO2, SrO, MnO und ZnO zugesetzt. In der bevorzugten Zusammensetzung liegt der MgO-Gehalt im Bereich von 2–3,5%. Diese Glasfaser-Zusammensetzung weist einen großen ΔT Wert auf, aber die Form- und die Liquidustemperatur sind ebenfalls relativ hoch. Zu hohe Form- und Liquidustemperatur führen zum enormen Anstieg des Energieverbrauchs und verringern das Lebensalter des Ofens sowie der Platinbuchse und erhöhen somit die Produktionskosten. WO 01/32576 A1 beschreibt eine Glasfaser-Zusammensetzung mit niedrigem Borgehalt, welche ebenfalls hauptsächlich aus SiO2, Al2O3, CaO und MgO besteht. In der bevorzugten Zusammensetzung liegt der MgO-Gehalt im Bereich von 1,5–4%. Diese Glasfaser-Zusammensetzung weist einen relativ großen ΔT Wert und relativ niedrige Form- und Liquidustemperatur auf. Jedoch beeinträchtigt der geringe SiO2-Gehalt (58% oder weniger) in einem gewissen Maße die mechanische Festigkeit des Glases.
  • Glasfaser-Zusammensetzungen mit MgO-Gehalt weniger als 1% sind sehr selten, die wenigen Patente, die bekannt sind, haben alle gewisse Nachteile und können nicht den Bedürfnissen der industriellen Produktion gerecht werden. Zum Beispiel besitzt die Glasfaser-Zusammensetzung, welche in WO 00/73232 A1 beschrieben wird, einen MgO-Gehalt weniger als 1%; Diese Zusammensetzung, bestehend aus dem ternären System SiO2-Al2O3-CaO und versetzt mit B2O3, Li2O, ZnO, MnO oder MnO2, senkt die Form- und Liquidustemperatur auf ein niedriges Niveau. Aber in der realen Umsetzung ist entweder die Formtemperatur zu hoch oder der ΔT Wert viel kleiner als 50°C. Ausserdem sind die Rohstoffkosten dieser Glasfaser-Zusammensetzung zu hoch. Auch FR 2 692 248 A1 beschreibt eine Glasfaser-Zuammensetzung mit einem höheren Anteil von B2O3. In einem weiteren Beispiel beschreibt WO 03/050049 A2 eine Glasfaser-Zusammensetzung, die für die Abgasanlage von Fahrzeugen genutzt wird. Durch die Einführung von einem geringen MgO-Gehalt von weniger als 1% und die Verwendung von einem TiO2-Gehalt von mehr als 1,5% wird die Säure- und Wärmeresistenz gesteigert. Aber auf Grund der Verwendung des hohen Anteils an TiO2 verliert diese Glasfaser-Zusammensetzung auch an Kostenvorteil.
  • (3) Inhalt der Erfindung
  • Die Erfindung behandelt das technische Problem, eine neuartige Glasfaser-Zusammensetzung mit niedrigem Magnesium- und Borgehalt zu finden, welche den Anforderungen in Kosten und ökologischer Hinsicht genügt, sowie eine ausgezeichnete Zug- und Nutzleistung bringt. Um dieses technische Probleme zu lösen, verwendet die Erfindung folgende technische Umsetzung:
    Die Glasfaser-Zusammensetzung umfasst die folgenden Komponenten SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3 oder besteht im Wesentlichen daraus (d. h. die Anteile SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3 bilden den Gesamtgehalt von 100%). Die Gewichtsanteile der einzelnen Komponenten lauten wie folgt:
    SiO2 58–65%
    CaO 20–26%
    Al2O3 9–17%
    MgO 0,5–1%
    B2O3 0–2%
    F2 0–1%
    TiO2 0,1–1%
    R2O = K2O + Na2O 0–0,8%
    Fe2O3 0,1–0,5%
    SO3 0–0,6%
  • Dabei liegt die Summe RO von CaO und MgO (RO = CaO + MgO) bei einem prozentualen Gewichtsanteil im Bereich von 21–27%.
