特許 6995626 高いホウ素アルミノシリケートの組成の割には改善された低い熱膨張係数を有する、改善された低い誘電率の繊維を作製するための、ＭｇＯ、ＺｎＯ、および希土類酸化物の使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-17

(45)【発行日】2022-01-14

(54)【発明の名称】高いホウ素アルミノシリケートの組成の割には改善された低い熱膨張係数を有する、改善された低い誘電率の繊維を作製するための、ＭｇＯ、ＺｎＯ、および希土類酸化物の使用

(51)【国際特許分類】

   C03C 13/02 20060101AFI20220106BHJP

   H05K 1/03 20060101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

C03C13/02

H05K1/03 610T

【請求項の数】 30

(21)【出願番号】P 2017558677

(86)(22)【出願日】2016-05-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2018-07-12

(86)【国際出願番号】 US2016031740

(87)【国際公開番号】W WO2016183133

(87)【国際公開日】2016-11-17

【審査請求日】2019-04-15

(31)【優先権主張番号】62/160,709

(32)【優先日】2015-05-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】520052293

【氏名又は名称】エレクトリック グラス ファイバー アメリカ， エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】リー， ホン

【審査官】松本 瞳

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０１６９６０８９（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２７１８４０６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８６６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６０７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５２５０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６７７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２９２５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０７４２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２２６８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－３３３１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２３３９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５０８２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１０７１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第６０４３１７１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第６５２５３００（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０３Ｃ １／００－１４／００

ＩＮＴＥＲＧＬＡＤ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

繊維形成に好適なガラス組成物であって、
５０から５５重量パーセントの量のＳｉＯ_２、
２０超から２５重量パーセントの量のＢ_２Ｏ_３、
１４超から１９重量パーセントの量のＡｌ_２Ｏ_３、
０から８．５重量パーセントの量のＭｇＯ、
０超から７．５重量パーセントの量のＺｎＯ、
０から６重量パーセントの量のＣａＯ、
０から１．５重量パーセントの量のＬｉ_２Ｏ、
０超から１．５重量パーセントの量のＦ_２、
０から１重量パーセントの量のＮａ_２Ｏ、
０から１重量パーセントの量のＦｅ_２Ｏ_３、および
０超から１重量パーセントの量のＴｉＯ_２、および
合計で０から８重量パーセントの量の１種または複数の希土類酸化物（ＲＥ_２Ｏ_３）
を含み、
ここで、前記組成物が、ＳｒＯを実質的に含まない、
組成物。

【請求項2】

ＳｉＯ_２の含有量が、５１から５４重量パーセントである、請求項１に記載の組成物。

【請求項3】

Ｂ_２Ｏ_３の含有量が、２０超から２４重量パーセントである、請求項１または２に記載の組成物。

【請求項4】

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が、１４超から１８重量パーセントである、請求項１から３のいずれかに記載の組成物。

【請求項5】

ＭｇＯの含有量が、０超から７．５重量パーセントである、請求項１から４のいずれかに記載の組成物。

【請求項6】

ＭｇＯの含有量が、２から８．５重量パーセントである、請求項１から４のいずれかに記載の組成物。

【請求項7】

Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量が、１４から２６．５重量パーセントである、請求項１から６のいずれかに記載の組成物。

【請求項8】

Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量が、１４から２６重量パーセントである、請求項１から７のいずれかに記載の組成物。

【請求項9】

ＺｎＯの含有量が、０超から５重量パーセントである、請求項１から８のいずれかに記載の組成物。

【請求項10】

Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｎＯの含有量が、１４から２２重量パーセントである、請求項１から９のいずれかに記載の組成物。

【請求項11】

ＣａＯの含有量が、０超から５．５重量パーセントである、請求項１から１０のいずれかに記載の組成物。

【請求項12】

ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量が、９重量パーセントまたはそれ未満である、請求項１から１１のいずれかに記載の組成物。

【請求項13】

ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量が、０超から９重量パーセントである、請求項１から１１のいずれかに記載の組成物。

【請求項14】

Ｎａ_２Ｏの含有量が、０超から０．５重量パーセントである、請求項１から１３のいずれかに記載の組成物。

【請求項15】

Ｌｉ_２Ｏの含有量が、０．８重量パーセントまたはそれ未満である、請求項１から１４のいずれかに記載の組成物。

【請求項16】

Ｌｉ_２Ｏの含有量が、０超から０．８重量パーセントである、請求項１から１４のいずれかに記載の組成物。

【請求項17】

Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏの合計含有量が、１．５重量パーセントまたはそれ未満である、請求項１から１６のいずれかに記載の組成物。

【請求項18】

Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が、０超から０．５重量パーセントである、請求項１から１７のいずれかに記載の組成物。

【請求項19】

ＴｉＯ_２の含有量が、０超から０．７重量パーセントである、請求項１から１８のいずれかに記載の組成物。

【請求項20】

ＴｉＯ_２の含有量が、０超から０．６重量パーセントである、請求項１から１９のいずれかに記載の組成物。

【請求項21】

前記１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０．０１重量パーセント超から８重量パーセントである、請求項１から２０のいずれかに記載の組成物。

【請求項22】

前記１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０超から８重量パーセントである、請求項１から２０のいずれかに記載の組成物。

【請求項23】

前記１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０超から７．５重量パーセントである、請求項１から２０のいずれかに記載の組成物。

【請求項24】

１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０超から７重量パーセントである、請求項１から２３のいずれかに記載の組成物。

【請求項25】

ＲＥ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が、１３から２２重量パーセントである、請求項１から２４のいずれかに記載の組成物。

【請求項26】

前記１種または複数の希土類酸化物が、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、およびＳｃ_２Ｏ_３のうち少なくとも１種を含む、請求項１から２５のいずれかに記載の組成物。

