EA 008278B1 20070427

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000008278b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

1. Армирующая стеклянная нить, выполненная из стекла, в состав которого входят следующие компоненты:

SiO ₂

50-60 мас.%

Аl ₂ O ₃

10-19 мас.%

В ₂ О ₃

16-25 мас.%

ZrO ₂

0,5-1,5 мас.%

Na ₂ O

_ 1,5 мас.%

K ₂ O

_ 1,5 мас.%

R ₂ О

_ 2 мас.%

СаО

_ 10 мас.%

MgО

_ 10 мас.%

F

0-2 мас.%

TiO ₂

0-3 мас.%

RO

4-15 мас.%

Остальное

_ 3 мас.%

где R ₂ O=Na ₂ O+K ₂ O+Li ₂ O и RO=CaO+MgO.

2. Стеклянная нить по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит SiO ₂ предпочтительно _ 52 мас.% и/или SiO ₂ _ 57 мас.%; и/или Аl ₂ O ₃ предпочтительно _ 13 мас.% и/или Аl ₂ O ₃ _ 17 мас.%; и/или Na ₂ O предпочтительно _ 0,8 мас.%; и/или K ₂ O предпочтительно _ 0,8 мас.%; и/или R ₂ O предпочтительно _ 1 мас.%; и/или RO предпочтительно _ 6 мас.% и/или RO _ 10 мас.%.

3. Стеклянная нить по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит ZrO ₂ в количестве ZrO ₂ _ l%.

4. Стеклянная нить по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит оксид кальция СаО в количестве _ 8%, предпочтительно _ 6% и/или _ 2%, более предпочтительно СаО _ 4%.

5. Стеклянная нить по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она содержит оксид магния MgO в количестве _ 8%, предпочтительно MgO _ 6% и/или MgO _ 2%.

6. Стеклянная нить по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она содержит оксид бора В ₂ O ₃ в количестве _ 18% и/или В ₂ O ₃ _ 22%, предпочтительно _ 20%.

7. Применение стеклянных нитей, заявленных по любому из пп.1-6 в качестве нитей для изготовления подложки печатных схем.

8. Способ изготовления армирующих стеклянных нитей, в котором вытягивают множество струек расплавленного стекла, имеющего состав в соответствии с любым из пп.1-6, вытекающего через множество отверстий, расположенных в основании одной или нескольких фильер, в виде одного или нескольких слоев непрерывных волокон, затем соединяют волокна в одну или несколько нитей, которые собирают на движущийся носитель.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что расплавленное стекло, подаваемое в отверстия фильеры или фильер, имеет следующий состав, выраженный в массовых процентах: SiO ₂ от 50 до 60 мас.%, предпочтительно SiO ₂ _ 52 мас.% и/или SiO ₂ _ 57 мас.%; Аl ₂ O ₃ от 10 до 19 мас.%, предпочтительно Аl ₂ O ₃ _ 13 мас.% и/или Аl ₂ O ₃ _ 17 мас.%; В ₂ O ₃ от 16 до 25 мас.%; ZrO ₂ от 0,5 до 1,5 мас.%; Na ₂ O _ 1,5 мас.%, предпочтительно Na ₂ O _ 0,8 мас.%; K ₂ O _ 1,5 мас.%, предпочтительно K ₂ О _ 0,8 мас.%; R ₂ O _ 2 мас%, предпочтительно R ₂ O _ 1 мас.%; СаО _ 10 мас.%; MgO _ 10 мас.%; F от 0 до 2 мас.%; TiO ₂ от 0 до 3 мас.%; RO от 4 до 15 мас.%, предпочтительно RO _ 6 мас.% и/или RO _ 10 мас.%; остальное _ 3мас.%, где R ₂ O=Na ₂ O+K ₂ O+Li ₂ O и RO=CaO+MgO.

