(57)【要約】本発明は、ガラス組成物で形成されたガラス繊維が組み込まれた、繊維ガラスストランド、ヤーン、布、複合材、プリプレグ、積層体、繊維−金属積層体および他の製品に関する。ガラス繊維は、一部の実施形態では、強化用途に使用され得る複合材に組み込まれる。ガラス組成物の一部の実施形態で形成されたガラス繊維は、特定の望ましい特性を有するものであり得、該特性としては、例えば、望ましい電気的特性（例えば、低Ｄｋ）または望ましい機械的特性（例えば、比強度）が挙げられ得る。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の成分：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント；
を含み、
（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量が２重量パーセント未満であり、ＭｇＯ含量が重量パーセント基準でＣａＯの含量の少なくとも２倍である、
ガラス組成物が含まれた複数のガラス繊維が含まれた繊維ガラスストランド。
【請求項２】
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたヤーン。
【請求項３】
前記少なくとも１本の繊維ガラスストランドが、サイジング組成物で少なくとも一部分がコーティングされている、請求項２に記載のヤーン。
【請求項４】
前記複数のガラス繊維が約５〜約１３μｍの直径を有する、請求項２に記載のヤーン。
【請求項５】
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドで形成されている布。
【請求項６】
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸を含む布。
【請求項７】
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸を含む布。
【請求項８】
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸と
を含む布。
【請求項９】
前記布が、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンディング織物、または３Ｄ織物を含む、請求項８に記載の布。
【請求項１０】
高分子樹脂；および
該高分子樹脂中に配設された請求項１に記載の繊維ガラスストランド由来のガラス繊維
を備えている複合材。
【請求項１１】
高分子樹脂；および
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドで形成されている少なくとも１つの布
を備えている複合材。
【請求項１２】
前記高分子樹脂がエポキシ樹脂を含む、請求項１１に記載の複合材。
【請求項１３】
前記高分子樹脂が、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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂のうちの少なくとも１種類を含む、請求項１１に記載の複合材。
【請求項１４】
前記布が、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンディング織物、または３Ｄ織物を含む、請求項１１に記載の複合材。
【請求項１５】
請求項１１に記載の複合材を含む航空宇宙用複合材。
【請求項１６】
請求項１１に記載の複合材を含む航空機産業用複合材。
【請求項１７】
請求項１１に記載の複合材を含むレードーム。
【請求項１８】
高分子樹脂；および
請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランド
を備えているプリプレグ。
【請求項１９】
請求項２０に記載のプリプレグ；
該プリプレグの一表面に接着的に固定された第１の金属シート；および
該プリプレグの第２の表面に接着的に固定された第２の金属シート
を備えており、
該プリプレグが該２つの金属シート間に配置されるようになっている、
繊維−金属積層体。
【請求項２０】
さらに請求項２０に記載の第２のプリプレグと第３の金属シートを備え、該第２のプリプレグが前記第２の金属シートと前記第３の金属シートとの間に配置されている、請求項１９に記載の繊維−金属積層体。
【請求項２１】
前記金属シートがアルミニウムを含む、請求項１９に記載の繊維−金属積層体。
【請求項２２】
前記高分子樹脂がエポキシを含む、請求項１９に記載の繊維−金属積層体。
【請求項２３】
高分子樹脂；および
複数の繊維ガラス布
を備え、
少なくとも１つの布が請求項１に記載の少なくとも１本の繊維ガラスストランドで形成されている、
積層体。
【請求項２４】
高分子樹脂；および
該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維
を備え、
該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：
ＳｉＯ２    ５３．５〜７７重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ４．５〜１４．５重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ４．５〜１８．５重量パーセント；
ＭｇＯ    ４〜１２．５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜１０．５重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜４重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物を含む、
複合材。
【請求項２５】
前記複数のガラス繊維が布を形成するように配列されている、請求項２４に記載の複合材。
【請求項２６】
前記布が、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンディング織物、または３Ｄ織物を含む、請求項２４に記載の複合材。
【請求項２７】
前記高分子樹脂がエポキシ樹脂を含む、請求項２４に記載の複合材。
【請求項２８】
前記高分子樹脂が、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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂のうちの少なくとも１種類を含む、請求項２４に記載の複合材。
【請求項２９】
請求項２４に記載の複合材を含む航空宇宙用複合材。
【請求項３０】
請求項２４に記載の複合材を含む航空機産業用複合材。
【請求項３１】
請求項２４に記載の複合材を含むレードーム。
【請求項３２】
請求項２４に記載の複合材を含むプリプレグ。
【請求項３３】
請求項３２に記載のプリプレグ；
該プリプレグの一表面に接着的に固定された第１の金属シート；および
該プリプレグの第２の表面に接着的に固定された第２の金属シート
を含み、
該プリプレグが該２つの金属シート間に配置されるようになっている、
繊維−金属積層体。
【請求項３４】
さらに請求項３２に記載の第２のプリプレグと第３の金属シートを備えており、該第２のプリプレグが前記第２の金属シートと前記第３の金属シートとの間に配置されている、請求項３３に記載の繊維−金属積層体。
【請求項３５】
前記金属シートがアルミニウムを含む、請求項３３に記載の繊維−金属積層体。
【請求項３６】
ものである高分子樹脂がエポキシを含む、請求項３３に記載の繊維−金属積層体。
【請求項３７】
請求項３２に記載のプリプレグを備えている積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２０１０年９月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／３８２，７３８号に対する優先権を主張し、この仮特許出願の全開示は、本明細書において参照として援用される。本出願は、２０１１年９月９日に出願された米国特許出願第１３／２２９，０１２号の一部継続出願であり、それに対して優先権を主張する。この米国特許出願第１３／２２９，０１２号は、２０１０年１１月５日に出願された米国特許出願第１２／９４０，７６４号の一部継続出願であり、この米国特許出願第１２／９４０，７６４号は、２００６年１２月１４日に出願された米国特許出願第１１／６１０，７６１号であって現在は２０１０年１１月９日に発行された米国特許第７，８２９，４９０号の一部継続出願であり、これらの内容はその全体が本明細書においてそれぞれ参照として援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、低密度で高強度のガラス繊維およびヤーン、布、ならびに強化用途における使用に適合させた低密度で高強度のガラス繊維を備えている複合材に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
ガラス繊維は、種々の高分子樹脂を強化するために長年にわたって使用されている。強化用途における使用のための一般的に使用されているガラス組成物の一例としては、「Ｅ−ガラス」および「Ｄ−ガラス」群の組成物が挙げられる。一般的に使用されている別のガラス組成物は、ＡＧＹ（Ａｉｋｅｎ，Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）から商標名「Ｓ−２  Ｇｌａｓｓ」で市販されているものである。
【０００４】
ガラス繊維は、長年にわたって、布が形成されるように配列されている。従来のガラス繊維製織操作において、ガラス布は、横糸（“ｗｅｆｔ  ｙａｒｎ”）（“ｆｉｌｌ  ｙａｒｎ（横糸）”とも称される）を複数の縦糸と織り合わせることによる織布である。一般的に、これは、織機に縦糸を概ね平行な平面アレイ状に配置し、その後、横糸を縦糸に、横糸を縦糸の上および下に所定の反復パターンで通すことによって織り合わせることにより行なわれる。使用されるパターンは、所望の布スタイルに依存する。
【０００５】
縦糸は、典型的には、ブッシングまたは紡績機からの複数の溶融ガラス流を漸先形にすることにより形成される。その後、コーティング（または一次サイジング組成物）を個々のガラス繊維に適用し、該繊維を一緒に寄せ集めてストランドを形成する。続いて、ストランドは、ツイストフレームによって該ストランドがボビンに移送されることによりヤーンに加工される。この移送の間、ストランドに撚りが付与されて、繊維の束が一体に保持されることが補助され得る。この撚られたストランドは、次いでボビンに巻き付けられ、このボビンが製織プロセスに使用される。
【０００６】
織機への縦糸の配置は、典型的にはワープビーム（ｌｏｏｍ  ｂｅａｍ）によって行なわれる。ワープビームは、円筒コアに本質的に平行な構成（「ワープシート」とも称される）状に巻き付けられた指定数の縦糸（「エンド（ｅｎｄ）」とも称される）を備えている。ワープビームの調製には、典型的には、複数のヤーンパッケージ（各パッケージには、ワープビームに必要とされる数のエンドの一部が含まれている）を、単一のパッケージまたはワープビームに合わせることが必要とされる。例えば、本明細書において限定するものではないが、５０インチ（１２７ｃｍ）幅の７７８１スタイル布（これにはＤＥ７５投入ヤーンが使用される）には、典型的には２８６８本のエンドが必要とされる。しかしながら、ワープビームを形成するための慣用的な設備は、このようなすべてのエンドがボビンから移送されて、１回の操作で単一のビームにすることを許容するものでない。したがって、必要とされる数のエンドの一部で構成された複数のビーム（典型的には「セクションビーム」と称される）が作製され、その後、合わされてワープビームが形成される。ワープビームと同様に、セクションビームは、典型的には、周囲に巻き付けられた複数の本質的に平行な縦糸を備えた円筒コアを含むものである。セクションビームは最終ワープビームを形成するために必要とされる任意の数の縦糸を備えたものであり得ることが当業者には認識されるが、一般的に、セクションビームに含まれるエンドの数はワーピングクリールの容量によって制限される。７７８１スタイル布では、７１７本のエンドの４つのセクションビーム（各々には、ＤＥ７５が典型的に供給される）を合わせると、ワープシートに必要とされる２８６８本のエンドが供給される（上記に記載のとおり）。
【０００７】
先に論考したように、一次サイジング組成物がガラス繊維に、典型的には形成直後に適用される。従来より、布の製織に使用される連続ガラス繊維ストランドを形成しているフィラメントは、水性デンプン油サイジングで処理され、該サイジングとしては、典型的には、部分もしくは完全デキストリン化デンプンまたはアミロース、水添植物油、カチオン性湿潤剤、乳化剤および水が挙げられ、当業者に周知である。かかるサイジング組成物に関するさらなる情報については、非特許文献１（これは、引用により本明細書に具体的に組み込まれる）を参照のこと。かかるサイジング組成物は、一般的に、繊維形成の間およびワープビーム製造プロセスの間に繊維に対する保護がもたらされるのに充分に堅牢であるが、通常、ガラス繊維、特に縦糸繊維を高速製織の間の磨耗および損耗から保護することができない。その結果、テキスタイル製織業界では、縦糸をスラッシャーに通し、これにより、後でより詳細に論考する様式で、ワープビームの製造の間に縦糸にスラッシングサイズ剤が適用され、必要とされるさらなる保護を得ることが慣用実務である。より具体的には、スラッシング操作により、縦糸シートを形成している繊維に対してさらなる膜形成化学特性を付加するためのビヒクルがもたらされる。典型的には、スラッシングサイズ剤としては、完全加水分解または一部加水分解のいずれかの加水分解ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）材料を含むものであり、固形分範囲が６〜８％であり１５〜２０センチポイズ（ＣＰ）の粘度を有する混合物である。スラッシングサイズ剤は、典型的には、縦糸シートを、スラッシングサイズ剤を入れた槽中に一連の浸漬ローラーを介して浸漬させ、次いで、これを絞りロールシステムに通すことにより適用され、該システムは、典型的には、絞りローラーの死荷重に加えて１平方インチあたり１５〜２０ポンドの絞り圧を被コーティングヤーンに負荷し（絞り圧はヤーンの直径によって異なり得る）、過剰のスラッシングサイズ剤を除去するものである。スラッシングサイズ剤は、ＰＶＡ製造業者の推奨に応じて高温（例えば、１３０〜１５０°Ｆ（５４〜６６℃）の範囲）または室温で適用され得る。過剰のサイズ剤をヤーンシートから絞り出した後、スラッシングサイジング済シートを当該技術分野で公知の任意の簡便な様式で（限定されないが、該シートを加熱ローラー上および／または熱風乾燥炉内に通すことなどによって）乾燥させる。加熱ローラーまたは缶が組み込まれたスラッシャーでは、缶の表面温度は典型的には２４０〜２８０°Ｆ（１１６〜１３８℃）の範囲である。乾燥缶の実際の温度プロフィールは、一部において、缶の構成、缶の数およびヤーンの速度に依存する。熱風乾燥炉では、炉内の空気の温度は典型的には２７５〜３００°Ｆ（１３５〜１４９℃）の範囲である。乾燥後、縦糸シートを一連のスプリットロッドに通してワープシートを分離させ、フックリードアセンブリと櫛状部に通してワープシートを合わせ、互いに接着しているエンドがないことを確実にする。次いで、ヤーンシートはワープビームに巻き付けられる。
【０００８】
一次デンプン油コーティングおよびスラッシングサイズ剤はどちらも、被コーティングヤーンが組み込まれた織物を含浸させるために使用される高分子樹脂マトリックス材料と適合性でない。その結果、このようなコーティングは織物から、例えばヒートクリーニングおよび／またはスクラビングによって、このようなヤーンで製織された織物をマトリックス材料に組み込む前に除去されなければならない。例えば、典型的な１工程ヒートクリーニングプロセスは、織物を６００〜８００°Ｆ（３１６〜４２７℃）で７０〜８０時間加熱し、デンプン油の一次サイジング組成物およびスラッシングサイズ剤を除去することを伴うものであり得る。代替的な２工程操作では、織物を炉内に展開し、ここで火炎に曝露してサイズ剤の一部を焼失させ、次いで６００〜８００°Ｆ（３１６〜４２７℃）で５０〜６０時間加熱する。この２工程操作の第１工程は、場合によってはカラメル化と称され、太糸で製織された清浄な織物（すなわち、７６２８スタイル布）を加熱するために典型的に使用される。
【０００９】
樹脂マトリックス材料と適合性である一次サイジング組成物を、形成の間に個々のガラス繊維に適用すると、ガラス繊維を保護するためのさらなるスラッシングサイズ剤の適用が不要となることがわかった。その結果、スラッシングサイズ剤の適用によるさらなる繊維保護の必要性が排除される。しかしながら、樹脂適合性コーティングを有するかかる縦糸を複数のセクションビームのワープビームに、例えば、スラッシングサイズ剤の添加、加熱および乾燥（場合によっては「乾燥スラッシング」）を行なわずに縦糸をスラッシャーに通すことによって単純に巻き付けてワープビームを形成すると、ワープビーム欠陥（エンドの巻きおよび撚りによるエンド破断など）の数が過剰になることが観察された。エンドの巻きは、隣接するガラスストランドが互いの上部に撒き付いて一緒に撚られた状態であり、製織の間にエンドの破断がもたらされることがあり得、さらに、これは布品質の課題（エンドアウト、ファジーエンド、擦り切れエンドおよび望ましくないヤーンの組み継ぎ）に関連するため特に厄介である。
