KR100810792B1

KR100810792B1 - 보로실리케이트 유리 및 그의 이용

Info

Publication number: KR100810792B1
Application number: KR1020030057965A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 카스; 외르크 힌리히 페흐너
Original assignee: 쇼오트 아게
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2008-03-06
Also published as: CN1270992C; KR20040018189A; JP4454266B2; DE10337362A1; US7144835B2; DE10337362B4; CN1495140A; US20040113237A1; JP2004083403A; DE10238930C1; US20070004580A1; DE20220582U1; US7315125B2

Abstract

본 발명은 보로실리케이트 유리 및 이것의 이용에 관한 것이다. 상기 유리는 다음과 같은 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는다:

SiO₂ 60 - 78, B₂O₃ 7 - 20, Li₂O 0 - 2, Na₂O 0 - 4, K₂O 3 - 12, MgO 0 - 2, CaO 0 - 2, 여기서 MgO + CaO 0 - 3, BaO 0 - 3, ZnO 0 - 2, ZrO₂ 0.8 - 12, TiO₂ 0 - 10, CeO₂ 0 - 1, F^- 0 - 0.6

Description

보로실리케이트 유리 및 그의 이용{BOROSILICATE GLASS AND ITS USES}

본 발명은 보로실리케이트 유리에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 유리의 이용에 관한 것이다.

보로실리케이트 유리 그룹은 매우 광범위하다. 이러한 그룹의 표본은 공통적으로 다음과 같은 기본적인 조성 범위를 갖는다.

SiO₂ 대략 70 - 80 중량%

B₂O₃ 7 - 20 중량%

Al₂O₃ 2 - 7 중량%

알칼리 금속 산화물 3 - 10 중량%

이러한 유리들은 탈유리화(devitrification)에 대한 내성과 내화학성을 향상시키기 위해 알루미늄 산화물을 포함한다.

하지만, 이러한 유형의 유리들은 습윤 수성 액체에 알루미늄 이온을 유리(release)시키며, 이는 특정 적용 분야에 대해 불리하다. 예를 들면, 알루미늄은 현재 해당하는 체질의 사람들의 건강을 해치는 것으로 생각되고 있다. 따라서, 이러한 경우에, 유리로 제조되는 종래의 1차 약제 포장재는 주사 가능 물질의 투여를 위해서 상대적으로 적당치 않다.

또한, 알루미늄 산화물은 유리의 용융점 및 가공점(working point)을 상당히 상승시켜서 제조 공정에 소요되는 에너지 소모량을 증가시킨다.

Al₂O₃에 의해 영향을 받는 물리적인 그리고 유리 기술적인 특성들은 일반적으로 알루미늄 산화물을 하나 이상의 다른 성분들과 단순히 치환함에 의해서는 재생될 수 없다. 오히려, 유리 조성물에 대한 완전한 새로운 개발 또는 광범위한 변화가 요구된다.

표준 보로실리케이트 유리들은 그들의 높은 화학적 안정성 및 온도 변화에 견디는 높은 능력에 의해 구별된다. 이들은 작은 열팽창 계수를 갖는다.

이러한 특성들 때문에, 표준 보로실리케이트 유리들은 특히 약제 산업에서 일례로 주사제를 포장하기 위한 앰풀(ampoule) 및 바이알(vial)로서 사용되고, 화학 산업 분야에서 제조 및 실험실 규모로 이용되는 장치 및 설비 또는 램프 유리로서 사용된다.

이러한 유형의 유리에 대한 광범위한 특허 문헌들이 존재한다.

예를 들면, 독일 특허 공보 제42 30 607 C1호는 텅스텐에 융합될 수 있는 매우 높은 내화학성을 갖는 보로실리케이트 유리를 개시하고 있다. 이러한 문헌에 따르면, 유리는 1210℃를 초과하는 가공점(working point) V_A를 갖는다.

독일 공개 특허 공보 제37 22 130 A1호에 개시된 보로실리케이트 유리도 또한 높은 가공점을 갖는다. 이러한 유리가 최초의 가수 분해성 유리에 속한다 하더라도, 이러한 유리의 내부에 K₂0가 존재하지 않기 때문에 비교적 결정화되기 쉽다.

