KR20080014952A - 성분의 화학적 환원이 방지되는 유리의 제조를 위한 방법및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용융 공정 및 정련 공정 중에 유리의 환원 민감성 성분의 환원이 감소하고 바람직하게는 방지되는 유리의 제조를 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다. 유리는 고굴절률을 갖는 유리가 바람직하다.
공정 중에 산화제가 정련 용기 내부로 도입되고 냉각제에 의해 냉각되는 스릿 스컬로 제조된 용융 도가니 내부로도 바람직하게 안내된다. 아울러, 본 발명은 상기 방법을 실행하기 위한 시스템에 대한 것이다.
유리, 굴절률, 아베수, 산화, 환원

Description

성분의 화학적 환원이 방지되는 유리의 제조를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCTION OF GLASSES, WHERE CHEMICAL REDUCTION OF COMPONENTS IS AVOIDED}
본 발명은 용융 공정 및 정련 공정 중에 유리의 환원 민감성 성분의 환원이 감소하고 바람직하게는 방지되는 유리의 제조를 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다. 유리는 고굴절률을 갖는 유리가 바람직하다. 본 발명에 따르면, 용어 "환원 민간성(reduction-sensitive)"은 환원 반응과 산화 반응 모두에 대한 민감도(sensitivity)를 포괄하며, 다시 말해서 환원 민감성은 "산화환원 민감성(redox-sensitive)"을 포함한다.
특히 광학, 광섬유 및 표시 장치 분야뿐만 아니라 전자 부품 및 구성품의 보호 및 부동태화(passivation)를 위한 분야에 사용되는 수많은 고굴절 재료 및 유리는, 용융 기술 제품이 투과(transmission), 굴절률 위치(refractive index position) 및 균질성(homogeneity), 전기 저항(electrical resistance) 및 압축률(compressibility)과 같은 적용을 위한 매우 중요한 특성에 대한 종래 시스템 및 시설에서 성능의 상당한 손실을 유발하여 제품이 비경제적으로 되는 방식으로 구성 된다.
이러한 재료 및 유리는 환원 민감성 및/또는 용융된 상태에서 부식성을 갖는 성분을 포함한다. 환원 민감성, 이른바 다가(polyvalent), 성분은 용융물 내에서 다양한 산화환원 상태(산화 상태)를 가질 수 있다. 이러한 성분의 산화환원 평형 공식은,
Figure 112007058244532-PAT00001
이며, M(x+n)+은 화학종(M)의 산화된 형태이며 Mx +은 화학종(M)의 환원된 형태이다. 산화환원 상대는 용융물 내에 존재하는 산소이온(O2 -) 및 용융물 내에 용해된 산소(O2)인 것이 일반적이다.
산소 농도가 일정한(O2 - = 일정) 예비 조건하에서 이러한 산화환원 평형의 경우에, 평형 상수 K를 공식화할 수 있다.
Figure 112007058244532-PAT00002
(1) 식 및 (2)식 ΔH - T * ΔS = -RT * lnK으로부터, 산화환원 평형 [M(x+n)+]/[Mx+], [Ox]/[Red], 온도 및 산소 농도 [O2]의 아래와 같은 경향은,
Figure 112007058244532-PAT00003
여기서, ΔH = 반응의 엔탈피, ΔS = 반응의 엔트로피, R = 비기체 상수(specific gas constant)이다.
이러한 결과는 온도(T)가 상승하고 그리고/또는 산소 농도 [O2]가 감소하면 산화환원 평형이 환원된 화학종(Mx+)을 향해 이동되는 것이다.
온도(T)가 감소하고 그리고/또는 산소 농도[O2]가 증가함에 따라서, 산화환원 평형은 산화된 화학종(M(x+n)+)으로 변환된다.
별도의 온도와 별도의 산소 농도에서 성분의 산화된 형태 및 환원된 형태의 산화환원 관계는 용융물의 조성, 물질 및 매트릭스 소정 열역학 변수(ΔH 및 ΔS) 및 다른 다가 성분과의 가능한 산화환원 반응에 의해 최종적으로 결정된다. 예를 들어 1200℃와 0.21 bar(대기에서의 분압)의 산소 분압에서 8.8% Na2O; 29.6% SrO; 61.1% P2O5 및 0.5% SnO2 조성(중량%로 표시)의 용융물 내에는, 약 94%의 주석이 Sn4+ 형태(산화된 형태)로 존재하는 반면에 6%만이 Sn2 + 형태(환원된 형태)로 존재한다. 온도가 1500℃로 증가하면(변하지 않은 산소 농도, 즉 변하지 않은 분압), 산화환원 관계가 변화된다. 열역학 평형의 입체배좌(constellation)에서, 47%의 주석이 Sn4 +(산화된 형태)로 존재하며, 50%가 Sn2 +(환원된 형태)로 존재하며 이미 3%은 원소 금속 주석(elemental metallic tin)으로서 존재한다. 산소 농도가 상승하면, 다시 말해서 1500℃에서 분압이 1 bar로 증가하면, 57.5%주석은 Sn4 +(산화된 형태) 로서 존재하고, 41%은 Sn2 +(환원된 형태)로서 존재하며 1.5%만이 원소 금속 주석으로서 존재한다. 용융물 내의 인산 이온(phosphate ion) 역시 열역학 산화환원 평형 아래에 있다. 1200℃ 및 0.21 bar의 산소 분압(대기에서의 분압)에서, 약 99.9%의 인산이 P5 +(산화된 형태)로 존재하며 0.1%만이 P3 +(환원된 형태)로 존재한다. 1500℃ 및 환원 조건, 예를 들어 10-5 bar의 산소 분압에서 약 89%의 인산이 P5 +의 형태(산화된 형태)로 존재하는 반면에, 이미 11%가 P3 +(환원된 형태) 및 0.1%는 인산 원소로서 존재한다(출처: "인산 용융물과 인산에서의 다가 원소의 산화환원 반응, 논문 안네그렛 마타이, 제나 1999년).
제조될 재료의 제품 특성에 대한 결정적인 것은 포함된 성분의 환원과 관련하여 한편으로 환원된 화학종을 통한 광학 투과 수치의 직접 영향(감소)뿐만 아니라 용기 재료와의 환원된 화학종의 반응을 통한 광학 투과 수치의 간접 영향(감소)이다. 아울러, 전기 저항 및 유전 파괴 강도(dielectric strength)와 같이 재료의 주요 특성은 부정적인 영향을 받는 반면에, 결정화 및 성형 특성은 환원된 화학종 또는 침식 제품에 의해 영향을 받을 수 있다.
이러한 재료가 가능한 최대 산화 상태에서 존재하지 않는다면 환원 가능한 화학종에 의한 투과 특성의 직접 영향이 발생할 것이다. 높은 산화 상태는 재료의 광 투과에 다시 영향을 주는 가시 스펙트럼 영역의 광의 흡수 하에서 전자 전위를 방지하는 전자 배치(electron configuration)를 통상적으로 갖는다. 하지만, 이러 한 성분이 낮은 산화 상태로 존재하는 경우에, 전자 배치는 전자 전위를 허용하는 것이 발생할 수 있다. 이는 가시 스펙트럼 영역의 광의 흡수로 이어지며, 그로 인해 변색을 유발한다. 이른바 다가 성분은 예를 들어, 니오브, 인, 바나듐, 티타늄, 주석, 몰리브덴, 텅스텐, 납, 비스무트이다.
