стеклянные нити, пригодные для упрочнения органических и/или неорганических материалов

Формула изобретения

1. Упрочняющая стеклянная нить, состав которой включает следующие компоненты в пределах, определенных ниже, вес.%:

SiO₂ От 58 до 62

Аl₂O₃ От 10 до 16

СаО Более 18

МgО Более 1,5

МgО + СаО Менее 28

Na₂O + K₂O + Li₂O 0,5 до менее 2

TiO₂ Менее 1,5

Fе₂O₃ Менее 0,5

В₂О₃ Менее 2

F₂ Менее 2

причем этот состав содержит, кроме того, менее 1% другого(их) компонента(ов) и более 0,5% F₂ или Li₂O.

2. Стеклянная нить по п.1, отличающаяся тем, что стекло для получения нити имеет вязкость 10^2,5 П при температуре от 1200 до 1380С и вязкость 10³ П при температуре от 1110 до 1290С.

3. Стеклянная нить по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что суммарное содержание СаО и МgO составляет более 21 вес.%, причем содержание компонентов СаО и МgО не превышает 26 и 10% соответственно.

4. Стеклянная нить по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что ее состав включает следующие компоненты в определенных ниже пределах, вес.%:

SiO₂ От 58,5 до 61

Аl₂O₃ От 11 до 14

СаО От 21 до 23

МgО От 2 до 3,5

Na₂O + K₂O + Li₂O От 0,5 до 1,8

TiO₂ Менее 1

Fе₂O₃ Менее 0,4

В₂О₃ До 1,8

F₂ До 1,8

причем эта композиция содержит, кроме того, по меньшей мере 0,7% F₂ или Li₂O и менее 1% другого(их) компонента(ов).

5. Композит, полученный из стеклянных нитей и по меньшей мере из органического или неорганического материала, отличающийся тем, что он содержит стеклянные нити по одному из пп.1-4.

6. Способ получения стеклянных нитей по одному из пп.1-4, в котором вытягивают множество струек расплавленного стекла, причем они вытекают из множества отверстий, расположенных в основании одной или нескольких матриц, в форме одного или нескольких пучков непрерывных волокон, а затем волокна соединяют в одну или несколько нитей, которые накапливают на подвижном суппорте.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что расплавленное стекло, подаваемое к отверстиям в матрице(ах), имеет следующий состав, вес.%:

SiO₂ От 58 до 62

Аl₂O₃ От 10 до 16

СаО Более 18

МgО Более 1,5

МgО + СаО Менее 28

Na₂O + K₂O + Li₂O 0,5 до менее 2

TiO₂ Менее 1,5

Fе₂О₃ Менее 0,5

В₂O₃ Менее 2

F₂ Менее 2

причем этот состав содержит, кроме того, менее 1% другого(их) компонента(ов) и более 0,5% F₂ или Li₂O.

8. Способ по любому одному из пп.6 и 7, отличающийся тем, что расплавленное стекло получают из сырьевых материалов, смешанных в подходящих пропорциях с по меньшей мере несколькими из упомянутых сырьевых материалов, представляющих собой отходы стеклянных нитей.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что отходы представляют собой отходы нитей из Е-стекла и/или отходы стеклянных нитей, как определено по одному из пп.1-4.

10. Способ по любому из пп.8 и 9, отличающийся тем, что отходы составляют менее 35 вес.% от сырьевых материалов.

11. Стекольная композиция, предназначенная для получения стеклянных нитей, используемых для упрочнения, включающая следующие компоненты в пределах, определенных ниже, вес.%:

SiO₂ От 58 до 62

Аl₂O₃ От 10 до 16

СаО Более 18

МgО Более 1,5

МgО + СаО Менее 28

Na₂O + K₂O + Li₂O 0,5 до менее 2

TiO₂ Менее 1,5

Fе₂О₃ Менее 0,5

В₂O₃ Менее 2

F₂ Менее 2

причем эта композиция содержит, кроме того, менее 1% другого(их) компонента(ов) и более 0,5% F₂ или Li₂O.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к "упрочняющим" стеклянным нитям (или "волокнам"), то есть к нитям, которые могут быть использованы для упрочнения органических и/или неорганических материалов и которые можно использовать как текстильные нити, причем эти нити, как доказано, могут быть получены посредством способа, который включает механическое вытягивание струек расплавленного стекла, которые вытекают из отверстий, находящихся в основании матрицы, которую обычно нагревают с помощью эффекта Джоуля.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к стеклянным нитям, имеющим, в частности, новую улучшенную композицию.