  • In der Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung befolgen die Erdalkalimetalloxid-Komponenten CaO, MgO folgende Regel: Es gilt das Verhältnis Z1 = RO/MgO, also Z1 = (CaO + MgO)/MgO. Das Verhältnis zwischen den Gewichtsanteilen der Summe von CaO und MgO und dem MgO lautet Z1 und beträgt 25–35. Dieses Verhältnis weist auf die Relation zwischen MgO und CaO. Es kann daher als Kontrollparameter für die Kristallisation und der Liquidustemperatur verwendet werden.
  • Die in der Erfindung beschriebene Glasfaser-Zusammensetzung besitzt die Formtemperatur von 1200–1300°C, die Liquidustemperatur ist in der Regel mehr als 55°C niedriger als die Formtemperatur.
  • Hierbei sollte angemerkt werden, dass die Glasfaser-Zusammensetzung zusätzlich zu den oben genannten Komponenten unvermeidlich einige Verunreinigungsstoffe enthält, jedoch haben diese Verunreinigungen keine wesentliche Auswirkung auf die Qualität der Glasfaser. Darüber hinaus kann ohne Einschränkung der vorliegenden Anteilsstruktur der Erfindung weniger als 1% SrO zugesetzt werden, um die Form- und/oder Liquidustemperatur der Glasfaser-Zusammensetzung zu verringern; ausserdem kann unter Hinzunahme von nicht mehr als 1% CeO2 ein guter Läuterungseffekt erzielt werden und erreicht werden, dass ein Teil des Eisens in Ferriion oxidiert wird und somit die grüne Farbe der Glasfaser geschwächt wird. Die prozentualen Gewichtsanteile der SrO- und CeO2-Komponenten beziehen sich ebenfalls auf die genannten Komponenten SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3 als Basis.
  • Zusätzlich zu den oben genannten Komponenten sind keine anderen Stoffe in der Glasfaser-Zusammensetzung enthalten, die eine wesentliche Rolle auf die Leistung des Glasfasers spielen könnten; die Erfindung erlaubt aber die Existenz von geringen Verunreinigungen, die sich während der Produktion in die Glasfaser-Zusammensetzung einmischen können.
  • In der vorliegenden Erfindung unterliegen die Gewichtsanteile der Komponenten folgender Regel: Es gilt das Verhältnis Z2 = (SiO2 + Al2O3)/(RO + R2O + B2O3 + F2), Z2 liegt im Bereich von 2,55–2,95. Dieses Verhältnis kann als das Verhältnis zwischen dem Gesamtgehalt der Komponenten für der Bildung des Glas-Netzwerks und dem Gehalt der Komponenten, welcher das Glas-Netzwerk verbessert, verstanden werden. Daher kann es als Regelparameter für die Festigkeit sowie Viskosität des Glases verwendet werden.
  • In der Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist SiO2 das Träger-Oxid des Glasgerüsts, und spielt eine stabilisierende Rolle für die einzelnen Komponenten. Die Erfindung begrenzt das SiO2-Gehalt auf 58–65%, ein zu geringer Gehalt beeinflusst die strukturelle Stabilität des Glases, ein zu hoher Gehalt jedoch verursacht auf Grund der erhöhten Viskosität Schwierigkeiten bei der Läuterung. Deshalb liegt der bevorzugte SiO2-Gehalt im Bereich von 58–61%.
  • In der Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist die Komponente Al2O3 ebenfalls ein Träger-Oxid des Glasgerüsts, in Verbindung mit SiO2 hat sie eine wesentliche Auswirkung auf das Glasmodul, und spielt für die Verhinderung der Phasentrennung sowie die Wasserfestigkeit des Glases eine wichtige Rolle. Der Al2O3-Gehalt der Erfindung muss im Bereich von 9–17% liegen, ist ihr Gehalt zu niedrig, steigt die Liquidustemperatur, und die Wasserresistenz des Glases wird verringert; wenn sein Gehalt jedoch zu hoch ist, führt es zum Risiko der Entglasung und erhöht die Viskosität des Glases. Der bevorzugte Al2O3-Gehalt liegt im Bereich von 12–15%.
