KR960011054B1

KR960011054B1 - 자외선 투과유리의 제조방법

Info

Publication number: KR960011054B1
Application number: KR1019930027509A
Authority: KR
Inventors: 장병갑; 박용선
Original assignee: 최대병
Priority date: 1993-12-13
Filing date: 1993-12-13
Publication date: 1996-08-16
Also published as: KR950017790A

Abstract

내용 없음.

Description

자외선 투과유리의 제조방법

제1도는 본 발명의 자외선 투과유리 제조 방법에 따라 제조된 자외선 투과유리의 자외선 투과율을 자외선 파장에 따라 나타낸 그래프.

본 발명은 자외선 투과유리 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 유리원료 중에 포함되어 있는 산화제2철(Fe₂O₃)을 환원제로서 알루미늄 및 아연을 이용하여 산화제1철(FeO)로 환원시키므로써 자외선 투과율이 양호한 자외선 투과 유리를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자외선은 살균력을 가지며, 생화학적 반응을 일으키는 성질을 갖고 있다. 자외선의 이러한 성질을 이용하여 음식 용기의 살균기 또는 살균이 필요한 생화학적 실험장치 등에 자외선 발생램프를 사용하여, 램프의 유리로서는 자외선 투과유리가 사용되고 있다.

그러나, 일반적으로 유리원료는 미량의 철 성분을 포함하고 있고, 이러한 철 성분은 자외선을 흡수하는 성질이 있으며, 특히 산화제2철은 자외선을 흡수하는 성질이 큰 것으로 알려져 있다.

그런데, 종래에는 자외선을 투과하는 유리를 제고하기 위해 유리원료를 산에 용융시켜 철이온과 가용성의 착이온을 분리 형성한 다음, 철이온을 제거한 다공질의 유리를 얻은 다음에 이를 통상의 소성가공에 의하여 자외선 투과 유리를 제조하였다. 그러나 이와 같은 방법은 철성분을 완전히 제거하는 것으로서, 자외선 투과율은 높으나 제조공정이 복잡하고 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기의 문제저을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 유리원료 중의 산화제2철을 환원제로서 알루미늄과 아연을 이용하여 산화제1철로 환원시킴으로써, 자외선 투과율을 향상시킬 수 있는 자외선 투과유리 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 자외선 투과유리 제조방법은, 산화제2철이 포함된 유리원료에 알루미늄과 아연 금속 분말을 혼합하는 단계와, 미리 예열된 도가니에 혼합된 유리원료를 넣고 도가니를 가열하여 용융시켜, 산화제2철 성분을 산화제1철로 환원시키는 단계 및, 용융된 유리원료 용액을 도가니로부터 인출하여 유리관의 형태로 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 자외선 투과유리의 원료의 조성물은 예를 들어, 미량의 산화제2철(약 0.02-0.03%)이 포함된 SiO₂66㎏(55.6%-56%), Al(OH₃) 2.5㎏(2.1%), Na₂CO₃12.3㎏ (10.3%), K₂CO₃13.2㎏(11.1%), BaCO₃18㎏(15.2%), Na₂B₄O₇2.6㎏(2.2%), Al과 Zn혼합물 0.03-0.05㎏(0.02%-0.04%), NaF와 CaF₂의 혼합물 2-3㎏(1.68%-2.53%), BaSO₄1.06㎏(0.9%)으로 구성된다. 여기서 SiO₂Na₂CO₃K₂CO₃BaCO₃은 유리의 주원료이며, Al(OH₃), Al과 Zn의 혼합물, NaF와 CaF₂의 혼합물, BaSO₄는 부원료이다. 부원료인 Al(OH₃)는 용융 후에 Al₂O₃를 형성하여 열팽창 계수를 감소시키고, 항장력과 내마모성을 향상시키며, 광택을 좋게 하고 빛의 투과율을 좋게 하여 내풍화성, 내산성, 내알칼리성을 향상시키는 역할을 한다. NaF와 CaF₂의 혼합물은 용융제 및 환원제로서 SiO₂와 반응하여, SiF₄가스를 생성하여 원료의 교반이나 용융 혼합물을 생성하는 역할을 하며 특히, Al₂O₃를 1.5%이상 함유한 유리에는 청정작용에 크게 도움이 된다. Al과 Zn혼합물을 산화제2철을 산화제1철로 환원시키는 환원제의 역할을 하며, Al과 Zn은 약 30-50W% : 50-70W%의 혼합비율로 하게 되면 산화제2철을 산화제1철로 효과적으로 환원시킬 수 있다. NaF와 CaF₂의 혼합물과 NaF와 CaF₂의 혼합물 및 BaSO₄는 용융제 및 환원제로서 유리에서 생성되는 작은기포를 제거하는 역할을 한다. 이와 같은 조성물로된 유리원료를 80메쉬(mesh)이하의 분말로 만든 후, 잘 배합하여 회전 혼합기에 넣어 충분하게 혼합한다. 다음 공정으로 알루미나 도가니를 900-1100℃까지 예열한 다음 잘 혼합된 유리재료 혼합분말을 용해용 알루미나 도가니에 넣고 뚜껑을 덮어서 약 1450℃까지 가열한다. 다음에 약 1430-1480℃에서 약 30-40분간 유지시켜 유리재료 혼합물을 완전 용해시킨다. 이 단계에서 유리원료 중에 포함된 0.02-0.03%의 산화제2철이 환원제인 알루미늄과 아연에 의하여 산화제1철로 환원되며 반응식은 다음과 같다.