Область получения упрочняющих нитей является очень специфической областью в стекольной промышленности. Эти нити получают из особых стекольных композиций, причем используемое стекло должно обладать способностью к вытяжке в форме волокон диаметром в несколько микрометров, при использовании способа, упомянутого выше и позволяющего получить непрерывные нити, подходящие, в частности, для выполнения ими функции упрочнения. Используемые упрочняющие стеклянные нити более обобщенно представляют собой, таким образом, нити, изготовленные из стекол, которые получают из стекла с трехкомпонентной диаграммой SiO₂-Al₂O₃-CaO при температуре эвтектики 1170С, в частности нити из так называемого Е-стекла, прототип которых описан в патентах US-A2334981 и US-F-2571074. Нити из Е-стекла имеют композицию по существу на основе двуокиси кремния, окиси алюминия, извести и борного ангидрида, причем борный ангидрид присутствует в композициях стекол, называемых "Е-стекло", в количестве практически от 5 до 13%, заменяя часть двуокиси кремния, при этом Е-стекло, кроме того, отличается ограниченным содержанием оксидов щелочных металлов (особенно Na₂O и К₂O).

Как упомянуто в этих двух патентах, стекла, содержащие эти компоненты, являются объектом многочисленных модификаций, цель которых состоит в уменьшении выделений продуктов, способных загрязнять атмосферу, в уменьшении стоимости композиции за счет снижения содержания наиболее дорогостоящих компонентов, в улучшении технологичности этих стекол при получении волокон (получение волокон или образование волокон в соответствии с операцией вытягивания стеклянных волокон из матрицы в вышеупомянутом способе), особенно за счет снижения их вязкости при высоких температурах, а также их тенденции к расстекловыванию, для улучшения какого-то конкретного свойства. Делались попытки снизить, в частности, стоимость композиций, но они, как правило, приводили к ухудшению их технологичности при изготовлении волокон, причем производство этих стекол для получения упрочняющих нитей обычно становится более трудным или усложненным, требующим, возможно, чтобы существующие установки для получения волокон или технологические режимы были модифицированы и, возможно, приводили к снижению производительности и увеличению количества получаемых отходов и, наконец, приводили в результате к увеличению полной стоимости. Таким образом, все еще остается потребность в разработке и очень желательна разработка композиций, которые являются более дешевыми, чем композиции Е-стекол, но которые можно получать без каких бы то ни было трудностей, свойственных обычным композициям Е-стекол (и которые имеют, таким образом, более низкие затраты на производство), поэтому, кроме того, остается желательным достичь и более низких полных затрат на производство.

Эти цели реализуют благодаря стеклянным нитям, композиция которых представляет собой, вероятно, один из наилучших компромиссов между ее стоимостью и технологичностью при получении волокон, причем эта композиция содержит по существу следующие компоненты в пределах, определенных ниже, выраженные в весовых процентах:

SiO₂ От 58 до 62%

Аl₂O₃ От 10 до 16%

СаО Более 18%

МgО Более 1,5%

СаО+МgО Менее 28%

Na₂O+К₂О+Li₂O От 0,5 до менее 2%

TiO₂ Менее 1,5%

Fе₂О₃ Менее 0,5%

В₂О₃ Менее 2%

F₂ Менее 2%

причем эта композиция содержит, кроме того, менее 1% другого(их) компонента(ов) и более 0,5% F₂ или Li₂O.

