KR102005327B1 - Glass composition with middle refractive index and high hardness for marking road line and glass bead comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 유리 조성물은 SiO2 34 내지 49 중량%, CaO 14 내지 29 중량%, TiO2 12 내지 27 중량% 및 (Al2O3+MgO) 0 초과 25 중량% 이하로 포함하며, (Al2O3+MgO) 및 MgO의 중량비인 MgO/(Al2O3+MgO)는 0.24 내지 0.6인 것을 특징으로 한다.The glass composition according to the present invention comprises 34 to 49% by weight of SiO 2 , 14 to 29% by weight of CaO, 12 to 27% by weight of TiO 2 and 0 to 25% by weight of (Al 2 O 3 + MgO) 2 O 3 + MgO) and MgO / MgO / (Al 2 O 3 + MgO) is in the range of 0.24 to 0.6.
Description
본 발명은 도로표지용 고경도 중굴절 유리 조성물 및 이를 이용한 글라스 비드에 관한 것으로서, 1.65 내지 1.8 범위의 중굴절률과 경도 690 Hv 이상의 내구도를 가지는 도로표지용 고경도 중굴절 유리 조성물 및 이를 이용한 글라스 비드에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high refractive index glass composition for road marking, and a glass bead using the same, which has a medium refractive index of 1.65 to 1.8 and a durability of 690 Hv or higher, .
일반적으로, 도로 특히 차도의 노면에는 주행방향이나 차로와 차도의 구분을 위하여 차선이 표시되는데, 이러한 차선은 차선 표시용 도료에 의하여 그려진다. 그 성분을 살펴보면 통상 안료, 수지, 유리알, 충진용 재료 등이 사용된다. Generally, lanes are displayed on the road surface, particularly on the road surface, for the purpose of distinguishing between driving directions and lanes. These lanes are drawn by the lane marking paint. As for the components, pigments, resins, glass beads, filling materials and the like are generally used.
현재 도로포장 및 표지판으로 이용되고 있는 유리알은 굴절률이 일반유리(nd=1.5)와 거의 유사하며, 악천후나 야간주행에 있어서 차로 구별 및 방향표시가 제대로 이루어지지 않음으로써 위험한 상황을 유발시킬 수 있다.Glass grains used as road pavement and signs are similar to ordinary glass (nd = 1.5) in refractive index, and dangerous situation can be caused by poor display of distinction and direction in bad weather or driving at night.
한국 표준규격 KS L 2521에 기재된 유리알 분류에 의하면 유리알 1종은 그 굴절률에 따라 1호, 2호 및 3호로 구분되며, 이 중 2호는 중굴절률 1.64 내지 1.8인 것으로 개시되어 있다. According to the classification of the glass spheres described in the Korean Standard Standard KS L 2521, one spherical spherical glass is classified into No. 1, No. 2 and No. 3 according to the refractive index, and No. 2 has a medium refractive index of 1.64 to 1.8.
이와 관련한 종래 기술로 한국공개특허 제10-19970027230호에는 도로의 반사 도포제가 개시되어 있으나, 일반적인 도료 조성이 기재되어 있어서 상기한 한국 표준규격 KS L 2521에 기재된 2호 요건의 굴절률을 만족시키기 어려우며, 또한 이러한 유리 조성물을 도로포장에 사용하는 경우 내구도가 낮아서 쉽게 부서지는 문제가 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-19970027230 discloses a reflective coating agent for roads. However, since the general coating composition is described, it is difficult to satisfy the refractive index of the requirement of No. 2 described in Korean Standard Standard KS L 2521, In addition, when such a glass composition is used for road paving, there is a problem that the durability is low and it is easily broken.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 1.65 내지 1.8 범위의 중굴절률과 경도 690 Hv 이상의 내구도를 가지는 유리 조성물을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a glass composition having a medium refractive index in the range of 1.65 to 1.8 and a durability of 690 Hv or more in hardness.