  • In der Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist die Komponente CaO ein Oxid außerhalb des Glasnetzwerks. Die Zugabe dieser Komponente in entsprechender Menge kann die chemische Stabilität und mechanische Festigkeit des Glases erhöhen. Darüber hinaus kann es die Materialeigenschaft verbessern und somit die Formungsgeschwindigkeit erhöhen. Der CaO-Gehalt der Erfindung liegt im Bereich von 20–26%, wenn der Gehalt zu niedrig ist, kann die obengenannte Wirkung nicht erzielt werden, ist ihr Gehalt aber zu hoch, steigt die Kristallisationsneigung des Glases. Der bevorzugte CaO-Gehalt liegt im Bereich von 22–25%.
  • In der Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung besitzt MgO eine ähnliche Wirkung wie CaO, es regelt vor allem die Glasviskosität und steuert die Kristallisation des Glases, es besitzt auch eine positive Wirkung für das Elastizitätsmodul. Der MgO-Gehalt dieser Erfindung ist auf 0,5–1% eingeschränkt. Die Erfindung verwendet eine Kombination von kleinen Mengen an MgO und CaO, der Gehalt von MgO hängt vom CaO-Gehalt ab. Befindet sich die Summe des Gehalts der beiden Komponenten in einem bestimmten Bereich, erhält man ein Glas mit sehr niedriger Liquidustemperatur. Die Einführung einer kleinen Menge von MgO kann das Wettbewerbswachstum zwischen den Kristallen Wollastonit (CaSiO3) und Diopsid (CaMgSi2O6) bewirken und somit das Wachstum der beiden Kristalle verzögern, um das Risiko der Entglasung zu reduzieren.
  • Wenn der MgO-Gehalt zu hoch ist, insbesondere wenn der Gehalt 3,5% übersteigt, wächst das Kristall Diopsid besonders rapide, und führt somit zur Steigerung der Liquidustemperatur und wirkt sich negativ für die Glasziehung aus. Im Rahmen der in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Anteilstruktur wird die optimale Faserziehungsleistung erreicht, wenn der Gehalt an CaO und MgO mehr als 22% und 0,5% beträgt, und wenn der Gesamtgehalt des Erdalkalimetalloxids mehr als 23% beträgt. Aber der Gesamtgehalt sollte nicht mehr als 26% betragen, weil dann die zu hohe Konzentration von CaO zur Entglasung und rapidem Anwachsen des Wollastonit führen kann und somit die Glasziehung negativ beeinflusst. Zur gleichen Zeit, besitzt das Mg2+ eine grössere Ion-Feldstärke als das Ca1+, so dass durch die Zugabe von MgO die mechanische Festigkeit und chemische Stabilität des Glases verbessert werden kann. Der optimale MgO-Gehalt liegt im Bereich zwischen 0,7–1%.
  • Bevorzugter Gesamtgehalt an CaO und MgO ist 23–26%.
  • In der Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung spielt die Komponente B2O3 die Rolle des netzwerk-bildenden Elementes und fungiert als ein gutes Flussmittel und senkt gleichzeitig die Form- und Schmelztemperatur des Glases. Der B2O3-Gehalt der Erfindung ist auf 0–2% eingeschränkt. Der Grund, weswegen der B2O3-Gehalt auf einem minimalen Niveau gehalten wird, ist, weil erstens die borhaltigen Rohstoffe sehr teuer sind, und zweitens Bor ein sehr leicht flüchtiger Schadstoff ist, welchen man aus den Emissionen entfernen muss. Erhöhte Anteile an B2O3 steigern nicht nur die Produktionskosten, sondern erhöhen zudem noch das Risiko einer sekundären Verschmutzung der Abfallprodukte. Daher ist die Verringerung des B2O3-Gehalts vorteilhaft. Ein optimaler B2O3-Gehalt liegt im Bereich von 0–1%.
