KR101737128B1 - 유리 제조 장치를 위한 백금-함유 요소의 탄소 오염물 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

용융 유리로부터 시트 재료의 형성에 있어서, 용융 유리는 용융로에서 형성되어 귀금속 전송 시스템을 통해 형성 장치로 전송된다. 여기에는 사용 전 및/또는 사용 동안 귀금속 전송 시스템의 개별 요소의 탄소 오염물을 경감하기 위한 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 상기 요소의 조립 전에 귀금속 부분을 산소 발생 재료로 코팅하는 단계를 수반하고, 산소-함유 분위기에서 상기 요소의 하나 또는 그 이상의 가열 처리 단계를 포함한다.

Description

유리 제조 장치를 위한 백금-함유 요소의 탄소 오염물 제거 방법{METHOD FOR ELIMINATING CARBON CONTAMINATION OF PLATINUM-CONTAINING COMPONENTS FOR A GLASS MAKING APPARATUS}
본 출원은 2010년 8월 30일자 출원된 미국특허출원 제12/871,222호 및 2011년 3월 29일자 출원된 미국출원 제13/074,133호의 우선권의 이점을 주장하며, 그 내용은 전체적으로 참조에 의해 여기에 반영되고, 그 우선권의 이점은 여기에 청구된다.
본 발명은 유리 제조 장치에 사용된 백금-함유 요소의 탄소 오염물의 문제를 개선하기 위한 방법에 관한 것이다.
정밀한 유리 물품의 제조에 있어 고품질 유리를 전송하기 위한 유리 제조 장치는 전송 시스템에 신중한 주의를 필요로 한다. 그와 같은 정밀한 제품은 텔레비전, 컴퓨터, 셀 폰 등과 같은 디스플레이 장치의 제조를 위한 유리 패널 및 광학 렌즈를 포함할 수 있다.
통상 고정밀의 제품을 위한 용융 유리 전송 시스템은 귀금속으로 형성되는데, 일반적으로는 백금 또는 백금-로듐 합금과 같은 백금 합금으로 형성된다. 일반적으로 백금족 금속으로부터 선택된 그와 같은 귀금속은 높은 용융온도를 가지며, 이러한 "백금" 전송 시스템을 통해 유동되는 용융 유리(용융물)에 대한 오염물의 원인이 되는 것은 희박하다. 많은 예에 있어서, 특정 백금 전송 시스템의 개별 요소들, 예컨대 정제기 또는 교반 용기는 다수의 보조요소들을 결합함으로써 이루어진다. 예컨대, 원통형 튜브는 이 튜브를 형성하기 위해 반원형의 세그먼트에 몇개의 평평한 백금판을 롤링한 후, 그 세그먼트를 용접함으로써 형성된다. 또 다른 예에서, 용융 유리를 교반하기 위한 교반기(stirrer)는 개별의 교반 블레이드(blade)를 샤프트에 용접함으로써 형성된다. 심지어 그 샤프트는 다수의 요소로 형성될 수 있다.
부식의 용융 유리 내에 잠길(즉, 침지될)때 백금(또는 백금 합금)의 비교적 무시할만한 작용에도 불구하고, 이들 몇몇 백금 요소가 가스성 함유물 또는 블리스터(blister)에 의해 용융 유리의 무심한 오염에 기여하게 된다는 것을 발견하였다.
용융 유리를 교반하기 위한 장치와 같은 귀금속 요소로부터 기원하는 것으로 믿고 있는 블리스터는 LCD 디스플레이 기판용 유리 시트의 제조에 있어 상당한 손실의 문제로 간주되고 있다. 그러한 문제는 용융로의 첫 시동시에 특히 심한데, 동작 중간에도 관찰되었다. 그러한 결함은 약 90% 이상의 CO2로 이루어지기 때문에, 그러한 요소들의 오염물의 근원적인 문제는 탄소인 것으로 믿고 있다. 그러한 탄소 오염물은 요소 제조자로부터 받은 그러한 요소들에 제공되거나, 또는 동작 동안 요소 내에 도입된다.
이하의 개시에서는 이러한 가스성 함유물의 형성을 경감하기 위해 사용 전 및/또는 사용 중에 개별 요소들 및/또는 보조-요소들을 처리하는 것에 역점을 두고 있다.
본 발명은 유리 제조 장치를 위한 백금-함유 요소의 탄소 오염물 제거 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
여기에는 물품의 사용 동안(예컨대, 용융 유리와 물품의 접촉 동안) 물품 외부로 탄소 확산을 거의 일어나지 않게 하거나 확산을 일으키지 않는 유리 제조 시스템에 사용을 위한 백금-함유 물품을 제조하기 위한 방법의 실시예가 개시되어 있다. 몇 ppm 정도로 낮은 물품의 탄소 함유량은 최종 유리 물품에 바람직하지 않게 존속하는 용융 재료에 버블을 생성하는 용융 유리와 백금간 인터페이스에 CO2 가스의 형성을 야기한다. 내부 탄소 오염의 한 형태는 교반 로드(교반기)와 같은 물품이 제조될 때 생성된 밀봉의 공동 내에 탄소의 도입이다. 몇몇 교반기 샤프트는 용접에 의해 밀봉된 벽들간 공간으로 이중 차단되며, 슬리브가 그 샤프트에 블레이드 어셈블리를 부착하기 위해 사용되는데 이들 또한 용접되면, 교반기 블레이드가 용접에 의해 외벽에 부착되는 곳에 연속의 공동이 생성될 수 있다. 탄소가 다양한 소스로부터 올 수 있는데, 가장 흔하게는 탄소 함유의 윤활유가 백금-함유 보조-어셈블리 및 어셈블리의 제조에 사용될 때 발생한다. 불충분한 세정 기술은 조립 전 교반기 요소의 표면 상에 탄소 함유의 잔류물을 남길 것이다.
