TW201224018A - Low density and high strength fiber glass for ballistic applications - Google Patents

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TW201224018A
TW201224018A TW100133110A TW100133110A TW201224018A TW 201224018 A TW201224018 A TW 201224018A TW 100133110 A TW100133110 A TW 100133110A TW 100133110 A TW100133110 A TW 100133110A TW 201224018 A TW201224018 A TW 201224018A
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James Carl Peters
Juan Camilo Serrano
Hong Li
Cheryl A Richards
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Description

201224018 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包含適用於諸如抗衝擊或抗爆炸應用等高 能量撞擊應用之玻璃纖維之複合物。 關於由聯邦政府發起的研究或開發的聲明 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曰申請之美國臨時專利申 請案第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 請之美國專利申請案第13/229,〇12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 續申凊案’美國專利申請案第12/94〇,764號係於2006年12 月I4曰申請之美國專利申請案第11/610,761號（現為於2010 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 里才里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合 158852.doc 201224018 , 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「Ε-玻璃」及「D•破 璃」家族的組合物。另一常用玻璃組合物係以商品名「 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貧之 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溶 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「聚 液」係指在纖維玻璃長絲形成後立即施加之塗佈組合物， 且該術語可與術語「梁料」、「上漿組合物」、「主要咬 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 维之束或股。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。然後可視需要自線軸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 158852.doc 201224018 甲面板。 在一實施例中，本發明之滿人Λ a之複合物包含聚二環戊二烯樹脂 及配置於該聚二環戊二媿蓝+日匕士 叹烯樹舳中之複數根玻璃纖維，其中
該複數根玻璃纖維中之至少一去—A y 者包含玻璃組合物，該玻璃 組合物包含：
Si〇2 60-68重量 ％ ; B2O3 7-12 重量 ％;
Al2〇3 9-15 重量 ％ ;
MgO 8-15 重量 ％ ;
CaO 〇_4重量 ％ ;
Li2〇 0-2 重量 ％ ;
Na20 0-1重量 ％ ; Κ_2〇 0-1 重量 ％ ;
Fe2〇3 〇-1 重量 ％ ; 〇-1 重量 ％ ;
Ti〇2 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％， 其中（Li2〇+Na2〇+K20)含量小於2重量％，其中岣〇含量以 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二環戊二稀樹 脂及配置該聚二環戊二婦樹脂中之複數根玻璃纖維，兑中 該複數根玻璃纖維中之至少一者包含玻璃組合物，該破璃 組合物包含
158852.doc , S 201224018
Si02 53.5-77重量 ％ ; B2〇3 4.5-14.5 重量 〇/〇 ; ai2o3 94.5-18.5 重量 ％ ; MgO 4-12.5重量％ ; CaO 0-10.5重量％ ; Li20 0-4重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K20 0-1重量％ ; Fe2〇3 0-1 重量 °/〇 ; 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2 lb/ft2之面密度及約5_6 mm之厚度下可 展示至少約900 fps之0.30 cal FSP %。值。在一些實施例 中，當藉由美國國防部裝甲Vso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/ft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。 在一些貫施例中，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 玻璃纖維經織造以形成織物。在—些實施例中，該等織物 158852.doc 201224018 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f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 伤數里、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。因此，除非說明 相反情況，否則，以下說明書中所闡述之數字參數均為可 隨本發明尋求達成之期望性質而變化的近似值。最低限度 地，且並非試圖限制申請專利範圍之等效項之原則的應 用每一數予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蜂地報告。然而，任 -數值固有地含有必'然由適用測試量測中存在之標準偏差 引起的誤差。 否 包 應進-步注意，除非清楚且明確地限於一個指示物， 則本說明書中所用單數形式「_(a，an)」及「該㈣」 括複數個指示物。 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，低介電常數从/或低耗散因子Df)， 同時提供比先前低Dk玻璃方案更有Μ商業上實際纖維成 158852.doc 201224018 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/或低纖維密度，對於給定纖維體積分數或給定複合 物性能而言，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να衝擊測試之測試方法標準mil_std_ 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0.30 cal FSP(「碎片模擬射 158852.doc 201224018 彈」）v50值，該賴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。在其他貫施例中，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v5〇值， 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Vw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
S 以下組份： Si02 60-68重量 ％ ; B2〇3 7-12重量％ ; ai2o3 9-15重量％ ; Mg〇 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％ ; 158852.doc -9- 201224018 o-i重量％ ; 0-1重量％ ; 0-2重量％ ;及
Fe2〇3 F2
Ti〇2 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，（Li2〇十Na2〇+K2〇)含量可小於2重量％且Mg〇含量以重 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。 在一些貫施例中’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 ％ ; ai2〇3 4.5-18.5 重量 ％ ; Mg〇 4-12.5 重量 ％ ; CaO 0-10.5重量％ ; U2〇 0-4重量％ ; Na2〇 〇-2重量％ ; K2〇 0 -1重量％ ; Fe2〇3 〇-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti〇2 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; • ΙΟ Ι 58852.doc
