KR100254933B1 - 자외선 흡수 유리 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1구리 또는 제1구리-카드뮴 할라이드 결정상을 함유하고 약 400㎚에서 예리한 스펙트럼 차단특성을 가지는 비-광호변성 R2O-B2O3-SiO2유리에 관한 것으로, 상기 유리 조성물은 35~73양이온% SiO2, 15~45양이온% B2O3, 0~12양이온% Al2O3, 0~12양이온% Li2O, 0~20양이온% Na2O, 0~12양이온% K2O 0~5양이온% CaO+BaO+SrO, 0.125~1.0양이온% Cu2O, 0~1양이온% Cd2O3, 0~5양이온% ZrO2, 0~0.75양이온% SnO, 0~1양이온% As2O3, 및/또는 S2O3로 필수적으로 구성되며, 상기 SiO2가 55양이온%를 초과할 경우에는 Al2O3는 10양이온% 이하이고, 상기 Li2O+Na2O+K2O는 4.75~20양이온%이다. 상기 유리는 0~1.75중량% Cl, 0~1.0중량% Br, 0.25~2.0중량% Cl+Br 및 0~2중량% F를 함유하며, 약 0.15~0.45몰%의 R-값을 가진다. 상기 R-값은 유리 조성물이 다음과 같은 군으로부터 선택된 적어도 하나의 조건을 충족시킬 때를 제외하고는 0.30몰%를 초과하지 못한다 : 최대 12양이온%의 Li2O, 10양이온% 이하의 Al2O3, 적어도 0.3양이온% Cu2O 및 0.50~2.0중량% Cl+Br.
또한, 예리한 스펙트럼 차단특성을 갖는 비-광호변성 유리를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

자외선 흡수 유리 및 이의 제조방법
제1도는 3개의 유리를 UV 흡수 스펙트럼으로 비교 도시한 그래프이다.
본 발명은 자외선(이하 “UV”라 함)을 강력히 흡수하지만, 광호변성이 없으며 실질적으로 무색인 유리족에 관한 것이다.
최근에, UV 광선이 인체에 미치는 악영향에 많은 관심이 집중되었다. 특히, 상기 광선이 인간의 눈에 미치는 영향에 관해 많은 관심이 집중되었다. 따라서, 안경에 흡수되는 강력한 UV 값에 대한 관심이 집중되어 왔다.
UV 광선은 또한 페인트, 직물 및 플라스틱과 같은 제품에 변색 및 품질 저하를 야기시킬 수 있다. 따라서, 건축용 유약물질로 강력한 UV를 흡수하는 것은 잇점이 있다. 태양이 UV를 방출하는 유일한 광원은 아니다. 할로겐 램프와 같은 다양한 형태의 인공광도 또한 UV 광선을 방출할 수 있다. 따라서, 인공 광원에 의해 방출된 UV 광선을 최소화시키는데에도 관심이 집중된다. 이러한 것은 램프 덮개, 반사기 및 렌즈의 제조에 UV 흡수 유리를 사용함으로써 달성될 수 있다.
광호변성 유리는 UV 광선을 흡수함으로써 활성화된다는 사실은 잘 알려져 있다. 상기와 같은 유리들은 가시광선의 투과를 조절하는 데에 가장 현저히 사용되었다. 그러나, 본질적으로, 상기 유리들은 UV 투과강도에 또한 강력한 영향을 미친다. 이러한 성질은 오직 흡수된 빛만이 화학적 변화를 일으킬 수 있다는 그로터스-드래퍼(Grotthus-Draper) 법칙에 의해 잘 알 수 있다:
실버 할라이드(silver halide) 결정을 함유하는 광호변성 유리는 320㎚보다 짤은 파장에서는 강하게 흡수하지만, 320과 400㎚사이의 파장에서는 단지 약하게 흡수한다. 320~400㎚ 파장범위의 광선은 좀 더 짧은 파장영역 광선보다 훨씬 덜 해롭다. 그럼에도 불구하고, 몇몇 목적을 위해서는 이러한 광선의 투과 또한 제거시키는 것이 바람직하다. 그러므로, UV 광선을 선택적으로 흡수하는 이온들로 상기 유리들을 도핑시키는 것이 제안되어 왔다.
