The Study of annealing condition and press method of glass for making glasses lens

안경렌즈 제작을 위한 유리의 열처리조건과 성형방법에 관한 연구

  • 차정원 (신흥대학 안경광학과) ;
  • 하태욱 (동의대학교 기초과학연구소)
  • Published : 2001.06.30

Abstract

The method to make glass is tried first thing in domestic study for glasses lens. Tg of glass KzFSl was measured by DSC experiment and press method of glass of meniscus shape was studied for minimize the cost. Tg was increased $483^{\circ}C$ to $501^{\circ}C$ with increasing heating rate $2^{\circ}C/min$ to $20^{\circ}C/min$. It shows Arrhenius temperature dependence and the activation energy of Tg is ${\Delta}E$=409 kJ/mole(4.25eV) by using Ozawa method and Tg is near $480^{\circ}C$. The melt of KzFSl powder was poured to concave cast stainless and pressed convex cast stainless. The quenched glass was slow cooled with cooling rate $0.25^{\circ}C/min$ in temperature range $520{\sim}430^{\circ}C$. The glass was made without strain. It has meniscus shape and same size to commercial glasses lens.

유리안경렌즈의 국산화를 위하여 안경렌즈용 유리의 제작을 국내에서 처음으로 시도하였다. 유리의 안정성을 확보하기 위하여 DSC 실험을 하여 annealing 조건인 Tg를 구하고, 제작비 절감효과를 거둘 수 있기 위하여 완성품에 가까운 메니스커스 형상으로 유리를 성형하는 방법에 관하여 연구하였다. KzFSl 유리의 DSC 실험을 행한 결과 승온률이$2^{\circ}C/min$에서 $20^{\circ}C/min$으로 높아짐에 따라 $483^{\circ}C$에서 $501^{\circ}C$까지 점점 높아짐을 알 수 있었으며 이러한 비례는 Arrhenius 온도의존성을 보여주는 것으로 조사되었고, 그 활성화 에너지는 ${\Delta}E$=409 kJ/mole(4.25eV) 로 나타났고, KzFSl 유리의 Tg는 $480^{\circ}C$ 부근임을 알 수 있었다. KzFSl의 원료분말을 녹이기 위하여 온도를 $950^{\circ}C$ 까지 올린 후 2시간 동안 유지한 다음 온도가 $520^{\circ}C$인 다른 전기로 내부의 주형틀에 KzFSl 용액을 쏟아 붓고 다른 주형들로 눌러 안경렌즈모양으로 조형한 후 Tg가 속해있는 온도구간인 $520{\sim}430^{\circ}C$ 사이를 $0.25^{\circ}C/min$의 냉각속도로 서서히 냉각하여 유리의 스트레인을 제거한 후 실온까지 서서히 냉각한 후 만들어진 KzFSl 유리의 모양을 A사와 B사에서 제품화되어 나오는 유리안경렌즈와 비교하여본 결과, 주형틀에 의하여 만들어진 유리는 메니스커스 형상을 하고 있으며 그 크기도 거의 상용화된 안경렌즈와 유사하며 annealing 할 때 Tg 부근을 $0.25^{\circ}C/min$의 냉각 속도로 0.1도씩 조절하며 냉각하여 영구스트레인이 제거된 단단한 유리가 만들어진 것으로 나타났다.

Keywords