201224018 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％且MgO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。 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0 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 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之〇.3〇 cal FSP V50值。在本發明之又 一些貫施例中，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uoo fps之0.30 cal fSP v5。 值。在本發明之一些實施例中’複合物可形成面板，其中 當措由MIL-STD-662F量測時，該面板在約2 ib/ft2之面板 面密度及約5-6 mm之面板厚度下展示約9〇〇 fpS至約1140 fps之0.30 cal FSP V5。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?量測時，該面板在約4.8-4.9 113/【1;2之面 158852.doc 201224018 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0.50 cal FSP Vw。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 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1300 fps之0.50 cal FSP V50。在本發明之 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4.8-4.9 lb/ft2之面板面密度 及約13-13.5«1111之面板厚度下展示至少約14〇〇印3之〇5〇 cal FSP Vm。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/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 〇.5〇 cal FSP V50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。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 、者匕3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曱面板，且該聚合物 樹月曰包含聚二環戊二烯樹脂。在本發明之一些實施例中， 聚。物樹知可包含聚乙烯、聚丙稀、聚醒胺（包括耐綸 158852.doc •12· 201224018 (Nylon))'聚對苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、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。 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 組合物塗佈。在本發明之一些實施例中，上漿組合物可與 聚合物樹脂相容。 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之〇·3〇 cai 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 示至少約1100 fps之0.30 cal FSP ¥5()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
S I58852.doc 13- 201224018 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 面板厚度下展 示約900 fps至約1M0 fps之〇 3〇 cai 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丨2〇〇 fps之〇 5〇 cai 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 111111之面板厚度下展示至少約13〇〇印3之〇5〇 cal FSP Vsq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 藉由河11^-8丁0-662卩量測時，該面板在約4.8-4.9 11)/行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0.5 0 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-6612F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 V50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） •14- 158852.doc
S 201224018 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 二貫施例中，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 綸）、聚對笨二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、熱塑性聚胺基甲 酸酯、酚系樹脂 '聚酯、乙烯基酯、熱固性聚胺基甲酸 醋、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 yarn)(亦稱為「緯紗（fm 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。所用圖案取決於期望的織物 式樣。 經炒通常可使用熟習此項技術者已知之技術來製備。可 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纖 維聚集在一起以形成股《隨後可藉由使若干末端聚集在— 起並稍以加撚將單一末端股處理成經合股之粗紗。偶爾藉 由用水或蒸汽處理以增加束完整性。然後可將聚集多末端 158852.doc •15- 201224018 可藉由將股末端绑在傳统 或緯紗來將織物織造成預 股纏繞於3"卡板線軸上。此時， 劍桅式織機中利用線軸進給經紗 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、塵縮模製、樹脂轉移模製、反應注射模製及拉擠成 型。本發明之複合物可使用如熟習此項技術者已知之該等 模製技術來製備。 本文所進步闡述，本發明之一些複合物可使用直空 辅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期望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，裝 配流動增強介質’並使㈣綸袋膜進行真空裝袋。然後， 可對所明的「疊層」施加約27英吋Hg之真空壓力。另外， 擬用玻璃纖維織物強化之聚合物樹脂可使用熟習此項技術 者已知用於彼特定樹脂之技術來製備。舉例而言對於一 些聚合物樹脂而言，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 樹脂製造商所建議或熟習此項技術者已知之比例混合。然 後可在真空室中使組合樹脂脫氣3〇分鐘並灌注至織物預成 型件中直至織物堆臺實質上完全濕透。此時，將工具設定 為約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25〇°F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 158852.doc 201224018 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浠之本發明複合物之一些 實施例中，該等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，裝配流動增強介質，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 一環戊二稀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，將該工具設定為約12〇°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。 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 一適當直徑，此視預期應用而定。適用於本發明一些實施
S 158852.doc 201224018 例之玻璃纖具有約5 μηι至約12 μηι之直徑。適用於本發明 其他貫施例之玻璃纖維具有約6 pm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 合物中使用玻璃纖維的一些實施例中，玻璃纖維可具有約 6 μ m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一個實例 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％ ; AI2O3 9_15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 〇-4重量％ ; Li20 〇-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; K20 0-1重量％ ; Fe203 〇-1重量％ ; f2 0-1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 實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含 158852.doc -18· 201224018
Si02 60-68 重量 °/〇; B2〇3 7-12重量％;
Al2〇3 9-15 重量 ％;
MgO 8-15 重量 °/〇 ;
CaO 0-4重量％;
Li20 >0-2重量％;
Na20 0-1 重量％; K20 0-1 重量 ％ ;
Fe203 0-1 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°/α ; 其中Lie含量大於NhO含量或Κ2〇含量。在其他實施例 中’ CaO含量為0-3重量0/〇。在又一些實施例中，Ca〇含量 為〇-2重量％。在一些實施例中，CaO含量為〇_丨重量％。在 本發明之一些實施例中，Mg〇含量為8_13重量％。在其他 實施例中，Mg0含量為9-12重量％。在一些實施例中， 量為(M重量％β在一些實施例中，β2〇3含量不超過 =量％。在本發明之-些實施例中，Al2〇3含量為9__ 菫在其他實施例中，Αία;含量為1〇_13重量％。 些實施例中^、τ 一 ，（Ll2〇+Na2〇+K2〇)含量小於2重量。。在一此 貫施例中 ζ ~ ，、且&物含有0-1重量％ Ba◦及0-2重量％ Ζη〇。 以二他霄施例中’组合物基本上不含㈣且基本上不含 在一些實施例中，其他成份（若存在）以〇_2重量％之 158852.doc -19- 201224018 總量存在。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0.4-2.0重量％之Li20含量之實施例中， Li2〇含量大於（Na20+K2〇)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
