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KR100208922B1 - 차량용 창유리 - Google Patents

차량용 창유리 Download PDF

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KR100208922B1 KR1019920001740A KR920001740A KR100208922B1 KR 100208922 B1 KR100208922 B1 KR 100208922B1 KR 1019920001740 A KR1019920001740 A KR 1019920001740A KR 920001740 A KR920001740 A KR 920001740A KR 100208922 B1 KR100208922 B1 KR 100208922B1
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Abstract

SiO265 내지 80중량%, Al2O30 내지 5중량%, B2O30 내지 5중량%, MgO 0 내지 10중량%, CaO 5 내지 15중량%, Na2O 10 내지 18중량%, K2O 0 내지 5중량%, MgO 및 CaO 총 5 내지 15중량%, Na2O 및 K2O 총 10 내지 20중량%, CeO2인 세륨 산화물 0.1 내지 1중량%, Fe2O3인 철 산화물 0.2 내지 0.6중량%, CoO 0 내지 0.005중량%, NiO 0 내지 0.01중량% 및 Se 0.0005 내지 0.005중량%를 포함하는 차량용 유리, 및 SiO265 내지 80중량%, Al2O30 내지 5중량%, B2O3내지 5중량%, MgO 0 내지 10중량%, CaO 5 내지 15중량%, Na2O 10 내지 18중량% K2O 0 내지 5중량%, MgO 및 CaO 총 5 내지 15중량%, Na2O 및 K2O 총 10 내지 18중량%, CeO2인 세륨 산화물 0.1 내지 1중량%, TiO20 내지 1중량% Fe2O3인 철 산화물 0.2 내지 0.6중량%, CoO 0 내지 0.005중량%, NiO 0 내지 0.01중량%, 및 Se 0.0005 내지 0.005중량%를 포함하는 차량용 유리. 유리는 자외선 및 열을 탁월하게 흡수하며 회색-색조를 띈다.

