KR20140079390A

KR20140079390A - 바나듐계 프릿 물질 및 이를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20140079390A
Application number: KR1020147008753A
Authority: KR
Inventors: 티모티 에이. 데니스
Original assignee: 가디언 인더스트리즈 코퍼레이션.
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-06-26
Also published as: KR102017353B1; WO2013043340A1; US20160138325A1; ES2774257T3; CN104066696B; US9290408B2; US20120213952A1; DK2758349T3; CN104066696A; PL2758349T3; EP2758349B1; JP2014534148A; US10087676B2; EP2758349A1; JP6174031B2

Abstract

특정한 예의 실시형태는 유리 제품의 개선된 씰에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태는, 단열 유리 유닛을 씰링하기 위해 사용된 조성물에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 상기 조성물은, 몰%로 산화바나듐 45 내지 50, 산화바륨 20 내지 23, 산화아연 9 내지 12 및 적어도 4 개의 추가적인 첨가제를 포함한다. 예를 들면, 상이한 금속 산화물 또는 상이한 금속 염화물인 또 다른 첨가제가 제공될 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 진공 단열 유리 유닛은, 상기에 기재된 조성물을 포함하는 씰과 함께 씰링된, 제1 및 제2 유리 기판을 포함한다.

Description

바나듐계 프릿 물질 및 이를 제조하는 방법{VANADIUM-BASED FRIT MATERIALS AND METHODS OF MAKING THE SAME}

관련 출원 상호 참조

본 출원은 2011년 2월 22일에 출원된 미국 출원 제12/929,875호의 일부 계속 출원으로, 전체 내용은 참조로 본원에 포함된다.

이러한 본 발명의 특정한 예의 실시형태는, 유리 제품의 개선된 프릿 물질[예를 들면, 진공 단열 유리(vacuum insulated glass) 또는 VIG 유닛에서 사용] 및/또는 이를 제조하는 방법, 또한 이러한 개선된 프릿 물질을 포함하는 제품 및/또는 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 특정한 예의 실시형태는 감소된 융점을 갖는 바나듐계 프릿 물질, 및/또는 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 상기 개선된 단열 씰(insulated seal)이 진공 단열 유리(VIG) 유닛과 관련되어 사용되고, 및/또는 상기 개선된 씰로 VIG 유닛을 씰링(sealing)하는 방법을 제공한다.

배경기술 및 본 발명의 실시형태의 요약

진공 IG 유닛(vacuum IG units)은 해당 기술 분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 참고문헌으로서 내용이 모두 본원에 포함되는, 미국 특허 제5,664,395호, 제5,657,607호, 및 제5,902,652호를 참고한다.

도 1 내지 2는, 통상적인 진공 IG 유닛(진공 IG 유닛 또는 VIG 유닛)을 설명한다. 진공 IG 유닛(1)은, 사이에 진공 또는 저 압력 공간(6)을 동봉하는, 두 개의 이격된 유리 기판(2 및 3)을 포함한다. 유리 시트/기판(2 및 3)은, 지지 기둥(support pillars) 또는 스페이서(5)의 배열 및 융합된 땜납용 유리 (4)(fused solder glass 4)의 말단 또는 에지 씰(peripheral or edge seal)에 의해 상호 연결되어 있다.

펌프 아웃 튜브(8)(pump out tube 8)는, 유리 시트(2)의 내부 표면으로부터 시트(2)의 외부 표면의 리세스(recess)(11)의 바닥으로 통과하는, 어퍼쳐(aperture) 또는 홀(10)에 땜납용 유리(9)에 의해 기밀 씰링된다. 진공실이 펌프 아웃 튜브에 부착되어, 기판(2 및 3) 사이의 내부의 공간이 낮은 압력 영역 또는 공간(6)를 형성해서 진공을 만들 수 있다. 진공을 만든 후에, 튜브(8)는 상기 진공실을 씰링하기 위해 용융된다. 리세스(11)는 씰링된 튜브(8)를 유지한다. 선택적으로, 화학적 게터(12)(chemical getter)가 리세스(13) 내에 포함될 수도 있다.

이들의 융합된 땜납용 유리 말단 씰(4)(their fused solder glass peripheral seals)과 함께, 통상적인 진공 IG 유닛은 하기와 같이 제조되었다. 용액에서의 유리 프릿(glass frit)(땜납용 유리 에지 씰(4)을 최종적으로 형성하기 위해)은 기판(2)의 주변에 초기에 증착된다. 그 외의 기판(3)은, 유리 프릿/용액 및 스페이서(5)가 사이에 끼워지도록, 기판(2) 위에 배치한다. 그 다음에, 시트(2, 3), 스페이서 및 씰 물질을 포함하는 전체의 어셈블리(entire assembly)는, 유리 프릿이 용융되는 점인, 대략 500 ℃의 온도로 가열되고, 유리 시트(2, 3)의 표면을 젖게 하고, 기밀 말단 또는 에지 씰(4)을 최종적으로 형성한다. 이러한 대략 500 ℃ 온도는 약 1 시간 내지 8 시간 동안 유지된다. 튜브(8) 주위의 씰 및 말단/에지 씰(4)의 형성 후에, 어셈블리는 실온으로 냉각된다. 미국 특허 제5,664,395호의 컬럼 2에는 통상적인 진공 IG 처리 온도가 한 시간 동안 대략 500 ℃인 것이 기재되어 있음을 유의한다. 상기 '395 특허의 발명자 Lenzen, Turner 및 Collins는, "에지 씰 공정은 현재 매우 느리다: 일반적으로 샘플의 온도는 한 시간당 200 ℃ 증가되고, 땜납용 유리 조성물에 따라, 430 ℃ 내지 530 ℃의 범위의 일정한 값으로 한 시간 동안 유지된다"고 하였다. 에지 씰(4)의 형성 후에, 튜브를 통해 진공을 만들어서 낮은 압력 공간(6)을 형성한다.

통상적인 에지 씰의 조성물은 해당 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 참고문헌으로서 내용이 모두 본원에 포함되는, 미국 특허 제3,837,866호; 제4,256,495호; 제4,743,302호; 제5,051,381호; 제5,188,990호; 제5,336,644호; 제5,534,469호; 제7,425,518호, 및 미국 공개 공보 제2005/0233885호를 참고한다.

불행하게도, 에지 씰(4)의 형성에 사용되는 전체 어셈블리의 상기의 높은 온도 및 긴 가열 시간은 바람직하지 않다. 이는, 특히 진공 IG 유닛에서 열 강화된 또는 템퍼링된 유리 기판(2, 3)을 사용하는 것이 바람직한 경우이다. 도 3 내지 4에 나타낸 바와 같이, 템퍼링된 유리는, 가열 시간의 함수로서, 높은 온도에 노출될 때 템퍼링 강도를 잃는다. 게다가, 이러한 높은 처리 온도는, 특정한 경우에 유리 기판의 한 면 또는 양면에 적용될 수도 있는, 특정한 낮은-E 코팅(low-E coating(s))에 악영향을 미칠 수도 있다.

