TW202308958A - 玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維及玻璃纖維強化樹脂成形品 - Google Patents

玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維及玻璃纖維強化樹脂成形品 Download PDF

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Abstract

本發明係提供作業溫度範圍廣,可抑制與E玻璃纖維之彈性模數差之發生的玻璃纖維用玻璃組成物。 一種玻璃纖維用玻璃組成物,其係對於全量,含有45.60~59.00質量%之SiO 2,0.00~8.00質量%之B 2O 3,10.00 ~16.00質量%之Al 2O 3,17.00~25.00質量%之CaO,0.01~ 9.50質量%之TiO 2,未達0.03質量%之P 2O 5,0.00~9.50質量%之ZnO,0.00~2.00質量%之SO 3, 合計含有0.01~11.50質量%之ZnO及SO 3, 合計含有0.00~2.00質量%之Li 2O、Na 2O及K 2O, SiO 2之含有率SI、B 2O 3之含有率B、TiO 2之含有率T、ZnO之含有率Z,及SO 3之含有率SO滿足下式(1),

Description

玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維及玻璃纖維強化樹脂成形品
本發明係有關玻璃纖維用玻璃組成物、玻璃纖維及玻璃纖維強化樹脂成形品。
以往,使用E玻璃纖維(具備E玻璃組成之玻璃纖維)之玻璃纖維強化樹脂成形品,伴隨輕量化之提高燃油效率(Fuel economy),有助於環境負擔輕減,因此,作為汽車零件等之金屬代替材料被廣泛利用。 近年,隨著對於循環再利用之關心提高,為了實現進一步減輕環境負擔,而檢討由玻璃纖維強化樹脂成形品取出E玻璃纖維再利用。由玻璃纖維強化樹脂成形品取出玻璃纖維的方法,例如,將玻璃纖維強化塑膠廢棄物之碎片在熱分解室中,以320~600℃之熱分解溫度進行乾餾,熱分解後,使分解氣體與水接觸,回收分解生成物之液體成分,同時回收玻璃纖維的方法為人所知(例如參照專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 日本特開平6-234879號公報
[發明所欲解決之課題] 但是使用由玻璃纖維強化塑膠廢棄物等之玻璃纖維強化樹脂成形品所回收之E玻璃纖維(以下有時稱為回收玻璃纖維),藉由射出成形,製造玻璃纖維強化樹脂成形品時,有作業性惡化的問題。前述作業性之惡化係指具體而言,將回收玻璃纖維與樹脂混練,製作射出成形用之樹脂顆粒時,回收玻璃纖維在混練機內阻塞,無法製作樹脂顆粒。 本發明人等針對前述問題檢討的結果,發現將含有回收玻璃纖維之玻璃原料進行熔融作為熔融玻璃,將該熔融玻璃進行紡絲,作為玻璃纖維,可解決前述作業性之惡化。 但是使用含有回收玻璃纖維之玻璃原料,如上述得到玻璃纖維時,可使玻璃纖維安定紡絲之溫度範圍的作業溫度範圍變窄之不佳的情形,此外,對於含有回收玻璃纖維之玻璃組成物未作為玻璃原料使用之通常的E玻璃纖維,由於彈性模數產生差,無法與通常之E玻璃纖維相同之品質管理之不理想的情形。 本發明人等對於此前述不理想的情形,精心檢討的結果,發現對於回收玻璃纖維,來自玻璃纖維強化樹脂成形品所含有之E玻璃纖維以外之添加物的物質(特別是無機物)殘留於表面,將含有回收玻璃纖維之玻璃組成物作為玻璃原料,製造玻璃纖維時,因來自該添加物之物質,該玻璃纖維之組成產生變動,結果玻璃之作業溫度範圍變窄,對於通常之E玻璃纖維,彈性模數產生差。 本發明人等基於前述見解,重複檢討的結果,發現與來自前述添加物之物質相同的物質,在成為玻璃原料之玻璃纖維礦物材料也可含有雜質,使用作為雜質之來自前述添加物之物質相同的物質之玻璃纖維礦物材料,調製玻璃原料時,玻璃之作業溫度範圍變窄,對於通常之E玻璃纖維,彈性模數產生差。 因此,本發明之目的係提供玻璃纖維用玻璃組成物,即使受到來自前述添加物之物質相同之影響,也維持作業溫度範圍廣,可抑制對於通常之E玻璃纖維之彈性模數差之發生的玻璃纖維用玻璃組成物。 [用以解決課題之手段] 為了達成此目的,本發明之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,含有45.60~59.00質量%之範圍之SiO 2, 0.00~8.00質量%之範圍之B 2O 3, 10.00~16.00質量%之範圍之Al 2O 3, 17.00~25.00質量%之範圍之CaO, 0.01~9.50質量%之範圍之TiO 2, 未達0.03質量%之範圍之P 2O 5, 0.00~9.50質量%之範圍之ZnO, 0.00~2.00質量%之範圍之SO 3, 合計含有0.01~11.50質量%之範圍之ZnO及SO 3, 合計含有0.00~2.00質量%之範圍之Li 2O、Na 2O及K 2O, 前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足下式(1),
Figure 02_image001
。 依據本發明之玻璃纖維用玻璃組成物時,前述SiO 2之含有率、前述B 2O 3之含有率、前述Al 2O 3之含有率、前述CaO之含有率、前述TiO 2之含有率、前述P 2O 5之含有率、前述ZnO之含有率、前述SO 3之含有率、前述ZnO及SO 3之合計含有率,及前述Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率,分別對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,為前述範圍,而且前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO因滿足前述式(1),即使受到殘留於含有E玻璃纖維之玻璃纖維強化樹脂成形品所回收之玻璃纖維之表面與來自添加物之物質相同之物質的影響,也可維持作業溫度範圍廣,可抑制對於通常之E玻璃纖維之彈性模數差之發生的玻璃纖維用玻璃組成物。 具體而言,本發明之玻璃纖維用玻璃組成物,前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO由於滿足前述式(1),可將玻璃纖維進行紡絲時之作業溫度設為75℃以上,可將對於通常之E玻璃纖維之彈性模數之差設為5%以下。又,前述作業溫度係玻璃纖維進行紡絲時之1000泊溫度與液相溫度之差,由於該作業溫度為75℃以上,可安定之紡絲。 在此,通常之E玻璃纖維係指具備E玻璃組成之玻璃纖維,藉由超音波脈衝法而得之彈性模數(楊氏模數)為88.0 GPa,熱膨脹係數為5.6ppm/℃。前述彈性模數及前述熱膨脹係數,可藉由後述方法測定。前述E玻璃組成係指對於玻璃纖維之全量,含有52.0~56.0質量%之範圍之SiO 2、12.0~ 16.0質量%之範圍之Al 2O 3,合計含有20.0~25.0質量%之範圍之MgO及CaO、5.0~10.0質量%之範圍之B 2O 3的組成。 本發明之玻璃纖維用玻璃組成物,較佳為前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足下式(2),更佳為滿足下式(3)。
