KR930006317B1

KR930006317B1 - 매우 투명한 테두리 착색 유리

Info

Publication number: KR930006317B1
Application number: KR1019910010907A
Authority: KR
Inventors: 버나드 헤이토프 로버트
Original assignee: 피피지 인더스트리즈, 인코포레이티드; 헬렌 앤 파블릭크
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-07-14
Anticipated expiration: 2011-06-28
Also published as: BR9102430A; MX169923B; EP0463607A1; CA2040007C; JPH0729810B2; US5030594A; JPH04228450A; KR920000637A; CA2040007A1; ES2051055T3; EP0463607B1; DE69101088D1; DE69101088T2

Abstract

내용 없음.

Description

매우 투명한 테두리 착색 유리

본 발명은, 예를들면 테이블 상단 또는 선반과 같은 가구 용도에 유용한 유리 조성물 및 제품에 관한 것이다. 이러한 세트에서, 유리는 가구, 카페트, 또는 유리를 통해 보이는 기타 물품의 외관을 변형시키지 않도록 가능한한 색이 없는 것이 보편적으로 바람직하다. 그러나, 연장된 시야 경로때문에, 뚜렷한 색상은 보통 투명하다고 여겨지는 유리의 테두리에 나타난다. 통상의 투명한 유리에서, 테두리 색상은 유리내의 산화철의 존재로 인해 녹색이다. 산화철은 대부분의 판유리에 일부러 가하지만, 산화철을 가하지 않는 경우에도 녹색을 생성하기에 충분한 양이 유리를 용융시키는 원료로부터 불순물로서 보통 존재한다. 녹색의 테두리 색상은 방의 실내장식이나, 유리가 일부분을 차지하는 가구의 다른 부분과 조화를 이루지 않을 수도 있다.

또한, 전형적인 크기의 선반 또는 테이블 상단을 갖는 통상적인 투명한 유리의 시이트에서, 테두리의 녹색은 매우 어둡기 때문에 부품의 매력을 거의 증가시키지 못한다. 유리내에 착색제를 포함시키면 엷은 빛깔의 청색, 회색, 청동색, 또는 기타 색상의 유리를 생성할 수 있으나, 수반되는 투과율의 감소로 인해 테두리를 어둡게 하고, 심지어 몇몇 경우에는 테두리를 필수적으로 검게하는 효과를 갖는다. 색상은 있지만, 밝은 테두리 외관을 갖는 유용한 유리를 제조하는 것이 요망되고 있다.

철이 거의 없는 원료를 선택하고, 잔류하는 미량의 철을 "탈색"시키기 위해 유리내에 산화 세륨을 도입하므로써 거의 무색의 유리를 제조하는 것은 공지되어 있다. 산화 세품은 유리내의 강력한 산화제이며, 탈색된 유리내에서 철을 제2철 상태로 산화시키는 작용을 하고, 산화 세륨은 보다 덜 강력한 착색제이며, 유리의 투과 스팩트럼을 황색으로 바꾸어, 유리내의 철의 일반적인 녹색-청색 효과를 없앤다. 이러한 탈색된 유리의 테두리는 통상적인 녹색을 가지고 있지 않지만, 약간 황색의 외관을 가질 수 있으며, 산화 세륨 공급물질내에 오염물질이 존재하므로써 때로는 테두리가 흐릿한 외관을 가질 수 있다. 몇가지 용도에 더욱 적합치 못한 것은, 산화 세륨의 존재로 인해 햇빛, 또는 상당한 자외선 성분을 갖는 특정한 인공 광선 조건하에 유리의 테두리 부위에 형광이 초래된다는 사실이다. 형광은 테두리에서 선명한 보라색으로서 나타난다. 이는 색상 일치 목적에 다소 부적합한 것으로 여겨진다.

산화철의 녹색보다 우세한 다른 색상을 생성시키기 위해서는 기타 착색제를 유리에 가할 수 있다. 예를들면, 산화코발트는 유리내에 청색을 생성시키는 것으로 공지되어 있다. 그러나, 이러한 착색제들은 일반적으로 유리의 투명성을 상당히 감소시키므로 보통 가구 용도등에 바람직하지 못한다.

