TW201223904A - Low density and high strength fiber glass for ballistic applications - Google Patents

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TW201223904A
TW201223904A TW100133112A TW100133112A TW201223904A TW 201223904 A TW201223904 A TW 201223904A TW 100133112 A TW100133112 A TW 100133112A TW 100133112 A TW100133112 A TW 100133112A TW 201223904 A TW201223904 A TW 201223904A
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glass fibers
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James Carl Peters
Juan Camilo Serrano
Hong Li
Cheryl A Richards
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Ppg Ind Ohio Inc
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Description

201223904 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於適用於高能量撞擊應用諸如抗衝擊或抗爆 炸應用等之包含玻璃纖維之複合物。 關於由聯邦政府發起之研究或開發之聲明 本發明係根據由Army Research Laboratory授予之合同 W911NF-09-9-0003在政府支持下作出的。政府具有本發明 之某些權利。 本申請案主張於2010年9月14日申請之美國臨時專利申 凊案第61/382,794號之優先權’該申請案之全部揭示内容 以引用方式併入本文中。本申請案主張於2〇11年9月9曰申 凊之美國專利申請案第13/229,012號之優先權且係其部分 接續申請案’美國專利申請案第13/229,〇12號係於2〇1〇年 11月05曰申請之美國專利申請案第12/94〇,764號之部分接 續申請案’美國專利申請案第12/94〇 764號係於2〇〇6年12 月14曰申請之美國專利申請案第u/61〇,761號（現為於2〇1〇 年11月09日公佈之美國專利第7,829,490號）之接續申請 案，該等申請案之全部内容各自以引用方式併入本文中。 【先前技術】 可操作以抵抗各種來源（例如射彈及爆炸壓縮波）之高能 篁撞擊之材料可用於多種應用，包括民用及軍用結構強化 應用及裝甲車輛應用。舉例而言，陶瓷板及強化複合材料 已用於保護車輛不受各種炸藥裝置造成的潛在損壞。然 而，眾所周知’難以預測哪些材料將展示用於衝擊應用之 158853.doc 201223904 合意性質。 已使用玻璃纖維來強化各種聚合物樹脂許多年。用於強 化應用之一些常用玻璃組合物包括「E_玻璃」及「玻 璃」家族的組合物。另一常用玻璃組合物係以商品名「1 2玻璃」自AGY (Aiken，South Carolina)購得。然而，用於 諸如抗衝擊或抗爆炸應用等高能量撞擊應用之具有玻璃纖 維之強化聚合物樹脂未必亦產生具有其他合意機械性質之 複合物。 一般而言，可自經由位於套管中之小喷絲孔擠出之小熔 融玻璃流來製造玻璃纖維。將自套管流出之熔融玻璃之纖 維拉細至預期直徑，此藉由拉伸纖維直至達成預期直徑來 達成’在此期間纖維冷卻並固化。然後可用可賦予預期性 質之漿液塗佈此等經冷卻纖維或長絲。本文所用術語「漿 液」係指在形成纖維玻璃長絲後立即施加之塗佈組合物， 且該術s吾可與術語「聚料」、「上漿組合物」、「主要漿 液」、「黏合劑組合物」及「黏合劑」互換使用。在其形成 及處理後，可使經上漿玻璃纖維聚集成包含複數根個別纖 維之束或股。同樣，可進一步使束或股聚集成包含複數根 束或股之粗紗。可將連續股或粗紗纏繞於線軸上以形成卷 裝。然後可視需要自線轴分配股或粗紗之長度。 【發明内容】 本發明之各實施例概言之係關於低密度及高強度玻璃纖 維，且係關於玻璃纖維股、紗線、織物、組合物及適用於 抗衝擊或抗爆炸應用之包含低密度及高強度玻璃纖維之裝 158853.doc 201223904 甲面板。 在實知> 例中，本發明之複合物包含聚合物樹脂及配置 該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻璃纖 維中之至夕、一者包含玻璃組合物’該玻璃組合物包含： Sl°2 60-68 重量。/。； Β2〇3 7_12重量 ％ ;
Al2〇3
Mg〇 8-15重量％;
CaO 〇-4重量％ ; L12O 0-2重量。/〇 ; Na20 0-1重量％ ; K2〇 0 -1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ; Ti02 〇-2重量％ ; 其他成份總計0-5重量％， 其中（Li20+Na2◦+K20)含量小於2重量％，其中Mg0含量以 重量％計為CaO含量的至少兩倍，且其中該複合物適用於 抗衝擊或抗爆炸應用。 在另一實施例中，本發明之複合物包含聚合物樹脂及配 置該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻璃 纖維中之至少一者包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含： Si〇2 53.5-77重量。 B2O3 4.5-14.5重量％ ; 158853.doc 201223904 A1203 94.5-18.5重量％ ; MgO 4-12.5重量％ ; CaO 0-10.5 重量 ％ ; Li20 〇_4重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K20 0-1重量％ ; F02〇3 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中該複合物適用於抗衝擊或抗爆炸應用。 在一些實施例中，當藉由美國國防部裝曱v50衝擊測試 之測試方法標準MIL-STD-662F，1997年12月量測時，本 發明之複合物在約2 lb/ft2之面密度及約5-6 mm之厚度下可 展示至少約9〇0 fps之0.3〇 cal FSP Vs。值。在一些實施例 中’當藉由美國國防部裝甲V5〇衝擊測試之測試方法標準 MIL-STD-662F，1997年12月量測時，本發明之複合物在 約4.8-4.9 lb/ft2之面密度及約13-13.5 mm之厚度下可展示 至少約 1200 fps之 0.50 cal FSP V50值。 可用於本發明一些實施例之聚合物樹脂包含環氧樹脂。 在一些實施例中，聚合物樹脂可包含下列中之至少一者： 聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚對苯二甲酸丁二醋、聚碳酸 醋、熱塑性聚胺基甲酸酯、酚系樹脂、聚酯、乙烯基酯及 熱固性聚胺基曱酸酯樹脂》 158853.doc -6 · 201223904 在一些實施例中，用於該複合物之複數根玻璃纖維經佈 置以形成織物。用於本發明複合物之一些實施例之複數根 玻璃纖维經織造以形成織物。在一些實施例中，該等織物 可包括平織織物、斜紋織物、皺紋織物、緞織織物、縫編 織物或3D織造織物。 本發明之一些實施例係關於包含本發明複合物之裝甲面 板0 此等及其他實施例更詳細地論述於隨後的實施方式中。 【實施方式】 出於本說明書之目的，除非另有說明，否則所有表示成 份數量、反應條件及本說明書中所用諸如此類之數字在所 有情況下皆應理解為由術語「約」修飾β因此，除非說明 =反情況’否則，以下說明#中㈣述之數字參數均為可 隨本發料求達成之期望性#而變化的近似值。最低限度 地且並非，式圖限制申請專利範圍之等效項之原則的應 用每婁欠子參數皆應至少根據所報告有效位的數量且藉 由使用普通舍入技術來解釋。 儘管闡述本發明寬範圍之數值範圍及參數係近似值，但 在特定實例中所闡述之數值盡可能準確地報告。然而，任 數值口有地3有必然由適用測試量測中存在之標準偏差 引起的誤差。 應進-步注意’除非清楚且明確地㈣―個指示物，否 則本說明書中所用單童 早數形式一（a，an)」及「該（the)」包 括複數個指示物。 158853.doc 201223904 已研發出可纖維化玻璃組合物，其相對於標準匕玻璃提 供改良之電性能（即，低介電常數以及/或低耗散因子Df)， 同時k供比先前低Dk玻璃方案更有益於商業上實際纖維成 型之溫度-黏度關係。該等玻璃組合物闡述於美國專利第 7,829,490號及於2011年9月9曰申請之美國專利申請案第 13/229,012號中’該兩個專利之全部内容皆以引用方式併 入本文中》美國專利第7,829,490號及美國專利申請案第 13/229,012號中所述玻璃組合物之另一可選態樣在於至少 一些組合物因原料批料成本相對較低而可商業化。 本發明之一些實施例係關於包含玻璃纖維之組合物。在 一些實施例中，本發明之複合物適用於高機械應力應用， 包括但不限於高能量撞擊應用。舉例而言，在一些實施例 中’本發明之複合物包含聚合物樹脂及配置於該聚合物樹 脂中之複數根玻璃纖維。可用於本發明一些實施例之玻璃 纖維可展示尤其合意用於諸如抗衝擊或抗爆炸應用等高能 量撞擊應用之性質。與包含E-玻璃之玻璃纖維相比，可用 於本發明一些實施例之玻璃纖維可展示高破壞應變、高強 度及/或低纖維被度，對於給定纖維體積分數或給定複合 物性此而a ’該組合可使玻璃纖維強化複合物具有更低之 面密度。 在一些實施例中’本發明之複合物可適用於裝甲應用。 舉例而言’複合物之一些實施例可用於製造裝甲面板。在 一些實施例中’本發明之複合物可形成面板，其中當藉由 美國國防部裝曱Vw衝擊測試之測試方法標準mil_std_ 158853.doc 201223904 662F，1997年12月（下文「MIL_STD_662F」）量測時，該面 板在約2 lb/ft2之面板面密度及約5_6 mm之面板厚度下可展 不至少約900英尺/秒（fps)之〇 3〇 cal Fsp(「碎片模擬射 彈」）Vso值，該測試方法標準之全部内容以引用方式併入 本文中。在此背景下，術語「複合物」通常係指包含聚合 物樹脂及配置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維之材 料，而術語「面板」係指具有片狀實際尺寸或形狀之複合 物。在其他實施例中，本發明之複合物可形成面板，其中 當藉由MIL-STD-662F量測時，該面板在約4 8_4 9 lb/ft2之 面板面密度及約13-13.5 mm之面板厚度下可展示至少約 1200 fps之〇.50 cal Fsp v5〇。由於v5〇值可取決於面板面密 度及面板厚度，故本發明之複合物可具有不同的V50值， 此取決於面板如何構造。本發明一些實施例之一個優點係 提供值高於使用E_玻璃纖維合股之以類似方式構造之 複合物的複合物。 在些貫施例t，本發明之複合物包含聚合物樹脂及配 置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻 璃纖維中之至少一者包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含 以下組份： Si〇2 60-68重量％ ; B2〇3 7-12重量％ ; A1203 9-15重量％ ; Mg〇 8-15重量％ ; CaO 〇-4重量％ ; 158853.doc 201223904 U20 0-2重量％ ; Na20 0 -1重量％ ; K20 0 -1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ; Ti02 0-2重量°/〇 ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中該複合物適用於抗衝擊或抗爆炸應用。在一些實施例 中，（Li20+Na20+K20)含量可小於2重量含量以重 量％計可為CaO含量的至少兩倍。在其他實施例中，Li2〇 含量可大於Na20含量或K20含量。 在一些實施例中，本發明之複合物包含聚合物樹脂及配 置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻 璃纖維中之 至少一者包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含 以下組份： Si〇2 53.5-77重量％ ; B2〇3 4·5-14.5重量 ％ ; ai2o3 4-5-18.5重量％ ; MgO 4-12.5重量 ％ ; CaO 0-10.5重量％ ; Li20 〇-4重量％ ; Na20 〇_2重量％ ; K20 〇-1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量％ ; 158853.doc 201223904 F2 0-2重量％ ;
Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中該複合物適用於抗衝擊或抗爆炸應用。在一些實施例 中，（Li2〇+Na2〇+K2〇)含量可小於2重量0/〇且Mg〇含量以重 量❶計可為CaO含量的至少兩倍。在其他實施例中，Li2〇 含量可大於Na20含量或K20含量。 本文揭示一些其他玻璃組合物，且本發明之其他實施例 係關於包含複數根由該等組合物形成之玻璃纖維之複合 物。 本發明之一些實施例係關於面板，例如包含本發明複合 物之裝曱面板。在一些實施例中，本發明之複合物可形成 面板’其中當藉由MIL-STD-662F量測時，該面板在約2 lb/ft2之面板面密度及約5_6 min之面板厚度下展示至少約 900 fps之〇.3〇 cal FSP Vm值。在其他實施例中，本發明之 複合物可形成面板，其中當藉由MIL-STD_662F量測時， 該面板在約2 lb/ft2之面板面密度及約5_6 mm之面板厚度下 展示至少約1000 fps之0.30 cal FSP Vw值。在其他實施例 中’本發明之複合物可形成面板，其中當藉由MIL-STD-662F量測時，該面板在約2 lb/ft2之面板面密度及約5_6 mm 之面板厚度下展示至少約1100 fps之〇.3〇 cal FSP V5〇值。 在本發明之一些實施例中，複合物可形成面板，其中當藉 由MIL-STD-662F量測時，該面板在約2 lb/ft2之面板面密 度及約5-6 mm之面板厚度下展示約900 fps至約1140 fps之 158853.doc 11 5^ 201223904 0,30 cal FSP V50值。 在一些實施例中，本發明之複合物可形成面板，其中當 藉由]\411^8丁0-662卩量測時，該面板在約4.8-4.9 113/行2之面 板面密度及約13-13.5 mm之面板厚度下展示至少约12〇〇 fps之O.SOcalFSPVw。在本發明之其他實施例中，複合物 可形成面板，其中當藉由MIL_STD_662F量測時，該面板 13.5 mm之面板厚 Vso。在本發明之
