KR20040018189A

KR20040018189A - 보로실리케이트 유리 및 그것의 이용

Info

Publication number: KR20040018189A
Application number: KR1020030057965A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 카스; 외르크 힌리히 페흐너
Original assignee: 카알-차이스-스티프퉁 트레이딩 에즈 쇼옷트 그라스
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2004-03-02
Also published as: DE10337362B4; CN1495140A; DE10238930C1; JP2004083403A; CN1270992C; US7315125B2; US20040113237A1; US20070004580A1; KR100810792B1; US7144835B2; JP4454266B2; DE10337362A1; DE20220582U1

Abstract

본 발명은 보로실리케이트 유리 및 이것의 이용에 관한 것이다. 상기 유리는 다음과 같은 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는다:

SiO₂60 - 78, B₂O₃7 - 20, Li₂O 0 - 2, Na₂O 0 - 4, K₂O 3 - 12, MgO 0 - 2, CaO 0 - 2, 여기서 MgO + CaO 0 - 3, BaO 0 - 3, ZnO 0 - 2, ZrO₂0.8 - 12, TiO₂0 - 10, CeO₂0 - 1, F^-0 - 0.6

Description

보로실리케이트 유리 및 그것의 이용{BOROSILICATE GLASS AND ITS USES}

본 발명은 보로실리케이트 유리에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 유리의 이용에 관한 것이다.

보로실리케이트 유리 그룹은 매우 광범위하다. 이 그룹의 표본은 공통적으로 다음과 같은 기본적인 조성 범위를 갖는다.

SiO₂대략 70 - 80 중량%

B₂O₃7 - 20 중량%

Al₂O₃2 - 7 중량%

알카리금속 산화물 3 - 10 중량%

상기 유리들은 불투명화에 대한 그것들의 내성 및 화학적 내성을 개선시키기 위해 알루미늄 산화물을 포함한다.

그러나, 이러한 유형의 유리들은 습윤 수성 액체에 알루미늄 이온을 유리(release)시키고, 이것은 특정한 적용에 대해 불리하다. 예를 들면, 알루미늄은 현재 상응하는 성질의 사람들의 건강을 해치는 것으로 생각된다. 이러한 경우,따라서, 유리로부터 제조되는 종래의 일차 약제 포장 재료는 주사가능 물질의 투여에 대해서는 비교적 적당치 않다.

또한, 알루미늄 산화물은 상기 유리의 녹는점 및 작업점을 상당히 증가시키고, 생산 공정에 개입되는 에너지 소비를 증가시킨다.

Al₂O₃에 의해 영향받는 물리적인 그리고 유리-기술적인 특성들은 일반적으로 상기 알루미늄 산화물을 1 또는 그 이상의 다른 성분들과 단순히 치환함에 의해 재생산될 수 없다. 오히려, 상기 유리 조성물에 대한 완전하게 새로운 개발 또는 광범위한 변화가 요구된다.

표준 보로실리케이트 유리들은 그것들의 높은 화학적 안정성 및 온도 변화에 견디는 높은 능력에 의해 구별된다. 이것들은 작은 열팽창 계수를 갖는다.

이러한 특성들 때문에, 이것들은 특히, 약제 산업에서, 예를 들면, 주사제를 포장하기 위한 앰풀(ampoules) 및 바이알(vials)로서 사용되고, 화학 산업에서 생산 및 실험실용 규모로 이용되는 장치 및 설비, 또는 램프 유리로서 사용된다.

이러한 유형의 유리에 관한 광범위한 특허 문헌이 존재한다.

예를 들면, DE 42 30 607 C1 호에는 텅스텐으로 융합될 수 있는 화학적으로 매우 높은 내성을 갖는 보로실리케이트 유리가 기재된다. 상기 예에 따르면, 이러한 유리는 V_A> 1210 ℃ 의 작업점을 갖는다.

독일에서 출원공개된 명세서 DE 37 22 130 A1 호에 기재된 보로실리케이트 유리 또한 높은 작업점을 갖는다. 상기 유리가 최초의 가수분해성 유리에 속한다하더라도, 이러한 유리 내에 K₂0 가 존재하지 않기 때문에 이것들은 비교적 결정화되기 쉽다.

독일 특허 제 DE 195 36 708 C1 호에 기재된 Li₂O 을 함유하는 유리 또한 화학적으로 매우 안정하지만 또한 불리하게 높은 작업점을 갖는다.