В частности, согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения, стеклянные нити имеют композицию, по существу содержащую следующие компоненты в пределах, определенных ниже, выраженные в весовых процентах:

SiO₂ От 58 до 62%

Аl₂O₃ От 10 до 16%

СаО Более 18%

МgО Более 1,5%

СаО+МgО Менее 28%

Na₂O+K₂O+Li₂O Менее 2%

TiO₂ Менее 1,5%

Fе₂О₃ Менее 0,5%

В₂О₃ Менее 2%

F₂ Менее 2%

причем эта композиция содержит, кроме того, менее 1% другого(их) компонента(ов) и более 0,5% F₂. В этом варианте изобретения композиция преимущественно может не содержать В₂О₃ (выгода в стоимости и преимущество с точки зрения выделения дыма в процессе обработки) или могут содержать его, в основном, как (или в качестве) примесь, в количествах, находящихся в диапазоне от 0 до 0,5% вес. Как один из вариантов, эта композиция может также содержать от 0,5 до 2% В₂O₃. Эта композиция может не содержать также Li₂O (преимущественно выгода в стоимости) или может содержать его в количествах, находящихся в диапазоне от 0 до 0,5% вес. или в количестве в диапазоне от 0,5 до 2% вес.

Согласно другому варианту настоящего изобретения стеклянные нити имеют композицию, содержащую по существу следующие компоненты в пределах, определенных ниже, выраженные в весовых процентах:

SiO₂ От 58 до 62%

Аl₂O₃ От 10 до 16%

СаО Более 18%

МgО Более 1,5%

СаО+МgО Менее 28%

Na₂O+K₂O+Li₂O От 0,5 до менее 2%

TiO₂ Менее 1,5%

Fe₂O₃ Менее 0,5%

B₂O₃ Менее 2%

F₂ Менее 2%

причем эта композиция содержит, кроме того, менее 1% другого(их) компонента(ов) и более 0,5% F₂ или Li₂O. В этом варианте изобретения композиция может не содержать F₂ (преимущество с точки зрения выделения дыма при обработке) или могут содержать его, в основном, как примесь, в количествах, находящихся в диапазоне от 0 до 0,5% вес. Как один из вариантов, эта композиция может также содержать от 0,5 до 2% F₂. Эта композиция может не содержать также Li₂O или может содержать его в количествах, находящихся в диапазоне от 0 до 0,5% вес. или в количестве от 0,5 до 2% вес.

В третьем варианте настоящего изобретения стеклянные нити имеют композицию, как определено согласно изобретению, причем эта композиция содержит более 0,5% Li₂O. В этом варианте композиция может не содержать F₂ или может содержать его как примесь, по существу в количестве, находящемся в диапазоне от 0 до 0,5% вес. или в количестве от 0,5 до 2% вес. Эта композиция может не содержать также В₂О₃ или может содержать его в количестве, находящемся в диапазоне от 0 до 0,5% вес. или в количестве от 0,5 до 2% вес.

Двуокись кремния является одним из оксидов, который образует в соответствии с настоящим изобретением семейство стекол и играет существенную роль в их стабильности. Исходя из приведенных выше пределов, если количество этого компонента составляет менее 58%, то вязкость стекла становится слишком низкой, и в ходе получения волокон слишком легко возникает явление расстекловывания; если его количество превышает 62%, то стекло становится очень вязким и трудно плавится. Предпочтительно, содержание двуокиси кремния составляет более 58% (а особенно предпочтительно, более 58,5%), и составляет, как правило, от 59 до 62%.

Окись алюминия образует также в соответствии с изобретением семейство вышеупомянутых стекол и играет очень важную роль в отношении прочности этих стекол. Исходя из пределов, определенных согласно настоящему изобретению, уменьшение количества этого оксида ниже 10% приводит в результате к получению стекла, которое подвергается повышенному агрессивному воздействию влаги, тогда как увеличение количества этого оксида выше 16% в результате приводит к появлению риска расстекловывания и увеличению вязкости.

