KR20170129860A

KR20170129860A - 유리 용융물에서 응집체를 감소시키는 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20170129860A
Application number: KR1020177030032A
Authority: KR
Inventors: 션 스티븐 프링크; 킴벌리 에린 힐; 캐서린 로즈 로싱톤; 나빈 베누고팔
Original assignee: 코닝 인코포레이티드
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2017-11-27
Also published as: JP2018508455A; CN107635929A; TW201641452A; WO2016153902A1; EP3271298A1; US20180251394A1

Abstract

적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 약 3 내지 약 12 범위의 값으로 조정하는 단계; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함하는, 유리의 제조 방법은 여기에 개시된다. 유리 용융물에서 응집체를 감소시키는 방법은 또한 여기에 개시된다. 유리를 제조하기 위한 시스템은 더욱 개시되며, 상기 시스템은 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 제조하기 위한 예비-혼합 용기; 상기 슬러리에 초음파 에너지를 적용하기 위한 초음파 용기; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는 혼합 용기; 및 상기 배치 조성물을 용융시키기 위한 용융 용기를 포함한다.

Description

유리 용융물에서 응집체를 감소시키는 방법 및 시스템

본 출원은 2015년 3월 20일자에 출원한 미국 가 특허출원 제62/136,034호 및 2015년 4월 1일자에 출원한 미국 가 특허출원 제62/141,410호의 우선권을 주장하며, 이들의 전체적인 내용은 참조로 여기에 혼입된다.

본 개시는 일반적으로 유리 배치 물질 (glass batch materials)을 처리하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 유리 용융물에서 응집체 (agglomerates)를 감소시키는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

유리 기판은 창문에서부터 고-성능 디스플레이 장치에 이르기까지, 다양한 적용에 사용될 수 있다. 유리 기판에 대한 품질 요건은, 개선된 해상도, 선명도, 및 성능에 대한 요구가 증가함에 따라 좀 더 엄격해졌다. 그러나, 유리 품질은, 유리 용융물의 형성으로부터 유리 제품의 최종 포장에 이르기까지, 다양한 공정 단계에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있다. 특히, 유리 시트 품질은, 결함 또는 기포의 존재에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있으며, 및 몇몇 경우에서, 심지어 유리 시트에서 단일 결함도, 이에 의도된 용도에 대해 부적절하게 만든다.

용융 공정 동안, 유리 전구체 배치 물질은, 함께 혼합될 수 있고 및 용융 용기에서 가열될 수 있다. 배치 물질은 용융되고 반응하여, 용융 유리에서 기포를 생성할 수 있는, 반응 가스를 발생시킨다. 용융 유리는 그 다음 용융물에 포획된 가스 기포를 제거하기 위해 청징 단계 (fining step)를 거칠 수 있다. 청징은 두 가지 공정을 통해 기포 제거를 촉진할 수 있다. 스토크 청징 (Stokes fining)은, 유리 온도에서 증가가 유리 용융물의 더 낮은 점도를 유도하는 경우 발생한다. 기포는 그 다음 점성이 낮은 유리 용융물을 통해 좀 더 빠르게 상승할 수 있다. 화학적 청징은, 유리 온도의 증가가 화학적 청징제를 화학적으로 환원시키는 경우, 발생하고, 따라서 유리로 산소를 방출하며, 그 다음 기포에 혼입될 수 있다. 기포가 과도한 산소를 흡수하면, 이들은 크기가 증가하고 유리 용융물을 통해 더 쉽게 상승하며, 때로는 다른 기포와 합류하거나 및/또는 붕괴될 수 있다.

청정제는, 예를 들어, 주석, 비소 및 안티몬을 포함할 수 있다. 비소 및 안티몬은 더 강한 청징제이지만, 안전 및 환경적 위험을 초래할 수 있으므로, 덜 사용된다. 이산화주석은 비교적 안전하지만, 또한 상대적으로 약한 청징력을 가지고 있다. 게다가, 유리 배치 물질로 청징제로서 혼입될 수 있는 주석의 양은 종종 제한되는데, 이는 주석의 증가된 수준이 (예를 들어, 용기, 파이프 및/또는 형성 몸체 상에) 다운스트림 공정 동안 2차 결정 또는 응집체의 형성을 유도할 수 있다.

유리 제품의 산화주석 응집체 (TOA) 결함은, 유리 용융물에서 용융되지 않은 상태로 남아있는 SnO₂ 원료의 응집으로부터 결과할 수 있다. SnO₂ 입자 크기 분포는, 매우 미세할 수 있는데 (예를 들어, 약 1 내지 10 microns), 이는 덩어리 (clumping) 및 정전기적 인력 (electrostatic attraction)을 더 쉽게 일으킬 수 있다. 따라서, TOAs는 전반적인 장비 효율 (OEE)에 영향을 줄 수 있는 스트림 결함을 생성할 수 있으며, 이는 OEE에 대한 낮은 수준의 손실로 또는 오프라인에서 수 시간에서 수일의 범위일 수 있는 장비 정지로 나타날 수 있다.

TOA 형성을 방지하기 위한 전통적인 방법은, 유리 배치 물질을 혼합하거나 또는 SnO₂ 원료를 다른 물질 (예를 들어, 모래)과 예비-혼합하기 위한 다른 기계적 방법을 포함한다. 다른 전통적인 방법은, 주석산 나트륨 또는 칼륨의 액체 주입으로 유리 용융물에 SnO₂의 액체 첨가 또는 실리카 또는 알루미나 분말로 SnO₂를 코팅하는 단계를 포함한다. 그러나, 이들 방법은, 여전히 증가된 비용 및/또는 복잡성을 포함하는, 하나 이상의 단점을 가지고 있다. 부가적으로, SnO₂의 액체 첨가는, 액체 내의 낮은 SnO₂ 농도 (예를 들어, 12 중량% 미만의 SnO₂)로 인해 유리 용융물에 다량의 물을 도입할 수 있다. 유리 용융물 내의 과도한 수분은, 결함에 대한 높은 위험을 초래할 수 있고 및/또는 가공되지 않는 유리 배치 물질에 덩어리의 형성을 용이하게 할 수 있다.