녹색이 아닌 색상의 만족할만한 테두리 외관을 갖는 매우 투명한 유용한 유리를 제조하는 것이 요망되고 있다.

미합중국 특허 제4,792,536호(Pecoraro외 다수)에서는 상당량의 산화철이 제1철 상태로 환원됨으로 인해 청색상을 갖는 유리 조성물에 대하여 기술하고 있다. 그러나, 그것은 표준두께에서 매우 투명한 유리가 아니라, 가시광에 대해 약 75%미만, 보편적으로 약 70%의 투명율을 갖고 있다. 또한, 그 유리는 무색이 아니라 투과시 측정 가능한 청색을 지니고 있다.

본 발명은 만족할만한 외관을 나타내며 종래의 가구 용도등을 위해 얻을 수 없었던 대체 효과를 제공하는 순수하고 밝은 담청색 테두리 색상을 갖는 매우 투명한 유리에 관한 것이다. 이러한 효과는 한개의 필수적인 착색제로서 매우 소량의 산화철을 사용하므로써 성취된다. 산화 세륨, 또는 산화 코발트등과 같은 제2착색제를 사용하는 것을 피하므로써 보다 순수한 색상을 수득하고, 매우 높은 가시광 투과율를 유지한다. 0.223인지(5.66mm)두께의 시이트에 대한 직각 방향의 가시광선 투과율[발광체 C(C.I.E 국제표준)에 의한 시감투과율로 나타냄]은 적어도 87%, 바람직하게는 90%이상, 전형적으로는 90.5%이상이다. 이 투과율은 투명한 표준 판유리의 경우 약 87내지 88%의 전형적인 시감투과율, 및 소오다-석회-실리카 유리의 경우 91.7%의 이론 최대치의 시감투과율과 비교된다. 테두리 색상을 제외하곤, 본 발명의 유리는 색이 거의 없는 것으로 간주할 수 있다. 산화철이 착색제이지만, 유리내의 산화철 농도는 매우 낮으며, 중량을 기준으로 0.02%미만(Fe₂O₃로 표현됨), 바람직하게는 0.015%미만으로 존재한다.

유리내에 비교적 환원적인 환원-산화(산화 환원) 조건을 제공하면 보통 호박색 유리등과 같은 어두운 색상의 유리가 제조된다. 그러나, 본 발명은 매우 투명한 유리내에 목적하는 담청색상을 얻기 위해 비교적 환원적인 조건을 이용하고 있다. 전체량의 철(Fe₂O₃로서 표현됨)에 대한 제1철 상태의 철(FeO로서 표혐됨)의 비율로서 측정되는 산화 환원 비율은 본 발명에서는 0.4이상이다. 비교 목적으로 투명한 보통 유리에서 이러한 비율은 보편적으로 약 0.25이다. 철을 환원된 상태로 더욱 변화시키면 색상이 녹색으로 청색쪽으로 변화된다. 철이 거의 존재하지 않기 때문에 매우 적은 시감투과율의 손실로도 색상이 나타난다. 유리는 시이트를 통해 볼때 색상이 무채색인 것으로 나타나지만 그 테두리는 매력적인 담청색을 나타낸다.

용융도중에 본 발명에 필요한 환원 조건을 제공하는 것은 오우버헤드(overhead) 연소되는 탱크 형태의 통상적인 용융로로는 곤란하므로, 미합중국 특허 제4,792,536호에 기술된 유리용융 및 정제 조작의 형태가 바람직하지만, 필수적인 것은 아니다. 이러한 바람직한 형태 및 기타 형태의 용융 장치는 산화 환원조건의 조절시 더 많은 융통성이 제공되는 개별적인 단계를 특징으로 한다. 상기 특허에 기재된 바람직한 양태의 전체 용융공정은 3단계, 즉 액화단계, 용해단계, 및 진공 정제단계로 이루어져 있다. 액화단계에서 용융을 시작하기 위해서는 여러가지 장치를 이용할 수 있지만, 공정중의 상기 단계를 분리시키고 경제적으로 수행하기 위한 가장 효과적인 장치는 바람직한 액화단계 양태에 대한 상세한 내용을 위해 본 명세서에 참고로 인용한 미합중국 특허 제4,381,934호에 기재된 장치이다. 액화 용기의 기본 구조는, 스틸로 제조될 수 있으며 일반적으로 실린더형의 측벽부, 일반적으로 열린 상부, 및 배출부를 제외하곤 밀폐되어 있는 기부를 갖는 드럼이다. 드럼은 실질적으로 수직축 주위에 회전하도록 설치되어 있다. 거의 밀폐된 구멍은 뚜껑 구조의 수단에 의해 드럼내에 형성되어 있다.

