KR101445108B1 - 박막트랜지스터 액정디스플레이의 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리의 뱃지조성물 - Google Patents

박막트랜지스터 액정디스플레이의 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리의 뱃지조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박막트랜지스터 액정디스플레이(TFT-LCD)에 사용하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 기판유리의 상업적인 생산 공정에서 발생하는 파유리 또는 박막트랜지스터 액정디스플레이(TFT-LCD) 패널의 상업적인 제조공정에서 발생하는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물에 있어서, 상기 뱃지조성물 중 규사 또는 규석을 100 중량부로 하였을 때, 상기 무알카리 알루미나 붕규산염계 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리 또는 폐유리를 2 ~ 20 중량부 함유하도록 하여 Al2O3와 B2O3성분을 공급하는 고가의 천연 및 화학원료를 적게 사용하면서 열팽창계수는 26 ~ 45×10-7/℃을 나타내는 알카리 붕규산염계 내열유리의 뱃지조성물을 제공한다.
이로부터, 기판유리 제조공정에서 발생되어 그대로 폐기되는 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리와 폐유리의 재활용 방안을 모색하고 이를 실제로 적용하도록 함으로써 폐기물의 발생을 경감할 수 있으며, 종래의 내열유리 제조공정에서 사용되는 천연 및 화학원료와 비교하여 보다 고품질의 유리 원료를 저렴하게 공급하도록 함으로써 에너지 사용, 용해로 침식 및 휘발에 의한 대기오염을 낮추면서 유리 뱃지조성물의 제조단가도 상당히 낮추는 효과가 있다.

Description

박막트랜지스터 액정디스플레이의 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리의 뱃지조성물{Preparation of alkali borosilicate glass batches for heat resistant glass containing TFT-LCD glass cullet or waste glass}
본 발명은 박막트랜지스터 액정디스플레이(TFT-LCD) 패널에 사용하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 기판유리의 상업적인 생산 공정에서 발생하는 파유리(cullet) 또는 박막트랜지스터 액정디스플레이(TFT-LCD) 패널의 상업적인 제조공정에서 발생하는 폐유리(waste glass)를 알카리 붕규산염계 내열유리의 원료로서 재활용하되 내열유리의 제조공정에서 발생하는 에너지 사용, 용해로 침식 및 휘발 등을 낮추면서 내열유리의 물리적인 성질을 유지시키는 경제적인 뱃지조성물에 관한 것이다.
박막트랜지스터 액정 디스플레이 패널에 사용하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 유리는 디스플레이 핵심부품을 보호하고 영상을 전달해 주는 역할을 하기 때문에 품질관리가 매우 엄격하다.
따라서, 상기 디스플레이 유리의 제조 및 가공공정에서 불량이 발생하면 불량품으로 간주하여 폐기해야 하는데, 이 과정에서 파유리가 다량 발생한다. 그러나, 디스플레이 유리로서 지속적인 품질을 보장하기 위해서, 용해불량의 디스플레이 유리가 일단 파유리화 되면, 이는 디스플레이 유리 제조과정에서 극히 일부만 재활용되며, 나머지 대부분의 파유리는 그대로 매립 등에 의해 폐기되는데, 그 양이 상당량에 달한다.
한편, 액정 디스플레이 패널의 제조공정에서 불량의 패널이 발생하면 상당한 양의 디스플레이 공정 폐유리가 동반되어 발생하며, 이들 유리의 표면은 박막트랜지스터(TFT), 투명전도막(ITO) 및 칼러필터 등의 물질에 의해 오염되어 있기 때문에 재활용을 할 수 없는 폐유리로 간주하여 대부분 매립에 의해 폐기 처분된다.
이와 같은 액정 디스플레이에 사용하는 기판유리는 성분상 알카리를 전혀 함유하지 않으며 SiO2, Al2O3, 알카리토류산화물(MgO + CaO + SrO + BaO) 및 B2O3가 주된 성분이면서 이러한 성분들이 용융과정을 통해서 잘 혼합되었기 때문에 균질도가 매우 높은 무알카리 알루미나 붕규산염계의 고급유리이다.
