JP2001527019A - 合成ケイ酸塩の製造法およびそのガラス製造における使用法 - Google Patents

合成ケイ酸塩の製造法およびそのガラス製造における使用法

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Abstract

(57)【要約】 合成ケイ酸塩の製造法が開示される。該方法は、ガラス製造において有用な物質の提供において有利である。かかる方法は、酸化カルシウムおよび酸化マグネシウム、水ならびに二酸化ケイ素の反応を含む。ガラス形成は、通常よりも低い温度で行われ、かつより少ない揮発性気体の放出を伴って行われる。ガラス中で生じるクリストバライト形成は少ない。製造される合成ケイ酸塩は、円筒形ペレットであり得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス製造組成物および方法に関する。特に本発明は、酸化カルシウ
ムおよび酸化マグネシウム、水およびケイ酸ナトリウム（シリカ砂など）から作
られるアルカリ金属前駆体物質に関する。かかる物質は、特に、ガラス製造に有
用であり、より少ないエネルギーの使用を可能にし、従来の製造バッチに伴う揮
発物はより少ない。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
ガラスは、ガラス形成体から製造され得る。ガラス形成体は、約３３５キロジュ
ール／モルより大きい重陽イオン−酸素結合強度を有する物質として、ガラスの
ランダム−網目理論下で理論づけられる。典型的な形成体は、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2 、ＧｅＯ2、Ｐ2Ｏ5、Ａｓ2Ｏ5、Ｐ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ5、Ｖ2Ｏ5、Ｓｂ2Ｏ 5 、Ｎｂ2Ｏ5、およびＴａ2Ｏ5などの酸化物である。フッ化物ＢｅＦ2も適格であ
る。追加の成分をガラス形成体と混合して、種々の効果を提供することもできる
。これらの成分としては、約２５０〜３５０キロジュール／モルの結合強度を有
するガラス中間体（これは、網目の一部となってもならなくてもよい）、および
約２５０キロジュール／モル未満の結合強度を有するガラス修飾体（これは、網
目の一部とならない）が挙げられる。典型的な修飾体は、ガリウム、マグネシウ
ム、リチウム、亜鉛、カルシウム、ナトリウムおよびカリウムの酸化物である。
他の形成体、中間体および修飾体は、「ガラス」、Kirk-Othmer Encyclopedia o f Chemical Technology , vol.12, pp555＋（1994）に例示されているように、公
知である。
【０００３】 ガラスの一つの型は、修飾体および中間体を含むケイ酸塩系である。かかるケイ
酸塩は、ケイ素−酸素−ケイ素結合の網目を有する。酸化ナトリウムなどの修飾
体の使用は、ケイ素−酸素−末端ナトリウム結合を形成することによりこれらの
結合を切断し得る。他の修飾体を使用することができる。かかる修飾体は、ガラ
スをより流動性にし、抵抗性を低下させ、熱膨張を増加させ、化学的耐久性を低
下させ、あるいは可塑化（flux）を増加させ得る。
【０００４】 ソーダ石灰ガラスは恐らく、最も遍在するガラス製品である。かかるソーダ石灰
ガラスは、アルカリおよびアルカリ土類の混合物を含む。これらのガラスは、ナ
トリウム、カルシウム、ケイ素、マグネシウム、アルミニウム、バリウムおよび
カリウムの酸化物を使用して製造され得る。
【０００５】 ほとんどのガラスは、材料が高温で転化されて均一な溶融物になり、これが次い
で形作られるところの方法によって製造される。使用される材料は、典型的には
、ケイ素源としての砂；カルシウムおよび／またはマグネシウム源としての石灰
石またはドロマイト石灰；およびナトリウム源としてのソーダ灰または苛性ソー
ダである。石灰石は、典型的には、高カルシウム石灰石（９５％方解石、ＣａＣ
Ｏ3）、アラゴナイト鉱物またはドロマイト石灰石（ドロマイト（ＣａＭｇ（Ｃ Ｏ3）2）および方解石の混合物）である。ソーダ灰（炭酸ナトリウム、Ｎａ2Ｃ Ｏ3）は、ソルベイ（Solvay）法生成物または鉱物沈殿物であり得る。典型的な 製造法は、砂、ソーダ灰、石灰石および他の物質を１０００℃より上に高められ
た温度でバッチ混合することを伴う。
【０００６】 ガラスの製造を容易にし、かつエネルギーの節約および高められた製造スループ
ットを提供する新規方法および物質が引き続き望まれる。
【０００７】 米国特許第５，００４，７０６号は、溶融ガラスの製造法を開示しており、該方
法では、シリカが、得られる溶融ガラス中のナトリウムの主要部分を含むナトリ
ウムアルカリ土類ケイ酸塩を含むバッチ成分と共に加熱される。該特許は、ケイ
酸ナトリウムカルシウムおよび所望によりケイ酸ナトリウムマグネシウムを含む
、ガラス製造で使用するためのバッチ成分も開示している。ケイ酸ナトリウムカ
ルシウムを含むバッチ成分を製造するための方法も開示されており、該方法は、
酸化ナトリウム源、シリカ源、およびケイ酸カルシウム源または酸化カルシウム
源のいずれかの混合物を約８００℃より高い温度で、Ｎａ2Ｏ、ＣａＯおよびＳ ｉＯ2のモル比を１：１：１として加熱することを含む。得られるバッチ成分は 、混合し炉に供給する前の溶融を伴わないで予備加熱され得る。
【０００８】 米国特許第４，９２０，０８０号は、ガラスの製造法を開示しており、該方法で
は、予備段階として、シリカを炭酸ナトリウムと反応させてケイ酸ナトリウムを
形成させる。得られるケイ酸ナトリウムを、好ましくはケイ酸ナトリウムと接触
させる前にか焼されて二酸化炭素が放出されている炭酸カルシウム含有バッチ物
質と一緒にする。該特許は、該方法がガラス溶融からの廃熱の回収を最大にする
こと、および得られるバッチ材料が実質的に二酸化炭素を含まず、それによって
ガラス中の気体包含が最小にされることを示唆している。
【０００９】 米国特許第４，０２３，９７６号は、ガラスの改善された製造法を開示しており
、該方法では、ガラスバッチをバインダーと混合し、エージングし、圧縮し、加
圧してブリケットにし、それを加熱して、バッチの中身を予備反応段階で部分的
に反応させる。この方法は、ガラスバッチにおける偏析および不均一性を最小に
し、ガラス炉の運転温度を低下させる。
【００１０】 米国特許第３，８８３，３６４号は、ガラス炉のための供給ストックに特に適す
る、ダストの無い顆粒状アルカリ土類カーボネート物質を開示している。顆粒状
物質の製造法は、アルカリ土類カーボネートの新しく製造された水性スラリーを
アルカリケイ酸塩の溶液と一緒にし、スラリーを乾燥させ、約７００〜９００℃
の温度で焼結し、それによって水性スラリー固体を、ガラス炉における供給スト
ックとしての使用に適する、ダストの無い、自由に流動する形状に挽かれ得る稠
密物質に転化することを含む。
【００１１】 米国特許第３，９６７，９４３号は、ケイ酸ナトリウム水溶液をバッチ成分とし