Description

차량용 창 유리
본 발명은 차량, 특히 자동차용 유리(창 유리)에 관한 것이다. 더욱 특히, 자외선 및 열선을 탁월하게 흡수하는 차량용 회색 유리에 관한 것이다.
종래에 차량용 창 유리로서 사용된 착색 유리는 CoO로 도핑된 Fe2O3를 함유하는 청색 유리, 열선의 흡수능을 개선시키기 위해 청색 유리보다 Fe2O3합량을 높인 녹색 유리, 및 착색제로서 Fe2O3, CoO, NiO 및 Se를 함유하는 회색 또는 청동색 유리를 포함한다.
Fe2O3합량이 비교적 높은 청색 유리 및 녹색 유리는 열 및 자외선 흡수능이 비교적 높으나, 자동차를 화려하게 장식하려는 최근의 취향에 따라 자외선광에 의한 인테리어 장식물의 손상을 방지하려는 시도가 지속적으로 수행되어 왔다. 이러한 요구에 부응하기 위해, 최근에는 연료 절약을 위한 요건을 만족시키면서 자외선 흡수능이 높은 유리가 개발되고 있다. 통상의 유리보다 Fe2O3합량이 높은 이러한 유리는 또한 녹색을 띈다.
한편, 회색 유리 또는 청동색 유리는 차량의 디자인 측면에서 상당히 요구된다. 그러나, 청색 유리보다 Fe2O3합량이 낮은 통상의 회색 유리 또는 청동색 유리는 자외선에 대한 인테리어 장식물의 보호 요구를 만족시키기에 불충분한 자외선 및 열 흡수능을 나타낸다. 따라서, 자외선 및 열선의 흡수능이 우수한 회색 또는 청동색 유리의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 발명자들은 본원 발명 이전에 환원제로서 주석 산화물을 함유하게 함으로써 열선 흡수능이 큰 회색의 열 흡수 유리를 제안한바 있으나, 이 유리는 주석 산화물이 고가이므로 값이 비싸다.
본 발명의 목적은 통상의 차량용 유리가 직면하는 상기한 문제점을 해결하고 자외선 및 열선 흡수능이 높고 차량용으로 사용하기에 적합한 회색 유리를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 효과는 하기의 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
본 발명은 SiO265 내지 80중량%, Al2O30 내지 5중량%, B2O30 내지 5중량%, MgO O 내지 10중량%, CaO 5 내지 15중량%[여기서, MgO와 CaO의 합량은 5 내지 15중량%이다], Na2O 10 내지 18중량%, K2O O 내지 5중량%[여기서, Na2O와 K2O의 합량은 10 내지 20중량%이다], 세륨 산화물 CeO20.1 내지 1중량%, 철 산화물 Fe2O30.2 내지 0.6중량%(Fe2O3로서 계산된 철 산화물의 총량), CoO 0 내지 0.005중량%, NiO 0 내지 0.01중량% 및 Se 0.0005 내지 0.005중량%를 포함하는 차량용 유리에 관한 것이다.
본 발명은 또한 SiO265 내지 80중량%, Al2O3내지 5중량%, B2O30 내지 5중량%, MgO 내지 10중량%, CaO 5 내지 15중량%[여기서, MgO와 CaO의 합량은 5 내지 15중량%이다], Na2O 10 내지 18중량%, K2O 0 내지 5중량%[여기서, Na2O와 K2O의 합량은 10 내지 18중량%이다], 세륨 산화물 CeO20.1 내지 1중량%, TiO20 내지 1중량%, 철 산화물 Fe2O30.2 내지 0.6중량%(Fe2O3로서 계산된 철 산화물의 총량). CoO 0 내지 0.005중량%, NiO 0 내지 0.01중량% 및 Se 0.0005 내지 0.005중량%를 포함하는 차량용 유리에 관한 것이다.
바람직하게는, 두께가 4mm인 본 발명의 차량용 유리의 CIE 표준 광원 A에 대한 가시광 투과율은 70% 이상이며 CIE 표준 광원 C에 대한 주 파장은 570nm 이상, 바람직하게는 573 내지 580nm이다.
더욱 바람직하게는, 두께가 4mm인 본 발명의 차량용 유리의 태양 방사선 투과율은 60% 이하, 바람직하게는 58% 이하이고, 350nm의 파장에서 광 투과율은 10% 이하이고 CIE 표준 광원 C에 대한 자극 순도는 15% 이하이다.
유리 성분의 합량에 대하여, 이후에 사용된 용어 %는 중량%이다.
SiO2는 유리의 기본 성분이다. 이의 합량이 65% 미만인 경우, 유리의 내구성이 감소된다. 이의 합량이 80%를 초과하는 경우, 조성물은 용융되기 어렵다. SiO2의 합량은 바람직하게는 68 내지 73%이다.
Al2O3는 유리의 내구성을 개선시키기 위해 제공된다. 이의 합량이 5%를 초과하는 경우, 조성물은 용융되기 어렵다. 바람직한 Al2O3합량은 0.1 내지 2%이고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2%이다.
B2O3는 필수적이지는 않지만 유리의 내구성을 개선시키기 위해서 및 또한 용융 보조제로서 사용된다. 이의 합량의 상한치는 5%이다. B2O3의 합량이 높으면 휘발 등에 기인하여 판 유리의 제조를 방해한다. B2O3의 합량은 바람직하게는 0 내지 1%이다.
MgO 및 CaO 둘 다는 유리의 내구성을 개선시키고 유리 형성시 액상선 온도 및 점도를 조절하기 위해 사용된다. MgO 합량이 10%를 초과하면, 액상선 온도가 높아지게 된다. CaO 합량이 5% 미만이거나 15% 초과인 경우, 액상선 온도가 높아지게 된다. MgO 및 CaO의 합량은 바람직하게는 각각 1 내지 6% 및 6 내지 12%이다. MgO 및 CaO의 합량이 5% 미만인 경우, 생성된 유리의 내구성이 저하된다. 15%를 초과하는 경우, 액상선 온도가 높아지게 된다. MgO 및 CaO의 합량은 바람직하게는 8 내지 14%이다.
