JP2009132595A - Refractory material for glass production, method for producing the same, glass melting furnace, and method for producing glass article - Google Patents

Refractory material for glass production, method for producing the same, glass melting furnace, and method for producing glass article Download PDF

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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/06Forming glass sheets
    • C03B17/064Forming glass sheets by the overflow downdraw fusion process; Isopipes therefor

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dense, highly heat-resistant refractory material for glass production having performance suitable upon molding a high precision thin sheet glass used for various electronic components, and particularly usable upon molding sheet glass suitable as a cover glass for solid image sensors such as a CCD (charge coupled device) and an CMOS (complementary metal-oxide semiconductor), to provide a method for producing the refractory material for glass production, to provide a glass melting furnace using the refractory material for glass production, and to provide a method for producing a glass article using the refractory material. <P>SOLUTION: Disclosed is a refractory material for glass production obtained by sintering inorganic oxide particles, wherein an α ray release amount is ≤1.0c/cm<SP>2</SP>hr. Also disclosed is a method for producing the refractory material for glass production comprising: a working stage where an Si-containing raw material and/or a Zr-containing raw material having an α ray release amount of ≤1.0 c/cm<SP>2</SP>hr is pulverized and mixed; and a firing stage where the obtained pulverized matter is fired at a firing temperature of ≥1,200°C. In the method for producing the glass article, the glass article is produced using a glass melting furnace where the refractory material for glass production is arranged at the furnace wall in contact with molten glass. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガラス製造用の構造材である耐火物材料に関し、特に光半導体等の電子回路を収納するCCDやCMOS等のパッケージやTFT液晶表示装置等に使用されるガラスを製造する際に使用される耐火材に関する。   The present invention relates to a refractory material that is a structural material for glass production, and particularly used when producing glass used for packages such as CCD and CMOS, TFT liquid crystal display devices and the like that house electronic circuits such as optical semiconductors. Related to refractory materials.

無機原料を高温に加熱して、ガラス物品を製造する際に使用されるガラス熔融炉等に用いられる耐火材には、耐熱性や高温強度、優れたスポーリング抵抗性、熔融ガラスとの難反応性等の数多くの性能が要求される。このため、このような耐火材はガラス製造業においては高品位なガラス物品を製造するために欠かすことのできない部材の一つである。ガラスの製造方法は、ゾルゲル法や気相成長法等の多くの新規な製造方法がこれまで発明され、それに関わる新規な技術も開発されて提示されてきた。しかしながら、精緻な形状と多彩な性能を発揮する主要なガラス物品の多くは、依然として熔融ガラスから所定形状となるように熱間成形することで得られるものであるから、熔融ガラスを均質に熔融するガラス熔融炉に使用される耐火材の重要性は現在においても変わることない。そしてこのような基礎的な技術は、電子産業等、多様な科学技術を支えているガラス技術の基盤となるものであることは間違いのないものである。   Refractory materials used in glass melting furnaces used when manufacturing glass articles by heating inorganic raw materials to high temperatures have heat resistance, high temperature strength, excellent spalling resistance, difficult reaction with molten glass Many performances such as sex are required. For this reason, such a refractory material is one of the members indispensable for producing high-quality glass articles in the glass manufacturing industry. As a glass production method, many new production methods such as a sol-gel method and a vapor phase growth method have been invented so far, and a new technique related thereto has been developed and presented. However, many of the major glass products that exhibit precise shapes and various performances are still obtained by hot forming the molten glass into a predetermined shape, so the molten glass is melted homogeneously. The importance of refractory materials used in glass melting furnaces remains unchanged today. And there is no doubt that such basic technology is the foundation of glass technology that supports various science and technology such as the electronics industry.

このため耐火材に関わる技術に関しては、これまでにも多くの発明が行われてきた。例えば特許文献1には、AZS耐火物中の樹枝状のジルコニア結晶の寸法と含有量とを限定することによって、熔融ガラスによる耐火材の腐食を改善することができるとする発明が開示されている。また特許文献2には、高純度熔融シリカガラスを製造する際に、グラファイトやBN、あるいはSiCなどの耐火材内面のガラスと接触する表面に気体を逃す経路として複数のガス抜き通路を形成することでそれが達成できるとする発明が行われている。また特許文献3には、アルミナ・シリカ・ジルコニア質耐火物を使用する場合に問題となるマトリックスガラスの滲出の問題を解決するために耐火物中に高温あるいは低温で酸化作用を有する酸化剤として、高温については酸化スズ、酸化セリウム、酸化マンガン、酸化アンチモン及び酸化ヒ素を添加する、低温については硝酸ナトリウムか硫酸ナトリウムを使用するという発明が開示されている。   For this reason, many inventions have been made so far with regard to technologies relating to refractory materials. For example, Patent Document 1 discloses an invention in which corrosion of a refractory material caused by molten glass can be improved by limiting the size and content of dendritic zirconia crystals in an AZS refractory. . Further, in Patent Document 2, when producing high-purity fused silica glass, a plurality of vent passages are formed as paths for releasing gas on the surface that comes into contact with the glass on the inner surface of the refractory material such as graphite, BN, or SiC. Invented that this can be achieved. Further, in Patent Document 3, as an oxidant having an oxidizing action at high or low temperatures in a refractory, in order to solve the problem of leaching of the matrix glass, which becomes a problem when using an alumina, silica, zirconia refractory, An invention is disclosed in which tin oxide, cerium oxide, manganese oxide, antimony oxide and arsenic oxide are added for high temperatures, and sodium nitrate or sodium sulfate is used for low temperatures.

また今日の電子産業において、重要な基幹商品の一つとなった画像表示装置は、大型化と薄型化という2つの潮流に沿って今後もこれまで以上に多くの開発が続けられていくこととなるものと考えられるが、そこに搭載される板ガラスにもより一層の厳しい要望が求められており、その結果様々な発明が開示されている。例えば特許文献4には、オーバーフロー成形装置に使用される耐火物成形体の形状を特定形状とすることで大面積の板ガラスの成形に対応することができるとする発明が行われている。また特許文献5には、板ガラスの成形に使用される耐火物成形体を鋳込み成形により形成することで、例えば長尺方向に貫通孔を有するような複雑な形状でも容易に形成することが可能となるとする発明が開示されている。   In addition, image display devices, which have become one of the key products in today's electronics industry, will continue to be developed more and more in the future along the two trends of increasing size and thickness. Although it is thought that it is a thing, the further severe request | requirement is calculated | required also by the plate glass mounted there, As a result, various invention is disclosed. For example, Patent Document 4 discloses an invention in which a refractory molded body used in an overflow molding apparatus can be formed into a specific shape to cope with the molding of a large-area plate glass. Further, in Patent Document 5, it is possible to easily form even a complicated shape having a through hole in the longitudinal direction, for example, by forming a refractory molded body used for forming a sheet glass by casting. An invention to be disclosed is disclosed.

一方高精度な板ガラスは、画像表示装置ばかりでなく、例えば電子の眼とも呼ばれるCCDやCMOS等の固体撮像素子等に搭載される薄板ガラスとしても数多く使用されている。これらの光半導体素子のカバーガラスに求められるのは、高い均質性、可視光線透過性、耐候性や硬度などであり、さらにα線放出量が低いことも求められる性能の一つである。そのためこの分野での発明も多数行われている。例えば特許文献6には、α線を低減する組成を有する固体撮像素子用カバーガラスについて、そのガラス組成範囲についての開示が行われている。
特開2001−220249号公報 特開2007−077014号公報 特開平10−072264号公報 特開2007−112684号公報 特開2007−197303号公報 特開2005−126320号公報
On the other hand, high-precision plate glass is used not only for image display devices but also for thin plate glass mounted on solid-state imaging devices such as CCDs and CMOSs, which are also called electronic eyes. What is required of the cover glass of these optical semiconductor elements is high homogeneity, visible light transmittance, weather resistance, hardness, and the like, and one of the required performances is a low α-ray emission amount. Therefore, many inventions in this field have been made. For example, Patent Document 6 discloses the glass composition range of a cover glass for a solid-state imaging device having a composition that reduces α rays.
JP 2001-220249 A JP 2007-077014 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-072264 JP 2007-112684 A JP 2007-197303 A JP 2005-126320 A

しかしながらこれまでに行われた発明だけでは、様々な用途に求められるガラスの成形を十分満足できる水準で実現するには不充分である。例えば、電子産業において使用される板ガラスという用途に限っても、液晶表示装置やプラズマディスプレイばかりではなく電子の眼とも呼ばれるCCDやCMOS等の固体撮像素子に搭載される薄板ガラスやLED素子のカバーガラス、さらに光学フィルター等の多様な機能を有する薄板ガラスがある。このような薄板ガラスの多くは、ダウンドロー成形法によって製造されることはなく、一般に白金族元素によりなる耐熱合金製のポット内で熔融して生産されるか、あるいは合成石英ブロックにより構築された小型熔融炉で製造されている。しかしながらこれらの製造方法には、多くの問題点がある。例えば白金族元素製のポットを使用する場合に、高温での変形を防止するにはそれなりの厚みを有する壁厚とせねばならないので経済的ではなく、一方白金族元素の腐食によって発生する白金族元素の微粒子が熔融ガラス中に混入するのを妨げることが極めて困難であるという点が指摘されている。また合成石英ブロック製の小型炉の場合には、熔融するガラスの組成によっては壁面が浸蝕されやすく、また使用温度や雰囲気によっては相転移現象に伴う異常膨張を引き起こし易く、加熱条件などを誤ると剥離や剥落といった重大な損傷が発生するということも指摘されている。さらにこれらの耐火物以外にも多くの耐火物が知られてはいるが、いずれも浸蝕性や高温強度、さらに種々の不純物含有量等の点で支障があり、電子産業で要求される極めて高品位のガラス製品を生み出そうとすると、多数の欠陥を覚悟の上で製造して、高水準の検査を経て良品を識別、選別する工程が不可欠のものとなってしまう。   However, the inventions made so far are not sufficient to realize the glass forming required for various uses at a sufficiently satisfactory level. For example, even if it is limited to the use of sheet glass used in the electronics industry, not only liquid crystal display devices and plasma displays but also thin glass sheets and LED element cover glasses mounted on solid-state image sensors such as CCDs and CMOSs, which are also called electronic eyes Furthermore, there is a thin glass having various functions such as an optical filter. Many of such thin glass plates are not manufactured by a downdraw molding method, and are generally produced by melting in a pot made of a heat-resistant alloy made of a platinum group element, or constructed by a synthetic quartz block. Manufactured in a small melting furnace. However, these manufacturing methods have many problems. For example, when using a pot made of a platinum group element, it is not economical because it must have a certain wall thickness in order to prevent deformation at high temperature, while the platinum group element generated by corrosion of the platinum group element It has been pointed out that it is extremely difficult to prevent these fine particles from being mixed into the molten glass. In addition, in the case of a small furnace made of synthetic quartz block, the wall surface is easily eroded depending on the composition of the glass to be melted, and it tends to cause abnormal expansion due to the phase transition phenomenon depending on the operating temperature and atmosphere. It has also been pointed out that serious damage such as peeling and peeling occurs. In addition to these refractories, many refractories are known, but all have problems in terms of erosion, high-temperature strength, and various impurity contents, which are extremely high requirements in the electronics industry. In order to produce high-quality glass products, it is necessary to manufacture a number of defects with the preparedness and identify and sort non-defective products through high-level inspection.

また固体撮像素子のカバーガラス等の薄板ガラスを成形するために使用される耐火物成形体について、特許文献6にあるようにガラス組成を高純度の原料で構成したものとしても、耐火物中に含有する不純物量が十分に管理されたものとなっていないと、熔融、成型時に混入する不純物に起因して成形された板ガラスが不良判定となってしまう危険性があるため、この点についての改善も求められていた。   Moreover, about the refractory molded object used in order to shape | mold thin plate glass, such as a cover glass of a solid-state image sensor, even if it is what comprised a glass composition with the high purity raw material as it exists in patent document 6, If the amount of impurities contained is not sufficiently controlled, there is a risk that the molded glass sheet will be judged defective due to impurities mixed during melting and molding. Was also sought.

本発明は、係る状況に鑑みて大面積の板ガラスばかりではなく、様々な電子部品等に使用される高精度かつ高機能な薄板ガラスを製造する際に好適な性能を発揮し、特にCCDやCMOS等の固体撮像素子のカバーガラスとして好適な板ガラスを製造する際に使用される緻密で高い耐熱性を有するガラス製造用耐火材とそのガラス製造用耐火材の製造方法、さらにこのガラス製造用耐火材を用いたガラス熔融炉及びガラス製造用耐火材を使用するガラス物品の製造方法を提供する。   In view of such circumstances, the present invention exhibits suitable performance when manufacturing not only large-area plate glass but also high-precision and high-performance thin plate glass used for various electronic components and the like. A dense and highly heat-resistant glass fire-resistant material used when producing a glass plate suitable as a cover glass for a solid-state imaging device, a method for producing the glass fire-resistant material, and a glass fire-resistant material. A method for producing a glass article using a glass melting furnace using glass and a refractory material for glass production is provided.