て使用して総Ｎａ2Ｏ含量の約１％〜約１０％を供給することによりガラスバッ チ溶融を改善する方法を開示している。通常のナトリウム含有バッチ物質は、Ｎ
ａ2Ｏ含量の大半を供給する。該特許は、ケイ酸ナトリウム水溶液の添加が、溶 融において使用されるべき温度を低くしおよび／または燃料を少なくすることを
可能にし、その結果、ダスト発生が少なくなり、ガラスの不均質性または欠陥の
誘発が減少することを示唆している。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、合成ケイ酸塩の使用による溶融セラミックの製造法であり、ここでは
、合成ケイ酸塩は、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源と二
酸化ケイ素源とを混合することにより製造される。好ましくは、合成ケイ酸塩は
、可溶性ケイ酸塩ルートまたはシリカ砂ルートによって作られ得る。有利には、
合成ケイ酸塩は、円筒形ペレットに形成され得る。
【００１３】 1以上の局面によれば、本発明は、エネルギーの節約ならびに、それらに限定さ れないが、ガラス製造プロセスにおける放出される二酸化炭素量の減少および泡
の生成の減少、形成されたガラスにおける不純物の減少、炉の引抜き速度の増加
、製造されるガラスにおける元素比の適宜設定およびバッチ均一性の改善などの
他の利点を提供する。
【００１４】
【発明の実施の態様】
本発明の一実施態様は、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源
を二酸化ケイ素源と混合して、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムおよびケ
イ酸カルシウムマグネシウムから成る群から選択される1以上の化合物を含むケ イ酸塩物質（以降、「合成ケイ酸塩」という）を製造する工程を含む溶融セラミ
ックの製造法である。合成ケイ酸塩は所望により、カルシウムおよび／またはマ
グネシウムの消化された源を製造する消化プロセスからの残留水であり得る遊離
水を含む。該方法はさらに、適切な製造条件下で合成ケイ酸塩および第二の二酸
化ケイ素源を混合して溶融セラミック物質を製造することを含む。第二の二酸化
ケイ素源は、合成ケイ酸塩の製造に使用される源と同じであることができ、また
は異なる源であってもよい。
【００１５】 製造される溶融セラミックは、物質の選択および対応するセラミック製造条件に
依存する。溶融セラミックは好ましくは、それらに限定されないが、ガラス食器
、ガラスビン、ガラス窓（例えば、建物、自動車など）、繊維ガラス、光学ガラ
ス、光ファイバーなどのガラス製品の製造、およびアルミニウム、ホウ素、ガリ
ウムなどの添加によって製造されるような他のガラス製品に適するガラス前駆体
である。
【００１６】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、水と反応する、カルシウムおよび
／またはマグネシウムの酸化物などの、水によって消化され得る天然または合成
された物質の任意の型であり得る。そのような源は、カルシウムおよび／または
マグネシウムの酸化物の天然形、または挽かれ、か焼されもしくは他の処理を施
された処理済物質であり得る。非限定的例は、珪灰石（ＣａＯ・ＳｉＯ2）、透 輝石（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2）、オーケルマナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・ ２ＳｉＯ2）、メタケイ酸カルシウム（ＣａＯ・ＳｉＯ2）、か焼ドロマイト（す
なわち、ドロマイト石灰、ＣａＯ・ＭｇＯ）および種々の形状の石灰（ＣａＯ）
（例えば、生石灰、水和石灰、水硬性石灰および高カルシウム石灰（すなわち、
９５％以上活性））である。
【００１７】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源の好ましい選択は、ドロマイト石灰お
よび高カルシウム石灰である。カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、室
温および大気圧で水により消化され得る。より高い温度および圧力が使用され得
る。１より多い種類のカルシウムおよび／またはマグネシウム源が使用される場
合は、源を消化の前、消化中または消化後に混合することができる。使用される
水の量は、好ましくは、完全な消化に関して少なくとも化学量論量であり、カル
シウムおよび／またはマグネシウムの消化された源が或る量の遊離の（未反応の
）水を含むように水の量が過剰であってもよい。
【００１８】 二酸化ケイ素源は、特定の消化された源と混合して合成ケイ酸塩の製造を可能に
する通常の任意の二酸化ケイ素源であり得る。例えば、該源は、二酸化ケイ素が
他の化合物と比較的結合していないもの、例えば砂、石英などの天然物質のシリ
カであり得る。あるいは、該源は、二酸化ケイ素が他の化合物と比較的結合して
いるもの、例えばケイ酸ナトリウム中の二酸化ケイ素であり得る。
【００１９】 シリカ源の他に、ガラスまたは他のセラミック物質の製造の完了のために、１以
上のカルシウム、マグネシウムおよびナトリウム源が必要とされるかもしれない
。例えば、石灰、ドロマイトおよびソーダ灰物質の１以上が使用され得る。これ
は、所望の組成に依存する。かかる物質の使用は、製造において、二酸化炭素な
どの揮発性気体の放出を生じ得る。従って、そのような使用は最小限であるのが
望ましい。
【００２０】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源と二酸化ケイ素源との混
合は、消化された源を製造するための消化と同時に、または消化の後に行うこと
ができる。カルシウムおよび／またはマグネシウム源、消化のための水および二
酸化ケイ素源の割合は、種々の合成ケイ酸塩を製造するために変わり得る。消化
中の水とカルシウムおよび／またはマグネシウム源との好ましい重量比は、所望
の生成物ならびに消化のための水温に従って変わる。
【００２１】 水とカルシウムおよび／またはマグネシウム源との混合は、一方から他方へのい
ずれかの順または同時であり得る。二酸化ケイ素とカルシウムおよび／またはマ
グネシウムの消化された源との混合時間は、好ましくは約5秒〜約２時間、より 好ましくは約１０秒〜約３０秒の範囲であり得る。
【００２２】 二酸化ケイ素とカルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源との混合
および続く混合（あるならば）は、ガラスまたは他のセラミックの製造に適する
合成ケイ酸塩の製造に有効である。過剰の水（例えば、遊離の水）が存在する場
合、物質はスラリー形状である。合成ケイ酸塩を使用して形成されるべきガラス
または他のセラミックの組成および種類に応じて、追加の物質を混合中または混