또한, 본 발명은 상기 유리 조성물을 이용한 글라스 비드를 제공함에 있다. The present invention also provides a glass bead using the glass composition.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가로 고려될 것이다.On the other hand, other unspecified purposes of the present invention will be further considered within the scope of the following detailed description and easily deduced from the effects thereof.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물은 SiO2 34 내지 49 중량%, CaO 14 내지 29 중량%, TiO2 12 내지 27 중량% 및 (Al2O3+MgO) 0 초과 25 중량% 이하로 포함하며, 상기 (Al2O3+MgO) 및 MgO의 중량비인 MgO/(Al2O3+MgO)는 0.24 내지 0.6인 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the glass composition according to an embodiment of the present invention comprises 34 to 49% by weight of SiO 2 , 14 to 29% by weight of CaO, 12 to 27% by weight of TiO 2 and (Al 2 O 3 + MgO) (Al 2 O 3 + MgO), and MgO / (Al 2 O 3 + MgO), which is a weight ratio of (Al 2 O 3 + MgO) and MgO, is 0.24 to 0.6.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 SiO2 및 CaO의 중량비인 SiO2/CaO는 1.17 내지 3.50일 수 있다.In the glass composition in accordance with one embodiment of the present invention, the SiO 2 and the weight ratio of SiO 2 / CaO in the CaO it may be 1.17 to 3.50.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 CaO 및 TiO2의 중량비인 CaO/TiO2는 0.51 내지 2.42일 수 있다.In the glass composition in accordance with one embodiment of the present invention, the weight ratio of the CaO and TiO 2 CaO / TiO 2 it may be 0.51 to 2.42.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 SiO2 및 TiO2의 중량비인 SiO2/TiO2는 1.25 내지 4.09일 수 있다. In the glass composition in accordance with one embodiment of the present invention, the SiO 2 and the weight ratio of SiO 2 / TiO 2 of the TiO 2 it may be 1.25 to 4.09.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 유리 조성물은 굴절률이 1.65 이상이고, 비커스 경도가 690 Hv 이상일 수 있다. In the glass composition according to an embodiment of the present invention, the glass composition may have a refractive index of 1.65 or more and a Vickers hardness of 690 Hv or more.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 유리 조성물은 Li2O, Na2O 및 K2O 중에서 선택되는 하나 또는 둘을 0 초과 10 중량% 이하로 포함할 수 있다. In the glass composition according to an embodiment of the present invention, the glass composition may contain one or two selected from Li 2 O, Na 2 O and K 2 O in an amount of 0 to 10 wt%.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 유리 조성물은 B2O3, P2O5, ZnO, BaO, SrO, ZrO2, Y2O3, WO3, GeO2, Ga2O3, In2O3, SnO2, Sb2O3 및 La2O3 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 0 초과 10 중량% 이하로 포함할 수 있다. In the glass composition according to an embodiment of the present invention, the glass composition may include B 2 O 3 , P 2 O 5 , ZnO, BaO, SrO, ZrO 2 , At least one selected from the group consisting of Y 2 O 3 , WO 3 , GeO 2 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 , SnO 2 , Sb 2 O 3 and La 2 O 3 , .
또한 본 발명은 상술한 유리조성물을 포함하는 글라스 비드를 포함한다.The present invention also includes glass beads comprising the above-described glass composition.
본 발명에 따른 유리 조성물은 1.65 내지 1.8 범위의 중굴절률과 경도 690 Hv 이상의 내구도를 가질 수 있다.The glass composition according to the present invention may have a medium refractive index in the range of 1.65 to 1.8 and a durability of at least 690 Hv.
또한, 본 발명은 우수한 굴절률과 내구도를 가지므로, 도로포장용 또는 표지판용 유리 조성물로 이용될 수 있다. Further, since the present invention has excellent refractive index and durability, it can be used as a glass composition for road pavement or sign.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, the effect described in the following specification, which is expected by the technical features of the present invention, and its potential effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SiO2-CaO-TiO2 계 유리의 형성지역 탐색에 따른 3성분계 상평형도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a three-component system balance diagram in accordance with an embodiment of the present invention in which a formation region of SiO 2 -CaO-TiO 2 glass is formed.
이하 본 발명에 관하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예 및 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The following embodiments and drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. In addition, unless otherwise defined in the technical and scientific terms used herein, unless otherwise defined, the meaning of what is commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs is as follows, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
본 발명을 상술함에 있어, 유리 조성물은 중굴절 유리 제조용 유리 조성물일 수 있다. In describing the present invention, the glass composition may be a glass composition for producing a refractory glass.
본 발명을 상술함에 있어, 용어 "중굴절"은 굴절률이 1.65 내지 1.8인 것을 의미할 수 있다.In describing the present invention, the term " refraction "may mean that the refractive index is 1.65 to 1.8.
본 발명을 상술함에 있어, 용어 "상분리"는 유리 내 의도하지 않은 2 차상 등이 발생하는 것을 의미하며, 하나의 유리상이 서로 다른 성분의 2 개의 상으로 나뉘는 현상으로서 이로 인해 빛의 투과 또는 굴절이 저해되는 것을 의미할 수 있다.In the context of the present invention, the term "phase separation " means that unintended secondary phases occur in the glass, and one glass phase is split into two phases of different components, It can mean to be inhibited.
