JP5509467B2

JP5509467B2 - ガラスの還元化方法

Info

Publication number: JP5509467B2
Application number: JP2012159547A
Authority: JP
Inventors: 敬蔵佐藤; 純一山口; 一憲金子
Original assignee: Toyo Glass Co Ltd
Current assignee: Toyo Glass Co Ltd
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2028-09-17
Also published as: JP2012224543A

Description

本発明は、溶融生地ガラスに還元フリットを投入し、ガラスを還元側に寄せるガラスの還元化方法に関する。

例えば、黄色、オレンジ色、赤色などの暖色系の色ガラスを製造する場合、ガラス生地がある程度還元性であることが必要とされる。
通常、暖色系の色ガラスは、必要な成分を調合したバッチをるつぼ窯で溶融して少量生産していた。このようなバッチ製造では大量生産に適さず、非常なコスト高となる問題がある。
そこで、アンバー色の還元性ガラスに、カララントフォアハースで着色剤を添加し、赤色ガラス（いわゆる銅赤ガラス）を得る方法が提案されている（特許文献１、２）。
しかし、通常アンバーガラスを溶融する窯はカララントフォアハースに接続されていないので、このような方法で赤色ガラスを製造する場合は大掛かりな窯替えを行うか、又はアンバーガラスを溶融する窯にカララントフォアハースを接続した専用の設備を設けなければならず、現実的ではない。
無色透明なフリントガラス（酸化性ガラス）にカララントフォアハースで酸化第二銅（着色剤）を添加しても、赤色にはならず青色となり、酸化第二銅（着色剤）と酸化第一スズ（還元剤）を同時に添加すると、一応銅赤色が得られるものの、リボイル泡（ＳＯ_２の泡）が多量に発生し不良品化するという問題がある（特許文献１）。
このように、溶融ガラスに還元剤（ＳｎＯ含有フリット等）を添加すると、多量のリボイル泡が発生し、不良品となってしまうという問題があり、従来は、無色透明なフリントガラス（酸化性ガラス）にカララントフォアハースで着色剤などを添加して泡のない暖色系ガラスを安定して製造することは不可能であった。

特開２００４−２６５６０特開２００４−１４３００３

本発明は、溶融ガラスに添加した場合の泡の発生が少なく、発生した泡が抜けやすい還元フリットを用い、泡がほとんどない還元化ガラスを得る、ガラスの還元化方法を開発することを課題とする。

（請求項１）
本発明は、溶融窯内の溶融生地ガラスに対し、ＳｎＯを２〜１９mass％、ＺｎＯを１〜２１mass％含み、かつ、（ＳｎＯ含有率〔mass％〕）／（ＺｎＯ含有率〔mass％〕）が０．７〜１．6である還元フリットを投入することで、還元に必要なＳｎＯ総量の４０〜６０％を添加し、前記フリット投入完了から８分以上経過した後に、再び前記還元フリットを投入することで還元に必要な残りのＳｎＯを添加することを特徴とするガラスの還元化方法である。

本発明者らは、還元フリットに亜鉛を加えることで、スズでガラスを還元するときに発生する泡が少なくなると共に泡抜けが良くなること（清澄作用）を発見した。これは、亜鉛によりフリットの比重が大きくなること、粘性及び表面張力が小さくなることの相乗効果であると考えられる。すなわち、比重が大きくなることでフリットが溶融生地ガラスに速やかに沈み込み、周囲からほぼ均一に加熱されて速やかに溶融することで発生する泡が少なくなり、フリットの粘性及び表面張力が小さいために発生した泡がガラス中から外部に発散しやすくなるものと考えられる。