合後にスラリーに添加することができる。例えば、追加のシリカが望ましい場合
、シリカ粉末などのシリカ源が添加され得る。また、そのような合成ケイ酸塩が
ガラス製造で使用される前に、スラリーを、濾過、蒸発または加熱などの処理に
付して遊離水の少なくとも一部を除去することができる。例えば、スラリーは、
約１１０℃の温度で乾燥され得る。
【００２３】 合成ケイ酸塩は、約１１０〜約１１００℃またはそれより上のより高い温度で加
熱することによりさらに処理され得る。かかる加熱の時間および勾配は、かかる
加熱が更なるまたは引続きの反応を生じ得る限りにおいて、所望の最終の合成ケ
イ酸塩に応じて変わり得る。
【００２４】 本発明によって製造される合成ケイ酸塩は、広範囲の1以上のケイ酸カルシウム 、ケイ酸マグネシウムおよびケイ酸カルシウムマグネシウム成分を有し得る。か
かるケイ酸塩成分の変動性は、カルシウム、マグネシウム、水および二酸化ケイ
素源の量の変動性ならびに運転条件、例えば温度、圧力、時間、混合などと相関
する。
【００２５】可溶性ケイ酸塩ルート 本発明の一実施態様は、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源
と可溶性ケイ酸塩とを混合して合成ケイ酸塩を製造する工程を含む、溶融ガラス
の製造法である。この合成ケイ酸塩は所望により、消化プロセスからの残留物で
あり得る遊離水を含む。該方法は、合成ケイ酸塩および二酸化ケイ素源（好まし
くはシリカ）を混合してガラス製品を製造することをさらに含む。
【００２６】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源の好ましい選択は、ドロマイト石灰お
よび高カルシウム石灰である。カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、室
温または大気圧で水によって消化され得る。より高い温度および圧力を使用して
もよい。１より多い型のカルシウムおよび／またはマグネシウム源を使用する場
合は、源を消化の前、消化中、または消化後に混合することができる。使用され
る水の量は好ましくは、完全な消化に関して少なくとも化学量論量であり、カル
シウムおよび／またはマグネシウムの消化された源が遊離の（未反応の）水を含
むように、水の量が過剰であってもよい。
【００２７】 可溶性ケイ酸塩は、ケイ酸塩をカルシウムの消化された源と反応させるのに十分
な水溶性を有するケイ酸塩である。好ましい水溶性ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウ
ムである。かかるケイ酸ナトリウムは、乾燥状態または液体状であり、かつ無水
のまたは水和された状態、好ましくは５水和状態であり得る。
【００２８】 二酸化ケイ素源の他に、ガラスの製造の完了のために、１以上のカルシウム、マ
グネシウムおよびナトリウム源が必要とされるかもしれない。例えば、石灰、ド
ロマイトおよびソーダ灰物質の１以上が使用され得る。これは、所望のガラス組
成に依存する。かかる物質の使用は、ガラス製造において、カーボネートなどの
揮発性気体の放出を生じ得る。従って、そのような使用は最小限であるのが望ま
しい。
【００２９】 １つの好ましい実施態様では、ケイ酸ナトリウムが、Ｎａ2Ｏ・ＸＳｉＯ2（ここ
で、Ｘは０．５〜３．７５の範囲の値である）の実験式を有する化合物の無水物
または水和物であり、好ましくは、Ｎａ2Ｏ・ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ・ＳｉＯ2・５Ｈ 2 Ｏおよび、Ｎａ2Ｏ・１０／３ＳｉＯ2である。ケイ酸ナトリウムが無水物であ る場合、ケイ酸ナトリウムは好ましくは、消化プロセスの完了後に、カルシウム
の消化された源と混合される。
【００３０】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源と可溶性ケイ酸塩との混
合は、消化された源を製造するための消化と同時にまたは消化後に行われ得る。
カルシウムおよび／またはマグネシウム源、消化のための水および可溶性ケイ酸
塩の割合は、種々のカルシウム合成ケイ酸塩を製造するために変わり得る。好ま
しい実施態様では、カルシウムおよび／またはマグネシウム源がドロマイト石灰
と高カルシウム石灰とのブレンドである。ブレンドの割合は変動可能であり、好
ましくは、ドロマイト石灰と高カルシウム石灰との重量比が約１００：１〜約１
：１００、より好ましくは約４：１〜約２：１の範囲である。消化中の水と石灰
との好ましい重量比は、約１０：１〜約０．３５：１、より好ましくは約２．５
：１〜約１：１である。カルシウム源の消化のための水温は、好ましくは約１０
℃〜約９０℃、より好ましくは約２０℃〜約３０℃である。
【００３１】 水とカルシウムおよび／またはマグネシウム源との混合は、一方から他方へのい
ずれかの順または同時であり得る。好ましくは、水が、カルシウムおよび／また
はマグネシウム源へ、例えば約5秒〜約２時間、好ましくは約３０秒の時間にわ たって添加される。消化時間は好ましくは、約１分〜約６０分、より好ましくは
約２．５分〜約１０分である。
【００３２】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源と混合されるべき可溶性
ケイ酸塩の量は、好ましくは、可溶性ケイ酸塩とカルシウムおよび／またはマグ
ネシウムの消化された源（乾燥状態）との重量比が約０．０４４〜約２．２、よ
り好ましくは約０．０４８〜約１．２の範囲である。可溶性ケイ酸塩と消化され
た源との混合時間は、好ましくは約５秒〜約２時間、より好ましくは約１０秒〜
約３０秒の範囲であり得る。可溶性ケイ酸塩と消化された源との混合物は、好ま
しくは、約５分〜約２時間、より好ましくは約３０分〜約１時間の続く混合に付
される。
【００３３】 可溶性ケイ酸塩とカルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源との混
合および続く混合（ある場合）は、ガラスの製造に適する合成ケイ酸塩の製造に
有効である。過剰の水（例えば、遊離の水）が存在する場合、物質はスラリー状
である。合成ケイ酸塩を使用して形成されるべきガラスの組成および種類に応じ
て、追加の物質が、混合中または混合後にスラリーに添加され得る。例えば、追
加のシリカが望ましい場合、シリカ粉末などのシリカ源が添加され得る。また、
かかる合成ケイ酸塩がガラス製造において使用される前に、スラリーを、濾過、
蒸発または加熱などによって処理して、遊離水の少なくとも一部を除去すること
ができる。例えば、スラリーを、約１１０℃の温度で乾燥させることができる。
【００３４】 合成ケイ酸塩は、より高い温度、例えば約１１０℃〜約１１００℃、より好まし
くは約１５０℃〜約７００℃、さらにより好ましくは約３００℃より下の温度で
加熱することによりさらに処理され得る。かかる加熱の時間および勾配は、かか
