KR20220123425A - Low dielectric glass compositions, fibers, and articles - Google Patents

Low dielectric glass compositions, fibers, and articles Download PDF

Info

Publication number
KR20220123425A
KR20220123425A KR1020227026198A KR20227026198A KR20220123425A KR 20220123425 A KR20220123425 A KR 20220123425A KR 1020227026198 A KR1020227026198 A KR 1020227026198A KR 20227026198 A KR20227026198 A KR 20227026198A KR 20220123425 A KR20220123425 A KR 20220123425A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight percent
glass
less
sio
composition
Prior art date
Application number
KR1020227026198A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
로버트 루리 하우스라스
앤서니 빈센트 롱고바르도
Original Assignee
에이지와이 홀딩 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US16/732,825 external-priority patent/US11339083B2/en
Priority claimed from US16/792,658 external-priority patent/US11739023B2/en
Application filed by 에이지와이 홀딩 코포레이션 filed Critical 에이지와이 홀딩 코포레이션
Publication of KR20220123425A publication Critical patent/KR20220123425A/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum

Abstract

전자 응용 및 물품에서 사용하기에 적합할 수 있는 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수를 갖는 유리 조성물 및 유리 섬유가 개시되어 있다. 본 발명의 유리 섬유 및 조성물은 48.0 내지 57.0 중량 퍼센트의 SiO2; 15.0 내지 26.0 중량 퍼센트의 B2O3; 12.0 내지 18.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 8.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 7.00 중량 퍼센트의 CaO; 5.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 6.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 포함할 수 있다. 또한, 유리 조성물은 1350℃를 초과하는 온도에서 1000 poise의 유리 점도 및 1100℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.Glass compositions and glass fibers having a low dielectric constant and low dissipation coefficient that may be suitable for use in electronic applications and articles are disclosed. The glass fibers and compositions of the present invention comprise 48.0 to 57.0 weight percent SiO 2 ; 15.0 to 26.0 weight percent of B 2 O 3 ; 12.0 to 18.0 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 8.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 7.00 weight percent CaO; 5.0 weight percent or less of MgO; and 6.0 weight percent or less of TiO 2 . In addition, the glass composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1350° C. and a liquidus temperature greater than 1100° C.

Description

저 유전 유리 조성물, 섬유, 및 물품Low dielectric glass compositions, fibers, and articles

본 출원은 2020년 1월 2일자로 출원된, 미국 특허 출원 제16/732,825호 및 2020년 2월 17일자로 출원된, 미국 특허 출원 제16/792,658호의 우선권 이익을 주장하며; 이러한 출원은 2016년 12월 28일자로 출원된, 미국 특허 출원 제62/439,755호에 대한 우선권을 주장하는, 2017년 12월 21일자로 출원된, 제PCT/US17/67785호의 국내 단계 출원으로서, 2019년 6월 27일자로 출원된, 미국 특허 출원 제16/474,287호의 부분 연속 출원이다. 상기 출원들의 내용은 그 전체가 본원에 명시된 바와 같이 참고로서 포함된다.This application claims the benefit of priority from U.S. Patent Application Serial No. 16/732,825, filed on January 2, 2020, and U.S. Patent Application Serial No. 16/792,658, filed February 17, 2020; This application is a national phase application of PCT/US17/67785, filed December 21, 2017, claiming priority to U.S. Patent Application No. 62/439,755, filed December 28, 2016, This is a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 16/474,287, filed on June 27, 2019. The contents of these applications are incorporated by reference as if set forth herein in their entirety.

본 발명은 유리 조성물 및 섬유에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 낮은 유전 상수(low dielectric constant) 및 낮은 소산 계수(low dissipation factor)를 갖는 유리 조성물 및 섬유에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 유리 섬유는 바람직하게는 인쇄 회로 기판 라미네이트(printed circuit board laminate)용 보강재(reinforcement) 등과 같은 전자 관련 장치와 관련하여 사용하기에 적합하다.The present invention relates to glass compositions and fibers. More particularly, the present invention relates to glass compositions and fibers having a low dielectric constant and a low dissipation factor. In addition, the glass fibers of the present invention are preferably suitable for use in connection with electronic related devices such as reinforcement for printed circuit board laminates and the like.

현대의 전자 장치는 일반적으로 유리 섬유로 강화된 인쇄 회로 기판을 포함한다. 많은 현대 전자 장치, 예를 들면, 이동식 또는 고정식 무선 전화, 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등은 높은 처리 속도(high processing speed) 및 고주파수(high frequency) 또는 초-고주파수(ultra-high frequency)에서 작동하는 전자 시스템을 갖는다. 유리가 이러한 고주파 또는 초-고주파수 전자기장(electromagnetic field)에 노출되는 경우, 유리는 적어도 일부 에너지를 흡수하여 흡수된 에너지를 열로 변환시킨다. 유리에 의해 열로 변환된 에너지는 유전 손실 에너지(dielectric loss energy)로 불린다. 이러한 유전 손실 에너지는 다음 식에 의해 나타난 바와 같이, 유리 조성물의 "유전 상수" 및 "유전 손실 탄젠트(dielectric loss tangent)"에 비례한다.Modern electronic devices typically include printed circuit boards reinforced with fiberglass. Many modern electronic devices, such as mobile or stationary cordless phones, computers, smartphones, tablets, etc., operate at high processing speeds and at high or ultra-high frequencies. have an electronic system. When glass is exposed to such high-frequency or ultra-high-frequency electromagnetic fields, the glass absorbs at least some energy and converts the absorbed energy into heat. The energy converted into heat by the glass is called dielectric loss energy. This dielectric loss energy is proportional to the "dielectric constant" and "dielectric loss tangent" of the glass composition, as shown by the following equation.

Figure pct00001
Figure pct00001

상기 식에서, "W"는 유리에서의 유전 손실 에너지이고, "k"는 상수이고, "f"는 주파수이고, "v2"는 포텐셜 기울기(potential gradient)이고, "ε"는 유전 상수이고, "tan δ"는 유전 손실 탄젠트이다. 유전 손실 탄젠트(tan δ)는 무차원(dimensionless)이고 흔히 당해 분야에서 다음 동의어로 지칭된다: "손실 계수(loss factor)" 또는 보다 일반적으로 "소산 계수"(Df). 상기 식이 나타낸 바와 같이, 유전 손실 에너지 "W"는 유리의 유전 상수 및 유전 손실 탄젠트(소산 계수, Df)의 증가, 및/또는 주파수의 증가와 함께 증가한다.where "W" is the dielectric loss energy in the glass, "k" is a constant, "f" is the frequency, "v 2 " is the potential gradient, "ε" is the dielectric constant, “tan δ” is the dielectric loss tangent. The dielectric loss tangent (tan δ) is dimensionless and is often referred to in the art by the following synonyms: “loss factor” or more generally “dissipation factor” (Df). As indicated by the above equation, the dielectric loss energy "W" increases with an increase in the dielectric constant and dielectric loss tangent (dissipation coefficient, Df) of the glass, and/or with an increase in frequency.

인쇄 회로 기판을 강화하는데 일반적으로 사용된 2개 유형의 유리 섬유는 E-Glass 및 D-Glass이다. 그러나, E-Glass는 약 6.1의 범위의 비교적 높은 유전 상수 및 실온에서 약 10 GHz의 주파수에서 약 38x10-4의 범위의 비교적 높은 소산 계수를 갖는다. 따라서, E-Glass는 비교적 높은 유전 손실을 생성할 수 있으므로, E-Glass는 전자 부품(electronic component)의 밀도가 보다 높고 처리 속도(processing speed)가 보다 높은 인쇄 회로 기판의 경우 불량한 보강재 소재이다. 한편, D-Glass는 비교적 낮은 유전 상수 및 소산 계수를 갖는다. 그러나, D-Glass는 비교적 높은 용융 온도, 비교적 불량한 작업성(workability), 비교적 불량한 기계 성능(mechanical performance), 및 비교적 불량한 내수성(water resistance)을 갖는다. 또한, D-Glass는 부적절하게는 에폭시 수지에 부착될 수 있고, 일반적으로 줄무늬 및 기포 형태의 결함을 포함한다. 따라서, E-Glass 또는 D-Glass는 고 속 인쇄 회로 기판에서 보강재 섬유로서 사용하기에 이상적으로 적합하지 않으며, 어느 것도 약 100 MHz 내지 약 18 GHz의 고주파수 또는 초-고주파수에서 작동하는 회로 기판에 매우 적합하지 않다.Two types of glass fibers commonly used to reinforce printed circuit boards are E-Glass and D-Glass. However, E-Glass has a relatively high dielectric constant in the range of about 6.1 and a relatively high dissipation coefficient in the range of about 38×10 −4 at a frequency of about 10 GHz at room temperature. Therefore, E-Glass can produce relatively high dielectric losses, so E-Glass is a poor reinforcement material for printed circuit boards with higher electronic component densities and higher processing speeds. On the other hand, D-Glass has a relatively low dielectric constant and dissipation coefficient. However, D-Glass has a relatively high melting temperature, relatively poor workability, relatively poor mechanical performance, and relatively poor water resistance. In addition, D-Glass can inappropriately adhere to the epoxy resin, and typically contain defects in the form of streaks and bubbles. Therefore, E-Glass or D-Glass are not ideally suited for use as reinforcement fibers in high-speed printed circuit boards, neither are very suitable for circuit boards operating at high or ultra-high frequencies from about 100 MHz to about 18 GHz. Inappropriate.

전자 제품에 적합한 유리 제형을 제공하기 위한 선행기술의 시도는 모리(Mori)의 제US5958808호, 크레욱스(Creux)의 제US2004/01755557호, 타무라(Tamura)의 제US6309990호, 타무라(Tamura)의 제US6846761호, 쿤(Kuhn)의 제WO2010/011701호, 요시다(Yoshida)의 제US2011/0281484호, 사와노이(Sawanoi)의 제US8679993호 및 창(Zhang)의 제CN103351102호를 포함한다.Prior art attempts to provide glass formulations suitable for electronic applications include Mori's US5958808, Creux's US2004/01755557, Tamura's US6309990, Tamura's US6846761, Kuhn WO2010/011701, Yoshida US2011/0281484, Sawanoi US8679993 and Zhang CN103351102.

본 발명의 양태에서, 48.0 내지 57.0 중량 퍼센트의 SiO2; 15.0 중량 퍼센트의 B2O3 내지 26.0 중량 퍼센트의 B2O3; 12.0 중량 퍼센트의 Al2O3 내지 18.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 8.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 CaO; 5.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및, 6.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 포함하는 유리 조성물이 제공되며, 여기서 조성물은 1350℃를 초과하는 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 가지고, 여기서 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도(liquidus temperature)를 갖는다.In an aspect of the present invention, 48.0 to 57.0 weight percent of SiO 2 ; 15.0 weight percent B 2 O 3 to 26.0 weight percent B 2 O 3 ; 12.0 weight percent Al 2 O 3 to 18.0 weight percent Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 8.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 7.0 weight percent CaO; 5.0 weight percent or less of MgO; and, up to 6.0 weight percent TiO 2 , wherein the composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1350° C., wherein the composition has a liquidus temperature greater than 1100° C. has

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은: 49.0 내지 56.5 중량 퍼센트의 SiO2; 15.5 내지 25.5 중량 퍼센트의 B2O3; 12.5 내지 17.50 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.5 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.5 중량 퍼센트의 CaO; 4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the glass composition comprises: 49.0 to 56.5 weight percent SiO 2 ; 15.5 to 25.5 weight percent of B 2 O 3 ; 12.5 to 17.50 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 7.5 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 6.5 weight percent CaO; up to 4.5 weight percent MgO; and up to 5.5 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 50.0 내지 56.0 중량 퍼센트의 SiO2; 16.0 내지 25.0 중량 퍼센트의 B2O3; 13.0 내지 17.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.0 중량 퍼센트의 CaO; 4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the glass composition comprises 50.0 to 56.0 weight percent SiO 2 ; 16.0 to 25.0 weight percent of B 2 O 3 ; 13.0 to 17.0 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 6.0 weight percent CaO; up to 4.0 weight percent MgO; and up to 5.0 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 조성물은 49.0 중량 퍼센트 이상의 SiO2; 56.5 중량 퍼센트 이하의 SiO2; 15.5 중량 퍼센트 이상의 B2O3; 25.5 중량 퍼센트 이하의 B2O3; 17.50 중량 퍼센트 이하의 Al2O3; 7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5; 6.5 중량 퍼센트 이하의 CaO; 4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는 5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2 중 하나 이상을 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the composition comprises at least 49.0 weight percent SiO 2 ; up to 56.5 weight percent SiO 2 ; at least 15.5 weight percent B 2 O 3 ; up to 25.5 weight percent B 2 O 3 ; up to 17.50 weight percent Al 2 O 3 ; up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; up to 6.5 weight percent CaO; up to 4.5 weight percent MgO; and/or up to 5.5 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 조성물은 50.0 중량 퍼센트 이상의 SiO2; 56.0 중량 퍼센트 이하의 SiO2; 16.0 중량 퍼센트 이상의 B2O3; 25.0 중량 퍼센트 이하의 B2O3; 17.0 중량 퍼센트 이하의 Al2O3; 7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5; 6.0 중량 퍼센트 이하의 CaO; 4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는 5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2 중 하나 이상을 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the composition comprises at least 50.0 weight percent SiO 2 ; up to 56.0 weight percent SiO 2 ; at least 16.0 weight percent B 2 O 3 ; up to 25.0 weight percent B 2 O 3 ; up to 17.0 weight percent Al 2 O 3 ; up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; up to 6.0 weight percent CaO; up to 4.0 weight percent MgO; and/or up to 5.0 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the invention, the composition has a liquidus temperature greater than 1100°C.

본 발명의 구현예에서, 조성물은 1150℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the invention, the composition has a liquidus temperature greater than 1150°C.

본 발명의 구현예에서, 조성물은 1200℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the composition has a liquidus temperature greater than 1200°C.

본 발명의 구현예에서, 조성물은 1355℃ 초과의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 갖는다.In an embodiment of the invention, the composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1355°C.

본 발명의 구현예에서, 조성물은 1360℃ 초과의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 갖는다.In an embodiment of the invention, the composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1360°C.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 상술한 유리 조성물로부터 형성된다.In an embodiment of the present invention, the glass fibers are formed from the glass compositions described above.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 6 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 38x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass fiber has a dielectric constant of 6 or less and/or a dissipation coefficient of 38x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 4.60 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 30x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass fiber has a dielectric constant of 4.60 or less and/or a dissipation coefficient of 30x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 4.55 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 25x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass fiber has a dielectric constant of 4.55 or less and/or a dissipation coefficient of 25x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 알루미노-보레이트 멀라이트 결정(Alumino-Borate Mullite crystal)으로 결정화되어 이를 형성하는 경향이 있는 고유의 네트워크 구조(inherent network structure)를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass composition has an inherent network structure that tends to crystallize and form an Alumino-Borate Mullite crystal.