  • Die Glasfaser-Zusammensetzung der Erfindung enthält auch eine geringe Menge an TiO2, dieser Stoff kommt in der Zusammensetzung in aller Regel durch Verunreinigungen der mineralischen Rohstoffe vor. Es kann jedoch die Viskosität des Glases bei hohen Temperaturen reduzieren sowie als Flussmittel fungieren. Die Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird desweiteren auch mit einer geringen Menge von Fluorid versetzt, um die Schmelzeigenschaft des Glases zu verbessern. In der V. R. China gilt für E-Glas die Bestimmung, dass der Alkali-Gehalt des Glases weniger als 0,8% betragen muss, deshalb beschränkt auch die Erfindung den Anteil der Alkalimetalle unter die Grenze von 0,8%.
  • Bevorzugte Ausführungsform: Die Glasfaser-Zusammensetzung ist aus den folgenden Komponenten zusammengesetzt: SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3. Die prozentualen Gewichtsanteile jeder einzelnen Komponente lauten wie folgt:
    SiO2 58–61%
    CaO 22–25%
    Al2O3 12–15%
    MgO 0,7–1%
    B2O3 0–2%
    F2 0–1%
    TiO2 0,1–1%
    R2O = K2O + Na2O 0–0,8%
    Fe2O3 0,1–0,5%
    SO3 0–0,6%
    RO = CaO + MgO 23–26%
  • Dabei befinden sich die Komponenten in folgender Relation: 25 < Z1 < 35. Optimale Ausführungsform: Die Glasfaser-Zusammensetzung ist aus den folgenden Komponenten zusammengesetzt SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3. Die prozentualen Gewichtsanteile jeder einzelnen Komponente lauten wie folgt:
    SiO2 58–61%
    CaO 22–25%
    Al2O3 12–15%
    MgO 0,7–1%
    B2O3 0–1%
    F2 0–1%
    TiO2 0,1–1%
    R2O = K2O + Na2O 0–0,8%
    Fe2O3 0,1–0,5%
    SO3 0–0,6%
    RO = CaO + MgO 23–26%
  • Im konkreten Falle kann die Glasfaser-Zusammensetzung aus den folgenden beschriebenen Komponenten bestehen: SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3. Die prozentualen Gewichtsanteile jeder einzelnen Komponente lauten wie folgt:
    SiO2 58–65%
    CaO 20–26%
    Al2O3 9–17%
    MgO 0,5–1%
    B2O3 0–2%
    F2 0–1%
    TiO2 0,1–1%
    R2O = K2O + Na2O 0–0,8%
    Fe2O3 0,1–0,5%
    SO3 0–0,6%
    SrO 0–1%
    CeO2 0–1%
    RO = CaO + MgO 21–27%
  • Die Glasfaser-Zusammensetzung der Erfindung basiert auf dem ternären System SiO2-Al2O3-CaO unter Einführung geringer Mengen an MgO und B2O3. Durch rationale Kalkulierung des Gesamtanteils der Erdalkalimetalloxide und des Verhältnisses zwischen MgO und CaO, besitzt die Zusammensetzung folgende Vorteile:
    • a) Da das Mg2+ eine höhere Ionen-Feldstärke als Ca1+ besitzt, kann durch die Einführung von MgO die mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit des Glases verbessert werden. Zur gleichen Zeit wird durch rationale Kalkulierung des Gesamtanteils der Erdalkalimetalloxide und des Verhältnisses zwischen MgO und CaO die Kristallisation und Liquidustemperatur effektiv gesteuert. Befindet sich die Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit Z1 im Bereich von 25–35, dann hat die Glasfaser-Zusammensetzung relativ niedrige Form- und Liquidustemperatur, wodurch das Risiko der Entglasung reduziert und der Faserziehungsprozess begünstigt wird. Daher besitzt die Glasfaser-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht nur mechanische Festigkeit, Wärmeformbeständigkeit und chemische Stabilität, sondern auch gute Eigenschaften für die Faserziehung.
