KR20020030104A - 녹색의 프라이버시용 유리 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 60% 이하의 광 투과율을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품을 제공한다. 상기 유리제품의 조성물은 표준 소다-석회-실리카 유리 기본 조성과, 적외선 및 자외선 흡수 물질 및 착색제로서 추가로 철, 코발트, 셀레늄 및 크롬, 및 임의로 티탄을 사용한다. 본 발명의 유리는 약 480 내지 565 ㎚, 바람직하게는 약 495 내지 560 ㎚ 범위의 우세 파장과, 약 20% 이하, 바람직하게는 약 10% 이하, 보다 바람직하게는 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 색을 갖는다. 상기 유리 조성물에는 특정 용도 및 목적하는 광 투과율에 따라 다양한 수준의 스펙트럼 성능이 제공될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시태양에서, 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수성 소다-석회-실리카 유리 제품의 유리 조성물은 약 0.60 내지 4 중량%의 전체 철, 약 0.13 내지 0.9 중량%의 FeO, 약 40 내지 500 ppm의 CoO, 약 5 내지 70 ppm의 Se, 약 15 내지 800 ppm의 Cr2O3및 약 0.02 내지 1 중량%의 TiO2를 갖는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 상기 제품의 유리 조성물은 1 내지 1.4 중량%의 전체 철, 약 0.2 내지 0.6 중량%의 FeO, 200 내지 약 500 ppm의 CoO, 약 5 내지 70 ppm의 Se, 200 내지 약 800 ppm의 Cr2O3및 0 내지 약 1 중량%의 TiO2로 필수적으로 이루어진 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함한다.
Description
본 원은 1997년 6월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제 08/869221 호의 일부 계속 출원이며, 상기 출원은 1996년 7월 2일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 60/021,034 호의 이점을 청구한다.
다양한 짙은 색조의 적외선 및 자외선 흡수 유리 조성물이 당해 분야에 공지되어 있다. 전형적인 짙은 색조의 자동차 프라이버시용 유리의 주요 착색제는 철이며, 이는 대개 Fe2O3와 FeO의 형태 모두로 존재한다. 일부 유리는 예를 들어 존스(Jones)의 미국 특허 제 4,873,206 호; 쳉(Cheng) 등의 제 5,278,108 호; 베이커(Baker) 등의 제 5,308,805 호; 및 걸로타(Gulotta) 등의 제 5,393,593 호; 및 유럽 특허 출원 EP 0 705 800에 개시된 바와 같이, 철과 함께 코발트, 셀레늄 및 임의로 니켈을 사용하여 적외선과 자외선 및 색상을 추가로 조절한다. 다른 유리들은 또한 폰스(Pons) 등의 미국 특허 제 4,104,076 호; 델라 루예(Dela Ruye)의 제 4,339,541 호; 크럼위드(Krumwiede) 등의 제 5,023,210 호; 및 콤스(Combes) 등의 제 5,352,640 호; 유럽 특허 출원 EP 0 536 049; 프랑스 특허 제 2,331,527 호 및 캐나다 특허 제 2,148,954 호에 개시된 바와 같이 상기 착색제들과 함께 크롬을 포함한다. 더욱이, 다른 유리들은 추가의 물질들, 예를 들어 WO96/00194에 개시된 것들을 포함할 수 있으며, 상기 출원은 유리 조성물 중의 불소, 지르코늄, 아연, 세륨, 티탄 및 구리의 함유를 교시하며 알칼리 토 산화물들의 합이 유리의 10 중량% 미만일 것을 요한다.
적외선 및 자외선 흡수 유리의 제조에서, 철 및 다른 첨가제들의 상대적인 양을 면밀히 감시해야 하며 목적하는 색상과 스펙트럼 성질을 제공하기 위해서 작용 범위 내에서 조절해야 한다. 우수한 일광 성능 특성을 나타내고 상업적인 플로트 유리 제조 기법에 적합한, 자동차에 전형적으로 사용되는 녹색으로 착색된 유리를 보완하기 위해 자동차용 프라이버시 창유리로서 사용될 수 있는 짙은 색조의 녹색 유리를 수득하는 것이 바람직할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 60% 이하의 광 투과율을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리 제품을 제공한다. 상기 유리 제품의 조성물은 표준 소다-석회-실리카 유리 기본 조성과, 적외선 및 자외선 흡수 물질 및 착색제로서 추가로 철, 코발트, 셀레늄 및 크롬, 및 임의로 티탄을 사용한다. 본 발명의 유리는 약 480 내지 565 ㎚, 바람직하게는 약 495 내지 560 ㎚ 범위의 우세 파장과, 약 20% 이하, 바람직하게는 약 10% 이하, 보다 바람직하게는 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 색을 갖는다. 상기 유리 조성물에는 특정 용도 및 목적하는 광 투과율에 따라 다양한 수준의 스펙트럼 성능이 제공될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시태양에서, 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수성 소다-석회-실리카 유리 제품의 유리 조성물은 약 0.60 내지 4 중량%의 전체 철, 약 0.13 내지 0.9 중량%의 FeO, 약 40 내지 500 ppm의 CoO, 약 5 내지 70 ppm의 Se, 약 15 내지 800 ppm의 Cr2O3및 약 0.02 내지 1 중량%의 TiO2를 갖는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 상기 제품의 유리 조성물은 1 내지 1.4 중량%의 전체 철, 약 0.2 내지 0.6 중량%의 FeO, 200 내지 약 500 ppm의 CoO, 약 5 내지 70 ppm의 Se, 200 내지 약 800 ppm의 Cr2O3및 0 내지 약 1 중량%의 TiO2를 갖는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함한다.
