KR20220166076A - Glass composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유전율이 낮은 무기 충진재용 유리 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a glass composition for an inorganic filler having a low dielectric constant.
종래 무기 충진재용으로 사용되는 E-글라스(E-Glass)의 조성은 1 GHz 이상의 주파수 환경에서 유전상수가 7 이상으로 높아서, 고주파 환경에서 발열과 신호 손실이 발생하여 사용에 제한이 있다. 이에 고주파 환경에서 사용 가능한 저유전율의 유리 조성물에 대한 연구 개발이 다양하게 진행되고 있고, 유전상수 4 수준의 유리 조성물이 제안되기도 하였으나, 기계적 물성이 열세하고 생산 온도가 높다는 단점이 있다. 따라서, 유전상수가 4.5-6 수준으로 적당히 낮으면서 생산성을 만족하는 유리 조성물에 대한 수요가 있다. The composition of E-Glass used for conventional inorganic fillers has a high dielectric constant of 7 or more in a frequency environment of 1 GHz or higher, so heat generation and signal loss occur in a high-frequency environment, limiting its use. Accordingly, research and development on a glass composition with a low dielectric constant usable in a high-frequency environment has been conducted in various ways, and a glass composition having a dielectric constant of 4 has been proposed, but it has poor mechanical properties and a high production temperature. Accordingly, there is a demand for a glass composition that satisfies productivity while having an appropriately low dielectric constant of 4.5-6.
또한, 종래 유리 조성물은 할로겐 화합물(F2, Cl 등)과 같은 유해물질을 포함하고 있어, 최근 더욱 엄격해지고 있는 환경규제에 의해 사용에 문제가 있다. 따라서, F2, Cl 등의 유해물질을 포함하지 않는, 친환경적인 유리 조성물에 대한 수요가 있다. In addition, conventional glass compositions contain harmful substances such as halogen compounds (F 2 , Cl, etc.), and there is a problem in use due to environmental regulations that have recently become more stringent. Therefore, there is a demand for an environmentally friendly glass composition that does not contain harmful substances such as F 2 and Cl.
본 발명은 유전율이 낮은 동시에 기계적 물성이 우수하고 생산 온도가 낮은 친환경적 유리 조성물을 제공한다. The present invention provides an environmentally friendly glass composition having a low dielectric constant, excellent mechanical properties, and a low production temperature.
본 발명은 유리 조성물 총 중량을 기준으로, SiO2 50 내지 60 중량%, B2O3 15 내지 30 중량%, Al2O3 14 내지 16 중량%, 알칼리 토금속 산화물(RO) 5 내지 10 중량% 및 TiO2 1 내지 3 중량%를 포함하고, F2, Cl 및 P2O5를 실질적으로 포함하지 않는 유리 조성물을 제공한다.50 to 60 wt% of SiO 2 , 15 to 30 wt% of B 2 O 3 , 14 to 16 wt% of Al 2 O 3 , and 5 to 10 wt% of alkaline earth metal oxide (RO) based on the total weight of the glass composition according to the present invention. and 1 to 3% by weight of TiO 2 , and substantially free of F 2 , Cl and P 2 O 5 .
본 발명은 유전율이 낮은 동시에 기계적 물성이 우수하고 생산 온도가 낮으며, 친환경적 유리 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 유리 조성물은 1 GHz 이상의 고주파 환경에서 유전상수가 6 이하이고, 유전손실(loss tangent)이 0.005 이하로 고주파 환경에서 사용 가능한 바, 고주파용 PCB 기판 등의 전자 부품 소재의 무기 충진재로 활용 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 유리 조성물은 섬유화 온도(log3 poise 점도 온도)가 1,350 ℃ 이하이고, 섬유화 온도와 결정화 온도의 차(섬유화 온도-결정화 온도)가 50 ℃ 이상으로 생산성을 높일 수 있다. 또한, F2, Cl와 같은 유해물질을 실질적으로 포함하지 않아 친환경이고, P2O5를 등의 고가의 원료를 실질적으로 포함하지 않아 비용 절감 효과를 갖는다. The present invention provides a glass composition having low permittivity, excellent mechanical properties, low production temperature, and environment-friendly glass composition. The glass composition according to the present invention has a dielectric constant of 6 or less and a loss tangent of 0.005 or less in a high-frequency environment of 1 GHz or higher and can be used in a high-frequency environment, and is therefore used as an inorganic filler for electronic component materials such as high-frequency PCB boards. can be utilized In addition, the glass composition according to the present invention has a fiberization temperature (log3 poise viscosity temperature) of 1,350 ° C or less, and a difference between the fiberization temperature and crystallization temperature (fiberization temperature-crystallization temperature) of 50 ° C or more, so that productivity can be increased. In addition, it is eco-friendly because it does not substantially contain harmful substances such as F 2 and Cl, and has a cost reduction effect because it does not substantially contain expensive raw materials such as P 2 O 5 .