본 발명을 상술함에 있어, 글라스 비드는 도로 표지용 도료 또는 표지판에 사용되는 것일 수 있으며, 외관상 무색, 투명할 수 있으며, 유리 성분에 따라 일부 착색이 될 수 있다. In describing the present invention, the glass bead may be used for a road marking paint or signboard, may be apparently colorless, transparent, and may be partially colored depending on the glass component.
본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물은 SiO2 34 내지 49 중량%, CaO 14 내지 29 중량%, TiO2 12 내지 27 중량% 및 (Al2O3+MgO) 0 초과 25 중량%를 포함하며, 상기 (Al2O3+MgO) 및 MgO의 중량비인 MgO/(Al2O3+MgO)는 0.24 내지 0.6인 것을 특징으로 한다. Glass composition according to one embodiment of the present invention comprises SiO 2 34 to 49% by weight,
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SiO2-CaO-TiO2 계 유리의 형성지역 탐색에 따른 3성분계 상평형도이다. 상세하게, 도 1에 도시된 상평형도는 (Al2O3+MgO)가 25 중량% 함유된 SiO2-CaO-TiO2 계 유리의 상평형도를 나타내며, 상기 상평형도 내에 유리형성 영역인 A, 및 상분리 영역과 미용융 영역인 B를 각각 도시하고 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a three-component system balance diagram in accordance with an embodiment of the present invention in which a formation region of SiO 2 -CaO-TiO 2 glass is formed. In detail, the phase balance diagram shown in Fig. 1 shows the phase balance degree of SiO 2 -CaO-TiO 2 glass containing 25% by weight of (Al 2 O 3 + MgO) A, and a phase separation region and an unmelted region B, respectively.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 유리 조성물을 구성하는 각 성분들에 대해 구체적으로 살펴보면, 상기 SiO2 성분은 내열성 및 내열충격성을 높여주는 유리의 주요 구성물질로서 망목(network) 구조를 형성하는 산화물이며, 그 함량이 높을 경우 유리의 용융점을 상향시키는 한편, 또한 SiO2의 함량 증가는 굴절률을 감소시키기도 한다. 따라서, SiO2의 함량은 34 내지 49 중량%, 또는 34 내지 44 중량%의 범위를 만족하는 것이 좋다.Referring to FIG. 1, the SiO 2 component of the glass composition of the present invention is a major constituent material of the glass which increases heat resistance and thermal shock resistance, . When the content is high, the melting point of the glass is increased, while the increase of the content of SiO 2 also reduces the refractive index. Therefore, it is preferable that the content of SiO 2 is in the range of 34 to 49% by weight, or 34 to 44% by weight.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 SiO2의 함량이 34 중량% 미만이거나 49 중량%를 초과하게 되면, 유리 제조시 상분리 현상이 나타날 수 있고, 상기 유리 조성물이 용융되지 않는 현상이 발생할 수 있다. According to some embodiments of the present invention, when the content of SiO 2 is less than 34 wt% or exceeds 49 wt%, phase separation may occur during the production of glass, and the glass composition may not melt .
상기 CaO는 유리내 구조의 변형제 역할을 하며, 용융성을 향상시켜 녹는점을 낮추는 역할도 한다. 그러나, CaO가 지나치게 높게 함유되는 경우, 유리의 화학적 내구성이 크게 저하되고 상분리 가능성이 높아지며, CaO가 지나치게 낮게 함유되는 경우 상술한 CaO의 첨가로 인한 특성 향상 효과를 달성하기 어렵다. 따라서, CaO의 함량은 14 내지 29 중량%, 또는 14 내지 24 중량%의 범위를 만족하는 것이 좋다. The CaO serves as a modifier of the internal structure of the glass and improves the melting property to lower the melting point. However, when the CaO content is too high, the chemical durability of the glass is significantly lowered and the possibility of phase separation is increased. When the CaO content is excessively low, it is difficult to achieve the property improvement effect due to the addition of CaO. Therefore, it is preferable that the content of CaO is in the range of 14 to 29% by weight, or 14 to 24% by weight.
본 발명의 바람직한 몇몇 실시예에 따르면, 상기 CaO의 함량이 14 중량% 미만이거나, 29 중량%를 초과하게 되면, 유리 제조시 상분리 현상이 나타날 수 있고, 상기 유리 조성물이 용융되지 않는 현상이 발생할 수 있다.According to some preferred embodiments of the present invention, when the content of CaO is less than 14% by weight or exceeds 29% by weight, phase separation may occur during the production of glass, and the glass composition may not melt have.