【請求項27】

前記組成物が、ＢａＯを実質的に含まない、請求項１から２６のいずれかに記載の組成物。

【請求項28】

請求項１から２７のいずれかに記載の組成物から形成される、ガラス繊維。

【請求項29】

請求項２８に記載のガラス繊維を含む、製造物品。

【請求項30】

前記製造物品がプリント回路板である、請求項２９に記載の製造物品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の引用
本願は、米国仮特許出願第６２／１６０，７０９号（２０１５年５月１３日出願）に対する優先権を主張する。この米国仮特許出願は、その全体が本明細書中に参考として援用される。

【0002】

発明の分野
本発明は、ガラス組成物およびその用途に関する。実施形態は、繊維を形成するためのガラス組成物、繊維および繊維を含む製造物品（例えば、プリント回路板）を含み、プリント回路板は、改善された電気性能および熱安定性を有する。

【背景技術】

【0003】

発明の背景
ガラス繊維は、長年、様々な高分子樹脂を強化するために使用されてきた。強化用途において使用するための、一般に使用されているいくつかのガラス組成物としては、「Ｅガラス」および「Ｄガラス」ファミリーの組成物が挙げられる。別の一般に使用されているガラス組成物は、ＡＧＹ（Ａｉｋｅｎ、Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ）から、「Ｌガラス」の商品名で市販されている。

【0004】

強化用途および他の用途において、ガラス繊維またはガラス繊維で強化された複合材、特にプリント回路基板に関して、ある特定の電気特性および熱特性は重要であり得る。しかしながら、多くの場合において、改善された電気特性および熱特性（例えば、より低い誘電率、より低い熱膨張係数など）を有するガラス繊維の製造は、例えばバッチ材料のコストの上昇、製造コストの上昇、または他の因子に起因して、より高いコストをもたらし得る。例えば、前述の「Ｌガラス」は、従来型のＥガラスと比較して改善された電気特性および熱特性を有するが、バッチからガラスへの変換（batch-to-glass conversion）、溶融清澄（melt fining）、および繊維延伸（fiber drawing）のための大幅に高い温度およびエネルギー需要の結果として、コストもまた大幅に高くなる。繊維ガラス製造業者は、商業的な製造環境において望ましい性能関連特性を有するガラス繊維を形成するために使用することができるガラス組成物を探求し続けている。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

要旨
本発明の様々な実施形態は、ガラス組成物、繊維化可能なガラス組成物、そのような組成物から形成されるガラス繊維、ならびにガラス組成物および／またはガラス繊維を含む製造物品を提供する。

【0006】

本発明の実施形態におけるガラス組成物、繊維化可能なガラス組成物、およびガラス繊維は、例えば現在市販されているガラス組成物と比較して、以下の有利な特色：より低い熱膨張係数（ＣＴＥ）の値、より低い誘電率（Ｄｋ）、より低い溶融温度および成形温度、ならびに／またはより高いガラス転移温度のうちの１つまたは複数を有し得る。本発明の実施形態のさらなる利点としては、繊維強度の増加、繊維のヤング率の増加、繊維密度の減少、および／またはホウ素排出量の減少を挙げることができる。本発明の実施形態は、他の潜在的用途の中でも特に、プリント回路板用途に関して有利であり得る。本発明の実施形態のさらなる利益は、当業者には、本明細書において提供される記載から明らかとなるであろう。

【0007】

本発明の特色および実施形態については、以下に続く詳細な説明において、より詳細に説明される。

【発明を実施するための形態】

【0008】

詳細な説明
特に明記しない限り、以下の明細書において示される数値パラメーターは、本発明によって得ることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。ともあれ、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限することを試みるものではないが、各数値パラメーターは、少なくとも、報告される有効桁数の観点から、通常の丸め技術を適用することによるものとして解釈されるべきである。

【0009】

本発明の幅広い範囲を示す数値範囲およびパラメーターは近似値であるものの、具体例において示される数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしながら、あらゆる数値は、それらそれぞれの試験測定値において見られる標準偏差に必然的に起因するある特定の誤差を本質的に含む。また、本明細書において開示されるすべての範囲は、それらの範囲に包含される任意かつすべての部分範囲を包括するものとして理解されるべきである。例えば、「１から１０」と記載された範囲は、最小値１から最大値１０の間（また両端も含まれる）の任意かつすべての部分範囲、すなわち、１またはそれ超の最小値（例えば１から６．１）で始まり、そして１０またはそれ未満の最大値（例えば５．５から１０）で終わる、すべての部分範囲を含むものとみなされるべきである。加えて、「本明細書に組み込まれる」と言及される任意の参考文献は、その全体が組み込まれるものとして理解されるべきである。

【0010】

本明細書において使用される場合、「実質的に含まない」という用語は、バッチ材料中の微量不純物として存在する構成成分に起因し、約０．２重量パーセントまたはそれ未満（例えば、０．１重量パーセントもしくはそれ未満、０．０５重量パーセントもしくはそれ未満、０．０１重量パーセントもしくはそれ未満、または０．００５重量パーセントもしくはそれ未満）の量でしか存在しない、ガラス組成物中に存在する構成成分の任意の量を指す。

【0011】

さらに、本明細書において使用される場合、単数形の「ある１つの（ａ）」、「ある１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、明示的かつ明解に１つの指示対象に対して限定されていない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。

【0012】

本発明の実施形態は、ガラス組成物を含む。ある態様において、本発明は、本明細書において記載されるガラス組成物から形成されるガラス繊維を提供する。一部の実施形態において、本発明のガラス繊維は、Ｌガラス繊維と比較して、より低い誘電率およびより低い熱膨張係数などの改善された機械的特性を有し得る。加えて、組成物は、より低い溶融温度および成形温度、ならびにより高いガラス転移温度などの改善された特性を有する。

