(57)【要約】繊維形成に適した低レベルのＬｉ２Ｏを有するガラス組成物および高弾性率を有するガラス繊維が開示される。そのガラス組成物は、約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むことができる。場合によっては、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセントまでのＬｉ２Ｏを含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に１．５重量パーセントまでの量で存在することができる。ガラス組成物は、様々な他の繊維ガラス製品（例えば、ストランド、ロービング、ファブリック等）、および様々な複合材に組み込むことができるガラス繊維を形成するために使用することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、
約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、
約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、
約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、
１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、
１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および
約０〜約０．５重量パーセントのＬｉ２Ｏ
を含む、繊維形成に適したガラス組成物であって、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲である、ガラス組成物。
【請求項２】
ＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）が、約１．７〜約２．０の範囲である、請求項１に記載のガラス組成物。
【請求項３】
ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３に対する比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）が、約３．５〜約４．５の範囲である、請求項１または２に記載のガラス組成物。
【請求項４】
前記（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲である、請求項１から３のいずれか一項に記載のガラス組成物。
【請求項５】
Ａｌ２Ｏ３の（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）に対する比（Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ））が、約０．３５〜約０．４５の範囲である、請求項１から４のいずれか一項に記載のガラス組成物。
【請求項６】
Ｆ２を実質的に含まない、請求項１から５のいずれか一項に記載のガラス組成物。
【請求項７】
０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のガラス組成物。
【請求項８】
０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載のガラス組成物。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のガラス組成物から形成される、複数のガラス繊維。
【請求項１０】
８５ＧＰａ超の弾性率を有する、請求項９に記載の複数のガラス繊維。
【請求項１１】
２．７ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する、請求項９または１０に記載の複数のガラス繊維。
【請求項１２】
１３５０℃未満の形成温度（ＴＦ）を有する、請求項９から１１のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維。
【請求項１３】
１２５０℃未満の液相線温度（ＴＬ）を有する、請求項９から１２のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維を含む、繊維ガラスストランド。
【請求項１５】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維を含む、ロービング。
【請求項１６】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維を含む、ヤーン。
【請求項１７】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維を含む、織布。
【請求項１８】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維を含む、不織布。
【請求項１９】
請求項９から１３のいずれか一項に記載の複数のガラス繊維を含む、チョップトガラスストランド。
【請求項２０】
ポリマー材料、および
請求項１から８のいずれかに記載のガラス組成物から形成された複数のガラス繊維
を含む、ポリマー複合材。
【請求項２１】
前記複数のガラス繊維が、不織布の形態である、請求項２０に記載のポリマー複合材。
【請求項２２】
前記複数のガラス繊維が、織布の形態である、請求項２０に記載のポリマー複合材。
【請求項２３】
前記ポリマー材料が、熱可塑性ポリマーを含む、請求項２０から２２のいずれか一項に記載のポリマー複合材。
【請求項２４】
前記ポリマー材料が、熱硬化性ポリマーを含む、請求項２０から２２のいずれか一項に記載のポリマー複合材。
【請求項２５】
請求項１から８のいずれかに記載のガラス組成物から形成された複数のガラス繊維を含む、製造品。
【請求項２６】
約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、
約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、
約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、
約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、
１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、
１重量パーセント未満のＴｉＯ２
を含む、繊維形成に適したガラス組成物であって、
ＲＥ２Ｏ３が、０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在し、
Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない、
ガラス組成物。
【請求項２７】
ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３に対する比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）が、約３．６〜約４．６の範囲である、請求項２６に記載のガラス組成物。
【請求項２８】
Ａｌ２Ｏ３の（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）に対する比（Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ））が、約０．３３〜約０．４７の範囲である、請求項２６に記載のガラス組成物。
【請求項２９】
ＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）が、約１．６〜約２．８の範囲である、請求項２６に記載のガラス組成物。
【請求項３０】
約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、
約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、
約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、
約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、
１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、
１重量パーセント未満のＴｉＯ２、
０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏ
を含む、繊維形成に適したガラス組成物であって、
ＲＥ２Ｏ３が、０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在し、
（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲である、
ガラス組成物。
【請求項３１】
約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、
約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、
約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、
約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、
１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、
１重量パーセント未満のＴｉＯ２
を含む、繊維形成に適したガラス組成物であって、
Ｌｉ２Ｏが、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在し、
（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲である、
ガラス組成物。
【請求項３２】
約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、
約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、
約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、
約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、
１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、
１重量パーセント未満のＴｉＯ２
を含む、複数のガラス繊維であって、
Ｌｉ２Ｏが、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在し、
（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であり、ヤング率が８５ＧＰａ超である、
複数のガラス繊維。
【請求項３３】
前記ヤング率が８８ＧＰａ超である、請求項３２に記載の複数のガラス繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本願は、本明細書に完全に記載されるものとしてその全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年３月７日出願の米国仮特許出願第６２／６３９，７３１号に基づく利益および優先権を主張している。