독일 특허 제 DE 44 30 710 C1 호에 기재된 유리는 높은 SiO₂함량을 갖는데, 즉, 75 중량% 보다 많으며 그리고 SiO₂/B₂O₃의 중량비가 8 보다 큰 조합으로서 83 중량% 보다 많은 SiO₂+ B₂O₃함량을 갖는데, 이는 이것들이 화학적으로 매우 안정하지만 역시 작업점이 너무 높다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 보로실리케이트 유리에 부과된 상술한 요구조건들을 만족시키고, 양호한 작업점을 가지며, 그리고 Al₂O₃를 포함하지 않는 유리를 창안하는 것이다.

이러한 목적은 특허청구범위 제 1 항에 기재된 유리에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 유리는 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 63 중량%, 그리고 최대 78 중량%, 바람직하게는 65 내지 77 중량%, 특히 67 내지 75 중량%, 특히 바람직하게는 68 내지 74 중량% 의 SiO₂함량을 갖는다. 상기 SiO₂함량은 상기 유리의 특정한 적용에 따라 변화하며, 높은 화학적 내성, 특히 높은 내산성(acidresistance), 그리고 작은 열팽창계수를 갖는 요구되는 화학적 내성에 유리한 영향을 준다.

상기 유리는, 화학적 내성, 특히 가수분해 안정성을 개선함과 동시에 상기 열팽창, 작업점 및 녹는점을 감소시키기 위해, 7 내지 20 중량%, 바람직하게는 9 내지 18 중량%, 특히 바람직하게는 9 내지 13 중량% 의 B₂O₃를 포함한다. 상기 붕산(boric acid)은 상기 유리에 존재하는 알카리 금속 이온을 상기 유리 구조에 더욱 견고하게 결합시키고, 이는, 예를 들면, 상기 가수분해 안정성의 측정중에, 용액들과의 접촉에 있어서 알칼리 금속 이온의 유리(release)의 감소를 가져온다. 낮은 함량에서는 상기 가수분해 안정성이 현저하게 악화되고 녹는점이 매우 충분히 감소되지 않는 반면, 높은 함량에서는 내산성이 악화된다. 13% 를 넘는 B₂O₃수준이 상기 화학적 내성에 불리하게 작용한다고 하더라도, 전자 섬광전구 및 백라이트 용 램프 유리와 같은 특정한 적용에 대해서는, 상기 높은 붕산의 함량이 상기 유리의 더 높은 전기 저항을 추가적으로 형성하는 장점을 갖는다.

피할 수 없는 불순물은 별도로 하고, 상기 유리는 Al₂O₃를 포함하지 않는다.

특정한 한계 내의 개별적인 알칼리 금속 산화물의 함량이 본 발명에 따른 유리에 대해 중요한데, 이에 따라, 특히, 상응하는 이용에 대해 의도된 특정한 종래 기술과 비교해서 가수분해 안정성이 개선된다.

예를 들면, 상기 유리는 0 내지 4 중량% 의 Na₂O, 바람직하게는 0 내지 3 중량% 의 Na₂O, 3 내지 12 중량% 의 K₂O, 바람직하게는 5 내지 10 중량% 의 K₂O, 그리고 0 내지 2 중량% 의 Li₂O, 바람직하게는 0 내지 1 중량%의 Li₂O 를 포함한다. 상기 알카리 금속 산화물들의 합계는 5.5 내지 13.5 중량% 사이인 것이 바람직하다.

K₂O 이외에 Na₂0 또는 Li₂O 가 상기 유리 내에 제공되는 것이 특히 바람직하다. K₂O 이외에 Na₂0 및 Li₂O가 상기 유리 내에 제공되는 것이 특히 매우 바람직하다.

상기 알카리 금속 산화물들은 상기 유리의 작업점을 감소시키고, 그리고 또한 높은 K₂O 함량은 본 발명에 따른 Al₂O₃를 포함하지 않는 유리에서 결정적으로 중요한 성질인 불투명화에 대한 내성을 개선시킨다. 예를 들면, 튜브 조인(tube join)과 같은 성형 과정의 일부로서, 냉각하는 동안, 상기 유리 표면에 남고 상기 유리의 성형 및 이용에 불리하게 영향을 미치는 어떠한 불투명화 결정( devitrification crystals)도 형성되지 않는다.

