KR100462949B1 - Glass composition and bead with high refractivity - Google Patents

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KR100462949B1
KR100462949B1 KR10-2001-0076421A KR20010076421A KR100462949B1 KR 100462949 B1 KR100462949 B1 KR 100462949B1 KR 20010076421 A KR20010076421 A KR 20010076421A KR 100462949 B1 KR100462949 B1 KR 100462949B1
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Abstract

본 발명은 고굴절률 유리 조성물 및 이를 이용한 유리알에 관한 것으로서, 본 조성물은 주성분으로 고굴절율 산화물인 TiO2및 BaO와, 안정화제로서 안정화 산화물인 SiO2, 수식산화물인 MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물, 실투억제용 산화물로서 ZrO2, Al2O3또는 이들의 혼합물을 함유하며, nd=1.9 이상의 고굴절률 유리알을 용이하면서 안정하게 제조할 수 있게 한다.The present invention relates to a high refractive index glass composition and a glass egg using the same, the composition is a high refractive index oxide of TiO 2 and BaO as a main component, a stabilizer oxide SiO 2 as a stabilizer, MgO, CaO, ZnO, Na 2 as a stabilizer One or two or more mixtures selected from the group consisting of O and K 2 O, containing ZrO 2 , Al 2 O 3 or mixtures thereof as devitrification inhibitors, and having a high refractive index glass grain of nd = 1.9 or more easily and stably Make it possible to manufacture.

Description

고굴절률을 갖는 유리조성물 및 유리알 {Glass composition and bead with high refractivity}Glass composition and bead with high refractivity

본 발명은 굴절률이 높은 유리조성물과 이를 이용한 유리알에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 nd=1.9 이상의 굴절률을 가지는 유리조성 및 이를 이용한 유리알에 관한 것이다.The present invention relates to a glass composition having a high refractive index and a glass egg using the same, and more particularly, to a glass composition having a refractive index of nd = 1.9 or more and a glass egg using the same.

유리알의 응용분야는 다양하다고 할 수 있으며, 현재 상용되고 있는 유리알의 응용분야는 유리의 가장 큰 장점인 광학적 특성을 이용한 반사용 유리알과 유리의 고유특성에 구형인 형상의 특성을 이용한 제품으로 구분할 수 있다.The application fields of glass eggs can be said to be diverse, and the application fields of glass beads currently in use can be divided into reflective glass balls using optical properties, which are the biggest advantages of glass, and products using spherical shape characteristics. have.

이들 중에서 도로표면에 차로 표시용의 응용분야는 현재 일반유리와 비슷한 굴절률(nd=1.5)을 가진 유리알이 사용되어 왔으나, 교통량이 많아지고 도로의 구조가 좋지 못하여 운전자의 판단이 흐려지는 곳이나 악천후 및 야간주행시 안전하고 명확한 차로 표시를 위해 고굴절 유리알이 일부분 사용되고 있으며 점차 응용분야가 확대되고 있다.Among them, the application field for the road marking on the road surface has been used glass beads with refractive index similar to that of ordinary glass (nd = 1.5), but the traffic volume is not good and the structure of the road is poor. High-refractive glass grains are used in part to display a safe and clear car when driving at night, and the application field is gradually expanding.

또한 도로표지판의 반사시트에 적용되는 고굴절 유리알도 현재 사용되는 유리알보다 높은 굴절률의 유리알이 요구되고 있으며, 안전하고 쾌적한 교통문화제공을 위하여 그 수요가 점차 확대되고 있는 실정이다.In addition, the high refractive glass glass applied to the reflective sheet of the road sign is required glass glass of higher refractive index than the glass glass currently used, the demand is gradually increasing to provide a safe and comfortable traffic culture.

일반적으로 도로포장 및 표지판으로 이용되고 있는 유리알은 굴절률이 일반유리와 거의 유사하며, 악천후나 야간주행에 있어서 그 본래의 목적인 차로 구별 및 방향표시가 제대로 이루어지지 않음으로서 위험한 상황을 유발시킬 수 있다고 할 수 있다. 따라서 최근에는 원거리에서도 명확한 표시가 가능한 고굴절 유리알에 대한 수요가 늘어나고 있으며, 앞으로는 현재의 저굴절 유리알을 고굴절 유리알이 차지할 것으로 예상할 수 있다.In general, the glass grains used for road pavement and signage have a refractive index that is similar to that of ordinary glass, and may cause dangerous situations due to poorly distinguishing and indicating the direction of the car as its original purpose in bad weather or at night. Can be. Therefore, in recent years, the demand for high refractive glass grains that can be clearly displayed at a long distance is increasing, and in the future, high refractive glass grains can be expected to occupy the current low refractive glass grains.

