特表 2024-520955 誘電損失の低いガラス繊維組成物

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-27

(54)【発明の名称】誘電損失の低いガラス繊維組成物

(51)【国際特許分類】

   C03C 13/00 20060101AFI20240520BHJP

   C03C 3/091 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

C03C13/00

C03C3/091

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023574328

(86)(22)【出願日】2022-08-10

(85)【翻訳文提出日】2023-12-05

(86)【国際出願番号】 CN2022111308

(87)【国際公開番号】W WO2023082736

(87)【国際公開日】2023-05-19

(31)【優先権主張番号】202111323970.1

(32)【優先日】2021-11-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519433171

【氏名又は名称】タイシャン ファイバーグラス インク

【氏名又は名称原語表記】ＴＡＩＳＨＡＮ ＦＩＢＥＲＧＬＡＳＳ ＩＮＣ．

【住所又は居所原語表記】Ｄａｗｅｎｋｏｕ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ， Ｄａｉｙｕｅ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｔａｉａｎ Ｃｉｔｙ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， Ｃｈｉｎａ

(71)【出願人】

【識別番号】523177001

【氏名又は名称】中国建材集団有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】唐 志尭

(72)【発明者】

【氏名】李 永艶

(72)【発明者】

【氏名】王 加芳

(72)【発明者】

【氏名】張 艶萍

【テーマコード（参考）】

4G062

【Ｆターム（参考）】

4G062AA05

4G062BB05

4G062DA06

4G062DB03

4G062DB04

4G062DC04

4G062DD01

4G062DD02

4G062DD03

4G062DE01

4G062DF01

4G062EA02

4G062EB01

4G062EB02

4G062EC01

4G062EC02

4G062ED01

4G062ED02

4G062ED03

4G062EE03

4G062EF01

4G062EG01

4G062FA01

4G062FB01

4G062FC01

4G062FD01

4G062FE02

4G062FF01

4G062FG01

4G062FH01

4G062FJ01

4G062FK01

4G062FL01

4G062GA01

4G062GB01

4G062GC01

4G062GD01

4G062GE02

4G062GE03

4G062HH01

4G062HH03

4G062HH05

4G062HH07

4G062HH09

4G062HH11

4G062HH13

4G062HH15

4G062HH17

4G062HH20

4G062JJ01

4G062JJ03

4G062JJ05

4G062JJ07

4G062JJ10

4G062KK01

4G062KK03

4G062KK05

4G062KK07

4G062KK10

4G062MM28

4G062NN26

(57)【要約】

本発明は、ガラス繊維の技術分野に属し、詳しくは誘電損失の低いガラス繊維組成物に関する。前記組成物の各成分の含有量は、ＳｉＯ_２：５０～６０％、Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、ＣａＯ：１～６％、Ｆ_２：０．２～１．５０％、ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％である。本発明は、ＳｎＯ_２とＦ_２を同時に添加し、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の比を制御することにより、ガラス繊維の誘電率と誘電損失が低いだけでなく、ガラス繊維の粘度を低下させて、ガラス繊維中の気泡数がゼロとなる。本発明は、各成分の間の相互作用により、得られるガラス繊維組成物が低誘電率と低誘電損失、低気泡、低粘度を有し、ガラス性能に優れる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％であり、
ＳｎＯ_２とＬｉ_２Ｏの質量百分率含有量は、ＳｎＯ_２／Ｌｉ_２Ｏの範囲が０．２～３であることを満たし、
Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５であることを満たすことを特徴とする、誘電損失の低いガラス繊維組成物。

【請求項2】

質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
Ｐ_２Ｏ_５：０．０５～５％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％であり、
ＳｎＯ_２とＬｉ_２Ｏの質量百分率含有量は、ＳｎＯ_２／Ｌｉ_２Ｏの範囲が０．２～３であることを満たし、
Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５であることを満たし、
Ｐ_２Ｏ_５、Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｐ_２Ｏ_５／（Ｆ_２＋ＳｎＯ_２）の範囲が２～５であることを満たすことを特徴とする、誘電損失の低いガラス繊維組成物。

