[发明专利]玻璃纤维组成物、玻璃纤维以及含玻璃纤维复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为复合材料的加强材料而使用的玻璃纤维以及作为其成形材料的玻璃纤维组成物、以及含有玻璃纤维的含玻璃纤维复合材料。

背景技术

玻璃纤维(也称为玻璃长丝)通常是通过使用具有大致矩形外观的被称为衬套(也叫“铂加热容器”)的成形装置进行连续地成形、抽丝而制造的。衬套装卸装置设置于锅形的具有熔融玻璃的暂时滞留功能的容器底部，由铂等耐热性金属材料构成，并具备多个喷嘴部(或者孔部)，呈容器状的外形。利用该衬套装卸装置，以在衬套喷嘴前端熔融玻璃达到最佳温度的方式，即、以使匀质熔融的熔融玻璃达到相当于其高温粘度为10³dPa·s的温度附近的值的方式，进行温度管理，由此使熔融玻璃从衬套喷嘴连续喷出后被施以急冷，成形抽丝为玻璃纤维。

在进行这样的玻璃纤维的成形的情况下，若熔融玻璃的液相温度Ty达到玻璃成形温度Tx、即抽丝温度以上，则在衬套喷嘴近旁部分造成玻璃失透现象的原因的结晶易于从熔融玻璃中析出，其结果是，衬套喷嘴被堵塞，成为被称作中断的断线的原因。因此，熔融玻璃的液相温度Ty必须比抽丝温度(与成形温度Tx相同)低(即，温度差为ΔTxy＝Tx-Ty＞0)。而且，为了使熔融玻璃的液相温度Ty和抽丝温度Tx之差(ΔTxy)尽量变大，虽然只要提升抽丝温度即可，但这样会因熔融所需热能的提高而造成制造成本的上升，并产生衬套装卸装置等附带设备的寿命缩短这一问题，因而不是理想的。因此，优选温差ΔTxy大且成形温度Tx低。

另一方面，在玻璃纤维的制造中，出于对环境污染问题的考虑，正在尝试减少玻璃组成物中的硼(B)的含量。另外，由于作为硼的供给源的原料昂贵，所以即使是为了实现玻璃纤维成本的降低而减少玻璃组成物中的硼含量也是尤为重要的。基于这样的认识，专利文献1、专利文献2以及专利文献3都试图通过限制玻璃组成以达到该目的。

另外，在用于需要精密结构控制的功能构件的用途中，对细纱支的玻璃纤维制品的要求越来越高。例如，在印刷线路板等中，显而易见，必须将对经由绝缘基体材料设置的任意的导体层间进行连接的0.1mm以下的导通孔(被称为通路孔或者通路、穿通孔、内部通路孔、盲孔、通道孔等)进行钻孔加工或激光加工，为了在基板上实施如此高精度的加工，作为构成基体材料的玻璃纤维优选使用细纱支的玻璃纤维。

为了抽出细纱支的玻璃纤维，虽然只要将衬套的喷嘴直径做细即可，但是，喷嘴直经越细，越容易发生喷嘴的蠕变变形等问题，存在衬套的支座底板耐用时间变短这一问题。为了避免这样的问题，专利文献4及专利文献5等推出了限定衬套及喷嘴的形状的发明。另外，就上述的由衬套进行的玻璃纤维的成形而言，由于喷嘴的堵塞与纤维的切断有关，并造成成品率降低，所以，防止喷嘴的堵塞至为重要。于是，专利文献6推出的发明是，设置内浇口(堰)以使非均质的杂质不能流入喷嘴。

专利文献1：日本特开2000-247684号公报；

专利文献2：日本特开2005-29465号公报；

专利文献3：日本特表2003-500330号公报；

专利文献4：日本特开平5-279072号公报；

专利文献5：日本特开平7-215729号公报；

专利文献6：日本特开平9-142871号公报。

发明内容

但是，迄今为止进行的只是各种改善，难以充分实现高效率，还有进一步改善的余地。例如，对于为了环境问题及原料成本降低而要求的硼(B)成分的消减而言，由于比现有的熔融玻璃组成减少了硼元素成分，因而存在的根本问题是玻璃的熔解性差。因此，往往需要相应地大幅度提高制造设备的能力等，其结果是，造成总体制造成本飙升这一问题。另外，即使在为适应细纱支而进行的设备的变更方面，由于有使衬套的支座底板等设备寿命变短的原因，所以也是有限的。另外，这样的设备的变更会带来现在所不能预想的制造上的问题。例如，若使衬套喷嘴直径变细，则连造成现有问题的微细尺寸的异物及熔融玻璃的失透也会成为断丝的原因。而且，对于实现可解决上述问题的玻璃组成物的组成，在现有的纤维直径基础上，也不能容易地制造更细纱支的玻璃长丝的成形。