【００１０】
それにもかかわらず、テキスタイル製織業界におけるワープビームの主要な形成方法がスラッシャーの使用によるものであるため、およびほとんどの製織操作は既にこの型の設備を有するため、スラッシングサイズ剤を使用することなくスラッシャー上に樹脂適合性コーティングを有する縦糸を備えたワープビームを作製できることは重要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｋ．Ｌｏｅｗｅｎｓｔｅｉｎ，Ｔｈｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｇｌａｓｓ  Ｆｉｂｒｅｓ，（第３版．１９９３）の第２３７〜２４４頁
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
概要
本発明の種々の実施形態は、一般に、低密度で高強度のガラス繊維、ならびに繊維ガラスストランド、ヤーン、布、および強化用途における使用に適合させた低密度で高強度のガラス繊維を備えている複合材に関する。
【００１３】
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。いくつかの繊維化可能なガラス組成物を本明細書において本発明の一部として開示しているが、本発明の種々の実施形態は、ガラス繊維、繊維ガラスストランド、ヤーン、およびかかる組成物で形成されたガラス繊維が組み込まれた他の製品を包含し得ると理解されたい。
【００１４】
一態様において、本発明の繊維ガラスストランドは、下記の成分：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含み；
（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量が２重量パーセント未満であり、ＭｇＯ含量が重量パーセント基準でＣａＯの含量の少なくとも２倍である
ガラス組成物が含まれた複数のガラス繊維が含まれたものである。
【００１５】
別の態様において、本発明の繊維ガラスストランドは、下記の成分：
ＳｉＯ２    ５３．５〜７７重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ４．５〜１４．５重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ４．５〜１８．５重量パーセント；
ＭｇＯ    ４〜１２．５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜１０．５重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜４重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれた複数のガラス繊維が含まれたものである。
【００１６】
一部の実施形態において、該複数のガラス繊維は約５ミクロン〜約１３ミクロンの直径を有するものであり得る。一部の実施形態では、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一部分がコーティングされている。
【００１７】
本発明の一部の実施形態は、本明細書に記載のガラス組成物で形成された少なくとも１本の繊維ガラスストランドで形成されたヤーンに関する。本発明の一部の実施形態は、本明細書に記載のガラス組成物で形成された少なくとも１本の繊維ガラスストランドが組み込まれた布に関する。一部の実施形態では、該布に使用される横糸は、該少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたものであり得る。縦糸は、一部の実施形態では、該少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたものであり得る。一部の実施形態では、繊維ガラスストランドは、本発明による布を形成するために使用される横糸と縦糸の両方に使用され得る。一部の実施形態では、本発明の布は、平織物、綾織物、千鳥綾織物（ｃｒｏｗｆｏｏｔ  ｆａｂｒｉｃ）、朱子織物、ステッチボンディング織物、または３Ｄ織物を含むものであり得る。
【００１８】
本発明の一部の実施形態は、高分子樹脂および本明細書に記載の種々のガラス組成物のうちの１種類で形成されたガラス繊維を備えている複合材に関する。ガラス繊維は、本発明の一部の実施形態による繊維ガラスストランド由来のものであり得る。一部の実施形態では、ガラス繊維は織物などの布に組み込まれ得る。例えば、ガラス繊維は、布を形成するために製織された横糸および／または縦糸に存在し得る。複合材が布を構成している実施形態において、布は、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンディング織物、または３Ｄ織物を含むものであり得る。ガラス繊維は複合材に、他の形態で組み込まれていてもよい、ならびに以下により詳細に論考するように組み込まれていてもよい。
【００１９】
高分子樹脂に関して、本発明の複合材は１種類以上のさまざまな高分子樹脂が含まれたものであり得る。一部の実施形態では、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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂のうちの少なくとも１種類を含むものである。高分子樹脂は、一部の実施形態では、エポキシ樹脂を含むものであり得る。
【００２０】
本発明の複合材は、さまざまな形態であり得、さまざまな用途に使用され得る。例えば限定されないが、複合材としては、航空宇宙用複合材、航空機産業用複合材、レードーム、積層体、繊維−金属積層体などが挙げられ得る。一例として、繊維−金属積層体は、ガラス強化複合材の種々の層および金属シートを備えているものであり得る。一実施形態において、繊維−金属積層体は、高分子樹脂および複数の本明細書に記載の種々のガラス組成物のうちの１種類で形成されたガラス繊維が含まれた布を備えているプリプレグと、該プリプレグ（ｐｒｅｇｒｅｇ）の一表面に接着的に固定された第１の金属シートと、該プリプレグ（ｐｒｅｒｅｇ）の第２の表面に接着的に固定された第２の金属シートとを、該プリプレグが該２つの金属シート間に配置されるように備えているものであり得る。別の実施形態では、第２のプリプレグが第２の金属シートと第３の金属シートの間に配置されている。一実施形態では、金属シートはアルミニウムが含まれたものであり得、高分子樹脂はエポキシが含まれたものであり得る。
【００２１】
これらおよび他の実施形態を、以下の詳細説明においてさらに詳細に論考する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
詳細説明
本明細書の目的のため、特に記載のない限り、本明細書で使用している成分、反応条件などの量を示す数字はすべて、すべての場合において用語「約」によって修飾されていると理解されたい。したがって、そうでないことを記載していない限り、本明細書において以下に示した数値パラメータは、本発明で得ようとしている所望の特性に応じて異なり得る近似値である。最低限でも、特許請求の範囲の範囲に対する均等論の適用が制限されないように努めるため、各数値パラメータは、少なくとも、該数字が有効数字の報告であることを鑑みて、通常の丸め手法の適用によるものであることを解釈されたい。
【００２３】
本発明の広い範囲に示した数値範囲およびパラメータは近似値であるとはいうものの、具体例に示した数値は、可能な限り厳密に報告している。しかしながら、いずれの数値にも、適用可能な試験測定にみられる標準偏差に必然的に由来する誤差が固有に含まれている。
【００２４】
さらに、本明細書で用いる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、明示的および明白に単一の指示対象物に限定していない限り、複数の指示対象物を包含していることに注意されたい。
【００２５】
高分子樹脂などの一部の材料をガラス繊維で強化することにより、改善された耐衝撃性および／または他の望ましい機械的特性を有する複合材がもたらされ得る。一部のガラス繊維強化用途では、より強力で、より軽量で、より費用効果の高いガラス繊維を使用することが望ましい場合があり得る。高強度および／または高い弾性率と低密度とを併せ持つことは、重量が多くの場合で重要な設計パラメータとなる一部の航空宇宙用途および輸送用途に特に重要であり得る。Ｅ−ガラスが含まれたガラス繊維と比べると、本発明の一部の実施形態に有用なガラス繊維は、高破断歪み（ｓｔｒａｉｎ  ｔｏ  ｆａｉｌｕｒｅ）、高強度および／または低繊維密度を示すものであり得、これらを併せ持つことにより、所与の繊維体積分率または所与の複合材性能に対してより低い面密度を有するガラス繊維強化複合材がもたらされ得る。一部の実施形態では、ガラス繊維は、まず布内に配列され得る。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、他の形態で、例えば限定されないが、チョップドストランド（乾燥または湿潤）、ヤーン、ウォービング（ｗｏｖｉｎｇ）、プリプレグなどとして供給され得る。要するに、該ガラス組成物の種々の実施形態（および該組成物で形成される任意の繊維）が、さまざまな用途に使用され得る。
【００２６】
標準的なＥ−ガラスと比べて改善された電気的性能（すなわち、低誘電定数（Ｄｋ）および／または低散逸率（Ｄｆ））が得られるとともに、これまでの低Ｄｋガラス提案物よりも市販の実用繊維形成物に対してより導電性の温度−粘度関係が得られる繊維化可能なガラス組成物が開発されている。かかるガラス組成物は、米国特許第７，８２９，４９０号および米国特許出願第１３／２２９，０１２号（２０１１年９月９日に出願）（これらはともに、引用によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載されている。米国特許第７，８２９，４９０号および米国特許出願第１３／２２９，０１２号に記載されたガラス組成物の別の任意選択の態様は、該組成物の少なくとも一部が比較的低い原料バッチコストで商業的に作製され得るものである。
【００２７】
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が含まれたヤーンに関する。本発明のヤーンの一部の実施形態は製織用途に特に好適である。また、本発明の一部の実施形態はガラス繊維布に関する。本発明のガラス繊維布の一部の実施形態は、強化用途、特に、低密度で高弾性率、高強度および／または高破断歪みが重要な強化用途における使用に特に適している。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、ガラス繊維ヤーンおよびガラス繊維布が組み込まれた複合材（繊維強化ポリマー複合材など）に関する。本発明の一部の複合材は、強化用途、特に、低密度で高弾性率、高強度および／または高破断歪みが重要な強化用途（航空宇宙、航空機産業、風力エネルギー、レードームなど、および他の用途）における使用に特に適している。本発明の一部の複合材は、高い耐衝撃性と低密度が望ましい任意の用途における使用に特に適したものであり得る。例示的な用途としては、とりわけ、航空宇宙用途、航空機産業用途、自動車用途、船舶輸送用途、風力エネルギー用途、橋構築、およびレードームが挙げられる。本発明の一部の実施形態は航空宇宙用複合材に関する。本出願の他の実施形態は航空機産業用複合材に関する。本発明のさらに他の実施形態は、風力エネルギー用途における使用に適した複合材に関する。本発明の一部の実施形態はプリプレグに関する。本発明の他の実施形態は積層体に関する。本発明の一部の実施形態は、例えば航空機用二次構造に使用され得る繊維−金属積層体（例えば、金属シート間に配置される繊維ガラスプリプレグ）に関する。本発明の他の実施形態はレードームに関する。
【００２８】
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、下記の成分：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれた複数のガラス繊維が含まれたものである。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量は２重量パーセント未満であり得、ＭｇＯ含量は重量パーセント基準でＣａＯの含量の少なくとも２倍であり得る。
【００２９】
一部の実施形態において、本発明の繊維ガラスストランドは、下記の成分：
ＳｉＯ２    ５３．５〜７７重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ４．５〜１４．５重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ４．５〜１８．５重量パーセント；
ＭｇＯ    ４〜１２．５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜１０．５重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜４重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれた複数のガラス繊維が含まれたものである。
【００３０】
一部の実施形態において、本発明の繊維ガラスストランドは：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ＞０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含み、
Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多い
ガラス組成物が含まれたものである。
【００３１】
いくつかの他のガラス組成物を本明細書において本発明の一部として開示しており、本発明の他の実施形態は、かかる組成物で形成された繊維ガラスストランドに関する。
【００３２】
一部の実施形態において、本明細書に記載のガラス組成物で形成された繊維ガラスストランドは、望ましい特性（改善された繊維強度、ヤング率、破断歪み、および／または線熱膨張係数など）を示すとともに、比較的低密度も示すものであり得る。また、本明細書に開示した他のガラス組成物が含まれた繊維ガラスストランドも、１つ以上のかかる望ましい特性を示すものであり得る。
【００３３】
繊維ガラスストランドは、所望の用途に応じた種々の直径のガラス繊維を含むものであり得る。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〜約１３μｍの直径を有する少なくとも１種類のガラス繊維を含むものである。他の実施形態では、該少なくとも１種類のガラス繊維は約５〜約７μｍの直径を有するものである。
【００３４】
一部の実施形態において、本発明の繊維ガラスストランドはロービングに形成され得る。ロービングは、集束、多端または単一端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が含まれたロービングは、所望の用途に応じた種々の直径および密度を有する直接延伸単一端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が含まれたロービングは約１１２ｙｄ／ｌｂまでの密度を示すものである。
【００３５】
本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたヤーンに関する。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれた少なくとも１本の繊維ガラスストランドで構成されている。該ヤーンは、一部の実施形態では、５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれた少なくとも１本の繊維ガラスストランドで構成されている。他の実施形態では、本発明のヤーンは、本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類が含まれた少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたものであり得る。
【００３６】
一部の実施形態において、本発明のヤーンは、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドで構成されており、該少なくとも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一部分が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を含むものであり得る。
【００３７】
ヤーンは、所望の用途に応じた種々の線質量密度を有するものであり得る。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、５，０００ｙｄ／ｌｂ〜約１０，０００ｙｄ／ｌｂの線質量密度を有するものである。
【００３８】