알카리 금속 이온의 유리(release)는 상기 알카리 금속 산화물의 각각의 상한(upper limit)을 넘어 불균형적으로 증가된다. 역으로, 특정한 레벨은 알카리 금속 이온들의 최소의 유리(release)를 야기하며, 이는 다양하고 우수한 화학적 내성으로 된다.

특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유리는 적어도 0.2 중량% 의 Li₂O 를 포함한다. 특히 매우 바람직한 실시예에 있어서. 상기 유리는 적어도 0.3 중량% 의Na₂O, 특히 적어도 0.5 중량% 의 Na₂O 를 포함한다.

추가적인 성분으로서, 상기 유리는 0 내지 2 중량% 의 2가 산화물 MgO, 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 0 내지 1 중량% 의 CaO, 0 내지 2 중량% 의 ZnO 그리고 0 내지 3 중량%, 바람직하게는 0 내지 1 중량% 의 BaO 를 포함할 수 있다. 이러한 성분들은 "유리의 길이", 즉, 상기 유리가 처리될 수 있는 온도 범위를 변화시킨다. 이러한 성분들이 이러한 네트워크를 변경시키는 범위의 변화는, 이러한 산화물들 간의 교환에 의해, 점도 특성을 특별한 생산 및 작업 공정의 요구조건에 맞추는 것이 가능하다는 것을 의미한다. CaO 및 MgO 는 작업점을 감소시키고 상기 유리 구조에 견고하게 결합되어 들어간다. CaO 및 MgO 의 합계는 0 내지 3 중량% 사이에 있어야 하는데, 이는 더 높은 수준에서는 열팽창계수가 증가하기 때문이다. 상기 Ba0 의 첨가는 상기 유리의 가수분해 안정성에 불리한 영향을 미치는 일 없이 작업점을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

상기 유리는 MgO, CaO, BaO 를 포함하지 않고 0 내지 1 중량% 사이의 ZnO 를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에 있어서는, ZnO 또한 존재하지않는다.

상기 유리는 0.8 내지 12 중량% 의 ZrO₂, 바람직하게는 최대 10.5 중량% 의 ZrO₂, 특히 적어도 1.5 중량% 의 ZrO₂, 특히 적어도 2 중량% 의 ZrO₂, 특히 바람직하게는 3 내지 7 중량% 의 ZrO₂를 포함한다. ZrO₂는 가수분해 안정성을 개선시키고 특히 유리의 내알카리성을 개선시킨다. 더 높은 수준에서는, 화학적 내성이 더이상현저하게 개선되는 일 없이 상기 작업점이 과도하게 증가된다.

상기 유리는 10 중량%, 바람직하게는 6 중량%, 특히 5 중량% 까지의 TiO₂를 포함할 수 있다. 1 중량% 까지의 적은양의 TiO₂는 상기 유리의 반전현상(solarization)을 방지하고, 예를 들면, 그것이 작동되는 동안 거기로부터 발생되는 램프의 뒤따르는 흑화(darkening)를 방지하며, 심지어는 화학적 내성도 개선시킨다. 1 중량% 를 넘는 수준은 특히, 예를 들면, 알카리 내성과 같은 유리의 화학적 내성을 개선시킨다. 0 내지 1 중량% 사이의 TiO₂함량이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에 있어서, 상기 유리는 TiO₂를 포함하지 않는다. 다른 실시예에 있어서, 상기 유리는 적어도 0.5 중량% 의 TiO₂를 포함한다. 이러한 경우의 TiO₂는 UV 차단 작용을 한다. 적어도 4.5 중량% TiO₂함량이 바람직하다.