상기 TiO2는 유리의 투명도를 확보하면서 굴절률을 조절할 수 있는 주요한 역할을 하는 성분이다. 그러나, TiO2의 함량이 증가할 경우 상분리 현상 또는 결정화가 쉽게 발생하여 용융 및 유리 형성이 어려워지고, Ti3 + 이온의 증가로 인해 황색의 착색 현상이 증가하며, 원료 단가의 증가로 인한 경제성이 저하된다. 따라서, TiO2의 함량은 12 내지 27 중량%, 또는 17 내지 27 중량%의 범위를 만족하는 것이 좋다. The TiO 2 is a component that plays a major role in adjusting the refractive index while securing the transparency of the glass. However, when the content of TiO 2 is increased, phase separation or crystallization easily occurs and melting and glass formation are difficult, and the coloring phenomenon of yellow is increased due to the increase of Ti 3 + ions. . Therefore, it is preferable that the content of TiO 2 is in the range of 12 to 27% by weight, or 17 to 27% by weight.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 TiO2의 함량이 12 중량% 미만이거나, 27 중량%를 초과하게 되면, 유리 제조시 상분리, 미용융 등과 같은 현상이 나타날 수 있다.According to some embodiments of the present invention, when the content of the TiO 2 is less than 12% by weight or exceeds 27% by weight, a phenomenon such as phase separation and unmelting may occur during the production of glass.
상기 (Al2O3+MgO)는 망목구조를 변화시키는 망목변형제 역할을 수행하며, 유리의 안정성 및 유동성을 향상시키는 동시에 경도 증진의 역할을 수행한다. 따라서 상기 (Al2O3+MgO)의 함량은 0 초과 25 중량%, 또는 2 내지 25 중량%의 범위를 만족하는 것이 좋다.The above (Al 2 O 3 + MgO) acts as a mesh modifier for changing the mesh structure, and enhances the stability and fluidity of the glass and also plays a role of hardness enhancement. Therefore, it is preferable that the content of (Al 2 O 3 + MgO) satisfies the range of more than 0 to 25% by weight, or 2 to 25% by weight.
본 발명의 바람직한 몇몇 실시예에 따르면, 상기 (Al2O3+MgO)의 함량이 25 중량% 초과하여 포함하는 경우에는 유리의 안정성이 떨어져 상분리가 발생할 수 있으며, (Al2O3+MgO)의 함량이 2 중량% 미만으로 포함될 경우 (Al2O3+MgO)의 함량 감소에 따라 유리의 경도가 다소 감소할 수 있고, 유리가 일부 착색될 수 있다.According to some preferred embodiments of the present invention, when the content of (Al 2 O 3 + MgO) is more than 25% by weight, the stability of the glass may be deteriorated and phase separation may occur, and (Al 2 O 3 + MgO) Is contained in an amount of less than 2% by weight, the hardness of the glass may be somewhat reduced as the content of (Al 2 O 3 + MgO) decreases, and the glass may be partially colored.
한편, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 (Al2O3+MgO) 및 MgO의 중량비인 MgO/(Al2O3+MgO)는 0.24 내지 0.6일 수 있다. 상세하게, 상기 MgO/(Al2O3+MgO)가 0.24 미만이거나 0.6을 초과하게 되면, 상분리, 결정화, 미용융 등과 같은 현상이 나타날 수 있다. 따라서, MgO/(Al2O3+MgO)는 0.24 내지 0.6의 범위를 만족하는 것이 좋다. Meanwhile, in the glass composition according to other embodiments of the present invention, the weight ratio of (Al 2 O 3 + MgO) and MgO, MgO / (Al 2 O 3 + MgO) may be 0.24 to 0.6. In detail, when the ratio of MgO / (Al 2 O 3 + MgO) is less than 0.24 or more than 0.6, phenomena such as phase separation, crystallization and unmelting may occur. Therefore, MgO / (Al 2 O 3 + MgO) preferably satisfies the range of 0.24 to 0.6.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 SiO2 및 TiO2의 중량비인 SiO2/TiO2는 1.1 내지 3.5일 수 있다. 상세하게, 상기 SiO2/TiO2는 1.1 미만인 경우에는 제조된 유리의 결정화(crystallization) 현상이 발생할 수 있고, 상기 SiO2/TiO2는 3.5 초과인 경우에는 제조된 유리의 굴절율이 낮거나 상분리, 미용융 등과 같은 현상이 발생할 수 있다. Further, in the glass composition according to some embodiments of the present invention, the SiO 2 / TiO 2 weight ratio of SiO 2 and TiO 2 may be 1.1 to 3.5. In detail, when the SiO 2 / TiO 2 is less than 1.1, crystallization of the produced glass may occur. When the SiO 2 / TiO 2 is more than 3.5, the refractive index of the produced glass is low, There may be a phenomenon such as unstable melting.