유리의 가장 큰 특성인 광학적 특성을 이용하는 유리알은 도로바닥용과 도로표지판용으로 나눌 수 있다. 바닥용은 도료에 혼합하여 반사재료로 사용되어 바닥에 도포 하는 도로표지도료용 유리알과 표지판에 사용되는 표식용으로 나눌 수 있는데, 굴절률과 그 크기에 따라 다시 구분된다. 즉 도료에 혼합되는 유리알은 반사의 척도가 되는 굴절률이 약 1.5정도를 갖고 크기가 약 100미크론에서 2000미크론으로, 유리조성은 일반 소다석회유리가 사용된다. 그러나 표지판에 사용되는 유리알은 굴절률이 1.9 이상의 고굴절률을 갖는 유리알이 사용되며, 그 크기도 20미크론에서 100미크론의 작은 유리알이 사용된다. 이러한 고굴절 유리알을 생산하기 위해서는 기존의 유리조성으로는 생산할 수 없으며, 유리조성이 매우 까다롭고 유리화가 어려운 것이 특징이다.Glass grains, which use optical properties, the biggest characteristic of glass, can be divided into road floors and road signs. Flooring can be divided into glass grains for road signs, which are used as reflective materials after being mixed with paints, and markers used for signs. They are divided according to refractive index and size. In other words, the glass grains mixed in the paint have a refractive index of about 1.5, which is a measure of reflection, and a size of about 100 microns to 2000 microns. However, the glass beads used for the signs are glass beads having a high refractive index of 1.9 or more, and small glass beads having a size of 20 microns to 100 microns are used. In order to produce such high refractive glass grains, conventional glass compositions cannot be produced, and glass compositions are very difficult and vitrification is difficult.

기존의 조성과 제조방법(한국특허공보96-1656)으로는 유리화가 너무 어렵고 1.9이상의 고굴절 유리를 제조하기가 어렵다. 또한 특허공보(JP33-3352, JP55-47245, JP54-139916, JP60-54253, JP54-25925)의 경우는 고굴절률을 나타내는 유리조성이라고는 할 수 있으나, 유리화 하기 위해서는 많은 어려움을 갖고 있다.With the existing composition and manufacturing method (Korean Patent Publication No. 96-1656), vitrification is too difficult and it is difficult to manufacture high refractive glass of 1.9 or more. In addition, the patent publications (JP33-3352, JP55-47245, JP54-139916, JP60-54253, JP54-25925) can be said to be a glass composition showing a high refractive index, but there are many difficulties in vitrification.

고굴절 유리알의 제조에 있어서 TiO2와 BaO의 함량은 고굴절을 나타내는 중요한 성분이다. 그런데 TiO2를 다량 함유한 유리는 맑은 유리로 만들 수 있는 유리화 과정이 매우 어려우며, 따라서 유리알 제조를 위한 적합한 유리화 조성의 선정기술이 요구되며, 유리알 제조과정에 있어서 실투(devitrification)가 발생하지 않으면서 일정한 크기의 유리알을 제조하는 것이 그 핵심기술이라고 할 수 있다.The content of TiO 2 and BaO is an important component of high refractive index in the production of high refractive glass eggs. However, the glass containing a large amount of TiO 2 is very difficult to vitrification process to make a clear glass, therefore, it is required to select a suitable vitrification composition for the production of glass beads, without devitrification in the glass manufacturing process It is the core technology to make a glass of a certain size.