在約4.8-4.9 lb/ft2之面板面密度及約13_ 度下展示至少約1300 fps之0.50 cal FSP 又一些實施例中，複合物可形成面板，其中當藉由mil_ STD-662F量測時，該面板在約4.8_49 ib/ft2之面板面密度 及約13-13.5 mm之面板厚度下展示至少約14〇〇印3之〇5〇 cal FSP Vso »在本發明之一些實施例中，複合物可形成面 板’其中當藉由MIL-STD-662F量測時，該面板在約4 8_ 4.9 lb/ft之面板面密度及約13-13.5 mm之面板厚度下展示 約 1200 fps至約 1440 fpS之 〇_50 cal FSP V5。值。 本發明之複合物可包含各種聚合物樹脂，此視預期性質 及應用而定。在本發明之一些實施例中，複合物包含聚合 物樹脂及配置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中 該複數根玻璃纖維中之至少一者包含如本文所揭示之玻璃 組合物，該複合物可形成面板，例如用於抗衝擊或抗爆炸 之裝甲面板’且該聚合物樹脂包含環氧樹脂β在一些實施 例中’本發明之複合物包含聚合物樹脂及配置於該聚合物 樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻璃纖維中之至 少一者包含如本文所揭示之玻璃組合物，該複合物可形成 158853.doc -12- 201223904 面板’例如用於抗衝擊或抗爆炸之裝曱面板’且該聚合物 樹脂包含聚二環戊二烯樹脂。在本發明之一些實施例中， 聚合物樹脂可包含聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺（包括耐綸 (Nylon))、聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、熱塑性聚胺 基甲酸醋、紛系樹脂、聚酯、乙烯基酯、熱固性聚胺基曱 酸酯、氰酸酯或雙-馬來醯亞胺樹脂。 在本發明之一些實施例中，複合物包含聚合物樹脂及配 置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻 璃纖維中之至少一者包含如本文所揭示之玻璃組合物，該 複合物可形成面板，例如用於抗衝擊或抗爆炸之裝甲面 板’且該複數根玻璃纖維中之至少一者至少部分地經上漿 組口物塗佈。在本發明之一些實施例中，上漿組合物可與 ^^合物樹脂相容。 在本發明之一些實施例中，複合物包含聚合物樹脂及配 置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複數根玻 璃纖維中之至少一者包含如本文所揭示之玻璃組合物，該 複合物可形成面板，例如用於抗衝擊或抗爆炸之裝甲面 板，且該複數根玻璃纖維經佈置以形成織物。在包含經佈 置以形成織物之複數根玻璃纖維之本發明一些實施例中， 複σ物可形成面板，其中當藉由milstd_662f量測時， 該面板在約2驗2之面板面密度及約5-6 _之面板厚度下 展不至少約1000 fps之〇.3〇 cal FSp〜值。在包含經佈置 以形成織物之複數根玻螭纖維之本發明其他實施例中，複 合物可形成面板’其中當藉由mil std_662f量測時，該
S 158853.doc 13- 201223904 面板在約2 lb/ft2之面板面密度及約5·6 mm之面板厚度下展 示至少約1100 fps之0.30 cal FSP \^5〇值。在包含經佈置以 形成織物之複數根玻璃纖維之本發明又一些實施例中，複 合物可形成面板，其中當藉由MIL-STD-662F量測時，該 面板在約2 lb/ft之面板面密度及約5_6 mm之面板厚度下展 示約900 fps至約1140 fps之〇.3〇 cai j?sP V5〇值。在包含經 佈置以形成織物之複數根玻璃纖維之本發明一些實施例 中’複合物可形成面板，其中當藉由MIL-STD-662F量測 時’該面板在約4.8-4.9 lb/ft2之面板面密度及約13_13.5 mm 之面板厚度下展示至少約1200 fps之0.50 cal FSP V5〇值。 在包含經佈置以形成織物之複數根玻璃纖維之本發明其他 貫施例中’複合物可形成面板’其中當藉由Mil-STD-662F量測時，該面板在約4.8_49 ib/ft2之面板面密度及約 13-13.5 mm之面板厚度下展示至少約13〇〇 fps之〇5〇 cal FSP Vw值。在包含經佈置以形成織物之複數根玻璃纖維 之本發明又一些實施例中，複合物可形成面板，其中當藉 由]\/111^-8丁0-662?量測時，該面板在約4.8-4.9 11>/&2之面板 面密度及約13-13.5 mm之面板厚度下展示至少約14〇〇 fps 之0.50 cal FSP Vm值。在包含經佈置以形成織物之複數根 玻璃纖維之本發明一些實施例中，複合物可形成面板，其 中當藉由MIL-STD-662F量測時，該面板在約4.8-4.9 lb/ft2 之面板面密度及約13-13.5 mm之面板厚度下展示約1200 fps至約 1440 fps之 0.50 cal FSP V5〇值。 在包含經佈置以形成織物之複數根玻璃纖維之本發明一 158853.doc -14· 201223904 些實把例中，複數根玻璃纖維經織造以形成織物。在本發 明之其他實施例中，玻璃纖維織物包含平織織物、斜紋織 物、皺紋織物、緞織織物、縫編織物（亦稱為無捲曲織物） 或「三維」織造織物。 在包含經佈置以形成織之複數根玻璃纖維物之本發明一 些貫施例中，聚合物樹脂包含環氧樹脂。在包含經佈置以 形成織物之複數根玻璃纖維之本發明一些實施例中，聚合 物樹脂包含聚二環戊二烯樹脂。在本發明之一些實施例 中，聚合物樹脂包含聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺（包括耐 知）5^對本一曱酸丁二醋、聚碳酸g旨、熱塑性聚胺基曱 酸酯、酚系樹脂、聚酯、乙烯基酯、熱固性聚胺基甲酸 酯、氰酸酯或雙-馬來醯亞胺樹脂。 可用於本發明之玻璃纖維可藉由熟習此項技術者已知之 任一適宜方法來製備’例如但不限於上文所述之方法。可 用於本發明之玻璃纖維織物通常可藉由熟習此項技術者已 知之任一適宜方法來製備，例如但不限於使緯紗（〜⑽ yarn)(亦稱為「緯紗（fiU yarn)」）交織於複數根經紗中。該 父織可藉由以下方式達成：以大致平行平面陣列將經紗定 位於織機上，且然後藉由使緯紗以預定重複圖案上下來回 穿過經紗將緯紗織入經紗中。所用圖案取決於預期織物式 樣 經紗通常可使用熟習此項技術者已知之技術來製備。通 常藉由拉細來自套管或紡紗機之複數個熔融玻璃流來形成 經紗。然後，可將上漿組合物施加至個別玻璃纖維且可將 158853.doc 15 201223904 纖維聚集在一起以形成股。隨後可藉由使若干末端聚集在 一起並稍以加撚將單一末端股處理成經合股之粗紗。偶爾 地，藉由用水或蒸汽處理以增加束完整性。然後可將聚集 多末4股纏繞於3 "卡板線軸上。此時，可藉由將股末端鄉 在傳統劍桅式織機中利用線軸進給經紗或緯紗將織物織造 成預定式樣。 本發明之複合物可藉由熟習此項技術者已知之任一適宜 方法來製備，例如但不限於真空輔助樹脂灌注模製、擠出 複合、壓縮模製、樹脂轉移模製、反應注射及拉擠成型。 可使用如熟習此項技術者已知之該等模製技術來製備本發 明之複合物。 如本文所進一步闡述，本發明之一些複合物可使用真空 輔助樹脂灌注技術來製備，如本文所進一步闡述。可將本 發明玻璃纖維織物之堆疊切割成預期大小並置於經聚矽氧 釋放處理之玻璃桌上。然後可用剝離板層覆蓋該堆疊，安 裝流動增強介質，並使用耐綸袋膜進行真空裝袋。然後， 可對所謂的「疊層」施加約27英吋Hg之真空壓力。可使用 熟習此項技術者已知用；^彼特定樹脂之技術來製備擬用玻 璃纖維織物強化之聚合物樹脂 。舉例而言，對於一些聚合 物樹知而§，可將適當樹脂（例如，胺可固化環氧樹脂）與 適當固化劑(例如，用於胺可固化環氧樹脂之胺)以樹脂製 造商所推薦或熟習此項技術者已 真空室中使組合樹脂脫氣30分鐘 直至織物堆疊實質上完全濕透 知之份數混合。然後可在 並灌注至織物預成型件中 。此時，將工具設定為約 158853.doc •16- 201223904 45-50 C之溫度，保持24小時。然後可將所得剛性複合物 脫模並在可程式化對流烘箱中在約250T下後固化4小時。 然而’如熟習此項技術者已知’各種參數（例如脫氣時 間、加熱時間及後固化條件）可根據所用特定樹脂系統而 有所變化’且熟習此項技術者瞭解如何根據特定樹脂系統 選擇該等參數。 在聚合物樹脂包含聚二環戊二烯之本發明複合物之一此 貫知例中’該荨複合物亦可使用如本文所述之真空輔助樹 脂灌注技術來製備。可將本發明玻璃纖維織物之堆疊切割 成預期大小並置於經聚矽氧釋放處理之玻璃桌上。然後可 用剝離板層覆蓋該堆疊，安裝流動增強介質，並使用耐綸 袋膜進行真空裝袋。然後，可對所謂的「疊層」施加約27 英吋Hg之真空壓力。單獨地，擬用纖維玻璃織物強化之聚 二環戊二烯樹脂可使用熟習此項技術者已知之技術來製 備。舉例而言，對於聚二環戊二烯樹脂而言，將樹脂與適 當量之觸媒（且在一些情形下抑制劑）以pDcpD供應商所推 薦或熟習此項技術者已知之比例混合。然後可在真空室中 使DCPD樹脂脫氣30分鐘並灌注至織物預成型件中直至織 物堆疊實質上完全濕透。此時，將工具設定為約i2〇(>c之 溫度，保持長達4小時。然後可使所得剛性複合物脫模。 然而，如熟習此項技術者已知，各種參數（例如脫氣時 間、加熱時間及後固化條件）可根據所用特定樹脂系統而 有所變化，且熟習此項技術者瞭解如何根據特定樹脂系統 選擇該等參數。 158853.doc -17· 201223904 如上文所述，本發明之組合物可包含複數根玻璃纖維。 適用於本發明之玻璃纖維可具有熟習此項技術者已知之任 適菖直授，此視預期應用而定。適用於本發明一些實施 例之玻璃纖具有約5 μιη至約12 μιη之直徑。適用於本發明 其他實施例之玻璃纖維具有約6 μηι之直徑。舉例而言，在 擬在用於諸如抗衝擊或抗爆炸應用等高能量撞擊應用之複 &物中使用玻璃纖維的一些實施例中，玻璃纖維可具有约 6 μπι之直徑’但亦可使用其他玻璃纖維直徑。 另外’適用於本發明之玻璃纖維及玻璃纖維股可包含多 種玻璃組合物。該等玻璃纖維及玻璃纖維股之一些實施例 闡述於上文中且其他闡述於下文中。如上文所述，適用於 本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股中之—個實例 包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含
Si〇2 60-68重量 ％ ; B2O3 7-12重量％ ; ai2〇3 9-15重量％ ; Mg〇 8-15重量％ ; CaO 0-4 重量 °/〇 ; L12O 0-2重量％ ; N&2 0 0-1重量％ ; K2〇 0-1 重量 °/〇 ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ; Ti〇2 0-2重量％ ;及 158853.doc -18- 201223904 其他成份總計0-5重量％。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物’該玻璃組合物包含 Si02 60-68重量％; B2〇3 7-12重量％;
Al2〇3 9-15重量％;
MgO 8-15 重量 ％ ;
CaO 0-4重量％;
Li2〇 > 0-2重量 ％ ;
Na20 0-1 重量％; K20 0-1 重量％;
Fe203 0-1 重量 ％; F2 0-1 重量 ％ ;
Ti〇2 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中LhO含量大於Na：i〇含量或K2〇含量❶在其他實施例 中，CaO含量為〇·3重量％。在又一些實施例中，ca〇含量 為0-2重量％。在一些實施例中’ CaO含量為〇_ 1重量〇/◦。在 本發明之一些實施例中，Mg0含量為8_13重量％。在其他 實施例中，MgO含量為9-12重量％。在一些實施例中， Τι〇2含量為〇-1重量。^在一些實施例中，b2〇3含量不超過 1〇重量％。在本發明之一些實施例中，Al2〇3含量為9-14重 量％。在其他實施例中，A12〇3含量為1〇_13重量。/(^在一 些貫轭例中，（Li2〇+Na20+K2〇)含量小於2重量°/0。在一些 158853.doc -19- 201223904 實施例中’組合物含有0_1重量〇/0 BaO及0-2重量％ Ζη〇β 在其他實施例中，組合物基本上不含BaO且基本上不含 ZnO。在一些實施例中，其他成份（若存在）以〇_2重量％之 總虿存在。在其他實施例中，其他成份（若存在）以〇_ 1重量 %之總量存在。在一些實施例中，Li2〇含量為〇.4-2.0重量 %。在其他包含〇.4·2 〇重量％2Li2〇含量之實施例中， Li2〇含量大於（Na20+K20)含量。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含
Si〇2 60-68重量％; B2〇3 7-13重量％;
Al2〇3 9-15重量 ％;
MgO 8-15 重量 ％ ;
CaO 〇-4重量。/。；
Li2〇 〇-2 重量 ％ ;
Na20 〇-1 重量 ％ ; K20 〇-1 重量 ％ ;
Fe2〇3 0-1 重量％ ; 重量％ ;及
Ti02 〇-2重量％。 在一些實施例中， 的CaO，例如相當於 玻璃組合物之特徵在於相對較低含量