따라서, 응집체로 인한 장비 효율에 대한 부정적인 영향을 최소화하고, 및 용융물에서 기포 또는 응집체에 의해 야기되는 결함과 같은, 유리 품질과 관련된 문제를 최소화하면서, 또한 더 낮은 비용 및/또는 복잡성을 갖는 유리 청징 및 제조 공정을 제공하는 것이 유리하다.

본 개시는, 다양한 구체 예에서, 유리를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 적어도 15 중량%의 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 약 3 내지 약 12 범위의 값으로 조정하는 단계; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함한다. 또한, 유리 용융물에 응집체를 감소시키기 위한 방법은 여기에 개시되고, 상기 방법은, 약 10 microns 이하의 평균 입자 크기를 갖는 적어도 하나의 청정제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 약 3 내지 약 12 범위의 값으로 조정하는 단계; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함한다. 유리를 제조하는 방법은 여기에 더욱 개시되며, 상기 방법은 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 슬러리는 약 3 내지 약 12 범위의 pH 및 약 +5 mV 내지 약 +60 mV 또는 약 -5 mV 내지 약 -60 mV 범위의 제타 전위를 갖는다. 여전히, 유리를 제조하기 위한 시스템은 여기에 더욱 개시되며, 상기 시스템은 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 제조하기 위한 예비-혼합 용기; 상기 슬러리에 초음파 에너지를 적용하기 위한 초음파 용기; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는 혼합 용기; 및 상기 배치 조성물을 용융시키기 위한 용융 용기를 포함한다.

부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.

전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구체 예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구체 예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.

하기 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께 판독하는 경우 최선으로 이해될 것이고, 여기서 동일한 구조는 동일한 참조번호로 나타낸다:
도 1은 pH의 함수에 따른 SnO₂ 입자의 제타 전위 (zeta potential)의 그래프이다;
도 2는 본 개시의 어떤 구체 예에 따른 유리 제조 시스템의 개략도를 도시한다;
도 3은 본 개시의 다양한 구체 예에 따른 예비-혼합 시스템의 개략도를 도시한다;
도 4는 본 개시의 어떤 구체 예에 따른 슬러리에 대한 입자 크기의 그래프이다; 및
도 5a-5d는 본 개시의 다양한 구체 예에 따른 대표적인 유리 용융물의 이미지이다.

방법

유리를 제조하기 위한 방법은 여기에 개시되며, 상기 방법은 적어도 15중량%의 SnO₂를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 약 3 내지 약 12 범위의 값으로 조정하는 단계; 상기 슬러리와 유리 배치 물질을 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함한다. 유리 용융물에서 응집체를 감소시키는 방법은 또한 여기에 개시되고, 상기 방법은 약 10 microns 이하의 평균 입자 크기를 갖는 적어도 하나의 청정제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 상기 슬러리의 pH를 약 3 내지 약 12 범위의 값으로 조정하는 단계; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함한다. 유리를 제조하는 방법은 여기에 더욱 개시되며, 상기 방법은 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계 및 상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함하며, 여기서 상기 슬러리는 약 3 내지 약 12 범위의 pH 및 약 +5 mV 내지 약 +60 mV 또는 약 -5 mV 내지 약 -60 mV 범위의 제타 전위를 갖는다.

여기에 개시된 방법은, SnO₂ (이산화주석)와 같은, 적어도 하나의 청정제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬러리는, 약 20 중량% 내지 약 45 중량%, 약 25 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 30 중량% 내지 약 35 중량%와 같은, 약 15 중량% 내지 약 50 중량%, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 적어도 하나의 청징제 (예를 들어, SnO₂)를 포함할 수 있다. 상기 슬러리는, 적어도 하나의 용매, 예를 들어, 물, 이소프로필알코올, 부탄올, 글리콜, 수성-알코올 혼합물, 및 이의 조합을 더욱 포함할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 청징제는, 교반, 예를 들어, 기계적 교반과 함께 용매에 첨가되어, 용매에서 청징제를 현탁시킬 수 있다. 상기 청징제는, 다양한 구체 예에서, 약 0.1 내지 약 10 microns의 범위, 예를 들어, 약 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9 microns, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 약 10 microns 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 몇몇 구체 예에 따르면, 상기 청징제는 약 2 microns 내지 약 10 microns 범위의 평균 입자 크기를 갖는 SnO₂일 수 있다. 부가적인 구체 예에서, 상기 슬러리는 이산화주석과 같은 적어도 하나의 청징제, 및 적어도 하나의 용매로 이루어지거나 또는 본질적으로 이루어질 수 있다.

상기 슬러리는 또한, SnO₂에 대한 대체물로서 또는 부가하여, 예를 들어, As₂O₃ 또는 Sb₂O₃와 같은, 적어도 하나의 청정제를 포함할 수 있다. 상기 청징제는, 몇몇 구체 예에서, 약 1 내지 약 10 microns와 같은, 예를 들어, 약 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9 microns, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 약 10 microns 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 상기 청징제는, 약 45 중량% 미만, 약 40 중량% 미만, 약 35 중량% 미만, 약 30 중량% 미만, 약 25 중량% 미만, 약 20 중량% 미만, 약 15 중량% 미만, 약 10 중량% 미만 또는 약 5 중량% 미만과 같은 약 50중량% 이하, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 양으로 슬러리에 존재할 수 있다. 다양한 구체 예에서, 청징제는 약 15 중량% 내지 약 35 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 또 다른 구체 예에 따르면, 상기 슬러리는, 예를 들어, 계면 활성제 및 분산제로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬러리는, 에틸렌 산화물 (EO) 및 프로필렌 산화물 (PO) 중합체 및 공중합체, 지방산, 실록산, 메타인산 나트륨, 스테아르산 나트륨, 칼곤 (calgon), 나프탈렌 설포네이트, 및 이와 유사한 것, 및 이의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다.

