TWI826278B - 玻璃纖維及玻璃纖維用組成物 - Google Patents

玻璃纖維及玻璃纖維用組成物 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種玻璃纖維，其纖維徑為18 μm以下，且含有玻璃組成物，該玻璃組成物之MgO之含有率為15莫耳%以上，於失透溫度之黏度η[dPa･s]之常用對數值logη為2.6以上。又，本發明提供一種玻璃組成物，其以莫耳%表示含有50～65%之SiO 2、5～26%之Al 2O 3、0～1.6%之B 2O 3、15～30%之MgO、0～8%之CaO、0～2.4%之Li 2O、超過0.2%且為2.85%以下之Na 2O，Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率為0.3～3.0%以下，且Na 2O之含有率相對於該合計之比為0.2以上0.95以下。

Description

玻璃纖維及玻璃纖維用組成物
本發明係關於一種玻璃纖維、及適於玻璃纖維之玻璃組成物。
供實際使用之玻璃纖維之大部分係由楊氏模數為90 GPa以下之玻璃組成物構成。其中，亦已知一種楊氏模數超過90 Gpa之玻璃組成物。例如，於專利文獻1中揭示了一種摻合有大量稀土類氧化物之玻璃組成物。專利文獻1之玻璃組成物中之Y 2O 3及La 2O 3之合計含有率處於20～60重量%之範圍。然而，若稀土類氧化物之含有率較高，則製造成本會上升。考慮到此種情況，於專利文獻2中揭示了一種不需要大量稀土類氧化物而提升玻璃組成物之楊氏模數之技術。專利文獻2之玻璃組成物含有以莫耳%表示為15～30%之MgO作為提升楊氏模數之成分。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：國際公開第2006/057405號 專利文獻2：日本專利第6391875號公報
[發明所欲解決之課題]
難以將含有15莫耳%以上之MgO作為楊氏模數提升成分之玻璃組成物（於本段落中，稱為「高Mg玻璃」）紡製成纖維徑較小之玻璃纖維。即便為可紡製成纖維徑相對較大之玻璃纖維之高Mg玻璃，若減小纖維徑，則亦經常出現製造方面之問題。高Mg玻璃在用於紡製小徑玻璃纖維之噴嘴中容易失透。因此，本發明之目的在於提供一種楊氏模數較高且徑長相對較小之新穎之玻璃纖維。本發明之另一目的在於提供一種玻璃組成物，其適於楊氏模數較高，且徑長相對較小之玻璃纖維。 [解決課題之技術手段]
本發明人對於將MgO之含有率較高之玻璃組成物紡絲時之失透機制進行反覆研究，從而完成本發明。 本發明提供一種玻璃纖維， 其纖維徑為18 μm以下，且 含有玻璃組成物，該玻璃組成物之以莫耳%表示之MgO之含有率為15%以上，且於失透溫度之黏度η[dPa･s]之常用對數值logη為2.6以上。
根據另一態樣，本發明提供一種玻璃纖維用玻璃組成物， 其以莫耳%表示含有： SiO 250～65% Al 2O 35～26% B 2O 30～1.6% MgO           15～30% CaO            0～8% Li 2O           0～2.4% Na 2O          超過0.2%且為2.85%以下， Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率為0.3～3.0%以下，且 藉由Na 2O之含有率相對於Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率的比所決定之Na 2O比為0.2以上0.95以下。
根據又一態樣，本發明提供一種玻璃纖維用玻璃組成物，其以莫耳%表示含有： SiO 250～65% Al 2O 35～26% B 2O 30～1.6% MgO           15～30% CaO            0～8% Li 2O           0%以上且未達3% Na 2O          超過0.2%且未達3%，且 於失透溫度之黏度η[dPa･s]之常用對數值logη為2.6以上。
