JPH08109041A - 長繊維用ガラス組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溶融工程におけるＢ₂ Ｏ₃ の蒸散が少なく、
またＦ₂ を含有しないため環境に害を及ぼすことがな
く、Ｌｉ₂ ＯやＺｎＯを含有しないため原料が安価で、
しかも良好に溶融、紡糸を行うことが可能な長繊維用ガ
ラス組成物を提供することを目的とする。 【構成】 重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５４〜５６％、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ １３〜１５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ６．９〜７．５
％、ＣａＯ ２１〜２４％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｎ
ａ₂ Ｏ ０〜１％、Ｋ₂ Ｏ ０〜１％、Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂
Ｏ ０〜１％、ＴｉＯ₂ ０〜１％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０〜
１％の組成を有し、実質的にＦ₂ とＺｎＯを含有しない
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長繊維用ガラス組成物
に関し、特に安価で、製造工程において環境を害するこ
とがなく、しかも紡糸性に優れた長繊維用ガラス組成物
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より長繊維として産業上用いられて
いる代表的なガラス繊維としてＥガラスが存在する。Ｅ
ガラスは、米国特許第２，３３４，９６１号に記載され
ており、その組成は、重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５２〜
５６％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １２〜１６％、ＣａＯ １６〜１
９％、ＭｇＯ ３〜６％、Ｂ₂ Ｏ₃ ９〜１１％であ
る。

【０００３】また上記のＥガラスを改良したものとし
て、６２１ガラスが知られている。６２１ガラスは、上
記ＥガラスのＭｇＯを除き、ＣａＯの含有量を増やした
組成であり、米国特許第２，５７１，０７４号に記載さ
れているように、重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５２〜５６
％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １２〜１６％、ＣａＯ １９〜２５
％、Ｂ₂ Ｏ₃ ８〜１３％の組成を有している。

【０００４】これらのＥガラス及び６２１ガラスは、Ｓ
ｉＯ₂ −Ａｌ₂ Ｏ₃ −ＣａＯ系の共融点組成を基本組成
とし、製造、特に溶融を容易にするため、ＳｉＯ₂ の一
部をＢ₂ Ｏ₃ に、あるいはＣａＯの一部をＭｇＯに置き
換えたものであり、（「ガラスの事典」作花済夫編集、
朝倉書店、１９８５、２８頁）、Ｂ₂ Ｏ₃ の含有量は、
上記特許にあるように８％以上であるのが一般的であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところでＢ₂ Ｏ₃ は、
ガラスの溶融を容易にするための融剤として用いられる
が、近年、Ｂ₂ Ｏ₃ の原料が高価であること、およびＢ
₂ Ｏ₃ が溶融工程で蒸散し、その結果、ガラスに変質を
起こしやすいことが問題となっており、Ｂ₂ Ｏ₃含有量
を低下させる試みがなされている。

【０００６】そこで従来より、Ｂ₂ Ｏ₃ の含有量を減少
させるため、融剤としてＦ₂ を含有させ、これによって
ガラスの溶融を容易にする方法が多く採用されてきた。
しかしながらＦ₂ は、溶融工程で大気中に蒸散し、環境
に害を及ぼすため使用することは好ましくない。

【０００７】また融剤としてＬｉ₂ ＯやＺｎＯを使用
し、これらを含有させることによってＢ₂ Ｏ₃ 量を減ら
すことも提案されているが、Ｌｉ₂ Ｏ原料は著しく高価
であり、またＺｎＯ原料も、Ｂ₂ Ｏ₃ 原料に比べて高価
であるため好ましくない。

【０００８】さらに本出願人は、特開平３−３７１３６
号において、融剤としてＭｇＯを０．６〜３％含有させ
ることによって、Ｂ₂ Ｏ₃ 量を減少させた長繊維用ガラ
ス組成物を開示しているが、ＭｇＯを０．６％以上も含
有させると、ガラスが不均質になって紡糸性が悪くな
る。

【０００９】本発明は、溶融工程におけるＢ₂ Ｏ₃ の蒸
散が少なく、またＦ₂ を含有しないため環境に害を及ぼ
すことがなく、Ｌｉ₂ ＯやＺｎＯを含有しないため原料
が安価で、しかも良好に溶融、紡糸を行うことが可能な
長繊維用ガラス組成物を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく、数々の実験を繰り返した結果、長繊維用ガ
ラス組成物において、Ｂ₂ Ｏ₃ 量を低減しても、６．９
％未満にならないように抑えれば、特に他の融剤を含有
させなくとも、ガラスの溶融が困難にならず、しかも良
好に紡糸することができることを見いだし、本発明を提
案するに至った。

【００１１】本発明の長繊維用ガラス組成物は、重量百
分率で、ＳｉＯ₂ ５４〜５６％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １３〜
１５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ６．９〜７．５％、ＣａＯ ２１〜
２４％、ＭｇＯ ０〜０．５％、Ｎａ₂ Ｏ ０〜１％、
Ｋ₂ Ｏ ０〜１％、Ｎａ₂ Ｏ＋Ｋ₂ Ｏ ０〜１％、Ｔｉ
Ｏ₂ ０〜１％、Ｆｅ₂ Ｏ₃ ０〜１％の組成を有し、
本質的にＦ₂ とＺｎＯを含有しないことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明における各成分の作用効果と含有範囲を
上記のように限定した理由は、以下のとおりである。