상기 유리는 1 중량% 까지의 CeO₂를 포함할 수 있다. 낮은 농도에서, CeO₂는 정제제(refining agent)로서 작용하고, 반면에 더 높은 농도에서는 상기 유리가 방사선에 의해 변색되는 것을 방지한다. 따라서, 이러한 유형의 CeO₂를 포함하는 유리를 이용하여 만들어진 실(seals)은, 그것이 방사선에 노출된 후에도, 컨덕터 와이어의 균열 또는 부식과 같은, 어떠한 손상도 시각적으로 확인될 수 있다. 상기 유리의 높은 투명성은 상기 유리가 일차 약제 포장으로서 사용되는 경우에 또한 바람직한데, 이는 상기 성분들이 존재할지도 모르는 어떤 입자들에 대해서 확인되기때문이다. 여전히 더 높은 CeO₂농도는 상기 유리를 더욱 비싸게 만들고, 그리고 상기 유리의 바람직하지 못한 황갈색 착색을 일으킨다. 방사선에 의해 야기되는 변색을 피하는 능력이 중요하지 않은 경우의 이용을 위해서는, 0 내지 0.4 중량% 사이의 CeO₂함량이 바람직하다. 상기 유리는 문제없이 0.5 중량% 까지의 Fe₂O₃를 포함할 수 있다. 이것은 0 내지 0.1 중량% 의 Fe₂O₃를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유리는 0.6 중량% 까지의 F^-를 포함할 수 있다. 이것은 용융물의 점도를 감소시키는데, 이는 상기 배치(batch)의 용융과 상기 용융물의 정제를 가속시킨다. 또한, 상기 유리의 F 함량이 증가함에 따라, 상기 유리와 접촉하는 수용액의 pH 가 완충된다. 이것이 의미하는 바는, 주사가능 물질들이 유리병 내부로 도입된 후에 상기 유리의 내부 표면으로부터의 알카리 금속 이온의 유리(release)로부터 야기되는 상기 충진 성분들의 pH 증가는 F 이온에 의해 부분적으로 중화된다는 것이다.

상기 유리는 적절하다면 상술된 CeO₂및 플로라이드 이외에, 예를 들면 Na₂SiF₆와 같은 추가적인 정제제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 이것은, 예컨데 NaCl 과 같은 클로라이드, 및/또는 예컨데 Na₂SO₄와 같은 설페이트와 같은 표준 정제제를 이용하여 정제될 수 있고, 이것들은 표준량으로 발견되는데, 즉, 완성된 유리에서, 사용된 정제제의 양 및 유형에 의존하여, 0.003 으로부터 1 중량% 까지의양으로 발견된다. As₂O₃및 Sb₂O₃가 사용되지 않는 경우, 상기 유리들은 피할 수 없는 불순물들은 별도로 하고 As₂O₃및 Sb₂O₃를 포함하지 않고, 이는 그것들이 일차 약제 포장 재료로서 사용되는데 특히 유리하다.

본 발명에 따른 상기 유리는 3.0 ×10^-6/K 내지 6 ×10^-6/K 사이의 열팽창계수 α_20/300을 갖고, 따라서 이것은 예를 들면 몰리브덴, 텅스텐 그리고 예를 들면 코바르와 같은 철-코발트-니켈 합금과 같이 유사한 열팽창 특성을 갖는 물질들에 성공적으로 용해될 수 있다. 상기 유리는 온도 변화에 견딜 수 있는 높은 능력과 열적 부하를 견딜 수 있는 높은 능력을 갖는다. 상기 유리는 높은 화학적 내성, 특히 높은 가수분해 안정성 및 높은 알카리 내성을 갖는다. 상기 유리는 불투명화에 대한 매우 높은 내성을 갖고, 이는 이것이 또한 튜브 조인에 의한 열간 성형에 매우 적합하다는 것을 의미한다. 이것은 기구 유리(apparatus glass)로서 이용하는데도 매우 적합하다.

상기 유리는 990℃ 내지 1290℃ 사이의 작업점을 갖는다. 상기 유리는 비교적 낮은 녹는점, 즉, 대략 1480 내지 대략 1590℃ 사이의 녹는점을 갖는다.

결과되는 바람직한 녹는점 및 작업점 범위는 생산 공정에서 에너지 소비를 감소시킨다.

피할 수 없는 불순물들은 별도로 하고, 상기 유리는 Al₂O₃를 포함하지 않는다. 이러한 범위의 특성을 가지므로, 상기 유리는 예를 들면 앰풀 또는 바이알과같은 일차 약제 포장 재료로서의 이용과 같은 매우 광범위한 이용에 매우 적합하고, 이는 상기 포장내에 저장된 물질들, 특히 수용액이 상기 유리를 상당하게 공격하지 않는데, 즉, 상기 유리가 어떠한 이온들도 유리시키지 않거나 또는 약간의 이온들만을 유리시키고, 특히 어떠한 알루미늄 이온도 유리시키지 않기 때문이다.

