JP2015051889A - Granulated body, method for manufacturing the same, method for manufacturing glass article - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel method for manufacturing a glass raw material molded body which can be used as a raw material of non-alkali glass.SOLUTION: There is provided a manufacturing method of granulated body by mixing a glass raw material composition and water, in which the glass raw material composition is used in manufacture of non-alkali glass having an aluminum source containing aluminate expressed by a formula xRO AlO(note that x denotes 1 to 3, and R is either one or both of Sr and Ba) and a silicon source as essential components.

Description

本発明は、無アルカリガラスの製造に用いられる造粒体、その製造方法およびその造粒体を用いたガラス物品の製造方法に関する。   The present invention relates to a granulated body used for the production of alkali-free glass, a method for producing the same, and a method for producing a glass article using the granulated body.

各種ディスプレイ用ガラス基板には、実質的にアルカリ金属酸化物を含まない無アルカリガラスが求められる。ディスプレイ基板に用いられる無アルカリガラスは、一般的なソーダライムガラスと比較して、高温での溶融を要する。これは、高融点のシリカ原料を多量に用いることと、シリカ原料の溶融を早める作用のあるアルカリ成分を用いないこと等による。
また、ディスプレイ用ガラス基板には、ガラス基板の内部および表面にディスプレイ表示に影響を及ぼす欠点である泡、脈理、未溶解物、ピット、キズ等が無いこと等の高い品質が求められる。しかし、ディスプレイ基板に用いられる無アルカリガラスは、一般的なソーダライムガラスと比較して、ガラス組成の均一性が低下しやすい傾向がある。ガラス組成の均一性が高いガラスを得るためには、ガラス原料を微粒化して未溶融原料を残さないようにすることが有効である。しかし、微粒化したガラス原料を使用する場合は、原料をガラス溶融炉に投入するときにガラス原料が飛散しやすいので、ガラス組成が不安定になること、ガラス原料の一部が無駄になること等の問題が生じる。
Various display glass substrates are required to be alkali-free glass substantially free of alkali metal oxides. The alkali-free glass used for the display substrate requires melting at a high temperature as compared with general soda lime glass. This is due to the fact that a high melting point silica raw material is used in a large amount and that an alkali component having an action of accelerating the melting of the silica raw material is not used.
Further, the glass substrate for display is required to have high quality such as absence of bubbles, striae, undissolved matter, pits, scratches, etc., which are defects that affect the display on the inside and surface of the glass substrate. However, the alkali-free glass used for the display substrate tends to be less likely to have a uniform glass composition than general soda lime glass. In order to obtain a glass having a high uniformity of glass composition, it is effective to atomize the glass raw material so as not to leave an unmelted raw material. However, when using atomized glass raw materials, the glass raw materials are likely to be scattered when the raw materials are put into the glass melting furnace, so that the glass composition becomes unstable and a part of the glass raw materials is wasted. Such problems arise.

微粒化したガラス原料が飛散する問題を解決する方法として、ガラス原料を造粒体にして用いる方法が知られている。例えば、特許文献1には、苛性ソーダや水ガラスをバインダとして造粒体を製造する方法が記載されている。特許文献2には、ホウ酸をバインダとして造粒体を製造する方法が記載されている。特許文献3には、ポルトランドセメントやアルミナセメントを主要ガラス原料としてガラス繊維を製造する方法が記載されている(実施例1等)。アルミナセメントの組成については、SiOが3〜6質量%、Alが49〜57質量%、Feが0.3〜3質量%、CaOが35〜40質量%、MgOが0〜1質量%と記載されている。 As a method for solving the problem that the atomized glass raw material is scattered, a method using a glass raw material as a granulated body is known. For example, Patent Document 1 describes a method for producing a granulated body using caustic soda or water glass as a binder. Patent Document 2 describes a method for producing a granulated body using boric acid as a binder. Patent Document 3 describes a method for producing glass fibers using Portland cement or alumina cement as a main glass material (Example 1). Regarding the composition of the alumina cement, SiO 2 is 3 to 6% by mass, Al 2 O 3 is 49 to 57% by mass, Fe 2 O 3 is 0.3 to 3 % by mass, CaO is 35 to 40% by mass, and MgO is It is described as 0 to 1% by mass.

特開昭64−51333号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-51333 国際公開第2012/039327号International Publication No. 2012/039327 特開昭49−19130号公報Japanese Patent Laid-Open No. 49-19130

しかし、無アルカリガラスの原料を造粒する際には、アルカリ金属を含む苛性ソーダや水ガラスをバインダとして用いることができないので、壊れにくい強固な造粒体を得ることは難しい。
最近では各種ディスプレイ用ガラス基板に求められる特性が多様化し、酸化ホウ素(B)をほとんど含有しない無アルカリガラスが求められるようになっている。しかし、酸化ホウ素の含有量が少ないガラスや、酸化ホウ素を含有していないガラスのためのガラス原料を造粒する場合には、ホウ酸をバインダとして壊れにくい強固な造粒体を得ることが難しい。
また、本発明者らは、アルミナセメントを含むガラス原料を造粒することを試みたが、壊れにくい強固な造粒体を形成することができなかった。
However, when granulating a non-alkali glass raw material, caustic soda or water glass containing an alkali metal cannot be used as a binder, so it is difficult to obtain a strong granule that is not easily broken.
Recently, characteristics required for various display glass substrates are diversified, and alkali-free glass containing almost no boron oxide (B 2 O 3 ) has been demanded. However, when granulating a glass raw material for a glass having a low boron oxide content or a glass not containing boron oxide, it is difficult to obtain a strong granule that is hard to break using boric acid as a binder. .
In addition, the present inventors tried to granulate a glass raw material containing alumina cement, but could not form a strong granulated body that was not easily broken.

本発明は、上記課題を解決する発明であり、無アルカリガラスの製造に用いることができる造粒体の製造方法を提供する。   This invention is invention which solves the said subject, and provides the manufacturing method of the granule which can be used for manufacture of an alkali free glass.

本発明は、上記課題を解決するための以下の[1]〜[15]である。
[1] ガラス原料組成物と水を混合することによる造粒体の製造方法であって、ガラス原料組成物は、式xRO・Alで表わされるアルミネート(ただし、xは1〜3であり、RはSrおよびBaの一方または両方である。)を含むアルミニウム源およびケイ素源を必須とする無アルカリガラスの製造に用いられる造粒体の製造方法。
The present invention provides the following [1] to [15] for solving the above problems.
[1] A method for producing a granulated body by mixing a glass raw material composition and water, wherein the glass raw material composition is an aluminate represented by the formula xRO · Al 2 O 3 (where x is 1 to 3). And R is one or both of Sr and Ba.) A method for producing a granulated body used in the production of alkali-free glass containing an aluminum source and a silicon source.

[2] ガラス原料組成物が、さらに酸化カルシウムおよび水酸化カルシウムの一方または両方を含む[1]の造粒体の製造方法。
[3] ガラス原料組成物が、さらに硫酸塩および硝酸塩の一方または両方を含む[1]または[2]の造粒体の製造方法。
[2] The method for producing a granulated product according to [1], wherein the glass raw material composition further contains one or both of calcium oxide and calcium hydroxide.
[3] The method for producing a granulated product according to [1] or [2], wherein the glass raw material composition further contains one or both of sulfate and nitrate.

[4] ケイ素源がシリカであり、シリカの平均粒子径が2〜150μmである[1]〜[3]の造粒体の製造方法。
[5] 式xRO・Alにおけるxが1である[1]〜[4]の造粒体の製造方法。
[6] ガラス原料組成物が、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超である[1]〜[5]の造粒体の製造方法。
[7] ガラス原料組成物と水を混合しながら固めて造粒体を得る[1]〜[6]の造粒体の製造方法。
[8] ガラス原料組成物と水を混合した後、圧縮成形して造粒体を得る[1]〜[6]の造粒体の製造方法。
[9] ガラス原料組成物は、ホウ酸および酸化ホウ素を実質的に含有しない、または、ホウ酸および酸化ホウ素の総量がガラス原料組成物100質量%に対して0質量%超かつ3質量%以下である[1]~[8]の造粒体の製造方法。
[4] The method for producing a granulated product according to [1] to [3], wherein the silicon source is silica and the average particle size of silica is 2 to 150 μm.
[5] The method for producing a granulated product according to [1] to [4], wherein x in the formula xRO · Al 2 O 3 is 1.
[6] The glass raw material composition is 40 to 85% by mass of SiO 2 , 5 to 30% by mass of Al 2 O 3 , MgO with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body. Of 1 to 18 mass%, the total amount of CaO, SrO and BaO is 2 to 40 mass%, and the total amount of SrO and BaO is more than 0 mass% [1] to [5] .
[7] The method for producing a granulated product according to [1] to [6], wherein the granulated product is obtained by solidifying the glass raw material composition and water.
[8] The method for producing a granulated product according to [1] to [6], wherein the glass raw material composition and water are mixed and then compression molded to obtain a granulated product.
[9] The glass raw material composition substantially does not contain boric acid and boron oxide, or the total amount of boric acid and boron oxide is more than 0% by mass and 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the glass raw material composition. [1] to [8] A method for producing a granulated product.

[10] 無アルカリガラスからなるガラス物品の製造に用いる造粒体であって、造粒体は、ケイ素源およびアルミニウム源を必須とし、アルミニウム源が、3SrO・Al・6HO、3BaO・Al・6HO、ならびに3SrO・Al・6HOおよび3BaO・Al・6HOの固溶体、から選ばれる少なくとも1種である造粒体。 [10] A granulated body used for the production of a glass article made of alkali-free glass, wherein the granulated body requires a silicon source and an aluminum source, and the aluminum source is 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O , and 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O and 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O solid solution, granulates is at least one selected from the.

[11] 造粒体の平均粒子径が50μm〜50mmである[10]の造粒体。
[12] 造粒体は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超である造粒体である[10]〜[12]の造粒体。
[13] [1]〜[9]の造粒体の製造方法により造粒体を得て、その造粒体を加熱してガラス溶融物を得て、そのガラス溶融物を成形し徐冷してガラス物品を得るガラス物品の製造方法。
[14] [10]〜[12]の造粒体を、加熱してガラス溶融物を得て、そのガラス溶融物を成形し徐冷してガラス物品を得るガラス物品の製造方法。
[15] 無アルカリガラスからなるガラス物品が、ガラス物品100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超である[13]または[14]のガラス物品の製造方法。
[11] The granulated product according to [10], wherein the granulated product has an average particle diameter of 50 μm to 50 mm.
[12] The granulated product is 40 to 85% by mass of SiO 2 , 5 to 30% by mass of Al 2 O 3 , and MgO with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated product. Granulation of [10] to [12] which is a granulated body containing 0 to 18% by mass, the total amount of CaO, SrO and BaO being 2 to 40% by mass and the total amount of SrO and BaO being more than 0% by mass body.
[13] A granulated body is obtained by the method for producing a granulated body of [1] to [9], the granulated body is heated to obtain a glass melt, and the glass melt is molded and gradually cooled. A glass article manufacturing method for obtaining a glass article.
[14] A method for producing a glass article, wherein the granulated product of [10] to [12] is heated to obtain a glass melt, the glass melt is shaped and slowly cooled to obtain a glass article.
[15] A glass article made of alkali-free glass is 40 to 85 mass% of SiO 2 , 5 to 30 mass% of Al 2 O 3 , and 0 to 18 of MgO in terms of oxide with respect to 100 mass% of the glass article. [13] or [14], wherein the total amount of CaO, SrO, and BaO is 2 to 40% by mass and the total amount of SrO and BaO is more than 0% by mass.

本発明の造粒体の製造方法によれば、壊れにくい強固な造粒体を製造することができる。
本発明の造粒体は、無アルカリガラスの製造に用いる造粒体として使用できる。
本発明のガラス物品の製造方法によれば、本発明の造粒体を用いることにより、ガラス組成の均一性が良好な無アルカリガラスのガラス物品が得られる。
According to the method for producing a granulated body of the present invention, a strong granulated body that is difficult to break can be produced.
The granulated body of this invention can be used as a granulated body used for manufacture of an alkali free glass.
According to the method for producing a glass article of the present invention, an alkali-free glass article having a good glass composition uniformity can be obtained by using the granulated body of the present invention.

ガラス物品の製造工程の一例を示すフローである。It is a flow which shows an example of the manufacturing process of a glass article. 調製例1で得られたアルミネートの粉末X線回折スペクトルである。4 is a powder X-ray diffraction spectrum of aluminate obtained in Preparation Example 1. 調製例2で得られたアルミネートの粉末X線回折スペクトルである。3 is a powder X-ray diffraction spectrum of aluminate obtained in Preparation Example 2. 例1で得られた造粒体の粉末X線回折スペクトルである。2 is a powder X-ray diffraction spectrum of the granulated body obtained in Example 1. FIG.