백금-함유 요소는 종종 어느 한 위치에서 또 다른 위치로 용융 재료를 전송하거나, 또는 용융물을 처리하기 위한, 즉 금속의 고온내성으로 인해 재료를 균질화하기 위한 전송 시스템에 사용된다. 그와 같은 물품은 백금, 또는 백금-로듐 합금 및 백금-이리듐 합금과 같은 백금 합금으로 형성되는데, 이들로 한정하지는 않는다. 세제에 의한 세정과 같은 기존의 세정 방법은 백금 물품의 몸체 내로 확산하는 탄소를 제거할 수 없다. 따라서, 탄소를 제거하기 위한 다른 방법이 채용될 것이다.
용융 유리를 유리 용융물 또는 간단히 "용융물"이라 부를 수도 있다. 보통 유리는 탄성 상태의 재료를 포함하는 것으로 이해되며, 용융기에 의해 생성된 용융 재료가 정확히 그러한 유리의 관점이 아니라고 할 지라도 냉각에 의해 유리를 형성할 수 있다는 것으로 이해될 수 있으며, 당업자라면 그러한 용어를 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 여기에 사용된 용어 "용융 유리"는 냉각될 때 유리를 형성할 수 있는 무기 산화물 재료로 이루어진 용융된 유체 재료와 연관될 것이다.
일실시예에 따르면, 유리 제조 시스템에 사용된 백금-함유 요소 제조 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계; 상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 산소 발생 재료(다원자가의 산화물 재료, 예컨대 주석 산화물 또는 질산 화합물과 같이 가열될 때 산소를 방출할 수 있는 재료)로 코팅하는 단계; 및 어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 산소 발생 재료의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치된다.
상기 방법은, 볼륨에 적어도 20%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 주기 동안 적어도 1450℃의 온도로 가열 처리 단계에서 어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함한다.
상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계는 예컨대 상기 제1백금-함유 금속부재를 제2백금-함유 금속부재에 용접하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 예에 있어서, 빈 공간과 이 빈 공간 외부의 분위기간 배기 통로가 제공될 수 있고, 가열 단계 후 배기 통로의 밀봉이 행해진다.
바람직하게, 산소 발생 재료는 주석 산화물을 포함하지만, 가열될 때 가스(예컨대, 산소)를 방출하는 또 다른 재료가 될 수 있다. 그와 같은 재료는 예컨대 KNO3와 같은 질화물, 또는 주석 산화물과 같은 다원자가 재료가 될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계; 상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 다원자가 산화물 재료로 코팅하는 단계; 어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계; 빈 공간과 외부 분위기간 배기 통로를 형성하는 단계; 볼륨에 적어도 20%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 주기 동안 적어도 1450℃의 온도로 가열 처리 단계에서 어셈블리를 가열하는 단계; 및 이 가열 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계를 포함하며, 상기 산소 발생 재료의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치된다. 상기 코팅 단계는 파우더로서 산소 발생 재료를 퇴적하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 어셈블리를 포함하는 교반장치에 의해 용융 유리 재료를 교반하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계; 상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 주석 산화물로 코팅하는 단계; 어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계; 및 빈 공간을 외부 분위기와 연결하는 어셈블리에 배기 통로를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 주석 산화물의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치된다.
상기 방법은 볼륨에 적어도 20%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 주기 동안 적어도 1450℃의 온도로 가열 처리 단계에서 어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함한다. 필요하면, 가열 단계 후 배기 통로가 밀봉될 수 있다.
상기 방법은 어셈블리를 이용하여 용융 유리 재료를 처리하는 단계를 더 포함한다. 상기 용융 유리 재료의 처리 단계는 예컨대 용융 유리를 교반하거나 또는 용융 유리를 정제하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 백금-함유 요소의 내부 볼륨으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 중공 내부 및 백금-함유 요소 외부의 주변 분위기와 상기 중공 내부간 확장하는 통로를 포함하는 백금-함유 요소를 제공하는 단계; 가스 공급 튜브를 상기 통로를 통해 중공 내부에 위치맞추는 단계; 백금-함유 요소의 중공 내부의 압력이 주변 분위기의 압력보다 크도록 백금-함유 요소의 내부 중공부로 가스 공급 튜브를 통해 산소-함유 가스를 유동시키는 단계; 및 백금-함유 요소를 약 1400℃ 이상의 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 백금-함유 요소의 내부 볼륨으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법이 개시되어 있으며, 상기 방법은 중공 내부 및 백금-함유 요소 외부의 주변 분위기와 상기 중공 내부간 확장하는 통로를 포함하는 백금-함유 요소를 제공하는 단계; 상기 중공 내부에 산화 재료를 위치시키는 단계; 및 CO2 및 금속 또는 SnO와 같은 감소된 산화물 증기를 생성하기 위해 상기 산화 재료가 감소된 탄소와 반응하도록 약 1400℃ 이상의 온도로 백금-함유 요소를 가열하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 용융 유리 재료를 교반하기 위한 장치가 개시되어 있으며, 상기 장치는 백금 또는 백금 합금을 포함하고, 배기 통로를 규정하며, 교반기 샤프트의 중공 내부를 둘러싸는 벽을 포함하는 상기 교반기 샤프트; 및 배기 통로를 통해 교반기 샤프트의 내부에 가스를 공급하기 위한 중공 내부로 확장하는 가스 공급 튜브를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 용융 유리 재료를 교반하기 위한 장치가 개시되어 있으며, 상기 장치는 백금 또는 백금 합금을 포함하고, 배기 통로를 규정하며, 교반기 샤프트의 중공 내부를 둘러싸는 벽을 포함하는 상기 교반기 샤프트; 교반기 샤프트의 내부에서 교반기 샤프트의 중공 내부로 확장하고 내화성 용기를 지지하는 지지부재; 및 지지부재와 배기 통로간 위치된 열복사 쉴드(shield)를 포함한다. 산화 재료는 내화성 용기에 제공된다.
본 발명의 추가의 특징 및 장점들은 이하 상세히 기술되며, 부분적으로는 당업자에게 자명하고 여기에 기술된 발명을 실시함으로써 알 수 있을 것이다. 수반되는 도면은 발명의 좀더 명확한 이해를 제공하기 위해 포함되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 본 명세서 및 도면에 개시된 발명의 여러 특징들이 어느 하나 그리고 모든 조합에 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
상기와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 유리 제조 장치에 사용된 백금-함유 요소의 탄소 오염물의 문제를 개선할 수 있다.