본 발명의 구현예에서, 연속적으로 제작가능한 저 유전 유리 섬유를 제공하는 방법이 제공되며, 이러한 방법은 본원에 기술된 임의의 유리 조성물을 유리 용융기(glass melter)의 용융 구역에 제공하는 단계; 조성물을 가열하여 액상선 온도를 초과하는 온도를 형성시키는 단계; 및 상기 용융된 유리를 연속적으로 섬유화하여 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수 유리 섬유를 생산하는 단계를 포함한다.In an embodiment of the present invention, a method of providing continuously manufacturable low dielectric glass fibers is provided, the method comprising: providing any of the glass compositions described herein to a melting zone of a glass melter; heating the composition to form a temperature above the liquidus temperature; and continuously fiberizing the molten glass to produce low dielectric constant and low dissipation coefficient glass fibers.

본 발명의 양태에서, 48.0 내지 57.0 중량 퍼센트의 SiO2; 15.0 내지 26.0 중량 퍼센트의 B2O3; 12.0 내지 18.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 8.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 7.00 중량 퍼센트의 CaO; 5.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 6.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 포함하는 유리 조성물로부터 형성된 낮은 유전 유리 섬유가 추가로 제공되며, 여기서 조성물은 1350℃ 초과의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 가지고, 여기서 유리 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an aspect of the present invention, 48.0 to 57.0 weight percent of SiO 2 ; 15.0 to 26.0 weight percent of B 2 O 3 ; 12.0 to 18.0 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 8.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 7.00 weight percent CaO; 5.0 weight percent or less of MgO; and a low dielectric glass fiber formed from a glass composition comprising up to 6.0 weight percent TiO 2 , wherein the composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1350° C., wherein the glass composition has a glass composition greater than 1100° C. has a liquidus temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 49.0 내지 56.5 중량 퍼센트의 SiO2; 15.5 내지 25.5 중량 퍼센트의 B2O3; 12.5 내지 17.50 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.5 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.5 중량 퍼센트의 CaO; 4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the glass composition comprises 49.0 to 56.5 weight percent SiO 2 ; 15.5 to 25.5 weight percent of B 2 O 3 ; 12.5 to 17.50 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 7.5 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 6.5 weight percent CaO; up to 4.5 weight percent MgO; and up to 5.5 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 50.0 내지 56.0 중량 퍼센트의 SiO2; 16.0 내지 25.0 중량 퍼센트의 B2O3; 13.0 내지 17.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.0 중량 퍼센트의 CaO; 4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the glass composition comprises 50.0 to 56.0 weight percent SiO 2 ; 16.0 to 25.0 weight percent of B 2 O 3 ; 13.0 to 17.0 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 6.0 weight percent CaO; up to 4.0 weight percent MgO; and up to 5.0 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 49.0 중량 퍼센트 이하의 SiO2; 56.5 중량 퍼센트 이하의 SiO2; 15.5 중량 퍼센트 이상의 B2O3; 25.5 중량 퍼센트 이하의 B2O3; 17.50 중량 퍼센트 이하의 Al2O3; 7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5; 6.5 중량 퍼센트 이상의 CaO; 4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는, 5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the glass composition comprises no more than 49.0 weight percent SiO 2 ; up to 56.5 weight percent SiO 2 ; at least 15.5 weight percent B 2 O 3 ; up to 25.5 weight percent B 2 O 3 ; up to 17.50 weight percent Al 2 O 3 ; up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; at least 6.5 weight percent CaO; up to 4.5 weight percent MgO; and/or up to 5.5 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 50.0 중량 퍼센트 이하의 SiO2; 56.0 중량 퍼센트 이하의 SiO2; 16.0 중량 퍼센트 이상의 B2O3; 25.0 중량 퍼센트 이하의 B2O3; 17.0 중량 퍼센트 이하의 Al2O3; 7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5; 6.0 중량 퍼센트 이상의 CaO; 4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는, 5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 추가로 포함한다.In an embodiment of the present invention, the glass composition comprises 50.0 weight percent or less of SiO 2 ; up to 56.0 weight percent SiO 2 ; at least 16.0 weight percent B 2 O 3 ; up to 25.0 weight percent B 2 O 3 ; up to 17.0 weight percent Al 2 O 3 ; up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; at least 6.0 weight percent CaO; up to 4.0 weight percent MgO; and/or up to 5.0 weight percent TiO 2 .

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass composition has a liquidus temperature greater than 1100°C.

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 1150℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass composition has a liquidus temperature greater than 1150°C.

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 1200℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass composition has a liquidus temperature greater than 1200°C.

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 1355℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass composition has a liquidus temperature greater than 1355°C.

본 발명의 구현예에서, 유리 조성물은 1360℃ 초과의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1360°C.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 6 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 38x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass fiber has a dielectric constant of 6 or less and/or a dissipation coefficient of 38x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 4.60 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 30x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass fiber has a dielectric constant of 4.60 or less and/or a dissipation coefficient of 30x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 4.55 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 25x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다.In an embodiment of the present invention, the glass fiber has a dielectric constant of 4.55 or less and/or a dissipation coefficient of 25x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 구현예에서, 유리 섬유는 알루미노-보레이트 멀라이트 결정으로 결정화되어 이를 형성하는 경향이 있는 고유의 네트워크 구조를 갖는 유리 조성물로부터 형성된다.In an embodiment of the present invention, glass fibers are formed from a glass composition having an intrinsic network structure that tends to crystallize and form alumino-borate mullite crystals.

본 발명은 또한 본 발명의 유리 섬유를 포함하는, 유리 섬유 보강 물품(fiberglass reinforced article), 예를 들면, 인쇄 회로 기판을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 개시된 바와 같은, 유리 섬유를 포함하는 제품을 포함하며, 여기서 제품은 인쇄 회로 기판, 직물(woven fabric), 부직포(non-woven fabric), 단방향 직물(unidirectional fabric), ?h드 스트랜드(chopped strand), ?h드 스트랜드 매트(chopped strand mat), 복합 재료(composite material), 및 통신 신호 전송 매체(communication signal transport medium)일 수 있다.The present invention also includes a fiberglass reinforced article, such as a printed circuit board, comprising the glass fibers of the present invention. The invention also includes articles comprising fiberglass, as disclosed above, wherein the article is a printed circuit board, a woven fabric, a non-woven fabric, a unidirectional fabric, ?h chopped strand, chopped strand mat, composite material, and communication signal transport medium.

본 발명은 연속적으로, 제작가능한 낮은 유전 유리 섬유를 제공하는 방법을 포함한다. 이러한 방법은 본원에 개시된 바와 같은 유리 조성물을 유리 용융기(glass melter)의 용융 구역에 제공하는 단계; 조성물을 가열하여 액상선 온도를 초과하는 온도를 형성시키는 단계; 및 용융된 유리를 연속적으로 섬유화(fiberizing)함으로써 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수 유리 섬유를 생산하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention includes a method of providing continuously, manufacturable low dielectric glass fibers. The method includes providing a glass composition as disclosed herein to a melting zone of a glass melter; heating the composition to form a temperature above the liquidus temperature; and continuously fiberizing the molten glass to produce low dielectric constant and low dissipation coefficient glass fibers.

본 발명의 일부 구현예는 첨부되는 도면을 참고로, 단지 예로서 본원에 기술되어 있다. 이제 도면을 상세하게 구체적으로 참고하여, 나타낸 특수사항은 예로서 나타나 있으며, 필수적으로 일정 규모를 유지하는 것은 아니며 본 발명의 구현예를 나타낼 목적을 위한 것임을 강조한다. 이와 관련하여, 도면과 함께 취한 설명은 본 발명의 구현예를 실시할 수 있는 방법을 당업자에게 명백하도록 한다. 도면에서:
도 1은 본 발명의 일부 구현예에 따라서, 액상선 온도(Tliq)와 소산 계수(Df) 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
Some embodiments of the invention are described herein by way of example only, with reference to the accompanying drawings. With specific reference now in detail to the drawings, it is emphasized that the particulars shown are by way of example and not necessarily to scale and for the purpose of illustrating embodiments of the invention. In this regard, the description taken in conjunction with the drawings makes apparent to those skilled in the art how embodiments of the present invention may be practiced. From the drawing:
1 is a graph illustrating the relationship between liquidus temperature (T liq ) and dissipation coefficient (D f ), in accordance with some embodiments of the present invention.

본 발명은 바람직하게는 낮은 유전 상수 값 및 본원에서 또한 tan δ으로서 지칭된 낮은 소산 계수를 작는 유리 조성물 및 섬유에 관한 것이다. 본 발명의 유리 섬유는 바람직하게는 높은 처리 속도 및/또는 고 주파수에서 작동하는 전자 장치 및 시스템, 예를 들면, 이동식 또는 고정식 무선 전화, 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 등과 관련하여 사용하기에 적합하다. 본 발명의 유리 섬유는 바람직하게는 E-Glass의 것보다 더 낮은 유전 상수 및 소산 계수를 생성하지만 D-Glass보다 더 우수한 작업성 특성을 지닌다. 인쇄 회로 기판의 전자 장치 및 보강재와 관련하여 이의 사용 측면에 주로 기술되어 있지만, 본 발명의 유리 조성물 및 유리 섬유의 다른 용도 및 이점이 본 발명의 취지 및 영역으로부터 벗어나지 않고 고려될 수 있다. 본 발명은 유리 섬유 보강 물품, 유리 섬유를 포함하는 제품, 예를 들면, 인쇄 회로 기판, 직물, 부직포, 단방향 직물, ?h드 스트랜드, ?h드 스트랜드 매트, 복합 재료, 및 통신 신호 전송 매체, 및 연속적이고 제작가능한 낮은 유전성 유리 섬유를 제공하는 방법을 또한 개시하고 있다.The present invention relates to glass compositions and fibers which preferably have low dielectric constant values and low dissipation coefficients, also referred to herein as tan δ. The glass fibers of the present invention are preferably suitable for use in connection with electronic devices and systems operating at high throughput rates and/or high frequencies, such as mobile or stationary cordless phones, computers, smart phones, tablets, and the like. The glass fibers of the present invention preferably produce a lower dielectric constant and dissipation coefficient than that of E-Glass, but have better workability properties than that of D-Glass. Although primarily described in terms of their use in connection with the electronic devices and reinforcement of printed circuit boards, other uses and advantages of the glass compositions and glass fibers of the present invention may be considered without departing from the spirit and scope of the present invention. The present invention relates to glass fiber reinforced articles, articles comprising glass fibers, such as printed circuit boards, fabrics, nonwovens, unidirectional fabrics, hard strands, hard strand mats, composite materials, and communication signal transmission media; and methods of providing continuous and manufacturable low dielectric glass fibers.

본 발명의 조성물은 일반적으로 다음의 산화물, 예를 들면, 산화규소(SiO2), 산화붕소(B2O3), 산화알루미늄(Al2O3), 산화칼슘(CaO), 산화인(P2O5), 산화마그네슘(MgO), 및 산화티탄(TiO2)로 구성된다. 추가의 산화물이 본 발명의 취지 및 영역으로부터 벗어나지 않고 하기 논의된 바와 같이 존재할 수 있다. 본 발명의 조성물은, 일부 구현예에서 1100℃ 초과의 액상선 온도 및 1350℃ 초과의 온도(T log 3)의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 갖는다. 또한, 본 발명의 유리 섬유는 바람직하게는 6 이하의 유전 상수, 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 38x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다. 유리하게는, 본 유리의 조성물은 바람직하게는 T log 3 점도 온도와 액상선 온도 사이의 양의 차이(ΔT3)로 인하여 연속적으로 섬유화하는 능력을 갖는다.The composition of the present invention generally comprises the following oxides, for example, silicon oxide (SiO 2 ), boron oxide (B 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), phosphorus oxide (P 2 O 5 ), magnesium oxide (MgO), and titanium oxide (TiO 2 ). Additional oxides may be present as discussed below without departing from the spirit and scope of the present invention. Compositions of the present invention have, in some embodiments, a glass viscosity of 1000 poise at liquidus temperatures greater than 1100° C. and temperatures greater than 1350° C. (T log 3 ). Further, the glass fibers of the present invention preferably have a dielectric constant of 6 or less, and/or a dissipation coefficient of 38x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature. Advantageously, the composition of the present glass has the ability to fiber continuously, preferably due to the positive difference (ΔT3) between the T log 3 viscosity temperature and the liquidus temperature.

달리 기술되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 사용된 다음의 용어는 하기 제공된 의미를 갖는다.Unless otherwise stated, the following terms used in the specification and claims have the meanings provided below.

본원에 사용된 바와 같은, 용어 "액상선(liquidus)"에는 액체 유리와 이의 주요 결정 상 사이에 평형이 존재하는 온도, (Tliq)를 일반적으로 포함하는, 이의 통상의 및 관례적인 의미가 부여되지만, 액상선 이상의 모든 온도에서, 유리 용융물은 이의 1차 상에서 결정이 없고, 액상선 이하의 온도에서, 결정이 용융물 속에 형성될 수 있다. 따라서, 액상선 온도(liquidus temperature)는 유리를 연속적으로 섬유화할 수 있도록 보다 낮은 온도 한계를 제공한다.As used herein, the term "liquidus" is given its conventional and customary meaning, generally including the temperature at which equilibrium exists between the liquid glass and its main crystalline phase, (T liq ). However, at all temperatures above the liquidus, the glass melt is free of crystals in its primary phase, and at temperatures below the liquidus, crystals can form in the melt. Thus, the liquidus temperature provides a lower temperature limit to continuously fiberize the glass.

용어 "섬유화 온도" 또는 "T log 3 점도 온도"는 유리가 1000 poise(T log 3으로 나타냄)와 동일한 점도를 갖는 온도를 의미하는 것으로 이해된다.The term “fiberization temperature” or “T log 3 viscosity temperature” is understood to mean the temperature at which the glass has a viscosity equal to 1000 poise (represented by T log 3).