도 3은, 초기 중심 인장응력(original center tension stress)이 인치당 3,200 MU인 경우에, 상이한 기간 동안 상이한 온도에 노출될 때 완전하게 열에 의해 템퍼링된 플레이트 유리(fully thermally tempered plate glass)가 초기의 기질을 어떻게 잃는지를 설명하는 그래프이다. 도 3에서, x-축은 지수함수적으로 시간(1 내지 1,000 시간)을 나타내는 반면에, y-축은 열 노출 후에 남아있는 초기 템퍼링 강도의 백분율을 나타낸다. 도 4 는, x-축이 지수함수적으로 0 내지 1 시간 사이로 확장되는 것을 제외하고는, 도 3 과 유사한 그래프이다.

도 3에서 7가지 상이한 곡선이 설명되어 있는데, 각각은 화씨 온도(℉)에서 상이한 온도 노출을 나타낸다. 상이한 곡선/라인은, 400 ℉(도 3 그래프의 최상부의 곡선), 500 ℉, 600 ℉, 700 ℉, 800 ℉, 900 ℉ 및 950 ℉(도 3 그래프의 하부의 곡선)이다. 900 ℉의 온도는 약 482 ℃와 같은데, 도 1 내지 2에서 상기의 통상적인 땜납용 유리 말단 씰(4)을 형성하기 위해 이용되는 범위 내에 있다. 따라서, 참고 번호 18로 표시된, 도 3에서 900 ℉ 곡선을 주목한다. 도시된 바와 같이, 이러한 온도(900 ℉ 또는 482 ℃)에서 한 시간 경과 후에는 초기 템퍼링 강도의 20%만이 남아있다. 이러한 템퍼링 강도의 현저한 손실(즉, 80% 손실)은 바람직하지 않다.

도 3 내지 4에서 알 수 있듯이, 잔여하는 템퍼링 강도의 백분율은 템퍼링된 유리에 노출된 온도에 따라서 변화한다. 예를 들면, 900 ℉에서는 초기 템퍼링 강도의 오직 20%만이 남아있다. 시트의 노출된 온도가 800 ℉, 약 428 ℃로 감소되는 경우, 잔여하는 강도는 약 70%이다. 최종적으로, 약 600 ℉, 약 315 ℃로의 온도 감소에 의해서 시트의 초기 템퍼링 강도의 약 95%가 남아 있다. 알 수 있듯이, 템퍼링된 유리 시트를 높은 온도에 노출시킴으로써 임의의 템퍼링 강도 손실을 줄이는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, VIG 유닛의 형성은, 유닛의 안쪽에 형성된 진공실로부터 적용되는 압력을 견딜 수 있는 기밀 씰(hermetic seal)의 형성을 포함한다. 또한, 상기에 나타낸 바와 같이, 씰의 형성은, 통상적으로 500 ℃ 이상의 온도를 포함할 수도 있다. 이러한 온도는, 씰에 사용되는 프릿 물질이 VIG 유닛에 필요한 씰을 용융함으로써 형성하기 위해서, 충분히 높은 온도를 수득하는 것이 필요하다. 상기에 나타낸 바와 같이, 이러한 온도는, 템퍼링된 유리를 사용하여 VIG 유닛의 강도를 감소시킬 수 있다.

유리 기판을 함께 씰링하기 위한 하나의 통상적인 해결책은 에폭시를 사용하는 것이다. 그러나, VIG 유닛의 경우에, 에폭시 조성물은 진공실에 씰을 유지하기에 불충분할 수도 있다. 게다가, 에폭시는, VIG 유닛에 적용하는 경우에 이들의 유효성을 추가적으로 감소시킬 수도 있는, 환경 요인(environmental factor)의 영향을 받기 쉬울 수도 있다.

또 다른 통상적인 해결책은 납을 포함하는 프릿 용액을 사용하는 것이다. 나타낸 바와 같이, 납은 상대적으로 낮은 융점을 갖는다. 이에 따라서, VIG 유닛을 씰링하기 위한 온도가 그 외의 프릿 물질의 온도만큼 높게 설정할 필요가 없을 수도 있고, 따라서 템퍼링된 유리 기판의 템퍼링 강도가 그 외의 프릿계 물질에 요구되는 동일한 양을 사용해도 감소하지 않을 수도 있다. 그러나, 납계 프릿이 상기 구조적인 문제를 해결할 수도 있지만, 프릿에서 납의 사용은 새로운 문제를 형성할 수도 있고, 구체적으로, 납을 포함하는 생산물에 대해서 개체군의 건강에 대한 결과를 들 수 있다. 게다가, 특정한 국가(예를 들면, 유럽 연합)는, 소정의 생산물에 포함될 수 있는 납의 양에 대해서 엄격한 요건이 부여될 수도 있다. 즉, 몇몇 국가[또는 고객]들은 완전하게 납-프리(lead-free)인 생산물을 요구할 수도 있다.

따라서, 유리 제품에 개선된 씰을 생성하기 위한 기술이 지속적으로 요구되는 것을 알 수 있다. 예를 들면, VIG 유닛과 같은, 템퍼링 유리 유닛을 통합시킬 수 있는, 개선된 씰 등이 당해 기술분야에서 필요한 것을 알 수 있다. 씰은, 어닐링된 또는 템퍼링된 유리가 유리의 특성에 해로운 영향 없이 씰링될 수 있도록, 감소된 온도 씰링이 가능하게 디자인될 수도 있다.

특정한 예의 실시형태에서, 프릿 물질은 VIG 목적 (예를 들면, 구조 강도의 점에서)에 대해서 충분한 프릿 결합에 유리를 제공할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 제공된 프릿은 적절한 유리 습윤 특성을 제공할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 프릿은, 시간 경과에 따라서 예시의 VIG 유닛에서 진공 열화를 방지하기 위해서 적절한 배리어를 제공하기 위한 구조 강도 및 균일한 유리 구조를 가지고 씰링할 수 있다.

특정한 예에서, 용융물 흐름의 개선은 유리 팽창에 대한 프릿 매칭을 개선시키고 및/또는 프릿 비드 변화에 대한 공정 허용치를 증가시킬 수 있다. 프릿 물질의 습윤 및 결합 특성의 개선은 유리에 대한 결합 실패를 줄임으로써 VIG 수율을 증가시킬 수 있다. 추가로 또는 대체로, 결정화의 감소에 의해서 선택된 조성물이 용이하게 상이한 가열 환경(예를 들면, 내부 씰링, 외부 씰링, 등)을 충족시킬 수 있다.

특정한 예의 실시형태에서, 조성물을 갖는 프릿 물질이 제공되었다. 프릿 물질은, 산화바나듐 약 50 중량% 내지 60 중량%, 산화바륨 약 27 중량% 내지 33 중량%, 및 산화아연 약 9 중량% 내지 12 중량%를 포함할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 프릿 물질은 또한 하기 중에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수도 있다: Ta₂O₅, Ti₂O₃, SrCl₂, GeO₂, CuO, AgO, Nb₂O₅, B₂O₃, MgO, SiO₂, TeO₂, Tl₂O₃, Y₂O₃, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl₂, CeO₂, AgCl, In₂O₃, SnO, SrO, MgO, MoO₃, CsCO₃, CuCl₂, 및 Al₂O₃ _.