【請求項3】

質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％、
０＜ＭｇＯ＜２．０であり、
ＳｎＯ_２とＬｉ_２Ｏの質量百分率含有量は、ＳｎＯ_２／Ｌｉ_２Ｏの範囲が０．２～３であることを満たし、
Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５であることを満たすことを特徴とする、誘電損失の低いガラス繊維組成物。

【請求項4】

質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
Ｐ_２Ｏ_５：０．０５～５％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％、
０＜ＭｇＯ＜２．０であり、
ＳｎＯ_２とＬｉ_２Ｏの質量百分率含有量は、ＳｎＯ_２／Ｌｉ_２Ｏの範囲が０．２～３であることを満たし、
Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５であることを満たし、
Ｐ_２Ｏ_５、Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｐ_２Ｏ_５／（Ｆ_２＋ＳｎＯ_２）の範囲が２～５であることを満たすことを特徴とする、誘電損失の低いガラス繊維組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス繊維の技術分野に属し、具体的には、誘電損失の低いガラス繊維組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

５Ｇ通信の発展に伴い、低誘電率材料に対する性能要求は、さらに厳しくなる。５Ｇの最大の利点は伝送速度が速いことであり、それに伴う最大の欠点は透過力差、減衰が大きいことであり、ガラスは高周波の電磁界で電気エネルギーの一部を熱エネルギーに変換して損失を発生させる。これは、伝送媒体の材料に誘電率が低く、誘電損失が小さいという特徴を持っていることを要求し、これにより、信号伝送がより早く、信号遅延がより低く、信号忠実度がより高いことを実現できる。

【0003】

中国特許ＣＮ１０２５０３１５３Ａには、４８ｗｔ％～５８ｗｔ％のＳｉＯ_２、１０ｗｔ％～１８ｗｔ％のＡｌ_２Ｏ_３、１８ｗｔ％～２８ｗｔ％のＢ_２Ｏ_３、０～６ｗｔ％のＣａＯ、０～６ｗｔ％のＭｇＯ、０．５ｗｔ％～８ｗｔ％のＹ_２Ｏ_３、０．２ｗｔ％～０．６ｗｔ％のＣｅＯ_２、０～３ｗｔ％のＦ_２、０～１ｗｔ％のＮａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯとＬｉ_２Ｏ、０～０．４５ｗｔ％のＴｉＯ_２、０～０．５ｗｔ％のＦｅ_２Ｏ_３を含む低誘電率ガラス繊維が開示される。当該ガラス繊維は、室温で周波数が１ＭＨｚである時、誘電率が４．１～４．５で、誘電損失が６×１０^－４～９×１０^－４である。

【0004】

中国特許ＣＮ１０４５５６７１０Ａには、異形ガラス繊維及びその製造方法が開示され、前記異形ガラス繊維は、モル百分率で、以下の成分：ＳｉＯ_２ ５２％～５８％、Ｂ_２Ｏ_３１６％～２４％、Ａｌ_２Ｏ_３１３％～１９％、ＣａＯ １％～５％、ＭｇＯ ４．２％～８％、Ｆ_２ ０．４％～２％、Ｌｉ_２Ｏ ０～０．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３０～０．４％、Ｋ_２Ｏ ０～０．２％、Ｎａ_２Ｏ ０～０．２％を含む。当該異形ガラス繊維は、室温で周波数が１ＭＨｚである時、誘電率が４．７未満で、誘電損失係数１０^－３未満である。

【0005】

中国特許ＣＮ１０３４８２８７６Ａには、プリント配線基板用低誘電率ガラス繊維が開示され、前記ガラス繊維は、以下の質量百分率の成分：ＳｉＯ_２４８％～５３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １３％～１６％、Ｂ_２Ｏ_３ １９％～２５％、Ｐ_２Ｏ_５０．５％～２％、ＣａＯ ５．０％～８．５％、Ｌａ_２Ｏ_３ ０．５％～８％、ＺｎＯ ０．５％～２．５％、ＴｉＯ_２０．５％～２％、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２ＯとＬｉ_２Ｏ １％未満、ＳＯ_３ ０．４５％未満、Ｆｅ_２Ｏ_３０．４５％未満を含む。それは非常に低い誘電率と誘電損失を有し、室温で周波数が１ＭＨｚである時、誘電率が４．８～５．５で、誘電損失が４～８×１０^－４である。

