玻璃纤维用玻璃组合物、玻璃纤维及玻璃纤维强化树脂成型品的制作方法

文档序号:37089454发布日期:2024-02-20 21:46阅读:21来源:国知局

本发明涉及玻璃纤维用玻璃组合物、玻璃纤维及玻璃纤维强化树脂成型品。


背景技术:

1、以往,使用了e玻璃纤维(具备e玻璃组成的玻璃纤维)的玻璃纤维强化树脂成型品因伴随轻量化而实现油耗的提高、从而有助于减轻环境负荷,因此被广泛用作汽车配件等金属代替材料。

2、近年来,随着对再利用的关注增高,为了实现进一步减轻环境负担,人们正在研究从玻璃纤维强化树脂成型品提取出e玻璃纤维并对其进行再利用的技术。作为从玻璃纤维强化树脂成型品提取出玻璃纤维的方法,例如已知有以下一种方法:在热分解室内以320~600℃的热分解温度对玻璃纤维强化塑料废弃物的碎片进行干馏,在热分解后使分解气体与水接触来回收分解生成物的液体成分,同时回收玻璃纤维(例如,参照专利文献1)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:日本特开平6-234879号公报


技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、然而,在使用从玻璃纤维强化塑料废弃物等玻璃纤维强化树脂成型品回收的e玻璃纤维(以下,有时称其为回收玻璃纤维)并通过注射成型来制造玻璃纤维强化树脂成型品时,存在作业性恶化的问题。上述作业性恶化具体是指,在对回收玻璃纤维和树脂实施混炼来制作用于注射成型的树脂颗粒时,回收玻璃纤维堵塞于混炼机内,无法制成树脂颗粒。

3、本发明人对上述问题进行了研究,结果发现,通过熔融含有回收玻璃纤维的玻璃原料而制成熔融玻璃,并对该熔融玻璃进行纺丝来制成玻璃纤维,能够消除上述作业性的恶化。

4、然而,在使用含有回收玻璃纤维的玻璃原料,并通过上述方式得到玻璃纤维的情况下,存在可稳定地对玻璃纤维实施纺丝的温度范围、即作业温度范围变窄这种不良情况。而且,与未使用含有回收玻璃纤维的玻璃组合物作为玻璃原料的通常的e玻璃纤维的弹性模量相比,会产生差异,因而存在无法与通常的e玻璃纤维相同地进行品质管理的问题。

5、本发明人对上述不良情况进行了深入研究,结果发现,源自玻璃纤维强化树脂成型品中所含的e玻璃纤维以外的添加物的物质(特别是无机物)残留于回收玻璃纤维的表面,在将含有回收玻璃纤维的玻璃组合物作为玻璃原料来制造玻璃纤维时,则该玻璃纤维的组成会因源自该添加物的物质而发生变动,其结果,玻璃的作业温度范围变窄,弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量产生差异。

6、本发明人基于上述见解进一步进行深入研究,结果发现,与源自上述添加物的物质相同的物质也可能作为杂质而包含于作为玻璃原料的玻璃纤维矿物材料中,在使用含有与源自上述添加物的物质相同的物质作为杂质的玻璃纤维矿物材料调配玻璃原料时,玻璃的作业温度范围变窄,弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量产生差异。

7、因此,本发明的目的在于提供以下一种玻璃纤维用玻璃组合物:即使受到与源自上述添加物的物质相同的物质的影响,也能够使作业温度范围维持得较宽且能够抑制弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量产生差异。

8、用于解决课题的手段

9、为了实现上述目的,本发明的玻璃纤维用玻璃组合物的特征在于,相对于玻璃纤维用玻璃组合物的总量含有:45.60~59.00质量%的范围的s io2、0.00~8.00质量%的范围的b2o3、10.00~16.00质量%的范围的al2o3、17.00~25.00质量%的范围的cao、0.01~9.50质量%的范围的tio2、小于0.03质量%的范围的p2o5、0.00~9.50质量%的范围的zno、0.00~2.00质量%的范围的so3、合计为0.01~11.50质量%的范围的zno和so3、以及合计为0.00~2.0质量%的范围的l i2o、na2o和k2o,所述sio2的含有率s i、所述b2o3的含有率b、所述tio2的含有率t、所述zno的含有率z和所述so3的含有率so满足下式(1),