本明細書において、ガラスの成分はSiO、Al、SrOおよびBaO等の酸化物で表し、ガラス全体に対する各成分の含有量(ガラス組成)は酸化物基準の質量百分率で表す。
本明細書において「ガラス原料組成物」は、ガラスの原料となる複数の成分(「ガラス原料」ということがある)からなる組成物である。ガラス原料としては、酸化物、複合酸化物および熱分解により酸化物となりうる化合物が挙げられる。その化合物としては、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、ハロゲン化物などが挙げられる。
本明細書において「造粒体」は、ガラス原料組成物を造粒したものであって、基本的に1個の造粒体中に、ガラスの製造に必要な全ての成分を含む。造粒体は、例えば1個の造粒体を加熱溶融してガラス化させると、得ようとするガラス組成のガラスが得られるものである。
本明細書において、組成量の全体量に用いる「造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%」とは、ガラスの原料となりうる成分として本発明の造粒体以外の成分を用いない場合に、該造粒体を溶融して得られるガラス溶融物が固化したもの(無アルカリガラス)の全質量を意味する。なお、造粒体を溶融、成形、徐冷(固化)、後加工してガラス物品を製造する一連の工程において、ガラスの原料となりうる成分として本発明の造粒体以外の成分を用いない場合には、各工程の製造物におけるガラス組成(ガラスの原料となりうる成分の組成)は互いに等しい。ただし、後加工工程での表面処理等によってガラス物品の表面に加工される成分は、ガラス物品の組成(ガラス組成)には含まれないものとする。
本明細書において「平均粒子径」は、特に断りのない限り、積算分率における50%径(D50)である。D50が1mm以下の場合には、レーザー回折法を用いて測定された体積基準の積算分率における50%径をD50とする。D50が1mm超の場合には、篩で分級して平均粒子径を求める方法(篩分け法)で測定された重量累計の50%径をD50とする。レーザー回折法による粒子径測定方法としては、JIS Z8825−1(2001)に記載の方法を用いる。
本明細書において数値範囲を示す「〜」は、特段の定めがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
As used herein, components of the glass is expressed as SiO 2, Al 2 O 3, SrO and oxides BaO, etc., the content of each component to the whole glass (glass composition) is represented by mass percentage based on oxides.
In the present specification, the “glass raw material composition” is a composition comprising a plurality of components (sometimes referred to as “glass raw materials”) which are raw materials for glass. Examples of the glass raw material include oxides, composite oxides, and compounds that can be converted into oxides by thermal decomposition. Examples of the compound include hydroxide, carbonate, nitrate, halide and the like.
In the present specification, the “granulated body” is obtained by granulating a glass raw material composition, and basically includes all components necessary for the production of glass in one granulated body. For example, when a granulated body is heated and melted to vitrify one granulated body, a glass having a glass composition to be obtained can be obtained.
In this specification, “100% by mass of alkali-free glass obtained from a granulated product” used for the total amount of the composition amount means that no component other than the granulated product of the present invention is used as a component that can be a raw material of glass. The total mass of the solidified glass melt obtained by melting the granulated body (non-alkali glass). In addition, in a series of processes for producing a glass article by melting, molding, gradual cooling (solidification), and post-processing of a granulated product, no component other than the granulated product of the present invention is used as a component that can be a raw material for glass. In the product of each step, the glass composition (composition of components that can be a raw material of glass) is equal to each other. However, the component processed into the surface of a glass article by the surface treatment in a post-processing process etc. shall not be contained in the composition (glass composition) of a glass article.
In this specification, “average particle diameter” is a 50% diameter (D50) in the integrated fraction unless otherwise specified. When D50 is 1 mm or less, the 50% diameter in the volume-based integrated fraction measured using the laser diffraction method is defined as D50. When D50 is greater than 1 mm, the 50% diameter of the cumulative weight measured by a method of sieving and obtaining an average particle size (sieving method) is defined as D50. As a particle diameter measuring method by the laser diffraction method, the method described in JIS Z8825-2 (2001) is used.
In the present specification, “to” indicating a numerical range is used in the sense of including the numerical values described before and after the numerical value as lower and upper limits unless otherwise specified.

以下、本発明の造粒体の製造方法およびガラス物品の製造方法について詳細に説明する。
≪造粒体の製造方法≫
本発明の造粒体の製造方法は、ガラス原料組成物と水を混合することによる造粒体の製造方法である。
混合する水の量は、ガラス原料組成物100質量%に対して5〜30質量%が好ましく、10〜26質量%がより好ましく、15〜25質量%がさらに好ましい。ガラス原料組成物に対する水の量は、不足すると強固な造粒体が得られ難い。ガラス原料組成物に対する水の量が過剰であると、造粒体が造粒時に例えばミキサーなどの装置の表面に付着しやすくなる。
Hereafter, the manufacturing method of the granulated body of this invention and the manufacturing method of a glass article are demonstrated in detail.
≪Granule manufacturing method≫
The manufacturing method of the granulated body of this invention is a manufacturing method of the granulated body by mixing a glass raw material composition and water.
5-30 mass% is preferable with respect to 100 mass% of glass raw material compositions, as for the quantity of the water to mix, 10-26 mass% is more preferable, and 15-25 mass% is further more preferable. If the amount of water relative to the glass raw material composition is insufficient, it is difficult to obtain a strong granulated body. When the amount of water relative to the glass raw material composition is excessive, the granulated body tends to adhere to the surface of a device such as a mixer during granulation.

<ガラス原料組成物>
本発明においてガラス原料組成物は、アルミニウム源およびケイ素源を必須とする。
[アルミニウム源]
本発明のガラス原料組成物は、式xRO・Alで表されるアルミネート(以下、アルミネート(1)という。)を含むアルミニウム源を必須とする。式中のxは1〜3である。xは1または3が好ましく、1がより好ましい。式中のRはSrおよびBaの一方または両方である。RがSrおよびBaの両方であるとは、RがSrであるアルミネート(1)とRがBaであるアルミネート(1)の固溶体であることをいう。アルミネート(1)は、1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
RがSrであるアルミネート(1)としては下記組成式(S1)および(S2)で表されるストロンチウムアルミネート(以下、それぞれ(S1)および(S2)ということもある。)からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
SrO・Al …(S1)、
3SrO・Al …(S2)。
RがBaであるアルミネート(1)としては下記組成式(B1)および(B2)で表されるバリウムアルミネート(以下、それぞれ(B1)および(B2)ということもある。)からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
BaO・Al …(B1)、
3BaO・Al …(B2)。
アルミネート(1)は、硬化速度が速くなりすぎない点で、(S1)、(B1)、並びに(S1)及び(B1)の固溶体からなる群より選ばれる1種以上であることがより好ましい。
アルミネート(1)はSr、Baの他に製造上の不純物を含んでもよい。
<Glass raw material composition>
In the present invention, the glass raw material composition essentially comprises an aluminum source and a silicon source.
[Aluminum source]
Glass material composition of the present invention, aluminate of formula xRO · Al 2 O 3 (hereinafter, referred to. Aluminate (1)) essential to the aluminum source comprising. X in the formula is 1 to 3. x is preferably 1 or 3, and more preferably 1. R in the formula is one or both of Sr and Ba. R being both Sr and Ba means a solid solution of aluminate (1) where R is Sr and aluminate (1) where R is Ba. Only 1 type may be used for an aluminate (1), and 2 or more types may be used for it.
The aluminate (1) in which R is Sr is selected from the group consisting of strontium aluminates represented by the following composition formulas (S1) and (S2) (hereinafter also referred to as (S1) and (S2), respectively). One or more selected are preferable.
SrO.Al 2 O 3 (S1),
3SrO.Al 2 O 3 (S2).
The aluminate (1) in which R is Ba is a barium aluminate represented by the following composition formulas (B1) and (B2) (hereinafter also referred to as (B1) and (B2), respectively). One or more selected are preferable.
BaO.Al 2 O 3 (B1),
3BaO · Al 2 O 3 (B2).
The aluminate (1) is more preferably at least one selected from the group consisting of (S1), (B1), and (S1) and (B1) solid solutions in that the curing rate does not become too fast. .
The aluminate (1) may contain manufacturing impurities in addition to Sr and Ba.

アルミネート(1)は水と接触すると水和してゲル化することができ、その後に硬化する性質(水硬性)を有する。
アルミネート(1)が(S1)、(S2)、またはそれらの混合物であると、そのアルミネート(1)が水と接触したときに3SrO・Al・6HOが生成しうる。
アルミネート(1)中のバリウムアルミネートが(B1)、(B2)、またはそれらの混合物であると、アルミネート(1)が水と接触したときに3BaO・Al・6HOが生成しうる。
本発明において、ガラス原料組成物がアルミネート(1)を含有することにより、強固な造粒体が得られる。これはアルミネート(1)が水と接触して硬化する際の硬化速度が、ガラス原料を混合する速度に対して、速すぎず、遅すぎないためと考えられる。
The aluminate (1) can be hydrated and gelled when it comes into contact with water, and then has a property of hardening (hydraulic).
When the aluminate (1) is (S1), (S2), or a mixture thereof, 3SrO.Al 2 O 3 · 6H 2 O can be formed when the aluminate (1) comes into contact with water.
When the barium aluminate in the aluminate (1) is (B1), (B2), or a mixture thereof, when the aluminate (1) comes into contact with water, 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O Can be generated.
In this invention, when a glass raw material composition contains aluminate (1), a strong granulated body is obtained. This is presumably because the curing rate when the aluminate (1) is cured by contact with water is not too fast or too slow relative to the mixing rate of the glass raw material.

アルミネート(1)の入手方法としては、次の方法が好ましい。
ストロンチウムアルミネートは、ストロンチウム化合物とアルミニウム化合物とを混合して加熱する方法によって得ることができる。例えば、炭酸ストロンチウム(SrCO)と酸化アルミニウム(Al)のモル比が1対1よりAlがやや多い割合となるように混合し、たとえば1300〜1600℃に加熱して焼結することにより、SrO・AlとAlの混合物が得られる。その混合物を、公知の粉砕方法で粉砕することにより、ストロンチウムアルミネート(SrO・Al)と酸化アルミニウム(Al)の混合粉末が得られる。
バリウムアルミネートは、バリウム化合物とアルミニウム化合物とを混合して加熱する方法によって得ることができる。例えば炭酸バリウム(BaCO)と酸化アルミニウム(Al)のモル比が1対1よりAlがやや多い割合となるように混合して加熱することによりBaO・AlとAlの混合物が得られる。その混合物を、公知の粉砕方法で粉砕することにより、バリウムアルミネート(BaO・Al)と酸化アルミニウム(Al)の混合粉末が得られる。
ガラス原料組成物には、アルミネート(1)以外のアルミニウム源として、酸化アルミニウムを含有してもよいので、前述の方法で得られたストロンチウムアルミネート、バリウムアルミネートは混合粉末のままで用いることができる。
As a method for obtaining the aluminate (1), the following method is preferable.
Strontium aluminate can be obtained by a method in which a strontium compound and an aluminum compound are mixed and heated. For example, strontium carbonate (SrCO 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) are mixed so that the molar ratio of Al 2 O 3 is slightly higher than 1: 1, and heated to 1300 to 1600 ° C. for baking. By bonding, a mixture of SrO.Al 2 O 3 and Al 2 O 3 is obtained. By pulverizing the mixture by a known pulverization method, a mixed powder of strontium aluminate (SrO.Al 2 O 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is obtained.
Barium aluminate can be obtained by mixing and heating a barium compound and an aluminum compound. For example a BaO · Al 2 O 3 by molar ratio of barium carbonate (BaCO 3) and aluminum oxide (Al 2 O 3) is heated and mixed so that Al 2 O 3 from 1-to-1 becomes slightly higher percentage A mixture of Al 2 O 3 is obtained. By pulverizing the mixture by a known pulverization method, a mixed powder of barium aluminate (BaO.Al 2 O 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is obtained.
Since the glass raw material composition may contain aluminum oxide as an aluminum source other than the aluminate (1), the strontium aluminate and barium aluminate obtained by the above method should be used as a mixed powder. Can do.

アルミネート(1)の量は、ガラス原料組成物100質量%に対してアルミネート(1)が1〜60質量%であることが好ましく、2〜20質量%であることがより好ましい。アルミネート(1)の量がその範囲内の下限値以上であると、強固な造粒体が得られやすく、上限値以下であると造粒時に、例えばミキサーなどの装置の表面に造粒体が付着しにくい。ガラス原料組成物100質量%に対して、(S1)および(B1)の総量が1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることが好ましい。   The amount of the aluminate (1) is preferably 1 to 60% by mass and more preferably 2 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the glass raw material composition. When the amount of aluminate (1) is not less than the lower limit within the range, a strong granulated product is easily obtained, and when it is not more than the upper limit, the granulated product may be formed on the surface of a device such as a mixer. Is difficult to adhere. The total amount of (S1) and (B1) is preferably 1% by mass or more and preferably 5% by mass or more with respect to 100% by mass of the glass raw material composition.