【0006】

上記特許文献中のガラス繊維は、低い粘度があるが、誘電性能は１ＭＨｚの条件下で検出されたもので、ガラスの誘電損失は、周波数が高くなるにつれて増大する。例えば、常温、１ＭＨｚでは珪酸塩ガラスのｔａｎδ＝９×１０^－４であり、３０００ＭＨｚでは３６×１０^－４となる。したがって、上記特許では、常温と１ＭＨｚで検出した場合にのみ誘電損失が相対的に低い。

【0007】

中国特許ＣＮ１１３１３５６６６Ａには、ＳｉＯ_２：５０～５８％、Ａｌ_２Ｏ_３：１０～１６％、Ｂ_２Ｏ_３：２０～２８％、ＭｇＯ：１～４％、ＣａＯ：１～４％、Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、Ｎａ_２Ｏ：０．０５～０．６％、Ｋ_２Ｏ：０．０５～０．８％、ＴｉＯ_２：０．２～１．５％、ＣｅＯ_２：０～１％、ＳｎＯ_２：０．０１～１．５％、Ｆｅ_２Ｏ_３：０～０．１％を含む低誘電ガラス繊維が開示されている。シリカ、アルミナ、ホウ素酸化物の割合を適正に設定することにより、ガラス繊維に低い誘電率と誘電損失を有させ、ガラス粘度を適切に調整する。前記ガラス繊維は、室温で周波数が１０ＧＨｚである場合、誘電率が４．２～４．５であり、誘電損失が２．５×１０^－３～４．４×１０^－３である。当該特許では、誘電率と誘電損失が高い。

【0008】

以上の問題に基づいて、高周波でのスケール生産に適した低誘電率、低誘電損失、低粘度、気泡ゼロのガラス繊維組成物の開発が急務である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、低誘電率、低誘電損失、低粘度、気泡ゼロのガラス繊維組成物を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る誘電損失の低いガラス繊維組成物は、質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％である。

【0011】

好ましくは、前記誘電損失の低いガラス繊維組成物は、質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
Ｐ_２Ｏ_５：０．０５～５％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％である。

【0012】

好ましくは、前記誘電損失の低いガラス繊維組成物は、質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％、
０＜ＭｇＯ＜２．０である。

【0013】

好ましくは、前記誘電損失の低いガラス繊維組成物は、質量百分率で、各成分の含有量が、
ＳｉＯ_２：５０～６０％、
Ｂ_２Ｏ_３：２０～３０％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８～１８％、
ＣａＯ：１～６％、
Ｆ_２：０．２～１．５０％、
Ｐ_２Ｏ_５：０．０５～５％、
ＳｎＯ_２：０．０５～０．５％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．０５～０．５％、
Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％、
０＜ＭｇＯ＜２．０である。

【0014】

ここで、
ＳｎＯ_２とＬｉ_２Ｏの質量百分率含有量は、ＳｎＯ_２／Ｌｉ_２Ｏの範囲が０．２～３であることを満たす。
Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５であることを満たす。
Ｐ_２Ｏ_５、Ｆ_２とＳｎＯ_２の質量百分率含有量は、Ｐ_２Ｏ_５／（Ｆ_２＋ＳｎＯ_２）の範囲が２～５であることを満たす。

【0015】

本発明でガラス繊維組成物を製造する原料は、それぞれ、石英粉末、無水ホウ酸、アルミナ、ウォラストナイト、酸化マグネシウム、酸化スズ、蛍石、メタリン酸アルミニウム、スポジュメンである。

【発明の効果】

【0016】

本発明の有益な効果は、以下の通りである。

【0017】

ＳｉＯ_２は、シリコーン四面体の構造で不規則な連続ネットワーク構造を構成している。当該構造は、高い結合強度を有し、構造が緊密であり、外電場によって分極しにくく、コンダクタンスや弛緩などの損失も生じにくい。このため、ＳｉＯ_２含有量が多いと、ガラス誘電率や誘電損失を著しく低減させ、機械的強度を増強させる。しかし、含有量が多くなると、粘度が上昇し、溶融製錬の難易度が高くなる。例えば、石英ガラスは、誘電損失が０．０００１と非常に低いが、粘度が高く、溶解しにくい。本発明は、ＳｉＯ_２含有量の範囲を５０～６０％に限定する。

