CN102603182A - 超白浮法玻璃及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超白浮法玻璃，其包括玻璃主成分及氧化剂成分，所述玻璃主成分的重量百分组成比例为：SiO2，68.0%～78.0%；Al2O3，0.1%～3.1%；CaO，5.0%～13%；MgO，2.0%～6.0%；Na2O，10.0%～18.0%；其中，所述超白浮法玻璃中还含有总质量百分含量0.005－0.015％的Fe2O3；所述氧化剂的主成分及其在氧化剂中所占质量百分比为：Na2O，28.1%～78.0%。该超白浮法玻璃通过控制超白浮法玻璃中的总铁含量在150ppm以下，通过添加氧化剂来优化配合料使其氧化还原指数很高，从而提高玻璃的透过率，减少浮法成型生产控制的难度，生产出高可见光透过率的超白浮法玻璃。

Description

超白浮法玻璃及其生产方法
技术领域
本发明属于玻璃制造技术领域，具体涉及一种超白浮法玻璃及其生产方法。 
背景技术
随着人们物质生活水平的不断提高，特别是近年来太阳能电池，玻璃加工工业，高档建筑行业迅猛发展，应运而生透光率在91%以上的超白浮法玻璃满足了日益增长的上述行业的需求。超白浮法玻璃与普通浮法玻璃的最主要的区别在其光学性能——透过率高低上，而透过率的高低对于普通基础玻璃料方主要决定于总铁含量等杂质。由于原料和玻璃生产过程中不可避免的带入硫与铁杂质，而在玻璃中硫和铁的结合会形成铁硫化物（通常指硫化铁或者多硫化铁），就会影响浮法玻璃的光学性能——透过率。 
普通浮法玻璃的总铁含量一般在0.08－0.18％左右，有的甚至达到0.3％。所以普通浮法玻璃从侧面边缘观察呈绿色或黄绿色。而超白浮法玻璃中的总铁含量要控制在150ppm以下，玻璃呈仿水晶般的晶莹剔透。 
在国内外专利文献中一般公开了各种制造出具有高透明玻璃的生产方法，如多步熔融并真空辅助提纯；加入各种着色剂等等；基本上属于非常规的玻璃生产工艺或利用互补色原理生产超白浮法玻璃。这些着色剂等等会影响玻璃的透光性和均匀性，进一步影响浮法玻璃的光学性能，而且增加生产复杂性。 
发明内容
有鉴于此，提供一种既能控制超白浮法玻璃中的总铁含量在150ppm以下，且可见光区的透过率高，生产制程简单的超白浮法玻璃及其生产方法。 
一种超白浮法玻璃，包括玻璃主成分及氧化剂成分，所述玻璃主成分的重量百分组成比例为： 
SiO2:     68.0%～78.0%；
Al2O3:    0.1%～3.1%；
CaO:     5.0%～13%；
MgO:    2.0%～6.0%；
Na2O:    10.0%～18.0%；
其中，所述超白浮法玻璃中还含有总质量百分含量0.005－0.015％的Fe2O3；
所述氧化剂的主成分及其在氧化剂中所占质量百分比为：
Na2O:    28.1%～78.0%。
以及，一种超白浮法玻璃生产方法，其包括如下步骤： 
按照如上所述的超白浮法玻璃中各组分比例经配方计算后称取各组分，其中，所述氧化剂称量误差要求控制在0.05％之内；
将各组分充分混合，得配合料，然后将所述配合料经熔窑熔化澄清；
将澄清后玻璃液通过锡槽成型和退火窑退火后切割，制得所述超白浮法玻璃。
该超白浮法玻璃通过控制超白浮法玻璃中的总铁含量在150ppm以下，且通过添加一种能提高配合料的氧化性从而优化配合料使其氧化还原指数很高，来提高玻璃可见光区的透过率。该超白浮法玻璃生产方法将氧化剂与原料一同加入，引用该氧化剂原料不需要改变该玻璃的生产工艺，由此能减少浮法生产控制的难度，同时能生产出高可见光透过率的超白浮法玻璃。 
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
本发明实施例的超白浮法玻璃，包括玻璃主成分及氧化剂成分，所述玻璃主成分的重量百分组成比例为： 
SiO2:     68.0%～78.0%；
Al2O3:    0.1%～3.1%；
CaO:     5.0%～13%；
MgO:    2.0%～6.0%；
Na2O:    10.0%～18.0%；
其中，所述超白浮法玻璃中还含有总质量百分含量0.005－0.015％的Fe2O3；
所述氧化剂的主成分及其在氧化剂中所占质量百分比为：
Na2O:    28.1%～78.0%。
优选地，氧化剂在超白浮法玻璃中所占质量百分比为0.1%～10.1%，更优选地，氧化剂在述超白浮法玻璃中所占质量百分比为0.1%～6.0%。 
通常，玻璃对光的吸收是由于玻璃结构的本征吸收，玻璃中含有杂质的吸收和原子缺陷色心的吸收三方面造成的。对于硅酸盐玻璃在可见光到近红外波段范围，杂质的吸收是主要的。杂质由玻璃原料中带入的铁钛镍铬等着色元素，熔化过程中被侵蚀的耐火材料，熔窑燃料中的硫，钒，铁等，成型和加工中设备等铁及合金等带入玻璃。一般情况下，铁在玻璃中有两种离子状态，即Fe3+和Fe2+，因为Fe3+有二个吸收带，一个在380－390nm处，一个在440－450nm处，但玻璃生产过程中的铁不可能只以一种离子形态存在，其与铁的总含量、玻璃成分、熔制温度、熔制时间、气氛等因素有关，而浮法玻璃的还原性锡槽提高了其生产控制的难度。所以在超白浮法玻璃的生产过程中要求其氧化还原指数很高，所以要通过控制总铁含量这个最主要的杂质来确保透过的提高及颜色。 
本发明，实施例通过添加一种能提高配合料的氧化性从而优化配合料使其氧化还原指数很高，来提高玻璃可见光区的透过率。通过生产过程控制住Fe2O3总质量百分含量为0.005－0.015％，由此生产出高可见光透过率的超白浮法玻璃，该超白浮法玻璃是晶莹剔透的无色透明玻璃，更符合人们的视觉要求。本发明实施例的超白浮法玻璃的可见光透过率达到≥91%。具体地，在标准5mm厚度下，玻璃的可见光透过率在91%以上。 
优选地，氧化剂的主成分Na2O在氧化剂中所占质量百分比为30.0～78.0%。 
上述超白浮法玻璃生产方法包括如下步骤： 
S01：按照如上所述的超白浮法玻璃中各组分比例经配方计算后称取各组分，其中，所述氧化剂称量误差要求控制在0.05％之内；
S02：将各组分充分混合，得配合料，然后将所述配合料经熔窑熔化澄清；
S03：将澄清后玻璃液通过锡槽成型和退火窑退火后切割，制得所述超白浮法玻璃。
优选地，在步骤S01中，混合料的均方差控制指标在0.32以内，更优选地，混合料的均方差控制指标在0.16以内。通过这种均方差控制，做到非常精确地称取各组分。本实施例中，在超白浮法玻璃中加入的氧化剂是以氧化物的形式，但不排除其他形式。例如，元素单质形式也可以用在配料组成中，其在生产过程中转换成为本发明所公开范围的氧化物形式，同样应当涵盖于本发明所要求保护的权利范围。不管氧化剂采用何种形式，其最终都表示为28.1%～78.0%的Na2O。 
该超白浮法玻璃生产方法通过在混合料中加入氧化剂，氧化剂可以与其他原料一起加入，引用该原料不需要改变该玻璃的生产工艺，从而能减少浮法生产控制的难度，最终生产出高可见光透过率的超白浮法玻璃。同系列主成分情况下，较添加更高价格的其它添加剂，本实施例的超白玻璃的生产成本更低，替代具有污染的澄清剂更具有“减排”的综合效果。同时制得的玻璃的颜色及透过率等通过日常配方调整同样可达到市场客户的要求。实际应用时，该超白浮法玻璃可广泛应用于多种行业中。 
以下通过多个实施例来举例说明超白浮法玻璃的不同组成及其制备方法，以及其性能等方面。具体各实施例的各组分含量如表1所示。 
表1 三种玻璃主成分的各组分含量 
  SiO2 Na2O CaO MgO Al2O3
主成分1（wt%） 68.2 15 13 2 1.8
主成分2（wt%） 72.4 13.6 13 0.7 0.3
主成分3（wt%） 71.7 14.1 9 4 1.2
在上述玻璃主成分3中加入本发明实施例所给出的氧化剂（占超白浮法玻璃总重量的百分比含量）的实施例见表2。
  