ガラス原料組成物は、アルミニウム源としてアルミネート(1)以外のその他のアルミネートを含有してもよい。その他のアルミネートとしては、例えばSrO・6Al、SrO・2Al3、BaO・6Al、BaO・2Al3、CaO・Al、CaO・2Alが挙げられる。これらのアルミネート(1)以外のアルミネートも、水と接触すると水和してゲル化した後に硬化する性質(水硬性)を有する。 The glass raw material composition may contain other aluminates other than aluminate (1) as an aluminum source. Other aluminate, for example SrO · 6Al 2 O 3, SrO · 2Al 2 O 3, BaO · 6Al 2 O 3, BaO · 2Al 2 O 3, CaO · Al 2 O 3, CaO · 2Al 2 O 3 Can be mentioned. Aluminates other than these aluminates (1) also have the property of being hydrated and gelled when contacted with water (cured).

ガラス原料組成物が、アルミネート(1)以外のその他のアルミネートを含む場合、その含有量は造粒体が強固になる点で、ガラス原料組成物100質量%に対してその他のアルミネートは20質量%以下が好ましく10質量%以下がより好ましい。
ガラス原料組成物はアルミニウム源として、アルミネート(1)の他に酸化アルミニウム(アルミナ)、水酸化アルミニウム等を含有してもよい。
When the glass raw material composition contains other aluminates other than the aluminate (1), the content is such that the granulated body becomes strong, and the other aluminates are 100% by mass with respect to the glass raw material composition. 20 mass% or less is preferable and 10 mass% or less is more preferable.
The glass raw material composition may contain aluminum oxide (alumina), aluminum hydroxide and the like in addition to the aluminate (1) as an aluminum source.

[ケイ素源]
ケイ素源は、取り扱いやすさの点で粉末状のシリカであることが好ましい。シリカ以外のケイ素源としては、灰長石(アノーサイト)などを使用してもよい。シリカは、入手しやすさの点でケイ砂であることが好ましい。ケイ砂以外のシリカとしては、石英、クリストバライト、非晶質シリカ等を用いてもよく、これらの2種以上を適宜混合して用いてもよい。
ガラス原料組成物は、ガラス原料組成物100質量%に対してシリカを40〜85質量%含有することが好ましく、40〜60質量%含有することがより好ましい。シリカの含有量がこれらの範囲内であれば、造粒体の形状を保ちやすい。
[Silicon source]
The silicon source is preferably powdered silica from the viewpoint of ease of handling. As a silicon source other than silica, anorthite (anocite) or the like may be used. Silica is preferably silica sand in terms of availability. As silica other than silica sand, quartz, cristobalite, amorphous silica, or the like may be used, and two or more of these may be used as appropriate.
It is preferable that a glass raw material composition contains 40-85 mass% of silica with respect to 100 mass% of glass raw material compositions, and it is more preferable to contain 40-60 mass%. If the content of silica is within these ranges, the shape of the granule is easily maintained.

[カルシウム源、マグネシウム源等]
ガラス原料組成物は、ケイ素源およびアルミニウム源以外のその他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、カルシウム源、マグネシウム源等が挙げられる。また、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸およびアンモニア等を含んでもよい。
ガラス原料組成物には、カルシウム源として、酸化カルシウムおよび水酸化カルシウムの一方または両方が含まれることが好ましい。ガラス原料組成物が酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムを含有すると、水と混合したときにゲル状のカルシウム水和物が生じうる。そのゲル状のカルシウム水和物は造粒体のバインダとして作用する。
また、ガラス原料組成物に酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムが含まれると、水と混合したときに、アルミネート(1)の硬化が促進される。
酸化カルシウムまたは水酸化カルシウムは粉末であることが好ましい。
ガラス原料組成物100質量%に対する、酸化カルシウムおよび水酸化カルシウムの総量は1〜20質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。酸化カルシウムと水酸化カルシウムの総量が上記範囲内であると強固な造粒体が得られやすい。
[Calcium source, magnesium source, etc.]
The glass raw material composition may contain other components other than the silicon source and the aluminum source. Examples of other components include a calcium source and a magnesium source. Further, nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, ammonia and the like may be included.
The glass raw material composition preferably contains one or both of calcium oxide and calcium hydroxide as a calcium source. When the glass raw material composition contains calcium oxide or calcium hydroxide, a gel-like calcium hydrate can be formed when mixed with water. The gel-like calcium hydrate acts as a binder for the granule.
Moreover, when calcium oxide or calcium hydroxide is contained in the glass raw material composition, hardening of the aluminate (1) is promoted when mixed with water.
The calcium oxide or calcium hydroxide is preferably a powder.
1-20 mass% is preferable and, as for the total amount of calcium oxide and calcium hydroxide with respect to 100 mass% of glass raw material compositions, 3-10 mass% is more preferable. When the total amount of calcium oxide and calcium hydroxide is within the above range, a strong granulated body is easily obtained.

ガラス原料組成物は、上記のガラス原料の他に、ガラスの製造工程中でCaO、SrO、またはBaOとなり得る化合物を含有してよい。具体例としては、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の炭酸塩が挙げられる。これらは1種でもよく2種以上を併用してもよい。   In addition to the above glass raw materials, the glass raw material composition may contain a compound that can become CaO, SrO, or BaO during the glass production process. Specific examples include carbonates such as calcium carbonate, strontium carbonate, and barium carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.

ガラス原料組成物は、ドロマイトを含有してもよい。ドロマイトはカルシウムとマグネシウムの炭酸塩からなる鉱物(理想化学組成:CaO・MgO・2CO)であり、ガラス原料として広く利用されている。 The glass raw material composition may contain dolomite. Dolomite is a mineral (ideal chemical composition: CaO · MgO · 2CO 2 ) composed of calcium and magnesium carbonate, and is widely used as a glass raw material.

ガラス原料組成物は、マグネシウム源として酸化マグネシウムおよび水酸化マグネシウムから選択される1種以上を含有することが好ましく、塩化マグネシウムおよび硫酸マグネシウムから選択される1種以上を更に含有することがより好ましい。ガラス原料組成物中のマグネシウム源の総量は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対してMgO換算で0.1〜18質量%が好ましく、2〜18質量%がより好ましい。ガラス原料組成物がこれらのマグネシウム含有化合物を含有すると、造粒体が固くなりやすい。   The glass raw material composition preferably contains at least one selected from magnesium oxide and magnesium hydroxide as a magnesium source, and more preferably further contains at least one selected from magnesium chloride and magnesium sulfate. The total amount of the magnesium source in the glass raw material composition is preferably 0.1 to 18% by mass, more preferably 2 to 18% by mass in terms of MgO with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body. When the glass raw material composition contains these magnesium-containing compounds, the granulated body tends to become hard.

ガラス原料組成物は、ガラスの清澄剤や色調調整剤となる成分を含有することができる。清澄剤や色調調整剤となる成分としては、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム等の塩化物成分;硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩成分;硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム等の硝酸塩成分;蛍石(CaF)、弁柄(Fe)、等が挙げられる。これらは1種でもよく2種以上を併用してもよい。
特に清澄剤または色調調整剤となる成分として、硫酸塩成分および硝酸塩成分の一方また両方を用いることは、アルミネート(1)で表されるアルミネート、および任意に用いられるその他のアルミネートの硬化速度を速くする場合に好ましい。硫酸塩成分および硝酸塩成分の量は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して、0.1〜2.0質量%が好ましく、0.5〜1.0質量%がより好ましい。
上記塩化物成分および硫酸塩成分は通常、水に対する溶解度が大きいため水と混合することによって溶解または微小化するため、塩化物成分および硫酸塩成分のD50は特に限定されない。
A glass raw material composition can contain the component used as the clarifier of a glass, or a color tone regulator. As a fining agent and color tone adjusting agent, magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride and other chloride components; magnesium sulfate, calcium sulfate and other sulfate components; magnesium nitrate, calcium nitrate and other nitrate components; fluorite ( And CaF 2 ), a petite (Fe 2 O 3 ), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
In particular, the use of one or both of a sulfate component and a nitrate component as a fining agent or a color tone adjusting component can be achieved by hardening the aluminate represented by aluminate (1) and other aluminates optionally used. This is preferable when the speed is increased. The amount of the sulfate component and the nitrate component is preferably 0.1 to 2.0% by mass and more preferably 0.5 to 1.0% by mass with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body. .
Since the chloride component and the sulfate component are usually highly soluble in water and are dissolved or micronized by mixing with water, the D50 of the chloride component and sulfate component is not particularly limited.

[ガラス原料組成物の組成]
ガラス原料組成物の組成は、ガラス溶融工程で揮散しやすい成分を除き、酸化物換算でほぼ目的とするガラスの組成と同じになるように調整されることが好ましい。
本発明において目的とするガラスは、NaO、LiO、KO等のアルカリ金属酸化物を実質的に含有しない無アルカリガラスであることが好ましい。ここで実質的に含有しないとは、ガラス原料組成物中のアルカリ金属源の量が、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、0.1質量%以下であることをいい、0.02質量%以下がより好ましい。このアルカリ金属源量の下限は0質量%であり、0質量%であるとは検出限界以下であることを意味する。
[Composition of glass raw material composition]
The composition of the glass raw material composition is preferably adjusted so as to be substantially the same as the target glass composition in terms of oxide, except for components that are easily volatilized in the glass melting step.
The target glass in the present invention is preferably an alkali-free glass that does not substantially contain an alkali metal oxide such as Na 2 O, Li 2 O, or K 2 O. “Substantially not contained” means that the amount of the alkali metal source in the glass raw material composition is 0.1% by mass or less in terms of oxide with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body. It means that it is 0.02% by mass or less. The lower limit of the amount of the alkali metal source is 0% by mass, and 0% by mass means that it is below the detection limit.

ガラス原料組成物は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超であることが好ましい。目的とするガラスは、このほかに非金属酸化物(イオウ酸化物など)、ハロゲンなどを少量含有してもよい。イオウ酸化物やハロゲンはガラス溶融工程で揮散しやすいので、溶融条件等を考慮してガラス組成物中には多めに添加することが好ましい。
本発明においてはガラス原料組成物がアルミネート(1)を含むため、ガラス原料組成物にはSrOとBaOの一方または両方が含まれる。ガラス原料組成物は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、CaOを0〜18質量%含み、SrOとBaOの総量が2〜35質量%、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%であることが好ましい。
ガラス原料組成物は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、SiOを45〜65質量%、Alを10〜25質量%、MgOを2〜18質量%、CaOを2〜18質量%含み、かつSrOとBaOを総量が2〜15質量%であるガラス原料組成物がより好ましい。
The glass raw material composition is 40 to 85% by mass of SiO 2 , 5 to 30% by mass of Al 2 O 3 , and 0 to 0 to MgO in terms of oxide with respect to 100% by mass of alkali-free glass obtained from the granulated body. The total amount of CaO, SrO and BaO is preferably 2 to 40% by mass, and the total amount of SrO and BaO is preferably more than 0% by mass. In addition to this, the target glass may contain a small amount of a non-metal oxide (such as sulfur oxide) and halogen. Since sulfur oxides and halogens are easily volatilized in the glass melting step, it is preferable to add more in the glass composition in consideration of melting conditions and the like.
In the present invention, since the glass raw material composition contains aluminate (1), the glass raw material composition contains one or both of SrO and BaO. The glass raw material composition contains 0 to 18% by mass of CaO in terms of oxide with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body, the total amount of SrO and BaO is 2 to 35% by mass, and CaO and SrO. The total amount of BaO is preferably 2 to 40% by mass.
The glass raw material composition is 45 to 65% by mass of SiO 2 , 10 to 25% by mass of Al 2 O 3 and 2 to 2% of MgO in terms of oxide with respect to 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body. A glass raw material composition containing 18% by mass, 2-18% by mass of CaO, and a total amount of SrO and BaO of 2-15% by mass is more preferable.

ガラス原料組成物は、ホウ酸および酸化ホウ素を含まないことが好ましい。ここでのホウ酸はオルトホウ酸(HBO)、メタホウ酸等のホウ素の酸素酸の総称である。また、酸化ホウ素はBに代表されるホウ素酸化物をいう。ガラス原料組成物がホウ酸を含有する場合、ホウ酸と水が混合されることでホウ酸溶液を生じる。酸化ホウ素が水と混合されると、少なくとも部分的に溶解してホウ酸溶液を生じる。造粒体の原料にホウ酸溶液が含まれていると、アルミネート(1)、および任意に用いられるその他のアルミネートの硬化速度が遅くなりすぎるおそれがある。
ガラス原料組成物中に含まれるホウ酸および酸化ホウ素の総量は0〜3質量%が好ましく、0〜1質量%がより好ましく、0質量%がさらに好ましい。0質量%であるとは、検出限界以下であることを意味する。
The glass raw material composition preferably does not contain boric acid and boron oxide. The boric acid here is a general term for oxygen acids of boron such as orthoboric acid (H 3 BO 3 ) and metaboric acid. Boron oxide refers to a boron oxide typified by B 2 O 3 . When the glass raw material composition contains boric acid, boric acid and water are mixed to form a boric acid solution. When boron oxide is mixed with water, it at least partially dissolves to form a boric acid solution. When the raw material of the granulated body contains a boric acid solution, the curing rate of the aluminate (1) and other aluminates that are optionally used may be too slow.
The total amount of boric acid and boron oxide contained in the glass raw material composition is preferably 0 to 3% by mass, more preferably 0 to 1% by mass, and even more preferably 0% by mass. 0 mass% means that it is below the detection limit.