【0018】

Ｂ_２Ｏ_３は、高温でホウ素がホウ素－酸素三角体として存在し、粘度を下げることがでる。しかし、ホウ素含有量が一定の値に達すると、それは代わりに粘度を増加させるので、ホウ素含有量が高すぎると、生産に不利になる。また、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多すぎると、ＳｉＯ_２格子が析出しやすく、分相が発生する。また、Ｂ_２Ｏ_３の添加は、Ｂ^３＋を導入してＢ－Ｏを形成し、その結合エネルギーはＳｉ－Ｏ結合エネルギーよりも大きく、ガラス中でガラスネットワーク構造を安定させ、酸素イオンの分極を制限する役割を果たすことができる。したがって、Ｂ_２Ｏ_３の添加により、誘電率と誘電損失を低減させることができる。本発明は、Ｂ_２Ｏ_３含有量の範囲を２０～３０％に限定する。

【0019】

Ａｌ_２Ｏ_３の添加は、ガラスの晶析を効果的に抑制することができる。多成分ガラスにおいて、Ａｌ_２Ｏ_３は、破断ネットワークを接続する役割を果たすことができるため、ネットワーク構造が緊密になり、ガラス強度が向上するが、Ａｌ－Ｏ結合エネルギーがＳｉ－Ｏ結合エネルギーより弱く、遊離酸素が増加して損失を増大させる。本発明は、Ａｌ_２Ｏ_３含有量の範囲を８～１８％に限定する。

【0020】

ＣａＯは、ネットワーク外体に属し、カルシウムイオン配位数は一般的に６であり、構造中の活動性が小さく、一般にガラスから析出しにくく、高温時の活動性が大きい。Ｃａ^２＋には、ブリッジ酸素を分極させ、及びシリコーン結合を弱める作用があるため、粘度を低下させる作用があり、材料性を短縮できるとともに遊離酸素による損失が増大する可能性がある。本発明は、ＣａＯ含有量の範囲を１～６％に限定する。

【0021】

本発明は、さらに、ＳｎＯ_２及びＦ_２に加えてＭｇＯを添加することにより、ＭｇＯはガラス系の粘度を低下させることができる。しかし、含有量が多すぎると誘電率や誘電損失が高くなるため、本発明は、ＭｇＯ含有量の範囲をＭｇＯ＜２．０に限定する。

【0022】

Ｐ_２Ｏ_５は、ガラス構造中に常に燐酸素四面体として存在するガラス形成体であり、ガラスの骨格としてガラスの分相温度を高め、ガラスの耐温性能を向上させることもできるし、ガラスの材料性を短縮することもでき、技術的研究ではＤＳＣによるガラスの膨張軟化点温度試験を用いてＰ導入後は未導入の軟化点温度より上昇し、後段製品の耐温性向上に寄与することが認められた。また、単一のＰ_２Ｏ_５原料は吸湿しやすく、しかも原料配合過程で凝集しやすく、配合材の均一性を悪化させ、しかも貯蔵条件に対する要求が高いことから、本発明はメタリン酸アルミニウム又は縮合リン酸アルミニウム原料でＰ_２Ｏ_５を導入して、配合材中にＰ_２Ｏ_５を均一に分散させ、配合材の溶融過程でＢ_２Ｏ_３の溶解速度が速く、均一に分布するＰ_２Ｏ_５に局所的に包み込まれ、揮発量を低減し、ガス排出量を低減する。しかし、導入量が多すぎると、低温粘度が大幅に上昇し、またＰ含有量が多すぎるとＢから遊離酸素を奪いやすくなり、ガラスの失透を引き起こし、晶析が生成する。本発明は、Ａｌ_２Ｏ_３含有量＞８の場合、高Ｂ、Ｐ導入による分相抑制に有効であることを見出し、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｐ_２Ｏ_５、Ｂ_２Ｏ_３比率を制御することによりガラスの成形温度を低下させ、結晶析出を抑制するものであり、本発明はＰ_２Ｏ_５含有量の範囲を０．０５～５％に制御する。