本発明者らは、CCDやCMOS等の固体撮像素子のカバーガラス等として利用される薄板ガラスについて、その要求される高精細な外形寸法を実現するために採用される各種の成形方法についての検討を重ねる中で、経済的にも寸法精度の面でも突出した成形方法として液晶表示装置用等の大面積の板ガラスの成形に使用されると同様のオーバーフローダウンドロー成形法を採用することを見いだした。しかしながらイメージセンサ用カバーガラスに使用される板ガラスをダウンドロー成形装置により成形する場合、この装置に使用されている耐火物等の耐火材に含有される極微量な放射性不純物が熔融ガラス中へ混入し、成形された板ガラスのα線放出量の計測値が増加する場合がある。このような現象が生じることによって板ガラスのα線放出量が管理限界値を越えると、たとえ高精度の表面品位を有する板ガラスを成形しても、良品とすることはできないことになる。そこで本研究者らは、このような観点に基づいて板ガラスから生じるα線放出量を低減するための研究を行い、オーバーフローダウンドロー成形装置に使用される耐火物成形体の不純物量を限定することによって、固体撮像素子のカバーガラス等として用いられる放射線発生量を低く抑制する必要性の高い用途で用いられる板ガラスを安定した品位で長期に亘り継続的に製造することができることを見出し、その研究内容をここに提供するものである。   The inventors of the present invention have studied various molding methods employed to realize the required high-definition outer dimensions of thin glass used as a cover glass of a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS. In the process, the same overflow down-draw molding method was found to be used for molding large-area plate glass for liquid crystal display devices, etc. as a molding method that is economically and dimensional accurate. . However, when the glass sheet used for the image sensor cover glass is formed by a downdraw molding device, the trace amount of radioactive impurities contained in the refractory material such as refractory used in this device is mixed into the molten glass. In some cases, the measured value of the α-ray emission amount of the formed sheet glass increases. If the α-ray emission amount of the plate glass exceeds the control limit value due to such a phenomenon, even if a plate glass having a highly accurate surface quality is formed, it cannot be made a good product. In view of this, the researchers have conducted research to reduce the amount of alpha rays emitted from sheet glass based on such a viewpoint, and limited the amount of impurities in the refractory molded body used in the overflow downdraw molding apparatus. Finds that plate glass used in applications where there is a high need to reduce the amount of radiation generated as a cover glass of a solid-state image sensor can be manufactured continuously over a long period of time with a stable quality. Is provided here.

すなわち、本発明のガラス製造用耐火材は、2種以上の無機酸化物粒子が焼結されてなる耐火材であって、α線放出量が1.0c/cm・hr以下であることを特徴とする。 That is, the refractory material for glass production of the present invention is a refractory material obtained by sintering two or more kinds of inorganic oxide particles, and the α ray emission amount is 1.0 c / cm 2 · hr or less. Features.

ここで、2種以上の無機酸化物粒子が焼結されてなる耐火材であって、α線放出量が1.0c/cm・hr以下であるという点について説明する。2種以上の無機酸化物粒子が焼結されてなる耐火材は、1種のみからなる無機酸化物粒子ではなく2以上の異なる種類の無機酸化物よりなる紛体粒子をその表面が互い接触した状態で保持しつつ高温で焼成することによって、無機酸化物粒子間の界面自由エネルギーを極小とするように夫々の粒子同士の固相反応あるいは液相反応により新たな1種またはそれ以上の結晶相を構成相として新たに生成するか、あるいは2以上の夫々の粒子間の融合、接合を行うことで構成された耐火物ということである。またα線放出量が1.0c/cm・hr以下であるとは、その耐火物中に微量に含有されている天然の放射性壊変系列(ウラン系列、トリウム系列あるいはアクチニウム系列)に相当する放射性物質を起源として耐火物から常時発生し続けているα線の放出量が、単位時間当たり、単位平方cm当たりで1.0c以下の状態にあるものであることを意味している。 Here, the point that the α-ray emission amount is 1.0 c / cm 2 · hr or less, which is a refractory material obtained by sintering two or more kinds of inorganic oxide particles, will be described. The refractory material obtained by sintering two or more kinds of inorganic oxide particles is a state in which the surfaces of the powder particles made of two or more different kinds of inorganic oxides are in contact with each other instead of only one kind of inorganic oxide particles. By firing at a high temperature while holding at a high temperature, one or more new crystal phases are formed by a solid phase reaction or a liquid phase reaction between the respective particles so as to minimize the interfacial free energy between the inorganic oxide particles. It is a refractory material that is newly formed as a constituent phase or is formed by fusing or joining two or more particles. Further, that the α-ray emission amount is 1.0 c / cm 2 · hr or less, the radioactive equivalent to a natural radioactive decay series (uranium series, thorium series or actinium series) contained in a trace amount in the refractory This means that the amount of α rays emitted from the refractory and originating from the substance is constantly 1.0 c or less per unit square cm per unit time.

そして1種のみからなる無機酸化物粒子ではないとは、例えばSiOやZrO等と個別の酸化物を表す場合にSiOの粒子のみ、またはZrOの粒子のみで構成されたものではないという意味であり、SiOの粒子とSiOの粒子とZrOの粒子が共存する場合などでは、2種以上に相当するものになる。また個別の酸化物粒子を仮焼や焼結操作を経ることによって単一の合成相を形成後に、その合成相の焼結により耐火物を得る場合、例えばSiO粒子とZrO粒子との高温反応によってジルコン(ZrO・SiO)粒子を合成した後にそのジルコン粒子同士を高温状態で結合させる場合など、2種以上のカチオンが含まれる酸化物により構成される場合については、本発明では2以上の酸化物粒子によりなるものであると表現する。 And, it is not composed of only one kind of inorganic oxide particles, for example, when it represents individual oxides such as SiO 2 and ZrO 2, it is not composed of only SiO 2 particles or only ZrO 2 particles. In the case where SiO 2 particles, SiO 2 particles, and ZrO 2 particles coexist, it corresponds to two or more types. In addition, after forming a single synthetic phase by calcining or sintering individual oxide particles and then obtaining a refractory by sintering the synthetic phase, for example, high temperature of SiO 2 particles and ZrO 2 particles In the present invention, in the case where the zircon (ZrO 2 · SiO 2 ) particles are synthesized by reaction and then composed of oxides containing two or more cations such as bonding the zircon particles at high temperature, It expresses that it consists of the above oxide particles.

無機酸化物粒子が2種以上とはいっても、数多くの酸化物を複合した組成を有する耐火物とするならば、それだけ不純物やα線放出量の多い放射性元素を含有する危険性が高くなるので、管理が困難となるほどの酸化物を併用するのは好ましいことではない。以上のような観点から、より好ましくは2種から6種の無機酸化物粒子の焼結された耐火物であることが好ましく、さらに好ましくは2種から4種の無機酸化物粒子の焼結された耐火物とすることであり、一層好ましくは2種から3種の無機酸化物粒子の焼結された耐火物とすることであり、最も好ましくは2種のみの無機酸化物粒子の焼結された耐火物とすることである。ただし、本発明で1種、2種等と無機酸化物粒子の種類の数を数えることのできるのは、少なくとも耐火物の組成において1質量%以上の含有量となっているものである。   Even if there are two or more kinds of inorganic oxide particles, if a refractory having a composition composed of a large number of oxides is used, the risk of containing radioactive elements with large amounts of impurities and α-ray emission increases. It is not preferable to use an oxide that is difficult to manage. In view of the above, it is more preferable that the refractory is sintered of 2 to 6 inorganic oxide particles, and more preferably 2 to 4 inorganic oxide particles are sintered. More preferably, it is a sintered refractory of 2 to 3 types of inorganic oxide particles, and most preferably only 2 types of inorganic oxide particles are sintered. Refractory material. However, in the present invention, the number of types of inorganic oxide particles such as one type, two types, and the like can be counted at least in a composition of refractory having a content of 1% by mass or more.

無機酸化物粒子の焼結によって構成された耐火物で、α線放出量が1.0c/cm・hrを超えた値となると、溶融ガラスと接触する界面に長期に亘り耐火物が使用される場合に、溶融ガラス中に耐火物が徐々に溶出することによって、耐火物中の不純物も溶出し、その結果としてガラス中の放射性元素の含有率が高くなって、溶融ガラスがガラス物品として成形された後のα線放出量が高い値となり、ガラス物品を良品と判定できない場合も生じることになるため好ましくない。 Refractories constructed by sintering inorganic oxide particles. When the amount of α-ray emission exceeds 1.0 c / cm 2 · hr, refractories are used for a long time at the interface that contacts molten glass. When the refractory is gradually eluted in the molten glass, impurities in the refractory are also eluted, and as a result, the content of radioactive elements in the glass is increased, and the molten glass is formed as a glass article. This is not preferable because the amount of emitted α-rays after the process becomes a high value and the glass article cannot be determined as a non-defective product.

無機酸化物粒子については、焼結後の成形体強度が十分に高く、さらに溶融するガラスとの反応性に支障がなく、高温状態でのクリープ性やスポーリング性等の性能についても問題がないものであればどのようなものであってもよい。   For inorganic oxide particles, the strength of the compact after sintering is sufficiently high, there is no hindrance to the reactivity with the molten glass, and there is no problem with performance such as creep properties and spalling properties at high temperatures. Any thing can be used.

本発明に係るガラス製造用耐火材のα線放出量の計測については、例えば2π型ガスフロー比例計数器などの計測装置を使用してPR−10ガス(アルゴン90%、メタン10%の混合ガス)流動下において電極口径面積が4000cmとなる測定装置を使用して、2日間の連続計測を実施することによって、その検出限界が0.002c/cm・hrよりも高い精度となっている状態で計測されたもの、あるいはそれと同等の精度で計測できる装置、あるいは方法により得られたものであればよい。 Regarding the measurement of the α ray emission amount of the refractory material for glass production according to the present invention, for example, using a measuring device such as a 2π-type gas flow proportional counter, PR-10 gas (mixed gas of 90% argon and 10% methane) ) The measurement limit is higher than 0.002 c / cm 2 · hr by carrying out continuous measurement for 2 days using a measuring device having an electrode aperture area of 4000 cm 2 under flow. What was measured by the state, or what was obtained by the apparatus or method which can be measured with the precision equivalent to it should just be used.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて無機酸化物粒子のU、Th含有量が、各々1ppm以下であるならば、焼結することによって形成された耐火物のα線放出量が高い値となることなく、その結果耐火物からU、Thが溶融ガラス中に溶出しても、許容範囲を超えるような過剰な溶出量とならないので、ガラス物品として成形されたものから放出されるα線量も所定範囲内におさまるものとなって、安定した水準のガラス物品とすることができるので好ましい。   In addition to the above, the refractory material for glass production of the present invention has an α-ray emission amount of a refractory formed by sintering if the U and Th contents of the inorganic oxide particles are each 1 ppm or less. As a result, even if U and Th are eluted from the refractory into the molten glass, the amount will not exceed the allowable range, so it will not be released from the glass article. The α dose is also within a predetermined range, which is preferable because a stable glass article can be obtained.

ここで、無機酸化物粒子のU、Th含有量が、各々1ppm以下であるとは、ガラス製造用耐火物に対するウランあるいはトリウムの含有量が質量百分率表示で0.0001%以下であることを意味している。   Here, the contents of U and Th of the inorganic oxide particles are each 1 ppm or less means that the content of uranium or thorium with respect to the refractory for glass production is 0.0001% or less in terms of mass percentage. is doing.

U、Thの耐火物中の含有量を特定するために行う定量分析方法としては、ICP発光分光分析法等を使用すればよい。   As a quantitative analysis method for identifying the contents of U and Th in the refractory, ICP emission spectroscopy or the like may be used.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えてその構成が無機酸化物としてAlを実質的に含有しないものであれば、特に熔融ガラスの組成が酸化物換算の質量百分率表示で、Alが3%以上を含有するアルミノホウ珪酸ガラスと接触する用途で使用される場合において、1000℃以上の高温状態で保持された場合に、耐火物表面の耐蝕性の高い耐火物とすることが可能となり、長期に亘り耐火物を連続使用することができるので好ましい。ここで、無機酸化物としてAlを実質的に含有しないとは、酸化物換算の質量百分率表示で1%を超える含有量とはなっていないことを意味している。すなわち例示すれば、AZS耐火物やクレー(粘土質)原料を焼成した耐火物等の、Al含有耐火物は熔融ガラスの組成が酸化物換算の質量百分率表示で、Alが3%以上を含有するアルミノホウ珪酸ガラスと接触する用途で使用される場合には、経時的に耐火物が侵食されることになり、特に精密な寸法形状を実現する必要のあるダウンドロー成形装置に搭載する耐火物としては好ましくない。よって本発明のガラス製造用耐火物は、Alを実質的に含有しないアルミナフリーの無機酸化物粒子によりなる耐火物であることが好ましい。 In addition to the above, the refractory material for glass production of the present invention has a composition in which the composition of the molten glass is expressed as a percentage by mass in terms of oxide as long as the structure does not substantially contain Al 2 O 3 as an inorganic oxide. In the case where the Al 2 O 3 is used in contact with an aluminoborosilicate glass containing 3% or more, the refractory having high corrosion resistance on the surface of the refractory when held at a high temperature of 1000 ° C. or higher. This is preferable because the refractory can be used continuously over a long period of time. Here, “substantially not containing Al 2 O 3 as an inorganic oxide” means that the content does not exceed 1% in terms of oxide-based mass percentage. That is, for example, an AZS refractory or a refractory baked from a clay (clay) raw material, such as an refractory containing Al 2 O 3 , the composition of the molten glass is expressed in mass percentage in terms of oxide, and Al 2 O 3 is When used in applications that come into contact with aluminoborosilicate glass containing 3% or more, the refractory will be eroded over time, especially for down-draw molding equipment that needs to realize a precise dimensional shape. It is not preferable as a refractory to be mounted. Therefore, it is preferable that the refractory for glass production of the present invention is a refractory made of alumina-free inorganic oxide particles substantially not containing Al 2 O 3 .

熔融ガラスの組成が酸化物換算の質量百分率表示で、Alが3%以上含有するアルミノホウ珪酸ガラスとしては、例えば質量%表示でSiO 55〜69%、Al 3〜16%、B 7〜20%、MgO 0〜5%、CaO 0〜10%、BaO 0〜12%、SrO 0〜10%、CaO+BaO+SrO+ZnO 0.3〜13%の組成を有するガラス組成などが該当する。 As the aluminoborosilicate glass in which the composition of the molten glass is expressed in terms of mass percentage in terms of oxide and contains 3% or more of Al 2 O 3 , for example, SiO 2 55 to 69% and Al 2 O 3 3 to 16% in terms of mass%. , B 2 O 3 7~20%, 0~5% MgO, CaO 0~10%, BaO 0~12%, SrO 0~10%, CaO + BaO + SrO + a glass composition corresponds to a composition of ZnO from 0.3 to 13% To do.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて無機酸化物は、SiO、ZrOの何れか1以上が含有され、各々が酸化物換算の質量百分率表示で、20%から80%の範囲内で含有されてなるものであれば、珪酸塩ガラスや硼珪酸ガラス、あるいはアルミノシリケートガラス等の組成よりなる熔融ガラスに対する1000℃以上の高温状態における耐蝕性という点で、安定した高い性能を発揮するものとなる。 In addition to the above, the refractory material for glass production of the present invention contains one or more of SiO 2 and ZrO 2 in addition to the inorganic oxide, each of which is expressed as a mass percentage in terms of oxide, and is 20% to 80%. As long as it is contained within the above range, stable and high performance in terms of corrosion resistance at a high temperature state of 1000 ° C. or higher for a molten glass having a composition such as silicate glass, borosilicate glass, or aluminosilicate glass. Will be demonstrated.