【０００２】
分野
本明細書では、ガラス組成物、特に、繊維を形成するためのガラス組成物が記載される。
【背景技術】
【０００３】
背景
ガラス繊維は、長年、様々なポリマー樹脂を強化するために使用されてきた。強化用途で使用するために一般に使用される一部のガラス組成物としては、「Ｅ−ガラス」、「Ｒ−ガラス」および「Ｄ−ガラス」ファミリーの組成物が挙げられる。「Ｓ−ガラス」は、一般に使用されるもう１つのファミリーのガラス組成物であり、例えば、商標「Ｓ−２  Ｇｌａｓｓ」でＡＧＹ（Ａｉｋｅｎ、Ｓｏｕｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）から商業的に入手可能なガラス繊維が含まれる。
【０００４】
ガラス繊維は、汎用および特殊用途の２つのカテゴリーに分類される。最も広く使用されているガラス繊維タイプは、Ｅ−ガラス繊維としても公知の汎用タイプである。Ｅ−ガラスは全体的に、良好な機械、電気および腐食特性を示す。
【０００５】
複合材の実現可能な市場用途が増大し続けるにつれて、ガラス繊維の使用者は、性能、コスト、信頼性および耐久性、ならびに持続可能性および環境管理への注目の高まりに関する要求を満たすという難問に直面してきた。そのような難問には、風力ブレードの長さの要件が高まり続けていること、発電設備によって厳しい条件および環境でのパイプおよびタンクの性能および寿命の最大化が求められていること、性能の犠牲が伴う燃費への需要が自動車産業に変化をもたらしつつあること、ならびに継続的な技術進歩によってかつてないほどさらにロバストな回路基板の信号速度が必要とされていることが含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
繊維ガラスの製造者は、商業製造環境において望ましい機械特性を有するガラス繊維を形成するために使用することができるガラス組成物を求め続けている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
要旨
本発明の様々な実施形態は、様々な用途での使用に適合された、ガラス組成物、繊維化可能なガラス組成物、およびこのような組成物から形成されるガラス繊維、ならびにこのようなガラス繊維を含む繊維ガラスストランド、ヤーン、ファブリックおよび複合材を提供する。
【０００８】
一実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むことができ、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まず、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲である。
【０００９】
ある特定の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量の希土類酸化物であるＲＥ２Ｏ３を含むことができ、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない。
【００１０】
ある特定の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量の希土類酸化物であるＲＥ２Ｏ３を含むことができ、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない。
【００１１】
場合によっては、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏを含むことができ、ＲＥ２Ｏ３が、０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在し、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲である。
【００１２】
一部の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むことができ、Ｌｉ２Ｏが、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在し、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲である。
【００１３】
先の実施形態のいずれかでは、追加の実施形態は、０．３３〜０．４７の範囲のＡｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比を含むことができる。ある特定の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比は、０．４０未満であり得る。一部の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比は、０．３７〜０．４２の範囲であり得る。一部の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比は、０．３５〜０．４５の範囲であり得る。
【００１４】
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は、本明細書では本発明の一部として開示され、本発明の様々な実施形態が、ガラス繊維、繊維ガラスストランド、ヤーン、およびこのような組成物から形成されたガラス繊維を組み込む他の製品を含み得ることを理解されたい。一実施形態では、ガラス組成物から形成された複数のガラス繊維は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むことができ、Ｌｉ２Ｏが、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在し、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であり、ヤング率は、８５ＧＰａ超である。
【００１５】
本発明の一部の実施形態は、本明細書に記載されるガラス組成物から形成された少なくとも１つの繊維ガラスストランドから形成されたヤーンに関する。本発明の一部の実施形態は、本明細書に記載されるガラス組成物から形成された少なくとも１つの繊維ガラスストランドを組み込むファブリックに関する。一部の実施形態では、ファブリックに使用される緯糸は、少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むことができる。経糸は、一部の実施形態では、少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むことができる。一部の実施形態では、繊維ガラスストランドは、本発明に従ってファブリックを形成するために、緯糸および経糸の両方に使用することができる。一部の実施形態では、本発明のファブリックは、平織物、綾織物、千鳥綾織物（crowfoot  fabric）、朱子織物、ステッチボンド布、または３Ｄ織布を含むことができる。
【００１６】
本発明の一部の実施形態は、ポリマー樹脂および本明細書に記載される様々なガラス組成物のうちの１種から形成されたガラス繊維を含む、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従って繊維ガラスストランドから得ることができる。一部の実施形態では、ガラス繊維は、織布などのファブリックに組み込むことができる。例えば、ガラス繊維は、ファブリックを形成するために織られる緯糸および／または経糸に存在することができる。複合材がファブリックを含む実施形態では、ファブリックは、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンド布、または３Ｄ織布を含むことができる。
【００１７】
ガラス繊維は、他の形態の、以下により詳細に論じられる複合材に組み込むことができる。
【００１８】
本発明の複合材は、様々なポリマー樹脂の１種または複数を含むことができる。一部の実施形態では、ポリマー樹脂は、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、フェノール樹脂、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、および熱硬化性ポリウレタン樹脂の少なくとも１種を含むことができる。ポリマー樹脂は、一部の実施形態では、エポキシ樹脂を含むことができる。
【００１９】
本発明の複合材は、様々な形態であってもよく、様々な用途に使用することができる。本発明の一部の実施形態による複合材の潜在的に可能な使用の一部の例としては、これらに限定されないが、風力エネルギー（例えば、風車ブレード）、自動車用途、安全性／セキュリティ用途（例えば、防弾アーマー）、航空宇宙または航空用途（例えば、飛行機内部の床）、高圧容器またはタンク、ミサイルケーシング、電子機器等が挙げられる。
【００２０】
本発明のこれらおよび他の実施形態を、以下の発明を実施するための形態においてより詳細に記載する。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
発明の詳細な説明
本発明の実施形態は、一般に、ガラス組成物に関する。一態様では、本発明は、本明細書に記載されるガラス組成物から形成されたガラス繊維を提供する。具体的には、本明細書に記載されるガラス組成物は、Ｌｉ２Ｏを含まなくてもよい。必要に応じて、組成物は、少量の酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を含むことができる。場合によっては、ガラス組成物は、１種または複数の希土類酸化物（ＲＥ２Ｏ３）を含むことができる。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、例えば、従来のＥ−ガラス繊維と比較して改善された、ヤング率などの機械特性を有することができる。一部の実施形態では、ガラス繊維は、８５ＧＰａ超の弾性率を有することができる。ある特定の実施形態では、ガラス繊維は、８８ＧＰａ超の弾性率を有することができる。一部の実施形態では、ガラス繊維は、２．７ｇ／ｃｍ３未満の密度を有することができる。ある特定の実施形態では、ガラス繊維は、１３５０℃未満の形成温度（ＴＦ）を有することができる。一部の実施形態では、ガラス繊維は、１２５０℃未満の液相線温度（ＴＬ）を有することができる。ガラス組成物の一部の実施形態では、ＴＦとＴＦの差（「デルタＴ」）は、約６０℃超であってもよい。ある特定の実施形態では、ガラス組成物は、１５３０℃未満の溶融温度（ＴＭ）を有することができる。
定義および説明
【００２２】
用語「発明（invention）」、「本発明（the  invention）」、「本発明（the  present  invention）」、「実施形態」、「ある特定の実施形態」等は、本明細書で使用される場合、本願および以下の特許請求の範囲のすべての主題を広範に指すことが企図される。これらの用語を含有する記述は、本明細書に記載される主題または以下の本発明の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限しないと理解されたい。用語「含む（comprising）」、「有する」、「含む（including）」および「含有する」は、別段の注記がない限り、非制限的用語と解釈されるべきである（すなわち、「含むが、それに限定されない」を意味する）。さらに、本明細書で使用される場合、単数形「１つ（種）の（a）」、「１つ（種）の（an）」および「その」は、１つの指示対象に明確かつ明白に限定されない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。