本発明のガラス原料組成物は、無アルカリガラスの製造に用いられる造粒体の製造に用いられることから、アルカリ金属源を実質的に含有しない。ガラス原料組成物中のアルカリ金属源の量は、ガラス原料組成物100質量%に対して酸化物換算で、1質量%以下であり、0.5質量%以下が好ましく、0.1質量%以下がより好ましい。
ガラス原料組成物がアルカリ金属源を前記量よりも多い量で含有する場合、ガラス原料組成物と水を混合するときにアルカリ金属イオンが溶出してアルカリ溶液を生じるおそれがある。造粒体の原料にアルカリ溶液が含まれると、アルミネート(1)、および任意に用いられるその他のアルミネートの硬化速度が速くなりすぎるおそれがある。
また、ガラス原料組成物がアルカリ金属源を多量に含有する場合には、造粒体を無アルカリガラスの製造に用いることが困難である。
Since the glass raw material composition of this invention is used for manufacture of the granule used for manufacture of an alkali free glass, it does not contain an alkali metal source substantially. The amount of the alkali metal source in the glass raw material composition is 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, and preferably 0.1% by mass or less in terms of oxide with respect to 100% by mass of the glass raw material composition. Is more preferable.
When the glass raw material composition contains the alkali metal source in an amount larger than the above amount, when the glass raw material composition and water are mixed, alkali metal ions may be eluted to form an alkaline solution. When an alkaline solution is contained in the raw material of the granulated body, the curing rate of the aluminate (1) and other aluminates that are optionally used may be too high.
Moreover, when the glass raw material composition contains a large amount of an alkali metal source, it is difficult to use the granulated material for the production of alkali-free glass.

[ガラス原料の平均粒子径]
ガラス原料組成物に含まれるガラス原料は、後の工程において取り扱いがしやすい点で粉末状とすることが好ましい。粉末は適切な粒子径であることが好ましい。
たとえば、ガラス原料組成物が粉末状のシリカを含有する場合、シリカのD50は2〜150μmが好ましい。シリカのD50は100μm以下がより好ましく、50μm以下がさらに好ましく、30μm以下がさらにより好ましい。シリカのD50は5μm以上がより好ましく、10μm以上がさらに好ましい。
シリカのD50が上記範囲の上限値以下であると強固な造粒体が得られやすい。また、造粒体を加熱してガラス溶融物を製造する際に溶け残りが生じ難く、均質なガラス溶融物が得られやすい。上記範囲の下限値以上であると、造粒体を製造するときにガラス原料の凝集や飛散が生じにくい。
[Average particle size of glass raw material]
The glass raw material contained in the glass raw material composition is preferably in the form of a powder because it is easy to handle in a later step. The powder preferably has an appropriate particle size.
For example, when the glass raw material composition contains powdered silica, the D50 of silica is preferably 2 to 150 μm. The D50 of silica is more preferably 100 μm or less, further preferably 50 μm or less, and even more preferably 30 μm or less. The D50 of silica is more preferably 5 μm or more, further preferably 10 μm or more.
When the D50 of silica is not more than the upper limit of the above range, a strong granulated body can be easily obtained. Moreover, when a granulated body is heated to produce a glass melt, undissolved residue hardly occurs, and a homogeneous glass melt is easily obtained. When it is at least the lower limit of the above range, the glass raw material is less likely to agglomerate or scatter when the granulated body is produced.

アルミネート(1)は、粉末状のアルミネート(1)を用いるのが好ましい。粉末状のアルミネート(1)のD50は、1〜100μmが好ましく、2〜80μmがより好ましい。粉末状のアルミネート(1)のD50は、上記範囲の下限値以上であると造粒体を製造するときにガラス原料の凝集や飛散が生じにくく、上限値以下であると比較的短時間で造粒体を製造することができる。
粉末状のアルミネート(1)は、アルミネート(1)のみからなる粒子の場合や、各粒子が酸化アルミニウム、その他のアルミネート等を含有する場合がある。
ガラス原料組成物が粉末状の酸化カルシウムを含有する場合、酸化カルシウムのD50は、1〜100μmが好ましく、2〜20μmがより好ましい。酸化カルシウムのD50が上記範囲の下限値以上であると造粒体を製造するときにガラス原料の凝集や飛散が生じにくく、上限値以下であると均質なガラス溶融物が得られやすい。
ガラス原料組成物が粉末状の水酸化カルシウムを含有する場合、水酸化カルシウムのD50は、1〜100μmが好ましく、2〜20μmがより好ましい。水酸化カルシウムのD50が上記範囲の下限値以上であると造粒体を製造するときにガラス原料の凝集や飛散が生じにくく、上限値以下であると均質なガラス溶融物が得られやすい。
As the aluminate (1), it is preferable to use a powdery aluminate (1). The D50 of the powdered aluminate (1) is preferably 1 to 100 μm, and more preferably 2 to 80 μm. When D50 of the powdered aluminate (1) is not less than the lower limit of the above range, it is difficult for the glass raw material to agglomerate or scatter when producing the granulated body, and if it is not more than the upper limit, the D50 can be produced in a relatively short time. A granulated body can be produced.
The powdered aluminate (1) may be a particle made of only the aluminate (1), or each particle may contain aluminum oxide, other aluminate, or the like.
When the glass raw material composition contains powdered calcium oxide, the D50 of the calcium oxide is preferably 1 to 100 μm, and more preferably 2 to 20 μm. When D50 of calcium oxide is not less than the lower limit of the above range, it is difficult for the glass raw material to agglomerate or scatter when the granulated product is produced, and if it is not more than the upper limit, a homogeneous glass melt can be easily obtained.
When the glass raw material composition contains powdered calcium hydroxide, the D50 of the calcium hydroxide is preferably 1 to 100 μm, and more preferably 2 to 20 μm. When the granulated product is produced when the D50 of the calcium hydroxide is not less than the lower limit of the above range, the glass raw material is less likely to aggregate and scatter, and when it is not more than the upper limit, a homogeneous glass melt can be easily obtained.

酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、ドロマイト、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、蛍石、弁柄は、水に対する溶解度が比較的小さい難水溶性原料であるため、ガラス原料組成物と水を混合したときに微小化しにくい。ガラス原料組成物が粉末状のこれら難水溶性原料を含有する場合、各難水溶性原料のD50は、100μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましい。難水溶性原料のD50の下限値は特に限定されないが、1μm以上が好ましく、2μm以上がより好ましい。
難水溶性原料のD50が、上記範囲の上限値以下であると均質なガラス溶融物が得られやすく、上記範囲の下限値以上であると、造粒体を製造するときにガラス原料の凝集や飛散が生じにくい。
Aluminum oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, dolomite, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, fluorite, and petal are poorly water-soluble raw materials with relatively low solubility in water. It is difficult to miniaturize when mixed. When the glass raw material composition contains these hardly water-soluble raw materials in powder form, D50 of each poorly water-soluble raw material is preferably 100 μm or less, more preferably 40 μm or less, and further preferably 20 μm or less. Although the lower limit of D50 of a hardly water-soluble raw material is not specifically limited, 1 micrometer or more is preferable and 2 micrometers or more are more preferable.
When the D50 of the poorly water-soluble raw material is not more than the upper limit of the above range, a homogeneous glass melt can be easily obtained, and when it is not less than the lower limit of the above range, Difficult to occur.

ガラス原料は、必要に応じて予め微粒子化して用いることが好ましい。または、難水溶性原料を含むガラス原料組成物と水を混合するときには、ボールミル等を用いてガラス原料を微粒子化することが好ましい。
塩化マグネシウム、塩化カルシウム等の粉末は、水に対する溶解度が大きいので、混合前のD50が大きくても水と混合したときに容易に溶解または微小化する。したがって、これらの粉末のD50は特に限定されない。
It is preferable that the glass raw material is used after being finely divided as required. Or when mixing the glass raw material composition containing a poorly water-soluble raw material and water, it is preferable to make the glass raw material fine particles by using a ball mill or the like.
Since powders such as magnesium chloride and calcium chloride have high solubility in water, they are easily dissolved or micronized when mixed with water even if D50 before mixing is large. Therefore, D50 of these powders is not particularly limited.

ガラス原料を粉末状で用いる場合の各成分に対する粉末のD50は、ガラス原料組成物を造粒して得られる造粒体のD50に応じて、適切な大きさに調整することが好ましい。造粒体のD50に対して、ガラス原料のD50が大きすぎると、個々の造粒体の組成が相互に不均一になるおそれがある。
例えば造粒体のD50が3mm以下の場合には、ガラス原料のD50は、50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下が特に好ましい。
また、ガラス原料のD50は、造粒体のD50の1/200〜1/10が好ましく、1/100〜1/20がより好ましい。
ガラス原料のD50と造粒体のD50の比率が上記範囲を満たす場合であっても、ガラス原料組成物を調製する前に、ガラス原料を微粒子化する工程を行うことが、製造されるガラスの均質性向上の点で好ましい。
It is preferable to adjust D50 of the powder with respect to each component in the case of using a glass raw material in powder form to an appropriate size according to D50 of the granulated body obtained by granulating the glass raw material composition. If the D50 of the glass raw material is too large relative to the D50 of the granulated body, the composition of the individual granulated bodies may be non-uniform.
For example, when D50 of the granulated body is 3 mm or less, D50 of the glass raw material is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, and particularly preferably 10 μm or less.
Further, D50 of the glass raw material is preferably 1/200 to 1/10 of D50 of the granulated body, and more preferably 1/100 to 1/20.
Even when the ratio of D50 of the glass raw material to D50 of the granule satisfies the above range, it is possible to perform the step of making the glass raw material fine particles before preparing the glass raw material composition. It is preferable in terms of improving homogeneity.

<ガラス原料組成物を造粒する工程>
ガラス原料組成物を造粒する工程において、ガラス原料組成物と水を混合すると、ガラス原料の表面が水に接する。ガラス原料組成物にはアルミネート(1)が含まれており、そのアルミネート(1)が水と接触することによって、ゲル状の水和物が形成されうる。このゲル状の水和物は、他のガラス原料を結合すると考えられる。
ガラス原料組成物と水を混合する方法としては、ガラス原料組成物を混合した後に水を加えてさらに混合する方法、および、ガラス原料組成物や水の全部を一度に混合せずに、分割して混合を繰り返す方法がある。後者の方法において、水溶性のガラス原料を水に溶解させ、これを水に不溶性または難水溶性のガラス原料と混合することが好ましい。また、アルミネート(1)を含むガラス原料は、最初の段階で水と混合することが好ましい。水に不溶性または難溶性のガラス原料は、予め撹拌混合して用いることが、造粒体中の組成ばらつきが小さくなるため、好ましい。
<Step of granulating the glass raw material composition>
In the step of granulating the glass raw material composition, when the glass raw material composition and water are mixed, the surface of the glass raw material comes into contact with water. The glass raw material composition contains aluminate (1), and when the aluminate (1) comes into contact with water, a gel-like hydrate can be formed. This gel-like hydrate is considered to bind other glass raw materials.
As a method of mixing the glass raw material composition and water, the glass raw material composition is mixed and then further mixed by adding water, and the glass raw material composition and water are not mixed at one time but divided. There is a way to repeat mixing. In the latter method, it is preferable to dissolve a water-soluble glass raw material in water and mix it with water-insoluble or poorly water-soluble glass raw material. Moreover, it is preferable that the glass raw material containing aluminate (1) is mixed with water in the first stage. It is preferable to use a glass raw material that is insoluble or hardly soluble in water in advance, with stirring and mixing, because the composition variation in the granulated body is reduced.

造粒方法としては、ガラス原料組成物と水を混合した後に圧縮成形して造粒する方法、ガラス原料組成物と水を混合しながら圧縮せずに造粒する方法が挙げられる。本発明においては、目的とする造粒体のD50に応じて適切な造粒方法を用いることが好ましい。
たとえば、造粒体のD50を15mm超にしたい場合は、ガラス原料組成物を造粒する工程において、ガラス原料組成物と水とを混合した後に圧縮成形し、造粒体とすることが好ましい。以下では、この方法で得られる造粒体をブリケットという。
ガラス原料組成物の混合は、ガラス原料組成物が十分均質になる程度に行うことが好ましい。混合後のガラス原料組成物と水とを圧縮成形する方法は、公知の方法を適宜用いることができる。
ガラス原料組成物と水とを圧縮成形するための器具としては、例えば打錠機、押出成形機、ブリケットマシン等を適宜用いることができる。
Examples of the granulation method include a method in which a glass raw material composition and water are mixed and then compression-molded and granulated, and a method in which the glass raw material composition and water are mixed and granulated without compression. In the present invention, it is preferable to use an appropriate granulation method according to D50 of the intended granule.
For example, when it is desired that the D50 of the granulated body exceeds 15 mm, in the step of granulating the glass raw material composition, it is preferable that the glass raw material composition and water are mixed and then compression molded to form a granulated body. Below, the granulated body obtained by this method is called briquette.
It is preferable to mix the glass raw material composition so that the glass raw material composition is sufficiently homogeneous. As a method for compression molding the glass raw material composition and water after mixing, known methods can be used as appropriate.
As a device for compression-molding the glass raw material composition and water, for example, a tableting machine, an extrusion molding machine, a briquette machine, or the like can be used as appropriate.