본 발명은 자동차, 예를 들어 밴의 측면 및 후면 창에 프라이버시용 창유리로서 사용하기에 매우 적합한 낮은 광 투과율을 갖는 녹색으로 착색된 소다 석회 실리카 색유리에 관한 것이다. 특히, 상기 유리는 60% 이하, 바람직하게는 약 10 내지 40%의 광 투과율을 갖는다. 본 원에 사용된 "녹색으로 착색된"이란 용어는 약 480 내지 565 ㎚의 우세 파장을 갖는 유리를 포함함을 의미하며, 청록색, 황록색 또는 회녹색의 색상을 특징으로 할 수 있다. 또한, 본 발명의 유리는 일반적으로 자동차 용도에 사용되는 전형적인 녹색 유리에 비해 보다 낮은 적외선 및 자외선 투과율을 나타낸다. 상기 유리는 또한 플로트 유리 제조 방법에 적합하다.
본 발명의 기본 유리, 즉 본 발명의 목적인 적외선 또는 자외선 흡수 물질 및/또는 착색제가 없는 유리의 1 차 성분들은 하기를 특징으로 하는 상업적인 소다-석회-실리카 유리이다:
| 중량% | |
| SiO2 | 66-75 |
| Na2O | 10-20 |
| CaO | 5-15 |
| MgO | 0-5 |
| Al2O3 | 0-5 |
| K2O | 0-5 |
본 원에 사용된 모든 "중량%" 값은 최종 유리 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명은 상기 기본 유리에 철, 코발트, 셀레늄, 크롬 및 임의로 티탄 형태의 적외선 및 자외선 흡수 물질 및 착색체를 첨가한다. 본 원에 개시된 바와 같이, 철은 Fe2O3및 FeO로 나타내고, 코발트는 CoO로 나타내며, 셀레늄은 원소 Se로 나타내고, 크롬은 Cr2O3로 나타내며, 티탄은 TiO2로 나타낸다. 이들 물질과 착색제는 바람직하게는 유리 조성물의 형태 또는 구조의 하나 이상의 표면 바로 위 또는 부근보다는 상기 유리 조성물 전체를 통해 적외선 및 자외선 흡수 물질 및 착색제의 주요 부분을 이루기 위해 배치 물질에 용융 첨가시켜 얻은 주요 착색제를 구성한다. 본 원에 개시된 유리 조성물이 상기 유리 조성물의 색상에 영향을 미칠 수도 있는 용융 과정 동안 동일 반응계에서 형성된 소량의 다른 물질 또는 물질들을 포함할 수도 있음을 인식해야 한다. 이러한 물질들의 예로는 일부의 용융 및 정련 보조제, 부유 물질 또는 불순물들이 있다. 본 발명의 하나의 실시태양에서,이후에 보다 상세히 논의되는 바와 같이 유리의 일광 성능을 개선시키기 위해서 소량의 추가적인 물질들을 상기 유리에 포함시킬 수도 있음을 또한 인식해야 한다. 가장 바람직하게는 상기 유리 조성물에는 필수적으로 다른 주 착색제가 없다. 본 발명의 유리 조성물은 바람직하게는 상기 배치에 첨가되어 불소, 및 지르코늄, 세슘, 붕소 및 바륨의 산화물을 갖는 유리 조성물을 생성시키는 물질들이 필수적으로 없다. 하나의 실시태양에서, 상기 주 착색제에 대한 전이 금속 및 산화물들은 철, 코발트, 셀레늄, 크롬 및 임의로 티탄으로 필수적으로 이루어진다.
유리 조성물 중의 철 산화물은 다수의 기능들을 수행한다. 산화 제 2 철 Fe2O3는 강한 자외선 흡수제이며 유리에서 황색 착색제로서 작용한다. 산화 제 1 철 FeO는 강한 적외선 흡수제이며 청색 착색제로서 작용한다. 본 원에 개시된 유리 중에 존재하는 철의 총량은 표준 분석 관행에 따라 Fe2O3로 나타내지만 실제로는 철이 모두 Fe2O3의 형태임을 의미하는 것은 아니다. 마찬가지로, 상기 제 1 철 상태의 철의 양을 FeO로서 나타내지만, 상기는 실제로 FeO로서 유리 중에 존재하지 않을 수도 있다. 본 원에 개시된 유리 조성물 중의 제 1 및 제 2 철의 상대적인 양을 반영하기 위해서, "레독스(redox)"란 용어는 제 1 철 상태의 철(FeO로서 나타냄)의 양을 전체 철(Fe2O3로서 나타냄)의 양으로 나눈 것을 의미할 것이다. 더욱 또한, 달리 나타내지 않는 한 본 명세서에서 "전체 철"이란 용어는 Fe2O3로 나타낸 전체 철을 의미할 것이며 "FeO"란 용어는 FeO로 나타낸 제 1 철 상태의 철을 의미할 것이다.