상기 슬러리는, 예를 들어, 기계적 교반을 사용하여, 청징제 (예를 들어, SnO₂)와 용매를 혼합시켜 형성될 수 있다. 어떤 구체 예에 따르면, 상기 청징제는, (예를 들어, 10 microns 이하의 평균 입자 크기를 갖는) 미세 산화물 분말과 같은, 분말의 형태일 수 있다. 혼합 시간은, 농도, 출발 물질, 등과 같은 다양한 파라미터에 의존하여 필요에 따라 변할 수 있다. 부가적인 구체 예에서, 상기 혼합 시간은, 약 1분 내지 약 12시간의 범위, 예를 들어, 약 5분 내지 약 8시간, 약 10분 내지 약 6시간, 약 20분 내지 약 4시간, 약 30분 내지 3시간, 또는 약 1시간 내지 약 2시간, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함할 수 있다.

상기 슬러리는 적어도 하나의 버퍼 (buffer)으로 처리되어 원하는 바와 같은 슬러리의 pH를 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬러리의 pH는 이의 등전점 (isoelectric point)으로부터 멀리 이동하도록 조정될 수 있고, 이에 의해 청정제 입자에 전하를 부여한다. 조정된 pH 값에서 입자 표면의 잔류 전하는, 입자들 사이의 반 데르 발스 인력을 극복하기 위해 정전기적 반발 (electrostatic repulsion)을 일으킬 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "응집체"는 이러한 반 데르 발스 힘에 의해 부착되거나 또는 달리 결합된 청징제 입자의 클러스터 (clusters)를 나타내는 것으로 사용된다. 상기 응집체는, 예를 들어, 약 10 microns 내지 약 200 microns, 약 20 microns 내지 약 150 microns, 약 30 microns 내지 약 100 microns, 약 40 microns 내지 약 90 microns, 약 50 microns 내지 약 80 microns, 또는 약 60 microns 내지 약 70 microns과 같은 약 5 microns 내지 약 250 microns의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 평균 직경을 가질 수 있다.

pH 조정은, 예를 들어, 버퍼로서 산 또는 염기를 첨가하여, 제타 전위가 점진적으로 양 또는 음이 각각 되게하여, 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 슬러리는, 예를 들어, 염산, 황산, 및 질산을 포함하는 무기산, 및 아세트산 및 프로피온산과 같은, 카르복실산과 같은, 산성 버퍼뿐만 아니라 수산화나트륨, 수성 암모니아 및 유기 아민 (예를 들어, 에탄올아민)을 포함하는, 염기성 버퍼로 처리될 수 있다. 상기 슬러리의 pH는, 예를 들어, 약 4 내지 약 11, 약 5 내지 약 10, 약 6 내지 약 9, 또는 약 7 내지 약 8과 같은 약 3 내지 약 12 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 값으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 상기 슬러리의 pH는 약 3 내지 약 6 또는 약 8 내지 약 12 범위의 값으로 변경될 수 있다.

pH의 함수에 따른 SnO₂ 입자의 제타 전위를 예시하는, 도 1을 참조하면, 제타 전위 (예를 들어, 각 입자의 외부 층의 전하)는 좀 더 양 (산의 첨가) 또는 좀 더 음 (염기의 첨가)으로 만들어질 수 있는 것으로 확인되고 및 관찰할 수 있다. SnO₂를 포함하는 현탁액, 슬러리, 및/또는 용액의 안정성은, 따라서, 제타 전위를 변경시켜 SnO₂ 입자의 응집을 최소화 및/또는 억제함으로써 향상될 수 있다. 강한 양의 또는 음의 제타 전위는, 개별 입자들 사이에 반발력을 생성시키고, 이에 의해 안정성을 증가시킬 수 있다 (예를 들어, 표면 전위의 절대값을 증가시킬 수 있다). 입자의 전하를 이들의 등전점 (예를 들어, 입자가 중성 전하를 갖는 곳)으로부터 더 멀리 이동시켜, 입자가 응집체 또는 응결하는 성향을 감소시키는 것이 가능할 수 있다는 것을 확인하였다. 어떤 구체 예에서, 상기 슬러리는, 산 버퍼를 사용하여, 약 +10 mV 내지 약 +55 mV, 약 +15 mV 내지 약 +50 mV, 약 +20 mV 내지 약 +45 mV, 약 +25 mV 내지 약 +40 mV, 또는 약 +30 mV 내지 약 +35 mV와 같은, 약 +5 mv 내지 약 +60 mV의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 양의 제타 전위로 조정될 수 있다. 또 다른 구체 예에 따르면, 상기 슬러리는, 염기 버퍼를 사용하여, 약 -10 mV 내지 약 -55 mV, 약 -15 mV 내지 약 -50 mV, 약 -20 mV 내지 약 -45 mV, 약 -25 mV 내지 약 -40 mV, 또는 약 -30 mV 내지 약 -35 mV와 같은, 약 -5 mv 내지 약 -60 mV의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 하위범위를 포함하는, 음의 제타 전위로 조정될 수 있다.

초음파 에너지는 기술분야에 공지된 임의의 수단을 사용하여 슬러리에 적용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 진동 발생기는 초음파 주파수, 예를 들어, kHz 범위의 음파 에너지를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 초음파 에너지는, 예를 들어, 약 5kHz 내지 약 500kHz, 약 10kHz 내지 약 250kHz, 또는 약 50kHz 내지 약 100kHz와 같은, 약 1kHz 내지 약 1000kHz 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 주파수를 가질 수 있다. 초음파 변환기는, 예를 들어, 약 15kHz 내지 약 100kHz, 약 20kHz 내지 약 75kHz, 또는 약 25kHz 내지 약 50kHz와 같은, 약 10kHz 내지 약 120kHz 범위의 주파수를 제공할 수 있다.