В композиции согласно настоящему изобретению известь и окись магния позволяют регулировать вязкость и контролировать расстекловывание стекол в соответствии с изобретением. Исходя из пределов, определенных для вышеупомянутых оксидов, хорошей технологичности при получении волокон достигают при содержаниях СаО и МgО, которые составляют более 18 и 1,5% соответственно, и при поддержании суммы содержаний оксидов этих щелочно-земельных металлов менее 28% (предпочтительно, ниже 27%), причем явление расстекловывания становится более выраженным до неприемлемой степени выше 28%. Суммарное содержание СаО и МgО обычно составляет более 21%, а предпочтительно более 23%, причем вязкость стекол, как правило, становится слишком высокой при более низких содержаниях. Предпочтительно, содержания СаО и МgО не превышают 26 и 10% соответственно, с тем чтобы избежать связанных с расстекловыванием специфических (в волластоните и диопсиде) проблем, заметно возрастающих при более высоких содержаниях каждого из этих компонентов. Кроме того, минимальные содержания СаО и МgО составляют 18 и 1,5% соответственно, для уменьшения связанных с получением волокон проблем, приведенных выше, а также проблем, связанных с экономикой из практических соображений. В большинстве из этих случаев в соответствии с настоящим изобретением содержание МgО составляет предпочтительно от 2 до 4%, или даже от 2 до 3,5%, и содержание СаО составляет предпочтительно от 20 до 25%.

Na₂O и К₂О в соответствии с изобретением могут быть введены в композиции стеклянных нитей, для того чтобы далее ограничить расстекловывание и, при необходимости, снизить вязкость стекла. Однако содержание оксидов щелочных металлов Na₂O+K₂O+Li₂O должно оставаться менее 2%, для того чтобы избежать увеличения электропроводности, неприемлемой в случае применений в электронике, и избежать нежелательного снижения гидролитического сопротивления стекла. Композиция может содержать только один оксид щелочного металла (из Na₂O+К₂О+Li₂O) или может содержать комбинацию по меньшей мере двух оксидов щелочных металлов. Если композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит менее 0,5% F₂ и менее 0,5% В₂О₃, то в ней, в соответствии с настоящим изобретением, необходимо поддерживать содержание более 0,5% Li₂O и может также необязательно содержаться Na₂O и/или К₂О. Если композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит более 0,5% F₂ и/или более 0,5% B₂O₃, то в ней может, например, содержаться преимущественно от 0,5 до 1% Na₂O и необязательно К₂О (например, от 0 до 0,5%) и/или Li₂O.

В композиции в соответствии с настоящим изобретением TiO₂ используют для ее сжижения и выполнения роли замедлителя кристаллизации. Он может присутствовать как примесь (его содержание в композиции тогда составляет от 0 до 0,5%) или может добавляться в композицию преднамеренно. Однако его преднамеренное добавление в композицию требует использования очень специфических необычных сырьевых материалов и увеличивает стоимость композиции. Исходя из содержания настоящего изобретения, его присутствие выгодно только в случае содержания менее 1,5%, а предпочтительно менее 1%.

Оксиды железа (представленные в форме Fе₂O₃) в соответствии с настоящим изобретением, как правило, присутствуют в композиции как примесь. Содержание Fе₂О₃ должно оставаться менее 0,5%, причем более высокое содержание Fе₂O₃ до неприемлемой степени может отрицательно повлиять на цвет продукции и теплопередачу в процессе производства нитей.