Si02 60-68 重量 °/〇 ; B2O3 7-13重量％ ; AI2O3 9-15重量％ ; MgO 8-15 重量 °/〇 ; CaO 〇-4重量％ ; Li2〇 0-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; K2〇 〇 -1重量％ ; Fe203 0 -1重量％ ; f2 0-1重量％ ;及 Ti02 0-2重量％。 在一些貫施例中，玻璃人札& 碼、.且0物之特徵在於相對較低含量的
CaO ’例如相當於約〇_4重 里/〇之數量級。在又一些實施例 中，CaO含量可為約〇_3重 里里/〇之數量級。在一些實施例 中，Mg〇含量為Ca〇含量 的兩倍（以重量％計）。本發明之 一些貫施例可具有大於約6 Φ ^ 重里❶/〇之MgO含量，且在其他 貫施例中Mg〇含量可大於約7 -.,,Α 。適用於本發明一4b 貫施例之一些玻璃組合物之 一 付徵可在於存在小於1.0重量〇/〇 158852.doc -20. 201224018 之BaO。在僅存在痕量雜質量Ba〇之彼等實施例中，可稱 BaO含量不超過〇.〇5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_% ; B2O3 7 -12重量％ ; Al2〇3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-4重量％ ; Li20 >0-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; K20 0-1重量％ ; F®2〇3 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ; Ti02 0-2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κ20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i MHz^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組合物之成份可根據預 158852.doc -21- 201224018 期成型溫度（定義為黏度為1 000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 ％ ; B2O3 7-12重量％ ; AI2O3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-4重量％ ; Li20 >0-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; κ2ο 0-1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 〇-1重量％ ; Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中Li2〇含量大於NajO含量或κ20含量，且其中該等成份 經選擇以提供在1000泊黏度下不大於1370°C之成型溫度 TF。在其他實施例中，該等成份經選擇以提供在1〇〇〇泊黏 度下不大於1320C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13〇(TC之成型 溫度TF。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。(：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 158852.doc -22- 201224018 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泊黏度下不大於丨30(TC之成型溫度心及低於該成型溫 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1000泊黏度下不大於129〇t之成型溫度TF及 低於該成型溫度至少55°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 B 2〇3 小於12重量％ Al2〇3 9-15重量％ ; MgO 8-1 5重量％ ; CaO 0-4重量％ ; Si〇2 60-68重量 ％ ; U2〇 >0-2重量％ ; Na20 0-1重量％ ; K2〇 〇 -1 重量 °/〇 ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ;及 Ti〇2 0-2重量％ ; 其中该玻璃展示小於6 7之介電常數（Dk)及在1〇〇〇泊黏度下 不大於1370。(：之成型溫度（TF)且其中Li2〇含量大於Na20含 篁或ΙΟ含量。在一些實施例中，Ca0含量為〇]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 158852.doc -23· 201224018 一實例包含玻璃組合物’該玻璃組合物包含
Si〇2 60-68重董％ ; B2〇3 7-12 重量 e/° ; A1203 9-15 重量 fl/° ; MgO 8-15 重量 °/° ; CaO 〇_3重量《/〇 Li20 0.4-2重量 °/° ; Na20 0-1重量0/〇 k2o 0-1重量％ Fe2〇3 0-1重量％ f2 〇_1重量％ 及 T1O2 0-2重量％ 其中該玻璃展示小於5.9之介電常數（Dk)及在1000泊黏度下 不大於l3〇(TC之成型溫度（TF)且其中Li2〇含量大於Na20含 量或K2O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，該坡璃組合物基本上由下列組 成：
Si02 60-68重量 ％ ; B2O3 7 -11重量％ ; Al2〇3 9-13重量。/〇 ; MgO 8-13 重量。/0 ; CaO 0-3重量％ ; Li2〇 0.4-2重量 ％ ; 158852.doc •24· 201224018
Na2〇 0-1 重量 ％; K2O 0-1 重量 ％ ; (Na20+K20+Li20) 0-2重量 ％ ; F β2〇3 0-1 重量 ％; F2 0-1重量％ ;及
Ti02 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含量為〇_1重量〇/〇。在包含〇_1重量％ CaO含量之一 些實施例中，b2o3含量不超過10重量％。
Si02 B2O3 AI2O3 MgO CaO Li2〇 Na20 K2〇 Fe2〇3 F2 Ti〇2 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 60-68 重量 ％ ; 7-1 〇重量％ ; 9-15重量％ ; 8 -15重量％ ; 0-4重量％ ; >0-2重量％ ; 〇-1重量％ ; 〇-1重量％ ; 0-1重量％ ; 0 -1重量％ ; 〇-2重量％ ;及 其他成份0-5重量％ ; 其中Ll2〇含量大於Na2〇含量或K20含量。在一些實施例
S 158852.doc -25- 201224018 中，該等成份經選擇以提供在！ ]^112頻率下介電常數（d〇 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 細例中’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：
Si02 53.5-77重量 ％ ; Β2〇3 4.5-14.5重量 ％ ; Al2〇3 4.5-18.5重量 ％ ; Mg〇 4-12.5重量％ ; CaO 0-10.5重量％ ; u2〇 0-4重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K2〇 0-1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; Ti〇2 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 一實例包含玻璃紐合物，該玻璃組合物包含：
Si〇2 60-77重量％; B2〇3 4.5-14.5重量 ％ ; 158852.doc -26-
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Al2〇3 4.5-18.5重量％ ; MgO 8-12,5重量 ％ ; CaO 0-4重量％ ; Li20 0-3重量％ ; ' Na20 0-2重量％ ; . κ2ο 0-1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量°/〇 ; f2 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：
Si02 至少60重量％ ; B2O3 5-11重量％ ; AI2O3 5-18重量％ ; MgO 5-12重量％ ; CaO 0-10重量％ ; Li2〇 0-3重量％ ; Na20 0-2重量％ ; K20 0-1重量％ ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-2重量％ ; T1O2 〇-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％。
S 158852.doc •27· 201224018 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 ％ ; B203 5-10重量％ ; A1203 10-18 重量 ％ ; MgO 8-12重量％ ; CaO 0-4重量％ ; L12O 0_3重量％ ; Na2〇 0-2重量％ ; κ2ο 0-1重量％ ; Fe2〇3 0-1重量％ ; f2 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：