根據再一態樣，本發明提供一種玻璃纖維用玻璃組成物，其楊氏模數為93 GPa以上， 以莫耳%表示，Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率為0.3～3.0%以下，且 藉由Na 2O之含有率相對於Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率的比所決定之Na 2O比為0.2以上0.95以下。 [發明之效果]
根據本發明，提供一種楊氏模數較高且徑長相對較小之新穎之玻璃纖維。根據本發明，提供一種新穎之玻璃組成物，其適於楊氏模數較高且徑長相對較小之玻璃纖維。
以下，對本發明之實施形態進行說明，但以下說明並不將本發明限定於特定實施形態。於本說明書中，以下玻璃組成物之成分之含有率均以莫耳%表示，莫耳%基本上表示為「%」。於本說明書中，「實質不含有……（substantially contains no…）」及「……實質不含有（…is not substantially included）」意指含有率未達0.1莫耳%、未達0.05莫耳%、未達0.01莫耳%、未達0.005莫耳%、進而未達0.003莫耳%、視情形未達0.001莫耳%。「實質」係指容許含有源自玻璃原料、製造裝置等之微量雜質。「鹼金屬氧化物」意指Li 2O、Na 2O及K 2O，有時表述為R 2O。以下所述之含有率之上限及下限可任意地組合。
[玻璃纖維] 於本發明之一形態中，玻璃纖維之纖維徑為18 μm以下。該玻璃纖維含有玻璃組成物，該玻璃組成物之MgO之含有率為15%以上，且失透溫度之黏度η[dPa･s]之常用對數值logη為2.6以上。於下文對該玻璃組成物之一例進行敘述。
於本發明之另一形態中，玻璃纖維含有下述玻璃組成物。該玻璃纖維之纖維徑亦可為18 μm以下。
該等實施形態之玻璃纖維（以下，稱為「本實施形態之玻璃纖維」）之纖維徑可為15 μm以下、13 μm以下、11 μm以下、10 μm以下、9 μm以下、進而7 μm以下。本實施形態之玻璃纖維可具有較高之楊氏模數，因此即便徑長變細亦可表現出較高之補強能力。因此，本實施形態之玻璃纖維特別適用於較薄之被補強材料、例如較薄之玻璃纖維強化塑膠（FRP）。但是，使用本實施形態之玻璃纖維之對象不限於FRP，該對象之厚度亦無制限。本實施形態之玻璃纖維之纖維徑之下限並無特別限定，可為3 μm以上、進而7 μm以上。本實施形態之玻璃纖維可具有較高之楊氏模數及較細之徑長，但亦可具有不過細之範圍之徑長、例如7～15 μm、進而9～13 μm之範圍之徑長。
本實施形態之玻璃纖維亦可在含有玻璃組成物之同時含有根據其用途適宜添加之公知之各種處理劑、樹脂等成分。
[玻璃組成物] ＜成分＞ 以下，對可構成玻璃組成物之各成分進行說明。
（SiO 2） SiO 2係形成玻璃骨架之成分，亦為調整玻璃形成時之失透溫度及黏度，提升耐酸性之成分。SiO 2之含有率例如為50～65%。SiO 2之含有率之下限例如為52%以上、54%以上、55%以上、56%以上、57%以上、57.5%以上、視情形為58%以上、進而為59%以上。SiO 2之含有率之上限例如為63%以下、62%以下、視情形為61%以下。
（Al 2O 3） Al 2O 3係調整玻璃形成時之失透溫度及黏度，提升玻璃之耐水性之成分。Al 2O 3之含有率例如為5～26%。Al 2O 3之含有率之下限例如為7.5%以上、8%以上、9%以上、10%以上、10.5%以上、11%以上、12%以上、視情形為12.5%以上、進而為13%以上。Al 2O 3之含有率之上限例如為20%以下、18%以下、17.5%以下、16%以下、視情形為15%以下。
（MgO） MgO係有助於提升楊氏模數，影響失透溫度、黏度等之成分。MgO之含有率例如為15～30%。MgO之含有率之下限例如為16%以上、17.5%以上、18%以上、20%以上、22%以上、視情形為23%以上、進而為24%以上。MgO之含有率之上限例如為27%以下、26%以下、視情形為25%以下。