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, it is not limited only by the following contents, and each component may be variously modified or selectively mixed as needed. Therefore, it should be understood to include all modifications, equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명의 유리 조성물은 SiO2를 포함한다. SiO2는 유리의 망목 구조를 형성하는 필수 성분에 해당한다. The glass composition of the present invention includes SiO 2 . SiO 2 corresponds to an essential component forming the network structure of glass.
SiO2는 유리 조성물 총 중량을 기준으로 45 내지 65 중량%, 예를 들어 50 내지 60 중량%, 다른 예로 52 내지 58 중량%, 또 다른 예로 54 내지 56 중량% 포함된다. SiO2의 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우, 용융 과정에서 충분한 열량이 공급되기 어려워 유리물의 청징성이 떨어지고, 그 결과 섬유화 과정에서 기포에 의한 절사가 발생할 수 있으며, 유리물의 점성이 높아져 섬유화에 1,350 ℃ 이상의 높은 온도가 요구되어 생산성이 저하될 수 있다. 반면, 전술한 범위 미만인 경우, 비가교 산소가 크게 증가되어 충분히 낮은 유전율을 확보할 수 없고, 구조적으로 취약해져 기계적 물성과 내화학성 등 물성 저하가 생길 수 있다. 비가교 산소는 산화물 유리의 구조에 있어서 한쪽이 유리 형성 양이온과 공유 결합하고 다른 한쪽이 수식형 이온과 정전기적으로 이온결합하고 있는 산소를 말하는데, 고주파에 노출 시 이온들이 반응하게 되고, 그 결과 유전율이 상승하게 된다. 고주파 환경에서 높은 유전율을 가진 물질은 발열과 신호 손실을 발생할 수 있다.SiO 2 is included in an amount of 45 to 65% by weight, for example, 50 to 60% by weight, another example 52 to 58% by weight, and another example 54 to 56% by weight based on the total weight of the glass composition. When the content of SiO 2 exceeds the above-mentioned range, it is difficult to supply sufficient heat during the melting process, and the clarity of the glass material is deteriorated. A high temperature of 1,350 ° C or more is required, and productivity may be lowered. On the other hand, if it is less than the above range, non-crosslinking oxygen is greatly increased, making it impossible to secure a sufficiently low permittivity, and structurally weak, resulting in deterioration of physical properties such as mechanical properties and chemical resistance. Non-bridging oxygen refers to oxygen in which one side is covalently bonded to glass-forming cations and the other side is electrostatically ionically bonded to modified ions in the structure of oxide glass. When exposed to high frequency, ions react, resulting in permittivity this will rise Materials with high permittivity in a high-frequency environment can generate heat and signal loss.
본 발명의 유리 조성물은 B2O3를 포함한다. B2O3는 망목 형성제(Network former)로서 SiO2와 함께 유리의 망목 구조를 형성한다. B2O3는 사면체 구조를 갖는 SiO2와 달리 평면 구조를 가지고 있어, 비가교 산소가 적어 구조적으로 안정하다. 따라서, B2O3를 SiO2와 혼용하여 SiO2 함량을 낮춤으로써, SiO2를 단독으로 사용하는 경우에 비해 낮은 융점과 섬유화 온도를 확보하면서 비가교 산소의 증가를 최소화할 수 있어, 효과적으로 유전율 상승을 억제할 수 있다. The glass composition of the present invention includes B 2 O 3 . B 2 O 3 forms a network structure of glass together with SiO 2 as a network former. B 2 O 3 has a planar structure, unlike SiO 2 having a tetrahedral structure, and is structurally stable with a small amount of non-bridging oxygen. Therefore, by mixing B 2 O 3 with SiO 2 to lower the SiO 2 content, it is possible to minimize the increase in non-bridging oxygen while securing a lower melting point and fiberization temperature compared to the case of using SiO 2 alone, effectively permitting dielectric constant. rise can be suppressed.