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 CaO 및 TiO2의 중량비인 CaO/TiO2는 0.5 내지 2.5일 수 있다. 상세하게, 상기 CaO/TiO2는 0.5 미만인 경우 제조된 유리의 미용융, 결정화, 상분리 등과 같은 현상이 발생할 수 있고, 상기 CaO/TiO2는 2.5 초과인 경우 제조된 유리의 결정화 현상이 발생할 수 있다. Further, in the glass composition in accordance with some embodiments of the invention, the weight ratio of CaO and the CaO / TiO 2 of the TiO 2 may be from 0.5 to 2.5 days. In detail, when the CaO / TiO 2 is less than 0.5, phenomena such as unmelting, crystallization, phase separation and the like of the produced glass may occur. When the CaO / TiO 2 is more than 2.5, crystallization of the glass produced may occur .
또한, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 유리 조성물에 있어, 상기 SiO2 및 TiO2의 중량비인 SiO2/TiO2는 1.2 내지 4.1일 수 있다. 상세하게, 상기 SiO2/TiO2는 1.2 미만인 경우 제조된 유리의 미용융, 결정화, 상분리 등과 같은 현상이 발생할 수 있고, 상기 SiO2/TiO2는 4.1 초과인 경우 제조된 유리의 굴절률, 비커스 경도 등이 저하될 수 있다. Further, in the glass composition in accordance with some embodiments of the present invention, the SiO 2 and SiO 2 / TiO 2 in a weight ratio of TiO 2 it may be from 1.2 to 4.1. In particular, when the SiO 2 / TiO 2 is less than 1.2, phenomena such as unmelting, crystallization, phase separation and the like of the produced glass may occur, and when the SiO 2 / TiO 2 is more than 4.1, the refractive index, Vickers hardness And the like may be deteriorated.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물은 Li2O, Na-2O 및 K2O 중에서 선택되는 하나 또는 둘을 0 초과 10 중량% 이하로 포함할 수 있다. Li2O, Na-2O 및 K2O 는 유리 내에서 SiO2로 이루어진 망목을 단절시켜, 유리 전이 온도(Tg) 및 연화점(Ts)을 저하시켜 유리의 유동성을 증가시키는 역할을 할 수 있다. Li2O, K2O 또는 Li2O, Na-2O 및 K2O 은 상호 독립적으로 상기 유리 조성물에 10 중량% 초과로 포함되는 경우 유리 안정성이 떨어질 수 있고, 소성 후에 동반 유입되는 불순물에 의해 착색이 더 쉽게 발생할 수 있다. Meanwhile, the glass composition according to an embodiment of the present invention may include one or two selected from Li 2 O, Na- 2 O and K 2 O in an amount of 0 to 10 wt%. Li 2 O, Na- 2 O and K 2 O may serve to cut the glass of SiO 2 in the glass to lower the glass transition temperature (Tg) and the softening point (Ts) to increase the fluidity of the glass . When Li 2 O, K 2 O or Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are mutually independently contained in the glass composition in an amount of more than 10% by weight, the glass stability may be deteriorated and the impurities The coloring can be more easily caused.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물은 B2O3, P2O5, BaO, CaO, ZnO, SrO, GeO2, SnO2, Sb2O3, Ga2O3, In2O3, WO3, Y2O3, ZrO2 및 La2O3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 0 초과 10 중량% 이하로 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유리 조성물은 유리의 안정성을 향상시킬 수 있다. 만일 상기 유리 조성물이 B2O3, P2O5, BaO, CaO, ZnO, SrO, GeO2, SnO2, Sb2O3, Ga2O3, In2O3, WO3, Y2O3, ZrO2 및 La2O3 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 유리의 결정화나 상분리가 발생하여 글라스 비드의 제조가 어렵다. In addition, the glass composition according to an embodiment of the present invention may include at least one of B 2 O 3 , P 2 O 5 , BaO, CaO, ZnO, SrO, GeO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 , WO 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 And La 2 O 3 in an amount of 0 to 10% by weight. Accordingly, the glass composition according to the present invention can improve the stability of the glass. Wherein the glass composition is selected from the group consisting of B 2 O 3 , P 2 O 5 , BaO, CaO, ZnO, SrO, GeO 2 , SnO 2 , Sb 2 O 3 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 , WO 3 , Y 2 O 3 , ZrO 2 and La 2 O 3 is contained in an amount of more than 10% by weight, crystallization or phase separation of the glass occurs and it is difficult to produce glass beads.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유리 조성물은 굴절률이 1.65 이상이고, 비커스 경도가 690 Hv 이상일 수 있다. 상세하게 상기 유리 조성물의 굴절률은 1.65 내지 1.8일 수 있다. 또한 상기 유리 조성물의 비커스 경도는 690 내지 800 Hv, 또는 695 내지 760 Hv 일 수 있다. In addition, the glass composition according to an embodiment of the present invention may have a refractive index of 1.65 or more and a Vickers hardness of 690 Hv or more. In detail, the refractive index of the glass composition may be 1.65 to 1.8. The Vickers hardness of the glass composition may be 690 to 800 Hv, or 695 to 760 Hv.