SiO 2、Al 2O 3及MgO之含有率如上所述，可將上述上限及下限任意地組合而設定，其理想範圍如下所述。 例1      SiO 2：52～62%且Al 2O 3：7.5～26% 例2      於例1中，Al 2O 3：9～26% 例3      於例2中，SiO 2：55～62% Al 2O 3：10.5～17.5% MgO：17.5～30% 例4      於例3中，Al 2O 3：11～17.5% MgO：20～30% 但是，上述僅為例示，各成分之含有率可不限定於例1～4而設定。
SiO 2、Al 2O 3及MgO係在構成楊氏模數較高且實用之玻璃組成物之方面重要之成分。該等成分之合計含有率超過90%，可為91%以上、進而92%以上。SiO 2、Al 2O 3及MgO之合計含有率例如可為98.5%以下、進而98%以下。若將合計含有率抑制於該程度，則藉由添加其他成分而調整特性之餘地變大。
本實施形態之玻璃組成物較佳為進而含有CaO及/或鹼金屬氧化物。MgO之含有率較高之玻璃組成物有於失透溫度之黏度η過低之傾向。然而，該黏度可藉由添加CaO及鹼金屬氧化物來調整。CaO及鹼金屬氧化物之合計含有率例如為0.1%以上、0.5%以上、1.0%以上、進而為1.5%以上。
（CaO） CaO係調整玻璃形成時之失透溫度及黏度之成分。CaO之含有率例如為0～8%。CaO之含有率之下限例如為0.1%以上、0.5%以上、0.7%以上、1%以上、視情形為2%以上、進而為3%以上。CaO之含有率之上限例如為6%以下、5.5%以下、5%以下、進而為4%以下。
（鹼金屬氧化物） 鹼金屬氧化物（R 2O）係調整玻璃形成時之失透溫度及黏度之成分。鹼金屬氧化物之合計含有率（具體而言為Li 2O＋Na 2O＋K 2O）例如為0.3～3.0%。鹼金屬氧化物之含有率之下限例如為0.5%以上、0.7%以上、進而為0.8%以上、視情形為1.0%以上。鹼金屬氧化物之含有率之上限例如為2.5%以下、2.0%以下、1.8%以下、1.5%以下、視情形未達1.1%。若鹼金屬氧化物之含有率較高，則楊氏模數有時不會充分上升。
Na 2O之含有率例如超過0.2%且未達3%，又，例如超過0.2%且為2.85%以下。Na 2O之含有率之下限例如為0.25%以上、0.3%以上、0.4%以上、進而為0.5%以上。Na 2O之含有率之上限例如為2.5%以下、2.0%以下、1.5%以下、1.0%以下、0.8%以下、視情形為0.6%以下、進而為0.55%以下。
無需含有Li 2O及K 2O這兩者，但較佳為至少含有一者。Li 2O及K 2O之合計含有率較佳為0.1%以上。
Li 2O之含有率例如為0～3%，又，例如為0～2.4%。Li 2O之含有率之下限例如為0.1%以上、0.2%以上、視情形為0.3%以上。Li 2O之含有率之上限例如為2.0%以下、1.5%以下、1.0%以下、0.8%以下、視情形為0.6%以下、0.5%以下、進而為0.4%以下。Li 2O之含有率之較佳之一例為0.1～0.8%。
關於抑制使楊氏模數降低之影響並且調整失透溫度等特性，Li 2O比Na 2O及K 2O更有利。因此，於向以達成較高之楊氏模數為目的之玻璃組成物中添加例如0.3%以上之鹼金屬氧化物之情形時，通常將Li 2O之含有率調整為比Na 2O之含有率及K 2O之含有率高。例如，於專利文獻2之各實施例中，在鹼金屬氧化物之含有率為0.3%以上之情形時，Li 2O以其含有率比Na 2O之含有率及K 2O之含有率高0.45%以上之方式添加。
然而，為了有效控制於失透溫度之黏度，理想的是優先適當地控制下述Na 2O比。此外，在鹼金屬氧化物中，Li 2O之原料相對昂貴。考慮到該等情況，可在Li 2O之含有率不高於Na 2O之含有率加上2%所得之含有率之範圍含有微量Li 2O。亦可在Li 2O之含有率不超過Na 2O之含有率之範圍含有微量Li 2O。
K 2O之含有率例如為0～2.4%。K 2O之含有率之下限例如為0.01%以上、進而為0.02%以上，視情形為0.05%以上。K 2O之含有率之上限例如為1.0%以下、0.5%以下、0.2%以下、視情形為0.1%以下。K 2O相較於Li 2O及Na 2O而言使楊氏模數降低之影響更大。較佳為將K 2O之含有率抑制得比Li 2O之含有率及Na 2O之含有率小。可實質不含有K 2O。