る加熱が更なるまたは引続きの反応を生じ得る限りにおいて、所望の最終の合成
ケイ酸塩に応じて変わり得る。
【００３５】 可溶性ケイ酸塩の使用によって製造される合成ケイ酸塩は、広範囲の１以上のケ
イ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、および／またはマグネシウム成分を有し
得る。成分の変動性は、カルシウム源、水および可溶性ケイ酸塩の量の変動性な
らびに運転条件、例えば温度、圧力、時間、混合などと相関する。１つの好まし
い実施態様では、合成ケイ酸塩が式ＮａAＣａBＭｇC（Ｏ）D（ＯＨ）EＳｉFＦＯ G ・ＸＨ2Ｏ（ここで、ＤまたはＥのどちらかは０であり、他の下付き文字は、先
に記載された条件に応じて変わる）を有する。表Ｉは、運転量と得られる合成ケ
イ酸塩との間に得られる可能な相関関係を非限定的方法で開示する。
【００３６】
【表１】
【００３７】 好ましい実施態様では、可溶性ケイ酸塩によって製造される合成ケイ酸塩が式（
ＣａＯ）x・ＳｉＯ2・Ｙ（Ｈ2Ｏ）（ｘは５／６〜３／２であり、Ｙはゼロでは ない）によって表される１以上の成分を含む。より好ましくは、ｘが１．５であ
り、Ｙが１である。
【００３８】 別の好ましい実施態様では、可溶性ケイ酸塩によって製造される合成ケイ酸塩が
、式Ｘ（Ｎａ2Ｏ）・Ｙ（ＣａＯ）・ＳｉＯ2によって表される１以上の成分を含
み、所望により、式Ｗ（Ｎａ2Ｏ）・Ｖ（ＭｇＯ）・ＳｉＯ2によって表される化
合物を含む。ここで、ＸおよびＷは独立して１／６〜１／１であり、ＷおよびＶ
は独立して１／３〜１／１である。好ましくは、合成ケイ酸塩前駆体物質は、０
．５（Ｎａ2Ｏ）・１（ＣａＯ）・ＳｉＯ2を含む。より好ましくは、合成ケイ酸
塩前駆体物質は、Ｎａ2Ｏ・ＭｇＯ・ＳｉＯ2をさらに含む。
【００３９】 別の局面では、本発明は、所望の結果を得るための一組の新規プロセス変量内で
の開示された反応のプロセス変量の設定である。従って、本発明は、合成ケイ酸
塩の量と二酸化ケイ素源の量との割合が、設定時間内で溶融ガラスを製造するの
に必要な温度を下げるために有効に制御されるところの上記した発明であり得る
。あるいは、合成ケイ酸塩の量と二酸化ケイ素源の量との割合が、設定温度で溶
融ガラスを製造するのに必要な時間を減少させるために有効に制御される。別の
局面では、温度および時間が共に、上記割合を有効に制御することにより低下（
減少）される。上記変量を構成する変量も制御され得る。例えば、溶融ガラスは
、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源の量、可溶性ケイ酸塩
の量、遊離水の量、二酸化ケイ素の量、溶融ガラスを製造するための時間および
溶融ガラスを製造するための温度から成る変量の組から変量を設定することによ
り製造される。ある一定数の変量がいったん設定されると、残りは、自由度に応
じて固定される。望ましいガラス組成に依存して、他のカルシウム、マグネシウ
ムまたはナトリウム源（例えば、石灰、ドロマイトおよびソーダ灰）の量は、こ
れらの変量の変化に従って変わり得る。
【００４０】
【実施例】 以下の実施例により、可溶性ケイ酸塩を使用したときの本発明の範囲を説明する
が、以下の実施例は本発明の範囲を限定するものではない。
【００４１】 実施例１ 以下は、ケイ酸ナトリウムカルシウムとケイ酸ナトリウムマグネシウムとの混合
物を製造する方法である。反応は、パドルミキサーにおいて行われる。３７．２
ｇのドロマイト石灰（５５．１％ＣａＯ；４２．５％ＭｇＯ）および１３．２ｇ
の高カルシウム石灰（９６％活性）から成る酸化マグネシウムおよび酸化カルシ
ウム源をミキサー中で予備混合させる。混合酸化物に、２１０ｇの乾燥したメタ
ケイ酸ナトリウム５水和物を添加する。これは、酸化マグネシウムおよび酸化カ
ルシウムの全部と１：１モル比で反応するのに十分な二酸化ケイ素を提供する。
この乾燥混合物中に５０ｇの水を加える。スラリーを３０分間混合させる。反応
が完了すると、遊離水を１１０℃のキルン中で除去する。乾燥した物質を次いで
、キルン中で４００℃に加熱する。この反応で生成した相は、ｘ線回折（ＸＲＤ
）によって、Ｎａ2ＭｇＳｉＯ4およびＮａ2Ｃａ2Ｓｉ2Ｏ7であることが確認され
た。
【００４２】 実施例２ これは、Ｎａ2ＭｇＳｉＯ4およびＮａ2Ｃａ2Ｓｉ2Ｏ7前駆体がガラス中で使用さ
れる方法を例示する。追跡されたガラス組成は、７４．１％のＳｉＯ2、１３． ３％のＮａ2Ｏ、８．６％のＣａＯおよび４．１％のＭｇＯである。前駆体物質 は、必要とされるＮａ2Ｏ、ＣａＯおよびＭｇＯの１００％および必要とされる ＳｉＯ2の２１％から成る。従って、５０ｇの前駆体物質に６７．９ｇのＳｉＯ2 が砂として添加される。ＣａＯ源としての炭酸カルシウム、ＭｇＯ源としての炭
酸マグネシウム、およびＮａ2Ｏ源としてのソーダ灰を使用した上記のガラス組 成から成る対照を作る。これらの混合物の２つの群を１、３、６および１２時間
の間、各々１３００℃および１４００℃に加熱する。ガラスサンプルを挽いて粉
にし、それらのＸＲＤを行った。これらのサンプルの無定形ガラスの割合（％）
は以下の通りである。
【００４３】
【表２】
【００４４】 実施例３ 以下は、ケイ酸カルシウム水和物の合成法である。反応は、パドルミキサーにお
いて行われる。５５．１％ＣａＯおよび４２．５％ＭｇＯから成るドロマイト石
灰３００ｇを、パドルミキサー中で１０分間、５００ｇの水により消化させる。
別個に、１００ｇの高カルシウム石灰を、５００ｇの水を用いて１０分間消化さ
せる。両方のサンプルを６０メッシュのスクリーンでスクリーニングする。ミキ
サーに、４００ｍｌのドロマイト石灰および５００ｍｌの高カルシウム石灰を入
れる。混合石灰に、９４５ｇの液状Ｎ−型ケイ酸ナトリウムを添加する。ケイ酸
ナトリウムを５秒にわたって導入する。ケイ酸ナトリウムは、ＭｇＯおよびＣａ
Ｏの全部と１：１モル比で反応するのに十分な可溶性シリカを提供する。スラリ
ーを６０分間混合させる。反応が完了すると、遊離水を１１０℃のキルン中で除
去する。乾燥した物質を次いで、キルン中で４００℃に加熱する。この反応で生
成した相は、ＸＲＤによって、（ＣａＯ）1.5ＳｉＯ4・Ｈ2Ｏであり、未反応の ＭｇＯおよび過剰のケイ酸ナトリウムを伴うことが確認された。
【００４５】 実施例４ （ＣａＯ）1.5ＳｉＯ2・Ｈ2Ｏ前駆体がガラスで使用される方法である。追跡さ れたガラス組成は、７４．１％のＳｉＯ2、１３．３％のＮａ2Ｏ、８．６％のＣ
ａＯおよび４．１％のＭｇＯである。前駆体物質は、必要とされるＣａＯおよび
ＭｇＯの１００％、必要とされるＳｉＯ2の２１％および必要とされるＮａ2Ｏの
３５％から成る。従って、２０ｇの前駆体物質に３６．１ｇのＳｉＯ2および９ ｇのソーダ灰が添加される。ＣａＯ源としての炭酸カルシウム、ＭｇＯ源として
の炭酸マグネシウム、およびＮａ2Ｏ源としてのソーダ灰を使用した上記のガラ ス組成から成る対照を作る。これらの混合物の２つの群を１、３、６および１２