【００２３】
本発明の広範な範囲を記載する数値範囲およびパラメータは近似であるにもかかわらず、具体例に記載される数値は、可能な限り正確に記録される。しかし、いかなる数値も、それらのそれぞれの試験測定に見出される標準偏差から必然的に生じる、ある特定の誤差を本来的に含有する。さらに、本明細書に開示されるあらゆる範囲は、その範囲に含まれるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、「１〜１０」と定められた範囲は、最小値１と最大値１０の間（その両端を含む）のありとあらゆる部分範囲、すなわち最小値１またはそれを超える値、例えば１〜６．１で始まり、最大値１０またはそれ未満の値、例えば５．５〜１０で終わる、すべての部分範囲を含むとみなされるべきである。さらに、「本明細書に組み込まれる」ものとして言及される任意の参考文献は、その全体が組み込まれると理解されるべきである。
【００２４】
ガラス組成物は、組成物の総重量に対する重量百分率（ｗｔ．％）によって記載される。
ガラス組成物および繊維
【００２５】
本発明は、様々なやり方で具体化することができる。一部の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３、およびＴｉＯ２を含むことができる。必要に応じて、組成物は、ＲＥ２Ｏ３をさらに含むことができる。必要に応じて、組成物は、Ｌｉ２Ｏをさらに含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。
【００２６】
ある特定の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約５９〜約６３重量パーセント（例えば、６０ｗｔ．％〜６３ｗｔ．％）のＳｉＯ２を含むことができる。例えば、組成物は、約５９ｗｔ．％、約５９．１ｗｔ．％、約５９．２ｗｔ．％、約５９．３ｗｔ．％、約５９．４ｗｔ．％、約５９．５ｗｔ．％、約５９．６ｗｔ．％、約５９．７ｗｔ．％、約５９．８ｗｔ．％、約５９．９ｗｔ．％、約６０ｗｔ．％、約６０．１ｗｔ．％、約６０．２ｗｔ．％、約６０．３ｗｔ．％、約６０．４ｗｔ．％、約６０．５ｗｔ．％、約６０．６ｗｔ．％、約６０．７ｗｔ．％、約６０．８ｗｔ．％、約６０．９ｗｔ．％、約６１ｗｔ．％、約６１．１ｗｔ．％、約６１．２ｗｔ．％、約６１．３ｗｔ．％、約６１．４ｗｔ．％、約６１．５ｗｔ．％、約６１．６ｗｔ．％、約６１．７ｗｔ．％、約６１．８ｗｔ．％、約６１．９ｗｔ．％、約６２ｗｔ．％、約６２．１ｗｔ．％、約６２．２ｗｔ．％、約６２．３ｗｔ．％、約６２．４ｗｔ．％、約６２．５ｗｔ．％、約６２．６ｗｔ．％、約６２．７ｗｔ．％、約６２．８ｗｔ．％、約６２．９ｗｔ．％、または約６３ｗｔ．％の量のＳｉＯ２を含むことができる。
【００２７】
一部の例では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約１３．７〜約１６．５重量パーセント（例えば、１４ｗｔ．％〜１６ｗｔ．％）のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。例えば、組成物は、約１３．７、約１３．８、約１３．９、約１４ｗｔ．％、約１４．１ｗｔ．％、約１４．２ｗｔ．％、約１４．３ｗｔ．％、約１４．４ｗｔ．％、約１４．５ｗｔ．％、約１４．６ｗｔ．％、約１４．７ｗｔ．％、約１４．８ｗｔ．％、約１４．９ｗｔ．％、約１５ｗｔ．％、約１５．１ｗｔ．％、約１５．２ｗｔ．％、約１５．３ｗｔ．％、約１５．４ｗｔ．％、約１５．５ｗｔ．％  約１５．６ｗｔ．％、約１５．７ｗｔ．％、約１５．８ｗｔ．％、約１５．９ｗｔ．％、約１６ｗｔ．％、約１６．１ｗｔ．％、約１６．２ｗｔ．％、約１６．３ｗｔ．％、約１６．４ｗｔ．％、または約１６．５ｗｔ．％の量のＡｌ２Ｏ３を含むことができる。
【００２８】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約１４〜約１６．５重量パーセント（例えば、１４ｗｔ．％〜１６ｗｔ．％）のＣａＯを含むことができる。例えば、組成物は、約１４ｗｔ．％、約１４．１ｗｔ．％、約１４．２ｗｔ．％、約１４．３ｗｔ．％、約１４．４ｗｔ．％、約１４．５ｗｔ．％、約１４．６ｗｔ．％、約１４．７ｗｔ．％、約１４．８ｗｔ．％、約１４．９ｗｔ．％、約１５ｗｔ．％、約１５．１ｗｔ．％、約１５．２ｗｔ．％、約１５．３ｗｔ．％、約１５．４ｗｔ．％、約１５．５ｗｔ．％  約１５．６ｗｔ．％、約１５．７ｗｔ．％、約１５．８ｗｔ．％、約１５．９ｗｔ．％、約１６ｗｔ．％、約１６．１ｗｔ．％、約１６．２ｗｔ．％、約１６．２ｗｔ．％、約１６．４ｗｔ．％、または約１６．５ｗｔ．％の量のＣａＯを含むことができる。
【００２９】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約６〜約８．５重量パーセント（例えば、６ｗｔ．％〜８ｗｔ．％）のＭｇＯを含むことができる。例えば、組成物は、約６ｗｔ．％、約６．１ｗｔ．％、約６．２ｗｔ．％、約６．３ｗｔ．％、約６．４ｗｔ．％、約６．５ｗｔ．％、約６．６ｗｔ．％、約６．７ｗｔ．％、約６．８ｗｔ．％、約６．９ｗｔ．％、約７ｗｔ．％、約７．１ｗｔ．％、約７．２ｗｔ．％、約７．３ｗｔ．％、約７．４ｗｔ．％、約７．５ｗｔ．％、約７．６ｗｔ．％、約７．７ｗｔ．％、約７．８ｗｔ．％、約７．９ｗｔ．％、約８ｗｔ．％、約８．１ｗｔ．％、約８．２ｗｔ．％、約８．３ｗｔ．％、約８．４ｗｔ．％、または約８．５ｗｔ．％の量のＭｇＯを含むことができる。
【００３０】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、１重量パーセント未満の量のＦｅ２Ｏ３を含むことができる。例えば、組成物は、約０．２５ｗｔ．％、約０．３ｗｔ．％、約０．３５ｗｔ．％、約０．４ｗｔ．％、約０．４５ｗｔ．％、約０．５ｗｔ．％、約０．５５ｗｔ．％、約０．６ｗｔ．％、約０．６５ｗｔ．％、約０．７ｗｔ．％、約０．７５ｗｔ．％、約０．８ｗｔ．％、約０．８５ｗｔ．％、約０．９ｗｔ．％、約０．９５ｗｔ．％、または約１．０ｗｔ．％までの量のＦｅ２Ｏ３を含むことができる。場合によっては、組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を実質的に含まなくてもよい。
【００３１】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、１重量パーセント未満の量のＴｉＯ２を含むことができる。例えば、組成物は、約０．２５ｗｔ．％、約０．３ｗｔ．％、約０．３５ｗｔ．％、約０．４ｗｔ．％、約０．４５ｗｔ．％、約０．５ｗｔ．％、約０．５５ｗｔ．％、約０．６ｗｔ．％、約０．６５ｗｔ．％、約０．７ｗｔ．％、約０．７５ｗｔ．％、約０．８ｗｔ．％、約０．８５ｗｔ．％、約０．９ｗｔ．％、約０．９５ｗｔ．％、または約１．０ｗｔ．％までの量のＴｉＯ２を含むことができる。場合によっては、組成物は、ＴｉＯ２を実質的に含まなくてもよい。
【００３２】
必要に応じて、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物の一部の実施形態は、０．５重量パーセント未満（例えば、０．４ｗｔ．％未満）の量のＬｉ２Ｏを含むことができる。例えば、組成物は、約０．０５ｗｔ．％、約０．１ｗｔ．％、約０．１５ｗｔ．％、約０．２ｗｔ．％、約０．２５ｗｔ．％、約０．３ｗｔ．％、約０．３５ｗｔ．％、約０．４ｗｔ．％、約０．４５ｗｔ．％、または約０．５ｗｔ％の量のＬｉ２Ｏを含むことができる。場合によっては、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。
【００３３】
必要に応じて、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物の一部の実施形態は、１重量パーセント未満の量の希土類酸化物（「ＲＥ２Ｏ３」）を含むことができる。一部の実施形態では、ガラス組成物は、１．５重量パーセント未満の量のＲＥ２Ｏ３を含むことができる。例えば、組成物は、約０．２ｗｔ．％、約０．２５ｗｔ．％、約０．３ｗｔ．％、約０．３５ｗｔ．％、約０．４ｗｔ．％、約０．４５ｗｔ．％、約０．５ｗｔ．％、約０．５５ｗｔ．％、約０．６ｗｔ．％、約０．６５ｗｔ．％、約０．７ｗｔ．％、約０．７５ｗｔ．％、約０．８ｗｔ．％、約０．８５ｗｔ．％、約０．９ｗｔ．％、約０．９５ｗｔ．％、約１．０ｗｔ．％、約１．１ｗｔ．％、約１．２ｗｔ．％、約１．３ｗｔ．％、約１．４ｗｔ．％、または約１．５ｗｔ．％までの量のＲＥ２Ｏ３を含むことができる。本明細書で使用される場合、「希土類酸化物」という用語は、当業者に理解される通り、希土類金属を組み込む酸化物を指し、それには、以下の金属の酸化物；スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）、イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、およびランタノイド元素（ランタン（Ｌａ２Ｏ３）、セリウム（Ｃｅ２Ｏ３およびＣｅＯ２）、プラセオジム（Ｐｒ２Ｏ３）、ネオジム（Ｎｄ２Ｏ３）、プロメチウム（Ｐｍ２Ｏ３）、サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）、ユーロピウム（Ｅｕ２Ｏ３およびＥｕＯ）、ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）、テルビウム（Ｔｂ２Ｏ３）、ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）、ホルミウム（Ｈｏ２Ｏ３）、エルビウム（Ｅｒ２Ｏ３）、ツリウム（Ｔｍ２Ｏ３）、イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）、およびルテチウム（Ｌｕ２Ｏ３）が含まれる。希土類酸化物は、別の構成成分を提供するためにガラスバッチと共に含まれるバッチ材料における混入物または不純物としてのみ存在する量を上回る量で、本発明のガラス組成物に含まれていてもよい。ガラス組成物は、一部の実施形態では、希土類酸化物の組合せ（例えば、様々な希土類酸化物のうちの１種または複数）を含むことができる。一部の実施形態では、ＲＥ２Ｏ３は、Ｌａ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、およびＮｄ２Ｏ３のうちの少なくとも１種を含むことができる。一部の実施形態では、ＲＥ２Ｏ３は、Ｙ２Ｏ３であってもよい。一部の実施形態では、Ｙ２Ｏ３含量は、約１重量パーセントまたはそれ未満であってもよい。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在することができる。場合によっては、組成物は、ＲＥ２Ｏ３を実質的に含まなくてもよい。
【００３４】
理論に拘泥するものではないが、ガラス組成物にＹ２Ｏ３が含まれることにより、組成物から形成されたガラス繊維のガラス軟化温度およびガラス転移温度、ならびに弾性率、引張強度、伸長、熱膨張係数および他の特性に対して望ましい影響を及ぼすことができる。
