JP7370551B2 - ガラス組成物、ガラス繊維、ガラスクロス、及びガラス繊維の製造方法 - Google Patents

ガラス組成物、ガラス繊維、ガラスクロス、及びガラス繊維の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ガラス組成物と、当該組成物により構成されるガラス繊維、及びガラスクロスとに関する。また、本発明は、ガラス繊維の製造方法に関する。
電子機器が備えるプリント回路板（printed circuit board）の一種に、樹脂、ガラス繊維、及び無機充填材、並びに、必要に応じて、硬化剤及び改質剤等の更なる材料から構成される基板がある。また、電子部品が実装される前のプリント配線板（printed wiring board）にも、上記基板と同様の構成を有するものがある。以下、本明細書では、プリント回路板及びプリント配線板の双方を合わせて、「プリント基板（printed board）」と記載する。プリント基板においてガラス繊維は、絶縁体、耐熱体、及び基板の補強材として機能する。ガラス繊維は、例えば、複数のガラス繊維を引き揃えたガラス糸（ガラスヤーン）を製織したガラスクロスとして、プリント基板に含まれる。また、通常ガラスクロスは、プリント基板には、樹脂が含浸されたプリプレグとして用いられる。近年、電子機器の小型化の要求と、高機能化を目的としたプリント基板の高実装化の要求とに応えるために、プリント基板の薄型化が進んでいる。プリント基板の薄型化のためには、繊維径のより小さなガラス繊維が必要とされる。また、大容量のデータを高速で伝送処理する要求が急激に高まっている等の理由から、プリント基板に使用するガラス繊維には低誘電率化が求められている状況にある。
プリント基板に使用される無機充填剤にもガラスが用いられることがある。典型的な例は、フレーク状ガラスである。フレーク状ガラス等のガラス成形体をプリント基板の無機充填剤に使用する場合、当該成形体には、プリント基板に用いられるガラス繊維と同様の特性、例えば低い誘電率、が要求される。
低誘電率のガラス組成物から構成されるガラス繊維が、特許文献１～５に開示されている。
特開昭６２－２２６８３９号公報 特表２０１０－５０８２２６号公報 特開２００９－２８６６８６号公報 国際公開第２０１７／１８７４７１号 国際公開第２０１８／２１６６３７号
ガラス組成物には、誘電率が低いことと共に量産に適した特性温度を有することも求められている。ガラス繊維の量産に重要なガラス組成物の特性温度としては、紡糸温度の目安となる温度Ｔ３、すなわち粘度が１０3ｄＰａｓとなる温度、が挙げられる。温度Ｔ２、Ｔ２．５、さらには失透温度ＴＬも、そのガラス組成物がガラス繊維の量産に適しているかを判断する指標となる。しかし、誘電率が低いガラス組成は特性温度の調整が容易ではない。
以上に鑑み、本発明は、誘電率が低く、量産に適した新規なガラス組成物の提供を目的とする。
本発明は、
重量％で表示して、
４０≦ＳｉＯ2≦６０
２５≦Ｂ2Ｏ3≦４５
５≦Ａｌ2Ｏ3≦１５
０＜Ｒ2Ｏ≦５
０＜ＲＯ＜１５
を含み、
ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧８０、及び／又は、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７８かつ０＜ＲＯ＜１０
が成立する、ガラス組成物、を提供する。
本明細書において、Ｒ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種の酸化物であり、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯから選ばれる少なくとも１種の酸化物である。
本発明は、別の側面から、
重量％で表示して、
４０≦ＳｉＯ2≦６０
２５≦Ｂ2Ｏ3≦４５
０＜Ａｌ2Ｏ3≦１８
０＜Ｒ2Ｏ≦５
０≦ＲＯ≦１２
を含み、
ｉ）ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧８０、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９９．９、並びに
ｉｉ）ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７８、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９９．９、及び０＜ＲＯ＜１０
の少なくとも一方が成立する、ガラス組成物、を提供する。
本発明は、別の側面から、
重量％で表示して、
４０≦ＳｉＯ2≦６０
２５≦Ｂ2Ｏ3≦４５
０＜Ａｌ2Ｏ3≦１８
０＜Ｒ2Ｏ≦５
３＜ＲＯ＜８
を含み、
ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７５、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3＜９７
が成立する、ガラス組成物、を提供する。
本発明は、別の側面から
重量％で表示してＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７７が成立し、
周波数１ＧＨｚにおける誘電率が４．４以下であり、
周波数１ＧＨｚにおける誘電正接が０．００７以下であり、
粘度１０2ｄＰａｓになる温度Ｔ２が１７００℃以下、
である、ガラス組成物、を提供する。
本発明は、別の側面から
重量％で表示して、
４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
２５≦Ｂ2Ｏ3≦４０
１０≦Ａｌ2Ｏ3≦２０
０．１≦Ｒ2Ｏ≦２
１≦ＲＯ≦１０
を含み、
ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７０、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７
が成立する、ガラス組成物、を提供する。
本発明は、別の側面から
重量％で表示して、
４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
２５≦Ｂ2Ｏ3≦２９．９
１０≦Ａｌ2Ｏ3≦２０
０．１≦Ｒ2Ｏ≦１
２≦ＲＯ≦８
を含み、
ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７０、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７
が成立する、ガラス組成物、を提供する。
本発明は、別の側面から
重量％で表示して、
４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
３１≦Ｂ2Ｏ3≦４０
８≦Ａｌ2Ｏ3≦１８
０．１≦Ｒ2Ｏ≦１
１≦ＲＯ≦１０
を含み、
ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７７、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７
が成立する、ガラス組成物、を提供する。
本発明は、また別の側面から、
本発明によるガラス組成物から構成されるガラス繊維、を提供する。
本発明は、また別の側面から、
本発明によるガラス繊維から構成されるガラスクロス、を提供する。
本発明は、また別の側面から、
本発明によるガラスクロスを含むプリプレグ、を提供する。
本発明は、また別の側面から、
本発明によるガラスクロスを含むプリント基板、を提供する。
本発明は、また別の側面から、
本発明によるガラス組成物を１４００℃以上の温度で溶融する工程を含み、平均繊維径が１～６μｍのガラス繊維を得る、ガラス繊維の製造方法、を提供する。