ヤーンは、所望の用途に応じた種々の撚りレベルおよび方向を有するものであり得る。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、１インチあたり約０．５〜約２回転のｚ方向の撚りを有するものである。他の実施形態では、本発明のヤーンは、１インチあたり約０．７回転のｚ方向の撚りを有するものである。
【００３９】
ヤーンは、所望の用途に応じて一緒に撚られた、および／またはもろ撚りされた１本以上のストランドで作製されたものであり得る。ヤーンは、一緒に撚られているがもろ撚りされていない１本以上のストランドで作製されたものであってもよい；かかるヤーンは「シングルヤーン（ｓｉｎｇｌｅｓ）」として公知である。本発明のヤーンは、一緒に撚られているがもろ撚りされていない１本以上のストランドで作製されたものであり得る。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、一緒に撚られた１〜４本のストランドが含まれたものである。他の実施形態では、本発明のヤーンは、１回撚られたストランドが含まれたものである。
【００４０】
本発明のガラス組成物が含まれたヤーンの一部の実施形態では、ヒートクリーニングおよび仕上げ後、従来のガラス組成物で作製されたヤーンと比べて改善された破断荷重保持力が示され得る。
【００４１】
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に関する。一部の実施形態では、該布は、６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれた少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたものである。該布は、一部の実施形態では、５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれた少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたものである。他の実施形態では、本発明の布は、本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類が含まれた少なくとも１本の繊維ガラスストランドを含むものであり得る。一部の実施形態では、本発明の布は本明細書に開示したヤーンが含まれたものである。本発明の布は、一部の実施形態では、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸が含まれたものであり得る。本発明の布は、一部の実施形態では、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸が含まれたものであり得る。一部の実施形態では、本発明の布は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸が含まれたものである。
【００４２】
布を構成する本発明の一部の実施形態では、ガラス繊維布は、工業用布スタイル番号７７８１に従う織物である。他の実施形態では、該布は、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンディング織物（ノンクリンプ織物としても公知である）、または「３次元」織物を含む。
【００４３】
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、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。本発明の複合材は、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成されたものであってもよい。一部の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えている。一部の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている。さらに他の実施形態では、本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている。一部の実施形態では、本発明の複合材は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００４４】
本発明の複合材は、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。複合材を構成する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ものである。複合材を構成する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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂を含むものであり得る。
【００４５】
本発明の一部の実施形態は航空宇宙用複合材に関する。一部の実施形態では、本発明の航空宇宙用複合材は、航空宇宙用途における使用に望ましい特性（高弾性率、高破断歪み（ｈｉｇｈ  ｆａｉｌｕｒｅ−ｔｏ−ｓｔｒａｉｎ）、および／または低密度など）を示すものである。本発明の一部の航空宇宙用複合材が低密度であることにより、かかる複合材が、軽量化が重要な航空宇宙用途における使用に特に望ましくなり得る。また、本発明の航空宇宙用複合材は、航空宇宙用途に使用されている他の複合材よりも低コストであり得る。
【００４６】
一部の実施形態において、本発明の航空宇宙用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。本発明の航空宇宙用複合材は、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、本発明の航空宇宙用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成されたものであってもよい。
【００４７】
一部の実施形態において、本発明の航空宇宙用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えている。一部の実施形態では、本発明の航空宇宙用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、本発明の航空宇宙用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている。さらに他の実施形態では、本発明の航空宇宙用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている。一部の実施形態では、本発明の航空宇宙用複合材は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００４８】
本発明の航空宇宙用複合材は、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。航空宇宙用複合材を構成する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ものである。航空宇宙用複合材を構成する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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂を含むものであり得る。本発明の航空宇宙用複合材が使用され得るパーツの例としては、限定されないが、床板、機内の頭上の荷物入れ、厨房、シートバック、および可能性として衝撃を受けやすい他の内部コンパートメント、ならびに外部構成要素（ヘリコプターの動翼など）が挙げられ得る。
【００４９】
本発明の一部の実施形態は航空機産業用複合材に関する。一部の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、航空機産業用途における使用に望ましい特性（高弾性率、高破断歪み、および／または低密度など）を示すものである。本発明の一部の航空機産業用複合材が高破断歪みであることにより、かかる複合材が、高い耐衝撃性が重要である航空機産業用途（航空機の内装用途など）における使用に特に望ましくなり得る。一部の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材では、Ｅ−ガラス布で形成された複合材と比べて衝撃性能の増大が示され得る。また、本発明の航空機産業用複合材は、航空機産業用途に使用されている他の複合材よりも低コストであり得る。本発明の航空機産業用複合材は、航空機の内装（例えば、とりわけ、手荷物収納部、座席、および床）における使用に適したものであり得る。
【００５０】
一部の実施形態において、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。本発明の航空機産業用複合材は、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成されたものであってもよい。
【００５１】
一部の実施形態において、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えている。一部の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている。さらに他の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている。一部の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００５２】
本発明の航空機産業用複合材は、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。航空機産業用複合材を構成する本発明の一部の実施形態では、高分子樹脂はフェノール系樹脂を含むものである。航空機産業用複合材を構成する本発明の他の実施形態では、高分子樹脂は、エポキシ、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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂を含むものであり得る。本発明の航空宇宙用複合材が使用され得るパーツの例としては、限定されないが、床板、機内の頭上の荷物入れ、厨房、シートバック、および可能性として衝撃を受けやすい他の内部コンパートメント、ならびに外部構成要素（ヘリコプターの動翼など）が挙げられ得る。
【００５３】
本発明の一部の実施形態は風力エネルギー用途に使用され得る複合材に関する。一部の実施形態では、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、風力エネルギー用途における使用に望ましい特性（高弾性率／高破断歪みおよび低密度など）を示すものである。また、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、風力エネルギー用途に使用されている他の複合材よりも低コストであり得る。本発明の複合材は、風力タービンブレード、特に、他の長い風力タービンブレードと比べてより軽量であるがなお強力な長い風力タービンブレードにおける使用に適したものであり得る。
【００５４】
一部の実施形態において、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、本発明の航空機産業用複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成されたものであってもよい。
【００５５】
一部の実施形態において、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えている。一部の実施形態では、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている。さらに他の実施形態では、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている。一部の実施形態では、風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００５６】
風力エネルギー用途における使用に適した本発明の複合材は、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。風力エネルギー用途における使用に適した複合材を構成する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ものである。風力エネルギー用途における使用に適した複合材を構成する本発明の他の実施形態では、高分子樹脂は、ポリエステル樹脂、ビニルエステル、熱硬化型ポリウレタン、またはポリジシクロペンタジエン樹脂を含むものであり得る。
【００５７】
本発明の一部の実施形態は積層体に関する。本発明の積層体は、合わされて積層体を形成している複数のシート様の層を備えているものであり得る。一部の実施形態では、本発明の積層体は、本明細書に記載の複合材が含まれた少なくとも１つの層を備えている。一部の実施形態では、本発明の積層体は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えている複合材であって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物を備えている複合材が含まれた少なくとも１つの層を備えている。本発明の積層体は、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えている複合材であって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物を備えている複合材が含まれた少なくとも１つの層を備えている。他の実施形態では、本発明の積層体は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えている複合材であって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成された複合材が含まれた少なくとも１つの層を備えているものであり得る。
【００５８】
一部の実施形態において、本発明の積層体は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えている複合材が含まれたものである。一部の実施形態では、本発明の積層体は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、本発明の積層体は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている複合材を備えている。さらに他の実施形態では、本発明の積層体は、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている複合材を備えている。一部の実施形態では、本発明の積層体は、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００５９】
本発明の積層体は、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。積層体を構成する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ものである。複合材を構成する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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂を含むものであり得る。
【００６０】
本発明の一部の実施形態はプリプレグに関する。本発明のプリプレグは、高分子樹脂および本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えているものであり得る。一部の実施形態では、本発明のプリプレグは、高分子樹脂および該高分子樹脂と接触している複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。本発明のプリプレグは、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂と接触している複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、本発明のプリプレグは、高分子樹脂および該高分子樹脂と接触している複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成されたものであってもよい。
【００６１】
一部の実施形態において、本発明のプリプレグは、高分子樹脂および該高分子樹脂と接触している本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドを備えている。一部の実施形態では、本発明のプリプレグは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、本発明のプリプレグは、高分子樹脂および該高分子樹脂と接触している本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている。さらに他の実施形態では、本発明のプリプレグは、高分子樹脂および該高分子樹脂と接触している本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている。一部の実施形態では、本発明のプリプレグは、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００６２】
