JPH10203845A - 耐蝕性ガラス繊維 - Google Patents

耐蝕性ガラス繊維

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JPH10203845A
JPH10203845A JP2221397A JP2221397A JPH10203845A JP H10203845 A JPH10203845 A JP H10203845A JP 2221397 A JP2221397 A JP 2221397A JP 2221397 A JP2221397 A JP 2221397A JP H10203845 A JPH10203845 A JP H10203845A
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JP
Japan
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mol
glass
glass fiber
temperature
mgo
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Pending
Application number
JP2221397A
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English (en)
Inventor
Toru Kawamoto
徹 河本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
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Publication of JPH10203845A publication Critical patent/JPH10203845A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 B23 、F2 を含まず、耐酸性、耐水性に
優れているのみならず、失透性に優れ、高い生産性を有
する耐蝕性ガラス繊維を提供することを目的とするもの
である。 【解決手段】 本発明の耐蝕性ガラス繊維は、モル%
で、SiO2 56〜63%、TiO2 0.5〜4.
5%、MgO 0〜4.5%、TiO2 +MgO1〜9
%、Al23 4.5〜9%、CaO 14〜26
%、ZnO 5.5〜12%、Na2 O 0〜1.5
%、K2 O 0〜1.5%、Li2 O 0〜1.5%、
Na2 O+K2 O+Li2 O≦3%を含有し、B2
3 、F2 を含まないことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、B23 ,F2 を含ま
ないため、環境を汚染することがなく、現在最も多く生
産されているEガラス繊維に比べて耐酸性や耐水性に優
れているため、FRP、耐蝕FRP、プリント基板用樹
脂等の複合材料の補強材料や、バッテリーセパレータ等
の耐蝕性材料として適した耐蝕性ガラス繊維に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記の用途に使用されているB2
3 、F2 を含有しない繊維用ガラスとしては、USP
3,847,627、USP3,876,481、US
P4,026,715に記載されているSiO2 −Ti
2 −Al23 −RO(RはCa等の2価金属)系の
ECRガラスが用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ECRガラスは、B2
3 、F2 を含まず、Eガラスに比べ、耐酸性、耐水性
に優れている。
【0004】ところで通常、ガラスを繊維化するために
は、所定割合に配合されたガラス原料を溶融して、均質
なガラスとした後、多数のノズルを底部に形成したブッ
シングに溶融ガラスを供給し、ブッシングのノズルから
ガラスを引き出すことによって繊維化する方法が採られ
る。
【0005】この場合、ガラスの失透温度が、ガラスを
繊維化する際の温度である紡糸温度を超えると、ガラス
融液中に失透物が生じ、ノズル付近で糸切れが起こり易
くなるため、失透温度は、紡糸温度より低い温度である
ことが繊維化の条件であり、その差(ΔT)が大きいほ
ど、紡糸性が良好となるが、ECRガラスは、失透温度
が1150℃以上であり、また紡糸温度に相当する10
3 温度が1200℃前後であるため、ΔTが約50℃と
なり、紡糸時にブッシングノズルの部分で失透が生じや
すく生産が困難であった。
【0006】このようなガラスのΔTを大きくするため
には、紡糸温度を高くすれば良いが、紡糸温度が125
0℃以上の高温になると、ブッシングの温度調整が困難
となり、バッチの溶融性も悪化するため、やはり生産性
が低下する。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので
あり、B23 、F2 を含まず、耐酸性、耐水性に優れ
ているのみならず、失透性に優れ、高い生産性を有する
耐蝕性ガラス繊維を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の耐蝕性ガラス繊
維は、モル%で、SiO2 56〜63%、TiO
20.5〜4.5%、MgO 0〜4.5%、TiO2