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％ ; Li2〇 1 · 2重量％ ; Na2〇 0-0.5 重量 ％ ; K2〇 0-0.5 重量 ％ ; 158852.doc -28- 201224018
Fe2〇3 0-0.5重量％ ; f2 0.5-1重量 ％ ; Ti02 0-1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 ％ ; B2〇3 小於約9重量％ ; AI2O3 10-18重量％ ; MgO 8-12重量％ ;及 CaO 〇_4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： B2O3 小於14重量％ ; AI2O3 9-15重量％ ; MgO 8-15重量％ ; CaO 0-4重量％ ;及 Si02 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 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： 158852.doc •29· 201224018 B203 小於9重量％ ; A1203 11-18重量％ ; MgO 8-11重量％ ; CaO 1-2重量％ :及 Si02 62-68 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。〇之成型溫度（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 〇-3重量％ ; Li20 0.4-2 重量 °/〇 ; Na20 0-1重量％ ; κ2ο 0-1 重量 °/〇 ; Fe203 0-1重量％ ; f2 0-1重量％ ;及 Ti〇2 0-2重量％ ; 其中該玻璃展示小於5.9之介電常數（Dk)及在1〇00泊黏度下 不大於1300°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维股之另 一實例包含玻璃組合物，該玻璃組合物包含： 158852.doc -30· 201224018
Si02 60-68 重量 ％，· B2O3 7-11重量％ ; AI2O3 9-13重量％ ; MgO 8-13重量％ ; CaO 0-3重量％ ; Li20 0 · 4 - 2 重量 ％ ; Na20 0-1重量％ ; K20 0-1重量％ ; (Na2〇+K2〇+Li20) 0-2重量 ％ ; Fe203 0 -1重量％ ; f2 0-1重量％ ;及 Ti〇2 0-2重量％。 除上文所述本發明之特徵以外 o.oloo 本文所述玻璃組合物之-些實施例來提供耗散因子叫低 於標準電子E-玻璃之玻璃。在—些實施例中在i GHz下 DF可不超過〇.〇15〇’且在其他實施財μ邮下不超過 在玻璃組合物之一些實施例中。在i 0出下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 組合物之特徵在於相對較低含量的CaO，例如，約〇_4重量 /〇之數量級。在又一些實施例中，CaO含量可為約〇3重量 /〇之數量級。在又一些實施例中，CaO含量可為約〇·2重量
S 158852.doc 31 201224018 %之數量級。一般而言，最小化CaO含量以改良電性質， 且在一些實施例中已將CaO含量減少至低含量以便其可視 為可選成份。在一些其他實施例中，CaO含量可為約1 _2重 量％之數量級。 另一方面’此類玻璃之MgO含量相對較高，其中在一些 實施例中，MgO含量為CaO含量的兩倍（以重量％計）。一 些實施例可具有大於約5.〇重量％之MgO含量，且在其他實 施例中MgO含量可大於8.〇重量％。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重量％之數量 級。在又一些實施例中’ MgO含量可為約9-12重量％之數 量級。在一些其他實施例中，Mg〇含量可為約8_12重量％ 之數量級。在又一些其他實施例中，Mg〇含量可為約8_1〇 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，（Mg0+Ca0)含量小於13重量％。在一 些其他貫施例中，（]\^〇+匚3〇)含量為7-16重量％。在又一 些其他實施例中’（Mg0+Ca〇)含量可為約ι〇 ΐ3重量％之數 量級。 在又一些其他實
\7'\ T (MgO+Ca0)/(Li2〇+Na2〇+K2〇)含量之比率為約以之 級。在某些實施例中，Li2〇/(Mg〇+Ca〇)含量之比率 約〇_2·0之數量級。在又一些其他實施例中，…] Mg〇+Ca0)含量之比率可為約卜2 〇之數量級。在某些 158852.doc -32- 201224018 例中，Li2〇/(MgO+CaO)含量之比率可為約丨〇之數量級。 在一些其他實施例中，（Si〇2+B2〇3)含量可為7〇_76重量 %之數置級。在又一些實施例中，（Si〇2+B2〇3)含量可為7〇 重里/0之數里級。在其他實施例中，（si〇2 + B2〇3)含量可為 73重量％之數量級。在又一些實施例中，八丨2〇3重量。/〇與 B2〇3重罝/〇之比率為1至3之數量級。在一些其他實施例 中’ Ah〇3重量°/〇與B2〇3重量％之比率為1.5至2.5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組合物具有需要灌注 大畺BaO之缺點，且應注意，在用於本發明一些實施例之 玻璃組合物之一些實施例中無需B a〇。儘管本發明之有利 電性質及製造性質不排除BaO之存在，但BaO之非故意納 入可視為本發明一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i .〇重量％ Ba〇。在僅存在痕 量雜質之彼等實施例中，可稱Ba〇含量不超過〇〇5重量 %。 可用於本發明一些實施例之組合物所包括b2〇3之量少於 依賴於高B2Cb以達成低〇、之先前技術方法。該結果顯著節 約了成本。在一些實施例中，b2〇3含量需不超過13重量％ 或不超過12重量°/。。本發明之一些實施例亦屬於電子E—玻 璃之ASTM定義，即，不超過1〇重量％82〇3。 在些只細*例中’ 5亥等組合物之特徵在於B2〇3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，b2〇3含量可為6_9重 158852.doc -33- 201224018 量％。在一些實施例中，ΙΑ含量可為51〇重量％。在〆 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0/〇。 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％之數量級。在一丧 實施例中，Al2〇3含量可為9-18重量。/。。在又一些實施例 中，Αία;含量為約10_18重量％之數量級。在一些其他實 施例中’ Ah〇3含量為約1〇_16重量％之數量級。在又一痤 其他實施例中，A!2〇3含量為約1〇_14重量％之數量級。在 某些實施例中，A12 〇3含量為約丨丨_丨4重量％之數量級。 在-些實施例中’ U2〇係可選成份。在一些實施例中， 該等組合物之特徵在於以山含量，例如約〇42〇重量％之 數量級。在一些實施例中，EGO含量大於（Na2〇+K2〇)含 量。在一些實施例中，（Li2〇+Na2〇+K2〇)含量不大於2重量 %。在一些實施例中，（Li2〇+Na2〇+K2〇)含量為約丨_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。 、=上文所闡述組合物之―些實施例中，該等成份經配比 則导到介電常數低於標準E_玻璃介電常數之玻璃。參照標 準電子E_破螭進行比較，在1 MHz頻率下此可小於約67。 在其他實施例中，在！ MHz頻率下介電常數㈣可小於卜 在其他實施例中’ ^廳頻率下介電常數（A)可小於 5·8。其他實施例在1 MHz頻率下展示小於5.6或甚至更低 158852.doc
S •34· 201224018 之介電常數（Dkp在其他實施例中’在1 mHz頻率下介電 系數（Dk)可小於5.4。在又一些實施例中，在j MHz頻率下 介電常數（Dk)可小於5.2。在又一些實施例中，在！ MHz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 4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1〇〇〇泊黏 度下展示不大於1370°C之成型溫度（Tf)。一些實施例之Tf 不大於132(TC、或不大於130〇r、或不大κ129〇τ：、或不 大於1260t、或不大K125(rc。此等組合物亦可涵蓋成型 溫度與液相溫度（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55t，此有利於自此等玻 璃組合物商業製造纖維。 一般而s，最小化用於形成玻璃纖維或玻璃纖維股之玻 璃組合物之鹼性氧化物含量可幫助降低D]^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Μ—及 ΙΟ比LhO在此方面更有效。鹼性氧化物之存在通常使得 成型溫度較低因在匕’在提供相對較低成型1度優先之本 發明彼等實施例中’大量納入U2〇，例如至少〇 4重量％。 出於此目的’在一些貫施例中，U2〇含量大於心2〇或κ2〇 圆.d〇c 5 201224018 含量，且在其他實施例中Li20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 選成份包括炫融助劑、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 〇匕玻璃’本發明之組合物中無需BaO，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 〇 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％或不超過丨重量％。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、Ti〇2、s〇3 等雜質。 此等雜質之大多數陽離子可藉由與玻璃中之si〇2及/或 B2〇3形成非橋接氧來增加玻璃之Dk。 硫酸鹽（表示為SO3)亦可作為精製劑存在 量來I 。亦可存在少