本発明のプリプレグは、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。プリプレグを構成する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ものである。プリプレグを構成する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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂を含むものであり得る。
【００６３】
プリプレグは、本発明の一部の実施形態では他の製品に組み込まれ得る。例えば、一部の実施形態では、本発明のプリプレグは、繊維−金属積層体に組み込まれ得る。本発明のプリプレグを繊維−金属積層体に組み込むことは、一部の実施形態では、プリプレグが、使用されたであろう金属シート（例えば、アルミニウム合金シート）と比べて優れた亀裂停止特性および比重を有するものとなり得るため、好都合であり得る。いくつかの繊維−金属積層体、例えば、ＧＬＡＲＥおよびＡＲＡＬＬは周知であり、本発明のプリプレグは該構造に容易に組み込まれ得る。ＧＬＡＲＥ（“Ｇｌａｓｓ  Ｌａｍｉｎａｔｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｅｐｏｘｙ（ガラス積層体アルミニウム強化エポキシ））”）およびＡＲＡＬＬ（アラミド繊維系繊維−金属積層体）などの繊維−金属積層体は、航空宇宙用途のための軽量機体材料として開発され、ＧＬＡＲＥは、一般的に機体用途に対するものであり、ＡＲＡＬＬは、一般的に翼用途に対するものである。ＧＬＡＲＥ繊維−金属積層体は、従来より、繊維ガラス／エポキシプリプレグ（一方向または二軸）と前処理したアルミニウム箔（すなわち、０．２〜０．４ｍｍ厚の２０２４  Ｔ３箔、複合材層との接着を向上させるために独自のプロセスを用いてエッチングされたもの）の交互の層で構築されている。このような積層構造は、その優れた疲労性能、低腐食速度、および応力集中部（ｓｔｒｅｓｓ  ｒｉｓｅｒ）（例えば、穿孔、リベット、エッジ）の存在下での低速亀裂伝播特性のため、航空機構造において広範な適用可能性を有し得る。かかる積層体は、典型的には、オートクレーブおよびプレス内で熱および圧力下で成形される。ＧＬＡＲＥ繊維−金属積層体の一例は、３層のアルミニウムと２層の二軸複合材が組み込まれたものであり得、場合によってはＧＬＡＲＥ  ３／２積層体と称される。また、４層のアルミニウムと３層の複合材、または５層のアルミニウムと４層の複合材が組み込まれた実施形態も存在し得る。
【００６４】
本発明のプリプレグは、かかるＧＬＡＲＥおよびＡＲＡＬＬ繊維−金属積層体（または他の繊維−金属積層体）において、かかる製品に使用されている現在の繊維ガラスプリプレグの代替品として置き換えることができる。したがって、繊維−金属積層体は、本発明の一部の実施形態によるプリプレグ、該プリプレグの一表面に接着的に固定された第１の金属シート、および該プリプレグの第２の表面に接着的に固定された第２の金属シートを備えており、該プリプレグが該２つの金属シート間に配置されるようになっているものであり得る。一部の実施形態では、複数の層のプリプレグが、例えば、３／２構成（３つの金属シート間に２つのプリプレグ層の金属／プリプレグ／金属／プリプレグ／金属の構成）、４／３構成（４つの金属シート間に３つのプリプレグ層の金属／プリプレグ／金属／プリプレグ／金属／プリプレグ／金属の構成）、５／４構成（５つの金属シート間に４つのプリプレグ層の金属／プリプレグ／金属／プリプレグ／金属／プリプレグ／金属／プリプレグ／金属の構成）、または他の構成に組み込まれたものであり得る。一部の実施形態では、金属シートは、アルミニウムまたは繊維−金属積層体に典型的に使用される他の金属が含まれたものであり得る。一部の実施形態では、プリプレグに使用される高分子樹脂は、エポキシが含まれたものである。一部の実施形態では、プリプレグは金属シートに、当業者に公知のボンドライン厚の制御のためのフィルム接着剤を用いて接着的に固定される。一部の実施形態では、プリプレグに使用される高分子樹脂（例えば、エポキシ）によってプリプレグが金属シートに接着され得るため、別途の接着剤は必要とされない。
【００６５】
本発明の一部の実施形態はレードームに関する。レードームは、レーダー収容体または構造シェルであり、典型的には、レーダー内外への信号反射を最小限にするために低誘電定数が得られる材質を用いて構築される。高コスト繊維（石英およびアラミドなど）ならびに高強度繊維ガラスは、レードームの作製において種々の樹脂系との組合せで成功裡に使用されている。レーダーの透過性要件に加え、レードーム用の材質は、好ましくは、環境負荷（風、雪、雨、雹、気温の変動およびＵＶ劣化）に耐えられるように高い剛性／強度ならびに優れた耐久特性が得られるものである。本発明の一部の実施形態によるガラス繊維は１ＭＨｚで５．３の誘電定数を有するものであり得、これは、石英（約３．５）より大きいがＥ−ガラス（１ＭＨｚで６．３〜６．６）より小さく、Ｓ−２ガラス（１ＭＨｚで５〜５．４）と同等であり、レードーム用途における使用のための好適なガラス繊維となる。
【００６６】
一部の実施形態において、本発明のレードームは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：６０〜６８重量パーセントのＳｉＯ２、７〜１２重量パーセントのＢ２Ｏ３、９〜１５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、８〜１５重量パーセントのＭｇＯ、０〜４重量パーセントのＣａＯ、０〜２重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜１重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。本発明のレードームは、一部の実施形態では、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が、下記の成分：５３．５〜７７重量パーセントのＳｉＯ２、４．５〜１４．５重量パーセントのＢ２Ｏ３、４．５〜１８．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、４〜１２．５重量パーセントのＭｇＯ、０〜１０．５重量パーセントのＣａＯ、０〜４重量パーセントのＬｉ２Ｏ、０〜２重量パーセントのＮａ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＫ２Ｏ、０〜１重量パーセントのＦ２Ｏ３、０〜２重量パーセントのＦ２、０〜２重量パーセントのＴｉＯ２、および合計で０〜５重量パーセントの他の構成物質を含むガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、本発明のレードームは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された複数のガラス繊維を備えているものであって、該複数のガラス繊維のうちの少なくとも１種類が本発明の一部として本明細書に開示した該他のガラス組成物のうちの１種類で形成されたものであってもよい。
【００６７】
一部の実施形態において、本発明のレードームは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたレーダー収容体または構造シェルを含む。一部の実施形態では、本発明のレードームは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれたロービングの少なくとも一部分を備えている。他の実施形態では、本発明のレードームは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１本のヤーンを備えている。さらに他の実施形態では、本発明のレードームは、高分子樹脂および該高分子樹脂中に配設された本明細書に開示した少なくとも１つの布を備えている。一部の実施形態では、本発明のレードームは、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の横糸と、本明細書に開示した少なくとも１本の繊維ガラスストランドが含まれた少なくとも１本の縦糸とを備えている。
【００６８】
本発明のレードームは、所望の特性および用途に応じた種々の高分子樹脂を備えているものであり得る。レードームに関する本発明の一部の実施形態では、高分子樹脂は、エポキシ、フェノール系、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、フェノール系、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、および熱硬化型ポリウレタン樹脂を含むものであり得る。
【００６９】
本発明において有用なガラス繊維は、当業者に公知の任意の適当な方法（限定されないが、本明細書において上記の方法など）によって作製され得る。さらに、一次サイジング組成物がガラス繊維に、当業者に公知の任意の適当な方法を用いて適用され得る。一部の実施形態では、サイジング組成物はガラス繊維の形成直後に適用され得る。サイジング組成物は、当業者に公知の強化用途のための任意の適当なサイジング組成物を含むものであり得る。一部の実施形態では、サイジング組成物はデンプン油サイジング組成物を含まない。デンプン油サイジング組成物を含まないサイジング組成物を構成する本発明の一部の実施形態では、サイジング済のガラス繊維またはガラス繊維ストランドは、製織用途において該繊維またはストランドを使用する前にスラッシング組成物でさらに処理する必要がない。デンプン油サイジング組成物を含まないサイジング組成物を構成する他の実施形態では、サイジング済のガラス繊維またはガラス繊維ストランドは、任意選択で、製織用途において該繊維またはストランドを使用する前にスラッシング組成物でさらに処理され得る。一次サイジング組成物を構成する本発明の一部の実施形態では、サイジング組成物はデンプン油サイジング組成物を含むものであり得る。デンプン油サイジング組成物を構成する本発明の一部の実施形態では、デンプン油サイジング組成物は、後で、少なくとも１本のサイジング済のガラス繊維または繊維ガラスストランドで形成されている布から除去され得る。一部の実施形態では、デンプン油サイジングは布から、当業者に公知の任意の適当な方法（限定されないが、ヒートクリーニングなど）を用いて除去され得る。デンプン油サイジング組成物が除去された布を構成する本発明の実施形態では、本発明の布は、仕上げコーティングでさらに処理され得る。
【００７０】
本発明の繊維ガラスストランドは、当業者に公知の任意の適当な方法によって調製され得る。本発明のガラス繊維布は、一般的に、当業者に公知の任意の適当な方法によって、例えば、限定されないが、横糸（“ｗｅｆｔ  ｙａｒｎ”）（“ｆｉｌｌ  ｙａｒｎ（横糸）”とも称される）を複数の縦糸と織り合わせることにより作製され得る。かかる織り合わせは、織機に縦糸を概ね平行な平面アレイ状に配置し、その後、横糸を縦糸に、横糸を縦糸の上および下に所定の反復パターンで通すことによって織り合わせることにより行なわれ得る。使用されるパターンは、所望の布スタイルに依存する。
【００７１】
縦糸は、一般的に、当業者に公知の手法を用いて調製され得る。縦糸は、ブッシングまたは紡績機からの複数の溶融ガラス流を漸先形にすることにより形成され得る。その後、サイジング組成物が個々のガラス繊維に適用され得、該繊維を一緒に寄せ集めてストランドが形成され得る。続いて、ストランドは、ツイストフレームによって該ストランドがボビンに移送されることによってヤーンに加工され得る。この移送の間、ストランドに撚りが付与されて、繊維の束が一体に保持されることが補助され得る。この撚られたストランドは、次いでボビンに巻き付けられ得、このボビンが製織プロセスに使用され得る。
【００７２】
織機への縦糸の配置は、一般的に、当業者に公知の手法を用いて行なわれ得る。織機への縦糸の配置は、ワープビームによって行なわれ得る。ワープビームは、円筒コアに本質的に平行な構成（「ワープシート」とも称される）状に巻き付けられた指定数の縦糸（「エンド」とも称される）を備えている。ワープビームの調製は、複数のヤーンパッケージ（各パッケージには、ワープビームに必要とされる数のエンドの一部が含まれている）を、単一のパッケージまたはワープビームに合わせることを含むものであり得る。例えば、本明細書において限定するものではないが、５０インチ（１２７ｃｍ）幅の７７８１スタイル布（これにはＤＥ７５投入ヤーンが使用される）には、典型的には２８６８本のエンドが必要とされる。しかしながら、ワープビームを形成するための慣用的な設備は、このようなすべてのエンドがボビンから移送されて、１回の操作で単一のビームにすることを許容するものでない。したがって、必要とされる数のエンドの一部で構成された複数のビーム（典型的には「セクションビーム」と称される）が作製され、その後、合わされてワープビームが形成され得る。ワープビームと同様に、セクションビームは、周囲に巻き付けられた複数の本質的に平行な縦糸を備えた円筒コアを含むものであり得る。セクションビームは最終ワープビームを形成するために必要とされる任意の数の縦糸を備えたものであり得ることが当業者には認識されるが、一般的に、セクションビームに含まれるエンドの数はワーピングクリールの容量によって制限される。７７８１スタイル布では、７１７本のエンドの４つのセクションビーム（各々には、ＤＥ７５が典型的に供給される）を合わせると、ワープシートに必要とされる２８６８本のエンドが供給される（上記に記載のとおり）。
【００７３】
本発明の複合材は、当業者に公知の任意の適当な方法（限定されないが、真空補助樹脂注入成形、押出し配合、圧縮成形、樹脂トランスファー成形、フィラメント巻付け、プリプレグ／オートクレーブ硬化、および引出し成形など）によって調製され得る。本発明の複合材は、当業者に公知のものなどの成形手法を用いて調製され得る。特に、織られた繊維ガラス布が組み込まれた本発明の複合材の実施形態は、かかる複合材の調製のための当業者に公知の手法を用いて調製され得る。
【００７４】
一例として、本発明の一部の複合材は、真空補助圧縮成形を用いて作製され得、該手法は当業者に周知であり、以下に簡単に説明する。当業者に公知のように、真空補助圧縮成形では、予備含浸ガラス布を積み重ねたものを圧盤内に入れる。本発明の一部の実施形態において、予備含浸ガラス布を積み重ねたものとしては、所望の大きさおよび形状に切断した本明細書に記載の本発明の１つ以上の布を含むものであり得る。対応する数の層の積み重ね操作が終了したら、プレスを閉じ、圧盤を真空ポンプに、積み重ねた布が上側圧盤によって所望の圧力に達するまで圧縮されるように接続する。真空により、積み重ねた布内に閉じ込められた空気の排出が補助され、成形積層体において低いボイド含量がもたらされる。圧盤を真空ポンプに接続後、次いで、樹脂（例えば、熱硬化性樹脂）の変換速度を加速させるために圧盤の温度を使用された樹脂に特定の所定温度設定まで増大させ、その温度と圧力設定に、該積層体が充分な硬化に達するまで維持する。この時点で、加熱を止め、圧盤を水循環によって室温に達するまで冷却する。次いで、圧盤が開放され得、成形積層体がプレスから取り出され得る。
【００７５】
別の例として、本発明の一部の複合材は、真空補助樹脂注入技術（本明細書においてさらに説明する）を用いて作製され得る。本発明のガラス繊維布を積み重ねたものが、所望の大きさに切断され、シリコーン離型剤処理したガラステーブル上に設置され得る。次いで、積み重ねた布は剥離プライで覆われ、流動向上媒体が取り付けられ、ナイロン製袋詰めフィルムを用いて真空で袋詰めされ得る。次に、いわゆる「レイアップ（ｌａｙ  ｕｐ）」が約２７インチＨｇの真空力に供され得る。別途、繊維ガラス布での強化対象の高分子樹脂が、具体的な該樹脂のための当業者に公知の手法を用いて調製され得る。例えば、一部の高分子樹脂では、適切な樹脂（例えば、アミン硬化性エポキシ樹脂）が適切な硬化剤（例えば、アミン硬化性エポキシ樹脂にはアミン）と、樹脂の製造業者によって推奨されるように分割して、あるいは当業者に公知であるようにして混合され得る。合わされた樹脂は、次いで、真空チャンバ内で３０分間脱気され、布プリフォーム中に、積み重ねた布の実質的に完全な湿潤が達成されるまで注入され得る。この時点で、テーブルは、加熱ブランケット（約４５〜５０℃の温度に設定）で２４時間覆われ得る。得られた硬質の複合材は、次いで離型され、プログラム可能な対流式炉内で約２５０°Ｆにて４時間後硬化され得る。しかしながら、当業者には公知であるように、種々のパラメータ（脱気時間、加熱時間、および後硬化条件など）は、使用される具体的な樹脂系に基づいて種々であり得、当業者には、具体的な樹脂系に基づいてどのようにしてかかるパラメータを選択するかが理解される。