한편, 내열유리는 알카리 붕규산염계 유리로서 팽창계수가 대체로 26 ~ 45×10-7/℃의 범위내의 값을 나타내며, 이화학 및 의료용 용기, 주방 식기 및 전자레인지 부속 접시 등에 사용되는데, SiO2, B2O3, Na2O, Al2O3가 주된 성분이며 각 성분의 함량을 적절히 조절하여 열팽창계수를 낮춤으로써 내열성, 즉 열충격 성능을 향상시킨 유리이다. 따라서 상기 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리는 적절한 양의 조절에 의해서 알카리붕규산염계 내열유리를 제조하는데 필요한 성분 SiO2, B2O3, Al2O3를 공급하는 원료의 일부, 즉 뱃지조성물의 구성원이 될 수 있다.
이러한 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 및 폐유리의 재활용에 관한 관심이 높아지고 있으며, 이러한 파유리 및 폐유리를 폐기하지 않고 재활용할 수 있는 방법 및 분야를 지속적으로 발굴하고 적용되어야 할 필요가 있다.
본 발명과 관련하여 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리의 재활용을 따르는 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제0917269호에서 "박막트랜지스터 액정디스플레이 유리기판의 파유리를 원료로한 붕규산염계 장섬유유리의 뱃지조성물"과 대한민국 등록특허 제1305447호에서 “무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 기판유리의 파유리를 원료로한 붕규산염계 로빙섬유 유리의 뱃지조성물”을 개시하고 있는 바, 위 기술은 박막트랜지스터 액정디스플레이 또는 유기발광다이오드용 기판유리 제조공정에서 발생한 파유리를 재활용하는 방법에 관한 것으로서, 장섬유 유리의 뱃지조성물 구성원으로서 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리를 함유하고 있는 것을 특징으로 하고 있는 기술이며 팽창계수가 낮은 내열유리에의 적용과는 무관하다.
또한, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리의 재활용과 관련한 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제0929869호에서 "박막트랜지스터 액정디스플레이 유리기판의 파유리를 원료로한 소다석회붕규산염계 단섬유 유리 뱃지조성물"을 개시하고 있는 바, 위 기술은 단섬유 유리의 공급원료로서 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리를 사용하는 경제적인 뱃지조성물을 특징으로 하고 있는 기술이며 내열유리에의 적용과는 무관하다.
또한, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리의 재활용과 관련한 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제0990874호에서 "박막트랜지스터 액정디스플레이 유리기판의 파유리를 원료로 하는 소다석회규산염계 판유리, 병 및 식기유리 뱃지조성물"을 개시하고 있는 바, 위 기술은 소다석회규산염계 유리의 공급원료 중 장석을 대체하기 위한 원료로서 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리를 사용하는 경제적인 뱃지조성물을 특징으로 하고 있는 기술이며 내열유리에의 적용과는 무관하다.
또한, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리의 재활용과 관련한 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제0990875호에서 "무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리를 원료로 하는 태양전지용 저철분 판유리 뱃지조성물"을 개시하고 있는 바, 위 기술은 소다석회규산염계 태양전지용 저철분 판유리의 원료로서 철분을 적게 함유한 무알카리 알루미나 붕규산염계 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리를 사용하는 경제적인 뱃지조성물을 특징으로 하고 있다.
한편, 액정디스플레이 패널 제조공정에서 발생한 디스플레이 공정 폐유리의 재활용과 관련한 종래의 기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0862917호에서 "LCD 폐유리를 이용한 시멘트 클링커와 시멘트 제조방법, 그 제조방법으로 제조된 LCD 폐유리 시멘트"를 개시하고 있는 바, 위 기술은 디스플레이 공정 폐유리를 시멘트 제조공정에 투입하여 시멘트의 원재료로 이용하는 것을 특징으로 하고 있으며, 내열유리의 원료로서 디스플레이 공정 폐유리의 적용과는 무관하다.