특정한 예의 실시형태에서, 진공 단열 유리 유닛(VIG)이 제공된다. VIG 유닛은 제1 및 제2 실질적으로 평행하고, 이격된 유리 기판들을 포함할 수도 있다. 에지 씰은, 제1 및 제2 기판 사이의 갭(gap)을 적어도 부분적으로 한정하고, 이들 사이의 기밀 씰을 형성하기 위해서, 제1 및 제2 기판의 주변에 제공된다. 제1 및 제2 기판 사이를 한정하는 갭은 대기압 미만의 압력하에 있다. 에지 씰은, 예를 들면 본원에 기재된 바와 같이, 베이스 조성물로부터 제조된 프릿 물질을 포함한다.

특정한 예의 실시형태에서, 프릿 물질을 제조하는 방법이 제공된다. 베이스 조성물은 홀더에 제공된다. 베이스 조성물은, 산화바나듐 약 50 중량% 내지 60 중량%, 산화바륨 약 27 중량% 내지 33 중량%, 산화아연 약 9 중량% 내지 12 중량%, 및 하기 중에서 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함한다: Ta₂O₅, Ti₂O₃, SrCl₂, GeO₂, CuO, AgO, Nb₂O₅, B₂O₃, MgO, SiO₂, TeO2, Tl2O3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl2, CeO2, AgCl, In2O3, SnO, SrO, MgO, MoO₃, CsCO₃, CuCl₂, 및 Al₂O₃. 베이스 조성물은 용융된다. 베이스 조성물은 냉각되거나, 냉각시켜 중간의 유리 제품(intermediate glass article)을 형성한다. 중간의 유리 제품을 연삭해서 프릿 물질을 제조한다.

특정한 예의 실시형태에서, 진공 단열 유리(VIG) 유닛을 제조하는 방법이 제공된다. 서로 실질적으로 평행하고, 이격된 제1 및 제2 유리 기판이 제공된다. 제1 및 제2 유리 기판은, 프릿 물질을 사용해서 제1 및 제2 기판 사이에서 한정된 공간과 함께 씰링된다. 씰링은, 약 400 ℃ 이하의 온도에서 프릿 물질을 용융시킴으로써 수행된다. 프릿 물질은, 산화바나듐 약 50 중량% 내지 60 중량%, 산화바륨 약 27 중량% 내지 33 중량%, 산화아연 약 9 중량% 내지 12 중량%, 및 적어도 하나의 산화물 또는 염화물계 첨가제를 포함하는 베이스 조성물로부터 형성된다.

특정한 예의 실시형태에서, 조성물을 갖는 프릿 물질이 제공된다. 프릿 물질은, 산화바나듐 약 50 중량% 내지 60 중량%(40-55몰%, 더 바람직하게 45-50몰%), 산화바륨(예를 들면, 전체 또는 일부가 BaO로 전환되는 탄산바륨) 약 23 중량% 내지 33 중량%(15-35몰%, 더 바람직하게 20-23몰%), 산화아연 약 9 중량% 내지 12 중량%(15-25몰%, 더 바람직하게 19-22몰%)을 포함할 수도 있다. 프릿 물질은, 적어도 SnCl₂, CuCl₂, MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅, Al₂O₃, SiO₂, 및 CsCO₃ 중에서 선택된 제1 및 제2 첨가제를 포함한다.

특정한 예의 실시형태는 적어도 두 개의 첨가제를 포함할 수도 있다. 예를 들면 SnCl₂ 및 SiO₂ 이다. 특정한 예의 실시형태는, SiO₂, SnCl₂, Al₂O₃ 및 TeO₂ 중으로부터 선택된 3 개 또는 4 개의 첨가제를 포함할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태는 SnCl₂, CuCl₂, MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Nb₂O₅, Al₂O₃, SiO₃, 및 CsCO₃ 중에서 선택되는 5 내지 10 개의 상이한 첨가제를 사용할 수 있다.

본원에 기재된 특징, 측면, 장점 및 예의 실시형태는, 추가적인 실시형태를 실시하기 위해, 어떠한 적절한 조합 또는 서브-조합(sub-combination)으로 결합될 수도 있다.

이러한 및 그 외의 특징 및 장점은, 하기의 도면과 결합하여, 대표적인 설명적인 실시형태의 하기의 상세한 설명에 의해서 완전하게 잘 이해될 수 있다:
도 1은, 통상적인 진공 IG 유닛의 단면도이다;
도 2 는, 도 1에 나타낸 단면선을 따라 취해진, 도 1의 진공 IG 유닛의 스페이서, 바닥 기판, 에지 씰의 상면도이다;
도 3은, 상이한 시간 동안 상이한 온도에 노출된 후에 열로 템퍼링된 유리 시트에 대해서 초기 템퍼링 강도의 손실을 나타내는, 시간[hours] 에 대하여 잔여하는 템퍼링 강도 퍼센트의 상관관계를 나타내는 그래프이다;
도 4 는, 보다 적은 시간대가 x-축 상에 제공된 것을 제외하고, 도 3과 유사하게 시간에 대하여 잔여하는 템퍼링 강도 퍼센트의 상관관계를 나타내는 그래프이다;
도 5는, 특정한 예의 실시형태에 따르는 진공 단열 유리 유닛의 단면도이다;
도 6은, 특정한 예의 실시형태에 따라 프릿 물질과 함께 진공 단열 유리 유닛을 제조하기 위한 공정을 나타내는 흐름도이다;
도 7a 내지 7d는, 특정한 예의 실시형태에 따라 조성물의 특성을 요약하는 그래프이다;
도 8a 내지 8c는, 특정한 대표적인 실시형태에 따라 조성물의 품질을 요약하는 그래프이다;
도 9 는, 추가적인 요소가 특정한 예의 실시형태에 따라 조성물에 첨가된 경우의 결과를 나타내는 그래프이다;
도 10a 내지 10c는, 특정한 예의 실시형태에 따라 바나듐계 프릿에 첨가된, 첨가제의 영향을 요약하는 그래프를 나타낸다;
도 11a 내지 11c는, 특정한 예의 실시형태에 따라 바나듐계 프릿에 대해서 가시 및 적외선 파장에서의 흡수를 요약하는 그래프를 나타낸다; 및
도 12a 내지 12c는, 특정한 예의 실시형태에 따라 예의 프릿 물질의 흐름 특징을 요약하는 그래프이다.

하기의 설명은, 공통적인 특성, 특징 등을 공유할 수도 있는 몇몇 예의 실시형태에 관하여 제공된다. 어떠한 하나의 실시형태의 하나 이상의 특징은, 그 외의 실시형태의 하나 이상의 특징과 결합할 수도 있는 것을 이해할 수 있다. 게다가, 단일의 특징 또는 특징들의 조합은 추가적인 실시형태를 구성할 수도 있다.

특정한 예의 실시형태는, 예를 들면, 바나듐계 프릿 물질을 포함하는 또는 이의, 개선된 씰로 씰링된 두 개의 유리 기판을 포함하는 유리 유닛(예를 들면, VIG 유닛)에 관한 것일 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 개선된 실은 하기의 물질을 포함할 수도 있다: 산화바나듐, 산화바륨, 및 산화아연. 게다가, 특정한 예의 실시형태는 하기의 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수도 있다: Ta₂O₅, Ti₂O₃, SrCl₂, GeO₂, CuO, AgO, Nb₂O₅, B₂O₃, MgO, SiO₂, TeO2, Tl2O3, Y2O3, SnF2, SnO2, CuCl, SnCl2, CeO2, AgCl, In2O3, SnO, SrO, MgO, MoO₃, CsCO₃, CuCl₂, 및 Al₂O₃ _.

