KR100358821B1 - 창유리제조용유리조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건축 분야에서 사용하거나 자동차 및 산업용 차량에 끼우기에 매우 적합한 창유리 제조용 유리 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유리 조성물은 Fe2O3형태로 표현된 전체 철 0.75 내지 1.4중량%와 FeO 형태로 표현된 제1철 0.25 내지 0.32중량%를 함유하고, 3 내지 3.3mm의 두께에 대해 광원 A하에서의 전체 광 투과율(TLA)이 70% 이상이고 총 에너지 투과율(TE)이 약 46% 미만이며 자외선 조사에 대한 투과율이 약 25% 미만이다.
Description
본 발명은 건축 분야에서 사용하거나 자동차 및 산업용 차량에 설치하기에 매우 적합한 창유리 제조용 유리 조성물에 관한 것이다.
자동차 및 산업용 차량에 사용되는 창유리는 이의 광 투과와 관련한 법적 요구조건을 만족시켜야 한다. 이와 같은, 전면창(windscreen=windshield) 제조용 창 유리는 광원 A하에서 전체 광 추과율(TLA)이 75% 이상이어야 한다. 측면창 및 후면창 제조용 창유리는 동일한 조건하에서 TLA가 70% 이상이어야 한다.
요즈음 자동차의 유리 사용면이 매우 넓으며 안락함과 관련한 고객의 기대치가 점점 더 강해지고 있기 때문에, 자동차 제조업자들은 탑승자가 태양 조사선을 느끼는 감열도를 감소시킬 수 있는 모든 수단을 찾고 있는 중이다.
잔류 태양 에너지를 가능한 한 최대량으로 흡수하는 동시에, 한편으로는 스펙트럼의 가시 영역에서의 광 투과율을 높게 유지시키기 위해, 유리 조성물 내에 철을 도입시키는 방법이 공지되어 있다. 철은 유리 중에 산화제2철(Fe2O3) 및 산화제1철(FeO)의 형태로 존재한다.
Fe2O3은 UV선 및 스펙트럼의 가시광선 영역의 단파장 광선을 흡수할 수 있는 반면, FeO는 근적외선 부분에서의 조사선 및 가시광선 영역의 장파장에 상응하는 광선을 흡수할 수 있다.
위의 두 산화물 형태에서 철 함량을 증가시키면서 가시 스펙트럼 양 말단에서의 조사선 흡수가 강화되긴 하지만, 당해 효과는 광 투과율의 손실을 수반한다.
지금까지, 조사선을 흡수하는, 산화철의 능력을 가능한 한 최대로 사용하는 동시에, 광 투과율을 가능한 한 최고로 유지시키기 위한 다양한 해결책이 제안되어 있다.
유럽 특허 제297 404호는 Fe2O3형태의 전체 철 함량이 0.45 내지 0.65%인 규소-나트륨-칼슘계 유리를 기술하고 있으며 특허청구하고 있다. 이들 유리는, 전체철 함량의 35% 이상, 바람직하게는 50% 이상이 FeO의 형태로 존재하도록 하는 조건하에서 제조된다. 이렇게 수득한 FeO 함량의 증가를 통해 유리의 적외선 흡수도를 증가시키고 총 에너지 투과율(TE)을 감소시킬 수 있다. 그러나, 황의 존재하에 고도의 환원 조건으로 유리를 제조할 경우에는, 황과 제2철 이온의 반응으로부터 생성된 발색단의 형성에 의해 유리가 호박색을 띠게 된다. 따라서, 이러한 현상을 막기 위해, 유리화 혼합물(virtrifiable mixture) 중의 황산염을 제거할 필요가 있으며 유리 중의 황 함량은 결코 0으로 되지 않기 때문에, 제2철 이온의 함량(%)이 낮게 유지되어야 하는데, 이를 위해 전체 철 농도를 엄격하게 제한할 필요가 있다. 이들유리의 UV선 흡수 용량은 보통이다.
상술한 유럽 특허에 의해 명시된 것보다 전체 철의 함량이 더 높기 때문에 우수한 광 투과율과 우수한 적외선 및 자외선 흡수도가 잘 조화된 유리를 제조하는 방법도 공지되어 있다.