    • b) Niedriger Borgehalt; die Verringerung des Einsatzes von B2O3 senkt die Produktionskosten und entspricht auch den ökologischen Anforderungen.
  • (4) Art der Durchführung
  • Die folgenden Ausführungsformen dienen der Erklärung der technischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung, ohne diese einzuschränken. Zur einfacheren Operation bei der Ausführung, wird der prozentuale Gesamtanteil von 100% angenommen, der Gesamtgehalt aller Komponenten der Ausführung kann durchaus etwas weniger sein als 100%, dies kann als Verunreinigungen oder nicht-analysierbare gerinfügige Komponenten verstanden werden.
  • Die Hauptrohstoffe der vorliegenden Erfindung sind Pyrophyllit, Quarzmehl, Kalkstein, Dolomit, Fabianite usw. Die detailierte Ausführung der Erfindung lautet wie folgt: Die Komponenten der Zusammensetzung können aus den entsprechenden Rohstoffen gewonnen werden (wie z. B. SiO2 aus Quarzmehl, CaO aus Branntkalk). Den angemessenen Verhältnissen entsprechend werden die diversen Rohstoffe miteinander vermischt, bis jede Komponente den vorgeschriebenen prozentualen Gewichtsanteil erreicht hat. Danach wird die Glasmasse im Wannenofen geschmolzen und geläutert. Die geschmolzene Glasflüssigkeit läuft durch den Kanal bis zur auf der Unterseite des Kanals befindlichen Glasfaserbuchse, die Glasflüssigkeit wird dann aus der Buchsenöffnung als Glasfaser heraus gezogen. Danach befestigt man die Glasfaser auf dem Rotationskopf der Ziehmaschine und erstellt Rohgarn oder Garngewebe daraus. Diese Glasfasern können mit konventionellen Methoden weiterverarbeitet werden, um den Erwartungen gerecht zu werden.
  • In den Tabelle 1 und 2 werden sechs Ausführungsformen der Erfindung gezeigt mit der Bezeichunung C1–C6, zum Vergleich werden zwei Ausführungsformen mit der Bezeichnung E1–E2 aufgeführt. E1 ist die traditionelle E-Glasfaser-Zusammensetzung und E2 ist die in WO 96/39362 beschriebene Glasfaser-Zusammensetzung. Der Gehalt des jeweiligen Bestandteils der Zusammensetzung wird als prozentualer Gewichtsanteil ausgedrückt.
  • Zur Veranschaulichung der Vorteile der Glasfaser-Zusammensetzung werden vier grundlegende Parameter in der Tabelle aufgeführt:
    • 1 – Formtemperatur, die Temperatur der Glasschmelze bei einer Viskosität von 102Pa·s (103Poise).
    • 2 – Liquidustemperatur, die obere Temperaturgrenze der Kristallisierung oder auch die Temperatur der Glasschmelze während der Kühlung, bei der die Krstallkernbildung ansetzt.
    • 3 – ΔT Wert, die Differenz der Form- und Liquidustemperatur, also der Temperaturbereich, bei der Glasfasern gezogen werden können. Die obengenannten drei Temperaturwerte sowie deren Bestimmung sind in der Branche allgemein bekannt.
    • 4 – Die Zugfestigkeit der Verbundwerkstoffe aus Glasfasern, die durch Epoxidharz verstärkt wurden. ASTM D2343 wird als Standard der Überprüfung verwendet.