또한, 액정디스플레이 패널 제조공정에서 발생한 공정 폐유리의 재활용과 관련한 종래의 기술로서, 2009년 공업화학 제 20권 제 3호 266-272에 “발포유리 제조원료로서 폐 LCD유리의 물리화학적 특성” 개시하고 있는바, 위 기술은 디스플레이 공정 폐유리를 건축단열재용 발포유리의 제조원료로 재활용하는 방법에 관한 것으로, 공정 폐유리를 내열유리의 원료로 적용하는 것과는 무관하다.
전술한 붕규산염계 섬유유리 및 소다석회규산염계 병유리 그리고 태양전지용 저철분 판유리의 제조에 대한 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리의 조성을 이용한 재활용 기술의 특허적 의의에 비추어 볼 때, 본 발명에서와 같이 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 알카리 붕규산염계 내열유리를 제조하기 위한 뱃지조성물에 편입하고, 이로부터 저렴한 제조단가와 특성을 그대로 유지하는 뱃지조성물 또한, 대량 폐기되고 있는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리와 폐유리의 재활용 분야를 적극 육성할 수 있어 큰 의의를 갖는 기술이라 할 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 알카리 붕규산염계 내열유리의 제조 원료인 규사, 붕사, 붕산, 수산화 알루미늄 또는 알루미나를 디스플레이 파유리 또는 폐유리로 일부 또는 전부 대체하면서도 내열유리의 제조공정을 그대로 유지하고 그 물리적 성질을 훼손하지 않는 유리 뱃지조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 SiO2의 공급 원료인 규사, B2O3의 공급 원료인 붕사 및 붕산, Al2O3의 공급 원료인 수산화알루미늄 또는 알루미나를 디스플레이 파유리 또는 폐유리로 일부 또는 전부 대체하도록 함으로써, 원료비를 크게 절감하고 제조단가를 낮출 수 있는 내열유리 뱃지조성물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 사용함에도 불구하고, 기존의 내열유리 제조공정 및 공정변수를 최대한 그대로 유지할 수 있으므로, 새로운 조성에 따른 새로운 공정을 도입하거나 새로운 라인을 증설할 필요가 없어 경제적인 내열유리 뱃지조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 원료물질 파유리 또는 폐유리 자체가 이미 한번 제조되었던 유리이므로 휘발에 의한 연소 배출물이 낮으며 또한 용융에 필요한 에너지 소모가 낮은 바, 내열유리를 제조하는데 있어 연료 소모량을 절감한 환경친화적인 내열유리 뱃지조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물에 있어서, 상기 뱃지조성물 중 규사 또는 규석 또는 규사와 규석의 혼합물 100 중량부에 대하여, 무알카리 알루미나 붕규산염계 박막트랜지스터 액정 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 2 ~ 20 중량부 함유됨을 특징으로 하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물을 제공한다.
상기 뱃지조성물은, 상기 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리 이외의 중량부로서, 상기 규사 100 중량부에 대하여 펜타붕사 28 ~ 43 중량부, 붕산 0 ~ 9 중량부, 수산화알루미늄 0 ~ 5 중량부, 소다회 0 ~ 2 중량부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 뱃지조성물은, 상기 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 이외의 중량부로서, 상기 규사 100 중량부에 대하여 펜타붕사 28 ~ 43 중량부, 붕산 0 ~ 9 중량부, 알루미나 0 ~ 3 중량부, 소다회 0 ~ 2 중량부를 포함하여 구성되는 이 바람직하다.
상기 내열유리는 26 ~ 45×10-7/℃의 열팽창계수를 나타내는 것이 바람직하다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 알카리 붕규산염계 내열유리의 제조 원료를 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리로 일부 대체하면서도 용융온도를 낮추어 에너지를 절감하고 유리의 제조공정 및 물리적 성질을 훼손하지 않는 뱃지조성물을 제공함으로써, 해당 유리의 제조단가를 낮추며, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리의 폐기 또는 매립에 의해 발생하는 환경 부담을 크게 완화하는 효과가 있다.
즉, 제한된 범위에서 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리의 중량부를 증가시킨 뱃지조성물에서 규사, 붕사, 붕산, 알루미나 또는 수산화알루미늄의 일부 또는 전부가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리로 대체됨으로써, 내열유리의 제조원가를 상당히 줄이고 아울러, 낮은 온도에서 뱃지의 용해 및 청징이 가능한 긍정적인 효과를 얻을 수 있다.
