[發(fā)明專利]玻璃纖維的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580082493.0
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN107922252B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 野中貴史;平山紀夫;南和明;貫井洋佑
• 申請（專利權(quán)）人: 日東紡績株式會社
• 主分類號: C03C13/00
• 分類號: C03C13/00
• 代理公司: 北京怡豐知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11293
• 代理人: 遲軍;李艷麗

本發(fā)明提供一種玻璃纖維的制造方法。利用該方法能夠穩(wěn)定地進行紡絲而不會在玻璃纖維中混入紅色的結(jié)晶。通過熔融被調(diào)配成下述玻璃組合物的玻璃原料來獲得熔融玻璃，從噴嘴噴出所述熔融玻璃而形成玻璃纖維時，所述玻璃組合物含有作為能夠抑制產(chǎn)生紅色結(jié)晶的添加物的B₂O₃或Li₂O、或者B₂O₃及Li₂O，上述玻璃組合物在熔融后具有以下的組成：相對于總量，質(zhì)量百分比范圍是57.0～62.0％的SiO₂；質(zhì)量百分比范圍是15.0～20.0％的Al₂O₃；質(zhì)量百分比范圍是7.5～12.0％的MgO；質(zhì)量百分比范圍是9.0～16.5％的CaO；并且，SiO₂、Al₂O₃、MgO及CaO合計量相對于總量的質(zhì)量百分比是98.0％以上。

技術(shù)區(qū)域

本發(fā)明涉及玻璃纖維的制造方法。

背景技術(shù)

玻璃纖維通過以下工藝制造：利用熔融爐對被調(diào)配成具有所期望的組成的玻璃組合物的玻璃原料進行熔融，形成熔融玻璃(玻璃組合物的熔融物)，從具備形成有數(shù)十個至數(shù)千個噴嘴的噴嘴板的容器(襯套)噴出上述熔融玻璃，通過高速卷取邊拉伸邊冷卻，固化后成纖維狀(下文中，有時將該操作稱為“紡絲”)。上述襯套例如由鉑等貴金屬形成。

以往，作為形成上述玻璃纖維的一種玻璃，已知由SiO₂、Al₂O₃和MgO組成的玻璃(S玻璃)。根據(jù)上述S玻璃，能夠獲得比E玻璃等通用玻璃纖維強度高、纖維彈性模量高的玻璃纖維，但是，在1000泊溫度及液相溫度方面，存在玻璃纖維的紡絲并不簡單的問題。

這里，1000泊溫度是指熔融玻璃的粘度是1000泊(100Pa·s)時的溫度；液相溫度是指降低熔融玻璃的溫度時最初析出結(jié)晶時的溫度。一般來講，玻璃纖維在熔融玻璃的粘度處于1000泊附近時就能夠高效地進行紡絲。所以，通常是1000泊溫度與液相溫度之間的溫度范圍(作業(yè)溫度范圍)越寬則能越容易且穩(wěn)定地進行玻璃纖維的紡絲。

如果S玻璃的1000泊溫度與液相溫度極近，則上述作業(yè)溫度范圍窄，因此，即使在微小的溫度下降的影響下，S玻璃也會產(chǎn)生結(jié)晶化(失透)。因此，為了能夠穩(wěn)定地進行S玻璃的紡絲，在玻璃纖維的制造步驟中，需要精確地控制紡絲條件。

因此，本申請的申請人提出了一種比S玻璃更容易制造且用于獲得比上述通用玻璃具備更高的纖維強度和更高的纖維彈性模量的玻璃纖維的玻璃組合物(參照專利文獻1)。該玻璃組合物具有下述組成：相對于總量，質(zhì)量百分比范圍是57.0～63.0％的SiO₂；相對于總量，質(zhì)量百分比范圍是19.0～23.0％的Al₂O₃；相對于總量，質(zhì)量百分比范圍是10.0～15.0％的MgO；相對于總量，質(zhì)量百分比范圍是4.0～11.0％的CaO；并且，SiO₂、Al₂O₃、MgO以及CaO的合計含量在質(zhì)量百分比99.5％以上。

根據(jù)專利文獻1記載的玻璃組合物，能夠降低1000泊溫度及液相溫度，能夠通過對下述熔融玻璃進行紡絲來簡單地制造比上述通用玻璃具備更高纖維強度、更高纖維彈性模量的玻璃纖維。其中，上述熔融玻璃是對被調(diào)配成具有上述范圍的組成的玻璃組合物的玻璃原料進行熔融而得。

在對玻璃原料進行熔融而得的熔融玻璃進行紡絲時，通常使用具備圓形噴嘴的襯套，該襯套被控制在比熔融玻璃的液相溫度高的溫度上。其中，上述玻璃原料被調(diào)配成具有專利文獻1記載的范圍的組成的玻璃組合物。通過這種方式，從上述圓形的噴嘴噴出的熔融玻璃因其本身的表面張力而具有較強的趨于變圓的作用，因此，能夠簡單地獲得截面形狀接近于正圓的玻璃纖維。另外，當(dāng)熔融玻璃的粘度是200泊(20Pa·s)以下時，從噴嘴噴出的玻璃呈液滴狀而難以形成纖維。因此，上述襯套的溫度被控制在熔融玻璃的粘度是200泊時的溫度以下。