Na2O 및 K2O는 유리 용융 촉진제로서 사용된다. Na2O 합량이 10% 미만인 경우, 또는 Na2O 및 K2O의 합량이 10% 미만인 경우, 용융 촉진 효과는 약하다. Na2O 합량이 18%를 초과하는 경우, 또는 Na2O 및 K2O의 합량이 20%를 초과하는 경우, 내구성이 감소된다. K2O가 Na2O보다 고가이기 때문에 5% 이하의 양으로 사용된다. Na2O 및 K2O의 합량은 바람직하게는 각각 11 내지 15% 및 0 내지 2%이고, Na2O 및 K2O의 합량은 바람직하게는 11 내지 16%이다.
유리의 세륨 산화물은 자외선 흡수능을 나타내는 CeO2및 Ce2O3을 포함한다. 세륨 산화물 CeO2의 합량이 0.1% 미만인 경우, 자외선 흡수 효과가 약하다. 1%를 초과하는 경우, 유리는 가시광을 흡수하여 가시광 투과율을 감소시킨다. 세륨 산화물의 합량은 바람직하게는 0.3 내지 1%이다.
필수적이지는 않지만 TiO2는 자외선 흡수제로서 사용된다. 철 산화물이 TiO2와 공존하는 경우, 자외선 흡수능은 철 산화물과 TiO2간의 상호 작용에 의해 촉진된다. 고가인 세륨 산화물의 양은 TiO2를 혼입함으로써 감소시킬 수 있으므로, TiO2를 사용하면 생산단가의 측면에서도 바람직하다. 이의 합량이 1% 이상이고 철 산화물이 공존하는 경우, 유리는 단과 영역의 가시광을 흡수하여 가시광 투과율을 감소시킨다.
유리의 철 산화물에는 Fe2O3및 FeO가 포함된다. 전자는 자외선을 흡수하고, 후자는 열선을 흡수한다. 철 산화물 Fe2O3합량(Fe2O3로서 계산된 철 산화물 총량)이 0.2% 미만인 경우, 자외선 및 열선의 흡수 효과가 감소된다. 0.6%를 초과하는 경우, 가시광 투과율이 바람직하지 않게 감소된다. 철 산화물의 합량은 바람직하게는 0.3 내지 0.6%이다.
FeO의 합량은 철 산화물의 총량을 기준으로 하여 바람직하게는 23 내지 35중량%이다. FeO의 합량이 너무 큰 경우, 열선의 흡수능은 커지지만 유리의 환원 특성이 감소하여 세륨 산화물로 착색되기 어렵다.
유리의 FeO 합량([FeO] 중량%)은 하기식에 의해 수득된다 :
상기식에서, T1000%는 파장이 1.000nm인 곳에서 유리의 광투과율을 나타낸다.
철산화물의 총량을 기준으로 한 FeO의 합량(R 중량%)은 하기식으로 수득된다 :
상기식에서, [T-Fe2O3] 중량%는 유리 중의 철 산화물 Fe2O3의 총량을 나타낸다.
CoO는 600nm 근처에서 흡수 피크를 나타내므로 유리의 주 파장의 정밀한 조절을 위해 사용된다. 이의 합량이 0.005%를 초과하는 경우, 가시광 투과율이 감소된다.
NiO는 450nm 근처에서 흡수 피크를 나타내며 유리의 주 파장의 정밀한 조절을 위해 사용된다. 이의 합량이 0.01%를 초과하는 경우, 가시광 투과율이 감소된다.
CoO 및 NiO 둘 다는 가시광 투과율을 감소시키는 작용을 하며 자외선 및 열선의 흡수에는 기여하지 않는다. 이러한 이유로, 상기 성분을 가하지 않는 것이 바람직하다.
Se는 철 산화물 함유 유리의 녹색을 중화시키기 위한 필수 성분이므로 회색 유리를 제공한다. 이의 합량이 0.0005% 미만인 경우, 색 중화 효과가 거의 없다. 0.005%를 초과하는 경우, 생성된 유리의 가시광 투과율이 바람직하지 않게 감소한다. Se 합량은 바람직하게는 0.0005 내지 0.002%이다.
필요한 경우, 본 발명에 따른 유리는 본 발명의 효과를 손상시키지 않는한 상술된 성분외에 하기의 임의 성분을 추가로 함유할 수 있다. 즉, 유리의 내구성을 개선시키려는 목적으로 BaO, ZnO, TiO2또는 ZrO2를 1중량% 이하 함유할 수 있다. 유리는 또한 용융 보조제로서 Li2O 또는 F를 1중량% 이하 함유할 수 있다. 또한, 유리는 청정제로서 SO3, As2O3, Sb2O3또는 Cl을 1중량% 이하 함유할 수 있다.
본 발명은 실시예 및 비교 실시예에서 더욱 상세히 기술되나, 이로써 제한되지는 않는다. 모든 부 및 % 등은 다른 지시가 없는한 중량부 및 중량%이다.
[실시예 1 내지 23 및 비교 실시예
하기 표 1 내지 3에 기재된 조성을 갖는 유리는 하기와 같이 제조된다 :
규사, 분사, 장석, 석회암, 백운석, 소오다회, 망초, 탄소, 티탄 산화물, 세륨 산화물, 붉은 철 산화물, 코발트 산화물, 니켈 산화물 및 셀레늄을 표 1 내지 3의 조성에 따라 혼합하고 생성된 뱃취를 전기로에서 가열-용융시킨다. 용융된 유리를 주조하고 실온으로 서서히 냉각시킨다. 냉각된 색 유리를 절단하고 연마하여 두께가 4mm인 샘플을 제조하고 히타치, 리미티드(Hitachi, Ltd.)에서 제조한 자동-기록 분광광도계 모델 330을 사용하여 광학 특성을 측정한다.
생성된 샘플 각각의 광학 특성 및, 비교를 위해, 차량용으로 통상적으로 사용된 청동색 유리를 CIE 표준 광원 A 및 C를 사용하여 2°의 시각에서 측정한다.
수득된 결과는 표 1 내지 3에 기재되어 있다.
가시광 투과율이 높고, 태양 방사선 투과율이 낮으며, 자외선 흡수능이 높은 본 발명에 따른 유리는 회색을 띤다는 것이 표 1 내지 3의 결과로부터 밝혀질 수 있다.
따라서, 본 발명의 유리는 차량용으로 뿐만 아니라 건축용으로 사용하기에 적합하다.
본 발명은 이의 특정 실시예를 참조로 하여 상세히 기술되어 있으나, 이의 취지 및 범주를 벗어나지 않는한 당해 분야의 숙련가는 여러 가지 변형 및 수정을 수행할 수 있음이 명백하다.