D50が15mm以下である造粒体を得たい場合は、ガラス原料組成物と水を混合しながら圧縮しないで固めて造粒体を得ることが好ましい。
ガラス原料組成物と水を混合する方法は、公知の方法が適用でき、特に限定されない。ガラス原料組成物と水を混合するための装置としては、ボールミル、ヘンシェルミキサー、押し出し造粒機、撹拌造粒機または転動造粒機等が利用できる。ガラス原料組成物と水が均一に効率よく混合されやすい点で、転動造粒機を用いる方法(転動造粒法)が好ましい。
ガラス原料組成物に水を添加する方法として、ガラス原料組成物に水を噴霧する方法を用いることができる。ガラス原料組成物への水の噴霧は、撹拌中のガラス原料組成物に対して行ってもよいし、静止中のガラス原料組成物に対して行ってもよい。造粒は、水とガラス原料組成物が接した部分から始まるので局所的にガラス原料組成物が硬化することを防ぐため、造粒工程で加える水の全量を短時間、例えば1秒間〜30分間、好ましくは1秒間〜10分間で加えることが好ましい。
When it is desired to obtain a granulated body having a D50 of 15 mm or less, it is preferable to obtain a granulated body by solidifying without compression while mixing the glass raw material composition and water.
A known method can be applied to the method of mixing the glass raw material composition and water, and is not particularly limited. As a device for mixing the glass raw material composition and water, a ball mill, a Henschel mixer, an extrusion granulator, a stirring granulator, a rolling granulator, or the like can be used. A method using a rolling granulator (rolling granulation method) is preferable in that the glass raw material composition and water are easily and uniformly mixed.
As a method of adding water to the glass raw material composition, a method of spraying water on the glass raw material composition can be used. The spraying of water onto the glass raw material composition may be performed on the glass raw material composition being stirred or may be performed on the glass raw material composition being stationary. Since granulation starts from the part where water and the glass raw material composition are in contact with each other, in order to prevent the glass raw material composition from being locally cured, the total amount of water added in the granulation step is short, for example, 1 second to 30 minutes. Preferably, it is added in 1 second to 10 minutes.

転動造粒法としては、例えば、所定量のガラス原料組成物と所定量の水とを転動造粒機の容器内に入れ、容器を回転させることにより造粒する方法や、所定量のガラス原料組成物を転動造粒機の容器内に入れ、容器を回転させることによりガラス原料組成物を混合転動撹拌させながら、ガラス原料組成物に所定量の水を噴霧することにより造粒する方法が挙げられる。転動造粒機の容器としては、皿状、円筒状、円錐状の回転容器や、振動型容器などを使用できる。
また、転動造粒法に用いられる転動造粒機は、例えば、垂直方向に対して傾いた方向を回転軸として回転する容器と、容器内で回転軸を中心として容器と反対方向に回転する回転翼とを備えるものなどが挙げられる。このような転動造粒機としては、例えば、アイリッヒ・インテンシブミキサ(アイリッヒ社製)、レーディゲミキサー(レーディゲ社製)等が挙げられる。
As the rolling granulation method, for example, a predetermined amount of a glass raw material composition and a predetermined amount of water are placed in a container of a rolling granulator and granulated by rotating the container, The glass raw material composition is placed in a container of a tumbling granulator, and the glass raw material composition is mixed and tumbled and stirred while rotating the container, while granulating the glass raw material composition by spraying a predetermined amount of water. The method of doing is mentioned. As the container of the rolling granulator, a dish-shaped, cylindrical, conical rotating container, a vibrating container, or the like can be used.
In addition, the rolling granulator used in the rolling granulation method is, for example, a container that rotates with a direction inclined with respect to the vertical direction as a rotation axis, and a rotation in the opposite direction to the container around the rotation axis in the container. And the like provided with rotating blades. Examples of such a rolling granulator include an Eirich intensive mixer (manufactured by Eirich), a Laedige mixer (manufactured by Laedige), and the like.

造粒工程において、ガラス原料組成物を水とともに混合する時間等の混合条件は、ガラス原料の種類や量、水の量、使用する装置などに応じて適宜決定できる。
ガラス原料組成物と水を混合しながら造粒して造粒体に成形する際に、アルミネート(1)が水と接触して水和物が生成するときに発熱する。造粒工程におけるガラス原料組成物の温度は、50℃以上になることが工程を短縮できる点で好ましい。ガラス原料組成物の温度が高すぎると、ガラス原料組成物の硬化が局所的に促進され希望する造粒体ができない場合や、予定する造粒体の大きさにならない場合がある。
また、予めアルミネート(1)を含む粉末を水と混合して水和させる予備水和工程を行った後に、アルミネート(1)を含む粉末を除いたガラス原料組成物と混合すると、均一に混合しやすい点で好ましい。予備水和工程で用いる水の量は、造粒工程で用いる水の一部または全部であってよい。この水の量はアルミネート(1)を含む粉末と、任意に用いられるその他のアルミネートの粉末の総量100質量%に対して、50〜200質量%が好ましく、50〜100質量%がより好ましい。
In the granulation step, the mixing conditions such as the time for mixing the glass raw material composition with water can be appropriately determined according to the type and amount of the glass raw material, the amount of water, the apparatus to be used, and the like.
When the raw material composition and water are granulated and formed into a granulated product, heat is generated when the aluminate (1) comes into contact with water to form a hydrate. The temperature of the glass raw material composition in the granulation step is preferably 50 ° C. or higher because the step can be shortened. If the temperature of the glass raw material composition is too high, curing of the glass raw material composition may be locally promoted and a desired granulated body may not be formed or the expected granulated body size may not be achieved.
Moreover, after performing the prehydration process which mixes and hydrates the powder containing aluminate (1) with water beforehand, when it mixes with the glass raw material composition except the powder containing aluminate (1), it will be uniform. It is preferable in terms of easy mixing. The amount of water used in the prehydration step may be a part or all of the water used in the granulation step. The amount of water is preferably 50 to 200% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, with respect to 100% by mass of the total amount of the powder containing aluminate (1) and other aluminate powders optionally used. .

造粒工程で得られる造粒体は水を含んでいるので、乾燥してもよい。造粒体を乾燥する場合の温度は、例えば800℃以下であり、500℃以下が好ましい。乾燥する温度は、作業効率の点で80〜200℃がより好ましい。得られた造粒体は、必要に応じて、篩分けしてもよい。   Since the granulated product obtained in the granulating step contains water, it may be dried. The temperature for drying the granulated body is, for example, 800 ° C. or less, and preferably 500 ° C. or less. The drying temperature is more preferably 80 to 200 ° C. in terms of work efficiency. The obtained granulated body may be sieved as necessary.

<造粒体>
本発明の造粒体はガラス物品の製造に用いる造粒体であって、ケイ素源およびアルミニウム源を必須とする。造粒体の組成は、これを加熱溶融してガラス化させたときに所望のガラス組成を有するガラス物品が得られるように調整する。造粒体中のアルカリ金属成分の量は、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、1質量%以下であり、0.1%質量以下が好ましく、0.02質量%以下がより好ましい。
本発明の造粒体中のアルミニウム源には、3SrO・Al・6HO、3BaO・Al・6HO、ならびに3SrO・Al・6HOおよび3BaO・Al・6HOの固溶体、から選ばれる少なくとも1種が含まれる。これらは、アルミネート(1)と水が接触して生成される成分である。この成分はバインダとして作用するため、強固な造粒体が得られる。
これらの成分は粉末X線回折法で得られるX線回折スペクトルを解析することによって確認できる。具体的にはCuKα線を用いる場合、3SrO・Al・6HOの211面の回折線は2θが16.619度、420面の回折線は2θが30.634度、642面の回折線は2θが52.462度に現れる。
造粒体中の3SrO・Al・6HO、3BaO・Al・6HO、ならびに3SrO・Al・6HOおよび3BaO・Al・6HOの固溶体、から選ばれる少なくとも1種の総量は、造粒体100質量%に対して、1〜60質量%が好ましく、2〜20質量%がより好ましい。この総量が上記範囲の下限値以上であると強固な造粒体が得られやすい。
造粒体の組成は、通常、清澄剤を除いて造粒体を溶融して得られるガラス溶融物の組成とほぼ等しい。造粒体を溶融して得られるガラス溶融物に酸化ホウ素が含まれる場合には、ホウ酸の揮発を考慮して多めに加えることが好ましい。造粒体を溶融して得られるガラスに酸化ホウ素が含まれない場合でも、造粒体中のホウ酸が揮発すれば、造粒体にホウ酸があってもよい。
<Granulated body>
The granulated body of the present invention is a granulated body used for the production of a glass article, and requires a silicon source and an aluminum source. The composition of the granulated body is adjusted so that a glass article having a desired glass composition is obtained when it is melted by heating and vitrified. The amount of the alkali metal component in the granulated body is 1% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, in terms of oxide, based on 100% by mass of the alkali-free glass obtained from the granulated body. 02 mass% or less is more preferable.
The aluminum source in the granulated body of the present invention includes 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, and 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O and 3BaO · Al At least one selected from a solid solution of 2 O 3 · 6H 2 O is included. These are components produced by contact between the aluminate (1) and water. Since this component acts as a binder, a strong granulated body can be obtained.
These components can be confirmed by analyzing an X-ray diffraction spectrum obtained by a powder X-ray diffraction method. Specifically, in the case of using CuKα rays, the diffraction line of 211 surface of 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O has 2θ of 16.619 degrees, the diffraction line of 420 surface has 2θ of 30.634 degrees and 642 surfaces. The diffraction line appears at 2θ of 52.462 degrees.
3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, and 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O and 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O in the granulated body 1-60 mass% is preferable with respect to 100 mass% of granulated bodies, and, as for the total amount of at least 1 sort (s) chosen from solid solution, 2-20 mass% is more preferable. When this total amount is not less than the lower limit of the above range, a strong granulated body can be easily obtained.
The composition of the granulated body is usually almost equal to the composition of the glass melt obtained by melting the granulated body except for the fining agent. When boron oxide is contained in the glass melt obtained by melting the granulated body, it is preferable to add more in consideration of volatilization of boric acid. Even when boron oxide is not contained in the glass obtained by melting the granulated body, boric acid may be present in the granulated body if the boric acid in the granulated body volatilizes.

本発明の造粒体のD50は50μm〜50mmであることが好ましい。造粒体のD50が上記の範囲であれば、煤塵が生じにくく、かつ均質性の高い造粒体が得られやすい。
造粒体がブリケットである場合、ブリケットの形状は、例えば球体、円筒体、直方体、楕円体などである。ブリケットが球体の場合のD50は、1〜50mmが好ましく、5〜30mmがより好ましい。ブリケットが楕円体等の場合は、長径の平均値が、5〜50mmであることが好ましく、10〜30mmであることがより好ましい。上記範囲の下限値以上であると一般的なブリケットマシンで容易に成形することができ、上限値以下であると均質なガラスが得られやすい。
ガラス原料組成物と水を混合しながら固めて造粒体とする場合、造粒体の形状は、例えば球体である。造粒体が球体の場合のD50は、50μm〜15mmが好ましく、1〜10mmがより好ましい。上記範囲の下限値以上であると造粒体自体が煤塵となりにくく、上限値以下であると均質性の高い造粒体が得られやすい。
It is preferable that D50 of the granulated body of this invention is 50 micrometers-50 mm. When the D50 of the granulated body is in the above range, dust is hardly generated and a highly uniform granulated body is easily obtained.
When the granulated body is a briquette, the shape of the briquette is, for example, a sphere, a cylinder, a rectangular parallelepiped, an ellipsoid, or the like. When the briquette is a sphere, D50 is preferably 1 to 50 mm, and more preferably 5 to 30 mm. When a briquette is an ellipsoid etc., it is preferable that the average value of a major axis is 5-50 mm, and it is more preferable that it is 10-30 mm. When it is at least the lower limit of the above range, it can be easily molded with a general briquette machine, and when it is at most the upper limit, homogeneous glass is easily obtained.
When the glass raw material composition and water are solidified while mixing to form a granulated body, the shape of the granulated body is, for example, a sphere. When the granulated body is a sphere, D50 is preferably 50 μm to 15 mm, and more preferably 1 to 10 mm. If it is at least the lower limit of the above range, the granulated body itself is less likely to become dust, and if it is not more than the upper limit, a highly homogenized granule is likely to be obtained.

