[发明专利]玻璃组合物和使用了该玻璃组合物的玻璃制品

说明书

本发明提供一种适于玻璃纤维等的玻璃组合物，其无需大量的稀土原料，能够利用通用的玻璃制造装置进行制造，杨氏模量与抗裂负荷大。本发明的玻璃组合物以摩尔％表示包含SiO₂：50％～65％、Al₂O₃：7.5％～26％、MgO：15％～30％、CaO：0～8％、B₂O₃：0～3％、Li₂O：0～3％、Na₂O：0～0.2％，MgO与CaO的含量的合计为18摩尔％～35摩尔％，Al₂O₃/(MgO+CaO)的值小于1。

技术领域

本发明涉及适于玻璃纤维等的玻璃组合物，具体而言，涉及适于橡胶增强用线、玻璃纤维无纺布等玻璃纤维制品、作为填充剂等使用的粒状玻璃制品等的玻璃组合物；以及由该玻璃组合物构成的玻璃制品。

背景技术

作为反复受到弯曲应力的橡胶制品的增强材料，使用橡胶增强用线。橡胶增强用线被埋入橡胶带、轮胎等橡胶制品中以抑制该橡胶制品的伸长率和强度降低，有助于橡胶制品的尺寸稳定性的提高及疲劳寿命的长期化。作为用于构成橡胶增强用线的纤维，已知芳族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酯纤维等以及玻璃纤维。

在专利文献1中，作为适于橡胶增强用线的玻璃纤维，公开了由弹性模量高的玻璃组合物构成的玻璃纤维。供实际使用的玻璃组合物大多杨氏模量(拉伸弹性模量)为90GPa以下，但专利文献1的玻璃组合物的杨氏模量超过100GPa。该玻璃组合物以重量％表示包含10％～40％的SiO₂、10％～30％的Al₂O₃以及20％～60％的Y₂O₃+La₂O₃作为必要成分。

在专利文献2中，出于提供适于印刷电路板的玻璃纤维的目的，公开了以重量％表示为60％～70％的SiO₂、17％～27％的Al₂O₃、7％～17％的MgO、0.1％～1.0％的过渡金属氧化物的玻璃组合物。作为过渡金属氧化物，可示例出Fe₂O₃、TiO₂、CeO₂等。根据专利文献2，作为玻璃组合物的上述以外的成分，仅仅是允许上限为0.5重量％的具有澄清效果的氟成分、亚硫酸成分等成分。

在专利文献3中，为了提供强度高的玻璃纤维，公开了使用氧氮化物玻璃的玻璃纤维。氧氮化物玻璃是氧化物玻璃的一部分氧原子被氮原子置换的玻璃。专利文献3的玻璃纤维以超过10重量％的比例包含氮化硅等氮化物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2006/057405号

专利文献2：日本特开平11-21147号公报

专利文献3：日本特公平7-29815号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中公开的玻璃组合物具有高杨氏模量，但需要20重量％以上的Y₂O₃和/或La₂O₃。因此，其制造需要相当量的稀土原料，制造成本升高。另外，由于包含20重量％以上的稀土氧化物，因此该玻璃组合物相对变重。

根据本发明人的研究，专利文献2中公开的玻璃纤维的弹性模量实际上不如以橡胶增强用线为代表的一部分玻璃纤维制品所要求的高。认为这是因为，玻璃组合物中的SiO₂的含量过高。在专利文献2中具体公开的组成例(SiO₂：64.6重量％以上；表1、2)中，SiO₂的含量以摩尔％换算处于超过65％的范围。