158853.doc •20· 201223904 一些實施例可具有大於約6 〇重量％2Mg〇含量，且在其他 實施例中MgO含量可大於約7〇重量％。適用於本發明一些 實施例之一些玻璃組合物之特徵可在於存在小於丨〇重量〇/〇 之BaO。在僅存在痕量雜質量Ba〇之彼等實施例中，可稱 BaO含量不超過0.05重量0/〇。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一貫例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含
Si〇2 60-68重量 ％ ; B203 7-12重量％ ; Al2〇3 9-15重量。/〇 ; MgO 8-15重量％ ; CaO 〇_4重量％ ; Li2〇 > 0-2重量％ ; Na20 〇- 1重量％ ; k2o 〇- 1重量％ ; Fe2〇3 重量 °/〇 ; f2 0-1重量％ ; Ti〇2 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中U2〇含量大於]^2〇含量或K2〇含量，且其中該等成份 經選擇以提供在1 MHz頻率下介電常數（Dk)小於67之玻 璃。在其他實施例中，該等成份經選擇以提供在丨MHz頻 率下介電常數（Dk)小於6之玻璃。在又一些實施例中，該 等成份經選擇以提供在1 MHz頻率下介電常數⑴〇小於5.8 158853.doc 201223904 之玻璃。在一些實施例中，該等成份經選擇以提供在j MHz頻率下介電常數（Dk)小於5·6之玻璃。 適用於本發明一些實施例之玻璃組合物之成份可根據預 期成型溫度（定義為黏度為1000泊時的溫度）及/或預期液相 溫度加以選擇。在一些實施例中，適用於本發明之玻璃纖 維或玻璃纖維股包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含
Si02 60-68重量 ％ ; B2〇3 7-12重量％ ; ai2〇3 -9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-4重量％ ; Li2〇 > 0-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; K2〇 0-1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ; Ti〇2 〇-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中LhO含量大於Na2〇含量或Κ2〇含量，且其中該等成份 經選擇以提供在1〇〇〇泊黏度下不大於1370°c之成型溫度 TF。在其他實施例中，該等成份經選擇以提供在1000泊黏 度下不大於1320°C之成型溫度TF。在又一些實施例中，該 等成份經選擇以提供在1000泊黏度下不大於1300°C之成型 溫度TF。在一些實施例中，該等成份經選擇以提供在丨〇〇〇 158853.doc •22· 201223904 泊黏度下不大於1290°c之成型溫度tf。在一些實施例中， 該等成份經選擇以提供在1000泊黏度下不大於1370°C之成 型溫度TF及低於該成型溫度至少55°C之液相溫度TL。在其 他實施例中，該等成份經選擇以提供在1000泊黏度下不大 於1320°C之成型溫度TF及低於該成型溫度至少55°C之液相 溫度TL。在又一些實施例中，該等成份經選擇以提供在 1000泊黏度下不大於1300°C之成型溫度TF及低於該成型溫 度至少55°C之液相溫度TL »在一些實施例中，該等成份經 選擇以提供在1〇〇〇泊黏度下不大於129(TC之成型溫度TF及 低於該成型溫度至少55〇C之液相溫度TL。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含 B203 小於12重量％ Al2〇3 9-15 重量 °/〇 ; MgO 8-15重量0/〇 ; CaO 0-4重量％ ; Si02 60-68重量％ ; Li20 > 0-2重量％ ; Na20 〇-1重量％ ; K20 0-1重量％ ; Fe203 〇-1重量％ ; f2 〇-1重量％ ;及 Ti02 〇-2重量％ ; 其中該玻璃展示小於6.7之介電常數（Dk)及在1〇〇〇泊黏度下
S 158853.doc -23· 201223904 :大於1370 C之成型溫度(Tf)且其中Li2〇含量大於ν&2〇含 里或κ：2〇含置。在一些實施例中，含量為重量％。 適用於本發明一些貫施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含
Si02 60-68重量 ％ ; B2O3 7_12重量％ ; Al2〇3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 〇-3重量％ ; Li20 0.4-2 重量 ％ ; Na20 0-1重量％ ; K20 〇- 1重量％ ; Fe203 0 -1重量％ ; f2 0-1重量％ ;及 Ti02 0-2重量％ ; 其中該玻璃展示小於5.9之介電常數（Dk)及在1 〇〇〇泊黏度下 不大於1300eC之成型溫度（TF)且其中ho含量大於Na2〇含 量或K20含量。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物’該玻螭組合物基本上由下列組 成：
Si02 60-68 重量 °/〇 ; B2O3 7-11重量％ ; Al2〇3 9-13重量％ ; 158853.doc -24·
201223904
MgO 8-13重量％ ; CaO 0-3重量％ ; Li2〇 0.4-2 重量 ％ ; Na2〇 0-1重量％ ; K20 0-1重量％ ; (Na20+K20+Li20) 0-2 重量0/〇 ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ;及 Ti〇2 0-2重量％ ; 其中Li20含量大於Na20含量或K20含量。在一些實施例 中，CaO含量為0-1重量％。在包含0-1重量％ CaO含量之一 些實施例中，B203含量不超過10重量％。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含
Si02 60-68 重量 ％ ; B2O3 7-1〇重量％ ; Al2〇3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-4重量％ ; Li20 > 0-2重量％ ; Na2〇 0-1重量％ ; K2〇 0-1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 0-1重量°/〇 ; 158853.doc -25- 201223904
Ti〇2 0-2重量％;及 其他成份0-5重量％ ; 其中U2〇含量大於Na2〇含量或K2〇含量。在一些實施例 中’該等成伤經選擇以提供在1 MHz頻率下介電常數（Dk) 小於6.7之玻璃。在其他實施例中，該等成份經選擇以提 供在1 MHz頻率下介電常數（Dk)小於6之玻璃。在又一些實 施例中，該等成份經選擇以提供在1 MHz頻率下介電常數 (Dk)小於5.8之玻璃。在一些實施例中，該等成份經選擇以 提供在1 MHz頻率下介電常數（Dk)小於5.6之玻璃。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si〇2 53.5-77重量％ ; B2〇3 4.5-14.5重量0/〇 ; ai2o3 4.5-18.5重量％ ; Mg〇 4-12.5重量％ ; CaO 0-10.5 重量 ％ ; Li2〇 0-4重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K2〇 〇-1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti〇2 〇-2重量。/。；及 其他成份總計0 - 5重量％。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 158853.doc -26- 201223904 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si02 60-77 重量 ％ ; B2O3 4.5-14.5 重量 ％ ; AI2O3 4.5-18.5重量 ％ ; MgO 8-12.5 重量 ％ ; CaO 0-4重量％ ; Li20 0-3重量°/〇 ; Na2〇 〇-2重量％ ; K20 0-1重量％ ; FC2〇3 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si〇2 至少60重量％ ; B203 5-11重量％ ; A1203 5-18重量％ ; MgO 5-12重量％ ; CaO 0-10重量％ ; Li20 0-3重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K20 0-1重量％ ; FC2O3 0-1重量％ ;
S 158853.doc -27- 201223904 0-2 重量 ％ ;
Ti02 〇-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si〇2 60-68 重量 ％ ; B2〇3 5-10重量％ ; ai2〇3 10-18重量％ : Mg〇 8-12重量％ ; CaO 0-4重量％ ; U2〇 0-3重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K20 0-1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物’該玻璃組合物包含：
Si02 62-68重量 ％ ; B2O3 7-9重量％ ; AI2O3 11-18重量％ ; MgO 8-11重量％ ; CaO 1-2重量％ ; 158853.doc 201223904
Li20 1-2重量％;
Na2〇 0-0.5重量％; K2〇 0-0.5重量％;
Fe2〇3 0-0.5重量％; p2 0.5-1重量％;
Ti〇2 0-1重量％ ;及 其他成份總計0-5重量。/〇。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si02 62-68重量％ ; B2〇3 小於約9重量％ ; ai2〇3 10-18重量 ％ ; Mg〇 8-12重量％ ;及 CaO 0-4重量％ ; 其中該玻璃展示小於6.7之介電常數（Dk)及在1000泊黏度下 不大於1370°C之成型溫度（TF)。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含： ®2〇3 小於14重量°/。； Al2〇3 9-15重量％ ; Mg〇 8-15重量％ ’ CaO 0-4重量％ ;及 Si〇2 60-68 重量 ％ ; 其中該玻璃展示小於6.7之介電常數（Dk)及在1〇〇〇泊黏度下 5 158853.doc • 29· 201223904 不大於1370°C之成型溫度（TF)。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含： B203 小於9重量％ ; Α】203 11 -18 重量 ％ ; MgO 8-11重量％ ; CaO 1-2重量％ ;及 Si02 62-68重量0/〇 ; 其中該玻璃展示小於6.7之介電常數（Dk)及在1000泊黏度下 不大於1370°C之成型溫度（TF)。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si02 60-68 重量 ％ ; B2O3 7-13重量％， AI2O3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-3重量％ ; Li20 0.4-2重量 ％ ; Na2〇 0 -1重量％ ; K20 〇 -1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 〇 -1重量％ ;及 Ti02 0-2重量％ ; 其中該玻璃展示小於5.9之介電常數（Dk)及在1〇〇〇泊黏度下 158853.doc -30- 201223904 不大於13 00°C之成型溫度（TF)。 適用於本發明一些實施例之玻璃纖維或玻璃纖維股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含：
Si02 60-68 重量 ％ ; B2O3 7-11重量％ ; AI2O3 9-13重量％ ; MgO 8-13重量％ ; CaO 〇-3重量％ ; Li20 0.4-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; κ2ο 0-1重量％ ; (Na20+K20+Li20) 0-2重量 ％ ;