ここで、無機酸化物は、SiO、ZrOの何れか1以上が含有され、各々が酸化物換算の質量百分率表示で、20%から80%の範囲内で含有されてなるものであるとは、耐火物の組成を無機酸化物換算で表示することによって、その組成をSiO、ZrOとして表した場合に、SiOかZrOかの何れかの無機酸化物が質量%表示で20%から80%の範囲内であることを意味している。 Here, the inorganic oxide contains at least one of SiO 2 and ZrO 2 , each of which is contained in a range of 20% to 80% in terms of mass percentage in terms of oxide. by displaying the composition of the refractory inorganic oxide conversion, when expressed the composition as SiO 2, ZrO 2, SiO 2 or ZrO 2 Kano any of inorganic oxide represented by mass% 20 % Is in the range of 80%.

ガラス製造用耐火材の組成が、SiO、ZrOの何れについても、その酸化物換算の質量百分率表示で20%に満たない場合には、梁材や柱状材、例えばオーバーフロー成形装置に使用される耐火物製の成形体のような長尺構造をなす構造材として使用する際に所望のクリープ性が得難く、長期の使用が困難なものとなる。またこのような組成では熔融ガラスに対する浸蝕性が大きくなる場合があるので好ましくない。一方ガラス製造用耐火物の組成が、SiO、ZrOの何れについても、その酸化物換算の質量百分率表示で80%を超えるということはありえないが、SiOとZrOの内の一方が20%未満であり、かつ他方が80%を超える場合には、耐熱性や侵食性については問題ないものであっても、熱衝撃性について問題が発生する場合もあるので好ましくない。 When the composition of the refractory material for glass production is less than 20% in terms of the oxide-based mass percentage for both SiO 2 and ZrO 2 , it is used for beam materials and columnar materials, for example, overflow molding equipment. When used as a structural material having a long structure such as a molded product made of refractory, desired creep properties are difficult to obtain, and long-term use becomes difficult. Further, such a composition is not preferable because the erodibility to the molten glass may increase. On the other hand, the composition of the refractory for glass production cannot exceed 80% in terms of the oxide-based mass percentage for either SiO 2 or ZrO 2 , but one of SiO 2 and ZrO 2 is 20%. If the other is less than 80% and the other exceeds 80%, even if there is no problem with respect to heat resistance and erosion, there may be a problem with thermal shock resistance, which is not preferable.

本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて無機酸化物がジルコン(ZrO・SiO)よりなるものであれば、緻密で耐熱性の高い構造物となるので、特に高温熔融を要する高機能なガラス物品の製造に適用するのに好適である。 In addition to the above, the refractory material for glass production of the present invention is a dense and heat-resistant structure if the inorganic oxide is made of zircon (ZrO 2 · SiO 2 ). It is suitable for application to the production of high-performance glass articles.

ここで、無機酸化物がジルコン(ZrO・SiO)よりなるものであるとは、天然ジルコンではなく、高純度のSiO原料とZrO原料より人工的に合成した合成ジルコンであるということである。天然ジルコンは、UやThの含有量が高いため、本発明では適用することはできない。 Here, the inorganic oxide made of zircon (ZrO 2 · SiO 2 ) means that it is not natural zircon but synthetic zircon artificially synthesized from high-purity SiO 2 raw material and ZrO 2 raw material. It is. Since natural zircon has a high content of U and Th, it cannot be applied in the present invention.

また合成ジルコンによりなるガラス製造用耐火材は、950℃以上の耐熱性、すなわち950℃以上に保持された状態で、十分なクリープ性とスポーリング性とを併せ持っていることが肝要である。そのためには、この耐火物は十分に緻密な構造体となっている必要がある。   In addition, it is important that the refractory material for glass production made of synthetic zircon has sufficient creep properties and spalling properties while being kept at a heat resistance of 950 ° C. or higher, ie, 950 ° C. or higher. For this purpose, the refractory must have a sufficiently dense structure.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて焼結助剤を、酸化物換算の質量百分率表示で0.01%から10%の範囲で含有してなるものであれば、ガラス製造用耐火物を構成する主成分である無機酸化物のみの焼結のみでは実現しがたい強度を有する構造体を形成することができ、高い耐熱性に加えて安定した強度を有する緻密な耐火物を得ることができる。   In addition to the above, the refractory material for glass production of the present invention contains a sintering aid in the range of 0.01% to 10% in terms of oxide-based mass percentage. A dense refractory with stable strength in addition to high heat resistance, which can form a structure that cannot be realized only by sintering only the inorganic oxide that is the main component of the refractory Can be obtained.

ここで、焼結助剤を、酸化物換算の質量百分率表示で0.01%から10%の範囲で含有してなるものとは、耐火物の組成を無機酸化物換算で表示すると、その内の焼結助剤の含有比率が0.01%、すなわち100ppmから10%までの範囲内となることを意味している。そして焼結助剤とは、ガラス製造用耐火物を製造する際に主成分である無機酸化物の焼結を均質で、緻密な組織とし、しかもそれが低温で再現よく実現されるように添加されるものであって、本発明では特に遷移金属元素の酸化物、二価の金属酸化物及び四価の金属酸化物の何れか1以上を添加することが好ましい。そして本発明でより好ましい焼結助剤としては、ZnO、Fe、CuO、TiO、SnOまたはMgOの何れかであることが好ましい。すなわちZnO、Fe、CuO、TiO、SnOまたはMgOの何れか1以上が酸化物換算の質量百分率表示の合量で0.01%から10%の範囲で含有してなることが好適である。 Here, when the sintering aid is contained in the range of 0.01% to 10% in terms of mass percentage in terms of oxide, the composition of the refractory is expressed in terms of inorganic oxide. This means that the content ratio of the sintering aid is 0.01%, that is, within the range of 100 ppm to 10%. Sintering aids are added so that the sintering of inorganic oxides, which are the main components when producing refractories for glass production, is made into a homogeneous and dense structure, and that it is reproducibly realized at low temperatures. In the present invention, it is particularly preferable to add at least one of an oxide of a transition metal element, a divalent metal oxide, and a tetravalent metal oxide. In the present invention, a more preferable sintering aid is preferably any one of ZnO, Fe 2 O 3 , CuO, TiO 2 , SnO, and MgO. That is, it is preferable that any one or more of ZnO, Fe 2 O 3 , CuO, TiO 2 , SnO, or MgO is contained in the range of 0.01% to 10% in terms of the oxide-based mass percentage display. It is.

ZnO、Fe、CuO、TiO、SnOまたはMgOの何れか1以上の焼結助剤が、酸化物換算の質量百分率表示の合量で0.01%に満たないと、焼結助剤としての働きが十分に行われず、その結果ガラス製造用耐火物の緻密化が阻害される、あるいは強度が不十分なものとなるので好ましくない。またZnO、Fe、CuO、TiO、SnOまたはMgOの何れか1以上の焼結助剤が、酸化物換算の質量百分率表示の合量で10%を超える含有量となると、熔融ガラスに対する侵食性が低下する場合があるので好ましくない。以上のような観点から、より好ましくはZnO、Fe、CuO、TiO、SnOまたはMgOの何れか1以上の焼結助剤が、酸化物換算の質量百分率表示の合量で0.1%から8%の範囲で含有してなることであって、さらに好ましくは焼結助剤が、酸化物換算の質量百分率表示の合量で1%から7%の範囲で含有してなることである。 If one or more of the sintering aids of ZnO, Fe 2 O 3 , CuO, TiO 2 , SnO or MgO is less than 0.01% in terms of the oxide-based mass percentage, This is not preferable because it does not sufficiently function as an agent, and as a result, densification of the refractory for glass production is hindered or the strength becomes insufficient. When one or more of the sintering aids of ZnO, Fe 2 O 3 , CuO, TiO 2 , SnO or MgO has a content exceeding 10% in terms of the oxide-based mass percentage display, This is not preferable because the erosion of the resin may decrease. From the above viewpoints, it is more preferable that any one or more sintering aids of ZnO, Fe 2 O 3 , CuO, TiO 2 , SnO, or MgO are in a total amount of 0. It is contained in the range of 1% to 8%, and more preferably, the sintering aid is contained in the range of 1% to 7% in terms of the oxide-converted mass percentage display. It is.

これら焼結助剤の詳細な働きについては不明ではあるが、本発明者らは、これらの焼結助剤が、容易に液相を形成し難い無機酸化物との界面において共融現象を引き起こすことによって無機酸化物を構成する主成分間の物質移動を促進する働きを有するものと推測している。   Although the detailed function of these sintering aids is unclear, the present inventors have found that these sintering aids cause eutectic phenomena at the interface with inorganic oxides that do not easily form a liquid phase. Therefore, it is presumed to have a function of promoting the mass transfer between the main components constituting the inorganic oxide.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて熔融ガラスと接触する耐火材表面に耐火性貴金属包含層状材を配設してなるものであれば、熔融ガラスとの高温反応によって経時的に耐火材表面が劣化しにくく、長期間に亘りメンテナンスを施さなくても安定した品位のガラス物品を製造することができる。   In addition to the above, the refractory material for glass production according to the present invention is a material that includes a refractory noble metal-containing layered material on the surface of the refractory material in contact with the molten glass. In addition, the surface of the refractory material is hardly deteriorated, and a stable quality glass article can be produced without maintenance for a long period of time.

熔融ガラスと接触する耐火材表面に耐火性貴金属包含層状材を配設してなるものというのは、熔融ガラスと接触する耐火材表面について、その表面を構成するものが、耐火性貴金属、例えば白金族元素(白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム及びルテニウム)を任意の含有量だけ含む構造材が層状、すなわちシート状に配設された構造となっているものであることを意味している。この耐火性貴金属包含層状材は、セラミックスや他の金属材料などの耐熱材料を含有してもよく、また白金族元素より成る金属材料であってもよい。   A fireproof noble metal-containing layered material disposed on the surface of a refractory material in contact with the molten glass means that the surface of the refractory material in contact with the molten glass constitutes a refractory noble metal such as platinum. It means that the structural material containing an arbitrary amount of group elements (platinum, iridium, osmium, palladium, rhodium and ruthenium) has a layered structure, that is, a sheet-like structure. The refractory noble metal-containing layered material may contain a heat-resistant material such as ceramics or other metal material, or may be a metal material made of a platinum group element.

耐火性貴金属包含層状材の組織構造については、所望の性能を発揮するものであれば、どのようなものであってもよく特に限定されるものではない。すなわち、顆粒状、粉末状、フィルム状あるいは繊維状等の所定の形態の耐火性貴金属材を含むものであってもよく、固溶体のような耐火性貴金属材のみによって構成されてもよい。   The structure of the refractory noble metal-containing layered material is not particularly limited as long as it exhibits desired performance. That is, it may contain a predetermined form of a refractory noble metal material such as granular, powder, film or fiber, or may be composed only of a refractory noble metal material such as a solid solution.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて耐火性貴金属包含層状材が厚さ1mm未満の厚さであるならば、大きな容積のガラス製造用耐火材であっても、十分に経済的な構成を実現することができ、このため経費を抑えた条件で効率よく優れた品位のガラス物品を長期に亘り製造することが可能となる。   In addition to the above, the refractory material for glass production of the present invention is sufficiently economical even if it is a refractory material for glass production having a large volume, provided that the refractory noble metal-containing layered material has a thickness of less than 1 mm. Therefore, it is possible to efficiently produce a glass article of excellent quality over a long period of time under a condition where the cost is suppressed.

耐火性貴金属包含層状材が厚さ1mm未満の厚さであるというのは、前記した白金族元素よりなる耐熱性貴金属を含有するシート状に配設した構造部分の厚さが1mmよりも薄い状態であって、熔融ガラスと接する箇所をこの層状材が被覆した構成となっているということを表している。   The refractory noble metal-containing layered material has a thickness of less than 1 mm because the thickness of the structural portion arranged in a sheet shape containing the heat-resistant noble metal composed of the platinum group element is less than 1 mm. However, this indicates that the layered material covers the portion that is in contact with the molten glass.

また本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えてダウンドロー成形装置に搭載される壁材であるならば、長尺形状のガラス物品、すなわち管ガラス、板ガラス、ガラス繊維等のダウンドロー方向に長尺状となるような形状を有するガラス物品を高精度な寸法で、高品位な状態で成形することができ、様々な用途で使用されるガラス物品に適用することができるので好適である。   Moreover, if the refractory material for glass manufacture of this invention is a wall material mounted in a downdraw molding apparatus in addition to the above, it is a long glass article, ie, downdraw directions, such as tube glass, plate glass, glass fiber, etc. It is preferable because a glass article having a long shape can be molded in a high-precision state with high-precision dimensions and can be applied to glass articles used in various applications. .

ここでダウンドロー成形装置とは、例えばオーバーフローダウンドロー成形装置、スリットダウンドロー成形装置、ロールアウトダウンドロー成形装置、ブッシング装置、ミロ法を適用するダウンドロー装置等の各種のガラス成形装置のことである。   Here, the downdraw molding apparatus refers to various glass molding apparatuses such as an overflow downdraw molding apparatus, a slit downdraw molding apparatus, a roll-out downdraw molding apparatus, a bushing apparatus, and a downdraw apparatus that applies the Milo method. is there.