還元フリット中のＳｎＯの量は２〜１９mass％が好ましく、さらに好ましくは３．７〜１５mass％である。還元フリット中のＳｎＯの量が少なすぎると還元フリットを多量に生地ガラス中に投入しなければならないので効率が悪くなり、多すぎるとリボイル泡の発生が多くなり好ましくない。
還元フリット中のＺｎＯの量は１〜２１mass％が好ましく、さらに好ましくは３〜１５mass％である。還元フリット中のＺｎＯの量が少なすぎると清澄作用が不十分であり、多すぎても不経済となる。
（ＳｎＯ含有率〔mass％〕）／（ＺｎＯ含有率〔mass％〕）は０．７〜１．６とするのがよい。０．７未満では亜鉛が不必要に多すぎて不経済となり、１．６を越えると亜鉛が少なすぎてＳｎＯにより発生するリボイル泡を清澄する作用が不足する。

溶融生地ガラスに対し、まず約半量の還元フリットを投入し、少なくとも８分経過後に残りの還元フリットを投入することで、泡の非常に少ない還元化ガラスを得ることができる。最初に投入したフリットが溶融した後、及び２回目に投入したフリットが溶融した後に生地ガラスを撹拌すると、ガラスの清澄が促進され、さらに好ましい。
時間差が８分未満であると、第１フリット投入時に発生した泡が多く残り、第２フリット投入により更に泡が発生し、最終的に泡の多い不良品となる可能性がある。

（請求項２）
また本発明は、フォアハース内の溶融生地ガラスに任意の第１投入位置で、ＳｎＯを２〜１９mass％、ＺｎＯを１〜２１mass％含み、かつ、（ＳｎＯ含有率〔mass％〕）／（ＺｎＯ含有率〔mass％〕）が０．７〜１．6である還元フリットを投入し、さらにその下流側の第２投入位置で前記還元フリットを投入するガラスの還元化方法であって、前記第１投入位置で投入する還元フリットの量は還元に必要なＳｎＯ総量の４０〜６０％に相当し、前記第２投入位置の還元フリット投入により必要量の残りのＳｎＯが添加され、前記第１投入位置と第２投入位置の間のフォアハース内のガラスの平均流速をＶ（ｍ／分）とした場合、前記第２投入位置が、前記第１投入位置よりも８Ｖ（ｍ）以上下流側であることを特徴とするガラスの還元化方法である。

第１投入位置で約半量の還元フリットを投入後、８Ｖ（ｍ）以上下流側で残りの還元フリットを投入すると、フォアハースを流れる生地ガラスに対する第１フリットと第２フリットの投入時期の時間差が８分以上となり、前記請求項１の発明と同様に泡の非常に少ない還元化ガラスを得ることができる。
時間差が８分未満であると、第１フリット投入時に発生した泡が多く残り、第２フリット投入により更に泡が発生し、最終的に泡の多い不良品となる可能性がある。
第１投入位置で投入したフリットが溶融した後、及び第２投入位置で投入したフリットが溶融した後にフォアハース内の溶融ガラスをスターラで撹拌すると、ガラスの清澄が促進され、さらに好ましい。

本発明の還元化方法によれば、泡の少ない還元化ガラスを高効率で得ることができる。
また無色透明（フリント）ガラスなどの酸化性ガラスにカララントフォアハースで還元フリットを投入してガラスを還元化し、さらに着色剤を添加して暖色系の色ガラスを製造することも可能となり、大掛かりな窯替えや、アンバーガラスを溶融する窯にカララントフォアハースを接続した専用の設備を設ける必要がなく、通常の設備で容易かつ安価に暖色系ガラスを製造できるようになる。

本発明のガラスの還元化方法の説明図である。

表１に示す組成の、ＳｎＯを７．４mass％、ＺｎＯを７．４mass％含有する還元フリットを作成した。

〔実施例１〕
Ｆｅ^２＋／（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）＝０．２７の無色透明（フリント）のソーダ石灰ガラスを生地ガラスとし、これを電気炉内のルツボに入れて溶融し１４５０℃の溶融生地ガラスとし、生地ガラスの１０mass％の量の還元フリット（表１）を投入し、１４５０℃の電気炉内で１０分間フリットを溶融し、撹拌棒で左右５０回ずつ撹拌し、さらに１４５０℃の電気炉内で１０分間溶融を続けた後、還元フリット（表１）を前回と同量投入し、１４５０℃の電気炉内で１０分間フリットを溶融し、撹拌棒で左右５０回ずつ撹拌し、さらに１４５０℃の電気炉内で２０分間溶融を続け、その後電気炉内で徐冷し、６００℃から自然放冷し、Ｆｅ^２＋／（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）＝０．８１の泡のないガラスを得た。