若以[Li 2O]表示Li 2O之含有率（莫耳%），以[Na 2O]表示Na 2O之含有率（莫耳%），以[K 2O]表示K 2O之含有率（莫耳%），則以上之兩段落所示之鹼金屬氧化物之相對大小關係可換言如下。鹼金屬氧化物較佳為以滿足下式之至少一者之方式含有。 0＜[Li 2O]≦（[Na 2O]＋2） 0＜[Li 2O]≦[Na 2O] [K 2O]＜[Na 2O] [K 2O]＜[Li 2O]
於R 2O之合計含有率為0.3%以上、更具體而言處於0.3～3.0%之範圍之情形時，Na 2O之含有率相對於R 2O之含有率之比（按照上述表示法，稱為[Na 2O]/[R 2O]，以下，亦稱為「Na 2O比」）較佳為0.2以上0.95以下。若將Na 2O比調整至適當範圍，則MgO之含有率較高之玻璃組成物之紡絲性得以提升。Na 2O比之下限例如可為0.22以上、0.27以上、進而0.3以上。Na 2O比之上限例如可為0.92以下、0.86以下、0.8以下、0.78以下、0.73以下、視情形可為0.7以下。若適當地調整Na 2O比，則可藉由添加有限量之鹼金屬氧化物而獲得所需作用，例如logη充分上升。
即，若以[R 2O]表示鹼金屬氧化物之含有率（莫耳%），則較佳為以下關係成立。 0.3≦[R 2O]≦3.0 0.2≦（[Na 2O]/[R 2O]）≦0.95
（B 2O 3） B 2O 3係形成玻璃骨架之成分，亦為調整玻璃形成時之失透溫度及黏度之成分。B 2O 3之含有率例如為0～1.6%。B 2O 3之含有率之下限例如為0.1%以上、0.5%以上、視情形為1.0%以上。B 2O 3之含有率之上限例如未達1.5%、視情形未達1.2%。可實質不含有B 2O 3。
（Y 2O 3及La 2O 3） Y 2O 3及La 2O 3係有助於提升楊氏模數之成分。但是，該等成分之原料相對昂貴。Y 2O 3及La 2O 3之合計含有率例如為0～0.5%、進而為0～0.3%。Y 2O 3及La 2O 3之合計含有率之上限可為0.1%以下。可分別實質不含有Y 2O 3及La 2O 3。
（其他成分） 玻璃組成物亦可含有除上述以外之成分。作為玻璃組成物可含有之其他成分，可例示SrO、BaO、ZnO、TiO 2、ZrO 2、Fe 2O 3、Cl 2、F 2、SnO 2、CeO 2、P 2O 5、SO 3。該等成分之含有率分別例如為0～5%。該含有率之上限可為3%以下、1%以下、進而0.5%以下。可分別實質不含有其他成分、即除上述SiO 2至La 2O 3之成分以外之成分。其他成分之合計含有率可為7%以下、5%以下、進而3%以下。再者，玻璃組成物中可採用多價數之成分之含有率可按照慣例，換算為上述所示之價數之氧化物而算出。例如，氧化鐵之一部分亦以FeO之形式存在於玻璃組成物中，但其含有率換算為Fe 2O 3而表示。
＜特性＞ 於本發明之一形態中，玻璃組成物於失透溫度之黏度η之常用對數值logη例如為2.6以上。η之單位為[dPa･s]。又，本發明含有楊氏模數例如高達93 GPa以上之玻璃組成物之改良技術。以下，對logη及楊氏模數進行說明。
（logη） 發現logη較高之玻璃組成物適於紡製纖維徑相對較小之玻璃纖維。logη例如為2.6以上。logη之下限可為2.7以上、2.8以上、2.9以上、2.93以上、視情形為3.0以上。logη之上限並無特別限定，例如為3.4以下，進而為3.2以下。
MgO之含有率較高且適於提升楊氏模數之玻璃組成物有適於紡絲之作業溫度與失透溫度之差變小之傾向。兩溫度之差較小之玻璃組成物一般難以紡絲，特別是難以紡製成纖維徑較小之玻璃纖維。然而，此種紡絲困難性可藉由控制logη來緩和。
（楊氏模數） 玻璃組成物之楊氏模數例如為93 GPa以上。楊氏模數之下限為95 GPa以上、97 GPa以上、99 GPa以上、視情形為100 GPa以上。楊氏模數之上限並無特別限定，例如為115 GPa以下，進而為110 GPa以下。
＜玻璃組成物之例＞ 於本發明之一形態中，玻璃組成物含有： SiO 250～65% Al 2O 35～26% B 2O 30～1.6% MgO           15～30% CaO            0～8% Li 2O           0～2.4% Na 2O          超過0.2%且為2.85%以下， Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率為0.3～3.0%以下，且 Na 2O之含有率相對於Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率之比為0.2以上0.95以下。