본원에 사용된 바와 같은, "ΔT3"로도 지칭되는 용어 "델타-T"는 당업계에서 일반적으로 섬유화 온도와 액상선 사이의 차이를 포함하는 통상적이고 관례적인 의미가 부여되므로, 유리 조성물의 섬유화 특성이다. 델타-T가 클 수록, 유리 섬유의 형성 동안 공정 유연성(process flexibility)이 더 많이 존재하고 용융화 및 섬유화 동안 유리 용융물의 실투(devitrification)가 발생할 가능성이 보다 더 적다. 전형적으로, 델타-T가 클수록, 부분적으로 부싱 수명(bushing life)을 연장시키고 보다 넓은 섬유-형성 공정 윈도우(fiber-forming process window)를 제공함으로써, 유리 섬유의 생산 비용이 더 낮아진다.As used herein, the term “delta-T”, also referred to as “ΔT 3 ”, is given its conventional and customary meaning in the art, generally including the difference between the fiberization temperature and liquidus, and thus the fiberization of glass compositions. is a characteristic The greater the delta-T, the more process flexibility there is during the formation of the glass fibers and the less likely it is that devitrification of the glass melt will occur during melting and fibrillation. Typically, the greater the delta-T, the lower the cost of producing glass fibers, in part by extending bushing life and providing a wider fiber-forming process window.

용어 "섬유"는 이의 길이 치수가 너비 및 두께의 횡방향 치수를 초과하는, 연장된 몸체를 지칭한다. 따라서, 용어 섬유는 모노필라멘트(monofilament), 멀티필라멘트(multifilament), 리본(ribbon), 스트립(strip), 스테이플(staple) 및 규칙적이거나 불규칙적인 횡단면을 갖는 다른 형태의 촙드(chopped), 절단 또는 불연속 섬유 등의 다른 형태를 포함한다. 섬유 및 필라멘트는 본원에서 상호교환적으로 사용된다.The term “fiber” refers to an elongated body whose length dimension exceeds the transverse dimensions of width and thickness. Accordingly, the term fiber refers to monofilament, multifilament, ribbon, strip, staple and other types of chopped, cut or discontinuous having regular or irregular cross-sections. other forms such as fibers. Fiber and filament are used interchangeably herein.

용어 "E-Glass"는 ASTM D-578에 기술된 바와 같은 이의 의미에 따라 사용된다.The term "E-Glass" is used according to its meaning as described in ASTM D-578.

용어 "D-Glass"는 본원에 나타낸 바와 같은 특성을 갖는 유리 조성물을 지칭한다.The term “D-Glass” refers to a glass composition having properties as indicated herein.

"낮은 유전 상수"는 E-Glass보다 더 낮은 유전 상수를 갖는 유리 섬유를 의미한다. 예로서, E-Glass는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 약 6.1의 유전 상수를 갖는다."Low dielectric constant" means a glass fiber having a lower dielectric constant than E-Glass. As an example, E-Glass has a dielectric constant of about 6.1 at a frequency of 10 GHz at room temperature.

"낮은 소산 계수"는 E-Glass보다 더 낮은 소산 계수를 갖는 유리 섬유를 의미한다. 예로서, E-Glass는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 약 38x10-4의 소산 계수를 갖는다."Low dissipation coefficient" means a glass fiber having a lower dissipation coefficient than E-Glass. As an example, E-Glass has a dissipation coefficient of about 38x10 -4 at a frequency of 10 GHz at room temperature.

"낮은 유전 유리 섬유"는 본원에 정의된 바와 같은 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수의 유리 섬유를 의미한다."Low dielectric glass fiber" means a glass fiber of low dielectric constant and low dissipation coefficient as defined herein.

일반적으로, 충분히 높은 온도에서 충분히 긴 시간 동안 용융된 유리는 상이한 화학적 제조(makeup) 또는 원자 배열의 영역에서 결함이 있는 화학적으로 및 구조적으로 균질해지는 경향이 있다. 더욱이, 연속적인 섬유화에 필요한 균질성의 최소량은 불균질성이 너무 작아서 섬유화 과정을 교란시키지 않음으로써 섬유가 안정하게 및 연속적으로 형성될 수 있는 용융 상태이다. 효율적인 섬유화는 액체의 점도와 관련하여 일치되는 유리 용융 품질을 요구한다. 점도에서의 섭동(Perturbation)은 유동을 방해하고 형성 동안 섬유 파손을 유발한다. 유리 용융물은 용융되지 않는 배치 재료(석재(stone), 불량하게 용융되거나 균질화된 유리(줄무늬/코드(cord))로부터 결함이 있고 실투 생성물(Tliq 이하의 온도에서 형성된 결정)이 대표적인 원인이다. 이의 연구 과정 동안, 본 발명자는 인스턴트 유리 제품군 내의 유리가 고온으로부터 냉각시 액체-액체 비혼화성(유리 상 분리)에 취약함을 발견하였다. 상 분리는 고온에서 균질한 액체가 냉각시 2개의 상이한 유리로 열역학적으로 분리되는 경향이 있으며, 흔히 매우 상이한 조성, 액체 구조 및 관련된 특성을 지닌다. 더욱이, 상 분리된 유리는 온도의 함수로서 연속적인 점도 거동보다는 불연속성을 나타낼 수 있으므로 용융물의 상 분리된 영역은 안정한 섬유 형성을 방해할 수 있다.In general, glass molten at sufficiently high temperatures and for sufficiently long periods of time tends to be chemically and structurally homogeneous, with defects in regions of different chemical makeup or atomic arrangement. Moreover, the minimum amount of homogeneity required for continuous fiberization is a molten state in which the inhomogeneity is so small that it does not disturb the fiberization process so that the fibers can be stably and continuously formed. Efficient fiberization requires consistent glass melt quality with respect to the viscosity of the liquid. Perturbation in viscosity disrupts flow and causes fiber breakage during formation. Glass melts are defective from unmelted batch materials (stone, poorly melted or homogenized glass (stripes/cords)) and devitrification products (crystals formed at temperatures below T liq ) are typical causes. During the course of its research, the inventors discovered that the glasses in the instant glass family are susceptible to liquid-liquid immiscibility (glass phase separation) upon cooling from high temperature.Phase separation is a process in which a homogeneous liquid at high temperature forms two different glasses upon cooling. tend to separate thermodynamically, and often have very different compositions, liquid structures, and related properties.Moreover, phase-separated glasses can exhibit discontinuities rather than continuous viscosity behavior as a function of temperature, so the phase-separated regions of the melt are It may interfere with the formation of stable fibers.

이러한 상 분리 경향을 이해하고 이를 제어하기 위한 시도에서, 본 발명자는 다음의 방법을 활용하여 용융 후 및 냉각 동안 각각의 조성물의 유리 용융 안정성을 특성화하였다. 각각의 용융-주기가 끝나면, 도가니(crucible)를 노(furnace)로부터 제거하여 유리 전이 온도, Tg 이하로 자연적으로 냉각되도록 하였다. 안정하지 못한 유리는 냉각된 상태에서 다양한 정도의 유백광(opalescence)(광 산란)을 나타내었다. 각각의 용융물은 유백색이 없음(1, 매우 안정) 내지 6(최소한의 안정, 불투명함)의 1 내지 6의 규모("용융 불안정 지수(melt instability index)")로 등급화된다. 이러한 등급은 불량하거나 불안정한 유리 형성 거동의 영역으로부터 양호한 유리 형성 안정성의 영역을 구분하는데 도움이 되기에 충분하였다. 용융 불안정성 지수 값(melt instability index value)이 높은(4 초과) 유리는 연속된/안정된 제작 공정에서 섬유화하는 것이 어려운 것으로 예측될 수 있다. 이러한 용융 불안정성 지수 값에 대한 참고는 하기 포함된 실험실 결과의 표를 포함하는, 본 명세서 전체에서 이루어질 것이다.In an attempt to understand and control this phase separation tendency, we utilized the following method to characterize the glass melt stability of each composition after melting and during cooling. At the end of each melt-cycle, the crucible was removed from the furnace and allowed to cool naturally below the glass transition temperature, Tg. Unstable glass exhibited varying degrees of opalescence (light scattering) when cooled. Each melt is rated on a scale of 1 to 6 (“melt instability index”), from no milky (1, very stable) to 6 (least stable, opaque). This rating was sufficient to help distinguish areas of good glass forming stability from areas of poor or unstable glass forming behavior. Glasses with high melt instability index values (greater than 4) can be predicted to be difficult to fiber in a continuous/stable fabrication process. References to these melt instability index values will be made throughout this specification, including the table of laboratory results included below.

바람직하게는 전자 응용 및 물품에 사용하기에 적합하고 바람직하게는 연속 섬유화를 통해 유리 섬유로 경제적으로 형성될 수 있는 유리 섬유를 형성시키기 위한 유리 조성물이 제공된다.A glass composition is provided for forming glass fibers which are preferably suitable for use in electronic applications and articles and which can preferably be economically formed into glass fibers through continuous fiberization.

본 발명의 일부 구현예에서, 유리 섬유는 45 내지 58 중량 퍼센트의 이산화규소(SiO2)(또한 본원에서 실리카로서 지칭됨)를 갖는 조성물을 포함한다. 대안적으로, 이산화규소는 45.5 내지 57.5 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 또한 대안적으로, 이산화규소 함량은 46 내지 57 중량 퍼센트일 수 있다. 여전히 추가의 구현예에서, 이산화규소 함량은 56.75 중량 퍼센트 미만일 수 있다. 여전히 심지어 추가의 구현예에서, 이산화규소 함량은 56.50 중량 퍼센트 미만일 수 있다. 이산화규소 퍼센트가 이러한 범위 밖인 경우, 유리의 점도 및 섬유화가 전형적으로 영향받는다. 예를 들면, 유리의 점도는 이산화규소가 유리 섬유의 총 조성의 45 중량 퍼센트 미만인 경우 섬유화 결과 동안 실투(결정화) 정도까지 감소될 수 있다. 대조적으로, 이산화규소가 유리 섬유의 총 조성의 58 중량 퍼센트 초과인 경우, 유리는 너무 점성이 됨으로써 이를 용융, 균질화, 및 정제하기가 더 어렵게 될 수 있다. 따라서, 실리카 함량은 바람직하게는 유리 조성물의 전체 조성의 45 내지 58 중량 퍼센트이다. 또한, 본원에 명시된 다른 구성성분과 조합되는 경우, 45.00 내지 58.00 중량 퍼센트의 실리카 함량이 전형적으로 낮은 소산 계수뿐만 아니라 바람직한 낮은 유전 상수를 갖는 유리 섬유를 생성한다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 일 구현예에서, 실리카 함량은 적어도 45.50 중량 퍼센트이다. 대안적으로, 실리카 함량은 적어도 46.00 중량 퍼센트이다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 다른 구현예에서, 실리카 함량은 57.50 중량 퍼센트 이하이다. 대안적으로, 실리카 함량은 57.00 중량 퍼센트 이하이다. 여전히 추가로 대안적으로, 실리카 함량은 56.75 중량 퍼센트 이하이다. 다른 구현예에서, 실리카 함량은 56.50 중량 퍼센트 이하이다.In some embodiments of the present invention, the glass fibers comprise a composition having 45 to 58 weight percent silicon dioxide (SiO 2 ) (also referred to herein as silica). Alternatively, the silicon dioxide may be present at 45.5 to 57.5 weight percent. Also alternatively, the silicon dioxide content may be from 46 to 57 weight percent. In still a further embodiment, the silicon dioxide content may be less than 56.75 weight percent. In still even further embodiments, the silicon dioxide content may be less than 56.50 weight percent. When the silicon dioxide percentage is outside this range, the viscosity and fiberization of the glass are typically affected. For example, the viscosity of the glass can be reduced to the extent of devitrification (crystallization) during fiberization results when the silicon dioxide is less than 45 weight percent of the total composition of the glass fibers. In contrast, when silicon dioxide is greater than 58 weight percent of the total composition of the glass fibers, the glass can become too viscous, making it more difficult to melt, homogenize, and refine it. Accordingly, the silica content is preferably 45 to 58 weight percent of the total composition of the glass composition. In addition, when combined with the other components specified herein, a silica content of 45.00 to 58.00 weight percent typically results in glass fibers having a low dissipation coefficient as well as a desirable low dielectric constant. In one embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the silica content is at least 45.50 weight percent. Alternatively, the silica content is at least 46.00 weight percent. In another embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the silica content is no more than 57.50 weight percent. Alternatively, the silica content is 57.00 weight percent or less. Still further alternatively, the silica content is no more than 56.75 weight percent. In another embodiment, the silica content is no more than 56.50 weight percent.

상기에도 불구하고, 본 발명자는 특정의 놀랍도록 유용하고/하거나 효과적인 제형을 확인하였으며 여기서 유리 섬유는 48 내지 57 중량 퍼센트의 이산화규소(SiO2)를 갖는 조성물을 포함한다. 대안적으로, 이산화규소 함량은 49 내지 56.5 중량 퍼센트일 수 있다. 추가로 대안적으로, 이산화규소 함량은 50 내지 56 중량 퍼센트일 수 있다. 여전히 추가의 구현예에서, 이산화규소 함량은 56.0 중량 퍼센트 미만일 수 있다. 이산화규소 퍼센트가 이러한 범위 밖인 경우, 유리의 점도 및 섬유화가 전형적으로 영향을 받는다. 예를 들면, 유리의 점도는 이산화 규소가 유리 섬유의 총 조성의 48 중량 퍼센트 미만인 경우 섬유화 결과 동안 실투(결정화) 정도까지 감소될 수 있다. 대조적으로, 이산화규소가 유리 섬유의 총 조성의 57 중량 퍼센트 초과인 경우, 유리는 너무 점성이 되어서 이를 용융, 균질화, 및 정제하기 보다 어렵도록 한다. 따라서, 실리카 함량은 바람직하게는 유리의 총 조성의 48 내지 57 중량 퍼센트이다. SiO2는 제형의 안정성을 제어하고 SiO2의 중량 퍼센트는 본원에 기술된 다른 인자와 함께 이러한 고려를 위해 임의로 선택됨이 또한 이해되어야 한다.Notwithstanding the above, the inventors have identified certain surprisingly useful and/or effective formulations wherein the glass fibers comprise a composition having from 48 to 57 weight percent silicon dioxide (SiO 2 ). Alternatively, the silicon dioxide content may be from 49 to 56.5 weight percent. Still alternatively, the silicon dioxide content may be from 50 to 56 weight percent. In still a further embodiment, the silicon dioxide content may be less than 56.0 weight percent. When the silicon dioxide percentage is outside this range, the viscosity and fibrillation of the glass are typically affected. For example, the viscosity of the glass can be reduced to the extent of devitrification (crystallization) during fiberization results when the silicon dioxide is less than 48 weight percent of the total composition of the glass fibers. In contrast, when silicon dioxide is greater than 57 weight percent of the total composition of the glass fibers, the glass becomes too viscous, making it more difficult to melt, homogenize, and purify. Accordingly, the silica content is preferably 48 to 57 weight percent of the total composition of the glass. It should also be understood that SiO 2 controls the stability of the formulation and the weight percentage of SiO 2 is arbitrarily selected for this consideration along with other factors described herein.