本発明のガラス製造用耐火材は、上述に加えて上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を構成する耐火物であるならば、成形された板ガラスの透光面が自由表面となった状態で板ガラスとして成形されるので、表面欠陥が形成され難く、高い寸法精度を有する板ガラスの成形が容易である。   The refractory material for glass production of the present invention has, in addition to the above, a bowl-shaped molten glass supply groove having an opening at the top, the tops of both side walls of the glass supply groove as overflow weirs, and the outer surfaces of the side walls. If the part is a refractory that forms a molded body in which the outer surfaces of both side walls are close to each other so that the cross-section is substantially wedge-shaped and is terminated at the lower end, the translucent surface of the molded sheet glass Is formed as a sheet glass with a free surface, it is difficult to form surface defects, and it is easy to form a sheet glass having high dimensional accuracy.

上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を構成する耐火物であるとは、次のようなものである。すなわち、長尺方向に垂直な断面の形状が、略楔形状を呈し、その楔形状の上部に熔融ガラスをガラス熔融炉で熔解後に流入させるための樋部を有している成形体であって、この樋部から楔形状の傾斜面へと熔融ガラスを流下させ、下端で合流させて1枚の板ガラスとする機能を有するものである。   It has a bowl-shaped molten glass supply groove with an open top at the top, the top of both side walls of this glass supply groove is used as an overflow weir, and the outer surface of both side walls has a substantially wedge-shaped cross section. It is as follows that it is the refractory which comprises the molded object which made them mutually approach toward the downward direction, and was terminated at the lower end. That is, the shape of the cross section perpendicular to the longitudinal direction has a substantially wedge shape, and is a molded body having a flange for allowing molten glass to flow after melting in a glass melting furnace at the upper portion of the wedge shape. The molten glass is allowed to flow down from the flange portion to the wedge-shaped inclined surface and merged at the lower end to form a single sheet glass.

オーバーフローダウンドロー成形装置は、本発明のガラス製造用耐火材をガラス物品の成形時に使用され、熔融ガラスに対する耐熱性を有する成形体として装置内に組み込んだ構成を有する。このようなオーバーフローダウンドロー装置に搭載される耐火物成形体の外形寸法としては、幅50mmから500mm、高さ300mmから3000mm、長さ20mmから5000mmまでの形状のものが可能である。このような耐火物成形体は、必ずしも一体型の成形体である必要はなく、複数の部材を組み合わせたものとすることも可能である。例えば耐火物成形体の強度を向上させるために成形体の長尺方向に開口孔を設けて芯材を挿入した構造としてもよく、また成形体を局所的に支持する補助材を当設するものであってもよい。   The overflow downdraw molding apparatus has a configuration in which the refractory material for glass production of the present invention is used in molding a glass article and is incorporated in the apparatus as a molded body having heat resistance against molten glass. As the external dimensions of the refractory molded body mounted on such an overflow downdraw apparatus, it is possible to have a shape with a width of 50 mm to 500 mm, a height of 300 mm to 3000 mm, and a length of 20 mm to 5000 mm. Such a refractory molded body does not necessarily need to be an integral molded body, and may be a combination of a plurality of members. For example, in order to improve the strength of the refractory molded body, it may have a structure in which an opening hole is provided in the longitudinal direction of the molded body and a core material is inserted, and an auxiliary material that locally supports the molded body is provided. It may be.

また本発明のガラス製造用耐火材の製造方法は、α線放出量が1.0c/cm・hr以下のSi含有原料及び/またはZr含有原料を粉砕混合する加工工程と、得られた粉砕物を1200℃以上の焼成温度で焼成する焼成工程とを有することを特徴とする。 The method for producing a refractory material for glass production according to the present invention includes a processing step of pulverizing and mixing a Si-containing raw material and / or a Zr-containing raw material having an α-ray emission amount of 1.0 c / cm 2 · hr or less, and the obtained pulverization And a firing step of firing the product at a firing temperature of 1200 ° C. or higher.

ここで、α線放出量が1.0c/cm・hr以下のSi含有原料及び/またはZr含有原料を粉砕混合する加工工程と、得られた粉砕物を1200℃以上の焼成温度で焼成する焼成工程とを有するとは、次のようなものである。すなわち予めα線放出量を計測し、その値が1.0c/cm・hr以下であるSi含有原料とZr含有原料をそれぞれあるいは同時に粉砕装置を使用して粉砕し、さらに混合装置を使用して混合する加工工程を有しており、さらにこの加工工程によって得られた混合原料粉を乾式、あるいは湿式成形した後に1200℃以上となるように焼成することによって焼結させる焼結工程を経て、冷却して後に所定の寸法形状を有するガラス製造用耐火材を得ることのできるものであって、加工工程により得られた粉砕物を所定形状に仮成形した上でそれを焼成工程によって粉砕物が焼結されうる高温状態となるように焼成する製造方法であることを意味している。また本発明ではα線放出量を低減すればするほど、耐火物の性能は安定したものとなるのでSi含有原料とZr含有原料とは、いずれもが1.0c/cm・hr以下であることがより好ましく、さらに好ましくはSi含有原料とZr含有原料のα線放出量の合量が1.0c/cm・hr以下であることが好ましい。 Here, a processing step of pulverizing and mixing a Si-containing raw material and / or a Zr-containing raw material having an α-ray emission amount of 1.0 c / cm 2 · hr or less, and the obtained pulverized product is fired at a firing temperature of 1200 ° C. or higher. Having a firing step is as follows. That is, the α-ray emission amount is measured in advance, the Si-containing raw material and the Zr-containing raw material whose value is 1.0 c / cm 2 · hr or less are pulverized using a pulverizer or simultaneously, and further a mixing device is used. Through a sintering process in which the mixed raw material powder obtained by this processing process is sintered by sintering to a temperature of 1200 ° C. or higher after being dry-type or wet-molded, After cooling, a refractory material for glass production having a predetermined size and shape can be obtained, and after the pulverized product obtained by the processing step is temporarily formed into a predetermined shape, the pulverized product is obtained by the firing step. It means that the production method is such that it is fired so that it can be sintered at a high temperature. Further, in the present invention, the performance of the refractory becomes more stable as the amount of α-ray emission is reduced. Therefore, both the Si-containing material and the Zr-containing material are 1.0 c / cm 2 · hr or less. More preferably, the total amount of the α-ray emission amount of the Si-containing raw material and the Zr-containing raw material is preferably 1.0 c / cm 2 · hr or less.

加工工程については、粉砕と混合とを別の装置で行っても、同じ装置で行ってもよい。ただし粉砕と混合のそれぞれの装置からの様々な不純物の混入や汚染を重視するなら、より好ましくは粉砕と混合は同時に一つの装置内で行うものとする方がよい。ただ何れの装置についても十分な清浄度が実現できるものであればその限りではない。   About a processing process, grinding | pulverization and mixing may be performed with another apparatus, or may be performed with the same apparatus. However, if importance is attached to the contamination and contamination of various impurities from the pulverization and mixing apparatuses, it is more preferable that the pulverization and mixing be performed simultaneously in one apparatus. However, any device is not limited as long as sufficient cleanliness can be realized.

粉砕については、乾式粉砕でも湿式粉砕でもよく、種々の粉砕装置を使用するものであっても効率のよい粉砕が行えるものであればよい。粉砕時には粉砕助剤などの添加物を使用するものであってもよい。ただ、被粉砕物が水溶性でないものであれば、湿式粉砕とするのが効率的な粉砕が可能となるので好ましい。   As for the pulverization, either dry pulverization or wet pulverization may be used as long as efficient pulverization can be performed even if various pulverization apparatuses are used. An additive such as a grinding aid may be used at the time of grinding. However, if the material to be ground is not water-soluble, wet grinding is preferable because efficient grinding is possible.

例えば乾式粉砕では雰囲気としては、空気、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンキセノン、フッ素、塩素、臭素、ノックス(NOx)、ソックス(SOx)、窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、塩素、水蒸気あるいはこれらのガスの混合雰囲気を採用してもよい。また湿式粉砕ではその溶媒として水、過酸化水素水、界面活性剤を添加した水溶液、食塩等の様に原料の一部あるいは全てをイオンに解離させた状態の反応性成分を有する水溶液、酸溶液、アルカリ性溶液、イオン活性水、プラズマ照射水、炭酸ガス飽和水等の各種ガス飽和水、非極性有機溶媒、極性有機溶媒などの液体を適量使用することが可能である。   For example, in dry grinding, the atmosphere may be air, helium, neon, argon, krypton xenon, fluorine, chlorine, bromine, knox (NOx), sox (SOx), nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, chlorine, water vapor or A mixed atmosphere of these gases may be employed. In wet pulverization, water, hydrogen peroxide solution, an aqueous solution containing a surfactant, an aqueous solution having a reactive component in a state where some or all of the raw material is dissociated into ions, such as salt, an acid solution It is possible to use an appropriate amount of liquid such as alkaline solution, ion-activated water, plasma irradiation water, various gas saturated water such as carbon dioxide saturated water, nonpolar organic solvent, polar organic solvent and the like.

そして粉砕装置としては、ジョークラッシャー、コーンクラッシャーを含む圧縮破砕機、カッターミル等を含む剪断粗砕機、ハンマクラッシャ等を含む衝撃破砕機、遠心ローラミル、バウルミルを含むローラミル(またはローラ転動ミルとも言う。)、ハンマーミル、ピンミル、ターボミルそしてスーパーミクロンミル等を含む高速回転ミル(衝撃剪断ミルとも言う。)、転動ボールミル(狭義のボールミル、)、振動ボールミル、媒体遊星ミル等を含む容器駆動媒体ミル(広義のボールミル)、気流式粉砕機等の粉砕装置を利用することができる。   The crusher includes a jaw crusher, a compression crusher including a cone crusher, a shear crusher including a cutter mill, an impact crusher including a hammer crusher, a centrifugal roller mill, and a roller mill (or a roller rolling mill) including a bawl mill. .), High-speed rotating mills (also called impact shearing mills) including hammer mills, pin mills, turbo mills and supermicron mills, container-driven media including rolling ball mills (narrowly defined ball mills), vibrating ball mills, medium planetary mills, etc. A pulverizer such as a mill (ball mill in a broad sense) or an airflow pulverizer can be used.

また混合についても種々の方式の混合装置を使用してよく、偏析が生じにくい均質な混合が可能な条件で混合できるものであればよい。混合装置は1つである必要はなく、必要に応じて複数の方式を組み合わせてもよい。混合装置についても、上述した粉砕装置同様に様々な雰囲気下で混合してよく、さらに種々の溶媒を添加した状態のままで混合を行ってもよい。   In addition, various types of mixing devices may be used for the mixing as long as they can be mixed under conditions that allow homogeneous mixing in which segregation does not easily occur. There is no need for one mixing device, and a plurality of methods may be combined as necessary. The mixing apparatus may also be mixed under various atmospheres as in the above-described pulverizing apparatus, and may be further mixed with various solvents added.

混合装置として経済的に効率のよい最も簡単なものは、例えばボールミルなどの粉砕装置を兼ねた性能を有するものを使用すればよい。このボールミルは、ボールと呼ばれる混合粉砕に供するメディアとしてセラミックスや天然鉱石等を採用し、そのメディアを被粉砕物の表面へ繰り返し衝突させることによって、被粉砕物を徐々に破砕、粉砕していくものである。この装置としては、最も一般的な円筒形や円錐形の容器内で粉砕をおこなう転動型のボールミル(狭義のボールミル)、ボールに微振動を付与することで微粉砕を行う振動ミル、あるいはボールそのものに加速を付与して粉砕効率を向上させた媒体遊星ミル等をも含むものである。ボールミルを用いる場合には、使用するボール材とその内壁材から発生するα線放出量についても事前に計測を行うか、あるいは粉砕によって増加するα線放出量について計測を行い、十分な注意を行う必要がある。   The simplest and most economically efficient mixing device may be one having a performance that also serves as a grinding device such as a ball mill. This ball mill uses ceramics or natural ore as a medium for mixing and grinding called balls, and gradually crushes and crushes the material to be crushed by repeatedly colliding the media with the surface of the material to be crushed. It is. This equipment includes rolling ball mills (narrowly defined ball mills) that perform grinding in the most common cylindrical or conical containers, vibration mills that perform fine grinding by applying fine vibrations to the balls, or balls It also includes a medium planetary mill and the like in which acceleration is given to improve the grinding efficiency. When using a ball mill, measure the amount of alpha rays emitted from the ball material used and its inner wall material in advance, or measure the amount of alpha rays emitted due to crushing, and exercise sufficient caution. There is a need.

また本発明のガラス製造用耐火材の製造方法は、上述に加えて加工工程で得られた原料粉砕物を水又は有機溶媒と混合した後、粉液混合物を型枠内に流し込むキャスティング工程を有するものであれば、複雑な形状の耐火材であっても緻密な組織構造となるような成形体が得られるので好ましい。   In addition to the above, the method for producing a refractory material for glass production according to the present invention includes a casting step in which the pulverized raw material obtained in the processing step is mixed with water or an organic solvent, and then the powder-liquid mixture is poured into the mold. If it is a thing, even if it is a refractory material of a complicated shape, since the molded object which becomes a precise | minute structure is obtained, it is preferable.

粉液混合物の調製方法としては、均質な混合が行える方法であればよく、原料粉砕物と水又は有機溶媒の混合比率、pH、温度などの諸条件についても適正な条件を選択すればよい。また粉液混合物の状態を調製するために分散剤、粘性調整剤、pH調整剤、凍結防止剤、酸化防止剤、表面被覆剤あるいは脱泡剤などを適宜使用してもよい。   As a method for preparing the powder / liquid mixture, any method capable of performing homogeneous mixing may be used. Appropriate conditions may be selected for various conditions such as the mixing ratio of the raw pulverized product and water or an organic solvent, pH, and temperature. In addition, a dispersant, a viscosity adjuster, a pH adjuster, an antifreeze agent, an antioxidant, a surface coating agent, a defoaming agent, or the like may be appropriately used to adjust the state of the powder / liquid mixture.