독일 특허 공보 제195 36 708 C1호에 개시된 Li₂O 함유 유리도 또한 화학적으로 매우 안정하지만 불리하게도 높은 가공점을 갖는다.

독일 특허 공보 제44 30 710 C1호에 개시된 유리는 높은 SiO₂ 함량을 갖는다. 즉, SiO₂ 함량이 75 중량%를 초과하고, SiO₂ + B₂O₃ 함량이 83 중량%를 초과하며, 이때 SiO₂/B₂O₃의 중량비는 8보다 크다. 이는 유리들이 화학적으로 매우 안정하지만 역시 가공점이 너무 높다는 것을 의미한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 보로실리케이트 유리에 부과된 상술한 요건들을 만족시키고, 양호한 가공점을 가지며, Al₂O₃를 포함하지 않는 유리를 제공하는 데 있다.

삭제

이러한 목적은 특허청구범위 제1항에 기재된 유리에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 유리는 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 63 중량%, 그리고 최대 78 중량%, 바람직하게는 65 내지 77 중량%, 특히 67 내지 75 중량%, 특히 바람직하게는 68 내지 74 중량%의 SiO₂함량을 갖는다. 이러한 SiO₂함량은 유리의 특정 적용 분야에 따라 변화되며, 높은 내화학성, 특히 높은 내산성(acid resistance)과 작은 열팽창 계수를 갖는 소망하는 특성에 바람직한 영향을 준다.

이러한 유리는, 내화학성, 특히 가수 분해 안정성을 향상시킴과 동시에 열팽창률, 가공점 및 용융점을 저하시키기 위해서, 7 내지 20 중량%, 바람직하게는 9 내지 18 중량%, 특히 바람직하게는 9 내지 13 중량%의 B₂O₃를 포함한다. 이러한 붕산(boric acid)은 유리에 존재하는 알칼리 금속 이온을 유리 구조에 더욱 견고하게 결합시키며, 이는 일례로 가수 분해 안정성의 측정 중에, 용액과 접촉한 알칼리 금속 이온의 유리(release) 현상을 감소시킨다. 낮은 함량에서는 가수 분해 안정성이 현저하게 악화되고 용융점이 아주 충분히 저하되지 않는 반면에, 높은 함량에서는 내산성이 악화된다. 13%를 넘는 B₂O₃ 수준이 내화학성에 불리하게 작용한다고 하더라도, 전자 섬광 전구 및 백라이트용 램프 유리와 같은 특정 적용 분야에 대해서는, 높은 붕산 함량이 유리의 보다 높은 전기 저항을 추가로 형성시키는 이점을 갖는다.

이러한 유리는 불가피한 불순물을 포함할 수 있지만 Al₂O₃를 포함하지 않는다.

특정 한계치 내의 개별적인 알칼리 금속 산화물 함량은 본 발명에 따른 유리에 중요하며, 이에 따라 특히 해당 용도에 사용하고자 하는 특정 종래 기술 유리와 비교해서 가수 분해 안정성이 개선된다.

예를 들면, 유리는 0 내지 4 중량%의 Na₂O, 바람직하게는 0 내지 3 중량%의 Na₂O, 3 내지 12 중량%의 K₂O, 바람직하게는 5 내지 10 중량%의 K₂O, 그리고 0 내지 2 중량%의 Li₂O, 바람직하게는 0 내지 1 중량%의 Li₂O를 포함한다. 알칼리 금속 산화물들의 합은 바람직하게는 5.5 내지 13.5 중량%이다.

K₂O 이외에 Na₂0 또는 Li₂O가 유리 내에 제공되는 것이 특히 바람직하다. K₂O 이외에 Na₂0 및 Li₂O가 유리 내에 제공되는 것이 특히 매우 바람직하다.

알칼리 금속 산화물들은 유리의 가공점을 저하시키며, 높은 K₂O 함량은 본 발명에 따른 Al₂O₃를 포함하지 않는 유리에서 결정적으로 중요한 성질인 탈유리화(devitrification)에 대한 내성을 향상시킨다. 예를 들면, 관 접합과 같은 성형 공정의 일부로서 냉각하는 동안에, 유리 표면에 잔류하여 유리의 성형 및 이용에 불리하게 영향을 미치는 어떠한 탈유리화 결정(devitrification crystal)도 형성되지 않는다.