본 발명의 일부 구현예에서 유리 섬유는 18 중량 퍼센트 초과의 산화붕소(B2O3) 및 26 중량 퍼센트 이하의 산화붕소를 포함한다. 대안적으로, 산화붕소 함량은 18.5 내지 25 중량 퍼센트일 수 있다. 또한 대안적으로, 산화붕소 함량은 19 내지 22 중량 퍼센트일 수 있다. 산화붕소의 높은 퍼센트, 예를 들어 26 중량 퍼센트 초과는 용융 동안 B2O3의 과도한 손실, 불량한 균질성, 낮은 강도, 및 불량한 기계적 특성을 유발할 수 있다. 본원에 나타낸 바와 같은 다른 성분과 조합된 경우, 18.00 중량 퍼센트 초과 및 26.00 중량 퍼센트 이하의 산화붕소 함량이 전형적으로 목적한 낮은 유전 상수뿐만 아니라 낮은 소산 계수를 갖는 유리 섬유를 생성한다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 일 구현예에서, 산화붕소 함량은 적어도 18.50 중량 퍼센트이다. 대안적으로, 산화붕소 함량은 적어도 19.00 중량 퍼센트이다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 다른 구현예에서, 산화붕소 함량은 25.00 중량 퍼센트 이하이다. 대안적으로, 산화붕소 함량은 24.00 중량 퍼센트 이하이다.In some embodiments of the invention the glass fibers comprise greater than 18 weight percent boron oxide (B 2 O 3 ) and up to 26 weight percent boron oxide. Alternatively, the boron oxide content may be between 18.5 and 25 weight percent. Also alternatively, the boron oxide content may be between 19 and 22 weight percent. A high percentage of boron oxide, eg, greater than 26 weight percent, can lead to excessive loss of B 2 O 3 during melting, poor homogeneity, low strength, and poor mechanical properties. When combined with the other components as shown herein, boron oxide contents greater than 18.00 weight percent and up to 26.00 weight percent typically produce glass fibers having a desired low dielectric constant as well as a low dissipation coefficient. In one embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the boron oxide content is at least 18.50 weight percent. Alternatively, the boron oxide content is at least 19.00 weight percent. In another embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the boron oxide content is 25.00 weight percent or less. Alternatively, the boron oxide content is 24.00 weight percent or less.

상기에도 불구하고, 본 발명자는 특정의 놀랍도록 유용하고/하거나 효과적인 제형을 확인하였으며 여기서 유리 섬유는 15 중량 퍼센트의 산화붕소(B2O3) 및 26 중량 퍼센트의 산화붕소를 갖는 조성물을 포함한다. 일반적으로 B2O3는 Df를 저하시키는데 유리하지만 너무 많으면 상 분리 형태의 유리 불안정성을 생성할 수 있다. 대안적으로, 산화붕소 함량은 15.5 내지 25.5 중량 퍼센트일 수 있다. 추가로 대안적으로, 산화붕소 함량은 16 내지 25 중량 퍼센트일 수 있다. 산화붕소의 높은 퍼센트, 예를 들어, 26 중량 퍼센트 초과는 용융 동안 B2O3의 과도한 상실, 불량한 균질성, 불량한 기계적 특성, 및 상 분리 형태의 유리 불안정성을 유발할 수 있다. 또한, 산화붕소의 낮은 퍼센트, 예를 들면, 15 중량 퍼센트 이하는 불충분한 유전 특성을 유발할 수 있다. 따라서, 산화붕소 함량은 바람직하게는 유리의 총 조성의 15 중량 퍼센트 내지 26 중량 퍼센트이다. 또한, 본원에 나타낸 바와 같은 다른 성분과 조합되는 경우, 15.00 내지 26.00 중량 퍼센트의 산화붕소 함량이 목적한 낮은 유전 상수뿐만 아니라 낮은 소산 계수를 갖는 유리 섬유를 생성한다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 일 구현예에서, 산화붕소 함량은 적어도 16.0 중량 퍼센트이다. 또한, 대안적으로 및/또는 임의로, 산화붕소 함량은 20.00 중량 퍼센트 이하이다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 일 구현예에서, 산화붕소 함량은 25.00 중량 퍼센트 이하이다.Notwithstanding the above, the inventors have identified certain surprisingly useful and/or effective formulations wherein the glass fibers comprise a composition having 15 weight percent boron oxide (B 2 O 3 ) and 26 weight percent boron oxide. . In general, B 2 O 3 is advantageous for lowering Df, but if it is too large, it may create glass instability in the form of phase separation. Alternatively, the boron oxide content may be between 15.5 and 25.5 weight percent. Further alternatively, the boron oxide content may be between 16 and 25 weight percent. A high percentage of boron oxide, eg, greater than 26 weight percent, can lead to excessive loss of B 2 O 3 during melting, poor homogeneity, poor mechanical properties, and glass instability in the form of phase separation. Also, a low percentage of boron oxide, eg, less than 15 weight percent, may lead to insufficient dielectric properties. Accordingly, the boron oxide content is preferably between 15 weight percent and 26 weight percent of the total composition of the glass. Also, when combined with other components as shown herein, boron oxide content of 15.00 to 26.00 weight percent produces glass fibers with a desired low dielectric constant as well as a low dissipation coefficient. In one embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the boron oxide content is at least 16.0 weight percent. Also, alternatively and/or optionally, the boron oxide content is not more than 20.00 weight percent. In one embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the boron oxide content is less than or equal to 25.00 weight percent.

본 발명의 일부 구현예에서 유리 섬유는 16 중량 퍼센트 초과 내지 23 중량 퍼센트 이하의 산화알루미늄을 갖는 조성물을 포함한다. 대안적으로, 산화알루미늄 함량은 16 중량 퍼센트 초과 내지 22.5 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 또한 대안적으로, 산화알루미늄 함량은 16 중량 퍼센트 초과 내지 22 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 유리 섬유의 총 조성물과 관련하여 산화알루미늄의 퍼센트는 점도 및 섬유화 공정에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들면, 산화알루미늄의 높은 퍼센트, 예를 들면, 23 중량 퍼센트 초과는 용융 점도를 감소시켜 섬유화 동안 실투를 생성할 수 있다. 산화알루미늄의 낮은 퍼센트, 예를 들어, 18 중량 퍼센트 이하는 상 분리 및 불량한 섬유 형성을 유발할 수 있다. 따라서, 알루미나 함량은 바람직하게는 유리의 총 조성의 16 중량 퍼센트 초과 내지 23 중량 퍼센트 이하이다. 또한, 본원에 나타낸 바와 같은 다른 성분과 조합된 경우, 16.00 내지 23.00 중량 퍼센트의 알루미나 함량은 전형적으로 목적한 낮은 유전 상수뿐만 아니라 낮은 소산 계수를 갖는 유리 섬유를 생성한다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 일 구현예에서, 알루미나 함량은 22.50 중량 퍼센트 이하이다. 대안적으로, 알루미나 함량은 22.00 중량 퍼센트 이하이다.In some embodiments of the invention the glass fibers comprise a composition having greater than 16 weight percent and up to 23 weight percent aluminum oxide. Alternatively, the aluminum oxide content may be greater than 16 weight percent and up to 22.5 weight percent. Also alternatively, the aluminum oxide content may be greater than 16 weight percent and up to 22 weight percent. The percentage of aluminum oxide relative to the total composition of glass fibers can affect the viscosity and fiberization process. For example, high percentages of aluminum oxide, eg, greater than 23 weight percent, can reduce melt viscosity and produce devitrification during fiberization. Low percentages of aluminum oxide, eg, 18 weight percent or less, can lead to phase separation and poor fiber formation. Accordingly, the alumina content is preferably greater than 16 weight percent and up to 23 weight percent of the total composition of the glass. Also, when combined with other components as shown herein, an alumina content of 16.00 to 23.00 weight percent typically results in glass fibers having a desired low dielectric constant as well as a low dissipation coefficient. In one embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the alumina content is no more than 22.50 weight percent. Alternatively, the alumina content is 22.00 weight percent or less.

산화알루미늄은 상 분리/용융 불안정성을 겪는 유리를 안정화시키는 것으로 알려져 있다. 그러나, 실투(devitrifiction)/결정화 경향성을 높은 수준에서 증가시키는 것을 또한 알려져 있으므로, 섬유가 델타-T와 관련하여 안정성을 형성하는 것은 좋지 않을 수 있다. Al2O3의 이러한 경향성 측면, 예를 들면, 일부 양태에서 B2O3와는 반대이고, 기술된 제형의 다른 성분에서, 이들 모두 중에서 정확한 균형을 찾는 것이 중요하다. 상기의 관점 및 본원에 이전에 개시된 범위에도 불구하고, 본 발명자는 특정의 놀랍도록 유용하고/하거나 효과적인 제형을 확인하였으며, 여기서, 본 발명의 일부 구현예에서, Df 거동과 Tliq 거동의 균형은 Al2O3가 12 내지 18 중량 퍼센트로 존재하는 경우에 달성된다. 본 발명의 일부 구현예에서, Al2O3는 12.5 내지 17.5 중량 퍼센트로 존재한다. 본 발명의 일부 구현예에서, Al2O3는 13 내지 17 중량 퍼센트로 존재한다. 이러한 범위는 독자가 본 발명자의 조성에 대한 작업 제형을 구상하는데 보조하기 위해 제공됨이 이해될 수 있지만, 또한 본원에 기술된 Al2O3의 임의의 범위 내를 포함하는 임의의 중량 퍼센트를 사용하는 제형을 사용하여 본 발명의 기술된 목적을 위해 허용되는 제형을 달성할 수 있음이 이해되어야 한다.Aluminum oxide is known to stabilize glasses that undergo phase separation/melt instability. However, since it is also known to increase devitrifiction/crystallization propensity at high levels, it may not be good for the fiber to build stability with respect to delta-T. Aspects of this tendency of Al 2 O 3 , for example, in some embodiments as opposed to B 2 O 3 , and in the other components of the formulations described, it is important to find the correct balance among all of them. Notwithstanding the foregoing and the scope previously disclosed herein, the inventors have identified certain surprisingly useful and/or effective formulations, wherein, in some embodiments of the invention, the balance of Df behavior and T liq behavior is This is achieved when Al 2 O 3 is present at 12 to 18 weight percent. In some embodiments of the present invention, Al 2 O 3 is present at 12.5 to 17.5 weight percent. In some embodiments of the present invention, Al 2 O 3 is present at 13 to 17 weight percent. It is to be understood that these ranges are provided to aid the reader in envisioning a working formulation for the inventor's composition, but also using any weight percentages including within any ranges of Al 2 O 3 described herein. It should be understood that formulations can be used to achieve formulations acceptable for the described purposes of the present invention.

본 발명의 유리 섬유는 전형적으로 또한 3 중량 퍼센트 초과 내지 8 중량 퍼센트의 산화인(P2O5, 또한 오산화인으로 지칭됨)을 갖는 조성을 포함한다. 대안적으로, 산화인 함량은 3 중량 퍼센트 초과 내지 7.5 중량 퍼센트일 수 있다. 또한 대안적으로, 산화인 함량은 3 중량 퍼센트 초과 내지 7 중량 퍼센트일 수 있다. 본 발명자는 놀랍게도 이러한 범위가 Tliq를 지닌 Df 거동과 용융 불안정성 지수에 균형을 맞추는데 최적임을 발견하였다. 보다 구체적으로 P2O5는 유리의 Al2O3 함량과 상승적으로 관련됨으로써, 용융 안정성을 감소시키지만(불안정성 지수 값) 동시에 또한 Df와 Tliq의 주요 측정항목(key metrics)을 개선시킬 수 있음이 밝혀졌다. 본 발명자는 인이 AlPO4 네트워크 연결을 형성하는 Al2O3의 일부와 우선적으로 연합하여 Al2O3의 일부가 알루미노-보레이트 멀라이트로 실투(devitrify)될 수 없도록 한다고 추측하고 있다. 또한, 본 발명자는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 것의 측면에서 점도에서 부정적인 영향을 가질 수 있음에도 불구하고 3% 초과 내지 7% 중량 퍼센트 범위의 P2O5에서 이를 확인하였음에 주목하여야 한다.Glass fibers of the present invention typically also include compositions having greater than 3 weight percent to 8 weight percent phosphorus oxide (P 2 O 5 , also referred to as phosphorus pentoxide). Alternatively, the phosphorus oxide content may be greater than 3 weight percent to 7.5 weight percent. Also alternatively, the phosphorus oxide content may be greater than 3 weight percent to 7 weight percent. The inventors have surprisingly found that this range is optimal for balancing the Df behavior with T liq and the melt instability index. More specifically, P 2 O 5 can be synergistically related to the Al 2 O 3 content of the glass, thereby reducing the melt stability (instability index value) but at the same time also improving the key metrics of Df and T liq . It turned out The inventors speculate that phosphorus preferentially associates with a portion of the Al 2 O 3 forming the AlPO 4 network link so that the portion of the Al 2 O 3 cannot be devitrified into the alumino-borate mullite. It should also be noted that the inventors have identified this at P 2 O 5 in the range of greater than 3% to 7% weight percent, although it may have a negative impact on viscosity in terms of what is known to those skilled in the art.

알칼리 토류 산화물(산화마그네슘(MgO), 산화칼슘(CaO), 및 때때로 산화스트론튬(SrO)) 모두는 이러한 유리가 당업계에서 공지된 용해로(melting furnace)에 의해 달성가능한 합리적인 온도에서 용융 및 균질화되도록 돕는다. 그러나, 이러한 산화물은 산업계에서 요구되는 낮은 유전 거동에 직접적인 영향을 미치고 해를 입힌다(MgO는 CaO보다 Df를 덜 증가시키고, SrO는 CaO보다 Df를 더 증가시킨다). CaO는 전형적으로 대안과 비교하여 점도, Tliq 및 Df 사이에 최상의 절충안을 제공하므로 일반적으로 바람직한 알칼리 토금속 첨가이다. 그러나, 너무 적은 알칼리 토금속 산화물은 유리 용융물이 불안전성(보다 높은 지수 수)를 향하도록 유도시킨다. 적어도 이러한 이유로, 본 발명의 유리 섬유 조성물은 하기 기술된 바와 같이, CaO(또한 본원에서 칼시아(calcia)로 지칭됨) 및/도는 MgO를 포함할 수 있다.All of the alkaline earth oxides (magnesium oxide (MgO), calcium oxide (CaO), and sometimes strontium oxide (SrO)) allow these glasses to melt and homogenize at reasonable temperatures achievable by melting furnaces known in the art. help However, these oxides directly affect and harm the low dielectric behavior required by industry (MgO increases Df less than CaO, SrO increases Df more than CaO). CaO is typically the preferred alkaline earth metal addition as it typically provides the best compromise between viscosity, T liq and Df compared to alternatives. However, too little alkaline earth metal oxide drives the glass melt towards instability (higher index number). For at least this reason, the glass fiber compositions of the present invention may comprise CaO (also referred to herein as calcia) and/or MgO, as described below.

