JP6603733B2 - 無ホウ素ガラス繊維組成物及びそのガラス繊維と複合材 - Google Patents
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Description
SiO2 58−60.4重量%と、
Al2O3 14−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.5重量%と、
MgO 6−8.2重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とを含み、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2より大きく且つ2.4以下である無ホウ素ガラス繊維組成物を提供する。
SiO2 58−60.4重量%と、
Al2O3 14−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.5重量%と、
MgO 6−8.2重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とを含み、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2より大きく且つ2.4以下である。
SiO2は、ガラスの骨格を構成する主な酸化物であり、且つ各成分を安定化させる役割を果たす。本発明に係るガラス繊維組成物において、SiO2の含有量範囲が58−60.4重量%に限定される。機械的特性を確保する上、ガラスの澄清し難さを向上させないように、本発明では、酸化ケイ素含有量を低いレベルに制御する。好ましくは、SiO2の含有量範囲が58.5−60.4重量%に限定される。
本発明に係る無ホウ素ガラス繊維組成物は、成分として、
SiO2 58.5−60.4重量%と、
Al2O3 14.5−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.1重量%と、
MgO 6−8重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とを含み、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2より大きく且つ2.3以下であり、重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1より大きく且つ6以下である。
本発明に係る無ホウ素ガラス繊維組成物は、成分として、
SiO2 58.5−60.4重量%と、
Al2O3 14.5−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.1重量%と、
MgO 6−8重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とを含み、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2より大きく且つ2.14以下であり、重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1.2−5である。
本発明に係る無ホウ素ガラス繊維組成物は、成分として、
SiO2 58.5−60.4重量%と、
Al2O3 14.5−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.1重量%と、
MgO 6−8重量%と、
Li2O 0.01重量%以上で且つ0.1重量%未満と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とを含み、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2より大きく且つ2.14以下であり、重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1.2−5である。
(1)成形温度:
ガラス溶融物の粘度が103ポアズであるときの温度。
(2)液相線温度
ガラス溶融物の冷却時に結晶核が形成し始める時の温度、すなわちガラス結晶化の上限温度。
(3)△T値
成形温度と液相線温度の差である。引抜成形の温度範囲を示す。
(4)結晶化ピーク温度
DTAのテスト過程においてガラス結晶化の最強ピークに対応した温度。一般的に、該温度は高いほど、結晶核が成長するのに必要なエネルギーは多く、ガラスの結晶化傾向は低い。
(5)モノフィラメント強度
ガラス繊維の前駆体の単位繊度が受けられる引張力。
(6)気泡の数
気泡の数の測定方法:専用金型を用いて、各実施例の配合材料をプレス成形して同じ形状のサンプルにして、高温顕微鏡のサンプルテーブルに載置し、次にプログラム昇温により空間温度を1500℃に設定し、保温せずにガラスサンプルを常温に炉冷し、次に、偏光顕微鏡を用いて微視的に各ガラスサンプルの気泡の数を観察する。気泡の数は顕微鏡の結像範囲を基準にする。
適切な原料から各成分を入手して、所定比率で各種原料を混合して、各成分を所望した重量比率にし、混合後の配合材料を溶融して澄清させ、次に溶融ガラスをブッシングにおけるノズルから吐出してガラス繊維を形成し、ガラス繊維を牽引して延伸機の回転ヘッドに巻き付けてケーキ又はブロックを形成する。勿論、これらガラス繊維については、所望した要件を満たすように、常法を用いて高度加工を実施してもよい。
Al2O3 15.4重量%
CaO 15.5重量%
MgO 7.3重量%
Li2O 0.09重量%
Na2O 0.33重量%
K2O 0.49重量%
Fe2O3 0.42重量%
TiO2 0.47重量%
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOは2.13、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは1.49である。
成形温度 1277℃
液相線温度 1197℃
△T値 80℃
結晶化ピーク温度 1026℃
モノフィラメント強度 4140MPa
気泡の数 6個
SiO2 60.0重量%
Al2O3 15.2重量%
CaO 15.4重量%
MgO 7.2重量%
Li2O 0.25重量%
Na2O 0.22重量%
K2O 0.75重量%
Fe2O3 0.43重量%
TiO2 0.35重量%
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOは2.14、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは3.41である。
成形温度 1276℃
液相線温度 1195℃
△T値 81℃
結晶化ピーク温度 1034℃
モノフィラメント強度 4149MPa
気泡の数 4個
SiO2 59.1重量%
Al2O3 15.5重量%
CaO 15.6重量%
MgO 7.1重量%
Li2O 0.25重量%
Na2O 0.21重量%
K2O 0.85重量%
Fe2O3 0.41重量%
TiO2 0.38重量%
ZrO2+HfO2 0.4重量%
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOは2.20、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは4.05である。
成形温度 1276℃
液相線温度 1196℃
△T値 80℃
結晶化ピーク温度 1030℃
モノフィラメント強度4143MPa
気泡の数 6個
SiO2 58.5重量%
Al2O3 14重量%
CaO 16.1重量%
MgO 8重量%
Li2O 0.39重量%