10. Стекло для изготовления армирующих стеклянных нитей, в состав которого входят следующие компоненты:

SiO ₂

50-60 мас.%, и/или

Аl ₂ O ₃

10-19 мас.%, и/или

В ₂ O ₃

16-25 мас.%;

ZrO ₂

0,5-1,5 мас.%;

Na ₂ O

_ 1,5 мас.%, и/или

K ₂ O

_ 1,5 мас.%, и/или

R ₂ O

_ 2 мас.%, и/или

СаО

_ 10 мас.%;

MgО

_ 10 мас.%;

F

0-2 мас.%;

TiO ₂

0-3 мас.%;

RO

4-15%, и/или

Остальное

_ 3 мас.%

где R ₂ O=Na ₂ O+K ₂ O+Li ₂ O и RO=CaO+MgO.

11. Стекло по п.10, отличающееся тем, что дополнительно содержит SiO ₂ предпочтительно _ 52 мас.% и/или SiO ₂ _ 57 мас.%; и/или Аl ₂ O ₃ предпочтительно _ 13 мас.% и/или Аl ₂ O ₃ _ 17 мас.%; и/или Na ₂ O предпочтительно _ 0,8 мас.%; и/или K ₂ O предпочтительно _ 0,8 мас.%; и/или R ₂ O предпочтительно _ 1 мас.%; и/или RO предпочтительно _ 6 мас.% и/или RO _ 10 мас.%.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:
Армирующая стеклянная нить, выполненная из стекла, в состав которого входят следующие компоненты:

где R ₂ O=Na ₂ O+K ₂ O+Li ₂ O и RO=CaO+MgO.

3. Стеклянная нить по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит ZrO ₂ в количестве ZrO ₂ _ l%.

10. Стекло для изготовления армирующих стеклянных нитей, в состав которого входят следующие компоненты:

где R ₂ O=Na ₂ O+K ₂ O+Li ₂ O и RO=CaO+MgO.

