JP2018158866A - 連続結晶化ガラス成形体の製造方法および装置 - Google Patents
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溶融ガラスを連続して流下しながら、成形鋳型に流し込み、
前記成形鋳型からガラス成形体を連続して引き出し、
前記引き出された連続ガラス成形体を結晶化して、連続結晶化ガラス成形体を得、
前記連続結晶化ガラス成形体を冷却する、連続結晶化ガラス成形体の製造方法。
(構成2)
前記連続ガラス成形体の厚さが、7mm以上である構成1に記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。
(構成3)
前記連続ガラス成形体が、酸化物換算の重量%で、
SiO2成分を40.0%〜70.0%、
Al2O3成分を11.0%〜25.0%、
Na2O成分を5.0%〜19.0%、
K2O成分を0.1%〜9.0%、
MgO成分およびZnO成分からなる群から選択される1種以上を1.0%〜18.0%、
CaO成分を0.01%〜3.0%、
TiO2成分を0.5%〜12.0%、
Sb2O3成分、SnO2成分およびCeO2成分からなる群より選択される1種以上を0.01%〜3.0%、
を含有し、
SiO2成分、Al2O3成分、Na2O成分、K2O成分、MgO成分、ZnO成分、TiO2成分を合わせて90%以上含有する構成1または2に記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。
(構成4)
前記連続ガラス成形体が、酸化物換算の重量%で、
SiO2成分を65.0%〜80.0%、
Li2O成分を8.0%〜12.0%、
P2O5成分を1.5%〜3.0%、
ZrO2成分を2.0%〜9.0%、
Al2O3成分を1.0%〜11.0%、
MgO成分、ZnO成分、SrO成分およびBaO成分からなる群より選択される1種以上を0.8%〜5.0%、
K2O成分を0.5%〜5.0%、
Na2O成分を0.0%〜5.0%、
Sb2O3成分を0.0%〜2.0%
SiO2成分、Li2O成分、P2O5成分、ZrO2成分、Al2O3成分、MgO成分とZnO成分とSrO成分とBaO成分からなる群より選択される1種以上、K2O成分、Na2O成分、Sb2O3成分を合わせて90%以上含有する構成1または2に記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。
(構成5)
前記連続ガラス成形体を、500〜850℃で、30〜600分保持して、結晶化する構成1から4のいずれかに記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。
(構成6)
ガラス原料を溶融する溶解装置と、
前記溶解装置から連続して溶融ガラスを受け成形する成形鋳型と、
前記成形鋳型で成形する連続ガラス成形体を、結晶化してその後徐冷する熱処理装置と、
前記連続ガラス成形体または連続結晶化ガラス成形体を、前記成形鋳型から、前記熱処理装置を通して運搬する運搬装置と、
を備える連続結晶化ガラス成形体の製造装置。
20 溶解装置
21 流出管
30 成形鋳型
31 成形鋳型の一端部
33 成形鋳型の他端部
40 熱処理装置
41 温度モニタ
43 加熱装置
50 運搬装置
60 切断装置
A 連続ガラス成形体
B 連続結晶化ガラス成形体
C 結晶化ガラス成形体
h 連続ガラス成形体の厚さ
この実施形態の連続結晶化ガラス成形体の製造方法では、溶融ガラスを連続して流下しながら、成形鋳型30に流し込み、成形鋳型30からガラス成形体Aを連続して引き出し、連続ガラス成形体Aを結晶化して、連続結晶化ガラス成形体Bを得、連続結晶化ガラス成形体Bを冷却する。連続ガラス成形体Aは、好ましくはガラス転移温度から50℃以上低い温度まで冷却することなく、結晶化温度以上で結晶化する。
溶融ガラスは成形鋳型30の端部33から連続ガラス成形体Aとして、運搬装置50に載って、連続して引き出され、熱処理装置40の中へ入る。
本実施形態の製造方法は、結晶化に長時間を要さない組成を有するガラスに特に適する。結晶化時間が短いと、成形体が熱処理装置に滞在する時間を短縮でき、熱処理装置の長さが長くなりすぎず、適当な長さにできるためである。
酸化物換算の重量%で、
SiO2成分を40.0%〜70.0%、
Al2O3成分を11.0%〜25.0%、
Na2O成分を5.0%〜19.0%、
K2O成分を0.1%〜9.0%、