【００３５】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約２２〜２３重量パーセントまでの（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）を含むことができる。一部の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約２２〜２４重量パーセントまでの（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）を含むことができる。例えば、組成物は、約２２ｗｔ．％、約２２．１．１ｗｔ．％、約２２．２ｗｔ．％、約２２．３ｗｔ．％、約２２．４ｗｔ．％、約２２．５ｗｔ．％、約２２．６ｗｔ．％、約２２．７ｗｔ．％、約２２．８ｗｔ．％、約２２．９ｗｔ．％、約２３ｗｔ．％、約２３．１ｗｔ．％、約２３．２ｗｔ．％、約２３．３ｗｔ．％、約２３．４ｗｔ．％、約２３．５ｗｔ．％、約２３．６ｗｔ．％、約２３．７ｗｔ．％、約２３．８ｗｔ．％、約２３．９ｗｔ．％、または約２４ｗｔ％の量の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）を含むことができる。
【００３６】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約１．６〜約２．８（例えば、１．７〜２．０）の、ＣａＯのＭｇＯに対する比（「ＣａＯ／ＭｇＯ」）を含むことができる。例えば、組成物は、約１．６、約１．６５、約１．７、約１．７５、約１．８、約１．８５、約１．９、約１．９５、約２．０、約２．１５、約２．２、約２．２５、約２．３、約２．３５、約２．４、約２．４５、約２．５、約２．５５、約２．６、約２．６５、約２．７、約２．７５、または約２．８の量のＣａＯ／ＭｇＯを含むことができる。
【００３７】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約３．５〜約４．６（例えば、約３．９〜約４．３、約４〜約４．５、４超〜４．５）の、ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３に対する比（「ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３」）を含むことができる。例えば、組成物は、約３．５、約３．５５、約３．６、約３．６５、約３．７、約３．７５、約３．８、約３．８５、約３．９、約３．９５、約４、約４．０５、約４．１、約４．１５、約４．２、約４．２５、約４．３、約４．３５、約４．４、約４．４５、約４．５、約４．５５、または約４．６の量のＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３を含むことができる。一部の実施形態では、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３は、４超であってもよい。
【００３８】
一部の実施形態では、本明細書に記載される通り繊維形成に適したガラス組成物は、約０．３３〜約０．４７（例えば、約０．３５〜約０．４１、約０．３５〜０．４０未満）の、Ａｌ２Ｏ３の（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）に対する比（「Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）」）を含むことができる。例えば、組成物は、約０．３３、約０．３４、約０．３５、約０．３６、約０．３７、約０．３８、約０．３９、約０．４０、約０．４１、約０．４２、約０．４３、約０．４４、約０．４５、約０．４６、または約０．４７の量のＡｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）を含むことができる。一部の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＣａＯ＋ＭｇＯ）は、０．４０未満であってもよい。他の実施形態では、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比は、０．３７〜０．４２の範囲であり得る。
【００３９】
一部の実施形態では、ガラス組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏを含むことができる。場合によっては、組成物は、Ｎａ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。ある特定の実施形態では、ガラス組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏを含むことができる。場合によっては、組成物は、Ｋ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。一部の実施形態では、ガラス組成物は、Ｚｎ、Ｆ、Ｂ、またはＳｒのうちの少なくとも１種を実質的に含まなくてもよい。
【００４０】
一部の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。
【００４１】
場合によっては、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在するＲＥ２Ｏ３を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。
【００４２】
ある特定の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量の希土類酸化物であるＲＥ２Ｏ３を含むことができ、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない。
【００４３】
ある特定の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏ、および０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在するＲＥ２Ｏ３を含むことができる。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。
【００４４】
一部の実施形態では、繊維形成に適したガラス組成物は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在するＬｉ２Ｏを含むことができる。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲である。
【００４５】
約０重量パーセント〜別の重量パーセントの量で存在すると記載されるガラス組成物の任意の構成成分が、必ずしもすべての実施形態で必要とされるわけではないことを理解されたい。このような構成成分は、一部の実施形態では、必要に応じたものであってもよい。同様に、一部の実施形態では、ガラス組成物は、一部の構成成分を実質的に含まなくてもよく、ガラス組成物に存在する任意の量の構成成分は、バッチ材料に微量不純物として存在する構成成分から生じる場合がある。微量不純物として存在する構成成分は、ガラス組成物に意図的には添加されないが、ガラス組成物に添加された出発材料における不純物として存在するので、本明細書に記載されるガラス組成物に存在している場合がある。一般に、微量不純物は、ガラス組成物中に約０．１重量パーセント以下の量で存在するが、一部の微量不純物は、ガラス組成物中に約０．５重量パーセントまでの量で存在し得る。
【００４６】
一部の実施形態では、本発明のガラス組成物は、繊維化可能であってもよい。一部の実施形態では、ガラス組成物は、商業的繊維ガラス製造操作で使用するのに望ましい形成温度（ＴＦ）を有することができる。本明細書で使用される場合、「形成温度」という用語またはＴＦは、ガラス組成物が１０００ポアズの粘度を有する温度（または「ｌｏｇ３温度」）を意味する。一部の実施形態では、ガラス組成物は、１３５０℃未満（例えば、１３２０℃未満、１３００℃未満）の形成温度（ＴＦ）を有することができる。例えば、ＴＦは、５℃単位で丸めて、約１２００℃、約１２０５℃、約１２１０℃、約１２１５℃、約１２２０℃、約１２２５℃、約１２３０℃、約１２３５℃、約１２４０℃、約１２４５℃、約１２５０℃、約１２５５℃、約１２６０℃、約１２６５℃、約１２７０℃、約１２７５℃、約１２８０℃、約１２８５℃、約１２９０℃、約１２９５℃、約１３００℃、約１３０５℃、約１３１０℃、約１３１５℃、約１３２０℃、約１３２５℃、約１３３０℃、約１３３５℃、約１３４０℃、約１３４５℃、または約１３５０℃までであってもよい。
【００４７】
一部の実施形態では、ガラス組成物は、１２５０℃未満（例えば、１２２０℃未満、１２００℃未満）の液相線温度（ＴＬ）を有することができる。例えば、ＴＬは、５℃単位で丸めて、約１１２０℃、約１１２５℃、約１１３０℃、約１１３５℃、約１１４０℃、約１１４５℃、約１１５０℃、約１１５５℃、約１１６０℃、約１１６５℃、約１１７０℃、約１１７５℃、約１１８０℃、約１１８５℃、約１１９０℃、約１１９５℃、約１２００℃、約１２０５℃、約１２１０℃、約１２１５℃、約１２２０℃、約１２２５℃、約１２３０℃、約１２３５℃、約１２４０℃、約１２４５℃、または約１２５０℃までであってもよい。
【００４８】
一部の実施形態では、ガラス組成物の形成温度（ＴＦ）と液相線温度（ＴＬ）の差は、商業的繊維ガラス製造操作にとって望ましい場合がある。例えば、ガラス組成物の一部の実施形態では、ＴＦとＴＦの差（「デルタＴ」）は、約６０℃超（例えば、８０℃超、１００℃超）であってもよい。例えば、デルタＴは、約６２℃、約６４℃、約６６℃、約６８℃、約７０℃、約７２℃、約７４℃、約７６℃、約７８℃、約８０℃、約８２℃、約８４℃、約８６℃、約８８℃、約９０℃、約９２℃、約９４℃、約９６℃、約９８℃、約１００℃、約１０５℃、約１１０℃、約１１５℃、または約１２０℃であってもよい。
【００４９】
一部の実施形態では、ガラス組成物は、１５３０℃未満（例えば、１５１０℃未満、１４８０℃未満）の溶融温度（ＴＭ）を有することができる。例えば、ＴＭは、約１４６５℃、約１４６８℃、約１４７０℃、約１４７２℃、約１４７４℃、約１４７６℃、約１４７８℃、約１４８０℃、約１４８２℃、約１４８４℃、約１４８６℃、約１４８８℃、約１４９０℃、約１４９２℃、約１４９４℃、約１４９６℃、約１４９８℃、約１５００℃、約１５０２℃、約１５０４℃、約１５０６℃、約１５０８℃、約１５１０℃、約１５１２℃、約１５１４℃、約１５１６℃、約１５１８℃、約１５２０℃、約１５２２℃、約１５２４℃、約１５２６℃、約１５２８℃、または約１５３０℃であってもよい。
【００５０】
一部の実施形態では、ガラス繊維は、本明細書に記載されるガラス組成物から形成することができる。必要に応じて、ガラス繊維は、ファブリックに配列することができる。一部の実施形態では、ガラス繊維は、例えばこれらに限定されないが、連続ストランド、チョップトストランド（乾燥または湿潤）、ヤーン、ロービング、プリプレグ等を含めた他の形態で提供することができる。ガラス組成物（およびそれから形成された任意の繊維）の様々な実施形態は、様々な用途で使用することができる。一部の実施形態では、繊維は、繊維ガラスストランドであってもよく、他の実施形態では、繊維ガラスストランドを含むヤーンであってもよい。ヤーンの一部の実施形態は、特に織物用途に適している場合がある。一部の実施形態では、繊維は、ガラス繊維布であってもよい。本発明の繊維ガラス布の一部の実施形態は、強化用途、特に高弾性率、高強度、および／または高伸長が重要である強化用途に使用するのに特に適している。