Se는 소다-석회-실리카 유리에 분홍색 또는 갈색을 부여하는 자외선 및 적외선 흡수성 착색제이다. Se는 또한 일부 적외선을 흡수하며 그의 사용으로 레독스가 감소하는 경향이 있다. CoO는 청색 착색제로서 작용하며 임의의 감지할만한 자외선 또는 적외선 흡수성을 나타내지 않는다. Cr2O3는 상기 유리에 녹색을 부여하며 최종 유리의 색상을 조절하는데 일조한다. 크롬이 또한 약간의 자외선 흡수를 제공할 수도 있는 것으로 여겨진다. TiO2는 유리 조성물에 황색을 부여하는 착색제로서 작용하는 자외선 흡수제이다. 목적하는 스펙트럼 성질을 갖는 목적하는 녹색의 프라이버시용 유리를 수득하기 위해서는 철, 즉 제 1 및 제 2 철 산화물, 크롬, 셀레늄, 코발트 및 임의로 티탄 함량간의 적절한 균형이 요구된다.
본 발명의 유리를 연속적인 대규모의 상업적인 용융 공정으로 용융 및 정련시키고 상기 용용된 유리를, 상기가 리본 형상을 띨 때, 용융된 금속, 대개는 주석의 풀 상에 지지시키는 플로트 방법에 의해 다양한 두께의 평판 유리 시트로 성형시키고 냉각시킨다. 유리를 용융된 주석 상에 형성시킨 결과, 측정가능한 양의 산화 주석이 상기 주석과 접촉한 면 상의 유리의 표면 부분으로 이동할 수 있음을 인식해야 한다. 전형적으로는, 플로트 유리의 조각은 상기 주석과 접촉한 유리의 표면 아래의 처음 25 μ에서 0.05 내지 2 중량%의 SnO2농도를 갖는다. SnO2의 전형적인 백그라운드 수준은 30 ppm 정도로 높을 수 있다. 본 발명의 제한 없이, 상기 용융된 주석에 의해 지지되는 유리 표면의 대략 처음 10 Å 중의 높은 주석농도는 상기 유리 표면의 반사력을 약간 증가시킬 수 있으나; 상기 유리의 성질에 대한 전반적인 영향은 미미한 것으로 여겨진다.
본 발명의 유리 조성물의 제조에 사용되는 용융 및 성형 장치들에는 비 제한적으로, 당해 분야에 널리 공지된 통상적인 오버헤드 발화식 연속 용융 공정, 또는 쿤클(Kunkle) 등의 미국 특허 제 4,381,934 호; 페코라로(Pecoraro) 등의 제 4,792,536 호 및 세루티(Cerutti) 등의 제 4,886,539 호에 개시된 바와 같은 다-단계 용융 공정이 있다. 경우에 따라, 최고의 광학 품질을 갖는 유리를 제조하기 위해서 상기 유리를 균질화시키기 위해 유리 생산 공정의 용융 및/또는 성형 단계 내에서 교반 장치를 사용할 수도 있다.
표 1, 2 및 3은 본 발명의 원리를 사용하는 유리 조성물의 예를 예시한다. 표 1 및 2의 예들은 피피지 인더스트리즈 인코포레이티드에 의해 개발된 유리 색상 및 스펙트럼 성능 컴퓨터 모델에 의해 생성된 컴퓨터 모델화된 조성물들이다. 표 3의 예들은 실제적인 실험용 실험실 용융물들이다. 표 1 및 3에 나타낸 스펙트럼 성질들은 0.160 in(4.06 ㎜)의 기준 두께를 기본으로 하며, 표 2의 성질들은 0.154 in(3.91 ㎜)의 기준 두께를 기본으로 한다. 비교를 위해서, 상기 예들의 스펙트럼 성질들을 미국 특허 제 4,792,536 호에 개시된 화학식을 사용하여 상이한 두께에서 어림할 수 있다. 단지 상기 예들에 대한 철, 코발트, 셀레늄, 크롬 및 티탄 부분들만을 표에 열거한다. 표에 제공된 투과율 데이터에 대해서, 광 투과율(LTA)을 380 내지 770 ㎚ 범위의 파장에 걸쳐 2°의 관찰각으로 C.I.E. 표준 광원 "A"를 사용하여 측정하며, 우세 파장 및 여기 순도에 의한 유리 색상은 ASTME308-90에서 설정한 절차에 따라 2°의 관찰각으로 C.I.E. 표준 광원 "C"를 사용하여 측정한다. 전체 태양 자외선 투과율(TSUV)을 300 내지 400 ㎚의 파장 범위에 대해서 측정하며, 전체 태양 적외선 투과율(TSIR)은 720 내지 2000 ㎚의 파장 범위에 대해서, 전체 태양 에너지 투과율(TSET)은 300 내지 2000 ㎚ 범위의 파장에 대해서 측정한다. 상기 TSUV, TSIR 및 TSET 투과율 데이터를 당해 분야에 공지된 패리 문(Parry Moon) 공기 질량 2.0 직사광선 데이터를 사용하여 계산하고 사다리꼴 법칙을 사용하여 적분하였다.