B2O3는 유리 조성물 총 중량을 기준으로 15 내지 30 중량%, 예를 들어 20 내지 24 중량% 포함된다. B2O3의 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우, 휘발성이 높아져 적절한 조성 제어가 어려워지고 운영로의 수명이 줄어들 수 있으며, 고가의 원료 부담에 따른 비용이 상승된다. 반면, 전술한 범위 미만인 경우, 원하는 정도의 낮은 유전율을 확보하지 못할 수 있다. B 2 O 3 is included in an amount of 15 to 30% by weight, for example, 20 to 24% by weight based on the total weight of the glass composition. When the content of B 2 O 3 exceeds the above range, volatility increases, making it difficult to properly control the composition, shortening the lifespan of the operating furnace, and increasing costs due to the burden of expensive raw materials. On the other hand, if it is less than the above range, it may not be possible to secure a low permittivity of a desired degree.
본 발명의 유리 조성물은 Al2O3를 포함한다. Al2O3는 유리의 결정 구조에서 알칼리 금속, 알칼리 토금속 성분에 의해 발생되는 비가교 산소를 상쇄시키는 역할을 하고, 그 결과 유리를 구조적으로 안정화시켜 화학적 내구성, 물리적 내구성을 향상시킬 수 있다. The glass composition of the present invention includes Al 2 O 3 . Al 2 O 3 serves to offset non-bridging oxygen generated by alkali metal and alkaline earth metal components in the crystal structure of the glass, and as a result, it can structurally stabilize the glass to improve chemical durability and physical durability.
Al2O3는 유리 조성물 총 중량을 기준으로 14 내지 16 중량% 포함된다. Al2O3의 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우, 유리물의 점성이 높아지고 고온에서 쉽게 결정화가 발생하여, 섬유화 과정에서 미세 결정에 의한 절사 발생이 높아질 수 있다. 반면, 전술한 범위 미만인 경우, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 성분에 의해 발생되는 비가교 산소를 충분히 상쇄시키지 못하여, 유리 내 구조를 충분히 안정화시키지 못할 수 있다.Al 2 O 3 is included in an amount of 14 to 16% by weight based on the total weight of the glass composition. When the content of Al 2 O 3 exceeds the above-mentioned range, the viscosity of the glass material increases and crystallization easily occurs at high temperature, and thus, cutting due to microcrystals may increase in the fiberization process. On the other hand, if it is less than the above range, non-bridging oxygen generated by alkali metal and alkaline earth metal components may not be sufficiently offset, and thus the structure in the glass may not be sufficiently stabilized.
본 발명의 유리 조성물은 알칼리 토금속 산화물(RO)을 포함한다. 알칼리 토금속 산화물(RO)은 유리의 구조를 형성하고 있는 Si-O, B-O 결합을 쉽게 끊어버리기 때문에, 유리의 융점을 낮춰 유리물의 용융성을 개선하고 점성을 낮추는 역할을 한다. The glass composition of the present invention includes an alkaline earth metal oxide (RO). Since alkaline earth metal oxide (RO) easily breaks the Si-O and B-O bonds forming the glass structure, it lowers the melting point of the glass to improve the meltability and lower the viscosity of the glass.
상기 알칼리 토금속 산화물(RO)은 CaO, MgO, SrO, BaO 등을 포함할 수 있다. 상기 알칼리 토금속 산화물(RO)은 단독으로 사용되거나, 또는 2종 이상 혼용될 수 있다. 서로 다른 이온 반경을 갖는 알칼리 토금속 산화물(RO) 성분을 혼용할 경우 혼합 효과(Mixed effect)가 발생하여, 유전율을 더욱 효과적으로 낮출 수 있다. 구체적으로, 서로 다른 크기의 이온이 혼합되어 있을 경우, 동일한 이온 반경을 갖는 이온만 분포되는 경우보다 구조적으로 밀도가 더욱 증가하여, 외부 전자장의 영향에도 이온의 이동이 제한되어 유전율 및 유전 손실을 더 효과적으로 줄여줄 수 있다.The alkaline earth metal oxide (RO) may include CaO, MgO, SrO, BaO, and the like. The alkaline earth metal oxide (RO) may be used alone or in combination of two or more. When alkaline earth metal oxide (RO) components having different ionic radii are used in combination, a mixed effect occurs, and the permittivity can be more effectively lowered. Specifically, when ions of different sizes are mixed, the structural density increases more than when only ions having the same ionic radius are distributed, and the movement of ions is restricted even under the influence of an external electromagnetic field, resulting in higher permittivity and dielectric loss. can be effectively reduced.