또한, 본 발명은 상술한 유리 조성물을 포함하는 글라스 비드(glass beads)를 포함한다. The present invention also includes glass beads comprising the above-described glass composition.
본 발명의 일 실시예에 따른 글라스 비드는 상술한 유리 조성물로 제조된 유리를 후가공을 통해 제조될 수 있다. 이때, 후가공은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 가공방법이면 족하며, 비한정적인 예를 들자면 분쇄, 연마 등을 들 수 있다. The glass bead according to an embodiment of the present invention can be manufactured through post-processing of glass produced from the above-described glass composition. In this case, the post-processing may be any conventional processing method in this field, and examples thereof include, for example, grinding and polishing.
이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 하기의 실시예를 들어 상세하게 설명하겠으나, 본 발명이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1 내지 10, 비교예 1 내지 7Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 7
본 발명에 따른 유리 조성물은 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 각 실시예에 따라 조성별로 칭량한다. 이후, 표 1의 조성으로 혼합한 혼합물을 1400℃에서 2시간 용융시키고 상온에서 동판 위에 급냉한 후, 바로 열처리로에 옮겨 550℃에서 2시간 로냉하여 유리를 제조하였다.The glass compositions according to the present invention are weighed by composition according to each example as shown in Table 1 below. Thereafter, the mixture of the composition shown in Table 1 was melted at 1400 ° C for 2 hours, quenched on a copper plate at room temperature, immediately transferred to a heat treatment furnace, and then cooled at 550 ° C for 2 hours to prepare glass.
또한, 제조된 유리는 투명하게 형성된 유리와 상분리가 발생한 유리를 분류하였으며, 투명한 유리는 굴절률, 및 비커스 경도를 측정하기 위해 일정한 규격의 유리 시편으로 가공하였다. 가공을 위한 규격은 8mm(W) x 20mm(D) x 4 내지 6mm(H)로 설정하였고, 다이아몬드 절단기로 가공한 후 표면을 광학연마(polishing)하여 표면의 거칠기를 최소화하였다. The prepared glass was classified into transparent glass and phase separated glass. Transparent glass was processed into glass specimens of constant size to measure refractive index and Vickers hardness. The standard for machining was set to 8 mm (W) x 20 mm (D) x 4 to 6 mm (H), and the surface was polished by a diamond cutter to minimize surface roughness.
이렇게 하여 제조된 유리 시편에 대해 하기 물성들을 측정하고, 그 결과를 표 1에 수록하였다. The following properties of the glass specimens thus prepared were measured, and the results are shown in Table 1.
(1) 상분리 및 결정성(1) phase separation and crystallinity
상분리가 발생할 경우 굴절율이 다른 상의 존재에 따라 유리내 및 표면에 띠가 발생하며, 이로 인해 투명도가 저하된다. 상분리는 육안으로 확인하여, 상분리 된 유리 시편은 O로, 상분리되지 않은 유리 시편은 X로 표시하였다. When phase separation occurs, a band is generated in the glass and on the surface depending on the presence of other phases of the refractive index, thereby lowering the transparency. The phase separation was visually confirmed, the phase separated glass specimen was denoted by O and the phase specimen which was not phase separated was denoted by X.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 유리 시편의 결정성은 당해 기술분야에서 알려진 X-선 회절(XRD) 분석에 의해 확인하였다. XRD 분석 결과 비정질인 경우에는 하기 표 1에 따로 표시하지 않았고, 결정질(cystallization)인 경우 하기 표 1에 "결정화"로 표시하였다. 또한 하기 표 1의 조성으로 용융되지 않는 유리 시편은 "미용융"로 표시하였다. The crystallinity of the glass specimens prepared in the above Examples and Comparative Examples was confirmed by X-ray diffraction (XRD) analysis known in the art. In the case of amorphous as XRD analysis, it is not indicated in Table 1 below, and in case of cystallization, it is indicated as "crystallization" In addition, the glass specimen which was not melted in the composition shown in Table 1 was referred to as "unmelted ".