배치 물질을 액화시키기 위한 열은 뚜껑을 통해 연장되어 있는 하나 이상의 버너에 의해 제공할 수도 있다. 다수의 버너는 이들의 불꽃이 드럼내의 물질의 넓은 영역으로 향하도록 뚜껑 주위에 배열하는 것이 바람직하다. 용기내의 혹한 환경으로부터 버너를 보호하기 위해서는 버너를 물로 냉각시키는 것이 바람직하다.

바람직하게는 분말 상태의 배치 물질을 슈우트(chute)의 수단에 의해 액화 용기의 구멍에 공급할 수도 있다. 배치 물질의 층은 드럼의 회전에 의한 도움을 받아 드럼의 내벽상에 유지되며, 절연 라이닝으로서 작용한다. 라이닝(lining) 표면상의 배치물질이 구멍내에서 열에 노출될때, 액화된 물질은 경사진 라이닝을 따라 용기의 바닥에 열려있는 중앙 배출구로 흘러내린다. 액화된 물질의 스트림(stream)은 입구를 통해 액화 용기에서 자유롭게 떨어져서, 제2단계로 들어간다.

본 발명의 목적을 위한 환원 조건을 제공하기 위해서는 액화단계에서 버너 각각에 공급된 산소의 양보다 과잉양의 연료로 버너(들)을 조작할 수도 있다. 예를들면, 유리중의 목적하는 환원 수준을 수행하기 위해서는 산소 1.9부피부 대 천연 가스 1부피부가 만족스러운 것으로 밝혀졌다. 또한, 석탄등과 같은 환원제를 액화단계에 공급된 배치 혼합물에 포함시키므로써 액화단계내에서 환원 조건을 향상시킬 수도 있지만, 이러한 방법은 보편적으로 본 발명에 반드시 필요한 것은 아니다.

기재한 구체적인 양태의 제2단계는, 이 작용들중의 하나가 액화된 스트림내에 잔류하여 액화 용기에서 배출되는 배치물질중의 비용융된 입자의 용해를 완료시키는 것이기 때문에 용해용기라고 지칭하기도 한다. 비용융된 모래 입자 및 실질적인 기상을 함유한 액화된 물질은 이곳에서 전형적으로 단지 부분 용융된다. 탄산염 배치 물질을 사용하는 전형적인 소오다-석회-실리카 용융 공정에서, 기상은 주로 산화탄소로 이루어져 있다. 질소 또한 포집된 공기내에 존재할 수도 있다.

용해 용기는 다운스트림(downstream) 정제 단계로부터 분리된 위치에서 잔류 시간을 제공하므로써 제1단계에서 생성된 액화 물질내에 비용융된 입자의 용해를 완료시키는 작용을 한다. 소오다-석회-실리카 유리 배치는 전형적으로 약 2200°F(1200℃)의 온도에서 액화되며, 잔류하는 비용융된 입자에 보통 충분한 체류시간을 제공할 때 상기 입자가 용해되기 시작하는 온도인 약 2200°F(1200℃) 내지 약 2400°F(1320℃)의 온도에서 용해 용기로 유입된다. 용해 용기는 적당한 체류시간을 확보하도록 이 용기의 대향 단부에서 유입구 및 유출구를 갖는, 수평으로 연장된 내화성 베이슨(basin)의 형태일 수도 있다.