상기 알칼리 토금속 산화물(RO)은 유리 조성물 총 중량을 기준으로 5 내지 10 중량%, 예를 들어 6 내지 8 중량% 포함된다. 알칼리 토금속 산화물(RO)의 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우, 비가교 산소가 늘어나 유리 구조의 안정성이 떨어지고 유전율이 증가할 수 있다. 반면, 전술한 범위 미만인 경우, 유전율을 효과적으로 낮출 수 있으나, 유리의 융점과 점성 저하가 불충분해져, 섬유화 온도 (log3 Poise 점도 온도)가 1,350 ℃ 이상으로 안정적인 섬유 생산 조건이 확보되지 못할 수 있다. The alkaline earth metal oxide (RO) is included in an amount of 5 to 10% by weight, for example, 6 to 8% by weight based on the total weight of the glass composition. When the content of alkaline earth metal oxide (RO) exceeds the above-mentioned range, the non-bridging oxygen increases, and the stability of the glass structure may deteriorate and the permittivity may increase. On the other hand, if the dielectric constant is less than the above range, the dielectric constant can be effectively lowered, but the melting point and viscosity of the glass are insufficiently reduced, and stable fiber production conditions with a fiberization temperature (log3 Poise viscosity temperature) of 1,350 ° C. or more may not be secured.
일례로, 상기 알칼리 토금속 산화물(RO)은 CaO, MgO, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 일례로, 유리 조성물 총 중량을 기준으로 CaO 2.6 내지 6.9 중량%를 포함할 수 있다. 다른 예로, 유리 조성물 총 중량을 기준으로 MgO 1.6 내지 5.4 중량%를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 유리 조성물 총 중량을 기준으로 CaO와 MgO를 총합 5 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.For example, the alkaline earth metal oxide (RO) may include CaO, MgO, or a mixture thereof. For example, 2.6 to 6.9 wt% of CaO may be included based on the total weight of the glass composition. As another example, 1.6 to 5.4 wt% of MgO may be included based on the total weight of the glass composition. As another example, CaO and MgO may be included in a total amount of 5 to 10% by weight based on the total weight of the glass composition.
일례로, CaO와 MgO는 CaO/MgO 몰비 0.7 내지 2.0, 예를 들어 0.8 내지 1.2, 다른 예로 1 : 1로 혼용될 수 있다. 서로 다른 이온 반경을 갖는 알칼리 토금속 산화물(RO) 성분을 유사한 몰비로 혼용할 경우 혼합 효과(Mixed effect)가 극대화되고, 유전율을 더욱 효과적으로 낮출 수 있다. 상기 몰비는 SrO, BaO 등, 다른 종류의 알칼리 토금속 산화물(RO)이 혼용되는 경우에도 동일하게 적용된다. MgO에 대한 CaO의 몰비가 전술한 범위 미만인 경우 유전 상수가 높아질 수 있고, 전술한 범위를 초과하는 경우 섬유화 온도가 높아져 안정적인 생산 조건 확보가 어려워질 수 있다. As an example, CaO and MgO may be mixed at a CaO/MgO molar ratio of 0.7 to 2.0, for example, 0.8 to 1.2, and another example, 1:1. When alkaline earth metal oxide (RO) components having different ionic radii are mixed in a similar molar ratio, the mixed effect is maximized and the permittivity can be more effectively lowered. The molar ratio is equally applied even when other kinds of alkaline earth metal oxides (RO) such as SrO and BaO are mixed. If the molar ratio of CaO to MgO is less than the above range, the dielectric constant may be high, and if it exceeds the above range, the fiberization temperature may be high, making it difficult to secure stable production conditions.
본 발명의 유리 조성물은 TiO2를 포함한다. TiO2는 유리의 조핵제 성분으로 결정화 유리(Glass-Ceramics) 조성에 첨가될 수 있다. TiO2는 RO 성분과 유사하게 유리의 점도를 떨어뜨리는 동시에 유전율을 낮추는 역할을 한다. The glass composition of the present invention includes TiO 2 . TiO 2 may be added to a crystallized glass (Glass-Ceramics) composition as a nucleating agent component of glass. TiO 2 serves to lower the dielectric constant while reducing the viscosity of glass similar to the RO component.