BaO、 式）。 ΜηΟ、Μη02、 158852.doc -36 - 201224018 此等雜質及精製劑（若存在）通常各自以小於總玻璃組合物 之0.5重之里存在。視情況，可將元素週期表稀土族之 元素添加至本發明之組合物中，包括原子序數^㈣、39 ⑺及57 (La)至71 (L十此等可充當加工助劑或用以改良 玻璃之電性f、物理性質（熱性質及光學性質）、機械性質 及化學性質。彳就原始化學形式及氧化態納入稀土添加 劑。添加稀土元素被視為可選&，尤其係在具有最小化原 料成本目的之本發明之彼等實施例中，此乃因即使在低濃 度下其亦會增加批料成本。在任―情形下，其成本通常將 決定稀土組份（以氧化物形式量測）（若包括）以不大於總玻 璃組合物之約0.1-10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的機械性質。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 施例中係有益的。舉例而言，尤其與匕玻璃纖維相比時， 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/m3計）。比模數係指楊氏模數（以N/m2計）除以比重（以 N/m3計）。具有相對較高比強度及/或相對較高比模數之玻 璃纖維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聚 組合物塗佈。一般而言，用於形成本發明複合物之玻璃纖
•S 158852.doc •37- 201224018 維將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 物之期望撓性、成本及其他因素。可用於本發明一些實施 例中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、 %b〇n 1383、Hybon 2〇〇6、Hyb〇n 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、61〇及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 強化聚二環戊二烯樹脂之玻璃纖维而言，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’劍桅式織機、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、皺紋織物及锻織織物4本發明 之-些實施例中亦可使用縫編或無捲曲織物。該等織物可 包括（例如）單向、雙轴及三軸無捲曲織物。另外，在本發 明之一些實施例中亦可使用3D織造織物。該等織物可使用 多臂機或提花機龍頭使用具㈣口之多層㈣末端來製 造。 158852.doc -38- 201224018 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 緯紗。舉例而言’在一些實施例中，經紗可包含藉由聚集 G75紗線、DE75紗線及/或DE150紗線之若干末端所製造的 250每碎碼數（yield)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U可用於本發明一些實施例之熱固性樹脂系統 了包括但不限於環氧樹脂系統、基於紛系樹脂之樹脂、聚 酯、乙烯基酯、熱固性聚胺基甲酸酯、聚二環戊二烯 (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）、聚對笨二曱酸丁二酯、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 氧樹脂（購自 Hexion Specialty Chemicals, c〇iumbus，〇hi〇) 及 Applied Poleramic MMFCS2 環氧樹脂（購自 Appiied Poleramic公司，Benicia，Canf〇rnia)。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
S 158852.doc •39· 201224018 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「比模數」係楊氏模數 (Yoimg|S modulus)(以N/m2計）除以比重（以N/m3計），其係 在296±2 K (23±2eC)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。〇之溫度下量測。 如熟習此項技術者所瞭解，使用根據ASTM D3379-75 (1989)e 1 「Standard Test Method for Tensile Strength and
Young's Modulus for High-Modulus Single-長絲 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
Si〇2 65.80重量 ％ ; B203 8.90重量％ ; A1203 12.3 5 重量 ％ ; MgO 10.27重量 ％ ; CaO 1.5 2重量％ ; 158852.doc 201224018
Na20 0.27重量％ ; K20 0.13重量％ ; Fe2〇3 0.17重量％ ; f2 0.35重量％ ; Ti02 0.14重量％ ; SrO 0.02重量％ ; S03 0.00重量％ ; ZrO 0.06重量％ ; Cr203 0.01重量％。 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，TFfC) 1157 1290 液相溫度，TL(°C) 1056 1220 Tf-Tl (°C) 101 70 折射率 1.563 1.510 纖維密度(g/cm~ 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〇_3m) 118.51 156.13 比模數(l(T6m) 2.87 3.03 實例2 為評價本發明一些複合物之強度，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
S 158852.doc •41 - 201224018 等办線包含破璃纖維，該等玻璃纖維包含表1中樣品！之玻 璃且口物亦用E-破璃進料（input)來製造等效單向織物及 口物作為對照。使用真空輔助樹脂灌注技術來製備包含 w 口 4物之複s物。為製備複合物，將經長絲纏繞之單向 纖本預成型件切割成預期大小並置於經聚石夕氧釋放處理之 玻璃桌上然後用剝離板層覆蓋該堆疊，裝配流動增強介 質，並使用耐綸袋臈進行真空裝袋。然後，對所謂的「預 成型件」施加約27英付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3〇分鐘並灌注至織物預成 型件中直至織物堆疊完全濕透。此時，將該桌用熱毯（設 定為約饥至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令在約176卞下後固化5 小時0 本發明複合物及對照E_玻璃複合物之—些所量測機械性 質顯示於下文表2卜若合適’亦列示每一機械性質之相 關標準ISO方法。此等標準方法中每—者之全部内容皆以 引用方式併入本文中。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售匕破瑪纖維複合物相比有所 增加。 158852.doc -42- 201224018 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，用購自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 158852.doc •43- 201224018 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25〇每磅碼數 之纖維玻璃粗紗。該粗紗包含經1383上漿組合物處理且公 稱直控為約9 μηι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 ppix5.3 ppi，其中ppi=緯數/ 英叶）。使用購自 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，分別對〇3〇 cai 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 衝擊性此’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。 158852.doc 201224018 表3.包含本發明複合物之面板之物理特性及衝擊性能。 組合物： 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 0.30 0.30 0.30 0.50 0.50 0.50 0.50 cal cal cal cal cal cal cal cal FSP FSP FSP FSP FSP FSP FSP FSP V5〇 (ft>s) 1075 1067 1116 1137 1444 1430 1399 1363 V50/面板AD 560 556 545 555 299 296 284 278 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_ 9 E-玻璃 1.96 983 - 10 E-玻璃 1.96 9.73 - 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 一 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 158852.doc •45- 201224018 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DE150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 μπι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><5.3 ppi，其中ppi =緯數/英叫·）。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。 I I eTII I ΤΖΓΐί ^ ^ ^ t^nu/4^2\ ^ T： 面板 漿液 層數 樹脂 面密度(lb/ft2) V50 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 158852.doc -46- 201224018 物之面板在等效面密度下得到更高之V5Q或在更低面密度 下得到等效V5〇。 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小時炫融期後，將熔融玻璃倒在鋼板上浮火。為 補償B2〇3揮發損失（對於1200克批量而言，在實驗室批料 溶融條件下通常為總目標B 2 〇 3濃度的約5 %)’將批料計其 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 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B2〇3，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，」來測定溶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 S' 158852.doc -47- 201224018