【0013】

一部の実施形態では、本発明のガラス組成物は、繊維形成に好適であり、すべてガラス組成物の重量に基づいて、約５０から約５５重量パーセントのＳｉＯ_２、約１７から約２６重量パーセントのＢ_２Ｏ_３、約１３から約１９重量パーセントのＡｌ_２Ｏ_３、約０から約８．５重量パーセントのＭｇＯ、約０から約７．５重量パーセントのＺｎＯ、約０から約６重量パーセントのＣａＯ、約０から約１．５重量パーセントのＬｉ_２Ｏ、約０から約１．５重量パーセントのＦ_２、約０から約１重量パーセントのＮａ_２Ｏ、約０から約１重量パーセントのＦｅ_２Ｏ_３、約０から約１重量パーセントのＴｉＯ_２、および約０から約８重量パーセントの他の構成成分を含む。

【0014】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＳｉＯ_２の量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、ＳｉＯ_２は、ガラス組成物の重量に基づいて、約５０から約５５重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、ＳｉＯ_２は、約５１から約５４重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＳｉＯ_２の含有量は、約５２から約５４重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＳｉＯ_２の含有量は、５２超から約５３．５重量パーセントであってもよい。

【0015】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＢ_２Ｏ_３の量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１７から約２６重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、約１７．５から約２５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、約１９から約２４重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、約１７．５から約２２重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、約２２から約２６重量パーセントであってもよい。

【0016】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＡｌ_２Ｏ_３の量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１３から約１９重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、約１４から約１８重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３は、１３超から約１６重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３は、約１６から約１８．５重量パーセントの量で存在してもよい。

【0017】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＭｇＯの量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、ＭｇＯの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約８．５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯは、０超から約８．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯは、０超から約７．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯの含有量は、約１から約８．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯの含有量は、約２から約８．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯの含有量は、約２から約８重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯの含有量は、約３から約７重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯの含有量は、１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。

【0018】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＡｌ_２Ｏ_３およびＭｇＯの合わせた含有量（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ）によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、少なくとも約１４重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量は、約１４から約２６．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量は、約１４から約２６重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量は、約１４から約２１重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯの含有量は、約２０から約２６．５重量パーセントであってもよい。

【0019】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＺｎＯの量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、ＺｎＯの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約０から約８重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＺｎＯの含有量は、約０から約７．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＺｎＯは、０超から約５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＺｎＯの含有量は、約２から約７．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＺｎＯの含有量は、約２から約５．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、組成物は、ＺｎＯを実質的に含まなくてもよい。

【0020】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＡｌ_２Ｏ_３およびＺｎＯの合わせた含有量（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｎＯ）によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｎＯの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、少なくとも約１４重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｎＯの含有量は、約１４から約２２重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｎＯの含有量は、約１４から約２０重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｎＯの含有量は、約１４．５から約１８重量パーセントであってもよい。

【0021】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＣａＯの量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、ＣａＯの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約０から約６重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＣａＯの含有量は、０超から約５．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＣａＯの含有量は、０超から約４．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＣａＯの含有量は、約１．５から約５．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＣａＯの含有量は、約１重量パーセント未満であってもよい。一部の実施形態では、組成物は、ＣａＯを実質的に含まなくてもよい。

【0022】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＭｇＯおよびＣａＯの合わせた含有量（すなわち、ＭｇＯ＋ＣａＯ）によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、ＭｇＯ＋ＣａＯの合計含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約９重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量は、０超から約９重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量は、０超から約７．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量は、０超から約４重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量は、約２から約９重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量は、約４から約８．５重量パーセントであってもよい。

【0023】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＮａ_２Ｏの量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏの含有量は、約０．５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏの含有量は、約０．１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏの含有量は、約０．０５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏは、０超から約１重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏは、０超から約０．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏは、０超から約０．１重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏの含有量は、約０．０４から約０．０５重量パーセントであってもよい。

【0024】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＬｉ_２Ｏの量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１．５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約１．２重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約０．８重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約０．５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏは、０超から約１．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏは、０超から約０．８重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約０．４から約０．７重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ_２Ｏを実質的に含まなくてもよい。

【0025】

本発明の一部の実施形態は、組成物中に存在するＮａ_２ＯおよびＬｉ_２Ｏの含有量の合計量（すなわち、Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏ）によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏの含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１．５重量パーセント未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約１．２重量パーセント未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約０．７重量パーセント未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約０．１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｎａ_２Ｏ＋Ｌｉ_２Ｏの含有量は、約０．４から約０．７重量パーセントであってもよい。

【0026】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＦ_２の量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ｆ_２の含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１．５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｆ_２は、０超から約１．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｆ_２は、約０．５から約１．５重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、Ｆ_２は、約０．９から約１．３重量パーセントの量で存在してもよい。

【0027】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＦｅ_２Ｏ_３の量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、約０．５重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３は、０超から約０．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ｆｅ_２Ｏ_３は、約０．２から約０．４重量パーセントの量で存在してもよい。

【0028】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＴｉＯ_２の量によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、ＴｉＯ_２の含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、約１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、ＴｉＯ_２は、０超から約０．７重量パーセントで存在してもよい。一部の実施形態では、ＴｉＯ_２は、約０．４から約１重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、ＴｉＯ_２は、約０．４から約０．７重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、ＴｉＯ_２は、約０．４５から約０．６重量パーセントの量で存在してもよい。

【0029】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＢａＯおよび／またはＳｒＯの量によって特徴付けることができる。組成物は、不純物に由来する少量のＢａＯおよび／またはＳｒＯを含有してもよい。組成物中のＢａＯおよびＳｒＯの合わせた濃度は、ガラス組成物の重量に基づいて、約０．２重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、組成物は、ＢａＯを実質的に含まなくてもよい。一部の実施形態では、組成物は、ＳｒＯを実質的に含まなくてもよい。