구리 및/또는 카드뮴(cadmium)으로 이루어진 할라이드를 함유하는 광호변성 유리 또한 알려져 있지만, 상품화되지는 않고 있다. 상기와 같은 유리들은 아라우조(Araujo)의 미합중국 특허 제3,325,299호에 최초로 개시되었다. 상기 유리들과 투과차단은 약 400㎚에서 일어나며, 실버 할라이드 유리의 투과차단 보다 훨씬 예리하다. 결과적으로, 이러한 유리들에서는 부가적인 도핑(doping)이 없이도 UV 광선에 대한 보호가 이루어진다. 가시광선과 UV광선 사이의 정확한 경계선상에서 상기와 같은 예리한 투과차단을 제공하는 물질들은 알려져 있지 않다. 상기 유리에서 구리 할라이드 상의 침전은 실버 할라이드 광호변성 유리의 실버 할라이드 상의 침전과 유사하다. 구리 및 할로겐 이온 용액을 함유하고 있는 유리를 가열시킬 필요가 있다. 상기 특허에 의하면, 유리는 어닐링(annealing)점보다 다소 높은 온도에서 단시간동안 유지된다.
구리 또는 구리-카드뮴 할라이드 유리에서 예리한 UV 차단특성을 가지는 유리에 대한 수많은 응용물이 있다. 그러나, 빈번하게도, 상기와 같은 응용물들은 UV 광선, 예를들면, 태양과 같은 UV 광선에 노출된 광호변성 유리에서 발생되는 것과 같이 가시광선 흡수에서 발생되는 변화를 방지할 것을 필요로 한다. 그러므로, 부수적인 광호변성이 없이 구리 및 구리-카드뮴 할라이드 유리에 예리한 UV 차단특성을 달성하는 것이 상당히 바람직할 것이다. 대부분의 UV 흡수물질에 관련된 노란색은 많은 응용물에 바람직하지 않기 때문에 실질적으로 무색인 상기와 같은 유리를 제조하는 것이 상당히 바람직할 것이다. 그러나, 다양한 고정 색상들이 다른 많은 응용물에 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 광호변성이 없는 UV 흡수 유리를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 가시광선과 UV 광선으로 분리된 파장 사이에서 예리한 투과차단 특성을 보이는 유리를 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 UV 흡수강도의 감소 없이 바람직한 가시색 (visible color)을 얻을 수 있는 유리를 제공하는데 있다.
본 발명은 침전된 제1구리 또는 제1구리-카드뮴 할라이드 결정상을 함유하고 약 400㎚에서 예리한 스펙트럼 차단특성을 가지는 비-광호변성 R2O-B2O3-SiO2유리에 관한 것이다. 여기서 상기 유리 조성물은 35~73양이온% SiO2, 15~45양이온% B2O3, 0~12양이온% Al2O3, 0~12양이온% Li2O, 0~20양이온% Na2O, 0~12양이온%K2O, 0~5양이온% CaO+BaO+SrO, 0.125~1.0양이온% Cu2O, 0~1양이온% CdO, 0~5양이온% ZrO2, 0~0.75양이온% SnO20~1양이온% As2O3, 및/또는 Sb2O3로 필수적으로 구성되며, 상기 SiO2가 55양이온%를 초과할 경우에는 Al2O3는 10양이온% 이하이고, 상기 Li2O+Na2O+K2O는 4.75~20양이온%이고, 상기 유리는 0~1.75중량% Cl, 0~1.0중량% Br, 0.25~2.0중량% Cl+Br 및 0~2중량% F를 함유하며, 약 0.15~0.45몰%의 R-값을 가지며, 상기 R-값은 유리 조성물이 다음과 같은 군으로부터 선택된 적어도 하나의 조건을 충족시킬 때를 제외하고는 0.30몰%를 초과하지 못한다 : 최대 12양이온%의 Li2O, 10양이온% 이하의 Al2O3, 적어도 0.3양이온% Cu2O 및 0.50~2.0중량% Cl+Br. 카드뮴은 UV 광성의 흡수를 보장하는데 요구되지 않는다 CdO는 Cu2O의 작용을 보충하는 반면, 이의 과도한 독성으로 인하여 사용시에 직면할 수 있는 위험을 보상할수 있는 특수한 잇점을 전혀 제공하지 못한다. 더구나, CdO는 광호변성을 개선시킬 수 있지만, 이러한 현상은 본 발명에서 지향하는 사항이 아니다. 그러므로, 함유되는 양은 엄격히 제한되어야 한다. 즉 1% 이하, 바람직하게는 0.5% 이하로 함유되어야 한다.