용해단계를 수행하기 위해 상당한 열 에너지를 가할 필요는 없지만, 가열은 공정을 촉진시킬 수 있으므로 용해 용기의 크기를 감소시킨다. 그러나, 더욱 중요하게는, 후속적인 정제단계를 준비하기 위해 용기의 온도가 상승하도록 물질을 용해단계에서 가열하는 것이 바람직하다. 정제를 위해 온도를 최대로하는 것은 유리 점도를 감소시키고 포함된 가스의 증기압을 증가시키는 목적에 유리하다. 전형적으로 약 2800°F(1520℃)의 온도는 소오다-석회-실리카 유리를 정제하는데 바람직하다고 여겨지지만, 정제를 돕기 위해 진공을 이용하는 경우 제품의 질을 희생시키지 않고 보다 낮은 피이크 정제 온도를 사용할 수도 있다. 온도의 감소량은 진공의 정도에 의존한다. 따라서, 바람직한 양태에 따라 정제를 진공하에 수행하는 경우, 유리 온도는 정제에 앞서 예를들면 2700°F(1480℃) 및 선택적으로 2600°F(1430℃)이하로 상승시킬 필요가 있다. 본 명세서에 기재된 것보다 낮은 범위의 압력을 사용하는 경우, 정제 용기내의 온도는 몇몇의 경우에 2500°F(1370℃)이하일 필요가 있다. 이러한 순서로 피이크 온도를 감소시키면 내화성 용기의 수명을 상당히 보다 길게 할 뿐 아니라 에너지가 절약된다. 용해용기로 유입되는 액화 물질은 정제용 용융 물질을 제조하기 위해 단지 적당하게 가열할 필요가 있다. 연소 열 공급원을 용해단계에서 사용할 수도 있지만, 이 단계는 다수의 전극을 공급할 수 있는 전기 가열에 적합이 밝혀졌다. 열은, 유리를 전기적으로 용융시키는데 통상적으로 사용되는 기술에서 전극사이를 통과하는 전류에 대한 융융물의 저항에 의해 발생한다. 전극은 본 분야의 숙련된자에게 공지된 형태의 탄소 또는 몰리브덴일 수도 있다.

정제단계는, 일반적으로 수-냉각된 기밀 케이싱(casing)으로 둘러싸인 내부 세라믹 내화성 라이닝을 갖는 형태의 실린형일수도 있는 수직 용기로 이루어져 있다. 바람직한 진공 정제단계의 구조 및 공정은 미합중국 특허 제4,738,938호(Kunkle외 다수)에 기제되어 있다. 유입관에 장착된 밸브는 용융된 물질이 진공 정제용기에 유입되는 속도를 조절하는데 사용할 수도 있다. 용융된 물질이 튜브를 통과하여 정제 용기내의 감압과 만날 때, 용융물내에 포함된 가스는 부피가 팽창하여 포움(foam)을 형성한다. 포움이 터짐에 따라 그것은 정제 용기내에 유지된 액체 주요부내로 혼입된다. 용융 물질을 포움의 얇은 막으로 분산시키면 감암에 노출된 표면적을 크게 증가시킨다. 따라서, 포움화 효과를 최대로하는 것이 바람직하다. 또한 포움은, 액체위의 헤드스페이스(headspace)내의 용기의 상부에서 만나게 되는, 시스템의 가장 낮은 압력에 노출되는 것이 바람직하며, 따라서 이러한 노출은 새로도입된 포움 물질을 헤드 스페이스를 통해 포움층의 상부위로 떨어뜨림으로써 개선된다. 정제된 용융 물질은 백금과 같은 내화성금속의 배출관을 거쳐 정제 용기의 바닥으로부터 배출시킬 수도 있다. 정제 공정의 진공의 잇점은 점차로 수득되며, 압력이 낮을수록 잇점은 커진다. 대기압 이하로 압력을 약간 감소시키면 적당한 개선점을 수득할 수 있지만, 경제적으로 진공 챔버를 사용하기 위해서는 거의 감압을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 0.5이하의 압력은 소오다-석회-실리카의 판유리에 부여된 야간의 정제 개선을 위해 바람직하다. 보다 많은 기체의 제거는 1/3기압 또는 그 이하의 압력에서 성취된다. 더욱 구체적으로, 100토르이하, 예를들면 20 내지 50 토르의 정제 압력은 1,000내지 10,000㎤당 약 1개의 씨이드(seed)의 상업용 부동(float) 유리품질을 생성하기에 바람직하다. 직경이 0.01㎜미만인 씨이드는 미세한 것으로 간주되어 씨이드 갯수에 포함되지 않는다.