【００７６】
本発明の積層体は、当業者に公知の任意の適当な手段（限定されないが、注入など）によって調製され得る。
【００７７】
本発明のプリプレグは、当業者に公知の任意の適当な手段（限定されないが、繊維ガラスストランド、ロービングまたは布を樹脂浴中に通すこと；溶媒系樹脂を使用すること；または樹脂膜を使用することなど）によって調製され得る。
【００７８】
本発明の繊維−金属積層体は、本発明のプリプレグを用いて当業者に公知の任意の適当な手段によって調製され得る。
【００７９】
本発明のレードームは、当業者に公知の任意の適当な手段によって調製され得る。
【００８０】
上記のように、本発明の一部の実施形態は複数のガラス繊維が含まれたものであり得る。本発明における使用に適したガラス繊維は、所望の用途に応じた当業者に公知の任意の適切な直径を有するものであり得る。本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維は約５〜約１３μｍの直径を有するものである。本発明の他の実施形態における使用に適したガラス繊維は約５〜７μｍの直径を有するものである。
【００８１】
また、本発明における使用に適したガラス繊維およびガラス繊維ストランドは、同様に本発明の実施形態であるさまざまなガラス組成物が含まれたものであり得る。かかるガラス繊維および繊維ガラスストランドの一部の実施形態は上記に示しており、他のものを以下に示す。上記のように、本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの一例は、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【００８２】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ＞０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含み；
Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多い
ガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、ＣａＯ含量は０〜３重量パーセントである。さらに他の実施形態では、ＣａＯ含量は０〜２重量パーセントである。一部の実施形態では、ＣａＯ含量は０〜１重量パーセントである。本発明の一部の実施形態において、ＭｇＯ含量は８〜１３重量パーセントである。他の実施形態では、ＭｇＯ含量は９〜１２重量パーセントである。一部の実施形態では、ＴｉＯ２含量は０〜１重量パーセントである。一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３含量は１０重量パーセント以下である。本発明の一部の実施形態において、Ａｌ２Ｏ３含量は９〜１４重量パーセントである。他の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３含量は１０〜１３重量パーセントである。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量は２重量パーセント未満である。一部の実施形態では、該組成物は０〜１重量パーセントのＢａＯと０〜２重量パーセントのＺｎＯを含むものである。他の実施形態では、該組成物は本質的にＢａＯを含まず、本質的にＺｎＯを含まない。一部の実施形態では、他の構成物質は（存在する場合）、０〜２重量パーセントの総量で存在する。他の実施形態では、他の構成物質は（存在する場合）、０〜１重量パーセントの総量で存在する。一部の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ含量は０．４〜２．０重量パーセントである。０．４〜２．０重量パーセントのＬｉ２Ｏ含量を含む他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ含量は（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量よりも多い。
【００８３】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１３重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；および
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。一部の実施形態では、ガラス組成物は、比較的低い含量、例えば約０〜４重量パーセント程度のＣａＯを特徴とするものである。また他の実施形態では、ＣａＯ含量は約０〜３重量パーセント程度であり得る。一部の実施形態では、ＭｇＯ含量はＣａＯ含量の２倍である（重量パーセント基準で）。本発明の一部の実施形態は約６．０重量パーセントより多いＭｇＯ含量を有するものであり得、他の実施形態では、ＭｇＯ含量は約７．０重量パーセントより多い場合もあり得る。本発明の一部の実施形態における使用に適した一部のガラス組成物は、１．０重量パーセント未満のＢａＯの存在を特徴とするものであり得る。ＢａＯが微量不純物量しか存在しない実施形態では、ＢａＯ含量は０．０５重量パーセント以下であることを特徴とするものであり得る。
【００８４】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ＞０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含み；
Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多く、該構成物質が１ＭＨｚの周波数で６．７未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択されるガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で６未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。さらに他の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で５．８未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。一部の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で５．６未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。
【００８５】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス組成物の該構成物質は、所望の成形温度（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（粘度が１０００ポイズである温度と定義する）および／または所望の液相線温度に基づいて選択され得る。一部の実施形態では、本発明における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドは、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ＞０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含み；
Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多く、該構成物質が１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度ＴＦが得られるように選択されるガラス組成物が含まれたものである。他の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１３２０℃以下の成形温度ＴＦが得られるように選択される。さらに他の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１３００℃以下の成形温度ＴＦが得られるように選択される。一部の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１２９０℃以下の成形温度ＴＦが得られるように選択される。一部の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度ＴＦおよび成形温度よりも少なくとも５５℃低い液相線温度ＴＬが得られるように選択される。他の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１３２０℃以下の成形温度ＴＦおよび成形温度よりも少なくとも５５℃低い液相線温度ＴＬが得られるように選択される。さらに他の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１３００℃以下の成形温度ＴＦおよび成形温度よりも少なくとも５５℃低い液相線温度ＴＬが得られるように選択される。一部の実施形態では、該構成物質は、１０００ポイズの粘度で１２９０℃以下の成形温度ＴＦおよび成形温度よりも少なくとも５５℃低い液相線温度ＴＬが得られるように選択される。
【００８６】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、
Ｂ２Ｏ３    １２重量パーセント未満；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ＞０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；および
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント
を含むガラス組成物であって；
そのガラスが６．７未満の誘電定数（Ｄｋ）および１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度（ＴＦ）を示し、Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多いガラス組成物が含まれたものである。一部の実施形態では、ＣａＯ含量は０〜１重量パーセントである。
【００８７】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１２重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜３重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０．４〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；および
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント
を含むガラス組成物であって；
そのガラスが５．９未満の誘電定数（Ｄｋ）および１０００ポイズの粘度で１３００℃以下の成形温度（ＴＦ）を示し、Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多いガラス組成物が含まれたものである。
【００８８】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、本質的に
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１１重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１３重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１３重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜３重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０．４〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）    ０〜２重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；および
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント
からなり；
Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多い
ガラス組成物が含まれたものである。一部の実施形態では、ＣａＯ含量は０〜１重量パーセントである。０〜１重量パーセントのＣａＯ含量を含む一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３含量は１０重量パーセント以下である。
【００８９】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は、
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１０重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ＞０〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  ０〜５重量パーセント
を含み；
Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２Ｏ含量またはＫ２Ｏ含量のいずれかよりも多い
ガラス組成物が含まれたものである。一部の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で６．７未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。他の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で６未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。さらに他の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で５．８未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。一部の実施形態では、該構成物質は、１ＭＨｚの周波数で５．６未満の誘電定数（Ｄｋ）を有するガラスが得られるように選択される。
【００９０】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ５３．５〜７７重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ４．５〜１４．５重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ４．５〜１８．５重量パーセント；
ＭｇＯ    ４〜１２．５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜１０．５重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜４重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【００９１】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ６０〜７７重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ４．５〜１４．５重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ４．５〜１８．５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１２．５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜３重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【００９２】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    少なくとも６０重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ５〜１１重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ５〜１８重量パーセント；
