Тел: +7 (495) 941-62-72

Патент на изобретение №2358928

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ		 (19) RU (11) 2358928 (13) C2
(51) МПК

C03C13/02 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 30.08.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2005133425/03, 05.09.2001

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

05.09.2001

(30) Конвенционный приоритет:

06.09.2000 US 60/230,474

(43) Дата публикации заявки: 10.05.2007

(46) Опубликовано: 20.06.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
WO 9912858 A1, 18.03.1999. US 3095311 A, 25.06.1963. SU 157070 A1, 07.12.1963. FR 2692248 A, 17.12.1993. US 5962354 A, 05.10.1999.

(62) Номер и дата подачи первоначальной заявки, из которой данная заявка выделена: 2003106195 05.09.2001

Адрес для переписки:

103735, Москва, ул. Ильинка, 5/2, ООО “Союзпатент”, Н.Н.Высоцкой

(72) Автор(ы):

ВАЛЛЕНБЕРГЕР Фредерик Т. (US)

(73) Патентообладатель(и):

ППГ ИНДАСТРИЗ ОГАЙО, ИНК. (US)

(54) КОМПОЗИЦИИ СТЕКЛОВОЛОКНА

(57) Реферат:

Композиция стекловолокна содержит следующие компоненты в вес.%: от 57 до 60.8 SiO2, от 0 до 2 Na2O, от 22 до 25 СаО, от 12 до 13.6 Al2О3, до 0,5 Fe2O3, от 0 до 2 K2O, от 1.7 до 3 MgO, от 0,5 до 2 TiO2, от 0,6 до 1,5 Li2O, 2,0 В2O3. Композиция имеет температуру формования при логарифме вязкости 3 не выше чем 1230°С, на основе стандарта сравнения NIST 714, значение Т по меньшей мере 50°С и отношение SiO2/RO не выше чем 2,42. Техническая задача изобретения – снижение температуры формования и температуры ликвидуса, улучшение экологии. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 табл., 6 ил.

Перекрестные ссылки на родственные патентные заявки

Этот документ заявляет преимущество Предварительной заявки на патент США, с порядковым 60/230474, поданной 6 сентября 2000 и заявки РСТ US 00/14155, поданной 23 мая 2000.

Область техники

Настоящее изобретение относится к композициям стекла для получения стекловолокна и более конкретно к композициям стекла, имеющим пониженную температуру ликвидуса и температуру формования.

Наиболее распространенной композицией стекла для получения прядей стекловолокна для усиления текстиля и стекловолокна является стекло «Е». Требования, относящиеся к типу компонентов, составляющих композицию стекла Е, включены в стандарт ASTM D578-98. Преимущество использования стекла Е заключается в том, что его температура ликвидуса значительно ниже температуры формования, например, обычно разность этих температур превышает 56°С, и вообще находится между 83 и 111°С. Используемые здесь термины «температура формования», Тф, и «температура формования при логарифме вязкости (ЛВ) 3» означают температуру стекла, при которой логарифм вязкости стекла равен 3, или 1000 Пз, а термины «температура ликвидуса» и Тл означают температуру, при которой твердая фаза (кристаллы) и жидкая фаза (расплав) находятся в равновесии. Разность температур между Тф и Тл, которая называется в изобретении как «дельта Т” или T, представляет собой обычный критерий потенциала кристаллизации данного состава расплава. В промышленности при формовании стекловолокна обычно значение T поддерживают равным, по меньшей мере 50°С, для того чтобы предотвратить расстеклование расплавленного стекла в процессе формования стекловолокна и в частности в области фильеры.

Для удовлетворения этих технологических требований были разработаны стекла, содержащие бор и фтор. Более конкретно, бор и фтор вводятся в материалы стеклянной шихты для выполнения роли флюсов в технологическом процессе расплавления стекла. В частности стекло Е может содержать до 10 вес.% В2O3 и до 1,0% фторида (см. ASTM D578-00 §4.2). Однако эти добавки испаряются в ходе плавки, и испарения бора и фтора выделяются в атмосферу. Поскольку бор и фтор считаются загрязнениями, их выбросы строго регламентируются законами об охране окружающей среды, в соответствии с которыми требуется тщательный контроль работы печей и применение дорогого оборудования для контроля загрязнений. В связи с этим были разработаны Е-стекла с низким содержанием бора и/или низким содержанием фтора. Используемый здесь термин «низкое содержание бора» означает, что в состав стекла входит не более 5 весовых процентов (вес.%) бора, включая стекло, не содержащее бора, а «низкое содержание фтора» означает, что в состав стекла входит не более 0,30 вес.% фтора, включая стекло, не содержащее фтора.

Дополнительная информация относительно составов стекла и способов получения композиции стекла, имеется в книгах К.Loewenstein, The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibers (Технология производства непрерывного стекловолокна), 3е издание, 1993, на стр.30-44, 47-60, 115-122 и 126-135, и F.T.Wallenberger (Ed.) Advanced Inorganic Fibers: Processes, Structures, Properties, Applications (Усовершенствованные неорганические волокна: процессы, структуры, свойства, применение), 2000, на стр.81-102 и 129-168, которые введены в это изобретение как ссылки.

Поскольку фактически процесс формования стекловолокна проводят при высокой температуре, его производство сопряжено с высоким потреблением энергии, а это связано с большими энергетическими затратами. Кроме того, при высокой температуре ускоряется разрушение огнеупорных материалов, используемых в печи для плавки стекла, а также фильер, используемых для формования волокон. Фильеры включают ценные металлы, которые невозможно извлечь из стекла, когда происходит коррозия фильер. Представляется выгодным производство стекловолокон при минимально возможных значениях температуры формования и температуры ликвидуса, для того чтобы снизить потребление энергии и затраты, а также термическую нагрузку на огнеупорные материалы печи и фильеры, и при этом одновременно обеспечить необходимую разность температур Т, чтобы обеспечить непрерывный процесс формования стекловолокна. Кроме того, снижение температуры формования и температуры ликвидуса для композиций стекла может привести к экологическим преимуществам, таким как (но без ограничения таковыми) уменьшение потребления топлива, необходимого для получения энергии, требующейся для протекания формования стекловолокна, а также уменьшение температуры дымовых газов. Кроме того, было бы выгодно иметь композиции стекла, содержащие малые количества фтора и/или бора для того, чтобы снизить или исключить экологически опасные выбросы этих материалов.

Раскрытие сущности изобретения.

Настоящее изобретение предоставляет композицию для формования стекловолокна с низким содержанием бора, которая имеет температуру формования не выше чем 1230°С, значение Т по меньшей мере 50°С и отношение SiO2/RO (CaO+MgO) не выше чем 2,42. В одном не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения композиция стекла имеет содержание диоксида кремния не более 60.8 вес.%. В другом, не ограничивающем варианте воплощения изобретения композиция стекла не содержит бора.

Приведенное выше краткое изложение, а также последующее подробное описание вариантов воплощения настоящего изобретения можно лучше понять при прочтении вместе с прилагаемыми чертежами, в которых:

Фигуры 1-6 представляют собой кривые зависимости между отношением SiO2/RO в различных композициях для формования стекловолокна и значениями температуры формования и температуры ликвидуса композиций на основе данных, приведенных в соответствующих таблицах А-F, соответственно.

Базовая композиция настоящего изобретения для стекловолокна с низким содержанием бора, подходящая для текстиля и усиливающего стекловолокна, включает следующие основные компоненты в расчете на общий вес окончательной композиции стекла в вес. %:

Широкий интервал Альтернативный интервал
SiO2 57-60.8 59-60.2
Na2O 0-2 0-1.0
CaO 22-25 23-25
Al2O3 12-13.6 12-13.2
Fe2O3 до 0.5 до 0,5
K2O 0-2 0-1.0
MgO 1.7-3 2-2.5
TiO2 0-2 0-1.5
Li2O 0.6-1.5 0.8-1.0

Следует признать, что если не указано иное, все обсуждаемые в этом изобретении численные величины, такие как (но не только указанные) весовые проценты материалов или температуры, являются приблизительными и подвержены вариациям из-за различных факторов, хорошо известных специалистам в этой области техники, таких как (но не только указанные) стандарты на измерения, оборудование и методики. В результате следует понимать, что такие величины изменяются во всех случаях, путем использования термина «приблизительно». В соответствии с этим, если не указано иное, численные величины, приведенные в последующем описании и прилагаемой формуле изобретения, являются приблизительными, и могут изменяться в зависимости от желаемых свойств, которые стремятся получить в настоящем изобретении. По самой меньшей мере каждый численный параметр следует рассматривать в рамках ряда приведенных значащих цифр с применением рутинных методик округления. Например, если в настоящем изобретении утверждается, что содержание диоксида кремния составляет от 57 до 60.8 вес.%, этот интервал представляет собой приблизительно от 59 до 60.2 вес.%, а когда утверждается, что температура формования композиции стекла должна быть не выше 1230°С, эта температура составляет около 1220°С.

Несмотря на то, что численные интервалы и параметры, представляющие широкий объем притязаний изобретения, являются приблизительными, численные величины, приведенные в конкретных примерах, являются, по возможности, точными. Однако любые численные величины неизбежно содержат определенные ошибки, которые являются результатом стандартных отклонений, обнаруженных в соответствующих им контрольных измерениях.