전형적으로, 판유리 배치에는 용융 및 정재 보조제로서 실리카 공급물질(모래) 1000중량부당 약 5내지 15중량부 양의 황산나트륨이 포함되며, 황산나트륨 약 10중량부가 적합한 정제를 확실하게 하는데 바람직하다고 여겨진다. 그러나, 바람직한 양태에 따라 조작하는 겨우, 황산나트륨을 2중량부로 한정시키는 것이 바람직하다고 밝혀졌으며, 또한 정제에 해로운 영향을 주지 않는 것으로 밝혀졌다. 황산나트륨을 모래 1000부당 1부 이하로 사용하는 것이 가장 바람직하며, 0.5부가 특히 유리한 실레이다. 이러한 중량 비율은 황산나트륨에 대해 주어진 경우이지만, 분자량의 비율에 의해 다른 황 공급원으로 전환시킬 수 있다는 것은 명백하다. 정제 보조제를 완전히 제거하는 것이 본 발명에 적합하지만, 전형적으로 기타 배치 물질 및 착색제내에 미량의 황이 존재하여, 배치 물질에 고의로 황을 포함시키지 않을지라도 소량의 황이 존재할 수도 있다. 더우기, 진공 처리가 휘발성 기체 성분, 특히 황등과 같은 정제 보조제의 농도를 종래의 공정으로 달성된 평형 수준보다 낮은 수준으로 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 종래의 연속 용융 공정에 의해 대량 생산되는 소오다-석회-실리카 유리제품, 특히 판유리 제품은 상당한 양의 잔류 정제 보조제를 특징으로 한다.

이러한 제품에서, 잔류 황 함유(SO₃로서 표현됨)은 전형적으로 0.2중량%정도이며, 0.1%미만으로 거의 없다. 황 정제보조제를 고의로 배치에 가하지 않을때에도, 종래의 연속 용융기로 만든 소오다-석회-실리카 유리내에서는 보편적으로 최소한 0.02%의 SO₃가 검출된다. 이와는 다르게, 본 발명에 따른 소오다-석회-실리카 유리는, 비교적 소량의 황 정제 보조제를 상기 기술된 바와 같이 배치에 포함시킬 때에도 본문에 기술된 바람직한 양태에 의해 잔류 SO₃를 0.02%미만 함유하여 연속적으로 생성될 수 있으며 황을 고의로 포함시키지 않을때에는 SO₃를 0.01%미만 함유하여 연속적으로 생성될 수 있다. 황을 고의로 첨가하지 않을 때 가장 낮은 압력에서 0.005%미만의 SO₃함량을 달성할 수 있다. 저 수준의 SO₃가 본 발명에 필수적인 것은 아니지만, 유리에 호박색을 제공하는 상당량의 황화 제2철 착체의 형성을 방지하기 위해서는 저농도의 SO₃가 가장 낮은 산화 환원 조건하에 유리하다. 미량의 호박색은 본 발명의 몇가지 실레에 있어서 허용할 수 있지만, 일반적으로 그것은 목적하는 담청색의 순도를 떨어뜨려 시감투과율을 감소시키기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 유리를 제조하기 위한 바람직한 장치에서, 교반 장치는 가장 높은 광학적 유리를 제조하기 위해 유리를 정제한 후 유리를 균질화시키는데 사용할 수도 있다. 특정한 양태는 정제 용기 아래에 있는 교반 챔버(이것은 정제 용기로부터 유리의 스트림을 수용한다)를 포함한다. 이 유리는 교반중에 2200°F(1200℃)이상이 바람직하다. 본 발명의 목적을 위해 교반 장치는 어떤 특정한 구조의 교반기로 제한되지 않으며, 선행기술에서 용융된 유리를 교반하기 위해 제안되어 온 임의의 여러가지 기계적 장치를 사용할 수 있다. 몇가지 장치가 유리를 균질화시키데 다른 장치보다 효과적일 수도 있지만, 효율의 변화를 상쇄하기 위해 교반기의 갯수 및 이들의 회전 속도를 선택할 수 있다.