도 5는, 특정한 예의 실시형태에 따르는 진공 단열 유리 유닛의 단면도이다. VIG 유닛(500)은, 이격해서 사이의 공간을 한정하는, 제1 및 제2 유리 기판(502a 및 502b)을 포함할 수도 있다. 유리 기판 (502a 및 502b)는, 바나듐계 프릿을 포함하거나 이의 개선된 씰(504)을 통해 연결될 수도 있다. 지지 기둥(506)은, 제1 및 제2 기판 (502a 및 502b)를 서로 실질적으로 평행하게 이격해서 유지하는데 도움이 될 수도 있다. 개선된 씰(504) 및 유리 기판 (502a 및 502b)의 CTE(coefficient of thermal expansion, 열팽창계수)가 서로 실질적으로 매칭될 수도 있는 것을 알 수 있다. 이는 유리 크래킹 등의 가능성을 감소시키는 점에서 유리할 수도 있다. 도 5 는 VIG 유닛에 관하여 기재되어 있을지라도, 바나듐계 프릿을 포함하는 또는 이의, 개선된 씰(504)이, 예를 들면 단열 유리 유닛 및/또는 그 외의 제품을 포함하는, 그 외의 배열 및/또는 제품과 관련되어 사용될 수도 있음을 예측할 것이다.

도 6 은, 특정한 예의 실시형태에 따라 진공 단열 유리 유닛을 제조하는데 사용될 프릿 물질을 제조하기 위한 공정을 나타내는 흐름도이다. 단계(600)에서, 베이스 화합물이 결합되고, 적절한 용기(예를 들면, 세라믹 용기와 같은 내열 용기) 내에 배치된다. 단계(602)에서, 결합된 화합물이 용융된다. 바람직하게, 결합된 물질을 용융시키는 온도는 적어도 1000 ℃일 수도 있다. 특정한 대표적인 실시형태에서, 결합된 화합물은, 30 내지 60 분 동안 1000 ℃에서 용융된다. 특정한 대표적인 실시형태에서, 결합된 화합물은 60 분 동안 1100 ℃에서 용융된다. 특정한 대표적인 실시형태에서, 결합된 화합물은 60 분 동안 1200 ℃에서 용융된다. 특정한 대표적인 실시형태에서, 용융 온도는, 15 분 동안 500 ℃, 15 분 동안 550 ℃, 15 분 동안 600 ℃, 및 60 분 동안 1000 ℃까지 증가시키는 것을 포함하는 주기이다.

결합된 화합물이 용융된 후에, 물질은 예를 들면, 유리 시트를 형성하기 위해, 단계(604)에서 냉각될 수도 있다. 냉각한 후에, 유리는 단계 (606)에서 미립자(fine particulate)로 분쇄되거나 또는 연삭될 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 미립자의 크기는 약 100 메시(mesh) 이하일 수도 있다. 유리가 분말로 연삭되는 경우, 이는 단계(608)에서 기판 사이에 배치될 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 분말은 결합제를 함유하는 페이스트로서 제공될 수도 있다. 그 다음에, 단계(610)에서 유리 기판 및 분말에 열을 적용할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 열은, 300 ℃ 내지 400 ℃, 보다 바람직하게 325 ℃ 내지 375 ℃일 수도 있다. 상기 온도의 열이 템퍼링된 유리에 적용된 경우, 템퍼링된 유리는, 350 ℃를 초과한 열이 템퍼링된 유리에 가해진 경우에 비해 감소된 강도가 손실될 수도 있음을 알 수 있다. 따라서, 특정한 예의 실시형태는 바람직하게, 500 ℃ 미만, 보다 바람직하게 425 ℃ 미만, 및 경우에 따라서 350 ℃ 미만의 프릿 용융 온도를 포함한다.

특정한 예의 실시형태에서, 결합된 화합물은 하기의 물질을 포함한다: 산화바나듐, 산화바륨, 및 산화아연.

도 7a 내지 7d는, 특정한 예의 실시형태에 따라 조성물의 특성을 요약한 그래프를 나타낸 것이다.

하기의 표는, 표에서 생략된 4 미만[0 내지 5의 등급] 용융 품질을 갖는 이러한 조성물과 함께 도 7a에 나타낸 데이터에 상응한다.

[표 1]

도 7a에 나타낸 용융물은, 15 분 동안 375 ℃의 온도에 적용한 현미경 유리 슬라이드에 적용되었다. 도 7b는, 상기 용융물의 결정화 온도[표의 - Tx1 - 제1 결정화 피크]를 포함하는 그래프를 나타낸 것이다. 특정한 예의 실시형태에 따라서, Tx1에 대한 바람직한 온도는, 약 375 ℃ 내지 425 ℃, 바람직하게 약 400 ℃일 수도 있다.

도 7c는, 상기 용융물에 대한, 유리 전이 온도(transition glass temperatures), Tg 를 나타낸 것이다. 대표적인 데이터를 나타내는 그래프는, 약 290 ℃ 내지 335 ℃ 사이의 Tg 값이 상기 조성물에 대해 바람직할 수도 있다는 것을 나타낸다.

도 7d는, 용융 품질 대 바륨/아연 비율(barium/zinc ratio)을 나타내는 그래프에서 용융물을 포함한다.

도 8a 내지 8c는, 특정한 대표적인 실시형태에 따른 조성물의 품질을 요약하는 그래프를 나타낸 것이다. 도 8a 는 특정한 대표적인 조성물에 사용된 V₂O₅ 퍼센트를 요약한 것이다. 도 8b는 특정한 대표적인 조성물에 사용된 BaO 퍼센트를 요약한 것이다. 도 8c는 특정한 대표적인 조성물에 사용된 ZnO 퍼센트를 요약한 것이다. 대표적인 그래프에서 나타낸 바와 같이, 약 51% 내지 53%의 바나듐 퍼센트가 특정한 예의 실시형태에 따라 바람직할 수도 있다.

하기의, 표 2A 내지 2C는 특정한 예의 실시형태에 따라 대표적인 조성물을 나타낸 것이다. 추가적으로, 표에서 실시예 7 내지 15는 그래프 8a 내지 8c 에 상응하는 것이다. 하기의 표에 나타낸 조성물에 대해, 1.287027979의 BaCO₃ 팩터는 얻어진 화합물, BaO로 전환되는 데에 사용되었다.

[표 2A]

[표 2B]

표 2C에 나타낸 등급은, 현미경 유리 슬라이드 상에 연삭 조성물을 증착시키는 단계 및 10 내지 30 분 동안 약 375 ℃에서 조성물을 가열하는 단계에 기초한 것이다.

[표 2C]

도 9 는, 바나듐계 프릿에 추가적인 요소(예를 들면, Bi₂O₃ 및 B₂O₃)를 첨가하는 결과의 그래프를 나타낸 것이다. 도 9에 나타낸 상응하는 데이터는 또한 하기 표 3에서 나타낸다.

[표 3]

특정한 예의 실시형태에서, 강한 DSC 반응은 좋은 재용융 품질에 상응할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 약 0% 내지 3%의 농도에서 비스무트의 첨가는, 증가된 재용융 흐름 품질을 야기할 수도 있다.