またキャスティングを行う型枠としては、どのような材料により構成されたものでも、適正なキャスティングが行えるものであればよい。また枠体の厚みや構造についても特に限定されるものではない。例えば枠体として、溶媒を経時的に吸収する石膏枠等を使用してもよいし、また他の多孔材料、吸水材料を使用することも可能である。さらに所定箇所に枠体の膨張、収縮を補償する機構を設けることもできる。   Moreover, as a mold for performing casting, any material may be used as long as it can perform proper casting. Also, the thickness and structure of the frame are not particularly limited. For example, a gypsum frame that absorbs the solvent with time may be used as the frame, and other porous materials and water-absorbing materials may be used. Furthermore, a mechanism for compensating for expansion and contraction of the frame can be provided at a predetermined location.

本発明のガラス製造用耐火材の製造方法は、上述に加えて加工工程で得られる原料粉砕物の平均粒径D50が、1μmから60μmの範囲にあるならば、焼成によって高い緻密性のある耐火物成形体を得ることができ、長期に亘り使用することのできる安定した強度を発揮する耐火物成形体とすることができる。粉砕物の平均粒径D50については、複数の原料を個別に粉砕して使用する場合にはそれぞれの原料の粒度についての平均粒径D50であり、一度に混合しつつ粉砕する場合にはその混合された状態での粉砕物の平均粒径D50についてのものである。 In addition to the above, the method for producing a refractory material for glass production according to the present invention is highly dense by firing if the average particle size D 50 of the pulverized raw material obtained in the processing step is in the range of 1 μm to 60 μm. A refractory molded article can be obtained, and a refractory molded article exhibiting stable strength that can be used for a long period of time can be obtained. The average particle diameter D 50 of the pulverized material, when used in grinding a plurality of raw materials individually an average particle diameter D 50 of the particle size of each raw material, when crushed while mixing at a time those of the average particle diameter D 50 of the pulverized material at the mixed state.

加工工程で得られる原料粉砕物の平均粒径D50が、1μmから60μmの範囲にあるとは、前記した粉砕、混合を行う加工工程によって得られる原料粉砕物の平均粒径、すなわち粒径加積曲線における有効粒径であるD50が、1μm以上で、かつ60μm以下となっていることを表している。 The average particle diameter D 50 of the raw material pulverized material obtained in the processing step is in the range of 1 μm to 60 μm. It represents that D 50 which is an effective particle diameter in the product curve is 1 μm or more and 60 μm or less.

平均粒径D50を計測するには、例えば校正されたレーザー回折式粒度分布測定装置等の粒度計測装置を使用すればよい。 To measure the average particle diameter D 50 may be, for example, using a particle size measuring apparatus such as a calibrated laser diffraction particle size distribution measuring apparatus.

加工工程で得られる粉砕物の平均粒径D50が、1μmに満たないと粉砕粒子を細かくするために多大な時間と労力が必要となる割に、成形体の使用上の必要性能向上については、それ程の向上が認めがたくなる。また粉砕物の平均粒径D50が60μmを越えると、焼成時に緻密化が不十分となる場合も生じ、その結果十分に強度の高い成形体が得られない場合も生じるため好ましくない。 Regarding the improvement in performance required for use of the molded product, although the average particle size D 50 of the pulverized product obtained in the processing step is less than 1 μm, much time and labor are required to make the pulverized particles fine. , So much improvement is difficult to recognize. The average particle diameter D 50 of the pulverized material exceeds 60 [mu] m, if the densification during sintering is insufficient occur, resulting sufficiently unfavorably occur even if a molded article having high strength can not be obtained.

本発明では、粉砕物の平均粒径D50が、1μmから60μmの範囲にあるものであるならば、上述のα線の放射量を抑えることを可能にするということに加えて、製造される耐火物の構造を緻密な状態となるようにすることができるので高い高温強度などのそれ以外の物理化学的な性能を耐火物に付加することができるものとなる。 In the present invention, if the average particle diameter D 50 of the pulverized product is in the range of 1 μm to 60 μm, it is manufactured in addition to making it possible to suppress the radiation amount of the α-rays described above. Since the structure of the refractory can be in a dense state, other physicochemical performance such as high-temperature strength can be added to the refractory.

以上のような観点から加工工程で得られる原料粉砕物の平均粒径D50は、より好ましくは5μmから50μmの範囲とすることである。 Above average particle diameter D 50 of the raw material pulverized material from the viewpoint obtained in the processing step, such as, more preferably in a range from 5μm to 50 [mu] m.

本発明のガラス熔融炉は、本発明のガラス製造用耐火材が、無機多成分系熔融ガラスと接する炉壁材として配設されてなることを特徴とする。   The glass melting furnace of the present invention is characterized in that the refractory material for glass production of the present invention is disposed as a furnace wall material in contact with the inorganic multi-component molten glass.

ここで、本発明のガラス製造用耐火材が、無機多成分系熔融ガラスと接する炉壁材として配設されてなるとは、次のようなものである。すなわち無機酸化物粒子の焼結された耐火物であって、α線放出量が1.0c/cm・hr以下であるガラス製造用耐火物、あるいはさらに加えて無機酸化物粒子のU、Th含有量が、各々1ppm以下であるガラス製造用耐火物、またさらに加えて無機酸化物は、SiO、ZrOの何れか1以上が、酸化物換算の質量百分率表示で、20%から80%の範囲内で含有されてなるガラス用耐火物、さらに加えて焼結助剤が、酸化物換算の質量百分率表示で0.01%から10%の範囲で含有してなるガラス用耐火物、あるいはさらに加えて1000℃以上の無機熔融ガラスと接触する表面から10mmまでのU、及びThの合量の含有量が、5ppm/mm以下であるガラス製造用耐火材、またさらに加えてダウンドロー成形装置に搭載される壁材であるガラス用耐火材を高温状態の熔融ガラスと直接接する部位に配して、板ガラスや管ガラスあるいは熱間プレス成形体等の各種ガラス物品を製造するために使用されるガラス熔融炉であることを意味している。 Here, the refractory material for glass production of the present invention is arranged as a furnace wall material in contact with the inorganic multi-component molten glass as follows. That is, a sintered refractory material of inorganic oxide particles having an α-ray emission amount of 1.0 c / cm 2 · hr or less, or in addition, U, Th of inorganic oxide particles. Refractories for glass production each having a content of 1 ppm or less, and in addition, in addition to inorganic oxides, any one or more of SiO 2 and ZrO 2 is 20% to 80% in terms of mass percentage in terms of oxide. Refractories for glass, which are contained within the range of refractory for glass, in addition, a sintering auxiliaries, contained in the range of 0.01% to 10% in terms of oxide-based mass percentage, or In addition, a refractory material for glass production in which the total content of U and Th up to 10 mm from the surface in contact with the inorganic molten glass at 1000 ° C. or higher is 5 ppm / mm 2 or less, and in addition, downdraw molding apparatus Used for manufacturing various glass articles such as plate glass, tube glass, hot-pressed products, etc. It means that it is a glass melting furnace.

熔融ガラスと接触する壁面とは、ガラス原料が加熱されて熔融状態となった際に、それを滞留、流動させるために使用される熔融槽や清澄槽、熔融ポット、スロートあるいは熔融室などの様々な機能を有するガラス熔融炉の部分的な構成槽の一部であって、高温耐熱性と遮蔽性などを要求される緻密な壁面で仕切るために使用されるものを意味しており、壁面は、側壁面、床面、天井面等のガラス熔融炉のあらゆる緻密な仕切り面を表している。   The wall surface in contact with the molten glass is a variety of materials such as a melting tank, a clarification tank, a melting pot, a throat, or a melting chamber that are used to retain and flow the glass raw material when it is in a molten state when heated. Is a part of a partial tank of a glass melting furnace that has various functions, and is used for partitioning with a dense wall surface that requires high temperature heat resistance and shielding properties. In addition, all the dense partition surfaces of the glass melting furnace such as a side wall surface, a floor surface, and a ceiling surface are represented.

本発明のガラス物品の製造方法は、本発明のガラス熔融炉を使用して、熔融ガラスを均質化し、均質化された熔融ガラスを熱間成形し、熱間成形後に徐冷操作を行うことを特徴とする。   The method for producing a glass article of the present invention is to homogenize a molten glass using the glass melting furnace of the present invention, hot-mold the homogenized molten glass, and perform a slow cooling operation after hot forming. Features.

ここで本発明のガラス熔融炉を使用して、熔融ガラスを均質化し、均質化された熔融ガラスを熱間成形し、熱間成形後に徐冷操作を行うとは、本発明のガラス製造用耐火材が、熔融ガラスと接する炉壁材として配設されたガラス熔融炉内で熔融ガラスを清澄し攪拌することで均質化し、成形されたガラスをアニールすることによって最終的にガラス物品とすることを意味している。   Here, using the glass melting furnace of the present invention, the molten glass is homogenized, the homogenized molten glass is hot-formed, and after the hot forming, the slow cooling operation is performed. The material is homogenized by clarifying and stirring the molten glass in a glass melting furnace arranged as a furnace wall material in contact with the molten glass, and finally forming the glass article by annealing the formed glass. I mean.

また本発明のガラス物品の製造方法は、本発明の耐火材を成形体として用いて熔融ガラスをオーバーフロー成形することを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the glass article of this invention is characterized by carrying out the overflow molding of molten glass using the refractory material of this invention as a molded object.

ここで本発明の耐火材を成形体として用いて熔融ガラスをオーバーフロー成形するとは、上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を構成する耐火材を成形体として用い、均質化された熔融ガラスをオーバーフロー成形することを意味している。   Here, overflow molding of molten glass using the refractory material of the present invention as a molded body has a bowl-shaped molten glass supply groove opened at the top, and the tops of both side walls of the glass supply groove are overflow weirs. And, using the refractory material constituting the molded body, which is made close to the outer surfaces of the both side walls facing downward so that the outer surface portions of the both side walls have a substantially wedge-shaped cross section, are terminated as the molded body, This means that the homogenized molten glass is overflow molded.

また本発明のガラス物品の製造方法は、成形される板ガラスの寸法形状や熔融ガラスの流量を管理しつつ製造することが好ましい。そしてこの管理するための手段としては、板ガラスの板引き速度の調節や、板ガラスの冷却条件の調整を行えばよい。   Moreover, it is preferable to manufacture the manufacturing method of the glass article of this invention, managing the dimension shape of the plate glass shape | molded, and the flow volume of molten glass. And as a means for this management, what is necessary is just to adjust the drawing speed of plate glass, and adjustment of the cooling conditions of plate glass.

本発明のガラス製造用耐火材、このガラス製造用耐火材の製造方法、及びガラス物品の製造方法は、以下のような発明の効果を有する。   The refractory material for glass production of the present invention, the method for producing the refractory material for glass production, and the method for producing a glass article have the following effects.

(1)本発明のガラス製造用耐火材は、2種以上の無機酸化物粒子が焼結されてなる耐火材であって、α線放出量が1.0c/cm・hr以下であるため、特にCCDやCMOS等の固体撮像素子のカバーガラスとして好適な板ガラスを製造する際にα線の発生原因となる物質が板ガラス中に混入することで板ガラスのα線発生量が増加するのを低減した状態でガラス物品の製造を行うことが容易である。 (1) The refractory material for glass production of the present invention is a refractory material obtained by sintering two or more kinds of inorganic oxide particles, and the α ray emission amount is 1.0 c / cm 2 · hr or less. In particular, when manufacturing plate glass suitable as a cover glass for solid-state imaging devices such as CCDs and CMOSs, it is possible to reduce the increase in the amount of α-ray generation in the plate glass due to substances that cause α-rays entering the plate glass. It is easy to manufacture the glass article in the state where it is made.

(2)本発明のガラス製造用耐火材は、無機酸化物粒子のU、Th含有量が、各々1ppm以下であるならば、α線放出原因物質として特に注意を要するUとThの含有量が抑制されたものとなっているので、ガラス中にU、Thが混入しにくくα線放出量について定常的に低い水準を維持した品位の板ガラス等のガラス物品を得ることが容易なものとなる。   (2) In the refractory material for glass production of the present invention, if the U and Th contents of the inorganic oxide particles are each 1 ppm or less, the contents of U and Th that require special attention as α-ray emitting substances Since it is suppressed, it is easy to obtain glass articles such as plate glass of a quality in which U and Th are hardly mixed in the glass and the α-ray emission amount is constantly maintained at a low level.

(3)さらに本発明のガラス製造用耐火材は、無機酸化物は、SiO、ZrOの何れか1以上が含有され、各々が酸化物換算の質量百分率表示で、20%から80%の範囲内で含有されてなるものであれば、上記したα線発生量の低減効果に加えて、緻密な構造で高い耐熱性と機械的な強度、さらにクリープ性やスポーリング性を有する耐火物となり、1200℃以上の高温に加熱する必要のある用途で使用されるガラス製造用耐火材として好ましいものである。 (3) Further, in the refractory material for glass production of the present invention, the inorganic oxide contains one or more of SiO 2 and ZrO 2 , each of which is expressed as a mass percentage in terms of oxide, and is 20% to 80%. If it is contained within the range, in addition to the effect of reducing the amount of α-ray generation described above, it becomes a refractory having a dense structure with high heat resistance and mechanical strength, and also creep and spalling properties. It is preferable as a refractory material for glass production used in applications that need to be heated to a high temperature of 1200 ° C. or higher.

(4)また本発明のガラス製造用耐火材は、焼結助剤を、酸化物換算の質量百分率表示で0.01%から10%の範囲で含有してなるものであれば、上述のα線発生量の低減効果や高温域における機械的な種々の性能の向上に加えて、緻密性の高い耐火物を構成することができ、高温熔融される熔融ガラスと接触する場合に高い耐蝕性を発揮するものとなる。   (4) Moreover, if the refractory material for glass manufacture of this invention contains a sintering auxiliary agent in the range of 0.01 to 10% by the mass percentage display of oxide conversion, it will be mentioned above α In addition to the effect of reducing the amount of generated wire and improvement of various mechanical performances in high temperature range, it can constitute a highly dense refractory, and has high corrosion resistance when in contact with molten glass that is melted at high temperature. It will be demonstrated.