특히, 내열유리 뱃지를 구성하는 모든 원료는 결정성 고체이기 때문에 액체로의 용융과정에서 상당한 에너지가 필요하지만, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리는 이미 액체의 구조를 소유한 유리이기 때문에 결정성 원료를 대체한 양만큼 에너지 절약의 효과를 기대할 수 있으며, 따라서 이산화탄소 발생양도 감소할 수 있다.
또한, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리는 이미 휘발하기 쉬운 B2O3 성분을 유리의 구조에 포함하고 있기 때문에 결정성 원료의 용융에서 발생하는 휘발 및 배출의 양이 감소하여 대기환경에 대한 부담을 완화하는 효과도 기대할 수 있다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 기초로 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 알카리 붕규산염계 내열유리용 뱃지조성물에 있어서 규사 100중량부에 대하여 펜타붕사 28 ~ 43 중량부, 붕산 0 ~ 9 중량부, 수산화알루미늄 0 ~ 5 중량부, 소다회 0 ~ 2 중량부, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리 2 ~ 20 중량부를 함유한다.
이러한 내열유리는 통상 26 ~ 45×10-7/℃의 열팽창계수를 나타낸다. 그러나, 이러한 열팽창계수를 벗어나도 내열유리로서의 용도 및 속성을 나타낸다면 위 열팽창계수에 한정되지는 아니한다.
내열유리의 뱃지 용융온도는 조성에 따라서 1550 ~ 1700℃이며, 용융체는 기포가 제거되는 청징공정을 거쳐서 여러 모양으로 성형되며, 유리는 상품으로서 갖추어야 할 여러 물리적인 성질을 가지고 있어야 한다.
대체원료로서 사용되는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리의 투입 효율을 극대화하기 위해서는, 즉 내열유리의 제조공정을 최대한 그대로 유지하는 범위 안에서 물리적 성질이 유지 또는 개선되도록 투입하기 위해서는 뱃지조성물 중에서 차지하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리의 적절한 양을 선정하는 것이 매우 중요하며, 이러한 양적 특성에 기반하는 파유리 또는 폐유리의 함량범위는 그 임계적 의의를 갖는다.
보다 상세하게는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리가 2 중량부 미만이면 대체원료로서의 효과가 미미하여 유리의 제조단가를 낮추는 이점이 사라지며, 20 중량부를 초과하는 경우에는 각각 제조공정 온도에 큰 변화가 초래된다.
이에 본 발명자는 내열유리의 실시예로서 26 ~ 45×10-7/℃의 열팽창계수를 보유한 여러 상업적인 알카리 붕규산염계 내열유리의 조성을 고려하여 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리와 기타 원료가 혼합된 다양한 뱃지조성물을 제조하고, 용융 후 제조한 유리의 특성을 조사하여 내열유리의 제조공정과 물리적인 성질을 유지시키는 뱃지조성물을 개발하였다.
본 발명에 사용된 파유리는 박막트랜지스터 액정디스플레이에 사용하는 기판유리의 제조 및 가공공정에서 발생하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리이며, 폐유리는 액정 디스플레이 패널의 제조공정에서 발생하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 폐유리로서 [표 1]과 같은 동일한 조성범위를 가지고 있으나, 폐유리는 박막물질에 의해 오염되어 있기 때문에 Cu와 Mo같은 금속을 극미량 함유하고 있다.
성분 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리 (중량부) 박막트랜지스터 액정디스플레이 폐유리 (중량부), (Cu, Mo는 산화물로 환산)
SiO2 58 ~ 64 58 ~ 64
Al2O3 15 ~ 18 15 ~ 18
B2O3 7 ~ 11 7 ~ 11
MgO 0 ~ 4 0 ~ 4
CaO 3 ~ 8 3 ~ 8
SrO 0 ~ 8 0 ~ 8
BaO 0 ~ 3 0 ~ 3
SnO2 0 ~ 0.5 0 ~ 0.5
CuO 0.001 ~ 0.0251
MoO3 0.001 ~ 0.0246
한편, 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리의 적용에 의해 대체되는 각각의 주된 성분에 대한 역할과 장점을 설명하면 다음과 같다.