表2氧化剂重量百分组成比例
  氧化剂
成分1（wt%） 2.5－10.1
成分2（wt%） 1－6
成分3（wt%） 0.1－8
对上表2所示范围内的三类玻璃产品进行光学性能测试，结果表明，转换成5mm标准厚度玻璃的可见光透过率大于91%，b*在-0.05～0.42之间。具体见表3所示：
表3
Figure 502041DEST_PATH_IMAGE002
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超白浮法玻璃，包括玻璃主成分及氧化剂成分，所述玻璃主成分的重量百分组成比例为：
SiO2:     68.0%～78.0%；
Al2O3:    0.1%～3.1%；
CaO:     5.0%～13%；
MgO:    2.0%～6.0%；
Na2O:    10.0%～18.0%；
其中，所述超白浮法玻璃中还含有总质量百分含量0.005－0.015％的Fe2O3；
所述氧化剂的主成分及其在氧化剂中所占质量百分比为：
Na2O：    28.1%～78.0%。
2.如权利要求1所述的超白浮法玻璃，其特征在于，所述氧化剂在所述超白浮法玻璃中所占质量百分比为0.1%～10.1%。
3.如权利要求2所述的超白浮法玻璃，其特征在于，所述氧化剂在所述超白浮法玻璃中所占质量百分比为0.1%～6.0%。
4.如权利要求1所述的超白浮法玻璃，其特征在于，所述超白浮法玻璃的可见光透过率为≥91%。
5.如权利要求3所述的超白浮法玻璃，其特征在于，所述氧化剂的主成分Na2O在氧化剂中所占质量百分比为30.0～78.0%。
6.一种超白浮法玻璃生产方法，其包括如下步骤：
按照如权利要求1-5任一项所述的超白浮法玻璃中各组分比例经配方计算后称取各组分，其中，所述氧化剂称量误差要求控制在0.05％之内；
将各组分充分混合，得配合料，然后将所述配合料经熔窑熔化澄清；
将澄清后玻璃液通过锡槽成型和退火窑退火后切割，制得所述超白浮法玻璃。
7.如权利要求6所述的超白浮法玻璃生产方法，其特征在于，所述混合料的均方差控制指标在0.32以内。
8.如权利要求7所述的超白浮法玻璃生产方法，其特征在于，所述混合料的均方差控制指标在0.16以内。
9.如权利要求6所述的超白浮法玻璃生产方法，其特征在于，所述氧化剂为氧化物形式或元素单质形式。
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