(5)また本発明のガラス製造用耐火材は、熔融ガラスと接触する耐火材表面に耐火性貴金属包含層状材を配設してなるならば、ガラス製造用耐火材の使用部位や使用温度などによって、最適な構成のガラス製造用耐火材を用いることができる。   (5) Moreover, if the refractory material for glass manufacture of this invention arrange | positions a refractory noble metal inclusion layered material on the refractory material surface which contacts molten glass, the use site | part of a refractory material for glass manufacture, use temperature, etc. Thus, a refractory material for glass production having an optimum configuration can be used.

(6)本発明のガラス製造用耐火材は、耐火性貴金属包含層状材が厚さ1mm未満の厚さであるなら、経済的に優れた構成で、しかも高い耐熱性能を発揮することが可能であり、均質なガラス物品を製造することを容易にするものである。   (6) If the refractory material for glass production of the present invention has a thickness of less than 1 mm, the refractory noble metal-containing layered material is economically superior and can exhibit high heat resistance. Yes, it facilitates the production of homogeneous glass articles.

(7)また本発明のガラス製造用耐火材は、ダウンドロー成形装置に搭載される壁材であるならば、上述の効果に加えて高い成形寸法を有する板ガラス等のガラス物品を効率的に成形することができるものであり、需用者にガラス物品を潤沢に供給することが可能となる。   (7) Moreover, if the refractory material for glass manufacture of this invention is a wall material mounted in a down draw molding apparatus, in addition to the above-mentioned effect, it will shape | mold efficiently glass articles, such as plate glass, which has a high molding dimension. Therefore, it is possible to supply glass articles to consumers.

(8)さらに本発明のガラス製造用耐火材は、上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を構成する耐火材であるならば、上述の様々な効果に加えて研磨工程等の加工工程を経ずとも、対向する透光面に垂直な方向の厚み寸法制御を高精度に制御することを可能とする薄い寸法の板ガラスを経済的に効率よく成形することができ、特にCCDやCMOS等のイメージセンサを収納するパッケージ用のカバーガラスを成形するのに好適なものである。   (8) Furthermore, the refractory material for glass production of the present invention has a bowl-shaped molten glass supply groove having an open top at the top, and the top of both side walls of the glass supply groove is used as an overflow weir, and the outer surface of both side walls. In addition to the above-mentioned various effects, if the part is a refractory material constituting a molded body in which the outer surfaces of both side walls face each other downward and are closed at the lower end so that the cross section is substantially wedge-shaped, Without passing through a processing step such as a polishing step, it is possible to economically and efficiently form a thin glass plate that enables high-precision control of the thickness dimension in the direction perpendicular to the opposing light-transmitting surface. In particular, it is suitable for forming a cover glass for a package that houses an image sensor such as a CCD or CMOS.

(9)また本発明のガラス製造用耐火材の製造方法は、α線放出量が1.0c/cm・hr以下のSi含有原料及び/またはZr含有原料を粉砕混合する加工工程と、得られた粉砕物を1200℃以上の焼成温度で焼成する焼成工程とを有するものであれば、高い緻密性を有し、安定した強度を実現することのできる耐火物のα線放出量を抑止した状態で製造することを可能とするものであり、α線放出を避けるということについて留意する必要性のある熔融ガラスと直接接触する部位に使用できるガラス製造用耐火材を効率よく製造することができる。 (9) The method for producing a refractory material for glass production according to the present invention comprises a processing step of pulverizing and mixing a Si-containing material and / or a Zr-containing material having an α-ray emission amount of 1.0 c / cm 2 · hr or less, and If the pulverized product has a firing step of firing at a firing temperature of 1200 ° C. or higher, the α-ray emission amount of the refractory that has high density and can realize a stable strength is suppressed. It is possible to manufacture in a state, and it is possible to efficiently manufacture a refractory material for glass production that can be used in a portion in direct contact with molten glass that needs to be taken care of to avoid emission of α rays. .

(10)本発明のガラス熔融炉は、本発明のガラス製造用耐火材が、無機多成分系熔融ガラスと接する炉壁材として配設されたものであるため、低いα線放射量のガラス物品を長期に亘り高い効率で製造することが可能となる。   (10) In the glass melting furnace of the present invention, since the refractory material for glass production of the present invention is disposed as a furnace wall material in contact with the inorganic multicomponent molten glass, a glass article having a low α-ray radiation amount. Can be manufactured with high efficiency over a long period of time.

(11)本発明のガラス物品の製造方法は、本発明のガラス熔融炉を使用して、熔融ガラスを均質化し、均質化された熔融ガラスを熱間成形し、熱間成形後に徐冷操作を行うものであるため、低いα線放射量のガラス物品を高い成形寸法と安定した表面品位を有する状態で成形することができ、徐冷操作によって光学的にも高い安定性を獲得したものとなるので、例えば固体撮像素子用途の様に光線を透過することが必要となる場合に均質で、しかも製造ロット内の光学品位のバラツキの少ないガラス材を得ることが容易となる。   (11) The method for producing a glass article of the present invention uses the glass melting furnace of the present invention to homogenize the molten glass, hot mold the homogenized molten glass, and perform a slow cooling operation after hot forming. As a result, glass articles with low α-ray radiation can be molded with high molding dimensions and stable surface quality, and optically high stability can be obtained by slow cooling operation. Therefore, it is easy to obtain a glass material that is homogeneous and has little variation in optical quality within the production lot when it is necessary to transmit light, for example, for use in a solid-state imaging device.

(12)本発明のガラス物品の製造方法は、本発明のガラス製造用耐火材を成形体として用いて熔融ガラスをオーバーフロー成形するものであるならば、安定した品位の板ガラスを大量に高速製造できるので、製造効率が著しく高く、経済的な製造工程を確立することが可能である。   (12) The method for producing a glass article of the present invention is capable of producing a stable and high-quality plate glass in a large amount at high speed if the molten glass is subjected to overflow molding using the refractory material for glass production of the present invention as a molded body. Therefore, it is possible to establish an economical manufacturing process with extremely high manufacturing efficiency.

以下に本発明のガラス製造用耐火材とガラス製造用耐火材の製造方法、さらに本発明のガラス製造用耐火材を使用するガラス物品の製造方法について、実施例に基づいて説明する。   Hereinafter, a method for producing a refractory material for glass production and a refractory material for glass production according to the present invention, and a method for producing a glass article using the refractory material for glass production according to the present invention will be described based on examples.

まずオーバーフローダウンドロー成形装置の部材として使用される本発明のガラス製造用耐火材のより具体的な形状について、図1を参照しながら説明を行う。図1は、高精度の板ガラスを成形するオーバーフローダウンドロー成形装置に搭載される耐火物成形体の斜視図を示している。図1で10は成形体、11は熔融ガラス供給溝、12はオーバーフローの堰、13は楔形状の両側壁の外面、14は成形体下端、15は両側壁頂部稜線をそれぞれ表している。   First, a more specific shape of the refractory material for glass production of the present invention used as a member of an overflow downdraw molding apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a perspective view of a refractory molded body mounted on an overflow downdraw molding apparatus for molding a highly accurate plate glass. In FIG. 1, 10 is a molded body, 11 is a molten glass supply groove, 12 is an overflow weir, 13 is an outer surface of a wedge-shaped side wall, 14 is a lower end of the molded body, and 15 is a top ridge line on both side walls.

このガラス製造用耐火材に関しては、耐火物よりなる成形体10が、図1からも判るような外観を呈している。この成形体10は、長尺方向に垂直な断面の形状が、略楔形状を呈し、その楔形状の上部に熔融ガラスをガラス熔融炉で熔解後に流入させるための熔融ガラス供給溝11の形成された樋部を有している耐火物よりなるものであり、その大きさは幅が300mm、長さ700mm、高さ800mmであって、その組成は、酸化物換算の質量百分率表示で、SiOが30.7%、ZrOが64.5%、ZnOが4.8%で表される組成よりなるものである。このガラス製造用の耐火材が使用されるオーバーフローダウンドロー成形装置は、CCDやCMOS等のイメージセンサを収納するパッケージのカバーガラス用の薄板ガラスを製造するためのものである。この薄板ガラスは、厚み0.5mmの高精度の寸法と均質性を要求される薄板ガラスを熔融ガラスからダウンドロー成形を行うことによって得られるものである。 With respect to the refractory material for glass production, the molded body 10 made of a refractory has an appearance as can be seen from FIG. The formed body 10 has a substantially wedge-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction, and a molten glass supply groove 11 is formed on the upper portion of the wedge shape for allowing molten glass to flow after melting in a glass melting furnace. It is made of a refractory material having a flange part, and the size is 300 mm in width, 700 mm in length, and 800 mm in height, and its composition is expressed in terms of mass percentage in terms of oxide, SiO 2 30.7%, ZrO 2 64.5%, ZnO 4.8%. This overflow downdraw molding apparatus in which a refractory material for glass production is used is for producing a thin glass sheet for a cover glass of a package that houses an image sensor such as a CCD or CMOS. This thin glass sheet is obtained by down-draw molding a thin glass sheet that requires a highly accurate dimension and homogeneity with a thickness of 0.5 mm from molten glass.

図1では、ガラス熔融炉内で均質に熔融された熔融ガラスは、図1の左手前側から右奥手側へと耐火物製の成形体10の熔融ガラス供給溝11内に流入して滞留し、その後オーバーフローの堰12を越えて両側壁頂部稜線15からオーバーフローし、耐火物製の成形体10の外面に沿って流れ、楔形状の両側壁の外面13を流下して成形体下端14で合流して1枚の板状ガラス体となり、その後冷却されて切断されて板ガラスとなる。耐火物製の成形体10は、ここで示したように高温状態にある熔融ガラスと直接接触し続け、特に熔融ガラス供給溝11の床面や側壁面等の壁面に使用された壁面材は、高温状態の熔融ガラスと接触する状態で使用されることになるため、長時間に亘りこの成形体が板ガラスの成形に使用されると、壁面材に含まれるUやTh等のα線放射元素は、熔融ガラス中に混入されることになるので、ガラス製造用耐火物のα線放出量が十分に低い値となっている必要性がある。   In FIG. 1, the molten glass melted homogeneously in the glass melting furnace flows into the molten glass supply groove 11 of the refractory molded article 10 from the left front side to the right back side in FIG. After that, it overflows the overflow weir 12 and overflows from the ridges 15 on both side walls, flows along the outer surface of the refractory molded body 10, flows down the outer surfaces 13 of the wedge-shaped side walls, and joins at the lower end 14 of the molded body. It becomes a sheet glass body and is then cooled and cut to form a sheet glass. As shown here, the refractory molded body 10 continues to be in direct contact with the molten glass in a high temperature state, and particularly the wall material used for the wall surface such as the floor surface or the side wall surface of the molten glass supply groove 11 is: Since it will be used in contact with the molten glass in a high temperature state, when this molded body is used for forming a sheet glass for a long time, α-ray emitting elements such as U and Th contained in the wall surface material are Since it will be mixed in the molten glass, it is necessary that the α ray emission amount of the refractory for glass production is a sufficiently low value.

次いで、このオーバーフローダウンドロー成形装置20に搭載されたガラス製造用耐火材10の製造方法について、具体的に説明する。   Next, a method for manufacturing the refractory material 10 for manufacturing glass mounted on the overflow downdraw molding apparatus 20 will be specifically described.

まず予めα線放射量が少ない原料を選定し、その高純度原料を組み合わせることによって耐火物成形体を構成した場合のα線放出量の水準を確認した上で、これらの原料を所定の粒子寸法となるように粉砕し、混合する。ここでは、最も簡易的に使用することのできるボールミルを使用して原料の粉砕と混合とを行う。粉砕、混合を行う原料として選定したのはSiO原料としてSiO含有率が酸化物換算の質量百分率表示で99.8%以上であり、最大含有量の不純物はAlが500ppm以下の広浦鉱業株式会社製の天然珪石鉱物原料(商品コードS−325)である。またこのSiO原料について、事前にPR−10ガス流入下の2π型ガスフロー比例計数器によるα線放射量の計測を行ったところ、その値は0.04c/cm・hrであった。またZrO原料として、天然鉱石由来の日本電工株式会社製の高純度酸化ジルコニウム(商品コードH4)を選定したが、この高純度酸化ジルコニウムのZrO含有率は酸化物換算の質量百分率表示で99.9%であり、不純物としてTiが0.01%未満、SiOが0.01%未満の水準にあるものであった。そして、ZrO原料について前記同様の計測方法によるα線放射量の計測結果は、複数のロットを調査したところ、その値が大きいものであっても0.3c/cm・hrの水準で、他のロットはいずれも0.3c/cm・hr以下の計測結果であった。さらに、今回はこのSiOとZrOとを焼結する際の焼結助剤として、ZnO含有率が酸化物換算の質量百分率表示で99.0%以上のZnO原料を使用した。このZnO原料は、本荘ケミカル株式会社製の高純度ZnO原料であって、最大含有量の不純物はPbが酸化物換算の質量百分率表示で0.3%以下の品位のものである。 First, select raw materials with a small amount of α-ray radiation, and confirm the level of α-ray emission when constructing a refractory molded body by combining the high-purity raw materials. Grind and mix until Here, the raw material is pulverized and mixed using a ball mill that can be used most simply. The raw material to be pulverized and mixed was selected as the SiO 2 raw material having a SiO 2 content of 99.8% or more in terms of mass percentage in terms of oxide, and the maximum content of impurities was Al 2 O 3 of 500 ppm or less. It is a natural silica mineral raw material (product code S-325) manufactured by Hiroura Mining Co., Ltd. Further, when the α-ray radiation amount of this SiO 2 raw material was measured in advance with a 2π-type gas flow proportional counter under PR-10 gas inflow, the value was 0.04 c / cm 2 · hr. Further, as a ZrO 2 raw material, a high-purity zirconium oxide (product code H4) derived from natural ore and manufactured by Nippon Electric Works, Ltd. was selected, and the ZrO 2 content of this high-purity zirconium oxide is 99 in terms of mass percentage in terms of oxide. 0.9% as impurities, and Ti was less than 0.01% and SiO 2 was less than 0.01%. And the measurement result of the α-ray radiation amount by the same measurement method as described above for the ZrO 2 raw material is a level of 0.3 c / cm 2 · hr, even when the value is large, when a plurality of lots are investigated. All other lots had a measurement result of 0.3 c / cm 2 · hr or less. Furthermore, this time, as a sintering aid for sintering this SiO 2 and ZrO 2 , a ZnO raw material having a ZnO content of 99.0% or more in terms of mass percentage in terms of oxide was used. This ZnO raw material is a high-purity ZnO raw material manufactured by Honjo Chemical Co., Ltd., and the maximum content of impurities is Pb having a quality of 0.3% or less in terms of oxide-based mass percentage.