알칼리 금속 이온의 유리(release)는 알칼리 금속 산화물의 각각의 상한치를 넘어 불균형적으로 증가된다. 역으로, 알칼리 금속 이온들의 최소 유리(release)를 발생시키는 특정 레벨이 존재하며, 이는 다양하면서도 우수한 내화학성을 형성시킨다.

특히 바람직한 실시예에 따르면, 유리는 적어도 0.2 중량%의 Li₂O를 포함한다. 특히 매우 바람직한 실시예에 따르면, 유리는 적어도 0.3 중량%의 Na₂O, 특히 적어도 0.5 중량%의 Na₂O를 포함한다.

추가 성분으로서, 유리는 0 내지 2 중량%의 2가 산화물 MgO, 0 내지 2 중량%, 바람직하게는 0 내지 1 중량%의 CaO, 0 내지 2 중량%의 ZnO, 그리고 0 내지 3 중량%, 바람직하게는 0 내지 1 중량%의 BaO를 포함할 수 있다. 이러한 성분들은 "유리의 길이", 즉, 유리가 처리될 수 있는 온도 범위를 변화시킨다. 이러한 성분들이 망(network)을 개질시키는 범위의 변화는, 산화물들 간의 교환에 의해 점도 특성을 특정 제조 및 작업 공정의 요건에 맞추는 것이 가능하다는 것을 의미한다. CaO 및 MgO는 가공점을 저하시키고 유리 구조 내로 견고하게 결합된다. CaO 및 MgO의 합은 0 내지 3 중량%이어야 하며, 이는 보다 높은 수준에서는 열팽창 계수가 증가하기 때문이다. Ba0의 첨가에 의해, 유리의 가수 분해 안정성에 불리한 영향을 미치는 일없이 가공점을 저하시킬 수 있게 된다.

유리는 MgO, CaO, BaO를 포함하지 않고 0 내지 1 중량%의 ZnO를 포함하는 것이 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, ZnO도 또한 존재하지 않는다.

유리는 0.8 내지 12 중량%의 ZrO₂, 바람직하게는 최대 10.5 중량%의 ZrO₂, 특히 적어도 1.5 중량%의 ZrO₂, 특히 적어도 2 중량%의 ZrO₂, 특히 바람직하게는 3 내지 7 중량%의 ZrO₂를 포함한다. ZrO₂는 가수 분해 안정성을 향상시키며, 특히 유리의 내알칼리성을 향상시킨다. 보다 높은 수준에서는, 내화학성이 더 이상 현저하게 향상되는 일없이 가공점이 과도하게 증가된다.

유리는 10 중량%, 바람직하게는 6 중량%, 특히 5 중량%까지의 TiO₂를 포함할 수 있다. 1 중량%까지의 적은 양의 TiO₂는 유리의 반전(solarization) 현상을 방지하며, 일례로 이러한 유리로 제조된 램프가 작동되는 동안에 램프의 후속 흑화(darkening) 현상을 방지하며, 또한 내화학성도 향상시킨다. 1 중량%를 넘는 수준은 특히 일례로 내알칼리성과 같은 유리의 내화학성을 향상시킨다. 0 내지 1 중량%의 TiO₂함량이 특히 바람직하다. 특히 바람직한 실시예에 따르면, 유리는 TiO₂를 포함하지 않는다. 다른 실시예에 따르면, 유리는 적어도 0.5 중량%의 TiO₂를 포함한다. 이러한 경우의 TiO₂는 UV 차단 작용을 한다. 적어도 4.5 중량%의 TiO₂함량이 바람직하다.