Figure 02_image003
Figure 02_image005
本發明之玻璃纖維用玻璃組成物,由於前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足前述式(2),可將玻璃纖維進行紡絲時之作業溫度設為75℃以上,可將對於通常之E玻璃纖維之彈性模數之差設為1.0GPa以下。 又,本發明之玻璃纖維用玻璃組成物,由於前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z、及、前述SO 3之含有率SO滿足前述式(3),可將玻璃纖維進行紡絲時之作業溫度設為75℃以上,可將對於通常之E玻璃纖維之彈性模數之差設為1.0GPa以下,可將對於通常之E玻璃纖維之熱膨脹係數之差設為未達0.1ppm/℃。 又,本發明之玻璃纖維,其特徵係由前述任一之玻璃纖維用玻璃組成物所構成。 又,本發明之玻璃纖維強化樹脂成形品,其特徵係含有前述玻璃纖維。 [實施發明之形態] 其次,更詳細說明本發明之實施形態。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物,其特徵係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,含有45.60~59.00質量%之範圍之SiO 2,0.00~8.00質量%之範圍之B 2O 3,10.00~16.00質量%之範圍之Al 2O 3,17.00~25.00質量%之範圍之CaO,0.01~9.50質量%之範圍之TiO 2,未達0.03質量%之範圍之P 2O 5,0.00~9.50質量%之範圍之ZnO,0.00~2.00質量%之範圍之SO 3,合計含有0.01~11.50質量%之範圍之ZnO及SO 3,合計含有0.00~2.00質量%之範圍之Li 2O、Na 2O及K 2O,前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足下式(1),
Figure 02_image007
。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,SiO 2之含有率為未達45.60質量%時,由該玻璃纖維用玻璃組成物所得之玻璃纖維之機械強度大幅降低,有損該玻璃纖維所具有之玻璃纖維強化樹脂組成物中作為補強材之機能。又,該玻璃纖維在酸性環境下容易劣化。此外,對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,SiO 2之含有率為超過59.00質量%時,由於高溫下之黏性變高,使玻璃原材料熔融之溫度變高,就製造成本的觀點,不適合工業上玻璃纖維製造。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,SiO 2之含有率較佳為48.60~57.40質量%之範圍,更佳為49.60~56.90質量%之範圍,又更佳為50.10~55.90質量%之範圍,特佳為50.60~55.40質量%之範圍,最佳為51.10~54.90質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,B 2O 3之含有率為超過8.00質量%時,熔融時之揮發份增大,作業期間為長期間時,造成紡絲生產性之惡化,或縮短爐之壽命,無法得到所期望之生產性。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,B 2O 3之含有率較佳為2.60~7.40質量%之範圍,更佳為3.10~6.90質量%之範圍,又更佳為3.60~6.70質量%之範圍,特佳為4.10~6.70質量%之範圍、特別佳為4.60~6.40質量%之範圍,尤其較佳為5.10~6.40質量%之範圍,最佳為5.60~6.40質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Al 2O 3之含有率為未達10.00質量%時,容易失透 (結晶化:crystallization )。此外,對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Al 2O 3之含有率為超過16.00質量%時,高溫時之玻璃的黏性變高,故使玻璃原材料熔融之溫度變高,就製造成本的觀點,不適合工業的玻璃纖維製造。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Al 2O 3之含有率較佳為10.60~15.40質量%之範圍,更佳為11.10~15.10質量%之範圍,又更佳為11.60~14.90質量%之範圍,特佳為11.90~14.70質量%之範圍,最佳為12.40~14.40質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,CaO之含有率為未達17.00質量%時,高溫時之玻璃的黏性變高,故熔融性惡化。此外,對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,CaO之含有率為超過25.00質量%時,襯套中容易生成失透物,紡絲中之切斷的原因,成為含有失透物之玻璃纖維之原因。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,CaO之含有率較佳為18.10~24.40質量%之範圍,更佳為19.10~23.90質量%之範圍,又更佳為19.60~23.40質量%之範圍,特佳為20.60~23.10質量%之範圍,最佳為21.10~22.90質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,TiO 2之含有率為未達0.01質量%時,高溫時之黏性變高,故使玻璃原材料熔融之溫度變高,就製造成本的觀點,不適合工業的玻璃纖維製造。