도 1은 온도 함수에 따른 백금(Pt)에서의 탄소 용해도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 백금-용융 유리 인터페이스에서 산소의 부분 압력(pO2) 함수에 따른 1기압(atm)과 동등한 CO2의 부분 압력(pCO2)을 달성하는데 필요한 용융 유리를 교반하기 위한 장치와 같은 백금 요소의 표면에서의 최소 탄소 농도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 유리 시트의 제조를 위한 예시의 퓨전 다운드로우 공정을 나타냄과 더불어 용융로에서 형성체로 용융 유리를 전송하기 위한 백금 전송 시스템을 나타낸 일부 횡단면의 측면도이다.
도 4는 백금 전송 시스템을 통해 유동하는 용융 유리를 균질화하기 위한 교반장치의 횡단면도이다.
도 5는 빈 공간을 생성하는 교반기의 몇개의 구성편을 결합하고, 빈 공간에 산소 발생 화합물을 위치시키는 것을 나타낸 교반기 샤프트의 일부 확대 단면도이다.
도 6은 교반기 샤프트의 상부 배기 통로를 통한 샤프트의 중공 내부로의 가스 공급 튜브의 삽입을 나타낸 교반기 샤프트의 일부 횡단면도이다.
도 7은 샤프트가 가열될 때 산소를 생성하기 위해 산소 발생 재료가 용융 유리와 접촉되도록 샤프트의 중공 내부에 배치된 산소 발생 재료를 나타낸 교반기 샤프트의 일부 횡단면도이다.
이하의 상세한 설명에 있어서, 설명의 목적을 위해 그리고 한정하지 않기 위해, 특정 설명을 개시하는 예시의 실시예들이 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제공된다. 그러나, 당업자라면 이들이 본 발명 개시의 이점을 가져다 준다는 것을 명확히 알 수 있으며, 본 발명이 여기에 개시된 특정 설명으로부터 벗어나지 않고 다른 실시예로 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 공지의 장치, 방법 및 재료들의 설명은 본 발명의 설명을 불명확하게 하지 않기 위해 생략될 것이다. 마지막으로, 적용가능한 곳 어디라도 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호가 사용된다.
많은 현재의 유리 제조 시스템은 일단 배치(batch) 재료를 용융함으로써 재료가 형성되면 용융 유리를 운반 및/또는 처리하기 위해 사용되는 귀금속 요소를 채용한다. 높은 용융 온도 및 양호한 작업성 때문에 가장 흔히 백금, 로듐 및 몇몇의 경우 이리듐이 선택될 지라도, 통상 귀금속은 백금, 로듐, 이리듐, 루테늄, 팔라듐 및 오스뮴, 및 그 합금을 포함하는 백금족 금속으로부터 선택된 재료를 포함한다.
용융 유리 처리 장비에 대한 적합성에도 불구하고, 그와 같은 귀금속 요소는 몇가지 장애를 겪는다. 예컨대, 수소 투과는 잘 알려진 하나의 현상이며, 용융 유리 재료에 함유된 물은 수소와 산소 성분으로 분리할 수 있다. 수소는 주변 분위기로 귀금속을 통해 확산되고, 용융 유리 재료에는 산소가 남는다. 산소는 흔히 "블리스터(blister)"라고 불리는 작은 가스 버블을 형성하며, 이는 형성 공정 전반에 걸쳐 계속해서 동반되고 최종 완성된 유리 제품에까지 동반된다. 정밀한 유리 제품에 있어서, 이러한 블리스터는 바람직하지 않다.
유리 제조 시스템의 귀금속 요소의 예로는 용융 유리 재료를 균질화하기 위한 유리 교반장치가 있다. 교반기 코어에서 분위기(atmosphere)까지 밴트(vent)를 도입하여 중공 샤프트 교반기의 개발이 이루어졌는데, 그 이유는 교반기로서 확대된 트랩 가스(trapped gas)가 동작 온도를 야기할 경우 밀봉된 볼륨(sealed volume)이 용납하기 어려운 스트레스를 이끌기 때문이다. 교반기 배기 시스템이 다소 구불구불한 통로를 제공하고, 교반기 샤프트가 상당히 길면서 좁기 때문에, 교반기 코어와 분위기간 교환이 느려진다. 따라서, 소정의 탄소-함유 재료(복사 쉴드 상에 또는 샤프트 코어의 바닥에 위치된)는 유리 측면 상에 CO2 형성을 야기하는 감소된 탄소의 부분 압력을 생성할 수 있다.
블리스터의 또 다른 소스는 귀금속 요소의 격리된 영역을 오염시키는 탄소의 결과로서 발생한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 탄소는 중간상(intermediate phase) 없이 교반기 동작 온도에서 약 0.1%까지 백금에 잘 용해될 수 있다. 또한, 백금에서의 탄소의 확산도는 교반기 동작 온도에서 상당히 높다(약 10-5cm2/s).
또한 관찰된 CO2 블리스터의 원인이 되는 탄소 확산에 대처해야 하는 열-화학적 기준이 있다. CO2 버블을 응집시키기 위해, CO2의 부분 압력(pCO2)이 약 1기압(atm) 이상이 되어야 한다. 도 2는 통상의 교반장치 동작 온도인 1425℃에서 유리 용융물에서의 산소의 부분 압력(pO2)의 함수(커브 6으로 나타낸)에 따른 버블을 응집시키고 pCO2=1atm을 달성하는데 필요한 백금에서의 몰 분률의 최소 탄소 농도를 나타낸다.