SiO2는 유리형성에 관여하는 필수적인 산화물로서 유리의 망목구조를 안정시켜주는 성분이다. SiO2의 공급 원료인 규사 또는 규석의 일부가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리로 대체되면 뱃지의 용융성이 증진됨으로써 에너지 절감효과가 발생한다.
Al2O3는 유리의 실투를 억제하고 화학적 내구성을 증진시키기 위해서 첨가하는 성분이다. Al2O3의 공급 원료인 수산화알루미늄 또는 알루미나의 일부 또는 전부가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리로 대체되면 뱃지의 용융성이 증진됨으로써 에너지 절감효과가 발생할 뿐만 아니라 상당한 원가절감의 효과가 발생한다.
B2O3는 SiO2와 함께 유리형성에 관여하는 산화물로서 뱃지의 용융을 촉진시키며 Na2O성분이 함께 존재하는 경우 유리의 화학적 내구성을 증진시키면서 동시에 팽창계수를 낮추어 주는 역할을 하기 때문에 내열유리에서 매우 중요한 성분이다. B2O3의 공급 원료인 붕산 또는 붕사의 일부 또는 전부가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리로 대체되면 B2O3의 휘발에 의해 연소가스와 함께 방출되는 입자가 감소하는 대기환경부담 개선의 효과가 있으며 아울러 상당한 원가절감의 효과가 수반된다.
MgO, CaO, SrO 및 BaO는 일반적으로 뱃지의 용융을 촉진시키면서 고온에서 유리의 점도를 낮추고 저온에서 유리의 점도를 높이는 효과가 있지만 내열유리에는 존재하지 않는 성분이다. 그러나 동반되어 첨가되는 MgO, CaO, SrO 및 BaO는 극히 미량이기 때문에 유리의 특성에 거의 영향을 미치지 않는다.
본 발명에 따른 알카리 붕규산염계 뱃지조성물은 상기와 같은 성분들을 공급하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 함유함으로써 내열유리의 제반 특성을 유지시킨다. 이때, 제반 특성이라 함은 104 포아즈에 해당하는 성형온도, 서냉의 기준이 되는 1013.3 포아즈에 해당하는 전이온도 그리고 내열성의 기준이 되는 열팽창계수를 의미한다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되어 해석되는 것은 아니다.
[실시예 Ⅰ]
다음 [표 2]의 29×10-7/℃의 열팽창계수를 갖는 상업적인 내열 식기유리의 뱃지조성 비율에 의거하여 총 뱃지의 무게가 500g이 되도록 각 원료를 평량 및 혼합한 후, 700cc 백금도가니를 사용하여 소정의 온도에서 3시간 동안 용융시키고 백금교반기를 사용하여 용융유리를 균질화시킨 후 판상으로 성형하고, 전이온도 근처의 온도에서 2시간 유지 후 상온으로 서서히 냉각시켜서 유리를 제조하였다.
제조한 각각의 유리를 대상으로 성형온도, 전이온도 및 열팽창계수를 측정하여 그 결과를 상기 [표 3]의 하단에 나타내었다. [표 3]에서 Tw는 성형이 시작되는 104 포아즈에 해당하는 성형온도를 의미한다. Tg는 1013.3 포아즈에 해당하는 전이온도를, α는 25 ~ 300℃ 사이의 열팽창계수를 각각 의미한다.
원료(단위:중량부) 실 시 예 비 교 예
　 1 2 3 4 5
　 규사 100 100 100 100 100 100
펜타붕사 28.9 28.8 28.6 28.5 28.4 29.1
붕산 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 7.9
수산화알루미늄 2.6 1.6 0.6 0 0 3.2
소다회 0 0.5 0.9 1.1 1.4 0
무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리 2.6 6.6 10.9 13.8 16.9 0
[표 2]의 비교예는 열팽창계수 29×10-7/℃을 갖는 내열 식기유리의 상업적인 뱃지조성물을 나타낸 것이며, 실시예 1에서 5까지는 규사 100 중량부에 대하여 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 2.6 ~ 16.9 중량부 함유하는 뱃지조성물이다. 실시예에 따르면 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리의 중량부가 증가하면서 붕산의 중량부는 매우 약간 증가하지만 펜타붕사와 수산화알루미늄의 중량부는 지속적으로 감소하여 실시예 4의 경우 B2O3 함량의 7.3%가 그리고 Al2O3 함량의 100%가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리에 의해 공급되며, 실시예 5의 경우는 B2O3 함량의 8.7%가 그리고 Al2O3 함량의 100%가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리에 의해 공급되는 경제적인 뱃지조성물이 된다.