적합한 교반기 구조의 특정한 실례는 미합중국 특허 제4,493,557호(Nayak외 다수)에 기재되어 있다. 보다 양질의 판유리를 제조하기 위해 바람직한 선택적 특징은, 교반 챔버를 부동 성형 챔버와 일체로 만들어 교반 챔버내의 유리가 용융 금속의 층위에 머물도록 하는 것이다. 용융 금속은 성형 챔버내의 지지체를 구성하는 용융금속과 연속성일 수도 있으며, 보통 필수적으로 주석으로 구성되어 있다. 교반 챔버내에서 용융된 금속과의 접촉은 본 발명의 산화환원 조건을 달성하는데 유리한 유리에 대한 환원 효과를 갖는 경향이 있는 것으로 밝혀졌다. 용융 금속과 접촉하면서 유리를 교반시키는 환원 효과는 상기 기술된 바와 같이 공정의 엎 스트림(upstream)단계에서 연소 공급원에 특정 산화 환원 조건을 제공해야 하는 필요성을 없애는데 충분할 수 있다.

본 발명의 기본 유리, 즉 착색제가 없는 유리의 주성분은 하기 조성을 특징으로 하는 상업용 소오다-석회-실리카 유리이다 :

중량 %

SiO₂66-75

Na₂O12-20

CaO7-12

MgO0-5

Al₂O₃0-4

K₂O0-3

상기 기재된 착색제 및 SO₃이외에도, 기타 용융 및 정제보조제가 존재할 수도 있다. 비소, 안티몬, 불소, 염소 및 리튬화합물도 종종 사용하고, 소량이 이러한 형태의 유리내에서 검출될 수도 있다.

본 발명의 유리는 대부분 테이블 상부, 선반 또는 기타가구 부품에 적합한 편평한 시이트에 의해 보편적으로 사용할 수 있으나, 이에 제한되어 있지는 않다. 보편적으로 시이트 형태는 부동 공정(float process)에 의해 제조된다. 부동 공정에 의해 형성(즉, 용융된 주석상에 부동화됨)된 유리의 시이트는 적어도 하나의 측면상에서 유리의 표면부내로 이동된 측정가능한 양의 산화주석을 특징으로 하고 있다. 전형적으로, 부동 유리의 단편은 주석과 접촉하고 있는 표면 바로밑의 수 마이크론에서 적어도 0.05 중량 %의 SnO₂농도를 갖는다.

유리내에 존재하는 철의 총량은 본 명세서에서 표준분석법에 따라 Fe₂O₃로 표현하지만, 이것은 모든 철이 실제로 Fe₂O₃의 형태로 존재하는 것을 의미하지 않는다. 유사하게, 제1철 상태의 철의 양은 FeO로 나타내지만, 유리내에서 실제로 FeO로 존재하지 않을 수도 있다. 제1철 상태내의 전체철의 비율은 유리의 산화 환원 상태의 척도로서 사용되며, 제1철 상태의 철(FeO로서 표현됨)의 중량%를 전체철(Fe₂O₃로서 표현됨)의 중량%로 나눈 FeO/Fe₂O₃의 비율로서 표현된다. 본 발명의 유리에 대한 산화 환원 비율은 0.4이상으로 유지된다. 이러한 것은 상기 기술된 바와 같이, 공정 조건을 조절하므로써 성취된다. 본 발명유리의 특징적인 담청색 테두리를 생성시키는 것은 바로 제1철 상태의 철이다. 본 발명의 제품에 있어서, 산화 환원 비율에 대한 최대치는 이론적으로 존재하지 않지만, 실제 수행에 있어서 약 0.65이상의 산화 환원 비율은, 황이 유리에 존재하는 경우 황화 제2철의 형성으로 인해 부당하게 많은 양의 호박색을 형성할 수 있다.