일반적으로 기존의 고굴절 유리알은 용이한 유리화를 위해서 TiO2와 유리의 안정성은 높일 수 있으나, 굴절률이 저하되는 SiO2의 함량이 거의 비슷하게 사용되거나 SiO2의 함량이 더 높음으로서 굴절률이 1.7 이하인 유리알이 제조되어 사용되어졌다. 따라서 그 응용분야가 제한적일 수밖에 없으며, 수요처의 다양한 요구에부응하지 못하여 왔다. 특히 기존의 유리알제조에서는 SiO2의 함량이 많음으로서 고온용융이 필요하였다.In general, high refractive index glass can improve the stability of TiO 2 and glass for easy vitrification. However, the glass grains having a refractive index of 1.7 or less can be used because the content of SiO 2 is decreased or the content of SiO 2 is higher. Manufactured and used. Therefore, the application field is limited, and has not been able to meet the various needs of the customer. In particular, in the conventional glass preparation, high temperature melting was required because of the high content of SiO 2 .

또한, 종래 굴절률 1.9 이상의 고굴절률을 갖는 유리의 조성으로서는 굴절률을 높이기 위하여 환경오염물질인 PbO를 함유하고 있고, 굴절률을 높이기 위하여 TiO2를 다량 함유하게 되는데 이 경우 TiO2가 유리화를 방해하여 유리의 제조를 곤란하게 한다.In addition, the glass composition having a high refractive index of 1.9 or more in the prior art contains PbO, an environmental pollutant to increase the refractive index, and contains a large amount of TiO 2 to increase the refractive index. In this case, TiO 2 prevents vitrification and Makes manufacturing difficult.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 제반 문제점을 감안하여 1.9 이상의 고굴절을 나타내고 동시에 유리로 제조하기 용이한 안정된 유리조성물과 이를 이용한 유리알을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a stable glass composition exhibiting a high refractive index of 1.9 or more and easy to manufacture with glass in view of the above problems of the prior art as described above and a glass egg using the same.

본 발명자는 상기한 문제점을 해결하기 위하여 유리조성으로서 주성분인 TiO2와 BaO를 중심으로 하여 유리의 안정성을 증진시킬 수 있는 SiO2, ZrO2, Al2O3의 첨가량을 조절하였으며, 일반적으로 알려진 유리를 약하게 할 수 있는 수식산화물도 유리를 안정하게 할 수 있는 조성으로 첨가한 결과 목적하는 유리조성을 개발할 수 있었다.In order to solve the above problems, the present inventors have adjusted the amount of SiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 which can enhance the stability of the glass based on the main components TiO 2 and BaO as glass compositions. Modified oxides, which can weaken the glass, were also added in compositions that could stabilize the glass, resulting in the development of the desired glass composition.

도 1은 유리알 제조를 위한 성형기를 개략적으로 나타낸 도면이고,1 is a view schematically showing a molding machine for producing glass balls,

도 2는 성형된 구상 유리알의 전자현미경 사진이고,2 is an electron micrograph of a spherical glass ball formed,

도 3은 일반적인 유리와 기존의 고굴절 유리의 점도를 나타낸 그래프이고,3 is a graph showing the viscosity of common glass and conventional high refractive glass,

도 4는 본 조성물에서 수식산화물이 유리의 용융점에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the effect of modified oxide on the melting point of the glass in the present composition.

그러므로 본 발명에 의하면 고굴절 유리조성물에 있어서,Therefore, in the high refractive glass composition according to the present invention,

(a) 주성분으로 고굴절율 산화물인 TiO235∼75wt% 및 BaO 25∼65 wt%와,(a) 35 to 75 wt% of high refractive index oxide TiO 2 and 25 to 65 wt% BaO,

(b) 안정화 산화물로서 상기 주성분 100중량부당 SiO23∼20중량부와,(b) 3 to 20 parts by weight of SiO 2 per 100 parts by weight of the main component as a stabilizing oxide,

(c) 수식산화물로서 상기 주성분 100중량부당 MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1∼20중량부,(c) 1 to 20 parts by weight of one or two or more mixtures selected from the group consisting of MgO, CaO, ZnO, Na 2 O and K 2 O per 100 parts by weight of the main component as a modified oxide,