이들 성분이 열적으로 또는 화학적으로 추가 환원되면, 0의 산화 상태를 달성할 수 있으므로 원소 형태로 존재할 수 있다. 나노미터 영역에서 입자 및/또는 결정의 침전(precipitation)이 발생한다. 이는 광의 영향 하에서 재료에 회절 및 산란 효과를 야기하며, 이 또한 가시 스펙트럼 영역의 투과에 영향을 준다. 전기 저항, 유전 파괴 강도 및 결정화 특성과 같은 다른 특성도 영향을 받을 수 있다.
침전된 입자 또는 결정이 성장하면, 인장과 결함이 재료에 발생하고 이는 고에너지 밀도를 갖는 조사(예를 들어, 레이저) 중에 유리의 파괴를 유발할 수 있다. 독일 공개 특허 공보 DE 101 38 109 A1호에 개시된 바와 같이, 이러한 입자들은 용융 공정 이후에 유리의 광학 특성을 개선하기 위하여, 예를 들어 맹독성의 기체 염소를 사용한 정교화 공정을 통해 다시 산화되어야 한다. NO2 및 다른 질소 기체의 유리를 통해 용융물에 강력한 산화 조건을 제공하기 위하여 유리 배치에 질산염의 첨가하는 것은 환경 및 작업 안전상의 이유로 인해 철회되어야 한다. 기재된 공정은 인산염(P2O5)이 없는 점과 관련하여 매우 위험한데, 왜냐하면 폭발 반응을 유발할 수 있기 때문이다.
용융물 내에서 열적으로 및/또는 화학적으로 원소 상태로 환원될 수 있는 성 분은, 예를 들어 인, 주석, 게르마늄, 납, 비소, 안티몬, 몰리브덴, 비스무트, 은, 구리, 플래티늄 금속 및 금이다.
용융물 및 용기 재료에 환원된 성분들 간에 합금 형성으로의 친화성 또는 경향이 있다면, 환원된 성분은 용기 재료로 합금되며 그로 인해 용융물 내의 화학적 평형으로부터 연속적으로 제거되며, 이의 형성은 반응의 감소로 이어진다. 이로써, 합금이 형성됨에 따라 도가니 재료의 저항과 용융점이 급격하게 감소함으로 인해 종국에는 도가니의 파괴로 이어지는 사이클이 설정된다. 이는 도가니가 플래티늄 군인 경우에 매우 위험하다. 예를 들어 5%의 인을 플래티늄에 합금시키는 것은 용융점을 1770℃로부터 588℃로 감소시키며, 그로 인해 도가니의 내구성에 영향을 준다.
덜 극적인 경우에는, 제자리에 형성된 합금이 즉시 용융물로 용해되고 융해물 내로의 도가니 재료의 높은 진입이 발생한다. 플래티늄 원소의 경우에는, 이는 변색과 투과 특성의 악화와 관련된다.
정밀 프레싱 및 정밀한 프레싱에 매우 중요한 nd > 1.7 및 nd > 1.75의 높은 굴절률 및/또는 최대한 낮은 연화점(softening temperature)를 달성하기 위하여 많은 양의 환원 가능한 화합물들이 재료와 유리에 도입되면, 특히 위험하다.
예를 들어, 지르코늄, 규산염 또는 알루미늄 산화물 재료와 같이 산화 기저 또는 산화 세라믹 기저의 이른바 방폭 재료의 이용은, 전술한 문제점의 일부만을 해결하며 경제적으로 합당한 해답이 아니다. 이들 재료는 환원성이 아니며, 원소 침전으로의 합금 형성 경향을 보여주지 않으며 침식 및 보압시간에 대하여 수많은 용융 조성과 함께 상대적으로 안정적이다. 하지만, 용융물에 의해 침입되는 경우에는 이들 재료가 부분적으로 "악성 기질(bad-natured)"로 용해되며, 다시 말해서 이들 재료는 유리의 결합을 초래할 수 있다.
특히, 정밀 프레싱에 의해 추가로 가공 가능하여야 하는 고인덱스(high-index)의 용융 조성은 부식성 침식이 수용 불가하며, 왜냐하면 도가니의 용해와 용융물로의 재료의 진입은 재료와 유리의 특성에서의 바라지 않은 변화, 특히 변태점(transformation temperature)의 증가, 점성의 변화, 굴절률 및 아베수의 변화에 더하여 투과의 변화를 초래한다. 또한, 방폭 재료가 강화되어 형성된 영역은 맥리(striae) 및 부피에서의 굴절률 변화를 관찰할 수 있다.
방폭 재료에 대한 강력한 침식의 추가 영향은, 유리의 특성 및 균질성의 상당학 악화에 덧붙여 막대한 비용을 유발하는 용융 장비의 보압시간의 심각한 단축이다. 비용 증가는 한편으로 용융 장비의 갱신 비용과 다른 한편으로 반복된 비가동 시간(downtime)에 기인한다.
부식성 재료 및 유리를 재료가 소정의 재료의 접촉 영역을 동결하고 형성하는 냉각된 벽을 구비한 시스템 내에서의 연속적인 용융 및 정련은 수많은 기술적 광학 유리에 공지되어 있으며 특허 등록되어 있다(독일 공개 특허 공보 DE 102 44 807 A1호, 독일 공개 특허 공보 DE 199 39 779 A1호, 독일 공개 특허 공보 DE 101 33 469 A1호). 용융물이 가열되고 정련 공정이 일어나는 용기는 굴곡 방식으로 형성된 냉각 통로를 일반적으로 포함하며 용융물의 가열을 위해 고주파 방사가 사용 된다. 소정의 재료의 형성 경계층은 벽 재료에 대한 용융물의 침식을 상당한 정도로 방지한다. 따라서, 벽 재료로부터의 용융물의 오염이 발생하지 않는다. 이들 발명은 이른바 스컬 장치(skull-device)에서 고순도의 부식성 광학 유리의 용융 및 부분 정련을 주장한다. 높은 환원전위(reduction potential) 및 특히, 니오브 산화물/인 산화물 시스템에서 고인덱스 용융물(high-index melt)의 사출과 용융에 필요한 상대적으로 높은 온도로 인해, 언급된 공보들 중 어느 것도 필요한 품질과 필요한 특성을 갖는 청구된 유리를 제조하기 위한 전위를 제공하지 않는다.
본 발명에 의해 해결될 문제점은 유리의 환원 민감성 성분의 환원이 감소하고 바람직하게는 방지되는 유리의 제조를 위한 방법을 제공하는 것이다. 특히, 이러한 유리는 예를 들어 중금속-인산염 유리, 중금속-붕산염 유리 또는 중금속-규산염 유리와 같이 높은 굴절률을 갖는 유리에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 문제점은 산화제를 정련 용기와 바람직하게는 용융 도가니에도 주입함으로써 달성된다. 바람직하게는, 산화제가 산소 및/또는 오존이다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 정련 공정뿐만 아니라 용융 공정은 냉각제를 사용하여 냉각되는 용융 용기에서 일어나는 것이 바람직하다.
놀랍게도, 환원 민감성 고굴절 재료 및 유리의 용융 공정은 용융물의 산화 상태가 시작부터 산호 농도의 계속적인 증가와 용융물 자체가 용융 도가니와 접촉하지 않는 것을 통하여 용융물의 산화 상태가 유지되면 상기 공정에 필요한 고온에서 조절가능하다. 이는 냉각제를 갖춘 용기 벽을 냉각함으로써 달성되며, 그로 인해 소정의 재료의 고화된 외피(스컬(skull))가 형성된다. 전체 공정 진행 중에 산소 및/또는 오존의 기포가 적용됨에 따라, 염소, 불소 또는 적용된 질산염으로부터의 질소 산화물과 같은 맹독성의 산화제를 사용하지 않을 수 있다.