此外,對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,TiO 2之含有率為超過9.50質量%時,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物之組成所構成之玻璃纖維之彈性模數上昇,與通常之E玻璃之彈性模數明顯乖離。又,玻璃纖維用玻璃組成物之液相溫度大幅增加,故變得無法製造安定之玻璃纖維。又,玻璃著色,通常之E玻璃之折射率大幅乖離。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,TiO 2之含有率較佳為0.10~4.90質量%之範圍,更佳為0.20~3.90質量%之範圍,又更佳為0.30~2.40質量%之範圍,特佳為0.50~1.40質量%之範圍,最佳為0.60~1.10質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,P 2O 5之含有率為0.03質量%以上時,因液相溫度之上昇,無法得到良好的紡絲生產性。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,P 2O 5之含有率較佳為0.01質量%以上,且未達0.03質量%之範圍,更佳為0.01~0.02質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,ZnO之含有率為超過9.50質量%時,玻璃纖維用玻璃組成物之液相溫度大幅增加,故變得無法製造安定之玻璃纖維。又,與通常之E玻璃之彈性模數及折射率大幅乖離。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,ZnO之含有率較佳為0.20~4.90質量%之範圍,更佳為0.30~2.90質量%之範圍,又更佳為0.40~1.90質量%之範圍,特佳為0.50~1.40質量%之範圍,最佳為0.70~1.20質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,SO 3之含有率為超過2.00質量%時,變得容易生成再沸泡(reboil foam),造成玻璃纖維製造中之斷線或成為中空纖維的原因。在此,再沸泡係指因熔融玻璃之溫度上昇等,溶存於熔融玻璃中之氣體之溶解度降低,產生再沸的氣泡。又,中空纖維係指將包含氣泡之熔融玻璃進行紡絲而得,因氣泡之空洞存在於內部的玻璃纖維。玻璃纖維內部存在空洞,造成玻璃纖維之強度降低的原因。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,SO 3之含有率較佳為0.01~1.40質量%之範圍,更佳為0.05~0.90質量%之範圍,又更佳為0.10~ 0.40質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,ZnO及SO 3之含有率,合計為未達0.01質量%時,玻璃之清澄不足,玻璃纖維內容易含氣泡,因此氣泡之玻璃纖維切斷之可能性變高,使生產性惡化。此外,對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,ZnO及SO 3之含有率,合計為超過11.50質量%時,未熔融成分殘存的狀態下之玻璃纖維之紡絲容易產生,該未熔融成分成為玻璃纖維切斷的主要原因,使生產性惡化。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,ZnO及SO 3之含有率,合計較佳為0.10~3.90質量%之範圍,更佳為0.40~2.40質量%之範圍,又更佳為0.60~2.20質量%之範圍,特佳為0.80~1.90質量%之範圍,最佳為1.10~1.60質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物中,ZnO、SO 3、TiO 2等,由於作為玻璃原料使用之玻璃纖維礦物材料所含有之雜質或玻璃熔融時,添加於玻璃原料使用之清澄劑所造成的。又,玻璃原料之一部分含有由包含E玻璃纖維之玻璃纖維強化樹脂成形品所回收之玻璃纖維時,可能因為含於前述玻璃纖維強化樹脂成形品,且殘留於玻璃纖維表面之添加物所產生的。在此,前述玻璃纖維強化樹脂成形品所使用之樹脂,可列舉後述之形成本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品的樹脂,特別是熱塑性樹脂。又,前述添加物,可列舉著色劑(例如,氧化鈦、氧化鋅、硫化鋅、碳黑)、抗氧化劑(例如,硫系抗氧化劑、磷系抗氧化劑)、難燃劑(例如,磷系難燃劑、無機系難燃劑)、可塑劑(例如,磷酸系可塑劑)、填充劑(例如,滑石、碳酸鈣、氫氧化鋁)、紫外線吸收劑、抗靜電劑、改質劑等。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Li 2O、Na 2O及K 2O之含有率,合計超過2.00質量%時,該玻璃纖維用玻璃組成物之組成所構成之玻璃纖維的強度會降低,與通常之E玻璃纖維之強度之乖離變大。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Li 2O、Na 2O及K 2O之含有率,合計較佳為0.11~1.40質量%之範圍,更佳為0.21~1.20質量%之範圍,又更佳為0.31~0.90質量%之範圍,特佳為0.41~0.79質量%之範圍,最佳為0.51~0.59質量%之範圍。 此外,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,可含有0~3.00質量%之範圍之MgO、0~2.00質量%之範圍之Fe 2O 3、0~2.00質量%之範圍之F 2。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,MgO之含有率,較佳為0.30~2.40質量%之範圍,更佳為0.60~1.90質量%之範圍,又更佳為0.70~1.40質量%之範圍,特佳為0.80~1.20質量%之範圍,最佳為0.90~1.00質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Fe 2O 3之含有率,較佳為0.10~0.90質量%之範圍,更佳為0.10~0.40質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,F 2之含有率,較佳為0.10~1.90質量%之範圍,更佳為0.10~0.90質量%之範圍。 