상기 유리는, 예를 들면, 몰리브덴, 텅스텐 및 코바르로의 실링(sealing)을 위한 것과 같은, 유리-금속 실을 위한 실링 유리로서 매우 적합하다.

상기 유리는 램프 유리, 특히, 전자 섬광전구용 유리 그리고 형광 램프, 특히, 백라이트로 알려진, 소형화된 형광램프용 유리로서 매우 적합하다.

상기 유리는 유리 섬유의 형성 공정, 특히 콘크리트 강화용 유리 섬유의 형성에 매우 적합하다.

상술된 조성 범위 내에서 다양한 서브-범위(sub-range)가 특히 바람직하다. 이러한 서브-범위는 특정한 적용 영역에 특히 적합하다.

예를 들면, SiO₂71 - 74, B₂O₃9 - 12, Li₂O 0 - 1, Na₂O 0 - 3, K₂O 7 - 10, 여기서 Li₂O + Na₂O + K₂O 7 - 13.5 이며, ZrO₂4 - 7, 그리고 적합하다면 표준 정제제를 표준량으로 포함하는 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 Al₂O₃를 포함하지 않는 보로실리케이트 유리가 특히 적합하다.

이러한 유형의 유리는 가수분해 안정성 관점 및 산 및 알카리 내성의 관점 모두에서 내성 클래스 1 의 요구조건들을 충족시킨다. 이것은 일차 약제 포장 재료로서의 이용에 특히 적합하다.

또한, SiO₂68 - 71, B₂O₃8 - 11, Li₂O 0 - 1, Na₂O 0 - 3, K₂O 8 - 11, 여기서 Li₂O + Na₂O + K₂O 8 - 13.5 이며, ZrO₂7.5 - 10.5, 그리고 적합하다면 표준 정제제를 표준량으로 포함하는 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 유리가 특히 적합하다.

높은 ZrO₂함량을 갖는 이러한 유리는 마찬가지로 상술된 화학적 내성의 클래스 1 의 요구조건들을 충족시킨다. 특히 이것의 우수한 알카리 내성 때문에, 이것은 콘크리트내 유리 섬유용 유리로서 특히 적합하다.

또한, SiO₂70 - 75, B₂O₃15 - 18, Li₂O 0 - 1, Na₂O 0 - 3, K₂O 5 - 8, 여기서 Li₂O + Na₂O + K₂O 5.5 - 10.5 이며, CaO 0 - 1, BaO 0 - 1, TiO₂0 - 1, ZrO₂0.8 - 5, 그리고 적합하다면 표준 정제제를 표준량으로 포함하는 조성 범위(중량%, 산화물 기준)에 속하는 유리가 특히 적합하다.

3.7 ×10^-6/K 내지 4.5 ×10^-6/K 사이의 이것의 열팽창계수 α(20℃;300℃)때문에, 이것은 텅스텐으로의 실링용 실링 유리로서 특히 적합하다.

SiO₂67 - 70, B₂O₃15 - 18, Li₂O 0 - 1, Na₂O 0 - 3, K₂O 7 - 10, 여기서 Li₂O + Na₂O + K₂O 7 - 12.5 이며, ZnO 0 - 1, ZrO₂2.5 - 6, 그리고 적합하다면 표준 정제제를 표준량으로 포함하는 조성 범위(중량%, 산화물 기준)에 속하는 유리가 특히 적합하다.

4.7 ×10^-6/K 내지 5.3 ×10^-6/K 사이의 이것의 열팽창계수 α(20℃;300℃) 때문에, 이것은 몰리브덴 및 코바르로의 실링용 실링 유리로서 특히 적합하다.

상기 마지막 2개 그룹은 램프 유리로서의 이용에 특히 적합하다.

특히, 높은 B₂O₃함량에 의해 야기되는, 상기 유리들의 높은 전기적 저항 때문에, 이것들은 전자 섬구 전구용 전구 및 형광램프, 특히 소형화된 형광램프용 전구로서의 이용에 특히 적합하다.

또한, SiO₂74 - 78, B₂O₃12 - 15, Li₂O 0 - 1, Na₂O 0 - 3, K₂O 3 - 8, 여기서 Li₂O + Na₂O + K₂O 3 - 11 이며, ZnO 0 - 1, ZrO₂2.5 - 7, 그리고 적합하다면 표준 정제제를 표준량으로 포함하는 조성 범위(중량%, 산화물 기준)에 속하는 유리가 특히 적합하다. 이것은 특히 화학 산업에서 특히 실험실 및 생산 영역을 위한 설비 및 장치용 유리로서 특히 적합하다.