본 발명의 유리 섬유는, 본 발명의 일부 구현예에서, 0.25 중량 퍼센트 초과의 산화칼슘 내지 7.0 중량 퍼센트의 산화칼슘을 갖는 조성물을 포함한다. 대안적으로, 산화칼슘 함량은 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.5 중량 퍼센트일 수 있다. 또한 대안적으로, 산화칼슘 함량은 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6 중량 퍼센트일 수 있다. 여전히 또한 대안적으로, 산화칼슘 함량은 2.5 중량 퍼센트 초과 내지 5.0 중량 퍼센트일 수 있다. 산화칼슘의 중량 퍼센트는 유리 섬유의 점도 및 실투 공정에 영향을 미칠 수 있다. 산화칼슘의 높은 퍼센트, 예를 들면, 7.0 중량 퍼센트 초과는 불충분한 유전 특성을 유발할 수 있다. 또한, 산화칼슘의 낮은 퍼센트, 예를 들면, 0.25 중량 퍼센트 이하는 불량한 섬유 형성을 유발할 수 있다. 예를 들면, 0.25 중량 퍼센트 이하의 칼시아에서, 점도는 너무 높고 수득되는 유리 균질성은 허용가능한 섬유 형성에 불충분하다. 본원에 나타낸 바와 같은 다른 성분과 조합된 경우, 일부 구현예에서, 1.25 중량 퍼센트 내지 5.85 중량 퍼센트의 산화칼슘 함량은 전형적으로 목적한 낮은 유전 상수뿐만 아니라 낮은 소산 계수를 갖는 유리 섬유를 생성한다. 본 발명의 유리 섬유 및/또는 유리 조성물의 일 구현예에서, 칼시아 함량은 4.5 중량 퍼센트 이하이다. 대안적으로, 칼시아 함량은 4.25 중량 퍼센트 이하이다. 또한 대안적으로, 칼시아 함량은 4.00 중량 퍼센트 이하이다.The glass fibers of the present invention, in some embodiments of the present invention, comprise a composition having greater than 0.25 weight percent calcium oxide to 7.0 weight percent calcium oxide. Alternatively, the calcium oxide content may be greater than 0.25 weight percent to 6.5 weight percent. Also alternatively, the calcium oxide content may be greater than 0.25 weight percent to 6 weight percent. Still and alternatively, the calcium oxide content may be greater than 2.5 weight percent to 5.0 weight percent. The weight percentage of calcium oxide can affect the viscosity of the glass fiber and the devitrification process. A high percentage of calcium oxide, eg, greater than 7.0 weight percent, may result in insufficient dielectric properties. Also, low percentages of calcium oxide, for example less than 0.25 weight percent, can lead to poor fiber formation. For example, at calcia below 0.25 weight percent, the viscosity is too high and the glass homogeneity obtained is insufficient for acceptable fiber formation. When combined with other components as shown herein, in some embodiments, a calcium oxide content of 1.25 weight percent to 5.85 weight percent typically produces glass fibers having a desired low dielectric constant as well as a low dissipation coefficient. In one embodiment of the glass fibers and/or glass compositions of the present invention, the calcia content is 4.5 weight percent or less. Alternatively, the calcia content is less than or equal to 4.25 weight percent. Also alternatively, the calcia content is less than or equal to 4.00 weight percent.

본 발명의 유리 섬유 조성물은 또한 MgO(또한 본원에서 마그네시아(magnesia)로서 지칭된다)를 포함할 수 있다. 본 발명의 유리 섬유는 5.0 중량 퍼센트 이하의 산화마그네슘을 갖는 조성물을 포함할 수 있다. 대안적으로, 산화마그네슘 함량은 4.5 중량 퍼센트 이하이다. 또한 대안적으로, 산화마그네슘 함량은 4.0 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 여전히 추가의 대안적인 구현예에서, 산화마그네슘 함량은 2.0 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 여전히 추가의 대안적인 구현예에서, 산화마그네슘 함량은 1.5 중량 퍼센트 이하이다. 산화칼슘과 마찬가지로, 산화마그네슘의 중량 퍼센트는 유리 섬유의 점도 및 실투 공정에 유해할 수 있다. 또한, 산화마그네슘의 고 퍼센트, 예를 들어, 5.0 중량 퍼센트 초과는 불충분한 유전 특성을 유발시킬 수 있다.The glass fiber compositions of the present invention may also include MgO (also referred to herein as magnesia). The glass fibers of the present invention may comprise a composition having up to 5.0 weight percent magnesium oxide. Alternatively, the magnesium oxide content is 4.5 weight percent or less. Also alternatively, the magnesium oxide content may be up to 4.0 weight percent. In still a further alternative embodiment, the magnesium oxide content may be up to 2.0 weight percent. In a still further alternative embodiment, the magnesium oxide content is less than or equal to 1.5 weight percent. As with calcium oxide, the weight percentage of magnesium oxide can be detrimental to the viscosity and devitrification process of the glass fiber. Also, high percentages of magnesium oxide, eg, greater than 5.0 weight percent, can lead to insufficient dielectric properties.

산화티탄(TiO2)은 본 발명의 유리 조성물 및 섬유에서 임의로 존재하거나, 의도적으로 도입된다. 일 구현예에서, 산화티탄의 중량 퍼센트는 6.0 이하이다. 대안적으로, 산화티탄의 중량 퍼센트는 5.5 이하이다. 또한 대안적으로, 산화티탄의 중량 퍼센트는 5.0 이하이다. 6 중량 퍼센트 이상의 산화티탄을 플레이빙(flaving)하는 것은 특히 오산화인과 조합된 경우, 유리 조성물 및 섬유에서 상 분리하는 경향성이 증가하는 것으로 여겨진다. 산화티탄은 전형적으로 점도 감소제로서 작용하며 의도적으로 가해지거나 통상의 원료 재료로부터의 불순물로서 존재할 수 있다. 따라서, 산화티탄은 유리 조성물 속에 0.01 이상의 중량 퍼센트로 존재한다. 대안적으로, 산화티탄은 유리 조성물 속에 0.05 이상의 중량 퍼센트로 존재할 수 있다. 또한 대안적으로, 산화티탄은 유리 조성물 속에 0.1 이상의 중량 퍼센트로 존재할 수 있다.Titanium oxide (TiO 2 ) is optionally present or intentionally introduced in the glass compositions and fibers of the present invention. In one embodiment, the weight percent of titanium oxide is 6.0 or less. Alternatively, the weight percent of titanium oxide is 5.5 or less. Also alternatively, the weight percent of titanium oxide is 5.0 or less. Flavoring at least 6 weight percent titanium oxide is believed to increase the propensity for phase separation in glass compositions and fibers, especially when combined with phosphorus pentoxide. Titanium oxide typically acts as a viscosity reducing agent and may be intentionally added or present as an impurity from common raw materials. Thus, titanium oxide is present in the glass composition in a weight percent of 0.01 or greater. Alternatively, the titanium oxide may be present in the glass composition at a weight percent greater than or equal to 0.05. Also alternatively, titanium oxide may be present in the glass composition at a weight percent of 0.1 or greater.

본 발명의 기술된 목적은 용융 및 섬유화 공정을 위해 합리적으로 가능한 가장 안정한 유리를 제작하는 것이므로, 이러한 계열 내에서 6 중량 퍼센트 이하의 TiO2가 Tliq에 유해하지 않고 이러한 유리가 섬유화되지 않도록 할 수 있는 델타-T 거동(델타-T < 40℃)을 생성하지 않고 허용될 수 있음이 당해 분야의 통상의 기술자에 의해 예측되지 않았다. 참고: 37면, Wolfram Holand, et al., Glass Ceramic Technology, 2nd Edition, Wiley and Sons, July 2012.The stated purpose of the present invention is to produce the most stable glass reasonably possible for the melting and fiberizing process, so that up to 6 weight percent TiO 2 within this series is not detrimental to the T liq and such glass does not become fibrillated. It was not predicted by one of ordinary skill in the art that this could be tolerated without producing a delta-T behavior (delta-T < 40° C.). See page 37, Wolfram Holand, et al., Glass Ceramic Technology, 2nd Edition, Wiley and Sons, July 2012.

TiO2는 이의 점도를 저하시키기 위하여 당해 분야에서 다른 낮은 Dk 유리에 허용가능한 첨가제로서 공지되어 있다. 이러한 관점을 사용하여, 본 발명자는 임의의 양의 핵화제(TiO2, 이는 결정화 속도, 및 가능하게는 Tliq를 증가시키는 것으로 예측될 수 있다)를 혼입시킴으로써 기초 유리 조성물 내에서 허용가능한-T 범위(T log 3 - Tliq)를 달성할 수 있음이 반-직관적이었으나, 점도를 감소시키는 것으로도 알려져 있다(T log 3).TiO 2 is known in the art as an acceptable additive to other low Dk glasses to lower its viscosity. Using this point of view, the inventors have found that by incorporating any amount of a nucleating agent (TiO 2 , which can be predicted to increase the rate of crystallization, and possibly an increase in T liq ), the acceptable-T in the base glass composition It was counter-intuitive to be able to achieve a range (T log 3 -T liq ), but it is also known to reduce viscosity (T log 3 ).

흥미롭게도 관련된 선행 기술의 어느 것도 P2O5 및 함께 조합된 TiO2의 의미있는 양 중 어떠한 예도 나타내지 않아서, 임의의 상승적 또는 바람직한 거동을 예측하는 것이 어렵도록 한다.Interestingly, none of the related prior art shows any examples of significant amounts of P 2 O 5 and TiO 2 combined together, making it difficult to predict any synergistic or desirable behavior.

추가의 산화물이 본 발명의 영역을 벗어나지 않고 본 발명의 유리 섬유 및 조성물 속에 존재할 수 있다. 예를 들면, 산화물, 예를 들면, 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화칼륨(K2O), 산화바륨(BaO), 산화스트론튬(SrO), 산화아연(ZnO), 불소(F 또는 F2), 산화주석(SnO2), 산화지르코늄(ZrO2), 산화크로뮴((Cr2O3), 산화철(Fe2O3), 산화란타늄(La2O3), 산화망간(Mn2O3), 산화이트륨(Y2O3), 및/또는 산화바나듐(V2O3)이 존재할 수 있다. 더욱이, 이러한 추가의 산화물의 조합된 총량은, 이들이 유리의 기능을 변경시키지 않는 한, 총 조성물의 3 중량 퍼센트 이하이다. 대안적으로, 이러한 추가의 산화물의 조합된 총량은 총 조성물의 2 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 또한 대안적으로, 이러한 추가의 산화물의 조합된 총량은 총 조성물의 1.5 중량 퍼센트 이하일 수 있다. 여전히 또한 대안적으로, 이러한 추가의 산화물의 조합된 총량은 본 발명의 일부 구현예에서, 총 조성물의 3.0, 2.0 및/또는 1.0 중량 퍼센트 이하일 수 있다.Additional oxides may be present in the glass fibers and compositions of the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, oxides such as lithium oxide (Li 2 O), sodium oxide (Na 2 O), potassium oxide (K 2 O), barium oxide (BaO), strontium oxide (SrO), zinc oxide (ZnO) ), fluorine (F or F 2 ), tin oxide (SnO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), chromium oxide ((Cr 2 O 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ) , manganese oxide (Mn 2 O 3 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), and/or vanadium oxide (V 2 O 3 ) Moreover, the combined total amount of these additional oxides means that they As long as it does not change the function, the total composition is less than 3 weight percent.Alternatively, the combined total amount of these additional oxides can be less than 2 weight percent of the total composition.Also, alternatively, the combination of these additional oxides is less than or equal to 2 weight percent. The total amount can be less than 1.5 weight percent of the total composition Still also alternatively, the combined total amount of these additional oxides can be 3.0, 2.0 and/or 1.0 weight percent or less of the total composition in some embodiments of the present invention. have.

소량의 알칼리 금속 산화물이 유리 조성에 가질 수 있는 중대한 영향으로 인하여, 알칼리 금속 산화물, 예를 들면, Na2O, K2O, 및 Li2O의 조합된 총량은 조성물의 총 1.0 중량 퍼센트 이하이다. 보다 바람직하게는, 조합된 총량은 조성물의 총 0.5 중량 퍼센트 이하이다. 심지어 보다 바람직하게는, 조합된 총량은 조성물의 총 0.25 중량 퍼센트 이하이다.Due to the significant effect that small amounts of alkali metal oxides can have on the glass composition, the combined total amount of alkali metal oxides such as Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O is less than or equal to 1.0 weight percent of the total of the composition. . More preferably, the combined total amount is less than or equal to 0.5 weight percent of the total of the composition. Even more preferably, the combined total amount is less than or equal to 0.25 weight percent of the total of the composition.

본 발명의 유리 조성물 및 유리 섬유의 예는 본원에 나타나 있다. 일 구현예에서, 유리 조성물 및/또는 유리 섬유는 48.0 내지 57.0 중량 퍼센트의 SiO2; 15.0 내지 26.0 중량 퍼센트의 B2O3; 12.0 내지 18.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 8.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 CaO; 5.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 6.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 포함한다. 본 발명의 대안의 유리 조성물 및/또는 유리 섬유는 49 내지 56.5 중량 퍼센트의 SiO2; 15.5 내지 25.5 중량 퍼센트의 B2O3; 12.5 내지 17.5 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 초과 내지 7.5 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.5 중량 퍼센트의 CaO; 4.50 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2를 포함한다. 본 발명의 여전히 추가의 대안의 유리 조성물 및/또는 유리 섬유에서, 다음의 성분이 포함될 수 있다: 50 내지 56.0 중량 퍼센트의 SiO2; 16.0 내지 25.0 중량 퍼센트의 B2O3; 13.0 내지 17.0 중량 퍼센트의 Al2O3; 3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 P2O5; 0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.0 중량 퍼센트의 CaO; 4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및 5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2.Examples of glass compositions and glass fibers of the present invention are shown herein. In one embodiment, the glass composition and/or glass fibers comprise from 48.0 to 57.0 weight percent SiO 2 ; 15.0 to 26.0 weight percent of B 2 O 3 ; 12.0 to 18.0 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 8.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 7.0 weight percent CaO; 5.0 weight percent or less of MgO; and up to 6.0 weight percent TiO 2 . Alternative glass compositions and/or glass fibers of the present invention comprise 49 to 56.5 weight percent of SiO 2 ; 15.5 to 25.5 weight percent of B 2 O 3 ; 12.5 to 17.5 weight percent Al 2 O 3 ; greater than 3.0 to 7.5 weight percent of P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 6.5 weight percent CaO; up to 4.50 weight percent MgO; and up to 5.5 weight percent TiO 2 . In still further alternative glass compositions and/or glass fibers of the present invention, the following components may be included: from 50 to 56.0 weight percent of SiO 2 ; 16.0 to 25.0 weight percent of B 2 O 3 ; 13.0 to 17.0 weight percent of Al 2 O 3 ; greater than 3.0 weight percent to 7.0 weight percent P 2 O 5 ; greater than 0.25 weight percent to 6.0 weight percent CaO; up to 4.0 weight percent MgO; and 5.0 weight percent or less of TiO 2 .