+MgO 1〜9%、Al23 4.5〜9%、Ca
O 14〜26%、ZnO 5.5〜12%、Na2
0〜1.5%、K2 O 0〜1.5%、Li2 O 0
〜1.5%、Na2 O+K2 O+Li2 O≦3%を含有
し、B23 、F2 を含まないことを特徴とする。
【0009】また本発明の耐蝕性ガラス繊維は、好まし
くは、モル%で、SiO2 57〜62%、TiO2
0.5〜4%、MgO 0〜4%、TiO2 +MgO
1〜8%、Al23 5〜8%、CaO 15〜25
%、ZnO 6〜11%、Na2 O 0〜1%、K2
0〜1%、Li2 O 0〜1%、Na2 O+K2 O+
Li2 O≦1.5%を含有し、B23 、F2 を含まな
いことを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の耐蝕性ガラス繊維は、B23 を含ま
ず、酸に強いSiO2 を56〜63%含有し、しかもア
ルカリ金属酸化物量を3%以下に抑えているため、優れ
た耐蝕性を有している。またB23 とF2 を含まない
ため、製造時に周囲環境を汚染することがない。さらに
TiO2 +MgOを1〜9%含むため、これらがB2
3 やF2 に代わってフラックスとなり、バッチ溶融性を
良好に維持する。
【0011】また本発明においては、CaO量を26%
以下、TiO2 量とMgO量を各々4.5%以下に抑
え、しかもZnOを5.5%以上含むため、主な失透要
因であるディオプサイド[Ca(Mg,Ti)Si2
6 ]の晶出を抑制でき、失透温度は1130℃以下とな
る。また紡糸温度も1195〜1230℃となるため、
ΔTが100℃以上となり、紡糸性が向上する。
【0012】次に本発明の耐蝕性ガラス繊維の構成成分
を上記のように限定した理由を説明する。
【0013】SiO2 は、ガラスの耐酸性を向上させる
成分であり、その含有量は56〜63モル%、好ましく
は57〜62モル%である。56モル%より少ない場合
は、上記の作用が得られず、63モル%より多い場合
は、高温粘度が上昇し、ガラスの溶融性や紡糸性が悪く
なる。
【0014】TiO2 は、紡糸温度である粘度103
イズに相当する温度を低下させて、ブッシングの劣化を
抑える成分である。またB23 、F2 に代わるフラッ
クスとしてバッチの溶融性を向上させると共に耐酸性を
向上させる成分であり、その含有量は、0.5〜4.5
モル%、好ましくは0.5〜4モル%である。0.5モ
ル%より少ない場合は、耐酸性が悪くなり、4.5モル
%より多い場合は、ガラスが失透しやすくなる。
【0015】MgOは、紡糸温度を低下させて、ブッシ
ングの劣化を抑えると共にB23やF2 に代わるフラ
ックスとしてバッチの溶融性を向上させる成分であり、
その含有量は、0〜4.5モル%、好ましくは0〜4モ
ル%である。4.5モル%より多い場合は、ガラスが失
透しやすくなる。
【0016】但し本発明では、ガラスバッチの溶融性
や、ガラス粘度を考慮して、TiO2とMgOを合量で
1〜9モル%、好ましくは1〜8モル%とする。この合
量が、1モル%より少ない場合は、バッチ溶融性が低下
し、ブッシングの温度調整が困難となる。一方、9モル
%より多い場合は、ガラスが失透しやすくなる。
【0017】Al23 は、ガラスの耐水性や失透性を
向上させると共に溶融性を向上させる成分であり、その
含有量は、4.5〜9モル%、好ましくは5〜8モル%
である。4.5モル%より少ない場合は、上記の作用が
得られず、9モル%より多い場合は、耐酸性が悪くな
る。
【0018】CaOは、ガラスの耐水性や失透性を向上
させると共に、ガラスの粘度を低下させて溶融性を向上
させる成分であり、その含有量は、14〜26モル%、
好ましくは15〜25モル%である。14モル%より少
ない場合や、26モル%より多い場合は、ガラスが失透
しやすくなる。
【0019】ZnOは、失透性を改善する成分であり、
その含有量は、5.5〜12モル%、好ましくは6〜1
1モル%である。5.5モル%より少ない場合や、12
モル%より多い場合は、失透温度が高くなり、ΔTを1
00℃以上にすることが困難となる。
【0020】Li2 O、Na2 O、K2 Oといったアル
カリ金属酸化物は、ガラスの粘度を低下させると共に、
フラックス剤としてバッチの溶融性を向上させる成分で
あり、Li2 Oは、0〜1.5モル%、Na2 Oは、0
〜1.5モル%、K2 Oは、0〜1.5モル%、Li2
O+Na2 O+K2 O≦3モル%であり、好ましくはL
2 Oは、0〜1モル%、Na2 Oは、0〜1モル%、
2 Oは、0〜1モル%、Li2 O+Na2 O+K2
≦1.5モル%である。これらの合量が、3モル%を超
えると、ガラスの耐水性が悪くなり、FRP使用時に強
度が大幅に低下する。
【0021】本発明においては、上記成分以外にも10
モル%以下の範囲内で、SrO、BaO、MnO、Mn
2 、FeO、Fe23 、P25 等の成分を添加し
ても良い。しかしながらこれらの添加成分の合計が、1
0モル%を超えると、紡糸性が悪くなるため好ましくな
い。さらにB23 やF2 は、製造工程において環境を
汚染するため含有しないことが望ましい。
【0022】
【実施例】以下、本発明の耐蝕性ガラス繊維を実施例に
基づいて詳細に説明する。
【0023】表1、2は、本発明の実施例(試料No.