【００５１】
本発明の一部の実施形態は、繊維ガラスストランド、繊維ガラスヤーン、および繊維ガラス布を組み込む複合材、例えば繊維強化ポリマー複合材に関することができる。一部の複合材は、強化用途、特に高弾性率、高強度、および／または高伸長が重要である強化用途、例えば風力エネルギー（例えば、風車ブレード）、自動車用途、安全性／セキュリティ用途（例えば、防弾アーマーまたはアーマーパネル）、航空宇宙または航空用途（例えば、飛行機内部の床）、高圧容器またはタンク、ミサイルケーシング等に使用するのに特に適している場合がある。
【００５２】
本発明の一部の実施形態は、風力エネルギー用途で使用するのに適した複合材に関する。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較してより軽量であるが強力な、長い風力タービンブレードに使用するのに適している場合がある。風力エネルギーブレードがより軽量であり、安定性が高いことは、複合材料を選択するための非常に重要な考慮事項である。風力エネルギーブレードの設計は、より多くのエネルギーを得るために、より長いブレードを追求するように経時的に変化してきた。一部のブレードは、長さが８２メートルであり、改善された繊維複合材からの利益を得ることができる。本明細書に開示される複合材などの、より強力なガラス繊維複合材は、風車の荷重設計内に留まることが必要とされる強度および重量を提供しながら、より大きい風力ブレードサイズを達成するのに有用な場合がある。本発明のようにより軽量でより強力な材料は、エネルギー収量を増大し、運転コストの改善、設置コストの削減、輸送の容易さ、および安全性の改善をもたらすことができる。
【００５３】
本発明のさらに他の実施形態は、自動車複合材に関することができる。本発明の一部の実施形態は、航空宇宙複合材に関することができる。本願の他の実施形態は、航空複合材に関することができる。本発明の一部の実施形態は、安全性／セキュリティ用途、例えばアーマーパネルのための複合材に関する。本発明の他の実施形態は、高圧容器または貯蔵タンクのための複合材に関することができる。本発明の一部の実施形態は、ミサイルケーシングのための複合材に関することができる。本発明の他の実施形態は、高温断熱用途で使用するための複合材に関することができる。本発明の一部の実施形態は、より低い熱膨張係数が特に望ましいプリント回路基板、例えばチップパッケージングのための基板に関することができる。本発明の一部の実施形態は、プリプレグに関することができる。本発明の一部の実施形態は、様々な自動車パーツのための長繊維強化熱可塑性樹脂（ＬＦＴ）に関することができる。本発明の一部の実施形態は、化学物質輸送および化学物質貯蔵のためのパイプまたはタンクに関することができる。本発明の一部の実施形態は、熱および音波管理用途、例えばオートバイ、車両、およびトラック用のマフラーのための不織テクスチャ繊維に関することができる。本発明の一部の実施形態は、電気絶縁ロッドまたはケーブルに関することができる。本発明の一部の実施形態は、道路インフラ、橋梁、および建物のための鋼鉄筋を置き換えるための複合鉄筋に関することができる。
【００５４】
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、複数のガラス繊維を含む。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成することができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。
【００５５】
一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在するＲＥ２Ｏ３を含むガラス組成物から形成することができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．６〜約２．８の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。
【００５６】
一部の実施形態では、１種または複数のガラス繊維は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏを含み、ＲＥ２Ｏ３は、０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在する、ガラス組成物から形成することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。
【００５７】
一部の実施形態では、１種または複数のガラス繊維は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在するＬｉ２Ｏを含むガラス組成物から形成することができる。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。
【００５８】
一部の実施形態では、１種または複数のガラス繊維は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在するＬｉ２Ｏを含むガラス組成物から形成することができる。一部の実施形態では、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、ヤング率は、８５ＧＰａ超であってもよい。一部の実施形態では、ヤング率は、８８ＧＰａ超であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。
【００５９】
一部の実施形態では、本発明の１種または複数のガラス繊維は、望ましい機械特性および他の特性を示すことができる。本発明のガラス繊維は、一部の実施形態では、Ｅ−ガラスから形成されたガラス繊維に対して改善された１つまたは複数の機械特性を示すことができる。一部の実施形態では、本発明のガラス繊維は、Ｒ−ガラスおよび／またはＳ−ガラスから形成されたガラス繊維に対して改善された１つまたは複数の特性を提供することができる。本発明のガラス繊維の一部の実施形態によって示される望ましい特性の例として、これらに限定されないが、引張強度、ヤング率、熱膨張係数、軟化点、伸長、および比誘電率が挙げられる。
【００６０】
一部の実施形態では、１種または複数のガラス繊維は、本明細書に記載されるガラス組成物から形成することができる。ある特定の実施形態では、複数のガラス繊維は、望ましいヤング率（Ｅ）値を有することができる。場合によっては、複数のガラス繊維は、約８５ＧＰａ超（例えば、８７ＧＰａ超、８８ＧＰａ超）のヤング率を有することができる。例えば、ヤング率は、約８５ＧＰａ、約８５．１ＧＰａ、約８５．２ＧＰａ、約８５．３ＧＰａ、約８５．４ＧＰａ、約８５．５ＧＰａ、約８５．６ＧＰａ、約８５．７ＧＰａ、約８５．８ＧＰａ、約８５．９ＧＰａ、約８６ＧＰａ、約８６．１ＧＰａ、約８６．２ＧＰａ、約８６．３ＧＰａ、約８６．４ＧＰａ、約８６．５ＧＰａ、約８５．６ＧＰａ、約８６．７ＧＰａ、約８６．８ＧＰａ、約８６．９ＧＰａ、約８７ＧＰａ、約８７．１ＧＰａ、約８７．２ＧＰａ、約８７．３ＧＰａ、約８７．４ＧＰａ、約８７．５ＧＰａ、約８７．６ＧＰａ、約８７．７ＧＰａ、約８７．８ＧＰａ、約８７．９ＧＰａ、約８８ＧＰａ、約８８．１ＧＰａ、約８８．２ＧＰａ、約８８．３ＧＰａ、約８８．４ＧＰａ、約８８．５ＧＰａ、約８８．６ＧＰａ、約８８．７ＧＰａ、約８８．８ＧＰａ、約８８．９ＧＰａ、約８９ＧＰａ、約８９．１ＧＰａ、約８９．２ＧＰａ、約８９．３ＧＰａ、約８９．４ＧＰａ、または約８９．５ＧＰａであってもよい。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、約９０ＧＰａ超のヤング率を有することができる。ある特定の実施形態では、複数のガラス繊維は、９５ＧＰａまでのヤング率を有することができる。
【００６１】
ある特定の実施形態では、１種または複数のガラス繊維は、望ましい密度値を有することができる。場合によっては、複数のガラス繊維は、約２．７ｇ／ｃｍ３未満（例えば、２．６ＧＰａ未満、２．５５ＧＰａ超）の密度を有することができる。例えば、密度は、約２．５５ｇ／ｃｍ３、約２．５６ｇ／ｃｍ３、約２．５７ｇ／ｃｍ３、約２．５８ｇ／ｃｍ３、約２．５９ｇ／ｃｍ３、約２．６ｇ／ｃｍ３、約２．６１ｇ／ｃｍ３、約２．６２ｇ／ｃｍ３、約２．６３ｇ／ｃｍ３、約２．６４ｇ／ｃｍ３、約２．６５ｇ／ｃｍ３、約２．６６ｇ／ｃｍ３、約２．６７ｇ／ｃｍ３、約２．６８ｇ／ｃｍ３、約２．６９ｇ／ｃｍ３、または約２．７ｇ／ｃｍ３であってもよい。
【００６２】
繊維ガラスストランドは、所望の用途に応じて、様々な直径のガラス繊維を含むことができる。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１８μｍの間の直径を有する少なくとも１種のガラス繊維を含むことができる。他の実施形態では、少なくとも１種のガラス繊維は、約５〜約１０μｍの間の直径を有する。一部の実施形態では、本発明の繊維ガラスストランドは、ロービングに形成することができる。ロービングは、アセンブルド、マルチエンド、またはシングルエンド直接延伸ロービングを含むことができる。本発明の繊維ガラスストランドを含むロービングは、所望の用途に応じて、様々な直径および密度を有する直接延伸シングルエンドロービングを含むことができる。一部の実施形態では、本発明の繊維ガラスストランドを含むロービングは、約１１２ヤード／ポンドまでの密度を示す。本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むヤーンに関する。
【００６３】
一部の実施形態では、繊維ガラスストランドは、本明細書に記載されるガラス組成物のうちのいずれか１種の複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、繊維ガラスストランドは、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。
【００６４】
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されるその他のガラス組成物のうちの１種を含む、少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むことができる。
【００６５】
一部の実施形態では、本発明のヤーンは、サイジング組成物で少なくとも部分的にコーティングされている、本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むことができる。一部の実施形態では、サイジング組成物は、熱硬化性ポリマー樹脂と適合性があってもよい。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ことができる。
【００６６】
ヤーンは、所望の用途に応じて、様々な質量線密度を有することができる。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、約５，０００ヤード／ポンド〜約１０，０００ヤード／ポンドの質量線密度を有することができる。
【００６７】
ヤーンは、所望の用途に応じて、様々な撚りレベルおよび方向を有することができる。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、ｚ方向に１インチ当たり約０．５〜約２回転の撚りを有することができる。他の実施形態では、本発明のヤーンは、ｚ方向に１インチ当たり約０．７回転の撚りを有することができる。