MgO成分およびZnO成分からなる群から選択される1種以上を1.0%〜18.0%、CaO成分を0.01%〜3.0%、
TiO2成分を0.5%〜12.0%、
Sb2O3成分、SnO2成分およびCeO2成分からなる群より選択される1種以上を0.01%〜3.0%
Al2O3成分は、より好ましくは13.0%〜23.0%含まれる。
Na2O成分は、より好ましくは8.0%〜16.0%含まれる。
K2O成分は、より好ましくは1.0%〜7.0%、さらに好ましくは1.0%〜5.0%含まれる。
MgO成分およびZn0成分からなる群から選択される1種以上は、より好ましくは2.0%〜15.0%、さらに好ましくは3.0%〜13.0%、特に好ましくは5.0%〜11.0%含まれる。MgOおよびZn0成分からなる群から選択される1種以上は、MgOが好ましい。
CaO成分は、より好ましくは0.1%〜2.0%含まれる。
TiO2成分は、より好ましくは1.0%〜10.0%、さらに好ましくは2.0%〜8.0%含まれる。
Sb2O3成分、SnO2成分およびCeO2成分からなる群より選択される1種以上は、より好ましくは0.1%〜2.0%、さらに好ましくは0.3%〜1.0%含まれる。
上記の配合量は適宜組み合わせることができる。
また、B2O3成分、P2O5成分、BaO成分、FeO成分、Li2O成分、SrO成分、La2O3成分、Y2O3成分、Nb2O5成分、Ta2O5成分、WO3成分、TeO2成分、Bi2O3成分をそれぞれ含んでもよいし、含まなくてもよい。配合量は、各々、0〜2.0%または0〜1.0%とできる。
SiO2成分を43.0モル%〜73.0モル%、
Al2O3成分を4.0モル%〜18.0モル%、
Na2O成分を5.0モル%〜19.0モル%、
K2O成分を0.1モル%〜9.0モル%、
MgO成分を2.0モル%〜22.0モル%、
CaO成分を0.01モル%〜3.0モル%、
TiO2成分を0.5モル%〜11.0モル%、
Sb2O3成分、SnO2成分およびCeO2成分からなる群より選択される1種以上を0.01モル%〜3.0モル%、
を含有する。
SiO2成分、Al2O3成分、Na2O成分、K2O成分、MgO成分、TiO2成分を合わせて90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、さらに好ましくは99モル%以上とできる。
2段階熱処理では、まず第1の温度で熱処理することにより核形成工程を行い、この核形成工程の後に、核形成工程より高い第2の温度で熱処理することにより結晶成長工程を行う。
第1の温度は500℃〜700℃が好ましい。第1の温度での保持時間は30分〜420分が好ましく、180分〜300分が最も好ましい。
第2の温度は620℃〜850℃が好ましい。第2の温度での保持時間は30分〜600分が好ましく、60分〜420分がさらに好ましく、120分〜300分が最も好ましい。
図3の温度曲線IIIは2段階の熱処理である。
図3の温度曲線I,IIは、1段階の熱処理である。
1段階の温度で熱処理する場合、熱処理の温度は600℃〜800℃が好ましく、630℃〜770℃がより好ましい。また、熱処理の温度での保持時間は、30分〜500分が好ましく、60分〜300分がより好ましい。
酸化物換算の重量%で、
SiO2成分を65.0%〜80.0%、
Li2O成分を8.0%〜12.0%、
P2O5成分を1.5%〜3.0%、
ZrO2成分を1.5%〜9.0%、
Al2O3成分を1.0%〜11.0%、
MgO成分、ZnO成分、SrO成分およびBaO成分からなる群より選択される1種以上を0.8%〜5.0%、
K2O成分を0.5%〜5.0%、
Na2O成分を0.0%〜5.0%、
Sb2O3成分を0.0%〜2.0%
Li2O成分は、好ましくは9.0%〜11.0%含まれる。
ZrO2成分は、好ましくは2.0%〜7.0%含まれる。
Al2O3成分は、好ましくは3.0%〜9.0%含まれる。
MgO成分、ZnO成分、SrO成分およびBaO成分からなる群より選択される1種以上は、好ましくは1.0%〜4.0%含まれる。
K2O成分は、好ましくは0.6%〜2.0%含まれる。
Na2O成分は、好ましくは0.0%〜3.0%含まれる。
Sb2O3成分は、好ましくは0.0%〜1.0%含まれる。
上記の配合量は適宜組み合わせることができる。
また、B2O3成分、FeO成分、SnO2成分、La2O3成分、Y2O3成分、Nb2O5成分、Ta2O5成分、WO3成分、TeO2成分、Bi2O3成分をそれぞれ含んでもよいし、含まなくてもよい。配合量は、各々、0.0〜2.0%または0.0〜1.0%とできる。