특정한 예의 실시형태에서, V₂O₅, BaO, 및 ZnO를 포함하는 프릿은 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 첨가제는 약 0.5 중량% 내지 15 중량%일 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에 따라, 첨가제는, 약 50 중량% 내지 60 중량% V₂O₅, 27 중량% 내지 33 중량% BaO, 및 9 중량% 내지 12 중량% ZnO 를 포함하는, 베이스 조성물에 첨가될 수도 있다.

하기의, 표 4A 내지 4D는, V₂O₅, BaO, 및 ZnO의 베이스 조성물에 첨가제를 포함하는 것의 결과를 나타낸 것이다. 표 4D 는, 각각의 조성물에 대해서 약 0 내지 5의 등급으로 용융 품질을 나타낸 것이다. 도 10a 내지 10c는, 하기의 표에 나타낸 데이터에 상응하는 그래프를 나타낸다. 1.2870의 BaCO3 팩터는, 하기의 실시예에 사용된 BaO 를 형성하는 데에 사용되었다.

[표 4A]

[표 4B]

[표 4C]

[표 4D]

특정한 예의 실시형태에서, 많은 베이스 조성물에 대한 첨가제의 몰 조성은 표 4A 내지 4D에 나타낸다. 표 5는, 증가한 첨가량[몰% 기준]의 첨가제를 나타낸다. 첨가량으로 사용되는 베이스 조성물은, 예를 들면, 표 4A 내지 4D의 첫 번째 열에 나타낸 베이스 조성물에 기초할 수도 있다. 표시된 선택된 양에서, 표 5에 나타낸 첨가제는, 상기 베이스 조성물에 비해 용융 품질을 개선시킬 수도 있다. 유리질의 용융 형태는, 화합물의 "버튼(button)"이 유리판 위에 용융되어 균일 유리질 구조를 형성하는 것을 나타낸다. 소결은, 화합물[분말 형태의 것]이 함께 융합되지만, 분말 형태로 남아있는 것을 나타낸다.

[표 5]

이에 따라서, 특정한 예의 실시형태에서, 상대적으로 증가된 양[예를 들면, 도 4에 나타낸 이러한 것들에 비해 상대적으로 증가된 양]의 첨가제가 베이스 조성물에 첨가될 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 첨가제는, 예를 들면 CuCl, SnCl₂, SiO₂, Al₂O₃, 및 TeO₂을 포함할 수도 있다. 산화 탈륨(Tl₂O₃)의 독성 성질이 특정한 경우에 이의 사용을 불가능하게 할 수도 있음을 알 수 있다.

특정한 예의 실시형태에서, 두 개 이상의 첨가제는 베이스 화합물에 포함할 수도 있다. 표 6은, 대표적인 베이스 조성물에 두 개의 첨가제를 첨가한 결과를 나타낸다. 표 6은, 375℃ 및 350℃에서 실시예 용융물을 포함한다. 게다가, 대표적인 화합물의 13 mm 버튼이 유리판 상에서 실험되었다. 얻어진 대표적인 화합물의 구조 강도는 가장 오른쪽 컬럼에 나타낸다.

[표 6]

이에 따라서, 특정한 예는, 표 6에 나타낸 바와 같은 실시예 3, 16 및 21에서 발견된 것들과 유사한 두 개의 첨가제(예를 들면, TeO2와 SiO2, SnCl2와 Al2O3, 및 SnCl2와 SiO2)를 포함할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 두 개 이상의 첨가제의 첨가는, 대표적인 베이스 조성물 상에서 유리한 결과를 가질 수도 있다. 예를 들면, 또 다른 첨가제에 SiO2의 첨가는 전체적인 프릿의 강도를 증가시킬 수도 있다. 대체로, 또는 추가로, 그 외의 첨가제와 결합된 TeO2는, 베이스 프릿에 비해 프릿의 유리 습윤 품질 및 용융물 흐름을 증가시킬 수도 있다.

특정한 예의 실시형태에서, SiO2 및/또는 Al2O3와 함께 SnCl2의 조합은, 얻어진 프릿 물질에 대한 구조 강도를 증가시킬 수도 있다.

특정한 예의 실시형태에서, 하나 이상의 첨가제는, 첨가량이 배치에 대해서 약 1 내지 6 정규화된 몰% 또는 1 중량% 내지 10 중량%로, 베이스 조성물에 첨가될 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 첨가제는, 보다 작은 양, 예를 들면 약 0.1 중량% 내지 1 중량%으로 첨가될 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 베이스 조성물에 대한 배치[g]는, 52.5의 V₂O₅, 22.5의 BaO, 10의 ZnO을 포함할 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 상기 베이스 조성물에 첨가되는 첨가제는 하기를 포함할 수도 있다: 1) 3.85 g의 TeO2 및 1.84 g의 Al2O3; 2) 4.65 g의 SnCl2 및 3.12 g의 Al2O3; 3) 4.55 g의 SnCl2 및 1.08 g의 SiO2. 이에 따라서, 첨가제는 그 다음에 하기의 정규화된 중량 퍼센트를 가질 수도 있다: 1) 1.00의 TeO2 및 0.48의 Al2O3; 2) 1.21의 SnCl2 및 0.81의 Al2O3; 3) 1.18의 SnCl2 및 0.28의 SiO2. 이러한 예는, 상기 표 6의 실시예 3, 16 및 21와 부합할 수도 있다.

도 11a 내지 11c는, 특정한 예의 실시형태에 따라 바나듐계 프릿을 위한 가시 및 적외선 파장에서의 흡수를 나타내는 그래프를 나타낸다. 그래프에 나타낸 바와 같이, 예의 바나듐계 프릿은, 가시광선 및 IR 스펙트럼의 상당한 양(substantial breath)으로, 적어도 90%의 흡수를 가질 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 흡수는 약 95% 일 수도 있다. 참고문헌으로서 전체 내용이 본원에 포함된, 공동-계류 중인 "IMPROVED FRIT MATERIALS AND/OR METHOD OF MAKING VACUUM INSULATING GLASS UNITS INCLUDING THE SAME"(atty. dkt. no. 3691-2307)으로 명명된, 2011년 2월 22에 출원된 제12/929,874호에서 기재된 바와 같이, 높은 가시광선/IR 흡수를 갖는 프릿 물질은 유리할 수도 있다.

도 11a는, 첨가제로서 TeO₂ 및 Al₂O₃을 사용하는(예를 들면, 표 6의 실시예 3), 바나듐계 프릿의 흡수 특성을 나타낸 것이다. 도 11b는, 첨가제로서 SnCl₂ 및 Al₂O₃을 사용하는(예를 들면, 표 6의 실시예 16), 바나듐계 프릿의 흡수 특성을 나타낸 것이다. 도 11c는, 첨가제로서 SnCl₂ 및 SiO₂을 사용하는(예를 들면, 표 6의 실시예 21), 바나듐계 프릿의 흡수 특성을 나타낸 것이다.

특정한 예의 실시형태에서, 프릿 물질에 대한 IR 에너지의 적용은, 프릿에 적용된 IR 에너지가 시간 경과에 따라서 변화하는, 가열 프로파일에 근거할 수도 있다. 대표적인 가열 프로파일은, 참고문헌으로서 전체 내용이 본원에 포함된, 공동-계류 중인 출원 번호 제12/929,874 호 (atty. dkt. no. 3691-2307)에서 발견될 수도 있다.