於本發明之另一形態中，玻璃組成物含有： SiO 250～65% Al 2O 35～26% B 2O 30～1.6% MgO           15～30% CaO            0～8% Li 2O           0%以上且未達3% Na 2O          超過0.2%且未達3%，且 logη為2.6以上。
於本發明之又一形態中，玻璃組成物之楊氏模數為93 GPa以上，且 Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率為0.3～3.0%以下，Na 2O之含有率相對於Li 2O、Na 2O及K 2O之合計含有率之比為0.2以上0.95以下。
於本發明之再一形態中，玻璃組成物之SiO 2、Al 2O 3及MgO之以莫耳%表示之合計含有率超過90%，且 於失透溫度之黏度η[dPa･s]之常用對數值logη為2.6以上。
關於上述成分及特性之說明可應用於上述所例示之各形態之所有玻璃組成物。
上述各形態之玻璃組成物適於製造玻璃纖維、特別是其纖維徑為上述所述之範圍之玻璃纖維。於本發明之一形態中，玻璃纖維含有上述各形態之玻璃組成物，或者由上述各形態之玻璃組成物構成。玻璃纖維例如可為相當於選自由股線、粗紗、紗線、布（cloth）、切股（chopped strand）、玻璃棉及磨碎纖維所組成之群中之至少一種之形態。布例如為紗束布、紗布（yarn cloth）。但是，上述各形態之玻璃組成物由於其優異之特性而亦可以除玻璃纖維以外之玻璃成形體之形式使用。玻璃成形體之一例為粒子狀玻璃。關於粒子狀玻璃，可藉由使玻璃纖維斷裂來製造，或與玻璃纖維同樣地，使用與目標形狀對應之噴嘴來製造。因此，上述各形態之玻璃組成物亦適於避免失透並且製造粒子狀玻璃。於本發明之一形態中，粒子狀玻璃含有上述各形態之玻璃組成物，或者由上述各形態之玻璃組成物構成。
粒子狀玻璃例如可相當於選自由鱗片狀玻璃、玻璃粉末、玻璃珠及微片玻璃（fine flake）所組成之群中之至少一種。粒子狀玻璃可用於FRP，即可用於以樹脂為代表之被補強體之補強等。
[不織布、橡膠補強用索（cord）] 由本發明所提供之各玻璃纖維可供於與以往之玻璃纖維相同之用途。根據本發明之一形態，提供一種含有玻璃纖維之玻璃纖維不織布。又，根據本發明之一形態，提供一種包含玻璃纖維集束而成之股線的橡膠補強用索。玻璃纖維亦可供於其他用途。其他用途可列舉以樹脂為代表之被補強體之補強。
[實施例] 以下，藉由實施例及比較例更加具體地對本發明之實施形態進行說明。再者，於表1～3中，組成之含有率亦以莫耳%表示。 ＜組成A～H及W～Z之玻璃組成物＞ 以成為表1所示之各組成之方式，摻合矽砂等通常之玻璃原料，按實施例及比較例製作玻璃原料之批料。使用電爐，將各批料加熱至1500～1600℃而使其熔融，於該狀態維持約4小時直至組成變得均勻為止。其後，將熔融之玻璃（玻璃熔融物）之一部分倒至鐵板上，在電爐中緩冷至室溫，獲得塊狀玻璃組成物（板狀物、玻璃試樣）。對於該等玻璃組成物，如下所示評價特性。將結果一併示於表1。
（失透溫度） 將粉碎為粒徑1.0～2.8 mm之大小之玻璃組成物裝入至鉑舟，於設置了溫度梯度（800～1400℃）之電爐中保持2小時，根據出現結晶之位置所對應之電爐之最高溫度求出失透溫度。於玻璃出現白濁而無法觀察到結晶之情形時，將出現白濁之位置所對應之電爐之最高溫度作為失透溫度。此處，粒徑為藉由篩分法所測得之值。再者，根據電爐內之場所而不同之溫度（電爐內之溫度分佈）預先被測定，且放置於電爐內之固定場所之玻璃組成物在預先測定之該固定場所之溫度被加熱。
（於失透溫度之黏度） 對於所獲得之玻璃組成物，藉由通常之鉑球提拉法測定於失透溫度之黏度η，根據該值算出logη。
（楊氏模數） 楊氏模數係藉由通常之超音波法，測定在玻璃中傳播之彈性波之縱波速度vl及橫波速度vt，另外，根據藉由阿基米德法所測得之玻璃之密度ρ，藉由E＝3ρ･v t 2･（v l 2－4/3･v t 2）/（v l 2－v t 2）之式而求出。