실시예

본 발명에 따른 유리의 11개 실시예(A1 - A11) 및 4개의 Al₂O₃를 포함하는 비교예(V1 - V4)가 표준 원재료로부터 용융되었다.

표 1 은 상기 유리의 각각의 조성(중량%, 산화물 기준) 및 상기 유리들의 주요 특성, 즉, 열팽창계수 α(20℃; 300℃)[10^-6/K], 변형온도 Tg[℃], 연화점 E_w[℃], 작업점 V_A[℃] 및 가수분해 안정성, 내산성 및 알카리 내성을 제시한다.

UV 영역에서의 차단을 증명하기 위해, 실시예 A6 - A11 에 대해, 전도율 τ< 0.1%(0.2 mm 두께의 표본에 대해)인 최대 파장이 주어진다("UV 차단")

화학적 내성은 다음과 같은 방법으로 결정되었다:

ㆍ가수분해 안정성 H 는 DIN ISO 719 에 따른다. 각각의 경우에 있어서 표는 산 소비량에 대한 염기 당량을 유리 가루(grit)의 ㎍ Na₂O/g 으로서 나타낸다. 가수분해성 클래스 1 에 속하는 화학적으로 높은 내성을 갖는 유리의 최대값은 31 ㎍ Na₂O/g 이다. 가수분해성 클래스 2 에 속하는 유리에 대한 최대값은 62 ㎍ Na₂O/g 이다. 가수분해성 클래스 3 에 대한 최대값은 264 ㎍ Na₂O/g 이다.

ㆍ내산성 S 는 DIN 12116 에 따른다. 각각의 경우에 있어서 표는 중량손실을 ㎎/dm²으로 나타낸다. 산성 클래스 1 에 속하는 내산성 유리에 대한 최대 손실은 0.70 ㎎/dm²이다. 산성 클래스 2 에 속하는 유리에 대한 최대 손실은 1.5 ㎎/dm²이다. 산성 클래스 3 에 대한 최대 손실은 15 ㎎/dm²이다.

ㆍ알카리 내성 L 은 DIN ISO 695 에 따른다. 각각의 경우에 있어서 표는 중량손실을 ㎎/dm²로 나타낸다. 알카리 클래스 1(알카리성 용액에서 약하게 용해가능)에 속하는 유리에 대한 최대 손실은 75 ㎎/dm²이다. 알카리 클래스 2 에 속하는 유리에 대한 최대 손실은 175 ㎎/dm²이다.

표 1

실시예(A1 - A5) 및 비교예(V1 - V4) 의 조성(중량%, 산화물 기준)그리고 이것들의 주요 특성:

n.d. = 결정되지 않음(not determined)

유리 A1 은 약제 유리로서 특히 적합하고, 대부분의 비교 유리들보다 더 우수한 가수분해 안정성을 가지며, 모든 화학적 내성에 대해서 상응하는 클래스 1 의 요구조건들을 충족시킨다. 녹는점은 1530℃ 이고 비교 유리들보다 대략 50℃ 더 낮다.

유리 A2 는 콘크리트내 유리 섬유용 유리로서 특히 적합하다. 이것은 마찬가지로 모든 화학적 내성에 대한 클래스 1 의 요구조건들을 충족시키며, 특히 탁월한 알카리 내성을 갖는다. 녹는점은 1580℃ 이고, 종래 약제 유리의 그것과 상응한다.

유리 A3 는 텅스텐 실링 유리로서 특히 적합하고, 비교 유리 V2 보다 더 좋은 화학적 내성 및 불투명화에 대한 개선된 내성을 갖는다. A3 의 녹는점은 1560℃ 이다.

유리 A4 는 몰리브덴 및 상기 코바르 클래스의 금속들용 실링 유리로서 특히 적합하고 비교 유리 V3 보다 더 좋은 화학적 내성을 갖는다.

유리 A5 는 화학 산업에서 사용되는 실험실 밀 생산 영역에서의 설비 및 장치용 유리로서 특히 적합하다. 이것은 온도변화에 견디는 높은 능력을 가지며 비교 유리 V4 와 동일하게 낮은 열팽창계수를 갖는다.

