초록

고순도 및 균질성의 저알칼리성 물질의 제조를 가능하게 하도록 하기 위하여, 본 발명은 붕산염 함유의 저알칼리성 물질의 제조 방법을 제시하고 있는데, 이 방법에 있어서, 붕소 함유 용융물을 교류 전자장을 사용하는 용기 내에서 직접 유도 가열하고, 상기 용융물은 구성 성분인 금속 이온의 원자가가 2 이상인 금속 산화물의 1종 이상을 적어도 25 몰% 이상의 정량적 비율로 포함하며, 상기 용융물 중의 붕산염에 대한 이산화규소의 몰비는 0.5 이하이다.

대표청구항 ▼

붕소 함유 용융물을 교류 전자장을 사용하는 용기 내에서 직접 유도 가열하고, 상기 용융물은 구성 성분인 금속 이온의 원자가가 2 이상인 금속 산화물의 1종 이상을 적어도 25 몰%의 정량적 비율로 함유하고, 상기 용융물 중의 붕산염에 대한 이산화규소의 몰비는 0.5 이하인 저알칼리성 물질의 제조 방법.제1항에 있어서, 용융물은 고주파장을 사용하여 직접 유도 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.제1항 또는 제2항에 있어서, 용융물은 주파수가 50 KHz 내지 1500 KHz 범위인 교류 전자장을 사용하여 직접 유도 가열되는 것을 특징으