008278
Область техники
Настоящее изобретение касается стеклянных нитей (или "волокон"), пригодных для усиления органических и/или неорганических материалов, и которые могут быть использованы в качестве текстильных нитей, причем вышеупомянутые нити могут быть получены путем механического вытягивания тонких струек расплавленного стекла, вытекающих из отверстий, расположенных в основании фильеры, обычно нагреваемой за счет эффекта Джоуля-Ленца.
Точнее, настоящее изобретение касается стеклянных нитей с низкой диэлектрической проницаемостью, имеющих новый состав, пригодный для изготовления тонких нитей.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время констатируют возрастающий спрос на стеклянные нити, диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери которых являются низкими, в частности, для изготовления легких тканей, которые применяют для усиления подложек печатных схем. Упомянутые подложки, на которых размещают различные электрические и/или электронные компоненты, выполнены, главным образом, из усилителя, в частности, стеклянных нитей и смолы.
Увеличение скорости процессов обработки электрических и/или электронных сигналов, которые являются сигналами все более и более высоких частот, с одной стороны, и миниатюризация элементов, что позволяет увеличить их плотность на подложке, с другой стороны, приводит к получению определенных диэлектрических свойств подложки. Если эти свойства не имеют ожидаемых характеристик, может возникнуть опасность перегрева и/или искажения сигналов. Кроме того, для миниатюризации требуются нити все более и более малого диаметра, чтобы уменьшить толщину и улучшить плоскостность элементов.
Полимеры, традиционно используемые для плат печатных схем, являются, по существу, эпоксидной смолой. В настоящее время известны полимеры, обладающие лучшими диэлектрическими свойствами, в частности, полиимидные смолы, простые эфиры циановой кислоты, сложные полиэфиры, даже ПТФЭ (PTFE), диэлектрические свойства которого являются удовлетворительными.
Таким образом, улучшение диэлектрических свойств платы печатной схемы должно быть направлено на улучшение свойств усилителя, которыми являются стеклянные нити согласно изобретению, и которые занимают около 60% объема платы.
Часть электрической энергии рассеивается в материале стекла, подвергающегося воздействию переменного тока, что известно как "диэлектрические потери". Диэлектрические потери пропорциональны диэлектрической проницаемости и тангенсу угла потерь (tan 8), которые при данной частоте зависят от состава стекла. Диэлектрические потери определяются формулой (см., например, J.C. Dubois "Techniques de l'Ingeneur"; traite' Electronique; chapitre E 1850; "Proprietes dielectriques des porymeres" (Электрические свойства полимеров):
W=kfv2tan 8,
где W - электрическая энергия, рассеиваемая в стекле, или диэлектрические потери; k - константа; f - частота;
v - градиент потенциала,
e - диэлектрическая проницаемость;
tan 8 - тангенс угла диэлектрических потерь или коэффициент диэлектрических потерь. Если tan 8 <0,1, обычно e-tan 8=e".
Из приведенной формулы ясно, что чем больше увеличивается частота или чем больше увеличиваются e и/или tan 8, тем более значительными становятся диэлектрические потери.
" Диэлектрическими свойствами" называют пару (e, e"). Для минимизации искажений сигнала желательно, чтобы одновременно e и e" были как можно более малыми.
Таким образом, важно получить составы стекол, пригодные для изготовления волокон, в частности, для получения непрерывных усиливающих нитей, обладающих диэлектрическими свойствами и диаметром, удовлетворяющими требованиям новых печатных схем.
В настоящее время отмечается тенденция к увеличению частот, при которых используют элементы с диапазонами частот порядка гигагерц (ГГц), в частности 0,9 и 1,8 ГГц для телефонии.
То есть очень важно изучить поведение стеклянных нитей в указанном диапазоне частот и оптимизировать их состав, чтобы ограничить диэлектрические потери, в частности, для указанной области применения.