우수한 내화학성을 나타내는 유리를 보장하기 위해서는 Al2O3는 적어도 0.25%의 양으로 포함될 것이다. 바람직한 유리 조성물은
40~70양이온% SiO2, 0~12양이온% Li2O, 0~20양이온% Na2O, 0~5양이온% CaO+BaO+SrO, 0.2~0.5양이온% Cu2O, 0~5양이온% ZrO2, 0~0.5양이온% SnO2, 0~1양이온% As2O3, 및/또는 Sb2O3로 필수적으로 구성되며, 상기 SiO2가 55양이온%를 초과할 경우에는 Al2O3는 10양이온% 이하이고, 상기 Li2O+Na2O+K2O는 8~20양이온%이며, 상기 유리는 0~1.0중량% Cl, 0~1.0중량% Br, 0.5~1.5중량% Cl+Br 및 0~2중량% F를 함유하며, 약 0.15~0.45몰%의 R-값을 가지며, 상기 R-값은 유리 조성물이 다음과 같은 군으로부터 선태된 적어도 하나의 조건을 충족시킬 때를 제외하고는 0.30몰%를 초과하지 못한다 : 최대 12양이온%의 Li2O, 10양이온% 이하의 Al2O3, 적어도 0.3양이온% Cu2O 및 0.5~1.5중량% Cl+Br.
전술한 선행기술들에 부가적으로 다음의 특허 문헌들 또한 본 발명과 관련되어 있다.
아라우조 등의 미합중국 특허 제4,166,745호에는 1.52~1.54의 굴절률을 가지는 구리-카드큠 광호변성 유리가 개시되어 있는데, 여기서 상기 유리는 나트륨 이온과 리튬 이온을 교환시킴으로써 강화될 수 있다.
모르스(Morse) 등의 미합중국 특허 제4,222,781호에는 구리 할라이드에 기초한 광호변성 유리가 개시되어 있는데, 여기서 기저유리에 있는 알카리 금속 산화물, Al2O3및 B2O3농도의 조절, 및/또는 상기 조성물 MoO3또는 WO3를 첨가시킴으로써 우수한 광 투명성 및 광호변성을 제공할 수 있다는 사실이 기재되어 있다.
타루미(Tarumi)등의 유럽 공개특허 제 0 456 351 A2호(미합중국 특허 제5,145,805호)에는 최대 15%의 구리 할라이드를 함유하고 있는 두개의 유리족이 개시되어 있다. 비-포스페이트 족은 20~85중량% SiO2, 2~75중량% B2O3, 최대 15중량%의 Al2O3, 최대 30중량%의 알카리 금속 산화물, 최대 10중량%의 2가의 금속 산화물 및 최대 10중량%의 ZrO2, La2O3, Y2O3, Ta2O3및 Gd2O3중 적어도 하나로 이루어진다. 광범위한 상기 개시물들은 본 발명의 중요한 특징을 포함하고 있지는 않다.