미합중국 특허원 제5 214 008호에는 Fe2O3형태의 전체 철을 0.7 내지 0.95중량% 함유하는, 산화세륨 및 당해 유형의 기타 산화물이 전혀 없는 유리가 기술되어 있다. 이들 유리는 통상적인 노 속에서 통상적인 유리화 원료 물질로부터 제조된다. 유리의 산화-환원도는 유리화 혼합물 속으로 탄소 및 황산나트륨을 도입시켜 조절한다.
당해 산화-환원도는, 3.7 내지 4.8mm의 두께에 대해 광 투과율이 70% 이상이며 자외선에 대한 투과율이 38% 미만이고 총 에너지 투과율이 44.5% 미만인 유리중의 FeO 형태의 철이 0.19 내지 0.24중량%의 범위내에서 변화하도록 정확히 제한된 범위내에서 달라진다.
규소-나트륨-칼슘계 유리의 기타 조성물을 사용하는 경우, 소정의 두께에 대해 70% 이상의 광 투과율과 적외선 및 자외선에 대한 우수한 흡수도를 수득할 수 있다. 이러한 경우는 유럽 특허원 제488 110호 및 국제 특허원 제WO 91/07356호에 잘 기술되어 있다. 이들 특허원에 명시된 유리는, 산화철 이외에도, 산화세륨 및 산화티탄을 함유한다. 비록 이들 산화물이 자외선 흡수도를 증가시킬 수 있어도, 이들의 사용은 단점이 된다.
이와 같이, 산화세륨은 가격이 매우 비싼 성분이어서 이를 사용할 경우 수득된 유리의 가격이 상승되며, 또한 산화세륨을 사용하면 산화제1철의 유해물에 대한 산화제2철과 산화제1철의 평형에 영향이 미친다. 산화티탄으로는 가시 영역에서의 광 투과율을 감소시키는 단점이 있다.
본 발명은 투과 특성이 산화철의 존재에 의해 주로 조절되며, 필적하는 공지된 유리와 비교하여, 두께가 얇을 경우를 제외하고는 적외선 및 자외선에 대해 공지된 유리와 적어도 등등한 흡수 능력을 갖는, 용융된 금속 욕 표면에 부을 수 있는 유리에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 Fe2O3형태의 전체 철 0.75 내지 1.4중량% 및 FeO 형태의 제1철 0.25 내지 0.32중량%를 함유하고, 광원 A하에서 3 내지 3.3mm의 두께에 대한 전체 광 투과율(TLA)이 70% 이상이고 총 에너지 투과율(TE)이 약 46% 미만이며 자외선 투과율이 약 25% 미만인 규소-나트륨-칼슘계 유리 조성물에 의해 달성된다. 광 투과율과 에너지 투과율 값은 패리 문 매스(Parry Moon Mass) 2 방법으로 측정하며, 자외선 투과율은 표준 ISO 9050으로 규정된 방법으로 측정한다.
본 발명에 따르는 유리는 플로트(float) 유리 제조 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 노 속에서 통상적인 원료 물질로부터 제조한다. 본 발명에 따르는 유리의 용융 및 정련은, 필요에 따라, 전극 사이에 전류를 통과시켜 유리를 덩어리로 가열시킬 수 있도록 하는, 전극을 장착시킨 염광로(flame furnace) 속에서 수행한다. 본 발명에 따르는 유리의 산화-환원도는 황산나트륨과 같은 산화제 및코크스(coke)와 같은 환원제로 조절한다. 유리화 혼합물이 용융되는 노의 특성을 참작하면, 당해 유리화 혼합물 속으로 도입되는 황산나트륨의 양은 유리의 SO3함량이 통상적으로 0.10 내지 0.35%가 되게 하는 양이다.
또한, 황산염과 관련한 환원제의 함량은 유리를 제조하는 노의 특성을 참작하면, 유리의 산화-환원도가 정확한 제한 범위 내에서 유지될 수 있도록 계산한다. 이들 제한치는, FeO 형태의 제1철의 양과 Fe2O3형태의 전체 철의 양 사이의 비의 최대값에 의해 한정된다. 본 발명에 따르면, FeO/Fe2O3비율은 22 내지 34%, 바람직하게는 25 내지 30%이다.
본 발명에 따르는 유리는 다음의 성분들을 다음과 같이 제한된 범위의 함량으로 포함하는 규소-나트륨-칼슘계 유리이다:
본 발명에 따르는 유리는 또한, 불순물로서 간주되며, 사용된 유리화 원료물질과 함께 도입되고/도입되거나 산화철 이외에 소량의 착색제를 함유하고 유리화 혼합물에 도입된 유리 쿨레트(cullet)에 의해 도입되는 다른 성분들을 함유할 수 있다. 이들 불순물의 양은 유리의 0.1중량% 미만이며, 이들은, 예를 들어, 티탄, 코발트, 니켈, 크롬, 셀레늄 또는 망간이다.