[표 2]의 실시예와 비교예에서 제시한 뱃지조성물로 부터 제조한 유리의 성분을 중량부, 즉 조성으로 나타내면 다음 [표 3]과 같다.
실 시 예 비 교 예
성분 　 1 2 3 4 5
조성(중량부) 및 특성 SiO2
Al2O3
B2O3 		78.4
2.1
14.4		 78.1
2.1
14.4		 77.9
2.1
14.3		 77.7
2.1
14.3		 77.2
2.4
14.2		 78.4
2.3
14.2
Na2O
MgO
CaO
SrO		 4.9
0.03
0.15
0.02		 4.9
0.07
0.37
0.04		 4.9
0.11
0.60
0.06		 4.9
0.14
0.74
0.08		 4.8
0.16
0.89
0.09		 5.0
0
0
0
SnO2 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0
Tw (℃) 1186 1185 1185 1188 1184 1192
Tg (℃) 530 540 544 546 547 530
α (×10-7/℃) 29 30 30 30 30 29
[실시예 Ⅱ]
다음 [표 4]의 35×10-7/℃ 근처의 열팽창계수를 갖는 상업적인 내열 식기유리 의 뱃지조성 비율에 의거하여 각 원료를 평량 및 혼합한 후, 상기 실시 예 I에서 제시한 동일한 조건으로 유리를 제조하였으며, 제조한 유리를 대상으로 상기 실시 예 I에서 제시한 동일한 특성을 조사하였다.
원료(단위 : 중량부) 실 시 예 비 교 예
　 1 2 3 4 5
　 규사 100 100 100 100 100 100
펜타 붕사 31.5 31.4 31.2 31.3 31.2 31.5
붕산 1.5 1.6 1.6 1.6 1.7 1.5
수산화알루미늄 2.5 1.6 0.6 0 0 3.1
소다회 0.2 0.5 0.8 1.1 1.3 0
무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리 2.5 6.5 10.7 13.6 16.6 0
[표 4]의 비교예는 팽창계수 35×10-7/℃을 갖는 내열 식기유리의 상업적인 뱃지조성물을 나타낸 것이며, 실시예 1에서 5까지는 규사 100 중량부에 대하여 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 2.5 ~ 16.6 중량부 함유하는 뱃지조성물이다. 실시예에 따르면 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리의 중량부가 증가하면서 펜타 붕사는 소량 감소하지만 수산화알루미늄의 중량부는 지속적으로 감소하여 실시예 4의 경우 B2O3 함량의 8.3%가 그리고 Al2O3 함량의 100%가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리에 의해 공급되며, 실시예 5의 경우는 B2O3 함량의 10.0%가 그리고 Al2O3 함량의 100%가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리에 의해 공급되는 경제적인 뱃지조성물이 된다.
[표 4]의 실시예와 비교예에서 제시한 뱃지조성물로 부터 제조한 유리의 성분을 중량부, 즉 조성으로 나타내면 다음 [표 5]와 같다.