Кроме того, когда количество конкретного материала или сочетания материалов, описанных в изобретении, выражается в терминах «процент» или %, следует понимать, что это означает «весовой процент» или вес.%,

В композицию стекла можно добавлять дополнительные материалы, чтобы модифицировать свойства расплавленного стекла. Например (без ограничения композиций стекла, описанных в изобретении), можно добавлять Li2O, ZnO, MnO и/или MnO2 в композицию стекловолокна, для того чтобы снизить температуру формования и/или температуру ликвидуса. В одном не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения композиция стекла включает от 0.6 до 1,5 вес.% Li2O и/или от 0 до 1,5 вес.% ZnO, и/или от 0 до 3 вес.% MnO, и/или от 0 до 3 вес.% MnO2. Полагают, что при содержании этих материалов менее 0,05 вес.% их можно считать или случайными, или столь малыми количествами, что они фактически не будут влиять на свойства расплава стекла. В результате, в другом, не ограничивающем варианте воплощения в композицию стекла вводятся от 0,8 до 1,0 вес.% Li2O и/или от 0,05 до 1,5 вес.% ZnO, и/или от 0,05 до 3 вес.% MnO, и/или от 0,05 до 3 вес.% MnO2. В еще одном, не ограничивающем варианте воплощения композиция стекла включает от 0,2 до 1 вес.% Li2O и/или от 0,2 до 1 вес.% ZnO, и/или до 1 вес.% MnO, и/или до 1 вес.% MnO2.

Другим материалом, который обычно входит в композицию для формования стекловолокна, является MgO. Установлено, что профиль нагревания и плавления композиции стекловолокна, и особенно температуру ликвидуса, можно регулировать и, в частности, оптимизировать путем контроля количества MgO. Кроме того, было найдено, что существует эвтектика (минимальная температура ликвидуса) в общей четверной системе SiO2-Al2O3-CaO-MgO вблизи содержания MgO 2,5 вес.% (см. заявку РСТ US 00/14155, которая введена в изобретение как ссылка). Без ограничения настоящего изобретения, в одном варианте воплощения композиция стекловолокна включает от 1 до 5 вес.% MgO, например, от 1 до 4 вес.% MgO или от 1,7 до 2,9 вес.% MgO, или от 1,9 до 2,65 вес.% MgO.

Бор является другим материалом, который может быть добавлен в композицию стекловолокна, для того чтобы снизить температуру формования и температуру ликвидуса. Однако, как отмечено ранее, введение бора приводит к образованию порошковых эмульсий, которые, в зависимости от содержания частиц, возможно, будет необходимо удалить из потока, выходящего из печи плавления, до выброса в окружающую среду. Хотя количество В2O3 в композиции стекловолокна может доходить до 10 вес.%, в настоящем изобретении композиция стекла не содержит бора.

Необходимо признать, что композиции стекловолокна могут содержать другие компоненты, причем настоящее изобретение охватывает включение других материалов в композицию стекловолокна, таких как (но не ограничивающиеся такими) содержащих от 0 до 2 вес.% каждого из оксидов TiO2, ZrO2 и SrO, например, до 1,5 вес.% или до 1 вес.% каждого из этих материалов.

Кроме того, вследствие рассмотренных выше экологических проблем, в одном не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения композиция стекла имеет низкое содержание фтора. В другом не ограничивающем варианте воплощения композиция стекла не содержит фтора, то есть композиция содержит не более чем следовое количество фтора, что в этом изобретении соответствует до 0,05 вес.% фтора. В еще одном, не ограничивающем варианте воплощения композиция стекла вовсе не содержит фтора. За исключением иных отмеченных случаев, композиции для формования стекловолокна, описанные и рассматриваемые в этом изобретении, не содержат фтора.

Необходимо признать, что раскрытые в этом изобретении композиции стекла могут также включать небольшие количества других материалов, например, вспомогательные средства для плавления и очистки, случайные материалы или примеси. Например, и без ограничения настоящего изобретения, вспомогательные средства для плавления и очистки, такие как SO3, являются эффективными при производстве стекла, но их остаточное количество в стекле может изменяться, и они оказывают минимальное фактическое влияние (если оно имеется) на свойства стекла как продукта. Кроме того, небольшие количества рассмотренных выше добавок могут входить в композицию стекла как случайные материалы или примеси, содержащиеся в исходных материалах для основных компонентов.

Промышленные стекловолокна настоящего изобретения могут быть приготовлены традиционным способом, хорошо известным из уровня техники, путем смешивания исходных материалов, используемых для подачи конкретных оксидов, которые образуют композицию волокон. Например, обычно используется песок для подачи

SiO2, глина – для Al2О3, известь или известняк для MgO и некоторого количества СаО. Как обсуждалось ранее, стекло может включать другие добавки, которые добавляются для модифицирования свойств стекла, а также небольшие количества вспомогательных средств для плавления и очистки, случайные материалы или примеси.

После смешения компонентов в надлежащих соотношениях, для того чтобы обеспечить желаемое содержание каждого компонента данного стекла, шихту расплавляют в традиционной стекловаренной печи, причем полученное расплавленное стекло пропускают по традиционному каналу питателя и в фильеру для формования стекловолокна, расположенную вдоль дна канала питателя, как хорошо известно специалистам в этой области техники. В ходе стадии плавления стекла материалы стеклянной шихты обычно нагреваются до температуры по меньшей мере 1400°С. Затем расплавленное стекло протягивают через множество отверстий на дне фильеры. Потоки расплавленного стекла уменьшаются, чтобы образовались нити, посредством сбора множества нитей вместе образуется прядь, которую наматывают на формующую трубку, смонтированную на вращающейся конусной втулке намоточной машины. Альтернативно, устройство для формования может представлять собой, например, формующее приспособление для синтетических текстильных волокон или пряжи, в которой волокна вытягиваются из насадок, например фильер, в которых волокна вытягиваются через отверстия в пластине, как известно специалистам в этой области техники. Типичные каналы питателя и приспособления для формования стекловолокна описаны в книге К.Loewenstein, The Manufacturing Technology of Continuous Glass Fibers (Технология производства непрерывного стекловолокна), 3е издание, 1993, на стр.85-107 и 115-135, которая введена в это изобретение как ссылка.

Несколько партий композиции для формования стекловолокна с низким содержанием бора были получены, для того чтобы исследовать некоторые закономерности между содержанием отдельных компонентов стекла и соответствующими температурами формования и температурами ликвидуса, с целью выявления композиций стекла, имеющих пониженную температуру формования и желаемое значение Т. В ходе испытания различных партий экспериментальных образцов композиции стекла подразделяются на следующие основные композиционные категории и подкатегории:

Тип I – высокая температура формования (>1240°С), низкое содержание бора

Тип I-1 не содержит бора

Тип I-2, до 2,5 вес.% В2О3

Тип II – низкая температура формования (<1240°С), низкое содержание бора, 2,5 вес.% MgO

Тип II-1 не содержит бора

Тип II-2 до 5 вес.% В2О3

Тип III – низкая температура формования (<1240°С), низкое содержание бора, 2,5 вес.% оксидов магния, лития и/или цинка

Тип III-1 с литием, не содержит бора

Тип III-2 с литием и цинком, не содержит бора

Тип III-3 с цинком, не содержит бора

Тип III-4, до 5 вес.% В2О3 с литием.

Стекла типа I-1 могут включать стекла уровня техники, такие как описанные в примере 1 патента Франции 2768144 (в последующем называется “патент 144», в патенте США 4542106 и 5789329 (в последующем называются “патент 106 и патент 329, соответственно) и стекло ADVANTEX®, которое является промышленно доступным от фирмы Owens Corning Fiberglass, и обычно включает приблизительно 60 вес. % SiO2, 25 вес.% CaO+MgO (в последующем называется “RO”) и 12-14 вес.% Al2О3 и не содержит бора. Стекла типа I-A могут включать стекла уровня техники, такие как описанные в примере 2 патента 144, которые содержат 1,8 вес.% В2О3 и 60,82 вес.% SiO2.

Таблицы от А до F включают примеры по каждой партии композиций стекловолокна, и эти данные используются для построения соответствующих фигур 1-6, соответственно, которые позже будут рассмотрены более подробно. В таблице А, примеры I-8 относятся к стеклам типа II-1, тогда как примеры 9-34 относятся к стеклам типа I-1. В таблице В, примеры 35-77 относятся к стеклам типа II-2, тогда как примеры 78-83 относятся к стеклам типа I-2. В таблице С, в примерах 84-143 и 152-156 представлены стекла типа III-1, тогда как в примерах 144-151 представлены аналогичные стекла, но они имеют температуру формования при логарифме вязкости 3 выше чем 1230°С. В таблице D, в примерах 157-171 и представлены стекла типа III-2, тогда как в примерах 172-183 представлены аналогичные стекла, но они имеют температуру формования при логарифме вязкости 3 выше чем 1230°С. В таблице Е, в примерах 194-197 представлены стекла типа III-3, тогда как в примерах 184-193 представлены аналогичные стекла, но они имеют температуру формования при логарифме вязкости 3 выше, чем 1240°С. В таблице F, в примерах 198-296 представлены стекла типа III-4, тогда как в примерах 297 и 298 представлены аналогичные стекла, но они имеют температуру формования при логарифме вязкости 3 выше чем 1230°С.