【００１３】ＳｉＯ₂ は、基本系の構成成分であり、ガ
ラスの骨格を形成する成分である。その含有量が５４％
より少ないと耐薬品性が悪化し、例えばプリント配線板
を作製する際のメッキ性が悪くなり、また５６％より多
いと、ガラス融液の粘度が上昇し、溶融し難くなる。

【００１４】Ａｌ₂ Ｏ₃ も、基本系の構成成分であり、
ガラスの骨格を形成する成分である。その含有量が１３
％より少ないと、液相温度が上昇し、ガラスが失透しや
すくなり、１５％より多いと、ガラス融液の粘度が上昇
し、溶融し難くなる。

【００１５】Ｂ₂ Ｏ₃ は、融剤として作用し、ガラス融
液の粘度を下げて溶融及び紡糸を容易にする成分であ
る。その含有量が、６．９％より少ないと、ガラス融液
の粘度が上昇し、溶融及び紡糸が困難となり、他の融剤
の添加が必要となる。一方、７．５％より多いと、原料
コストが高くなると共に、融液からの蒸散が増大し、ガ
ラスに変質が生じやすくなる。

【００１６】ＣａＯは、基本系の成分であると共に融剤
として作用する成分である。その含有量が、２１％より
少ないと、ガラス融液の粘度が上昇し、溶融し難くな
り、２４％より多いと、失透しやすくなると共に耐薬品
性が悪くなる。

【００１７】ＭｇＯは、失透を制御すると共に融剤とし
て作用する成分であるが、その含有量が、０．５％より
多いと、ガラス融液が不均質になり紡糸性が悪くなる。

【００１８】Ｎａ₂ Ｏ、Ｋ₂ Ｏ、ＴｉＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃
は、原料からの不純物として含有させることが可能であ
る。ただしＮａ₂ Ｏ及びＫ₂ Ｏの含有量が多くなると、
ガラスの電気特性を悪化させ、例えばプリント配線板の
電気絶縁性を悪くするため好ましくない。そのためこれ
らの成分は、各々１％を上限とし、さらに合量について
も１％を上限とする。またＴｉＯ₂ 及びＦｅ₂ Ｏ₃ の含
有量が多いと、ガラスの着色が著しくなるため１％を上
限とする。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の長繊維用ガラス組成物を実施
例に基づいて詳細に説明する。

【００２０】表１は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜
５）及び比較例（試料Ｎｏ．６、７）のガラス組成と特
性を示すものである。

【００２１】

【表１】

【００２２】表に示した各試料は、次のように調製した
ものである。

【００２３】まず表に示す組成となるようにガラス原料
を調合し、白金坩堝を用いて１５００℃で４時間溶融し
た。溶融後、融液をカーボン板上に流し出し、アニール
することによって各ガラス試料を得た。

【００２４】こうして得られた各ガラス試料の粘度を白
金球引き上げ法にて測定した。表に示した紡糸温度は、
１０² Ｐａ・ｓに相当する温度である。また液相温度
は、白金ボートに２９７〜５００μｍの粉末を入れ、温
度勾配炉に１６時間保持した後の失透観察により求めた
ものである。

【００２５】表から実施例であるＮｏ．１〜５の各試料
は、紡糸温度が１２００℃以下であり、紡糸性に優れて
いることが理解できる。また液相温度が１１００℃以下
であり、失透が生じにくいことが理解できる。

【００２６】それに対し、比較例であるＮｏ．６と７の
試料は、実施例の各試料に比べてＢ₂ Ｏ₃ 量が少ない
が、紡糸温度が１２１０℃以上と高いため、紡糸性に劣
ることが理解できる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の長繊維用ガラス組
成物は、従来のガラス組成物に比べてＢ₂ Ｏ₃ 量が少な
いため、溶融工程におけるＢ₂ Ｏ₃ の蒸散によるガラス
の変質を少なくすることができ、しかも良好に紡糸する
ことが可能である。

【００２８】また本発明の長繊維用ガラス組成物は、Ｆ
₂ を含有しないため、製造工程で環境を汚染することが
なく、またＬｉ₂ ＯやＺｎＯを含有しないため、原料コ
ストを上昇させることもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量百分率で、ＳｉＯ₂ ５４〜５６
   ％、Ａｌ₂ Ｏ₃ １３〜１５％、Ｂ₂ Ｏ₃ ６．９〜
   ７．５％、ＣａＯ ２１〜２４％、ＭｇＯ ０〜０．５
   ％、Ｎａ₂ Ｏ ０〜１％、Ｋ₂ Ｏ ０〜１％、Ｎａ₂ Ｏ
   ＋Ｋ₂ Ｏ ０〜１％、ＴｉＯ₂ ０〜１％、Ｆｅ₂ Ｏ₃
   ０〜１％の組成を有し、実質的にＦ₂ とＺｎＯを含有
   しないことを特徴とする長繊維用ガラス組成物。