此外,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物,也可含有ZrO 2、Cr 2O 3、SnO 2。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,ZrO 2之含有率,較佳為0.50%之範圍,更佳為未達0.40質量%之範圍,又更佳為未達0.20質量%之範圍,特佳為未達0.10質量%之範圍,最佳為未達0.05質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,Cr 2O 3之含有率,較佳為未達0.10質量%之範圍,更佳為未達0.05質量%之範圍。本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物所構成之玻璃纖維,其中Cr 2O 3之含量為前述範圍時,作為複合材料等之成形品時,可抑制因玻璃著色所致之顏色不均、色調變化、外觀不良等之發生。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,SnO 2之含有率,較佳為未達1.00質量%之範圍,更佳為未達0.50%之範圍,又更佳為未達0.40質量%之範圍,特佳為未達0.20質量%之範圍,特別佳為未達0.10質量%之範圍,最佳為未達0.05質量%之範圍。 又,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物,因原材料所產生之雜質為Ba、Sr、Co、Ni、Cu、Mo、W、Ce、Y、La、Bi、Gd、Pr、Sc或對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,合計可含有未達1.00質量%之範圍之Yb之氧化物。特別是本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物,含有作為雜質之BaO、SrO、CoO、NiO、CuO、MoO 3、WO 3、CeO 2、Y 2O 3、La 2O 3、Bi 2O 3、Gd 2O 3、Pr 2O 3、Sc 2O 3、或Yb 2O 3時,其含有率各自獨立較佳為未達0.50質量%之範圍,更佳為未達0.40質量%之範圍,又更佳為未達0.20質量%之範圍,特佳為未達0.10質量%之範圍,特佳為未達0.05質量%之範圍,最佳為未達0.01質量%之範圍。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係包含由複數種類之礦石或由礦石純化的材料(有時稱為來自礦石之純化材料)所構成之玻璃纖維礦物材料的玻璃原料,經混合、熔融等使均質化者。前述玻璃原料,可含有由包含E玻璃纖維之玻璃纖維強化樹脂成形品所回收之玻璃纖維(回收玻璃纖維)。在此,就環境負擔降低的觀點,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係由含有包含E玻璃纖維之玻璃纖維強化樹脂成形品所回收之玻璃纖維之玻璃原料經均質化者為佳。前述玻璃纖維礦物原料係依據前述玻璃纖維礦物原料所含有之成分與各成分之含有率及熔融過程之各成分之揮發量,使成為所期望之組成,來決定礦石或來自礦石之純化材料之種類及各礦石或來自礦石之純化材料之含有比率。又,玻璃原料包含前述玻璃纖維礦物原料及前述回收玻璃纖維時,前述玻璃纖維礦物原料及前述回收玻璃纖維係依據前述玻璃纖維礦物原料所含有之成分與各成分之含有率、前述回收玻璃纖維所含有之成分與各成分之含有率及熔融過程之各成分之揮發量,使成為所期望之組成,來決定礦石或來自礦石之純化材料之種類、各礦石或來自礦石之純化材料之含有比率及前述玻璃纖維礦物原料與回收玻璃纖維之含有比率。 前述礦石,可列舉矽砂、長石、黏土、石灰石等。又,前述來自礦物純化材料,可列舉二氧化矽粉末、白雲石、滑石、黏土、氧化鋁、鈉鹼灰(soda ash)等。 本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物係前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO由於滿足下式(A),可進行安定的紡絲,且對於通常之E玻璃纖維之彈性模數之差可設為5%以下。又,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物之組成所構成之玻璃纖維之物性,就可更安定之紡絲,且對於通常之E玻璃纖維之彈性模數之差可設為5%以下觀點,前述SI、B、T、Z及SO較佳為滿足下式(B),更佳為滿足下式(C)。又,本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物之組成所構成之玻璃纖維之物性,可進行安定的紡絲,且更接近通常之E玻璃纖維之物性的觀點,前述SI、B、T、Z及SO,特佳為滿足下式(D),又更佳為滿足下式(E),又更佳為滿足下式(F),最佳為滿足下式(G)。
Figure 02_image009
本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物中,前述各成分之含有率之測定,關於輕元素之Li係使用ICP發光分光分析裝置,其他的元素係使用波長分散型螢光X線分析裝置,進行測定。測定方法,首先,將玻璃纖維用玻璃組成物置入鉑坩堝,在電爐中,1450℃之溫度保持6小時,邊攪拌邊使熔融,得到均質的熔融玻璃。其次,將所得之熔融玻璃由鉑坩堝流至碳板上,製作碎玻璃後,將該碎玻璃粉碎粉末化,得到玻璃粉末。關於輕元素之Li係將前述玻璃粉末以酸加熱分解後,使用ICP發光分光分析裝置,進行定量分析。其他的元素係將前述玻璃粉末以衝壓機成形為圓盤狀後,使用波長分散型螢光X線分析裝置,進行定量分析。此等的定量分析結果以氧化物換算,計算各成分之含量及全量,由此等之數值,可求得前述各成分的含量(質量%)。 本實施形態之玻璃纖維係由前述任一之玻璃纖維用玻璃組成物所構成,製造時中,具備至少1000m以上之長度的玻璃長纖維較佳。本實施形態之玻璃纖維係使成為本實施形態之玻璃纖維用玻璃組成物之組成,所調合之玻璃原料進行熔融・均質化,作為熔融玻璃,將該熔融玻璃進行紡絲,作為玻璃纖維來製造。在此,就環境負擔降低的觀點,本實施形態之玻璃纖維,較佳為由含有包含E玻璃纖維之玻璃纖維強化樹脂成形品所回收之玻璃纖維的玻璃原料進行熔融・均質化,作為熔融玻璃,將該熔融玻璃紡絲所製造。 