산소 및/또는 오존의 환원 민감성 유리 기포의 경우에는 투과 수치를 더욱 개선하기 위하여 공조 지역(conditioning zone) 내부가 도움이 된다고 입증된다.
용융물 내부로의 에너지 진입은 전극을 통한 직접 전도성 또는 고주파 방사를 통한 간접 전도성의 융융물의 전기 저항에 따라 발생된다.
전극을 가열하는 경우에 있어서, 전극은 용융물의 침식을 최소화하기 이하여 집중 냉각되어야 한다. 전극 재료로서, 주석 산화물, 금 또는 플래티늄 금속(특히 플래티늄 및 이리듐)과 같은 전도성이 우수한 부식 방지 비환원성 재료가 적용된다.
고주파 방사를 통해 가열하는 경우에 있어서, 냉각제에 의해 냉각되는 용융 도가니는 고주파 전자기 교류장을 통과할 수 있도록 구조화되어야 한다.
2개의 가능한 가열 방법 사이의 임계값(threshold)은 상응하는 필요 공정 온도에서 약 10Ωㆍ㎝인 용융물의 비전기저항값(specific electrical resistance value)(ρ)이다. 이러한 값은 개개의 시스템과 환경에 따라 어느 정도 변화할 수 있으므로, 고정된 임계값이라기 보단 임계 범위이다.
용융 도가니는 냉각제에 의해 냉각되는 벽(고주파 가열 일반 슬릿의 경우)과, 역시 냉각제에 의해 냉각되는 하단부(고주파 가열 일반 슬릿의 경우에)를 포함한다. 벽에 대한 재료로서, 높은 열전도율을 갖는 재료가 적용된다. 이를 위해, 금속 또는 금속 합금이 바람직하게 사용된다. 금속 또는 금속 합금은 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 도가니 벽의 바람직한 실시예는 알루미늄 합금을 포함한다. 도가니 벽의 또 다른 실시예들은 니켈 모재 합금, 구리, 황동, 귀금속 또는 고품질강을 포함한다. 코팅은 합성 재료를 포함하는 염소 또는 다양한 금속을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 용융물이 사용 중에 직접 전도성인 고주파 전자기 교류장을 사용하여 가열된다. 수용 가능한 최대 용융점에서의 전기 전도율이 용융물의 직접 고주파 가열을 위해 충분하지 않다면, 전극을 통한 전도성 전기 가열만이 적용된다. 전기 가열기를 사용하여 전기적으로 용융물을 가열하거나, 또는 화석 연료를 사용하여 가동하는 연소기 형태로 용융물을 가열하는 것이 가능하다. 시작 공정(예를 들어, 도가니 함량을 전자기 교류장으로 주입)의 경우에, 이러한 추가 가열기가 화석 연료 연소기 형태로 바람직하게 적용된다.
도가니 하단부를 통해, 산소 분압은 산소 및/또는 오존과의 기포를 통해 유지되며, 그로 인해 전체적으로 높은 산화 조건의 용융 체적이 조정된다. 기포 가스의 입력은 종래의 기포 노즐(bubbling nozzle)을 통해 규칙적으로 수행되거나, 또는 거품 다공성 또는 통공 냉각 구조(foamed, porous or perforated cooled structure)를 통해 일정하게 수행될 수 있다. 이러한 조건은 한편으로 단일 용융 성분, 특히 인산염 혹은 P2O5 및 낮은 원자가의 다가 중금속 산화물의 환원, 변색 또는 금속 변색 합금 화학종을 방지한다. 다른 한편으로, 모든 다가 화학종(청징제 역시)의 산화가 발생한다. 용융을 통해 용융 도가니에 대한 소정의 스컬-외피 침식이 방지되므로, 용융물 내부로의 도가니 재료의 진입이 발생하지 않는다. 특히, 유리 배치에서의 고도로 부식성 P2O5의 함량은 임의로 높게 선택될 수 있다. P2O5의 장점(이른바 "무(free)")은 달성 가능한 고순도이다. 고순도의 이른바 "무" 인산 염(P2O5)과 대조적으로, "바운드(bound)" 인산염은 그 제조 공정으로 인해 높은 정도의 불순물을 항상 나타낸다.
이 후, 용융물이 용융 도가니로부터 정련 용기로 이송된다.
특별 실시예에 있어서, 이것은 고품질강으로 제조된 가능한 짧은(500 mm 이하) 간접 가열 결합 파이프(예를 들어, 용융물이 규산염을 완전히 포함하지 않는 경우) 또는 실리카 유리 또는 세라믹으로 제조된 간접 가열 결합 파이프(예를 들어, 용융물이 귀금속을 완전히 포함하지 않는 경우)를 통해 달성될 수 있다. 이러한 시스템의 장점은 용융물과 정련 체적의 열적 및/또는 유체 짝풀림(decoupling), 뛰어난 제어성 및 용융 흐름의 온도 검사이다.
다른 실시예에 있어서, 용융물은 용융 도가니로부터 냉각 벽을 갖춘 짧은 (300 mm 이하) 영역(실제 작동 중에는 냉각되지 않음)을 통해 정련 용기로 이송된다. 공정을 가동하기 위하여, 이러한 영역에서의 용융물이 방사 가열기(화석 연료 연소기 또는 전기적 형태)를 사용하여 가열된다. 이러한 시스템의 장점은 북식이 일어나는 성분으로부터 전체 고온 영역을 완전히 분리하는 것이므로, 용융물 내부로의 외계 물질의 진입이 거의 완전히 차단된다.
용융 도가니와 같이 정련 용기는 냉각제에 의해 냉각되는 벽과 하단부를 바람직하게 포함한다(고주파 가열 일반 슬릿의 경우). 이와 유사하게, 이들은 금속 또는 금속 합금을 포함한다. 이것은 코팅될 수 있거나 코팅되지 않을 수도 있다. 용기 벽의 바람직한 실시예는 알루미늄 합금을 포함한다. 하지만, 또 다른 실시예 에서는 용기가 니켈 모재 합금, 구리, 황동, 귀금속 또는 강으로 제조된다. 코팅은 합성 재료 또는 다른 재료를 함유하는 염소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 용융물이 사용 중에 고주파 전자장을 통하여 유도적으로 직접 가열된다. 전극을 통한 전도성 전기 가열 또한 가능하지만, 적용 가능한 최대 용융 온도에서 전기 전도율이 용융물을 직접 고주파 가열하는 데 충분하지 않은 경우에만 적용된다. 교류 방사 가열기를 통해 전기적으로 가열하거나 또는 화석 연료를 사용하여 가열되는 연소기를 통해 가열하는 것도 가능하다. 전자기 교류장으로의 도기나 함량의 주입의 시작 공정을 위하여, 이러한 추가 가열기가 화석 연료 연소기의 형태로 적용된다.
도가니 하단부를 거쳐서, 산소 분압이 산소 및/또는 오존과의 기포를 통해 재유지되므로, 고도의 산화 조건의 전체 용융 체적이 조정된다. 기포 가스의 입력은 종래의 기포 노즐을 통해 규칙적으로 달성되거나 또는 거품 다공성 또는 통공 냉각 구조를 통해 일정하게 수행될 수 있다.
이러한 제2 기포 단계는 용융물 내의 산소 분압이 용융 도가니에서 조정된 시작 수준으로 되돌아가게 한다. 따라서, 환원 공정이 효과적으로 방지되며, 용융 공정 중에 환원된 화학종이 다시 산화되고 정련 공정을 위한 산화환원 버퍼가 용융물 내에서 달성된다. 산소 분압은 청징제(예를 들어, As, Sb 및 Sn)로부터 산소 해리가 정련 온도에서도 가능하지만 유리 성분의 환원이 효과적으로 억제되게끔 조정된다.