본 발명의 목적을 위해, 유리내의 철의 전체 농도는 0.02 중량%미만, 바람직하게는 0.015중량%미만으로 유지시킨다. 유일하게 존재하는 철은 몇몇 배치 물질내의 불순물로서 도입된 것이다. 배치 물질은 철의 오염이 최소화되도록 선택하지만, 상당한 비용의 지출없이 유리내의 전체 철의 함량을 약 0.005중량%미만으로 감소시키는 것은 어렵다. 더우기, 일부 미량의 철은 본 발명에서 바람직한 호박색 테두리를 제공하는데 바람직하다. 본 발명의 대부분의 바람직한 살례는 0.008내지 0.012중량%의 전체 Fe₂O₃를 함유한다. 특히, 선택된 배치 물질은 예를들면 Fe₂O₃로서 분석된 철을 약 0.005중량%가질 수도 있는, 철을 적게 함유한 모래를 포함한다. 통상의 유리 배치 물질인 석회암 및 백운석은 이들의 전형적인 철 오염 때문에 피한다. 대신에, 단지 약 0.01중량%의 Fe₂O₃를 갖는 탄소 칼슘의 광물 형태인 아라고 나이트와 같은 보다 순수한 칼슘의 공급원을 사용하는 것이 바람직하다. 바람직한 알루미나 공급원은 약 0.008중량%의 Fe₂O₃를 갖는 알루미늄 수화물이다. 본 발명의 유리를 제조하는데 사용할 수 있는 배치 혼합물의 실례는 다음과 같다 :

배치 성분 중량부

모래 1000

소오다회 346.0

아라고나이트 263.0

알루미늄 수화물 35.1

본 명세서에 기재된 공정에 따라 용융시, 상기 기술된 배치 배합물은 하기 유리 조성물을 생성한다 :

중량%

SiO₂73.07

Na₂O 14.63

CaO 10.11

MgO 0.08

Al₂O₃1.80

K₂O 0.01

Fe₂O₃0.010

SrO 0.21

SO₃0.015

ZrO₂0.028

FeO/Fe₂O₃=0.60

본 발명에 따른 유리의 상기 실례는 만족할만한 밝고 연한 호박색 테두리 색을 갖고 있으며, 0.233in(5.66㎜)의 표준 두께에서 투과시 다음과 같은 성질을 나타낸다 :

LTc 90.8%

주파장 490.50㎚

자극순도 0.27%

TSUV 88.4%

TSIR 86.4%

TSET 88.5%

본문에서 방사선 투과 데이타는 하기의 파장 범위를 기초로 한 것이다 :

자외선(TSUV) 300-390㎚

가시광선(LTc) 400-770㎚

적외선(TSIR) 800-2100㎚

시과 투과율(LTc)은 C.I.E. 표준 발광체 C를 사용하여 측정한다. 전체 태양 에너지 투과율(TSET)은 시감투과율, TSIR(전체 태양 적외선 투과율) 및 TSUV(전체 태양 자외선 투과율)의 결합치의 가중 누적 측정치이다.

본 발명의 유리의 목적하는 담청색은 개개인의 기호에 따라서 다소 변화할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바람직한 교시에 따라서 유리를 제조할 때, 487내지 495 nm범위의 주파장을 특징으로 하는 투과율의 색상을 갖는 것으로 밝혀졌다. 가장 만족할만한 실례는 주파장이 489 내지 493㎚ 범위에 있는 것으로 간주된다. 유리시이트의 표면에 대하여 직각으로 볼때 거의 무채색을 제공하려는 목표는 본 발명의 유리가 색상을 거의 갖지 않으므로써 달성된다. 또한, 광 흡수 착색제를 거의 없애면 유리의 테두리에서 매력적인 밝은 색상이 제공된다. 테두리 색상은 순수한 색상이다.