10、1.79≤(s i/b)×t/(z+so)1/4≤122.98…(1)。

11、根据本发明的玻璃纤维用玻璃组合物,上述sio2的含有率、上述b2o3的含有率、上述al2o3的含有率、上述cao的含有率、上述tio2的含有率、上述p2o5的含有率、上述zno的含有率、上述so3的含有率、上述zno和so3的合计含有率以及上述li2o、na2o和k2o的合计含有率分别相对于玻璃纤维用玻璃组合物的总量处于上述范围,且上述s io2的含有率s i、上述b2o3的含有率b、上述tio2的含有率t、上述zno的含有率z以及上述so3的含有率so满足上述式(1),由此,即使受到与源自添加物的物质相同的物质的影响,也能够在将作业温度范围维持得较宽的同时,抑制弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量产生差异,其中,上述添加物残存于从含有e玻璃纤维的玻璃纤维强化树脂成型品回收的玻璃纤维的表面上。

12、具体而言,通过使所述sio2的含有率s i、所述b2o3的含有率b、所述tio2的含有率t、所述zno的含有率z以及所述so3的含有率so满足所述式(1),本发明的玻璃纤维用玻璃组合物能够使得对玻璃纤维进行纺丝时的作业温度为75℃以上,能够使得弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量之差为5%以下。需要说明的是,上述作业温度是对玻璃纤维进行纺丝时的1000泊温度与液相温度之差,该作业温度为75℃以上,由此能够进行稳定的纺丝。

13、这里,通常的e玻璃纤维是指,具备e玻璃组成的玻璃纤维,基于超声波脉冲法测定的弹性模量(杨氏模量)为88.0gpa,热膨胀系数为5.6ppm/℃。上述弹性模量和上述热膨胀系数可以通过后述的方法进行测定。上述e玻璃组成是相对于玻璃纤维的总量含有52.0~56.0质量%的范围的s io2、12.0~16.0质量%的范围的al2o3、合计为20.0~25.0质量%的范围的mgo和cao以及5.0~10.0质量%的范围的b2o3的组成。

14、本发明的玻璃纤维用玻璃组合物中,优选的是,上述sio2的含有率s i、上述b2o3的含有率b、上述tio2的含有率t、上述zno的含有率z以及上述so3的含有率so满足下式(2),更优选满足下式(3)。

15、2.91≤(s i/b)×t/(z+so)1/4≤22.47…(2)

16、5.37≤(s i/b)×t/(z+so)1/4≤21.01…(3)

17、本发明的玻璃纤维用玻璃组合物通过使上述sio2的含有率s i、上述b2o3的含有率b、上述tio2的含有率t、上述zno的含有率z以及上述so3的含有率so满足上述式(2),能够使对玻璃纤维进行纺丝时的作业温度成为75℃以上,使弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量之差为1.0gpa以下。

18、另外,本发明的玻璃纤维用玻璃组合物通过使上述sio2的含有率s i、上述b2o3的含有率b、上述tio2的含有率t、上述zno的含有率z以及上述so3的含有率so满足上述式(3),能够使对玻璃纤维进行纺丝时的作业温度成为75℃以上,使弹性模量相对于通常的e玻璃纤维的弹性模量之差为1.0gpa以下,并使热膨胀系数相对于通常的e玻璃纤维的热膨胀系数之差小于0.1ppm/℃。

19、另外,本发明的玻璃纤维的特征在于,由所述任一种玻璃纤维用玻璃组合物构成。

20、另外,本发明的玻璃纤维强化树脂成型品的特征在于,包含所述玻璃纤维。

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