어떤 구체 예에서, 초음파 에너지 입력은, 약 35 W·s/g 내지 약 70 W·s/g, 약 40 W·s/g 내지 약 65 W·s/g, 약 45 W·s/g 내지 약 60 W·s/g, 또는 약 50 W·s/g 내지 약 55 W·s/g와 같은, 약 25 W·s/g 내지 약 100 W·s/g의 범위, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함할 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 적어도 하나의 버퍼는, 슬러리가 초음파 에너지에 노출되기 전 및/또는 후에 첨가될 수 있다. 초음파 에너지는, 예를 들어, 약 1분 내지 약 30분, 약 2분 내지 약 20분, 약 3분 내지 약 10분, 또는 약 4분 내지 약 5분과 같은, 약 30초 내지 약 1시간, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 시간 범위 동안, 응집체의 양을 분해하거나 또는 감소시키기에 충분한 기간 동안 슬러리에 적용될 수 있다. 특정 적용을 위한 원하는 결과를 달성하기 위해 초음파 주파수 및/또는 시간을 선택하는 것은 기술분야의 당업자의 능력 내에 있다.

이렇게 제조된 슬러리는 기술분야에 공지된 임의의 수단을 사용하여 유리 배치 물질과 화합되어 배치 조성물을 형성할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 슬러리는, 예를 들어, 슬러리의 침강 및/또는 예비-혼합 용기의 막힘을 방지하기 위해, 유리 배치 물질에 첨가하기 직전까지 지속적으로 교반하거나 또는 휘저을 수 있다. 상기 슬러리는, 예를 들어, 예비-혼합 용기로부터 유리 배치 물질을 포함하는 혼합 용기로 펌핑되거나 또는 수송될 수 있다. 유리 배치 물질에 슬러리의 단순한 첨가는, 슬러리를 예비-혼합 용기로부터 혼합 용기 내로 펌핑하여 수행될 수 있다. 다양한 구체 예에서, 상기 슬러리는, 유리 배치 물질상으로 분무되거나 또는 분산될 수 있다. 하나의 비-제한적인 구체 예에 따르면, 상기 슬러리는 유리 배치 물질상으로 분무 건조될 수 있다.

배치 조성물은, 다양한 구체 예에서, 약 0.15 중량% 내지 약 0.9 중량%, 약 0.2 중량% 내지 약 0.8 중량%, 약 0.25 중량% 내지 약 0.7 중량%, 약 0.3 중량% 내지 약 0.6 중량%, 또는 약 0.4 중량% 내지 약 0.5 중량%와 같은, 약 0.05 중량% 내지 약 1 중량%, 및 이들 사이의 모든 범위 또는 서브범위를 포함하는, 청징제 (예를 들어, SnO₂)를 포함할 수 있다. 상기 배치 조성물은 또한, 어떤 구체 예에서, 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 예를 들어, 약 0.3 중량% 내지 약 4 중량%, 약 0.5 중량% 내지 약 3 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 2 중량%, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 물과 같은, 적어도 하나의 용매를 포함할 수 있다.

슬러리의 첨가는, 유리 배치 물질의 동시 혼합과 함께 또는 혼합 없이 발생할 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 슬러리는 혼합되는 동안 및 혼합을 중단하지 않고 유리 배치 물질에 첨가될 수 있다. 부가적인 구체 예에서, 슬러리를 유리 배치 물질에 첨가한 후에, 상기 배치 조성물은, 예를 들어, 배치 물질, 농도, 탱크 크기, 등에 의존하여, 가변적인 시간동안 혼합될 수 있다. 혼합은, 예를 들어, 배치 조성물에서 청징제의 균일한 분포가 달성될 때까지, 그러나, 청정제 (예를 들어, SnO₂) 입자의 재-응집의 위험을 증가시킬 수 있는, 슬러리로부터의 수분의 현저한 증발이 일어나기 전에 수행될 수 있다. 몇몇 구체 예에 따르면, 혼합 시간은, 예를 들어, 약 2분 내지 약 45분, 약 3분 내지 약 30분, 약 4분 내지 약 15분, 또는 약 5분 내지 약 10분과 같은, 약 1분 내지 약 1시간, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는, 범위일 수 있다.

용어 "유리 배치 물질" 및 이의 변형은, 용융시, 유리를 형성하기 위해 반응 및/또는 화합하는 유리 전구체 입자의 혼합물을 의미하는 것으로 여기에서 사용된다. 유리 배치 물질은 유리 전구체 입자를 화합하기 위한 임의의 공지된 방법에 의해 제조 및/또는 혼합될 수 있다. 예를 들어, 어떤 비-제한적인 구체 예에서, 유리 배치 물질은, 예를 들어, 임의의 용매 또는 액체 없이, 유리 전구체 입자의 건조 혼합물 또는 실질적으로 건조한 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 구체 예에서, 유리 배치 물질은 또한 슬러리 형태, 예를 들어, 액체 또는 용매의 존재하에 유리 전구체 입자의 혼합물일 수 있다.

다양한 구체 예에 따르면, 유리 배치 물질은, 실리카, 알루미나, 및 다양한 부가적인 산화물, 예를 들어, 바륨, 붕소, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 스트론튬, 또는 티타늄 산화물과 같은, 유리 전구체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유리 배치 물질은, 하나 이상의 부가적인 산화물과 실리카 및/또는 알루미나의 혼합물일 수 있다. 다양한 구체 예에서, 유리 배치 물질은, 총괄하여 30 내지 95 중량%의 알루미나 및/또는 실리카, 및 총괄하여 약 5 내지 약 70 중량%의 바륨, 붕소, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 스트론튬, 주석, 및/또는 티타늄 중 적어도 하나의 산화물을 포함할 수 있다. 실리카 및/또는 알루미나는, 유리 배치 물질의 적어도 약 30 wt%, 예를 들어, 적어도 약 35 wt%, 적어도 약 40 wt%, 적어도 약 45 wt%, 적어도 약 50 wt%, 적어도 약 55 wt%, 적어도 약 60 wt%, 적어도 약 65 wt%, 적어도 약 70 wt%, 적어도 약 75 wt%, 적어도 약 80 wt%, 적어도 약 85 wt%, 적어도 약 90 wt%, 또는 적어도 약 95 wt%의 조합된 양으로 존재할 수 있다. 어떤 구체 예에 따르면, 유리 배치 물질은 약 10 내지 약 50 중량%의 실리카를 포함할 수 있다. 다른 구체 예에서, 유리 배치 물질은 약 10 내지 약 50 중량%의 알루미나를 포함할 수 있다. 상기에서 나타낸 양의 실리카 및 알루미나의 혼합물은 또한 사용될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