特に、後述する気中溶融法でガラス溶融物を製造する方法に用いられる造粒体のD50は、50〜1000μmが好ましく、50〜800μmがより好ましい。造粒体のD50が50μm以上であると、原料の飛散等を少なくすることができ好ましい。また、造粒体のD50が1000μm以下であると、速やかにガラス化しやすい点で好ましい。造粒体のD50は、ガラス原料組成物の組成、造粒工程における混合方法や混合時間等の条件などに応じて調整できる。気中溶融法でガラス溶融物を製造する場合、造粒体は、ガラス組成の均一なガラス物品が得られるように、粒度のばらつきが小さいものであることがより好ましい。
後述する普通溶融法でガラス溶融物を製造する方法に用いられる造粒体のD50は、1〜50mmが好ましく、1〜15mmがより好ましい。造粒体のD50が上記範囲であると、溶融時の巻き込み泡が少なくなりやすい。
普通溶融法により製造したガラス溶融物を用いてガラス物品を製造する場合は、造粒体が有機物を含有しないことが好ましい。造粒体が有機物を含有する場合には、ガラス物品の色調や外観を損ねることがあるからである。
In particular, the D50 of the granulated material used in the method for producing a glass melt by the air melting method described later is preferably 50 to 1000 μm, more preferably 50 to 800 μm. It is preferable that D50 of the granulated body is 50 μm or more because scattering of raw materials can be reduced. Moreover, it is preferable at the point which is easy to vitrify rapidly that D50 of a granule is 1000 micrometers or less. D50 of a granulated body can be adjusted according to conditions, such as a composition of a glass raw material composition, the mixing method in a granulation process, and mixing time. When a glass melt is produced by an air melting method, it is more preferable that the granule has a small variation in particle size so that a glass article having a uniform glass composition can be obtained.
1-50 mm is preferable and, as for D50 of the granule used for the method of manufacturing a glass melt by the normal melting method mentioned later, 1-15 mm is more preferable. When D50 of the granulated body is in the above range, entrained bubbles at the time of melting tend to be reduced.
When manufacturing a glass article using the glass melt manufactured by the normal melting method, it is preferable that a granulated body does not contain organic substance. This is because when the granulated body contains an organic substance, the color tone and appearance of the glass article may be impaired.

≪ガラス物品の製造方法≫
本発明のガラス物品の製造方法の一実施態様は、本発明の造粒体を、加熱してガラス溶融物を得て、そのガラス溶融物を成形し徐冷してガラス物品を得る方法である。本発明のガラス物品の製造方法の他の実施態様は、本発明の造粒体の製造方法により造粒体を、加熱してガラス溶融物を得て、そのガラス溶融物を成形し徐冷してガラス物品を得る方法である。
<溶融工程>
造粒体の溶融方法は、ガラス原料を溶融する公知の方法が適用でき、特に限定されない。造粒体の溶融は、シーメンス型やるつぼ型のガラス溶融炉を用いる普通溶融法で行ってもよく、気中溶融法で行ってもよい。
大型の装置を用いて大量のガラスを製造する場合などには、造粒体とガラス板などを破砕して得られるカレットを混合して投入してもよい。本発明の造粒体は、造粒体とカレットを混合して投入する場合でも壊れにくいので好ましい。カレットは本発明の造粒体から得られるガラス溶融物と等しいガラス組成を有するものであることが好ましい。具体的には、本発明の造粒体を使用して得られるガラス物品のカレットやガラス物品を製造する工程で生じるカレットを使用することが好ましい。
≪Glass article manufacturing method≫
One embodiment of the method for producing a glass article of the present invention is a method in which the granulated body of the present invention is heated to obtain a glass melt, the glass melt is shaped and slowly cooled to obtain a glass article. . In another embodiment of the method for producing a glass article of the present invention, the granulated body is heated by the method for producing a granulated body of the present invention to obtain a glass melt, and the glass melt is molded and slowly cooled. This is a method for obtaining a glass article.
<Melting process>
A known method for melting the glass raw material can be applied to the method for melting the granule, and is not particularly limited. The granulated material may be melted by a normal melting method using a Siemens type or crucible type glass melting furnace, or by an air melting method.
When a large amount of glass is produced using a large apparatus, a cullet obtained by crushing a granulated body and a glass plate may be mixed and added. The granulated body of the present invention is preferable because it is difficult to break even when the granulated body and cullet are mixed and charged. The cullet preferably has a glass composition equal to the glass melt obtained from the granulated body of the present invention. Specifically, it is preferable to use the cullet of the glass article obtained by using the granulated body of the present invention or the cullet produced in the process of producing the glass article.

[普通溶融法]
普通溶融法によって造粒体を溶融する場合は、ガラス溶融炉内に造粒体を投入し、加熱して融解を進行させ、徐々にガラス溶融物とする。ガラス溶融炉内にガラス溶融物が存在する場合は、ガラス溶融物の液面上に造粒体を投入し、造粒体が塊(バッチ山、batch pileともいう。)となったものをバーナー等によって加熱して溶融する。
[Normal melting method]
When the granulated material is melted by the ordinary melting method, the granulated material is put into a glass melting furnace, heated to proceed with melting, and gradually made into a glass melt. When a glass melt is present in the glass melting furnace, the granulated material is put on the surface of the glass melt, and the granulated material becomes a lump (also called a batch pile or a batch pile) as a burner. Etc. and melt by heating.

[気中溶融法]
気中溶融法は、気相雰囲気中でガラス原料を溶融させて溶融ガラス粒子とし、その溶融ガラス粒子を集積してガラス溶融物とする方法である。気中溶融法は、インフライト・メルティング・メソッド(In−flight−melting method)とも呼ばれる。気中溶融法によって造粒体を溶融する場合は、まず造粒体を気中加熱装置の高温の気相雰囲気中に導入し、気相雰囲気内で溶融して溶融ガラス粒子とする。気中加熱装置は公知のものを使用できる。本発明の造粒体は壊れにくいため、搬送時等に、粒子同士や粒子と搬送路内壁等との衝突が生じても微粉の発生が抑えられる。
次いで、気中加熱装置内の溶融ガラス粒子を集積してガラス溶融物を得、取り出したガラス溶融物を、次の成形工程に供する。溶融ガラス粒子を集積する方法としては、例えば、気相雰囲気中を自重で落下する溶融ガラス粒子を、気相雰囲気下部に設けた耐熱容器に受けて集積する方法が挙げられる。
[Air melting method]
The air melting method is a method in which a glass raw material is melted in a gas phase atmosphere to form molten glass particles, and the molten glass particles are accumulated to form a glass melt. The in-flight melting method is also referred to as an in-flight-melting method. When the granulated body is melted by the air melting method, first, the granulated body is introduced into a high-temperature gas phase atmosphere of an air heating device and melted in the gas phase atmosphere to obtain molten glass particles. A well-known thing can be used for an air heating apparatus. Since the granulated material of the present invention is not easily broken, the generation of fine powder can be suppressed even when the particles collide with each other or between the particles and the inner wall of the conveyance path during conveyance.
Next, the molten glass particles in the air heating apparatus are accumulated to obtain a glass melt, and the taken-out glass melt is subjected to the next molding step. As a method for accumulating the molten glass particles, for example, there is a method in which the molten glass particles falling by their own weight in the gas phase atmosphere are received and accumulated in a heat-resistant container provided in the lower part of the gas phase atmosphere.

<成形工程および徐冷工程>
図1は本発明のガラス物品の製造方法の一例を示す流れ図である。符号S1はガラス溶融工程である。
まず、ガラス溶融工程S1で得たガラス溶融物を、成形工程S2で目的の形状に成形した後、徐冷工程S3にて徐冷する。その後、必要に応じて後加工工程S4において切断や研磨など、公知の方法で後加工を施すことによりガラス物品G5が得られる。ここで、後加工工程とは、ガラス物品のガラス組成に影響を及ぼさない前記の後工程以外に、表面処理工程等であってもよい。
ガラス物品が板状の物品である場合、成形工程はフロート法、ダウンドロー法、フュージョン法等の公知の方法で行うことができる。フロート法は、溶融スズ上でガラス溶融物を板状に成形する方法である。徐冷工程S3も公知の方法で行うことができる。ガラス物品の製造において、本発明の造粒体を用いることによりガラス原料の飛散を防止しつつ、良好な品質のガラス物品を得ることができる。
<Molding process and annealing process>
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for producing a glass article of the present invention. Reference sign S1 is a glass melting step.
First, the glass melt obtained in the glass melting step S1 is molded into a target shape in the molding step S2, and then slowly cooled in the slow cooling step S3. Thereafter, the glass article G5 is obtained by performing post-processing by a known method such as cutting or polishing in the post-processing step S4 as necessary. Here, the post-processing step may be a surface treatment step or the like in addition to the post-step that does not affect the glass composition of the glass article.
When the glass article is a plate-like article, the forming step can be performed by a known method such as a float method, a downdraw method, or a fusion method. The float process is a method for forming a glass melt into a plate shape on molten tin. The slow cooling step S3 can also be performed by a known method. In the production of a glass article, a glass article of good quality can be obtained while preventing the glass raw material from being scattered by using the granulated body of the present invention.

<ガラス物品>
本発明におけるガラス物品とは、造粒体を溶融工程で溶融した後に、成形して、徐冷し、つぎに必要に応じて切断する、ことにより所望の形状にしたものをいう。ガラス物品の形状としては、平板状、曲面状、筒状、容器状等が挙げられる。なお、ガラス物品は、溶融工程の後の工程において、または、ガラス物品とした後において、表面処理を行ったものでもよい。
本発明の方法で製造されるガラス物品は無アルカリガラスからなるガラス物品であることが好ましい。ガラス物品は以下のガラス成分を含有することが好ましい。ただし、以下のようにガラス物品のガラス成分を示す場合のガラス物品100質量%とは、造粒体を溶融して得られるガラス溶融物が固化したものの全質量を表し、後加工工程での表面処理等によってガラス物品の表面に加工される成分の質量を含まないこととする。
ガラス成分;(ガラス物品100質量%に対する酸化物換算表示):
SiO;40〜85質量%、
Al;5〜30質量%、
MgO;0〜18質量%、
CaOとSrOとBaOの総量;2〜40質量%(ただしSrOとBaOの総量が0質量%超)。
ガラス物品は、このほかに非金属酸化物(イオウ酸化物など)、ハロゲンなどを少量含有していてもよい。非金属酸化物とハロゲンの総量は0〜5質量%であることが好ましい。
ガラス物品は、ガラス物品100質量%に対して酸化物換算で、CaOを0〜18質量%含み、SrOとBaOの総量が2〜35質量%、かつ、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%であることが好ましい。
さらに、ガラス物品は、ガラス物品100質量%に対して酸化物換算で、SiOを45〜65質量%、Alを10〜25質量%、MgOを2〜18質量%、CaOを2〜18質量%含み、SrOとBaOの総量が2〜15質量%であることがより好ましい。
<Glass articles>
The glass article in the present invention refers to a glass article that has been formed into a desired shape by melting the granulated body in the melting step, forming it, gradually cooling it, and then cutting it as necessary. Examples of the shape of the glass article include a flat plate shape, a curved surface shape, a cylindrical shape, and a container shape. In addition, the glass article may be subjected to a surface treatment in a step after the melting step or after making into a glass article.
The glass article produced by the method of the present invention is preferably a glass article made of alkali-free glass. The glass article preferably contains the following glass components. However, 100% by mass of the glass article in the case of showing the glass component of the glass article as described below represents the total mass of the solidified glass melt obtained by melting the granulated body, and the surface in the post-processing step The mass of the component processed on the surface of the glass article by treatment or the like is not included.
Glass component: (oxide conversion display with respect to 100% by mass of glass article):
SiO 2; 40 to 85 wt%,
Al 2 O 3 ; 5 to 30% by mass,
MgO; 0 to 18% by mass,
Total amount of CaO, SrO and BaO; 2 to 40% by mass (however, the total amount of SrO and BaO exceeds 0% by mass).
In addition, the glass article may contain a small amount of a non-metal oxide (such as sulfur oxide) or halogen. The total amount of non-metal oxide and halogen is preferably 0 to 5% by mass.
The glass article contains 0 to 18% by mass of CaO in terms of oxide with respect to 100% by mass of the glass article, the total amount of SrO and BaO is 2 to 35% by mass, and the total amount of CaO, SrO and BaO is 2 to 2%. It is preferable that it is 40 mass%.
Further, the glass article is 45 to 65 mass% of SiO 2 , 10 to 25 mass% of Al 2 O 3 , 2 to 18 mass% of MgO, and 2 of CaO in terms of oxide with respect to 100 mass% of the glass article. It is more preferable that the total amount of SrO and BaO is 2 to 15% by mass.