유리는 1 중량%까지의 CeO₂를 포함할 수 있다. 낮은 농도에서 CeO₂는 정제제(refining agent)로서 작용하는 반면에, 보다 높은 농도에서는 CeO₂는 유리가 방사선에 의해 변색되는 것을 방지한다. 따라서, 이러한 유형의 CeO₂함유 유리를 사용하여 제조된 시일(seal)은, 이러한 시일이 방사선에 노출된 후에도, 컨덕터 와이어의 균열 또는 부식과 같은 어떠한 손상도 시각적으로 확인할 수 있게 한다. 이러한 유리의 높은 투명성은 유리가 1차 약제 포장재로서 사용되는 경우에 또한 바람직한데, 이는 존재할지도 모르는 어떤 입자들에 대해서 성분들을 확인할 수 있기 때문이다. 더욱 높은 CeO₂ 농도는 유리를 더욱 고가로 만들며, 유리의 바람직하지 못한 황갈색 착색을 일으킨다. 방사선에 의해 야기되는 변색을 피할 수 있는 기능이 중요하지 않은 적용 분야에 대해서는, 0 내지 0.4 중량%의 CeO₂함량이 바람직하다. 이러한 유리는 문제없이 0.5 중량%까지의 Fe₂O₃를 포함할 수 있다. 이러한 유리는 0 내지 0.1 중량%의 Fe₂O₃를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 유리는 0.6 중량%까지의 F^-를 포함할 수 있다. 이는 용융물의 점도를 감소시키는데, 이는 배치(batch)의 용융과 용융물의 정제를 가속시킨다. 또한, 유리의 F 함량이 증가함에 따라, 유리와 접촉하는 수용액의 pH가 완충된다. 이것이 의미하는 바는, 주사 가능 물질들이 유리병 내로 도입된 후에 유리의 내부 표면으로부터 알칼리 금속 이온의 유리(release)에 의해 야기되는 충진 성분들의 pH 증가는 F 이온에 의해 부분적으로 중화된다는 것이다.

유리는 필요한 경우에 상술한 CeO₂및 불화물(fluoride) 이외에, 일례로 Na₂SiF₆와 같은 추가적인 정제제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 유리는 예컨데 NaCl과 같은 염화물(chloride) 및/또는 예컨데 Na₂SO₄와 같은 설페이트(sulphate)와 같은 표준 정제제를 사용하여 정제될 수 있으며, 이러한 표준 정제제는 표준량으로 존재한다. 즉, 표준 정제제는 사용된 정제제의 양 및 유형에 의존하여 0.003으로부터 1 중량%까지의 양으로 완성된 유리에 존재한다. As₂O₃및 Sb₂O₃가 사용되지 않는 경우에, 유리는 불가피한 불순물들은 포함할 수 있지만 As₂O₃및 Sb₂O₃를 포함하지 않으며, 이는 유리를 1차 약제 포장재로서 사용하는 경우에 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 유리는 3.0×10^-6/K 내지 6×10^-6/K의 열팽창 계수 α_20/300을 갖고, 따라서 유리는 예를 들어 몰리브덴, 텅스텐 그리고 일례로 코바르(Kovar)와 같은 철-코발트-니켈 합금과 같이 유사한 열팽창 특성을 갖는 물질들에 성공적으로 융합될 수 있다. 이러한 유리는 온도 변화에 견딜 수 있는 높은 능력과 열부하를 견딜 수 있는 높은 능력을 갖는다. 이러한 유리는 높은 내화학성, 특히 높은 가수 분해 안정성 및 높은 내알칼리성을 갖는다. 이러한 유리는 탈유리화에 대한 매우 높은 내성을 가지며, 이는 유리가 또한 관 접합에 의한 열간 성형에 매우 적합하다는 것을 의미한다. 이러한 유리는 장치 유리(apparatus glass)로서 사용하기에도 매우 적합하다.

유리는 990℃ 내지 1290℃의 가공점을 갖는다. 이러한 유리는 비교적 낮은 용융점, 즉 대략 1480℃ 내지 대략 1590℃의 용융점을 갖는다.

이러한 바람직한 용융 범위 및 가공 범위는 제조 공정에서의 에너지 소모량을 감소시킨다.

유리는 불가피한 불순물들을 포함할 수 있지만 Al₂O₃를 포함하지 않는다. 이러한 범위의 특성에 의하면, 유리는 일례로 앰풀(ampoule)이나 바이알(vial)과 같은 1차 약제 포장재로서의 용도와 같은 매우 광범위한 범위의 용도에 매우 적합한데, 왜냐하면 용기 내에 저장된 물질들, 특히 수용액이 유리를 현저히 침습하지 않기 때문이며. 다시 말하면 유리가 어떠한 이온들도 유리시키지 않거나 약간의 이온들만을 유리시키고, 특히 어떠한 알루미늄 이온도 유리시키지 않기 때문이다.