ボールミルによる粉砕と混合の操作は、SiOボールを使用して、原料に加えてイオン交換水を使用して湿式粉砕、混合を行なう。こうして所定時間の処理を行うことによって最終的に平均粒径D50が8〜10μmの粉砕混合物を得る。ここで平均粒径の計測は、レーザー回折式粒度分布測定装置((株)島津製作所製 SALD−2000J)を使用して計測したものである。このように粉砕と混合の操作を行う加工工程で得られた粉砕混合物を耐火性容器内に充填した状態で1430℃±50℃の条件下で10時間焼成する。こうして上記のSiO原料とZrO原料とからジルコン(ZrO・SiO)が合成される。次いでこの合成品の粉解砕工程として、合成された塊状のジルコンが、耐火物成形体を焼成するに適した粒度となるようにボールミルを使用して解砕し、分級する。 In the operation of pulverization and mixing by a ball mill, SiO 2 balls are used and wet pulverization and mixing are performed using ion-exchanged water in addition to raw materials. Thus finally the average particle size D 50 by performing the process for a predetermined time to obtain a ground mixture of 8 to 10 [mu] m. Here, the average particle diameter is measured using a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus (SALD-2000J, manufactured by Shimadzu Corporation). Thus, the pulverized mixture obtained in the processing step of pulverizing and mixing is baked for 10 hours under the condition of 1430 ° C. ± 50 ° C. while being filled in a refractory container. Thus, zircon (ZrO 2 · SiO 2 ) is synthesized from the above-mentioned SiO 2 raw material and ZrO 2 raw material. Next, as a powder crushing step for the synthetic product, the synthesized bulk zircon is crushed using a ball mill and classified so as to have a particle size suitable for firing the refractory molded body.

以上の合成品の解砕工程で得られたジルコン粉砕物にイオン交換水を添加し、キャスティング工程として予め準備した石膏製鋳型に泥漿鋳込み(スリップキャスティングとも言う)を行い、鋳込み後に乾燥を行う。ちなみにここでは、泥漿鋳込みを採用したが、必要に応じてHIPやCIP等の成形方法を採用してもよい。そして得られた泥漿鋳込み体を所定時間後に型枠から取り出して乾燥後に焼成工程としてマッフル型の焼成炉内に設置し1400℃から1500℃の焼成温度条件で焼成を行う。こうして緻密な合成ジルコン耐火物によって構成されたオーバーフローダウンドロー成形装置20に搭載されるガラス製造用耐火物10が得られることになる。   Ion exchange water is added to the pulverized zircon obtained in the above-described crushing process of the synthetic product, and cast in a gypsum mold prepared in advance as a casting process (also referred to as slip casting), followed by drying after casting. Incidentally, although mud casting is employed here, a molding method such as HIP or CIP may be employed as necessary. The obtained mud cast body is taken out from the mold after a predetermined time, dried and then placed in a muffle-type firing furnace as a firing step, and fired at a firing temperature condition of 1400 ° C to 1500 ° C. Thus, the glass manufacturing refractory 10 to be mounted on the overflow downdraw molding apparatus 20 constituted by the dense synthetic zircon refractory is obtained.

このようにして得られたガラス製造用耐火材は、そのα線放出量が1.0c/cm・hr以下で、U、Th含有量が、各々1ppm以下の水準を有するものであり、熔融ガラスと接触する表面から10mmまでのU、及びThの合量の含有量が、5ppm/mm以下の品位を有するものとなっている。計測方法などを具体的に示す。α線放出量の計測をPRガス流入下のガスフロー比例計数器を使用し、測定条件が電極口径面積4000cmにて、2日間の連続計測を実施することによって行うと、その値0.10c/cm・hrとなり、α線放出量が1.0c/cm・hr以下であるため本発明の要件を満足する構成となっていることが判明する。また熔融ガラスと接触する熔融ガラス供給溝11の表面から10mmまでの深さにおけるU、及びThの合量の含有量が、1ppm/mm以下の水準であり、UとThの含有量をIPC発光分析によって測定すると、その値はU、Th共に0.1ppm以下で、問題のない品位であった。 The refractory material for glass production thus obtained has an α-ray emission amount of 1.0 c / cm 2 · hr or less, and U and Th contents each having a level of 1 ppm or less. The total content of U and Th up to 10 mm from the surface in contact with the glass has a quality of 5 ppm / mm 2 or less. The measurement method etc. are shown concretely. When the α-ray emission amount is measured by using a gas flow proportional counter under inflow of PR gas and measuring conditions under an electrode aperture area of 4000 cm 2 for two days, the value is 0.10c. / Cm 2 · hr, and the amount of α-ray emission is 1.0 c / cm 2 · hr or less, which indicates that the configuration satisfies the requirements of the present invention. The total content of U and Th at a depth of 10 mm from the surface of the molten glass supply groove 11 in contact with the molten glass is at a level of 1 ppm / mm 2 or less, and the content of U and Th is IPC. When measured by emission analysis, the values were 0.1 ppm or less for both U and Th, and there was no problem.

また本発明のガラス製造用耐火材は、次のような手順でそのクリープ性の評価を行った。まず幅40mm、長さ120mm、高さ80mmの寸法となるように切り出した耐火物を支点間距離80mmとなるように耐熱性支点材の上に載せた状態とし、支点間距離の中央に位置する耐火物の上面に135kgの荷重が掛かるように耐火物製分銅を載せて1250℃の電気炉内に1日間(24時間)に亘り保持した後、500μmを越える変形が認められるかどうかで評価したところ、500μmを超える変形は認められず、またクラックの生成状態を調べても何ら異常は認められず、950℃以上の耐熱性を有していることが判明した。さらに本発明のガラス製造用耐火材は、侵食性を評価するために、予め18mm直径で長さが75mmの寸法となるように切り出した試料片を酸化物換算の質量百分率表示でSiO 55〜69%、Al 3〜16%、B 7〜20%、MgO 0〜5%、CaO 0〜10%、BaO 0〜12%、SrO 0〜10%、CaO+BaO+SrO+ZnO 0.3〜13%の組成を有する103.9dPa・sに相当する温度、すなわち1100℃から1300℃の温度域に保持した熔融ガラス中に5日間(120時間)に亘り浸漬することによって、その耐火物表面の侵食性を顕微鏡観察と肉眼により調査したしたところ、その表面の浸漬やクラック等の欠陥は認められず高い耐浸蝕能と高温耐久性とを有するものであることが判明した。 Moreover, the refractory material for glass manufacture of this invention evaluated the creep property in the following procedures. First, the refractory cut out to have a width of 40 mm, a length of 120 mm, and a height of 80 mm is placed on the heat-resistant fulcrum material so that the distance between the fulcrums is 80 mm, and is located at the center of the distance between the fulcrums. A refractory weight was placed on the upper surface of the refractory so that a load of 135 kg was applied and held in an electric furnace at 1250 ° C. for one day (24 hours), and then an evaluation was made based on whether deformation exceeding 500 μm was observed. However, no deformation exceeding 500 μm was observed, and no abnormality was found even when the crack generation state was examined, and it was found that the film had heat resistance of 950 ° C. or higher. Furthermore, the refractory material for glass production according to the present invention is a SiO 2 55-55 sample expressed by mass percentage in terms of oxide in order to evaluate the erosion property. 69%, Al 2 O 3 3~16 %, B 2 O 3 7~20%, 0~5% MgO, CaO 0~10%, BaO 0~12%, SrO 0~10%, CaO + BaO + SrO + ZnO 0.3~ The refractory material is immersed in a molten glass having a composition of 13% corresponding to 10 3.9 dPa · s, that is, in a temperature range of 1100 ° C. to 1300 ° C. for 5 days (120 hours). When the surface erodibility was examined by microscopic observation and the naked eye, the surface was found to have high erosion resistance and high temperature durability with no defects such as immersion or cracks on the surface. Found it was.

以上の評価結果から、この本発明のガラス製造用耐火材を使用するオーバーフローダウンドロー成形装置は、上述にように高精度の板ガラスを成形することができるという利点に加えて、これが本発明の耐火材で構成されたものであるので、耐火物表面と熔融ガラスとが接触する際に熔融ガラス中に放射性元素が溶出して混入されることが抑制されたものとなり、そのため製造されるガラス物品は低いα線放出量を有するものとなる。   From the above evaluation results, the overflow downdraw molding apparatus using the refractory material for glass production according to the present invention has the advantage that it can form a highly accurate plate glass as described above. Since the refractory surface and the molten glass are in contact with each other, it is possible to prevent the radioactive elements from being eluted and mixed in the molten glass when the refractory surface comes into contact with the molten glass. It has a low α-ray emission.

次いで本発明のガラス製造用耐火材を使用するガラス物品の製造方法について具体的に説明する。   Subsequently, the manufacturing method of the glass article which uses the refractory material for glass manufacture of this invention is demonstrated concretely.

図2に本発明のガラス製造用耐火材を適用したガラス成形装置についてその部分斜視図を例示し、さらに図3(A)と図3(B)には板ガラスを成形時の説明図を示し、このガラス成形装置を使用してガラス物品を製造する手順について説明する。図2では、10が成形体、11が熔融ガラス供給溝、12がオーバーフローの堰、13が楔形状の両側壁の外面、14が成形体下端、15が両側壁頂部稜線を表すのは図1と同じであるが、20はオーバーフローダウンドロー成形装置、21は側壁ガイド部材、22は成形体肩部、23は熔融ガラス供給管挿入孔をそれぞれ表している。また図3(A)、図3(B)では、図2の記号に加えて、30が耐熱供給管、40が支持部材、Gが熔融ガラス、Fが板ガラスの成形方向、Pが板ガラスをそれぞれ表している。   FIG. 2 illustrates a partial perspective view of a glass forming apparatus to which the refractory material for glass production of the present invention is applied in FIG. 2, and FIG. 3 (A) and FIG. A procedure for manufacturing a glass article using this glass forming apparatus will be described. In FIG. 2, 10 is a molded body, 11 is a molten glass supply groove, 12 is an overflow weir, 13 is an outer surface of a wedge-shaped side wall, 14 is a lower end of the molded body, and 15 is a top edge of both side walls. , 20 is an overflow downdraw molding apparatus, 21 is a side wall guide member, 22 is a shoulder of the molded body, and 23 is a molten glass supply pipe insertion hole. 3A and 3B, in addition to the symbols in FIG. 2, 30 is a heat-resistant supply tube, 40 is a support member, G is a molten glass, F is a forming direction of sheet glass, and P is a sheet glass. Represents.

このオーバーフローダウンドロー成形装置20を使用して板ガラスを成形する際には、ガラス熔融炉(図示省略)にてイメージセンサ用カバーガラス(例えば、日本電気硝子製のガラス商品コードであれば、BDAやABCなどであり、これらのガラスは酸化物換算の質量百分率表示でSiO 55〜69%、Al 3〜16%、B 7〜20%、MgO 0〜5%、CaO 0〜10%、BaO 0〜12%、SrO 0〜10%、CaO+BaO+SrO+ZnO 0.3〜13%の組成を有するものである)に最適なアルミノホウ珪酸ガラス組成となるように予め選定されたα線放出量の少ない選定された高純度原料を所定配分で均質混合後に加熱することで熔融ガラス状態とし、その後撹拌装置等により熔融ガラスの均質化操作を行った上で、熔融ガラス供給管挿入孔23に配設された耐熱供給管30から熔融ガラスGをオーバーフローダウンドロー成形装置20内の熔融ガラス供給溝11へと流入させることになる。 When forming the glass sheet using this overflow downdraw molding device 20, the cover glass for the image sensor (for example, a glass product code made by Nippon Electric Glass is used in a glass melting furnace (not shown). ABC and the like, SiO 2 55-69% by mass percentage of these glasses oxide equivalent, Al 2 O 3 3~16%, B 2 O 3 7~20%, 0~5% MgO, CaO 0 Α-ray emission amount selected in advance so as to obtain an optimum aluminoborosilicate glass composition for a composition of 10% to 10%, BaO 0 to 12%, SrO 0 to 10%, CaO + BaO + SrO + ZnO 0.3 to 13%) The selected high-purity raw material with a small amount is heated after homogenous mixing at a predetermined distribution to obtain a molten glass state, and then the molten glass is homogenized with a stirrer etc. After performing work, it will be flowing with a heat supply pipe 30 disposed molten glass supply tube insertion hole 23 into the molten glass supply groove 11 in the molten glass G the overflow down draw forming device 20.

そして図3の板ガラスを成形する場合の稼動中の状態を示す説明図を参照すると、熔融ガラス供給溝11に流入した熔融ガラスGは、オーバーフローの堰12によって堰きとめられて一旦は熔融ガラス供給溝11の中で滞留するが、その後両側壁頂部稜線15を超えて流れ出し、楔形状の両側壁の外面13に沿って下方へと流れ、成形体下端14で1つのストリーム、すなわち熔融ガラスの流れとなる。この際にオーバーフローダウンドロー成形装置20の、成形体肩部22に耐熱金属性の両側壁ガイド部材21によってストリームの幅は制限されるので、板ガラスPの幅が不用意に広がり過ぎることなく下方の方向Fへと引き出されて成形されていくことになる。   Then, referring to the explanatory view showing the state in operation when the plate glass of FIG. 3 is formed, the molten glass G that has flowed into the molten glass supply groove 11 is dammed up by the overflow weir 12 and is once molten glass supply groove. 11, but then flows out beyond the top ridge line 15 on both side walls, flows downward along the outer surface 13 of the both side walls of the wedge shape, and flows at the lower end 14 of the formed body, that is, the flow of molten glass. Become. At this time, since the width of the stream is limited by the heat resistant metallic both side wall guide members 21 on the molded body shoulder 22 of the overflow downdraw molding apparatus 20, the width of the plate glass P is not excessively widened. It will be drawn out in the direction F and molded.