Следует отметить, что большинство предыдущих исследований, опубликованных в данной области, относятся к диэлектрическим свойствам стекол в диапазоне частот порядка мегагерц (МГц).
Краткое изложение существа изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является создание новых составов стекол для изготовления усиливающих нитей, которые обладают диэлектрическими свойствами того же порядка величины, что диэлектрические свойства известных стекол в диапазоне МГц, и которые одновременно обладают улучшенными диэлектрическими свойствами в диапазоне ГГц при значительно меньшем диаметре
- 1 -
008278
нити, все еще сохраняя удовлетворительные волокнообразующие свойства для того, чтобы получать усиливающие нити при уменьшенных затратах.
Желательно, чтобы стеклянные нити могли бы быть спрядены с наименьшим количеством обрывов.
Согласно изобретению определяют
диэлектрические свойства для диапазона МГц, т.е. диапазона частот, в котором осуществляют исследования диэлектрических свойств стекол, в частности, при 1 МГц, и для диапазона ГГц, т. е. диапазона частот, в котором осуществляют исследования диэлектрических свойств стекол, в частности, при 9,5 ГГц;
волокнообразующие свойства, определяемые температурой, соответствующей вязкости 103 пуаз (деципаскаль секунда, дПа-с), обозначаемой 'T^og п=3)", которая дает указание на температуру, при которой обычно осуществляется изготовление волокон, в частности, с использованием платиновых фильер, температурой ликвидуса, обозначаемой "Тлик", которая соответствует температуре, при которой скорость роста наиболее тугоплавкого кристалла равна нулю; температура ликвидуса дает верхний предел области температуры, в которой стекло может иметь тенденцию к расстекловыванию.
Считают, что можно превращать стекло в волокна в экономичных условиях, если Т(к^ П=3) меньше или равна 1350°С и если Тлик меньше ^log П=3) больше чем на 100°С, предпочтительно, больше чем на 300°С. Чем больше указанный интервал между Т(к^ П=3) и Тлик, тем в большей степени изготовление волокна происходит без инциндентов и тем более минимизируется опасность обрыва при изготовлении волокна.
Усиливающие стеклянные нити, используемые чаще всего, представляют собой нити, изготовленные из стекол, которые вытягивают из эвтектической смеси при 1170°С тройной диаграммы SiO2-Al2O3-CaO, в частности, "нити из стекла Е", прототип которых описан в патентах US-A-2334981 и US-A-2571074.
Нити из стекла Е имеют состав на основе диоксида кремния, оксида алюминия, оксида кальция и оксида бора. Оксид бора, присутствующий в составах стекол, квалифицируемых как "стекло Е", в процентном составе, изменяющемся в диапазоне от 5 до 13 мас.%, замещает часть диоксида кремния. Нити из стекла Е характеризуются, кроме того, ограниченным процентным содержанием оксидов щелочных металлов (главным образом, Na2O и/или K2O). Если их пригодность к изготовлению волокна хорошая (T(log П=3) порядка 1200°С и Тлик порядка 1080°С), их диэлектрические свойства оказываются недостаточными с точки зрения новых требований к подложкам печатных схем.
Известно другое семейство стеклянных нитей, полученных на основе составов, очень богатых диоксидом кремния и бором. Стекла данного семейства, известные под названием "стекла D", содержат около 75% SiO2, 20% В2О3, 3% щелочных металлов. Если данные стекла представляют интерес из-за их диэлектрических свойств, они также являются очень трудными для изготовления волокон (Т(к^ П=3) > 1400оС), в частности, когда волокна являются тонкими (диаметр волокон <10 мкм). Выход волокон данного типа является низким (высокий процент обрывов) и, следовательно, их производство является особенно дорогостоящим.
Недавно были предложены новые составы, которые позволяют получить интересные диэлектрические свойства и относительно невысокую стоимость изготовления волокон. Упомянутые составы описаны, в частности, в международных заявках WO-A-96/39363 и WO-A-99/52833.
Эти составы, хотя обладают приемлемыми диэлектрическими потерями в диапазонах МГц и ГГц, не являются удовлетворительными для изготовления тонких нитей, так как процент обрывов при изготовлении волокон остается высоким.