이러한 기포 단계 동안에 기포 가스의 최소 거품 크기는 거품의 체적이 완전히 증가하고 정련 공정이 용융 체적으로의 소량의 거품의 진입에 의해 타협되지 않 도록 크게(>0.5 mm) 설정되어야 한다는 점을 주목해야 한다.
이어서, 정련 용기의 더욱 뜨거운 지역에서 발생하는 정련 공정에 있어서, 용융물의 화학적 정련은 청징제의 바람직한 선택성 열 완화를 통해 발생하며, 이에 결합된 산소의 해리 및 이와 유사한 물리적 정련은 용융물의 점성의 감소를 통해 일어난다.
바람직하게는, 공정 거동은 정련 온도로의 용융 흐름의 가열이 집중적으로 신속하게 달성되도록 선택된다. 이를 위해 정련지역의 기하가 한편으로 형성되어 용융 체적의 좁은 보압시간 스펙트럼이 달성되고 융융 체적으로의 열 입력이 효율적으로 일어나는 방식으로 고정물에 영향을 주는 흐름이 공급된다.
고정물은 그 형태를 통해 용융물의 상향 흐름에 힘을 가할 수 있으므로, 거품의 상승을 지원한다. 이러한 고정물의 바람직한 형태는 냉각제에 의해 냉각되는 슬릿 스컬 영역이다. 이와 유사하게, 고정물은 냉각되거나 냉각되지 않은 비환원성 세라믹 및/또는 귀금속을 포함할 수 있다.
용융물이 정련 용기의 가장 뜨거운 지역을 통과하여 실제 정련이 완수된 이후에, 용융물은 더 차가운 지역으로 진입한다. 이러한 더 차가운 영역에서, 한편으로 스컬 시스템으로부터의 출구 온도의 조정이 발생하며, 상기 온도는 아래의 귀금속 시스템을 향한 부식이 발생하는 온도 아래이다. 귀금속 합금 및 유리 조성의 매칭에 따라서 별도의 온도 아래에서 유지된다면, 용융에 의한 용기 벽의 중대한 부식이 일어나지 않는다. 다른 한편으로, 상승하여 용융 체적을 빠져나갈 정도로 크지 않은 정련 공정 중에 형성된 기포의 재흡수는 환원된 청징제 화학종을 통해 일 어난다.
냉각제에 의해 냉각되는 스컬 시스템(skull system)의 다양한 온도 범위의 조정은 건설적인 방법과 공정 행동의 조합을 통해 일어난다.
용융물 내부로의 고주파의 전력 입력은 고주파장의 형태와 지오메트리에 의존한다. 용융물에서의 장 강도는 유도자 및 용융물의 적용범위의 거리와 정도에 의해 변화되고 조정될 수 있다. 따라서, 용융물 내부로의 고주파의 전력 입력이 조정되거나 변화될 수 있다. 이러한 효과는 고주파 단락의 배치와 같은 추가적인 건설적 수단에 의해 강화되거나 약화될 수 있으므로, 장 변위를 야기한다.
광범위한 기포 또는 냉각제에 의해 냉각되는 기계적 교반기에 의해 달성 가능한 체적의 집중 난류 혼합은 온도를 균일하게 만들며 그냥 놔두면 냉각되는 지역을 데운다. 이와 반대로, 집중 기포가 없으면 대부분의 난류가 온도층 및 집중 냉각된 계면과 용융물의 열핵 지역 또는 냉각되지 않은 계면 사이에 안정된 온도 구배를 갖고 각각 형성된다. 용융물 내로 방사된 고주파 전력 및 조정된 원료 처리량(throughput)에 따라서 효과의 조합은 전체 용융 시스템에서 소망한 온도 프로파일을 초래한다.
용융물이 정련 용기의 더욱 냉각된 지역을 통과한 이후에, 용융물은 냉각제에 의해 모두 냉각되는 벽 또는 하단부 내에 위치한 귀금속 회수 시스템을 통해 회수된 후 추가 공정에 공급된다. 이러한 회수 시스템은 독일 특허 공보 DE 103 29 718.9-45호에 공지되어 있으며 냉각되거나 냉각되지 않을 수 있다.
추가 공정은 귀금속 합금 또는 실리카 유리로 제조된 냉각 트랙(cooling track) 또는 균질화 장치(homogenisation unit)를 바람직하게 포함한다. 실리카 유리, 귀금속 또는 귀금속 합금으로 제조된 이러한 균질화 장치에 있어서, 유리의 능동 집중 혼합(교반기를 통해) 또는 수동 집중 교반(고정물(fixture)을 통해)은 굴절률 균질성과 특정 요구에 따른 맥리 품질을 조정하기 위해 발생한다. 교반기와 고정물은 귀금속, 귀금속 합금, 실리카 유리 및/또는 세라믹을 포함할 수 있다.
균질화 장치뿐만 아니라 냉각 트랙은 직접적으로 또는 간접적으로 가열될 수 있다. 냉각 트랙은 적어도 부분적으로 능동 냉각될 수 있다.
냉각 트랙의 길이 및 지오메트리는 달성될 용융물의 전체 온도와 단부 온도에 의존한다.
균질화 장치에 있어서, 이전 수평으로부터 수직 하향으로의 유동 방향의 용융물의 방향 변화는 용기의 하단부의 회수 개구부를 통해 발생할 수 있다. 용융물을 성형 설비에 공급하는 하나 이상의 영역의 직간접 가열 가능한 공급기 시스템이 이 경우에 부착된다. 이러한 공급기 시스템은 귀금속, 귀금속 합금, 실라카 유리 또는 세라믹을 포함한다. 공급기 영역의 길이 및 직경은 소망한 공급 체적/시간 장치에 장착된다.
특히 환원 민감성 용융물의 경우에, 산소 및/또는 오존을 용융물을 통과하여 이미 냉각되어 용융 공정의 대응하는 고점도 영역에 운반하는 것이 다시 한 번 바람직하다. 이와 같은 낮은 온도에서의 산화 산소 및/또는 오존의 가스 방향의 장점은 상응하는 환원된 형태의 산화된 화학종의 역반응(back reaction)은 운동적으로(고점도로 인해)뿐만 아니라 열역학적으로(낮은 온도로 인해) 강하게 억제된다. 따 라서, 투과가 다시 한 번 결정적으로 개선될 수 있다(아래 참조: 용융 실시예 A).
비광학 적용을 위한 유리의 경우에, 체적 내의 잔여 거품은 중요하지 않으며, 그 대신 산소 및/또는 오존이, 예를 들어 귀금속으로 제조된 기포 랜스를 사용하여 간단히 용융 체적 내부로 인도될 수 있다.
광학 적용을 위한 유리의 경우에, 기포 가스의 체적 흐름은 30 1/h 이하로 바람직하게 설정된다. 노즐 직경과 절삭날은 가스 원료 처리량에 대해 조정되어서 용융물 내에서 난류가 발생하지 않고 용융물 내에 남은 작은 산소 거품(<0.5 mm)이 형성되지 않는다.
바람직하게 사용된 스컬 도가니에 의하여, 금속 파이프가 고주파 코일의 영역에서 단락된다. 특별 실시예에 있어서, 냉각제에 의해 냉각된 금속 벽은 플래티늄 혹은 플래티늄 합금 또는 알루미늄 혹은 알루미늄 합금을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 금속 벽은 구리, 황동 또는 인코넬(inconel)을 포함하며, 플래티늄, 플래티늄 합금 또는 합성 재료를 함유한 염소로 된 층에 의해 코팅된다.