Claims (8)

  1. SiO265 내지 80중량%, Al2O30 내지 5중량%, B2O30 내지 5중량%, MgO 0 내지 10중량%, CaO 5 내지 15중량%[여기서, MgO와 CaO의 합량은 5 내지 15중량%이다]. Na2O 10 내지 18중량%, K2O 0 내지 5중량%[여기서, Na2O와 K2O의 합량은 10 내지 20 중량%이다], 세륨 산화물 CeO20.1 내지 1중량%, 철 산화물 Fe2O30.2 내지 0.6중량%, CoO 0 내지 0.005중량%, NiO 0 내지 0.01중량% 및 Se 0.0005 내지 0.005중량%를 포함하는 차량용 창 유리.
  2. 제1항에 있어서, FeO의 합량이, 철 산화물이 총량을 기준으로 하여, 23 내지 35중량%인 차량용 창 유리.
  3. 제1항에 있어서, 두께가 4mm인 유리의 CIE 표준 광원 A에 대한 가시광 투과율이 70% 이상이며 CIE 표준 광원 C에 대한 주 파장이 579nm 이상인 차량용 창 유리.
  4. 제3항에 있어서, 두께가 4mm인 유리의 태양 방사선 투과율이 60% 이하이고 350nm의 파장에서의 광 투과율이 10% 이하인 차량용 창 유리.
  5. SiO265 내지 80중량%, Al2O30 내지 5중량%, B2O30 내지 5중량%, MgO 0 내지 10중량%, CaO 5 내지 15중량%[여기서 MgO와 CaO의 합량은 5 내지 15중량%이다], Na2O 10 내지 18중량%, K2O 0 내지 5중량%[여기서, Na2O와 K2O의 합량은 10 내지 18중량%이다], 세륨 산화물 CeO20.1 내지 1중량%, TiO20.1 내지 1중량%, 철 산화물 Fe2O30.2 내지 0.6중량%, CoO 0 내지 0.005중량%, NiO 0 내지 0.01중량% 및 Se 0.0005 내지 0.005중량%를 포함하는 차량용 창 유리.
  6. 제5항에 있어서, FeO의 합량이, 철 산화물이 총량을 기준으로 하여, 23 내지 35중량%인 차량용 창 유리.
  7. 제5항에 있어서, 두께가 4mm인 유리의 CIE 표준 광원 A에 대한 가시광 투과율이 70% 이상이며 CIE 표준 광원 C에 대한 주 파장이 570nm 이상인 차량용 창 유리.
  8. 제7항에 있어서, 두께가 4mm인 유리의 태양 방사선 투과율이 60% 이하이고 350nm의 파장에서의 광 투과율이 10% 이하인 차량용 창 유리.
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