【００６８】
ヤーンは、所望の用途に応じて、一緒に撚られ、かつ／または諸撚りされている１つまたは複数のストランドから作成することができる。ヤーンは、一緒に撚られているが諸撚りされていない１つまたは複数のストランドから作成することができ、このようなヤーンは「単ヤーン」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諸撚りされていない１つまたは複数のストランドから作成することができる。一部の実施形態では、本発明のヤーンは、一緒に撚られている１〜４本のストランドを含むことができる。他の実施形態では、本発明のヤーンは、撚られている１本のストランドを含むことができる。
【００６９】
一部の実施形態では、繊維ガラスストランドは、本明細書に記載されるガラス組成物のうちのいずれか１種の複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、繊維ガラスストランドは、約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．６〜約２．８の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在することができる。
【００７０】
一部の実施形態では、ロービングは、本明細書に記載されるガラス組成物のうちのいずれか１種の複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、ロービングは、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。
【００７１】
一部の実施形態では、ヤーンは、本明細書に記載されるガラス組成物のうちのいずれか１種の複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、ヤーンは、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。
【００７２】
本発明の一部の実施形態は、本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むファブリックに関する。一部の実施形態では、ファブリックは、織られていてもよい。他の実施形態では、ファブリックは、織られていなくてもよい。一部の実施形態では、ファブリックは、本明細書に記載されるガラス組成物うちのいずれか１種の複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、ファブリックは、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。
【００７３】
ファブリックを含む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ｎｏ．７７８１に従って織られたファブリックであってもよい。他の実施形態では、ファブリックは、平織物、綾織物、千鳥綾織物、朱子織物、ステッチボンド布（ノンクリンプ布としても公知）、または「三次元」織布を含む。
【００７４】
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、ポリマー複合材は、ポリマー材料および本明細書に記載されるガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、ポリマー複合材は、ポリマー材料、ならびに約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、不織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱可塑性ポリマーを含むことができる。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱硬化性ポリマーを含むことができる。
【００７５】
他の実施形態では、本発明の複合材は、ポリマー樹脂、およびそのポリマー樹脂に沈着させた複数のガラス繊維を含むことができ、ここで複数のガラス繊維の少なくとも１種は、本発明の一部として本明細書に開示されるその他のガラス組成物のうちの１種から形成されたものである。一部の実施形態では、複合材は、ポリマー樹脂、およびそのポリマー樹脂に沈着させた本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むことができる。一部の実施形態では、複合材は、ポリマー樹脂、およびそのポリマー樹脂に沈着させた本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含むロービングの少なくとも一部を含むことができる。他の実施形態では、複合材は、ポリマー樹脂、およびそのポリマー樹脂に沈着させた本明細書に開示される少なくとも１つのヤーンを含むことができる。さらに他の実施形態では、複合材は、ポリマー樹脂、およびそのポリマー樹脂に沈着させた本明細書に開示される少なくとも１種のファブリックを含むことができる。一部の実施形態では、複合材は、本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含む少なくとも１つの緯糸、および本明細書に開示される少なくとも１つの繊維ガラスストランドを含む少なくとも１つの経糸を含むことができる。
【００７６】
本発明の複合材は、所望の特性および用途に応じて、様々なポリマー樹脂を含むことができる。一部の実施形態では、ポリマー樹脂は、エポキシ樹脂を含むことができる。他の実施形態では、ポリマー樹脂は、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、フェノール樹脂、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、または熱硬化性ポリウレタン樹脂を含むことができる。
【００７７】
ある特定の実施形態では、製造品は、本明細書に記載される組成物のうちのいずれか１種のガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、製造品は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、不織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、織布の形態であってもよい。
【００７８】
他の実施形態では、製造品は、ポリマー材料、ならびに約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６．５重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、不織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱可塑性ポリマーを含むことができる。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱硬化性ポリマーを含むことができる。
【００７９】
本発明の一部の実施形態は、航空宇宙複合材に関する。一部の実施形態では、航空宇宙複合材は、航空宇宙用途で使用するのに望ましい、高強度、高伸長、高弾性率、および／または低密度などの特性を示すことができる。一部の実施形態では、航空宇宙複合材は、本明細書に記載されるガラス組成物からの複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、航空宇宙複合材は、ポリマー材料、ならびに約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、不織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱可塑性ポリマーを含むことができる。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱硬化性ポリマーを含むことができる。
【００８０】
本発明の複合材を使用することができる部品の例として、これらに限定されないが、航空宇宙パーツ、例えば床パネル、荷物入れ、調理室、背もたれ、および潜在的に衝撃を受けやすい他の内部区画、ならびに外部部品、例えばヘリコプター回転ブレード；自動車パーツ、例えば構造部品、ボディ、およびバンパー；風力エネルギー部品、例えば風力タービンブレード；高圧容器および／またはタンク；安全性および／またはセキュリティ用途；高機械的応力用途；高エネルギー衝撃用途、例えば防弾または爆破耐性用途；アーマー用途  アーマーパネルの製造；ミサイル用ケーシングおよび他の爆発物配送デバイス；油およびガス産業における用途、輸送およびインフラに関する他の用途、代替エネルギーにおける用途、高温断熱（すなわち、熱遮蔽）用途（より高い強度、より高い弾性率、より高い軟化温度、およびより高いガラス転移温度に起因する）を挙げることができる。一部の実施形態では、複合材は、シート状の物理的寸法または形状を有することができ、パネルであってもよい。
【００８１】
本発明の一部の実施形態は、プリプレグに関する。一部の実施形態では、プリプレグは、本明細書に記載されるガラス組成物からの複数のガラス繊維を含むことができる。例えば、一部の実施形態では、プリプレグは、ポリマー材料、ならびに約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、および１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含むガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維を含むことができる。一部の実施形態では、組成物は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、Ｌｉ２Ｏは、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、組成物の（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量は、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であってもよい。一部の実施形態では、組成物のＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）は、約１．７〜約２．０の範囲であってもよい。場合によっては、組成物は、Ｆ２を実質的に含まなくてもよい。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、組成物は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含むことができる。場合によっては、ＲＥ２Ｏ３は、組成物中に０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在することができる。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、不織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、複数のガラス繊維は、織布の形態であってもよい。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱可塑性ポリマーを含むことができる。一部の実施形態では、ポリマー材料は、熱硬化性ポリマーを含むことができる。
