特許ウォッチ

公開番号2025092390
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2024137560
出願日2024-08-19
発明の名称ガラス繊維用組成物
出願人日本電気硝子株式会社
代理人
主分類C03C 13/02 20060101AFI20250612BHJP(ガラス;鉱物またはスラグウール)
要約【課題】高い弾性率を有し、生産性が良好であるガラス繊維用組成物を提供する。
【解決手段】質量%で、Cr₂O₃ 10ppm以上を含有し、かつ、質量比で、Al₂O₃/Cr₂O₃が150超であることを特徴とするガラス繊維用組成物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、Ｃｒ
２
Ｏ
３
１０ｐｐｍ以上を含有し、かつ、質量比で、Ａｌ
２
Ｏ
３
／Ｃｒ
２
Ｏ
３
が１５０超であることを特徴とするガラス繊維用組成物。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
質量％でＣｒ
２
Ｏ
３
１０～６０００ｐｐｍを含有することを特徴とする請求項１に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項３】
質量比で、ＭｇＯ／Ｃｒ
２
Ｏ
３
が２０以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項４】
質量％で、Ｐ
２
Ｏ
５
１０～１０００ｐｐｍを含有し、かつ、質量比で、Ｒ
２
Ｏ／Ｐ
２
Ｏ
５
（Ｒ
２
Ｏは、Ｌｉ
２
Ｏ、Ｎａ
２
Ｏ及びＫ
２
Ｏの合量である）が０．０１以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項５】
質量％で、Ｎａ
２
Ｏ０．８％未満を含有することを特徴とする請求項４に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項６】
質量％で、ＳｉＯ
２
２５～７０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
１３～２５％、ＭｇＯ０．６～２５％、ＣａＯ３～１５％、Ｂ
２
Ｏ
３
０～３％未満を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項７】
質量％で、Ｃｒ
２
Ｏ
３
１０～６０００ｐｐｍ、ＳｉＯ
２
５０～７０％、Ａｌ
２
Ｏ
３
１５超～２０％、ＭｇＯ１．２～１５％、ＣａＯ３～１５％、Ｂ
２
Ｏ
３
０～３％未満、ＴｉＯ
２
０．０１～３％未満、Ｎａ
２
Ｏ０．８％未満を含有することを特徴とするガラス繊維用組成物。
【請求項８】
質量比で、Ａｌ
２
Ｏ
３
／Ｃｒ
２
Ｏ
３
が１５０超であることを特徴とする請求項７に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項９】
質量比で、ＭｇＯ／Ｃｒ
２
Ｏ
３
が２０以上であることを特徴とする請求項７または８に記載のガラス繊維用組成物。
【請求項１０】
質量比で、Ｒ
２
Ｏ／Ｐ
２
Ｏ
５
が０．０１以上であることを特徴とする請求項７または８に記載のガラス繊維用組成物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス繊維用組成物に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ガラス繊維（ガラスファイバーあるいはガラスフィラメントともいう）は、一般に略矩形状の外観を有するブッシング装置（白金加熱容器ともいう）と呼称される成形装置を使用して溶融ガラスを連続的に繊維状に成形（紡糸）することで製造されている。ブッシング装置は、溶融ガラスの一時滞留機能を有するポット形状の容器の底部に配設される。そして、ブッシング装置は、白金等の耐熱性金属材料により構成されており、その底部に多数のノズル部（又はオリフィス部）を備えている。このブッシング装置によって、溶融ガラスをブッシングノズル先端における最適な温度、すなわちその高温粘性が１０
３
ｄＰａ・ｓに相当する温度（成形温度Ｔｘ）となるように温度管理を行う。そして、溶融ガラスをブッシングノズルから連続的に引き出して急冷し、ガラス繊維として成形（紡糸）する。
【０００３】
ガラス繊維の成形を行う場合、溶融ガラスの液相温度Ｔｙが、ガラスの成形温度Ｔｘ以上になると、ブッシングノズル近傍部で失透の原因となる結晶が溶融ガラス中に析出し易くなる。その結果、ブッシングノズルが詰まり、ブレークとも称される糸切れの原因となる。このため、溶融ガラスの液相温度Ｔｙは成形温度Ｔｘよりも低い（すなわち、温度差ΔＴｘｙ＝Ｔｘ－Ｔｙ＞０である）ことが好ましく、温度差ΔＴｘｙは大きい方がより好ましい。ただし、成形温度Ｔｘを上昇させると溶融ガラスの液相温度Ｔｙとの温度差（ΔＴｘｙ）は大きくなるが、この場合、溶融に要するエネルギーの増大に伴い、製造原価の上昇を招いたり、ブッシング装置等の付帯設備の寿命を短くするという問題を発生させることになる。よって成形温度Ｔｘは低くすることが好ましい。
【０００４】
このように、ガラス繊維の製造において、成形温度Ｔｘや温度差ΔＴｘｙの管理が非常に重要であるが、その一方で、ガラス繊維含有複合材料の高機能化が求められ、より弾性率に優れたガラス繊維の需要が高まっている。そのような特性のガラス繊維用ガラスとしては、ＳｉＯ
２
、Ａｌ
２
Ｏ
３
及びＭｇＯのガラス組成物からなるＳガラスや、ＳｉＯ
２
、Ａｌ
２
Ｏ
３
、ＭｇＯ、ＣａＯのガラス組成物からなるＲガラスが知られているが、これらは成形温度Ｔｘが高く、また液相温度Ｔｙも高いために温度差ΔＴｘｙが小さいことから、生産性に問題があった。
【０００５】
そこで特許文献１では、繊維化温度（すなわち成形温度Ｔｘ）やΔＴ（すなわち温度差ΔＴｘｙ）の改良を目的としたガラス繊維用組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２００９－５１４７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のガラス繊維用組成物は、十分低い繊維化温度や十分大きいΔＴを確保しつつ、十分高い弾性率を達成しているとは言えないものである。
【０００８】
以上に鑑み、本発明は、高い弾性率を有し、生産性が良好であるガラス繊維用組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガラス繊維用組成物は、質量％で、Ｃｒ
２
Ｏ
３
１０ｐｐｍ以上を含有し、かつ、質量比で、Ａｌ
２
Ｏ
３
／Ｃｒ
２
Ｏ
３
が１５０超であることを特徴とする。Ｃｒ
２
Ｏ
３
は弾性率向上に有効な成分であるが、その含有量が多くなると液相温度Ｔｙが高くなり、結果として温度差ΔＴｘｙが小さくなり生産性が低下する。一方、Ａｌ
２
Ｏ
３
も弾性率向上に有効な成分であるが、溶融ガラス中での結晶の晶出や分相生成を抑制する成分である。そこで、Ｃｒ
２
Ｏ
３
の含有量及びＡｌ
２
Ｏ
３
とＣｒ
２
Ｏ
３
の比率を上記範囲に規制することで、高い弾性率を有しつつ生産性が良好なガラス組成を得ることが可能となる。なお本発明において、「ｘ／ｙ」はｘ成分の含有量をｙ成分の含有量で除した値を意味する。
【００１０】
本発明のガラス繊維用組成物は、質量％でＣｒ
２
Ｏ
３
１０～６０００ｐｐｍを含有することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許