ＭｇＯ    ５〜１２重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜１０重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜３重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【００９３】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ５〜１０重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    １０〜１８重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１２重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０〜３重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜２重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【００９４】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ６２〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜９重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    １１〜１８重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１１重量パーセント；
ＣａＯ    １〜２重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    １〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜０．５重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜０．５重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜０．５重量パーセント；
Ｆ２    ０．５〜１重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０〜１重量パーセント；および
他の構成物質  合計で０〜５重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【００９５】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ６２〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    約９重量パーセント未満；
Ａｌ２Ｏ３    １０〜１８重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１２重量パーセント；および
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント
を含むガラス組成物であって；
そのガラスが６．７未満の誘電定数（Ｄｋ）および１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度（ＴＦ）を示すガラス組成物が含まれたものである。
【００９６】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
Ｂ２Ｏ３    １４重量パーセント未満；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜４重量パーセント；および
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント
を含むガラス組成物であって；
そのガラスが６．７未満の誘電定数（Ｄｋ）および１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度（ＴＦ）を示すガラス組成物が含まれたものである。
【００９７】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
Ｂ２Ｏ３    ９重量パーセント未満；
Ａｌ２Ｏ３    １１〜１８重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１１重量パーセント；
ＣａＯ    １〜２重量パーセント；および
ＳｉＯ２    ６２〜６８重量パーセント
を含むガラス組成物であって；
そのガラスが６．７未満の誘電定数（Ｄｋ）および１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度（ＴＦ）を示すガラス組成物が含まれたものである。
【００９８】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１３重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１５重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１５重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜３重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０．４〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；および
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント
を含むガラス組成物であって；
そのガラスが５．９未満の誘電定数（Ｄｋ）および１０００ポイズの粘度で１３００℃以下の成形温度（ＴＦ）を示すガラス組成物が含まれたものである。
【００９９】
本発明の一部の実施形態における使用に適したガラス繊維または繊維ガラスストランドの別の例は：
ＳｉＯ２    ６０〜６８重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ７〜１１重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    ９〜１３重量パーセント；
ＭｇＯ    ８〜１３重量パーセント；
ＣａＯ    ０〜３重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０．４〜２重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０〜１重量パーセント；
（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｌｉ２Ｏ）    ０〜２重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０〜１重量パーセント；
Ｆ２    ０〜１重量パーセント；および
ＴｉＯ２    ０〜２重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものである。
【０１００】
上記の本発明の特徴に加えて、または該特徴の代わりに、本発明のガラス組成物の一部の実施形態は、標準的なエレクトロニクス用Ｅ−ガラスよりも小さい散逸率（Ｄｆ）を有するガラスを得るために使用され得る。一部の実施形態では、ＤＦは１ＧＨｚで０．０１５０以下、他の実施形態では１ＧＨｚで０．０１００以下であり得る。
【０１０１】
ガラス組成物の一部の実施形態では、ＤＦは１ＧＨｚで０．００７以下、他の実施形態では１ＧＨｚで０．００３以下、また他の実施形態では１ＧＨｚで０．００２以下である。
【０１０２】
一部の実施形態において、本発明のガラス繊維または繊維ガラスストランドに使用され得るガラス組成物は、比較的低いＣａＯ含量、例えば、約０〜４重量パーセント程度を特徴とするものである。また他の実施形態では、ＣａＯ含量は約０〜３重量パーセント程度であり得る。また他の実施形態では、ＣａＯ含量は約０〜２重量パーセント程度であり得る。一般に、ＣａＯ含量を最小限にすると電気的特性の改善がもたらされ、ＣａＯ含量は、一部の実施形態において、任意選択の構成物質とみなすことができるような低レベルまで低減された。一部の他の実施形態では、ＣａＯ含量は約１〜２重量パーセント程度であり得る。
【０１０３】
他方で、ＭｇＯ含量は、この型のガラスでは比較的高く、一部の実施形態では、ＭｇＯ含量はＣａＯ含量の２倍である（重量パーセント基準で）。本発明の一部の実施形態は、約５．０重量パーセントより多いＭｇＯ含量を有するものであり得、他の実施形態では、ＭｇＯ含量は８．０重量パーセントより多い場合もあり得る。一部の実施形態では、該組成物は、例えば約８〜１３重量パーセント程度のＭｇＯ含量を特徴とするものである。また他の実施形態では、ＭｇＯ含量は約９〜１２重量パーセント程度であり得る。一部の他の実施形態では、ＭｇＯ含量は約８〜１２重量パーセント程度であり得る。また他の一部の実施形態では、ＭｇＯ含量は約８〜１０重量パーセント程度であり得る。
【０１０４】
一部の実施形態において、本発明のガラス繊維または繊維ガラスストランドに使用され得る該組成物は、例えば１６重量パーセント未満である（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量を特徴とするものである。また他の実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量は１３重量パーセント未満である。一部の他の実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量は７〜１６重量パーセントである。また他の一部の実施形態では、（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量は約１０〜１３重量パーセント程度であり得る。
【０１０５】
また他の一部の実施形態では、該組成物は、約９．０程度の（ＭｇＯ＋ＣａＯ）／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量比を特徴とするものであり得る。一部の特定の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量比は約０〜２．０程度であり得る。また他の一部の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量比は約１〜２．０程度であり得る。一部の特定の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量比は約１．０程度であり得る。
【０１０６】
一部の他の実施形態では、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）含量は７０〜７６重量パーセント程度であり得る。また他の実施形態では、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）含量は７０重量パーセント程度であり得る。他の実施形態では、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）含量は７３重量パーセント程度であり得る。さらに他の実施形態では、Ｂ２Ｏ３の重量パーセントに対するＡｌ２Ｏ３の重量パーセントの比は１〜３程度である。一部の他の実施形態では、Ｂ２Ｏ３の重量パーセントに対するＡｌ２Ｏ３の重量パーセントの比は１．５〜２．５程度である。一部の特定の実施形態では、ＳｉＯ２含量は６５〜６８重量パーセント程度である。
【０１０７】
上記のように、先行技術の一部の低Ｄｋ組成物は、実質的な量のＢａＯを含めることが必要であるという不都合を有するが、本発明のガラス組成物の一部の実施形態ではＢａＯは必要とされないことがみとめられ得る。本発明の好都合な電気的特性および製造特性はＢａＯの存在を排除するものではないが、ＢａＯの意図的な含有がないことは、本発明の一部の実施形態のさらなる利点とみなすことができる。したがって、本発明の実施形態は、１．０重量パーセント未満のＢａＯの存在を特徴とするものであり得る。微量不純物量しか存在しない実施形態では、ＢａＯ含量は０．０５重量パーセント以下であることを特徴とするものであり得る。
【０１０８】
本発明のガラス繊維または繊維ガラスストランドに使用され得る組成物には、Ｂ２Ｏ３が、低Ｄｋを達成するために高いＢ２Ｏ３に依存している先行技術アプローチよりも少ない量で含まれている。これにより相当な費用削減がもたらされる。一部の実施形態では、必要なＢ２Ｏ３含量は１３重量パーセント以下、または１２重量パーセント以下である。また、本発明の一部の実施形態は、エレクトロニクス用Ｅ−ガラスのＡＳＴＭの定義に含まれるもの、すなわちＢ２Ｏ３が１０重量パーセント以下である。
【０１０９】
一部の実施形態において、該組成物は、例えば約５〜１１重量パーセント程度のＢ２Ｏ３含量を特徴とするものである。一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３含量は６〜１１重量パーセントであり得る。Ｂ２Ｏ３含量は、一部の実施形態では６〜９重量パーセントであり得る。一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３含量は５〜１０重量パーセントであり得る。一部の他の実施形態では、Ｂ２Ｏ３含量は９重量パーセントより多くない。また他の一部の実施形態では、Ｂ２Ｏ３含量は８重量パーセントより多くない。
【０１１０】
一部の実施形態において、本発明のガラス繊維または繊維ガラスストランドに使用され得る組成物は、例えば約５〜１８重量パーセント程度のＡｌ２Ｏ３含量を特徴とするものである。Ａｌ２Ｏ３含量は、一部の実施形態では９〜１８重量パーセントであり得る。また他の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３含量は約１０〜１８重量パーセント程度である。一部の他の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３含量は約１０〜１６重量パーセント程度である。また他の一部の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３含量は約１０〜１４重量パーセント程度である。一部の特定の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３含量は約１１〜１４重量パーセント程度である。
【０１１１】
一部の実施形態において、Ｌｉ２Ｏは任意選択の構成物質である。一部の実施形態では、該組成物は、例えば約０．４〜２．０重量パーセント程度のＬｉ２Ｏ含量を特徴とするものである。一部の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ含量は（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量よりも多い。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量は２重量パーセントより多くない。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量は約１〜２重量パーセント程度である。
【０１１２】
一部の特定の実施形態では、本発明の組成物は、例えば約０〜１重量パーセント程度のＴｉＯ２含量を特徴とするものである。
【０１１３】
上記に示した組成物の一部の実施形態において、該構成物質は、標準的なＥ−ガラスのものより小さい誘電定数を有するガラスが得られるように釣り合いが取られる。比較のための標準的なエレクトロニクス用Ｅ−ガラスに関して、これは１ＭＨｚの周波数で約６．７未満であり得る。他の実施形態では、誘電定数（Ｄｋ）は１ＭＨｚの周波数で６未満であり得る。他の実施形態では、誘電定数（Ｄｋ）は１ＭＨｚの周波数で５．８未満であり得る。さらなる実施形態は、１ＭＨｚの周波数で５．６未満またはさらに小さい誘電定数（Ｄｋ）を示すものである。他の実施形態では、誘電定数（Ｄｋ）は１ＭＨｚの周波数で５．４未満であり得る。また他の実施形態では、誘電定数（Ｄｋ）は１ＭＨｚの周波数で５．２未満であり得る。また他の実施形態では、誘電定数（Ｄｋ）は１ＭＨｚの周波数で５．０未満であり得る。
【０１１４】
また、上記に示した組成物は、ガラス繊維の実用的な商業的製造につながる望ましい温度−粘度関係を有するものであり得る。一般に、該繊維の作製には、先行技術の組成物のＤ−ガラスタイプと比べてより低温が必要とされる。望ましい特性はいくつかの様式で表示され得、該特性は、本明細書に記載の組成物の一部の実施形態によって単独または組合せで得られ得る。例えば、１０００ポイズの粘度で１３７０℃以下の成形温度（ＴＦ）を示す上記に示した範囲内の一部の特定のガラス組成物が作製され得る。一部の実施形態のＴＦは１３２０℃以下、または１３００℃以下、または１２９０℃以下、または１２６０℃以下、または１２５０℃以下である。また、このような組成物には、成形温度と液相線温度（ＴＬ）の差が正の値であるガラスも包含され得、一部の実施形態では成形温度は液相線温度よりも少なくとも５５℃高く、これは、このようなガラス組成物からの繊維の商業的製造に好都合である。
【０１１５】