도 3에는 박막의 유리 리본을 생성하기 위해 형성체(22)에 용융 유리를 공급하기 위한 용융로 또는 용융기(12), 정제기(14), 교반장치(16), 수집 용기(18), 및 하강 튜브(20)를 포함하는 예시의 유리 제조 장치(10)의 측면도이다. 정제기(14)는 연결 튜브(24)를 통해 용융기(12)에 연결됨과 더불어 연결 튜브(26)를 통해 교반장치(16)에 연결된다. 수집 용기(18)는 연결 튜브(28)를 통해 상류의 교반장치(16)에 연결된다. 하강 튜브(20)는 수집 용기(18)에 연결되어, 형성체(22)에 연결된 입구(30)에 용융 유리를 공급한다. 용융기(12)는 통상 알루미나 또는 지르코니아와 같은 내화성 재료로 구성되며, 용융기 구조의 전극들간 통과된 전류 및/또는 가스 화염에 의해 용융되는 배치 재료가 공급된다. 유사하게, 형성체 또한 내화성 재료로 형성된다. 본 예에서, 유리 제조 장치(10)는 퓨전 다운드로우 시스템을 포함하며, 형성체에 전송된 용융 유리(용융된 유리)가 각각 분리된 흐름으로 형성체의 양측을 넘쳐 흐른 후, 박막의 청결한 유리 리본(31)을 생성하기 위해 용융 유리가 풀링 롤러(pulling roller)에 의해 아래쪽으로 드로우됨에 따라 형성체의 하부에서 재결합 또는 융합된다. 리본은 드로우 영역의 하부에서 각각의 개별 유리 시트로 절단된다. 그러나, 형성 공정은 다른 형성 공정으로 교체될 수 있으나, 사실상 본 발명 개시의 대상은 전송 시스템, 즉 형성체와 용융기 사이의 귀금속 요소들이라는 것을 염두해 두자. 이들 요소들은 정제기(14), 교반장치(16), 수집 용기(18), 하강 튜브(20), 입구(30) 및 연결 튜브(24, 26, 28)를 포함하며, 각각의 요소들이 백금 또는 백금-로듐 합금과 같은 백금 합금 금속으로 형성되거나, 또는 백금이나 백금 합금으로 코팅 또는 피복되기 때문에, 여기에서는 집합적으로 백금 시스템이라 부른다. 더욱이, 본 발명 개시가 상기 도입된 예시의 백금 시스템에 대해 제공했지만, 본 발명 개시의 원리 및 교시가 언제든지 적용되어 백금 요소가 유리 제조 시스템에서 사용하기 위해 조립될 수 있다. 또한, 본 발명은 퓨전 유리 제조 시스템으로 한정하지 않으며, 업-드로우(up-draw) 공정 또는 플롯(float) 공정과 같은 유리 용융물이 형성되는 다른 유리 제조 공정에 적용될 수 있다.
상술한 예시의 퓨전 유리 제조 시스템에 따르면, 원시의 배치(batch) 재료(32)는 배치의 개별 구성물을 용융시켜 용융 유리(36)를 형성하기 위해 가열이 제공되는 용융로에 공급된다(화살표 34로 나타낸). 배치 재료는 통상 다양한 금속 산화물 및 특정 유리 조성에 필요한 다른 부가물들을 포함한다. 용융기 자체는 통상 내화성 재료, 예컨대 내화성 브릭(brick)으로 형성된다. 적절한 내화성 재료는 알루미나 또는 지르코니아를 포함한다. 용융 공정은 특히 용융 유리 내에 혼입된 다양한 가스를 생성하므로 품질이 우수한 제품이 용융 혼합물로부터 생성되려면 그러한 가스가 제거되어야 한다. 따라서, 정제 단계가 포함된다. 예컨대, 용융 유리는 연결 튜브(24)를 통해 용융기(12)에서 정제기(14)로 유동될 수 있는데, 여기서 용융 유리의 온도가 상승된다. 증가된 온도는 용융 유리의 점도를 감소시키고, 배치 재료에 포함된 소정 청징제(fining agent; 예컨대, 비소 산화물, 주석 산화물 및/또는 안티몬 산화물과 같은 다원자가 화합물)가 가스, 예컨대 산소를 방출하게 한다. 청징제에 의해 방출된 가스는 기존의 버블에 들어가 그 버블을 성장하게 하여 유리 용융물을 통과하여 보다 빠르게 상승하게 한다. 또한 증가된 온도는 버블을 보다 빠르게 상승하게 하는 용융 유리의 점도의 감소를 야기한다. 버블이 용융 유리의 자유면으로 상승하여 용융물로부터 벗어나면 정제가 달성된다.
일단 용융 유리가 정제되면, 용융 유리는 교반 용기(38), 이 교반 용기에 회전식으로 배치된 교반기(40)를 포함하는 교장장치(16)에 연결 튜브(26)를 통해 유동된다. 용융 유리는 교반 용기 입구(42)를 통해 교반 용기(38) 내로 유동되어 교반기(40)에 의해 교반된다. 교반기(40)는 통상 구동 메카니즘(예컨대, 체인(48) 및 스프로킷(50; sprocket)) 및 커플러(52)를 통해 모터(46)에 연결된 교반기 샤프트(44)를 포함한다. 교반기(40)는 또한 샤프트 상에 배열된 교반기 블레이드(54)를 포함하며, 그 블레이드는 교반기의 동작 동안 용융 유리에 잠긴(즉, 침지된)다. 교반기(40)는 용융 유리를 균질화하고, 통상 구성적인 비균질화로부터 기원하는 굴절률로부터 야기되는 코드(cord) 및 또 다른 이상을 없애고 그리고/또는 일소시킨다. 용융 유리는 교반장치(16)에서 수집 용기(18)로, 즉 연결 튜브(28)를 통해 교반 용기 입구(56)에서 수집 용기(18)로 유동되고, 이후 하강 튜브(20)를 통해 형성체(22)의 입구(30)로 유동된다.