Исходя из содержания настоящего изобретения, присутствие фтора (представленного в форме F₂), B₂О₃ или Li₂O при содержании более 0,5% (а предпочтительно, при содержании по меньшей мере 0,7% вес.) по существу предназначено для получения стекол, которые легко плавятся и из которых может образовываться волокно без каких-либо трудностей и с высокой производительностью в установках обычного типа, используемых, например, для получения волокон из композиций Е-стекла. Это связано с тем, что при более низких содержаниях как F₂, так и В₂О₃ и Li₂O, наблюдаются трудности при получении волокон при уже очень высоких температурах и/или неприемлемое снижение скорости плавления стекольной массы, используемой для получения волокон согласно настоящему изобретению, когда эту массу плавят при тех же самых режимах, как режимы плавления, соблюдаемые при производстве волокон из Е-стекла. Таким образом, из стекол в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены волокна с удовлетворительной производительностью в условиях промышленного производства. Кроме того, эти стекла имеют вязкость 10^2.5 пуаз (т.е. приблизительно 316 пуаз) при температуре от 1200 до 1380С (или даже 1370C) и вязкость 10³ пуаз при температуре от 1110 до 1290С, что способствует, тем самым, транспортировке по печным каналам без значительного расхода энергии и позволяет использовать их в установках обычного типа для получения волокон из Е-стекла. Следовательно, и благодаря пониженной стоимости композиций в соответствии с настоящим изобретением, полная стоимость получения нитей в соответствии с настоящим изобретением является существенно ниже по сравнению с обычной стоимостью получения нитей из Е-стекла.

Соответствующие количества F₂, В₂O₃ и Li₂O также преимущественно остаются менее 2%, предпочтительно менее 1,8%, и особенно предпочтительно, менее 1,5%, чтобы избежать дефектов, связанных с возникновением помутнения стекол, значительных проблем при обработке, связанных с дымом, и упомянутых выше проблем, связанных с высоким содержанием оксидов щелочных металлов, причем эти ограничения также позволяют получить нужные стекла особенно дешевыми и намного более технологичными.

В композиции согласно настоящему изобретению также может присутствовать один или несколько других компонентов (которые отличаются от тех, что уже рассмотрены, т.е., отличающиеся от SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, K₂O, Li₂O, В₂О₃, F₂, TiO₂ и Fе₂О₃), как правило, в виде примесей, причем суммарное количество этих других компонентов составляет менее 1% (с тем чтобы исключить риск деградации свойств стекол), а предпочтительно, ниже 0,5%, при этом количество каждого из других присутствующих компонентов, как правило, не превышает 0,5%.

Таким образом, нити в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены и использованы подобно нитям из Е-стекла; кроме того, они являются значительно более дешевыми и обладают лучшим сопротивлением агрессивному воздействию влаги, чем нити из Е-стекла.

Существует один обладающий особыми преимуществами вариант в соответствии с настоящим изобретением, представляющий хороший компромисс между стоимостью композиции, технологичностью при получении волокон из стекол и свойствами полученных нитей, в котором нити имеют композицию, определенную приведенными ниже пределами, выраженными в весовых процентах:

SiO₂ От 58,5 до 61% (а предпочтительно: от 59 до 61%)

Аl₂O₃ От 11 до 14%

СаО От 21 до 23%

МgО От 2 до 3,5%

Na₂O₃+К₂О+Li₂O От 0,5 до 1,8%

TiO₂ От 0 до 1%

Fе₂О₃ От 0 до 0,4%

В₂О₃ Вплоть до 1,8%

F₂ Вплоть до 1,8%

причем эта композиция содержит, кроме того, по меньшей мере 0,7% F₂ или Li₂O и менее 1% (предпочтительно, менее 0,5%) другого(их) компонента(ов).

Особенно предпочтительно, чтобы эти нити имели, например, композицию, определенную приведенными ниже пределами, выраженные в весовых процентах:

SiO₂ От 59,0 до 60,7% (а предпочтительно: от 59,5 до 60,7%)

Аl₂O₃ От 12,2 до 13,5%

СаО От 21,6 до 22,6% (а предпочтительно: от 21,8 до 22,6%)

МgО От 2,2 до 3,1%

Na₂O+K₂O+Li₂O От 0,6 до 1,4%

TiO₂ От 0 до 0,8%

Fе₂О₃ От 0 до 0,4%

В₂О₃ Вплоть до 1,4%

F₂ Вплоть до 1,4%

причем эта композиция содержит, кроме того, по меньшей мере 0,7% по меньшей мере F₂ или Li₂O и менее 1% (предпочтительно, менее 0,5%) другого(их) компонента(ов).