Fe203 〇-1 重量 ％ ; 〇-1重量％ ;及 Ti〇2 0-2 重量 ％。 除上文所述本發明之特徵以外或代替該等特徵，可利用 本文所述玻璃組合物之一些實施例來提供耗散因子（Df)低 於標準電子E-玻璃之玻璃。在一些實施例中，在1 ^Ηζ下 DF可不超過0.0150 ’且在其他實施例中在1 ghz下不超過 0.0100 。 在玻璃組合物之一些實施例中。在1 GHz下DF不超過 0.007 ’且在其他實施例中在1 GHz下不超過0.003，且在又 一些實施例中在1 GHz下不超過0.002。 在一些實施例中’可用於玻璃纖維或玻璃纖維股之玻璃 158853.doc •31· 201223904 組合物之特徵在於相對較低含量的Ca〇 ,例如， 4 0 - 4重量 %之數量級。在又一些實施例中，Ca〇含量可兔 J芍約〇·3重量 %之數量級。在又一些實施例中，Ca〇含量可為約〇 2重 %之數量級。一般而言，最小化Ca〇含量以改良電性質 且在一些實施例中已將Ca〇含量減少至低含量以便其可見 為可選成份。在一些其他實施例中，Ca〇含量可為約1 2 量0/❶之數量級。 、重 另一方面，此類玻璃之MgO含量相對較高，其中在—此 實施例中’ MgO含量為Ca〇含量的兩倍（以重量％計）。: 些實施例可具有大於約5_0重量％之MgO含量，曰+ # 施例中MgO含量可大於8.0重量％。在一些實施例中:、該等 組合物之特徵在於MgO含量，例如，約8_13番 人 J至夏 /〇之數量 級。在又一些實施例中，MgO含量可為約912重量％之數 量級。在一些其他實施例中，Mg0含量可為約8_12重量％ 之數量級。在又-些其他實施例中，Mg〇含量可為約8_1〇〇 重量％之數量級。 在一些實施例中，可用於玻璃纖維或玻璃纖維股之組合 物之特徵在於（MgO+CaO)含量，例如，其小於16重量％。 在又一些實施例中，（MgO+CaO)含量小於13重量％。在一 些其他實施例中，（MgO+CaO)含量為7_16重量。在又一 些其他實施财，（吨0心0)含4可為約1〇13重量％之數 量級。 在又一些其他實施例中，該等組合物之特徵可在於 (Mg0+Ca0)/(Li2〇+Na2〇+K2〇)含量之比率為約9 〇之數量 158853.doc -32- 201223904 級。在某些實施例中，Li2〇/(MgO+CaO)含量之比率可為 約0-2.0之數量級。在又一些其他實施例中， Li2〇/(MgO+CaO)含量之比率可為約1_2 〇之數量級。在某 些實施例中，Li2〇/(MgO+CaO)含量之比率可為約i 〇之數 量級。 在一些其他實施例中，（Si〇2+B2〇3)含量可為7〇_76重量 %之數量級》在又一些實施例中，（Si〇2+B2〇3)含量可為几 重量％之數量級。在其他實施例中，（Si〇 73重量%之數量級。在又一些實施射，二= 重量。/。之比率為丨至3之數量級。在一些其他實施例 中，Al2〇3重量％與32〇3重量％之比率為1 5至25之數量 級。在某些實施例中’ si〇2含量為65·68重量％之數量級。 如上文所述，先前技術之一些低Dk組合物具有需要包含 大里BaO之缺點，且應注意，在用於本發明—些實施例之 玻璃組合物之一些實施例中無需㈣。儘管本發明之有利 電性質及製造性質不排除Ba〇之存在，但不存在㈣之故 意納入可被視為本發明-些實施例之額外優點。因此，本 發明之實施例之特徵可在於存在小於1.0重量。/。Ba0。在僅 存在痕量雜質之彼望香:& μ 士 ^ _ Α 4貫粑例中，BaO含量之特徵可在於 超過0.05重量％。 ' 可用於本發明—些實施例之組合物所包括B2〇3之量少於 依賴高B2〇3於達成低仏之先前技術方法。此導致顯著地節 約成本。在一歧會 am山 ^ —&例中，B2〇3含量需不超過13重量0/戍 不超過12重量％。士政α ^ 本發明之一些實施例亦屬於電子Ε-玻璃 158853.doc -33· 201223904 之ASTM定義，即，不超過10重量％]32〇3。 在一些實施例中，該等組合物之特徵在於Ah含量例 如，約5-11重量％之數量級。在一些實施例中，B2〇3含量 可為6-11重量％。在一些實施例中，ία含量可為69重量 °/〇。在一些實施例中，ΙΑ含量可為51〇重量％。在一些 其他實施例中’ B2〇3含量不大於9重量％。在又一些其他 實施例中’ B2〇3含量不大於8重量〇/0。 在一些實施例中，可用於本發明一些實施例之組合物之 特徵在於Ah〇3含量’例如約5-18重量❶/。之數量級。在一此 實施例中，Ah〇3含量可為9-18重量％。在又一些實施例 中’ Al2〇3含量為約10_18重量％之數量級。在一些其他實 施例中’ Al2〇3含量為約10_16重量％之數量級。在又一些 其他實施例中’ Al2〇3含量為約l(M4重量％之數量級。在 某些實施例中，Al2〇3含量為約11_14重量％之數量級。 在一些實施例中，LhO係可選成份。在一些實施例中， 該等組合物之特徵在於LhO含量，例如約〇.4_2_〇重量❶/0之 數量級。在一些實施例中，LhO含量大於（Na2〇+K2〇)含 I。在一些實施例中，（Li2〇+Na20+K20)含量不大於2重量 %。在一些實施例中，（Li2〇+Na2〇+K2〇)含量為約卜2重量 %之數量級。 在某些實施例中，本發明組合物之特徵在於Ti〇2含量， 例如約0-1重量％之數量級。 在上文所闡述組合物之一些實施例中，該等成份經配比 以得到介電常數低於標準E_玻璃介電常數之玻璃。參照標 158853.doc •34· 201223904 準電子E-玻璃進行比較，在1 MHz頻率下此可小於約6 7。 在其他實施例中，在1 MHz頻率下介電常數（Dk)可小於6。 在其他實施例中，在i MHz頻率下介電常數（Dk)可小於 5.8。其他實施例在丨河112頻率下展示小於5 6或甚至更低 之介電常數（Dk)。在其他實施例中，在丨MHz頻率下介電 常數（Dk)可小於5.4。在又一些實施例中，在i MHz頻率下 介電常數（Dk)可小於5.2。在又一些實施例中，在】河112頻 率下介電常數（Dk)可小於5.0。 上文所闡述之組合物亦可具有有益於玻璃纖維實際商業 製造之合意溫度-黏度關係。一般而言，與先前技術之d_ 玻璃類型的組合物相比，製造纖維需要更低之溫度。合意 特性可以多種方式表現，且其可藉由本文所述組合物之一 些實施例單獨或組合獲得。舉例而言，可製備在上文所闡 述範圍内之某些玻璃組合物，該等玻璃組合物在丨〇〇〇泊黏 度下展示不大於1370°C之成型溫度（tf) ^ —些實施例之Tf 不大於1320 C、或不大於1300°C、或不大於1290°C、或不 大於1260X：、或不大於1250T：。此等組合物亦可涵蓋成型 /並度與液相溫度（TL)之差為正數之玻璃，且在一些實施例 中’成型溫度比液相溫度大至少551，此有利於自此等玻 璃組合物商業製造纖維。 一般而言’最小化用於形成玻璃纖維或玻璃纖維股之玻 璃組合物之驗性氧化物含量可幫助降低Dk。在期望優化以 減少之彼等實施例中’鹼性氧化物總含量可不超過玻璃組 合物之2重量％。在一些實施例中，已發現最小化Na2〇及 c 158853.doc •35· 201223904 Κ：2〇比LhO在此方面更有效。驗性氧化物之存在通常使得 成型溫度較低。因此’在提供相對較低成型溫度優先之本 發明彼等實施例中，大量納入Li2〇，例如至少0.4重量％。 出於此目的’在一些實施例中，Li20含量大於Na20或K2〇 含量，且在其他實施例中LiaO含量大於Na20與Κ20含量之 總和，在一些實施例中為其兩倍或更多倍。 在一些實施例中一個有利態樣依賴於玻璃纖維工業中習 用之成份及避免大量原料來源昂貴之成份。對於此態樣而 言，即使不需要，亦可納入除彼等於玻璃組成定義中明確 闡述之成份以外的成份’但總量不大於5重量％。此等可 選成份包括熔融助劑、澄清助劑、著色劑、痕量雜質及其 他熟習玻璃製造者已知之添加劑。相對於一些先前技術低 Dk玻璃’本發明之組合物中無需Ba〇，但無法排除納入少 量BaO(例如，至多約1重量％)。同樣，在本發明中無需大 量ZnO ’但在一些實施例中可納入少量（例如，至多約2.0 重量％)。在可選成份最小化之本發明之彼等實施例中，可 選成份之總量不超過2重量％或不超過1重量％。另一選擇 為’據稱本發明之一些實施例可基本上由指定成份組成。 批料成份之選擇及其成本主要取決於其純度要求。例如 用於E-玻璃製造之典型市售成份含有呈各種化學形式之
Na20、K2〇、Fe203 或 FeO、SrO、F2、Ti02、S03 等雜質。 此等雜質之大多數陽離子藉由與玻璃中之si〇2及/或b2〇3 形成非橋接氧可增加玻璃之Dk。 硫酸鹽（表示為SO3)亦可作為精製劑存在。亦可存在少 158853.doc 36· 201223904 量來自原料或來自熔融製程期間污染之雜質，例如心〇、 BaO、Cl2、P2〇5、Cr2〇3或Ni0(不限於此等特定化學形 式）^亦可存在其他精製劑及/或加工助劑，例如、 Mn〇、Mn〇2、Sb203或Sn02(不限於此等特定化學形式）。 此等雜質及精製劑（若存在）通常各自以小於總破璃組>合物 之〇·5重量％之量存在。視情況，可將元素週期表稀土族之 兀素添加至本發明之組合物中，包括原子序數幻（s^、Μ (Υ)及57 (La)至71 (Lu)。此等可充當加工助劑或用以改良 玻璃之電性質、物理性質（熱性質及光學性質）、機械性質 及化學性質。考慮到原始化學形式及氧化態，可納入稀土 添加劑。添加稀土元素視為可選的，尤其在具有最小化原 料成本之目的之本發明之彼等實施例中，此乃因即使在低 /辰度下其亦可增加批料成本。在任一情形下，其成本通常 可指示稀土組份（以氧化物形式量測）（若包括）以不大於總 玻璃組合物之約〇.1_10重量％之量存在。 尤其與E-玻璃纖維、由E-玻璃形成之玻璃纖維股及相關 產品相比’玻璃纖維、玻璃纖維股及其他納入該等纖維或 股之產品可在一些實施例中展示合意機械性質。該等機械 性質可在本發明複合物（或納入複合物之面板）之一些實施 - 例中係有盈的。舉例而言，尤其與Ε·玻璃纖維相比，玻璃 纖維之一些實施例可具有相對較高之比強度或相對較高之 比模數。比強度係指抗拉強度（以N/m2計）除以比重（以 N/m計）。比模數係指楊氏模數（以N/m2計）除以比重（以 N/m計）。具有相對較高比強度及/或相對較高比模數之玻 158853.doc •37- 201223904 璃纖维在期望增加機械性質或產品性能同時減少複合物總 重之抗衝擊或抗撞擊應用中可能係合意的。 如業内已知，玻璃纖維在形成後通常至少部分地經上漿 組合物塗佈。一般而言，用於形成本發明複合物之玻璃纖 維可至少部分地經上漿組合物塗佈。熟習此項技術者可根 據多種因素為玻璃纖維選擇多種市售上漿組合物中之一 者，該等因素包括（例如）上漿組合物之性能性質、所得織 物之預期撓性、成本及其他因素。可用於本發明一些實施 例之市售上漿組合物之非限制性實例包括常用於單一末端 粗紗上之上漿組合物，例如Hybon 2026、Hyb〇n 2〇〇2、
Hybon 1383、Hybon 2〇〇6、Hybon 2〇22、Hyb〇n 2〇32及 Hybon 2016、TufRov 4588 ;以及常用於紗線上之上漿組 合物，例如1383、611、900、610及690等，其中每一者皆 係指購自PPG Industries公司之上漿組合物產品。對於擬用 於強化聚一環戊二稀樹脂之玻璃纖維而言，適宜上漿組合 物可包括Hybon 2026或彼等美國專利第6,89〇,〇5〇號中所述 之上漿組合物，該專利以引用方式併入本文中。如上文所 述，在一些實施例中，本發明之複合物可包含經佈置以形 成織物之複數根玻璃纖維。可使用熟習此項技術者已知之 用於衝擊應用之任一適宜織物設計。適宜織物可包括使用 標準紡織設備（例如，劍杆式織機、片織造織機或喷氣織 機）製造之織物。該等織物之非限制性實例包括平織織 物、斜紋織物、敵紋織物及锻織織物。在本發明之一些實 施例中亦可使用缝編或無捲曲織物。該等織物可包括（例 158853.doc -38- 201223904 如）單向、雙轴及三轴無捲曲織物。另外，在本發明之一 些實％例中亦可使用3D織造織物。該等織物可使用多臂機 或k ib機龍頭使用具有開口之多層經紗末端來製造。 如上文所述，本發明之複合物可包含經紗及緯紗◎可使 用熟習此項技術者已知之用於衝擊應用之任何適宜經紗及 緯、V。舉例而§，在一些實施例中，經紗可包含藉由聚集 G75紗線、DE75紗線及/或〇£15〇紗線之若干末端所製造的 250每镑碼數（yieid)之合股粗紗。 如上文所述，在一些實施例中，本發明之複合物可包含 聚合物樹脂。可使用各種聚合物樹脂。已知可用於諸如抗 衝擊或抗爆炸應用等高能量撞擊應用之聚合物樹脂尤其可 用於一些實施例中。在一些實施例中，聚合物樹脂可包含 熱固性樹脂。可用於本發明一些實施例之熱固性樹脂系統 可包括但不限於環氧樹脂系統、基於驗系樹脂之樹脂、聚 酯、乙烯基酯、熱固性聚胺基甲酸酯、聚雙環戊二烯 (pDCPD)樹脂、氰酸酯及雙·馬來醯亞胺。在一些實施例 中’聚合物樹脂可包含環氧樹脂。在一些實施例中，聚合 物樹脂可包含聚二環戊二烯樹脂。在其他實施例中，聚合 物樹脂可包含熱塑性樹脂。可用於本發明一些實施例之熱 塑性聚合物包括但不限於聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺（包括 耐綸）、聚對苯二曱酸丁二酯、聚碳酸酯及熱塑性聚胺基 曱酸酯（TPU)。可用於本發明一些實施例之聚合物樹脂之 非限制性實例包括具有1366固化劑之Hexion RIMR 135環 氧树月曰（購自 Hexion Specialty Chemicals, Columbus，Ohio) 158853.doc -39- 201223904 及 Applied Poleramic MMFCS2 環氧樹脂（購自 Applied Poleramic公司 ’ Benicia，California)。可用於本發明一些 實施例之二環戊二烯樹脂以及觸媒及/或其他可用於固化 樹脂之材料係自Materia公司（Pasadena，CA)購得。 實例 現將在以下特定非限制性實例中闡釋本發明之一些實例 性實施例。 實例1 可用於本發明一些實施例之玻璃纖維之物理性質係在受 控處理條件下量測且列示於表1中。納入標準E-玻璃纖維 之物理性質用於參考。表1中之「比模數」係楊氏模數 (Young’s modulus)(以N/m2計）除以比重（以N/m3計），其係 在296±2 K (23±2°C)之溫度及50±5%之相對濕度下量測。 表1中「比拉伸強度」係最終拉伸強度（以N/m2計）除以比 重（以N/m3計），其係在296±2 K (23±2。(：）之溫度下量測。 如熟習此項技術者所瞭解，使用根據ASTM D3379-75 (1989)el 「Standard Test Method for Tensile Strength and Young's Modulus for High-Modulus Single-Filament Materials」 之程序測試單一纖維拉伸強度。該測試涉及量測/拉斷在 同一天於4小時内製備之65至72根個別纖維。如藉由X-射 線螢光光譜所量測，表1中樣品1之玻璃纖維包含玻璃組合 物，該玻璃組合物包含 Si02 65.80 重量 ％; B2〇3 8.90重量％; 158853.doc •40· 201223904 A1203 12.35 重量 ％ ; MgO 10.27 重量 ％ ; CaO 1.52重量％ ; Na2〇 0.27重量％ ; κ2ο 〇.13重量％ ; Fe2〇3 0.17 重量 °/〇 ; f2 0.35重量％ ; Ti〇2 0.14重量％ ; SrO 0.02重量％ ; S03 0.00重量％ ZrO 0.06重量％ ;及 Cr203 0.01 重量 °/〇。 表1. E-玻璃及可用於本發明一些實施例之玻璃組合物之性質之 比較。 