【0030】

サルフェート（ＳＯ_３として表される）もまた、精製剤として存在してもよい。一部の実施形態では、組成物は、ＳＯ_３を実質的に含まない。また、原材料由来または溶融プロセス中の混入に由来するＣｌ_２、Ｐ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、またはＮｉＯなどの少量の不純物が存在する場合もあるが、これらの特定の化学形態に限定されるものではない。また、Ａｓ_２Ｏ_３、ＭｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３、またはＳｎＯ_２などの他の精製剤および／または加工助剤が存在する場合もあるが、これらの特定の化学形態に限定されるものではない。これらの不純物および精製剤は、存在する場合、ガラス組成物の重量に基づいて、各々典型的には約０．５重量パーセント未満の量で存在する。

【0031】

本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在する希土類酸化物（ＲＥ_２Ｏ_３）の量によって特徴付けることができる。当業者には理解されるように、「希土類酸化物」という用語は、希土類金属を組み込んだ酸化物を指し、スカンジウムの酸化物（Ｓｃ_２Ｏ_３）、イットリウムの酸化物（Ｙ_２Ｏ_３）、ならびにランタノイド元素の酸化物（ランタン（Ｌａ_２Ｏ_３）、セリウム（Ｃｅ_２Ｏ_３およびＣｅＯ_２）、プラセオジム（Ｐｒ_２Ｏ_３）、ネオジム（Ｎｄ_２Ｏ_３）、プロメチウム（Ｐｍ_２Ｏ_３）、サマリウム（Ｓｍ_２Ｏ_３）、ユウロピウム（Ｅｕ_２Ｏ_３およびＥｕＯ）、ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_３）、テルビウム（Ｔｂ_２Ｏ_３）、ジスプロシウム（Ｄｙ_２Ｏ_３）、ホルミウム（Ｈｏ_２Ｏ_３）、エルビウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、ツリウム（Ｔｍ_２Ｏ_３）、イッテルビウム（Ｙｂ_２Ｏ_３）、およびルテチウム（Ｌｕ_２Ｏ_３））を含む。

【0032】

本発明のガラス組成物の一部の実施形態では、１種または複数の希土類酸化物は、希土類酸化物が、ガラスバッチとともに含まれる、バッチ材料中の混入物または不純物としてのみ存在するような量を上回る量で含まれ、別の構成成分をもたらし得る。一部の実施形態では、ガラス組成物は、希土類酸化物の組合せ（例えば、様々な希土類酸化物のうち１種または複数）を含んでもよい。一部の実施形態では、１種または複数の希土類酸化物は、Ｌａ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、およびＳｃ_２Ｏ_３のうち少なくとも１種を含む。

【0033】

一部の実施形態では、本発明のガラス組成物は、ガラス組成物の重量に基づいて、約０．１重量パーセント超の量の１種または複数の希土類酸化物（ＲＥ_２Ｏ_３）を含んでもよい。一部の実施形態では、１種または複数の希土類酸化物の合計量は、約８重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。一部の実施形態では、１種または複数の希土類酸化物の含有量は、０超から約８重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、１種または複数の希土類酸化物の含有量は、０超から約７．５重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、１種または複数の希土類酸化物の含有量は、約３．５から約７．５重量パーセントの量で存在してもよい。一部の実施形態では、組成物は、希土類酸化物を実質的に含まなくてもよい。本発明の一部の実施形態は、ガラス組成物中に存在するＡｌ_２Ｏ_３および希土類酸化物の合わせた含有量（すなわち、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＲＥ_２Ｏ_３）によって特徴付けることができる。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＲＥ_２Ｏ_３の含有量は、ガラス組成物の重量に基づいて、少なくとも約１３重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＲＥ_２Ｏ_３の含有量は、約１３から約２２重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＲＥ_２Ｏ_３の含有量は、約１４から約２２重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＲＥ_２Ｏ_３の含有量は、約１４から約１８重量パーセントであってもよい。一部の実施形態では、Ａｌ_２Ｏ_３＋ＲＥ_２Ｏ_３の含有量は、約１８から約２２重量パーセントであってもよい。約０重量パーセントから別の重量パーセントの量で存在するとして記載されている、ガラス組成物の任意の構成成分は、必ずしもすべての実施形態で必要とされるわけではないことを理解されたい。換言すれば、そのような構成成分は、無論、組成物中に含まれる他の構成成分の量に応じて、一部の実施形態では任意選択であり得る。同様に、一部の実施形態では、ガラス組成物は、そのような構成成分を実質的に含まなくてもよく、これは、ガラス組成物中に存在する構成成分の任意の量が、バッチ材料中の微量不純物として存在する構成成分に起因し、約０．２重量パーセントまたはそれ未満の量でしか存在しないことを意味する。

【0034】

上述されるように、本発明の一部の実施形態によるガラス組成物は、繊維化可能である。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物は、商業的繊維ガラス製造作業における使用にとって望ましい成形温度（Ｔ_Ｆ）を有する。本明細書において使用される場合、「成形温度」またはＴ_Ｆという用語は、ガラス組成物が１０００ポアズの粘度を有する温度（または「ｌｏｇ３温度」）を意味する。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物は、約１０３０℃から約１３５０℃の範囲のＴ_Ｆを有する。別の実施形態では、本発明のガラス組成物は、約１１５０℃から約１３００℃の範囲のＴ_Ｆを有する。

【0035】

一部の実施形態では、本発明のガラス組成物は、約１０３０℃から約１３６０℃の範囲の液相線温度を有する。別の実施形態では、本発明のガラス組成物は、約１１５５から約１２５５℃の範囲の液相線温度を有する。