本発明によれば、誘電率がより低く、量産に適した特性温度を有するガラス組成物を提供することができる。
以下において各成分の含有率を示す「％」表示は全て重量％である。「実質的に含まれない」とは、含有率が０．１重量％未満、好ましくは０．０７重量％未満、さらに好ましくは０．０５重量％未満を意味する。この文言における「実質的に」は、上記を限度として工業原料から不可避的に混入する不純物を許容する趣旨である。各成分の含有率、特性その他の好ましい範囲は、以下において個別に記載する上限及び下限を任意に組み合わせて把握できる。
以下においても、ガラス組成物の特性温度は、粘度が１０nｄＰａｓとなる温度をＴｎと表記する（例えばＴ２．５は、そのガラス組成物の粘度が１０2.5ｄＰａｓとなる温度を意味する）。誘電率は、厳密には比誘電率を意味するが、本明細書では慣用に従って単に誘電率と表記する。誘電率及び誘電正接は室温（２５℃）での値である。以下の説明は、本発明を限定する趣旨ではなく、その好適な形態を示す意味で提示されている。
［組成物の成分］
（ＳｉＯ2）
ＳｉＯ2は、ガラスの網目構造を形成する成分である。ＳｉＯ2は、ガラス組成物の誘電率を下げる作用を有する。ＳｉＯ2の含有率が低過ぎると、ガラス組成物の誘電率を十分に低くすることができない。ＳｉＯ2の含有率が高過ぎると、溶融時の粘性が高くなり過ぎて均質なガラス組成物を得ることが難しくなる。ガラス組成物の均質性が低下すると、ガラス繊維、なかでも繊維径の小さいガラス繊維、の紡糸時に糸切れが誘発される。ＳｉＯ2の含有率は、４０％以上、４５％以上、４６％以上、さらには４８％以上、特に４９％以上が好ましく、場合によっては５０％以上、さらに５０．５％以上、５１％以上、５２％以上、５３％以上であってもよい。ＳｉＯ2の含有率は、６０％以下、５８％未満、５６％以下、さらには５５％未満、特に５４．５％以下が好ましく、場合によっては５４％以下、５３％以下、５２％以下、５１％以下であってもよい。ＳｉＯ2の含有率の好ましい範囲の一例は、４０％以上５８％未満であり、さらには４０％以上５５％未満である。また、ＳｉＯ2の含有率は、４０％以上４９．９５％以下とすることもできる。
（Ｂ2Ｏ3）
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの網目構造を形成する成分である。Ｂ2Ｏ3は、ガラス組成物の誘電率を下げると共に、溶融時のガラス組成物の粘性を下げ、脱泡性（泡抜け性）を向上させ、形成したガラス繊維における泡の混入を抑制する作用を有する。一方で、Ｂ2Ｏ3は、ガラス組成物の溶融時に揮発しやすく、その含有率が過大となると、ガラス組成物として十分な均質性が得られ難くなったり、形成したガラス繊維における泡の混入の抑制が不十分となったり、ガラスから揮発したＢ2Ｏ3が紡糸に用いるブッシングのチップに付着していわゆる糸切れの要因になったりすることがある。Ｂ2Ｏ3の含有率は、２５％以上、２７％以上、２９％以上、３０％以上、さらには３０％を超えることが好ましく、場合によっては３０．５％以上、さらには３１％以上、３２％以上、３３％以上、３４％以上であってもよい。Ｂ2Ｏ3の含有率は、４５％以下、４３％以下、４１％以下、さらには３９％以下が好ましく、場合によっては３８％以下、さらには３６％以下、３５％以下、３４％以下、３２％以下であってもよい。Ｂ2Ｏ3の含有率の好ましい範囲の一例は、３０％を超え４５％以下である。また、Ｂ2Ｏ3の含有率は、２５％以上４０％以下、２５％以上２９．９％以下、または３１％以上４０％以下とすることができる。
（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）、（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）
誘電率が十分に低いガラス組成物を得るためには、ＳｉＯ2の含有率とＢ2Ｏ3の含有率の合計（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）を７７％以上、７８％以上、さらに８０％以上に調整するとよい。（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）は、８１％以上、８２％以上、さらには８３％以上が好ましく、場合によっては８４％以上、さらには８５％以上であってもよい。（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）は、９０％以下、さらには８７．５％以下であってもよい。（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）の値が高過ぎると、ガラス組成物が分相する傾向が助長されるからである。また、（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）は７０％以上とすることができる。ＳｉＯ2の含有率、Ｂ2Ｏ3の含有率、及びＡｌ2Ｏ3の含有率の合計（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）は、その他の成分を許容するために、９９．９％以下が好適である。（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）は、９８％以下、９７％以下、９７％未満、さらには９６％以下であってもよい。（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）と（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）との組み合わせの好ましい一例は、（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）が８２％以上、（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）が９８％以下である。また、（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）は、９０％以上９８％以下、または９０％以上９７％以下とすることができる。
（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）に対する（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）の比、すなわち（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）／（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3）は、１．０５以上が好ましく、１．１２以上、１．１３以上、１．１５以上、さらに１．２０以上であってもよい。この比が大きくなるにつれ、ガラス繊維の毛羽立ち等の欠点が抑制される。この効果は、後述するＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率についての第５の組み合わせにおいて顕著になる。
（ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の好ましい組み合わせ）