1〜10)及び比較例(試料No.11〜13)の各試
料のガラス組成と特性を示すものである。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】表1および2に示した各試料は、次のよう
にして調製した。
【0027】先ず各表に示す組成となるようにガラス原
料を調合し、白金坩堝を用いて1500℃で4時間溶融
した。溶融後、融液をグラファイト板状に流し出し、厚
さ5mmの板状に成形して、以下の測定に供するガラス
試料を得た。
【0028】耐酸性は、板状ガラス試料を粉砕し、直径
297〜500μmの粒度のガラスを比重グラム精秤
し、これを10%HCl溶液100ml中に浸漬し、8
0℃、96時間の条件で振とうした後、その重量減少率
を測定した。この重量減少率が小さい程、耐酸性が良い
ことを示している。
【0029】耐水性は、JIS R3502の方法に基
づいてアルカリ溶出量(mg)を測定することによって
判定した。アルカリ溶出量が少ない程、耐水性が良いこ
とを示している。
【0030】粘度103 ポイズに相当する温度は、通常
の白金球引き上げ法によって測定したものであり、また
失透温度は、ガラス試料の一部を297〜500μmの
粉末にしてから、白金ボートに入れ、温度勾配を有する
電気炉内に16時間保持した後、放冷し、顕微鏡で失透
出現位置を観察することによって測定したものである。
【0031】各表から明らかなように実施例であるN
o.1〜10の各試料は、いずれも耐酸性試験による重
量減少率が1.2%以下であり、アルカリ溶出量は、
0.006mg以下であり、良好な値を示した。また粘
度103 ポイズに相当する温度も1230℃以下であ
り、ΔTが100℃以上であるため、ブッシングの温度
コントロールと、繊維化が容易であることが理解でき
た。
【0032】それに対し、比較例であるNo.11の試
料は、耐酸性試験による重量減少率が40%と非常に多
かった。またNo.12の試料は、ΔTが60℃であ
り、失透しやすく紡糸が困難であり、No.13の試料
は、粘度103 ポイズに相当する温度が1250℃であ
るため、ブッシングの温度コントロールが困難であると
考えられる。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明の耐蝕性ガラス繊維
は、優れた生産性、紡糸性を有し、しかも耐酸性、耐水
性に優れているため、耐蝕FRPやプリント基板用樹脂
等の複合材料の補強材として、またバッテリーセパレー
タ等の耐蝕性材料として有用である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モル%で、SiO2 56〜63%、T
    iO2 0.5〜4.5%、MgO 0〜4.5%、T
    iO2 +MgO 1〜9%、Al23 4.5〜9
    %、CaO 14〜26%、ZnO 5.5〜12%、
    Na2 O 0〜1.5%、K2 O 0〜1.5%、Li
    2 O 0〜1.5%、Na2 O+K2 O+Li2 O≦3
    %を含有し、B23 、F2 を含まないことを特徴とす
    る耐蝕性ガラス繊維。
  2. 【請求項2】 モル%で、SiO2 57〜62%、T
    iO2 0.5〜4%、MgO 0〜4%、TiO2
    MgO 1〜8%、Al23 5〜8%、CaO 1
    5〜25%、ZnO 6〜11%、Na2 O 0〜1
    %、K2 O 0〜1%、Li2 O 0〜1%、Na2
    +K2 O+Li2 O≦1.5%を含有し、B23 、F
    2 を含まないことを特徴とする請求項1記載の耐蝕性ガ
    ラス繊維。
JP2221397A 1997-01-20 1997-01-20 耐蝕性ガラス繊維 Pending JPH10203845A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6818575B2 (en) 2000-09-06 2004-11-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber forming compositions
US6962886B2 (en) 1999-05-28 2005-11-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass Fiber forming compositions

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6962886B2 (en) 1999-05-28 2005-11-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass Fiber forming compositions
US7144836B2 (en) 1999-05-28 2006-12-05 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber forming compositions
US7153799B2 (en) 1999-05-28 2006-12-26 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber forming compositions
US6818575B2 (en) 2000-09-06 2004-11-16 Ppg Industries Ohio, Inc. Glass fiber forming compositions

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