    Tabelle 1
    C1 C2 C3 C4
    Komponente SiO2 59,31 58,62 59,03 58,43
    Al2O3 14,06 13,81 13,52 13,82
    CaO 23,01 23,59 23,02 23,11
    MgO 0,82 0,81 0,83 0,81
    B2O3 0,63 1,02 1,53 2,02
    Na2O 0,46 0,46 0,46 0,45
    K2O 0,23 0,23 0,25 0,23
    Fe2O3 0,41 0,41 0,39 0,41
    TiO2 0,35 0,35 0,34 0,35
    F2 0,39 0,41 0,42 0,19
    Parameter Z1 29,06 29,88 28,73 29,53
    Z2 2,83 2,73 2,74 2,69
    Formtemparatur/°C 1255 1243 1242 1239
    Liquidustemperatur/°C 1175 1169 1171 1163
    ΔT Wert/°C 80 74 71 76
    Zugfestigkeit/MPa 2203,6 2165,2 2156,5 2133,8
    Tabelle 2
    C5 C6 E1 E2
    Komponente SiO2 59,65 59,31 54,16 59,45
    Al2O3 13,65 13,75 14,32 13,48
    CaO 22,95 22,66 22,12 22,69
    MgO 0,92 0,88 0,41 3,23
    B2O3 0,61 0,62 7,26 0
    Na2O 0,45 0,46 0,45 0,03
    K2O 0,24 0,25 0,25 0,63
    Fe2O3 0,41 0,41 0,39 0,36
    TiO2 0,36 0,35 0,34 0,04
    SrO - 0,65 - -
    CeO2 - 0,25 - -
    F2 0,41 0,36 0,29 0,04
    Parameter Z1 25,95 26,75 54,95 8,03
    Z2 2,87 2,89 2,22 2,74
    Formtemparatur/°C 1256 1251 1175 1264
    Liquidustemperatur /°C 1180 1173 1075 1193
    ΔT Wert/°C 76 78 100 71
    Zugfestigkeit/MPa 2192,5 2190,3 1981,6 2191,2
  • Aus Tabelle 1 und 2 geht hervor, dass die Glasfasern der vorliegenden Erfindung den traditionellen E-Glasfasern (Vergleich E1) in Zugfestigkeit klar überlegen sind. Verglichen mit E2 besitzen die Glasfasern der vorliegenden Erfindung relativ niedrige Form- und Liquidustemperatur. Dies ist vorteilhaft für den Energieverbrauch und wirkt der Wärmealterung des Ofen und der Platin-Buchse entgegen. Zugleich verfügen die Glasfasern der vorliegenden Erfindung über eine vergleichbare Zugfestigkeit im Vergleich mit E2, und verbessern sogar noch die Faserziehungseigenschaft.

Claims (9)

  1. Glasfaser-Zusammensetzung, welche die Komponenten SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3 in den folgenden prozentualen Gewichtsanteilen umfasst: SiO2 58–65% CaO 20–26% Al2O3 9–17% MgO 0,5–1% B2O3 0–2% F2 0–1% TiO2 0,1–1% R2O = K2O + Na2O 0–0,8% Fe2O3 0,1–0,5% SO3 0–0,6% RO = CaO + MgO 21–27%
    wobei das Verhältnis Z1 = RO/MgO 25–35 beträgt.
  2. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Z2 = (SiO2 + Al2O3)/(RO + R2O + B2O3 + F2) 2,55–2,95 beträgt.
  3. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der SiO2-Komponente 58–61% beträgt.
  4. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Al2O3-Komponente 12–15% beträgt.
  5. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der CaO-Komponente 22–25% beträgt.
  6. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der MgO-Komponente 0,7–1% beträgt.
  7. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Komponenten SiO2, Al2O3, CaO, MgO, B2O3, F2, TiO2, K2O, Na2O, Fe2O3 und SO3 in den folgenden prozentualen Gewichtsanteilen enthält: SiO2 58–61% CaO 22–25% Al2O3 12–15% MgO 0,7–1% B2O3 0–2% F2 0–1% TiO2 0,1–1% R2O = K2O + Na2O 0–0,8% Fe2O3 0,1–0,5% SO3 0–0,6% RO = CaO + MgO 23–26%
    wobei das Verhältnis Z1 = RO/MgO 25–35 beträgt.