본 발명은 제1구리 또는 제1구리-카드뮴 할라이드 결정상을 함유하고, 비광호변성이며, 가시광선에 투명하고 가시광선과 UV광선 사이의 범위, 즉, 약 400㎚에서 예리한 투과차단특성을 가지는 R2O-B2O3-SiO2유리족을 개발하는데 기초하고 있다. 광호변성 유리의 경우에 따르면, 할라이드 결정상을 침전시키는 데에는 유리 목적물을 제조한 후 부가적인 열처리공정을 필요로 할 수 있다. 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 유리들은 착색되지 않는다; 즉, 이러한 유리들에는 고정된 틴트(tint)가 없다. 본 발명은 상기와 같은 유리들의 제조에 필요한 조성 변수를 발견하는데 또한 기초를 두고 있다.
먼저 고려해야 할 점은 제1구리 할라이드 결정상을 침전시키는 것이다. 이는 바람직하고 예리한 투과차단특성을 제공하는데 필수적인 사항이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 상기 유리는 자체의 조성내에 적어도 0.125양이온%의 아산화동(Cu2O)을 함유하여야 한다. 상기 함량은 약 1%까지 함유할 수 있지만, 제1구리 이온들은 상기와 같은 높은 함량에서 중성원자 및 제2구리 이온의 불균형을 야기시키는 경향이 있다. 그러므로, 약 0.5%보다 많지 않게 사용하는 것이 바람직하다.
유리는 청-녹 착색의 개발에 기인하는 스펙트럼의 적색부에서의 흡수는 제2 구리(Cu+2) 이온에서 “d”상태들 사이의 전이와 연관이 있다. 상기 “d”상태는 제1구리(Cu+) 이온에서 완전히 점유된다. 그러므로, 이러한 이온은 가시색에는 전혀 기여를 하지 않는다. 제1구리 할라이드의 제조에 단지 제1구리 이온만이 요구되기 때문에 예리한 UV 차단특성을 가지는 무색 유리들은 구리의 산화상태를 적절히 조절함으로써 얻어질 수 있다.
유리에서 관찰된 구리의 산화상태는 용액 온도, 융액에 노출된 산소의 부분압, 유리에서는 다가의 이온농도 및 유리의 염기성(R-값)에 의해 영향을 받는다. As2O3, Sb2O3및 SnO2는 유리에 색을 직접적으로 부여하지는 않기 때문에 특히 바람직한 다가의 금속 산화물이다. 그럼에도 불구하고, 그 사용량과 환원제의 선택에 주의를 기울여야 한다.
연구보고에 따르면, 비소는 제1구리/제2구리 산화쌍에 대하여 단지 미약하게 환원이 되며, 제1구리 이온을 중성원자로 환원시키지는 않는다. 그러나, 고농도의 불소가 존재할 경우, 비소는 유리에 진한 오렌지색을 부여하는 제2구리 산화물 결정의 침전을 향상시켜 준다. 반대로, 주석은 제2구리 이온을 강력하게 환원시키는 경향이 있으며, 고농도의 경우에는 구리를 줄곧 금속으로 환원시킬 수 있다. 콜로이드성 구리 금속은 유리에 적색을 부여한다. 안티몬 산화물의 성질은 주석 산화물의 성질과 유사하다.
제1구리 상태에 있는 구리에 부가적으로, 상기 구리와 조합하여 필수 결정상을 형성시키는데 적어도 0.25중량%의 염소 또는 브롬이 필요하다. F의 존재는 도움이 될 수 있지만, 다른 할로겐 물질이 없을 경우에는 제1구리 할라이드상을 제조할 수 없다.. 할라이드들은 명백히 양이온%로 표현할 수 없기 때문에 중량%로 표현된다. 조성물의 구성성분의 나머지는 양이온들의 원자량의 불일치 때문에 양이온%로 표현된다.