本實施形態之玻璃纖維製造時,首先,使如前述調製之玻璃原料供給玻璃熔融爐,在1000泊溫度以上之溫度區域,具體而言,在1200℃~1500℃之範圍的溫度,進行熔融作為熔融玻璃。其次,將前述溫度熔融後的熔融玻璃控制在特定之溫度,由1~8000個的噴嘴頭或孔吐出,藉由高速捲繞,邊拉伸邊冷卻,固化可形成玻璃纖維。 在此,由1個噴嘴頭或孔吐出,經冷卻・固化的玻璃單纖維(玻璃絲),通常具有真圓形之剖面形狀。此外,前述噴嘴頭具有非圓形形狀,具有使熔融玻璃急冷之突起部或切口部時,藉由控制溫度條件,可得到扁平剖面形狀的玻璃絲。前述玻璃絲具備扁平剖面形狀時,其形狀可列舉例如長圓形、橢圓形、長方形。在此,長圓形係指將長方形之短邊部分分別取代成以該短邊作為直徑之半圓的形狀。 前述玻璃絲之纖維徑,該玻璃絲之剖面形狀為真圓形狀或略真圓形狀時,可以如下述測定。例如,首先,將前述玻璃絲埋入環氧樹脂等之樹脂中,使該樹脂硬化,將硬化後的樹脂切斷,研磨該剖面。其次,使用電子顯微鏡觀察將硬化後樹脂之剖面,針對露出於前述剖面之玻璃絲100條以上,測定其直徑。又,由電子顯微鏡得到之圖像以自動解析裝置進行圖像處理也可測定。 此外,玻璃纖維強化樹脂成形品含有本實施形態之玻璃絲時,前述玻璃絲之纖維徑,可以如下述測定。例如,首先,研磨玻璃纖維強化樹脂成形品之剖面。接著,與測定前述玻璃絲之纖維徑的方法同樣,測定前述玻璃絲之纖維徑。 又,前述玻璃絲之纖維徑,該玻璃絲之剖面形狀為扁平形狀時,可以如下述測定。例如,首先,與測定前述玻璃絲之纖維徑的方法同樣,可觀察玻璃絲之剖面,針對玻璃絲100條以上,算出其剖面積。其次,依據所算出之剖面積算出換算纖維徑。其次,求經測定或算出之直徑或換算纖維徑之平均值,算出前述玻璃絲之纖維徑。 在此,玻璃絲之換算纖維徑係指具有與玻璃絲之剖面形狀之面積相同之面積之真圓的直徑。又,玻璃絲之剖面係指與玻璃纖維之纖維長方向垂直的橫剖面。 構成本實施形態之玻璃纖維之玻璃絲之纖維徑或換算纖維徑,例如為3.0~100.0μm之範圍,較佳為4.0~70.0μm之範圍,更佳為5.0~50.0μm之範圍。 構成本實施形態之玻璃纖維之玻璃絲具備扁平剖面形狀時,該剖面中之長徑對短徑之比(長徑/短徑),例如為2.0~10.0之範圍,較佳為3.0~8.0之範圍。 前述玻璃絲具備扁平剖面形狀時,玻璃纖維之短徑及長徑,可如下述算出。例如,首先,與測定前述玻璃絲之纖維徑的方法同樣,可觀察玻璃絲剖面,且使用電子顯微鏡,針對玻璃絲100條以上,通過玻璃絲剖面之略中心之最長邊作為長徑,該長徑與玻璃絲剖面之略中心正交之邊作為短徑,測定各自之長度。求前述長徑或短徑之測定值之平均值算出。 本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品,含有本實施形態之前述玻璃纖維。 本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品所含有之前述玻璃纖維,可加工成各種形態者,前述玻璃纖維可被加工的形態,可列舉例如切股、粗紗、短纖維。 前述切股係指特定條數之玻璃絲集束所構成的玻璃纖維(也稱為玻璃纖維束或玻璃原絲)切斷成特定長度的形態。構成前述玻璃纖維之玻璃絲之條數(集束條數),較佳為1~20000條,更佳為50~10000條,又更佳為1000~8000條之範圍。又,前述玻璃纖維,較佳為切斷成1.0~100.0mm,更佳為1.2~51.0mm,又更佳為1.5~30.0mm,特佳為2.0~15.0 mm,最佳為2.3~7.8mm之範圍之長度。 又,前述粗紗係指10~30000條之玻璃絲集束所構成的玻璃纖維未切斷的形態。 又,前述短纖維係將1~20000條之玻璃絲集束所構成的玻璃纖維,藉由球磨機或高速混合機(Henschel mixer)等之習知的方法,粉碎成0.001~0.900mm之範圍之長度的形態。 形成本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品之樹脂,可列舉熱塑性樹脂或熱硬化性樹脂,就樹脂本身再循環利用的觀點,較佳為熱塑性樹脂。 形成本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品之熱塑性樹脂,可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯/馬來酸酐樹脂、苯乙烯/馬來醯亞胺樹脂、聚丙烯腈、丙烯腈/苯乙烯(AS)樹脂、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯(ABS)樹脂、氯化聚乙烯/丙烯腈/苯乙烯(ACS)樹脂、丙烯腈/乙烯/苯乙烯(AES)樹脂、丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸甲酯(ASA)樹脂、苯乙烯/丙烯腈(SAN)樹脂、甲基丙烯酸樹脂、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚醯胺、聚縮醛、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對苯二甲酸丙二酯(PTT)、聚碳酸酯、聚芳硫醚、聚醚碸(PES)、聚苯基碸(PPSU)、聚苯醚(PPE)、改性聚苯醚(m-PPE)、聚芳醚酮、液晶聚合物(LCP)、氟樹脂、聚醚醯亞胺(PEI)、聚芳香酯(PAR)、聚碸(PSF)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、聚胺基雙馬來醯亞胺(PABM)、熱塑性聚醯亞胺(TPI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA)樹脂、離子聚合物(IO)樹脂、聚丁二烯、苯乙烯/丁二烯樹脂、聚丁烯、聚甲基戊烯、烯烴/乙烯醇樹脂、環狀烯烴樹脂、纖維素樹脂、聚乳酸等。 前述聚乙烯,可列舉高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯(LDPE)、直鏈狀低密度聚乙烯(LLDPE)、超高分子量聚乙烯等。 前述聚丙烯,可列舉等規聚丙烯、無規聚丙烯、間規聚丙烯,及其混合物等。 聚苯乙烯,可列舉具有無規構造的無規聚苯乙烯的泛用聚苯乙烯(GPPS)、在GPPS中加入橡膠成分而成的耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)、具有間規構造的間規聚苯乙烯等。 前述甲基丙烯酸樹脂,可列舉丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、脂肪酸乙烯酯之中一種單獨聚合的聚合物,或二種以上共聚合的聚合物等。 