〔比較例〕
ＺｎＯを含まない他は表１と同じ組成の還元フリットを作成し、これを用いて前記実施例１と同じ方法でＦｅ^２＋／（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）＝０．７７のガラスを得た。このガラスは1ｃｍ^３当たり約２１個の泡を含む不良品であった。
実施例１及び比較例により、亜鉛の清澄作用が確認された。

〔実施例２〕
Ｆｅ^２＋／（Ｆｅ^２＋＋Ｆｅ^３＋）＝０．２７の無色透明（フリント）のソーダ石灰生地ガラスに、カララントフォアハースの第１投入位置において、ＳｎＯ７．４mass％、ＺｎＯ７．４mass％を含む第１フリットを生地ガラスに対し１０mass％投入した。また、カララントフォアハースの第２投入位置において、着色剤である銅（Ｃｕ_２Ｏ換算）３mass％、ＳｎＯ７．４mass％、ＺｎＯ７．４mass％を含む第２フリットを生地ガラスに対し１０mass％投入し、銅（Ｃｕ_２Ｏ換算）０．3mass％、ＳｎＯ１．４８mass％、ＺｎＯ１．４８mass％を含む泡のない赤色ガラスを得た。
この赤色ガラスの色調は厚さ４ｍｍ換算で、明度４．４４主波長６１７．１６刺激純度９６．３％であった。

図１はこのときの製造方法の説明図である。同図において符号１は生地ガラス、符号２はカララントフォアハース、符号３，５は投入機、符号４は第１フリット、符号６は第２フリット、符号７，８はスターラである。生地ガラス１はカララントフォアハース２の中を左から右に向かって矢印方向に流れていく。
第２フリット投入位置（第２投入位置）は、第１フリット投入位置（第１投入位置）よりもＬだけ下流側であり、この場合Ｌ＝２０Ｖ（Ｖは第１投入位置と第２投入位置の間のガラスの平均流速）とした。第１及び第２フリットの投入速度は、生地ガラスに対して第１、第２フリットが所定の割合（１０mass％）となるように調整してある。

１生地ガラス
２カララントフォアハース
３投入機
４第１フリット
５投入機
６第２フリット
７スターラ
８スターラ

Claims

溶融窯内の溶融生地ガラスに対し、ＳｎＯを２〜１９mass％、ＺｎＯを１〜２１mass％含み、かつ、（ＳｎＯ含有率〔mass％〕）／（ＺｎＯ含有率〔mass％〕）が０．７〜１．６である還元フリットを投入することで、還元に必要なＳｎＯ総量の４０〜６０％を添加し、前記フリット投入完了から８分以上経過した後に、再び前記還元フリットを投入することで還元に必要な残りのＳｎＯを添加することを特徴とするガラスの還元化方法。
フォアハース内の溶融生地ガラスに任意の第１投入位置で、ＳｎＯを２〜１９mass％、ＺｎＯを１〜２１mass％含み、かつ、（ＳｎＯ含有率〔mass％〕）／（ＺｎＯ含有率〔mass％〕）が０．７〜１．６である還元フリットを投入し、さらにその下流側の第２投入位置で前記還元フリットを投入するガラスの還元化方法であって、前記第１投入位置で投入する還元フリットの量は還元に必要なＳｎＯ総量の４０〜６０％に相当し、前記第２投入位置の還元フリット投入により必要量の残りのＳｎＯが添加され、前記第１投入位置と第２投入位置の間のフォアハース内のガラスの平均流速をＶ（ｍ／分）とした場合、前記第２投入位置が、前記第１投入位置よりも８Ｖ（ｍ）以上下流側であることを特徴とするガラスの還元化方法。