특히 중요한 조절인자는 R값으로 알려진 것이다. 상기 값은 유리의 염기도의 척도이며, 다음과 같은 식으로 정의된다:
여기서, 상기 M2O는 알카리 금속 산화물을 나타내며, MO는 알카리 토금속 산화물을 나타낸다. 0.15보다 낮은 R값을 가지는 유리에서 제1구리 할라이드 결정상의 침전이 관찰되었다. 그러나, 상기와 같은 유리들에서는 특병한 잇점이 발견되지 않았으며, 용융시키기에 곤란하며 좋지 않은 내화학성을 보이는 경향이 있다.
대부분의 경우에, R값은 약 0.35를 초과해서는 안된다. 그러나, 상기 값은 다른 성분들을 조절함으로써 0.45까지 연장될 수 있다. 이러한 것들에는 최대 12양이온% 수준의 Li2O를 사용하고, 10양이온%보다 낮은 수분으로 Al2O3를 유지하며, 0.3양이온%보다 많은 Cu2O 및/또는 최대 1.5중량% 수준의 Cl+Br을 사용한다는 내용이 포함되어 있다. 그러나, 통상적으로 R값이 약 0.25일 때 우수한 UV 흡수성과 함께 최적의 물리적 특성이 관찰된다는 것을 알 수 있다. 상기 값이 최적의 값이라고 생각될 수 있다.
전술한 바에 따르면, 스펙트럼의 적색부에서 흡수하는 제2구리 이온과 관련이 있는 청-녹색은 상기 구리를 제1구리 상태로 화학적으로 환원시킴으로써 방지될 수 있다. 녹색이 바람직한 경우에는 불완전한 환원에 의해 달성될 수 있다. 물론, 유리 분야에서 착색제로 통상 사용되는 소량(약 1%까지)의 전이금속 이온 또는 희토류 이온은 어떠한 악영향도 미치지 않고 착색시키는데 사용될 수 있다. 다량의 비소, 안티몬 또는 주석 산화물을 사용하여 오렌지색, 갈색 또는 적색 유리를 제조할 수 있다는 사실은 이미 언급되었다. 무색의 유리들이 많은 경우에 바람직한 반면에, 고도의 환원제로 제조된 색들이 바람직한 응용물도 있을 수 있다.
티타니아, 지르코니아, 니오비아(niobia), 산화납, 및 알카리 토금속 산화물과 같이 유리의 굴절률을 높이는데 사용되는 물질들은 UV 흡수의 심각한 손실이 없이 소량으로 사용될 수 있다. TiO2와 같은 이러한 많은 물질들은 염화구리의 침전에 전도되는 R값을 가지는 그러한 유리들에 구리가 존재할 경우 강한 노란색 또는 황금색을 완화시킨다. 지르코니아 및 알카리 토금속은 상기와 같은 노란색에 기여를 하지 않을 때에 특히 바람직하며, 최대 약 5양이온%의 양으로 사용될 수 있다. 이러한 인자는 광학용 렌즈에 고굴절율이 요구되기 때문에 중요하며, 통상적으로 상기 굴절률은 1.523이다. 만약 CaO 및/또는 BaO이 사용된다면, 이들은 거의 같은 양이 사용되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, CaO만이 단독으로 사용되면 불투명을 야기하며, BaO만이 단독으로 사용되면 할라이드 상의 침전을 억제시키기 때문이다.
MoO3및 WO3는 유리에 함유되어 유리의 자외선 흡수능력에 악영향을 미치지 않고 유리의 굴절률을 조절할 수 있는 반면에, 상기 산화물의 양은 약 0.5양이온% 보다 낮은 수준으로 유지되어야 한다. 왜냐하면 상기 산화물들은 본 발명의 조성물에 좋지 않은 광호변성을 증대시키기 때문이다.