＜紡絲試驗＞ 對於具有組成A～E及W～Z之各玻璃組成物，實施紡絲試驗，即，使用鉑噴嘴將熔融物進行紡絲。
基於以下內容評價紡絲試驗之結果。將結果示於表2。 ○：可實現值得生產之長時間之穩定紡絲。 △：可實現10分鐘以上之紡絲，但無法實現長時間之穩定紡絲。 ×1：所使用之鉑噴嘴因失透而堵塞。 ×2：熔融玻璃之黏度過低而無法紡絲。
＜鹼金屬氧化物之調整＞ 對於分別以組成C及D作為基準，僅變更了鹼金屬氧化物之含有率之組成C1～C2及組成D1～D4，以與上述相同之方式製作玻璃組成物，評價特性。將組成及結果示於表3。
如表2所示，可確認組成W及X之logη較小，不適於纖維徑18 μm以下之紡絲。組成Y及Z本身無法紡絲。相對於此，可確認於logη為2.6以上之組成A～E中，即便為徑長較小之纖維亦可良好地紡絲。如表3所示，Na 2O比（莫耳比Na 2O/R 2O）越大致接近0.5，則logη越大。認為用於使logη為2.6以上之適當之Na 2O比為0.2～0.95、進而為0.2～0.8。但是，由表1之組成W可確認，於鹼金屬氧化物R 2O之含有率過少之組成中，即便調整Na 2O比，對增大logη之貢獻亦不大。再者，組成A～H之楊氏模數與組成W～Z相比稍低，但相對於通用之玻璃纖維組成物而言足夠大。
玻璃A～H之作業溫度處於1268～1356℃之範圍。玻璃A～H之作業溫度與失透溫度之差未達60℃。該等範圍對於玻璃D2～D4亦成立。再者，作業溫度係logη成為3.0時之溫度。
[表1]
組成/特性 A B C D E F G H W X Y Z
SiO 2 62.0 57.5 57.5 55.0 60.0 61.0 62.0 60.0 52.43 54.84 54.92 57.35
Al 2O 3 16.0 12.5 12.5 14.5 12.0 13.5 15.5 15.0 12.48 14.96 14.98 14.96
B 2O 3 1.0 1.0 1.0 1.5 0.1 1.1 1.0 1.0 0.00 1.20    1.00
MgO 16.0 24.0 24.5 23.0 26.0 22.5 20.0 22.0 24.97 27.52 24.96 25.43
CaO 3.0 4.0 4.0 5.0 1.0 1.0 0.5 1.0 9.99 0.17 4.99 0.15
Li 2O 1.0 0.45 0.25 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5    1.20    1.00
Na 2O 1.0 0.45 0.25 0.6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.03 0.05 0.08 0.05
K 2O    0.1 0.02 0.1             0.01 0.01    0.01
R 2O 2.0 1.0 0.52 1.1 1.0 1.0 1.0 1.0 0.04 1.26 0.08 1.06
Na 2O/R 2O 0.50 0.45 0.48 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.75 0.04 1.00 0.047
失透溫度（℃） 1327 1275 1331 1295 1372 1332 1327 1320 1280 1345 1395 1400
logη 3.20 2.95 2.93 2.90 2.66 2.94 3.13 3.04 2.55 2.47 2.18 2.15
楊氏模數（GPa） 94.0 99.5 100.2 100.2 99.5 99.1 99.4 99.8 102.4 101.8 102.7 101.9
[表2]
   組成 logη MgO R 2O Na 2O/R 2O 纖維徑（μm） 紡絲速度（rpm） 紡絲性
實施例1 A 3.20 16.0 2.0 0.50 7 2700 ○
實施例2 A 3.20 16.0 2.0 0.50 13 850 ○