2Al+3Fe₂O₃→ 6FeO+Al₂O₃……………………………………………(1)

Zn+Fe₂O₃→ 2FeO+ZnO …………………………………………………(2)

상기 반응식(1),(2)에 의하여 형성된 산화제1철은 자외선을 흡수하는 성질이 약하며, 특히 살균력있는 자외선을 투과하는 성질이 크다. 상기 공정에서 완전 용해된 유리원료용액을 도가니로부터 인출해서 두께가 얇아질 때까지 고온가열과 공기를 불어넣는 작업을 반복하는 성형공정을 통해 원하는 유리관의 형태로 제조한다. 제조된 자외선 투과유리의 성분비율을 보면, SiO₂는 66%-66.4%, Al₂O₃는 1.6%, Na₂O는 7.2%, K₂O는 9%, BaO는 14%, B₂O₃는 1.4%-1.8%이다. 이와 같은 공정에 의하여 약 0.7㎜의 두께로 제조된 무색 투명한 자외선 투과 유리관의 자외선 투과율의 측정·결과를 제1도를 참조하여 설명하면, 자외선 투과유리관은 2400-2800Å의 파장을 갖는 자외선을40-60%정도 투과시키며, 2800-3200Å의 파장을 갖는 자외선을 60-80%정도 투과시켜 살균력있는 자외선을 투과시키는 성질이 우수함을 알 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 자외선 투과유리 제조 방법을 이용함으로써 유리원료 중의 산화제2철을 환원제로서 알루미늄과 아연을 이용하여 산화제1철로 환원시킴으로써, 간단한 공정으로 살균력이 있는 자외선을 투과시키는 유리를 제조할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

Claims

산화제2철 성분을 포함하고 있는 유리원료분말을 이용하여 자외선 투과유리를 제조하는 방법에 있어서, 산화제2철이 포함된 유리원료에 알루미늄과 아연 금속 분말을 혼합하는 단계와, 미리 예열된 도가니에 혼합된 유리원료를 넣고 도가니를 가열하여 용융시켜, 산화제2철 성분을 산화제1철로 환원시키는 단계 및, 용융된 유리 원료 용액을 도가니로부터 인출하여 유리관의 형태로 성형하는 단계를 포함해서 이루어진 자외선 투과유리 제조방법.
제1항에 있어서, 알루미늄과 아연의 금속분말은 알루미늄 30-50W%와, 아연 50-70W%의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 자외선 투과유리 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 도가니에 예열 온도는 900-1100℃이며, 용융시의 도가니 가열공정은 1430-1480℃의 온도에서 30-40분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 자외선 투과유리 제조방법.