本発明のガラス物品は板状のガラス物品であることが好ましい。板状のガラス物品はディスプレイ基板等に用いられる。ガラス物品が板状のガラス物品である場合は、ガラス物品はMgOを0.4質量%以上含有することが好ましい。そのガラス組成は、フロート法を用いて板状に成形するのに適している。
ガラス物品は、Bを含有しないか、またはBの含有量が少ないことが好ましい。ガラス物品におけるBの含有量は、ガラス物品100質量%に対して酸化物換算で、0〜3質量%が好ましく、0〜1質量%がより好ましく、ゼロ質量%がさらに好ましい。これは、Bが少ないとガラスの歪点が高くなるからである。
The glass article of the present invention is preferably a plate-like glass article. A plate-shaped glass article is used for a display substrate or the like. When the glass article is a plate-like glass article, the glass article preferably contains 0.4% by mass or more of MgO. The glass composition is suitable for forming into a plate shape using a float process.
Glass article, either do not contain B 2 O 3, or preferably contains less B 2 O 3. The content of B 2 O 3 in the glass article is preferably 0 to 3 mass%, more preferably 0 to 1 mass%, and still more preferably zero mass% in terms of oxide with respect to 100 mass% of the glass article. This is because if the amount of B 2 O 3 is small, the strain point of the glass increases.

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[調製例1:アルミネートの調製]
炭酸ストロンチウム(SrCO)と酸化アルミニウム(Al)のモル比が1対1.5となるように秤量し、10分間混合した。その後、それらを直径が約150mm、高さが約50mmの円筒形の白金容器に詰め込み、1350℃に保たれた電気炉に入れて焼成した。冷却後、D50が50μm程度になるように粉砕してストロンチウムアルミネートを含有する粉末(以下「SA粉末」という。)を得た。
図2に、得られたSA粉末についてCuKα線を用いた粉末X線回折法で得られたX線回折スペクトルを示す。図2において黒丸(●)を付したピークはSrO・Alの回折ピークであり、白丸(○)を付したピークはSrO・6Alの回折ピークであり、三角(△)を付したピークはAlの回折ピークである。この結果からわかるように、SrO・6Al等の量は少ない。したがってストロンチウムアルミネート(SrO・Al)と酸化アルミニウム(Al)の含有量の質量比は、おおよそ80対20であり、本例のSA粉末100質量%は、概ねストロンチウムアルミネート(SrO・Al)80質量%と酸化アルミニウム(Al)20質量%とからなる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Preparation Example 1: Preparation of aluminate]
The mixture was weighed so that the molar ratio of strontium carbonate (SrCO 3 ) to aluminum oxide (Al 2 O 3 ) was 1: 1.5 and mixed for 10 minutes. After that, they were packed in a cylindrical platinum container having a diameter of about 150 mm and a height of about 50 mm, and placed in an electric furnace maintained at 1350 ° C. and fired. After cooling, a powder containing strontium aluminate (hereinafter referred to as “SA powder”) was obtained by grinding so that D50 was about 50 μm.
FIG. 2 shows an X-ray diffraction spectrum obtained by a powder X-ray diffraction method using CuKα rays for the obtained SA powder. In FIG. 2, the peak marked with a black circle (●) is the diffraction peak of SrO · Al 2 O 3 , the peak marked with a white circle (◯) is the diffraction peak of SrO · 6Al 2 O 3 , and the triangle (Δ) The attached peak is a diffraction peak of Al 2 O 3 . As can be seen from this result, the amount of SrO.6Al 2 O 3 is small. Therefore, the mass ratio of the contents of strontium aluminate (SrO.Al 2 O 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is approximately 80 to 20, and 100% by mass of the SA powder in this example is approximately strontium aluminate. (SrO · Al 2 O 3) 80 wt% and aluminum oxide (Al 2 O 3) consisting of 20 wt%.

[調製例2:アルミネートの調製]
炭酸バリウム(BaCO)と酸化アルミニウム(Al)のモル比が1対1.5となるように秤量し、調製例1と同様にして焼成および粉砕を行ってバリウムアルミネートを含有する粉末(以下「BA粉末」という。)を得た。
図3に、得られたBA粉末についてCuKα線を用いた粉末X線回折法で得られたX線回折スペクトルを図3に示す。図3において黒丸(●)を付したピークはBaO・Alの回折ピークであり、三角(△)を付したピークはAlの回折ピークである。この結果より、得られたBA粉末はバリウムアルミネート(BaO・Al)と酸化アルミニウム(Al)の混合粉末であることが確認できる。バリウムアルミネート(BaO・Al)及び酸化アルミニウム(Al)がその他の成分を含まないものと仮定して算出されるバリウムアルミネート(BaO・Al)と酸化アルミニウム(Al)との含有量の質量比は、おおよそ83対17であった。このことから本例のBA粉末100質量%はバリウムアルミネート(BaO・Al)83質量%と酸化アルミニウム(Al)17質量%である。
[Preparation Example 2: Preparation of aluminate]
Weigh so that the molar ratio of barium carbonate (BaCO 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is 1 to 1.5, and calcine and grind in the same manner as in Preparation Example 1 to contain barium aluminate A powder (hereinafter referred to as “BA powder”) was obtained.
FIG. 3 shows an X-ray diffraction spectrum obtained by a powder X-ray diffraction method using CuKα rays for the obtained BA powder. In FIG. 3, the peak with a black circle (●) is the diffraction peak of BaO · Al 2 O 3 , and the peak with a triangle (Δ) is the diffraction peak of Al 2 O 3 . From this result, it can be confirmed that the obtained BA powder is a mixed powder of barium aluminate (BaO.Al 2 O 3 ) and aluminum oxide (Al 2 O 3 ). Barium aluminate (BaO · Al 2 O 3) and aluminum oxide (Al 2 O 3) barium aluminate which is calculated on the assumption that free of other components (BaO · Al 2 O 3) and aluminum oxide ( The mass ratio of the content with Al 2 O 3 ) was approximately 83:17. The BA powder 100 wt% of the present embodiment since the barium aluminate (BaO · Al 2 O 3) 83 wt% and aluminum oxide (Al 2 O 3) is 17 wt%.

[例1〜9:造粒体の製造例]
調製例1、2で得たSA粉末、BA粉末を用いて造粒体を製造した。例8、9はSA粉末、BA粉末のいずれも用いない比較例である。
表1、2に示すガラス原料欄の配合に応じて粉末状のガラス原料3kg分を秤量した。硫酸マグネシウムは7水和物、塩化マグネシウムは6水和物である。アルミナセメントは、AGCセラミックス社製アルミナセメント1号(AC−1)であり、カルシウムアルミネート(CaO・Al)を主成分として含有するセメントであって、質量百分率表示の化学組成が、SiOが4.0%、Alが55.0%、Feが1.0%、TiOが2.7%、CaOが36.0%、MgOが0.6%である。
例1、2、9のガラス原料の配合は、表3に示すガラス組成G1のガラスが得られる配合であり、例3〜8のガラス原料の配合は、表3に示すガラス組成G2のガラスが得られる配合である。表3のガラス組成G1とガラス組成G2には、アルカリ金属とホウ酸は含まない。
表1、2に示すアルミネート(1)の含有量は、SA粉末中またはBA粉末中のアルミネート(1)の含有割合と、SA粉末またはBA粉末の配合量から計算で求めたガラス原料中のアルミネート(1)の総量(単位:質量%)である。
レーザー回折法で測定した各原料のD50を表4に示す。表4に示していない硫酸マグネシウムおよび塩化マグネシウムについてはD50を測定しなかった。この理由は、これらの原料が容易に水に溶けるからである。
[Examples 1 to 9: Production example of granulated body]
Granules were produced using the SA powder and BA powder obtained in Preparation Examples 1 and 2. Examples 8 and 9 are comparative examples in which neither SA powder nor BA powder is used.
According to the composition of the glass raw material column shown in Tables 1 and 2, 3 kg of powdery glass raw material was weighed. Magnesium sulfate is heptahydrate and magnesium chloride is hexahydrate. Alumina cement is alumina cement No. 1 (AC-1) manufactured by AGC Ceramics Co., which is a cement containing calcium aluminate (CaO.Al 2 O 3 ) as a main component, and has a chemical composition expressed by mass percentage. SiO 2 is 4.0%, Al 2 O 3 is 55.0%, Fe 2 O 3 is 1.0%, TiO 2 is 2.7%, CaO is 36.0%, MgO is 0.6%. is there.
The composition of the glass raw materials in Examples 1, 2, and 9 is a composition in which a glass having the glass composition G1 shown in Table 3 is obtained. The resulting formulation. The glass composition G1 and the glass composition G2 in Table 3 do not contain alkali metal and boric acid.
The content of aluminate (1) shown in Tables 1 and 2 is the glass raw material obtained by calculation from the content of aluminate (1) in SA powder or BA powder and the blending amount of SA powder or BA powder. The total amount (unit: mass%) of the aluminate (1).
Table 4 shows D50 of each raw material measured by the laser diffraction method. D50 was not measured for magnesium sulfate and magnesium chloride not shown in Table 4. This is because these raw materials are easily dissolved in water.

転動造粒機(アイリッヒ社製:アイリッヒ・インテンテンシブミキサーR02型)を用いて、以下の手順で造粒した。
ガラス原料3.0kgのうち、硫酸マグネシウムと塩化マグネシウムを水570gに溶かし、残りを転動造粒機に投入した。パン回転数42rpm、ロータ回転数900rpm、混合時間30秒間の条件で混合した。
続いて、ロータを止め、パンのみを回転させながら、硫酸マグネシウムと塩化マグネシウムを溶かした水570gを投入し、ロータ回転数を3000rpmに上げて18分間造粒を行った。この間に様子を見ながら水を合計で20g追加した。
次いで、ロータ回転数を900rpmに下げて1分間整粒を行った後、ステンレス製の容器に入れ、熱風乾燥器中で、80℃、12分間の加熱乾燥を行って造粒体を得た。
Using a rolling granulator (manufactured by Eirich Co., Ltd .: Eirich Intensive Mixer R02), granulation was performed according to the following procedure.
Of 3.0 kg of glass raw material, magnesium sulfate and magnesium chloride were dissolved in 570 g of water, and the rest was put into a rolling granulator. Mixing was performed under conditions of a pan rotation speed of 42 rpm, a rotor rotation speed of 900 rpm, and a mixing time of 30 seconds.
Subsequently, while stopping the rotor and rotating only the pan, 570 g of water in which magnesium sulfate and magnesium chloride were dissolved was added, and the rotor rotation speed was increased to 3000 rpm, and granulation was performed for 18 minutes. During this time, 20 g of water was added in total while watching the situation.
Next, after the rotor rotation speed was lowered to 900 rpm and sizing for 1 minute, the mixture was put in a stainless steel container and dried in a hot air dryer at 80 ° C. for 12 minutes to obtain a granulated body.

得られた造粒体について、篩で分級して平均粒子径を求める方法(篩分け法)による重量累計の50%径(D50)を測定した。結果を表1、2に示す。例9は造粒できなかったので平均粒子径を求めなかった。
図4に、例1で得られた造粒体について、CuKα線を用いた粉末X線回折法で得られたX線回折スペクトルを示す。このX線回折スペクトルにおいて黒丸(●)を付したピークは3SrO・Al・6HOの回折ピークであり、三角(△)を付したピークは3CaO・Al・6HOの回折ピークであり、×を付したピークはSiOの回折ピークであり、菱形(◇)を付したピークはAlの回折ピークである。すなわち、3SrO・Al・6HOの回折ピークは、16.619度、30.634度等で確認できる。
About the obtained granulated body, the 50% diameter (D50) of the total weight by the method (screening method) which classifies with a sieve and calculates | requires an average particle diameter was measured. The results are shown in Tables 1 and 2. Since Example 9 could not be granulated, the average particle size was not determined.
FIG. 4 shows an X-ray diffraction spectrum obtained by a powder X-ray diffraction method using CuKα rays for the granulated body obtained in Example 1. In this X-ray diffraction spectrum, the peak marked with a black circle (●) is a diffraction peak of 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, and the peak marked with a triangle (Δ) is 3CaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O. The peaks marked with x are SiO 2 diffraction peaks, and the peaks marked with diamonds (菱) are Al 2 O 3 diffraction peaks. That is, the diffraction peak of 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O can be confirmed at 16.619 degrees, 30.634 degrees, and the like.