Materials」自1 MHz至1 GHz測定每一玻璃之介電常數（〇k) 及耗散因子（Df)。根據該程序，在251：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 有樣品皆退火。 對於所選組合物，使用微壓痕法來測定揚氏模數（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3式’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 玻璃碑（產品名BK7)來校正微壓痕裝置。參考玻璃之楊氏 模數係90.1 GPa(具有0.26 GPa之一個標準偏差）且微硬度 係4.1 GPa(具有〇.〇2 GPa之一個標準偏差），其皆係基於5 次量測。 貫例中之所有組成值均以重量％表示。在下表中，「E」 係指揚氏模數；「H」係指微硬度；”係指長絲強度；且 「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％計）：si〇2 62 5_ 67-5%，b2〇3 8.4-9.4% ^ Al2〇3 10.3-16.0% > MgO 6.5-U.l%、CaO 1.5-5.2%、Li2〇 l.〇〇/0、Na2〇 〇.〇%、Κ2〇 0.8%、Fe2〇3 〇·2_〇 8%、F2 〇 〇%、Ti〇2 〇 〇%及硫酸鹽（表 示為 S03)〇.〇〇/0。 15S852.doc ·48· 201224018 發現㈣玻璃在1MHz下具有5.44至5 67之Μ〇〇〇〇6至 0.003 1之Df’且在i GHz頻率下具有5 47至6 67之h及 0.0048至0.0077之Df 組合物 < 電性質展示顯著低 於標準E_玻璃（即’改良）^Dk&Df，標準玻璃在丨馳 下Dk為7.29且Df為0·003且在！ GHz下Dk為7 i4且仏為 0.0168 。 就纖維成型性質而言，表6中組合物具有13〇〇。〇至 1372°C之成型溫度（TF)及89。〇至222。(：之成型窗（forming window) (TF-TL)。此可與tf通常在i170°c至1215ι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55C之成型窗（TF-TL)係合意的。表6中所有組合物均展 不令人滿意之成型窗。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（通常為約丨41〇。〇。 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 Al2〇3 11.02 9.45 11.64 12.71 15.95 10.38 10.37 11.21 B203 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 K2O 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 Mg〇 6.70 7.44 8.04 8.69 9.24 10.39 11.05 11.04 Si02 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 3.0048 3.0059 3.0055 3.0051 3.0077 3.0051 3.0053 10049 TlCC) 1209 1228 1215 1180 1143 1219 1211 1213 Γρ(°〇 1370 1353 1360 1372 1365 1319 1300 1316 T>-TL(t) 161 [25 [45 [92 m 【00 19 103 158852.doc •49- 201224018 表7組合物 樣品9至15提供玻璃組合物：Si〇2 60.8-68.0%、B203 8.6% 及 11.0%、AI2O3 8.7-12.2%、MgO 9.5-12.5%、CaO 1.0-3.0%、Li2〇 0.5-1.5%、Na20 0.5%、K20 0.8%、Fe203 0.4%、F2 0.3%、Ti02 0.2%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j)k及0.0002至 0.0013之Df’且在1 GHz頻率下具有5.54至5.94之Dk& 0.0040至0.005 8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）之Dk及Df ’標準E-玻璃在1 MHz下Dk為 7·29 且 Df 為 0.003 且在 1 GHz 下 Dj^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之楊氏 模數及4.0-4.2 GPa之微硬度’二者等於或高於標準e玻 璃’標準E玻璃之楊氏模數為85.9 GPa且微硬度為3.8 GPa。表7組合物之揚氏模數亦顯著高於〇_玻璃（基於文獻 數據為約55 GPa)。 就纖維成型性質而言’與Tp在117〇。〇至1215。〇範圍内之 標準E-玻璃相比’表7組合物具有1224〇c至1365<^之成型 溫度（TF)及6C至105C之成型窗（Tf_Tl)。一些（但非所有） 表7組合物具有大於55t之成型窗（TfTl)，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-坡璃之成型溫度（141〇d，但高於 E-玻璃。 158852.doc 50. 201224018 表7.可用於本發明一些實施例之一些玻璃組合物。 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 1.09 1.09 2.94 f2 0.32 0.31 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 Fe203 0.40 0.39 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 fC20 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 rL(°c) 1214 1209 1232 1246 1248 1263 1215 rF(°c) 1288 1314 1287 1277 1254 1365 1285 rF-TL(°c) 74 105 55 31 5 102 70 E (GPa) 90.5 87.4 86.8 86.5 89.6 87.2 91.5 H (GPa) U2 4.02 102 ¢.03 U4 ^.07 U9
S 158852.doc -51 - 201224018 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 Al2〇3 10.37 11.58 8.41 11.58 12.05 B203 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 K20 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 Na2〇 0.52 0.25 0.57 0.35 0.15 Si02 65.13 62.55 65.35 64.35 64.35 T1O2 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 (°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 158852.doc 52- 201224018 表8(續） 樣品. 21 22 23 24 25 26 A1203 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 Κ20 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.40 Li20 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 T1O2 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(〇C) 71 67 103 75 100 Tm(°C) 1587 1581 1587 1548 1553 E (GPa) Std E (GPa) H (GPa) Std H (GPa) CTf(KPSI/GPa) i ^75.7/ 3.28 520.9/ 3.59 166.5/ 3.22 522.0 Std 〇f 37.3/ 18.3/ Π.8/ 18.70 (KPSI/GPa) ).26 ).13 ).29 密度(g/cm3) 1 >.4209* 14324* 1434S*
S 158852.doc 53- 201224018 表9·可用於本發明一些實施例之一些玻璃組合物。 樣品. 27 28 E-玻璃 A1203 12.42 1157 13.98 B203 9.59 8.59 5.91 CaO 0.11 0.10 22.95 f2 0.35 0.26 0.71 Fe203 0.21 0.21 0.36 κ2ο 0.18 OlF 0.11 U20 0.80 1.01 0 MgO 10.25 10.41 0.74 Na20 0.15 0.18 0.89 Si02 65.47 65.96 54.15 Ti02 0.17 0.17 0.07 Dk, 1 MHz 5.3 5.4 7.3 Dk, 1 GHz 5.3 5.4 7.1 Df, 1 MHz 0.003 0.008 Df, 1 GHz 0.011 0.012 0.0168 TL(°C) 1184 1201 1079 Tf(〇C) 1269 1282 1173 Tf-Tl(〇C) 85 81 94 E (GPa) H (GPa) 3.195 3.694 樣品29至62提供玻璃組合物（表1〇)(以重量％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%、Li2〇 0.0-3.2%、