(d) 실투억제용 산화물로서 상기 주성분 100중량부당 ZrO2, Al2O3또는 이들의 혼합물 1∼15중량부를 함유하고, 상기 ZrO2, Al2O3, MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O 각각의 최대 함량이 전체 조성물 중량 기준으로 ZrO28% 이하, Al2O38% 이하, MgO 7% 이하, CaO 7% 이하, ZnO 7% 이하, Na2O+K2O 5% 이하인 것을 특징으로 하는 고굴절 유리조성물이 제공된다.(d) 1 to 15 parts by weight of ZrO 2 , Al 2 O 3, or a mixture thereof, per 100 parts by weight of the main component as an devitrification inhibitor, wherein ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, ZnO, Na 2 O And the maximum content of each of K 2 O is 8% or less ZrO 2, 8% or less Al 2 O 3 , 7% or less MgO, 7% or less CaO, 7% or less, ZnO 7% or less, Na 2 O + K 2 O based on the total composition weight. A high refractive glass composition is provided which is 5% or less.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 조성물 중 주성분으로 함유되는 TiO2는 nd 2.9, BaO는 nd 1.98의 고굴절율 산화물로서, 본 조성물중 TiO2대 BaO의 함량비는 중량비로 35:65 ∼75:25가 적당하다. 상기 주성분중 BaO는 실투를 억제하는 효과도 있다.TiO 2 contained as a main component in the present composition is nd 2.9, and BaO is a high refractive index oxide of nd 1.98. The content ratio of TiO 2 to BaO in the present composition is preferably 35:65 to 75:25 by weight. BaO in the said main component also has the effect of suppressing devitrification.

도 3은 대표적인 소다라임실리케이트(sodalimesilicate)계 유리(corning glass 710a)와, TiO2와 BaO만으로 이루어진 고굴절 유리조성의 점도 특성을 보여주고 있다. 도 3에서 알 수 있듯이 일반적으로 알려진 유리의 대표적인 조성인 코닝 글래스(corning glass) 710a의 점도는 온도에 대한 완만한 점도곡선을 보이고 있는 반면 고굴절 유리의 조성은 고온에서 1300℃까지 저점도(100poise이하)를 나타내다가 1300℃근처의 온도에서 갑자기 점도가 105poise 이상으로 증가하여 급격한 점도곡선을 나타내어 점도측정한계를 벗어나 점도를 측정할 수가 없게 된다. 이와 같이 점도곡선이 급격한 유리는 곡선이 완만한 유리조성에 비하여 유리를 제조하는데 어려움을 갖고 있다. 특히 성형에 있어서는 보통 유리의 경우 103∼105poise의 점도범위에서 성형하게 되는데, 고굴절 유리조성은 그 특성상 이 점도의 온도영역에서 갑자기 점도가 증가하는 특성을 나타내므로 성형하기에 적당한 점도영역이 거의 없다고 할 수 있다. 또한 이러한 유리는 성형뿐만 아니라 용융에 있어서도 어려움이 있는데, 용융과정을 살펴보면 온도가 증가하면서 원료의 분해 및 수축과 고상반응이 일어나면서 용융하기 시작하는 단계가 일반적인 용융과정이라고 할 수 있다. 즉, 이러한 고굴절 유리는 이러한 과정이 1300℃근처의 온도에서 순식간에 일어나는 특성을 갖고 있으며, 용융과 동시 점도가 매우 낮아(약 100 cP 이하)서 내화물의 침식이 매우 심하다고 할 수 있다.Figure 3 shows the viscosity characteristics of a high refractive glass composition consisting of typical soda lime silicate (sodalimesilicate) glass (corning glass 710a), TiO 2 and BaO only. As can be seen in FIG. 3, the viscosity of Corning glass 710a, which is a representative composition of glass, is known to exhibit a gentle viscosity curve with respect to temperature, while the composition of high refractive glass has a low viscosity up to 1300 ° C. ), The viscosity suddenly increases to more than 10 5 poise at a temperature near 1300 ℃, showing a sudden viscosity curve, the viscosity can not be measured beyond the viscosity measurement limit. As such, the glass having a sharp viscosity curve has difficulty in producing glass as compared to a glass composition having a gentle curve. Especially in the case of molding, glass is usually formed in the viscosity range of 10 3 to 10 5 poise. The high refractive glass composition shows the characteristic that the viscosity suddenly increases in the temperature range of this viscosity. Almost no. In addition, such glass has difficulty in melting as well as molding. Looking at the melting process, it can be said that the melting process starts with melting as the temperature increases and decomposition and shrinkage of the raw materials and solid phase reactions occur. That is, such high refractive glass has such characteristics that the process occurs in an instant at a temperature near 1300 ℃, and the viscosity at the same time with melting is very low (about 100 cP or less), the refractory erosion is very severe.