본 발명의 유리 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도를 갖는다. 대안의 구현예에서, 유리 조성물은 1150℃ 초과의 액상선 온도를 가질 수 있다. 또한 추가의 대안적인 구현예에서, 유리 조성물은 1200℃ 초과의 액상선 온도를 가질 수 있다. 1100℃ 초과, 또는 보다 바람직하게는 1150℃ 초과의 액상선 온도를 갖는 것은 본 발명에 따른 유리 조성물을 섬유화시키기 위해 선호될 수 있다.The glass composition of the present invention has a liquidus temperature greater than 1100°C. In alternative embodiments, the glass composition may have a liquidus temperature greater than 1150°C. In still further alternative embodiments, the glass composition may have a liquidus temperature greater than 1200°C. Having a liquidus temperature above 1100°C, or more preferably above 1150°C, may be preferred for fiberizing the glass composition according to the present invention.

또한, 본 발명의 유리 조성물은 1350℃ 초과의 T log 3 점도 온도를 가질 수 있다. 대안적으로, 유리 조성물은 1355℃ 초과의 T log 3 점도 온도를 가질 수 있다. 여전히 추가의 대안적인 구현예에서, 유리 조성물은 1360℃ 초과의 T log 3 점도 온도를 가질 수 있다. 1350℃ 초과의 T log 3 점도 온도를 갖는 것은 본 발명에 따른 유리 조성물을 섬유화시키기 위해 선호될 수 있다.In addition, the glass compositions of the present invention may have a T log 3 viscosity temperature greater than 1350°C. Alternatively, the glass composition may have a T log 3 viscosity temperature greater than 1355°C. In still a further alternative embodiment, the glass composition may have a T log 3 viscosity temperature greater than 1360°C. Having a T log 3 viscosity temperature greater than 1350° C. may be preferred for fiberizing a glass composition according to the present invention.

본 발명의 유리 섬유는 6 이하의 유전 상수를 가질 수 있다. 대안적으로, 유리 섬유는 4.60 이하의 유전 상수를 가질 수 있다. 추가의 대안적인 구현예에서, 유리 섬유는 4.55 이하의 유전 상수를 가질 수 있다.The glass fibers of the present invention may have a dielectric constant of 6 or less. Alternatively, the glass fibers may have a dielectric constant of 4.60 or less. In a further alternative embodiment, the glass fiber may have a dielectric constant of 4.55 or less.

또한, 본 발명의 유리 섬유는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 38x10-4 이하의 소산 계수를 가질 수 있다. 대안적으로, 유리 섬유는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 30x10-4 이하의 소산 계수를 가질 수 있다. 추가의 대안적인 구현예에서, 유리 섬유는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 25x10-4 이하의 소산 계수를 가질 수 있다.In addition, the glass fibers of the present invention may have a dissipation coefficient of 38x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature. Alternatively, the glass fiber may have a dissipation coefficient of 30x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature. In a further alternative embodiment, the glass fiber may have a dissipation coefficient of 25×10 −4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.

본 발명의 유리 섬유는 유리 섬유-보강된 물품, 예를 들면, 인쇄 회로 기판 내로 혼입시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 유리 섬유를 제품, 예를 들면, 직물, 부직포, 단방향 직물, ?h드 스트랜드, ?h드 스트랜드 매트, 복합 재료, 및 통신 신호 전송 매체와 관련하여 사용될 수 있다.The glass fibers of the present invention can be incorporated into glass fiber-reinforced articles, such as printed circuit boards. The glass fibers of the present invention may also be used in connection with articles such as wovens, nonwovens, unidirectional fabrics, hard strands, hard strand mats, composite materials, and communication signal transmission media.

본 발명은 또한 연속된, 제작가능한 낮은 유전의 유리 섬유를 제공하는 방법을 포함한다. 이러한 방법은 본원에 개시된 바와 같은 유리 조성물을 유리 용융기의 용융 구역에 제공하는 단계; 조성물을 가열하여 액상선 온도를 초과하는 온도를 형성시키는 단계; 및 상기 용융된 유리를 연속적으로 섬유화하여 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수 유리 섬유를 생산하는 단계를 포함한다.The present invention also includes methods of providing continuous, manufacturable low dielectric glass fibers. The method includes providing a glass composition as disclosed herein to a melting zone of a glass melter; heating the composition to form a temperature above the liquidus temperature; and continuously fiberizing the molten glass to produce low dielectric constant and low dissipation coefficient glass fibers.

상기 논의한 바와 같이, 낮은 유전 상수 유리 섬유를 제공하기 위한 유리의 조성물은 적어도 부분적으로, 상기 논의된 산화물의 중량 퍼센트뿐만 아니라 이산화규소, 산화알루미늄, 산화붕소, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화인, 및/또는 산화티탄의 조합된 중량을 기반으로 한다. 일 양태에서, 점도 온도와 같은 본원에서 논의된 다른 매개변수(parameters)에 더하여, 이러한 매개변수들의 조합은 본원에 나타낸 바와 같은 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수를 갖는 유리 섬유를 수득하는 것이 가능하도록 한다.As discussed above, the composition of glass for providing low dielectric constant glass fibers comprises, at least in part, the weight percentages of the oxides discussed above, as well as silicon dioxide, aluminum oxide, boron oxide, calcium oxide, magnesium oxide, phosphorus oxide, and /or based on the combined weight of titanium oxide. In one aspect, in addition to the other parameters discussed herein, such as viscosity temperature, the combination of these parameters makes it possible to obtain glass fibers having a low dielectric constant and a low dissipation coefficient as shown herein. .

당해 분야의 이전 노력과 비교하여, 크레욱스 공식(Creux's formulation)은 제US2004/01755557호의 2개의 예에서 나타난 바와 같이 전체적으로 열악한 Df 거동(10 GHz에서 Df ~ 0.0090)을 갖는 유리를 나타낸다. 대조적으로, 본 발명은 Df < 0.0028를 달성한다. 또한, 크레욱스 T log 3은 < 1350℃이고 Tliq는 < 1000℃이다.Compared to previous efforts in the art, Creux's formulation shows a glass with overall poor Df behavior (Df ~ 0.0090 at 10 GHz) as shown in the two examples of US2004/01755557. In contrast, the present invention achieves Df < 0.0028. Also, Kreux T log 3 is < 1350 °C and T liq is < 1000 °C.

한편, 창(Zhang)은 이의 유리의 Df 거동을 전혀 기술하지 않고 있다. 창 유리의 T log 3은 < 1350℃이고 Tliq는 모두 < 1000℃이다. 흥미롭게도, 창은 이의 유리가 1차 결정상(규회석/투휘석(Diopside)/칼슘 장석(Calcium Feldspar)) 모두는 서로 경쟁하므로 탁월한 실투 거동을 가짐을 기술하고 있다. 참고: 제CN103351102호의 단락 [0014].On the other hand, Zhang does not describe the Df behavior of its glass at all. T log 3 of window glass is < 1350 °C and T liq are all < 1000 °C. Interestingly, Chang describes that its glass has excellent devitrification behavior as both the primary crystalline phases (Wollastonite/Diopside/Calcium Feldspar) compete with each other. Note: Paragraph [0014] of CN103351102.

기술 분야에서 유리 제품군이 1000℃ 이하의 Tliq뿐만 아니라 1350℃ 미만의 T log 3 점도 온도를 가지므로, 본 발명의 현재 기술된 유리를 달성하기 위하여 상기 언급된 선행 분야의 전부는 아니라도, 대부분을 조합시키지 않았을 것이 명백하다.Most, if not all, of the prior art mentioned above to achieve the presently described glasses of the present invention, as the glass family in the art has a T liq of less than 1000° C. as well as a T log 3 viscosity temperature of less than 1350° C. It is clear that they did not combine

화학 조성이 유리 용융물로부터 실투될 1차 결정 상의 주요 결정인자임이 당해 분야에 잘 공지되어 있다. Holand의 제4면을 참고한다.It is well known in the art that chemical composition is a major determinant of the primary crystal phase to be devitrified from the glass melt. See page 4 of Holand.

TiO2가 핵화제로서 유리제조업자에 의해 사용되어 결정화를 촉진하고 유리를 실투하는 것을 돕는다는 것이 당해 분야에 잘 공지되어 있다. Holand의 제37면을 참고한다. 그러나, 모리(Mori)의 제US5958808호, 다무라(Tamura)의 제US6309990호, 다무라(Tamura)의 제US6846761호, 및 요시다(Yoshida)의 제US2011/0281484호를 포함한 선행 기술 중 어느 것도, 본 발명자가 본 명세서에 기재된 양으로 조합될 경우 상승적 효과를 발생시킨다고 믿는, 실질적인/이거나 상당한 량의 P2O5로 TiO2의 효과적인 사용을 입증하거나 증명하고 있지 않았다.It is well known in the art that TiO 2 is used by glassmakers as a nucleating agent to promote crystallization and help devitrify the glass. See page 37 of Holand. However, none of the prior art, including Mori's US5958808, Tamura's US6309990, Tamura's US6846761, and Yoshida's US2011/0281484, are disclosed by the present inventors. has not demonstrated or demonstrated effective use of TiO 2 with substantial/or significant amounts of P 2 O 5 , believed to produce a synergistic effect when combined in the amounts described herein.

또한, 본 발명자는 본 발명의 측정된 유전 손실이 인스턴트 유리의 결정화 거동과 밀접하게 관련되는 것으로 보인다는 것을 예기치 않게 발견하였다. 즉, Tliq 값이 높은 유리는 보다 우수한, 즉, 보다 낮은, Df 특성을 갖는 경향이 있다. 도 1은 이러한 데이터 관계가 본 발명의 유리로부터 유도됨을 나타낸다.In addition, the inventors have unexpectedly discovered that the measured dielectric loss of the present invention appears to be closely related to the crystallization behavior of instant glasses. That is, glasses with high T liq values tend to have better, ie, lower, Df properties. Figure 1 shows that these data relationships are derived from the advantages of the present invention.

본원의 발명자에 의해 개시된 제형에 의해 정의된 유리는 목적한 Df 거동(Df < 0.0028, 또는 < 0.0027, 또는 < 0.0026, 심지어 더 낮은)을 달성하기 위해, 유리는 보다 더 용이하게 실투하는 경향이 있을 것인데, 즉, 보다 높은 Tliq 값에서 예를 들면, 값은 > 1100℃인 것이 명백하다. 또한, 가장 바람직한 Dfs는 1100℃를 상당히 초과하는 Tliq에 있다.In order to achieve the desired Df behavior (Df < 0.0028, or < 0.0027, or < 0.0026, even lower), the glass as defined by the formulation disclosed by the inventors of the present application will tend to devitrify more readily. ie, at higher T liq values, for example, it is clear that the value is > 1100 °C. Also, the most preferred Dfs is at T liq well above 1100°C.

본 발명자는 또한 놀랍게도, 낮은 Df 거동을 수득하기 위한 가장 바람직한 유리가 알루미노-보레이트 멀라이트(침) 결정으로 결정화되어 이를 형성하는 경향이 있는 고유의 네트워크 구조를 갖는 것임을 발견하였다.The inventors have also surprisingly found that the most desirable glasses for obtaining low Df behavior are those with a unique network structure that tends to crystallize and form alumino-borate mullite (saliva) crystals.

한편, 창은 그의 유리가 알루미노-보레이트 멀라이트가 아닌 규회석, 투휘석 및 Ca-장석 결정을 생산한다고 분명히 기술하고 있다.On the other hand, Chang clearly states that his glass produces wollastonite, diapyroxene and Ca-feldspar crystals rather than alumino-borate mullite.

본 발명자는 알루미노-보레이트 멀라이트 1차 상 필드에 속하는 경향이 있는 유리가 양호한 유리 형성 및 탁월한(즉, 낮은) Df 거동 둘 다에 고유하게 적합한 네트워크 구조를 가진다고 추측하고 있다.We speculate that glasses that tend to belong to the alumino-borate mullite primary phase field have network structures that are inherently suitable for both good glass formation and excellent (ie, low) Df behavior.

크레욱스(Creux)와 유사하게, 쿤(Kuhn)에 의해 발명된(제WO2010/011701호) 유리는 또한 열등한 Df 거동(Df ≥ 0.0044)을 가지며 6개의 예 중 1번 예는 허용가능한 섬유 형성에 대한 양의 델타-T를 나타낸다(참고: Kuhn, 표 II).Similar to Creux, the glass invented by Kuhn (WO2010/011701) also has an inferior Df behavior (Df ≥ 0.0044) and Example 1 of 6 is effective for acceptable fiber formation. represents the positive delta-T for (see: Kuhn, Table II).

본원에서 이의 발견과 함께 본 발명자의 예측치못한 효과적인 제형을 일반적으로 기술하였지만, 추가의 이해가 단지 설명의 목적을 위해 제공되고 달리 명시하지 않는 한, 모두 포괄적이거나 제한하는 것으로 의도되지 않는 하기 나타낸 특정의 구체적인 예에 의해 수득될 수 있다.Although the inventors' unexpectedly effective formulations, along with their findings, have been generally described herein, a further understanding is provided for purposes of explanation only and is not intended to be exhaustive or limiting at all, unless otherwise indicated. It can be obtained by specific examples.

실시예Example

본 발명에 따라 제조된 유리 조성물의 예를 하기 나타낸다. 본 실시예에 인용된 특수한 성분 및 이의 양 뿐만 아니라, 다른 조건 및 세부사항은 본 발명을 과도하게 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 이러한 실시예 및 본 설명 전체에서, 모든 퍼센트, 비율 및 비는 달리 나타내지 않는 한, 중량(질량) 단위이다.Examples of glass compositions prepared in accordance with the present invention are shown below. The specific ingredients and amounts thereof recited in these examples, as well as other conditions and details, should not be considered as unduly limiting of the invention. Throughout these examples and this description, all percentages, ratios, and ratios are in units of weight (mass), unless otherwise indicated.