  8. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich mindestens eine der unten aufgeführten Komponenten in den folgenden prozentualen Gewichtsanteilen enthält: SrO 0–1% CeO2 0–1%
  9. Glasfaser-Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Wesentlichen die unten aufgeführten Komponenten in den folgenden prozentualen Gewichtsanteilen enthält: SiO2 58–65% CaO 20–26% Al2O3 9–17% MgO 0,5–1% B2O3 0–2% F2 0–1% TiO2 0,1–1% R2O = K2O + Na2O 0–0,8% Fe2O3 0,1–0,5% SO3 0–0,6% SrO 0–1% CeO2 0–1% RO = CaO + MgO 21–27%
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102010134A (zh) * 2010-11-15 2011-04-13 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维组合物
CN103596897A (zh) * 2010-12-22 2014-02-19 Agy控股公司 高强度玻璃组合物和纤维
CN102167519B (zh) * 2010-12-31 2013-02-27 巨石集团有限公司 一种循环利用含氟废渣制造玻璃纤维的方法
CN102173594B (zh) * 2011-02-14 2012-05-23 重庆国际复合材料有限公司 一种无硼无氟玻璃纤维组合物
CN104150780A (zh) * 2013-07-30 2014-11-19 安徽丹凤集团桐城玻璃纤维有限公司 一种玻璃纤维
CN103771716A (zh) * 2014-02-13 2014-05-07 江苏长海复合材料股份有限公司 一种ecr无氟无硼高强直接纱及其制备方法
US10717670B2 (en) * 2015-02-10 2020-07-21 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass for laser processing and method for producing perforated glass using same
CN106396372B (zh) * 2016-09-26 2017-08-25 清远忠信世纪玻纤有限公司 一种硼硅酸盐玻璃及其制备方法
KR102563177B1 (ko) * 2017-06-08 2023-08-04 솔베이 스페셜티 폴리머즈 유에스에이, 엘.엘.씨. 폴리페닐렌 설파이드 중합체 조성물 및 상응하는 물품
CA3085496A1 (en) 2017-12-19 2019-07-27 Ocv Intellectual Capital, Llc High performance fiberglass composition
CN109694177A (zh) * 2018-06-21 2019-04-30 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维池窑通路碹顶结构
CN109678350B (zh) * 2018-06-22 2022-03-04 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料
CN110668702B (zh) 2019-09-25 2022-10-11 巨石集团有限公司 一种电子级玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和电子布
CN110606665B (zh) * 2019-09-25 2020-11-17 巨石集团有限公司 一种电子级玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和电子布
CN111018358B (zh) * 2020-01-02 2020-11-10 泰山玻璃纤维邹城有限公司 一种无碱超细玻璃纤维配方
CN114455844A (zh) * 2021-12-27 2022-05-10 重庆再升科技股份有限公司 一种玻璃微纤维棉及滤纸

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2334961A (en) * 1940-12-05 1943-11-23 Owens Corning Fiberglass Corp Glass composition
US2571074A (en) * 1948-11-02 1951-10-09 Owens Corning Fiberglass Corp Glass composition
FR2692248A1 (fr) * 1992-06-16 1993-12-17 Vetrotex France Sa Fibres de verre résistant au milieu acide.
WO1996039362A1 (en) * 1995-06-06 1996-12-12 Owens Corning Boron-free glass fibers
WO2000073232A1 (en) * 1999-05-27 2000-12-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber composition
WO2001032576A1 (fr) * 1999-11-04 2001-05-10 Saint Gobain Vetrotex France S.A. Fils de verre de renforcement, composite de ceux-ci, procede de leur fabrication et composition de verre
WO2003050049A2 (de) * 2001-12-07 2003-06-19 Dbw Fiber Neuhaus Gmbh Endlosglasfaser mit verbesserter thermischer beständigkeit

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2234981A (en) 1938-01-27 1941-03-18 Sanford M Rosenthal Formaldehyde sulphoxylate derivatives of diphenyl-sulphides,-disulphides, -sulphoxides, and -sulphones, and methods of production
US2334981A (en) 1941-05-05 1943-11-23 Percy A Ackley Opener for sliding doors
CA975386A (en) * 1972-04-28 1975-09-30 Owens-Corning Fiberglas Corporation Fiberizable glass compositions
GB1531287A (en) * 1976-05-21 1978-11-08 Owens Corning Fiberglass Corp Method for making glass
JPS6022676B2 (ja) * 1980-02-23 1985-06-03 日本鋼管株式会社 窒化硅素・窒化硼素複合焼結体及びその製造方法
JPS5777043A (en) * 1980-10-31 1982-05-14 Asahi Fiber Glass Co Ltd Glass composition for fiber
FR2690438A1 (fr) * 1992-04-23 1993-10-29 Saint Gobain Isover Fibres minérales susceptibles de se dissoudre en milieu physiologique.
