[发明专利]玻璃纤维

说明书

【技术领域】

本发明涉及玻璃纤维，特别是高弹性玻璃纤维。

【现有技术】

以往以来，作为强度或弹性模量优异的玻璃纤维用玻璃，已知有由SiO₂、Al₂O₃及MgO的玻璃组合物构成的玻璃(S玻璃)。然而从1000泊温度及液相温度的观点看来，S玻璃未必容易进行玻璃纤维的制造。此处，1000泊温度是指玻璃的熔融粘度为1000泊的温度、液相温度是指降低熔融玻璃的温度时，最初发生结晶析出的温度。一般地，在使玻璃的熔融粘度成为1000泊附近而进行纺丝的情况，能有效率地制造玻璃纤维，因此纺丝通常在1000泊温度与液相温度的间的温度范围(作业温度范围)进行。S玻璃的该作业温度范围狭窄，熔融的玻璃即使在微小的温度降低的影响下，也会容易发生结晶化(失透)。因此，为了稳定地进行纺丝，在玻璃纤维的制造步骤中，有必要以良好的精准度来控制纺丝条件。

就S玻璃的改良品而言，已知有含SiO₂、Al₂O₃、MgO及CaO的玻璃组合物(下述专利文献1及专利文献2)。在专利文献1中公开了随着液相温度的降低纤维化变得容易的玻璃组合物。另外，在专利文献2中公开了玻璃组合物，在约1000泊温度的粘度所对应的温度(纤维化温度)与在液态玻璃及其一次结晶相之间存在平衡的最高温度(液相线)之间的差距大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公昭62-001337号公报

专利文献2：日本特表2009-514773号公报

【发明内容】

【发明所要解决的课题]

然而，本发明人进行研究的结果，上述文献的玻璃组合物虽然具有某种程度宽的作业温度范围，然而往往有1000泊温度及液相温度高的情况，而未必容易制造玻璃纤维。另外还有得到的玻璃纤维的弹性模量不足的倾向。

于是，本发明鉴于这些现有技术的问题而完成，目的为提供制造容易并且具有充足的弹性模量玻璃纤维。

【用于解决课题的方法]

为了实现上述目的，本发明的玻璃纤维，其特征为具有：以总重量为基准，SiO₂的含量为57.0～63.0重量％、Al₂O₃的含量为19.0～23.0重量％、MgO的含量为10.0～15.0重量％、CaO的含量为4.0～11.0重量％，且SiO₂、Al₂O₃、MgO及CaO的合计含量为99.5重量％以上的组成。通过具有这样的组成，能够降低1000泊温度及液相温度，因此容易由玻璃组合物进行制造。此外还具有充足的弹性模量。

在上述玻璃纤维的组成中，SiO₂含量与Al₂O₃含量的合计含量优选为77.0～85.0重量％。若该合计含量为85.0重量％以下，则能够降低1000泊温度及液相温度，而容易由玻璃组合物进行制造。另一方面，若该合计含量为77.0重量％以上，则在玻璃中结晶析出的失透现象难以发生，因此在其制造时变得容易进行纺丝。

另外，上述玻璃纤维的组成优选SiO₂含量/Al₂O₃含量以重量比计为2.7～3.2。只要在这样的范围，则玻璃纤维在其制造时的作业温度范围变宽，而且还将具有充足的弹性模量。

另外，在上述玻璃纤维的组成中，MgO含量与CaO含量的合计含量优选为16.0重量％以上。此情况，玻璃纤维作为其原料的玻璃组合物的1000泊温度及液相温度低，此外还加上由于熔解玻璃的粘性降低，玻璃组合物变得容易熔融，因此更容易由玻璃组合物进行制造。

此外，在上述玻璃纤维的组成中，MgO含量/CaO含量优选以重量比计为0.8～2.0。若该重量比为2.0以下，则液相温度降低，因此可能使制造时的作业温度范围变宽。另一方面，若该重量比为0.8以上，则玻璃纤维将具有充足的弹性模量。