본 발명의 예시적인 유리 조성물을 하기 표 1 내지 12에 나타낸다. 유리 조성물의 예의 액상선 온도는 "Tliq"로서 나타내며 유리 조성물이 1000 poise의 점도를 갖는 경우 온도는 "T3"(또한 "T log 3" 점도 온도로서 지칭됨)을 나타낸다. 유리 조성물의 예의 액상선 온도 및 T3 온도는 유리 조성물 중 일부의 경우 측정하였고 다른 것의 경우에는 계산하였다. 유리 섬유는 실시예 조성물을 사용하여 형성시켰고 유전 상수 및 소산 계수는 유리 섬유 중 일부의 경우 측정하였고 다른 것의 경우에는 계산하였다. 유전 상수는 "Dk" 값으로 나타내고 소산 계수는 "Df" 값으로 나타낸다.Exemplary glass compositions of the present invention are shown in Tables 1-12 below. The liquidus temperature of an example of a glass composition is denoted as “T liq ” and when the glass composition has a viscosity of 1000 poise, the temperature denotes “T3” (also referred to as “T log 3” viscosity temperature). The liquidus temperature and T3 temperature of the example glass compositions were measured for some of the glass compositions and calculated for others. Glass fibers were formed using the example compositions and dielectric constant and dissipation coefficient were measured for some of the glass fibers and calculated for others. The dielectric constant is indicated by the "Dk" value and the dissipation coefficient is indicated by the "Df" value.

[표 1][Table 1]

Figure pct00002
Figure pct00002

[표 2][Table 2]

Figure pct00003
Figure pct00003

[표 3][Table 3]

Figure pct00004
Figure pct00004

[표 4][Table 4]

Figure pct00005
Figure pct00005

[표 5][Table 5]

Figure pct00006
Figure pct00006

[표 6][Table 6]

Figure pct00007
Figure pct00007

[표 7][Table 7]

Figure pct00008
Figure pct00008

[표 8][Table 8]

Figure pct00009
Figure pct00009

[표 9][Table 9]

Figure pct00010
Figure pct00010

[표 10][Table 10]

Figure pct00011
Figure pct00011

[표 11][Table 11]

Figure pct00012
Figure pct00012

[표 12][Table 12]

Figure pct00013
Figure pct00013

표 1 내지 12에 나타낸 샘플 유리 조성물을 갖는 배치(batches)를 하기 기술한 바와 같이 제조하였다. 유리 합성은 배치 전-처리(기계적 및 열적), 1차 용융, 물 속에서 프릿팅(fritting) 또는 파쇄(crushing), 2차 용융, 및 최종적으로, 유리를 흑연 주형에 붓기를 포함하였다.Batches with the sample glass compositions shown in Tables 1-12 were prepared as described below. Glass synthesis included batch pre-treatment (mechanical and thermal), primary melting, fritting or crushing in water, secondary melting, and finally pouring the glass into a graphite mold.

유리 표본을 ASTM C 829-81에 따라 결정화 가능성(액상선 온도)에 대해 시험하였다.Glass specimens were tested for crystallization potential (liquidus temperature) according to ASTM C 829-81.

T log 3 점도 온도는 ASTM C 965-81을 사용하여 측정하였다.T log 3 viscosity temperature was measured using ASTM C 965-81.

10 GHz에서 유전 특성의 측정은 SPDR 시험으로 당해 분야에서 또한 지칭되는, 분할 포스트 유전체 공진기법을 사용하여 수행하였다.Measurements of dielectric properties at 10 GHz were performed using a split post dielectric resonance technique, also referred to in the art as the SPDR test.

표 1 내지 12에 나타낸 바와 같이, 10 GHz에서, 실시예의 유리 조성물은 4.56 미만의 유전 상수, 및 25x10-4 이하의 소산 계수를 갖는다. 구체적으로, 10 GHz에서, 유전 상수는 4.22 내지 4.56이고, 소산 계수는 18x10-4 내지 25x10-4이다. 따라서, 실시예에서 유리 조성물은 E-Glass의 유전 특성 미만의 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수를 나타내었다.As shown in Tables 1-12, at 10 GHz, the glass compositions of the Examples have a dielectric constant of less than 4.56, and a dissipation coefficient of 25x10 -4 or less. Specifically, at 10 GHz, the dielectric constant is 4.22 to 4.56, and the dissipation coefficient is 18x10 -4 to 25x10 -4 . Accordingly, the glass composition in the Examples exhibited a low dielectric constant and a low dissipation coefficient below that of E-Glass.

또한, 실시예의 유리 조성물은 1374℃ 내지 1447℃의 T log 3 점도 온도를 나타내었고, 이는 D-Glass의 대표적인 점도 온도(대략 1400℃)와 유사하다. 1350℃ 초과의 T log 3 점도 온도를 갖는 것은 본 발명에 따른 유리 조성물을 섬유화하는데 유리하다. 따라서, 실시예에 따라서, 및 본 발명의 구현예에 따라서 유리 조성물은 1350℃를 초과한다.In addition, the glass compositions of the Examples exhibited a T log 3 viscosity temperature of 1374° C. to 1447° C., which is similar to the typical viscosity temperature of D-Glass (approximately 1400° C.). Having a T log 3 viscosity temperature greater than 1350° C. is advantageous for fiberizing the glass composition according to the invention. Thus, according to an embodiment, and according to an embodiment of the present invention, the glass composition exceeds 1350°C.

또한, 실시예의 유리 조성물은 1136℃ 내지 1374℃의 액상선 온도를 나타내었다. 1100℃ 초과, 또는 일부 구현예에서 1150℃ 초과의 액상선 온도를 갖는 것은 본 발명에 따른 유리 조성물을 섬유화하는데 유리하다. 따라서, 실시예에 따라서, 및 본 발명의 구현예에 따라서 유리 조성물은 1100℃를 초과한다.In addition, the glass compositions of Examples exhibited a liquidus temperature of 1136°C to 1374°C. Having a liquidus temperature greater than 1100° C., or in some embodiments greater than 1150° C., is advantageous for fiberizing a glass composition according to the present invention. Thus, according to an embodiment, and according to an embodiment of the present invention, the glass composition exceeds 1100°C.

본 발명의 유리 섬유는 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수를 가지며 인쇄 배선판(printed wiring board)용 유리 섬유로서 탁월하다. 유리 섬유는 고속 라우팅 시스템(high speed routing system)에 사용된 고-밀도 회로용 인쇄 배선판을 보강하는데 매우 특히 적합하다. 또한, 본 발명의 섬유를 제조하는데 사용된 유리 조성물은 가공성(workability)이 우수하다. 따라서, 안정적인 낮은 유전의 유리 섬유를 용이하게 생산할 수 있다.The glass fibers of the present invention have a low dielectric constant and a low dissipation coefficient and are excellent as glass fibers for printed wiring boards. Fiberglass is very particularly suitable for reinforcing printed wiring boards for high-density circuits used in high speed routing systems. In addition, the glass composition used to make the fibers of the present invention has excellent workability. Therefore, it is possible to easily produce stable, low dielectric glass fibers.

본 발명의 유리 섬유를 함유하는 다양한 기본 재료는 직물, 부직포, 단방향 직물, 니트 제품(knitted product), ?h드 스트랜드, 로빙(roving), 필라멘트 상처 제품, 유리 분말, 및 매트를 포함하여 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 기본 재료와 플라스틱 수지 매트릭스(예를 들면, 열가소성 플라스틱, 결합된 열가소성, 시트 몰딩 화합물(sheet molding compound), 벌크 몰딩 화합물(bulk molding compound), 또는 프레페그(prepeg)) 중 적어도 하나로 형성된 복합 재료들은 주변 통신 장치 등을 위한 보강재로도 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 유리 섬유를 포함하는 복합 재료는 약 300 MHz 내지 약 30 GHz의 범위의 주파수에서 레이더 투과성 응용(radar transparency application)에 사용될 수 있다.A variety of base materials containing the glass fibers of the present invention can be prepared including wovens, nonwovens, unidirectional fabrics, knitted products, ?hed strands, rovings, filament wound products, glass powders, and mats. However, the present invention is not limited thereto. A composite material formed of at least one of such a base material and a plastic resin matrix (eg, thermoplastic, bonded thermoplastic, sheet molding compound, bulk molding compound, or prepeg). They can also be used as reinforcement for peripheral communication devices and the like. For example, composite materials comprising glass fibers according to the present invention may be used in radar transparency applications at frequencies ranging from about 300 MHz to about 30 GHz.

개시되고 설명된 공정은 유리 섬유에 관한 것으로, 내열 또는 다른 수단에 의해 동력이 공급된, 섬유화 부싱(fiberizing bushing)의 기저부에 위치한 오리피스(orifice)로부터 흘러나오는 용융된 유리의 스트림을 기계적으로 감쇠시킴으로써 수득될 수 있다. 이러한 유리 섬유는 특히 유기 및/또는 무기 매트릭스를 갖는 복합재에 사용되는 메쉬(mesh) 및 직물의 생산을 위해 의도될 수 있다.The disclosed and described process relates to glass fibers by mechanically damping a stream of molten glass flowing from an orifice located at the base of a fiberizing bushing, powered by heat-resistant or other means. can be obtained. These glass fibers may be particularly intended for the production of meshes and fabrics used in composites with organic and/or inorganic matrices.

필요에 따라, 본 발명의 상세한 구현예가 본원에 개시되어 있지만; 개시된 구현예는 다양하고 대안적인 형태로 구현될 수 있는 단지 본 발명의 예시일 뿐임을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 특정 구조 및 기능적 세부사항은 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 단지 청구항들에 대한 근거로서 그리고 당업자에게 본 발명을 다양하게 채용하도록 교시하기 위한 대표적인 근거로서 해석되어야 한다. 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고, 바람직한 구현예 및 실시예의 전술한 설명에 많은 변경 및 대체가 가능함은 당업자에게 있어서 명백할 것이다.If desired, detailed embodiments of the present invention are disclosed herein; It should be understood that the disclosed embodiments are merely illustrative of the invention, which may be embodied in various alternative forms. Accordingly, specific structural and functional details disclosed herein should not be construed as limiting, but merely as a basis for the claims and as a representative basis for teaching those skilled in the art to variously employ the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made to the foregoing description of preferred embodiments and embodiments without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

본 발명의 다양한 구현예 및 실시예가 상기한 바와 같이 기술되었지만, 이러한 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제공된다. 상기 개시된 구현예, 시스템, 및 방법으로부터의 변형, 변경, 수정, 및 이탈은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 채택될 수 있다.While various embodiments and embodiments of the invention have been described as above, this description has been presented for purposes of illustration and description. Variations, changes, modifications, and departures from the disclosed embodiments, systems, and methods may be employed without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (19)