Стеклянные нити согласно настоящему изобретению получают из стекол, имеющих описанные выше композиции, при использовании следующего способа: вытягивают множество струек расплавленного стекла, причем они вытекают из множества отверстий, расположенных в основании одной или нескольких матриц, в форме одного или нескольких пучков (или слоев) непрерывных волокон, а затем волокна соединяют в одну или несколько нитей, которые накапливают на подвижном суппорте. Это может быть вращающийся суппорт, когда нити накапливают в форме мотков, или суппорт, который движется поступательно, когда нити режут устройством, которое служит также для их вытягивания, или когда нити выбрасывает устройство, служащее для их вытягивания так, чтобы образовать войлок.

Полученные нити необязательно после других операций отделки могут иметь, таким образом, различную форму, а именно форму непрерывных нитей, резанных нитей, тесьмы, ленты, войлока, вязаных сеток, плетеных сеток (или других структур, в которых волокна, образующие нити, разъединяются и распределяются) и т.д., причем эти нити соединены из волокон, диаметр которых может находиться в диапазоне приблизительно от 5 до 24 микрон.

Расплавленное стекло, подаваемое к матрицам, как правило, получено из материалов (либо продуктов или компонентов), которые необязательно являются чистыми материалами (получаемыми, например, от химической промышленности), но которые наиболее часто представляют собой природные материалы, причем последние иногда содержат следы примесей, при этом сырьевые материалы (чистые или природные) смешивают в соответствующих количествах для получения нужной композиции, а затем плавят. Температуру расплавленного стекла (а следовательно, его вязкость) обычно регулирует оператор, так чтобы обеспечить получение из стекла волокон, избегая при этом проблем, связанных с расстекловыванием, и так чтобы получить по возможности стеклянные нити лучшего качества. Волокна, перед тем как их соединяют в нити, как правило, покрывают клеящей композицией (выбираемой обычно в зависимости, в частности, от применения или назначения нитей), обеспечивающей их защиту от износа и способствующей их последующей связи с материалами, подлежащими упрочнению.

Согласно особенно предпочтительному способу производства нитей в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере некоторые из сырьевых материалов, используемых для получения расплавленного стекла, являются отходами (или "обрезками") стеклянных нитей, предпочтительно отходами упрочняющих стеклянных нитей, например стеклянных нитей, как определено настоящим изобретением, и/или нитями из Е-стекла. В последнем случае, например, существуют отходы нитей, имеющие следующую композицию, выраженную в весовых процентах: SiO₂: 52-57%; Аl₂О₃: 12-16%; CaO: 16-25%; МgО: 0-6%; В₂О₃: 5-13%; оксиды щелочных металлов (в частности, Na₂O и/или К₂О): 0-2% (причем в этой композиции могут содержаться также другой(ие) компонент(ы) в количестве, не превышающем 1,5% для каждого другого компонента), при этом нити с такой композицией на практике считают, как будто это нити из Е-стекла. Особенно неожиданно, что отходы стеклянных нитей, таких как нити из Е-стекла, которые вызывают проблемы, связанные с их повторным использованием при производстве нитей из Е-стекла, в данном случае полностью годятся к повторному использованию при производстве нитей из стекла в соответствии с настоящим изобретением. Их без каких-либо затруднений можно повторно вводить в состав сырьевых материалов, которые используют для получения расплавленного стекла, причем количества других используемых сырьевых материалов (как правило, природных и/или чистых сырьевых материалов) повторно регулируют для получения композиции, как определено настоящим изобретением. Могут быть использованы также отходы нитей, как определено настоящим изобретением, и/или необязательно отходы других упрочняющих стеклянных нитей. Отходы стеклянных нитей поступают, как правило, в виде отбракованных нитей, спутанных при смотке (или при накоплении на суппортах, движущихся поступательно), удаляемых из-под матриц для производства стеклянных нитей, но они могут также поступать в виде полученной обрези готовой продукции (обрезанные кромки войлока, концы мотков и.д.), причем эти отбракованные нити и обрезь готовой продукции необязательно подвергают обработке (например, тепловой обработке) для удаления, если необходимо, клея, которым они покрыты, и измельчают, с тем чтобы иметь, где требуется, размер отрезков, сравнимый с размером других сырьевых материалов, используемых для получения нитей согласно настоящему изобретению.