붕소 함유 용융물을 교류 전자장을 사용하는 용기 내에서 직접 유도 가열하고, 상기 용융물은 구성 성분인 금속 이온의 원자가가 2 이상인 금속 산화물의 1종 이상을 적어도 25 몰%의 정량적 비율로 함유하고, 상기 용융물 중의 붕산염에 대한 이산화규소의 몰비는 0.5 이하인 저알칼리성 물질의 제조 방법.제1항에 있어서, 용융물은 고주파장을 사용하여 직접 유도 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.제1항 또는 제2항에 있어서, 용융물은 주파수가 50 KHz 내지 1500 KHz 범위인 교류 전자장을 사용하여 직접 유도 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 붕산염 함유 저알칼리성 물질은 붕산염 함유 물질, 붕산염 유리 또는 붕산 고함량 붕규산 유리로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물 중의 알칼리 함유 화합물의 정량적 비율은 2% 미만, 좋기로는 0.5% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용기는 용융물이 용융되는 스컬 도가니인 것을 특징으로 하는 방법.제6항에 있어서, 용융물은 도가니 벽면이 2 mm 내지 4 mm, 좋기로는 2.5 mm 내지 3.5 mm의 사이 공간을 이루도록 서로 이격된 냉각관으로 구성되는 스컬 도가니 내에서 용융되는 것인 방법.제6항 또는 제7항에 있어서, 스컬 도가니의 냉각관은 특히 교류 전자장을 방출하는 고주파 코일의 영역 내에서 단락되는 것을 특징으로 하는 방법.제8항에 있어서, 냉각관은 각 경우에 하나의 위치에서 단락되는 것을 특징으로 하는 방법.제8항에 있어서, 냉각관은 각 경우에 이들의 말단부에서 단락되는 것을 특징으로하는 방법.제6항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 냉각관은 백금제, 백금 합금제 또는 알루미늄제인 것을 특징으로 하는 방법.제6항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 스컬 도가니의 냉각관은 백금층 또는 백금 합금층으로 피복된 것을 특징으로 하는 방법.제6항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 스컬 도가니의 냉각관은 플라스틱, 특히 불소 함유 플라스틱으로 피복된 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 회분량(回分量)은 펠렛 형태로 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물은 회분량이 용해되는 중에 교반되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 가스가 용융물 내에 취입(吹入)되는 것을 특징으로 하는 방법.제15항 또는 제16항에 있어서, 기포관을 용융물 내에 도입하고, 가스를 기포관의 노즐을 통하여 취입하는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물은 정화되는 것을 특징으로하는 방법.제18항에 있어서, 회분량은 직렬 연결된 적어도 2개의 용기 내에서 용융되고 정화되는 것을 특징으로 하는 방법.제18항에 있어서, 회분량은 동일 용기 내에서 용융되고 정화되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물은 용기 내에서 단속적으로 용융되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물은 용기 내에서 계속적으로 용융되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물은 다음의 조성인 것인 방법.B2O3 15 내지 75 몰%,SiO2 0 내지 40 몰%,Al2O3, Ga2O3, In2O3 0 내지 25 몰%,∑M(II)O, M2(III)O3 15 내지 85 몰%,∑M(IV)O2, M2(V)O5, M(VI)O3 0 내지 20 몰%, ∑M(I)2O 0.50이고, 이때, X(B2O3) = B2O3/(B2O3 + SiO2),M(I) = Li, Na, K, Rb, Cs, M(II) = Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Pb, Cu,M(III) = Sc, Y, 57La-71Lu, Bi,M(IV) = Ti, Zr, Hf,M(V) = Nb, Ta, M(VI) = Mo, W이다.제23항에 있어서, 용융물 중의 B2O3 함량은 15 내지 75 몰%이고, X(B2O3)는 > 0.52인 것을 특징으로 하는 방법.제23항 또는 제24항에 있어서, 용융물은 다음의 조성인 것인 방법.B2O3 20 내지 70 몰%, ∑M(II)O, M2(III)O3 15 내지 80 몰%, X(B2O3) > 0.55.제23항 내지 제25항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물은 다음의 조성인 것을 특징으로 하는 방법. B2O3 28 내지 70 몰%,B2O3 + SiO2 50 내지 73 몰%,Al2O3, Ga2O3, In2O3 0 내지 10몰%,∑M(II)O, M2(III)O3 27 내지 50몰%,X(B2O3) > 0.55.제26항에 있어서, 용융물은 다음의 조성인 것을 특징으로 하는 방법.B2O3 36 내지 66 몰%,SiO2 0 내지 40 몰%,B2O3 + SiO2 55 내지 68 몰%,Al2O3, Ga2O3, In2O3 0 내지 2 몰%,∑M(II)O, M2(III)O3 27 내지 40 몰%,∑M(IV)O2, M2(V)O5, M(VI)O3 0 내지 15 몰%, X(B2O3) > 0.65.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 특히 광학용 붕산 고함량 붕규산 유리 및 붕산염 유리 제조용의 용융물은 다음의 조성인 것을 특징으로 하는 방법.B2O3 45 내지 66 몰%,SiO2 0 내지 12 몰%,B2O3 + SiO2 55 내지 68 몰%,Al2O3, Ga2O3, In2O3 0 내지 0.5 몰%,∑M(II)O 0 내지 40 몰%∑M2(III)O3 0 내지 27 몰%,∑M(II)O, M2(III)O3 27 내지 40 몰%,∑M(IV)O2, M2(V)O5, M(VI)O3 0 내지 15 몰%,X(B2O3) > 0.78. 여기서, M(II) = Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Pb.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 특히 붕산염 유리 및 결정성 붕소 함유 물질 제조용의 용융물은 다음의 조성인 것을 특징으로 하는 방법.B2O3 30 내지 75 몰%,SiO2 0.90.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 특히 결정성 붕산염 함유 물질제조용 용융물은 다음의 조성인 것인 방법.B2O3 20 내지 50 몰%,SiO2 0 내지 40 몰%, Al2O3, Ga2O3, In2O3 0 내지 25 몰%,∑M(II)O, M2(III)O3 15 내지 80 몰%,∑M(IV)O2, M2(V)O5, M(VI)O3 0 내지 20 몰%,X(B2O3) > 0.52.제30항에 있어서, X(B2O3)는 >0.55인 것을 특징으로 하는 방법.제30항 또는 제31항에 있어서, 정량적 비율은 다음인 것을 특징으로 하는 방법.∑M(II)O 15 내지 80 몰%, M2(III)O3 0 내지 5 몰%,X(B2O3) > 0.60.제30항 내지 제32항 중 어느 하나의 항에 있어서, Al2O3, Ga2O3 및 In2O3로 구성되는 군으로부터 선택된 물질의 정량적 비율은 5 몰%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.제30항 내지 제33항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물 조성은 Al2O3, Ga2O3및 In2O3로 구성되는 군으로부터 선택된 물질의 정량적 비율은 3 몰%를 초과하지 않으며, M(II) = Zn, Pb, Cu인 경우, ∑M(II)O의 정량적 비율은 15 내지 80 몰%의 범위이고, X(B2O3)가 > 0.65이 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.전술한 청구항 중 어느 하나의 항에 있어서, 용융물 조성은 다음과 같이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.B2O3 20 내지 50 몰%,SiO2 0 내지 40 몰%, Al2O3 0 내지 3 몰%,∑ZnO, PbO, CuO 15 내지 80 몰%,Bi2O3 0 내지 1 몰%,∑M(IV)O2, M2(V)O5, M(VI)O3 0 내지 0.05 몰%,X(B2O3) > 0.65.제35항에 있어서, 용융물 조성은 다음과 같이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.B2O3 20 내지 42 몰%,SiO2 0 내지 38 몰%, ∑ZnO, PbO 20 내지 68 몰%,CuO 0 내지 10 몰%∑ZnO, PbO, CuO 20 내지 68 몰%,Bi2O3 0 내지 0.1 몰%,X(B2O3) > 0.65.제1항 내지 제36항 중 어느 하나의 항에 있어서, PbO 및 CdO가 무함유 하도록 용융물 조성이 선택되는 것인 방법.