Другое семейство составов описано в FR 2825084. Эти составы способны давать усиливающие нити сравнительно недорогие и позволяют достигнуть хороших диэлектрических характеристик в диапазоне ГГц. По-видимому, высокий уровень характеристик возникает вследствие присутствия в составах Р2О5.
Если добавка P2O5 оказывается благоприятной для диэлектрических свойств, она увеличивает опасность расслоения смеси и, как следствие, образование гетерогенного стекла, которое легче обрывается при изготовлении волокон.
Было обнаружено, что добавка оксида циркония, ZrO2, в расплавленный состав на основе комбинации SiO2-Al2O3-B2O3 позволяет получить нити малого диаметра, в частности, меньше или равного 10 мкм, предпочтительно меньше или равного 7 мкм, даже порядка 5 мкм в хороших условиях изготовления волокон с низким процентом обрыва, все еще сохраняя приемлемые диэлектрические свойства в диапазонах МГц и ГГц.
Таким образом, стеклянные нити согласно изобретению получают из состава, содержащего следующие компоненты в мас.%:
SiO2 50-60 мас.%;
Al2O3 10-19 мас.%;
B2O3 16-25 мас.%;
ZrO2 0,5-1,5 мас.%
Na2O > 1,5 мас.%
- 2 -
008278
K2O <1,5 мас.%
R2O(Na2O+K2O+Li2O) < 2 мас.%
СаО <10 мас.%
MgO <10 мас.%
RO(CaO+MgO) 4-15 мас.%
F 0-2 мас.%
TiO2 0-3 мас.%
Остальное <3 мас.%
Составы, согласно изобретению, позволяют получить удовлетворительные волокнообразующие свойства, позволяющие осуществлять экономичное изготовление волокна, в частности, благодаря T(log П=3) <1350°C.
Составы согласно изобретению имеют приемлемую температуру ликвидуса, в частности, меньше или равную 1150°С, без опасности расстекловывания во время изготовления волокна в холодных зонах тигля для изготовления волокна, и в каналах подачи стекла из печи к тиглям для изготовления волокна.
Диоксид кремния является одним из оксидов, который образует сетку стекол согласно изобретению, и играет существенную роль для их стабильности.
Содержание диоксида кремния SiO2 в выбранных составах находится в интервале от 50 до 60%, в частности, больше 52%, и/или меньше или равно 57%.
Оксид алюминия, Al2O3 также представляет собой компонент, образующий сетку стекол согласно изобретению, и играет очень важную роль с точки зрения гидролитической стойкости стекол. В пределах, определенных согласно изобретению, уменьшение процентного содержания оксида ниже 10% приводит к чувствительному увеличению гидролитического травления стекла, в то время как слишком сильное увеличение процентного содержания оксида приводит к опасностям расстекловывания и увеличения вязкости.
Содержание Al2O3 в выбранных составах находится в интервале от 10 до 19%, в частности, больше или равно 13%, и/или меньше или равно 17%.
Содержание оксида кальция СаО в выбранных составах меньше или равно 10%, в частности, меньше или равно 8%, и даже меньше или равно 6% и/или предпочтительно больше или равно 2%, и даже больше или равно 4%.
Содержание оксида магния MgO в выбранных составах меньше или равно 10%, в частности, меньше или равно 8%, и даже меньше или равно 6% и/или предпочтительно больше или равно 2%.
Добавление оксида циркония, ZrO2, является существенным признаком изобретения. Процентное содержание ZrO2 находится в интервале от 0,5 до 1,5%, предпочтительно меньше или равно 1%. Представляется, что оксид циркония оказывает значительное влияние на диэлектрические свойства в диапазоне ГГц, как показано в примерах. Однако его содержание должно быть ограничено 1,5%, чтобы избежать неприемлемого увеличения температуры ликвидуса.
Определенные пределы содержаний оксидов щелочно-земельных металлов, оксида кальция и оксида магния, позволяют регулировать вязкость стекол. Для изготовления волокон наиболее пригодны оксиды щелочно-земельных металлов в количестве от 4 до 15%, предпочтительно больше или равно 6% и/или, предпочтительно меньше или равное 10%.
Кроме того, СаО оказывает благоприятное влияние на гидролитическую стойкость.