용융물의 유리 배치의 추가는 간단한 형태로 바람직하게 수행되며, 용융 공정 중에 유리 배치가 혼합되는 것이 바람직하다.
본 발명은 전술한 바와 같이 기술될 수 있는 용융 도가니, 정련 용기 및 균질화 장치를 포함하는 본 발명에 따른 공정을 수행하기 위한 시스템에 대한 것이다.
본 발명에 따른 특정 실시예는 도 1 내지 도 4에 도시되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따르면, 용융 공정 및 정련 공정 중에 유리의 환원 민감성 성분의 환원이 감소하거나 완전히 방지될 수 있다.
모든 도면에 있어서 도면 부호 1은 용융물(1)을 나타내고 도면 부호 2는 유리 수준(2)을 나타낸다. 도 1에 도시된 시스템에 있어서, 냉각제에 의해 냉각된 스컬 벽(3)과 방폭 재료로 제조된 덮개(6)를 포함하는 용융 도가니(13)와, 귀금속 또는 실리카 유리로 제조된 가열 가능한 결합 부품(5)을 통해 정련 용기(14)에 결합되며, 상기 정련 용기는 냉각제에 의해 냉각된 스컬 벽(3)과 방폭 재료로 제조된 덮개(6)를 마찬가지로 포함한다. 용융 도가니와 정련 용기 모두가 유도자(4)에 의해 둘러싸이고 하단부 영역에서 기포 노즐(11)을 포함한다.
정련 용기는 흐름 영향 스컬 벽(12)을 내부에 포함하며, 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 냉각 트랙(7)을 통하여 균질화 장치(homogenisation unit)(8)에 결합되며, 상기 균질화 장치는 방폭 재료로 제조된 덮개(6)와, 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 교반기(9)와, 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 가열 가능한 공급 시스템(10)을 포함하며 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된다.
도 2에 도시된 시스템은 용융 도가니(13)와 정련 용기(14)가 스컬 부분(5a)을 통해 서로 결합되는 방식으로 다양하며 균질화 장치(8)는 기포 노즐(11)을 역시 포함한다.
도 3에 도시된 시스템은 균질화 시스템 내의 또 다른 변형으로서 교반기를 대신하여 정적(static) 균질화 장치(9a)를 포함한다. 아울러, 냉각 트랙과 균질화 시스템은 일체를 형성한다.
이러한 일체는 도 4에 도시된 시스템에서 분리된다. 이는 균질화 시스템(8)과 정련 용기(14) 사이의 결합부로서 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 냉각 트랙(7)을 포함한다.
귀금속 대신에, 귀금속 합금이 본 발명의 모든 실시예에 사용될 수도 있다. 모든 경우에 있어서, 기포 노즐(11) 대신에 거품 다공성 또는 통공 냉각된 구조가 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유리는 표 1에 도시된 화합물들을 바람직하게 포함한다:
표 1
Figure 112007058244532-PAT00004
상기 표와 아래의 모든 표 및 목록에 있어서, 다양한 성분들의 목록은 이들 성분들이 표시된 범위만큼 독립적으로 조성에 포함될 수 있음을 나타낸다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유리는 표 2에 도시된 화합물들을 특히 바람직하게 포함한다.
표 2
Figure 112007058244532-PAT00005
본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유리는 표 3에 기재된 화합물을 특히 바람직하게 포함한다.
표 3
Figure 112007058244532-PAT00006
본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있는 유리는 표 4에 기재된 화합물을 가장 바람직하게 포함한다.
표 4
Figure 112007058244532-PAT00007
바람직하게는 유리가 규산염 및/또는 귀금속을 낮은 함량으로 포함하며, 특히 바람직하게는 유리가 규산염 및/또는 귀금속을 포함하지 않는다.
실시예 1 내지 실시예 4는 본 발명에 따라 제조된 유리의 실시예와 유리의 특성(nd = 굴절률; vd = 아베수; ΔPg ,F, τi = 내부 투과율).
본 발명은 구체적인 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다.
실시예 1)
아래의 조성을 갖는 유리가 제조된다:
P2O5: 21.0%
∑ Nb2O5, Ta2O5, Sb2O3: 50.5%
∑ MgO, CaO, SrO, BaO: 19.0%
∑ Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O: 4.5%
∑ ZnO, TiO2: 5.0%
용융 스컬 도가니와 정련 스컬 도가니는 AlMgSi1을 포함하였으며, 결합부, 균질화 장치, 교반기 및 공급기는 PtIr1을 포함하였다.
아래의 용융 변수가 조정되었다.
용융: 1200℃ - 1210℃, O2-기포: 3×50 1/h
정련: 1220℃ - 1230℃, O2-기포: 2×20 1/h
혼합: 1180℃
공급기: 1150℃
잉곳(ingots)이 제조되었다.
아래의 광학 수치가 측정되었다:
nd = 1.92773;
vd = 20.61;
ΔPg ,F = -0.0312
τi (400 nm; 25 mm) = 0.104; 0.0021; 0.1152
τi (420 nm; 25 mm) = 0.435; 0.2321; 0.4952
τi (460 nm; 25 mm) = 0.812; 0.7481; 0.8462
τi (500 nm; 25 mm) = 0.898; 0.8581; 0.9322
제시된 기준값(1)은 1210℃에서 AlMgSi1로 제조된 용융 스컬 도가니에서 용융되고 1230℃에서 PtIr1으로 제조된 종래의 정련 챔버에서 정련되며 동리한 조성의 갖는 유리로부터 측정된다. 냉각 트랙, 균질화 장치, 교반기 및 공급기는 PtIr1을 포함한다. 기준 용융물은 산소로 기포가 발생되지 않는다.
제시된 기준값(2)은 다른 면에서 전술한 바와 동일한 용융 조건에서 용융물을 추가로 O2-기포함으로써 달성된다. 이를 위해, 용융물은 1175 내지 1180℃에서 1×15 1/h인 혼합 도가니 내에서 산소로 기포 발생된다.
실시예 2)
아래의 조성의 유리가 제조된다:
P2O5: 22.8%
∑ Nb2O5, Ta2O5, Sb2O3: 47.0%
∑ MoO3, WO3: 14.0%
∑ MgO, CaO, SrO, BaO: 2.0%
∑ Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O: 9.2%
∑ TiO2, GeO2: 5.0%
용융 스컬 도가니와 정련 스컬 도가니는 AlMgSi1을 포함하였으며, 결합부, 균질화 장치, 교반기 및 공급기는 PtIr1을 포함하였다.
아래의 용융 변수가 조정되었다.
용융(melting): 1110℃ - 1120℃, O2-기포: 3×30 1/h
정련(fining): 1130℃ - 1150℃, O2-기포: 2×150 1/h
혼합(mixing): 1110 - 1120℃
공급기(feeder): 1100℃
잉곳이 제조되었다.
아래의 광학 수치가 측정되었다:
nd = 1.97242;
vd = 22.65;
ΔPg ,F = 0.0223
τi (400 nm; 25 mm) = 0.070 (0.06)
τi (420 nm; 25 mm) = 0.423 (0.36)
τi (500 nm; 25 mm) = 0.875 (0.668)
괄호 내에 제시된 기준값은 1120℃에서 AlMgSi1로 제조된 용융 스컬 도가니에서 용융되고 1150℃에서 PtIr1으로 제조된 종래의 정련 챔버에서 정련되며 동리한 조성의 갖는 유리로부터 측정된다. 냉각 트랙, 균질화 장치, 교반기 및 공급기는 PtIr1을 포함한다. 기준 용융물은 용융 스컬 내에서 3×30 1/h의 산소로 기포가 발생되지 않는다.