[例10:造粒体の製造例]
本例では、予めアルミネート(1)を含む粉末を水と混合して水和させる予備的な水和工程を行った後に、アルミネート(1)を含む粉末を除くガラス原料組成物と混合する方法を用いて造粒体を製造した。
まず、質量百分率表示で表2に示す配合でガラス原料3kg分を秤量した。このうちBA粉末330gを、水200gに分散させ室温下に6時間放置して水和させて、スラリー状とした。硫酸マグネシウムと塩化マグネシウムを水370gに溶かし水溶液とした。
例1と同じ転動造粒機を用いて、以下の手順で造粒した。
ガラス原料3.0kgのうち、BA粉末、硫酸マグネシウムおよび塩化マグネシウム以外を除いた残りを転動造粒機に投入した。パン回転数42rpm、ロータ回転数900rpm、混合時間30秒間の条件で混合した。
続いて、ロータを止め、パンのみを回転させながら、予め調製しておいたBA粉末のスラリー、および硫酸マグネシウムと塩化マグネシウムを溶かした水溶液を投入し、ロータ回転数を3000rpmに上げて10分間造粒を行った。この間に様子を見ながら水を合計で20g追加した。
次いで、ロータ回転数を900rpmに下げて1分間整粒を行った後、ステンレス製の容器に入れ、熱風乾燥器中で、80℃、12分間の加熱乾燥を行って造粒体を得た。
[Example 10: Production example of granulated body]
In this example, after performing a preliminary hydration process in which the powder containing aluminate (1) is mixed with water and hydrated in advance, the powder is mixed with the glass raw material composition excluding the powder containing aluminate (1). Granules were produced using the method.
First, 3 kg of glass raw material was weighed with the formulation shown in Table 2 in terms of mass percentage. Of these, 330 g of BA powder was dispersed in 200 g of water and allowed to hydrate for 6 hours at room temperature to form a slurry. Magnesium sulfate and magnesium chloride were dissolved in 370 g of water to obtain an aqueous solution.
Using the same rolling granulator as in Example 1, granulation was performed according to the following procedure.
Of the 3.0 kg of glass raw material, the remainder except for BA powder, magnesium sulfate and magnesium chloride was put into a rolling granulator. Mixing was performed under conditions of a pan rotation speed of 42 rpm, a rotor rotation speed of 900 rpm, and a mixing time of 30 seconds.
Subsequently, the rotor was stopped and the BA powder slurry prepared in advance and an aqueous solution in which magnesium sulfate and magnesium chloride were dissolved were added while rotating only the pan, and the rotor speed was increased to 3000 rpm for 10 minutes. Done the grain. During this time, 20 g of water was added in total while watching the situation.
Next, after the rotor rotation speed was lowered to 900 rpm and sizing for 1 minute, the mixture was put in a stainless steel container and dried in a hot air dryer at 80 ° C. for 12 minutes to obtain a granulated body.

[造粒体の固さ]
得られた造粒体について、以下の手順で固さを評価した。
厚さが約1mmで縦20mm×横20mm程度の大きさの無アルカリガラスカレット50gと造粒体50gとを250mlのポリ容器に入れて200回振り混ぜた後、開き目が約200μmの篩を通過した粒子の重量を測定して、その粒子の重量の元の重量に対する割合を微粉化率(単位:%)とした。この値が小さいほど強固な造粒体で、微粉化しにくく飛散しにくいことを示す。
微粉化率に基づいて造粒体の固さを評価した。微粉化率の値が2%未満である場合を「A」、2%以上4%未満である場合を「B」、4%以上20%未満である場合を「C」、20%以上を「D」とした。造粒体の固さは、A、BまたはCであることが好ましい。
結果を表1、2に示す。
[Hardness of granulated body]
About the obtained granulated body, hardness was evaluated in the following procedures.
After placing 50 g of alkali-free glass cullet and 50 g of granulated material in a 250 ml plastic container with a thickness of about 1 mm and a size of about 20 mm in length and 20 mm in width into a 250 ml plastic container, a sieve with an opening of about 200 μm is placed. The weight of the particles passed through was measured, and the ratio of the weight of the particles to the original weight was defined as the pulverization rate (unit:%). The smaller this value is, the stronger the granule is, and it is hard to be pulverized and scattered.
The hardness of the granulated body was evaluated based on the pulverization rate. The case where the value of the pulverization rate is less than 2% is “A”, the case where it is 2% or more and less than 4% is “B”, the case where it is 4% or more and less than 20% is “C”, the case where 20% or more is “ D ". The hardness of the granulated body is preferably A, B or C.
The results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2015051889
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Figure 2015051889
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表1、2の結果に示されるように、ガラス原料の一部として、アルミネート(1)を含むSA粉末またはBA粉末を用いた例1〜7は、強固な造粒体が得られた。例1〜7の造粒体は、アルカリ金属およびホウ素を含まないため、ホウ酸(B)を含有しない無アルカリガラスの製造に好適である。
例1と例2を比較すると、水酸化カルシウムを用いた例1は、造粒体の微粉化率がより低くなっている。例3、例4と例5を比較するとアルミネート(1)の含有量が少ない例5は、造粒体がやや微粉化しやすい。
一方、ガラス原料組成物中にアルミネート(1)が含まれない例8で得られた造粒体は、微粉化しやすかった。このため、例8で得られた造粒体は、ガラス製造工程中で造粒体の微粉化が生じやすく、ガラス組成の均一性が低下しやすい。
例9は、アルミネート(1)を含まないため、上記のとおり造粒できなかった。
例10は、予めアルミネート(1)を水と混合して水和させる予備的な水和工程を行っているため混合時間を短縮できた。
As shown in the results of Tables 1 and 2, in Examples 1 to 7 using SA powder or BA powder containing aluminate (1) as a part of the glass raw material, a strong granulated body was obtained. Since the granulated body of Examples 1-7 does not contain an alkali metal and boron, it is suitable for the production of an alkali-free glass not containing boric acid (B 2 O 3 ).
Comparing Example 1 and Example 2, Example 1 using calcium hydroxide has a lower pulverization rate of the granulated body. When Example 3, Example 4 and Example 5 are compared, Example 5 with a small content of aluminate (1) is slightly pulverized in the granulated product.
On the other hand, the granulated body obtained in Example 8 in which the aluminate (1) was not contained in the glass raw material composition was easily pulverized. For this reason, the granulated body obtained in Example 8 is likely to be finely pulverized in the glass production process, and the uniformity of the glass composition is likely to be lowered.
Since Example 9 did not contain aluminate (1), it could not be granulated as described above.
In Example 10, since the preliminary hydration step in which the aluminate (1) was previously mixed with water and hydrated was performed, the mixing time could be shortened.

[ガラス物品の製造]
例1〜7の造粒体を白金坩堝に入れて1550℃の電気炉に60分間加熱して溶融し、白金坩堝ごと徐冷した。その後、白金坩堝内のガラスをコアドリルでくり抜いて研磨し、ガラス物品を得た。そのガラス物品のガラス組成を分析した結果、清澄剤としてのClとSOを除き、ほぼ表3に示したとおりの目標のガラス組成が得られた。
[Manufacture of glass articles]
The granulated bodies of Examples 1 to 7 were put in a platinum crucible, heated and melted in an electric furnace at 1550 ° C. for 60 minutes, and the whole platinum crucible was gradually cooled. Thereafter, the glass in the platinum crucible was cut out with a core drill and polished to obtain a glass article. As a result of analyzing the glass composition of the glass article, a target glass composition almost as shown in Table 3 was obtained except for Cl and SO 3 as fining agents.

S1 ガラス溶融工程
S2 成形工程
S3 徐冷工程
S4 後加工工程
G5 ガラス物品
S1 Glass melting step S2 Molding step S3 Slow cooling step S4 Post-processing step G5 Glass article

Claims (15)

ガラス原料組成物と水を混合することによる造粒体の製造方法であって、ガラス原料組成物は、式xRO・Alで表わされるアルミネート(ただし、xは1〜3であり、RはSrおよびBaの一方または両方である。)を含むアルミニウム源およびケイ素源を必須とする無アルカリガラスの製造に用いられる造粒体の製造方法。 A method for producing a granulated body by mixing a glass raw material composition and water, wherein the glass raw material composition is an aluminate represented by the formula xRO · Al 2 O 3 (where x is 1 to 3, R is one or both of Sr and Ba.) A method for producing a granulated body used for producing an alkali-free glass containing an aluminum source and a silicon source. 前記ガラス原料組成物が、酸化カルシウムおよび水酸化カルシウムの一方または両方を含む請求項1に記載の造粒体の製造方法。   The method for producing a granulated body according to claim 1, wherein the glass raw material composition contains one or both of calcium oxide and calcium hydroxide. 前記ガラス原料組成物が、硫酸塩および硝酸塩の一方または両方を含む請求項1または2に記載の造粒体の製造方法。   The manufacturing method of the granulated body of Claim 1 or 2 in which the said glass raw material composition contains one or both of a sulfate and nitrate. 前記ケイ素源がシリカであり、該シリカの平均粒子径が2〜150μmである請求項1〜3のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法。   The said silicon source is a silica and the average particle diameter of this silica is 2-150 micrometers, The manufacturing method of the granulated body as described in any one of Claims 1-3. 前記式xRO・Alにおけるxが1である請求項1〜4のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法。 Method for producing a granulated product according to any one of claims 1 to 4 x is 1 in the formula xRO · Al 2 O 3. 前記ガラス原料組成物が、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超である請求項1〜5のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法。 The glass raw material composition is, in terms of oxide relative to the non-alkali glass 100 wt% obtained from the granulator body, the SiO 2 40 to 85 wt%, the Al 2 O 3 5 to 30 wt%, the MgO 0 The granulated body according to any one of claims 1 to 5, comprising ~ 18% by mass, the total amount of CaO, SrO and BaO being 2 to 40% by mass, and the total amount of SrO and BaO being more than 0% by mass. Manufacturing method. 前記ガラス原料組成物と水を混合しながら固めて造粒体を得る請求項1〜6のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法。   The method for producing a granulated body according to any one of claims 1 to 6, wherein the granulated body is obtained by solidifying the glass raw material composition and water. 前記ガラス原料組成物と水を混合した後、圧縮成形して造粒体を得る請求項1〜6のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法。   The method for producing a granulated body according to any one of claims 1 to 6, wherein the glass raw material composition and water are mixed and then compressed to obtain a granulated body. 前記ガラス原料組成物は、ホウ酸および酸化ホウ素を実質的に含有しない、または、ホウ酸および酸化ホウ素の総量がガラス原料組成物100質量%に対して0質量%超かつ3質量%以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法。   The glass raw material composition does not substantially contain boric acid and boron oxide, or the total amount of boric acid and boron oxide is more than 0% by mass and 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the glass raw material composition. The manufacturing method of the granulated material as described in any one of Claims 1-8. 無アルカリガラスからなるガラス物品の製造に用いる造粒体であって、
前記造粒体は、ケイ素源およびアルミニウム源を必須とし、
前記アルミニウム源が、3SrO・Al・6HO、3BaO・Al・6HOならびに3SrO・Al・6HOおよび3BaO・Al・6HOの固溶体、から選ばれる少なくとも1種である造粒体。
A granulated material used for manufacturing a glass article made of alkali-free glass,
The granulated body essentially comprises a silicon source and an aluminum source,
The aluminum source, 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O, of 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O and 3SrO · Al 2 O 3 · 6H 2 O and 3BaO · Al 2 O 3 · 6H 2 O solid solution Granules which are at least one selected from
前記造粒体の平均粒子径が50μm〜50mmである請求項10に記載の造粒体。   The granulated body according to claim 10, wherein the granulated body has an average particle diameter of 50 µm to 50 mm. 前記造粒体が、造粒体から得られる無アルカリガラス100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超である造粒体である請求項10または11に記載の造粒体。 0 The granule is in terms of oxide relative to the non-alkali glass 100 wt% obtained from the granulator body, the SiO 2 40 to 85 wt%, the Al 2 O 3 5 to 30 wt%, of MgO The granulated body according to claim 10 or 11, which is a granulated body containing 18% by mass, wherein the total amount of CaO, SrO and BaO is 2 to 40% by mass, and the total amount of SrO and BaO is more than 0% by mass. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の造粒体の製造方法により造粒体を得て、該造粒体を加熱してガラス溶融物を得て、該ガラス溶融物を成形し徐冷してガラス物品を得るガラス物品の製造方法。   A granulated body is obtained by the method for producing a granulated body according to any one of claims 1 to 9, and the granulated body is heated to obtain a glass melt, and the glass melt is molded and gradually added. A method for producing a glass article that is cooled to obtain a glass article. 請求項10〜12のいずれか一項に記載の造粒体を、加熱してガラス溶融物を得て、該ガラス溶融物を成形し徐冷してガラス物品を得るガラス物品の製造方法。   The manufacturing method of the glass article which heats the granule as described in any one of Claims 10-12, obtains a glass melt, shape | molds this glass melt, and anneals, and obtains a glass article. 無アルカリガラスからなるガラス物品が、ガラス物品100質量%に対して酸化物換算で、SiOを40〜85質量%、Alを5〜30質量%、MgOを0〜18質量%含み、CaOとSrOとBaOの総量が2〜40質量%、かつ、SrOとBaOの総量が0質量%超である請求項13または14に記載のガラス物品の製造方法。 Glass articles made of alkali-free glass contain 40 to 85 mass% of SiO 2 , 5 to 30 mass% of Al 2 O 3 , and 0 to 18 mass% of MgO in terms of oxide with respect to 100 mass% of the glass article. The method for producing a glass article according to claim 13 or 14, wherein the total amount of CaO, SrO, and BaO is 2 to 40% by mass, and the total amount of SrO and BaO is more than 0% by mass.
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