Оксиды щелочных металлов, в частности Na2O и K2O, могут быть введены в составы стеклянных нитей, чтобы ограничить расстекловывание и в случае необходимости уменьшить вязкость стекла. Между тем, содержание оксидов щелочных металлов Na2O+K2O+Li2O должно оставаться меньше или равным 2%, чтобы избежать ухудшения диэлектрических свойств и уменьшения гидролитической стойкости стекла. Обычно содержание оксидов щелочных металлов больше 0,1% благодаря присутствию примесей, содержащихся в исходных продуктах, содержащих другие компоненты, и предпочтительно оно меньше или равно 1%, предпочтительно 0,5%, и более предпочтительно 0,3%. Состав может содержать один оксид щелочного металла из Na2O, K2O и Li2O или может содержать комбинацию из по меньшей мере двух оксидов щелочных металлов, причем содержание каждого оксида щелочного металла меньше или равно 1,5%, предпочтительно меньше или равно 0,8%.
Процентное содержание оксида бора находится в интервале от 16 до 25%, предпочтительно больше или равно 18% и/или, предпочтительно меньше или равно 22%, даже меньше или равно 20%. Согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения желательно ограничить содержание этого оксида процентным содержанием, меньшим по сравнению с процентными содержаниями в стекле D, с одной стороны, чтобы не ухудшить гидролитическую стойкость и, с другой стороны, так как стоимость исходных продуктов, содержащих бор, является высокой. Бор может быть введен в небольшом количестве путем включения в состав в качестве исходного продукта отходов стеклянных нитей, содержащих бор, например нитей из стекла Е.
Фтор F может быть добавлен в небольшом количестве для того, чтобы улучшить плавку стекла, в частности, в количестве от 0,5 до 2%, или может присутствовать в виде примеси в количестве от 0,1 до
- 3 -
008278
0,5%.
Оксид титана TiO2 также может быть введен в количестве, которое может составлять до 3% от состава, предпочтительно меньше 2%, даже меньше 1%. Он позволяет понизить вязкость без заметного ухудшения диэлектрических потерь.
Возможное содержание Fe2O3 лучше рассматривать как содержание в примесях, часто встречающихся в указанном семействе составов.
Указанное в описании процентное содержание компонентов следует понимать как мас.% содержание, а составы согласно изобретению могут содержать до 2 или 3% соединений, рассматриваемых как неанализируемые примеси, например SrO, SO3, MnO, MnO2, как известно для состава данного типа. Изобретение касается также композиционных материалов, образованных из стеклянных нитей и органического материала, в которых усиление обеспечивается, по меньшей мере, стеклянными нитями, составы которых определены выше.
Предпочтительно стеклянные нити используются при изготовлении подложек печатных схем, в частности, для получения легких тканей, состоящих из нитей диметром меньше или равным 10 мкм, предпочтительно меньше или равным 7 мкм, и, преимущественно, порядка 5 мкм.
Изобретение относится также к способу изготовления стеклянных нитей, составы которых определены выше, согласно которому вытягивают множество струек расплавленного стекла, вытекающего через множество отверстий, расположенных в основании одной или нескольких фильер, в виде одного или нескольких слоев непрерывных волокон, затем соединяют волокна в одну или несколько нитей, которые собирают на движущийся носитель.
Предпочтительно, расплавленное стекло, подаваемое в отверстия фильеры или фильер, имеет следующий состав, выраженный в мас.%:
SiO2
предпочтительно SiO2
SiO2
AI2O3
предпочтительно Al2O3
AI2O3
B2O3
ZrO2
Na2O K2O R2O СаО
MgO
TiO2 RO
предпочтительно RO и/или RO
50-60%,
> 52 мас.% и/или <57 мас.% 10-19%,
> 13 мас.% и/или < 17 мас.%
16-25 мас.%
0,5-1,5 мас.% <0,8 мас.% <0,8 мас.% <1 мас.% <10 мас.% <10 мас.%
0-2 мас.% 0-3 мас.%
4-15%, > 6 мас.% <10 мас.% <3 мас.%,
Остальные
где R2O=Na2O+K2O+Li2O и RO=CaO+MgO.
Таким образом, можно получать стеклянные нити малого диаметра в условиях, промежуточных между условиями получения стекла Е и стекла D, и получать с наименьшими затратами стекла с хорошими диэлектрическими свойствами.
Изобретение касается также составов стекла, предназначенных для изготовления усиливающих стеклянных нитей, содержащих следующие компоненты в пределах, указанных ниже, выраженных в мас.%.
SiO2
50-60%,
предпочтительно SiO2
> 52 мас.% и/или
SiO2
<57 мас.%
Al2O3
10-19%,