前述聚氯乙烯,可列舉藉由以往公知之乳化聚合法、懸浮聚合法、微懸浮聚合法、塊狀聚合法等之方法聚合的氯乙烯均聚物或可與氯乙烯單體共聚合之單體之共聚物、或聚合物與氯乙烯單體進行接枝聚合的接枝共聚物等。 前述聚醯胺,可列舉聚己內醯胺(聚醯胺6)、聚六亞甲基己二醯胺(聚醯胺66)、聚四亞甲基己二醯胺(聚醯胺46)、聚四亞甲基癸二醯胺(聚醯胺410)、聚五亞甲基己二醯胺(聚醯胺56)、聚五亞甲基癸二醯胺(聚醯胺510)、聚六亞甲基癸二醯胺(聚醯胺610)、聚六亞甲基十二烷醯胺(聚醯胺612)、聚亞己基癸二醯胺(聚醯胺106)、聚十亞甲基癸二醯胺(聚醯胺1010)、聚十亞甲基十二烷醯胺(聚醯胺1012)、聚十一烷醯胺(聚醯胺11)、聚十一亞甲基己二醯胺(聚醯胺116)、聚十二烷醯胺(聚醯胺12)、聚二甲苯己二醯胺(聚醯胺XD6)、聚二甲苯癸二醯胺(聚醯胺XD10)、聚間亞二甲苯基己二醯胺(聚醯胺MXD6)、聚對亞二甲苯基己二醯胺(聚醯胺PXD6)、聚四亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺4T)、聚五亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺5T)、聚六亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺6T)、聚六亞甲基間苯二甲醯胺(聚醯胺6I)、聚九亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺9T)、聚十亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺10T)、聚十一亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺11T)、聚十二亞甲基對苯二甲醯胺(聚醯胺12T)、聚四亞甲基間苯二甲醯胺(聚醯胺4I)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷對苯二甲醯胺(聚醯胺PACMT)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷間苯二甲醯胺(聚醯胺PACMI)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十二烷醯胺(聚醯胺PACM12)、聚雙(3-甲基-4-胺基己基)甲烷十四烷醯胺(聚醯胺PACM14)等之成分之中1種或2種以上之複數成分經組合的共聚物或此等的混合物等。 前述聚縮醛,可列舉以甲醛單元為主之重複單位的均聚物,及主要由甲醛單元所構成,且含有在主鏈中具有2~8個之鄰接之碳原子之氧化烯單位的共聚物等。 前述聚對苯二甲酸乙二酯,可列舉對苯二甲酸或其衍生物與乙二醇藉由聚縮合所得之聚合物等。 前述聚對苯二甲酸丁二酯,可列舉對苯二甲酸或其衍生物與1,4-丁二醇藉由聚縮合所得之聚合物等。 前述聚對苯二甲酸丙二酯,可列舉對苯二甲酸或其衍生物與1,3-丙二醇藉由聚縮合所得之聚合物等。 前述聚碳酸酯,可列舉將二羥基二芳基化合物與二苯基碳酸酯等之碳酸酯,藉由以熔融狀態使反應之酯交換法所得之聚合物,或藉由使二羥基芳基化合物與光氣反應之光氣法所得之聚合物。 前述聚芳硫醚,可列舉直鏈型聚苯硫醚、聚合後進行硬化反應,高分子量化的交聯型聚苯硫醚、聚苯硫醚碸、聚苯硫醚醚、聚苯硫醚酮等。 前述改性聚苯醚,可列舉聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與聚苯乙烯之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與苯乙烯/丁二烯共聚物之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與苯乙烯/馬來酸酐共聚物之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與聚醯胺之聚合物合金、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基)醚與苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物之聚合物合金等。 前述聚芳醚酮,可列舉聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)等。 前述液晶聚合物(LCP),可列舉選自熱致液晶(thermotropic liquid crystal)聚酯之芳香族羥基羰基單位、芳香族二羥基單位、芳香族二羰基單位、脂肪族二羥基單位、脂肪族二羰基單位等之1種以上之結構單位所構成的(共)聚合物等。 前述氟樹脂,可列舉聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基樹脂(PFA)、氟化乙烯丙烯樹脂(FEP)、氟化乙烯四氟乙烯樹脂(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯/氯三氟乙烯樹脂(ECTFE)等。 前述離子聚合物(IO)樹脂,可列舉烯烴或苯乙烯與不飽和羧酸之共聚物,將羧基之一部分以金屬離子中和而成之聚合物等。 前述烯烴/乙烯基醇樹脂,可列舉乙烯/乙烯基醇共聚物、丙烯/乙烯基醇共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物皂化物、丙烯/乙酸乙烯酯共聚物皂化物等。 前述環狀烯烴樹脂,可列舉環己烯等之單環體、四環戊二烯等之多環體、環狀烯烴單體之聚合物等。 前述聚乳酸,可列舉L體之均聚物的聚L-乳酸、D體之均聚物的聚D-乳酸、或其混合物之立體錯合物(stereocomplex)型聚乳酸等。 前述纖維素樹脂,可列舉甲基纖維素、乙基纖維素、羥基纖維素、羥基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、羥基乙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、纖維素乙酸酯、纖維素丙酸酯、纖維素丁酸酯等。 