誘電率がより低く、溶融しやすいガラス組成物を得るためには、ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率には好ましい範囲の組み合わせがある。第１の組み合わせは、ＳｉＯ2の含有率が４８～５１％、好ましくは４９～５１％、より好ましくは５０～５１％であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が３３～３５％、好ましくは３４～３５％の組み合わせである。第２の組み合わせは、ＳｉＯ2の含有率が５０～５３％、好ましくは５１～５２％であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が３２～３５％、好ましくは３２～３４％の組み合わせである。第３の組み合わせは、ＳｉＯ2の含有率が５２～５４％、好ましくは５２．５～５４％であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が３１～３４％、好ましくは３２～３４％の組み合わせである。第４の組み合わせは、ＳｉＯ2の含有率が５２～５５％、好ましくは５３～５５％であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が３０～３２％の組み合わせである。
第５の組み合わせは、ＳｉＯ2の含有率が４７～５２％、好ましくは４８～５１％、より好ましくは４８．５～５０．５％、特に好ましくは４８．９５～４９．９５％であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が２５～３０％、好ましくは２６～２９．５％、より好ましくは２６～２９％の組み合わせである。第５の組み合わせにおいて、ＭｇＯの含有率とＣａＯの含有率との合計（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は、３．５％以上、さらに４％以上が適しており、８％以下が適している。第６の組み合わせは、ＳｉＯ2の含有率が４８～５３％、好ましくは４９～５２％であり、より好ましくは４９～５１．５％であり、場合によっては４９～５１％又は４８．９５～４９．９５％であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が２８～３５％、好ましくは３０～３３％、場合によっては３０．５～３２．５％の組み合わせである。第６の組み合わせにおいて、（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は、１％以上３．５％未満、好ましくは１～３％、より好ましくは１～２．５％、場合によっては１．５～２．５％である。
（Ａｌ2Ｏ3）
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの網目構造を形成する成分である。Ａｌ2Ｏ3は、ガラス組成物の化学的耐久性を高める作用を有する。一方で、Ａｌ2Ｏ3は、紡糸時におけるガラス組成物の失透を起こりやすくする。Ａｌ2Ｏ3の含有率は、５％以上、７．５％以上、８％以上、９％以上、さらには１０％以上が好ましく、場合によっては１０．５％以上、１２％以上、１３％以上であってもよい。Ａｌ2Ｏ3の含有率は、２０％以下、１８％以下、１７％以下、さらには１５％以下が好ましく、場合によっては１４％以下、さらには１３％以下、１２．５％以下であってもよい。失透温度ＴＬを温度Ｔ３よりも低い範囲に確実に制御したい場合に適したＡｌ2Ｏ3の含有率の一例は１２．３％以下である。Ａｌ2Ｏ3は、一般には溶融時のガラス組成物の粘性を高める成分と理解されている。しかし、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3の値が高いガラス組成物では、Ａｌ2Ｏ3は特異的に溶融時の粘性を低下させる作用を奏しうる。
Ａｌ2Ｏ3の含有率の好ましい範囲の例は、８～１２．５％、特に１０～１２．５％である。上述したＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第１～４の組み合わせを採用する場合には、これらの範囲が特に適している。
Ａｌ2Ｏ3の含有率の好ましい範囲の別の例は１３～１７％である。上述したＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第５の組み合わせを採用する場合には、Ａｌ2Ｏ3の含有率は１３～１７％が特に適している。Ａｌ2Ｏ3の含有率の好ましい範囲のさらに別の例は１２～１５％である。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第６の組み合わせを採用する場合には、Ａｌ2Ｏ3の含有率は１２～１５％が特に適している。
溶融時の粘性を低下させる作用を奏する成分としてはアルカリ金属酸化物が周知であるが、アルカリ金属酸化物の含有率を増加させると、同時に誘電率が増大する。これに対し、本発明による好ましいガラス組成物においては、Ａｌ2Ｏ3は特異的に溶融時の粘性を低下させる作用を有するが、誘電率を増大させる副作用がわずかである。
（ＭｇＯ）
ＭｇＯは、溶融時におけるガラス組成物の粘性を下げてガラス繊維への泡の混入を抑制し、ガラス組成物としての均質性を向上させる任意成分である。ＭｇＯの含有率は、０．１％以上、０．２％以上、さらには０．５％以上、０．６％以上、場合によっては０．８％以上、さらには１％以上であってもよい。ＭｇＯの含有率は、１０％未満、８％以下、７％以下、５％以下が好ましく、場合によっては３％以下、さらには２％以下、特に１．６％以下であってもよい。ＭｇＯの含有率は、ＣａＯの含有率との比を適切な範囲とするために、１．７％以下、１．５％以下、さらには１．２％以下、１％以下が好ましいこともある。ただし、その他の成分の含有率によっては、最適なＭｇＯの含有率が２％以上、例えば２～８％、さらには２～５％、或いは３～５％になることもある。なお、ＭｇＯは、失透温度を下げる効果が大きく、そうでありながらアルカリ金属酸化物Ｒ2Ｏほどには誘電率を引き上げないため、Ｒ2Ｏより優先的に、言い換えるとＲ2Ｏより含有率が高くなるように、添加することが好ましい。
ＭｇＯの含有率の好ましい範囲の例は、０．５～２％である。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第１～４の組み合わせを採用する場合には、ＭｇＯの含有率は０．５～２％、さらに０．５～１．６％が特に適している。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第５の組み合わせを採用する場合には、ＭｇＯの含有率は０．５～２％、さらに１～２％が特に適している。ＭｇＯの含有率の好ましい範囲の別の例は０．１～１％である。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第６の組み合わせを採用する場合には、ＭｇＯの含有率は０．１～１％、さらには０．１％以上１％未満が特に適している。
（ＣａＯ）
ＣａＯは、ガラス原料の溶解性を向上させ、溶融時におけるガラス組成物の粘性を下げる任意成分である。ＣａＯの作用はＭｇＯに比べて大きい。ＣａＯの含有率は、０．１％以上、０．５％以上、さらには１％以上、場合によっては１．５％以上、さらには２％以上であってもよい。ＣａＯの含有率は、１０％未満、７％以下、５％以下が好ましく、場合によっては４％以下、３．５％以下、３％以下、さらには２．５％以下であってもよい。なお、ＣａＯは、ＭｇＯ及びＺｎＯに比べて、ガラス組成物の誘電率を増加させてしまう効果が大きい。ＭｇＯと同様の理由により、ＣａＯも、アルカリ金属酸化物Ｒ2Ｏより優先的に、言い換えるとＲ2Ｏより含有率が高くなるように、添加することが好ましい。