時間の間、各々１３００℃および１４００℃に加熱する。ガラスサンプルを挽い
て粉にし、それらのＸＲＤを行った。これらのサンプルの無定形ガラスの割合（
％）は以下の通りである。
【００４６】
【表３】
【００４７】シリカ砂ルート 本発明の別の好ましい実施態様は、不純物がふるいにかけられた（例えば、分粒
工程による）、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源および二
酸化ケイ素源（好ましくはシリカ）を混合した後、該混合物を高温で加熱して合
成ケイ酸塩（すなわち、ケイ酸カルシウムマグネシウム、ケイ酸マグネシウムお
よび／またはケイ酸カルシウム）を製造する工程を含む溶融ガラスの製造法であ
る。該方法は、合成ケイ酸塩および第二のシリカ源およびナトリウム源（好まし
くはソーダ灰）を混合してガラス製品を製造することをさらに含む。この第二の
シリカ源は、シリカ砂と同じでも異なっていてもよい。
【００４８】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、水によって消化され得る天然のま
たは合成の物質の任意の型であり得る。すなわち、水と反応する、カルシウムお
よび／またはマグネシウムの酸化物である。かかる源は、カルシウムおよび／ま
たはマグネシウムの酸化物の天然形、または挽かれ、か焼されもしくは他の処理
を施された処理済物質であり得る。非限定的例は、珪灰石（ＣａＯ・ＳｉＯ2） 、透輝石（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2）、オーケルマナイト（２ＣａＯ・Ｍｇ Ｏ・２ＳｉＯ2）、メタケイ酸カルシウム（ＣａＯ・ＳｉＯ2）、か焼ドロマイト
（すなわち、ドロマイト石灰、ＣａＯ・ＭｇＯ）および種々の形状の石灰（Ｃａ
Ｏ）（例えば、生石灰、水和石灰、水硬性石灰および高カルシウム石灰（すなわ
ち、９５％以上活性））である。
【００４９】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源の好ましい選択は、ドロマイト石灰お
よび高カルシウム石灰である。カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、室
温または大気圧で水により消化され得る。より高い温度および圧力が使用され得
る。１より多い種類のカルシウムおよび／またはマグネシウム源が使用される場
合は、カルシウムおよび／またはマグネシウム源を消化の前、消化中または消化
後に混合することができる。また、カルシウムおよびマグネシウムの一部が方解
石またはドロマイト源由来であってもよい。方解石またはドロマイトは、消化の
前または消化中に石灰に混合され得る。方解石またはドロマイトによって置き換
えられるカルシウムおよびマグネシウムの割合（％）は、０％〜１００％であり
得る。使用される場合、好ましい範囲は、約２５％〜約５０％である。炭酸カル
シウムまたは炭酸マグネシウムを使用することの利点は、それが原料コストを低
下させることである。使用される水の量は、好ましくは、完全な消化に関して少
なくとも化学量論量であり、カルシウムの消化された源が或る量の遊離の（未反
応の）水を含むように水の量が過剰であってもよい。
【００５０】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源は、次いで、不純物をふ
るいにかけることができる。ふるいのサイズは、約１０メッシュ〜約３２５メッ
シュの範囲であり得る。より好ましくは、ふるいのサイズは約３０メッシュ〜約
６０メッシュである。かかる不純物の非限定的例は、鉄粒子、グリット、耐火性
残渣、包有物、およびガラスバッチにおいて溶融しない他の型の粒子である。
【００５１】 シリカ源は、変化するメッシュサイズの天然のまたは合成の源の任意の型であり
得る。シリカ源の例としては、それらに限定されないが、シリカ砂、シリカ粉末
、沈降シリカなどが挙げられる。
【００５２】 シリカ源の他に、ガラスの製造を完了するために、１以上のカルシウム、マグネ
シウムおよびナトリウム源も必要とされ得る。例えば、１以上の石灰石、ドロマ
イトおよびソーダ灰物質が使用され得る。これは、所望のガラス組成に依存する
。かかる物質の使用は、ガラス製造においてカーボネートなどの揮発性気体の放
出を生じ得る。従って、そのような使用は最小限であるのが望ましい。
【００５３】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源とシリカ砂との混合は、
消化された源を製造するための消化と同時に、または消化の後に行うことができ
る。好ましくは、消化の前に、石灰、カーボネートおよびシリカ砂が共に微粉状
にされる。種々の合成ケイ酸塩を製造するための、カルシウムおよび／またはマ
グネシウム源、消化のための水およびシリカ砂の割合は変わり得る。好ましい実
施態様では、カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、ドロマイト石灰およ
び／または高カルシウム石灰のブレンドである。ブレンドの割合は変わり得るが
、好ましくは、ドロマイト石灰と高カルシウム石灰との重量比が約１００：１〜
約１：１００、より好ましくは約４：１〜約２：１の範囲である。消化中の水と
石灰との好ましい重量比は、約１０：１〜約０．３５：１、より好ましくは約２
．５：１〜約１：１である。カルシウムおよび／またはマグネシウム源の消化の
ための水温は好ましくは、約１０℃〜約９０℃、より好ましくは約２０℃〜約３
０℃である。
【００５４】 水とカルシウムおよび／またはマグネシウム源との混合は、一方から他方へのい
ずれかの順または同時であり得る。好ましくは、水がある時間、例えば約５秒〜
約２時間、好ましくは約３０秒にわたって、カルシウムおよび／またはマグネシ
ウム源に添加される。消化時間は、好ましくは約１分〜約６０分、より好ましく
は約２．５分〜約１５分である。
【００５５】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源と混合されるべきシリカ
砂の量は、好ましくは、シリカ砂とカルシウムおよび／またはマグネシウムの消
化された源（乾燥）との重量比が約０．４４〜約２．２、より好ましくは約０．
０４８〜約１．２である範囲である。シリカ砂とカルシウムおよび／またはマグ
ネシウムの消化された源との混合時間は、好ましくは約５秒〜約２時間、より好
ましくは約１０秒〜約３０秒の範囲である。シリカ砂とカルシウムおよび／また
はマグネシウムの消化された源との混合物は、好ましくは、約１分〜約２時間、
より好ましくは約５分〜約３０分間の続く混合に付される。
【００５６】 シリカ砂およびカルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源の混合お
よび続く混合（あるならば）は、ガラスの製造に適する合成ケイ酸塩の製造に有
効である。過剰の水（例えば、遊離の水）が存在する場合、物質はスラリー形状