US5576252A (en) * 1995-05-04 1996-11-19 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Irregularly-shaped glass fibers and insulation therefrom
CN1187176A (zh) * 1995-06-06 1998-07-08 欧文斯科尔宁格公司 无硼玻璃纤维
DE19530030C2 (de) * 1995-08-16 2000-02-10 Thueringer Filter Glas Gmbh & Verwendung eines Silikatglases für Glasfasern, insbesondere Mikroglasfasern
JP2003054993A (ja) * 1997-07-04 2003-02-26 Nitto Boseki Co Ltd 繊維用ガラス組成物
FR2768144B1 (fr) 1997-09-10 1999-10-01 Vetrotex France Sa Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques
US6686304B1 (en) 1999-05-28 2004-02-03 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber composition
US6962886B2 (en) 1999-05-28 2005-11-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass Fiber forming compositions
JP3584966B2 (ja) * 2000-01-21 2004-11-04 日東紡績株式会社 耐熱性ガラス繊維及びその製造方法
JP4580141B2 (ja) 2000-09-06 2010-11-10 ピーピージー インダストリーズ オハイオ, インコーポレイテッド ガラスファイバー形成組成物
US7449419B2 (en) * 2003-09-09 2008-11-11 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass compositions, glass fibers, and methods of inhibiting boron volatization from glass compositions
US8383531B2 (en) * 2004-12-24 2013-02-26 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass flake
US20070220922A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Bauer Jon F Method for making glass fibers
FR2916438B1 (fr) * 2007-05-23 2010-08-20 Saint Gobain Vetrotex Fils de verre aptes a renforcer des matieres organiques et/ou inorganiques
CN101575172A (zh) * 2009-06-01 2009-11-11 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维组合物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2334961A (en) * 1940-12-05 1943-11-23 Owens Corning Fiberglass Corp Glass composition
US2571074A (en) * 1948-11-02 1951-10-09 Owens Corning Fiberglass Corp Glass composition
FR2692248A1 (fr) * 1992-06-16 1993-12-17 Vetrotex France Sa Fibres de verre résistant au milieu acide.
WO1996039362A1 (en) * 1995-06-06 1996-12-12 Owens Corning Boron-free glass fibers
WO2000073232A1 (en) * 1999-05-27 2000-12-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber composition
WO2001032576A1 (fr) * 1999-11-04 2001-05-10 Saint Gobain Vetrotex France S.A. Fils de verre de renforcement, composite de ceux-ci, procede de leur fabrication et composition de verre
DE60003218T2 (de) * 1999-11-04 2004-04-29 Saint-Gobain Vetrotex France S.A. Glasfasern zur verstärkung, kompositwerkstoff damit, verfahren zu deren herstellung und glaszusammensetzung
WO2003050049A2 (de) * 2001-12-07 2003-06-19 Dbw Fiber Neuhaus Gmbh Endlosglasfaser mit verbesserter thermischer beständigkeit

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Publication number Publication date
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US8334228B2 (en) 2012-12-18
KR20110138334A (ko) 2011-12-27
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US20100222198A1 (en) 2010-09-02
CN101503279B (zh) 2012-04-11

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