표 1 및 2에 나타낸 광학적 성질들은, 유리가 전체적으로 균질하고 당해 분야에 널리 공지된 통상적인 플로트 유리 공법에 의해 제작된 것으로 가정하여, 유리의 성분들에 대한 흡수 계수를 기준으로 일반적으로 본 발명에서 논의된 기본 유리 조성과 착색제를 갖는 유리에 대해 예상된 성질들이다.
표 3에 제공된 정보는 대략적으로 하기의 배치 성분들을 갖는 실험용의 실험실 용융물을 기본으로 한다:
| 유리 부스러기 A | 125 gm |
| 유리 부스러기 B | 22.32 gm |
| 유리 부스러기 C | 8.93 gm |
| 철단 | 0.32 gm |
| Cr2O3 | 0.0461 gm |
| TiO2 | 0.3-0.6 gm |
| Se | 0.0037-0.0073 gm |
| 그라파이트 | 0.015 gm |
상기 용융물에 사용된 유리 부스러기들은 가변량의 철, 코발트, 셀레늄, 크롬 및/또는 티탄을 포함하였다. 보다 구체적으로, 유리 부스러기 A는 0.811 중량%의 전체 철, 0.212 중량%의 FeO, 101 ppm의 CoO, 17 ppm의 Se, 8 ppm의 Cr2O3, 및 0.02 중량%의 TiO2를 포함하였다. 유리 부스러기 B는 1.417 중량%의 전체 철, 0.362 중량%의 FeO, 211.25 ppm의 CoO, 25 ppm의 Se 및 7.5 ppm의 Cr2O3를 포함하였다. 유리 부스러기 C는 0.93 중량%의 전체 철, 0.24 중량%의 FeO, 6 ppm의 Cr2O3, 및 0.02 중량%의 TiO2를 포함하였다. 상기 용융물의 제조에서, 상기 성분들을 칭량하여 혼합하였다. 이어서 상기 물질을 4 in 백금 도가니에 넣고 2600 ℉(1427 ℃)로 30 분간 가열하고 이어서 2650 ℉(1454 ℃)로 1 시간 동안 가열한 것으로 여겨진다. 이어서, 상기 용융된 유리를 물에서 프릿화하고, 건조시키고 2 in 백금 도가니에 넣고 2650 ℉(1454 ℃)에서 1 시간 이상 재 가열하였다. 이어서 상기 용융된 유리를 상기 도가니로부터 따라 슬랩을 형성시키고 벼렸다. 분석을 위해 샘플들을 상기 슬랩으로부터 절단하고 문질러 광을 내었다. 상기 유리 조성물에 대한 화학적 분석을 RIGAKU 3370 X-선 형광 분광 광도계를 사용하여 수행하였다. FeO 함량을 당해 분야에 널리 공지된 바와 같이 습식 화학 기법을 사용하여 측정하였다. 상기 유리의 스펙트럼 특징들을 상기 유리를 단련시키거나 자외선에 연장 노출시키
기(이는 상기 유리의 스펙트럼 성질에 영향을 미칠 것이다) 전에 퍼킨-엘머 람다 9 UV/VIS/NIR 분광 광도계를 사용하여 벼린 샘플에 대해서 측정하였다.
하기는 표 3에 개시된 특정 실험 용융물들의 기본 산화물들을 나타내며, 이들도 또한 초기에 논의된 기본 유리 조성 내에 있다:
| SiO2 | 70-72 중량% |
| Na2O | 12-14 중량% |
| CaO | 8-10 중량% |
| MgO | 3-4 중량% |
| Al2O3 | 0.1-0.6 중량% |
| K2O | 0.01-0.15 중량% |
이들 용융물에 대한 분석은 또한 상기 유리가 약 0.081 중량%의 MnO2를 포함함을 나타낸다. 상기 MnO2는 유리 부스러기의 일부로서 유리 용융물에 첨가되는 것으로 가정한다.
하기 표에서, "Ex"는 실시예를 의미하고, "wt%"는 중량%를 의미한다.
표 1, 2 및 3에 대해서, 본 발명은 표준 소다-석회-실리카 유리 기본 조성물과, 적외선 및 자외선 흡수 물질 및 착색제로서 추가로 철, 코발트, 셀레늄 및 크롬 및 임의로 티탄을 사용하는 녹색 유리를 제공한다. 알 수 있는 바와 같이, 우세 파장(DW) 및 여기 순도(Pe)가 가리키는 대로 상기 예들이 모두 동일한 색상은 아니다. 본 발명에서, 유리는 약 480 내지 565 ㎚, 바람직하게는 약 495 내지 560 ㎚ 범위의 우세 파장과 약 20% 이하, 바람직하게는 약 10% 이하, 보다 바람직하게는 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 색을 갖는 것이 바람직하다. 상기 유리의 색상을 상기 우세 파장 범위 내에서 변화시켜 목적하는 제품을 제공할 수 있음이 예상된다. 예를 들어, 청록색 유리는 약 485 내지 515 ㎚, 바람직하게는 약 490 내지 510 ㎚의 우세 파장과 10% 이하, 바람직하게는 7% 이하의 여기 순도에서 생산될 수 있는 반면, 황록색 유리는 약 535 내지 565 ㎚, 바람직하게는 약 540 내지 560 ㎚의 우세 파장과 10% 이하, 바람직하게는 5% 이하의 여기 순도에서 생산될 수 있다.