こうして得られた厚み0.5mmの板ガラスは、室温までの徐冷を行った後に所定の寸法まで切断する。切断方法としては、様々な方法を採用してよいが、最も効率的な方法は、例えばレーザーを使用する方法である。こうした製造手順によって得られた板ガラス物品のα線放出量をPR−10ガス流入下のガスフロー比例計数器により計測すると、その値は0.002c/cm・hr以下の高水準のものとなり、この製造方法では白金等の異物発生原因となる貴金属を使用していないため、Ptブツ(白金ブツ)に悩まされることもない。よって得られるCCD用、あるいはCMOS用のパッケージに搭載されるカバーガラスは、均質性という点だけではなく、α線についても高い水準の品位となり、このような高い水準の板ガラスを本発明のガラス製造用耐火材を使用する成形装置であれば、効率的かつ長期的に安定生産することが可能となる。 The thus obtained plate glass having a thickness of 0.5 mm is gradually cooled to room temperature and then cut to a predetermined size. Various methods may be adopted as the cutting method, but the most efficient method is, for example, a method using a laser. When the α-ray emission amount of the plate glass article obtained by such a manufacturing procedure is measured by a gas flow proportional counter under PR-10 gas inflow, the value becomes a high level of 0.002 c / cm 2 · hr or less, In this manufacturing method, no precious metal that causes foreign matter such as platinum is used, so that there is no problem with Pt (platinum). Therefore, the cover glass mounted on the obtained CCD or CMOS package has a high level of quality not only in terms of homogeneity but also α-rays. If it is a shaping | molding apparatus which uses the refractory material for production, it will become possible to produce stably stably efficiently.

さらに本発明のガラス製造用耐火材をガラス熔融炉の側壁材や炉床材として使用する事例について、以下で説明する。   Furthermore, the example which uses the refractory material for glass manufacture of this invention as a side wall material or hearth material of a glass melting furnace is demonstrated below.

上述したBDA等のイメージセンサ用カバーガラスを熔融するガラス熔融炉は、従来は合成石英や白金製の熔融炉が使用されているが、それに代わるものとして、本発明のガラス製造用耐火材を使用できないか、検討が行なわれた。ガラス熔融炉の側壁用の壁材は、オーバーフローダウンドロー成形装置の成形体と比較して、単純な形状である。その外形寸法は、例えば200mm×400mm×600mmといった略直方体を呈するブロック材であり、このブロック材として本発明のガラス製造用耐火材を適用する。   The glass melting furnace for melting the image sensor cover glass such as the BDA described above has conventionally used a melting furnace made of synthetic quartz or platinum, but uses the refractory material for glass production of the present invention as an alternative. It was examined whether it could be done. The wall material for the side wall of the glass melting furnace has a simple shape as compared with the molded body of the overflow downdraw molding apparatus. The external dimensions are, for example, a block material having a substantially rectangular parallelepiped shape of 200 mm × 400 mm × 600 mm, and the refractory material for glass production of the present invention is applied as the block material.

上記と同様の手順で製造されたブロック材をガラス熔融炉の底面と側壁面とに使用すると、従来は老朽化によってPtブツ(白金ブツ)等に苦慮することのあったガラス品位が安定し、均質でしかもα線放出量についても0.002c/cm・hr以下の品位の板ガラスを得ることができることを確認することができた。 When the block material manufactured in the same procedure as described above is used for the bottom surface and the side wall surface of the glass melting furnace, the glass quality that has conventionally suffered from Pt (platinum) due to aging is stabilized. It was confirmed that a plate glass having a quality of 0.002 c / cm 2 · hr or less with respect to the amount of α-ray emission can be obtained.

このガラス熔融炉の詳細な構成については省略するが、予め調整されたガラス原料を投入して熔融する熔融室とそれにつながる清澄室を有しており、その先で均質化のための攪拌装置が使用されており、脈理などの不均質な部分が消滅する攪拌条件で攪拌が行われる。そしてこの後でオーバーフローダウンドロー成形装置で成形が行われ、板ガラスが成形された後、徐冷操作を行い、安定した品位の板ガラスが得られることとなる。   Although the detailed configuration of this glass melting furnace is omitted, it has a melting chamber in which pre-adjusted glass raw materials are charged and melted, and a clarification chamber connected to the melting chamber. It is used, and stirring is performed under stirring conditions in which inhomogeneous parts such as striae disappear. And after that, it shape | molds with an overflow downdraw shaping | molding apparatus, and after forming plate glass, slow cooling operation is performed and the plate glass of the stable quality will be obtained.

本発明のガラス製造用耐火材について、さらに他の事例について以下に示す。ここで示すガラス製造用耐火材は、実施例1に示したオーバーフローダウンドロー成形装置20に搭載されたガラス製造用耐火材10をさらに改造した構成に関するものである。すなわち、本発明の実施例1に記戴したガラス製造用耐火材10であっても、上述したようにα線放出量が1.0c/cm・hr以下の水準の熔融ガラスが得られ、十分に低い放射線放出能を有する板ガラスを得ることは確認できた。その上でさらに製造された板ガラス品位を向上させ、長期間に亘り安定した板ガラスの製造が実現できるように、成形体の耐用期間を延ばすことに関して研究を行ったところ、成形体の表面に白金製のシート状の被膜物を形成することによって耐用期間が延長できることが判明した。 About the refractory material for glass manufacture of this invention, it shows below about another example. The refractory material for glass production shown here relates to a configuration obtained by further remodeling the refractory material for glass production 10 mounted on the overflow downdraw molding apparatus 20 shown in the first embodiment. That is, even in the refractory material 10 for glass production described in Example 1 of the present invention, a molten glass having a level of α-ray emission of 1.0 c / cm 2 · hr or less is obtained as described above, It was confirmed that a plate glass having a sufficiently low radiation emission ability was obtained. In addition, we conducted research on extending the useful life of the molded product so that the quality of the produced glass plate could be improved and the production of a stable plate glass over a long period of time could be realized. It has been found that the useful life can be extended by forming a sheet-like coating material.

この白金製のシート状の被膜物は、厚さ0.8mmのPtフィルムであって、予めα線放出量に関しての計測を行い、十分に低いα線放出量であることを確認した後、成形体10の表面を覆う様に施工し、熔融ガラスと接触する表面がこのPtフィルムでカバーされた構造とする。そして上述したと同様にオーバーフローダウンドロー成形装置20の構成部材として用いて、イメージセンサ用カバーガラスBDAを0.5mmの板ガラスとして成形した。得られた板ガラスのα線放出量は、0.002c/cm・hr以下であり、十分に低いα線放出量を有することを確認できた。また高温の熔融ガラスに長期間曝される耐火材表面の劣化が抑制される結果、成形体の耐用期間も従来よりも延長できることが判明した。 This platinum sheet-like coating is a 0.8-mm-thick Pt film, measured in advance with respect to the amount of α-ray emission, and after confirming that the amount of α-ray emission is sufficiently low, Construction is performed so as to cover the surface of the body 10, and the surface in contact with the molten glass is covered with this Pt film. Then, as described above, the image sensor cover glass BDA was formed as a 0.5 mm plate glass by using it as a constituent member of the overflow downdraw molding apparatus 20. The α-ray emission amount of the obtained plate glass was 0.002 c / cm 2 · hr or less, and it was confirmed that the α-ray emission amount was sufficiently low. In addition, as a result of suppressing deterioration of the surface of the refractory material exposed to the high-temperature molten glass for a long period of time, it has been found that the service life of the molded body can be extended as compared with the conventional one.

本発明のオーバーフローダウンドロー成形装置に搭載される耐火物成形体の斜視図である。It is a perspective view of the refractory molded object mounted in the overflow downdraw molding apparatus of this invention. オーバーフローダウンドロー成形装置の部分斜視図である。It is a fragmentary perspective view of an overflow downdraw molding apparatus. オーバーフローダウンドロー成形装置による板ガラスの成形時に関する説明図で、(A)は平面図、(B)は(A)図のX−X断面についての断面図を表している。It is explanatory drawing regarding the time of shaping | molding of plate glass with an overflow downdraw shaping | molding apparatus, (A) is a top view, (B) represents sectional drawing about XX cross section of (A) figure.

符号の説明Explanation of symbols

10 成形体
11 熔融ガラス供給溝
12 オーバーフローの堰
13 楔形状の両側壁の外面
14 成形体下端
15 両側壁頂部稜線
20 オーバーフローダウンドロー成形装置
21 両側壁ガイド部材
22 成形体肩部
23 熔融ガラス供給管挿入孔
30 耐熱供給管
40 支持部材
G 熔融ガラス
F 板ガラスの成形方向
P 板ガラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Molded object 11 Molten glass supply groove 12 Overflow weir 13 Wedge-shaped outer surface of both side walls 14 Molded body lower end 15 Both side wall top ridge line 20 Overflow down draw molding device 21 Both side wall guide member 22 Molded body shoulder 23 Molten glass supply pipe Insertion hole 30 Heat-resistant supply tube 40 Support member G Molten glass F Forming direction of plate glass P Plate glass

Claims (12)

2種以上の無機酸化物粒子が焼結されてなる耐火材であって、
α線放出量が1.0c/cm・hr以下であることを特徴とするガラス製造用耐火材。
It is a refractory material obtained by sintering two or more inorganic oxide particles,
A refractory material for glass production, wherein the amount of α-ray emission is 1.0 c / cm 2 · hr or less.
無機酸化物粒子のU、Th含有量が、各々1ppm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記戴のガラス製造用耐火材。   The refractory material for glass production according to claim 1 or 2, wherein the U and Th contents of the inorganic oxide particles are each 1 ppm or less. 無機酸化物は、SiO、ZrOの何れか1以上が含有され、各々が酸化物換算の質量百分率表示で、20%から80%の範囲内で含有されてなることを特徴とする請求項1又は2に記戴のガラス製造用耐火材。 The inorganic oxide contains one or more of SiO 2 and ZrO 2 , each of which is contained within a range of 20% to 80% in terms of mass percentage in terms of oxide. Refractory material for glass production as described in 1 or 2. 焼結助剤を、酸化物換算の質量百分率表示で0.01%から10%の範囲で含有してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記戴のガラス製造用耐火材。   The refractory material for glass production according to any one of claims 1 to 3, wherein the sintering aid is contained in the range of 0.01% to 10% in terms of mass percentage in terms of oxide. . 熔融ガラスと接触する耐火材表面に耐火性貴金属包含層状材を配設してなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記戴のガラス製造用耐火材。   The refractory material for glass production according to any one of claims 1 to 4, wherein a refractory noble metal-containing layered material is disposed on the surface of the refractory material in contact with the molten glass. 耐火性貴金属包含層状材が厚さ1mm未満の厚さであることを特徴とする請求項5に記戴のガラス製造用耐火材。   The refractory material for glass production according to claim 5, wherein the refractory noble metal-containing layered material has a thickness of less than 1 mm. ダウンドロー成形装置に搭載される壁材であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記戴のガラス製造用耐火材。   The refractory material for glass production according to any one of claims 1 to 6, wherein the refractory material is a wall material mounted on a downdraw molding apparatus. 上部が開口した樋形状の熔融ガラス供給溝を頂部に有し、このガラス供給溝の両側壁頂部をオーバーフローの堰とし、かつ両側壁の外面部を断面が略楔形となるように両側壁の外面同士を下方に向けて相互に接近させて下端で終結させた成形体を構成する耐火物であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記戴されるガラス製造用耐火材。   It has a bowl-shaped molten glass supply groove with an open top at the top, the top of both side walls of this glass supply groove is used as an overflow weir, and the outer surface of both side walls has a substantially wedge-shaped cross section. The refractory material for glass production described in any one of claims 1 to 7, wherein the refractory material is a refractory material that forms a molded body that is made to approach each other downward and terminated at the lower end. α線放出量が1.0c/cm・hr以下のSi含有原料及び/またはZr含有原料を粉砕混合する加工工程と、得られた粉砕物を1200℃以上の焼成温度で焼成する焼成工程とを有することを特徴とするガラス製造用耐火物の製造方法。 a processing step of pulverizing and mixing a Si-containing raw material and / or a Zr-containing raw material having an α-ray emission amount of 1.0 c / cm 2 · hr or less, and a baking step of baking the obtained pulverized product at a baking temperature of 1200 ° C. or higher The manufacturing method of the refractory material for glass manufacture characterized by having. 請求項1から請求項5のいずれかに記戴のガラス製造用耐火材が、無機多成分系熔融ガラスと接する炉壁材として配設されてなることを特徴とするガラス熔融炉。   A glass melting furnace, wherein the refractory material for glass production according to any one of claims 1 to 5 is disposed as a furnace wall material in contact with the inorganic multi-component molten glass. 請求項10のガラス熔融炉を使用して、熔融ガラスを均質化し、均質化された熔融ガラスを熱間成形し、熱間成形後に徐冷操作を行うことを特徴とするガラス物品の製造方法。   A method for producing a glass article, comprising: homogenizing a molten glass using the glass melting furnace according to claim 10; hot forming the homogenized molten glass; and performing a slow cooling operation after the hot forming. 請求項1〜8のいずれかに記載のガラス製造用耐火材を成形体として用いて熔融ガラスをオーバーフロー成形することを特徴とするガラス物品の製造方法。   A method for producing a glass article, wherein the molten glass is overflow molded using the refractory material for glass production according to claim 1 as a molded body.
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