ТАБЛИЦА А
СТЕКЛА ТИПА I-1 и II-1
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
SiO2 57,95 57,75 58,05 57,65 57,45 58,72 57,72 59,05 60,13 60,63
Al2O3 13,20 13,20 13,40 13,40 13,40 11,65 11,64 12,20 12,27 12,27
СаО 24,05 24,25 23,75 24,15 24,35 24,58 25,58 23,95 22,92 22,42
MgO 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,61 2,61 2,55 2,50 2,50
TiO2 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,52 1,52 1,50 1,50 1,50
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,92 0,92 0,90 0,98
К2O 0,05 0,05
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,27 0,27 0,25 0,20 0,20
SO3 0,02 0,02
SiO2/RO 2,18 2,15 2,21 2,16 2,13 2,16 2,05 2,23 2,37 2,42
Тформ.
(°С)		 1235 1232 1240 1240 1238 1230 1222 1239 1265 1268
Тлик, (°C) 1164 1166 1167 1166 1165 1198 1215 1181 1164 1166
Т (°С) 71 66 73 74 74 32 7 58 101 102
ТАБЛИЦА А
СТЕКЛА ТИПА I-1 и II-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
SiO2 60,13 59,61 59,45 59,40 59,35 59,30 59,25 59,10 59,00 58,85
Al2O3 12,27 12,16 12,20 12,20 12,20 12,20 12,20 12,20 12,20 12,20
СаО 22,92 23,51 23,55 23,60 23,65 23,70 23,75 23,90 24,00 24,15
MgO 2,50 2,62 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55
TiO2 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50
Na2O 0,98 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
K2O
Fe2O3 0,20 0,20 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
SO3
SiO2/RO 2,37 2,28 2,28 2,27 2,27 2,26 2,25 2,23 2,22 2,20
Тформ. (°С) 1262 1251 1258 1250 1242 1248 1249 1247 1245 1242
Тлик,
(°C)		 1164 1170 1173 1178 1176 1180 1178 1178 1178 1186
Т (°С) 98 81 85 72 66 68 71 69 67 56

ТАБЛИЦА А
СТЕКЛА ТИПА I-1 и II-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
SiO2 59,25 59,15 58,35 58,15 58,25 57,85 57,65 58,15 57,95 57,75
Al2O3 12,40 12,60 13,20 13,20 13,40 13,40 13,40 13,20 13,20 13,20
CaO 23,55 23,45 23,65 23,85 23,55 23,95 24,15 23,85 24,05 24,25
MgO 2,55 2,55 2.55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
K2O
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
SO3
SiO2/RO 2,27 2,28 2,23 2,20 2,23 2,18 2,16 2,20 2,18 2,15
Тформ.(°C) 1253 1253 1248 1245 1244 1243 1242 1249 1246 1243
Тлик,(°C) 1171 1168 1162 1160 1174 1174 1169 1170 1171 1172
Т(°C) 82 85 86 85 70 69 73 79 75 71
ТАБЛИЦА А
СТЕКЛА ТИПА I-1 и II-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
31 32 33 34
SiO2 57,55 58,05 58,85 59,61
Al2O3 13,20 13,40 13,40 12,16
CaO 24,45 23,75 23,95 23,51
MgO 2,55 2,55 2,55 2,62
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,00
Na2O 0,9 0,9 0,9 0,9
K2O
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,20
SO3
SiO2/RO 2,13 2,21 2,22 2,28
Тформ. (°С) 1241 1246 1248 1251
Тлик (°С) 1164 1163 1171 1167
T (°C) 57 83 77 84

ТАБЛИЦА В
СТЕКЛА ТИПА I-2 и II-2
Состав, вес.%
35 36 37 38 39 40 41 42 43
SiO2 57,75 57,75 56,75 57,15 57,25 58,55 55,40 55,80 56,20
Al2О3 13,20 12,20 13,20 13,05 13,20 12,20 13,60 13,40 13,60
СаО 24,25 24,25 24,25 24,00 24,25 23,45 24,85 24,65 24,05
MgO 2,50 2,50 2,50 2,55 2,50 2,55 2,50 2,50 2,50
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,50 0,50 0,50
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
В2О3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 2,00 2,00 2,00
SiO2/RO 2,16 2,16 2,12 2,15 2,14 2,25 2,03 2,06 2,12
Тформ. (°С) 1240 1227 1228 1235 1239 1236 1217 1211 1219
Тлик (°С) 1178 1164 1161 1154 1159 1159 1153 1156 1136
Т (°С) 62 63 67 81 80 77 64 55 83
ТАБЛИЦА В
СТЕКЛА ТИПА 1-2 и II-2 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53
SiO2 57,25 56,25 56,65 56,75 58,05 56,35 56,40 56,45 55,60 55,80
Al2О3 12,20 13,20 13,05 13,20 12,20 13,60 13,60 13,55 13,60 13,60
СаО 23,75 23,75 23,50 23,25 22,95 23,85 23,80 23,80 24,65 24,45
MgO 2,50 2,50 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,50 2,50
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
В2O3 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
SiO2/RO 2,18 2,14 2,17 2,20 2,28 2,13 2,14 2,14 2,05 2,07
Тформ. (°С) 1227 1224 1225 1225 1225 1218 1219 1220 1211 1209
Тлик. (°С) 1148 1149 1145 1147 1142 1138 1142 1137 1154 1156
Т (°С) 79 75 80 78 83 80 77 83 57 53

ТАБЛИЦА В
СТЕКЛА ТИПА 1-2 и II-2 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
54 55 56 57 58 59 60 61 62 63
SiO2 56,50 56,60 56,40 56,0 56,40 56,20 56,00 56,00 55,80 56,50
Al2O3 13,55 13,40 13,40 13,60 13,60 13,80 13,80 13,60 13,60 13,20
СаО 23,85 23,85 24,05 24,25 23,85 23,85 24,05 24,25 24,45 23,50
MgO 2,55 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,55
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 1,10
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
В2О3 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
SiO2/RO 2,14 2,15 2,12 2,09 2,14 2,13 2,11 2,09 2,07 2,16
TФОРМ. (°С) 1217 1222 1216 1213 1220 1223 1219 1202 1222 1220
ТЛИК.(°С) 1135 1139 1143 1136 1139 1158 1151 1137 1153 1133
Т (°С) 82 83 73 77 81 65 68 65 69 87
ТАБЛИЦА В
СТЕКЛА ТИПА 1-2 и II-2 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
64 65 66 67 68 69 70 71 72 73
SiO2 57,25 56,75 56,25 56,75 56,65 56,80 56,40 55,80 55,60 55,00
Al2O3 13,20 13,20 13,20 13,45 13,05 13,40 13,80 13,80 13,40 13,80
СаО 22,75 23,75 23,75 23,00 23,50 23,65 23,65 24,25 24,85 25,05
MgO 2,50 2,05 2,55 2,55 2,55 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,650 0,50 0,50 0,50 0,50
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
В2O3 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
SiO2/RO 2,27 2,20 2,14 2,22 2,17 2,17 2,16 2,09 2,03 2,00
TФОРМ. (°С) 1237 1230 1220 1227 1218 1228 1197 1222 1209 1206
ТЛИК (°С) 1149 1141 1131 1131 1131 1141 1156 1137 1168 1169
Т (°С) 86 89 89 96 87 87 41 85 41 37

ТАБЛИЦА В
СТЕКЛА ТИПА 1-2 и II-2 (продолжение)
Состав, вес.%
74 75 76 77 78 79
SiO2 58,61 59,01 58,70 57,75 59,05 59,11
Al2O3 12,16 12,04 13,35 13,20 12,20 12,16
CaO 23,50 23,27 23,50 23,25 23,95 23,00
MgO 2,50 2,48 2,50 2,50 2,55 2,50
TiO2 1,10 1,09 0,50 1,10 1,10 1,10
Na2O 0,90 0,89 0,30 0,90 0,90 0,90
Fe2O3 0,23 0,23 0,25 0,25 0,25 0,23
В2Оз 1,00 1,00 0,90 1,00 1,00 1,00
SiO2/RO 2,25 2,29 2,26 2,24 2,23 2,32
TФОРМ. (°C) 1242 1252 1253 1250 1254 1248
ТЛИК.(°С) 1161 1178 1145 1154 1183 1152
Т (°C) 81 74 108 96 71 96
ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III-1
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89
SiO2 58,70 58,70 58,35 58,25 58,86 58,76 57,95 57,65 58,96 58,15
Al2О3 13,35 13,35 13,20 13,40 13,44 13,64 13,20 13,40 13,24 13,20
CaO 23,50 23,50 23,65 23,55 23,55 23,45 24,05 24,15 23,65 23,85
MgO 2,50 2,50 2,55 2,55 2,50 2,50 2,55 2,55 2,50 2,55
TiO2 0,50 0,50 1,10 1,10 0,50 0,50 1,10 1,10 0,50 1,10
Na2O 0,60 0,30
Li2O 0,60 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
SiO2/RO 2,26 2,26 2,23 2,23 2,26 2,26 2,18 2,16 2,25 2,20
тФОРМ. (°С) 1226 1211 1211 1215 1216 1218 1205 1206 1212 1237
ТЛИК (°С) 1157 1153 1146 1153 1153 1150 1151 1154 1158 1172
Т (°С) 69 58 65 62 63 68 54 52 54 65

ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
SiO2 59,61 59,97 60,09 60,21 60,33 59,61 59,61 56,73 59,85 59,97
Al2О3 12,12 12,19 12,22 12,24 12,27 12,92 12,92 12,92 12,95 12,97
СаО 22,12 23,56 23,31 23,35 23,40 21,91 21,96 22,00 22,04 22,09
MgO 3,50 2,90 2,70 2,50 2,30 3,50 3,30 3,10 2,90 2,70
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Na2O
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
SiO2/RO 2,33 2,27 2,31 2,33 2,35 2,35 2,36 2,38 2,40 2,42
тФОРМ. (°С) 1205 1207 1217 1213 1216 1213 1213 1214 1214 1219
ТЛИК. (°С) 1190 1170 1163 1162 1166 1179 1170 1164 1161 1160
T (°C) 15 37 54 51 50 34 43 50 53 59
ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
100 101 102 103 104 105 106 107 108 109
SiO2 60,09 60,21 60,00 60,57 59,80 59,75 59,65 59,60 59,55 59,50
Al2О3 13,00 13,02 12,50 13,10 12,25 12,25 12,25 12,25 12,25 12,25
СаО 22,13 22,18 23,70 22,31 22,60 22,85 23,35 23,60 23,85 24,10
MgO 2,50 2,30 1,90 1,70 3,10 2,90 2,50 2,30 2,10 1,90
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Na2O 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,25
SiOz/RO 2,44 2,46 2,34 2,52 2,33 2,32 2,31 2,30 2,29 2,29
тФОРМ. (°C) 1223 1233 1239 1239 1240 1236 1236 1238 1234 1234
ТЛИК. (°C) 1155 1142 1139 1141 1156 1156 1159 1167 1173 1181
T (°С) 68 91 100 98 94 80 77 71 61 53

ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
110 111 112 113 114 115 116 117 118 119
SiO2 59,45 60,00 59,95 59,90 59,85 59,61 59,97 60,09 60,21 60,33
Al2О3 12,25 12,40 12,40 12,40 12,0 12,12 12,19 12,22 12,24 12,27
СаО 24,35 22,05 23,30 23,55 23,80 22,12 22,25 22,30 22,34 22,39
MgO 1,70 2,30 2,10 1,90 1,70 3,50 2,90 2,70 2,50 2,30
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50
Na2O 0,30
Li2O 0,60 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,25 0,25 0,26 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
SiO2/RO 2,28 2,46 2,36 2,35 2,35 2,33 2,38 2,40 2,42 2,44
тФОРМ. (°С) 1234 1230 1231 1224 1224 1215 1217 1213 1215 1231
ТЛИК. (°С) 1192 1146 1152 1156 1156 1181 1161 1178 1162 1160
Т (°С) 42 84 79 68 68 34 56 35 53 71
ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
120 121 122 123 124 125 126 127 128 129
SiO2 60,75 60,21 59,78 58,70 57,75 58,05 57,85 59,71 59,46 60,02
Al2O3 12,35 13,02 12,30 13,35 13,20 13,40 13,40 13,24 13,24 12,35
СаО 22,55 22,52 23,26 23,50 24,25 23,75 23,95 22,90 23,15 23,35
MgO 1,70 2,50 2,53 2,50 2,55 2,55 2,55 2,50 2,50 2,54
TiO2 1,50 0,50 0,50 0,50 1,10 1,10 1,10 0,50 0,50 0,50
Na2O 0,00
Li2O 0,90 1,00 1,40 1,20 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 1,00
Fe2О3 0,26 0,25 0,23 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,23
SiO2/RO 2,51 2,41 2,32 2,26 2,15 2,21 2,18 2,35 2,32 2,32
тФОРМ. (°С) 1240 1231 1187 1194 1201 1202 1199 1227 1226 1209
ТЛИК.(°С) 1166 1143 1158 1149 1155 1153 1157 1142 1147 1159
Т (°С) 74 88 29 45 46 49 42 85 79 50

ТАБЛИЦА
С-СТЕКЛА ТИПА III-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
130 131 132 133 134 135 136 137 138 139
SiO2 59,90 60,26 60,14 59,16 60,10 60,23 60,10 60,23 59,78 60,14
Al2O3 12,32 12,40 12,37 13,24 13,00 12,25 13,00 12,25 12,30 12,37
CaO 23,31 23,45 23,40 23,45 22,15 23,36 22,15 23,36 23,26 23,40
MgO 2,53 2,55 2,54 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,53 2,54
TiO2 0,50 0,51 0,51 0,50 1,10 0,51 1,10 0,51 0,50 0,51
Na2O
Li2O 1,20 0,60 0,80 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 1,40 0,80
Fe2O, 0,23 0,23 0,23 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,23 0,23
SiO2/RO 2,32 2,32 2,32 2,28 2,44 2,33 2,44 2,33 2,32 2,32
ТФОРМ. (°C) 1199 1230 1219 1218 1235 1220 1237 1224 1198 1219
ТЛИК. (°С) 1160 1158 1159 1156 1133 1160 1136 1158 1156 1159
Т (°C) 39 72 60 62 102 60 101 66 42 60
ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
140 141 142 143 144 145 146 147
SiO2 60,38 60,33 59,70 60,21 60,21 60,21 60,50 58,70
Al2O3 12,42 13,05 12,25 13,02 13,02 13,02 12,45 13,35
CaO 23,50 22,22 22,85 22,52 22,52 22,52 22,54 23,50
MgO 2,55 2,10 2,70 2,50 2,50 2,50 2,56 2,50
TiO2 0,51 1,10 1,10 0,50 0,50 0,50 0,51 0,50
Na2O 0,30 0,25 0,50 0,75 0,90
Li2O 0,40 0,90 0,60 0,75 0,50 0,25 0,20 0,30
Fe2O5 0,23 0,25 0,25 0,25 0,25 0,24 0,25
SiO2/RO 2,32 2,48 2,34 2,41 2,41 2,41 2,32 2,26
ТФОРМ. (°C) 1244 1258 1242 1242 1253 1263 1256 1241
ТЛИК. (°С) 1158 1136 1155 1147 1152 1160 1158 1165
T (°C) 86 122 87 95 101 103 98 76

ТАБЛИЦА С
СТЕКЛА ТИПА III-1 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
148 149 150 151 152*
SiO2 60,05 60,05 60,05 59,30 59,30
Al2O3 12,98 12,98 12,98 12,10 12,10
СаО 22,14 22,14 22,14 22,60 22,60
MgO 3,12 3,12 3,12 3,40 3,40
TiO2 0,55 0,55 0,55 1,50 1,50
Na2O 0,45
Li2O 0,91 0,91 0,91 0,45 0,90
Fe2O5 0,25 0,25 0,25 0,20 0,20
SiO2/RO 2,38 2,38 2,38 2,28 2,28
ТФОРМ. (°С)
(NIST 710A)		 1214 1219 1223 1218 1191
ТЛИК. (°С) 1159 1164 1163 1179 1187
Т (°C) 55 55 60 39 4
*Композиция содержит 0,50 вес.% BaO
ТАБЛИЦА D
СТЕКЛА ТИПА III-2 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162
SiO2 58,25 58.30 58,20 58,10 58,00 58,15 58,15 58,10 57,35 57,95
Al2О3 13,33 13,03 13,03 13,03 13,03 13,20 13,33 13,63 13,20 13,20
СаО 23,29 23,54 23,64 23,74 23,84 22,85 23,39 23,14 23,65 24,05
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,55 2,50 2,50 2,55 2,55
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 1,10 0,50 0,50 1,10 1,10
Na2O
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
ZnO 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Fe2О3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,25 0,23 0,23 0,25 0,25
SiO2/RO 2,26 2,24 2,23 2,21 2,20 2,29 2,25 2,26 2,19 2,18
ТФОРМ. (°C) 1213 1204 1205 1206 1208 1207 1208 1212 1195 1195
ТЛИК. (°С) 1146 1147 1148 1144 1149 1136 1152 1157 1141 1140
Т (°С) 67 57 57 62 59 71 56 55 54 55

ТАБЛИЦА D
СТЕКЛА ТИПА III-2 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
163 164 165 166 167 168 169 170 171 172
SiO2 59,61 59,47 59,12 57,75 58,00 59,73 59,85 59,97 60,09 60,21
Al2O3 12,16 12,16 12,00 13,20 13,63 12,92 12,95 12,97 13,00 13,02
СаО 23,50 24,22 22,50 24,25 23,24 22,00 22,04 22,09 22,13 22,18
MgO 2,50 1,90 3,40 2,55 2,50 3,10 2,90 2,70 2,50 2,30
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 0,50 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Na2O
Li2O 0,45 0,45 0,90 0,90 0,90 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
ZnO 0,45 0,45 1,00 1,00 1,00 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
Fe2О3 0,20 0,25 0,23 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
SiO2/RO 2,29 2,28 2,28 2,15 2,25 2,38 2,40 2,42 2,44 2,46
ТФОРМ. (°C) 1229 1218 1190 1194 1212 1242 1246 1246 1251 1251
ТЛИК. (°С) 1154 1159 1163 1159 1163 1173 1168 1154 1147 1144
Т (°C) 75 59 27 35 49 69 78 92 104 107
ТАБЛИЦА D
СТЕКЛА ТИПА III-2 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
173 174 175 176 177 178 179
SiO2 60,33 60,45 60,57 59,40 59,20 59,54 59,40
Al2O3 13,05 13,08 13,10 12,16 12,16 12,16 12,16
СаО 22,22 22,27 22,31 23,49 23,69 23,95 24,49
MgO 2,10 1,90 1,70 2,30 2,30 2,10 1,70
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Na2O 0,40 0,40
Li2O 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
ZnO 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
Fe2O3 0,25 0,25 0,25
SiO2/RO 2,48 2,50 2,52 2,30 2,28 2,29 2,27
тФОРМ. (°C) 1260 1260 1263 1245 1247 1241 1245

ТЛИК. (°С) 1140 1139 1135 1159 1152 1155 1168
T (°C) 120 121 128 86 95 86 77
ТАБЛИЦА Е
СТЕКЛА ТИПА III-3
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
180 181 182 183 184 185 186 187 188 189
SiO2 59,73 59,85 59,97 60,09 60,21 60,33 60,45 60,57 58,80 58,70
Al2O3 12,92 12,95 12,97 13,00 13,02 13,05 13,08 13,10 13,00 11,90
CaO 22,00 22,04 22,09 22,13 22,18 22,22 22,27 22,31 23,45 22,40
MgO 3,10 2,90 2,70 2,50 2,30 2,10 1,90 1,70 2,50 3,40
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,50
ZnO 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 1,00
Na2O 0,90
K2O
Fe2О3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,20
SiO2/RO 2,38 2,40 2,42 2,44 2,46 2,48 2,50 2,52 2,27 2,28
ТФОРМ. (°C) 1265 1267 1273 1278 1273 1280 1285 1275 1268 1226
ТЛИК. (°С) 1170 1166 1159 1157 1166 1169 1170 1171 1165 1180
T (°С) 95 101 114 121 107 111 115 104 103 46
ТАБЛИЦА Е
СТЕКЛА ТИПА III-3 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
190 191 192 193
SiO2 59,00 58,70 58,19 59,00
Al2O3 12,00 11,90 11,84 12,00
CaO 22,50 22,40 21,33 22,50
MgO 3,40 3,40 2,82 3,40
TiO2 1,00 1,00 1,86 1,50
ZnO 1,00 1,50 2,28 0,50
Na2O 0,90 0,90 1,18 0,90
K2O 0,16
Fe2О3 0,20 0,20 0,24 0,20
SiO2/RO 2,28 2,28 2,24 2,28
тФОРМ. (°C) (NIST 710A) 1234 1231 1212 1230
ТЛИК. (°С) 1175 1181 1159 1183
T (°C) 69 50 53 37

ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4
Состав, вес.% Примеры
194 195 196 197 198 199 200 201 202 203
SiO2 58,00 57,90 57,80 58,15 58,25 58,00 58,10 58,30 58,20 58,10
Al2O3 13,43 13,43 13,43 13,33 13,33 13,63 13,63 13,03 13,03 13,03
СаО 23,44 23,54 23,64 23,39 23,29 23,24 23,14 23,54 23,64 23,74
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2О3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Na2O
K2O
Li2O 0.90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,24 2,22 2,21 2,25 2,26 2,25 2,27 2,24 2,23 2,21
ТФОРМ. (°С) 1202 1203 1197 1203 1202 1207 1212 1200 1201 1194
ТЛИК. (°С) 1139 1137 1139 1136 1145 1144 1146 1132 1137 1135
Т (°С) 63 66 58 67 57 63 66 68 64 59
ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213
SiO2 58,74 58,64 58,64 58,75 58,00 57,80 57,60 57,60 57,60 57,60
Al2O3 13,05 13,15 12,95 12,93 13,03 13,23 13,23 13,23 13,23 13,03
СаО 22,97 22,97 22,87 22,93 23,84 23,84 23,84 23,84 23,84 24,04
MgO 2,36 2,36 2,36 2,36 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,49 0,49 0,49 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2O3 1,00 1,00 1,00 1,20 1,00 1,00 1,20 1,20 1,20 1,20
Na2O 0,04 0,10 0,20 0,20
K2O 0,09 0,09 0,09 0,10
Li2O 0,91 0,91 0,91 0,90 0,90 0,90 0,90 0,80 0,70 0,70
Fe2О3 0,29 0,29 0,29 0,29 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,32 2,32 2,32 2,32 2,20 2,19 2,19 2,19 2,19 2,17
ТФОРМ. (°С) 1210 1209 1204 1210 1198 1201 1200 1196 1208 1201
ТЛИК. (°С) 1145 1151 1142 1127 1138 1126 1125 1133 1135 1145
T (°С) 65 58 62 83 60 75 75 63 73 56

ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% Примеры
214 215 216 217 218 219 220 221 222 223
SiO2 58,50 58,40 58,30 58,40 58,15 58,25 58,70 58,00 57,60 58,00
Al2О3 12,76 12,76 13,03 13,03 13,33 13,33 12,75 13,03 13,03 13,03
СаО 23,61 23,71 23,54 23,44 23,39 23,29 23,50 23,84 24,04 23,84
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2O3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,60 1,00 1,20 1,00
Na2O 0,60
K2O
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,60 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,25 0,25 0,25 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,24 2,23 2,24 2,25 2,25 2,26 2,26 2,20 2,17 2,20
ТФОРМ. (°С) 1202 1203 1201 1208 1197 1200 1216 1202 1194 1192
ТЛИК. (°С) 1141 1145 1138 1137 1130 1134 1160 1137 1142 1137
T (°C) 61 58 63 71 67 66 56 65 52 55
ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
224 225 226 227 228 229 230 231 232 233
SiO2 58,61 58,61 58,00 57,90 58,11 58,40 58,40 58,50 58,60 58,00
Al2O3 12,16 12,16 13,23 13,23 13,36 13,36 13,03 13,03 13,03 13,63
СаО 23,50 23,50 23,64 23,74 23,40 23,11 23,44 23,34 23,24 23,24
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 1,10 1,10 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2О3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Na2O 0,45
K2O
Li2O 0,90 0,45 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2О3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,25 2,25 2,22 2,21 2,24 2,28 2,25 2,26 2,28 2,25
тФОРМ. (°С) 1201 1227 1201 1195 1196 1204 1201 1204 1204 1206
ТЛИК. (°С) 1142 1159 1135 1137 1133 1133 1136 1133 1135 1136
T (°C) 59 68 66 58 63 71 65 71 69 70

ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
234 235 236 237 238 239 240 241 242 243
SiO2 58,10 58,10 58,70 58,70 58,70 58,61 58,40 58,80 58,30 57,60
Al2O3 13,23 13,43 12,75 12,35 12,35 12,16 12,76 12,46 13,03 13,03
СаО 23,54 23,34 23,50 23,50 23,50 23,50 23,71 23,61 23,54 24,04
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,5 0,50 0,50 0,50 1,10 0,50 0,50 0,50 0,50
В2O3 1,00 1,00 0,60 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,20
Na2O 0,30 0,60 0,30 0,10
K2O
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,60 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,80
Fe2О3 0,23 0,23 0,25 0,25 0,25 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,23 2,25 2,26 2,26 2,26 2,25 2,23 2,25 2,24 2,17
тФОРМ. (°С) 1199 1204 1204 1207 1202 1194 1194 1195 1195 1196
ТЛИК. (°С) 1133 1134 1153 1157 1149 1141 1144 1145 1140 1145
Т (°С) 63 70 51 50 53 53 50 50 55 51
ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (-продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
244 245 246 247 248 249 250 251 252 253
SiO2 58,50 58,11 58,91 58,11 58,30 58,20 58,10 58,70 58,70 58,11
Al2О3 12,76 13,36 12,16 13,36 13,03 13,03 13,03 13,35 13,35 13,36
СаО 23,61 23,40 23,80 23,40 23,54 23,64 23,74 23,50 23,50 23,40
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2О3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,30 0,60 1,00
Na2O
K2O
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,60 0,90
Fe2О3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,25 0,25 0,23
SiO2/RO 2,24 2,24 2,24 2,24 2,24 2,23 2,21 2,26 2,26 2,24
тФОРМ. (°С) 1197 1229 1216 1213 1202 1202 1205 1207 1224 1212
ТЛИК. (°С) 1139 1155 1148 1142 1136 1136 1137 1144 1145 1135
Т (°С) 58 133 123 126 120 119 122 114 142 139

ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
254 255 256 257 258 259 260 261 262 263
SiO2 58,20 58,70 59,53 59,61 59,11 59,11 59,16 59,21 57,80 59,11
Al2О3 13,23 12,35 12,25 12,16 12,16 12,16 12,16 12,16 13,03 12,16
СаО 23,44 23,50 23,17 23,50 23,00 23,00 23,20 23,40 24,04 23,50
MgO 2,50 2,50 2,52 2,50 2,50 2,50 2,25 2,00 2,50 2,00
TiO2 0,5 0,5 0,5 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 0,50 1,10
В2O3 1,00 1,00 1,00 0,45 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Na2O
K2O
Li2O 0,90 1,20 0,80 0,45 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2O 0,23 0,25 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,24 2,26 2,32 2,29 2,32 2,32 2,32 2,33 2,18 2,32
Тформ. (°C) 1204 1187 1214 1230 1205 1216 1218 1213 1196 1209
Тлик. (°C) 1135 1147 1143 1155 1142 1143 1147 1153 1147 1153
T (°C) 124 40 71 75 63 73 71 60 49 56
ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав вес.% ПРИМЕРЫ
264 265 266 267 268 269 270 271 272 273
SiO2 59,36 59,31 59,36 59,41 59,11 59,16 59,21 59,16 59,11 59,01
Al2O3 12,41 12,56 12,51 12,46 12,16 12,16 12,16 12,26 12,26 12,36
СаО 23,60 23,50 23,50 23,50 23,00 23,20 23,40 23,45 23,50 23,50
MgO 2,00 2,00 2,00 2,00 2,50 2,25 2,00 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 1,10 1,10 1,10 0,50 0,50 0,50
В2O3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Na2O
К2О
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0.90 0,90 0,90 0,90 0,90
Fe2O3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23
SiO2/RO 2,32 2,33 2,33 2,33 2,32 2,32 2,33 2,28 2,27 2,27
Тформ. (°C) 1216 1220 1220 1220 1216 1214 1220 1209 1210 1210
Тлик.(°С) 1153 1153 1158 1155 1144 1147 1158 1150 1152 1152
T (°C) 63 67 62 65 72 67 62 59 58 58

ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
274 275 276 277 278 279 280 281 282 283
SiO2 58,91 58,91 59,21 58,31 58,61 58,70 58,60 58,50 58,75 58,75
Al2O3 12,36 12,16 12,16 12,16 12,76 12,46 12,46 12,46 12,93 12,93
СаО 23,60 23,80 23,50 24,40 23,50 23,71 23,81 23,91 22,93 22,93
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,36 2,36
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2О3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20
Na2O 0,14 0,24
K2O 0,10 0,10
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,80 0,70
Fe2О3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,29 0,29
SiO2/RO 2,26 2,28 2,28 2,17 2,25 2,24 2,23 2,22 2,32 2,32
тФОРМ. (°C) 1196 1196 1201 1195 1183 1193 1192 1191 1211 1218
ТЛИК.(°С) 1152 1156 1143 1151 1165 1152 1151 1152 1127 1129
Т (°С) 44 40 58 44 18 41 41 39 84 89
ТАБЛИЦА F
СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав, вес.% ПРИМЕРЫ
284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294
SiO2 58,50 58,70 58,70 58,10 58,70 58,91 59,11 59,31 59,21 60,12 59,11
Al2О3 12,34 13,05 12,75 13,63 13,35 12,16 12,16 12,26 12,26 13,00 12,16
СаО 23,70 23,50 23,50 23,14 23,50 23,80 23,50 22,30 23,40 21,13 23,00
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,0 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 1,10 0,50 0,50 1,10 1,10
В2O3 1,20 0,30 0,60 1,00 0,90 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Na2O 0,45
K2O 0,08
Li2O 0,90 1,20 1,20 0,90 0,30 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,45
Fe2О3 0,28 0,25 0,25 0,23 0,25 0,23 0,23 0,23 0,23 0,25 023
SiO2/RO 2,23 2,26 2,26 2,27 2,26 2,24 2,32 2,39 2,29 2,54 2,32
Тформ. (°C) 1195 1196 1195 1204 1239 1197 1215 1209 1210 1285 1243
Тлик. (°С) 1151 1147 1147 1115 1143 1155 1155 1148 1156 1189 1149
T (°C) 44 49 48 89 96 42 60 61 54 96 94