【００８２】
本明細書に記載されるガラス繊維のための用途の多くが強化用途であるが、ガラス繊維の一部の実施形態は、電子機器用途、例えばプリント回路基板（「ＰＣＢ」）に利用することができる。
【００８３】
より具体的には、一部の実施形態は、ＰＣＢの性能を増強可能にする電気特性を有するガラス繊維強化材に関する。例えば、一部の実施形態は、電子機器用途に望ましい比誘電率（Ｄｋ）を有することができる。「誘電率」としても公知の材料の比誘電率（Ｄｋ）は、材料が電気エネルギーを貯蔵する能力の尺度である。コンデンサーとして使用される材料は、望ましくは相対的に高いＤｋを有する一方、ＰＣＢ基板の一部として使用される材料は、望ましくは、特に高速回路には低いＤｋを有する。Ｄｋは、２つの金属プレート間の空隙（空気または真空）によって貯蔵され得る電荷の量に対する、同じ２つの金属プレート間の所与の材料に貯蔵され得る電荷（すなわち、静電容量）の比である。別の例として、一部の実施形態は、電子機器用途に望ましい熱膨張係数を有することができる。したがって、一部の実施形態は、これらに限定されないが、プリント回路基板、プリント回路基板の前駆体（例えば、ファブリック、積層板、プリプレグ等）を含めた様々な電気的用途で使用することができる。このような実施形態では、電気的用途で使用されるプリント回路基板または他の複合材は、ポリマー樹脂、およびそのポリマー樹脂と接触している複数のガラス繊維を含むことができ、ここで複数のガラス繊維の少なくとも１種は、本発明の一部として本明細書に開示されるガラス組成物のいずれかから形成されたものである。ポリマー樹脂には、プリント回路基板または他の電気的用途における使用について当業者に公知のポリマー樹脂のいずれかが含まれ得る。
【００８４】
ここで、本発明のガラス繊維および関連製品の製造方法に目を向けると、本発明のガラス繊維は、繊維組成物を形成する具体的な酸化物を供給するために使用される原材料をブレンドすることによって、当技術分野で周知の従来の方式で調製することができる。本発明の様々な実施形態によるガラス繊維は、ガラス繊維を形成するための当技術分野で公知の任意の方法、より望ましくは本質的に連続的なガラス繊維を形成するための当技術分野で公知の任意の方法を使用して形成することができる。例えば、本発明の非限定的な実施形態によるガラス繊維は、直接溶融または間接溶融繊維形成法を使用して形成することができるが、本明細書ではこれらに限定されない。これらの方法は当技術分野で周知であり、そのさらなる議論は、本開示を鑑みると必要でないと思われる。例えば、K.  L.  Loewenstein,  The  Manufacturing  Technology  of  Continuous  Glass  Fibers,  3rd  Ed.,  Elsevier,  N.Y.,  1993  at  pages  47-48  and  117-234を参照されたい。
【００８５】
ガラス繊維の形成後に、一次サイジング組成物を、当業者に公知の任意の適切な方法を使用してガラス繊維に付与することができる。当業者は、例えばサイジング組成物の性能特性、得られるファブリックの望ましい可撓性、コスト、および他の因子を含めたいくつかの因子に基づいて、ガラス繊維のための多くの商業的に入手可能なサイジング組成物のうちの１種を選択することができる。
【００８６】
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切な方法によって調製することができる。本発明のガラス繊維布は、一般に、これに限定されないが、緯（weft）糸（「緯（fill）糸」とも呼ばれる）を複数の経糸に織り交ぜるなどの当業者に公知の任意の適切な方法によって作製することができる。
【００８７】
本発明の複合材は、これらに限定されないが、真空補助樹脂注入成形、押出配合、圧縮成形、樹脂トランスファー成形、フィラメントワインディング、プリプレグ／オートクレーブ硬化、および引抜成形などの、当業者に公知の任意の適切な方法によって調製することができる。本発明の複合材は、当業者に公知の通り、このような成形技術を使用して調製することができる。特に、繊維ガラス織布を組み込む本発明の複合材の実施形態は、このような複合材を調製するための当業者に公知の技術を使用して調製することができる。
【００８８】
本発明のプリプレグは、これらに限定されないが、繊維ガラスストランド、ロービング、またはファブリックを樹脂浴に通過させ、溶媒ベースの樹脂を使用し、または樹脂フィルムを使用するなどの、当業者に公知の任意の適切な手段によって調製することができる。
【００８９】
前述の通り、本発明の複合材は、一部の実施形態ではポリマー樹脂を含むことができる。様々なポリマー樹脂を使用することができる。一部の実施形態では、強化用途に有用であることが公知のポリマー樹脂が、特に有用となり得る。一部の実施形態では、ポリマー樹脂は、熱硬化性樹脂を含むことができる。本発明の一部の実施形態に有用な熱硬化性樹脂系として、これらに限定されないが、エポキシ樹脂系、フェノールベースの樹脂、ポリエステル、ビニルエステル、熱硬化性ポリウレタン、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、ポリマー樹脂は、エポキシ樹脂を含むことができる。他の実施形態では、ポリマー樹脂は、熱可塑性樹脂を含むことができる。本発明の一部の実施形態において有用な熱可塑性ポリマーとして、これらに限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド（ナイロンを含む）、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おいて有用な商業的に入手可能なポリマー樹脂の非限定的な例として、Ｅｐｉｋｕｒｅ  ＭＧＳ  ＲＩＭＨ  １３６６硬化剤を伴うＥＰＩＫＯＴＥ  Ｒｅｓｉｎ  ＭＧＳ（登録商標）ＲＩＭＲ  １３５エポキシ（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．、Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、Ｏｈｉｏから入手可能）、Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｅｒａｍｉｃ  ＭＭＦＣＳ２エポキシ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｅｒａｍｉｃ，Ｉｎｃ．、Ｂｅｎｉｃｉａ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａから入手可能）、およびＥＰ２５５改変エポキシ（Ｂａｒｒｄａｙ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ、Ｍｉｌｌｂｕｒｙ、ＭＡから入手可能）が挙げられる。
【００９０】
本発明は、以下の一連の具体的な実施形態によって例示される。しかし、他の多くの実施形態も、本発明の原理によって企図されることを当業者は理解されよう。
【実施例】
【００９１】
表１は、本発明の様々な実施形態による複数の繊維化可能なガラス組成物、およびこのような組成物の様々な特性に関するデータを提供する。これらの実施例のガラスは、粉末形態の商業用および試薬グレードの化学物質の混合物（試薬グレードの化学物質は、希土類酸化物についてのみ使用した）を、１０％Ｒｈ／Ｐｔるつぼ内で、１５００℃〜１５５０℃（２７３２°Ｆ〜２８２２°Ｆ）の間の温度で４時間溶融させることによって作製した。各バッチは約１０００グラムであった。４時間の溶融期間が経過した後、溶融ガラスをクエンチするために鋼プレート上に注いだ。使用した成分における不純物から生じるアルカリ酸化物などの揮発種は、ガラス中でのそれらの濃度が低いので、放散消失のためにバッチでは調整しなかった。実施例の組成物は、バッチのままの組成物を表す。商業用成分を、ガラスの調製に使用した。バッチ算出では、各ガラスにおける酸化物を算出するために、特別な原材料の保持因子を考慮した。保持因子は、測定される通りガラスバッチ溶融年数およびガラスにおける酸化物収量に基づく。したがって、実施例に例示されるバッチのままの組成物は、測定された組成物に近いとみなされる。
溶融特性
【００９２】
温度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  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄｕｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｆ  Ｇｌａｓｓ  ｂｙ  ｔｈｅ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｆｕｒｎａｃｅ  Ｍｅｔｈｏｄ」を使用して決定した。
【００９３】
表１は、ガラス組成物について測定された液相線温度（ＴＬ）、１０００ポアズの溶融粘度によって定義された参照形成温度（ＴＦ）を含む。形成温度と液相線温度の差（デルタＴ）も示される。
機械特性
【００９４】
表１のある特定のガラス組成物について、ヤング率も、以下の技術を使用して測定した。表１の適切な実施例に対応する組成物を有するガラスカレットおよそ５０グラムを、９０Ｐｔ／１０Ｒｈのるつぼ中、１００ポアズによって定義される溶融温度で２時間再溶融させた。その後、るつぼを、垂直管である電気加熱炉に移した。炉の温度を、１０００ポアズの溶融粘度に近いかまたはそれに等しい繊維引出し温度にプリセットした。ガラスをその温度で１時間平衡化した後、繊維を延伸した。繊維延伸炉の最上部には、中心に穴を有するカバーがあり、その上に繊維の冷却を調節するための水冷銅コイルを搭載した。次に、シリカロッドを、冷却コイルを通して手作業で溶融物に浸し、約１〜１．５ｍ長の繊維を延伸し、収集した。繊維直径は、一端が約１００μｍから他端が約１０００μｍの範囲であった。
表1
【表１−１】
2021516206.tif 000002
表1、続き
【表１−２】
2021516206.tif 000003
表1、続き
【表１−３】
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表1、続き
【表１−４】
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表1、続き
【表１−５】
2021516206.tif 000006
【００９５】
本発明の必ずしもすべてである必要はないが、様々な実施形態によって示され得る望ましい特徴には、これらに限定されないが、ガラス繊維、繊維ガラスストランド、ガラス繊維布、プリプレグ、および強化用途に有用な他の製品等を提供することが含まれ得る。
適切な組成物、繊維、複合材、製品の例示的な実施形態
【００９６】
以下に使用される通り、組成物、複合材、または製品への任意の言及は、それらの組成物、複合材、または製品のそれぞれに離接的に言及するものと理解されたい（例えば、「例示的な実施形態１〜４は、例示的な実施形態１、２、３、または４と理解されたい」）。
【００９７】
例示的な実施形態１は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、および０〜約０．５重量パーセントのＬｉ２Ｏを含み、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲である、繊維形成に適したガラス組成物である。
【００９８】