상술한 백금 전송 시스템의 각각의 요소들은 보다 작은 보조-요소들로 형성되어 용접에 의해 조립된다. 이하의 설명은 교반장치(16; 도 4에 나타낸)의 어셈블리, 특히 교반기(40)를 재기술하는데, 이하의 원리는 백금 시스템의 다른 요소들에 적용될 수 있으며, 교반기 또는 교반장치로 한정하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 5는 교반기 블레이드(54)가 교반기 샤프트(44)에 부착된 교반기(40)의 일부를 나타낸다. 교반기 샤프트(44)는 몇몇 실시예에서, 중공 실린더일 수 있으며, 중공 실린더의 벽을 형성하는 백금-함유 금속의 다수의 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 백금-함유 금속은 80% 백금 및 20% 로듐과 같은 백금-로듐(Pt-Rh) 합금이 될 것이다. 교반기(40)는 예컨대 파우더(powder) 공정에 의해 형성되고, 이후 교반기를 형성하는 샤프트, 블레이드 및 림(rim)을 만들기 위해 기계적으로 튜브 및 시트로 형상될 것이다. 설명의 단순화를 위해, 도 5에 나타낸 교반기 샤프트를 단일-벽 디자인으로 했다. 교반기의 최종 어셈블리는 통상 불활성 가스 용접에 의한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 슬리브(72)는 교반기(44) 근처에 배치되어 용접부(74)에서 용접된다. 이후 교반기 블레이드(54)가 용접부(76)에서 슬리브(72)에 용접된다. 나타낸 바와 같이, 빈 공간 또는 빈 틈은 슬리브(72)와 교반기 샤프트(44)의 외면 사이에 배치된다. 용접 동안 적소에 구성요소 금속편을 유지하기 위해 사용된 기계적인 지그(jig)는 그레파이트(graphite) 또는 실리콘 카바이드로 이루어지며, 이들은 어셈블리 동안 러빙(rubbing) 또는 임펙트(impact)를 통해 탄소 오염물의 소스가 될 수 있다. 불활성 용접 가스에서의 탄소-오염 트램프 가스(tramp gas) 또는 불충분한 세정과 같은 요인들은 빈 공간(78) 내로 탄소를 도입할 것이다. 예컨대, 윤활유는 사출, 롤링 또는 프레싱 동작 동안 늘상 사용된다. 윤활유를 포함하는 탄소를 함유하는(탄소-함유) 재료는 그러한 구조의 백금-함유 금속의 여러 층들간 교반기 구조 내에 트랩된다. 만약 불충분하게 세정되면, 그와 같은 윤활유 또한 탄소 소스로 제공될 수 있다. 용접된 공동 내에 밀봉된 밀리그램 정도의 탄소량일 지라도 잠재적인 CO2 블리스터링(blistering)의 원인이기 때문에 바람직하지 않다.
교반기 어셈블리 동안 도입되는 탄소로부터 야기되는 블리스터를 방지하기 위한 간단한 방법은 그러한 공동을 밴트(vent)시키고 완성된 교반기를 공기 또는 다른 산화 분위기에서 가열 처리하는 것이다. 그러나, O2를 공급하고 블레이드 슬리브와 샤프트 사이와 같은 압축된 공간으로부터 그러한 생성된 CO2를 제거하기 위한 가스 통로는 소정의 감소된 탄소를 완전하게 연소시키기 위한 긴 가열 시간이 필요할 수 있다.
여기에 개시된 실시예에 따르면, 조립된 부품으로부터 모든 탄소를 제거하는 것을 보장하기 위해, 다원자가 화합물(예컨대, SnO2)와 같은 산소-공급 재료(80)가 가열 처리 전에 그 형성된 공동 내에 포함된다. 여기에 사용된 바와 같이, 다원자 화합물은 적어도 2개의 전자 원자가 상태를 가능하게 하는 구성요소를 포함하는 산화 화합물이다. 그와 같은 화합물, 예컨대 SnO2는, 가열되면 원자가 상태로 변경되어 산소를 발생하는 것으로 잘 알려져 있다. Sb2O5 및 As2O5와 같은 다른 원자가 화합물이 사용될 수도 있다는 것을 염두해 두자. 그러나, 비소 및 안티몬 화합물이 독성이 있고 그러한 화합물을 어셈블링하는 작업자에게 건강의 위험요소로 제기되고 있기 때문에, 그것들을 추천하고 있지 않다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 요소들을 함께 용접함으로써 형성된 공동들은 가스를 빼내기 위한 통로를 제공하기 위해 배기 통로(82)를 제공함으로써 밴트될 수 있다. 교반기 샤프트를 제조하는 경우, 샤프트에는 관통 밴트(70)와 같은 긍극적으로 외부 분위기를 이끄는 중공 샤프트 내부에 영구 배기 통로(82)가 제공될 수 있다. 그러나, 거기에는 다른 요소 부품 상에, 예컨대 교반기 블레이드의 림(rim) 상에 용접된 공동들이 있으며, 이들은 교반장치 외부의 분위기로 밴트될 수 없다. 방출된 산소는 상승 온도에서 백금의 약한 기계적인 강도 때문에 공동 주위의 백금을 왜곡시킬 잠재성을 갖고 있다. 따라서, 고온 산화 단계 후 공동에 과잉의 SnO2가 남지 않도록 주의를 기울여야 한다. 이러한 경우, 블레이드 림에 걸쳐 밴트 홀이 제공될 수 있으며, 이후 물품을 가열 처리한다. 밴트 홀은 물품이 산소-함유 분위기에서 가열 처리된 후 약한 용접으로 폐쇄될 수 있다.
용접 전에 공동 영역에 부가되는 SnO2의 양은 예상된 탄소 오염물의 양으로부터 결정될 수 있다. 실험실 실험에서는 밀봉된 백금(또는 백금 합금) 공동에서의 그레파이트의 밀리그램의 양이 백금 합금을 투과한 탄소에 의해 야기된 용융 유리에 버블을 생성한다는 것을 나타냈다. 만약 밀리그램의 탄소가 교반기 블레이드 슬리브 아래서 트랩되면, 이는 슬리브 중량에 기초하여 계산된 중량당 약 6ppm의 탄소에 대응된다. 이 양은 슬리브가 사용후 분석되면 기존의 수단에 의해 검출하는 것이 어려워질 것이다. 1mg 그래파이트로 반응하도록 공동에 포함시키기 위한 SnO2의 양은 완전한 반응을 위해 최소 12.5mg SnO2가 될 것이다. 만약 공동이 산화 분위기에 개방되면 심각한 오염이 예상되지 않는 한 보다 많은 양은 필요치 않다. SnO2의 주요 기능은 밴트로부터 멀리 위치된 탄소를 산화시키는 것이다. 빼낸 CO2에 의해 생성된 압력은 가스를 공동 밖으로 밀어낼 것이다. 그러한 경우 밀봉된 공동에 트램프(tramp) 오염은 없으며, 그러한 재료는 귀금속 요소에 무해하다. SnO2는 O2, Sn 및 SnO를 형성하기 위해 반응할 것이다. 원소 Sn은 백금에 용해될 수 있다. 그러나, SnO2의 양을 제한함으로써 액체 상(phase)을 형성하지 않는다.