Состав, вес. % ПРИМЕРЫ
278 279 280 281 282 283 284 285 286 287
SiO2 58,91 58,91 59,21 58,31 58,61 58,70 58,60 58,50 58,75 58,75
Al2O3 12,36 12,16 12,16 12,16 12,76 12,46 12,46 12,46 12,93 12,93
СаО 23,60 23,80 23,50 24,40 23,50 23,71 23,81 23,91 22,93 22,93
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,36 2,36
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50
В2O3 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,20 1,20
Na2O 0,14 0,24
K2O 0,10 0,10
Li2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,80 0,70
Fe2O3 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,23 0,29 0,29
SiO2/RO 2,26 2,28 2,28 2,17 2,25 2,24 2,23 2,22 2,32 2,32
ТФОРМ. (°С) 1196 1196 1201 1195 1183 1193 1192 1191 1211 1218
ТЛИК.
(°С)		 1152 1156 1143 1151 1165 1152 1151 1152 1127 1129
T (°С) 44 40 58 44 18 41 41 39 84 89
ТАБЛИЦА F – СТЕКЛА ТИПА III-4 (продолжение)
Состав,
вес. %		 ПРИМЕРЫ
288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298
SiO2 58,50 58,70 58,70 58,10 58,70 58,91 59,11 59,31 59,21 60,12 59,11
Al2O3 12,34 13,05 12,75 13,63 13,35 12,16 12,16 12,26 12,26 13,00 12,16
СаО 23,70 23,50 23,50 23,14 23,50 23,80 23,50 22,30 23,40 21,13 23,00
MgO 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,0 2,50 2,50 2,50 2,50
TiO2 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 1,10 0,50 0,50 1,10 1,10
В2O3 1,20 0,30 0,60 1,00 0,90 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
Na2O 0,45
K2O 0,08
Li2O 0,90 1,20 1,20 0,90 0,30 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,45
Fe2O3 0,28 0,25 0,25 0,23 0,25 0,23 0,23 0,23 0,23 0,25 023
SiO2/RO 2,23 2,26 2,26 2,27 2,26 2,24 2,32 2,39 2,29 2,54 2,32
ТФОРМ.
(°С)		 1195 1196 1195 1204 1239 1197 1215 1209 1210 1285 1243
ТЛИК. (°С) 1151 1147 1147 1115 1143 1155 1155 1148 1156 1189 1149
T (°С) 44 49 48 89 96 42 60 61 54 96 94

Образцы для экспериментов были получены в лаборатории. Эти экспериментальные образцы приготовлены из чистых реактивных оксидов (например, чистый диоксид кремния или оксид кальция). Объем загрузки (шихты) в каждом эксперименте составляет 1000 г. Индивидуальные компоненты шихты взвешивают, объединяют и помещают в герметически запаянную стеклянную банку или пластиковый контейнер. Затем стеклянную банку или пластиковый контейнер помещают в вибратор (для приготовления краски) на 15 минут или в трубчатый смеситель на 25 минут, для того чтобы эффективно перемешать компоненты. Затем часть шихты помещают в платиновый тигель, заполняя его не более чем на 3/4 объема. Затем тигель ставят в печь и в течение 15 минут нагревают до 1427°С. После этого оставшуюся шихту добавляют в горячий тигель и нагревают до 1427°С в течение от 15 до 30 минут. Затем температуру печи повышают до 1482°С и выдерживают эту температуру в течение 2 ч. Расплавленное стекло затем фриттуют в воде и сушат. Фриттованные образцы повторно расплавляют при 1482°С и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. После этого расплавленное стекло снова фриттуют в воде и сушат. Температуру формования, то есть температуру стекла при вязкости 1000 Пз, определяют по методу стандарта ASTM C965-81, а температуру ликвидуса определяют по методу стандарта ASTM C829-81.

Весовые проценты составных частей композиций, приведенных в таблицах A-F, рассчитаны по весовым процентам каждого компонента в шихте. Полагают, что весовой процент в шихте обычно приблизительно соответствует весовому проценту в расплавленном образце, за исключением материалов стеклянной шихты, которые испаряются при плавлении, например бор и фтор. Для бора принимается, что весовой процент В2О3 в лабораторном образце будет на 5-15% меньше, чем весовой процент В2О3 в композиции шихты, причем точная величина потерь зависит от состава и условий плавления. Для фтора принимается, что весовой процент фтора в лабораторном испытуемом образце будет приблизительно на 50% меньше, чем весовой процент фтора в композиции шихты, причем точная величина потерь зависит от состава и условий плавления. Кроме того, полагают, что композиции стекловолокна, полученные из материалов технического сорта и расплавленные в традиционных технологических условиях, будут иметь одинаковый состав в шихте и в расплаве, как обсуждалось выше, причем точная величина потерь зависит, в частности, от рабочей температуры печи, производительности и качества материалов промышленной шихты. Приведенные в таблицах количества бора и фтора даны с учетом ожидаемых потерь этих материалов и представляют собой ожидаемые количества этих материалов в композиции стекла.

Определение температуры формования при логарифме вязкости 3 основано на образцах стекла, которые сопоставлены с физическими стандартами, предоставленными Национальным институтом стандартов и испытаний (NIST). В таблицах A-F приведенные значения температуры формования при логарифме вязкости 3 основаны на сопоставлении либо с NIST 710A, либо с NIST 714, которые оба представляют собой стандарт на стекло с диоксидом кремния и смесью едкого натра и оксида кальция. Предполагается, что оба стандарта могут обеспечить сопоставимые результаты, так как они оба основаны на стандарте на стекло с диоксидом кремния и смесью едкого натра и оксида кальция. Стандарт NIST не влияет на температуру ликвидуса. Если не указано иное, приведенные в описании величины температуры формования при логарифме вязкости 3 основаны на стандарте NIST 714.

В настоящем изобретении представляют интерес такие композиционные переменные, как весовой процент диоксида кремния и весовой процент RO, кроме того, важной переменной является отношение SiO2/RO. Представляют интерес такие свойства расплава, как температура формования и температура ликвидуса, поскольку задачей настоящего изобретения является разработка композиции для формования стекловолокна с низким содержанием бора, которая имеет пониженную температуру формования и желаемое значение T, для того чтобы эту композицию можно было перерабатывать при пониженной температуре и в то же время снизить вероятность кристаллизации расплавленного стекла в области фильеры в ходе процедуры формования стекловолокна. В одном варианте воплощения, не ограничивающем настоящее изобретение, композиция стекла имеет значение T по меньшей мере 50°С, например, по меньшей мере 55°С. В другом, не ограничивающем варианте воплощения, композиция стекла имеет значение T от 50 до 100°С, или от 50 до 83°С, или от 50 до 72°С.

Обратимся к фигурам 1-6, на которых представлена зависимость между отношением SiO2/RO и температурой формования и температурой ликвидуса образца. Наиболее подходящие корреляционные кривые для этих температур основаны на методе регрессионного анализа второго порядка, и в частности, представляют собой кривые полинома второго порядка, полученные с использованием программы Microsoft® Excel 97 SR-2(f). В заключение также показаны обе корреляционные кривые полученного изменения значения T между температурой ликвидуса и температурой формования.

При рассмотрении фигур 1-6 можно видеть, что при уменьшении отношения SiO2/RO температура формования обычно снижается, в то время как тенденция влияния температуры ликвидуса изменяется в зависимости от типа стекла. Кроме того, можно видеть, что при уменьшении отношения SiO2/RO значение T также уменьшается. В результате отношение SiO2/RO можно использовать для снижения температуры формования композиции для формования стекловолокна и в то же время получать желаемую разность T. Более конкретно, когда в настоящем изобретении T равна по меньшей мере 50°С, композиция, имеющая такую T, является показательной композицией, имеющей сочетание материалов в таких количествах, что обеспечивается минимально допустимая температура формования, то есть наименьшая температура формования для конкретного сочетания компонентов, при котором еще сохраняется желаемый интервал между температурой формования и температурой ликвидуса. Отсюда можно предполагать, что чем уже интервал T, тем ближе температура формования стекла, для того чтобы иметь минимально допустимую температуру формования для этого конкретного сочетания компонентов. Кроме того, можно предположить, что чем больше значение T композиции стекла отличается от минимально допустимого T, тем больше возможностей для модифицирования композиции стекла таким образом, чтобы снизить температуру формования и в то же время сохранить значение T не менее, чем минимально допустимое T. С этой целью можно манипулировать отношением SiO2/RO, изменяя содержание SiO2 и/или RO, для того чтобы получить композицию стекла, имеющую T как можно ближе к желаемому минимальному значению Т. Необходимо признать, что если это отношение становится слишком малым, значение T может снизиться до недопустимого уровня. В одном не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения отношение SiO2/RO является не больше чем 2,35, хотя это необязательно. В других не ограничивающих вариантах воплощения отношение SiO2/RO не превышает 2,30 или не больше чем 2,25, или не больше чем 2,20. В еще одном не ограничивающем варианте воплощения изобретения отношение SiO2/RO изменяется от 1,9 до 2,3, например, от 2,05 до 2,29.