실시예 3)
아래의 조성을 갖는 광학 및 전자 용도를 위한 유리가 제조되었다:
∑ B2O3, SiO2: 10.5%
∑ Sb2O3, Bi2O3: 77.0%
∑ MgO, CaO, ZnO: 12.5%
용융 스컬 도가니, 결합부, 냉각 트랙 및 공급기는 PtIr1을 포함하였다.
아래의 용융 변수가 조정되었다:
용융: 1000℃ - 1050℃, O2-기포: 3×50 1/h
냉각 트랙: 900 - 950℃
공급기: 850℃
유리 플레이크(glass flake)가 형성되었다.
아래의 광학 수치가 측정되었다:
nd = 2.101
실시예 4)
아래의 조성의 유리가 제조된다:
SiO2: 29.0%
∑ PbO, Sb2O3: 64.3%
∑ MgO, CaO, SrO, BaO: 2.0%
∑ Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O: 6.7%
용융 스컬 도가니와 정련 스컬 도가니는 AlMgSi1을 포함하였으며, 결합부, 균질화 장치, 교반기 및 공급기는 PtIr1을 포함하였다.
아래의 용융 변수가 조정되었다.
용융: 1200℃ - 1210℃, O2-기포: 3×30 1/h
정련: 1275℃, O2-기포: 2×20 1/h
혼합: 1180 - 1190℃
공급기: 1150℃
잉곳이 제조되었다.
아래의 광학 수치가 측정되었다:
nd = 1.75815;
vd = 26.64;
ΔPg ,F = 0.6067;
τi (400 nm; 25 mm) = 0.984
전술한 유리는 다른 성분들을 필수적으로 포함하지 않는다. 이는 본 발명의 관점에서 추가 성분들이 유리에 첨가되지 않으며 포함된다 할지라도 불순물 형태 및 양으로 존재하는 것을 의미한다.
도 1은 냉각제에 의해 냉각된 스컬 벽(3)과 방폭 재료로 제조된 덮개(6)룰 포함하는 용융 도가니(13)와, 냉각제에 의해 냉각된 스컬 벽(3)과 방폭 재료로 제조된 덮개(6)를 마찬가지로 포함하는 정련 용기와, 귀금속 또는 실리카 유리로 제조된 가열 가능한 결합 부품(5)을 도시한다.
도 2는 용융 도가니(13)와 정련 용기(14)가 스컬부(5a)를 통해 서로 결합되는 방식이며 균질화 장치(8)가 기포 노즐(11)을 포함하는 시스템을 도시한다.
도 3은 교반기를 대신하여 정적 균질화 장치(9a)를 포함하는 균질화 시스템의 또 다른 변형을 도시한다.
도 4는 도 3의 시스템에서 균질화 시스템(8)과 정련 용기(14) 사이의 결합부로서 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 냉각 트랙(7)을 포함하는 시스템을 도시한다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 ***
1: 유리 용융물
2: 용융 표면
3: 냉각제에 의해 냉각된 스컬 벽
4: 유도자
5: 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 가열 가능한 결합부
5a: 스컬 결합 부재
6: 방폭 재료로 제조된 덮개
7: 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 가열 가능한 또는 냉각 가능한 냉각 트랙
8: 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 가열 가능한 균질화 시스템
9: 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 교반기
9a: 귀금속으로 제조된 정적 균질화 장치
10: 귀금속 또는 규산염 유리로 제조된 가열 가능한 공급기 시스템
11: 기포 노즐
12: 냉각제에 의해 냉각되는 스컬 벽(흐름에 영향)
13: 용융 도가니
14: 정련 용기

Claims (24)

  1. 유리의 제조를 위한 방법으로서,
    유리의 환원 민감성 성분의 환원은 정련 공정 중에 산화제를 정련 용기에 도입함으로써 감소하고 바람직하게는 방지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    유리의 환원 민감성 성분의 환원은 정련 공정 중에 산화제를 용융 도가니에 도입함으로써 추가로 감소하고 바람직하게는 방지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 및/또는 제2항에 있어서,
    유리의 환원 민감성 성분의 환원은 균질화 공정 중에 산화제를 균질화 용기에 도입함으로써 추가로 감소하고 바람직하게는 방지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나 이상의 항에 있어서,
    산화제가 산소 및/또는 오존인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 선행하는 항들 중 어느 하나 이상의 항에 있어서,
    유리는 1.7 이상의 굴절률을 갖는 고굴절 유리인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    유리는 아래와 같은 조성을
    Figure 112007058244532-PAT00008
    포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    용융 도가니 및/또는 정련 용기는 고주파 전자기 교류장에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    용융 도가니 및/또는 정련 용기는 플래티늄, 금, SnO2 또는 이리듐의 냉각된 전극에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    용융 공정은 화석 연료에 의해 가열되는 연소기에 의해 가동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    산화제는 용융 도가니 및/또는 정련 용기의 하단에 존재하는 기포 노즐을 통해 용융물 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    산화제는 용융 도가니 및/또는 정련 용기의 하단에 존재하는 거품 다공성 또는 통공 구조체를 통해 용융물 내로 층을 이뤄 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    용융 도가니로부터 정련 용기로의 유리 조성의 전송은 가열 가능한 플래티늄 또는 실리카 유리 파이프를 통해 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    용융 도가니로부터 정련 용기로의 유리 조성의 전송은 스컬부(skull segment)를 통해 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    유리는 40 중량% 이상의 중금속과 8 중량% 이상이고 최대 50 중량%의 P2O5을 포함하는 중금속 인산염 유리인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    유리는 40 중량% 이상의 중금속과 8 중량% 이상이고 최대 50 중량%의 B2O3을 포함하는 중금속 붕산염 유리인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 선행하는 항들 중 하나 이상의 항에 있어서,
    유리는 40 중량% 이상의 중금속과 8 중량% 이상이고 최대 50 중량%의 SiO2을 포함하는 중금속 규산염 유리인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 하나 이상의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 시스템으로서,
    용융 도가니(13) 및 정련 용기(14)를 포함하며,
    상기 정련 용기(14)는 산화 물질, 특히 산소 및/또는 오존을 안내하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 용융 도가니(13)는 산화 물질, 특히 산소 및/또는 오존을 안내하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제17항 및/또는 제18항에 있어서,
    산화 물질을 안내하기 위한 수단은 기포 노즐(11)인 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제17항 및/또는 제18항에 있어서,
    산화 물질을 안내하기 위한 수단은 거품 다공성 또는 통공 냉각 구조인 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제17항 내지 제20항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    용융 도가니(13) 및/또는 정련 용기(14)는 금속 스컬 도가니를 포함하며 고주파로 가열될 수 있는 응집체이며, 스컬 도가니의 벽은 냉각제에 의해 냉각되며 1.5 mm 내지 4.0 mm, 바람직하게는 2.0 mm 내지 3.0 mm의 슬릿 너비를 갖는 고주파 투과성 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제17항 내지 제21항 중 하나 이상의 항에 있어서,
    냉각제에 의해 냉각되는 스컬 도가니는 코팅된 혹은 코팅되지 않은 금속 또는 코팅된 혹은 코팅되지 않은 금속 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    금속 또는 금속 합금은 알루미늄 합금, 니켈 모재 합금, 구리, 황동, 귀금속 또는 강인 것을 특징으로 하는 시스템.