산소 발생 재료(80)는 파우더 코팅으로서 퇴적되며, 예컨대 전기영동 퇴적(electrophoretic deposition)에 의해 제공되며, 용접 영역은 산화물에 의한 용접 오염을 방지하도록 마스크된다.
소정 잔존의 탄소 함유 재료의 제거를 보장하기 위해, 제1어셈블리(예컨대, 결합된 슬리브(72) 및 교반기 샤프트(44))가 볼륨에 약 20% 또는 그 이상의 산소를 포함하는 분위기에서 약 12시간 또는 그 이상의 시간 주기 동안 적어도 약 1450℃의 온도로 어셈블리를 가열함으로써 가열 처리될 수 있다. 상기 분위기는 공기가 될 것이다. 선택적으로, 상기 분위기는 볼륨에 30% 이상의 산소, 40% 이상의 산소, 50% 이상의 산소, 60% 이상의 산소, 70% 이상의 산소, 80% 이상의 산소, 90% 이상의 산소 또는 심지어 100%의 산소를 포함할 것이다. 몇몇 실시예에서, 온도는 1600℃ 만큼 또는 심지어 1650℃ 만큼 높아질 수 있다. 그러나, 어셈블리에 산화 손상을 야기하지 않도록 주의해야 하므로, 온도 및 산소 함유량에 대해 적절히 균형을 맞추어야 한다. 시간 주기는 슬리브 및 샤프트의 두께에 기초하여 예컨대 72시간 또는 심지어 그 이상의 시간으로 확대될 수 있다. 상술한 가열 처리 단계는 1시간 또는 그 이하의 짧은 시간 주기 동안 약 1000℃에서 약 1200℃의 최대 온도로 백금-함유 부재에 실시되는 기존의 어닐링 단계와 구별된다는 것을 염두해 두자. 그리고, 그와 같은 어닐링 단계는 백금-함유 부재 내에 용해된 탄소를 제거하기 불충분하다. 일단 가열 처리가 완료된 경우, 밴트는, 유리 제조 공정의 동작 동안 용융 유리에 밴트가 개방되면 플러그(plug)되거나, 또는 밴트가 외부 분위기를 이끌면 개방을 유지하나 용융 유리에 개방되지 않는다.
도 6에 나타낸 실시예의 포지티브 분위기 콘트롤 시스템에서, 산소, 예컨대 공기 또는 O2 가스를 포함하는 가스(84)는 상부 교반기 배기 통로(90)를 통해 확장되는 가스 공급 튜브(88)를 통해 교반기 샤프트(44)의 중공 내부(86; 또는 중공 교반기 내부)로 진행한다. 바람직하게, 가스 공급 튜브(88)는 교반기 샤프트와 동축이다. 바람직하게, 교반기 샤프트는 원통형의 횡단 형태를 이룬다. 가스는 중공 교반기 내부(86) 내로 그리고 밖으로 포지티브 유동을 보장하기 위해 주변 분위기 압력 이상으로 압축된다. 이렇게 함으로써, 중공 내부에 산소를 제공하기 위해 또는 탄소-함유 재료 및 산소의 소정 반응 생성물을 제거하기 위해 확산에 의존할 필요가 없다. 바람직한 실시예에서, 가스 공급 튜브(88)는 교반기 커플링(92), 예컨대 스테인레스 스틸 또는 인코넬(Inconel) 합금을 포함하는 고온 합금의 중심에 가공되며, 상기 가스 공급 튜브는 동일하거나 유사한 재료로 만들어진다. 비록 O2-함유 가스를 공급하는 가스 공급 튜브(88)가 유입되는 유동의 가스에 의해 냉각될 지라도, 중공 교반기 내부(86)로부터 리턴 가스에 의해 가열됨으로써, 가스 공급 튜브를 위한 고온 재료를 필요로 한다. 가스 유동은 가스 공급 튜브 자체를 포함하는 가스 공급 요소의 가열을 최소화하기 위해 약 0.5 내지 약 1.5 liter/min 범위의 낮은 레벨로 콘트롤된다. 이러한 유동은 짧은 시간에 소정의 잘못된 탄소-함유 오염물을 산화(연소)시키기에 적절한 몇분의 짧은 시간을 주기에 충분하다.
포지티브 산화 가스 유동에 대한 대안 또는 확장은 중공 교반기 내부(86)에 산화 재료의 삽입이다. 교반기 샤프트(44)의 일부를 나타낸 도 7에 따르면, 용융 유리 레벨 위이면서 교반기 커버 아래의 위치에 교반기 샤프트(44)의 내벽면에 용접에 의해 백금 지지부(94)가 부착된다(즉, 도시하지 않은 용융 유리 교반기 챔버의 가열된 영역에). 일실시예에 있어서, 산화 재료(97)를 함유함과 더불어 알루미나로 형성된 도가니(crucible)와 같은 내화성 컨테이너(96)는 지지부(94) 상에 위치된다. 산화 재료(97)는 SnO2와 같은 금속 산화물이 된다. 1425℃에서, 내화성의 도가니 및 산화 재료(97)는 액체 상을 형성하지 않으므로 거의 분리를 유지할 것이다. 탄소-함유 재료가 중공 교반기 내부(86)에 제공되면, 감소된 탄소 증기는 산화 재료(97)와 반응하여 증발할 것이다. 예컨대, 주석 산화물은 CO2(참조번호 98) 및 Sn 금속 또는 SnO를 생성하기 위해 증발할 것이다. 주석 산화물의 경우에, 그러한 주석 증기는 샤프트 벽의 내측 상에 퇴적되고, 샤프트의 백금 또는 백금 합금 내로 용해되어 유리 용융물로 확산됨으로써 그러한 용융물에 용해된 주석 산화물을 형성하도록 반응할 수 있다. 교반기 동작 온도에서 백금에서의 Sn의 용해성은 수%이므로, 그 증기가 샤프트 볼륨으로 분배됨으로써 백금 파괴의 위험성이 최소화되거나 없어진다. 산소 발생 재료로부터 증발하는 재료가 상부 샤프트 배기 통로(90) 주위에 농축되어 그 배기 통로를 플러그할 가능성이 있는 탄소와의 충분한 반응을 균형 맞추도록 산화 재료(97)의 위치 및 온도가 선택될 것이다. 예컨대, 열복사 쉴드(100)는 지지부(94; 컨테이너(96) 및 산화 재료(97)를 포함하는)와 배기 통로(90) 사이에 위치될 수 있다. 열복사 쉴드(100)는 바람직하게 교반기 샤프트와 수직이고 원의 형태이다. 열복사 쉴드(100) 및 상부 샤프트 벽은 주석 또는 다른 증발 재료의 응축을 위한 사이에 존재하는 낮은 온도 표면을 제공함으로써 배기 통로의 폐색(blockage)을 최소화한다.