TiO2는 유리 조성물 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3 중량%, 예를 들어 1 내지 2 중량% 포함된다. TiO2의 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우, 충분히 녹지않아 유리의 균질성이 나빠지고, 결정화 온도가 상승하여 결정이 석출될 수 있다. 그 결과, 섬유화 과정에서 결정에 의한 절사가 발생할 수 있고, 유전율 상승이 발생될 수 있다. 반면, 전술한 범위 미만인 경우, 유리물의 점도 개선 효과가 발생하지 않으면서 유전율을 증가시키는 역효과가 발생될 수 있다. TiO 2 is included in an amount of 0.5 to 3% by weight, for example, 1 to 2% by weight based on the total weight of the glass composition. When the content of TiO 2 exceeds the above-mentioned range, it is not sufficiently melted, and the homogeneity of the glass deteriorates, and the crystallization temperature rises so that crystals may be precipitated. As a result, cutting by crystals may occur in the fiberization process, and an increase in permittivity may occur. On the other hand, if it is less than the above range, an adverse effect of increasing the dielectric constant may occur without an effect of improving the viscosity of the glass material.
본 발명의 유리 조성물은 F2, Cl 및 P2O5를 실질적으로 포함하지 않다. 본 발명의 유리 조성물은 F2, Cl과 같은 유해물질을 실질적으로 포함하지 않아 친환경이고, P2O5 등의 고가의 원료를 실질적으로 포함하지 않아 비용 절감 효과를 갖는다. 일례로, 유리 조성물 총 중량을 기준으로 F2, Cl 및 P2O5의 총 함량이 0.1 중량% 미만, 예를 들어 0.05 중량% 미만일 수 있다. The glass composition of the present invention is substantially free of F 2 , Cl and P 2 O 5 . The glass composition of the present invention is eco-friendly because it does not substantially contain harmful substances such as F 2 and Cl, and has a cost reduction effect because it does not substantially contain expensive raw materials such as P 2 O 5 . For example, the total content of F 2 , Cl and P 2 O 5 based on the total weight of the glass composition may be less than 0.1 wt%, for example less than 0.05 wt%.
본 발명의 유리 조성물은 알칼리 금속 산화물(R2O)을 더 포함할 수 있다. 알칼리 금속 산화물(R2O)은 알칼리 토금속 산화물(RO)과 같이 유리의 구조를 형성하고 있는 Si-O, B-O 결합을 쉽게 끊어버리기 때문에, 유리의 융점을 낮춰 유리물의 용융성을 개선하고 점성을 낮추는 역할을 한다. The glass composition of the present invention may further include an alkali metal oxide (R 2 O). Alkali metal oxide (R 2 O), like alkaline earth metal oxide (RO), easily breaks the Si-O and BO bonds that form the glass structure, so it lowers the melting point of glass to improve the meltability of the glass and improve the viscosity. serves to lower
상기 알칼리 금속 산화물(R2O)은 Na2O, K2O, Li2O 등을 포함할 수 있다. 상기 알칼리 금속 산화물(R2O)은 단독으로 사용되거나, 또는 2종 이상 혼용될 수 있다. The alkali metal oxide (R 2 O) may include Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, and the like. The alkali metal oxide (R 2 O) may be used alone or in combination of two or more.
상기 알칼리 금속 산화물(R2O)은 유리 조성물 총 중량을 기준으로 1 중량% 이하, 예를 들어 0.01 내지 1 중량% 포함된다. 상기 알칼리 금속 산화물(R2O)의 함량이 전술한 범위를 초과하는 경우, 유리 구조의 안정성이 떨어지거나 유전율이 상승될 수 있다. 반면, 전술한 범위 미만인 경우, 용융성 개선 및 점성 강하 작용이 불충분할 수 있다. The alkali metal oxide (R 2 O) is included in an amount of 1 wt% or less, for example, 0.01 to 1 wt% based on the total weight of the glass composition. When the content of the alkali metal oxide (R 2 O) exceeds the above-described range, stability of the glass structure may decrease or dielectric constant may increase. On the other hand, if it is less than the above-mentioned range, improvement of meltability and action of lowering viscosity may be insufficient.