Хотя в таблицах A-F и соответствующих фигурах 1-6 иллюстрируется влияние весового отношения SiO2/RO на свойства расплава стекла и, в частности, на температуру ликвидуса, температуру формования и T, в предварительной заявке США 60/230474, которая введена в описание как ссылка, раскрыты дополнительные образцы композиций стекла, а также дополнительная взаимосвязь между составом стекла, таким как, например, разность содержания SiO2 и RO (то есть вес.% SiO2 – вес.% RO), весовой процент оксида алюминия, отношение диоксида кремния к оксиду алюминия, и отношение RO к Al2О3, поскольку они связаны с температурой ликвидуса и температурой формования и T.

Известно, что чистый диоксид кремния является самым высокоплавким компонентом стекла. Расплав чистого диоксида кремния не имеет четкой температуры плавления, но постепенно затвердевает с образованием стекла, когда остывает до комнатной температуры, причем его вязкость снижается от значения, превышающего 10000 Пз (логарифм вязкости 4) при 2500°С. Известно, что чистые оксиды кальция, магния и алюминия в расплаве имеют очень низкую вязкость, от 0,5 до 2 Пз, при соответствующих температурах плавления. Эти материалы не затвердевают как стекло, а скорее мгновенно кристаллизуются при вполне определенной температуре плавления. В типичной четверной композиции стекла SiO2-Al2O3-CaO-MgO, содержащей 60% диоксида кремния и 21% оксида кальция, каждый оксид дает вклад своих индивидуальных характеристик в общие свойства расплава.

На основе этих свойств материала можно предполагать, что поскольку содержание диоксида кремния, являющегося самым основным компонентом композиции стекла (в единицах вес.%), снижается в данной композиции этого типа, причем снижаются вязкость расплава и наблюдаемая температура формования, при которой логарифм вязкости равен трем. Если в такой композиции возрастает концентрация СаО, который является вторым основным компонентом композиции стекла (в единицах вес.%), влияние RO (СаО+MgO) на свойства стекла будет в 2 раза сильнее. Более конкретно, при этом не только увеличивается текучесть образующегося расплава (т.е. снижается вязкость), но также возрастает способность образующегося расплава к кристаллизации (т.е. увеличивается температура ликвидуса расплава) и, следовательно, снижается величина Т.

Хотя это необязательно, в результате, в одном, не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения, композиции стекла имеют: 1) самое низкое содержание диоксида кремния, что приводит к самой низкой температуре формования при логарифме вязкости 3, в сочетании с 2) отношением SiO2/RO (RO=СаО+MgO), что дает значение ЛТ, требующееся в способе, которое в настоящем изобретении составляет, по меньшей мере 50°С.

Хотя это необязательно, на основе указанного выше, в одном не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения содержание диоксида кремния поддерживается низким, то есть не более чем 59 вес.%, для того чтобы способствовать понижению температуры формования при логарифме вязкости 3. В другом не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения композиции стекла содержат не более чем 58 вес.%, или не более чем 57 вес.% диоксида кремния.

В таблице G обобщены признаки выбранных композиций стекла с низким содержанием бора, описанных в таблицах A-F, которые имеют: 1) температуру формования не больше чем 1240°С, 2) значение T в интервале 50-83°С и 3) не больше чем 59 вес. % диоксида кремния. Найдено, что при температуре формования больше чем 1240°С потери ценных металлов в фильерах для формования стекловолокна могут увеличиваться. В других не ограничивающих вариантах воплощения настоящего изобретения температура формования не превышает 1230°С, или не больше чем 1220°С, или не больше чем 1210°С, или не больше чем 1200°С.

С целью сравнения, в таблицу G также включены аналогичные признаки избранных стекол типа I-1 и I-2, две промышленные композиции борсодержащего Е-стекла и две промышленные композиции стекла ADVANTEX. Отмечено, что ни одна из этих композиций конкретных примеров не отвечает критериям отбора для стекол настоящего изобретения, приведенных в таблице G.

Обращаясь к таблице G, можно видеть, что выбранные, не содержащие бора стекла типов II-1, III-1, III-2 и III-3 обычно имеют меньше SiO2, пониженное отношение SiO2/RO, пониженную температуру формования и более узкий интервал T, чем образец не содержащего бора стекла типа I-1. Аналогично, выбранные борсодержащие стекла типов II-2 и III-4 обычно имеют меньше SiO2, пониженное отношение SiO2/RO, пониженную температуру формования и более узкий интервал T, чем образец борсодержащего стекла типа I-2. Более того, выбранные стекла типов II и III обычно имеют повышенное содержание SiO2, пониженное отношение SiO2/RO и более узкий интервал T, чем два промышленных образца с высоким содержанием бора.

Таблицы Н, I, J и К иллюстрируют дополнительные композиции стекла согласно настоящему изобретению.

ТАБЛИЦА G
Состав % SiO2 SiO2/RO Tформ.(°С) Tлик. (°С) T (°С)
Промышленное стекло 11 55,2 2,31 1207 1069 138
(5,1 вес.% В2О3)
Промышленное стекло 21 53,1 2,32 1172 1077 95
(6,1 вес.% В2О3)
Стекло типа I-1 (без бора)
Из патента ‘106 59 2,27 12492 1149 100
Из патента ‘104, Пример 1 60,18 2,46 12552 1180 75
Из патента ‘329 59,05-60,08 2,18-2,43 1248-12892 1169-1219 56-96
Промышленное стекло 59,36 2,26 1268 1180 88
ADVANTEX образец 13
Промышленное стекло 60,17 2,28 1266 1189 77
ADVANTEX образец 23
Стекло типа I-2
Из патента ‘144 Пример 2 60,82 2,53 12622 1180 82
(1,8 вес.% В2О3)
Критерии отбора 59 1240 50-83
Тип II-1 (без бора) 57,45-58,05 2,13-2,21 1232-1240 1164-1167 66-74
Тип II-2(w/B2O3) 55,4-58,55 2,03-2,28 1202-1240 1127-1178 55-83
Тип III-1 (без бора) 57,65-58,96 2,16-2,26 1205-1237 1146-1172 52-69
Тип III-2 (без бора) 57,35-58,30 2,18-2,29 1195-1213 1136-1157 54-71
Тип III- (без бора) 58,19-59,00 2,24-2,28 1212-1234 1159-1181 50-69
Тип III-4 (w/В2O3) 57,60-58,80 2,17-2,32 1192-1227 1125-1160 50-83
1 Производство фирмы PPG Industries, Pittsburg, PA
2 Стекло неизвестного стандарта
3 Анализ образцов с использованием метода рентгено-флуоресценции

ТАБЛИЦА Н
Состав,
вес.%		 Примеры
299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309
SiO2 56,25 56,45 56,75 56,50 56,75 57,5 56,75 57,75 57,75 57,75 55,40
Al2O3 13,2 13,20 13,20 13,20 13,20 12,2 13,2 12,2 12,2 12,2 13,6
СаО 24,25 24,25 23,95 24,00 23,75 24 23,95 23,75 23,75 23,95 24,5
MgO 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,95
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Na2O 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,45
K2O 0,45
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
В2О3 1,30 1,30 1,30 1,30 1,40 1,30 1,20 1,40 1,30 1,40 1,30
SiO2/RO 2,10 2,11 2,14 2,13 2,16 2,17 2,14 2,20 2,20 2,18 2,02
Тформ (°С) 1210 1214 1215 1215 1215 1216 1216 1217 1217 1218 1210
Тлик. (°С) 1154 1159 1154 1154 1160 1152 1147 1151 1147 1155 1157
T(°С) 56 55 61 61 55 64 69 66 70 63 53
ТАБЛИЦА Н (продолжение)
Состав,
вес.%		 Примеры
310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320
SiO2 55,40 56,05 55,85 56,00 56,60 56,50 56,10 56,50 55,95 56,50 56,45
Al2O3 13,60 13,10 13,38 13,37 13,25 13,45 13,38 13,45 13,95 13,49 13,48
СаО 24,50 24,55 24,67 24,53 24,60 24,50 24,42 24,50 24,55 24,46 24,52
MgO 2,95 2,75 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55
TiO2 1,10 1,10 1,10 1,10 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55
Na2O 0,45 0,45 0,45 0,45 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90
K2O 0,45 0,45 0,45 0,45
Fe2O3 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25
В2О3 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30 1,30
SiO2/RO 2,02 2,05 2,05 2,07 2,09 2,09 2,08 2,09 2,07 2,09 2,09
ТФОРМ,
(°С)		 1211 1218 1220 1221 1211 1212 1215 1215 1216 1218 1219
ТЛИК, (°С) 1151 1156 1148 1157 1153 1158 1150 1157 1162 1161 1158
T (°С) 60 62 72 64 58 54 65 58 54 57 61

ТАБЛИЦА I
Состав,
вес.%		 Примеры
321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332
SiO2 55,50 55,25 55,00 55,75 55,50 55,25 54,20 54,50 54,12 55,00 54,50 54,70
Al2O3 13,20 13,20 13,20 13,30 13,30 13,30 13,35 13,25 13,30 13,25 13,25 13,20
СаО 23,50 23,75 24,00 23,70 23,95 24,20 24,55 24,55 24,55 24,25 24,55 24,50
MgO 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 2,55 3,00 2,55 2,67 2,55
TiO2 1,10 1,10 1,10 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55
Na2O 0,80 0,80 0,90 0,90 0,90 0,90 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45
К2О 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55
В2О3 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
Fe2O3 0,250 0,250 0,250 0,250 0,250 0,250 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28
F 0,20 0,20 0,10 0,10 0,10 0,10
SrO 0,12 0,12 0,10 0,12 0,10 0,12
SiO2/RO 2,13 2,10 2,07 2,12 2,09 2,07 1,99 2,01 1,96 2,05 2,00 2,02
Tформ, (°C) 1193 1198 1201 1201 1200 1198 1190 1194 1196 1197 1201 1201
Тлик,
(°С)		 1129 1122 1127 1127 1129 1128 1120 1124 1132 1124 1131 1119
T (°С) 64 76 74 74 71 70 70 70 64 73 70 82