본 발명에 개시된 녹색의 적외선 및 자외선 흡수 유리들은 60% 이하의 광 투과율(LTA)을 갖는다. 하나의 특정한 실시태양에서, 상기 유리는 약 0.6 내지 4 중량%의 전체 철, 약 0.13 내지 0.9 중량%의 FeO, 약 40 내지 500 ppm의 CoO, 약 5 내지 70 ppm의 Se, 약 15 내지 800 ppm의 Cr2O3및 약 0.02 내지 약 1 중량%의 TiO2를 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 상기 유리는 약 1 내지 1.4 중량%의 전체 철, 약 0.2 내지 0.6 중량%의 FeO, 200 내지 약 500 ppm의 CoO, 약 5 내지 70 ppm의 Se, 200 내지 약 800 ppm의 Cr2O3및 0 내지 약 1 중량%의 TiO2를 포함한다. 이들 유리에 대한 레독스 비를 약 0.20 내지 0.40, 바람직하게는 약 0.22 내지 0.35, 보다 바람직하게는 약 0.23 내지 0.28로 유지시킨다. 이들 유리 조성물은 또한 약 40% 이하, 바람직하게는 약 35% 이하의 TSUV, 약 45% 이하, 바람직하게는 약 40% 이하의 TSIR 및 약 50% 이하, 바람직하게는 약 45% 이하의 TSET를 갖는다.
본 발명의 유리 조성물에는 특정 용도 및 목적하는 광 투과율에 따라 다양한 수준의 스펙트럼 성능이 제공될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시태양에서, 1.8 내지 5.0 ㎜ 범위의 하나 이상의 두께에서 20% 미만의 LTA를 갖는 녹색의 적외선 및 자외선 흡수 유리에 대해서, 상기 유리 조성물은 약 1 내지 1.4 중량%, 약 0.22 내지 0.5 중량%, 바람직하게는 약 0.3 내지 0.5 중량%의 전체 철; 200 내지 약 450 ppm, 바람직하게는 200 내지 약 350 ppm의 CoO; 약 10 내지 60 ppm, 바람직하게는 약 35 내지 50 ppm의 Se; 약 250 내지 400 ppm, 바람직하게는 약 250 내지 350 ppm의 Cr2O3; 및 0 내지 약 1 중량%, 바람직하게는 약 0.02 내지 0.5 중량%의 TiO2를 포함한다. 상기 광 투과율 범위 내의 유리 조성물은 약 30% 이하, 바람직하게는 12% 이하의 TSUV, 약 35% 이하, 바람직하게는 약 20% 이하의 TSIR 및 약 30% 이하, 바람직하게는 약 20% 이하의 TSET를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 1.8 내지 5.0 ㎜ 범위의 하나 이상의 두께에서 20 내지 60%의 LTA를 갖는 녹색의 적외선 및 자외선 흡수 유리에 대해서, 상기 유리 조성물은 약 1 내지 1.4 중량%, 약 0.25 내지 0.4 중량%의 전체 철; 200내지 약 250 ppm의 CoO; 약 10 내지 30 ppm의 Se; 200 내지 약 250 ppm, 바람직하게는 약 250 내지 350 ppm의 Cr2O3; 및 약 0.02 내지 0.5 중량%의 TiO2를 포함한다. 상기 광 투과율 범위 내의 유리 조성물은 약 35% 이하, 바람직하게는 20% 이하의 TSUV, 약 40% 이하, 바람직하게는 약 15% 이하의 TSIR 및 약 45% 이하, 바람직하게는 약 25% 이하의 TSET를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 4.06 ㎜의 기준 두께에서 20 내지 60%의 LTA를 갖는 녹색의 적외선 및 자외선 흡수 유리에 대해서, 상기 유리 조성물은 0.7 내지 약 2 중량%, 바람직하게는 약 0.8 내지 1.5 중량%의 전체 철; 약 0.13 내지 0.6 중량%, 바람직하게는 약 0.14 내지 0.43 중량%의 FeO; 200 내지 300 ppm, 바람직하게는 200 내지 약 250 ppm의 CoO; 약 5 내지 70 ppm, 바람직하게는 약 8 내지 60 ppm의 Se; 200 내지 약 300 ppm, 바람직하게는 200 내지 약 250 ppm의 Cr2O3; 및 0 내지 약 1 중량%, 바람직하게는 약 0.02 내지 0.5 중량%의 TiO2를 포함한다. 상기 광 투과율 범위 내의 유리 조성물은 약 35% 이하의 TSUV, 약 40% 이하의 TSIR 및 약 45% 이하의 TSET를 갖는다.
본 발명의 또 다른 실시태양에서, 녹색의 적외선 및 자외선 흡수 유리 조성물은 0.9 내지 1.3 중량%, 바람직하게는 1.083 내지 1.11 중량%의 전체 철; 0.25 내지 0.40 중량%, 바람직하게는 0.306 내지 0.35 중량%의 FeO; 80 내지 130 ppm, 바람직하게는 90 내지 128 ppm의 CoO; 8 내지 15 ppm, 바람직하게는 10 내지 12 ppm의 Se; 250 내지 350 ppm, 바람직하게는 286 내지 302 ppm의 Cr2O3; 및 0.1 내지0.5 중량%, 바람직하게는 0.194 내지 0.355 중량%의 TiO2를 포함한다. 상기 유리는 25 내지 40%의 광 투과율(LTA), 약 25% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 20% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 30% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는다.