이와 같이 유리 조성물은 고굴절률 산화물인 TiO2와 BaO만으로는 유리를 안정하게 할 수 없으므로, 본 발명에서는 고굴절률을 유지하면서 유리의 안정화를 위한 첨가 성분으로서 안정화산화물, 수식산화물 및 실투억제용 산화물을 조성물에 함유시켜 안정성을 증진한 것이 가장 큰 특징이라고 할 수 있다.As described above, the glass composition cannot stabilize the glass only by the high refractive index oxides TiO 2 and BaO. Thus, in the present invention, a stabilized oxide, a modified oxide, and an devitrification inhibitor are used as additives for stabilizing the glass while maintaining a high refractive index. It is the biggest feature that it improves stability by containing in.

본 조성물에서는 안정화산화물로서 SiO2와, 수식산화물로서 MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물과, 실투억제용 산화물로서 ZrO2, Al2O3또는 이들의 혼합물을 사용한다.In the present composition, one or two or more mixtures selected from the group consisting of SiO 2 as a stabilizing oxide, MgO, CaO, ZnO, Na 2 O, and K 2 O as a modified oxide, and ZrO 2 , Al as an anti-rusting oxide 2 O 3 or mixtures thereof are used.

안정화 산화물인 SiO2는 유리를 안정하게 만들 수 있으나 너무 많이 첨가하면 유리의 굴절률을 저하시킬 수 있으므로 상기 주성분 100중량부당 SiO23∼20중량부의 비율로 함유시키는 것이 바람직하다.SiO 2, which is a stabilizing oxide, may make the glass stable, but if it is added too much, the refractive index of the glass may be lowered. Therefore, it is preferable to contain SiO 2 in an amount of 3 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the main component.

또한 유리의 수식산화물도 과량 사용시 유리의 굴절률을 저하시킬 수 있으므로, 본 조성물 중 상기 수식산화물의 함량은 상기 주성분 100중량부당 1∼20중량부가 바람직하다.In addition, since the modified oxide of glass can also reduce the refractive index of glass when it uses excessively, the content of the said modified oxide in this composition is 1-20 weight part per 100 weight part of said main components.

또한 실투억제용 산화물도 과량 사용시 유리의 굴절률을 저하시킬 수 있으므로, 본 조성물중 실투억제용 산화물의 함량은 상기 주성분 100중량부당 1∼15중량부가 적당하다.In addition, since the devitrification-suppressing oxide can also reduce the refractive index of glass when used in excess, the content of the devitrification-suppressing oxide in this composition is 1-15 weight part per 100 weight part of said main components.

가급적, 본 조성물중 ZrO2, Al2O3, MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O 각각은 전체 조성물 중량 기준으로 ZrO28% 이하, Al2O38% 이하, MgO 7% 이하, CaO 7% 이하, ZnO 7% 이하, Na2O+K2O 5% 이하로 함유시키는 것이 바람직하다.Preferably, each of ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, ZnO, Na 2 O and K 2 O in the present composition is based on the total weight of the composition, up to 8% ZrO 2, up to 8% Al 2 O 3 , MgO 7% or less, it is desirable to contain more than 7% CaO or less, 7% or less ZnO, Na 2 O + K 2 O 5%.

본 발명의 유리조성물은 이를 용융하여 유리를 제조한 후, 파쇄, 분쇄 및 구형화 공정을 유리알로 제조할 수 있다. 유리조성물의 용융은 전기로 등에서 수행할 수 있으며, 용융하여 제조한 유리의 파쇄는 유리의 실투를 방지하기 위한 것으로, 예를 들어 유리용융물을 물속에 부어서 파유리를 제조함으로써 수행할 수 있다. 제조된 파유리는 바람직하게 입도범위가 20∼90㎛가 되게 볼밀 등에서 분쇄하고, 도1에 예시되는 바와 같은 성형기에서 구형화하여 유리알로 제조할 수 있다.The glass composition of the present invention may be prepared by melting the glass composition, and then crushing, pulverizing and spheronizing the glass composition. Melting of the glass composition may be carried out in an electric furnace or the like, and the crushing of the glass produced by melting is to prevent devitrification of the glass. For example, the glass melt may be poured into water to prepare a cullet. The manufactured cullet may be preferably pulverized in a ball mill or the like so as to have a particle size range of 20 to 90 µm, spherical in a molding machine as illustrated in FIG.