ＣａＯの含有率の好ましい範囲の例は２～５％、さらに２～３．５％である。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第１～５の組み合わせを採用する場合には、ＣａＯの含有率は２～５％が特に適し、第１～４の組み合わせについては２～３．５％、第５の組み合わせについては２．５～５％がより適している。ＣａＯの含有率の好ましい範囲の別の例は０．５～２％である。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第６の組み合わせを採用する場合には、ＣａＯの含有率は０．５～２％が特に適している。
ＭｇＯの含有率とＣａＯの含有率との特に好ましい組み合わせの例としては、ＭｇＯが１～２％、ＣａＯが２～５％を挙げることができる。この組み合わせは、ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第５の組み合わせを採用する場合に特に適している。
（ＳｒＯ）
ＳｒＯも、ガラス原料の溶解性を向上させ、溶融時におけるガラス組成物の粘性を下げる任意成分である。しかし、ＳｒＯは、ＭｇＯ及びＣａＯと比較してガラス組成物の誘電率を高くするため、その含有率は制限することが望ましい。ＳｒＯの含有率は、１％以下、０．５％以下、さらには０．１％以下が好ましい。ＳｒＯは、実質的に含まれていなくてもよい。
ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第１～５の組み合わせを採用する場合には、ＳｒＯの含有率は０．１％以下が特に適している。この場合、ＳｒＯは実質的に含まれていなくてもよい。ただし、ＳｒＯは、その含有率が０．１～５％、さらに１～３．５％となるように添加してもよいことがある。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第６の組み合わせを採用する場合には、ＳｒＯの含有率は０．１～５％、さらに１～３．５％が特に適している。特に第６の組み合わせにおいて、ＳｒＯは、当業者の技術常識に反し、誘電損失の低下、言い換えると誘電正接の低下に有効に作用しうることが見い出された。第６の組み合わせにおいて、ＣａＯの含有率に対するＳｒＯの含有率に対する比ＳｒＯ／ＣａＯは１を超えていてもよい。この場合、ＭｇＯの含有率に対するＣａＯの含有率に対する比ＣａＯ／ＭｇＯも１を超えていてもよい。
（ＲＯ）
ＲＯの含有率、すなわちＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯの含有率の合計は、１５％未満、１２％以下、１０％以下、１０％未満、９．５％以下、８％以下、さらには７％未満、特に６％以下が好ましく、場合によっては５％以下、さらには４％以下であってもよい。ＲＯの含有率が高過ぎると誘電率が十分に下がらないことがある。ＲＯを構成する各成分は、個別には任意成分であるが、その少なくとも１つが含まれていること、すなわち含有率の合計が０％を超えていることが好ましい。ＲＯの含有率は、１％以上、１．５％以上、２％以上、さらには２．５％以上が好ましく、場合によっては３％以上、さらには３．５％以上であってもよい。
ＲＯの含有率の範囲の好ましい例は、２～７％、特に２～４％である。
（ＭｇＯ／ＲＯ）
ＭｇＯ／ＲＯ、すなわちＲＯの含有率に対するＭｇＯの含有率の比は、０．８未満、さらには０．７未満が好ましく、場合によっては０．５以下、０．４以下であってもよい。ＭｇＯ／ＲＯが大きくなると、ガラス組成物が分相する傾向が顕著になるため、ガラス組成物の均質性が損なわれることがある。また、物性が互いに異なる相が混在することにより、紡糸が困難になる場合もある。一方で、ガラス組成物の誘電率を抑えるべく、ＭｇＯ／ＲＯは、０．１以上、さらには０．１４以上が好ましく、場合によっては０．１９以上であってもよい。ＭｇＯ／ＲＯは、好ましくは０．１～０．５である。
（ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ））
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）、すなわちＭｇＯとＣａＯの含有率の合計に対するＭｇＯの含有率の比も、ＭｇＯ／ＲＯについての上述した上限及び下限を任意に組み合わせた範囲にあってよい。ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）は、好ましくは０．１～０．５であり、特に０．１～０．４である。
（Ｌｉ2Ｏ）
Ｌｉ2Ｏは、少量の添加であっても溶融時におけるガラス組成物の粘性を下げてガラス繊維への泡の混入を抑制する作用を有し、さらには失透を抑制する作用も有する任意成分である。また、適量のＬｉ2Ｏの添加はガラス組成物が分相する傾向を顕著に抑制する。しかし、Ｌｉ2Ｏは、他のＲ2Ｏよりもその作用は相対的に弱いものの、ガラス組成物の誘電率を上昇させる。Ｌｉ2Ｏの含有率は、１．５％以下、１％以下、０．５％以下が好ましく、場合によっては０．４％以下、０．３％以下、さらには０．２％以下であってもよい。Ｌｉ2Ｏの含有率は、０．０１％以上、０．０３％以上、さらには０．０５％以上が好ましい。Ｌｉ2Ｏの含有率の好ましい範囲の例は、０．０１～０．５％、さらに０．０５～０．４％である。
（Ｎａ2Ｏ）
Ｎａ2Ｏも、少量の添加であっても溶融時におけるガラス組成物の粘性が下げてガラス繊維への泡の混入を抑制する作用を有し、さらには失透を抑制する作用も有する任意成分である。この観点からはＮａ2Ｏの含有率は、０．０１％以上、０．０５％以上、さらには０．１％以上であってもよい。しかし、Ｎａ2Ｏの添加は、ガラス組成物の誘電率を上昇させないように、限られた範囲に止める必要がある。Ｎａ2Ｏの含有率は、１．５％以下、１％以下、０．５％以下、さらには０．４％以下が好ましく、場合によっては０．２％以下、さらには０．１５％以下、特に０．１％以下、０．０５％以下、０．０１％以下であってもよい。Ｎａ2Ｏの含有率の好ましい範囲の例は、０．０１～０．４％である。
（Ｋ2Ｏ）
Ｋ2Ｏも、少量の添加であっても溶融時におけるガラス組成物の粘性が下げてガラス繊維への泡の混入を抑制する作用を有し、さらには失透を抑制する作用も有する任意成分である。しかし、Ｋ2Ｏは、ガラス組成物の誘電率を上昇させる作用が大きい。Ｋ2Ｏの含有率は、１％以下、０．５％以下、０．２％以下が好ましく、場合によっては０．１％以下、０．０５％以下、０．０１％以下であってもよい。Ｋ2Ｏは、実質的に含まれていなくてもよい。
（Ｒ2Ｏ）
Ｒ2Ｏの含有率、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの含有率の合計は、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、さらには１．５％以下が好ましく、場合によっては１％以下、さらには０．６％以下、０．５％以下であってもよい。Ｒ2Ｏを構成する各成分は、個別には任意成分であるが、その少なくとも１つが含まれていること、すなわち含有率の合計が０％を超えていることが好ましい。Ｒ2Ｏの含有率は、０．０３％以上、０．０５％以上、さらには０．１％以上、特に０．１５％以上、０．２％以上が好ましい。
さらに、Ｌｉ2Ｏの含有率がＮａ2Ｏの含有率より大きい場合には、ガラス組成物が分相する傾向がより効果的に抑制されることがある。
Ｌｉ2Ｏの含有率を０．２５％以上、さらには０．３％以上とすると、特性温度をより好ましい範囲に調整できることがある。特にＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第１の組み合わせを採用する場合には、Ｌｉ2Ｏを含有率が０．２５％以上、さらには０．３％以上となるように添加することが好ましい。この場合は、Ｎａ2Ｏを含有率が０．０５％以上でＬｉ2Ｏの含有率未満となるように添加してもよい。
（Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3）
Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3は、その熱線吸収作用によってガラス原料の溶解性を向上させると共に、溶融時におけるガラス組成物の均質性を向上させる任意成分である。Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3による均質性向上の効果により、形成するガラス繊維の繊維径が小さい場合においても、紡糸時におけるガラス繊維の糸切れの発生が抑制され、紡糸操業性が向上する。Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3の含有率は、０．０１％以上、０．０２％以上、０．０５％以上、さらには０．１０％以上が好ましい。なお溶解性向上の効果はＴ－Ｆｅ2Ｏ3の含有率が０．０１％以上で顕著に表れるが、均質性向上の効果は０．０２％以上で特に顕著に表れる。Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3による過度の熱線吸収作用を抑制する等の目的から、Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3の含有率は、０．５％以下、０．３％以下、さらに０．２５％以下が好ましく、場合によっては０．２０％以下であってもよい。本明細書では、慣用に従い、ガラス組成物の全酸化鉄の量を、ＦｅＯ等のＦｅ2Ｏ3以外の酸化鉄をＦｅ2Ｏ3に換算した値、すなわちＴ－Ｆｅ2Ｏ3の含有率、として表示している。したがって、Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3の少なくとも一部はＦｅＯとして含まれうる。Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3の含有率の好ましい範囲の例は０．０１～０．５％、さらに０．１～０．３％である。
（ＺｎＯ）
ＺｎＯは、ガラス原料の溶解性を向上させ、溶融時におけるガラス組成物の粘性を下げる任意成分である。しかし、ＺｎＯは、ガラス組成物の誘電率を上昇させる。ＺｎＯの含有率は、３．５％以下、２％以下、１％以下、さらには０．５％以下が好ましい。ＺｎＯは、実質的に含まれていなくてもよい。
（その他の成分）
ガラス組成物が含みうる上記以外の成分としては、Ｐ2Ｏ5、ＢａＯ、ＰｂＯ、ＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｌａ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3、Ｎｂ2Ｏ5、Ｃｒ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、ＳＯ3を例示できる。ガラス組成物が含みうる別の成分は、例えばＰｔ、Ｒｈ、Ｏｓ等の貴金属元素であり、また例えばＦ、Ｃｌ等のハロゲン元素である。これらの成分の許容される含有率は、それぞれについて好ましくは２％未満、さらには１％未満、特に０．５％未満であり、合計で好ましくは５％未満、さらに３％未満、特に２％未満、とりわけ１％未満である。ただし、ガラス組成物には、上記その他の成分がそれぞれ実質的に含まれていなくてもよい。ＴｉＯ2は、後述する理由により微量を添加してもよいが、実質的に含まれていなくてもよい。ＺｒＯ2も同様である。また、ＢａＯ及びＰｂＯは実質的に含まれていないことが好ましい。Ｐ2Ｏ5も実質的に含まれていないことが好ましい。ＢａＯ及びＰｂＯはガラス組成物の誘電率を引き上げる効果が大きく、Ｐ2Ｏ5は分相を誘発するためである。上記に列挙したＳｉＯ2からＺｎＯまでの成分以外の成分は実質的に含まれていなくてもよい。ただしこの場合でも、ガラス組成物は、溶融時の清澄促進に有効な成分、好ましくはＳＯ3、Ｆ、Ｃｌをそれぞれ２％未満の範囲で含有していてもよい。
微量のＴｉＯ2の添加により、当業者の技術常識に反し、ガラス組成物の誘電率及び誘電正接は低下する場合があることが見い出された。この観点から、ＴｉＯ2の含有率は、０％を超え１％以下であってもよい。特にＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第６の組み合わせを採用する場合には、０％を超え１％以下のＴｉＯ2を添加してもよい。
（好ましい組成の例示）
好ましい一形態における本発明のガラス組成物は、以下の成分を含む。
４０≦ＳｉＯ2＜５８
２５≦Ｂ2Ｏ3≦４０
７．５≦Ａｌ2Ｏ3≦１８
０＜Ｒ2Ｏ≦４
０≦Ｌｉ2Ｏ≦１．５
０≦Ｎａ2Ｏ≦１．５
０≦Ｋ2Ｏ≦１
１≦ＲＯ＜１０
０≦ＭｇＯ＜１０
０≦ＣａＯ＜１０
０≦ＳｒＯ≦５
０≦Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3≦０．５
上記成分を含む一形態では、７．５≦Ａｌ2Ｏ3≦１５、及び０≦ＳｒＯ≦１が成立してもよい。
上記の末尾に
０≦ＺｎＯ≦３．５
を加えたガラス組成物も好ましい別の一形態である。
これらの形態のガラス組成物は、好ましくは４０≦ＳｉＯ2＜５５をさらに満たす。また、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧８０を満たしていてもよく、好ましくはＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９９．９をさらに満たしていてもよい。ＭｇＯ／ＲＯ＜０．８も、上記形態のガラス組成物が満たしていてよい別の条件である。
［特性］
（誘電率）
好ましい一形態において、本発明によるガラス組成物の測定周波数１ＧＨｚの誘電率は、４．６５以下、４．４以下、４．３５以下、４．３０以下、４．２５以下、さらには４．２０以下であり、場合によっては４．１８以下である。測定周波数５ＧＨｚの誘電率は、４．６３以下、４．４以下、４．３１以下、４．２７以下、４．２２以下、さらには４．１７以下であり、場合によっては４．１５以下である。測定周波数１０ＧＨｚの誘電率は、４．５５以下、４．４以下、４．２２以下、４．１８以下、４．１４以下、さらには４．０８以下であり、場合によっては４．０６以下である。
（誘電正接：ｔａｎδ）
好ましい一形態において、本発明によるガラス組成物の測定周波数１ＧＨｚの誘電正接は、０．００７以下、０．００５以下、０．００４以下、さらには０．００３以下、場合によっては０．００２以下である。測定周波数１ＧＨｚの誘電正接は、０．００１以下、０．００１未満、０．０００９以下、０．０００８以下、さらには０．０００７以下であってもよい。測定周波数５ＧＨｚの誘電正接は、０．００７以下、０．００５以下、０．００４以下、さらには０．００３以下、場合によっては０．００２以下である。測定周波数１０ＧＨｚの誘電正接は、０．００７以下、０．００６以下、０．００５以下、０．００４以下、さらには０．００３以下であり、場合によっては０．００２以下である。
（特性温度）
好ましい一形態において、本発明によるガラス組成物のＴ２は、１７００℃以下、１６５０℃以下、１６４０℃以下、１６２０℃以下、さらには１６１０℃以下であり、場合によっては１６００℃未満、１５５０℃以下、さらに１５２０℃以下、特に１５１０℃以下である。Ｔ２はガラス融液の溶融温度の目安となる温度である。過度に高いＴ２は、ガラス融液の溶融に極めて高温を要するためエネルギーコストや高温に耐える装置のコストが高い。同じ温度であれば、Ｔ２の低いガラスの方が融液の粘度が低いのでガラス融液の清澄や均質化に効果があり、一方、同じ粘度で溶融する場合はＴ２が低いガラスの方が低温で溶融でき、量産に適している。Ｔ２．５は、好ましくは、１５９０℃以下、１５５０℃以下、さらには１５００℃以下であり、場合によっては１４５０℃以下、さらに１４００℃以下である。Ｔ３は、好ましくは、１４５０℃以下、１４２０℃以下、１４００℃以下、さらには１３６５℃以下、特に１３６０℃以下であり、場合によっては１３３０℃以下、さらに１３００℃以下である。Ｔ３は、ガラス繊維の紡糸温度の目安となる温度である。過度に高いＴ３はブッシングのチップにおいてガラスから揮発するＢ2Ｏ3が多く、チップに付着していわゆる糸切れのリスクを高めることがある。