E-玻璃 樣品1 成型溫度，TF(°C) 1157 1290 液相溫度，TL(°C) 1056 1220 Tf.Tl(〇C) 101 70 折射率 1.563 1.510 纖維密度(g/cm3) 2.59 2.41 纖維拉伸強度(MPa) 3221 3533 纖維模數(GPa) 73 71.6 破壞應變(％) 4.12 5.16 比拉伸強度(l(T3m) 118.51 156.13 比模數(l(T6m) 2.87 3.03 s 158853.doc -41- 201223904 實例2 為評價本發明—些複合物之強度，在劍桅式織機上製造 可用於本發明一些實施例之8 oz/yd2單向織物並用高模數 環氧樹脂（Hexion RIMR 135)灌注以進行機械性質表徵。該 等織物包含經澱粉-油上漿組合物上漿之e_225紗線，且該 等紗線包含玻璃纖維，該等玻璃纖維包含表丨中樣品丨之玻 璃組合物。亦用E-玻璃進料（inPut)來製造等效單向織物及 複合物作為對照。使用真空辅助樹脂灌注技術來製備包含 早向織物之複合物。為製備複合物，將經長絲纏繞之單向 纖維預成型件切割成預期大小並置於經聚矽氧釋放處理之 玻璃桌上。然後用剝離板層覆蓋該堆疊，裝配流動增強介 質，並使用耐綸袋膜進行真空裝袋。然後，對所謂的「預 成型件」施加約27英吋Hg之真空壓力。單獨地，將胺可固 化環氧樹脂與胺固化劑以樹脂製造商所推薦之比例混合。 然後在真空室中使組合樹脂脫氣3G分鐘並灌注至織物預成 ，件中直至織物堆疊完全濕透。此時，將該桌用熱毯(設 定為約45t：至5(TC之溫度）覆蓋12小時。然後將所得剛性 複合物脫模並在可程式化對流烘箱中在約176V下後固化5 小時。 本發月複口物及對照E_玻璃複合物之_些所量測機械性 質員不於下文表2中。若合適，亦列示每一機械性質之相關 心準ISO方法。此等標準方法中每—者之全部内容皆以引用 并本文中表2顯示在等效纖維重量份數下本發明複 合物之拉伸性能與市fE_玻璃纖維複合物相比有所增加。 158853.doc •42· 201223904 表2. E-玻璃複合物與本發明之複合物性質之比較。 ISO方法 E-玻璃 樣品2 拉伸強度 平均值(MPa) ISO 527 350.4 390 COV (%) — 4.34 3.08 比重 - 1.78 1.73 平均玻璃含量(％) ISO 1172 63.65 62.89 平均樹脂含量(％) ISO 1172 36.35 37.11 平均空隙含量(％) 0 1.71 平均面板厚度(mm) — 0.796 0.816 實例3 藉由以不同面密度製造並測試面板來評價各種複合物之 衝擊性能。作為參考，用講自AGY (Aiken, South Carolina) 之標準S-2 Glass® (24 oz/yd2)織造粗紗並用購自PPG Industries公司之 Hybon 2006 (25 oz/yd2) E-玻璃織造粗紗 來製備參考面板。用於參考面板之對照聚合物樹脂基質材 料係購自 Applied Poleramic (Benicia, California)之 MMFCS2 Epoxy。對不同面密度下之0.30 cal FSP來篩選參 考面板。根據MIL-STD-662F來計算六點衝擊限值（V50)。 另外，在兩個代表參考面板上實施損壞分析以確定由衝擊 事件造成的損壞程度。對於此分析而言，使用影像分析軟 體來量測在高強度光下於面板中所觀察到之六個最大損壞 圖案，並計算平均損壞區。 為與包含S-2 Glass®及E-玻璃之參考面板進行比較，如 下製備本發明之實例性複合物。使用玻璃球熔融纖維製造 158853.doc -43- 201223904 技術來形成可用於本發明之玻璃纖維之粗紗。製造固定數 量之小G150成型絲餅，且隨後加撚並合股成250每磅碼數 之纖維玻璃粗紗。該粗紗包含經1383上漿組合物處理且公 稱直徑為約9 μιη之玻璃纖維。然後在劍桅式織機上將粗紗 織造成25 oz/yd2平織織物（5.0 ppi X 5.3 ppi，其中ppi=緯數/ 英叶）。使用賭自 Applied Poleramic (Benicia, California)之 基準環氧樹脂MMFCS2 Epoxy經由樹脂灌注以2 lb/ft2及5 lb/ft2製造包含本發明複合物之面板，分別對0,30 cal FSP 及0.50 cal FSP進行衝擊篩選。該等面板之物理特性及衝 擊性能提供於下文表3中。表4提供包含本發明複合物之面 板與包含包含E-玻璃及S-2 Glass®複合物之面板之衝擊性 能的比較。表3及4指示在相當面密度下，包含本發明複合 物之面板與包含E-玻璃之面板相比意外地展示顯著增加之 衝擊性能，且不優於包含昂貴S-2 Glass®之面板。另外， 在包含本發明複合物之面板上所觀察到之損壞與針對包含 S-2 Glass®之面板所計算之損壞程度相當，但包含E-玻璃 之面板展示更少之損壞。 表3.包含本發明複合物之面板之物理特性及衝擊性能。 複合物： 1 2 3 4 5 6 7 8 織物面密度 (oz/yd2) 23 23 24 24 25 25 25 25 層數 8 8 8 8 20 20 20 20 總織物面密度 (oz/yd2) 184 184 192 192 500 500 480 480 面板面密度(AD) (lb/ft2) 1.92 1.92 2.048 2.048 4.83 4.84 4.93 4.9 面板重量(lb) 3 2.9 3.2 3.2 19.31 19.34 19.5 19.4 面板厚度(mm) 5.23 5.41 5.97 5.92 12.80 13.13 13.46 13.28 玻璃含量(％) 73.79 71.89 68.08 67.95 71.41 71.5 70.2 71.51 威脅 0.30 cal FSP 0.30 cal FSP 0.30 cal FSP 0.30 cal FSP 0.50 cal FSP 0.50 cal FSP 0.50 cal FSP 0.50 cal FSP V5〇(fps) 1075 1067 1116 1137 1444 1430 1399 1363 V5〇/面板AD 560 556 545 555 299 296 284 278 • 44· 158853.doc 201223904 表4.包含本發明複合物之面板（1-8)與包含S-2 Glass®及E-玻璃 之面板（9-19)之衝擊性能的比較。 面板 玻璃 面板A.D. (lb/ft2) 0.30 cal V50值 (fps) 0.50 cal V50 值(fps) 9 E-玻璃 1.96 983 ~ 10 E-玻璃 1.96 973 — 11 S-2 Glass® 1.98 1140 — 12 S-2 Glass® 2.08 1176 — 13 S-2 Glass® 1.99 1136 — 14 S-2 Glass® 1.98 1134 — 1 本發明 1.92 1075 — 2 本發明 1.92 1067 — 3 本發明 2.048 1116 — 4 本發明 2.048 1137 — 15 E-玻璃 4.8 — 1185 16 S-2 Glass® 4.77 — 1391 17 S-2 Glass* 4.72 — 1419 18 S-2 Glass® 4.72 — 1376 19 S-2 Glass® 4.81 — 1378 5 本發明 4.83 -- 1444 6 本發明 4.84 — 1430 7 本發明 4.93 — 1399 8 本發明 4.90 — 1363 實例4 根據美國國家司法研究所（National Institute of Justice, NIJ)標準0108.01來評價其他複合物之衝擊性能。作為參 考，用購自 PPG Industries 公司之 Hybon 2006 (24 oz/yd2) E-玻璃織造粗紗來製備參考面板。用於參考面板之對照聚 合物樹脂基質材料係購自Applied Poleramic (Benicia, California)之MMFCS2 Epoxy。 為與包含E-玻璃之參考面板進行比較，如下製備本發明 之實例性複合物。使用直接熔融纖維製造爐來形成可用於 本發明之玻璃纖維之粗紗。製造固定數量之小DE1 50成型 絲餅，且隨後加撚並合股成250每磅碼數之纖維玻璃粗
S 158853.doc -45- 201223904 紗。該粗紗包含經13 83上漿組合物處理且公稱直徑為約 6.5 μιη之玻璃纖維。然後在劍桅式織機上將粗紗織造成24 oz/yd2平織織物（5.0 ppi X 5.3 ppi，其中ppi=緯數/英11寸）。 使用購自 Applied Poleramic (Benicia, California)之基準環 氧樹脂MMFCS2 Epoxy經由樹脂灌注來製造包含本發明複 合物之面板。 抵抗.44 mag 240 SWCGC射彈來測試複合物。NIJ標準 0108.01測試之結果匯總於下文表5中。 表5.包含本發明複合物之面板之物理特性及衝擊性能。 面板 漿液 層數 樹脂 面密度(lb/ft2) V5〇 本發明 1383 22 MMFCS2 5.29 1857 本發明 1383 20 MMFCS2 4.39 1580 E-玻璃 2006 22 MMFCS2 5.46 1648 E-玻璃 2006 20 MMFCS2 5.01 1529 表5指示與由E-玻璃形成之面板相比，包含本發明複合 物之面板在等效面密度下得到更高之V5〇或在更低面密度 下得到等效V50。 實例5 此實例中之玻璃係藉由在10%Rh/Pt坩堝中在介於1500°C 與1550°C間之溫度（2732°F至2822°F)下將呈粉末形式之試 劑級化學品混合物熔融4小時來製備。每一批料為約1200 克。在4小時熔融期後，將溶融玻璃倒在鋼板上淬火。為 補償B2〇3揮發損失（對於1200克批量而言，在實驗室批料 熔融條件下通常為總目標B203濃度的約5%)，將批料計算 中之硼滯留因子設定為95%。未調節批料中其他揮發性物 質（例如氟化物及鹼性氧化物）之發射損失，此乃因其在玻 158853.doc -46- 201223904 璃中濃度低。實例中之組合物代表分批組合物。由於在製 備玻璃期間使用試劑級化學品並適當調節b2o3，故將所闡 釋分批組合物視為接近所量測組合物。 分別藉由使用ASTM測試方法C965 「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point，」 及 C829 「Standard Practices for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method」來測定 熔體黏度隨溫度及液相溫度之變化。 每一玻璃樣品皆使用具有40 mm直徑及1-1.5 mm厚度之 經拋光盤進行電性質及機械性質量測，該等玻璃樣品由退 火玻璃製成。藉由ASTM測試方法D150 「Standard Test
Methods for A-C Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulating Materials」 自1 MHz至1 GHz測定每一玻璃之介電常數（Dk)及耗散因子 (Df)。根據該程序，在25°C及50%濕度下將所有樣品預處 理40小時。使用ASTM測試方法C729 「Standard Test
Method for Density of Glass by the Sink-Float Comparator」對 玻璃密度實施選擇性測試，其中所有樣品皆經退火。 對於所選組合物，使用微壓痕法來測定楊氏模數（在壓 頭卸載循環中，來自壓痕負載-壓痕深度曲線之初始斜率） 及微硬度（來自最大壓痕負載及最大壓痕深度）。對於該等 測試，使用已測試Dk及Df之同一盤樣品。實施5次壓痕量 測以獲得平均楊氏模數及微硬度數據。使用市售標準參考 玻璃磚（產品名ΒΚ7)來校正微壓痕裝置。參考玻璃之楊氏 158853.doc •47- 201223904 系o.1 GPa(具有0.26 GPa之一個標準偏差）且微硬度 糸4曰1 GPa(具有GG2 GPa之—個標準偏幻其皆係基於5 次量測。 實例中之所有組成值均以重量％表示。在下表中，「e」 人揚氏模數，「H」係指微硬度；~係指長絲強度；X 「Std」係指標準偏差。 表6組合物 樣。品1至8提供玻璃組合物（表6)(以重量料广邮⑴- B2〇3 8.4-9.40/0、Al2〇3i〇.3-i6.〇〇/0、Mg0 6.5- 11.1%、CaO 1.5-5.2%、U2〇 1〇%、他2〇 〇 〇%、〖a 0.8°/。Fe203 0.2-0.8%、f2 〇_〇%、Ti〇2 〇 〇%及硫酸鹽（表 示為 S03)〇.〇%。 發現該等玻璃在1 MHz下具有5·44至5.67iDk及〇 〇〇〇6至 0.0031之Df’且在1 GHz頻率下具有5.47至6.67之Dj^O.0048至 0_0077iDf。系列ΠΙ組合物之電性質展示顯著低於標準&玻璃 (即，改良）之D]^Df，標準E-玻璃在1 MHz下D!^7.29且Df為 0.003且在 1 GHz下Dkg7.14且 1^為〇.〇168。 就纖維成型性質而言’表6申組合物具有13〇〇它至 1372°C之成型溫度（Tf)& 89它至222它之成型窗（f〇rming window) (TF-TL)。此可與TF通常在1170°C至1215°C範圍内 之標準E-玻璃嫂美。為防止在纖維成型期間玻璃失透，大 於55C之成型窗（TF_TL)係合意的。表6中所有組合物均展 示令人滿意之成型窗。儘管表6組合物之成型溫度高於E_ 玻璃，但其成型溫度顯著低於D_玻璃（通常為約141〇。〇。 158853.doc -48· 201223904 表6.可用於本發明一些實施例之一些玻璃組合物。 