【0036】

一部の実施形態では、本発明のガラス組成物の成形温度と液相線温度との間の差異は、商業的繊維ガラス製造作業にとって望ましい。例えば、ガラス組成物の一部の実施形態について、成形温度と液相線温度との間の差異は、約３５℃から６０℃超の範囲である。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物の成形温度と液相線温度との間の差異は、少なくとも６５℃である。

【0037】

本明細書において提供される場合、ガラス繊維は、本発明のガラス組成物の一部の実施形態から形成され得る。したがって、本発明の実施形態は、本明細書において記載されるガラス組成物のいずれかから形成されるガラス繊維を含み得る。一部の実施形態では、ガラス繊維は、布地にすることができる。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、例えば、限定されるものではないが、連続ストランド、チョップドストランド（乾燥または湿潤）、糸、ロービング、プリプレグなどを含む他の形態で提供することができる。要するに、ガラス組成物の様々な実施形態（およびそれから形成される任意の繊維）は、様々な用途において使用することができる。

【0038】

本発明のガラス繊維は、繊維の組成を形成する特定の酸化物を供給するのに使用される原料をブレンドすることによって、当該技術分野において周知の従来型の様式で調製することができる。本発明の様々な実施形態によるガラス繊維は、ガラス繊維を形成するための、当該技術分野において公知の任意のプロセス、より望ましくは、本質的に連続したガラス繊維を形成するための、当該技術分野において公知の任意のプロセスを使用して形成することができる。例えば、本明細書において限定的であるわけではないが、本発明の非限定的な実施形態によるガラス繊維は、直接溶融または間接溶融による繊維形成方法を使用して形成することができる。これらの方法は、当該技術分野において周知であり、本開示の見地からは、そのさらなる考察が必要であるとは考えられない。例えば、K. L. Loewenstein、The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibers、第３版、Elsevier、N.Y.、１９９３年、４７～４８頁および１１７～２３４頁を参照されたい。

【0039】

本発明の一部の実施形態は、繊維ガラスストランドに関する。本発明の一部の実施形態は、繊維ガラスストランドを含む糸に関する。本発明の糸の一部の実施形態は、製織（weaving）用途にとって特に好適である。加えて、本発明の一部の実施形態は、ガラス繊維布地に関する。本発明の繊維ガラス布地の一部の実施形態は、強化用途、特に高い弾性率、高い強度、および／または高い伸び率が重要である強化用途における使用にとって特に好適である。さらに、本発明の一部の実施形態は、繊維ガラスストランド、繊維ガラス糸、および繊維ガラス布地を組み込む複合材、例えば繊維強化ポリマー複合材に関する。なおもさらに、本発明の一部の実施形態は、限定されるものではないが、風力エネルギー、自動車、安全／セキュリティー、航空宇宙、航空、および高圧タンクを含む用途のための繊維強化複合材に関する。本発明の一部の実施形態は、チップ実装用基板などの、より低い熱膨張係数が特に望ましいプリント回路板に関する。

【0040】

本発明の一部の実施形態は、繊維ガラスストランドに関する。一部の実施形態では、本発明の繊維ガラスストランドは、以下の構成成分：
約５０から約５５重量パーセントのＳｉＯ_２、
約１７から約２６重量パーセントのＢ_２Ｏ_３、
約１３から約１９重量パーセントのＡｌ_２Ｏ_３、
約０から約８．５重量パーセントのＭｇＯ、
約０から約７．５重量パーセントのＺｎＯ、
約０から約６重量パーセントのＣａＯ、
約０から約１．５重量パーセントのＬｉ_２Ｏ、
約０から約１．５重量パーセントのＦ_２、
約０から約１重量パーセントのＮａ_２Ｏ、
約０から約１重量パーセントのＦｅ_２Ｏ_３、
約０から約１重量パーセントのＴｉＯ_２、および
合計で約０から約８重量パーセントの他の構成成分
を含むガラス組成物を含む複数のガラス繊維を含む。

【0041】

いくつかの他のガラス組成物が、本発明の一部として本明細書において開示されており、本発明の他の実施形態は、そのような組成物から形成される繊維ガラスストランドに関する。

【0042】

一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、望ましい機械的特性および他の特性を提示し得る。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、Ｌ－ガラスから形成されるガラス繊維に対して、１つまたは複数の改善された機械的特性を提示し得る。本発明のガラス繊維の一部の実施形態によって提示される、改善された望ましい特性の例としては、限定されるものではないが、誘電率、熱膨張係数、溶融温度および成形温度、転移温度、繊維強度、ヤング率、密度、ならびにホウ素排出量が挙げられる。

【0043】

一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、望ましい誘電率（Ｄ_ｋ）の値を有し得る。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物から形成される繊維は、５未満の誘電率を有し得る（１ＧＨｚにおいて）。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、４．７５未満の誘電率を有し得る（１ＧＨｚにおいて）。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物から形成される繊維は、４．０未満の誘電率を有し得る（１ＧＨｚにおいて）。本明細書において別途示されない限り、本明細書において考察される誘電率の値は、下の実施例のセクションにおいて示される手順を使用して決定される。

【0044】

一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、望ましい熱膨張係数（ＣＴＥ）の値を有し得る。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物から形成される繊維は、３．５ｐｐｍ／℃未満のＣＴＥを有し得る。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、３．３ｐｐｍ／℃未満のＣＴＥを有し得る。一部の実施形態では、本発明のガラス組成物から形成される繊維は、３．２ｐｐｍ／℃未満のＣＴＥを有し得る。本明細書において別途示されない限り、本明細書において考察されるＣＴＥの値は、下の実施例のセクションにおいて示される手順を使用して決定される。