又,形成本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品之前述熱硬化性樹脂,可列舉不飽和聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、環氧基(EP)樹脂、三聚氰胺(MF)樹脂、酚樹脂(PF)、胺基甲酸酯樹脂(PU)、聚異氰酸酯、聚異氰脲酸酯、聚醯亞胺(PI)、尿素(UF)樹脂、矽氧(SI)樹脂、呋喃(FR)樹脂、苯胍胺(BR)樹脂、醇酸樹脂、二甲苯樹脂、雙馬來醯亞胺三嗪(BT)樹脂、二烯丙苯二甲酸酯樹脂(PDAP)等。 本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品,例如可將前述切股與前述樹脂以二軸混練機混練,使用所得之樹脂顆粒進行射出成形而得。 又,前述玻璃纖維強化樹脂成形品,可藉由射出壓縮成形法、二色成形法、中空成形法、發泡成形法(包含超臨界流體發泡成形法)、嵌入成形法、模內塗層成形法、擠壓成形法、薄片成形法、熱成形法、旋轉成形法、積層成形法、模壓成形法、吹塑成形法、沖壓模製成形法、浸漬法(infusion method)、手積層(hand lay-up)法、噴佈(spay-up)法、樹脂轉注成形法、片狀模造法(Sheet Molding Compound)、塊狀模造成型法(Bulk Molding Compound)、拉擠成型(pultrusion)法、纖維絲纏繞(filament winding)法等之公知的成形方法而得者。 本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品中,本實施形態之玻璃纖維之數平均纖維長,例如為50~400μm,較佳為75~300μm之範圍,更佳為100~380μm之範圍,又更佳為120 ~350μm之範圍,特佳為150~320μm之範圍,特別是較佳為170~290μm之範圍,最佳為205~285μm之範圍。 本實施形態之玻璃纖維強化性樹脂成形品中,本實施形態之玻璃纖維之數平均纖維長,可藉由以下方法算出。首先,將玻璃纖維強化樹脂成形品以650℃之馬弗爐,加熱0.5~24小時,分解有機物。其次,將殘存之玻璃纖維移至玻璃盤,使用丙酮使玻璃纖維分散於盤的表面。接著,對於分散於盤表面之玻璃纖維1000條以上,使用實體顯微鏡測定纖維長,取平均算出玻璃纖維之數平均纖維長。 本實施形態之玻璃纖維強化樹脂成形品所含有之前述玻璃纖維,為了提高玻璃纖維與樹脂之接著性,提高玻璃纖維與樹脂之混合物中之玻璃纖維之均一分散性等,其表面可以有機物被覆。這種有機物,可列舉樹脂、或、矽烷偶合劑。又,前述有機物除了樹脂或矽烷偶合劑外,也可為包含潤滑劑、界面活性劑等的組成物。 前述有機物係未被有機物被覆之狀態中,以玻璃纖維之質量為基準,以0.1~2.0質量%的比例被覆玻璃纖維。 又,藉由有機物之玻璃纖維之被覆,例如在玻璃纖維之製造步驟中,使用滾輪型塗佈器等之習知的方法,將含有前述樹脂、前述矽烷偶合劑或組成物之溶液的前述集束劑或黏結劑,塗佈於玻璃纖維,然後,使前述樹脂、前述矽烷偶合劑或前述組成物之溶液之被塗佈的玻璃纖維乾燥來進行。 前述樹脂,可列舉胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、改性聚丙烯、特別是羧酸改質聚丙烯、(聚)羧酸、特別是馬來酸與不飽和單體之共聚物等。 前述矽烷偶合劑,可列舉胺基矽烷、氯矽烷、環氧基矽烷、巰基矽烷、乙烯基矽烷、丙烯醯基矽烷、陽離子矽烷。前述矽烷偶合劑係此等之化合物可以單獨使用,或也可併用2種類以上。 胺基矽烷,可列舉γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β-(胺基乙基)-N’-β-(胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-苯胺基丙基三甲氧基矽烷等。 氯矽烷,可列舉γ-氯丙基三甲氧基矽烷等。 環氧基矽烷,可列舉γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷等。 巰基矽烷,可列舉γ-巰基三甲氧基矽烷等。 乙烯基矽烷,可列舉乙烯基三甲氧基矽烷、N-β-(N-乙烯基苄基胺基乙基)-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷等。 丙烯醯基矽烷,可列舉γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等。 陽離子矽烷,可列舉N-(乙烯基苄基)-2-胺基乙基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽等。 前述潤滑劑,可列舉改性矽油、動物油及其氫化物、植物油及其氫化物、動物性蠟、植物性蠟、礦物系蠟、高級飽和脂肪酸與高級飽和醇之縮合物、聚乙烯亞胺、聚烷基多胺烷基醯胺衍生物、脂肪酸醯胺、四級銨鹽。前述潤滑劑可單獨使用此等,或也可併用2種類以上。 動物油可列舉牛脂等。 植物油,可列舉大豆油、椰子油、芥菜籽油、棕櫚油、蓖麻油等。 動物性蠟,可列舉蜜蝋、羊毛脂等。 植物性蠟,可列舉勘地里拉蠟、巴西棕櫚蠟等。 礦物系蠟,可列舉鏈烷烴蠟、地蠟等。 高級飽和脂肪酸與高級飽和醇之縮合物,可列舉月桂基硬脂酸酯等之硬脂酸酯等。 脂肪酸醯胺,可列舉例如二伸乙三胺、三伸乙四胺、四伸乙五胺等之聚乙烯多胺與月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等之脂肪酸之脫水縮合物等。 四級銨鹽,可列舉月桂基三甲基銨氯化物等之烷基三甲基銨鹽等。 前述界面活性劑,可列舉非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、兩性界面活性劑。前述界面活性劑,可單獨使用此等,或也可併用2種類以上。 非離子系界面活性劑,可列舉環氧乙烷環氧丙烷烷醚、聚氧化乙烯烷醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯-嵌段共聚物、烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯-嵌段共聚物醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸單酯、聚氧乙烯脂肪酸二酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、丙三醇脂肪酸酯環氧乙烷加成物、聚氧乙烯蓖麻油醚、硬化蓖麻油環氧乙烷加成物、烷基胺環氧乙烷加成物、脂肪酸醯胺環氧乙烷加成物、丙三醇脂肪酸酯、聚丙三醇脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、山梨醣醇脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、多元醇烷醚、脂肪酸烷醇醯胺、乙炔乙二醇、乙炔醇、乙炔乙二醇之環氧乙烷加成物、乙炔醇之環氧乙烷加成物等。 