특정한 예의 실시형태에서, 베이스 조성물은, 3 또는 4 개의 첨가제에 의해 증가될 수도 있다. 예를 들면, 베이스 조성물을 위한 배치(g)는, 52.5의 V₂O₅, 22.5의 BaO, 10의 ZnO를 포함할 수도 있다. 이에 따라서, TeO2, SnCl2, Al2O3, 및 SiO2 중으로부터 셋 및/또는 그 이상의 첨가제는, 베이스 조성물을 증가시키기 위해 선택될 수도 있다. 첨가제의 범위(g)는, 첨가제당 0 내지 7.5 g으로 변화할 수도 있다. 따라서, 정규화된 몰 퍼센트에서, 상기 첨가제는 0% 내지 6%로 포함될 수도 있다. 따라서, 베이스 조성물의 정규화된 몰 퍼센트는, 약 43% 내지 50%에서의 V₂O₅, 약 22% 내지 26%에서의 BaO, 약 18% 내지 22%에서의 ZnO 일 수도 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 약 2%의 TeO2, 약 2%의 SnCl2, 약 2%의 Al2O3, 및 약 4%의 SiO2의 첨가제[정규화된 몰 기준]가 베이스 조성물에 첨가될 수도 있다.

본원에 나타낸 기술, 조성물은, VIG 유닛을 형성하기 위한 그 외의 방법 및/또는 시스템에 사용할 수도 있다. 예를 들면, 바나듐계 프릿은 VIG 유닛의 에지 씰을 형성하기 위해 사용될 수도 있다. VIG 유닛을 형성하기 위해 사용된 시스템, 장치 및/또는 방법은, 참고문헌으로서 전체 내용이 본원에 포함된, 2011년 2월 22일에 출원된 "LOCALIZED HEATING TECHNIQUES INCORPORATING TUNABLE INFRARED ELEMENT(S) FOR VACUUM INSULATING GLASS UNITS, AND/OR APPARATUSES FOR THE SAME"(atty. dkt. no 3691-2108)으로 명명된, 공동-계류 중인 출원 제12/929,876호에 기재될 수도 있다.

특정한 예의 실시형태는 오산화바나듐; 전체 또는 일부가 산화바륨으로 전환되는 탄산바륨; 및 산화아연을 포함하는 베이스 조성물에 3개 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 3개의 "베이스" 프릿 요소는 V₂O₅ 35-55몰%, BaO 15-35% , 및 ZnO 15-25몰%, 보다 바람직하게, V₂O₅ 40-50몰%, BaO 20-30%, 및 ZnO 18-22몰% 로 포함하고 있다.

예시의 베이스 프릿 조성물과 함께, 한 개 이상의 첨가제가 첨가될 수 있다. 첨가제는, 예를 들면

1) SnCl₂ 1-10몰%, 특정한 예의 실시형태에서 유리 연화 온도 및/또는 결정화를 감소시키는 것을 도울 수 있는 것;

2) CuCl₂ 1-5몰%, 특정한 예의 실시형태에서 유리 연화 온도를 감소시키는 것을 도울 수 있는 것;

3) MoO₃ 1-6몰%, 특정한 예의 실시형태에서 유리 연화 온도를 감소시키는 것을 도울 수 있는 것;

4) TeO₂ 1-10몰%, 특정한 예의 실시형태에서 유리 흐름 능력 및/또는 유리 기판에 대한 습윤을 도울 수 있는 것;

5) Ta₂O₅ 0.5-5몰%, 특정한 예의 실시형태에서 연화 온도 및/또는 결정화 온도를 증가시키는 것을 도울 수 있는 것;

6) Nb₂O₅ 0.5-6몰%, 특정한 예의 실시형태에서 연화 온도 및/또는 결정화 온도를 증가시키는 것을 도울 수 있는 것;

7) Al₂O₃ 0.5-5몰%, 특정한 예의 실시형태에서 연화, 풍화 능력(weathering ability), 화학적 내구성 및/또는 기계적 강도를 증가시키는 것을 도울 수 있는 것;

8) SiO₂ 0.5-5몰%, 특정한 예의 실시형태에서 연화, 풍화 능력, 화학적 내구성, 및/또는 기계적 강도를 증가시키는 것을 도울 수 있는 것; 및

9) CsCO₃ 0.5-4몰%, 특정한 예의 실시형태에서 용융 흐름을 증가시키고 및/또는 습윤 능력을 감소시키는 것을 도울 수 있는 것.

특정한 예의 실시형태에서, 상기 베이스 조성물에 4개 이상의 첨가제, 바람직하게 6개 이상의 첨가제가 첨가될 수 있다. 첨가제의 수가 증가함에 따라, 다양한 첨가제 사이의 상호작용은 하나 이상의 첨가제(또는 베이스 조성물)의 상대적인 중량을 기초해서 상이한 결과를 생성할 수 있다. 또한, 첨가제의 수의 증가는 관찰될 수 없는 시너지 효과(예를 들면, 유리 연화 온도, 유동성, 및/또는 그 외의 조절)을 만들 수 있다.

특정한 예의 실시형태에서, 하나 이상의 첨가제는 특별하게 도입되기보다 프릿 형성 공정을 통해서 도입될 수 있다. 예를 들면, 첨가제 성분은 도가니에서 프릿 물질을 소성함으로써 프릿 물질에 도입될 수 있다. 예를 들면, 일부 성분은 도가니로부터 프릿 물질로 "침출"될 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, Al₂O₃ 및SiO₂ 는 이 공정에 의해서 침출될 수 있다.

표 7 내지 10은 특정한 예의 실시형태에 따라서 예시의 프릿 조성물을 표시한다. 상이한 표는 각각 변화되는 하나 이상의 첨가제를 포함하지만, 그 외의 성분은 소정의 표의 예의 화합물 사이에서 실질적으로 동일하게 유지된다.

표 7A 내지 7C에서, 산화 몰리브덴은 예의 화합물 사이에서 변화되고, 표 8A 내지 8C에서, 산화텔루륨은 예의 화합물 사이에서 변화되고; 표 9A 내지 9C에서, 탄산세슘은 예의 화합물 사이에서 변화되고; 표 10A 내지 10D에서, 산화 탄탈 및 산화니오브는 예의 화합물 사이에서 변화된다.

표 7A, 8A, 9A 및 10A는 예의 프릿 조성물을 정규화된 중량%로 표시한다. 표 7B, 8B, 9B 및 10B는 예의 프릿 조성물을 정규화된 몰%로 표시한다. 표 7A 내지 10A 및 7B 내지 10B에서 제공된 수치는 표시된 조성물에 대해서 약 100% 로 정규화된다. 예를 들면, 표 7A에서 실시예 1의 프릿 조성물에 대한 V2O5는 프릿 조성물의 54.88 중량%이다. 마찬가지로, 동일한 예시의 프릿 조성물에 대한 V2O5는 얻어진 프릿 조성물의 49.76 몰%로서 표시된다(예를 들면, 표 7B로부터). 따라서, 정규화된 중량% 및 몰%는 본원에서 다양한 표에서 표시되는 예의 프릿 조성물에 대해서 약 100%까지 첨가할 수 있다. 표 7C, 8C, 9C, 10C, 및 10D 는 예의 프릿 조성물에 대한 대표적인 결과를 표시한다. 상기 기재된 표의 결과에서 알 수 있듯이(예를 들면, 표 7-10), 하나 이상의 상기 실시예의 성능은 베이스 프릿 물질, 또는 상기 검토된 하나의 첨가제를 포함한 프릿물질에 의해서 개선될 수 있다. 예를 들면, 표 8에서 표시된 프릿 물질 9 및 11은 375℃에서 양호한 흐름을 표시한다(각각 5 및 6.5).