【0045】

繊維ガラスストランドは、所望される用途に応じて、様々な直径のガラス繊維を含み得る。一部の実施形態では、本発明の繊維ガラスストランドは、約５から約２４μｍの間の直径を有する少なくとも１つのガラス繊維を含む。他の実施形態では、少なくとも１つのガラス繊維は、約５から約１０μｍの間の直径を有する。

【0046】

一部の実施形態では、本発明の繊維ガラスストランドは、糸およびロービングに形成され得る。ロービングは、合糸された（assembled）、マルチエンドまたはシングルエンドの直接延伸ロービングを含み得る。本発明の繊維ガラスストランドを含むロービングは、所望される用途に応じて、様々な直径および密度を有する直接延伸シングルエンドロービングを含み得る。一部の実施形態では、本発明の繊維ガラスストランドを含むロービングは、最大で約１１３ヤード／ポンドの密度を示す。

【0047】

本発明の一部の実施形態は、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む糸に関する。一部の実施形態では、本発明の糸は、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含み、この少なくとも１本の繊維ガラスストランドは、サイジング組成物で少なくとも部分的にコーティングされている。一部の実施形態では、サイジング組成物は、熱硬化性高分子樹脂と適合性である。他の実施形態では、サイジング組成物は、デンプン－油サイジング組成物（starch-oil sizing composition）を含み得る。

【0048】

糸は、所望される用途に応じて、様々な線形質量密度を有し得る。一部の実施形態では、本発明の糸は、約５，０００ヤード／ポンドから約１０，０００ヤード／ポンドの線形質量密度を有する。

【0049】

糸は、所望される用途に応じて、様々な撚り数レベルおよび撚り方向を有し得る。一部の実施形態では、本発明の糸は、ｚ方向において、約０．５から約２の撚り数毎インチの撚りを有する。他の実施形態では、本発明の糸は、ｚ方向において、約０．７の撚り数毎インチの撚りを有する。

【0050】

糸は、所望される用途に応じて、一緒に撚られ、かつ／またはプライされた、１本または複数のストランドから作製することができる。糸は、一緒に撚られているが、プライはされていない、１本または複数のストランドから作製することができ、そのような糸は「単糸」として公知である。本発明の糸は、一緒に撚られているが、プライはされていない、１本または複数のストランドから作製することができる。一部の実施形態では、本発明の糸は、一緒に撚られた１～４本のストランドを含む。他の実施形態では、本発明の糸は、撚られた１本のストランドを含む。

【0051】

本発明の一部の実施形態は、少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む布地に関する。一部の実施形態では、本発明の布地は、本発明の一部として本明細書において開示されるガラス組成物のうち少なくとも１つを含む、少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含み得る。一部の実施形態では、本発明の布地は、本明細書において開示されるような糸を含む。一部の実施形態では、本発明の布地は、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む、少なくとも１本の緯糸を含み得る。一部の実施形態では、本発明の布地は、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む、少なくとも１本の経糸を含み得る。一部の実施形態では、本発明の布地は、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む少なくとも１本の緯糸と、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む少なくとも１本の経糸とを含む。

【0052】

布地を含む本発明の一部の実施形態では、ガラス繊維布地は、工業用布地スタイル（industrial fabric style）第７７８１号にしたがって織られた布地である。他の実施形態では、布地は、平織布地、あや織布地、クローフット布地、繻子織布地、ステッチボンディングされた布地（ノンクリンプ布地としても公知である）、または「三次元」織り布地を含む。

【0053】

本発明の実施形態は、本発明のガラス組成物の実施形態および／またはガラス繊維の実施形態を含む、製造物品をさらに含み得る。一部の実施形態では、製造物品は、本発明の糸の実施形態、本発明の布地の実施形態、および／または本発明の複合材の実施形態を含む。

【0054】

本発明の製造物品の一部の実施形態は、プリント回路板に関する。一部の実施形態では、プリント回路板は、本発明の糸、布地、および／または複合材を含む。プリント回路板を製造するための方法は、一般的に、当業者には公知である。

【0055】

本発明の一部の実施形態は、複合材に関する。一部の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂と、高分子樹脂中に配置された複数のガラス繊維とを含み、複数のガラス繊維のうちの少なくとも１つは、本発明の一部として本明細書において開示されるガラス組成物のうちのいずれかを含む。一部の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂と、高分子樹脂中に配置された、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドとを含む。一部の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂と、高分子樹脂中に配置された、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含むロービングの少なくとも一部とを含む。他の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂と、高分子樹脂中に配置された、本明細書において開示されるような少なくとも１本の糸とを含む。さらに他の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂と、高分子樹脂中に配置された、本明細書において開示されるような少なくとも１つの布地とを含む。一部の実施形態では、本発明の複合材は、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む少なくとも１本の緯糸と、本明細書において開示されるような少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含む少なくとも１本の経糸とを含む。

【0056】

本発明の複合材は、所望される特性および用途に応じて、様々な高分子樹脂を含み得る。複合材を含む本発明の一部の実施形態では、高分子樹脂は、エポキシ樹脂を含む。複合材を含む本発明の他の実施形態では、高分子樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、熱可塑性ポリウレタン、フェノール類、ポリエステル、ビニルエステル、ポリジシクロペンタジエン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、シアン酸エステル、ビスマレイミド、および熱硬化性ポリウレタン樹脂を含み得る。本発明は、以下の一連の具体的な実施形態を通じて例証される。しかしながら、当業者には、多くの他の実施形態が本発明の原理によって企図されることが理解されるであろう。