好ましい一形態において、本発明によるガラス組成物のＴ３は、失透温度ＴＬよりも高い。また、より好ましい一形態において、Ｔ３は、ＴＬより１０℃以上、さらには５０℃以上、場合によっては１００℃以上高い。好ましい一形態において、本発明によるガラス組成物のＴ２．５は、失透温度ＴＬよりも５０℃以上高い。また、より好ましい一形態において、Ｔ２．５は、ＴＬより１００℃以上高い。ＴＬよりも十分に高いＴ３及びＴ２．５は、ガラス繊維の安定した製造への寄与が大きい。
ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第５の組み合わせは、特に好ましい特性温度の達成に適している。好ましい特性温度は、例えば、１５２０℃以下、特に１５１０℃以下のＴ２であり、また例えば、１３００℃以下でＴＬより高いＴ３である。ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3の含有率の第１の組み合わせにおいて、Ｌｉ2Ｏの含有率が０．２５％以上であるガラス組成物も、上記程度に好ましい特性温度の達成に適している。
［用途］
本発明によるガラス組成物の用途は限定されない。用途の例は、ガラス繊維及びガラス成形体である。ガラス成形体の例はフレーク状ガラスである。すなわち、本発明のガラス組成物は、ガラス繊維用ガラス組成物、ガラス成形体用ガラス組成物、又はフレーク状ガラス用ガラス組成物でありうる。
本発明によるガラス組成物は、形成するガラス繊維の繊維径が小さい場合においても当該ガラス繊維における失透の発生及び泡の混入をより抑制できるガラス組成物である。ここで、「繊維径が小さいガラス繊維」とは、例えば、平均繊維径が１～６μｍのガラス繊維を意味する。すなわち、本発明によるガラス組成物は、小繊維径ガラス繊維用ガラス組成物でありうるし、より具体的には、平均繊維径が１～６μｍのガラス繊維用ガラス組成物でありうる。また、上述のように、本発明によるガラス組成物から製造したガラス繊維をプリント基板に使用する際に、本発明の効果はより顕著となる。この観点から本発明によるガラス組成物は、プリント基板（プリント配線板、プリント回路板）に使用するガラス繊維用ガラス組成物でありうる。
同様に、本発明によるガラス組成物は、形成するガラス成形体、例えばフレーク状ガラスの厚さが小さい場合においても、当該ガラス成形体における失透の発生及び泡の混入をより抑制できるガラス組成物である。ここで、「厚さが小さい」とは、例えば、０．１～２．０μｍを意味する。また、上述のように、本発明のガラス組成物から製造したガラス成形体（本発明によるガラス組成物から構成されるガラス成形体）をプリント基板に使用する際に、本発明の効果はより顕著となる。この観点から本発明によるガラス組成物は、プリント基板に使用するガラス成形体用ガラス組成物でありうる。
プリント基板に使用することに着目すると、本発明によるガラス組成物はプリント基板用ガラス組成物でありうる。
［ガラス繊維］
本発明によるガラス繊維は、本発明によるガラス組成物により構成される。ガラス繊維の具体的な構成は特に限定されず、本発明によるガラス組成物により構成される限り、従来のガラス繊維と同様の構成をとりうる。ただし、上述のように、本発明によるガラス組成物が低誘電率のガラス組成物であって、形成するガラス繊維の繊維径が小さい場合においても当該ガラス繊維における失透の発生及び泡の混入をより抑制できる組成物であることから、本発明によるガラス繊維は繊維径の小さいガラス繊維でありうる。また、このような繊維径の小さい低誘電率のガラス繊維は、本発明によるガラス繊維の一形態である。
ガラス繊維の平均繊維径は、例えば１～１０μｍ、さらには６～１０μｍであってもよいし、１～６μｍであってもよい。平均繊維径は３μｍ以上であってもよく、１０μｍ以下、５．１μｍ以下、４．６μｍ以下、さらに４．３μｍ以下であってもよい。量産に適した特性温度を有するガラス組成物は、細いガラス繊維として安定して製造することに適している。好ましい一形態において、平均繊維径は、さらに細く、例えば３．９μｍ以下、さらに３．５μｍ以下である。ガラス繊維は、例えばガラス長繊維（フィラメント）である。
本発明によるガラス繊維の好ましい用途としては、プリント基板が挙げられる。低誘電率で繊維径の小さいガラス繊維は、プリント基板への使用に適している。ただし、用途がプリント基板に限定されるわけではない。
ガラス繊維はガラスヤーンとすることができる。ガラスヤーンは、本発明によるガラス繊維以外のガラス繊維を含むこともできるが、本発明によるガラス繊維、具体的にはガラス長繊維のみから構成されていてもよい。このガラスヤーンは、ガラス繊維の糸切れ、毛羽立ち等の欠点の発生が抑制され、生産性が高い。
ガラスヤーンに含まれるガラス長繊維の本数（フィラメント本数）は、例えば３０～４００である。プリント基板に使用する場合、フィラメント本数は、例えば３０～１２０、３０～７０、さらには３０～６０とするとよい。適切な本数は、ガラスクロスをより容易かつ確実に形成し、プリント基板の薄型化を図る上で有利である。ただし、ガラスヤーンの構成及び用途は、これらの例に限定されない。
ガラス繊維を含むガラスヤーンはその番手が、例えば０．７～６ｔｅｘ、０．９～５ｔｅｘ、さらには１～４ｔｅｘ、さらに１～３ｔｅｘであってもよく、１０～７０ｔｅｘであってもよい。適切な番手は、薄いガラスクロスをより容易かつ確実に形成し、プリント基板の薄型化を図る上で有利である。
ガラスヤーンは、その強度が０．４Ｎ／ｔｅｘ以上、さらには０．６Ｎ／ｔｅｘ以上、特に０．７Ｎ／ｔｅｘ以上であってもよい。
本発明によるガラス繊維は、公知の方法を適用して製造できる。例えば、平均繊維径１～６μｍ程度のガラス繊維を製造する場合、以下の方法の例を採用できる。すなわち、本発明によるガラス組成物をガラス溶融窯に投入し、溶融して溶融ガラスとした後、紡糸炉における耐熱性ブッシングの底部に設けられた多数の紡糸ノズルから溶融ガラスを引き出し、糸状に成形する方法である。これにより、本発明によるガラス組成物により構成されるガラス繊維を製造できる。ガラス繊維は、ガラス長繊維（フィラメント）でありうる。溶融窯における溶融温度は、例えば１３００～１７００℃であり、１４００～１７００℃が好ましく、１５００～１７００℃がより好ましい。これらの場合、形成するガラス繊維の繊維径が小さい場合においても当該ガラス繊維における微小な失透の発生及び泡の混入をさらに抑制できるとともに、過度に紡糸張力が高くなることが防がれ、得られたガラス繊維の特性（例えば強度）及び品質を確実に確保できる。
繊維径が小さいガラス繊維を製造するためには、紡糸炉からの溶融ガラスの引出速度を高めたり、紡糸ノズルの温度を低下させたりする手法も考えられる。しかし、前者の手法では、溶融ガラスの脱泡を紡糸炉内で促進させるための時間を十分に確保できないことがある。このため、泡の混入に起因する紡糸時の糸切れ、繊維の強度低下等が生じることがある。また、紡糸時に繊維に生じる張力（紡糸張力）が紡糸速度の上昇に伴って大きくなり、この点も、紡糸時の糸切れ、繊維の強度低下、繊維の品質低下等の要因になることがある。通常、ガラス繊維の巻き取りにはコレットと呼ばれる巻き取り回転体装置が使用されるところ、紡糸張力が過度に増大すると、フィンガー間の窪みに起因する糸癖が巻き取ったガラス繊維に生じ、これがガラス繊維の品質低下につながる。なお、コレットは、その回転時にその径外方に向かって移動すると共に、その停止時にはコレット本体側に沈み込む複数のフィンガーをコレット本体の外周に備えた装置である。ガラス繊維の品質低下は、例えば、ガラスクロスにおける外観不良及び／又は開繊不良につながることがある。一方、後者の手法では、溶融窯内の溶融温度も低下させる必要が生じ、これによりガラス組成物の失透温度に溶融温度が近づくことになり、溶融ガラスの粘度が上昇して十分な脱泡を実施できなくなることがある。粘度上昇に伴って紡糸張力も大きくなって上述の問題も生じ得る。