실 시 예 비 교 예
　 1 2 3 4 5
조성(중량부)
및 특성		 SiO2
Al2O3
B2O3 		79.5
2.1
12.7		 79.3
2.1
12.6		 79.1
2.1
12.6		 78.9
2.2
12.6		 78.5
2.5
12.5		 79.5
2.1
12.7
Na2O
MgO
CaO
SrO		 5.4
0.03
0.15
0.02		 5.4
0.07
0.37
0.04		 5.4
0.11
0.60
0.06		 5.4
0.14
0.74
0.08		 5.3
0.16
0.89
0.09		 5.4
0
0
0
SnO2 0.00 0.02 0.03 0.04 0.05 0
Tw (℃) 1166 1168 1167 1165 1167 1170
Tg (℃) 551 554 556 560 563 550
α (x10-7/℃) 35 34 36 36 36 35
[실시예 Ⅲ]
다음 [표 6]의 43×10-7/℃의 열팽창계수를 갖는 상업적인 내열 식기유리 의 뱃지조성 비율에 의거하여 각 원료를 평량 및 혼합한 후, 상기 실시 예 I에서 제시한 동일한 조건으로 유리를 제조하였으며, 제조한 유리를 대상으로 상기 실시 예 I에서 제시한 동일한 특성을 조사하였다.
원료 실 시 예 비 교 예
중량부 　 1 2 3 4 5
　 규사 100 100 100 100 100 100
펜타 붕사 42.2 42.3 42.5 42.7 42.8 42.1
붕산 0 0 0 0 0 0
수산화알루미늄 4.7 3.8 2.8 0 0 5.4
소다회 0.3 0.7 1.0 1.3 1.5 0.1
무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리 2.7 6.9 11.4 14.5 17.7 0
[표 6]의 비교예는 팽창계수 43×10-7/℃을 갖는 내열 식기유리의 상업적인 뱃지조성물을 나타낸 것이며, 실시예 1에서 5까지는 규사 100 중량부에 대하여 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리를 2.7 ~ 17.7 중량부 함유하는 뱃지조성물이다. 실시예에 따르면 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리의 중량부가 증가하면서 펜타 붕사는 극히 소량 증가하지만 수산화알루미늄의 중량부는 지속적으로 감소하여 실시예 4의 경우 B2O3 함량의 7.1%가 그리고 Al2O3 함량의 100%가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리에 의해 공급되며, 실시예 5의 경우는 B2O3 함량의 8.5%가 그리고 Al2O3 함량의 100%가 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 페유리에 의해 공급되는 경제적인 뱃지조성물이 된다.
[표 6]의 실시예와 비교예에서 제시한 뱃지조성물로 부터 제조한 유리의 성분을 중량부, 즉 조성으로 나타내면 다음 [표 7]와 같다.
실 시 예 비 교 예
　 1 2 3 4 5
조성(중량 %)
및 특성		 SiO2
Al2O3
B2O3 		75.1
3.1
14.8		 74.9
3.1
14.7		 74.7
3.1
14.7		 74.3
3.0
14.7		 74.3
3.0
14.7		 75.3
3.1
14.8
Na2O
MgO
CaO
SrO		 6.8
0.03
0.15
0.01		 6.8
0.07
0.37
0.04		 6.7
0.11
0.59
0.06		 6.7
0.14
0.75
0.08		 6.8
0.17
0.89
0.1		 6.8
0
0
0
SnO2 0 0.02 0.03 0.04 0.05 0
Tw (℃) 1159 1160 1160 1158 1158 1162
Tg (℃) 557 558 558 565 562 555
α (x10-7/℃) 44 42 44 45 44 43
[표 3], [표 5] 및 [표 7]에 나타나는 조성과 유리의 특성을 실시예와 비교예를 비교하면서 살펴보면 다음과 같다.
1. 실시예의 조성을 구성하는 주된 성분인 SiO2, Al2O3, B2O3, Na2O의 함량은 비교예와 거의 차이가 없다.
2. 실시예의 경우 104 포아즈에 해당하는 작업온도(Tw)가 비교예와 최대 8℃ 정도로 큰 차이가 없으며, 전이온도(Tg)는 비교예와 20℃미만의 차이를 나타내고 있다.
3. 실시예의 팽창계수(α)는 비교예와 최대 2×10- 7정도로 거의 비슷한 수치를 보여주고 있어 내열유리의 중요한 특성이 지속적으로 유지됨을 나타내고 있다.
4. 디스플레이 파유리를 함유한 내열유리와 디스플레이 폐유리를 함유한 내열유리의 차이점은 폐유리의 표면에 부착된 불순물에 기인한 가시광선 투과율과 색조이며, 두께 10mm기준으로 디스플레이 폐유리를 함유한 내열유리는 가시광선 투과율이 약 7% 낮으며 색조는 매우 연한 황색을 나타내고 있다.