구리 할라이드가 있기 때문에 광호변성이 있는 유리에서는, UV 흡수가 유지될 수 있으며, 여러 가지의 간단한 조성을 조절함으로써 광호변성이 억제되거나 또는완전히 제거될 수 있다. 구리가 조금이라도 감소되면 UV 흡수성에 심각한 영향을 미치지 않고 광호변성을 제거할 것이다. 선택적으로 불화물의 농도의 감소에 의해 수반 가능한 염화물 및 브롬화물의 농도의 증가는 통상의 온도에서도 광호변성을 제거하여 준다.
하기 표 1a에는 반드시 중량%로 나타내야 하는 할로겐을 제외하고는, 여러 유리들의 조성을 양이온%로 나타내고 있다. 이러한 유리들은 구리 할라이드 결정상의 특성인 예리한 UV 투과차단특성을 나타낸다. 더구나, 이들은 비-광호변성이며 고정된 틴트도 전혀 나타내지 않는다. 유리 5 및 7에는 ZrO2를 사용하여 굴절률을 개선시키는 반면에, 노란색의 착색을 방지한다는 내용이 나타나 있다. 상기 유리들의 R값도 또한 나타나 있다.
하기 표 1b는 중량%로 나타낸 것을 제외하고는 표 1a와 같은 조성으로 나타나 있다. 표 1a에서는 기본조성(할로겐, 구리 및 주석 산화물은 제외)은 100이거나 또는 이에 근접해 있다. 표 1b에서서의 전체 조성은 대략 100이다. 이는 표 2a 및 표 2b에도 적용될 것이다.
CuO는 배치(batch) 물질로서 사용되었으며, 상기 배치에 환원제가 존재함으로써 상기 CuO를 Cu2O로 환원시켰다. Cu2O는 약 56% 농도의 CuO를 함유하고 있다.
[표 1a]
[표 1b]
[표 1b]
[표 1ba]
하기 표 2a에는 할로겐을 제외한 여러 유리들의 조성을 양이온%로 나타내고 있다. 이러한 유리들은 비-광호변성이며 또한 구리 할라이드 결정상의 예리한 UV 투과차단특성을 나타낸다. 그러나, 이들은 지적된 바와 같이 고정된 틴트를 나타낸다. 이러한 유리들에 대한 R값도 하기 표에 포함되어 있다.
하기 표 2b에는 표 2a의 유리 조성물들을 중량%로 나타내고 있다.
[표 2a]
[표 2aa]
[표 2b]
[표 2ba]
실시예 13과 14의 비교는 전술한 주석 산화물의 영향을 나타낸다. 비슷하게, 실시예 15와 16의 비교는 알카리 금속 산화물의 변화효과를 나타내고 있다.
하기 표 3에는 CuO 함량을 제외하고는 조성이 동일한 3개의 유리 조성물이 나타나 있다. 또한 유리의 UV 차단특성 뿐만 아니라, 조성에 대한 R값을 나타내고 있다.
[표 3]
전술한 바와 같이, 0.36%의 CuO 함량[~0.20% Cu2O]을 가지는 유리(유리 A)는 400㎚에서 예리한 UV 투과차단특성을 가지며, 이에 따라 구리 할라이드 결정상이 존재한다는 것을 나타내고 있다. 0.28% CuO [~0.16% Cu2O]를 가지는 유리(유리 C)는 325~400㎚의 파장범위에서 약한 흡수특성을 나타내었다. 0.20%의 CuO 함량[~0.11% Cu2O]을 가지는 유리(유리 B)는 325㎚보다 높은 파장에서는 실질적으로 현저한 광선 흡수성을 전혀 보이지 않았으며, 이에 따라 구리 할라이드상의 침전이 전혀 없었다는 것을 나타내고 있다.