一般に、ガラス繊維または繊維ガラスストランドを形成するために使用されるガラス組成物のアルカリ酸化物含量を最小限にすることによりＤｋの低下が補助され得る。Ｄｋの低減を最適化することが所望される実施形態では、総アルカリ酸化物はガラス組成物の２重量パーセント以下であり得る。一部の実施形態では、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏを最小限にすることは、これとの関連においてＬｉ２Ｏよりも有効であることがわかった。アルカリ酸化物の存在は、一般的に低い成形温度をもたらす。したがって、比較的低い成形温度を得ることが優先事項である本発明の実施形態では、Ｌｉ２Ｏを有意な量、例えば少なくとも０．４重量パーセントで含める。この目的のため、一部の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ含量がＮａ２ＯまたはＫ２Ｏのいずれかの含量よりも多く、他の実施形態では、Ｌｉ２Ｏ含量はＮａ２ＯとＫ２Ｏの含量の合計よりも多く、一部の実施形態では２倍以上多い。
【０１１６】
一部の実施形態の好都合な一態様は、繊維ガラス産業における慣用的な構成物質およびその原料供給源が高価な相当な量の構成物質の回避に依存するものである。この態様では、本発明のガラスの組成の定義で明示したものに加えた構成物質が、必要ではないが５重量パーセントより多くない総量で含有され得る。このような任意選択の構成物質としては、溶融助剤、清澄助剤、着色剤、微量不純物およびガラス作製の当業者に公知の他の添加剤が挙げられる。一部の先行技術の低Ｄｋガラスと比べて、本発明の組成物にはＢａＯは必要とされないが、少量のＢａＯ（例えば、約１重量パーセントまで）が含まれることは排除され得ない。同様に、本発明では多量のＺｎＯは必要とされないが、一部の実施形態では、少量（例えば、約２．０重量パーセントまで）が含有されることがあり得る。任意選択の構成物質が最小限である本発明の実施形態では、任意選択の構成物質の総量は２重量パーセント以下、または１重量パーセント以下である。あるいはまた、本発明の一部の実施形態は、本質的に名称を挙げた構成物質からなるということができる。
【０１１７】
バッチ成分の選択およびそのコストは、その純度要件に有意に依存する。例えばＥ−ガラスの作製のための典型的な市販の成分には、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｆｅ２Ｏ３またはＦｅＯ、ＳｒＯ、Ｆ２、ＴｉＯ２、ＳＯ３などの不純物が種々の化学形態で含有されている。このような不純物に由来するカチオンのほとんどは、ガラスのＳｉＯ２および／またはＢ２Ｏ３と非架橋酸素を形成することによってガラスのＤｋを増大させ得るものである。
【０１１８】
また、スルフェート（ＳＯ３と示す）は清澄剤として存在してもよい。また、原料由来または溶融プロセス中での混入による少量の不純物、例えば、ＳｒＯ、ＢａＯ、Ｃｌ２、Ｐ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、またはＮｉＯ（これらの特定の化学形態に限定されない）が存在することもあり得る。また、他の清澄剤および／または加工助剤、例えば、Ａｓ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、Ｓｂ２Ｏ３、またはＳｎＯ２（これらの特定の化学形態に限定されない）が存在してもよい。このような不純物および清澄剤は、存在する場合、各々、典型的には、ガラス組成物の総量の０．５重量％未満の量で存在する。任意選択で、元素の周期表の希土類族の元素、例えば、原子番号２１（Ｓｃ）、３９（Ｙ）、および５７（Ｌａ）〜７１（Ｌｕ）を本発明の組成物に添加してもよい。これらは、加工助剤としての、またはガラスの電気的、物理的（熱的もしくは光学的）、機械的および化学的特性を改善するためのいずれかの機能を果たし得る。希土類添加剤は、元の化学形態および酸化状態を考慮して含有され得る。希土類元素の添加は、低濃度であってもバッチコストが増大し得るため、特に、原料コストを最小限にする目的を有する本発明の実施形態では任意選択とみなされる。いずれの場合も、典型的には、そのコストによって、希土類成分（酸化物として測定）が、含有される場合は、ガラス組成物の総量の約０．１〜１．０重量％以下の量で存在することが決定され得る。
【０１１９】
ガラス繊維、繊維ガラスストランド、およびかかる繊維またはストランドが組み込まれた他の製品は、本発明の一部の実施形態において、特に、Ｅ−ガラス繊維、Ｅ−ガラスで形成された繊維ガラスストランドおよび関連製品と比べて望ましい機械的特性を示すものであり得る。例えば、本発明のガラス繊維の一部の実施形態は、特にＥ−ガラス繊維と比較した場合、比較的高い比強度または比較的高い比弾性率を有するものであり得る。比強度は、引張強度（単位：Ｎ／ｍ２）を単位体積重量（単位：Ｎ／ｍ３）で除算したものをいう。比弾性率は、ヤング率（単位：Ｎ／ｍ２）を単位体積重量（単位：Ｎ／ｍ３）で除算したものをいう。比較的高い比強度および／または比較的高い比弾性率を有するガラス繊維が、機械的特性または製品性能の増大とともに複合材の全体重量の低減が望まれる用途において望ましいものであり得る。かかる複合材の例は上記に示しており、例えば、航空宇宙または航空機産業用途（例えば、飛行機内部の床）、風力エネルギー用途（例えば、風車の羽根）、繊維−金属積層体用途などが挙げられる。機械的特性の別の例として、ロービングの形態の本発明の繊維ガラスストランドの一部の実施形態は、Ｅ−ガラス繊維ガラスストランドが組み込まれたロービング（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ２３４３によると３５０〜４００ｋｓｉ程度）と比べて増大した引張強度（例えば、一部の実施形態では、ＡＳＴＭ  Ｄ２３４３によると４００〜４３０ｋｓｉ程度）を示すものであり得る。
【０１２０】
当該技術分野で公知であるように、形成後、ガラス繊維は、典型的には、少なくとも一部分がサイジング組成物でコーティングされる。一般に、本発明の繊維ガラスストランド、布、複合材、積層体およびプリプレグを形成するために使用されるガラス繊維は、サイジング組成物で少なくとも一部分をコーティングする。当業者には、いくつかの要素、例えば、サイジング組成物の性能特性、得られる布に所望される柔軟性、コストなど、および他の要素に基づいて、ガラス繊維のための多くの市販のサイジング組成物のうちの１つが選択され得る。本発明の一部の実施形態に使用され得る市販のサイジング組成物の非限定的な例としては、単一端ロービングに対して多くの場合で使用されるサイジング組成物（Ｈｙｂｏｎ  ２０２６、Ｈｙｂｏｎ  ２００２、Ｈｙｂｏｎ  １３８３、Ｈｙｂｏｎ  ２００６、Ｈｙｂｏｎ  ２０２２、Ｈｙｂｏｎ  ２０３２、Ｈｙｂｏｎ  ２０１６、およびＨｙｂｏｎ  １０６２など）、ならびにヤーンに対して多くの場合で使用されるサイジング組成物（１３８３、６１１、９００、６１０、６９５、および６９０など、これらは各々、ＰＰＧ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている製品のためのサイジング組成物を示す）が挙げられる。
【０１２１】
上記のように、本発明の一部の実施形態は布が含まれたものであり得る。強化用途のための当業者に公知の任意の適当な布設計が使用され得る。好適な布としては、標準的なテキスタイル設備（例えば、レピア、プロジェクタイル、エアジェット織機）を用いて作製される布が挙げられ得る。かかる布の非限定的な例としては、平織、綾織、千鳥綾織、および朱子織が挙げられる。また、ステッチボンディング織物またはノンクリンプ織物も本発明の一部の実施形態において使用され得る。かかる布としては、例えば、一方向、二軸および三軸ノンクリンプ織物が挙げられ得る。また、３Ｄ織物も本発明の一部の実施形態において使用され得る。かかる布は、開口（ｓｈｅｄｄｉｎｇ）を有する多層縦糸エンドを用いて、ドビーまたはジャカードヘッドのいずれかの使用を伴って作製され得る。
【０１２２】
上記のように、本発明の複合材は、縦糸と横糸が含まれたものであり得る。強化用途のための当業者に公知の任意の適当な縦糸と横糸が使用され得る。一部の実施形態では、例えば、縦糸は、Ｇ７５ヤーン、ＤＥ７５ヤーン、ＤＥ１５０ヤーン、および／またはＧ１５０ヤーンが含まれたものであり得る。
【０１２３】
上記のように、本発明の複合材は、一部の実施形態において高分子樹脂が含まれたものであり得る。さまざまな高分子樹脂が使用され得る。強化用途に有用であることが公知である高分子樹脂は、一部の実施形態において特に有用であり得る。一部の実施形態では、高分子樹脂は熱硬化型樹脂を含むものであり得る。本発明の一部の実施形態に有用な熱硬化型樹脂系としては、限定されないが、エポキシ樹脂系、フェノール系樹脂、ポリエステル、ビニルエステル、熱硬化型ポリウレタン、ポリジシクロペンタジエン（ｐＤＣＰＤ）樹脂、シアン酸エステル、およびビス−マレイミドが挙げられ得る。一部の実施形態では、高分子樹脂はエポキシ樹脂を含むものであり得る。他の実施形態では、高分子樹脂は熱可塑性樹脂を含むものであり得る。本発明の一部の実施形態に有用な熱可塑性ポリマーとしては、限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド（例えば、ナイロン）、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（ＴＰＵ）、ポリフェニレンスルフィド、およびポリエーテルエーテルケトン（ｋｅｔｅｏｎｅ）（ＰＥＥＫ）が挙げられる。本発明の一部の実施形態に有用な市販の高分子樹脂の非限定的な例としては、ＥＰＩＫＯＴＥ  Ｒｅｓｉｎ  ＭＧＳ（登録商標）ＲＩＭＲ  １３５エポキシとＥｐｉｋｕｒｅ  ＭＧＳ  ＲＩＭＨ  １３６６硬化剤（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，Ｏｈｉｏ）より入手可能）、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｅｒａｍｉｃ  ＭＭＦＣＳ２エポキシ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｅｒａｍｉｃ，Ｉｎｃ．（Ｂｅｎｉｃｉａ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）より入手可能）、およびＥＰ２５５変性エポキシ（Ｂａｒｒｄａｙ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（Ｍｉｌｌｂｕｒｙ，ＭＡ）より入手可能）が挙げられる。
【実施例】
【０１２４】
実施例
次に、一部の例示的な本発明の実施形態を、以下の具体的で非限定的な実施例において実例を示す。
【０１２５】
実施例１
本発明の一部の実施形態に有用なガラス組成物のいくつかの特性を、制御的加工条件下で、当業者に公知の慣用的な試験方法を用いて測定した。測定したいくつかの特性を表１に示す。標準的なＥ−ガラスおよび市販のＮＥ−ガラスの特性も参考のために含めている。市販のＮＥ−ガラスについて示した特性は文献からのものである。表１のデータは、本発明における使用に適したガラス繊維が、Ｅ−ガラスと比べて改善された熱的、化学的および機械的安定性を示していることを示す。ＮＥ−繊維と比較すると、本発明における使用に適したガラス繊維は３０％強度が高く、２５％剛性が高い。ｘ線蛍光分光法によって測定すると、表１の試験片１のガラス繊維は、
ＳｉＯ２    ６３．０２±０．２５重量パーセント；
Ｂ２Ｏ３    ９．３９±０．１５重量パーセント；
Ａｌ２Ｏ３    １１．６０±０．１０重量パーセント；
ＭｇＯ    １１．０６±０．１５重量パーセント；
ＣａＯ    ２．５４±０．１０重量パーセント；
Ｎａ２Ｏ    ０．３８±０．０２重量パーセント；
Ｋ２Ｏ    ０．１２±０．０１重量パーセント；
Ｆｅ２Ｏ３    ０．２５±０．０５重量パーセント；
Ｆ２    ０．７２±０．１５重量パーセント；
ＴｉＯ２    ０．１０±０．０１重量パーセント；
Ｌｉ２Ｏ    ０．８１±０．０５；および
ＳＯ３    ０．０２重量パーセント
を含むガラス組成物が含まれたものであった。
【０１２６】
【表１】
2013542904.tif 000002
【０１２７】
実施例２
この実施例では、本発明の繊維ガラスストランドで形成されたヤーン（「試験片ヤーン」）のヤーン破断荷重を、従来の６２１ガラス組成物で形成された繊維ガラスストランドで作製されたヤーン（「６２１ヤーン」）と比較した。各ヤーンを、公称直径が７ミクロンのおよそ２００本のフィラメントを有する単一の繊維ガラスストランドで形成した。形成後、ガラス繊維を従来のデンプン油サイジング組成物でコーティングした。繊維ガラスストランドを乾燥させ、次いで、ｚ方向に１インチあたり１回転撚ってヤーンを形成し、次いで、これを、縦糸方向に１インチあたり６０ピックおよび横糸方向に１インチあたり５８ピックを有する平織スタイル布に製織した。
【０１２８】
次いで、布の破断荷重をＡＳＴＭ  ５０５３を用いて測定した。布の１インチ幅、６インチ長さの細片にペーパータブを取り付け、ユニバーサル試験フレームで破断するまで１２インチ／分の速度で負荷をかけた。布１つあたり合計１２回の破断荷重の測定を行なった。試験片ヤーンで作製された布細片の平均破断荷重は１９７．５ｌｂｆであり、６２１ヤーンで作製された布細片の平均破断荷重は１８１．７ｌｂｆであった。次いで、布をヒートクリーニングし、同じ慣用的な手法を用いて仕上げを行なった。ヒートクリーニングおよび仕上げ後、布細片の破断荷重を、ＡＳＴＭ  ５０３５を用いて再度測定した。合計１２回の破断荷重の測定を行なった。試験片布の平均破断荷重は１１９．５ｌｂｆであり、６２１布の平均破断荷重は８５．１ｌｂｆであった。６２１布の破断荷重保持力（ヒートクリーニング／仕上げ後の破断荷重をヒートクリーニング／仕上げ前の破断荷重で除算して１００を乗算）は４６．８％であった。試験片布の破断荷重保持力（ヒートクリーニング／仕上げ後の破断荷重をヒートクリーニング／仕上げ前の破断荷重で除算）は６０．５％であり、６２１布と比べて破断荷重の改善が示された。
【０１２９】
実施例３
本発明の積層体の引張特性および衝撃特性を、従来のガラス組成物が含まれたガラス繊維で作製された積層体のものと比較した。この実施例では、布は、本発明のガラス組成物を有する繊維ガラスストランドで作製された縦糸と横糸が使用された織布（「試験片布」）とした。比較布は、標準的なＥ−ガラスヤーンで形成した（「Ｅ−ガラス布」）。布に関するさらなる詳細を表２に示す。
【０１３０】
【表２】
2013542904.tif 000003
【０１３１】
次いで、予備含浸布を積層体に、真空補助圧縮成形を用いて組み込んだ。使用した高分子樹脂は、Ｂａｒｒｄａｙ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（Ｍｉｌｌｂｕｒｙ，ＭＡ）製のＥＰ２５５変性エポキシ樹脂であった。１０層の布層を各積層体に組み込んだ。表３の加工条件を真空補助圧縮成形設定に使用した：
【０１３２】
【表３】
2013542904.tif 000004
【０１３３】
複合材のガラス転移温度（Ｔｇ）の測定によって樹脂の充分な硬化を確認した（試験片積層体では１１５．０３℃、Ｅ−ガラス積層体では１１６．５７℃）。試験片積層体の繊維重量分率は６５．７２％ガラスであり、Ｅ−ガラス積層体の繊維重量分率は６７．３９％ガラスであった。
【０１３４】
積層体の引張特性をＩＳＯ  ５２７−４に従って測定した。５つの試験片積層体と５つのＥ−ガラス積層体を分析した。データの初期評価では、Ｅ−ガラス積層体と比べて試験片積層体の平均引張破断歪み（ａｖｅｒａｇｅ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ  ｔｏ  ｆａｉｌｕｒｅ）のわずかな増大が示された（２．１５％対１．９５％）。また、試験片積層体ではわずかに引張強度が高く、引張弾性率が低いことも示された。しかしながら、このような傾向は、分散分析（ＡＮＯＶＡ）を行なった後、統計学的に有意とはみなされ得なかった。
【０１３５】
また、積層体の衝撃特性を、３／８”半球形インパクターおよび計装化衝撃試験機を用いて、同等厚さの供試体においてＡＳＴＭ  ３７６３に従って測定した。試験片積層体とＥ−ガラス積層体の衝撃特性は有意に異なることが観察された。すべての場合で、試験片積層体では、衝撃性能の有意な増大（最大負荷での高エネルギーおよび試験片によって吸収された総エネルギーによって示される）がもたらされた。最大負荷に対する平均エネルギーは、試験片積層体では３０．９８４ジュール、Ｅ−ガラス積層体では１４．２０４ジュールであった。吸収された平均総エネルギーは、試験片積層体では３５．３４ジュール、Ｅ−ガラス積層体では２６．７６ジュールであった。したがって、試験片積層体では、同じ衝撃速度に供したとき、Ｅ−ガラス積層体よりも平均３２％多くのエネルギーが吸収された。さらに、試験片積層体では、Ｅ−ガラス積層体よりも示された損傷がずっと少なく、貫通に至らなかった。
【０１３６】
実施例４
この実施例のガラスは、試薬等級の粉末形態の化学物質の混合物を、１０％Ｒｈ／Ｐｔるつぼ内で１５００℃〜１５５０℃（２７３２°Ｆ〜２８２２°Ｆ）の温度で４時間溶融させることにより作製した。各バッチは約１２００グラムとした。４時間の溶融期間後、溶融ガラスを鋼板上に注入して急冷した。Ｂ２Ｏ３の揮発減損（典型的には、１２００グラムのバッチサイズで、実験室バッチ溶融条件において目標総Ｂ２Ｏ３濃度の約５％）を補うため、バッチの計算におけるホウ素保持因子を９５％に設定した。他の揮発性種（フッ化物およびアルカリ酸化物など）は、ガラス中において低濃度であるため、バッチにおいてその放出減損を調整しなかった。実施例の組成物は、バッチどおり（ａｓ−ｂａｔｃｈｅｄ）の組成を表す。ガラスの調製において、Ｂ２Ｏ３を充分に調整して試薬化学物質を使用したため、表示したバッチどおりの組成は、測定された組成に近いとみなされる。