предпочтительно Al2O3
> 13 мас.% и/или
Al2O3
<17 мас.%
B2O3
16-25 мас.%
ZrO2
0,5-1,5 мас.%
Na2O
<1,5%,
предпочтительно Na2O
<0,8 мас.%
K2O
<1,5%,
предпочтительно K2O
<0,8 мас.%;
- 4 -
008278
R2O
предпочтительно R2O
<1 мас.% <10 мас.% <10 мас.% 0-2 мас.% 0-3 мас.% 4-15%,
<2%,
СаО
MgO F
TiO2 RO
предпочтительно RO
Остальное
<10 мас.%; <3 мас.%,
> 6 мас.% и/или
где R2O=Na2O+K2O+Li2O и RO=CaO+MgO.
Стеклянные нити согласно изобретению позволяют получить следующие преимущества, раскрытые в следующих примерах 1 и 2, приведенных в таблице.
Сравнительные примеры, обозначенные A и В, также представлены в таблице. Пример A соответствует стеклу D; пример В соответствует стеклу согласно публикации международной заявки на патент WO 99/52833.
В упомянутых примерах нити, состоящие из стеклянных волокон, имеющих диаметр 7 мкм (примеры 1, 2 и В) и 10 мкм (пример А), получены вытягиванием расплавленного стекла, которое имеет состав, указанный в таблице, выраженный в массовых процентах.
Когда вся сумма содержания соединений состава немного меньше или больше 100%, надо понимать, что остаточное процентное содержание соответствует примесям, неанализируемым компонентам (процентное содержание, самое большее, от 1 до 2%) и/или возникает вследствие приближения, принятого в данной области в используемых методах анализа.
Записывают T(log г)=3), т.е. температуру, при которой вязкость стекла составляет 103 пуаз (деципа-скаль-секунда, дПа-с).
Записывают Тлик, температуру ликвидуса стекла, соответствующую температуре, при которой наиболее тугоплавкая фаза, которая может расстекловываться в стекле, имеет нулевую скорость роста, и которая соответствует температуре плавления упомянутой расстекловывающейся фазы.
Приводят отклонения величин диэлектрических свойств (Ае, Ае"), измеренных одновременно при 1 МГц и при 9,5 ГГц, по отношению к образцу сравнения А (стекло D).
Измерения при 1 МГц осуществлены традиционным способом, известным специалисту для метрологии данного типа.
Измерения при 9,5 ГГц были осуществлены согласно способу, описанному Вестфалом (W.B. West-phal) ("Distributed Circuits", в "Dielectric materials and applications", the Technology Press of MIT and John Wiley & Sons, Inc. New York, Chapman &Hall, Ltd, London, 1954., см., в частности, с. 69). Принцип данного способа основан на измерении диэлектрических свойств образца в форме диска, расположенного напротив волновода. Метод позволяет получить точные результаты при очень высокой частоте. В таблице указано также число полных бобин нити, изготовленных в день при условиях, упомянутых выше. Это число позволяет осуществить сравнение производительности изготовления волокна для различных стекол.
Примеры, согласно изобретению, представляют собой замечательный компромисс между условиями изготовления волокна (процент обрыва, температура получения волокна, T(log П=3) и Тлик) и диэлектрическими свойствами.
Область изготовления волокна является удовлетворительной, в частности, с интервалом между T(log П=3) и Тлик больше или равным 180°С.
Диэлектрические свойства составов согласно изобретению того же порядка величины, что диэлектрические свойства составов согласно WO 99/52833 при измерениях на 1 МГц и на 9,5 ГГц.
Стекла согласно изобретению приближаются по диэлектрическим свойствам к стеклу D, имея пониженную температуру получения волокон по сравнению с температурой получения волокон из стекла D.
Стекла согласно изобретению замечательны также тем, что они позволяют формировать нити малого диаметра с достаточно высоким выходом. Так, число полных бобин, заполненных нитями, лучше со стеклами согласно изобретению, чем со стеклами согласно WO 99/52833 (+36%) при одинаковом диаметре волокон, и значительно больше (+300%), чем со стеклом D, и это при много меньшем диаметре (7 вместо 10 мкм).
Стеклянные нити согласно изобретению хорошо подходят для обычных применений классических нитей из стекла Е и некоторых случаях могут быть замещены нитями из стекла D. В частности, стеклянные нити согласно изобретению обладают тем преимуществом, что могут быть получены с лучшим выходом и с меньшими затратами, чем известные стеклянные нити.