  24. 제22항 및/또는 제23항에 있어서,
    금속 또는 금속 합금은 합성 재료를 포함하는 불소로 코팅되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013042969A1 (ko) * 2011-09-23 2013-03-28 주식회사 케이씨씨 소다라임 실리케이트 판유리의 제조방법 및 이에 의해 제조된 고투명 판유리
KR20150076064A (ko) * 2013-12-26 2015-07-06 아반스트레이트 가부시키가이샤 유리 기판의 제조 방법, 및 유리 기판의 제조 장치
KR20170118891A (ko) * 2015-03-06 2017-10-25 코닝 인코포레이티드 용융 유리를 컨디셔닝하기 위한 장치 및 방법

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2252555A2 (fr) * 2008-03-03 2010-11-24 Saint-Gobain Glass France Procede d'elaboration de verre
FR2936239B1 (fr) * 2008-09-19 2011-05-20 Saint Gobain Procede de d'elaboration de verre
FR2928145A1 (fr) * 2008-03-03 2009-09-04 Saint Gobain Procede d'elaboration de verre
US10322960B2 (en) 2010-06-17 2019-06-18 Johns Manville Controlling foam in apparatus downstream of a melter by adjustment of alkali oxide content in the melter
US9032760B2 (en) 2012-07-03 2015-05-19 Johns Manville Process of using a submerged combustion melter to produce hollow glass fiber or solid glass fiber having entrained bubbles, and burners and systems to make such fibers
US9021838B2 (en) 2010-06-17 2015-05-05 Johns Manville Systems and methods for glass manufacturing
US8707740B2 (en) 2011-10-07 2014-04-29 Johns Manville Submerged combustion glass manufacturing systems and methods
US8997525B2 (en) 2010-06-17 2015-04-07 Johns Manville Systems and methods for making foamed glass using submerged combustion
US8973400B2 (en) 2010-06-17 2015-03-10 Johns Manville Methods of using a submerged combustion melter to produce glass products
CN102082203A (zh) * 2010-11-29 2011-06-01 常州亿晶光电科技有限公司 鼓泡搅拌式制绒槽补液装置
DE102012025656B3 (de) 2012-01-12 2018-08-16 Schott Ag Hochtransmittive Gläser mit hoher Solarisationsbeständigkeit
DE102012100233B4 (de) * 2012-01-12 2014-05-15 Schott Ag Hochtransmittive Gläser mit hoher Solarisationsbeständigkeit, ihre Verwendung und Verfahren zu ihrer Herstellung
FR2986605B1 (fr) * 2012-02-08 2018-11-16 Saint-Gobain Isover Bruleur immerge a injecteurs multiples
US20130219968A1 (en) * 2012-02-27 2013-08-29 Gilbert De Angelis Glass fining method using physical bubbler
US9533905B2 (en) 2012-10-03 2017-01-03 Johns Manville Submerged combustion melters having an extended treatment zone and methods of producing molten glass
FR2991759B1 (fr) * 2012-06-12 2014-06-20 Saint Gobain Isover Installation de fusion de verre
EP2903941A4 (en) 2012-10-03 2016-06-08 Johns Manville METHOD AND SYSTEMS FOR DESTABILIZING FOAM IN A DEVICE HAVING BEEN SWITCHED DOWN UNDERWATER COMBUSTION FURNACE
US9227865B2 (en) 2012-11-29 2016-01-05 Johns Manville Methods and systems for making well-fined glass using submerged combustion
US9016090B2 (en) * 2013-06-12 2015-04-28 Hamid Hojaji Glass microspheres comprising sulfide, and methods of producing glass microspheres
US20170240450A1 (en) * 2014-08-21 2017-08-24 Ppg Industries Ohio, Inc. Induction melter for glass melting and systems and methods for controlling induction-based melters
US10196296B2 (en) 2015-01-17 2019-02-05 Hamid Hojaji Fluid permeable and vacuumed insulating microspheres and methods of producing the same
US9751792B2 (en) 2015-08-12 2017-09-05 Johns Manville Post-manufacturing processes for submerged combustion burner
JP2018154504A (ja) * 2015-08-20 2018-10-04 アルプス電気株式会社 無機系組成物、ガラス電解質および二次電池
US10041666B2 (en) 2015-08-27 2018-08-07 Johns Manville Burner panels including dry-tip burners, submerged combustion melters, and methods
US10670261B2 (en) 2015-08-27 2020-06-02 Johns Manville Burner panels, submerged combustion melters, and methods
US9815726B2 (en) 2015-09-03 2017-11-14 Johns Manville Apparatus, systems, and methods for pre-heating feedstock to a melter using melter exhaust
US9982884B2 (en) 2015-09-15 2018-05-29 Johns Manville Methods of melting feedstock using a submerged combustion melter
US10837705B2 (en) 2015-09-16 2020-11-17 Johns Manville Change-out system for submerged combustion melting burner
US10081563B2 (en) 2015-09-23 2018-09-25 Johns Manville Systems and methods for mechanically binding loose scrap
JP6638076B2 (ja) * 2015-10-12 2020-01-29 エーエムペー‐グラース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 蒸気含有ガス雰囲気を生成するための装置、およびそのような装置を含むシステム構成要素
US10144666B2 (en) 2015-10-20 2018-12-04 Johns Manville Processing organics and inorganics in a submerged combustion melter
EP4219417A3 (en) * 2016-06-16 2023-11-15 Biland, Oleksandr Apparatus and process for producing fiber from igneous rock
US10858275B2 (en) 2016-06-16 2020-12-08 Usb I, Llc Apparatus and process for producing fiber from igneous rock
US10246362B2 (en) 2016-06-22 2019-04-02 Johns Manville Effective discharge of exhaust from submerged combustion melters and methods
US10301208B2 (en) 2016-08-25 2019-05-28 Johns Manville Continuous flow submerged combustion melter cooling wall panels, submerged combustion melters, and methods of using same
US10196294B2 (en) 2016-09-07 2019-02-05 Johns Manville Submerged combustion melters, wall structures or panels of same, and methods of using same
US10233105B2 (en) 2016-10-14 2019-03-19 Johns Manville Submerged combustion melters and methods of feeding particulate material into such melters
KR102514358B1 (ko) * 2017-06-06 2023-03-29 코닝 인코포레이티드 유리 제조 시스템을 재조정하는 방법
KR102405740B1 (ko) * 2018-01-11 2022-06-08 코닝 인코포레이티드 유리 제조 장치 및 유리 제조 방법
JP7354776B2 (ja) * 2019-11-05 2023-10-03 日本電気硝子株式会社 ガラスの製造方法及び板ガラスの製造方法
DE102020106050A1 (de) 2020-03-05 2021-09-09 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzen und Läutern von Glas, Glaskeramik oder insbesondere von zu Glaskeramik keramisierbarem Glas sowie verfahrensgemäß hergestelltes Glas oder Glaskeramik

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2159361A (en) * 1936-11-30 1939-05-23 Owens Illinois Glass Co Electric furnace
US2252756A (en) * 1937-07-16 1941-08-19 Libbey Owens Ford Glass Co Apparatus for glass manufacture
US2254079A (en) * 1940-02-06 1941-08-26 Pittsburgh Plate Glass Co Method and apparatus for forming and refining glass
US2387222A (en) * 1941-09-17 1945-10-16 Owens Illinois Glass Co Method of refining glass
US2331052A (en) * 1941-11-27 1943-10-05 Owens Illinois Glass Co Method of refining molten glass
US2950570A (en) * 1951-06-08 1960-08-30 Cowles Chem Co Method and apparatus for producing alkaline silicates
US3337324A (en) * 1963-04-30 1967-08-22 Union Carbide Corp Process for melting and refining glass batch
SE395816B (sv) * 1973-01-31 1977-08-22 Asea Ab Induktionsdegelugn
NL7501530A (nl) * 1975-02-10 1976-08-12 Philips Nv Werkwijze voor het insmelten van een glasgemeng en glasoven voor het uitvoeren van de werkwijze.