本発明によるガラス組成物を用い、上述の温度域で溶融すれば、上述の問題を緩和することが可能になる。ガラス繊維の品質向上により、当該ガラス繊維を用いたガラスクロスにおける外観及び／又は開繊性も良好となる。
紡糸により形成されたガラス繊維の表面に集束剤を塗布し、複数のガラス繊維、例えば１０～１２０本のガラス繊維を束ねることにより、ガラスストランドを形成できる。このストランドは、本発明によるガラス繊維を含む。ストランドを高速で回転するコレット上のチューブ（例えば、紙管チューブ）に巻き取ってケーキとし、続いてケーキの外層からストランドを解舒して、撚りを掛けながら風乾した後、ボビン等に巻き返して撚糸することにより、ガラスヤーンを形成できる。
［ガラスクロス］
本発明によるガラスクロスは、本発明によるガラス繊維により構成される。本発明によるガラスクロスは、本発明によるガラス組成物が有する低い誘電率等の上述の特性も有し得る。本発明によるガラスクロスの織組織は、例えば、平織、朱子織、綾織、斜子織、畦織であり、好ましくは平織である。ただし、織組織はこれらの例に限定されない。ガラスヤーンは、本発明によるガラス繊維以外のガラス繊維を含むこともできるが、本発明によるガラス繊維、具体的にはガラス長繊維のみから構成されていてもよい。本発明によるガラスクロスは、ガラス繊維の糸切れ、毛羽立ち等の欠点の発生が抑制されたものとなり、生産性も高い。
好ましい一形態において、ガラスクロスの厚さは、ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３の項目７．１０．１の規定に従って測定される厚さにより表示して、好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは７～１５０μｍ、さらに好ましくは７～３０μｍ、特に好ましくは８～１５μｍである。この好ましい形態のガラスクロスは、プリント基板の薄型化に適している。
好ましい一形態において、ガラスクロスの質量は、ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３の項目７．２の規定に従って測定されるクロス質量により表示して、好ましくは２５０ｇ／ｍ2以下、より好ましくは１５０ｇ／ｍ2以下、さらに好ましくは５０ｇ／ｍ2、特に好ましくは１５ｇ／ｍ2以下である。この好ましい形態のガラスクロスは、薄型化されたプリント基板への使用に適している。
好ましい一形態において、ガラスクロスの単位長さ（２５ｍｍ）あたりのガラス繊維の本数（織密度）は、経糸及び緯糸ともに、例えば、長さ２５ｍｍあたり好ましくは４０～１３０本、より好ましくは６０～１２０本、さらに好ましくは９０～１２０本である。この好ましい形態のガラスクロスは、その厚さを薄くし、経糸及び緯糸の交絡点を多くしてガラスクロスの目曲がりを生じ難くし、樹脂を含浸させたときのピンホールの発生を抑制することに適している。
好ましい一形態において、ガラスクロスの通気度は、例えば、４００ｃｍ3／（ｃｍ2・秒）以下、好ましくは３００ｃｍ3／（ｃｍ2・秒）以下、より好ましくは２５０ｃｍ3／（ｃｍ2・秒）以下である。この好ましい形態のガラスクロスは、その厚さを薄くし、上述のピンホールの発生を抑制することに適している。なお、上記程度の通気度をガラスクロスが有するように開繊させるためには、本発明によるガラス組成物、又は本発明によるガラス組成物が得られるように調製したガラス原料に上述の溶融温度、すなわち１４００℃以上、好ましくは１４００～１６５０℃を適用してガラス繊維を得るとよい。
本発明によるガラスクロスは、本発明によるガラス繊維を用いて公知の方法により製造できる。製造方法の一例は、ガラスヤーンに対して整経工程及び糊付工程を実施した後、これを経糸として、ガラスヤーンの緯糸を打ち込む方法である。緯糸の打ち込みには、各種の織機、例えばジェット織機、スルザー織機、レピア織機を使用できる。ジェット織機の具体的な例としては、エアージェット織機、ウォータージェット織機が挙げられる。ただし、ガラスクロスを製造する織機はこれらに限定されない。
本発明によるガラスクロスは開繊処理されていてもよい。開繊処理はガラスクロスの薄型化に有利である。開繊処理の具体的な方法は特に限定されず、例えば、水流の圧力による開繊、水等を媒体とした高周波振動による開繊、ロール等を用いた加圧による開繊を適用できる。なお、開繊の媒体とする水は、脱気水、イオン交換水、脱イオン水、電解陽イオン水、電解陰イオン水等を使用できる。開繊処理は、ガラスクロスの織成と同時に実施しても、織成後に実施してもよい。また、開繊処理は、ヒートクリーニング、表面処理といった各種処理と同時に実施してもよく、各種処理の後に実施してもよい。
織成したガラスクロスに集束剤等の物質が付着している場合は、ヒートクリーニング処理に代表される当該物質の除去処理をさらに実施してもよい。除去処理を経たガラスクロスは、それをプリント基板に使用する際に、マトリクス樹脂の含浸性及び当該樹脂との密着性において優れたものとなる。除去処理の後に、又は除去処理とは別に、織成したガラスクロスをシランカップリング剤等により表面処理してもよい。表面処理は公知の手段により実施することが可能であり、具体的には、シランカップリング剤をガラスクロスに含浸する方法、塗布する方法、スプレーする方法等により実施できる。
本発明によるガラスクロスは、プリント基板に適している。プリント基板に使用する場合には、低誘電率であり、繊維径の小さいガラス繊維から構成されうるといった特徴を有効に活用できる。ただし、用途がプリント基板に限定されるわけではない。
［プリプレグ］
本発明によるプリプレグは、本発明によるガラスクロスにより構成され得る。本発明によるプリプレグは、本発明によるガラス組成物が有する低い誘電率等の上述の特性も有し得る。本発明のプリプレグの製造方法は、特に限定されず、従来公知の任意の製造方法が採用されればよい。本発明によるプリプレグに含浸される樹脂としては、本発明のガラスクロスと複合し得る合成樹脂であれば特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、これらの複合樹脂等が挙げられる。低誘電率を有する本発明によるガラスクロスに合わせた低誘電率を有する樹脂を使用することが望ましい。
［プリント基板］
本発明によるプリント基板は、本発明によるガラスクロスにより構成され得る。本発明によるプリント基板は、本発明によるガラス組成物が有する低い誘電率等の上述の特性も有し得る。本発明の基板の製造方法は、特に限定されず、従来公知の任意の製造方法が採用されればよい。例えば、ガラスクロスに含浸された樹脂を含むプリプレグを製造したあとに硬化する方法等が挙げられる。
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
表１～６に示す各組成（成分の含有率の単位は重量％）となるようにガラス原料を秤量し、均質な状態となるように混合して、ガラス原料混合バッチを作製した。次に、作製した混合バッチを白金ロジウム製るつぼに投入し、１６００℃に設定した間接加熱電気炉内で、大気雰囲気中にて３時間以上加熱して溶融ガラスとした。次に、得られた溶融ガラスを耐火性鋳型に流し出して鋳込み成形した後、得られた成形体を徐冷炉により室温まで徐冷処理して、評価に使用するガラス組成物試料とした。