48.0 내지 57.0 중량 퍼센트의 SiO2;
15.0 내지 26.0 중량 퍼센트의 B2O3;
12.0 내지 18.0 중량 퍼센트의 Al2O3;
3.0 중량 퍼센트 초과 내지 8.0 중량 퍼센트의 P2O5;
0.25 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 CaO;
5.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및,
6.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2
를 포함하는 유리 조성물로서,
상기 조성물은 1350℃ 초과의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 가지고,
상기 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도(liquidus temperature)를 갖는, 유리 조성물.
48.0 to 57.0 weight percent SiO 2 ;
15.0 to 26.0 weight percent of B 2 O 3 ;
12.0 to 18.0 weight percent of Al 2 O 3 ;
greater than 3.0 weight percent to 8.0 weight percent P 2 O 5 ;
greater than 0.25 weight percent to 7.0 weight percent CaO;
5.0 weight percent or less of MgO; and,
less than 6.0 weight percent TiO 2
A glass composition comprising:
the composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1350° C.;
wherein the composition has a liquidus temperature greater than 1100°C.
제1항에 있어서,
상기 유리 조성물이:
49.0 내지 56.5 중량 퍼센트의 SiO2;
15.5 내지 25.5 중량 퍼센트의 B2O3;
12.5 내지 17.5 중량 퍼센트의 Al2O3;
3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.5 중량 퍼센트의 P2O5;
0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.5 중량 퍼센트의 CaO;
4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및,
5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2
를 추가로 포함하는 유리 조성물.
According to claim 1,
The glass composition comprises:
49.0 to 56.5 weight percent SiO 2 ;
15.5 to 25.5 weight percent of B 2 O 3 ;
12.5 to 17.5 weight percent Al 2 O 3 ;
greater than 3.0 weight percent to 7.5 weight percent P 2 O 5 ;
greater than 0.25 weight percent to 6.5 weight percent CaO;
up to 4.5 weight percent MgO; and,
less than 5.5 weight percent TiO 2
A glass composition further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 유리 조성물이:
50.0 내지 56.0 중량 퍼센트의 SiO2;
16.0 내지 25.0 중량 퍼센트의 B2O3;
13.0 내지 17.0 중량 퍼센트의 Al2O3;
3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 P2O5;
0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.0 중량 퍼센트의 CaO;
4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및,
5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2
를 추가로 포함하는 유리 조성물.
According to claim 1,
The glass composition comprises:
50.0 to 56.0 weight percent SiO 2 ;
16.0 to 25.0 weight percent of B 2 O 3 ;
13.0 to 17.0 weight percent of Al 2 O 3 ;
greater than 3.0 weight percent to 7.0 weight percent P 2 O 5 ;
greater than 0.25 weight percent to 6.0 weight percent CaO;
up to 4.0 weight percent MgO; and,
less than 5.0 weight percent TiO 2
A glass composition further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 조성물이
49.0 중량 퍼센트 이상의 SiO2;
56.5 중량 퍼센트 이하의 SiO2;
15.5 중량 퍼센트 이상의 B2O3;
25.5 중량 퍼센트 이하의 B2O3;
17.50 중량 퍼센트 이하의 Al2O3;
7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5;
6.5 중량 퍼센트 이하의 CaO;
4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는,
5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2 중 하나 이상
을 추가로 포함하는 유리 조성물.
According to claim 1,
the composition
at least 49.0 weight percent SiO 2 ;
up to 56.5 weight percent SiO 2 ;
at least 15.5 weight percent B 2 O 3 ;
up to 25.5 weight percent B 2 O 3 ;
up to 17.50 weight percent Al 2 O 3 ;
up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ;
up to 6.5 weight percent CaO;
up to 4.5 weight percent MgO; and/or;
5.5 weight percent or less of one or more of TiO 2
A glass composition further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 조성물이
50.0 중량 퍼센트 이상의 SiO2;
56.0 중량 퍼센트 이하의 SiO2;
16.0 중량 퍼센트 이상의 B2O3;
25.0 중량 퍼센트 이하의 B2O3;
17.0 중량 퍼센트 이하의 Al2O3;
7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5;
6.0 중량 퍼센트 이하의 CaO;
4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는,
5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2 중 하나 이상
을 추가로 포함하는 유리 조성물.
According to claim 1,
the composition
at least 50.0 weight percent SiO 2 ;
up to 56.0 weight percent SiO 2 ;
at least 16.0 weight percent B 2 O 3 ;
up to 25.0 weight percent B 2 O 3 ;
up to 17.0 weight percent Al 2 O 3 ;
up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ;
up to 6.0 weight percent CaO;
up to 4.0 weight percent MgO; and/or;
5.0 weight percent or less of one or more of TiO 2
A glass composition further comprising a.
제1항에 있어서,
상기 유리 조성물이 알루미노-보레이트 멀라이트 결정(Alumino-Borate Mullite crystal)으로 결정화되고 이를 형성하는 경향이 있는 고유의 네트워크 구조(inherent network structure)를 갖는, 유리 조성물.
According to claim 1,
wherein the glass composition has an inherent network structure that crystallizes into and tends to form Alumino-Borate Mullite crystals.
연속적으로 제작가능한 저 유전 유리 섬유(low dielectric glass fiber)를 제공하는 방법으로서,
제1항에 따른 유리 조성물을 유리 용융기(glass melter)의 용융 구역에 제공하는 단계;
조성물을 가열하여 액상선 온도를 초과하는 온도를 형성시키는 단계; 및
상기 용융된 유리를 연속적으로 섬유화하여 낮은 유전 상수 및 낮은 소산 계수 유리 섬유를 생산하는 단계
를 포함하는, 방법.
A method of providing a continuously manufacturable low dielectric glass fiber comprising:
providing the glass composition according to claim 1 to a melting zone of a glass melter;
heating the composition to form a temperature above the liquidus temperature; and
continuously fiberizing the molten glass to produce low dielectric constant and low dissipation coefficient glass fibers;
A method comprising
48.0 내지 57.0 중량 퍼센트의 SiO2;
15.0 내지 26.0 중량 퍼센트의 B2O3;
12.0 내지 18.0 중량 퍼센트의 Al2O3;
3.0 중량 퍼센트 초과 내지 8.0 중량 퍼센트의 P2O5;
0.25 중량 퍼센트 초과 내지 7.00 중량 퍼센트의 CaO;
5.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및
6.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2
를 포함하는 유리 조성물로부터 형성된 낮은 유전 유리 섬유로서;
상기 조성물은 1350℃ 초과의 온도에서 1000 poise의 유리 점도를 가지고,
상기 유리 조성물은 1100℃ 초과의 액상선 온도를 갖는,
낮은 유전 유리 섬유.
48.0 to 57.0 weight percent SiO 2 ;
15.0 to 26.0 weight percent of B 2 O 3 ;
12.0 to 18.0 weight percent of Al 2 O 3 ;
greater than 3.0 weight percent to 8.0 weight percent P 2 O 5 ;
greater than 0.25 weight percent to 7.00 weight percent CaO;
5.0 weight percent or less of MgO; and
less than 6.0 weight percent TiO 2
A low dielectric glass fiber formed from a glass composition comprising:
the composition has a glass viscosity of 1000 poise at a temperature greater than 1350° C.;
wherein the glass composition has a liquidus temperature greater than 1100°C;
Low dielectric fiberglass.
제8항에 있어서,
상기 유리 조성물이:
49.0 내지 56.5 중량 퍼센트의 SiO2;
15.5 내지 25.5 중량 퍼센트의 B2O3;
12.5 내지 17.50 중량 퍼센트의 Al2O3;
3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.5 중량 퍼센트의 P2O5;
0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.5 중량 퍼센트의 CaO;
4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및
5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2
를 추가로 포함하는, 낮은 유전 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
The glass composition comprises:
49.0 to 56.5 weight percent SiO 2 ;
15.5 to 25.5 weight percent of B 2 O 3 ;
12.5 to 17.50 weight percent of Al 2 O 3 ;
greater than 3.0 weight percent to 7.5 weight percent P 2 O 5 ;
greater than 0.25 weight percent to 6.5 weight percent CaO;
up to 4.5 weight percent MgO; and
less than 5.5 weight percent TiO 2
Further comprising, a low dielectric glass fiber.
제8항에 있어서,
상기 유리 조성물이:
50.0 내지 56.0 중량 퍼센트의 SiO2;
16.0 내지 25.0 중량 퍼센트의 B2O3;
13.0 내지 17.0 중량 퍼센트의 Al2O3;
3.0 중량 퍼센트 초과 내지 7.0 중량 퍼센트의 P2O5;
0.25 중량 퍼센트 초과 내지 6.0 중량 퍼센트의 CaO;
4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및
5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2
를 추가로 포함하는, 낮은 유전 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
The glass composition comprises:
50.0 to 56.0 weight percent SiO 2 ;
16.0 to 25.0 weight percent of B 2 O 3 ;
13.0 to 17.0 weight percent of Al 2 O 3 ;
greater than 3.0 weight percent to 7.0 weight percent P 2 O 5 ;
greater than 0.25 weight percent to 6.0 weight percent CaO;
up to 4.0 weight percent MgO; and
less than 5.0 weight percent TiO 2
Further comprising, a low dielectric glass fiber.
제8항에 있어서,
상기 유리 조성물이:.
49.0 중량 퍼센트 이상의 SiO2;
56.5 중량 퍼센트 이하의 SiO2;
15.5 중량 퍼센트 이상의 B2O3;
25.5 중량 퍼센트 이하의 B2O3;
17.50 중량 퍼센트 이하의 Al2O3;
7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5;
6.5 중량 퍼센트 이하의 CaO;
4.5 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는
5.5 중량 퍼센트 이하의 TiO2 중 하나 이상
을 추가로 포함하는, 낮은 유전 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
The glass composition comprises:.
at least 49.0 weight percent SiO 2 ;
up to 56.5 weight percent SiO 2 ;
at least 15.5 weight percent B 2 O 3 ;
up to 25.5 weight percent B 2 O 3 ;
up to 17.50 weight percent Al 2 O 3 ;
up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ;
up to 6.5 weight percent CaO;
up to 4.5 weight percent MgO; and/or
5.5 weight percent or less of one or more of TiO 2
Further comprising a, low dielectric glass fiber.
제8항에 있어서,
상기 유리 조성물이:
50.0 중량 퍼센트 이상의 SiO2;
56.0 중량 퍼센트 이하의 SiO2;
16.0 중량 퍼센트 이상의 B2O3;
25.0 중량 퍼센트 이하의 B2O3;
17.0 중량 퍼센트 이하의 Al2O3;
7.0 중량 퍼센트 이하의 P2O5;
6.0 중량 퍼센트 이하의 CaO;
4.0 중량 퍼센트 이하의 MgO; 및/또는
5.0 중량 퍼센트 이하의 TiO2 중 하나 이상
을 추가로 포함하는, 낮은 유전 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
The glass composition comprises:
at least 50.0 weight percent SiO 2 ;
up to 56.0 weight percent SiO 2 ;
at least 16.0 weight percent B 2 O 3 ;
up to 25.0 weight percent B 2 O 3 ;
up to 17.0 weight percent Al 2 O 3 ;
up to 7.0 weight percent P 2 O 5 ;
up to 6.0 weight percent CaO;
up to 4.0 weight percent MgO; and/or
5.0 weight percent or less of one or more of TiO 2
Further comprising a, low dielectric glass fiber.
제8항에 있어서,
상기 유리 섬유가 6 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 38x10-4 이하의 소산 계수를 갖는, 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
wherein the glass fiber has a dielectric constant of 6 or less and/or a dissipation coefficient of 38x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.
제8항에 있어서,
상기 유리 섬유가 4.60 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 30x10-4 이하의 소산 계수를 갖는, 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
wherein the glass fiber has a dielectric constant of 4.60 or less and/or a dissipation coefficient of 30x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.
제8항에 있어서,
상기 유리 섬유가 4.55 이하의 유전 상수 및/또는 실온에서 10 GHz의 주파수에서 25x10-4 이하의 소산 계수를 갖는, 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
wherein the glass fiber has a dielectric constant of 4.55 or less and/or a dissipation coefficient of 25x10 -4 or less at a frequency of 10 GHz at room temperature.
제8항에 따른 유리 섬유를 포함하는, 유리 섬유 보강 물품(fiberglass reinforced article).A fiberglass reinforced article comprising the glass fibers according to claim 8 . 제16항에 있어서,
상기 물품이 인쇄 회로 기판(printed circuit board)인, 유리 섬유 보강 물품.
17. The method of claim 16,
wherein the article is a printed circuit board.
제8항에 있어서,
상기 유리 섬유가 알루미노-보레이트 멀라이트 결정으로 결정화되고 이를 형성하는 경향이 있는 고유의 네트워크 구조를 갖는 유리 조성물로 형성되는, 유리 섬유.
9. The method of claim 8,
wherein the glass fibers are formed from a glass composition having an intrinsic network structure that crystallizes into and tends to form alumino-borate mullite crystals.
제8항에 따른 유리 섬유를 포함하는 제품으로서,
제품이 인쇄 회로 기판, 직물(woven fabric), 부직포(non-woven fabric), 단방향 직물(unidirectional fabric), ?h드 스트랜드(chopped strand), ?h드 스트랜드 매트(chopped strand mat), 복합 재료(composite material), 및 통신 신호 전송 매체(communication signal transport medium)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 제품.
An article comprising the glass fiber according to claim 8, comprising:
If the product is printed circuit board, woven fabric, non-woven fabric, unidirectional fabric, chopped strand, chopped strand mat, composite material ( composite material, and a communication signal transport medium.
KR1020227026198A 2020-01-02 2020-12-29 Low dielectric glass compositions, fibers, and articles KR20220123425A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/732,825 US11339083B2 (en) 2016-12-28 2020-01-02 Low dielectric glass composition, fibers, and article
US16/732,825 2020-01-02
US16/792,658 2020-02-17
US16/792,658 US11739023B2 (en) 2016-12-28 2020-02-17 Low dielectric glass composition, fibers, and article
PCT/US2020/067269 WO2021138295A1 (en) 2020-01-02 2020-12-29 Low dielectric glass composition, fibers, and article

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220123425A true KR20220123425A (en) 2022-09-06

Family

ID=76686885

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227026198A KR20220123425A (en) 2020-01-02 2020-12-29 Low dielectric glass compositions, fibers, and articles
KR1020227026166A KR20220123424A (en) 2020-01-02 2020-12-29 Low dielectric glass compositions, fibers, and articles

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227026166A KR20220123424A (en) 2020-01-02 2020-12-29 Low dielectric glass compositions, fibers, and articles

Country Status (5)

Country Link
EP (2) EP4085033A4 (en)
JP (2) JP2023509138A (en)
KR (2) KR20220123425A (en)
CN (2) CN114901609A (en)
WO (2) WO2021138295A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102639162B1 (en) * 2021-11-25 2024-02-21 광주과학기술원 Low Dielectric Oxide Glass Composition

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9319971D0 (en) * 1993-09-28 1993-11-17 Cookson Group Plc Cobalt glass compositions for coatings
JP3269937B2 (en) * 1995-06-05 2002-04-02 日東紡績株式会社 Low dielectric constant glass fiber
US6034014A (en) * 1997-08-04 2000-03-07 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Glass fiber composition
US6846761B2 (en) * 1998-04-14 2005-01-25 Nitto Boseki Co., Ltd. Low-dielectric-constant glass fiber and glass fiber fabric made thereof
FR2825084B1 (en) * 2001-05-23 2003-07-18 Saint Gobain Vetrotex GLASS YARNS CAPABLE OF REINFORCING ORGANIC AND / OR INORGANIC MATERIALS, PROCESS FOR PRODUCING GLASS YARNS, COMPOSITION USED
FR2852311B1 (en) * 2003-03-13 2005-04-15 GLASS YARNS FOR REINFORCING ORGANIC AND / OR INORGANIC MATERIALS, PROCESS FOR PRODUCING SAID GLASS YARN AND COMPOSITION THEREOF
CN101448753B (en) * 2006-05-25 2012-07-25 日本电气硝子株式会社 Nonalkaline glass and nonalkaline glass substrates
US7678721B2 (en) * 2006-10-26 2010-03-16 Agy Holding Corp. Low dielectric glass fiber
US7829490B2 (en) * 2006-12-14 2010-11-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Low dielectric glass and fiber glass for electronic applications
CN101269915B (en) * 2008-05-07 2010-11-10 济南大学 Glass fibre with low dielectric constant
WO2010011701A2 (en) * 2008-07-25 2010-01-28 Dielectric Solutions, Llc Glass fiber composition and printed circuit board made from the glass fiber composition
CN110139841A (en) * 2016-12-28 2019-08-16 Agy控股公司 Low dielectric glass composition, fiber and product
US11739023B2 (en) * 2016-12-28 2023-08-29 Agy Holding Corporation Low dielectric glass composition, fibers, and article

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023509139A (en) 2023-03-07
WO2021138295A9 (en) 2022-02-03
EP4085033A4 (en) 2024-05-01
WO2021138295A1 (en) 2021-07-08
KR20220123424A (en) 2022-09-06
CN114901605A (en) 2022-08-12
JP2023509138A (en) 2023-03-07
CN114901609A (en) 2022-08-12
WO2021138304A1 (en) 2021-07-08
EP4085033A1 (en) 2022-11-09
EP4085036A1 (en) 2022-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102321888B1 (en) Low dielectric glass compositions, fibers and articles
US11739023B2 (en) Low dielectric glass composition, fibers, and article
US11339083B2 (en) Low dielectric glass composition, fibers, and article
JP5006207B2 (en) Glass strands that can reinforce organic and / or inorganic materials
US8728964B2 (en) Glass composition with low coefficient of thermal expansion, and glass fiber produced from same
WO2012054432A2 (en) High refractive index glass composition
US7612002B2 (en) Glass fibre for the reinforcement of organic and/or inorganic materials, method for production of said glass fibres and corresponding composition
WO2012001656A2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
EP2630095A2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
KR20200090921A (en) High performance fiberglass composition
KR20220123425A (en) Low dielectric glass compositions, fibers, and articles
EP2588424A2 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
EP2630094A1 (en) Glass composition for producing high strength and high modulus fibers
TW202136168A (en) Low dielectric glass composition, fibers, and article
KR20220123429A (en) Fiber glass composition for high modulus