이와 같이 제조되는 유리알은 안정하면서 nd 1.9 이상의 고굴절률을 나타낸다.The glass grains thus prepared are stable and exhibit a high refractive index of nd 1.9 or more.

이하, 본 발명을 유리화 단계와 그 이후의 시제품 완성단계로 구성되는 실시예를 참고로 하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 단, 본 발명은 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to an embodiment consisting of a vitrification step and a prototype completion step thereafter. However, the present invention is not limited to the following examples.

[실시예]EXAMPLE

※ 실험 Ⅰ-1 내지 Ⅰ-6※ Experiment I-1 to I-6

하기 표 1에 제시되는 유리조성물을 준비하였다. 표 1의 조성은 고굴절률 산화물로서 TiO2(nd 2.9)와 BaO(nd 1.98)로 충족시키며, TiO2-BaO-SiO2계 유리를 기본으로 하였다. 선택된 유리조성의 각 산화물을 살펴보면, 굴절률이 1.9 이상의 조성과 2.0 이상의 그룹으로 하였으며, 또한 실투를 억제하기 위하여 알칼리토류 산화물을 첨가하는 방법으로 하여 세 그룹으로 하였으며, ZrO2, Al2O3그리고, 중간 산화물인 RO성분을 적절히 함유하여 조성을 선정하였다. 상기의 뱃치는 원료로서 모두 1급 시약들을 사용하여 100g 뱃치로 하여 유리를 제조하였다. 혼합방법으로 계산된 뱃치(Batch)조성을 측량하여 100g 단위로서 1개의 뱃치를 제조하였으며, 아세톤과 뱃치를 1:1정도의 비율로 혼합하여 유발내에서 혼합을 실시하였다. 약 10분 가량 혼합을 실시한 후 제조된 뱃치는 건조기에서 1시간 정도 건조를 실시하였다. 건조된 뱃치의 용융은 알루미나(Al2O3)도가니를 사용하여 1350℃ 이상의 전기로에서 1시간이상 용융하여 유리를 제조하였다. 용융된 유리는 유리의 실투(devitrification)방지를 위해 물속에 유리 용융물을 부어서 파유리를 제조하였다. 제조된 파유리를 입도범위가 20∼90㎛가 되게 볼밀에서 분쇄하여 도 1의 성형기에서 구형화 하였다.To prepare a glass composition shown in Table 1 below. The composition of Table 1 is satisfied with TiO 2 (nd 2.9) and BaO (nd 1.98) as high refractive index oxide, based on TiO 2 -BaO-SiO 2 -based glass. Looking at each oxide of the selected glass composition, the refractive index was composed of a composition of 1.9 or more and a group of 2.0 or more, and in order to suppress the devitrification was made into three groups by adding alkaline earth oxide, ZrO 2 , Al 2 O 3 And, The composition was selected by appropriately containing the RO component which is an intermediate oxide. All of the above batches were prepared in a 100 g batch using first-class reagents as raw materials. The batch composition calculated by the mixing method (batch) was measured to prepare one batch as a 100g unit, and acetone and the batch was mixed in a ratio of about 1: 1 to carry out mixing in induction. After the mixing was performed for about 10 minutes, the prepared batch was dried for about 1 hour in a dryer. Melting of the dried batch using a alumina (Al 2 O 3 ) crucible was melted for more than 1 hour in an electric furnace of 1350 ℃ or more to prepare a glass. The molten glass was prepared by pouring a glass melt in water to prevent devitrification of the glass. The prepared cullet was crushed in a ball mill to have a particle size range of 20 to 90 µm and spherical in the molding machine of FIG.

그 결과 입도가 20∼90㎛, 굴절률(베케라인법)이 1.9∼2.0, 밀도 4.2∼4.6인 도 2와 같은 구상유리알을 얻었다.As a result, spherical glass grains as in Fig. 2 having a particle size of 20 to 90 µm, a refractive index (Bequeline method) of 1.9 to 2.0 and a density of 4.2 to 4.6 were obtained.