본 원에 개시된 유리 조성물의 스펙트럼 성질들은 상기 유리를 단련시킨 후 및 또한 흔히 반전이라 칭하는 자외선에의 연장된 노출 시 변화가 예상된다. 특히, 본 원에 개시된 유리 조성물의 단련 및 반전은 LTA를 증가시키고 TSUV, TSIR 및 TSET를 감소시키는 것으로 여겨진다. 그 결과, 본 발명의 하나의 실시태양에서, 유리 조성물은 처음에는 이전에 논의된 목적하는 범위 밖에 있으나 단련 및/또는 반전 후에는 상기 목적하는 범위 내에 있는 소정의 스펙트럼 성질들을 가질 수 있다.
플로트 공법에 의해 제조된 유리의 두께 범위는 전형적으로 약 1 내지 10 ㎜ 두께의 시트이다. 자동차 창유리 용도에 대해서, 본 원에 개시된 조성물과 스펙트럼 성질들을 갖는 유리 시트는 0.071 내지 0.197 in(1.8 내지 5 ㎜) 범위의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 단일 겹의 유리를 사용하는 경우, 상기 유리를 예를 들어 자동차 측면 또는 후면 창용으로는 단련시킬 것이며, 여러 겹의 유리를 사용하는 경우에는 상기 유리를 벼리고 열가소성 접착제, 예를 들어 폴리비닐 부티랄을 함께 사용하여 적층시킬 것으로 예상된다.
바나듐이 본 발명의 유리 조성물에 크롬의 부분적인 또는 완전한 대용물로서사용될 수 있음을 고려한다. 보다 구체적으로, 바나듐(본 원에서는 V2O5로 나타냄)은 유리에 황록색을 부여하며 상이한 원자가 상태에서 자외선과 적외선을 모두 흡수한다. 상기 논의된 약 25 내지 800 ppm 범위의 Cr2O3를 약 0.01 내지 0.32 중량%의 V2O5로 완전히 대체시킬 수도 있는 것으로 여겨진다.
초기에 논의된 바와 같이, 다른 물질들을 또한 본 원에 개시된 유리 조성물에 첨가하여 적외선 및 자외선 투과율을 추가로 감소시키고/시키거나 유리 색상을 조절할 수도 있다. 특히, 하기의 물질들을 본 원에 개시된 철, 코발트, 셀레늄, 크롬 및 티탄 함유 소다-석회-실리카 유리에 첨가할 수도 있음이 고려된다:
| MnO2 | 0 내지 0.5 중량% |
| SnO2 | 0 내지 2 중량% |
| ZnO | 0 내지 0.5 중량% |
| Nd2O3 | 0 내지 약 0.5 중량% |
| Mo | 0 내지 0.015 중량% |
| CeO2 | 0 내지 2 중량% |
| NiO | 0 내지 0.1 중량% |
| CuO | 0 내지 2 중량%(CuO 매 6 ppm에 대해 1 ppm의 CoO의 양이 감소됨) |
이들 추가적인 물질들의 임의의 착색 및/또는 레독스 영향력에 기여하는 기본 철, 코발트, 셀레늄, 크롬 및/또는 티탄 구성분들에 대해 조절을 수행해야 할 수도 있음을 인식해야 한다.
용융 공정의 유형에 따라, 황을 용융 및 정련 보조제로서 소다-석회-실리카 유리의 배치 물질에 첨가할 수도 있다. 상업적으로 제조된 플로트 유리는 약 0.3 중량% 이하의 SO3를 포함할 수 있다. 철과 황을 포함하는 유리 조성물에서, 페코라로 등의 미국 특허 제 4,792,536 호에 논의된 바와 같이 환원 조건을 제공하여 호박색을 생성시켜 광 투과율을 낮출 수 있다. 그러나, 본 원에 개시된 유형의 플로트 유리 조성물에서 상기 색상을 발색시키는데 필요한 환원 조건은 상기 플로트 형성 공정 동안 용융된 주석과 접촉하는 보다 하부의 유리 표면의 대략 처음 20 μ으로 제한되며, 보다 적은 정도로는 노출된 상부 유리 표면으로 제한되는 것으로 여겨진다. 적은 황 함량 및 임의의 착색이 일어날 수 있는 유리의 제한 영역으로 인해, 특정 소다-석회-실리카-유리 조성에 따라, 임의의 물질이 유리의 색상 또는 스펙트럼 성질에 대해 영향을 미치는 경우 이들 표면 중에 황은 거의 없다.
당해 분야의 숙련가들에게 공지된 다른 변화들을 하기 청구의 범위에 의해 한정된 본 발명의 범위로부터 이탈됨 없이 수행할 수도 있다.