である。合成ケイ酸塩を使用して形成されるべきガラスの組成および種類に応じ
て、追加の物質を、混合中または混合後にスラリーに添加することができる。例
えば、追加のシリカが望ましい場合、シリカ粉末などのシリカ源が添加され得る
。また、そのような合成ケイ酸塩がガラス製造で使用される前に、スラリーを、
濾過、蒸発または加熱などの処理に付して遊離水の少なくとも一部を除去するこ
とができる。例えば、スラリーは、約１１０℃の温度で乾燥され得る。
【００５７】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源およびシリカ砂は、より
高温、例えば約１０００℃〜約１８００℃、より好ましくは約１３００℃〜約１
４００℃で加熱することによりさらに処理される。かかる加熱の時間および勾配
は、所望の最終の合成ケイ酸塩に応じて変わり得る。
【００５８】 本発明の別の実施態様では、シリカ砂およびドロマイトおよび高カルシウム石灰
が微粉状にされ、予備混合される。乾燥混合物は次いで、数分にわたって上記し
た割合の水に添加される。パン生地様の混合物を次いで押出し、遊離水を乾燥さ
せる。
【００５９】 シリカによって製造される合成ケイ酸塩は、広範囲の1以上のケイ酸マグネシウ ム、ケイ酸カルシウムマグネシウムおよび／またはケイ酸カルシウム成分を有し
得る。合成ケイ酸塩成分の変動性は、カルシウムおよび／またはマグネシウム源
、水およびシリカ砂の量の変動性ならびに運転条件、例えば温度、圧力、時間、
混合などと相関する。本発明によって製造されるケイ酸カルシウムマグネシウム
および／またはケイ酸カルシウムの形状は、それらに限定されないが、透輝石（
ＣａＭｇＳｉ2Ｏ6）、珪灰石（ＣａＳｉＯ3）、オーケルマナイト（Ｃａ2ＭｇＳ
ｉ2Ｏ7）、メルウィナイト（Ｃａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8）、モンチセリ石（ＣａＭｇＳ ｉＯ4）、苦土橄欖石（Ｍｇ2ＳｉＯ4）などである。好ましい実施態様では、ケ イ酸カルシウムマグネシウムおよび／またはケイ酸カルシウムガラス前駆体が、
透輝石および／または珪灰石で構成される。
【００６０】 固体状態反応中に作られる透輝石および珪灰石は、走査電子顕微鏡がユニークな
形態を示すという点で、合成および天然の珪灰石および透輝石の他の源と異なる
。
【００６１】 別の局面では、本発明は、所望の結果を得るための、一組の新規プロセス変量内
でのプロセス変量の設定である。従って、本発明は、合成ケイ酸塩の量と二酸化
ケイ素源（好ましくはシリカ）の量との割合が、設定時間内に溶融ガラスを製造
するのに必要な温度を下げるように有効に制御される、上記発明であり得る。あ
るいは、ケイ酸カルシウム前駆体物質の量とシリカ源の量との割合が、設定温度
で溶融ガラスを製造するのに必要な時間を減少するように有効に制御される。前
記変量を構成する変量も制御され得る。例えば、溶融ガラスは、カルシウムの消
化された源の量、可溶性ケイ酸塩の量、遊離水の量、シリカ源の量、溶融ガラス
を製造するための時間、および溶融ガラスを製造するための温度から成る変量の
セットから変量を設定することにより製造される。いったん或る数の変量が設定
されると、残りは、自由度に従って固定される。望ましいガラス組成に応じて、
他のカルシウム、マグネシウムまたはナトリウム源（例えば、石灰石、ドロマイ
トおよびソーダ灰）の量もこれらの変量の変化に従って変化し得る。
【００６２】 ガラスにおいて示される利点としては、より良好な熱移動となるより低い発泡、
３０％〜４０％少ない気体故のより短い清澄時間、溶融時間を短縮するより良好
な共融、およびより良好な溶融特性によるソーダ灰の可能な低下が挙げられる。
【００６３】 さらに、この物質は、ガラス炉からの廃熱を利用することにより、コスト上さら
に有効に作られ得る。合成ケイ酸塩製造設備は、ガラス工場の敷地に位置させる
ことができる。これが、ガラス炉からの廃熱およびエネルギーの使用を可能にす
る。合成ケイ酸塩ガラスバッチ成分は次いで、トラック輸送または鉄道車両の料
金を伴うことなく、ガラス原料設備に容易に移動され得る。
【００６４】 以下の実施例は、シリカ砂を使用した合成ケイ酸塩の製造を説明するものである
が、以下の実施例は本発明を限定するものではない。
【００６５】 実施例５ 以下は、ケイ酸カルシウムマグネシウム、特に透輝石の製造法である。反応はホ
バートミキサー（Hobart mixer）において行われる。６００ｇのドロマイト石灰
（５６．０６％ＣａＯ；３８．３１％ＭｇＯ）および９６０ｇの水から成る酸化
マグネシウムおよび酸化カルシウム源をミキサーに同時に入れる。酸化物を１５
分間消化させる。これは、最大粘度を可能にする。カルシウムおよびマグネシウ
ムの消化された源を次いで、３０メッシュのふるいにかけて不純物を除去する。
混合酸化物に、７０２ｇの乾燥した３０メッシュのシリカ砂を添加する。これは
、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウムの全部と１：１モル比で反応するのに
十分な二酸化ケイ素を提供する。スラリーを１０分間混合させる。反応が完了す
ると、遊離水を１１０℃のオーブン中で除去する。乾燥した物質を次いで、キル
ン中で１５分間１３７５℃に加熱する。この反応で生成した相は、ｘ線回折（Ｘ
ＲＤ）によって、＞９８％透輝石（ＣａＭｇＳｉ2Ｏ6）であることが確認される
。
【００６６】 実施例６ 透輝石（ＣａＭｇＳｉ2Ｏ6）前駆体がガラスで使用される方法である。追跡され
たガラス組成は、７４．１％のＳｉＯ2、１３．３％のＮａ2Ｏ、８．６％のＣａ
Ｏおよび４．１％のＭｇＯである。前駆体物質は、必要とされるＣａＯおよびＭ
ｇＯの７７．２％および必要とされるＳｉＯ2の１６．５％から成る。従って、 ２２．４ｇの前駆体物質に、３０メッシュの砂としての６１．９ｇのＳｉＯ2、 ５３．０４％ＣａＯとしての５．４３ｇの炭酸カルシウムおよび５８．５％のＮ
ａ2Ｏとしての２２．６ｇのソーダ灰が添加される。ＣａＯ源としての炭酸カル シウム、ＭｇＯ／ＣａＯ源としてのドロマイト、ＳｉＯ2源としての３０メッシ ュの砂およびＮａ2Ｏ源としてのソーダ灰を使用した上記のガラス組成から成る 対照を作る。これらの混合物の２つの群を種々の温度に加熱し、ある時間にわた
って放置する。どの場合も、対照ガラスを炉の中に並べて実験した。ガラスサン
プルを挽いて粉にし、それらのＸＲＤを行った。これらのサンプルの無定形ガラ
スの割合（％）は以下の通りである。
【００６７】
【表４】
【００６８】 さらに、熱重量分析／示差熱分析（ＴＧＡ／ＤＴＡ）は、透輝石物質を有するガ
ラスの方が必要とされるエネルギーが少なく、ガラス対照よりも吸熱が少ないこ
とを示す。理論的には、透輝石型の合成ケイ酸塩を使用したガラスは、対照ガラ
スよりも１３．８％少ないエネルギーでよい。これは、恐らく、透輝石型の合成
ケイ酸塩を使用したガラスでは、脱カルボキシル化の必要性が少ないからである