【実施例】

【0057】

表１は、本発明の様々な実施形態による複数の繊維化可能なガラス組成物、およびそのような組成物の様々な特性に関するデータを提供する。

【0058】

これらの実施例におけるガラスは、粉末形態の市販の化学薬品と試薬グレード化学薬品（試薬グレード化学薬品は希土類酸化物についてのみ使用した）の混合物を、１０％Ｒｈ／Ｐｔるつぼ中で、１５００℃から１６００℃（２７３２°Ｆ～２８２２°Ｆ）の間の温度で４時間溶融させることによって作製した。各バッチは約１０００グラムであった。４時間の溶融期間の後、溶融ガラスを、クエンチさせるために鋼板上に注いだ。揮発性種であるホウ素およびフッ化物は、それらの放出損失に関して、バッチにおいて調整した。実施例における組成は、上記の調整を伴う、バッチ処理された状態の組成を表す。ガラスを調製する際、市販の原料成分を使用した。バッチ計算においては、各ガラス中の酸化物を計算するために、特別な材料保持因子について考慮した。保持因子は、長年にわたるガラスバッチ溶融、および測定されたガラス中の酸化物収率に基づく。したがって、実施例において例証されるバッチ処理された状態の組成は、測定された組成に近似していると考えられる。

【0059】

【表1-1】

【表1-2】

【表1-3】

【表1-4】

【表1-5】

【表1-6】

【0060】

溶融特性
温度の関数としての溶融粘度および液相線温度を、それぞれ、ＡＳＴＭ試験方法Ｃ９６５「Standard Practice for Measuring Viscosity of Glass Above the Softening Point」およびＣ８２９「Standard Practices for Measurement of Liquidus Temperature of Glass by the Gradient Furnace Method」を使用して決定した。ガラスの軟化は、ＡＳＴＭ Ｃ３３８－９３（２００８年）「Standard Test Method for Softening Point of Glass」を使用して決定した。

【0061】

表１は、ガラス組成物に関する、測定液相線温度（Ｔ_Ｌ）、１０００ポアズの溶融粘度で定義される基準成形温度（Ｔ_Ｆ）、および１００ポアズの粘度で定義される基準溶融温度（Ｔ_Ｍ）を含む。成形温度と液相線温度との差異（ΔＴ）も示されている。

【0062】

熱特性
ガラスの熱線膨張係数を、ＡＳＴＭ試験方法Ｅ２２８－１１「Standard Test Method for Linear Thermal Expansion of Solid Materials With a Push-Rod Dilatometer」を使用して決定した。同じ方法を使用して、ガラスのガラス転移温度Ｔ_ｇを決定した。

【0063】

電気特性
各ガラスの誘電率（Ｄ_ｋ）および誘電正接（Ｄ_ｆ）を、１ＧＨｚの周波数で、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ１５０「Standard Test Methods for A-C Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulating Materials」を使用して決定した。周波数１ＧＨｚにおける、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｅ４９９１Ａ ＲＦインピーダンス／マテリアルアナライザーを使用するＤ_ｋおよびＤ_ｆの測定のために、４０ｍｍの直径および１～１．５ｍｍの厚さを有する各ガラス試料の研磨ディスクを使用した。

【0064】

機械的特性
また、以下の技法を使用して、表１のある特定のガラス組成物についてヤング率を測定した。表１の適切な実施例に対応する組成を有するおよそ５０グラムのガラスカレットを、９０Ｐｔ／１０Ｒｈるつぼ中で、１００ポアズで定義される溶融温度で２時間再溶融させた。続いて、るつぼを、垂直管である電気加熱炉に移した。炉温は、１０００ポアズ溶融粘度に近いか、またはそれに等しい繊維牽引温度にプリセットした。ガラスは、その温度で、繊維延伸前に１時間平衡化させた。繊維延伸炉の頂部には、センターホールを備えたカバーがあり、その上に、繊維の冷却を調節するための水冷した銅コイルを載せた。次いで、シリカロッドを、冷却コイルを通して溶融物中に手動で浸漬させ、約１～１．５ｍの長さで繊維を延伸し、収集した。繊維の直径は、一方の端部における１００μｍから他方の端部における１０００μｍまでの範囲であった。

【0065】

ガラス溶融物から延伸された繊維について、弾性係数を、超音波音響パルス技法（Ｗａｌｔｈａｍ、ＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓのＰａｎａｍｅｔｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．製のＰａｎａｔｈｅｒｍ５０１０ユニット）を使用して決定した。伸縮波反射時間（extensional wave reflection time）を、２０マイクロ秒の期間、２００ｋＨｚのパルスを使用して得た。試料の長さを測定し、それぞれの伸縮波速度（Ｖ_Ｅ）を計算した。繊維密度（ρ）を、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ ＡｃｃｕＰｙｃ １３３０比重計を使用して測定した。各組成物について約２０回の測定を行い、平均ヤング率（Ｅ）を以下の式で計算した。
Ｅ＝Ｖ_Ｅ ^２×ρ
弾性率試験器は、１ｍｍの直径を有する導波管を使用し、これにより、導波管との接触側の繊維直径が導波管の直径とほぼ同じになるように設定される。換言すれば、１０００μｍの直径を有する繊維の端部を、導波管の接触側で接続した。様々な直径を有する繊維をヤング率に関して試験した。結果は、１００から１０００μｍの繊維直径は、繊維の弾性率に影響を及ぼさないことを示している。比弾性率の値は、ヤング率の値を対応する密度で除することで計算した。