ТАБЛИЦА J ТАБЛИЦА К
Состав, вес. % Примеры Состав, вес. % Примеры
333 334 335 336 337 338 339
SiO2 53,05 53,50 53,00 53,00 SiO2 54,60 56,75 57,85
Al2O3 14,01 14,00 13,50 13,10 Al2O3 13,35 13,20 12,45
СаО 24,28 24,00 24,00 24,00 СаО 24,55 23,95 24,05
MgO 1,00 1,50 2,50 2,90 MgO 2,55 2,55 2,55
TiO2 0,52 0,50 0,50 0,50 TiO2 0,35 1,10 0,55
Na2O 0,53 0,90 0,90 0,90 Na2O 0,15 0,60 0,60
Fe2O3 0,91 0,10 0,10 0,10 Fe2O3 0,28 0,25 0,35
В2О3 5,10 4,94 4,93 5,02 В2O3 3,00 1,40 1,30
K2O 0,10 0,37 0,37 0,37 К2О 0,55
F 0,52 0,50 0,50 0,50 F 0,20
SrO 0,13 0,13 0,13 0,13 SrO 0,12
Cr2O3 0,13 0,13 0,13 Li2O 0,30 0,30 0,30
SiO2/RO 2,01 2,10 2,00 1,97 SiO2/RO 2,19 2,27 2,35
Тформ. (°С) 1171 1177 1172 1167 Тформ, (°С) 1187 1206 1208
Тлик.
(°С)		 1114 1122 1103 1110 Тлик, (°С) 1133 1152 1154
Т (°С) 57 57 69 57 T (°С) 54 54 54

Более конкретно, композиции в таблице Н представляют собой композиции стекла типа II-2, то есть стекла с низким содержанием бора, имеющие от 1,2 до 1,4 вес. % В2О3, которые имеют низкое содержание диоксида кремния, изменяющееся от 55,4 до 57,75 вес.%, отношение SiO2/RO, изменяющееся от 2,02 до 2,20, температуру формования, изменяющуюся от 1210 до 1221°С и величину T, изменяющуюся от 54 до 72°С. Композиции таблицы I также являются композициями стекла типа II-2 с низким содержанием бора, включая 3 вес.% В2O3. Эти композиции имеют низкое содержание диоксида кремния, изменяющееся от 54,12 до 55,75 вес.%, отношение SiO2/RO, изменяющееся от 1,96 до 2,13, температуру формования, изменяющуюся от 1193 до 1201°С и величину Т, изменяющуюся от 64 до 82°С. Таблица J включает дополнительные композиции стекла типа II-2, имеющие содержание В2O3 около 5 вес.%. Особенно интересными в таблице J являются композиции с низким содержанием диоксида кремния, от 53,00 до 53,50 вес. %, отношением SiO2/RO от 1,97 до 2,10, температурой формования от 1167 до 1177°С и интервал T от 57 до 69°С. Таблица К включает композиции стекла типа III-4, имеющие низкое содержание диоксида кремния, от 54,60 до 57,85 вес.%, отношение SiO2/RO в интервале от 2,19 до 2,35, температуру формования от 1187 до 1208°С и величину T, равную 54°С.

На основе указанного выше, в одном не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения композиция стекловолокна включает в себя от 52 до 62 вес.% SiO2, от 0 до 2 вес.% Na2O, от 16 до 25 вес.% СаО, от 8 до 16 вес. % Al2O3, от 0,05 до 0,80 вес.% Fe2O3, от 0 до 2 вес.% К2O, от 1 до 5 вес.% MgO, от 0 до 5 вес.% В2O3, от 0 до 2 вес.% TiO2 и от 0 до 1 вес.% фтора, в которой стекло имеет температуру формования, при логарифме вязкости 3 не выше чем 1240°С, на основе стандарта сравнения NIST 714, значение T по меньшей мере 50°С и отношение SiO2/RO не выше чем 2,35. В другом не ограничивающем варианте воплощения содержание диоксида кремния в композиции стекла составляет не выше чем 59 вес.%, величина T изменяется от 50 до 83°С и отношение SiO2/RO, изменяется в интервале от 1,9 до 2,3 и, кроме того, температура формования, при логарифме вязкости 3, составляет не более чем 1230°С, на основе стандарта сравнения NIST 714. В еще одном не ограничивающем варианте воплощения композиция стекла не содержит бора.

В другом не ограничивающем варианте воплощения настоящего изобретения композиция стекловолокна включает в себя от 53 до 59 вес.% SiO2, от 0 до 2 вес.% Na2O, от 16 до 25 вес.% СаО, от 8 до 16 вес.% Al2О3, от 0,05 до 0,80 вес.% Fe2О3, от 0 до 2 вес.% К2О, от 1 до 4 вес.% MgO, от 0 до 5 вес.% В2O3, от 0 до 2 вес.% TiO2 и от 0 до 1 вес.% фтора, в которой стекло имеет температуру формования, при логарифме вязкости 3, не выше чем 1240°С, на основе стандарта сравнения NIST 714, значение T изменяется от 50 до 100°С и отношение SiO2/RO изменяется в интервале от 1,9 до 2,3.

При рассмотрении этих таблиц и фигур следует признать, что многие образцы композиций, хотя и имеют значение T выше минимального T, требующегося для конкретного способа, также имеют температуру формования выше чем композиции стекла настоящего изобретения, отчасти из-за высокого содержания диоксида кремния и/или высокого значения отношения SiO2/RO. В результате при промышленном производстве таких композиций требуются повышенные затраты, по меньшей мере, по показателю энергозатрат. Такие композиции включают рассмотренные в заявке композиции типа I. Кроме того, в таблицах и фигурах имеются данные для многих образцов, для которых значение T меньше минимально необходимого Т=50°С. Композиции таких типов могут быть найдены в каждой фигуре при изменении спектра состава, особенно при низком содержании диоксида кремния и малых отношениях SiO2/RO. Вследствие более узкого интервала Т возрастает до неприемлемого уровня риск затвердевания расплавленного стекла в области фильеры в процессе формования стекловолокна.

Квалифицированные специалисты в этой области техники могут признать, что можно осуществить различные изменения в описанных выше вариантах воплощения изобретения без отклонения от его широкого замысла. Поэтому ясно, что это изобретение не ограничивается описанными конкретными вариантами воплощения, но предполагается, что это изобретение охватывает вариации, которые входят в замысел и объем изобретения, как это определено в формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Композиция стекловолокна, включающая следующие компоненты, вес.%:

SiO2 от 57 до 60,8
Na2O от 0 до 2
СаО от 22 до 25
Al2О3 от 12 до 13,6
Fe2О3 до 0,5
K2O от 0 до 2
MgO от 1,7 до 3
TiO2 от 0,5 до 2
Li2O от 0,6 до 1,5
В2O3 2,0

в которой композиция стекла имеет температуру формования при логарифме вязкости 3 не выше чем 1230°С на основе стандарта сравнения NIST 710A, разница (T) между температурой формования при логарифме вязкости 3 и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 50°С и отношение SiO2:RO (CaO+MgO) не выше чем 2,42.

2. Композиция стекловолокна по п.1, в которой стекловолокно, по существу, не содержит фтор.

3. Композиция стекловолокна по п.1, в которой соотношение SiO2:RO (CaO+MgO) составляет не более чем 2,40.

4. Композиция стекловолокна по п.1, в которой соотношение SiO2:RO (CaO+MgO) составляет от 2,15 до 2,35.

5. Композиция стекловолокна по п.1, в которой сумма TiO2 составляет от 0,5 до 2%.

6. Композиция стекловолокна по п.1, которая имеет температуру формования при логарифме вязкости 3 не выше чем 1220°С на основе стандарта сравнения NIST714.

7. Композиция стекловолокна по п.2, у которой разница (Т) между температурой формования при логарифме вязкости 3 и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 60°С.

8. Композиция стекловолокна по п.6, у которой разница (T) между температурой формования при логарифме вязкости 3 и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 60°С.

9. Композиция стекловолокна, содержащая следующие компоненты, вес.%:

SiO2 от 59 до 60,2
Na2O от 0 до 1,0
СаО от 23 до 25
Al2О3 от 12,2 до 13,2
Fe2О3 до 0,5
K2O от 0 до 1,0
MgO от 2 до 2,5
TiO2 от более 1,5 до 1,86
Li2O от 0,8 до 1,0
В2O3 2,0,

в которой композиция стекла имеет температуру формования при логарифме вязкости 3 не более чем 1230°С на основе стандарта сравнения NIST 710A, разница (Т) между температурой формования при логарифме вязкости 3 и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 50°С и соотношение между SiO2 и RO (CaO+MgO) не более чем 2,42.

10. Композиция стекловолокна по п.9, в которой температура формования при логарифме вязкости 3 составляет не более чем 1220°С.

11. Композиция стекловолокна по п.10, у которой разница (T) между температурой формования при логарифме вязкости 3 и температурой ликвидуса составляет по меньшей мере 60°С.

12. Композиция стекловолокна по п.9, в которой сумма TiO2 составляет от 0,5 до 1,5%.

РИСУНКИ

Categories: BD_2358000-2358999