Na2O+K2O 1.14重量%
K2O 0.95重量%
TiO2 1重量%
Fe2O3 0.87重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.01、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは5である。
成形温度 1266℃
液相線温度 1190℃
△T値 76℃
結晶化ピーク温度 1042℃
モノフィラメント強度 4195MPa
気泡の数 3個
SiO2 59重量%
Al2O3 14重量%
CaO 16.5重量%
MgO 8.2重量%
Li2O 0.39重量%
Na2O+K2O 1.14重量%
K2O 0.95重量%
TiO2 0.5重量%
Fe2O3 0.37重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.01、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは5である。
成形温度 1268℃
液相線温度 1192℃
△T値 76℃
結晶化ピーク温度 1038℃
モノフィラメント強度 4123MPa
気泡の数 5個
SiO2 58重量%
Al2O3 16.5重量%
CaO 16.5重量%
MgO 6.875重量%
Li2O 0.4重量%
Na2O+K2O 0.725重量%
K2O 0.5重量%
TiO2 0.5重量%
Fe2O3 0.5重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.4、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは2.22である。
成形温度 1271℃
液相線温度 1194℃
△T値 77℃
結晶化ピーク温度 1035℃
モノフィラメント強度 4135MPa
気泡の数 6個
SiO2 60.4重量%
Al2O3 16重量%
CaO 14.1重量%
MgO 7重量%
Li2O 0.21重量%
Na2O+K2O 1.105重量%
K2O 0.9重量%
TiO2 0.285重量%
Fe2O3 0.9重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.01、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは6である。
成形温度 1275℃
液相線温度 1194℃
△T値 81℃
結晶化ピーク温度 1036℃
モノフィラメント強度 4201MPa
気泡の数 4個
SiO2 60.3重量%
Al2O3 14.5重量%
CaO 16.1重量%
MgO 7重量%
Li2O 0.39重量%
Na2O+K2O 1.1重量%
K2O 0.6重量%
TiO2 1.21重量%
Fe2O3 0.4重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.3、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは1.2である。
成形温度 1275℃
液相線温度 1195℃
△T値 80℃
結晶化ピーク温度 1035℃
モノフィラメント強度 4144MPa
気泡の数 5個
SiO2 59.36重量%
Al2O3 14.9重量%
CaO 14.4重量%
MgO 6重量%
Li2O 0. 3重量%
Na2O+K2O 1.14重量%
K2O 0.6重量%
TiO2 0.4重量%
Fe2O3 0.9重量%
ZrO2+HfO22重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.4、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは1.11である。
成形温度 1278℃
液相線温度 1196℃
△T値 82℃
結晶化ピーク温度 1031℃
モノフィラメント強度 4183MPa
気泡の数 9個
SiO2 59.36重量%
Al2O3 16.5重量%
CaO 14.4重量%
MgO 6重量%
Li2O 0.3重量%
Na2O+K2O 1.14重量%
K2O 0.6重量%
TiO2 1.39重量%
Fe2O3 0.9重量%
ZrO2 +HfO2 0.01重量%
重量比率の比C1=CaO/MgOは2.4、重量比率の比C2=K2O/Na2Oは1.11である。
成形温度 1276℃
液相線温度 1196℃
△T値 80℃
結晶化ピーク温度 1030℃
モノフィラメント強度 4192MPa
気泡の数 5個
Claims (9)
- 成分として、
SiO2 58−60.4重量%と、
Al2O3 14−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.5重量%と、
MgO 6−8.2重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とからなり、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2.07より大きく且つ2.4以下であることを特徴とする無ホウ素ガラス繊維組成物。 - 重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1より大きく且つ6以下であることを特徴とする請求項1に記載の無ホウ素ガラス繊維組成物。
- 重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2.07より大きく且つ2.3以下であることを特徴とする請求項1に記載の無ホウ素ガラス繊維組成物。
- 重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1.2−5であることを特徴とする請求項1に記載の無ホウ素ガラス繊維組成物。
- 成分として、
SiO2 58.5−60.4重量%と、
Al2O3 14.5−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.1重量%と、
MgO 6−8重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とからなり、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2.07より大きく且つ2.3以下であり、重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1より大きく且つ6以下であることを特徴とする請求項1に記載の無ホウ素ガラス繊維組成物。 - 成分として、
SiO2 58.5−60.4重量%と、
Al2O3 14.5−16.5重量%と、
CaO 14.1−16.1重量%と、
MgO 6−8重量%と、
Li2O 0.01−0.4重量%と、
Na2O+K2O 1.15重量%未満と、
K2O >0.5重量%と、
TiO2 1.5重量%未満と、
Fe2O3 1重量%未満とからなり、
且つ、重量比率の比C1=CaO/MgOの範囲が2.07より大きく且つ2.14以下であり、重量比率の比C2=K2O/Na2Oの範囲が1.2−5であることを特徴とする請求項1に記載の無ホウ素ガラス繊維組成物。 - Li2Oの含有量が0.01重量%以上で且つ0.1重量%未満であることを特徴とする請求項1又は6に記載の無ホウ素ガラス繊維組成物。
- 請求項1−7のいずれか1項に記載のガラス繊維組成物から成ることを特徴とするガラス繊維。
- 請求項8に記載のガラス繊維を含むことを特徴とする複合材。
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