このようにして作製したガラス試料について、特性温度Ｔ２、Ｔ２．５及びＴ３、失透温度ＴＬ、周波数１ＧＨｚ、５ＧＨｚ及び１０ＧＨｚにおける誘電率及び誘電正接を評価した。評価方法は下記のとおりである。
（特性温度）
白金球引き上げ法により粘度を測定し、その粘度が１０2ｄＰａ・ｓ、１０2.5ｄＰａ・ｓ、１０3ｄＰａ・ｓとなる温度を、それぞれＴ２、Ｔ２．５、Ｔ３とした。
（失透温度）
試料ガラスを粉砕し、目開き２．８３ｍｍの篩を通り、目開き１．００ｍｍの篩に残る粒子をふるい分けた。この粒子を洗浄して粒子に付着した微粉を除去し、乾燥して失透温度測定用サンプルを調製した。失透温度測定用サンプルの２５ｇを白金ボート（長方形でフタのない白金製の器）に厚みが略均一になるようにいれ、温度傾斜炉中で２時間保持した後に炉から取り出し、ガラス内部に失透が観察された最高温度を失透温度とした。
（誘電率及び誘電正接）
各周波数における誘電率及び誘電正接は、空洞共振器摂動法による誘電率測定装置を用いて測定した。測定温度は２５℃、測定用サンプルの寸法は、底面が１辺１．５ｃｍの正方形で長さ１０ｃｍの直方体とした。
例１～４４及び例４８～９９のガラス組成物は、測定周波数１ＧＨｚの誘電率が４．６５以下、Ｔ２が１７００℃以下、Ｔ３が１４５０℃以下であった。これらのガラス組成物には、測定周波数１ＧＨｚの誘電率が４．４以下となったものもあり、例１～４３、例４８～８１、例８３～８４、及び例９３～９９のガラス組成物は、測定周波数１ＧＨｚの誘電率が４．３６以下となった。例１～４１、例４８～８１、例８３～８４、及び例９４～９９のガラス組成物は、測定周波数１ＧＨｚの誘電率が４．３５以下となった。また、例５～６、例６６～６７、及び例８３～９２のガラス組成物は、Ｔ２が１５２０℃以下であり、Ｔ３が１３００℃以下でＴＬよりも高くなった。例６６～６７及び例８３～９２のガラス組成物は、Ｂ2Ｏ3の含有率が３５％以下、場合によっては３０％以下であって、Ｔ２が１５２０℃以下であり、Ｔ３が１３００℃以下でＴＬよりも高くなった。例２及び例９３～９９のガラス組成物は、周波数１ＧＨｚの誘電正接が０．００１未満であった。例９３～９９のガラス組成物は、周波数１ＧＨｚの誘電正接が０．００１未満であり、Ｔ２が１６００℃未満であった。例４５～４７のガラス組成物は比較例であり、例４５はＴ２が１７００℃を超え、例４６～４７は測定周波数１ＧＨｚの誘電率が４．７を超えていた。
Figure 0007370551000001
Figure 0007370551000002
Figure 0007370551000003
Figure 0007370551000004
Figure 0007370551000005
Figure 0007370551000006

Claims (10)

  1. 重量％で表示して、
    ４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
    ２５≦Ｂ2Ｏ3≦４０
    １０≦Ａｌ2Ｏ3≦２０
    ０．１≦Ｒ2Ｏ≦２
    １≦ＲＯ≦１０
    ０≦ＺｎＯ≦１
    を含み、
    ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７０、ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７及びＭｇＯ／ＲＯ≧０．１が成立する、ガラス組成物。
    ただし、Ｒ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種の酸化物であり、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯから選ばれる少なくとも１種の酸化物である。
  2. 重量％で表示して、
    ４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
    ２５≦Ｂ2Ｏ3≦２９．９
    １０≦Ａｌ2Ｏ3≦２０
    ０．１≦Ｒ2Ｏ≦１
    ２≦ＲＯ≦８
    ０．０１≦Ｔ－Ｆｅ2Ｏ3≦０．５を含み、
    ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７０、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７
    が成立する、ガラス組成物。
    ただし、Ｒ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種の酸化物であり、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯから選ばれる少なくとも１種の酸化物である。
  3. 重量％で表示して、
    ４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
    ３１≦Ｂ2Ｏ3≦４０
    ８≦Ａｌ2Ｏ3≦１８
    ０．１≦Ｒ2Ｏ≦１
    １≦ＲＯ≦１０
    ０．１≦ＣａＯ＜１０
    を含み、
    ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７７、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７
    が成立する、ガラス組成物。
    ただし、Ｒ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種の酸化物であり、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯから選ばれる少なくとも１種の酸化物である。
  4. 重量％で表示して、
    ４０≦ＳｉＯ2≦４９．９５
    ３１≦Ｂ2Ｏ3≦４０
    ８≦Ａｌ2Ｏ3≦１８
    ０．１≦Ｒ2Ｏ≦１
    １≦ＲＯ≦１０
    を含み、
    ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3≧７７、及びＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3≦９７
    が成立する、ガラス繊維用ガラス組成物。
    ただし、Ｒ2Ｏは、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏから選ばれる少なくとも１種の酸化物であり、ＲＯは、ＭｇＯ、ＣａＯ及びＳｒＯから選ばれる少なくとも１種の酸化物である。
  5. ガラス繊維用である請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス組成物。
  6. 請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス組成物から構成されるガラス繊維。
  7. 請求項６に記載のガラス繊維から構成されるガラスクロス。
  8. 請求項７に記載のガラスクロスを含む、プリプレグ。
  9. 請求項７に記載のガラスクロスを含む、プリント基板。
  10. 請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス組成物を１４００℃以上の温度で溶融する工程を含み、平均繊維径が１～６μｍのガラス繊維を得る、ガラス繊維の製造方法。
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