따라서, 이하와 같은 예시의 비제한의 실시예들을 포함한다.
C1. 유리 제조 시스템에 사용된 백금-함유 요소 제조 방법은: 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계; 상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 산소 발생 재료로 코팅하는 단계; 및 어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계를 포함하며, 상기 산소 발생 재료의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치된다.
C2. C1에 따른 방법은, 볼륨에 적어도 20%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 주기 동안 적어도 1450℃의 온도로 가열 처리 단계에서 어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함한다.
C3. C1 또는 C2에 따른 방법은, 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계는 상기 제1백금-함유 금속부재를 제2백금-함유 금속부재에 용접하는 단계를 포함한다.
C4. C1 내지 C3 중 어느 하나에 따른 방법은, 빈 공간과 이 빈 공간 외부의 분위기간 배기 통로를 형성하는 단계를 더 포함한다.
C5. C4에 따른 방법은, 어셈블리를 가열하는 단계 및 상기 가열 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계를 더 포함한다.
C6. C1 내지 C3 중 어느 하나에 따른 방법은, 산소 발생 재료는 주석 산화물을 포함한다.
C7. 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법은: 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계; 상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 산소 발생 재료로 코팅하는 단계; 어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계; 빈 공간과 외부 분위기간 배기 통로를 형성하는 단계; 볼륨에 적어도 20%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 주기 동안 적어도 1450℃의 온도로 가열 처리 단계에서 어셈블리를 가열하는 단계; 및 이 가열 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계를 포함하며, 상기 산소 발생 재료의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치된다.
C8. C7에 따른 방법에 있어서, 코팅 단계는 파우더로서 산소 발생 재료를 퇴적하는 단계를 포함한다.
C9. C7 또는 C8에 따른 방법은, 어셈블리를 포함하는 교반장치에 의해 용융 유리 재료를 교반하는 단계를 더 포함한다.
C10. 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법은: 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계; 상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 주석 산화물로 코팅하는 단계; 어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계; 및 빈 공간을 외부 분위기와 연결하는 어셈블리에 배기 통로를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 주석 산화물의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치된다.
C11. C10에 따른 방법은, 볼륨에 적어도 20%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 주기 동안 적어도 1450℃의 온도로 가열 처리 단계에서 어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함한다.
C12. C11에 따른 방법은, 가열 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계를 더 포함한다.
C13. C10 내지 C12 중 어느 하나에 따른 방법에 있어서, 코팅 단계는 파우더로서 주석 산화물을 퇴적하는 단계를 포함한다.
C14. C10 내지 C13 중 어느 하나에 따른 방법에 있어서, 어셈블리를 이용하여 용융 유리 재료를 처리하는 단계를 더 포함한다.
C15. C14에 따른 방법에 있어서, 용융 유리 재료를 처리하는 단계는 용융 유리를 교반하는 단계를 포함한다.
C16. C14에 따른 방법에 있어서, 용융 유리 재료를 처리하는 단계는 용융 유리를 정제하는 단계를 포함한다.
C17. 백금-함유 요소의 내부 볼륨으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법은: 중공 내부 및 백금-함유 요소 외부의 주변 분위기와 상기 중공 내부간 확장하는 통로를 포함하는 백금-함유 요소를 제공하는 단계; 가스 공급 튜브를 상기 통로를 통해 중공 내부에 위치맞추는 단계; 백금-함유 요소의 중공 내부의 압력이 주변 분위기의 압력보다 크도록 백금-함유 요소의 내부 중공부로 가스 공급 튜브를 통해 산소-함유 가스를 유동시키는 단계; 및 백금-함유 요소를 약 1400℃ 이상의 온도로 가열하는 단계를 포함한다.
C18. C17에 따른 방법에 있어서, 백금-함유 요소는 가열 동안 용융 유리 재료와 접촉한다.
C19. C17 또는 C18에 따른 방법에 있어서, 백금-함유 요소는 유리 교반장치의 샤프트이다.
C20. C17 내지 C19 중 어느 하나에 따른 방법에 있어서, 가스 공급 튜브는 백금을 함유하지 않는다.
C21. C18에 따른 방법에 있어서, 백금-함유 요소의 적어도 일부는 용융 유리 재료에 침지(immerse)된다.
C22. 백금-함유 요소의 내부 볼륨으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법은: 중공 내부 및 백금-함유 요소 외부의 주변 분위기와 상기 중공 내부간 확장하는 통로를 포함하는 백금-함유 요소를 제공하는 단계; 상기 중공 내부에 산화 재료를 위치시키는 단계; 및 CO2 및 금속증기를 생성하기 위해 상기 산화 재료가 감소된 탄소와 반응하도록 약 1400℃ 이상의 온도로 백금-함유 요소를 가열하는 단계를 포함한다.
C23. C22에 따른 방법에 있어서, 백금-함유 요소는 가열 동안 용융 유리 재료와 접촉한다.