유리 배치 물질은 유리 배치 물질을 혼합 및/또는 처리하기 위한 기술분야의 공지된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 배치 물질은, 혼합, 분쇄, 그라인딩, 및/또는 달리 처리되어 원하는 크기 및/또는 형상을 갖는 원하는 혼합물을 생성할 수 있다. 예를 들어, 유리 배치 물질은, 약 1,000 microns 미만의 평균 입자 크기, 예를 들어, 약 900, 800, 700, 600, 500, 400, 300, 200 또는 100 microns 미만 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 다양한 구체 예에서, 유리 배치 물질은, 약 50 microns 내지 약 900 microns, 약 100 microns 내지 약 800 microns, 약 150 microns 내지 700 microns, 약 200 microns 내지 약 600 microns, 또는 약 250 microns 내지 500 microns과 같은, 약 5 내지 약 1,000 microns, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 다른 구체 예에서, 유리 배치 물질의 평균 입자 크기는, 약 50 microns 미만, 약 25 microns 미만, 또는 약 10 microns 미만과 같이, 약 100 microns 미만일 수 있다.

혼합 후에, 배치 조성물은 임의의 공지된 방법에 따라 및 기술분야에 공지된 임의의 장비를 사용하여 용융될 수 있다. 예를 들어, 배치 조성물은 용융 용기에 첨가될 수 있고, 및 약 1200℃ 내지 약 1650℃, 약 1250℃ 내지 약 1600℃, 약 1300℃ 내지 약 1550℃, 약 1350℃ 내지 약 1500℃, 또는 약 1400℃ 내지 약 1450℃와 같은, 약 1100℃ 내지 약 1700℃, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위의 온도로 가열될 수 있다. 배치 조성물은, 어떤 구체 예에서, 작동 온도 및 배치 크기와 같은, 다양한 변수에 의존하여, 수 분 내지 수 시간 범위의 용융 용기에서 체류 시간을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 체류 시간은, 약 30분 내지 약 8시간, 약 1시간 내지 약 6시간, 약 2시간 내지 약 5시간, 또는 약 3시간 내지 약 4시간, 및 이들 사이의 모든 범위 및 서브범위를 포함하는 범위일 수 있다.

용융된 유리는, 뒤이어 기포를 제거하기 위한 청징, 및 유리 용융물을 균질화하기 위한 교반을 포함하는, 다양한 부가적인 처리 단계를 거칠 수 있다. 용융 유리는 그 다음, 예를 들어, 퓨전-인발, 슬롯-인발, 또는 플로우트 공정에 의해 처리되어 유리 리본 또는 임의의 다른 유리 형상을 생성할 수 있다. 다양한 구체 예에 따르면, 여기에 기재된 방법 및 시스템은, 유리 구조물을 나중에 형성하는데 사용될 수 있는 유리 배치 물질을 용융 및 청징하는 수단을 제공한다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "유리 구조물" 및 이의 변형은, 용융 유리를 처리하여 제조된 유리 제품, 예를 들어, 용융 및/또는 청징 공정 후에 생성된 임의의 제품을 의미하는 것으로 의도된다. 유리 구조물은, 형상, 치수, 조성물, 또는 미세 구조가 제한되지 않으며, 임의의 전통적인 또는 전통적이지 아닌 제품일 수 있다. 유리 구조물은, 예를 들어, 실온으로 냉각된 제품일 수도 있거나, 또는 용융 또는 반-용융 상태로 존재하는 제품일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 유리 구조물은, 퓨전-인발, 슬롯-인발, 또는 플로우트 공정에 의해 생성된 것과 같은, 유리 시트일 수 있다. 다양한 조성적 및 물리적 특성을 갖는 매우 다양한 다른 유리 형태는 본 발명의 범주에 속하는 것으로 고려되고 의도된다.

여기에 개시된 방법은 종래 기술의 유리 제조 방법보다 다양한 장점을 가질 수 있다. 예를 들어, 최종 유리 제품에서 고체 결함을 결과할 수 있는, 배치 조성물 내에 응집체의 감소 또는 제거는, 시스템에 대하여 1-2% OEE 개선과 같은, 상당한 비용 절감을 생성할 수 있다. 게다가, 청징제의 유효성은, 만약 더 많은 청징제가, 고체 결함으로 응집되는 것과는 대조적으로, 청징을 위해 유리 용융물 전체적으로 분산된다면, 증가될 수 있다. 개선된 청징 유효성은, 고체 함유물의 수를 증가시키지 않고 및/또는 제품 품질 및/또는 OEE에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 가스 함유물의 점진적 감소를 결과할 수 있다.

주석산 나트륨 또는 칼륨의 액체 첨가와 비교하여, 건조 또는 분말화된 청징제에 대한 재료비는 상대적으로 낮아, 잠재적인 비용 절감을 결과한다. 게다가, 슬러리 첨가는 배치 조성물에 더 높은 고형 부하 및 낮은 액체 첨가를 가능하게 하고, 이는 제조 시스템상에 마모 및/또는 잠재적인 유리 제품 결함을 감소시킬 수 있다. 마지막으로, 주석산 나트륨 또는 칼륨의 사용은, 나트륨 또는 칼륨을 필연적으로 포함하는 유리 제품을 결과하는데, 이는 어떤 유리, 예를 들어, 나트륨-없는 또는 칼륨-없는 유리의 제조에 적합하지 않을 수 있다.

시스템

이하, 본 개시의 구체 예는, 유리 리본 (104)을 제조하기 위한 대표적인 유리 제조 시스템 (100)을 나타내는, 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 유리 제조 시스템 (100)은, 용융 용기 (110), 용융 내지 청징 튜브 (115), 청징 용기 (예를 들어, 파이너 튜브 (finer tube)) (120), 청징 내지 교반 챔버 연결 튜브 (125) (이로부터 연장한 수준 프로브 스탠드 파이프 (probe stand pipe: 127)를 가짐), 교반 챔버 (예를 들어, 혼합 용기) (130), 교반 챔버 내지 보울 (bowl) 연결 튜브 (135), 보울 (예를 들어, 전달 용기) (140), 강수관 (downcomer: 145), 및 주입구 (155), 형성 몸체 (예를 들어, 아이소파이프) (160), 및 풀 롤 어셈블리 (165)를 포함할 수 있는, 퓨전 인발 장치 (FDM) (150)를 포함할 수 있다.