。
【００６９】合成ケイ酸塩ペレット 別の実施態様では、本発明は、さらに処理して合成ケイ酸塩粒子にすることがで
きる合成ケイ酸塩ペレットの製造法である。合成ケイ酸塩は、可溶性ケイ酸塩ル
ートまたはシリカ砂ルートのいずれかにより製造される。かかる粒子の好ましい
製造法は、次の工程を含む。すなわち、 １）（ａ）二酸化ケイ素、好ましくは砂、（ｂ）酸化カルシウムおよび／または
酸化マグネシウム、好ましくはドロマイト石灰または高カルシウム石灰、および
（ｃ）水を混合することにより混合物を製造する工程； ２）かかる混合物から未乾燥物体を形成する工程（例えば、未乾燥ペレットを押
出す工程）； ３）未乾燥物体、例えばペレットを乾燥させて水を除去する、好ましくは取扱い
に十分な構造強度を得るおよび／または反応プロセスにおける分解を制御する工
程； ４）未反応物体を反応させて所望の合成ケイ酸塩、好ましくは透輝石製品ペレッ
トを製造する工程、ここで、好ましくは、反応を、キルンまたはマイクロ波デバ
イス中、制御された条件下で行って所望の製品を製造する；および ５）合成ケイ酸塩生成物を、ガラス製造成分での使用に望ましい粒径へと小さく
する工程 である。
【００７０】 工程（１）は、物質の比を制御するために有効に行われる。これは、前反応させ
たペレットの「グリーン」強度および所望の合成ケイ酸塩製品ペレットの組成に
到達する上で重要である。酸化カルシウムを存在させないで工程（１）で酸化マ
グネシウムのみを使用すると、ペレットを製造するために、例えば高められた圧
力またはバインダーを使用するなどの追加の任意的な技術が必要となり得る。
【００７１】 物体を形成する工程（２）は、グリーン強度を高め、かつ反応を制御して、所望
の合成ケイ酸塩製品ペレットを製造するために有効に制御される。かかる制御は
、成形ダイプレートの配置および成形圧においてであり得る。それらに限定され
ないが、形成されるペレットの密度および水分量が考慮される。好ましくは、か
かる形成は、押出またはパンペレット化による。好ましくは、未乾燥ペレットは
、酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムの消化された混合物、より好
ましくは石灰、および砂から形成され、直径が１／４インチ〜数インチの範囲で
あり、好ましいアスペクト比（直径対中心軸）が約１未満である円筒形に押出さ
れる。円筒形は、ロータリーキルンでの反応をより良好にすると共に、ダスト発
生をより少なくする。均一なペレットサイズは、均一な反応を可能にし、キルン
でのガラスの形成はほとんど乃至全く無い。好ましいペレットは、稠密な白い円
筒形である。加熱されると、ペレットは、水和の水の放出および透輝石反応によ
り、多孔性になる。後焼成されるペレットのこの多孔性構造は、選択された粒径
、好ましくは約−３０メッシュ〜約＋１００メッシュの粒径範囲により容易に挽
くことを可能にする。
【００７２】 これらの未反応ペレットの分析された組成（重量％）は、約３％〜約１８％の酸
化マグネシウム、約６％〜約３４％の水酸化カルシウム、約０％〜約２７％の炭
酸カルシウム、約０％〜約２２％の炭酸マグネシウムおよび約４８％〜約６０％
のシリカ砂である。より好ましくは、組成は、約１６％〜約１７．５％の酸化マ
グネシウム、約３０％〜約３４％の水酸化カルシウムおよび約５０％〜約５４％
のシリカ砂から成る。水酸化カルシウムの重量％が約６％未満である組成は、か
焼炉での蓄積およびダスト発生を防ぐのに必要なグリーンペレット強度をもはや
有しない。ユニークな組成のこれらの「グリーン」ペレットは、大きい製造設備
でのか焼に非常に助かる形状である。
【００７３】 従って、本発明の別の実施態様は、反応して合成ケイ酸塩を形成し得る上記の組
成の未反応ペレットである。該ペレットは、少なくとも約１／４インチの直径お
よび約１未満のアスペクト比（直径対中心軸）を有する円筒形であり、合成ケイ
酸塩は、ケイ酸カルシウムマグネシウム、ケイ酸マグネシウムおよび／またはケ
イ酸カルシウムである。
【００７４】 工程（３）は、形成された未乾燥ペレットを乾燥させて未反応ペレットにする。
乾燥条件は、主として、乾燥速度および未反応ペレットの最終水分量において制
御される。乾燥条件は、より大きいグリーン強度を得るために有効に制御され得
る。
【００７５】 工程（４）の反応は、透輝石または珪灰石（しかし、必ずしもそれらに限定され
ない）などの所望の合成ケイ酸塩を製造するために有効に制御される。かかる反
応は、反応の時間および温度において有効に制御される。ペレットのグリーン強
度は、望ましくないペレット分解を防ぐために有効である。かかる分解は、ダス
ト発生、耐火蓄積（耐火表面への付着など）、反応制御の低下、反応の不均一性
（溶融速度が異なるなど）、および高温プロセスへの物質の粉末状供給において
典型的である他の好ましくない反応条件を生じる。反応の温度は、好ましくは、
約７００℃より上、より好ましくは約１０００℃より上、さらに好ましくは約１
３５０℃〜約１４００℃である。もっと高い温度も可能であるが、溶融または他
の構造上の分解が生じるような温度であるべきではない。
【００７６】 工程（５）は、焼成された合成ケイ酸塩ペレットをガラス製造成分での使用に望
ましい粒径へと小さくすることである。かかる細化は、所望ならば、適切なふる
い分けを伴い、挽く／投てきプロセスまたは他の公知の細化手段によって行われ
得る。
【００７７】 好ましい実施態様は、上記した工程（１）〜（３）によって製造される形成され
たペレットである。
【００７８】 別の好ましい実施態様は、上記した工程（１）〜（４）によって製造される形成
されたペレットである。
【００７９】 さらに別の好ましい実施態様は、上記した工程（１）〜（３）によって製造され
る物質の使用により製造されるガラスである。
【００８０】 さらに別の好ましい実施態様は、上記した工程（１）〜（４）によって製造され
る物質の使用により製造されるガラスである。
【００８１】 さらに別の好ましい実施態様は、上記した工程（１）〜（５）によって製造され
る物質の使用により製造されるガラスである。
【００８２】 下記実施例は、本発明の合成ケイ酸塩ペレットを例示するためのものであるが、
本発明を限定するものではない。
【００８３】 実施例７ ドロマイト石灰および酸化カルシウム（例えば、生石灰）を水およびシリカ砂と
共に反応器に供給する。消化された反応体を約２００℃の乾燥機に供給し、それ
からペレット形状を得、これを、乾燥ペレットを形成するために押出機に供給す
る。乾燥ペレットを次いで、約１３５０℃でか焼した後、ガラス製造機に供給す
る前に粉砕し、ふるいにかける。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１１月１６日（２０００．１１．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】