樣品： 1 2 3 4 5 6 7 8 Al2〇s 11.02 9.45 11.64 12.71 15.95 10.38 10.37 11.21 B2〇3 8.55 8.64 8.58 8.56 8.46 8.71 9.87 9.28 CaO 5.10 5.15 3.27 2.48 1.50 2.95 2.01 1.54 CoO 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.62 Fe203 0.39 0.40 0.39 0.39 0.39 0.53 0.80 0.27 K20 0.77 0.78 0.77 0.77 0.76 0.79 0.79 0.78 Li20 0.98 0.99 0.98 0.98 0.97 1.00 1.00 1.00 MgO 6.70 7.44 8.04 8.69 9.24 10.39 11.05 11.04 Sl(J2 66.48 67.16 66.32 65.42 62.72 65.26 64.12 64.26 性質 Dk, 1 MHz 5.62 5.59 5.44 5.47 5.50 5.67 5.57 5.50 Dk, 1 GHz 5.65 5.62 5.46 5.47 5.53 5.67 5.56 5.50 Df, 1 MHz 0.0010 0.0006 0.0016 0.0008 0.0020 0.0031 0.0012 0.0010 Df, 1 GHz 0.0048 0.0059 0.0055 0.0051 0.0077 0.0051 0.0053 0.0049 TL(°C) 1209 1228 1215 1180 1143 1219 1211 1213 TF (°C) 1370 1353 1360 1372 1365 卜 1319 1300 1316 Tf-Tl(〇C) 161 125 145 192 222 100 89 103 表7組合物 樣品9至15提供玻璃組合物：Si02 60.8-68.0% ' B203 8.6% 及 11_〇%、Al2〇3 8.7-12.2%、Mg〇 9.5-12.5%、CaO 1.0-3.0% ' Li20 0.5-1.5% ' Na20 0.5% ' K20 0.8% ' Fe203 〇·4%、F2 0_3%、Ti02 0.2¼及硫酸鹽（表示為 s〇3)〇 〇% e 發現該等玻璃在1 MHz下具有5.55至5.95之Dk及0·0002至 〇.〇〇13iDf，且在1 GHz頻率下具有5.54至5 94之以及 0.0040至0.0058之Df。表7中組合物之電性質展示顯著低於 標準E-玻璃（改良）2Dk&Df，標準E玻璃在1 MHzTDk為 7.29且 Df為 0.003 且在 1 GHz下 Dk為 7.14且 Df為 0.0168。 就機械性質而言，表7組合物具有86 5_91 5 Gpa之揚氏 換數及4.0-4.2 GPa之微硬度，二者等於或高於標準E玻 璃，標準E玻璃具有85.9 GPa之揚氏模數及3 8 Gpa之微硬 度。表7組合物之揚氏模數亦顯著高於D玻璃（基於文獻數 158853.doc -49- 201223904 據為約55 GPa)。 就纖維成型性質而言，與^^在117〇。〇至i215°C範圍内之 標準E-玻璃相比，表7組合物具有1224。(：至1365。(：之成型 溫度（TF)及6。(：至105°C之成型窗（TF-TL)。一些（但非所有） 表7組合物具有大於55。(：之成型窗（TF-TL)，在一些情況下 認為可較佳避免在商業纖維成型作業中玻璃失透。表7組 合物之成型溫度低於D-玻璃之成型溫度（141〇。〇，但高於 E-玻璃。 参7.可用於本斤明一些實施叫之一些玻璃組合物。 樣品： 9 10 11 12 13 14 15 Al2〇3 12.02 11.88 10.41 12.08 12.18 8.76 12.04 B203 10.98 10.86 9.90 8.71 8.79 8.79 8.68 CaO 1.07 2.90 2.02 2.95 Ϊ.09 1.09 2.94 F2 0.32 0.31 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 Fe2〇3 0.40 0.39 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 K20 0.78 0.77 0.79 0.79 0.79 0.79 0.78 Li20 0.50 0.49 1.00 0:50 1.51 1.51 1.49 MgO 12.35 9.56 11.10 12.41 12.51 9.81 9.69 Na20 0.51 0.51 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 Si02 60.87 62.13 63.35 61.14 61.68 67.80 62.95 Ti02 「0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 性質 Dk, 1 MHz 5.69 5.55 5.74 5.84 5.95 5.60 5.88 Dk, 1 GHz 5.65 5.54 5.71 5.83 5.94 5.55 5.86 Df, 1 MHz 0.0007 0.0013 0.0007 0.0006 0.0002 0.0002 0.0011 Df, 1 GHz 0.0042 0.0040 0.0058 0.0043 0.0048 0.0045 0.0053 TL(°C) 1214 1209 1232 1246 1248 1263 1215 Tf(°C) 1288 1314 1287 1277 1254 1365 1285 Tf-Tl (°C) 74 105 55 31 6 102 70 E (GPa) 90.5 87.4 86.8 86.5 89.6 87.2 91.5 H (GPa) 4.12 4.02 4.02 4.03 4.14 4.07 4.19 -50· 158853.doc 201223904 表8.可用於本發明一些實施例之一些玻璃組合物。 樣品： 16 17 18 19 20 Α1203 10.37 11.58 8.41 11.58 12.05 Β203 8.71 10.93 10.66 8.98 8.69 CaO 2.01 2.63 3.02 1.78 2.12 f2 0.32 0.30 0.30 0.30 0.30 Fe2〇3 0.40 0.27 0.27 0.27 0.27 κ2〇 0.79 0.25 0.25 0.16 0.10 Li20 0.50 1.21 1.53 0.59 1.40 MgO 11.06 10.04 9.65 11.65 10.57 Na20 0.52 0.25 0.57 0.35 0.15 Si02 65.13 62.55 65.35 64.35 64.35 Ti02 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 Dk, 1 MHz 5.43 5.57 5.30 5.42 Dk, 1 GHz 5.33 5.48 5.22 5.33 Df, 1 MHz 0.0057 0.0033 0.0031 0.0051 Df, 1 GHz 0.0003 0.0001 0.0008 0.0014 TL(°C) 1231 1161 1196 1254 1193 Tf(°C) 1327 1262 1254 1312 1299 Tf-Tl(〇C) 96 101 58 58 106 Tm(°C) 1703 1592 1641 1634 1633 E (GPa) 85.3 86.1 85.7 91.8 89.5 Std E (GPa) 0.4 0.6 2.5 1.7 1.5 H (GPa) 3.99 4.00 4.03 4.22 4.13 Std H (GPa) 0.01 0.02 0.09 0.08 0.05 Λ 158853.doc -51 · 201223904 表8(續） 樣品： 21 22 23 24 25 26 Al2〇3 12.04 12.04 12.04 12.04 12.04 12.54 B203 8.65 8.69 10.73 10.73 11.07 8.73 CaO 2.06 2.98 2.98 2.98 2.98 2.88 f2 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 2.00 Fe2〇3 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 κ2〇 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.40 u2〇 1.53 1.05 1.05 0.59 0.48 MgO 10.47 10.62 9.97 11.26 11.26 11.26 Na20 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.50 Si02 63.05 62.42 61.03 60.2 59.97 61.34 Ti02 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 Dk, 1 MHz 5.75 5.73 5.61 5.64 5.63 5.35 Dk, 1 GHz 5.68 5.61 5.55 5.54 5.49 5.38 Df, 1 MHz 0.004 0.0058 0.0020 0.0046 0.0040 0.0063 Df, 1 GHz 0.0021 0.0024 0.0034 0.0019 0.0023 0.0001 TL(°C) 1185 1191 1141 1171 1149 1227 Tf(°C) 1256 1258 1244 1246 1249 1301 TF-TL(°C) 71 67 103 75 100 Tm(°C) 1587 1581 1587 1548 1553 E (GPa) Std E (GPa) H (GPa) Std H (GPa) af(KPSI/GPa) 475.7/ 3.28 520.9/ 3.59 466.5/ 3.22 522.0 Std af (KPSI/GPa) 37.3/ 0.26 18.3/ 0.13 41.8/ 0.29 18.70 密度(g/cm3) 2.4209* 2.4324* 2.4348* 158853.doc -52· 201223904 表9.可 用於毛明 樣品： 二聲實施$ 1—些玻璃組合物
樣品29至62提供玻璃組合物（表丨〇)(以重量0/。計）：si〇2 53.74-76.97%、B2〇3 4.47-14.28%、a1203 4.63-15.44%、 MgO 4.20-12.16%、CaO 1.04-10.15%、Li20 0.0-3.2%、 Na20 0.0-1.61% ' K20 0.01_0.05〇/o、Fe2〇3 〇·〇6-0‘350/〇、F2 0.49-1.48¾、Ti02 0.05-0.65% 及硫酸鹽（表示為 s〇3)〇.〇-0.16%。 樣品29至62提供玻璃組合物（表1 〇)(以重量％計） (MgO+CaO)含量為 7.81-16.00%，CaO/MgO之比率為 〇.09-1.74%，（Si〇2+B2〇3)含量為 67.68-81.44%，Al2〇3/B2〇 之比 率為 0.90-1.71%，（Li20+Na20+K20)含量為 〇 ， 3.38 〇乂 且 Εί20/(Ι^20+Ν320+Κ20)之比率為 〇 〇〇_〇 95〇/。。 ， 158853.doc -53· 201223904 就機械性質而言’表10組合物具有2 331_2416 g/cm3之 纖維密度及3050-3578 MPa之平均纖維抗拉強度（或纖維強 度）。 為直測纖維抗拉強度’藉由1〇Rh/9〇pt單頭式纖維牽伸 單兀製造玻璃組合物之纖維樣品。將約85克給定組合物之 玻璃屑進給至套管式熔融單元中並在接近或等於1〇〇泊熔 體黏度之溫度下處理2小時。隨後將熔體降低至接近或等 於1000泊熔體黏度之溫度並在纖維牽伸前穩定i小時。藉 由控制纖維牽伸捲繞機之速度來控制纖維直徑以製造直徑 為約10 μιη之纖維。所有纖維樣品均係在空氣中捕獲而與 外物無任何接觸《在受控濕度介於RH與45% RH間之 房間中完成纖維牽伸。 使用配備有Kawabata C型荷重元之Kawabata KES_ Gl(Kat〇 Tech有限公司，曰本）抗拉強度分析儀來量測纖維 抗拉強度。使用樹脂黏著劑將纖維樣品安裝在紙框架條 上。向纖維施加拉力直至破壞，藉此根據纖維直徑及斷裂 應力來確定纖維強度。該測試係在室溫及介於4〇% RH至 45% RH間之受控濕度下實施。根據65至72根纖維之樣品 大小來計算每一組合物之平均值及標準偏差。 測得玻璃在1 GHz下具有4· 83至5.67之Dk及0.003至0.007 之Df。表1〇中組合物之電性質展示顯著低於標準E玻璃 (即，改良）之Dk及Df ’在1 GHz下標準玻璃之£^為7 14且 Df為 0.0168。 就纖維成型性質而言’表10組合物具有1247°C至1439°c 158853.doc 54· 201223904 之成型溫度（TF)及53°C至243°C之成型窗（TF-TL)。表10中 組合物具有l〇58°C至1279°C之液相溫度（TL)。此可與TF通 常在1170°C至1215°C範圍内之標準E-玻璃媲美。為防止在 纖維成型期間玻璃失透，大於55°C之成型窗（TF-TL)有時係 合意的。表10中所有組合物均展示令人滿意之成型窗。 表10.可用於本發明一些實施例之一些玻璃組合物。 