Claims (52)
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과전체 철 약 0.60 내지 4 중량%,FeO 약 0.13 내지 0.9 중량%,CoO 약 40 내지 500 ppm,Se 약 5 내지 70 ppm,Cr2O3약 15 내지 800 ppm, 및TiO2약 0.02 내지 1 중량%를 포함하는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리 제품으로서,유리가 약 60% 이하의 광 투과율(luminous transmittance; LTA), 약 40% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(total solar ultraviolet transmittance; TSUV), 약 45% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(total solar infrared transmittance; TSIR) 및 약 50% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(total solar energy transmittance; TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 1 항에 있어서,유리가 약 0.2 내지 0.4의 레독스(redox)를 갖는 유리제품.
- 제 1 항에 있어서,유리가 약 40% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 45% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 50% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 3 항에 있어서,유리가 약 35% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 40% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 45% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 1 항에 있어서,유리의 색상이 약 480 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 20% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 5 항에 있어서,유리의 색상이 약 485 내지 515 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 10% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 6 항에 있어서,유리의 색상이 약 490 내지 510 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 5 항에 있어서,유리의 색상이 약 535 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 10% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 8 항에 있어서,유리의 색상이 약 540 내지 560 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 5% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 1 항에 있어서,유리가 1.8 내지 5.0 ㎜ 범위의 하나 이상의 두께에서 20% 미만의 광 투과율을 갖는 유리제품.
- 제 1 항에 있어서,유리가 1.8 내지 5.0 ㎜ 범위의 하나 이상의 두께에서 20 내지 60%의 광 투과율을 갖는 유리제품.
- 제 1 항에 있어서,평판 유리 시트를 포함하는 유리제품.
- 제 12 항에 있어서,시트가 표면 부분에 미량의 산화 주석을 갖는 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,전체 철 1 내지 1.4 중량%,FeO 약 0.2 내지 0.6 중량%,CoO 200 내지 약 500 ppm,Se 약 5 내지 70 ppm,Cr2O3200 내지 약 800 ppm, 및TiO20 내지 약 1 중량%를 포함하는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,유리가 약 60% 이하의 광 투과율(LTA), 약 40% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 45% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 50% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 14 항에 있어서,유리가 약 0.2 내지 0.4의 레독스를 갖는 유리제품.
- 제 14 항에 있어서,유리가 약 40% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 45% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 50% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 16 항에 있어서,유리가 약 35% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 40% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 45% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 14 항에 있어서,유리의 색상이 약 480 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 20% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 18 항에 있어서,유리의 색상이 약 485 내지 515 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 10% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 19 항에 있어서,유리의 색상이 약 490 내지 510 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 18 항에 있어서,유리의 색상이 약 535 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 10% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 21 항에 있어서,유리의 색상이 약 540 내지 560 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 5% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 14 항에 있어서,유리가 1.8 내지 5.0 ㎜ 범위의 하나 이상의 두께에서 20% 미만의 광 투과율을 갖는 유리제품.
- 제 23 항에 있어서,FeO 농도가 약 0.22 내지 0.5 중량%이고, CoO 농도가 200 내지 약 450 ppm이고, Se 농도가 약 10 내지 60 ppm이고, Cr2O3농도가 약 250 내지 400 ppm이고, TiO2농도가 약 0.02 내지 0.5 중량%인 유리제품.
- 제 24 항에 있어서,FeO 농도가 약 0.3 내지 0.5 중량%이고, CoO 농도가 200 내지 약 350 ppm이고, Se 농도가 약 35 내지 50 ppm이고, Cr2O3농도가 약 250 내지 350 ppm인 유리제품.
- 제 24 항에 있어서,유리가 약 30% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 35% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 30% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 26 항에 있어서,유리가 약 12% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 20% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 20% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 24 항에 있어서,유리의 색상이 약 480 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 20% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 28 항에 있어서,유리의 색상이 약 540 내지 560 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 5% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 14 항에 있어서,유리가 1.8 내지 5.0 ㎜ 범위의 하나 이상의 두께에서 20 내지 60%의 광 투과율을 갖는 유리제품.
- 제 30 항에 있어서,FeO 농도가 약 0.25 내지 0.4 중량%이고, CoO 농도가 200 내지 약 250 ppm이고, Se 농도가 약 10 내지 30 ppm이고, Cr2O3농도가 200 내지 약 250 ppm이고, TiO2농도가 약 0.02 내지 0.5 중량%인 유리제품.
- 제 31 항에 있어서,유리가 약 35% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 40% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 45% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 32 항에 있어서,유리가 약 20% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 15% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 25% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 31 항에 있어서,유리의 색상이 약 480 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 20% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 34 항에 있어서,유리의 색상이 약 490 내지 510 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 14 항에 있어서,평판 유리 시트를 포함하는 유리제품.
- 제 36 항에 있어서,시트가 표면 부분에 미량의 산화 주석을 갖는 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,전체 철 0.7 내지 약 2 중량%,FeO 약 0.13 내지 0.6 중량%,CoO 200 내지 약 300 ppm,Se 5 내지 70 ppm,Cr2O3200 내지 약 300 ppm, 및TiO20 내지 약 1 중량%를 포함하는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,유리가 4.06 π의 기준 두께에서 20 내지 60%의 광 투과율(LTA), 약 35% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 40% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 45% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 가지며, 상기 유리의 색상이 약 480 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 20% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 38 항에 있어서,전체 철 농도가 약 0.8 내지 1.5 중량%이고, FeO 농도가 약 0.14 내지 0.43 중량%이고, CoO 농도가 200 내지 약 250 ppm이고, Se 농도가 약 8 내지 60 ppm이고, Cr2O3농도가 200 내지 약 250 ppm이고, TiO2농도가 약 0.02 내지 0.5 중량%인 유리제품.