본 발명에 따른 유리 조성물은 1 GHz 주파수 범위에서 유전상수가 6 이하이고, 유전손실(loss tangent)이 0.005 이하인 유전특성을 나타낸다. The glass composition according to the present invention exhibits dielectric characteristics of a dielectric constant of 6 or less and a loss tangent of 0.005 or less in a 1 GHz frequency range.
또한, 본 발명에 따른 유리 조성물은 섬유화 온도(log3 Poise 점도 온도)가 1,350 ℃ 이하이고, 섬유화 온도와 결정화 온도의 차(섬유화 온도-결정화 온도)가 50 ℃ 이상이다. 제조 공정 중, 유리 조성물은 이동하면서 외기에 의해 온도가 떨어질 수 있는데, 섬유화 온도와 결정화 온도의 차이가 50 ℃ 이상인 경우, 유리가 용융된 상태로 유지되는 시간이 늘어나 작업성이 용이해지고 생산성이 높아진다. 반면, 섬유화 온도와 결정화 온도의 차이가 50 ℃ 미만인 경우, 작은 온도 변화에도 유리 용융물 내에 결정이 생길 수 있고, 이는 유리 섬유 제조 시 절사(쉽게 끊기는 실)가 발생하는 원인이 된다. In addition, the glass composition according to the present invention has a fiberization temperature (log3 Poise viscosity temperature) of 1,350°C or less, and a difference between fiberization temperature and crystallization temperature (fiberization temperature-crystallization temperature) of 50°C or more. During the manufacturing process, the temperature of the glass composition may drop due to the outside air while moving. When the difference between the fiberization temperature and the crystallization temperature is 50 ° C or more, the time in which the glass is maintained in a molten state increases, which facilitates workability and increases productivity. . On the other hand, if the difference between the fiberization temperature and the crystallization temperature is less than 50 ° C, crystals may be formed in the glass melt even with a small temperature change, which causes cutting (easily broken yarn) during glass fiber manufacturing.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only for facilitating the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the examples in any sense.
[실시예 1-17][Example 1-17]
하기 표 1 내지 표 3에 기재된 조성에 따라 각 실시예의 유리 조성물을 제조하였다. 각 실시예의 유리 조성물로 제조된 유리의 물성을 하기 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 내지 표 3에 기재하였다. Glass compositions of each Example were prepared according to the compositions shown in Tables 1 to 3 below. The physical properties of the glass prepared from the glass compositions of each Example were measured by the following methods, and the results are shown in Tables 1 to 3 below.
섬유화 온도(Log3 Poise 점도 온도)Fiberization temperature (Log3 Poise viscosity temperature)
고온 점도계(Brook Field사)에 백금 스핀들을 장착한 후 1,550 에서 1,250 ℃까지 50 ℃ 간격으로 토크(torque)값을 측정한 후 poise 값을 계산하고, 이 값에 log를 취하여 Log(poise) 값이 3인 지점을 Log3 Poise온도로 하였다. After mounting the platinum spindle to the high-temperature viscometer (Brook Field), measure the torque value at 50 ℃ intervals from 1,550 to 1,250 ℃, calculate the poise value, and take the log of this value to obtain the Log (poise) value. The point of 3 was set as the Log3 Poise temperature.
결정화 온도crystallization temperature
길이 방향으로 7개의 TC가 장착된 온도 구배로(Orton사)를 이용하여 측정하였다. 유리 시편을 분쇄하여 사각 알루미나 보트에 넣고 온도 구배로 내에서 16시간 유지한 뒤, 결정이 발생된 지점의 위치를 측정한 후 함수에 대입하여 결정화 온도를 계산하였다. It was measured using a temperature gradient furnace (Orton Co.) equipped with 7 TCs in the longitudinal direction. The glass specimen was pulverized, placed in a rectangular alumina boat, maintained in a temperature gradient furnace for 16 hours, and then the crystallization temperature was calculated by measuring the position of the point where the crystal was generated and substituting it into a function.
유전상수dielectric constant
임피던스 측정기(E-4991, A-gilent사)를 사용하여 측정하였다(시편 크기: 30㎜ x 30㎜ x 3㎜).It was measured using an impedance measuring instrument (E-4991, A-gilent Co.) (specimen size: 30 mm x 30 mm x 3 mm).
유전손실dielectric loss
임피던스 측정기(E-4991, A-gilent사)를 사용하여 측정하였다(시편 크기: 30㎜ x 30㎜ x 3㎜).It was measured using an impedance measuring instrument (E-4991, A-gilent Co.) (specimen size: 30 mm x 30 mm x 3 mm).