첨부된 도면은 3개의 유리를 좀 더 구체적으로 비교하기 위한 것이다. 상기 도면은 가로축이 파장(㎚)이고, 세로축이 흡광도(ABS)를 나타낸 그래프이다. 3개의 곡선은 표 3에 기재된 3개의 유리 샘플에 행해진 흡광도의 측정치를 근거로 한 것이다. 상기 곡선은 표 3의 샘플수와 동일하다. 유리 A, 즉 0.36% CuO 유리의 곡선은 약 400㎚에서 예리한 투과차단특성을 가지는 것으로 관찰될 것이다. 곡선 C는 약한 흡광도 및 차단특성을 가리키는 반면, 곡선 B는 약 325㎚보다 높은 파장에서는 실질적인 흡수가 전혀 없다는 것을 가리킨다.
하기 표 4에는 R2O, RO 및 B2O3함량의 변화, 및 UV 차단특성에 미치는 효과로 인하여 서로 다른 R값을 가지는 여러 유리들의 조성들을 양이온%로 나타내고 있다. 상기 표에는 R값, 400㎚에서의 UV 차단특성, 및 각 유리의 색이 나타나 있다.
[표 4]
상기 표 4의 유리 F는 UV 차단특성을 전혀 보이지 않는다. 이러한 사실은 리티아(lithia)의 조합효과가 없으며 R값이 높다는 것을 가리킨다. 반대로, 유리 D 및 E는 강한 UV 흡광을 나타낸다. 유리 E는 Li2O 함량을 가지는 반면, 유리 D는 높은 B2O3함량 및 감소된 Na2O 함량으로 인하여 낮은 R값을 가지는 차이점이 있다.
유리 G는 UV 차단특성을 보이지 않는 반면에, 같은 R값을 가지는 유리 H 및 I는 UV 차단특성을 보인다. 유리 G 및 I는 R값이 최적의 값으로 유지되는 유리들에서 조차도 심지어 전술한 범위내의 알루미나 및 실리카의 수준을 유지해야 하는 중요한 점을 예시하고 있다.
하기 표 5에는 약간의 조성변화를 나타내는 몇몇 유리들의 조성을 양이온%로 나타내고 있다. 이러한 유리들은 조성이 변화되어 비-광호변성을 가지는 유리가 된다는 것을 나타내고 있다.
[표 5]
상기 표 5에 있어서, 유리 J는 광호변성 유리이다. 유리 K에서 알 수 있는 바와 같이, 할로겐 함량을 증가시킴으로써 비-광호변성을 나타낼 수 있다. 유리 L에서 알 수 있는 바와 같이, Cu2O 수준을 감소시킴으로써 또한 비-광호변성을 나타낼 수 있다.
유리 N은 미미한 조성변화에 의해서도 비-광호변성을 나타낼 수 있는 광호변성 유리이다. 유리 M은 SnO2함량에서 약간의 증가 효과를 설명하고 있다. 구리 금속으로 환원이 일어나는 지점까지는 SnO2함량이 증가하지 않도록 주의를 기울여야 한다. 유리 O는 Na2O 및 B2O3의 함량을 변화시켜 R값을 감소시킴으로써 상기와 같은 목적을 달성한다는 것을 설명하고 있다. 실시예 M, N 및 O는 WO3의 광호변성에 미치는 영향을 설명하는데 또한 중요하다. 실시예 P 및 Q는 UV 차단특성을 보이며 CdO는 어떤 유리 조성물에서 광호변성을 향상시킬 수 있으며, 만약 CdO가 존재한다면 그 사용량은 낮은 값으로 제한되어야 한다는 사실을 설명하고 있다.