실험 No.Experiment No. 조성성분 (중량%)Ingredients (% by weight) 굴절률Refractive index 유리상태Glass TiO2 TiO 2 BaOBaO SiO2 SiO 2 ZrO2 ZrO 2 Al2O3 Al 2 O 3 MgOMgO CaOCaO ZnOZnO Ⅰ-1Ⅰ-1 4040 4343 77 55 55 1.911.91 양호Good Ⅰ-2Ⅰ-2 4040 4343 77 55 55 1.911.91 양호Good Ⅰ-3Ⅰ-3 4040 4343 77 55 55 1.911.91 양호Good Ⅰ-4Ⅰ-4 5050 3333 77 55 55 2.012.01 실투Throwing Ⅰ-5Ⅰ-5 5050 3333 77 55 55 2.032.03 양호Good Ⅰ-6Ⅰ-6 5050 3333 77 55 55 2.032.03 양호Good

※ 실험 Ⅰ-7 내지 Ⅰ-12※ Experiment Ⅰ-7 to Ⅰ-12

하기 표 2에 제시되는 조성으로 유리조성물을 준비한 것을 제외하고는 위 실험과 동일한 절차를 반복하였다.The same procedure as in the above experiment was repeated except that the glass composition was prepared with the composition shown in Table 2 below.

실험 No.Experiment No. 조성성분 (중량%)Ingredients (% by weight) 굴절률Refractive index 유리상태Glass TiO2 TiO 2 BaOBaO SiO2 SiO 2 ZrO2 ZrO 2 MgOMgO CaOCaO ZnOZnO Na2ONa 2 O K2OK 2 O Ⅰ-7Ⅰ-7 5656 30.530.5 55 33 22 22 1One 0.50.5 2.1이상2.1 or higher goodgood Ⅰ-8Ⅰ-8 5656 30.530.5 77 22 22 22 0.50.5 2.1이상2.1 or higher goodgood Ⅰ-9Ⅰ-9 5757 3030 77 22 1.41.4 22 0.30.3 0.30.3 2.1이상2.1 or higher goodgood Ⅰ-10Ⅰ-10 5757 3030 55 22 3.43.4 22 0.30.3 0.30.3 2.1이상2.1 or higher goodgood Ⅰ-11Ⅰ-11 5959 28.428.4 77 22 33 0.30.3 0.30.3 2.1이상2.1 or higher 실투Throwing Ⅰ-12Ⅰ-12 5959 29.429.4 77 22 22 0.30.3 0.30.3 2.1이상2.1 or higher goodgood

본 발명에 따르는 조성물들이 고굴절률을 달성하면서 유리의 안정성이 우수한 것은 시차열분석(DTA) 결정화 온도에서 알 수 있다.It can be seen at the differential thermal analysis (DTA) crystallization temperature that the compositions according to the present invention achieve high refractive index and have excellent glass stability.

실험 조성 Ⅰ-1 내지 Ⅰ∼6에 대한 DTA 결과를 나타낸 표 3에 있어서, 실험 조성 Ⅰ-1∼3와 Ⅰ-4∼6를 비교해 보면, 유리의 안정화 척도가 될 수 있는 (Tx1-Tg)의 온도차는 수식산화물로서 CaO를 첨가한 Ⅰ-2와 Ⅰ-5 유리에서 MgO와 ZnO를 첨가한 Ⅰ-1,3과 Ⅱ-4,6 유리에 비하여 현저히 큰 온도차를 나타내고 있는 것을 볼 수 있는데, 이는 본 발명의 유리조성에서 CaO가 다른 성분에 비하여 유리를 안정화하는데 크게 기여한다는 것을 보여주고 있다.In Table 3 showing the DTA results for Experimental Compositions I-1 to I-6, comparing Experimental Compositions I-1-3 and I-4-6, which can be a stabilization measure for glass (T x1 -T The temperature difference of g ) shows significantly higher temperature difference in the glass of I-2 and I-5 with CaO as modified oxide compared to the glass of I-1,3 and II-4,6 with MgO and ZnO. This shows that CaO in the glass composition of the present invention greatly contributes to stabilizing the glass compared to other components.