JPS5481321A (en) 1977-12-13 1979-06-28 Obara Optical Glass Continuous purification of molten glass
US4600425A (en) * 1985-03-29 1986-07-15 Ppg Industries, Inc. Bubbler with protective sleeve or fluid coolant jacket
US4634461A (en) * 1985-06-25 1987-01-06 Ppg Industries, Inc. Method of melting raw materials for glass or the like with staged combustion and preheating
NL8602341A (nl) * 1986-09-16 1988-04-18 Heineken Technische Beheer Bv Werkwijze voor het bereiden van een uv-absorberend groen glas.
GB8710298D0 (en) * 1987-04-30 1987-06-03 Glaverbel Glass-melting furnace
DE3718276A1 (de) 1987-05-30 1988-12-08 Sorg Gmbh & Co Kg Glasschmelzofen
US5006144A (en) * 1990-06-25 1991-04-09 Ppg Industries, Inc. Melting glass with oxidation control and lowered emissions
DE4207059C1 (de) * 1992-03-06 1993-10-21 Schott Glaswerke Verfahren zur Läuterung oxidischer Schmelzen
FR2751738B1 (fr) * 1996-07-25 1998-08-28 Commissariat Energie Atomique Four de fusion par induction directe en creuset froid
DE19746715A1 (de) * 1997-10-15 1999-04-22 Pichanon Dipl Ing Suwannathada Verfahren zur Steuerung des Redoxzustandes, der Farbe und Verarbeitbarkeit von Glasschmelzen
US6334337B1 (en) * 1999-08-17 2002-01-01 Pedro Buarque de Macedo Air bubbler to increase glass production rate
JP4471418B2 (ja) * 1999-08-20 2010-06-02 株式会社住田光学ガラス 精密プレス成形用光学ガラス
DE19939779C2 (de) * 1999-08-21 2003-06-26 Schott Glas Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Erschmelzen und Läutern von anorganischen Verbindungen, insbesondere von Gläsern und Glaskeramiken
DE19939782C1 (de) * 1999-08-21 2001-05-17 Schott Glas Vorrichtung und Verfahren zum Erschmelzen oder Läutern von Gläsern oder Glaskeramiken
DE19939773C2 (de) * 1999-08-21 2003-06-18 Schott Glas Vorrichtung und Verfahren für das Läutern von Gläsern oder Glaskeramiken
DE10003948B4 (de) * 2000-01-29 2006-03-23 Schott Ag Verfahren zum Erschmelzen, Läutern und Homogenisieren von Glasschmelzen
TWI276611B (en) * 2000-08-17 2007-03-21 Hoya Corp Process for producing glass and glass-melting apparatus thereof
DE10041757C1 (de) * 2000-08-25 2002-02-21 Schott Glas Verfahren und Vorrichtung zum Läutern von Glas
DE10042771B4 (de) * 2000-08-31 2004-02-12 Schott Glas Verfahren zur Steuerung und Einstellung des Redoxzustandes von Redox-Läutermitteln in einer Glasschmelze
ATE327208T1 (de) * 2000-09-01 2006-06-15 Schott Ag Vorrichtung zum läutern einer glasschmelze
DE10136875C2 (de) * 2000-09-02 2003-04-24 Schott Glas Verfahren zum Eindüsen von Gas in eine Glasschmelze
DE10142405B4 (de) * 2000-09-04 2011-09-15 Schott Ag Vorrichtung, deren Verwendung und Verfahren zum Einleiten von aggressiven Gasen in eine Glasschmelze
US6722161B2 (en) * 2001-05-03 2004-04-20 The Boc Group, Inc. Rapid glass melting or premelting
DE10133469B4 (de) * 2001-07-10 2004-10-14 Schott Glas Vorrichtung zum Schmelzen hochreiner optischer Gläser
DE10138109A1 (de) * 2001-08-03 2002-09-12 Schott Glas Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von optischen Gläsern
DE10294076B4 (de) * 2001-09-10 2009-10-01 Schott Ag Verfahren zur Herstellung eines Bismutoxid-haltigen Glases und Verwendung des Verfahrens
DE10244807B4 (de) 2001-10-02 2011-07-14 Schott Ag, 55122 Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Einschmelzen insbesondere hochreiner aggressiver und hochschmelzender Gläser
EP1434741A2 (de) * 2001-10-02 2004-07-07 Schott Glas Vorrichtung und verfahren zum kontaminationsarmen schmelzen von glas oder glaskeramik
JP2003192354A (ja) * 2001-12-20 2003-07-09 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラス溶融炉及び溶融ガラスの加熱方法
JP4315633B2 (ja) 2002-02-28 2009-08-19 Ｈｏｙａ株式会社 ガラスの製造方法
DE10257049B4 (de) 2002-12-06 2012-07-19 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Borosilicatgläsern, Boratgläsern und kristallisierenden borhaltigen Werkstoffen
US20060174655A1 (en) * 2003-04-15 2006-08-10 Hisashi Kobayashi Process of fining glassmelts using helium bubblles
DE10329718B4 (de) * 2003-07-02 2006-04-27 Schott Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einschmelzen von anorganischen Substanzen, insbesondere von Gläsern
JP2005053757A (ja) 2003-08-06 2005-03-03 Hoya Corp ガラスの製造装置及び製造方法
JP3986070B2 (ja) * 2003-08-08 2007-10-03 Ｈｏｙａ株式会社 熔融ガラスの製造方法及びガラス成形体の製造方法
JP4074568B2 (ja) * 2003-08-19 2008-04-09 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラスの製造方法
JP4022185B2 (ja) 2003-08-19 2007-12-12 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラスの製造方法
JP3995641B2 (ja) 2003-08-29 2007-10-24 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用被成形ガラス体、光学素子およびその製造方法
US7823416B2 (en) * 2003-10-20 2010-11-02 Nippon Electric Gas Co., Ltd. Glass composition and method for producing glass article
JP4065856B2 (ja) * 2004-01-23 2008-03-26 Ｈｏｙａ株式会社 光学ガラス、プレス成形用被成形ガラス体、光学素子およびその製造方法
DE102004033652B4 (de) * 2004-07-12 2011-11-10 Schott Ag Verwendung eines Borsilikatglases zur Herstellung von Gasentladungslampen
JP4478553B2 (ja) 2004-11-24 2010-06-09 Ｈｏｙａ株式会社 ガラスの製造方法およびガラス熔融装置
US7584632B2 (en) * 2005-07-28 2009-09-08 Corning Incorporated Method of increasing the effectiveness of a fining agent in a glass melt
JP5019732B2 (ja) * 2005-09-06 2012-09-05 株式会社オハラ 光学ガラスの製造方法
US7454925B2 (en) * 2005-12-29 2008-11-25 Corning Incorporated Method of forming a glass melt
US7825707B2 (en) 2006-01-11 2010-11-02 Panasonic Corporation Clock generation circuit having a spread spectrum clocking function

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013042969A1 (ko) * 2011-09-23 2013-03-28 주식회사 케이씨씨 소다라임 실리케이트 판유리의 제조방법 및 이에 의해 제조된 고투명 판유리
KR20150076064A (ko) * 2013-12-26 2015-07-06 아반스트레이트 가부시키가이샤 유리 기판의 제조 방법, 및 유리 기판의 제조 장치
KR20170118891A (ko) * 2015-03-06 2017-10-25 코닝 인코포레이티드 용융 유리를 컨디셔닝하기 위한 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TWI510445B (zh) 2015-12-01
DE102007008299A1 (de) 2008-02-14
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US20080034799A1 (en) 2008-02-14
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US8365555B2 (en) 2013-02-05
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US20100242543A1 (en) 2010-09-30

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