陽離子系界面活性劑,可列舉氯化烷基二甲基苄基銨、氯化烷基三甲基銨、烷基二甲基乙基銨乙基硫酸鹽、高級烷基胺乙酸鹽、高級烷基胺鹽酸鹽等,對高級烷基胺之環氧乙烷加成物、高級脂肪酸與聚亞烷基聚胺(polyalkylene polyamine)之縮合物、高級脂肪酸與烷醇胺之酯之鹽、高級脂肪酸醯胺之鹽、咪唑啉型陽離子性界面活性劑、烷基吡啶鎓鹽等。 陰離子系界面活性劑,可列舉高級醇硫酸酯鹽、高級烷醚硫酸酯鹽、α-烯烴硫酸酯鹽、烷基苯磺酸鹽、α-烯烴磺酸鹽、脂肪酸鹵化物與N-甲基牛磺酸(taurine)之反應產物、硫代琥珀酸二烷基酯鹽、高級醇磷酸酯鹽、高級醇環氧乙烷加成物之磷酸酯鹽等。 兩性界面活性劑,可列舉烷基胺基丙酸鹼金屬鹽等之胺基酸型兩性界面活性劑、烷基二甲基甜菜鹼等之甜菜鹼型、咪唑啉型兩性界面活性劑等。 前述玻璃纖維強化樹脂成形品,例如可用於智慧型手機所代表之行動電子機器之框體或框體等之零件、電池箱蓋(battery box cover)或感測器、繞線管(coil bobbin)等之汽車電裝零件、攜帶電子機器以外之電子機器零件、電連接端子零件等。 其次,顯示本發明之實施例及比較例。
[實施例] 首先,熔融固化後之玻璃組成成為表1~2所示之實施例1~10及比較例1~4之各組成,混合玻璃原料,得到玻璃配料。將所得之玻璃配料置入鉑坩堝,此鉑坩堝在1400~ 1550℃之範圍的溫度條件下,電爐中保持4小時,對於玻璃原料施加攪拌使熔融,得到均質的熔融玻璃。其次,收容有熔融玻璃之鉑坩堝自電爐中取出,冷卻熔融玻璃。其次,自鉑坩堝敲打熔融玻璃後,為了去除玻璃之變形,以應力消除溫度(600~700℃)加熱2小時,以8小時冷卻至室溫(20~25℃),得到塊狀的碎玻璃。 其次,對於前述玻璃之彈性模數、對通常之E玻璃(以下有時也稱為標準E玻璃)纖維之彈性模數之差、熱膨脹係數、作業溫度範圍,如下述進行評價。結果示於表1~2。 [彈性模數] 將前述塊狀之碎玻璃,使用切削加工機,例如金剛石切割刀與研磨機,加工成25mm×25mm×5mm之試驗片,遵照JIS R1602:1995,以超音波脈衝法,作為彈性模數之指標,測定楊氏模數。 [熱膨脹係數] 將前述塊狀之碎玻璃,使用切削加工機,例如金剛石切割刀與研磨機,加工成4mm×4mm×20mm之試驗片,將所得之試驗片以昇溫速度10℃/分鐘加熱,在50~200℃之範圍的溫度下,使用熱機械分析裝置(股份公司Hitachi High-Tech Science製)測定延伸量,由該延伸量算出線膨脹係數,測定玻璃纖維之熱膨脹係數。 [對標準E玻璃纖維之彈性模數之差] 除使用標準具備E玻璃組成之玻璃纖維用玻璃組成物外,與實施例1~10及比較例1~4之玻璃纖維用玻璃組成物完全相同,測定楊氏模數作為彈性模數之指標,求實施例1~10及比較例1~4之玻璃纖維用玻璃組成物之楊氏模數之差。 [作業溫度範圍] 將玻璃纖維用玻璃組成物置入鉑坩堝,電爐中以1550℃的溫度下保持6小時,藉由邊攪拌使熔融,得到均質的熔融玻璃。其次,將所得之熔融玻璃流出於碳板上,製作碎玻璃,此時測定前述熔融玻璃之1000泊溫度與液相溫度,由1000泊溫度與液相溫度之差算出作業溫度範圍。 液相溫度係首先碎玻璃進行粉碎,將粒徑0.5~1.5mm之玻璃粒子40g置入180mm×20mm×15mm之鉑製蒸發皿(boat)中,以設置有900~1200℃之溫度斜率的管狀電爐加熱8小時以上後,由該管狀電爐取出,使用偏光顯微鏡觀察,限定來自玻璃之結晶(失透)開始析出的位置。使用B熱電偶實測管狀電爐內之溫度,求前述結晶開始析出之位置的溫度,作為液相溫度。 1000泊溫度係使用附旋轉黏度計之高溫電爐(芝浦系統股份公司製),在鉑坩堝中使碎玻璃熔融,使用旋轉式布氏黏度計,邊使熔融溫度變化,邊連續地測定熔融玻璃之黏度,測定與旋轉黏度為1000泊時對應的溫度而求得。
Figure 02_image011
Figure 02_image013
由表1~2得知,依據前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足前述式(1)之實施例1~10之玻璃纖維用玻璃組成物時,玻璃纖維之作業溫度範圍變窄,可抑制對於標準E玻璃纖維,彈性模數產生差異。此外,依據前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO未滿足前述式(1)之比較例1~4之玻璃纖維用玻璃組成物時,玻璃纖維之作業溫度範圍變窄,無法抑制對於標準E玻璃纖維,彈性模數產生差異。

Claims (5)

  1. 一種玻璃纖維用玻璃組成物,其係對於玻璃纖維用玻璃組成物之全量,含有 45.60~59.00質量%之範圍之SiO 2, 0.00~8.00質量%之範圍之B 2O 3, 10.00~16.00質量%之範圍之Al 2O 3, 17.00~25.00質量%之範圍之CaO, 0.01~9.50質量%之範圍之TiO 2, 未達0.03質量%之範圍之P 2O 5, 0.00~9.50質量%之範圍之ZnO, 0.00~2.00質量%之範圍之SO 3, 合計含有0.01~11.50質量%之範圍之ZnO及SO 3, 合計含有0.00~2.00質量%之範圍之Li 2O、Na 2O及K 2O, 前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足下式(1),
    Figure 03_image001
  2. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物,其中,前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足下式(2),
    Figure 03_image003
  3. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物,其中,前述SiO 2之含有率SI、前述B 2O 3之含有率B、前述TiO 2之含有率T、前述ZnO之含有率Z,及前述SO 3之含有率SO滿足下式(3),
    Figure 03_image005
  4. 一種玻璃纖維,其係由如請求項1~請求項3中任一項之玻璃纖維用玻璃組成物所構成。
  5. 一種玻璃纖維強化樹脂成形品,其係含有如請求項4之玻璃纖維。
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