【0066】

本説明は、本発明の明確な理解にとって適切な本発明の態様を例証していることを理解されたい。当業者には明らかであると思われるため、本発明のより良好な理解の助けにはなりそうにない、本発明のある特定の態様については、本説明を簡略化するために、提示されていない。本発明を、ある特定の実施形態に関連して説明してきたが、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨および範囲内の修正形態を網羅することが意図される。
本発明の好ましい実施形態によれば、例えば、以下が提供される。
（項１）
繊維形成に好適なガラス組成物であって、
約５０から約５５重量パーセントの量のＳｉＯ _２ 、
約１７から約２６重量パーセントの量のＢ _２ Ｏ _３ 、
約１３から約１９重量パーセントの量のＡｌ _２ Ｏ _３ 、
約０から約８．５重量パーセントの量のＭｇＯ、
約０から約７．５重量パーセントの量のＺｎＯ、
約０から約６重量パーセントの量のＣａＯ、
約０から約１．５重量パーセントの量のＬｉ _２ Ｏ、
約０から約１．５重量パーセントの量のＦ _２ 、
約０から約１重量パーセントの量のＮａ _２ Ｏ、
約０から約１重量パーセントの量のＦｅ _２ Ｏ _３ 、
約０から約１重量パーセントの量のＴｉＯ _２ 、および
合計で０から約８重量パーセントの量の１種または複数の希土類酸化物（ＲＥ _２ Ｏ _３ ）
を含む、組成物。
（項２）
ＳｉＯ _２ の含有量が、約５１から約５４重量パーセントである、上記項１に記載の組成
物。
（項３）
Ｂ _２ Ｏ _３ の含有量が、約１７．５から約２５重量パーセントである、上記項１から２の
いずれかに記載の組成物。
（項４）
Ｂ _２ Ｏ _３ の含有量が、約１９から約２４重量パーセントである、上記項１から３のいず
れかに記載の組成物。
（項５）
Ａｌ _２ Ｏ _３ の含有量が、約１４から約１８重量パーセントである、上記項１から４のい
ずれかに記載の組成物。
（項６）
ＭｇＯの含有量が、０超から約７．５重量パーセントである、上記項１から５のいずれ
かに記載の組成物。
（項７）
ＭｇＯの含有量が、約２から約８．５重量パーセントである、上記項１から５のいずれ
かに記載の組成物。
（項８）
Ａｌ _２ Ｏ _３ ＋ＭｇＯの含有量が、約１４から約２６．５重量パーセントである、上記項
１から７のいずれかに記載の組成物。
（項９）
Ａｌ _２ Ｏ _３ ＋ＭｇＯの含有量が、約１４から約２６重量パーセントである、上記項１か
ら８のいずれかに記載の組成物。
（項１０）
ＺｎＯの含有量が、０超から約５重量パーセントである、上記項１から９のいずれかに
記載の組成物。
（項１１）
Ａｌ _２ Ｏ _３ ＋ＺｎＯの含有量が、約１４から約２２重量パーセントである、上記項１か
ら１０のいずれかに記載の組成物。
（項１２）
ＣａＯの含有量が、０超から約５．５重量パーセントである、上記項１から１１のいず
れかに記載の組成物。
（項１３）
ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量が、約９重量パーセントまたはそれ未満である、上記項１から
１２のいずれかに記載の組成物。
（項１４）
ＭｇＯ＋ＣａＯの含有量が、０超から約９重量パーセントである、上記項１から１２の
いずれかに記載の組成物。
（項１５）
Ｎａ _２ Ｏの含有量が、０超から約０．５重量パーセントである、上記項１から１４のい
ずれかに記載の組成物。
（項１６）
Ｌｉ _２ Ｏの含有量が、約０．８重量パーセントまたはそれ未満である、上記項１から１
５のいずれかに記載の組成物。
（項１７）
Ｌｉ _２ Ｏの含有量が、０超から約０．８重量パーセントである、上記項１から１５のい
ずれかに記載の組成物。
（項１８）
Ｎａ _２ Ｏ＋Ｌｉ _２ Ｏの合計含有量が、約１．５重量パーセントまたはそれ未満である、
上記項１から１７のいずれかに記載の組成物。
（項１９）
Ｆ _２ の含有量が、０超から約１．５重量パーセントである、上記項１から１８のいずれ
かに記載の組成物。
（項２０）
Ｆｅ _２ Ｏ _３ の含有量が、０超から約０．５重量パーセントである、上記項１から１９の
いずれかに記載の組成物。
（項２１）
ＴｉＯ _２ の含有量が、０超から約０．７重量パーセントである、上記項１から２０のい
ずれかに記載の組成物。
（項２２）
ＴｉＯ _２ の含有量が、０超から約０．６重量パーセントである、上記項１から２１のい
ずれかに記載の組成物。
（項２３）
前記ガラス組成物が、約０．０１重量パーセント超の量の１種または複数の希土類酸化
物を含む、上記項１から２２のいずれかに記載の組成物。
（項２４）
１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０超から約８重量パーセントである、上記
項１から２２のいずれかに記載の組成物。
（項２５）
１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０超から約７．５重量パーセントである、
上記項１から２２のいずれかに記載の組成物。
（項２６）
１種または複数の希土類酸化物の含有量が、０超から約７重量パーセントである、上記
項１から２５のいずれかに記載の組成物。
（項２７）
ＲＥ _２ Ｏ _３ ＋Ａｌ _２ Ｏ _３ の含有量が、約１３から約２２重量パーセントである、上記項
１から２６のいずれかに記載の組成物。
（項２８）
前記１種または複数の希土類酸化物が、Ｌａ _２ Ｏ _３ 、ＣｅＯ _２ 、Ｙ _２ Ｏ _３ 、およびＳｃ
_２ Ｏ _３ のうち少なくとも１種を含む、上記項１から２７のいずれかに記載の組成物。
（項２９）
前記組成物が、ＢａＯを実質的に含まない、上記項１から２８のいずれかに記載の組成物。
（項３０）
前記組成物が、ＳｒＯを実質的に含まない、上記項１から２９のいずれかに記載の組成物。
（項３１）
上記項１から３０のいずれかに記載の組成物から形成される、繊維。
（項３２）
上記項３１に記載の繊維を含む、製造物品。
（項３３）
前記製造物品がプリント回路板である、上記項３２に記載の製造物品。