유리 배치 물질을 포함하는 배치 조성물은, 화살표 (112)로 나타낸 바와 같이, 용융 용기 (110) 내로 도입될 수 있다. 청징 용기 (120)는 용융 내지 청징 튜브 (115)에 의해 용융 용기 (110)에 연결된다. 청징 용기 (120)는 용융 용기 (110)로부터 용융 유리를 수신하고, 및 융융 유리로부터 기포를 제거할 수 있는, 고온 처리 영역을 가질 수 있다. 청징 용기 (120)는 청징 내지 교반 챔버 연결 튜브 (125)에 의해 교반 챔버 (130)에 연결된다. 교반 챔버 (130)는 교반 챔버 내지 보울 연결 튜브 (135)에 의해 보울 (140)에 연결된다. 보울 (140)은 용융 유리를 강수관 (145)을 통해 FDM (150) 내로 전달할 수 있다.

FDM (150)은 주입구 (155), 형성 몸체 (160), 및 풀 롤 어셈블리 (165)를 포함할 수 있다. 주입구 (155)는 강수관 (145)로부터 용융 유리를 수신할 수 있으며, 용융 유리는 형성 몸체 장치 (160)로 흐를 수 있으며, 여기서 유리 리본 (104)으로 형성된다. 풀 롤 어셈블리 (165)는 부가적인 선택적 장치에 의해 추가적인 처리를 위해 인발 유리 리본 (104)을 전달할 수 있다. 예를 들어, 유리 리본은, 유리 리본을 스코어링하기 위한 기계적 스코어링 장치를 포함할 수 있는, 이동용 앤빌 기계 (traveling anvil machine: TAM)에 의해 더욱 처리될 수 있다. 스코어링된 유리는 그 다음, 기술분야에서 공지된 다양한 방법 및 장치를 사용하여, 유리 시트의 조각으로 분리되고, 기계 가공되며, 연마되고, 화학적으로 강화되며 및/또는 별도로 표면 처리, 예를 들어, 에칭될 수 있다. 물론, 도 2에 예시된 유리 제조 시스템은, 단지 대표적인 것이며, 및 오로지 논의의 목적을 위해 여기에 제공된다. 다른 시스템, 예를 들어, 슬롯-인발 또는 플로우트 공정을 사용하는 시스템과 같은, 예를 들어, 퓨전 인발 기계를 포함하지 않는 시스템은, 사용될 수 있고, 및 본 개시의 범주 내에 속하는 것으로 고려된다.

여기에 개시된 시스템은, 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 제조하기 위한 예비-혼합 용기; 상기 슬러리에 초음파 에너지를 적용하기 위한 초음파 용기; 상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는 혼합 용기; 및 상기 배치 조성물을 용융시키기 위한 용융 용기를 포함한다. 도 3은 배치 조성물을 형성하기 위한 유리 배치 물질에 첨가하기 위해 여기에 개시된 바와 같은 슬러리를 제공하는데 사용될 수 있는 대표적인 예비-혼합 시스템 (200)의 개략도를 도시한다. 시스템 (200)은 청징제 (미도시) 및 적어도 하나의 용매 (214)가 화합되어 슬러리를 형성할 수 있는 예비-혼합 용기 (210)를 포함할 수 있다. 어떤 구체 예에서, 적어도 하나의 버퍼 (216)는 예비-혼합 용기 (210)에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 예비-혼합 용기는, 적어도 하나의 버퍼를 예비-혼합 용기 (210)에 첨가하기 위한 pH 센서 (미도시) 및 pH 조절 구성요소 (미도시)를 포함할 수 있다. 기계적 교반은, 예를 들어, 혼합장치 (218)를 사용하여 제공될 수 있다. 슬러리는, 튜브 또는 파이프, 예를 들어, 공정 파이프 (미도시)를 통해 예비-혼합 용기로부터 수송될 수 있다. 파이프의 물질 축적 또는 막힘을 방지하거나 또는 감소시키기 위한 대책은, 예를 들어, 유속 조절, 재순환 루프, 및/또는 시스템 플러싱 사이클 (system flushing cycle)을 사용할 수 있다.

초음파 에너지는 초음파분쇄기 (220)를 사용하여 슬러리에 적용될 수 있다. 어떤 구체 예에서, 초음파분쇄기 (220)는 공급 펌프 (222)와 연결된 연속 흐름 셀 (continuous flow cell)을 포함할 수 있다. 그러나, 초음파분쇄기 (220)는 또한 배치 또는 세미-배치 공정 (semi-batch processing)을 위해 구성될 수 있다. 부가적인 구체 예에 따르면, 선택적인 질량 유량계 (224)는, 미리 결정된 양의 SnO₂를 혼합 용기에 전달하는데 사용될 수 있다. 질량 유량계 (224)는, 시스템이 슬러리 농도의 변화에 보상할 수 있도록, 공정 조절 시스템 (미도시)에 실-시간 피드백을 제공할 수 있다. 선택적 재순환 밸브 (226)는, 재순환 루프 (228)에서 슬러리의 일부를 예비-혼합 용기로 재순환시키는데 사용될 수 있다. 슬러리 (230)의 나머지 부분은, 유리 배치 물질 (234)과 화합될 혼합 용기 (232)로 전달되어 배치 조성물을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 배치 조성물 (212)은 그 다음, 도 2에 도시된 바와 같이 용융 용기로 이동될 수 있다.

다양한 개시된 구체 예는 그 특정 구체 예와 연관하여 기재된 특정한 피쳐, 요소 또는 단계를 포함할 수 있는 것으로 인정될 것이다. 하나의 특정한 구체 예와 연관하여 기재되었지만, 특정한 피쳐, 요소 또는 단계는, 다양한 비-예시된 조합 또는 치환에서 대체 구체 예와 교환되거나 또는 조합될 수 있는 것으로 더욱 인정될 것이다.