【0023】

アルカリ金属酸化物であるＬｉ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏは、ガラス粘度特性を急速に低下させ、ガラスの溶融と清澄に寄与する。しかし、アルカリ金属と酸素との結合は極めて分極しやすく、誘電損失を著しく増大させる。本発明は、Ｌｉ_２Ｏを少量添加することにより、誘電損失を保証する前提の下で粘度を低下させ、ガラス溶融に寄与する。本発明は、原料中のＫ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ含有量を厳密に制御し、少量存在が原料中の不純物から導入され、添加する必要がない。本発明は、Ｌｉ_２Ｏの範囲を０．０５～０．５％、Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ≦０．０５％に限定して、低い融解製錬温度で誘電損失の低いガラスが得られることを保証する。

【0024】

ＳｎＯ_２は、高温で分解してＯ_２を生成し、ガス分圧を低下させ、気泡排出に有利である。さらに重要なことは、本発明のＳｎＯ_２＋Ｌｉ_２Ｏは複合清澄剤として機能し、Ｓｎ^４＋外電子層の干渉を受けてＬｉ^＋の分極作用が強くなり、Ｌｉ_２Ｏの有益な効果を効果的に高めることであり、ガラス清澄過程におけるガラス液の表面張力が低下し、気泡を効率よく排出し、ガラス均一性を向上させ、低誘電ガラス繊維生産に必要なゼロ気泡率を実現する。また、配合材の溶融温度が大幅に低下し、Ｂ、Ｆの揮発を減少させる。本発明は、ＳｎＯ_２含有量の範囲を０．０５～０．５％に制御し、重量百分率の比ＳｎＯ／Ｌｉ_２Ｏの含有量を０．２～３重量％に制御する。

【0025】

Ｆは、原子半径が小さく、Ｏ原子に相対して分極しにくく、ＳｉとＳｉ－Ｆ結合を形成し、Ｓｉ－Ｏの一部を代替して、ガラスネットワーク中で網切れ作用をするとともに、ガラス中に形成されるＳｉ－Ｆ、Ｂ－Ｆ、Ａｌ－Ｆ結合の強さがＳｉ－Ｏ、Ｂ－Ｏ、Ａｌ－Ｏ結合の強さよりも弱い。このような二重作用は、ガラスの溶融温度を低下させ、粘度を低下させ、ガラスの表面張力を低下させるために、ガラスの成形工程の難易度の低下に寄与する。且つ、形成されたＳｉ－Ｆ結合が分極しにくく、誘電損失を低減する。本発明は、Ｆ_２含有量の範囲を０．２～１．５％に制御する。

【0026】

また、本発明におけるＦ_２とＳｎＯ_２の含有量の比は、ガラスの誘電損失に大きく影響し、少量のＳｎＯ_２を導入すると両者が協働して誘電損失の低減が顕著になる。重量百分率の比Ｆ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５では、本発明の効果は明らかである。実験の結果、Ｆ_２やＳｎＯ_２単独添加又はＦ_２／ＳｎＯ_２の範囲が１～５でなければ、いずれも本発明の目的を達成できないことが分かる。Ｆ_２とＳｎＯ_２を併用すると、Ｆ_２はＳｎＯ_２の周囲に分散してＳｎ－Ｆ結合を形成し、Ｓｉ－Ｆ、Ｂ－Ｆ、Ａｌ－Ｆと協働してガラスの溶融温度をさらに低下させ、粘度を低下させ、ガラスの表面張力を低下させる。

【0027】

以上のことから、本発明は、ＳｎＯ_２とＦ_２を同時に添加し、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の比を制御することにより、ガラス繊維に低い誘電率と誘電損失を有させるだけでなく、ガラス繊維の粘度を低下させて、ガラス繊維中の気泡数がゼロとなる。

【0028】

また、本発明は、ＳｎＯ_２及びＦ_２に加えてＰ_２Ｏ_５を添加し、Ｐ_２Ｏ_５／（Ｆ_２＋ＳｎＯ_２）の比を２～５の範囲に制御することにより、ガラス繊維の誘電率と誘電損失をさらに低減させる。