열특성유리조성Thermal Properties Glass Composition 전이점Tg(℃)Transition point Tg (℃) 결정화온도Tx(℃)Crystallization Temperature Tx (℃) Tg - TxTg-Tx Ⅰ-1Ⅰ-1 713713 768768 5555 Ⅰ-2Ⅰ-2 720720 860860 140140 Ⅰ-3Ⅰ-3 708708 775775 6767 Ⅰ-4Ⅰ-4 724724 774774 5050 Ⅰ-5Ⅰ-5 727727 821821 9494 Ⅰ-6Ⅰ-6 714714 761761 4747

표 3 유리의 안정화를 판단할 수 있는 Tg(전이점)와 Tx(결정화온도)Table 3 Tg (transition point) and Tx (crystallization temperature) to determine the stabilization of the glass

또한 도 4는 실험 Ⅰ-1 내지 Ⅰ-3 유리조성들의 점도곡선을 나타낸 것이다. 수식산화물로서 MgO를 사용한 Ⅰ-1의 조성은 약 1285℃ 근처의 온도에서 급격한 점도가 상승하였으며, ZnO를 사용한 Ⅰ-3 조성의 경우는 약 1225℃ 근처의 온도에서, 그리고 CaO를 사용한 Ⅰ-2 조성의 경우는 약 1185℃ 근처의 온도에서 급격한 점도증가를 나타내고 있는 것을 볼 수 있다. 따라서 수식산화물의 선택에서 유리의 안정성과 유리의 융점을 크게는 100℃ 이상 낮출 수 있는 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다.In addition, Figure 4 shows the viscosity curve of the experiments I-1 to I-3 glass compositions. The composition of I-1 using MgO as a modified oxide increased rapidly at a temperature near about 1285 ° C., and the composition of I-3 using ZnO at a temperature near about 1225 ° C. and I-2 using CaO. In the case of the composition, it can be seen that there is a sudden increase in viscosity at a temperature near about 1185 ℃. Therefore, it was found that the effect of lowering the stability of the glass and the melting point of the glass by 100 ° C. or more in the selection of the modified oxide was obtained.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 조성물은 환경친화적이며, nd 1.9 이상의 고굴절률 유리알을 용이하면서 안정하게 제조할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.As described above, the composition of the present invention is environmentally friendly, and has an effect of easily and stably producing a high refractive index glass grain of nd 1.9 or more.

Claims (6)

고굴절 유리조성물에 있어서,In the high refractive glass composition, (a) 주성분으로 고굴절률 산화물인 TiO235∼75wt% 및 BaO 25∼65 wt%와,(a) 35 to 75 wt% of high refractive index oxide TiO 2 and 25 to 65 wt% of BaO as main components, (b) 안정화 산화물로서 상기 주성분 100중량부당 SiO23∼20중량부와,(b) 3 to 20 parts by weight of SiO 2 per 100 parts by weight of the main component as a stabilizing oxide, (c) 수식산화물로서 상기 주성분 100중량부당 MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 1∼20중량부,(c) 1 to 20 parts by weight of one or two or more mixtures selected from the group consisting of MgO, CaO, ZnO, Na 2 O and K 2 O per 100 parts by weight of the main component as a modified oxide, (d) 실투억제용 산화물로서 상기 주성분 100중량부당 ZrO2, Al2O3또는 이들의 혼합물 1∼15중량부를 함유하고, 상기 ZrO2, Al2O3, MgO, CaO, ZnO, Na2O 및 K2O 각각의 최대 함량이 전체 조성물 중량 기준으로 ZrO28% 이하, Al2O38% 이하, MgO 7% 이하, CaO 7% 이하, ZnO 7% 이하, Na2O+K2O 5% 이하인 것을 특징으로 하는 고굴절 유리조성물.(d) 1 to 15 parts by weight of ZrO 2 , Al 2 O 3, or a mixture thereof, per 100 parts by weight of the main component as an devitrification inhibitor, wherein ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, ZnO, Na 2 O And the maximum content of each of K 2 O is 8% or less ZrO 2, 8% or less Al 2 O 3 , 7% or less MgO, 7% or less CaO, 7% or less, ZnO 7% or less, Na 2 O + K 2 O based on the total composition weight. High refractive index glass composition, characterized in that 5% or less. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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