여기서 사용되는 바와 같이, 용어의 "단수 형태"는 "적어도 하나"를 의미하며, 및 별도로 명시되지 않는 한, "오직 하나"로 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, 그 문맥에 달리 명시하지 않는 한, "첨가제"에 대한 언급은 둘 이상의 이러한 "첨가제"를 갖는 실시 예를 포함한다.

범위는 "약" 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값으로 여기에서 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현된 경우, 실시 예들은 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"의 사용에 의해, 값이 대략으로 표현된 경우, 특정 값이 또 다른 관점을 형성하는 것으로 이해될 것이다. 범위의 각 말단 점은 다른 말단 점과 관련하여, 그리고 상기 다른 말단 점에 독립적으로 모두 의미 있는 것으로 더욱 이해될 것이다.

다양한 범위는 "약" 하나 이상의 특정 값을 "초과" 또는 "약" 하나 이상의 특정 값을 "미만" 및 "이들 사이의 모든 범위 및 서브범위"로 여기에서 표시된다. 이러한 범위가 표시된 경우, 실시 예는 임의의 하나의 특정 값으로부터 임의의 다른 특정 값, 및 각 개시된 값 사이에 모든 가능한 범위를 포함한다.

여기에서 표시된 모든 수치 값은, 별도로 언급되지 않는 한, 명시되었거나 또는 명시되지 않은 경우, "약"을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 그러나, 인용된 각 수치 값은, 그것이 "약" 그 값으로 표시되었는지와 관계없이, 정확하게 또한 고려되는 것으로 더욱 이해된다. 따라서, "1000℃를 초과하는 온도", 및 "약 1000℃를 초과하는 온도" 모두는, "약 1000℃를 초과하는 온도"뿐만 아니라 "1000℃를 초과하는 온도"의 구체 예를 포함한다.

특별한 언급이 없는 한, 여기에서 서술된 어떤 방법은 이의 단계들이 특정한 순서로 수행되는 것을 요구하는 것으로 해석되는 것으로 의도되지 않는다. 따라서, 방법 청구항이 이의 단계를 수반하는 순서를 사실상 열거하지 않거나, 또는 상기 단계가 특정한 순서로 제한되는 것으로 청구항 또는 상세한 설명에서 구체적으로 언급되지 않는 경우, 어떤 특정 순서로 추정되는 것으로 의도되지 않는다.

특정 구체 예의 다양한 특색, 요소 또는 단계들이 전환 문구 "포함하는" 사용하여 개시된 경우, 전환 문구 "이루어지는" 또는 "필수적으로 이루어지는"을 사용하여 기재될 수 있는 것들을 포함하는 대체 가능한 구체 예가 함축된 것으로 이해될 것이다. 따라서, 예를 들어, A+B+C를 포함하는 전구체 유리에 대하여 암시적인 선택적인 구체 예는 A+B+C로 이루어진 전구체 유리인 경우의 구체 예 및 A+B+C로 필수적으로 이루어진 전구체 유리인 경우의 구체 예를 포함한다.

다양한 변형 및 변화가 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 개시에 대해 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 물질을 혼입하는 개시된 구체 예의 변형, 조합, 서브-조합 및 변화가 기술분야에서 당업자에게 발생할 수 있기 때문에, 본 발명은 첨부된 청구항 및 이들의 균등물의 범주 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

하기 실시 예는 비-제한적이고 및 단지 대표적인 것으로 의도되며, 본 발명의 범주는 청구 범위에 의해 한정된다.

실시 예

슬러리는 25 중량% 농도의 SnO₂로 탈이온 (DI)수와 이산화주석 (Oximet, Endeka, OTO Extra-E, Sassuolo, Modena, Italy)을 혼합하여 준비된다. 슬러리 A는 질산을 사용하여 pH (pH = 3)가 조정된다. 슬러리 B는 pH가 조정되지 않는다 (pH = 6). 주석산 나트륨 (11.9 중량% SnO₂)을 포함하는 조성물 C (비교 예)는 기준으로 사용된다. 각 슬러리/조성물은 건조 유리 배치 물질상에 분무되어 0.15 중량%의 SnO₂를 포함하는 배치 조성물을 얻는다. 고체 결함에 대한 정적 용융 평가 (static melt assessment)는 수행된다. 배치 조성물을 혼합 없이, 이산화주석 응집체는 모든 조성물에 대해 형성되고 및 경화된다. 배치 조성물의 혼합 및 뒤이은 용융은, 조성물 C와 비교한 경우, 슬러리 A 및 B에 대해 유사한 결과를 제공한다. 슬러리 A와 B (pH 조정이 있거나 또는 없는) 사이의 주목할만한 차이는 관찰되지 않았다.

슬러리 A 및 B는, 초음파 처리 (20kHz, 5시간)에 적용된 다음, Microtrac S3500 레이저 회절 입자 크기 분석기를 사용하여 입자 크기 분포에 대해 분석된다. 도 4는 초음파 처리가 있는 경우 및 없는 경우 (각각, t=0, 5)의 슬러리 A 및 B (각각 pH = 3, 6)에 대한 입자 크기 분포 (d₁₀, d₅₀, d₉₀)의 그래프이다. 샘플은 개선된 정확도를 위해 혼합 용기의 다른 위치 (하부, 상부, 중간)로부터 인출된다. 박스 플롯에서 알 수 있듯이, pH 조정이 없는 경우, 입자 크기의 측정 시간과 샘플링 위치 사이에 의존성이 존재한다. 그러나, pH 변경 샘플의 경우, 이러한 요소와 입자 크기 사이의 의존성이 나타나지 않으며, 따라서, 우수한 전체 균질성 및 현탁 안정성을 시사한다.