[표 7A]

[표 7B]

[표 7C]

[표 8A]

[표 8B]

[표 8C]

[표 9A]

[표 9B]

[표 9C]

[표 10A]

[표 10B]

[표 10C]

[표 10D]

특정한 예의 실시형태에서, 사용되는 Ta₂O₅ 및/또는 Nb₂O₅ 는 프릿 물질의 결정화를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 이러한 첨가제에 의한 기여분이 증가함에 따라, 연화 온도(예를 들면, 프릿 물질이 흐를 수 있는 온도)가 증가할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 이러한 특성은 VIG 유닛에서 팁 오프 씰링에 대해서 바람직할 수 있다(예를 들면, VIG 유닛에서 진공 홀을 씰링하는 것).

진공 홀을 팁 오프(tipping off)하는 데에 사용되는 프릿 물질은 VIG 유닛에 대한 주변 씰(perimeter seal)의 프릿 물질에 비해서 다른 바람직한 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 팁 오프 씰에 사용되는 프릿 물질은 완전히 또는 실질적으로 IR에 노출되어 주변 씰의 온도보다 높은 온도에 도달할 수 있다. 반면, 주변 씰은 유리가 주변 씰의 프릿에서 나타나는 SWIR의 일부(예를 들면, SWIR의 10%-30%)를 흡수할 수 있다. 따라서, 예시의 프릿 물질(예를 들면, 실시예 21)은 주변 씰에 사용될 수 있는 반면, 실시예 26은 팁 오프 씰에 사용될 수 있다.

표 10D에서 표시된 바와 같이, 예의 프릿 조성물은 결정화에 대한, 저항이 증가하거나 허용치가 커질 수 있다. 표 7 내지 10에서 표시된 예시의 조성물은 알루미나 도가니에서 실시되었다. 이러한 도가니를 사용하면, 임의의 양의 Al₂O₃ 및 SiO₂ 가 프릿 제조 공정 중 도가니로부터 침출될 수 있다. 따라서, Al₂O₃ 및 SiO₂ 가 상기 표 7-10에서 표시되지 않지만, 이러한 첨가제(또는 도가니 형태에 따라서 그 외의 첨가제)은 도가니로부터 침출 공정에 의해서 프릿 조성물에 존재할 수 있다. Al₂O₃ 및 SiO₂의 침출은 특정한 온도(예를 들면, 800℃, 1000℃, 등)에서 프릿 조성물을 용융하거나 소성하는 것에 의한 것일 수 있다. 상이한 소성 온도 및/또는 상이한 소성 시간은 도가니로부터 침출되는 물질의 양에 영향을 미칠 수 있다. Al₂O₃ 및 SiO₂ 의 변화는 375 ℃ 및 400 ℃ 에서 씰링의 프릿 성능을 변화시킬 수 있다.

특정한 예시의 실시형태에서, Al₂O₃가 프릿 물질에 조성물의 0 내지 2 정규화된 몰% 또는 0 중량% 내지 1.2 정규화된 중량%, 보다 바람직하게 약 0.8 정규화된 중량%로 포함될 수 있다. SiO2는 조성물의 1 내지 5 정규화된 몰% 및/또는 0.5 내지 2 정규화된 중량%, 보다 바람직하게 약 1.2 정규화된 중량%로 포함될 수 있다. 본 발명자는, 특정한 예에서, 약 2% 초과 내지 5%의 SiO₂ 또는 Al₂O₃ 가 프릿 조성물의 바람직하지 않은 흐름 품질을 야기하는 것으로 결정했다. 특히, 특정한 예에서, 높은 비율의 SiO₂ 또는 Al₂O₃ (예를 들면, 2% 또는 4% 초과)가 예시의 유리 기판에 결합하면, 최종 프릿 조성물의 콘크리트와 같은 품질을 야기했다.

표 11은 백금 도가니에서 실시예의 결과를 표시한다. 이러한 도가니는 프릿 물질의 소성 공정 중 과잉의 첨가제의 침출을 감소시키거나 심지어 방지할 수도 있다.

[표 11]

도 12a-12c는 특정한 예시의 실시형태에 따라 예시의 프릿 물질의 흐름 특징을 요약하는 그래프이다.

도 12a는 375℃에서 Ta2O5 비율 증가에 의해서 초기 연화 온도를 증가시켜서 예의 프릿 물질의 흐름을 저하시킬 수 있다(예를 들면 13 mm 버튼의 직경). 특정한 예시의 실시형태에서, Nb₂O₅ 비율 증가가 흐름의 저하를 줄일 수도 있다. 상기 기재된 바와 같이, 이 조성물을 갖는 프릿(예를 들면, 실시예 21)는 VIG 유닛의 주변 씰에 사용될 수 있다.

도 12b에서는, 실시예 21이 400℃에서 개선된 흐름 특징을 갖는 것을 도시한다. 예를 들면, 1.0% Ta₂O₅을 사용하면, 프릿은 잘 흐른다.

도 12c에서는, 실시예 21은 425℃에서, 높은 온도에서 지속적으로 흐르게 하지만, 상기 표 10D에서 표시되는 바와 같이, 프릿 조성물이 이러한 온도에서 결정화될 수 있는 것을 도시한다. 그러나, 실시예 26은 지속적으로 양호한 흐름을 가지면서 약간의 결정화를 가질 수 있다. 따라서, 실시예 26은 높은 온도에서 지속적으로 흐를 수 있다.

CTE 조정(CTE adjustments)이, 하부의 기판(예를 들면, 유리 기판)과 협력하는, 프릿의 유리 습윤 및 결합 특성을 위해, 전체적인 프릿 물질(예를 들면, 화합물)에서 수행될 수도 있음을, 알 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 이러한 목적 및 그 외의 목적을 위해서 CTE 매칭 화합물이 첨가될 수 있다.

하나 또는 그 이상의 금속 산화물, 염화물, 및/또는 불화물 첨가제가 이러한 본 발명의 상이한 실시형태에서 첨가제로서 사용될 수도 있음을 알 수 있다. 게다가, 특정한 예의 실시형태에서, 금속 산화물, 염화물 및/또는 불화물 첨가제가 화학량론적(stoichiometric) 또는 아화학량론적(sub-stoichiometric)일 수도 있다.

본원에 사용된 바와 같이, 용어 "상에(on)", "에 의해 지지된다(supported by)" 등은, 명백하게 기재되지 않는 한, 두 가지 요소가 서로 직접적으로 인접되어 있음을 의미하는 것으로 해석하지 않아야 한다. 다시 말해서, 제1층과 제2층 사이에 하나 이상의 층이 있더라도, 제1층은 제2층 "상에" 또는 제2 층"에 의해 지지될" 것이라고 할 수도 있다.