(2) 굴절률(2) Refractive index
굴절률은 통상적인 아베굴절계로 측정하였다. 구체적으로 파장대역 589nm에서 광원을 이용하며, 프리즘과 유리시편 사이에 굴절액을 도포하여 굴절률을 측정하였다. The refractive index was measured with a conventional Abbe refractometer. Specifically, the refractive index was measured by applying a refraction liquid between the prism and the glass sample using a light source at a wavelength band of 589 nm.
(3) 비커스 경도(3) Vickers hardness
비커스 경도는 아카쉬(Akashi) AVK-CO제 비커스 경도계로 측정하였다. 구체적으로, ASTM E 92 비커스경도 시험방법에 따라 0.1kgf(0.98N)의 하중으로 10초 동안 유지하여 다음 식을 사용하여 측정하였다.The Vickers hardness was measured with a Vickers hardness tester manufactured by Akashi AVK-CO. Specifically, according to the ASTM E 92 Vickers hardness test method, the sample was held at a load of 0.1 kgf (0.98 N) for 10 seconds and measured using the following equation.
Hv = 0.001854×(F/d2)Hv = 0.001854 x (F / d 2 )
여기서, Hv는 비커스경도(GPa) 이고, F는 시험하중(N) 이며, d는 비커스 압흔의 두 대각선의 산술평균(mm)이다.Where Hv is the Vickers hardness (GPa), F is the test load (N), and d is the arithmetic mean (mm) of the two diagonal lines of the Vickers indentation.
+ MgOAl 2 O 3
+ MgO
(파장:589nm)Refractive index
(Wavelength: 589 nm)
경도(Hv)Vickers
Hardness (Hv)
분리Prize
detach
상기 표 1에서 Al2O3 및 MgO의 중량비인 Al2O3 : MgO = 1:0.923 이다. The Al 2 O 3 and from Table 1 in a weight ratio of MgO Al 2 O 3: MgO = 1: is 0.923.
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 10의 유리 조성물은 SiO2 34 내지 49 중량%, CaO 14 내지 29 중량%, TiO2 12 내지 27 중량%, 및 (Al2O3+MgO) 0 초과 25 중량% 이하로 포함함으로써, 제조된 유리의 상분리를 방지하였고, 굴절률이 약 1.65 내지 1.77 이며, 비커스 경도값은 약 690 내지 750 Hv로 나타났다. As can be seen from Table 1 above, the glass compositions of Examples 1 to 10 according to the present invention comprise 34 to 49% by weight of SiO 2 , 14 to 29% by weight of CaO, 12 to 27% by weight of TiO 2 , and (Al 2 O 3 + MgO) of more than 0 and not more than 25% by weight to prevent phase separation of the glass produced, a refractive index of about 1.65 to 1.77 and a Vickers hardness value of about 690 to 750 Hv.
그러나, 비교예 1 내지 7에서 볼 수 있는 바와 같이, SiO2/TiO2는 1.1 내지 3.5인 조건, CaO/TiO2는 0.5 내지 2.5인 조건, 및 SiO2/TiO2는 1.2 내지 4.1인 조건 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조건을 만족하지 않는 경우에, 최종 제조된 유리 시편이 미용융되거나, 결정화되거나, 또는 상분리 현상이 나타나는 문제점을 확인하였다. However, as can be seen in Comparative Examples 1 to 7, the conditions of SiO 2 / TiO 2 of 1.1 to 3.5, CaO / TiO 2 of 0.5 to 2.5, and SiO 2 / TiO 2 of 1.2 to 4.1 When the one or two or more conditions are not satisfied, it is confirmed that the finally prepared glass specimen is unmelted, crystallized, or exhibits phase separation phenomenon.
실시예 11 내지 13, 비교예 8 내지 12Examples 11 to 13 and Comparative Examples 8 to 12
실시예 6과 동일하게 실시하되, 상기 (Al2O3+MgO)에 대한 MgO의 중량비인 MgO/(Al2O3+MgO)를 0, 0.12, 0.24, 0.36, 0.48, 0.60, 0.72, 0.84, 1.00으로 하여 최종 유리시편을 제조하였다. 실시예 9, 실시예 11 내지 13 및 비교예 8 내지 12에 따른 유리시편의 상분리, 굴절률, 비커스 경도 등을 표 2에 수록하였다. Examples, but the sixth embodiment in the same way as in the (Al 2 O 3 + MgO) of MgO / (Al 2 O 3 + MgO) weight ratio of MgO to 0, 0.12, 0.24, 0.36, 0.48, 0.60, 0.72, 0.84 , And 1.00, respectively. The phase separation, refractive index, Vickers hardness and the like of the glass specimen according to Example 9, Examples 11 to 13 and Comparative Examples 8 to 12 are shown in Table 2.