도 5a-d는, 0.15 중량% SnO₂의 타겟 농도에 충분한 건조된 이산화주석 분말 (도 5a), 슬러리 A (도 5b) 및 슬러리 B (도 5c), 및 조성물 C (도 5d)로, 제조된 유리 용융물의 이미지이다. 이미지로부터 알 수 있듯이, 건조된 이산화주석 첨가로 제조된 유리 용융물은 7개의 TOAs (200-1500nm)를 나타낸다. 대조적으로, 슬러리 A 및 B를 사용하여 제조된 유리 용융물은, 비교 조성물 C를 사용하여 제조된 유리 용융물과 같이, TOAs를 나타내지 않는다. 모든 조성물은 약간의 정도의 실리카 및 씨드 (seeds)를 나타낸다.

Claims

적어도 15 중량%의 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계;
상기 슬러리의 pH를 3 내지 12 범위의 값으로 조정하는 단계;
상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및
상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함하는, 유리의 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 슬러리를 형성하는 단계는, 약 2 내지 약 10 microns 범위의 평균 입자 크기를 갖는 적어도 하나의 청징제를 적어도 하나의 용매와 화합하는 단계를 포함하는, 유리의 제조 방법.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 적어도 하나의 청정제는 SnO₂, As₂O₃, Sb₂O₃, 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 유리의 제조 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 용매는 물인, 유리의 제조 방법.
청구항 1-4중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리에 기계적 에너지, 초음파 에너지, 또는 이들의 조합을 적용하는 단계를 더욱 포함하는, 유리의 제조 방법.
청구항 5에 있어서,
상기 초음파 에너지는 약 5kHz 내지 약 50kHz 범위의 주파수를 갖는, 유리의 제조 방법.
청구항 1-6중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리의 pH는, 염산, 황산, 질산, 아세트산, 프로피온산, 암모니아수, 수산화나트륨, 유기 아민, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 버퍼를 첨가하여 조정되는, 유리의 제조 방법.
청구항 1-6중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리의 제타 전위는 약 +5 mV 내지 약 +60 mV 또는 약 -5 mV 내지 약 -60 mV의 범위인, 유리의 제조 방법.
청구항 1-8중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리는 약 15 중량% 내지 약 35 중량%의 SnO₂를 포함하는, 유리의 제조 방법.
유리 용융물에서 응집체를 감소시키는 방법으로서, 상기 방법은:
약 2 microns 내지 약 10 microns 범위의 평균 입자 크기를 갖는 적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계;
상기 슬러리의 pH를 3 내지 12 범위의 값으로 조정하는 단계;
상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및
상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함하는, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
청구항 10에 있어서,
상기 슬러리는 적어도 15 중량%의 적어도 하나의 청징제를 포함하는, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
청구항 10-11중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 청징제는 SnO₂, As₂O₃, Sb₂O₃, 또는 이들의 조합을 포함하는, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
청구항 10-12중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리의 pH는, 염산, 황산, 질산, 아세트산, 프로피온산, 암모니아수, 수산화나트륨, 유기 아민, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 버퍼를 첨가하여 조정되는, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
청구항 10-13중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리의 제타 전위는, 약 +5 mV 내지 약 +60 mV 또는 약 -5 mV 내지 약 -60 mV의 범위인, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
청구항 10-14중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 청징제와 적어도 하나의 용매를 화합하여 슬러리를 형성하는 단계를 더욱 포함하는, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
청구항 10-15중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리에 기계 에너지, 초음파 에너지, 또는 이들의 조합을 적용하는 단계를 더욱 포함하는, 유리 용융물에서 응집체의 감소 방법.
적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 제조하기 위한 예비-혼합 용기;
상기 슬러리에 초음파 에너지를 적용하기 위한 초음파 용기;
상기 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는 혼합 용기; 및
상기 배치 조성물을 용융시키기 위한 용융 용기를 포함하는, 유리를 제조하기 위한 시스템.
청구항 17에 있어서,
상기 슬러리에 적어도 하나의 버퍼를 첨가하기 위한 pH 조절 구성요소, 및 슬러리의 pH를 측정하기 위한 적어도 하나의 pH 센서를 더욱 포함하는, 유리를 제조하기 위한 시스템.
청구항 17-18중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 배치 물질과 슬러리를 화합하기 전에, 상기 슬러리 내에 적어도 하나의 청정제의 양을 측정하기 위한 질량 유량계, 및 선택적으로 상기 슬러리의 유속을 조절하기 위한 적어도 하나의 제어 시스템을 더욱 포함하는, 유리를 제조하기 위한 시스템.
청구항 17-19중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬러리는 SnO₂, As₂O₃, Sb₂O₃, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 15 중량%의 적어도 하나의 청징제를 포함하고, 및 약 2 microns 내지 약 10 microns 범위의 평균 입자 크기를 갖는, 유리를 제조하기 위한 시스템.
청구항 17-20중 어느 한 항에 있어서,
상기 초음파 에너지는 약 5kHz 내지 약 50kHz 범위의 주파수를 갖는, 유리를 제조하기 위한 시스템.
적어도 하나의 청징제를 포함하는 슬러리를 유리 배치 물질과 화합하여 배치 조성물을 형성하는, 화합 단계; 및
상기 배치 조성물을 용융시키는 단계를 포함하고;
여기서, 상기 슬러리는 3 내지 12 범위의 pH를 가지며; 및
여기서, 상기 슬러리의 제타 전위는 +5 mV 내지 +60 mV 또는 -5 mV 내지 -60 mV 범위인, 유리의 제조 방법.
청구항 22에 있어서,
상기 슬러리는 적어도 15 중량%의 적어도 하나의 청징제를 포함하는, 유리의 제조 방법.
청구항 22-23중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 청정제는 약 2 microns 내지 약 10 microns 범위의 입자 크기를 갖는, 유리의 제조 방법.
청구항 22-24중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 청정제와 적어도 하나의 용매를 화합시키는 단계 및 기계 에너지, 초음파 에너지, 또는 이들의 조합을 슬러리에 적용하는 단계에 의해 슬러리를 형성하는 단계를 더욱 포함하는, 유리의 제조 방법.
청구항 22-25중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 청정제는 SnO₂, As₂O₃, Sb₂O₃, 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 유리의 제조 방법.