【０１３７】
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  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  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”を用いることによって測定した。
【０１３８】
４０ｍｍの直径および１〜１．５ｍｍの厚さを有する各ガラス試験片の研磨ディスクを電気的特性および機械的特性の測定に使用し、これは焼鈍ガラスで作製した。各ガラスの誘電定数（Ｄｋ）と散逸率（Ｄｆ）を、１ＭＨｚから１ＧＨｚまでで、ＡＳＴＭ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｄ１５０  “Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ａ−Ｃ  Ｌｏｓｓ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ）ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ”によって測定した。この手順に従い、試験片はすべて、２５℃で５０％湿度下にて４０時間プレコンディショニングした。ガラス密度についてＡＳＴＭ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｃ７２９  “Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｓｉｎｋ−Ｆｌｏａｔ  Ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ，”を用いて選択的試験を行ない、試験のために試験片はすべて焼鈍した。
【０１３９】
選択した組成物について、微小圧痕法を使用し、ヤング率（圧痕負荷−圧痕深さの曲線の最初の傾きから、圧子除荷サイクルにおいて）、および微小硬さ（最大圧痕負荷と最大圧痕深さから）を測定した。該試験には、同じディスク試験片（ＤｋおよびＤｆについて試験しておいた）を使用した。５回の圧痕測定を行ない、平均ヤング率と微小硬さのデータを得た。微小圧痕装置は、ＢＫ７という製品名の市販の標準参照ガラスブロックを用いて較正した。この参照ガラスは、ヤング率９０．１ＧＰａ（１つの標準偏差は０．２６ＧＰａ）および微小硬さ４．１ＧＰａ（１つの標準偏差は０．０２ＧＰａ）を有するものである（すべて５回の測定に基づく）。
【０１４０】
実施例のすべての組成の値は重量パーセントで示している。以下の表において、「Ｅ」はヤング率を示し；「Ｈ」は微小硬さを示し；σｆはフィラメント強度を示し；「Ｓｔｄ」は標準偏差を示す。
【０１４１】
表４  組成
試験片１〜８は、重量パーセンテージでのガラス組成（表４）：ＳｉＯ２  ６２．５〜６７．５％、Ｂ２Ｏ３  ８．４〜９．４％、Ａｌ２Ｏ３  １０．３〜１６．０％、ＭｇＯ  ６．５〜１１．１％、ＣａＯ  １．５〜５．２％、Ｌｉ２Ｏ  １．０％、Ｎａ２Ｏ  ０．０％、Ｋ２Ｏ  ０．８％、Ｆｅ２Ｏ３  ０．２〜０．８％、Ｆ２  ０．０％、ＴｉＯ２  ０．０％、およびスルフェート（ＳＯ３と示す）０．０％を示す。
【０１４２】
ガラスは、１ＭＨｚで５．４４〜５．６７のＤｋおよび０．０００６〜０．００３１のＤｆ、１ＧＨｚ周波数で５．４７〜６．６７のＤｋおよび０．００４８〜０．００７７のＤｆを有するものであることがわかった。シリーズＩＩＩの組成物の電気的特性では、標準的なＥ−ガラス（１ＭＨｚで７．２９のＤｋおよび０．００３のＤｆ、１ＧＨｚで７．１４のＤｋおよび０．０１６８のＤｆを有する）と比べて有意に小さい（すなわち、改善された）ＤｋおよびＤｆが示されている。
【０１４３】
繊維成形特性に関して、表４の組成物は、１３００〜１３７２℃の成形温度（ＴＦ）および８９〜２２２℃の成形ウィンドウ（ＴＦ−ＴＬ）を有する。これは、標準的なＥ−ガラス（典型的には１１７０〜１２１５℃の範囲のＴＦを有する）に匹敵し得る。繊維成形においてのガラスの失透を抑制するためには、５５℃より大きい成形ウィンドウ（ｆｏｒｍｉｎｇ  ｗｉｎｄｏｗ）（ＴＦ−ＴＬ）が望ましい。表４の組成物はすべて、満足な成形ウィンドウを示している。表４の組成物はＥ−ガラスよりも高い成形温度を有するが、Ｄ−ガラス（典型的には、約１４１０℃）よりも有意に低い成形温度を有する。
【０１４４】
【表４】
2013542904.tif 000005
【０１４５】
表５  組成
試験片９〜１５は、ガラス組成：ＳｉＯ２  ６０．８〜６８．０％、Ｂ２Ｏ３  ８．６〜１１．０％、Ａｌ２Ｏ３  ８．７〜１２．２％、ＭｇＯ  ９．５〜１２．５％、ＣａＯ  １．０〜３．０％、Ｌｉ２Ｏ  ０．５〜１．５％、Ｎａ２Ｏ  ０．５％、Ｋ２Ｏ  ０．８％、Ｆｅ２Ｏ３  ０．４％、Ｆ２  ０．３％、ＴｉＯ２  ０．２％、およびスルフェート（ＳＯ３と示す）０．０％を示す。
【０１４６】
ガラスは、１ＭＨｚで５．５５〜５．９５のＤｋおよび０．０００２〜０．００１３のＤｆ、１ＧＨｚ周波数で５．５４〜５．９４のＤｋおよび０．００４０〜０．００５８のＤｆを有するものであることがわかった。表５の組成物の電気的特性では、標準的なＥ−ガラス（１ＭＨｚで７．２９のＤｋおよび０．００３のＤｆ、１ＧＨｚで７．１４のＤｋおよび０．０１６８のＤｆを有する）と比べて有意に小さい（改善された）ＤｋおよびＤｆが示されている。
【０１４７】
機械的特性に関して、表５の組成物は、８６．５〜９１．５ＧＰａのヤング率および４．０〜４．２ＧＰａの微小硬さを有し、どちらも、標準的なＥガラス（８５．９ＧＰａのヤング率および３．８ＧＰａの微小硬さを有する）と同等であるか、またはより高い。また、表５の組成物のヤング率もＤ−ガラス（文献データに基づくと約５５ＧＰａ）より有意に高い。
【０１４８】
繊維成形特性に関して、表５の組成物は、１２２４〜１３６５℃の成形温度（ＴＦ）および６〜１０５℃の成形ウィンドウ（ＴＦ−ＴＬ）を有するのに対して、標準的なＥ−ガラスは１１７０〜１２１５℃の範囲のＴＦを有する。表５の組成物の一部のものは（すべてではないが）、５５℃より大きい成形ウィンドウ（ＴＦ−ＴＬ）を有し、これは、一部の状況において、商業的繊維成形操作におけるガラスの失透を回避するために好ましいとみなされる。表５の組成物は、Ｄ−ガラス（１４１０℃）のものより低いがＥ−ガラスより高い成形温度を有する。
【０１４９】
【表５】
2013542904.tif 000006
【０１５０】
【表６−１】
2013542904.tif 000007
【０１５１】
【表６−２】
2013542904.tif 000008
【０１５２】
【表７】
2013542904.tif 000009
【０１５３】
試験片２９〜６２は、重量パーセンテージでのガラス組成（表８）：ＳｉＯ２  ５３．７４〜７６．９７％、Ｂ２Ｏ３  ４．４７〜１４．２８％、Ａｌ２Ｏ３  ４．６３〜１５．４４％、ＭｇＯ  ４．２０〜１２．１６％、ＣａＯ  １．０４〜１０．１５％、Ｌｉ２Ｏ  ０．０〜３．２％、Ｎａ２Ｏ  ０．０〜１．６１％、Ｋ２Ｏ  ０．０１〜０．０５％、Ｆｅ２Ｏ３  ０．０６〜０．３５％、Ｆ２  ０．４９〜１．４８％、ＴｉＯ２  ０．０５〜０．６５％、およびスルフェート（ＳＯ３と示す）０．０〜０．１６％を示す。
【０１５４】
試験片２９−６２は、重量パーセンテージでのガラス組成（表８）を示し、ここで、（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量は７．８１〜１６．００％であり、ＣａＯ／ＭｇＯ比は０．０９〜１．７４％であり、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）含量は６７．６８〜８１．４４％であり、Ａｌ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３比は０．９０〜１．７１％であり、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量は０．０３〜３．３８％であり、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）比は０．００〜０．９５％である。
【０１５５】
機械的特性に関して、表８の組成物は、２．３３１〜２．４１６ｇ／ｃｍ３の繊維密度および３０５０〜３５７８ＭＰａの平均繊維引張強度（または繊維強度）を有する。
【０１５６】
繊維引張強度を測定するため、ガラス組成物製の繊維試験片を、１０Ｒｈ／９０Ｐｔシングルチップ繊維延伸ユニットで作製した。およそ８５グラムの所与の組成物のカレットをブッシング溶融ユニット内に供給し、１００ポイズ溶融粘度に近いまたは同等の温度に２時間コンディショニングした。続いて、この溶融物を１０００ポイズ溶融粘度に近いまたは同等の温度まで下げ、１時間安定化させた後、繊維の延伸を行なった。繊維直径は、繊維延伸巻き取り機の速度を制御することによって、およそ１０μｍ直径の繊維が作製されるように制御した。繊維試験片はすべて、いかなる異物との接触なく空中で捕捉した。繊維の延伸は４０〜４５％ＲＨの制御湿度下の室内で終了させた。
【０１５７】
繊維引張強度は、ＫａｗａｂａｔａＣ型負荷セルを備えたＫａｗａｂａｔａ  ＫＥＳ−Ｇ１（カトーテック株式会社，日本）引張強度解析装置を用いて測定した。繊維試験片をふち付（ｆｒａｍｉｎｇ）ペーパーストリップ上に樹脂接着剤を用いてのせた。繊維に対して破断されるまで張力を適用し、これにより、繊維直径と破断応力に基づいて繊維強度を求めた。試験は、室温にて４０〜４５％ＲＨの制御された湿度下で行なった。平均値と標準偏差を、各組成物について６５〜７２本の繊維試験片サイズに基づいてコンピュータで算出した。
【０１５８】
ガラスは、１ＧＨｚで４．８３〜５．６７のＤｋおよび０．００３〜０．００７のＤｆを有するものであることがわかった。表８の組成物の電気的特性では、標準的なＥ−ガラス（１ＧＨｚで７．１４のＤｋおよび０．０１６８のＤｆを有する）と比べて有意に小さい（すなわち、改善された）ＤｋおよびＤｆが示されている。
【０１５９】
繊維成形特性に関して、表８の組成物は、１２４７〜１４３９℃の成形温度（ＴＦ）および５３〜２４３℃の成形ウィンドウ（ＴＦ−ＴＬ）を有する。表８の組成物は、１０５８〜１２７９℃の液相線温度（ＴＬ）を有する。これは、標準的なＥ−ガラス（典型的には１１７０〜１２１５℃の範囲のＴＦを有する）に匹敵し得る。繊維成形におけるガラスの失透を抑制するためには、５５℃より大きい成形ウィンドウ（ＴＦ−ＴＬ）が場合によっては望ましい。表８の組成物はすべて、満足な成形ウィンドウを示している。
【０１６０】
【表８−１】
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【０１６１】
【表８−２】
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【０１６２】
【表８−３】
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【０１６３】
【表８−４】
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【０１６４】
【表８−５】
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【０１６５】
【表８−６】
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【０１６６】
【表８−７】
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【０１６７】
試験片６３〜７３は、重量パーセンテージでのガラス組成（表９）：ＳｉＯ２  ６２．３５〜６８．３５％、Ｂ２Ｏ３  ６．７２〜８．６７％、Ａｌ２Ｏ３  １０．５３〜１８．０４％、ＭｇＯ  ８．１４〜１１．４４％、ＣａＯ  １．６７〜２．１２％、Ｌｉ２Ｏ  １．０７〜１．３８％、Ｎａ２Ｏ  ０．０２％、Ｋ２Ｏ  ０．０３〜０．０４％、Ｆｅ２Ｏ３  ０．２３〜０．３３％、Ｆ２  ０．４９〜０．６０％、ＴｉＯ２  ０．２６〜０．６１％、およびスルフェート（ＳＯ３と示す）０．０％を示す。
【０１６８】
試験片６３〜７３は、重量パーセンテージでのガラス組成（表９）を示し、ここで、（ＭｇＯ＋ＣａＯ）含量は９．８１〜１３．３４％であり、ＣａＯ／ＭｇＯ比は０．１６〜０．２０であり、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）含量は６９．５９〜７６．０２％であり、Ａｌ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３比は１．３７〜２．６９であり、（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）含量は１．０９〜１．４０％であり、Ｌｉ２Ｏ／（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）比は０．９８である。
【０１６９】
機械的特性に関して、表９の組成物は、２．３７１〜２．４０７ｇ／ｃｍ３の繊維密度および３７３０〜４０７６ＭＰａの平均繊維引張強度（または繊維強度）を有する。表９の組成物で作製された繊維の繊維引張強度を表８の組成物に関して測定した繊維引張強度と同様にして測定した。
【０１７０】
該組成物で形成された繊維は、７３．８４〜８１．８０ＧＰａの範囲のヤング率（Ｅ）の値を有することがわかった。繊維のヤング率（Ｅ）の値は、繊維に対する超音波弾性率法を用いて測定した。記載の組成を有するガラス溶融物を延伸した繊維の弾性率の値は、音響超音波パルス手法を使用し、Ｐａｎａｔｈｅｒｍ  ５０１０機器（Ｐａｎａｍｅｔｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｗａｌｔｈａｍ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）製）で測定した。伸縮波反射時間は、２０マイクロ秒の持続時間、２００ｋＨｚのパルスを用いて得た。
試験片の長さを測定し、それぞれの伸縮波速度（ＶＥ）を計算した。繊維密度（ρ）は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  ＡｃｃｕＰｙｃ  １３３０比重瓶を用いて測定した。
一般に、各組成物に対して２０回の測定を行ない、式Ｅ＝ＶＥ２×ρに従って平均ヤング率（Ｅ）を計算した。繊維の破断歪みは、公知の繊維強度とヤング率の値に基づいてフックの法則を用いて計算した。
【０１７１】
ガラスは、１ＧＨｚで５．２０〜５．５４のＤｋおよび０．００１０〜０．００２０のＤｆを有するものであることがわかった。表９の組成物の電気的特性では、標準的なＥ−ガラス（１ＧＨｚで７．１４のＤｋおよび０．０１６８のＤｆを有する）と比べて有意に小さい（すなわち、改善された）ＤｋおよびＤｆが示されている。
【０１７２】
繊維成形特性に関して、表９の組成物は、１３０３〜１３８８℃の成形温度（ＴＦ）および５１〜１４４℃の成形ウィンドウ（ＴＦ−ＴＬ）を有する。
【０１７３】
【表９−１】
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【０１７４】
【表９−２】
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【０１７５】
種々の（必ずしもすべてではないが）本発明の実施形態によって示され得る望ましい特性としては、限定されないが、以下のもの：比較的低密度を有するガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、複合材および積層体の提供；比較的高い弾性率を有するガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、複合材および積層体の提供；比較的高い破断歪みを有するガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、複合材および積層体の提供；強化用途に有用なガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、複合材、積層体およびプリプレグの提供；ならびに強化用途のための他のガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、複合材、積層体およびプリプレグと比べて比較的低コストを有するガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、複合材、積層体およびプリプレグの提供が挙げられ得る。
【０１７６】
本発明の種々の実施形態を、本発明の種々の目的の達成において説明した。これらの実施形態は、本発明の原理の例示にすぎないことを認識されたい。その数多くの改変および適合が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく当業者に容易に自明である。
【国際調査報告】
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