結晶化ガラスの各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、塩化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の原料を選定し、これらの原料を以下の組成の割合になるように秤量して均一に混合した。
(酸化物換算の重量%)
SiO2成分を55%、Al2O3成分を18%、Na2O成分を12%、K2O成分を2%、MgO成分を8%、CaO成分を1%、TiO2成分を5%、Sb2O3成分を0.1%
熱処理炉内で加熱することなく徐冷だけした(図3の温度曲線IV)他は、実施例1と同様にして成形体を得た。得られた透明な成形体(四角柱状)は結晶化してなかった。このガラス成形体を結晶化炉に入れて、約650℃で約5時間保持して結晶化した。その徐冷して、実施例1と同様の四角柱の透明な結晶化ガラス成形体を得た。
結晶化ガラスの各成分の原料として各々相当する酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、弗化物、塩化物、水酸化物、メタ燐酸化合物等の原料を選定し、これらの原料を以下の組成の割合になるように秤量して均一に混合した。
(酸化物換算の重量%)
SiO2成分を76.2%、Li2O成分を10.0%、P2O5成分を2.0%、ZrO2成分を2.3%、Al2O3成分を7.0%、MgO成分を0.8%、ZnO成分を0.5%、K2O成分を1.0%、Sb2O3成分を0.2%。
Claims (6)
- 溶融ガラスを連続して流下しながら、成形鋳型に流し込み、
前記成形鋳型からガラス成形体を連続して引き出し、
前記引き出された連続ガラス成形体を結晶化して、連続結晶化ガラス成形体を得、
前記連続結晶化ガラス成形体を冷却する、連続結晶化ガラス成形体の製造方法。 - 前記連続ガラス成形体の厚さが、7mm以上である請求項1に記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。
- 前記連続ガラス成形体が、酸化物換算の重量%で、
SiO2成分を40.0%〜70.0%、
Al2O3成分を11.0%〜25.0%、
Na2O成分を5.0%〜19.0%、
K2O成分を0.1%〜9.0%、
MgO成分およびZnO成分からなる群から選択される1種以上を1.0%〜18.0%、
CaO成分を0.01%〜3.0%、
TiO2成分を0.5%〜12.0%、
Sb2O3成分、SnO2成分およびCeO2成分からなる群より選択される1種以上を0.01%〜3.0%、
を含有し、
SiO2成分、Al2O3成分、Na2O成分、K2O成分、MgO成分、ZnO成分、TiO2成分を合わせて90%以上含有する請求項1または2に記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。 - 前記連続ガラス成形体が、酸化物換算の重量%で、
SiO2成分を65.0%〜80.0%、
Li2O成分を8.0%〜12.0%、
P2O5成分を1.5%〜3.0%、
ZrO2成分を1.5%〜9.0%、
Al2O3成分を1.0%〜11.0%、
MgO成分、ZnO成分、SrO成分およびBaO成分からなる群より選択される1種以上を0.8%〜5.0%、
K2O成分を0.5%〜5.0%、
Na2O成分を0.0%〜5.0%、
Sb2O3成分を0.0%〜2.0%
SiO2成分、Li2O成分、P2O5成分、ZrO2成分、Al2O3成分、MgO成分とZnO成分とSrO成分とBaO成分からなる群より選択される1種以上、K2O成分、Na2O成分、Sb2O3成分を合わせて90%以上含有する請求項1または2に記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。 - 前記連続ガラス成形体を、500〜850℃で、30〜600分保持して、結晶化する請求項1から4のいずれかに記載の連続結晶化ガラス成形体の成形方法。
- ガラス原料を溶融する溶解装置と、
前記溶解装置から連続して溶融ガラスを受け成形する成形鋳型と、
前記成形鋳型で成形する連続ガラス成形体を、結晶化してその後徐冷する熱処理装置と、
前記連続ガラス成形体または連続結晶化ガラス成形体を、前記成形鋳型から、前記熱処理装置を通して運搬する運搬装置と、
を備える連続結晶化ガラス成形体の製造装置。
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