유리는 예를 들어 몰리브덴, 텅스텐 및 코바르에 대한 실링(sealing)을 위한 유리-금속 시일용 실링 유리로서 매우 적합하다.

유리는 램프 유리, 특히 전자 섬광 전구용 유리 그리고 형광 램프용 유리, 특히 백라이트로 알려진 소형 형광 램프용 유리로서 매우 적합하다.

유리는 유리 섬유의 형성을 위한 공정, 특히 콘크리트 강화용 유리 섬유의 형성을 위한 공정에 매우 적합하다.

상술한 조성 범위 내에서 다양한 서브 범위(sub-range)가 특히 바람직하다. 이러한 서브 범위는 특정 적용 분야에 특히 적합하다.

예를 들면, 다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 Al₂O₃를 포함하지 않는 보로실리케이트 유리가 특히 바람직하다. 즉,
SiO₂ 71 - 74
B₂O₃ 9 - 12
Li₂O 0 - 1
Na₂O 0 - 3
K₂O 7 - 10
Li₂O + Na₂O + K₂O 7 - 13.5
ZrO₂ 4 - 7
그리고 필요한 경우에 표준량의 표준 정제제.

이러한 유형의 유리는 가수 분해 안정성과 내산성 및 내알칼리성의 관점 모두에서 내성 클래스 1의 요건들을 충족시킨다. 이러한 유리는 1차 약제 포장재로서의 이용에 특히 적합하다.

또한, 다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 유리가 특히 바람직하다. 즉,
SiO₂ 68 - 71
B₂O₃ 8 - 11
Li₂O 0 - 1
Na₂O 0 - 3
K₂O 8 - 11
Li₂O + Na₂O + K₂O 8 - 13.5
ZrO₂ 7.5 - 10.5,
그리고 필요한 경우에 표준량의 표준 정제제.

높은 ZrO₂함량을 갖는 이러한 유리는 마찬가지로 상술한 내화학성의 클래스 1의 요건들을 충족시킨다. 특히 이러한 유리의 우수한 내알칼리성 때문에, 유리는 콘크리트의 유리 섬유용 유리로서 특히 적합하다.

또한, 다음의 조성 범위(중량%, 산화물 기준)에 속하는 유리가 특히 바람직하다. 즉,
SiO₂ 70 - 75
B₂O₃ 15 - 18
Li₂O 0 - 1
Na₂O 0 - 3
K₂O 5 - 8
Li₂O + Na₂O + K₂O 5.5 - 10.5
CaO 0 - 1
BaO 0 - 1
TiO₂ 0 - 1
ZrO₂ 0.8 - 5
그리고 필요한 경우에 표준량의 표준 정제제.

이러한 유리의 3.7×10^-6/K 내지 4.5×10^-6/K의 열팽창 계수 α(20℃;300℃) 때문에, 유리는 텅스텐에 대한 실링용 실링 유리로서 특히 적합하다.

또한, 다음의 조성 범위(중량%, 산화물 기준)에 속하는 유리가 특히 바람직하다. 즉,
SiO₂ 67 - 70
B₂O₃ 15 - 18
Li₂O 0 - 1
Na₂O 0 - 3
K₂O 7 - 10
Li₂O + Na₂O + K₂O 7 - 12.5
ZnO 0 - 1
ZrO₂ 2.5 - 6
그리고 필요한 경우에 표준량의 표준 정제제.

이러한 유리의 4.7×10^-6/K 내지 5.3×10^-6/K의 열팽창 계수 α(20℃;300℃) 때문에, 유리는 몰리브덴 및 코바르에 대한 실링용 실링 유리로서 특히 적합하다.

상술한 마지막 2개의 그룹은 램프 유리로서의 이용에 특히 적합하다.

특히 높은 B₂O₃함량에 의한 유리의 높은 전기적 저항 때문에, 유리는 전자 섬광 전구용 전구 및 형광 램프, 특히 소형 형광 램프용 전구로서의 이용에 특히 적합하다.