實施例3 A 3.20 16.0 2.0 0.50 18 450 ○
實施例4 B 2.95 24.0 1.0 0.45 7 2700 ○
實施例5 B 2.95 24.0 1.0 0.45 13 850 ○
實施例6 B 2.95 24.0 1.0 0.45 18 450 ○
實施例7 C 2.93 24.5 0.5 0.48 7 2700 ○
實施例8 C 2.93 24.5 0.5 0.48 13 850 ○
實施例9 C 2.93 24.5 0.5 0.48 18 450 ○
實施例10 D 2.90 23.0 1.1 0.50 7 2700 ○
實施例11 D 2.90 23.0 1.1 0.50 13 850 ○
實施例12 D 2.90 23.0 1.1 0.50 18 450 ○
實施例13 E 2.66 26.0 1.0 0.50 7 3080 ○
實施例14 E 2.66 26.0 1.0 0.50 13 950 ○
實施例15 E 2.66 26.0 1.0 0.50 18 500 ○
比較例1 W 2.55 25.0 0.04 0.75 7 2300 ×2
比較例2 W 2.55 25.0 0.04 0.75 13 700 ×1
比較例3 W 2.55 25.0 0.04 0.75 18 400 △
比較例4 W 2.55 25.0 0.04 0.75 23 300 ○
比較例5 X 2.47 27.5 1.26 0.04 7 3080 ×2
比較例6 X 2.47 27.5 1.26 0.04 13 850 ×1
比較例7 X 2.47 27.5 1.26 0.04 18 450 △
比較例8 X 2.47 27.5 1.26 0.04 23 300 ○
比較例9 Y 2.18 25.0 0.08 1.00 23 300 ×2
比較例10 Z 2.15 25.4 1.06 0.047 23 300 ×2
×1：因失透而堵塞    ×2：不成絲
[表3]
組成/特性 C1 C C2 D1 D2 D D3 D4
SiO 2 57.5 57.5 57.5 55.0 55.0 55.0 55.0 55.0
Al 2O 3 12.5 12.5 12.5 14.5 14.5 14.5 14.5 14.5
B 2O 3 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
MgO 24.5 24.5 24.5 23.0 23.0 23.0 23.0 23.0
CaO 4.0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
Li 2O 0.5 0.25 0.00 0.90 0.75 0.5 0.3 0.1
Na 2O    0.25 0.50 0.10 0.25 0.6 0.8 1.0
K 2O    0.02 0.02 0.10 0.10 0.1 0.1 0.1
R 2O 0.5 0.52 0.52 1.10 1.10 1.1 1.1 1.1
Na 2O/R 2O 0.00 0.48 0.96 0.09 0.23 0.50 0.68 0.86
失透溫度（℃） 1360 1331 1378 1312 1308 1295 1317 1340
logη 2.50 2.93 2.41 2.53 2.72 2.90 2.74 2.62
楊氏模數（GPa） 100.5 100.2 100.4 100.7 100.5 100.2 100.2 100.3
無
無

Claims (21)

  1. 一種玻璃纖維用玻璃組成物，其以莫耳%表示含有：SiO2 50~65% Al2O3 5~26% B2O3 0~1.6% MgO 20~30% CaO 0~6% Li2O 0.1~0.8% Na2O 超過0.2%且為2.85%以下，Li2O、Na2O及K2O之合計含有率為0.5~3.0%以下，藉由Na2O之含有率相對於Li2O、Na2O及K2O之合計含有率之比所決定之Na2O比為0.2以上0.95以下，且Y2O3及La2O3之合計含有率為0~0.5%。
  2. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，SiO2、Al2O3及MgO之以莫耳%表示之合計含有率超過90%。