[비교예 1-12] [Comparative Example 1-12]
하기 표 4 및 표 5에 기재된 조성에 따른 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법으로 유리 조성물을 제조하고, 그로 제조된 유리의 물성을 측정하였다. 측정 결과를 하기 표 4 및 표 5에 기재하였다.Except for the compositions described in Tables 4 and 5 below, glass compositions were prepared in the same manner as in Examples, and physical properties of the glass produced therefrom were measured. The measurement results are shown in Table 4 and Table 5 below.
상기 표 1 내지 표 5의 결과로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1-17의 유리 조성물의 경우 측정한 물성 항목 전반적으로 우수한 물성을 나타내었다. 구체적으로, 실시예의 유리 조성물은 F2, Cl, P2O5등을 포함하지 않고도 유전율이 낮아 고주파 환경에서 사용 가능하고, 섬유화 온도(log3 poise 점도 온도)가 1,350 ℃ 이하이고, 섬유화 온도와 결정화 온도의 차가 50 ℃ 이상으로 안정적인 생산이 가능하다. As confirmed from the results of Tables 1 to 5, the glass compositions of Examples 1-17 according to the present invention exhibited excellent physical properties in all of the measured physical properties. Specifically, the glass compositions of Examples have a low dielectric constant without including F 2 , Cl, P 2 O 5 , etc., and can be used in a high-frequency environment, have a fiberization temperature (log3 poise viscosity temperature) of 1,350 ° C or less, and have a fiberization temperature and crystallization temperature. Stable production is possible with a temperature difference of more than 50 ℃.
반면, 본 발명에 따른 조성을 벗어나는 비교예 1-12의 유리 조성물의 경우 실시예에 비해 전반적으로 열세한 물성을 나타내었다. 구체적으로, B2O3 및 TiO2의 함량이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 1-4, Al2O3 및 TiO2의 함량이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 5-6 및 알칼리 토금속 산화물(RO)의 함량이 본 발명의 범위에 미달하는 비교예 7의 유리 조성물의 경우 섬유화 온도(log3 poise 점도 온도)가 높게 나타났다. On the other hand, the glass compositions of Comparative Examples 1-12, which deviated from the composition according to the present invention, exhibited generally inferior physical properties compared to the examples. Specifically, Comparative Example 1-4 in which the contents of B 2 O 3 and TiO 2 are out of the scope of the present invention, Comparative Example 5-6 in which the contents of Al 2 O 3 and TiO 2 are out of the scope of the present invention, and alkaline earth metal oxides In the case of the glass composition of Comparative Example 7 in which the content of (RO) was less than the range of the present invention, the fiberization temperature (log3 poise viscosity temperature) was high.
한편, 알칼리 토금속 산화물(RO)의 함량이 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 8의 유리 조성물의 경우 유전율이 높게 나타났고, TiO2의 함량이 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 9 및 Al2O3 함량이 본 발명의 범위를 초과하고 TiO2를 포함하지 않는 비교예 10의 유리 조성물의 경우 섬유화 온도(log3 poise 점도 온도)와 결정화 온도와의 차가 50 ℃ 미만으로 나타났다. 또한, Al2O3, 알칼리 토금속 산화물(RO) 및 TiO2의 함량이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 11의 유리 조성물의 경우 유전상수가 높게 나타났고, 비교예 12의 경우 섬유화 온도(log3 poise 점도 온도) 보다 결정화 온도가 높은 것으로 나타났다.On the other hand, in the case of the glass composition of Comparative Example 8 in which the content of alkaline earth metal oxide (RO) exceeds the range of the present invention, the dielectric constant was high, and the content of TiO 2 exceeded the range of the present invention in Comparative Example 9 and Al 2 In the case of the glass composition of Comparative Example 10 having an O 3 content exceeding the range of the present invention and not including TiO 2 , the difference between the fiberization temperature (log3 poise viscosity temperature) and the crystallization temperature was less than 50 °C. In addition, in the case of the glass composition of Comparative Example 11 in which the contents of Al 2 O 3 , alkaline earth metal oxide (RO) and TiO 2 were out of the range of the present invention, the dielectric constant was high, and in the case of Comparative Example 12, the fiberization temperature (log3 poise It was found that the crystallization temperature was higher than the viscosity temperature).
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