Na20 0.0-1.61% ' K20 0.01-0.05% . Fe203 0.06-0.35% ' F2 0.49-1.48%、Ti02 0.05-0.65% 及硫酸鹽（表示為 s〇3)0.0-0.16%。 樣品29至62提供玻璃組合物（表1 〇)(以重量％計），其中 (MgO+CaO)含量為 7.81-16.00%，CaO/MgO之比率為 0.09-1.74%，（Si02+B203)含量為 67.68-81.44%，Al203/B2〇3之比 158852.doc -54- 201224018 率為 0.90-1.71%，（Li20+Na20+K20)含量為 0.03-3.38%，且 Li2〇/(Li20+Na20+K20)之比率為 0.00-0.95%。 就機械性質而言，表10組合物具有2.331-2.416 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）。 為量測纖維抗拉強度，藉由l〇Rh/90Pt單頭式纖維牵伸 單元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丨〇〇泊熔 體黏度之溫度下處理2小時。隨後將炼體降低至接近或等 於1 000泊熔體黏度之溫度並在纖維牵伸前穩定1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 μηι之纖维。所有纖維樣品均係在空氣中捕獲而與 外物無任何接觸。在受控濕度在40% rh與45% RH間之房 間中完成纖維牵伸。 使用配備有Kawabata C型荷重元之Kawabata KES_ Gl(Kato Tech有限公司，japan)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纖維樣品大小 來計算每一組合物之平均值及標準偏差。 發現玻璃在i GHz下具有4.83至5.67之仏及〇〇〇3至〇〇〇7 之表10中組合物之電性質展示顯著低於標準匕玻璃 (即’改良）之DJDf，在1 GHz下標準E_玻璃〜為？ 14且d 158852.doc -55- 201224018 為 0.0168。 就纖維成型性質而言，表10組合物具有1247°c至1439°c 之成型溫度（TF)及53°C至243t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 Li2〇/(Li20+Na20+K20) 0.94 0.00 0.00 0.00 0.00 Tz (°C) 1196 1228 1205 1180 1249 1>(。〇 1331 1300 1258 1334 1332 T>TY(〇C) 135 72 53 154 83 在1 GHz下之1¾ 5.26 丰伞氺 本本氺 5.30 氺氺伞 在1 GHz下之D/ 0.0017 氺*氺 0.001 纖維密度(g/cm3) 氺氺氺 氺氺本 纖維強度(MPa) 氺氺氺 氺本本 氺氺氺 158852.doc -56- 201224018 表ι〇(續） wt% 34 35 36 37 38 Si02 63.83 65.21 66.70 60.02 53.74 ai2o3 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 U20 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 (Li20+Na20+K20) 1.02 0.98 0.94 1.15 0.14 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.69 0.68 0.68 0.69 0.16 TL(°C) 1255 1267 1279 1058 1175 TfCC) 1313 1320 1333 1266 1247 T^CC) 58 53 54 208 72 在1 GHz下之Di 氺氺氺 5.46 5.43 5.56 5.57 在1 GHz下之D/ 氺氺氺 0.0036 0.0020 0.0025 0.00437 纖維密度(g/cm3) 2.402 2.408 2.352 2.416 氺氺氺 纖維強度(MPa) 3310 3354 3369 3413 木*本 158852.doc -57- 201224018 表ιο(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 T1O2 0.37 0.36 0.35 0.33 0.51 U20 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^TL(°C) 55 64 76 92 227 在1 GHz下之 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 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 丰氺本 纖維強度(MPa). 3467 氺氺氺 *** 158852.doc -58- 201224018 表ι〇(續） wt% 44 45 46 47 48 Si02 59.90 60.45 62.68 65.30 65.06 Al2〇3 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 Ti02 0.53 0.55 0.51 0.48 0.07 U2〇 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 TifC) 1129 1211 1201 1196 氺氺丰 Tf(°C) 1303 1378 1378 1439 氺氺氺 T>TL (〇C) 174 167 177 243 *氺氺 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
S 158852.doc -59- 201224018 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 Ti02 0.51 0.51 0.50 0.50 0.44 U20 0.21 0.25 0.21 0.25 0.00 S03 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 (Li2〇+Na2〇+K2〇) 0.34 0.38 0.34 0.38 0.88 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.62 0.66 0.62 0.66 0.00 Tl(°C) 1179 1179 1186 1191 氺氺* TfCC) 1342 1340 1374 1366 氺氺氺 Tf-Tl(°C) 163 161 188 175 在 1 GHzTiEV 氺氺氺 5.24 4.96 5.06 5.03 在1 GHz下之D/ 丰伞伞 0.0018 0.0015 0.0014 0.0027 纖維密度(g/cm3) 2.358 2.362 2.338 本氺氺 2.331 纖維強度(MPa) 3545 3530 3234 本氺氺 3161 158852.doc 201224018 表ι〇(續） wt% 54 55 56 57 58 Si〇2 66.11 69.19 70.68 69.44 69.40 Al2〇3 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 Ti02 0.44 0.43 0.37 0.30 0.30 Li20 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) 氺氺氺 氺氺氺 氺氺丰 氺丰氺 氺氺丰 TF(°C) 氺氺本 水氺氺 氺氺本 氺氺氺 WC) 氺氺氺 氺氺伞 在1 GHz下之Djt 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 在1 GHz下之D/ 氺氺氺 *** 氺 纖維密度(g/cm3) 2.341 本本本 氺氺氺 氺氺♦ 纖維強度(MPa) 3372 氺伞氺 伞氺伞 158852.doc -61 - 201224018 表10(續） wt% 59 60 61 62 Si02 69.26 71.45 74.07 76.97 AI2O3 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 Ti02 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 (Li2〇+Na2〇+K2〇) 1.25 1.80 1.71 1.62 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.55 0.67 0.56 0.00 TL(°C) 氺氺氺 丰氺* 氺氺* 氺㈣ Tf(°C) 1358/1355 1331/1333 1493/1484 本本氺 T^Tl(°C) 氺氺氺 本本氺 氺氺氺 本氺氺 在1 GHz下之Ε)λ 氺本本 氺氺氺 氺氺氺 氺本氺 在1 GHz下之D/ 氺氺氺 氺氺氺 氺氺氺 纖維密度(g/cm3) 伞伞氺 丰*幸 本氺氺 纖維強度(MPa) 氺本氺 *本本 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%、B2〇3 6.72-8.67%、A1203 10.53-18.04%、 MgO 8.14-11,44%、CaO 1.67-2· 12%、Li20 1.07-1.38% ' 158852.doc -62· 201224018