【0029】

本発明は、各成分の間の相互作用により、得られるガラス繊維組成物が低誘電率と低誘電損失、低気泡、低粘度を有し、ガラス性能に優れる。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明を実施形態に関連してさらに説明する。

【0031】

実施例１～７
実施例１～７における誘電損失の低いガラス繊維組成物の組成を、表１に示す。

【0032】

（１）各成分的含有量に応じて、各化合物を一定の配合比で混合し、均一に混合した後、配合材を白金るつぼに入れて１５５０～１６００℃で溶融させ、１３５０℃未満で伸線してガラス繊維とした。
ガラスに十分な強度を確保し、伸線工程に適応するため、弾性率強度測定を行う：ガラスを２０＊２０＊１５ｍｍ（長さ＊幅＊厚さ）のガラスブロックに切断し、被験面が滑らかで平坦であり、超音波厚さ測定器を用いて、下記の式［厚さ測定器で測定した実際の音速単位はｍｍ／ｕｓであるため、下記式中の音速値（ｃｍ／ｓ）は、実測値＊１０^５で、密度単位：ｇ／ｃｍ^３で、計算に必要なデータを代入すればよい］に従って測定する。

【0033】

【数1】

ここで、Ｖ_Ｔ＝横波音速（ｃｍ／ｓ）、Ｖ_Ｌ＝縦波音速（ｃｍ／ｓ）。

【0034】

【数2】

ここで、Ｖ_Ｌ＝縦波音速（ｃｍ／ｓ）、ρ＝密度（ｇ／ｃｍ^３）、ν＝ポアソン比。

【0035】

（２）誘電特性測定は、均一に混合した配合材を白金るつぼに入れて溶融し、溶融したサンプルを６００℃でアニールして応力を除去した後、Φ５０＊２ｍｍのサンプルに切り出し、ネットワークベクトルアナライザで１０ＧＨｚで試験する。
ガラス繊維組成物のｌｇ３．０温度、液相温度、ΔＴ、誘電率、誘電損失、弾性率、気泡数の各指標を測定したデータを、表１に示す。

【0036】

比較例１～６
比較例１～６におけるガラス繊維組成物の組成を、表２に示す。
当該ガラス繊維組成物のｌｇ３．０温度、液相温度、ΔＴ、誘電率、誘電損失、弾性率、気泡数の各指標を測定したデータを、表２に示す。

【0037】

【表1】

【0038】

【表2】

【0039】

表中、ｌｇ３．０とは、ガラス液粘度が１０００ポイズであるときの温度であり、ガラスの成形温度即ち伸線温度であり、液相温度即ち晶析温度又は分相温度の上限は、ガラスの失透上限温度であり、成形温度と液相温度との差が大きいほど伸線に有利である。

【0040】

表１～２のデータを分析すると、比較例１中のＳｎＯ_２／Ｌｉ_２Ｏの比は、５．００であり、０．２～３の範囲外である。比較例３中のＦ_２／ＳｎＯ_２の比は、６．００であり、１～５の範囲外である。比較例４中のＰ_２Ｏ_５／（Ｆ_２＋ＳｎＯ_２）の比は、１．５８であり、２～５の範囲外である。ガラス繊維の粘度が高くなり、ガラス繊維中の気泡の個数も異なる程度増加する。

【0041】

実施例１と比較例２、５、６とを比較すると、本発明の実施例１に比べて、比較例２ではＳｎＯ_２が添加されておらず、比較例５ではＦ_２が添加されておらず、比較例６ではＳｎＯ_２とＦ_２が添加されていないことがガラス繊維の粘度上昇につながり、ガラス繊維中の気泡の個数が増加していることが分かる。本発明は、ＳｎＯ_２とＦ_２を同時に添加し、Ｆ_２／ＳｎＯ_２の比を制御することにより、ガラス繊維に低い誘電率と誘電損失を有させるだけでなく、ガラス繊維の粘度を低下させて、ガラス繊維中の気泡数がゼロとなる。また、本発明では、Ｐ_２Ｏ_５を添加し、Ｐ_２Ｏ_５／（Ｆ_２＋ＳｎＯ_２）の比を２～５の範囲に制御することにより、ガラス繊維の誘電率と誘電損失をさらに低減させる。

【国際調査報告】