wt% 29 30 31 32 33 Si02 64.24 58.62 57.83 61.00 61.56 AI2O3 11.54 12.90 12.86 12.87 12.82 Fe2〇3 0.28 0.33 0.33 0.33 0.32 CaO 1.70 1.04 2.48 2.48 1.08 MgO 11.69 11.63 12.16 9.31 10.69 Na20 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 K20 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 B2O3 8.96 14.28 13.15 12.81 12.30 f2 0.53 0.62 0.61 0.61 0.65 Ti〇2 0.40 0.54 0.54 0.54 0.54 Li20 0.60 0.00 0.00 0.00 0.00 S03 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 (MgO+CaO) 13.39 12.67 14.64 11.79 11.77 CaO/Mg 0.15 0.09 0.20 0.27 0.10 MgO/(MgO+CaO) 0.87 0.92 0.83 0.79 0.91 S1O2+B2O3 73.20 72.90 70.98 73.81 73.86 AI2O3/B2O3 1.29 0.90 0.98 1.00 1.04 (Li20+Na20+K20) 0.64 0.03 0.03 0.03 0.03 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.94 0.00 0.00 0.00 0.00 TL(°C) 1196 1228 1205 1180 1249 TfCC) 1331 1300 1258 1334 1332 TF-TLCC) 135 72 53 154 83 在1 GHz下之 5.26 *♦幸 *** 5.30 氺幸本 在1 GHz下之D/ 0.0017 伞* + 0.001 纖維密度(g/cm3) *** *** 氺氺氺 本丰本 纖維強度(MPa) 氺*幸 *♦丰 158853.doc -55- 201223904 表ι〇(續） wt% 34 35 36 37 38 Si〇2 63.83 65.21 66.70 60.02 53.74 Al203 10.97 10.56 10.11 12.32 15.44 Fe2〇3 0.26 0.25 0.24 0.29 0.24 CaO 2.38 2.29 2.19 4.01 3.83 MgO 10.64 10.23 9.79 9.95 10.53 Na20 0.29 0.28 0.27 0.33 0.09 K20 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 B2O3 9.32 8.96 8.57 10.48 13.94 f2 1.20 1.16 1.11 1.35 1.48 Ti02 0.36 0.35 0.33 0.41 0.65 Li20 0.70 0.67 0.64 0.79 0.02 S03 0.14 0.14 0.13 0.16 0.14 總計 100.13 100.13 100.12 100.15 100.13 (MgO+CaO) 13.02 12.52 11.98 13.96 14.36 CaO/MgO 0.22 0.22 0.22 0.40 0.36 MgO/(MgO+CaO) 0.82 0.82 0.82 0.71 0.73 S1O2+B2O3 73.15 74.17 75.27 70.50 67.68 AI2O3/B2O3 1.18 1.18 1.18 1.18 1.11 (Li2〇+Na2〇+K2〇) 1.02 0.98 0.94 1.15 0.14 Li20/(Li2〇+Na20+K20) 0.69 0.68 0.68 0.69 0.16 Ti(°C) 1255 1267 1279 1058 1175 T>(〇C) 1313 1320 1333 1266 1247 Ti-TifC) 58 53 54 208 72 在1 GHz下之认 本本* 5.46 5.43 5.56 5.57 在1 GHz下之D/ 氺氺幸 0.0036 0.0020 0.0025 0.00437 纖維密度(g/cm3) 2.402 2.408 2.352 2.416 +幸氺 纖維強度(MPa) 3310 3354 3369 3413 *** 158853.doc -56- 201223904 表ι〇(續） wt% 39 40 41 42 43 Si02 62.54 63.83 65.21 66.70 59.60 AI2O3 11.36 10.97 10.56 10.11 13.52 Fe2〇3 0.27 0.26 0.25 0.24 0.33 CaO 2.47 2.38 2.29 2.19 1.80 MgO 11.02 10.64 10.23 9.79 9.77 Na20 0.31 0.29 0.28 0.27 0.10 K20 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 B2O3 9.65 9.32 8.96 8.57 12.70 f2 1.25 1.20 1.16 1.11 1.21 Ti02 0.37 0.36 0.35 0.33 0.51 U2〇 0.73 0.70 0.67 0.64 0.41 S03 0.15 0.14 0.14 0.13 0.15 總計 100.14 100.13 100.13 100.12 100.14 (MgO+CaO) 13.49 13.02 12.52 11.98 11.57 CaO/MgO 0.22 0.22 0.22 0.22 0.18 MgO/ (MgO+CaO) 0.82 0.82 0.82 0.82 0.84 S1O2+B2O3 72.19 73.15 74.17 75.27 72.30 AI2O3/B2O3 1.18 1.18 1.18 1.18 1.06 (Li20+Na20+K20) 1.07 1.02 0.98 0.94 0.54 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.68 0.69 0.68 0.68 0.76 Ti(°C) 1238 1249 1266 1276 1083 Tf(°C) 1293 1313 1342 1368 1310 T^CC) 55 64 76 92 227 在1 GHz下之Djt 5.45 5.31 5.39 5.25 5.20 在1 GHz下之D/ 0.00531 0.00579 0.00525 0.00491 0.00302 纖維密度(g/cm3) 2.403 *** 氺本氺 氺♦♦ 氺氺氺 纖維強度(MPa) 3467 158853.doc -57- 201223904 表ι〇(續） wt% 44 45 46 47 48 Si02 59.90 60.45 62.68 65.30 65.06 AI2O3 13.23 13.06 12.28 11.51 12.58 Fe2〇3 0.34 0.35 0.20 0.19 0.25 CaO 1.86 1.58 1.65 1.39 1.25 MgO 10.14 10.50 8.74 8.18 6.56 Na20 0.10 0,10 0.10 0.09 0.13 K20 0.03 0.03 0.02 0.02 0.05 B2O3 12.40 12.29 12.69 11.89 10.03 f2 1.26 1.07 1.11 0.94 0.82 T1O2 0.53 0.55 0.51 0.48 0.07 U20 0.20 0.00 0.00 0.00 3.20 S03 0.15 0.16 0.15 0.14 0.11 總計 100.14 100.15 100.14 100.13 100.10 RO (MgO+CaO) 12.00 12.08 10.39 9.57 7.81 CaO/Mg 0.18 0.15 0.19 0.17 0.19 MgO/(MgO+CaO) 0.85 0.87 0.84 0.85 0.84 S1O2+B2O3 72.30 72.74 75.37 77.19 75.09 AI2O3/B2O3 1.07 1.06 0.97 0.97 1.25 (Li20+Na20+K20) 0.33 0.13 0.12 0.11 3.38 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.61 0.00 0.00 0.00 0.95 TLCC) 1129 1211 1201 1196 氺氺氺 TF(〇C) 1303 1378 1378 1439 *氺氺 Tf-TlCC) 174 167 177 243 氺本* 在1 GHz下之Dk 5.24 5.05 4.94 4.83 5.67 在1 GHz下之Df 0.00473 0.00449 0.00508 0.00254 0.007 纖維密度(g/cm3) 2.387 2.385 2.354 2.34 2.345 纖維強度(MPa) 3483 3362 3166 3050 3578 158853.doc 58- 201223904 表ι〇(續） wt% 49 50 51 52 53 Si02 61.14 60.83 62.45 61.88 66.25 AI2O3 12.90 13.02 12.52 12.72 10.60 Fe2〇3 0.27 0.28 0.26 0.28 0.18 CaO 1.72 1.74 1.59 1.63 3.33 MgO 9.25 9.36 8.98 9.13 5.98 Na20 0.10 0.10 0.10 0.10 0.86 K20 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 B2O3 12.70 12.70 12.29 12.38 11.44 f2 1.16 1.17 1.08 1.10 0.90 Ti〇2 0.51 0.51 0.50 0.50 0.44 u20 0.21 0.25 0.21 0.25 0.00 so3 0.15 0.15 0.14 0.14 0.00 總計 100.14 100.14 100.13 100.13 100.00 (MgO+CaO) 10.97 11.10 10.57 10.76 9.31 CaO/Mg 0.19 0.19 0.18 0.18 0.56 MgO/(MgO+CaO) 0.84 0.84 0.85 0.85 0.64 S1O2+B2O3 73.84 73.53 74.74 74.26 77.69 AI2O3/B2O3 1.02 1.03 1.02 1.03 0.93 (Li20+Na20+K20) 0.34 0.38 0.34 0.38 0.88 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.62 0.66 0.62 0.66 0.00 Ti(°C) 1179 1179 1186 1191 *** TF(°C) 1342 1340 1374 1366 *伞伞 Wl(〇C) 163 161 188 175 氺氺* 在1 GHz下之认 本♦氺 5.24 4.96 5.06 5.03 在1 GHz下之Dy 氺本氺 0.0018 0.0015 0.0014 0.0027 纖維密度(g/cm3) 2.358 2.362 2.338 伞 2.331 纖維強度(MPa) 3545 3530 3234 3161 158853.doc -59- 201223904 表ι〇(續） wt% 54 55 56 57 58 Si02 66.11 69.19 70.68 69.44 69.40 AI2O3 10.58 10.37 8.87 7.20 7.21 Fe2〇3 0.18 0.18 0.16 0.13 0.14 CaO 5.31 5.20 5.50 5.57 10.15 MgO 4.20 7.13 7.54 10.39 5.85 Na20 0.86 0.55 0.59 0.59 0.59 K20 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 B2O3 11.41 6.39 5.72 5.80 5.79 f2 0.90 0.53 0.55 0.55 0.55 T1O2 0.44 0.43 0.37 0.30 0.30 U20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 S03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 (MgO+CaO) 9.51 12.33 13.04 15.96 16.00 CaO/Mg 1.26 0.73 0.73 0.54 1.74 MgO/(MgO+CaO) 0.44 0.58 0.58 0.65 0.37 S1O2+B2O3 77.52 75.58 76.40 75.24 75.19 AI2O3/B2O3 0.93 1.62 1.55 1.24 1.25 (Li20+Na20+K20) 0.88 0.57 0.61 0.61 0.61 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Ti(°C) 伞** 本氺氺 木木* 氺氺氺 氺本* TfCC) *氺氺 氺氺氺 氺氺氺 本氺氺 Tf-TlCC) 氺丰 *本氺 在1 GHz下之D；t 氺氺木 氺本本 本氺氺 本氺孝 本氺氺 在1 GHz下之D/ 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 纖維密度(g/cm3) 2.341 纖維強度(MPa) 3372 **本 158853.doc -60- 201223904 表ι〇(續） wt% 59 60 61 62 Si〇2 69.26 71.45 74.07 76.97 A1203 8.72 5.30 7.27 4.63 Fe2〇3 0.13 0.06 0.09 0.10 CaO 4.89 5.24 4.88 5.69 MgO 9.92 10.63 4.77 5.56 Na20 0.53 0.58 0.73 1.61 K20 0.03 0.02 0.03 0.01 B2O3 5.09 4.96 6.39 4.47 f2 0.49 0.50 0.66 0.77 Ti〇2 0.27 0.05 0.17 0.19 Li20 0.69 1.20 0.95 0.00 S03 0.00 0.00 0.00 0.00 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 (MgO+CaO) 14.81 15.87 9.65 11.25 CaO/Mg 0.49 0.49 1.02 1.02 MgO/(MgO+CaO) 0.67 0.67 0.49 0.49 S1O2+B2O3 74.35 76.41 80.46 81.44 AI2O3/B2O3 1.71 1.07 1.14 1.04 (Li20+Na20+K20) 1.25 1.80 1.71 1.62 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.55 0.67 0.56 0.00 TiCC) 氺氺氺 氺幸幸 *** TVCt) 1358/1355 1331/1333 1493/1484 氺氺氺 T>T“。c) *** 在1 GHz下之 *伞幸 在1 GHz下之D/ *氺氺 纖維密度(g/cm3) 纖維強度(MPa) 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 樣品63至73提供玻璃組合物（表11)(以重量％計）：Si02 62.35-68.35%、B203 6.72-8.67%、A1203 10.53-18.04% ' MgO 8.14-11.44%、CaO 1.67-2.12% ' Li20 1.07-1.38% ' Na20 0.02%、K20 0.03-0.04%、Fe203 0.23-0.33%、F2 0.49-0.60%、Ti02 0.26-0.61 %及硫酸鹽（表示為 SO3)0_0%。 樣品63至73提供玻璃組合物（表11)(以重量％計），其中 (MgO+CaO)含量為 9.81-13.34%，CaO/MgO之比率為 0.16-