본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시형태로 고려되는 것에 대해서 기재되지만, 상기 나타낸 실시형태로 한정되지 않는 것으로 이해하여야 하고, 첨부된 청구의 범위의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가의 배열(equivalent arrangements)을 포함하는 것을 의미한다.

Claims

성분 정규화된 몰%
산화바나듐 ~ 45% 내지 50%,
산화바륨 ~ 20% 내지 23%, 및
산화아연 ~ 19% 내지 21%; 및
Ta₂O₅, Ti₂O₃, SrCl₂, GeO₂, CuO, AgO, Nb₂O₅, B₂O₃, MgO, SiO₂, TeO₂, Tl₂O₃, Y₂O₃, SnF₂, SnO₂, SnCl₂, CeO₂, AgCl, In₂O₃, SnO, SrO, MoO₃, CsCO₃, 및 Al₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 6개의 첨가제;
를 포함하는, 조성물을 갖는 프릿 물질.
제1항에 있어서,
상기 적어도 6개의 첨가제 중 적어도 1개는 약 1 내지 3 정규화된 몰%의 Nb₂O₅인, 프릿 물질.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 6개의 첨가제 중 적어도 1개는 약 2.75 내지 3.25 정규화된 몰%의 MoO₃인, 프릿 물질.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 6개의 첨가제 중 적어도 1개는 약 3.40 내지 4.50 정규화된 몰%의 TeO₂인, 프릿 물질.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 6개의 첨가제 중 적어도 1개는 약 0.5 내지 1.5 정규화된 몰%의 Ta₂O₅인, 프릿 물질.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 6개의 첨가제는 MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, SiO₂, 및 Nb₂O₅를 포함하는, 프릿 물질.
제6항에 있어서,
상기 Al₂O₃ 및 SiO₂ 는, 적어도 알루미나 및/또는 실리카로 만들어진 도가니에서 MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, 및 Nb₂O₅ 의 제조에 의해서 얻어지는 양으로 포함되는, 프릿 물질.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, SiO₂, 및 Nb₂O₅ 는 다음의 비율로 포함되는, 프릿 물질:
성분 정규화된 몰%
MoO₃ 2.75% 내지 3.25%
TeO₂ 3.25% 내지 4.00%
Ta₂O₅ 0.25% 내지 2.5%
Al₂O₃, 0.5% 내지 2.5%
SiO₂, 1.5% 내지 4.5%
Nb₂O₅ 1.00% 내지 3.00%.
제1항에 있어서,
MoO₃, Nb₂O₅, 및Ta₂O₅ 는 상기 적어도 6개의 첨가제에 포함되는, 프릿 물질.
제9항에 있어서,
상기 조성물에 Nb₂O₅가 Ta₂O₅보다 많이 포함되는, 프릿 물질.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 프릿 물질은, 약 400℃ 이하의 용융 온도를 갖는, 프릿 물질.
제1 및 제2의 실질적으로 평행하고, 이격된 유리 기판들;
상기 제1 및 제2 기판들 사이에 기밀 씰을 형성하고 적어도 부분적으로 상기 제1 및 제2 기판들 사이의 갭을 한정하는 상기 제1 및 제2 기판들의 주변에 제공되는 에지 씰을 포함하고,
상기 갭은 대기압보다 작은 압력으로 제공되고,
상기 에지 씰은, 제1항에 따르는 조성물을 갖는 적어도 초기에 프릿 물질로부터 형성되는, 진공 단열 유리(VIG) 유닛.
성분 정규화된 몰%
산화바나듐 ~ 45% 내지 50%,
산화바륨 ~ 20% 내지 23%, 및
산화아연 ~ 19% 내지 22%; 및
Ta₂O₅, Ti₂O₃, SrCl₂, GeO₂, CuO, AgO, Nb₂O₅, B₂O₃, MgO, SiO₂, TeO₂, Tl₂O₃, Y₂O₃, SnF₂, SnO₂, SnCl₂, CeO₂, AgCl, In₂O₃, SnO, SrO, MoO₃, CsCO₃, 및 Al₂O₃로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 4개의 첨가제를 포함하는 조성물을 홀더에 제공하는 단계;
상기 조성물을 용융시키는 단계;
중간의 유리 제품을 형성하기 위해, 상기 용융된 조성물을 냉각하고 및/또는 상기 용융된 조성물을 냉각되도록 하는 단계;
상기 프릿 물질의 제조시에 상기 중간의 유리 제품을 연삭하는 단계;
를 포함하는, 프릿 물질의 제조 방법.
제13항에 있어서,
상기 홀더가 적어도 알루미나 및/또는 실리카로 이루어지고, 상기 조성물의 용융에 의해서 상기 홀더로부터 상기 조성물로 Al₂O₃ 및 SiO₂ 가 침출되는, 방법.
제14항에 있어서,
상기 홀더로부터 침출되는 Al₂O₃의 양은 약 0.5 내지 2 정규화된 몰% 이고, 상기 홀더로부터 침출되는 SiO₂의 양은 약 0.5 내지 2 정규화된 몰%인, 방법.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제는 약 1 내지 3 정규화된 몰%의 Nb₂O₅를 포함하는 방법.
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제는 약 2.75 내지 3.25 정규화된 몰%의 MoO₃를 포함하는, 방법.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제는 약 0.5 내지 1.5 정규화된 몰%의 Ta₂O₅를 포함하는, 방법.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제는 약 3 내지 4 정규화된 몰%의 TeO₂를 포함하는, 방법.
제13항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제는 MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, SiO₂, 및 Nb₂O₅를 포함하는, 방법.
제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제는 MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, SiO₂, 및 Nb₂O₅를 다음의 비율로 포함하는, 방법:
성분 정규화된 몰%
MoO₃ 2.75% 내지 3.25%
TeO₂ 3.25% 내지 4.00%
Ta₂O₅ 0.25% 내지 2.5%
Nb₂O₅ 1.00% 내지 3.00%
제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 4개의 첨가제에 MoO₃, Nb₂O₅, 및Ta₂O₅ 가 포함되어 있는, 방법.
제22항에 있어서,
상기 조성물에 Nb₂O₅가 Ta₂O₅보다 많이 포함되어 있는, 방법.
제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프릿 물질은 약 400℃ 이하의 용융 온도를 갖는, 방법.
실질적으로 평행하고, 이격된, 제1 및 제2 유리 기판들을 제공하는 단계;
상기 제1 및 제2 기판들 사이에 한정된 갭을, 프릿 물질을 사용하여 상기 제1 및 제2 유리 기판들과 함께 씰링하는 단계를 포함하고,
상기 씰링 단계는 400 ℃ 이하의 온도에서 상기 프릿 물질을 용융시킴으로써 수행되고,
상기 프릿 물질은,
성분 정규화된 몰%
산화바나듐 ~ 45% 내지 50%,
산화바륨 ~ 20% 내지 23%, 및
산화아연 ~ 19% 내지 22%; 및
적어도 4개의 산화물, 염화물, 또는 불화물계 첨가제;를 포함하는 베이스 조성물로부터 형성되는,
진공 단열 유리(VIG) 유닛의 제조 방법.
제25항에 있어서,
상기 적어도 4개의 산화물, 염화물, 및/또는 불화물계 첨가제는 MoO₃, TeO₂, Ta₂O₅, Al₂O₃, SiO₂, 및 Nb₂O₅를 포함하는, 방법.