例示的な実施形態２は、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【００９９】
例示的な実施形態３は、ＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）が、約１．７〜約２．０の範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１００】
例示的な実施形態４は、ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３に対する比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）が、約３．５〜約４．５の範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１０１】
例示的な実施形態５は、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１０２】
例示的な実施形態６は、Ａｌ２Ｏ３の（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）に対する比（Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ））が、約０．３５〜約０．４５の範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１０３】
例示的な実施形態７は、Ｆ２を実質的に含まない、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１０４】
例示的な実施形態８は、０．２重量パーセントまでのＮａ２Ｏをさらに含む、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１０５】
例示的な実施形態９は、０．２重量パーセントまでのＫ２Ｏをさらに含む、前述または後述の任意の例示的な実施形態の組成物である。
【０１０６】
例示的な実施形態１０は、前述または後述の例示的な実施形態のいずれかのガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維である。
【０１０７】
例示的な実施形態１１は、ガラス繊維が、８５ＧＰａ超の弾性率を有する、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維である。
【０１０８】
例示的な実施形態１２は、ガラス繊維が、２．７ｇ／ｃｍ３未満の密度を有する、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維である。
【０１０９】
例示的な実施形態１３は、ガラス繊維が、１３５０℃未満の形成温度（ＴＦ）を有する、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維である。
【０１１０】
例示的な実施形態１４は、ガラス繊維が、１２５０℃未満の液相線温度（ＴＬ）を有する、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維である。
【０１１１】
例示的な実施形態１５は、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維を含む、繊維ガラスストランドである。
【０１１２】
例示的な実施形態１６は、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維を含む、ロービングである。
【０１１３】
例示的な実施形態１７は、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維を含む、ヤーンである。
【０１１４】
例示的な実施形態１８は、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維を含む、織布である。
【０１１５】
例示的な実施形態１９は、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維を含む、不織布である。
【０１１６】
例示的な実施形態２０は、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維を含む、チョップトガラスストランドである。
【０１１７】
例示的な実施形態２１は、ポリマー材料、および前述または後述の任意の例示的な実施形態のガラス組成物から形成された複数のガラス繊維を含む、ポリマー複合材である。
【０１１８】
例示的な実施形態２２は、複数のガラス繊維が、不織布の形態である、前述または後述の任意の例示的な実施形態のポリマー複合材である。
【０１１９】
例示的な実施形態２３は、複数のガラス繊維が、織布の形態である、前述または後述の任意の例示的な実施形態のポリマー複合材である。
【０１２０】
例示的な実施形態２４は、ポリマー材料が、熱可塑性ポリマーを含む、前述または後述の任意の例示的な実施形態のポリマー複合材である。
【０１２１】
例示的な実施形態２５は、ポリマー材料が、熱硬化性ポリマーを含む、前述または後述の任意の例示的な実施形態のポリマー複合材である。
【０１２２】
例示的な実施形態２６は、前述または後述の任意の例示的な実施形態のガラス組成物から形成された複数のガラス繊維を含む、製造品である。
【０１２３】
例示的な実施形態２７は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含み、ＲＥ２Ｏ３が、０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在し、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない、繊維形成に適したガラス組成物である。
【０１２４】
例示的な実施形態２８は、約５９〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１３．７〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含み、ＲＥ２Ｏ３が、０重量パーセントを超え、１．５重量パーセント未満の量で存在し、Ｌｉ２Ｏを実質的に含まない、繊維形成に適したガラス組成物である。
【０１２５】
例示的な実施形態２９は、ＳｉＯ２のＡｌ２Ｏ３に対する比（ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３）が、約３．６〜約４．６の範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態のガラス組成物である。
【０１２６】
例示的な実施形態３０は、Ａｌ２Ｏ３の（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）に対する比（Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ））が、約０．３３〜約０．４７の範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態のガラス組成物である。
【０１２７】
例示的な実施形態３１は、ＣａＯのＭｇＯに対する比（ＣａＯ／ＭｇＯ）が、約１．６〜約２．８の範囲である、前述または後述の任意の例示的な実施形態のガラス組成物である。
【０１２８】
例示的な実施形態３２は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２、０．５重量パーセント未満のＬｉ２Ｏを含み、ＲＥ２Ｏ３が、０重量パーセントを超え、１重量パーセント未満の量で存在し、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲である、繊維形成に適したガラス組成物である。
【０１２９】
例示的な実施形態３３は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含み、Ｌｉ２Ｏが、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在し、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２３重量パーセントまでの範囲である、繊維形成に適したガラス組成物である。
【０１３０】
例示的な実施形態３４は、約６０〜約６３重量パーセントのＳｉＯ２、約１４〜約１６重量パーセントのＡｌ２Ｏ３、約１４〜約１６．５重量パーセントのＣａＯ、約６〜約８．５重量パーセントのＭｇＯ、１重量パーセント未満のＦｅ２Ｏ３、１重量パーセント未満のＴｉＯ２を含み、Ｌｉ２Ｏが、０重量パーセントを超え、０．５重量パーセント未満の量で存在し、（Ｌｉ２Ｏ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）含量が、約２２〜２４重量パーセントまでの範囲であり、ヤング率が８５ＧＰａ超であるガラス組成物から形成された、複数のガラス繊維である。
【０１３１】
例示的な実施形態３５は、ヤング率が８８ＧＰａ超である、前述または後述の任意の例示的な実施形態の複数のガラス繊維である。
【０１３２】
例示的な実施形態３６は、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比が０．３５〜０．４５の間の範囲である、前述の例示的な実施形態のいずれかである。
【０１３３】
例示的な実施形態３７は、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比が０．４０未満である、前述の例示的な実施形態のいずれかである。
【０１３４】
例示的な実施形態３８は、Ａｌ２Ｏ３／（Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ）比が０．３７〜０．４２の範囲である、前述の例示的な実施形態のいずれかである。
【０１３５】
本発明の様々な実施形態を、本明細書に記載してきた。これらの実施形態は、単に本発明を例示するものであることを認識されたい。それらの好ましい実施形態の変形形態は、前述の説明を読む際に当業者に明らかとなり得る。本発明者らは、当業者がこのような変形形態を適宜用いることを期待し、本発明が本明細書に具体的に記載されているもの以外の方法でも実施されることを企図する。したがって、本発明は、適用できる法によって認められる通り、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載される主題のあらゆる変更形態および均等形態を含む。さらに、前述の要素の任意の組合せは、別段指定されない限り、またはそうでなければ文脈と明らかに矛盾しない限り、そのあらゆる可能な変形形態で本発明によって包含される。
【０１３６】
本説明は、本発明の明解な理解と関連する本発明の態様を例示していることを理解されたい。本説明を簡素化するために、当業者に明らかであるはずであり、したがって本発明のより正しい理解を促進し得ない本発明のある特定の態様は提示されていない。本発明を、ある特定の実施形態に関連して記載してきたが、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されず、本発明の精神および範囲内にある変更形態を包含することが企図される。
【国際調査報告】
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