높은 TiO₂함량을 갖는 유리 A6 - A11 은 매우 우수한 UV 차단 특성을 갖는다. 이것들은 따라서 형광 램프용 램프 유리, 특히 소형화된 형광 램프의 램프 유리로서 특히 적합하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 종래의 보로실리케이트 유리에서 요구되는 조건들을 모두 만족시키고, 보다 우수한 화학적 내성을 가지며, 적합한 작업점을 갖는, Al₂O₃를 포함하지 않는 유리를 제조할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.

Claims

우수한 화학적 내성을 가지며 다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 알루미늄을 포함하지 않는 보로실리케이트 유리:

SiO₂60 - 78

B₂O₃7 - 20

Li₂O 0 - 2

Na₂O 0 - 4

K₂O 3 - 12

MgO 0 - 2

CaO 0 - 2

MgO + CaO 는 0 - 3

BaO 0 - 3

ZnO 0 - 2

ZrO₂0.8 - 12

TiO₂0 - 10

CeO₂0 - 1

F^-0 - 0.6

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂67 - 75

B₂O₃9 - 18

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 5 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 5.5 - 13.5

CaO 0 - 1

BaO 0 - 1

ZnO 0 - 1

TiO₂0 - 1

ZrO₂0.8 - 10.5

CeO₂0 - 0.4

F^-0 - 0.6

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리;

SiO₂68 - 74

B₂O₃9 - 13

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 5 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 5.5 - 13.5

ZrO₂3 - 7

CeO₂0 - 0.4

F^-0 - 0.6

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항 내지 제 3 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리;

SiO₂71 - 74

B₂O₃9 - 12

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 7 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 7 - 13.5

ZrO₂4 - 7

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리;

SiO₂68 - 71

B₂O₃8 - 11

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 8 - 11

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 8 - 13.5

ZrO₂7.5 - 10.5

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리;

SiO₂70 - 75

B₂O₃15 - 18

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 5 - 8

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 5.5 - 10.5

CaO 0 - 1

BaO 0 - 1

TiO₂0 - 1

ZrO₂0.8 - 5

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리;

SiO₂67 - 70

B₂O₃15 - 18

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 7 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 7 - 12.5

ZnO0 - 1

ZrO₂2.5 - 6

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항에 있어서,

다음 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리;

SiO₂74 - 78

B₂O₃12 - 15

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 3 - 8

Li₂O + Na₂O + K₂O 는 3 - 11

ZnO0 - 1

ZrO₂2.5 - 7

그리고 적합하다면 표준량의 표준 정제제.
제 1 항 내지 제 8 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,

상기 유리는 적어도 0.2 중량% 의 Li₂O 를 포함하는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제 1 항 내지 제 9 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,

상기 유리는 적어도 0.3 중량% 의 Na₂O, 바람직하게는 적어도 0.5 중량% 의 Na₂O 를 포함하는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제 1 항 내지 제 10 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,

피할 수 없는 불순물들은 별도로 하고 As₂O₃및 Sb₂O₃를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제 1 항 내지 제 11 항 중 적어도 하나의 항에 있어서,

3 ×10^-6/K 내지 6 ×10^-6/K 사이의 열팽창계수 α(20℃/300℃) 및 990℃ 내지 1290℃ 사이의 작업점 V_A를 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제 1 항 내지 제 12 항 중 적어도 하나의 항에 따른 유리의 일차 약제 포장 재료로서의 이용.
제 1 항 내지 제 12 항 중 적어도 하나의 항에 따른 유리의, 유리 섬유의 형성, 특히 시멘트 강화용 유리섬유 형성의 처리에의 이용.
제 1 항 내지 제 12 항 중 적어도 하나의 항에 따른 유리의 텅스텐에 대한 실링 유리로서의 이용.
제 1 항 내지 제 12 항 중 적어도 하나의 항에 따른 유리의 몰리브덴 또는 코바르에 대한 실링 유리로서의 이용.
제 1 항 내지 제 12 항 중 적어도 하나의 항에 따른 유리의, 형광램프의 제조, 특히 소형화된 형광램프의 제조에의 이용.
제 1 항 내지 제 12 항 중 적어도 하나의 항에 따른 유리의 장치 유리로서의 이용.