즉, 그것은 몇개의 착색제의 흡수특성의 결합에 의해 생성된 복합 색상이 아니다. 제1철 상태의 철의 단일 투과 피이크는 유리의 색상에 월등히 강하게 기여하며, 유리의 주파장은 상기 피이크에 있거나 또는 상기 피이크와 매우 근접하여 있다. 이러한 높은 투과율을 갖는 유리에 있어서, 유리의 색상에 대한 상당한 기여는 산화 크롬(백만부당 약2내지 3부의 양의 오염물로부터 존재할 수 있음), 제1철 상태의 철, 또는 유리내에 보편적으로 존재하는 미량의 황으로부터 환원조건하에 형성될 수도 있는 폴리설파이드등과 같은 미량의 물질존재에 의해 일어날 수 있다. 이러한 불순물 및 기타 불순물 미량이 본 발명의 유리에 존재할 수 있지만, 이러한 불순물들은 제1철 상태의 철의 우세한 작용으로 인해 유리의 색상에 상당한 영향을 미치지 않으므로, 색상은 순수한 외관을 갖는다. 순수한 색상은 보편적으로 비교적 높은 자극순도와 관계되지만, 본 발명 유리의 색상의 실질적인 부재로 인해 1.0%이하, 바람직하게는 0.4%이하의 자극순도차를 나타낸다. 본 발명의 바람직한 실례는 0.2 내지 0.3% 범위의 자극순도치를 갖고 있다.

당해 기술분야에 숙련된자들에게 공지된 바와 같이 기타 변화 및 변형은 하기 특허청구범위에 의해 한정된 본 발명의 범위를 이탈하지 않고 이루어질 수 있다.

Claims

SiO₂66내지 75 중량%, Na₂O 12내지 20중량%, CaO 7 내지 12중량%, MgO 0내지 5중량%, Al₂O₃0 내지 4 중량%, K₂O 0 내지 3중량%를 포함한 소오다-석회-실리카 기본 유리, 및 Fe₂O₃로서 표현된 0.02%(유리의 중량 기준)미만의 양의 산화철로 필수적으로 구성된 착색제를 포함하고 있으며, 유리중에 존재하는 FeO로서 표현된 제1철 상태의 철 대 Fe₂O₃로서 표현된 철의 전체량의 비율이 최소한 0.4이며, 0.223IN(5.66㎜)의 두께에서 최소한 87% 의 시감투과율(luminous transmittance)(발광체 c)을 나타내는, 순수한 테두리 색상을 갖는 투명한 유리.
제1항에 있어서, 착색제가 Fe₂O₃로서 표현된 산화철 0.015%(유리의 중량 기준)미만으로 필수적으로 구성되는 유리.
제1항에 있어서, 최소한 90%의 시감투과율을 나타내는 유리.
제1항에 있어서, 최소한 90.5%의 시감투과율을 나타내는 유리.
제1항에 있어서, 투과시 487 내지 495㎚의 주파장을 나타내는 유리.
제1항에 있어서, 투과시 489 내지 493㎚의 주파장을 나타내는 유리.
제1항에 있어서, 투과시 자극순도가 1.0%미만인 유리.
제1항에 있어서, 자극순도가 0.4% 미만인 유리.
제1항에 있어서, 0.05 중량% 미만의 SO₃를 포함하는 유리.
Fe₂O₃로서 표현된 0.02 중량%이하의 전체 산화철 함량을 최종 유리 제품에 제공하기 위해 선택된 배치 물질을 유리 제조 공정의 용융 단계에 공급하고 ; 철이외의 소량의 착색제를 유리 제조 공정에 제공하고 ; 유리내에 존재하는 FeO로서 표현된 제1철 상태의 철 대 Fe₂O₃로서 표현된 철의 전체량의 비율을 0.4 또는 그 이상으로 유지시키기 위해 유리 제조 공정의 산화 환원 조건을 조절하고 ; 유리를 투명한 유리 제품으로 성형시킴을 포함하는(이에 의해, 유리가 0.223 in(5.66㎜)의 두께에서 최소한 87%의 시감투과율(발광체 C)을 가짐), 순수한 테두리 색상을 갖는 투명한 유리의 제조방법.
제10항에 있어서, 용융 공정이 개별적인 액화 및 정제 단계를 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 배치 물질이 석회암 및 백운석을 필수적으로 함유하지 않는 방법.
제10항에 있어서, 성형 단계가 유리를 편형한 시이트로 성형하는 것을 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 성형 공정이 용융된 금속상에 유리를 부동(floating)시키는 것을 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 산화 환원 조건을 조절하는 단계가 유리를 용융된 금속상에 지지시키면서 교반하는 것을 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 산화 환원 조건을 조절하는 단계가 환원 조건하에 용융단계에서 연소 수단을 조작하는 것을 포함하는 방법.