【課題を解決するための手段】 本発明は、合成ケイ酸塩の使用による溶融セラミックの製造法であり、ここでは
、合成ケイ酸塩は、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消和された源と二
酸化ケイ素源とを混合することにより製造される。好ましくは、合成ケイ酸塩は
、可溶性ケイ酸塩ルートまたはシリカ砂ルートによって作られ得る。有利には、
合成ケイ酸塩は、円筒形ペレットに形成され得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【発明の実施の態様】 本発明の一実施態様は、カルシウムおよび／またはマグネシウムの消和された源
を二酸化ケイ素源と混合して、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムおよびケ
イ酸カルシウムマグネシウムから成る群から選択される1以上の化合物を含むケ イ酸塩物質（以降、「合成ケイ酸塩」という）を製造する工程を含む溶融セラミ
ックの製造法である。合成ケイ酸塩は所望により、カルシウムおよび／またはマ
グネシウムの消和された源を製造する消和プロセスからの残留水であり得る遊離
水を含む。該方法はさらに、適切な製造条件下で合成ケイ酸塩および第二の二酸
化ケイ素源を混合して溶融セラミック物質を製造することを含む。第二の二酸化
ケイ素源は、合成ケイ酸塩の製造に使用される源と同じであることができ、また
は異なる源であってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源は、水と反応する、カルシウムおよび
／またはマグネシウムの酸化物などの、水によって消和され得る天然または合成
された物質の任意の型であり得る。そのような源は、カルシウムおよび／または
マグネシウムの酸化物の天然形、または挽かれ、か焼されもしくは他の処理を施
された処理済物質であり得る。非限定的例は、珪灰石（ＣａＯ・ＳｉＯ2）、透 輝石（ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ2）、オーケルマナイト（２ＣａＯ・ＭｇＯ・ ２ＳｉＯ2）、メタケイ酸カルシウム（ＣａＯ・ＳｉＯ2）、か焼ドロマイト（す
なわち、ドロマイト石灰、ＣａＯ・ＭｇＯ）および種々の形状の石灰（ＣａＯ）
（例えば、生石灰、水和石灰、水硬性石灰および高カルシウム石灰（すなわち、
９５％以上活性））である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4G062 AA01 BB03 CC01 CC04 DA07 DB01 DC01 DD01 DE01 DF01 EA01 EB04 EC01 ED03 EE03 EF01 EG01 FA01 FA10 FB01 FC01 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM01 NN32 NN34 4G073 AA02 AA03 BA04 BA10 BA11 CA01 CA03 FB01 FB04 FB05 FB10 FB15 FC02 FC25 FC27 GA03 UA20 UB08

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源および二 酸化ケイ素を、溶融合成ケイ酸塩生成物を製造するのに十分な温度で混合するこ
    とを含む溶融セラミックの製造法。
  2. 【請求項２】 製造された合成ケイ酸塩が、ガラス製品を製造するために更なる
    二酸化ケイ素源と共に加熱される、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 更なる二酸化ケイ素源との該加熱が、ナトリウム源の存在下で行
    われる、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 カルシウムおよび／またはマグネシウム源が、珪灰石、透輝石、
    オーケルマナイト、メタケイ酸カルシウム、か焼ドロマイトおよび石灰から選択
    される、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 二酸化ケイ素源が砂または石英である、請求項１〜４のいずれか
    １項記載の方法。
  6. 【請求項６】 カルシウムおよび／またはマグネシウムの消化された源が、カル
    シウムおよびマグネシウムの別々に消化された源の混合物である、請求項１〜５
    のいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 二酸化ケイ素源がシリカ砂であり、製造される合成ケイ酸塩が分
    粒され、シリカと混合され、ガラスを製造するために高温で加熱される、請求項
    １〜６のいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 分粒が、１０〜３２５Ｕ．Ｓ．標準メッシュのふるいサイズを使
    用して行われる、請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 高温加熱が、１０００℃〜１８００℃の温度で行われる、請求項
    ７または８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 合成ケイ酸塩のペレットを形成することをさらに含む、請求項
    ７記載の方法。
  11. 【請求項１１】 合成ケイ酸塩と第二の二酸化ケイ素源の量の割合が、設定時間
    内に溶融ガラスを製造するのに必要とされる温度を低下させる、または設定温度
    で溶融ガラスを製造するために要する時間を減少させるように制御される、請求
    項７記載の方法。
  12. 【請求項１２】 １）二酸化ケイ素、酸化カルシウムおよび／または酸化マグ
    ネシウムおよび水を混合する工程； ２）混合物から未乾燥物体を形成する工程； ３）該物体を乾燥させて、水を除去し、かつ取扱いに十分な構造強度を得るおよ
    び／または反応プロセスにおける分解を制御する工程； ４）該物体を反応させて所望の合成ケイ酸塩生成物を製造する工程；および ５）合成ケイ酸塩生成物を、ガラス製造成分としての使用に望ましい粒径へと小
    さくする工程 を含む、合成ケイ酸塩粒子を製造するための請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２記載の工程１）、２）および３）によって製造され
    るペレット。
  14. 【請求項１４】 請求項１２記載の工程１）、２）、３）および４）によって製
    造される合成ケイ酸塩ペレット。
  15. 【請求項１５】 請求項１２記載の方法によって製造された物質の使用により、
    または請求項１３および１４のいずれかの製品を使用して製造されるガラス。
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