본 발명에 따르는 유리는 바람직하게는 Fe2O3형태의 전체 철을 0.85 내지 1.3% 함유한다.
본 발명에 따르는 유리는, 전체 철 함량 및 개개의 산화제2철과 산화제1철의 함량 조절을 통해 비교적 얇은 두께에서도 적외선과 자외선을 현저하게 흡수할 수 있다. 이는 유리를 두께가 얇은 판유리의 제조에 사용하고자 하는 경우 특히 유리하다.
앞에서 언급한 투과 특성 이외에도, 본 발명에 따르는 유리는 청색-녹색으로의 색조 변화 성향을 나타낸다. 광원 C하에서 우세한 파장은 통상적으로 490 내지 505nm이다.
하기에 예로서 제시된 유리는 본 발명때 따르는 유리의 장점을 이해할 수 있게 한다.
본 발명의 유리 100g을 수득하는데 사용된 유리화 혼합물은 다음과 같다:
수득된 유리에 대한 분석 결과는 다음과 같다:
두께가 3.15mm인 유리에 대해 앞에서 상술한 바대로 측정한 투과 특성은 다음과 같다:
당해 유리의 광원 C하에서의 우세한 파장은 499nm이다.
본 발명에 따르는 유리를 플로트 유리 기술을 사용하여 연속 리본 또는 밴드로 전환시킬 수 있다. 당해 리본을 절단하여 수득한 유리 시이트의 두께는 1 내지 5mm로 다양하다. 이들 유리 시이트를 단독으로 또는 함께 사용하여 특히 자동차에 끼울 수 있는 판유리를 제조할 수 있다.
전면창 또는 측면창을 제조하기 위해서는, 1장치 유리 시이트 또는 유기 물질로 이루어진 중간 시이트에 의해 분리된 2장의 유리 시이트를 사용한다. 유리의 전체 두께는 가장 통상적으로는 3 내지 4mm이다. 이러한 두께의 경우 본 발명에 따르는 유리는 우수한 자외선 흡수도 및 우수한 온도 안락함을 보장한다.
다른 창유리와 마찬가지로, 본 발명에 따르는 유리로 제조된 창유리에도 추가의 표면 처리를 할 수 있거나, 예를 들어, 내스크래치성을 갖는 폴리우레탄계 막 또는 파손시 밀폐를 보장하는 막과 같은 유기 피막을 결합시킬 수 있으며, 창유리를 에나멜 막과 같은 막으로 국소적으로 피복시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 창유리는 고온에서의 화학적 침착에 의해, 열 분해 또는 화학적 증기상 증착(CVD) 기술에 의해 또는 진공하에서의 증착에 의해 형성된 하나 이상의 금속 산화물 막으로 피복될 수 있다.
Claims (6)
- Fe2O3형태의 전체 철 0.75 내지 1.4중량%, FeO 형태의 제1철 0.25 내지 0.32중량%, SiO264 내지 75중량%, Na2O 9 내지 18% 및 CaO 2 내지 15중량%를 함유하고, 광원 A하에서 3 내지 3.3mm의 두께에 대한 전체 광 투과율(TLA)이 70% 이상이고 총 에너지 투과율(TE)이 약 46% 미만이며 자외선 투과율이 약 25% 미만인, 창유리 제조용의 규소-나트륨-칼슘계 유리 조성물.
- 제1항에 있어서, FeO 형태의 제1철의 함량이 Fe2O3형태의 전체 철의 함량의 22 내지 34%인 유리 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 다음의 성분들을 다음과 같이 제한된 범위의 함량으로 포함하고, 불순물을 0.1중량% 미만 포함할 수 있는 유리 조성물.
- 제3항에 있어서, FeO 형태의 제1철의 함량이 Fe2O3형태의 전체 철의 함량의 25 내지 30%인 유리 조성물.
- 제3항에 있어서, Fe2O3형태의 전체 철의 함량이 0.85 내지 1.3중량%인 유리 조성물.
- 화학적 조성이 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에서 정의한 바와 같은 유리 시이트를 하나 이상 포함하는 창유리.
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