  3. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，以莫耳%表示之B2O3之含有率為0.1~1.6%。
  4. 如請求項3之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，以莫耳%表示之SiO2之含有率為57~62%。
  5. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，以莫耳%表示之SiO2之含有率為52~62%，且以莫耳%表示之Al2O3之含有率為7.5~26%。
  6. 如請求項5之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，以莫耳%表示之Al2O3之含有率為9~26%。
  7. 如請求項6之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，以莫耳%表示，SiO2之含有率為55~62%，且Al2O3之含有率為10.5~17.5%。
  8. 如請求項7之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，以莫耳%表示，Al2O3之含有率為11~17.5%。
  9. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物，其實質不含有Y2O3。
  10. 如請求項1之玻璃纖維用玻璃組成物，其於失透溫度之黏度η[dPa．s]之常用對數值logη為2.6以上，且楊氏模數為99GPa以上。
  11. 一種玻璃纖維用玻璃組成物，其以莫耳%表示含有：SiO2 50~65% Al2O3 5~26% B2O3 0~1.6% MgO 20~30% CaO 0~6% Li2O 0.1~0.8% Na2O 超過0.2%且未達3%，於失透溫度之黏度η[dPa．s]之常用對數值logη為2.6以上，且楊氏模數為99GPa以上。
  12. 如請求項11之玻璃纖維用玻璃組成物，其中，上述logη為2.7以上。
  13. 如請求項11之玻璃纖維用玻璃組成物，其實質不含有Y2O3。
  14. 如請求項11之玻璃纖維用玻璃組成物，以莫耳%表示，其藉由Na2O之含有率相對於Li2O、Na2O及K2O之合計含有率之比所決定之Na2O比為0.2 以上0.95以下。
  15. 一種玻璃纖維，其含有請求項1至14中任一項之玻璃纖維用玻璃組成物。
  16. 如請求項15之玻璃纖維，其纖維徑為18μm以下。
  17. 如請求項15之玻璃纖維，其具有相當於選自由股線、粗紗、紗線、布(cloth)、切股(chopped strand)、玻璃棉及磨碎纖維所組成之群中之至少一種之形態。
  18. 一種橡膠補強用索(cord)，其包含請求項15之玻璃纖維集束而成之股線。
  19. 一種玻璃纖維不織布，其含有請求項15之玻璃纖維。
  20. 一種粒子狀玻璃，其含有玻璃組成物，該玻璃組成物以莫耳%表示含有：SiO2 50~65% Al2O3 5~26% B2O3 0~1.6% MgO 20~30% CaO 0~6% Li2O 0.1~0.8% Na2O 超過0.2%且為2.85%以下，Li2O、Na2O及K2O之合計含有率為0.5~3.0%以下，藉由Na2O之含有率相對於Li2O、Na2O及K2O之合計含有率之比所決定之Na2O比為0.2以上0.95以下，且Y2O3及La2O3之合計含有率為0~0.5%。
  21. 一種粒子狀玻璃，其含有玻璃組成物， 該玻璃組成物以莫耳%表示含有：SiO2 50~65% Al2O3 5~26% B2O3 0~1.6% MgO 20~30% CaO 0~6% Li2O 0.1%~0.8% Na2O 超過0.2%且未達3%，於失透溫度之黏度η[dPa．s]之常用對數值logη為2.6以上，且楊氏模數為99GPa以上。
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