C24. C22 또는 C23에 따른 방법에 있어서, 산화 재료는 금속 산화물이다.
C25. C24에 따른 방법에 있어서, 금속 산화물은 SnO2이다.
C26. C22 내지 C25 중 어느 하나에 따른 방법에 있어서, 산화 재료는 내화성 용기 내에 포함된다.
C27. C26에 따른 방법에 있어서, 내화성 용기는 알루미나를 포함한다.
C28. C22 내지 C26 중 어느 하나에 따른 방법에 있어서, 열복사 쉴드는 백금-함유 요소 외부의 주변 분위기와 산화 재료 사이에 위치된다.
C29. 용융 유리 재료를 교반하기 위한 장치는: 백금 또는 백금 합금을 포함하고, 배기 통로를 규정하며, 교반기 샤프트의 중공 내부를 둘러싸는 벽을 포함하는 상기 교반기 샤프트; 및 배기 통로를 통해 교반기 샤프트의 내부에 가스를 공급하기 위한 중공 내부로 확장하는 가스 공급 튜브를 포함한다.
C30. 용융 유리 재료를 교반하기 위한 장치는: 백금 또는 백금 합금을 포함하고, 배기 통로를 규정하며, 교반기 샤프트의 중공 내부를 둘러싸는 벽을 포함하는 상기 교반기 샤프트; 교반기 샤프트의 내부에서 교반기 샤프트의 중공 내부로 확장하고 내화성 용기를 지지하는 지지부재; 및 지지부재와 배기 통로간 위치된 열복사 쉴드를 포함한다.
C31. C30에 따른 장치에 있어서, 내화성 용기는 산화 재료를 포함한다.
C32. C31에 따른 장치에 있어서, 산화 재료는 금속 산화물이다.
상술한 본 발명의 실시예들은 단지 발명의 원리의 명확한 이해를 위한 가능한 실시의 예들이라는 것을 강조한다. 본질적으로 본 발명의 사상 및 원리를 이탈하지 않는 범위 내에서 상술한 본 발명의 실시예에 대한 많은 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 설명에서는 교반기 샤프트에 대해 설명했지만, 기술한 원리들은 용융 유리와 접촉하는 유리 제조 장치의 다른 단일 또는 다수 층의 백금-함유 요소에 적용될 수 있으며, 용융 유리를 어느 한 위치에서 또다른 위치로 전송하기 위해 이용된 단일 또는 이중-벽의 튜브 또는 파이프, 용융 유리를 조절하기 위한 용기, 및 교반기 샤프트에 연결되거나 분리된 교반기 블레이드(blade)와 같은 소정 요소의 보조-어셈블리로 한정하지 않는다. 모든 그와 같은 변형 및 변경은 본 개시 및 본 발명의 범위 내에 포함되며 이하의 청구항들에 의해 보호된다.
12 : 용융기, 14 : 정제기,
16 : 교반장치, 18 : 수집 용기,
20 : 하강 튜브, 22 : 형성체,
24, 26, 28 : 연결 튜브, 40 : 교반기,
44 : 교반기 샤프트, 88 : 가스 공급 튜브.

Claims (15)

  1. 유리 제조 시스템에 사용되는 백금-함유 요소 제조 방법에 있어서,
    제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계;
    상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 산소 발생 재료로 코팅하는 단계;
    어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계이며, 산소 발생 재료의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치되는 것인, 단계; 및
    가열 처리 단계에서 적어도 20부피% 양의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 시간 동안 적어도 1450℃의 온도로 어셈블리를 가열하는 단계
    를 포함하는, 백금-함유 요소 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계는 상기 제1백금-함유 금속부재를 제2백금-함유 금속부재에 용접하는 것을 포함하는, 백금-함유 요소 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    빈 공간과 이 빈 공간 외부의 분위기간 배기 통로를 형성하는 단계를 더 포함하는, 백금-함유 요소 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    어셈블리를 가열하는 단계와, 상기 어셈블리를 가열하는 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계를 더 포함하는, 백금-함유 요소 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    산소 발생 재료는 주석 산화물을 포함하는, 백금-함유 요소 제조 방법.
  6. 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법에 있어서,
    제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계;
    상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 산소 발생 재료로 코팅하는 단계;
    어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계이며, 산소 발생 재료의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치되는 것인, 단계;
    빈 공간과 외부 분위기간 배기 통로를 형성하는 단계;
    가열 처리 단계에서 적어도 20부피% 양의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 시간 동안 적어도 1450℃의 온도로 어셈블리를 가열하는 단계; 및
    가열 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계
    를 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    코팅 단계는 파우더로서 산소 발생 재료를 피착시키는 것을 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    어셈블리를 포함하는 교반장치에 의해 용융 유리 재료를 교반하는 단계를 더 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  9. 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법에 있어서,
    제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재를 제공하는 단계;
    상기 제1백금-함유 금속부재 및 제2백금-함유 금속부재 중 어느 하나 또는 모두의 적어도 일부를 주석 산화물로 코팅하는 단계;
    어셈블리를 형성하기 위해 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재를 결합하는 단계이며, 주석 산화물의 적어도 일부는 상기 제1백금-함유 금속부재와 제2백금-함유 금속부재간 빈 공간에 배치되는 것인, 단계; 및
    빈 공간을 외부 분위기와 연결하는 어셈블리에 배기 통로를 형성하는 단계
    를 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    가열 처리 단계에서 적어도 20부피%의 산소를 포함하는 분위기에서 12시간 이상의 시간 동안 적어도 1450℃의 온도로 어셈블리를 가열하는 단계를 더 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    가열 단계 후 배기 통로를 밀봉하는 단계를 더 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    코팅 단계는 파우더로서 주석 산화물을 피착시키는 것을 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    어셈블리를 이용하여 용융 유리 재료를 처리하는 단계를 더 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    용융 유리 재료를 처리하는 단계는 용융 유리를 교반하는 것을 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    용융 유리 재료를 처리하는 단계는 용융 유리를 정제하는 것을 포함하는, 백금-함유 물품으로부터 탄소 오염물을 제거하는 방법.
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