또한, 다음의 조성 범위(중량%, 산화물 기준)에 속하는 유리가 특히 바람직하다. 즉,
SiO₂ 74 - 78
B₂O₃ 12 - 15
Li₂O 0 - 1
Na₂O 0 - 3
K₂O 3 - 8
Li₂O + Na₂O + K₂O 3 - 11
ZnO 0 - 1
ZrO₂ 2.5 - 7
그리고 필요한 경우에 표준량의 표준 정제제.
이러한 유리는 특히 화학 산업 분야에서 특히 실험실 및 제조 영역을 위한 설비 및 장치용 유리로서 특히 적합하다.

실시예

본 발명에 따른 유리의 11개의 표본(A1 - A11) 및 4개의 Al₂O₃ 함유 비교 표본(V1 - V4)이 표준 원재료로부터 용융되었다.

표 1은 이러한 유리들의 각각의 조성(중량%, 산화물 기준)과 이러한 유리들의 주요 특성, 즉 열팽창 계수 α(20℃;300℃)[10^-6/K], 변형 온도 Tg[℃], 연화점 E_w[℃], 가공점 V_A[℃]과 가수 분해 안정성, 내산성 및 내알칼리성을 나타내고 있다.

UV 영역에서의 차단을 증명하기 위해서, 표본 A6 - A11에 대해, 전도율 τ< 0.1%(0.2mm 두께의 표본에 대해)인 최대 파장이 주어진다("UV 차단").

내화학성은 다음과 같은 방법으로 측정되었다.

ㆍ가수 분해 안정성 H는 DIN ISO 719에 따라 측정되었다. 각각의 경우에 있어서 표는 산 소비량에 대한 염기 당량을 유리 가루(grit)의 ㎍ Na₂O/g으로서 나타낸다. 가수 분해성 클래스 1에 속하는 높은 내화학성을 갖는 유리의 최대값은 31㎍ Na₂O/g이다. 가수 분해성 클래스 2에 속하는 유리에 대한 최대값은 62㎍ Na₂O/g이다. 가수 분해성 클래스 3에 대한 최대값은 264㎍ Na₂O/g이다.

ㆍ내산성 S는 DIN 12116에 따라 측정되었다. 각각의 경우에 있어서 표는 중량 손실을 ㎎/dm²으로 나타낸다. 산성 클래스 1에 속하는 내산성 유리에 대한 최대 손실은 0.70㎎/dm²이다. 산성 클래스 2에 속하는 유리에 대한 최대 손실은 1.5㎎/dm²이다. 산성 클래스 3에 대한 최대 손실은 15㎎/dm²이다.

ㆍ내알칼리성 L은 DIN ISO 695에 따라 측정되었다. 각각의 경우에 있어서 표는 중량 손실을 ㎎/dm²으로 나타낸다. 알칼리 클래스 1(알킬리성 용액에서 약하게 용해 가능)에 속하는 유리에 대한 최대 손실은 75㎎/dm²이다. 알칼리 클래스 2에 속하는 유리에 대한 최대 손실은 175㎎/dm²이다.

표 1

표본(A1 - A5) 및 비교 표본(V1 - V4)의 조성(중량%, 산화물 기준)과 주요 특성

n.d. = 측정되지 않음(not determined)

유리 A1은 약제 유리로서 특히 적합하며, 대부분의 비교 유리들보다 우수한 가수 분해 안정성을 가지며, 모든 내화학성에 대해서 상응하는 클래스 1의 요건들을 충족시킨다. 용융점은 1530℃이며 비교 유리들보다 대략 50℃만큼 낮다.

유리 A2는 콘크리트의 유리 섬유용 유리로서 특히 적합하다. 이러한 유리도 마찬가지로 모든 내화학성에 대한 클래스 1의 요건들을 충족시키며, 특히 탁월한 내알칼리성을 갖는다. 용융점은 1580℃이며 종래 약제 유리의 용융점에 상응한다.

유리 A3는 텅스텐 실링 유리로서 특히 적합하며, 비교 유리 V2보다 우수한 내화학성 및 탈유리화에 대한 개선된 내성을 갖는다. A3의 용융점은 1560℃이다.

유리 A4는 몰리브덴 및 코바르 클래스의 금속용 실링 유리로서 특히 적합하며 비교 유리 V3보다 우수한 내화학성을 갖는다.