- 제 38 항에 있어서,유리가 약 35% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 40% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 45% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- 제 38 항에 있어서,유리의 색상이 약 480 내지 565 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 20% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 41 항에 있어서,유리의 색상이 약 490 내지 510 ㎚ 범위의 우세 파장 및 약 7% 이하의 여기 순도를 특징으로 하는 유리제품.
- 제 38 항에 있어서,유리가 약 0.2 내지 0.4의 레독스를 갖는 유리제품.
- 제 38 항에 있어서,평판 유리 시트를 포함하는 유리제품.
- 제 44 항에 있어서,시트가 표면 부분에 미량의 산화 주석을 갖는 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,전체 철 0.9 내지 1.3 중량%,FeO 0.25 내지 0.40 중량%,CoO 80 내지 130 ppm,Se 8 내지 15 ppm,Cr2O3250 내지 350 ppm, 및TiO20.1 내지 0.5 중량%를 포함하는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,유리가 25 내지 40%의 광 투과율(LTA)을 갖는 유리제품.
- 제 46 항에 있어서,전체 철 농도가 약 1.083 내지 1.11 중량%이고, FeO 농도가 약 0.306 내지 0.35 중량%이고, CoO 농도가 90 내지 128 ppm이고, Se 농도가 약 10 내지 12 ppm이고, Cr2O3농도가 286 내지 302 ppm이고, TiO2농도가 약 0.194 내지 0.355 중량%인 유리제품.
- 제 47 항에 있어서,유리가 약 25% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 20% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 30% 이하의 전체 태양 에너지 투과율(TSET)을 갖는 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,전체 철 약 0.6 내지 4 중량%,FeO 약 0.13 내지 0.9 중량%,CoO 약 40 내지 500 ppm,Se 약 5 내지 70 ppm,TiO2약 0.02 내지 1 중량%,Cr2O30 내지 약 0.08 중량%,V2O50 내지 약 0.32 중량%,MnO20 내지 약 0.5 중량%,SnO20 내지 약 2 중량%,ZnO 0 내지 약 0.5 중량%,Mo 0 내지 약 0.015 중량%,CeO20 내지 약 2 중량%, 및NiO 0 내지 약 0.1 중량%를 포함하는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,상기 Cr2O3농도와 25%의 상기 V2O5농도의 합이 0.0015 중량% 이상이고, 유리가 60%이하의 광 투과율(LTA)을 갖는 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,전체 철 1 내지 1.4 중량%,FeO 약 0.2 내지 0.6 중량%,CoO 200 내지 약 450 ppm,Se 약 5 내지 70 ppm,TiO20 내지 약 1 중량%,Cr2O30 내지 약 0.08 중량%,V2O50 내지 약 0.32 중량%,MnO20 내지 약 0.5 중량%,SnO20 내지 약 2 중량%,ZnO 0 내지 약 0.5 중량%,Mo 0 내지 약 0.015 중량%,CeO20 내지 약 2 중량%, 및NiO 0 내지 약 0.1 중량%를 포함하는 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,상기 Cr2O3농도와 25%의 상기 V2O5농도의 합이 0.0200 중량% 이상이고, 유리가 60% 이하의 광 투과율(LTA)을 갖는 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,전체 철 약 0.60 내지 4 중량%,FeO 약 0.13 내지 0.9 중량%,CoO 약 40 내지 500 ppm,Se 약 5 내지 70 ppm,Cr2O3약 15 내지 800 ppm, 및TiO2약 0.02 내지 1 중량%의 자외선을 흡수하고 유리 조성물에 황색을 부여하기 위한 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,상기 태양 광선 흡수 및 착색제 물질이 약 60% 이하의 광 투과율(LTA), 약 50% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSUV), 약 40% 이하의 전체 태양 적외선 투과율(TSIR) 및 약 45% 이하의 전체 태양 자외선 투과율(TSIR)을 갖는 녹색 유리를 수득하기 위한 양으로 균형을 이룬 유리제품.
- SiO2약 66 내지 75 중량%,Na2O 약 10 내지 20 중량%,CaO 약 5 내지 15 중량%,MgO 0 내지 약 5 중량%,Al2O30 내지 약 5 중량%, 및K2O 0 내지 약 5 중량%를 포함하는 기본 유리 부분과,주 착색제가전체 철 약 0.60 내지 4 중량%,FeO 약 0.13 내지 0.9 중량%,CoO 약 40 내지 500 ppm,Se 약 5 내지 70 ppm,Cr2O3약 15 내지 800 ppm, 및TiO2약 0.02 내지 1 중량%로 필수적으로 이루어진 태양 광선 흡수 및 착색제 부분을 포함하는 조성을 갖는 녹색으로 착색된 적외선 및 자외선 흡수 유리제품으로서,유리가 약 60% 이하의 광 투과율(LTA)을 갖는 유리제품.
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