(파장:589nm)Refractive index
(Wavelength: 589 nm)
경도(Hv)Vickers
Hardness (Hv)
(Al2O3+MgO)MgO /
(Al 2 O 3 + MgO)
상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 6, 실시예 11 내지 13의 유리 조성물은 MgO/(Al2O3+MgO)가 0.24 내지 0.6로 됨으로써, 상분리 현상이 나타나지 않으며, 굴절률이 약 1.71 내지 1.75를 나타내고, 비커스 경도가 약 700 내지 760 Hv로 나타났다. As can be seen from Table 2, the glass compositions of Example 6 and Examples 11 to 13 according to the present invention exhibited no phase separation due to MgO / (Al 2 O 3 + MgO) being 0.24 to 0.6, A refractive index of about 1.71 to 1.75, and a Vickers hardness of about 700 to 760 Hv.
그러나, 비교예 8 내지 12에 따른 유리 조성물은 상기 MgO/(Al2O3+MgO)가 0.24 미만인 경우에 결정화되거나, 미용융되는 현상이 발생하였고, 상기 MgO/(Al2O3+MgO)가 0.6 초과인 경우에 상분리되거나, 결정화되거나, 또는 용융되지 않는 현상이 발생하였다. However, the glass compositions of Comparative Examples 8 to 12 were crystallized or unmelted when the MgO / (Al 2 O 3 + MgO) was less than 0.24, and the MgO / (Al 2 O 3 + MgO) Is 0.6 or more, the phenomenon of phase separation, crystallization, or non-melting occurs.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
Claims (8)
(Al2O3+MgO) 0 초과 25 중량% 이하로 포함하며,
상기 (Al2O3+MgO)에 대한 MgO의 중량비인 MgO/(Al2O3+MgO)는 0.24 내지 0.6이고,
상기 SiO2 및 CaO의 중량비인 SiO2/CaO는 1.1 내지 3.5, 상기 CaO 및 TiO2의 중량비인 CaO/TiO2는 0.5 내지 2.5 및 상기 SiO2 및 TiO2의 중량비인 SiO2/TiO2는 1.2 내지 4.1인 것을 특징으로 하는 유리 조성물.
SiO 2 34 to 49% by weight, CaO 14 to 29% by weight, TiO 2 12 to 27% by weight and
(Al 2 O 3 + MgO) of more than 0 and not more than 25 wt%
The (Al 2 O 3 + MgO) in the weight ratio of MgO MgO / (Al 2 O 3 + MgO) is about 0.24 to 0.6,
The SiO 2 and the weight ratio of CaO SiO 2 / CaO is 1.1 to 3.5, the CaO and the weight ratio of CaO / TiO 2 of TiO 2 is 0.5 to 2.5 and the SiO 2 and the weight ratio of SiO 2 / TiO 2 of TiO 2 is 1.2 Lt; / RTI > to 4.1.
상기 유리 조성물은 열처리를 통해 유리시편으로 제조시 굴절률이 1.65 이상이고, 비커스 경도가 690 Hv 이상인 것을 특징으로 하는 유리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the glass composition has a refractive index of at least 1.65 and a Vickers hardness of at least 690 Hv when prepared into a glass specimen through heat treatment.
상기 유리 조성물은 Li2O, Na2O 및 K2O 중에서 선택되는 하나 또는 둘을 0 초과 10 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the glass composition comprises one or two selected from Li 2 O, Na 2 O and K 2 O in an amount of 0 to 10 wt%.
상기 유리 조성물은 B2O3, P2O5, ZnO, BaO, SrO, ZrO2, Y2O3, WO3, GeO2, Ga2O3, In2O3, SnO2, Sb2O3 및 La2O3 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 0 초과 10 중량% 이하로 포함하는 유리 조성물.
The method according to claim 1,
The glass composition may include B 2 O 3 , P 2 O 5 , ZnO, BaO, SrO, ZrO 2 , At least one selected from Y 2 O 3 , WO 3 , GeO 2 , Ga 2 O 3 , In 2 O 3 , SnO 2 , Sb 2 O 3 and La 2 O 3 is contained in an amount of 0 to 10 wt% Glass composition.
A glass bead comprising a glass composition according to any one of claims 1 and 5 to 7.
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