S 158853.doc -61 - 201223904 0.20，（Si〇2+B2〇3)含量為 69.59-76.02%，AI2O3/B2O3 之比 率為 1.37-2.69，（Li20+Na20+K20)含量為 1.09-1.40%，且 Li20/(Li20+Na20+K20)之比率為 0.98。 就機械性質而言，表11組合物具有2.371-2.407 g/cm3之 纖維密度及3730-4076 MPa之平均纖維抗拉強度（或纖維強 度）。以與結合表10組合物量測之纖維抗拉強度類似之方 式量測由表11組合物製成之纖維之纖維抗拉強度。 發現由該等組合物形成之纖維具有介於73.84 GPa至 81.80 Gpa間之楊氏模數（E)值。使用音波模數法在纖維上 量測該等纖維之楊氏模數（E)值。在購自Panametrics公司 (Waltham，Massachusetts)之 Panatherm 5010儀器上使用超 β波聲波脈衝技術來測定自具有所敍述組合物之玻璃熔體 牽伸之纖維之彈性模數值。使用20微秒持續時間2〇〇 kHz 脈衝來獲得伸張波反射時間。量測樣品長度並計算相應伸 張波速度（VE)。使用Micromeritics AccuPyc 1330比重計來 1測纖維密度（p)。一般而言’每一組合物實施2〇次量測並 根據式E = VE2* p計算平均楊氏模數。使用胡克定律 (Hooke’s Law)根據已知纖維強度及楊氏模數值來計算纖維 破壞應變。 發現玻璃在i GHz下具有5.20_5.54之仏及〇 〇〇1〇 〇 〇〇2〇 之Df。表11中組合物之電性質展示顯著低於標準玻璃 (即，改良）之Dk&Df ’標準E-玻璃在1 〇Ηζτΐ)ι^7 14且^ 為 0.0168。 就纖維成型性質而言，表u中組合物具有13〇3βς至 158853.doc -62· 201223904 13 88°C之成型溫度（IV)及51°C至144°C之成型窗（TV-Ti)。 表11.可用於本發明 一些實施例之一 些玻璃 組合物。 wt% 63 64 65 66 67 Si02 64.25 65.35 66.38 67.35 68.35 AI2O3 11.88 11.52 11.18 10.86 10.53 Fe2〇3 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 CaO 2.12 2.05 1.99 1.93 1.87 MgO 10.50 10.17 9.87 9.58 9.29 Na20 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 K20 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 B2O3 8.67 8.40 8.15 7.91 7.67 f2 0.60 0.58 0.56 0.54 0.53 Ti〇2 0.30 0.29 0.28 0.27 0.26 u20 1.38 1.33 1.29 1.26 1.22 so3 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 (MgO+CaO) 12.61 12.22 11.86 11.51 11.16 CaO/MgO 0.20 0:20 0.20 0.20 0.20 MgO/(MgO+CaO) 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 S1O2+B2O3 72.92 73.75 74.53 75.26 76.02 AI2O3/B2O3 1.37 1.37 1.37 1.37 1.37 (Li20+Na20+K20) 1.40 1.36 1.32 1.28 1.24 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 Tl(°C) 1241 1259 1266 1268 1287 i>rc) 1306 1329 1349 1374 1388 T>TL(〇C) 65 70 83 106 101 在1 GHz下之Djt 5.44 5.35 5.29 5.31 5.2 在1 GHz下之D/ 0.0013 0.0016 0.001 0.002 0.0013 纖維密度(g/cm3) 2.395 2.385 2.384 2.375 2.371 纖維強度(MPa) 3730 3759 3813 3743 3738 楊氏模數(GPa) 氺氺本 氺氺本 氺氺水 74.25 *** 纖維破壞應變(％) 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 5.04 氺氺氺 158853.doc -63- 201223904 表11(績） wt% 68 69 70 71 72 73 Si02 64.39 63.63 62.87 65.45 65.61 62.35 AI2O3 14.05 16.04 18.04 11.05 14.29 14.74 Fe2〇3 0.28 0.30 0.33 0.24 0.28 0.29 CaO 1.90 1.79 1.67 1.91 1.77 1.79 MgO 9.39 8.77 8.14 11.44 8.72 11.37 Na20 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 K20 0.04 0.04 0.04 0.03 0.04 0.04 B2O3 7.75 7.23 6.72 7.80 7.19 7.28 f2 0.54 0.51 0.49 0.54 0.51 0.51 T1O2 0.41 0.51 0.61 0.28 0.43 0.45 Li20 1.23 1.15 1.07 1.24 1.14 1.16 S03 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 總計 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 (MgO+CaO) 11.29 10.55 9.81 13.34 10.49 13.16 CaO/MgO 0.20 0.20 0.20 0.17 0.20 0.16 MgO/(MgO+CaO) 0.83 0.83 0.83 0.86 0.83 0.86 S1O2+B2O3 72.14 70.87 69.59 73.25 72.80 69.63 AI2O3/B2O3 1.81 2.22 2.69 1.42 1.99 2.02 (Li20+Na20+K20) 1.25 1.17 1.09 1.26 1.16 1.18 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 TL(V) 1231 1219 1236 1266 1235 1220 Tf(°C) 1349 1362 1368 1317 1379 1303 Tp-TlCC) 118 143 132 51 144 83 在1 GHz下之Da 5.4 5.38 5.39 5.54 5.52 5.58 在1 GHz下之D/ 0.0016 0.0013 0.002 0.0015 0.0016 0.0015 纖維密度(g/cm3) 2.393 2.398 2.407 *本氺 *** 丰幸幸 纖維強度(MPa) 3954 3977 4076 氺+氺 *氺氺 楊氏模數(GPa) 73.84 80.34 81.57 80.69 81.80 *** 纖維破壞應變(％) 5.36 4.95 5.00 4.68 4.72 *** 與具有類似衝擊性能之玻璃纖維及組合物相比，本發明 所有實施例可展示之多種但非必需之合意特性可包括但不 限於下列：提供具有相對較低密度之玻璃纖維；提供具有 相對較高強度之玻璃纖維；提供具有相對較高破壞應變之 玻璃纖維；提供對於給定纖維體積份數或給定組合物性能 而言具有相對較低面密度之複合物；提供可用於衝擊應用 158853.doc •64· 201223904 之玻璃纖維及複合物；及提供具有相對較低成本之玻璃纖 維及複合物。 本發明t各實施例已闡述於本發明之各標的物之實施方 案中。應認識到，此等實施例僅閣釋 此項技術者將易知其許多修改及改編， 女…一 个發明之原則。熟習 明之精神及範疇。 且此並不背離本發
158853.doc •65· S

Claims (1)

  1. 201223904 七、申請專利範圍： 1. 一種複合物，其包含： 聚合物樹脂；及 配置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃纖維，其中該複 數根玻璃纖維中之至少一者包含具有以下組成之玻璃組 ' 合物 Si02 60-68 重量 ％ ; B2〇3 7-12重量％ ; ai2o3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-4重量。/〇 ; Li2〇 0-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; k2o 0-1重量％ ; Fe2〇3 0 -1重量％ ; f2 0-1重量％ ; Ti〇2 0-2重量％ ;及 其他成份 總計0-5重量％ ; 其中該（Li20+Na20+K2〇)含量係小於2重量％，其中該 MgO含量以重量％計為CaO含量的至少兩倍，且其中該 複合物適用於抗衝擊或抗爆炸應用" 2.如請求項1之複合物’其中當藉由美國國防部裝曱v5〇衝 擊測試之測試方法標準MIL-STD-662F，1997年12月量測 時’該複合物在約2 lb/ft2之面密度及約5-6 mm之厚度下 S 158853.doc 201223904 展示至少約900 fps之0·30 cal FSP V5。值。 3. 如請求項複合物，其中當藉由美國國防部裝甲v5〇衝 擊測試之測試方法標準MIL-STD-662F，1997年12月量測 時’該複合物在約4.8-4.9 lb/ft2之面密度及約13-13.5 mm 之厚度下展示至少約1200 fps之〇_50 cal FSP V50值。 4. 如請求項1之複合物，其中該聚合物樹脂包含環氧樹 脂。 5. 如請求項1之複合物，其中該聚合物樹脂包含下列中之 至少一者：聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚對苯二曱酸丁 二酯、聚碳酸酯、熱塑性聚胺基曱酸酯、酚系樹脂、聚 醋、乙烯基酯及熱固性聚胺基曱酸酯樹脂。 6. 如°月求項1之複合物，其中該複數根玻璃纖維中之該至 少一者至少部分地經上漿組合物塗佈。 7. 如吻求項丨之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經佈置 以形成織物。 8 ·如吻求項7之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經織造 以形成該織物。 9. 如明求項7之複合物，其中該織物包含平織織物、斜紋 織物敏紋織物 '锻織織物、縫編織物或3D織造織物。 10. —種裝甲面板，其包含如請求項7之複合物。 11. 一種複合物，其包含： 聚合物樹脂；及 配置於該聚合物樹脂中之複數根玻璃 纖維，其中該複 數根玻璃纖維中之至少-者包含具有以下組成之玻璃組 158853.doc 201223904 合物 Si02 53.5-77重量％ ; B203 4.5-14.5重量 ％ ; Al2〇3 94.5-18.5重量 ％ ; MgO 4-12.5重量％ ; CaO 0-10.5 重量 ％ ; L12O 0-4重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K2〇 0-1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份 總計0-5重量％ ; 12. 13. 14. 其中該複合物適用於抗衝擊或抗爆炸應用。 如請求項11之複合物，其中當藉由美國國防部裝曱v50衝 擊測試之測試方法標準MIL-STD-662F，1997年12月量測 時’該複合物在約2 lb/ft2之面密度及約5-6 mm之厚度下 展示至少約900 fps之0.30 cal FSP V5〇值。 如凊求項π之複合物，其中當藉由美國國防部裝曱v5〇衝 擊測試之測試方法標準MIL-STD-662F，1997年12月量測 時，該複合物在約4.8-4.9 lb/ft2之面密度及約13_13.5 mm 之厚度下展示至少約丨200 fps之0.50 cal FSP V5〇值。 如請求項11之複合物，其中該聚合物樹脂包含環氧樹 脂。 ' 158853.doc g 201223904 15 ·如月求項11之複σ物，其中該聚合物樹脂包含下列中之 至/者.聚乙稀'聚丙稀、聚酿胺、聚對苯二甲酸丁 -酯、聚碳酸酯、熱塑性聚胺基甲酸酯、酚系樹脂、聚 酯、乙烯基酯及熱固性聚胺基甲酸酯樹脂。 16. 如請求項丨丨之複合物，其中該複數根玻璃纖維中之該至 少一者至少部分地經上漿組合物塗佈。 17. 如凊求項11之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經佈置 以形成織物。 18. 如請求項17之複合物’其中該複數根玻璃纖維係經織造 以形成該織物。 19. 如請求項17之複合物，其中該織物包含平織織物、斜紋 織物、皺紋織物、緞織織物、縫編織物或3D織造織物。 20. —種裝甲面板，其包含如請求項17之複合物。 158853.doc 201223904 四、指定代表圖· (一) 本案指定代表圖為：（無） (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 五、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： (無） 158853.doc
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