유리 A5는 화학 산업에서 사용되는 실험실 및 제조 영역에서의 설비 및 장치용 유리로서 특히 적합하다. 이러한 유리는 온도 변화에 견디는 높은 능력을 가지며 비교 유리 V4와 동일하게 낮은 열팽창 계수를 갖는다.

높은 TiO₂ 함량을 갖는 유리 A6 - A11은 매우 우수한 UV 차단 특성을 갖는다. 따라서 이러한 유리들은 형광 램프용 램프 유리, 특히 소형 형광 램프용 램프 유리로서 특히 적합하다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래의 보로실리케이트 유리에서 요구되는 요건들을 모두 만족시키고, 보다 우수한 내화학성을 가지며, 적합한 가공점을 갖는 Al₂O₃ 무함유 유리를 제조할 수 있는 탁월한 효과를 갖는다.

Claims

내화학성을 가지며 다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 무알루미늄 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 60 - 78

B₂O₃ 7 - 20

Li₂O 0 - 2

Na₂O 0 - 4

K₂O 3 - 12

MgO 0 - 2

CaO 0 - 2

MgO + CaO 0 - 3

BaO 0 - 3

ZnO 0 - 2

ZrO₂ 0.8 - 12

TiO₂ 0 - 10

CeO₂ 0 - 1

F^- 0 - 0.6

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 67 - 75

B₂O₃ 9 - 18

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 5 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 5.5 - 13.5

CaO 0 - 1

BaO 0 - 1

ZnO 0 - 1

TiO₂ 0 - 1

ZrO₂ 0.8 - 10.5

CeO₂ 0 - 0.4

F^- 0 - 0.6

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항 또는 제2항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 68 - 74

B₂O₃ 9 - 13

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 5 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 5.5 - 13.5

ZrO₂ 3 - 7

CeO₂ 0 - 0.4

F^- 0 - 0.6

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항 또는 제2항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 71 - 74

B₂O₃ 9 - 12

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 7 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 7 - 13.5

ZrO₂ 4 - 7

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항 또는 제2항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 68 - 71

B₂O₃ 8 - 11

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 8 - 11

Li₂O + Na₂O + K₂O 8 - 13.5

ZrO₂ 7.5 - 10.5

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항 또는 제2항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 70 - 75

B₂O₃ 15 - 18

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 5 - 8

Li₂O + Na₂O + K₂O 5.5 - 10.5

CaO 0 - 1

BaO 0 - 1

TiO₂ 0 - 1

ZrO₂ 0.8 - 5

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항 또는 제2항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 67 - 70

B₂O₃ 15 - 18

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 7 - 10

Li₂O + Na₂O + K₂O 7 - 12.5

ZnO 0 - 1

ZrO₂ 2.5 - 6

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항에 있어서,

다음의 조성(중량%, 산화물 기준)을 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리:

SiO₂ 74 - 78

B₂O₃ 12 - 15

Li₂O 0 - 1

Na₂O 0 - 3

K₂O 3 - 8

Li₂O + Na₂O + K₂O 3 - 11

ZnO 0 - 1

ZrO₂ 2.5 - 7

그리고 선택적으로 정제에 충분한 양의 적어도 하나의 정제제.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유리는 적어도 0.2 중량%의 Li₂O를 포함하는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유리는 적어도 0.3 중량%의 Na₂O를 포함하는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유리는 불가피한 불순물들을 포함할 수 있지만 As₂O₃및 Sb₂O₃는 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제1항 또는 제2항에 있어서,

3×10^-6/K 내지 6×10^-6/K의 열팽창 계수 α(20℃;300℃)와 990℃ 내지 1290℃의 가공점 V_A를 갖는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 1차 약제 포장재로서 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 유리 섬유의 형성을 위한 공정에 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 텅스텐용 실링 유리로서 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 몰리브덴용 또는 코바르용 실링 유리로서 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 형광 램프의 제조에 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 장치 유리로서 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 유리는 적어도 0.5 중량%의 Na₂O를 포함하는 것을 특징으로 하는 보로실리케이트 유리.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 콘크리트 강화용 유리 섬유의 형성을 위한 공정에 사용하는 유리 사용 방법.
제1항 또는 제2항에 따른 유리를 소형 형광 램프의 제조에 사용하는 유리 사용 방법.