Благодаря их тонкости и, следовательно, их малой линейной массе, стеклянные нити согласно изобретению используют для производства легких тканей, обладающих хорошей плоскостностью, особенно желательной для применения в электронике.
- 5 -
008278
Пример 1
Пример 2
Si02
55,7
54, 7
75,3
54,7
AI2O3
15,0
0,7
15,0
B203
19,4
19,0
19,6
19,9
Na20
1,8
K20
1,2
R20
0,3
0,3
3,0
0,3
CaO
4,1
4,0
0,8
4,0
MgO
4,1
4,0
0,4
4,0
Ti02
1,6
2,5
Zr02
0,9
0,9
0,5
0,5
0,5
T(log TI=3) (°C)
1343
1330
1410
1310
Тлик (°C)
1150
1150
<900
1060
As при 1 МГц
+0,4
+0,4
+0,6
As" при 1 МГц (xlO4)
Ае при 9,5 ГГц
+0,5
+0,6
+0,6
Ае" при 9,5 ГГц (хЮ4)
+150
+160
+120
Число полных бобин
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Армирующая стеклянная нить, выполненная из стекла, в состав которого входят следующие компоненты:
SiO2 50-60 мас.%
А1203 10-19 мас.%
В2О3 16-25 мас.%
Zr02 0,5-1,5 мас.%
Na20 <1,5 мас.%
K2O <1,5 мас.%
Я2О <2 мас.%
СаО <10 мас.%
<10 мас.%
F 0-2 мас.%
Ti02 0-3 мас.%
R0 4-15 мас.%
Остальное <3 мас.%
где R2O=Na2O+K2O+Li2O и RO=CaO+MgO.
2. Стеклянная нить по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит SiO2 предпочтительно > 52 мас.% и/или SiO2 <57 мас.%; и/или А1203 предпочтительно > 13 мас.% и/или А1203 <17 мас.%; и/или Na2O предпочтительно <0,8 мас.%; и/или K2O предпочтительно <0,8 мас.%; и/или R2O предпочтительно <1 мас.%; и/или RO предпочтительно > 6 мас.% и/или RO <10 мас.%.
3. Стеклянная нить по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит ZrO2 в количестве ZrO2 4. Стеклянная нить по любому из пп.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит оксид кальция СаО в количестве <8%, предпочтительно <6% и/или > 2%, более предпочтительно СаО> 4%.
5. Стеклянная нить по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она содержит оксид магния MgO в количестве <8%, предпочтительно MgO <6% и/или MgO> 2%.
6. Стеклянная нить по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что она содержит оксид бора В203 в количестве > 18% и/или В203 <22%, предпочтительно <20%.
7. Применение стеклянных нитей, заявленных по любому из пп.1-6 в качестве нитей для изготовления подложки печатных схем.
8. Способ изготовления армирующих стеклянных нитей, в котором вытягивают множество струек расплавленного стекла, имеющего состав в соответствии с любым из пп.1-6, вытекающего через множество отверстий, расположенных в основании одной или нескольких фильер, в виде одного или нескольких слоев непрерывных волокон, затем соединяют волокна в одну или несколько нитей, которые соби
- 6 -
008278
рают на движущийся носитель.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что расплавленное стекло, подаваемое в отверстия фильеры или фильер, имеет следующий состав, выраженный в массовых процентах: SiO2 от 50 до 60 мас.%, предпочтительно SiO2> 52 мас.% и/или SiO2 <57 мас.%; А1203 от 10 до 19 мас.%, предпочтительно АЬ03> 13 мас.% и/или А1203 <17 мас.%; В203 от 16 до 25 мас.%; ZrO2 от 0,5 до 1,5 мас.%; Na2O <1,5 мас.%, предпочтительно Na2O <0,8 мас.%; K2O <1,5 мас.%, предпочтительно K^ <0,8 мас.%; R2O <2 мас%, предпочтительно R2O <1 мас.%; СаО <10 мас.%; MgO <10 мас.%; F от 0 до 2 мас.%; TiO2 от 0 до 3 мас.%; RO от 4 до 15 мас.%, предпочтительно RO> 6 мас.% и/или RO <10 мас.%; остальное <3мас.%, где R2O=Na2O+K2O+Li2O и RO=CaO+MgO.
10. Стекло для изготовления армирующих стеклянных нитей, в состав которого входят следующие
компоненты:
SiO2
50-60 мас.%, и/или
АЪ03
10-19 мас.%, и/или
В203
16-25 мас.%;
ZrO2
0,5-1,5 мас.%;
Na2O
<1,5 мас.%, и/или
K2O
<1,5 мас.%, и/или
R2O
<2 мас.%, и/или
СаО
<10 мас.%;
MgО
<10 мас.%;
0-2 мас.%;
TiO2
0-3 мас.%;
4-15%, и/или
Остальное
<3 мас.%
где R2O=Na2O+K2O+Li2O и RO=CaO+MgO.
11. Стекло по п.10, отличающееся тем, что дополнительно содержит SiO2 предпочтительно > 52 мас.% и/или SiO2 <57 мас.%; и/или А1203 предпочтительно > 13 мас.% и/или А1203 <17 мас.%; и/или Na2O предпочтительно <0,8 мас.%; и/или K2O предпочтительно <0,8 мас.%; и/или R2O предпочтительно <1 мас.%; и/или RO предпочтительно > 6 мас.% и/или RO <10 мас.%.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 7 -