Na20 0.02%、Κ20 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 s〇3)〇 〇%。 樣品63至73提供玻璃組合物（表u)(以重量％計），其中 (MgO+CaO)含量為 9.81-13.34%，CaO/MgO之比率為 016至 〇·20 ’（Si02+B203)含量為 69.59-76.02%，Al203/B2〇3 之比 率為 1.37-2.69，（Li2〇+Na2〇+K2〇)含量為 1.09-1.40%，且 Li2〇/(Li20+Na20+K20)之比率為 〇·98。 就機械性質而言，表11組合物具有2 371_2 4〇7 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3：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 ^以至 81.80 Gpa間之楊氏模數斤）值。使用音波模數法在纖維上 量測該等纖維之揚氏模數（幻值。在購自panametrics公司 (Waltham，Massachusetts)之 panatherm 5〇1〇儀器上使用超 音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2〇微秒持續時間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Micr〇meritics AccuPyc 133〇比重計來 量測纖維密度（p)。一般而言，每一組合物實施2〇次量測並 根據式E=Ve2* p計算平均揚氏模數（E)。使用胡克定律 (Hooke’s Law)根據已知纖維強度及揚氏模數值來計算纖維 破壞應變。 發現玻璃在1 GHz下具有5 2〇_5 54之％及〇 〇〇1〇 〇 〇〇2〇 s 158852.doc -63 · 201224018 之Df。表1 1中組合物之電性質展示顯著低於標準E-玻璃 (即，改良）之Dk&Df，標準E-玻璃在1 GHz下D!^7.14且Df 為 0.0168。 就纖維成型性質而言，表11中組合物具有1303°C至 13 88°C之成型溫度（Tf)及51°C至144°C之成型窗（TF-T〇。 表11.可用於本發明一些實施例之一些玻璃組合物。 wtcsicA12Fe2caMgNa2K2B2(F:TicLi2s( 63 64 65 66 67 64.25 65.35 66.38 67.35 68.35 11.88 11.52 11.18 10.86 10.53 0.26 0.25 0.24 0.24 0.23 2.12 2.05 1.99 1.93 1.87 10.50 10.17 9.87 9.58 9.29 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 8.67 8.40 8.15 7.91 7.67 0.60 0.58 0.56 0.54 0.53 0.30 0.29 0.28 0.27 0.26 1.38 1.33 1.29 1.26 1.22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 (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 TfCC) 1306 1329 1349 1374 1388 Ύρ-Tl CC) 65 70 83 106 101 在1 GHz下之D* 5.44 5.35 5.29 5.31 5.2 在1 GHz下之叫 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 揚氏模數(GPa) 伞氺氺 74.25 纖維破壞應變(％) 氺*本 *氺氺 5.04 158852.doc 201224018 表11(續） wt% 68 69 70 71 72 Si02 64.39 63.63 62.87 65.45 65.61 Al2〇3 14.05 16.04 18.04 11.05 14.29 Fe2〇3 0.28 0.30 0.33 0.24 0.28 CaO 1.90 1.79 1.67 1.91 1.77 MgO 9.39 8.77 8.14 11.44 8.72 Na20 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 K20 0.04 0.04 0.04 0.03 0.04 B2O3 7.75 7.23 6.72 7.80 7.19 f2 0.54 0.51 0.49 0.54 0.51 Ti02 0.41 0.51 0.61 0.28 0.43 Li2〇 1.23 1.15 1.07 1.24 1.14 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) 11.29 10.55 9.81 13.34 10.49 CaO/MgO 0.20 0.20 0.20 0.17 0.20 MgO/(MgO+CaO) 0.83 0.83 0.83 0.86 0.83 S1O2+B2O3 72.14 70.87 69.59 73.25 72.80 AI2O3/B2O3 1.81 2.22 2.69 1.42 1.99 (Li20+Na20+K20) 1.25 1.17 1.09 1.26 1.16 Li20/(Li20+Na20+K20) 0.98 0.98 0.98 0.98 0.98 TL(°C) 1231 1219 1236 1266 1235 TfCC) 1349 1362 1368 1317 1379 Tp-TlCC) 118 143 132 51 144 在1 GHz下之D；t 5.4 5.38 5.39 5.54 5.52 在1 GHz下之D/ 0.0016 0.0013 0.002 0.0015 0.0016 纖維密度(g/cm3) 2.393 2.398 2.407 氺氺氺 *** 纖維強度(MPa) 3954 3977 4076 氺氺氺 木氺氺 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 所有實施例可展示之多種但非必需之合意特性可 73 62.35 14.74 0.29 I. 79 II. 37 0.02 0.04 7.28 0.51 0.45 1.16 0.00 100.00 13.16 0.16 0.86 69.63 2.02 1.18 0.98 1220 1303 83 5.58 0.0015 氺本本 ，本發明 包括但不 158852.doc -65- 201224018 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 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。 本發明之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，此等實施例僅闡釋本發明之原則。熟習 此項技術者將易知其許多修改及改編，且此並不背離本發 明之精神及範#。 158852.doc -66-

Claims (1)

  1. 201224018 七、申請專利範圍：
    一種複合物，其包含： 聚二環戊二烯樹脂；及 配置於該聚二環# _比 之複數根玻璃纖維，其 者包含具有以下組成之 衣戍一烯樹脂中 中該複數根玻璃纖维中之至少— 玻璃組合物 M〇2 60-68重量 Β2〇3 重量 ％; Α12°3 今七重量％; MgO 8-15重量％; CaO 〇_4 重量 ％ ; Li20 〇-2重量。/〇; N&2〇 0-1 重量 ％ ; K2O 〇-1 重量 ％ ; F e2〇3 0-1 重量 ％; f2 0-1 重量 ％; Ti02 〇-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量％ ; 其中該（Li2〇+Na2〇+K2〇)含量小於2重量％ ,其中該Mg〇 含1以重1%计為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甲γ5〇衝 擊測試之測試方法標準MIL-STD-662F，I"7年I2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 158852.doc 201224018 展示至少約900 fps之Ό.30 cal FSP V50值。 3_如請求項1之複合物，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0.50 cal FSP V5〇值。 4. 如請求項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。 5. 如請求項1之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經佈置 以形成織物。 6. 如請求項5之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經織造 以形成該織物。 7. 如請求項5之複合物’其中該織物包含平織織物、斜紋 織物、敵紋織物、锻織織物、縫編織物或3D織造織物。 8. 一種裝曱面板，其包含如請求項5之複合物。 9. 一種複合物，其包含： 聚二環戊二烯樹脂；及 配置於該聚二環戊二烯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 Si〇2 53.5-77重量％ ; B2〇3 4‘5-14,5重量 〇/〇 ; Al2〇3 94.5-18.5重量％ MgO 4-12.5 重量 〇/〇 ; CaO 0-10.5重量 ％ ; 158852.doc 201224018 Li20 〇-4重量％ ; Na20 〇,2重量％ ; K20 〇-1重量％ ; Fe2〇3 重量％ ; f2 〇-2重量〇/。： Ti02 0-2重量％ ;及 其他成份總計0-5重量0/〇 ; 其中該複合物適用於抗衝擊或抗爆炸應用。 10. 如明求項9之複合物，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'1物在約2 ib/ft2之面密度及約5-6 mm之厚度下 展示至少約900 fps之0 3〇 FSP V50值。 11. 如請求項9之複合物，其中當藉由美國國防部裝曱衝 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 ib/ft2之面密度及約13_13 5 mm 之厚度下展示至少約1200 fps之(mo cai Fsp v5。值。 12. 如請求項9之複合物，其中該複數根丨玻璃纖維中之該至 少一者至少部分地經上漿組合物塗佈。 13. 如請求項9之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經佈置 以形成織物。 14. 如請求項13之複合物，其中該複數根玻璃纖維係經織造 以形成該織物。 15·如請求項13之複合物，其中該織物包含平織織物、斜咬 織物、皺紋織物、緞織織物、縫編織物或3〇織造織物: 16· —種裝甲面板’其包含如請求項】3之複合物。 S 158852.doc 201224018 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） 158852.doc
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