따라서 제한된 범위에서 무알카리 알루미나 붕규산염계 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리 또는 폐유리의 대체는 내열유리의 제조공정과 물리적 성질에 전혀 영향을 미치지 않음을 나타내고 있다.
그럼에도 불구하고 본 발명에 의한 경우 유리의 제조온도를 낮추고, 부가적 공정을 수행할 필요가 없어 제조에 투입되는 에너지 및 비용을 크게 줄일 수 있으므로, 친환경적이고 경제적인 공정이라고 할 것이며, 이로부터 내열유리를 보다 염가로 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 특정한 실시예가 설명되었으나, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이처럼 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (4)

  1. 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물에 있어서,
    상기 뱃지조성물 중 규사 또는 규석 또는 규사와 규석의 혼합물 100 중량부에 대하여, 무알카리 알루미나 붕규산염계 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리 또는 폐유리가 2 ~ 20 중량부 함유됨을 특징으로 하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 박막트랜지스터 액정디스플레이 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리붕규산염계 내열유리 뱃지조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 뱃지조성물은, 상기 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리 이외의 중량부로서, 상기 규사 100 중량부에 대하여 펜타붕사 28 ~ 43 중량부, 붕산 0 ~ 9 중량부, 수산화알루미늄 0 ~ 5 중량부, 소다회 0 ~ 2 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 뱃지조성물은, 상기 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리 이외의 중량부로서, 상기 규사 100 중량부에 대하여 펜타붕사 28 ~ 43 중량부, 붕산 0 ~ 9 중량부, 알루미나 0 ~ 3 중량부, 소다회 0 ~ 2 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 내열유리는 26 ~ 45×10-7/℃의 열팽창계수를 나타내는 것을 특징으로 하는 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리 또는 폐유리를 원료로 하는 알카리 붕규산염계 내열유리 뱃지조성물.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101748499B1 (ko) 2015-11-12 2017-06-19 주식회사 케이씨씨 장섬유 유리 제조용 뱃지 조성물
KR101783282B1 (ko) * 2015-10-07 2017-10-10 군산대학교산학협력단 폐유리를 원료로한 용기유리 뱃지조성물
KR101783283B1 (ko) 2015-12-10 2017-10-10 군산대학교산학협력단 디스플레이 파유리와 폐유리의 혼합물을 원료로한 붕규산염계 장섬유 유리의 뱃지조성물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030085370A (ko) * 2002-04-30 2003-11-05 마이크로파우더 주식회사 저융점 결정성 봉착용 프리트 유리의 제조 방법
KR100929869B1 (ko) 2009-01-07 2009-12-04 군산대학교산학협력단 박막트랜지스터 액정디스플레이 유리기판의 파유리를 원료로한 소다석회붕규산염계 단섬유 유리 뱃지조성물
KR100990875B1 (ko) 2010-07-02 2010-11-01 군산대학교산학협력단 무알카리 알루미나 붕규산염계 디스플레이 파유리를 원료로 하는 태양전지용 저철분 판유리 뱃지조성물

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030085370A (ko) * 2002-04-30 2003-11-05 마이크로파우더 주식회사 저융점 결정성 봉착용 프리트 유리의 제조 방법
KR100929869B1 (ko) 2009-01-07 2009-12-04 군산대학교산학협력단 박막트랜지스터 액정디스플레이 유리기판의 파유리를 원료로한 소다석회붕규산염계 단섬유 유리 뱃지조성물
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101783282B1 (ko) * 2015-10-07 2017-10-10 군산대학교산학협력단 폐유리를 원료로한 용기유리 뱃지조성물
KR101748499B1 (ko) 2015-11-12 2017-06-19 주식회사 케이씨씨 장섬유 유리 제조용 뱃지 조성물
KR101783283B1 (ko) 2015-12-10 2017-10-10 군산대학교산학협력단 디스플레이 파유리와 폐유리의 혼합물을 원료로한 붕규산염계 장섬유 유리의 뱃지조성물

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