Предпочтительно, чтобы количество отходов стеклянных нитей в порции сырьевых материалов, которую плавят для получения расплавленного стекла композиции согласно настоящему изобретению, составляло от 0 до 35% вес. от порции, особенно предпочтительно, чтобы оно составляло от 0 до 25% вес. от порции, а особенно выгодно, чтобы оно составляло от 5 до 20% вес. от порции. Процесс, в котором используют отходы стеклянных нитей, является особенно экономичным и позволяет обеспечить к тому же, в соответствии с настоящим изобретением, более выгодные производственные расходы.

Композиты, полученные из нитей в соответствии с настоящим изобретением, содержат по меньшей мере один органический материал и/или по меньшей мере один неорганический материал и содержат стеклянные нити, причем по меньшей мере некоторые из нитей представляют собой нити в соответствии с настоящим изобретением.

Стеклянные нити в соответствии с настоящим изобретением необязательно предварительно могут быть соединены (например, в процессе вытягивания) с волокнами из органического материала, так чтобы получить композиционные нити. Согласно настоящему изобретению следует понимать, что "стеклянные нити, композиция которых включает ...", в расширенном смысле означает "нити, полученные из стеклянных волокон, композиция которых включает ...", причем стеклянные волокна необязательно соединены с органическими волокнами до того, как волокна соединили в нити.

Преимущества, обеспечиваемые стеклянными нитями согласно настоящему изобретению, должны быть оценены лучше с помощью следующих примеров, которые иллюстрируют настоящее изобретение, однако без его ограничения.

Пример 1

В данном примере стеклянные нити, соединенные из стеклянных волокон диаметром 14 мкм, получали вытягиванием расплавленного стекла, причем стекло имело следующую композицию, выраженную в весовых процентах:

SiO₂ 60,18%

Al₂O₃ 13,00%

CaO 22,00%

МgО 2,43%

Na₂O 0,65%

К₂О 0,30%

TiO₂ 0,11%

Fе₂O₃ 0,16%

SrO 0,02%

F₂ 1,15%

Это стекло имеет вязкость 10^2,5 пуаз при температуре 1341C и вязкость 10³ пуаз при температуре 1255С. Оно также имеет температуру ликвидуса 1180С. Вышеприведенную вязкость и температуру измеряли методами, известными специалистам в данной области техники.

Это стекло обеспечивает также экономию, которая составляет по меньшей мере 30% от стоимости сырьевых материалов и его производства по сравнению с композицией Е-стекла обычного типа. Кроме того, оно легко плавится, и из него можно получать волокна на обычного типа установках для получения волокон из Е-стекла.

Пример сравнения

В данном примере стеклянные нити, соединенные из стеклянных волокон диаметром 14 мкм, получали вытягиванием расплавленного стекла, причем стекло имело следующую композицию, выраженную в весовых процентах:

SiO₂ 60,80%

Аl₂O₃ 12,70%

CaO 21,50%

МgО 3,20%

Na₂O 0,45%

К₂О 0,10%

TiO₂ 0,50%

Fe₂O₃ 0,30%

В₂О₃ 0,45%

Это стекло имеет вязкость 10^2,5 пуаз при температуре 1382С. Оно также имеет температуру ликвидуса 1200С.

Такое стекло является значительно более вязким, чем стекла в предыдущих примерах, при данной температуре, и требует существенно более высокой температуры при получении волокон. Действительно, оказалось, что из этого стекла нелегко получать волокна на установках обычного типа для получения волокон из Е-стекла, и для него требуются специальные установки, позволяющие использовать более высокие температуры получения волокон. Кроме того, это стекло значительно труднее плавить, чем стекла из предшествующих примеров при одинаковых условиях.

Стеклянные нити в соответствии с настоящим изобретением пригодны преимущественно для всех обычных областей применения нитей обычного типа из Е-стекла.