Claims (15)

  1. 35~73양이온% SiO2, 15~45양이온% B2O3, 0~12양이온% Al2O3, 0~12양이온% Li2O, 0~20양이온% Na2O, 0~12양이온% K2O, 0~5양이온% CaO+BaO+SrO, 0.125~1.0양이온% Cu2O, 0~1양이온% CdO, 0~5양이온% ZrO2, 0~0.75양이온% SnO2, 0~1양이온% As2O3, 및/또는 S2O3로 필수적으로 구성되며, 상기 SiO2가 55양이온%를 초과할 경우에는 Al2O3는 10양이온% 이하이고, 상기 Li2O+Na2O+K2O는 4.75~20양이온%이며, 상기 유리는 0~1.75중량% Cl, 0~1.0중량% Br, 0.25~2.0중량% Cl+Br 및 0~2중량% F를 함유하고, 상기 유리 조성이 최대 12양이온%의 Li2O, 10양이온% 이하의 Al2O3, 적어도 0.3양이온% Cu2O 및 0.50~2.0중량% Cl+Br로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 하나의 조건을 충족시킬 때를 제외하고는 0.30몰%를 초과하지 않는 0.15~0.45몰%의 R-값을 갖으며, 침전된 제1구리 또는 제1구리-카드뮴 할라이드 결정상을 함유하며 약 400㎚에서 예리한 스펙트럼 차단특성을 갖는 비-광호변성 R2O-B2O3-SiO2유리임을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유리가 최대 5양이온% ZrO2를 함유하여 유리의 굴절률을 증가시키기에 효과적인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유리가 최대 5양이온% CaO, BaO 및/또는 SrO를 함유하여 유리의 굴절률을 증가시키기에 효과적인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유리가 최대 12양이온%의 Li2O를 함유하여 400㎚에서 예리한 UV 차단특성을 제공하기에 효과적인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유리가 최대 0.5양이온% Cu2O를 함유하여 400㎚에서 예리한 UV 차단 특성을 제공하기에 효과적인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 유리가 0.15보다 높은 R값을 가지며 염화 제1구리상의 침전이 억제될 때의 값보다 낮은 값을 가지는 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유리가 적어도 2%부터 UV 흡수에 악영향을 미치는 양까지의 Al2O3를 함유하는 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  8. 제5항에 있어서, 상기 Cu2O 함량이 0.2~0.5양이온%인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 Cl+Br의 함량이 0.5~1.5중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유리가 고정된 틴트를 가지지 않으며, 상기 유리 조성물이 40~70양이온% SiO2, 20~35양이온% B2O3, 2~10양이온% Al2O3, 8~20양이온% R2O, 0.2~0.5양이온% Cu2O, 및 0.25~1.5중량% Cl 및/또는 Br로 필수적으로 구성되며, 상기 R2O가 0~12양이온% Li2O, 0~20양이온% Na2O 및 0~12양이온% K2O로부터 선택됨을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  11. 제1항에 있어서, 상기 유리가 최대 1%의 전이금속 산화물을 함유하며, 이에 의해 고정된 틴트가 상기 유리에 착색됨을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  12. 제1항에 있어서, 상기 유리가 TiO2, Nb2O3, 및 PbO로 구성된 군으로부터 선택된 최대 2%의 산화물, 및/또는 WO3및 MoO3로 구성된 군으로부터 선택된 최대 0.5%의 산화물을 함유하며, 이에 의해 굴절률이 증진되며 고정된 틴트가 상기 유리에 착색됨을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  13. 제1항에 있어서, 상기 구리의 일부가 제2구리상태에 있고 이에 의해 고정된 틴트가 상기 유리에 착색됨을 특징으로 하는 자외선 흡수 유리.
  14. 하기 방법 중 적어도 하나의 유리조성을 변경하고, 구리 할라이드 결정상을 갖으며 광변색성을 나타내는 R2O-B2O3-SiO2유리로부터 광호변성을 제거하는 방법. a. 광호변성을 제거하기에 효과적인 최대 0.5 양이온%의 SnO2를 첨가, b. CuO 성분의 감소, c. Cl 성분의 증가, d. R-값의 감소
  15. 하기 방법 중 적어도 하나로 유리조성을 변경하는 것으로 구성되며, 적어도 0.125양이온%의 Cu2O 및 적어도 0.25중량%의 Cl+Br을 함유하는 R2O-B2O3-SiO2유리로 400㎚에서 예리한 UV 투과차단을 유도하는 방법. a. 최대 12양이온% Li2O의 첨가, b. Cu2O 성분의 증가, c. R-값의 감소
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