JPH02120256A - ガラス表面の処理方法 - Google Patents

ガラス表面の処理方法

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JPH02120256A
JPH02120256A JP27167488A JP27167488A JPH02120256A JP H02120256 A JPH02120256 A JP H02120256A JP 27167488 A JP27167488 A JP 27167488A JP 27167488 A JP27167488 A JP 27167488A JP H02120256 A JPH02120256 A JP H02120256A
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    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアルカリ含有ガラス、特にソーダ石灰板ガラス
に台紙やけ、すなわち台紙中に吸着されている水分とガ
ラス表面の主にナトリウムが反応して当該接触部にナト
リウム分に富んだ直状異物を生じたり、あるいは板ガラ
ス切断時の微細な切断ガラス屑(切り粉)が付着し、そ
のまま放置すると空気中の水分が介在しガラス表面のナ
トリウム分が反応して強固な付着異物を生じたり、板ガ
ラス搬送取扱時に板ガラス相互または坂ガラスと他の部
材との接触傷、ロール傷等が生じたりする弊害を抑制す
るために、該板ガラス表面に、保護膜を形成する方法に
関する。
〔従来技術とその問題点〕
板ガラスは連続製造工程の最終段階において所定サイズ
に切断し、台紙を介して積層しストックする。
さらに客先の要望に応じて所望サイズに切断し台紙を介
在して積層し出荷する。
これら製造時あるいは製造後の搬送、取扱いに際して傷
を発生したり、切断時の切り粉を付着残留したり、スト
ック時に台紙に吸着された湿分がガラス表面のナトリウ
ム分と反応していわゆるやけを生じ易い。特に液晶その
他の電子材料用ガラス基板においては数μm程度の切り
粉の固着や、傷の発生、あるいはごく僅かに認められる
程度の合紙やけの発生が問題となるため洗浄、乾気中で
の保管、その他操作にきわめて慎重な取扱が要求される
ガラス表面のナトリウム等アルカ9分を減少させること
については少なからず開示例がある。
すなわち特公昭42−22954号には、非ガス状の5
03をガス化し、高温下でガラス表面のアルカリ分と反
応させてその際析出したアルカリ硫酸塩からなるブルー
ムを水洗除去することによりガラス表面を化学的耐久性
に優れたものにすることが、また特公昭55−1055
1号には、ガラス壜が徐冷窯に入る直前に酸化錫等の被
膜を形成し、さらに徐冷窯中で亜硫酸ガス等の脱アルカ
リ剤を作用させ、その際外表面に析出したアルカリ硫酸
塩のブルームを水洗除去することにより滑性やすり傷抵
抗を高めることが開示されている。
さらに特開昭57−129845号にはガラス壜の外表
面をアルカリイオン交換により強化する一方で、内表面
に亜硫酸ガス等を接触させて該内表面を脱アルカリした
シリカに富んだ層とし、化学的耐久性を高めることが開
示されている。
これら開示例は共通してガラス表層部のアルカリ分を減
少させることにより、化学的耐久性を高めるものである
が、これは勿論アルカリ分が主要因である合紙やけの発
生や切り粉の固着を抑制する重要な要素である。
ただしガラス中のアルカリイオンの移動は比較的容易に
行われるもので、ガラス内部の濃厚なアルカリイオンは
希薄な表層部へ平衡拡散し昌い、さらにガラス表面に水
蒸気が存在すると、水蒸気の水素イオンとアルカリイオ
ンの相互拡散によりアルカリ分は表面に湧出してしまう
すなわち、合紙やけの発生や切り粉の固着を防止するう
えで不充分である。
本発明の目的はナトリウム含有ガラス表層部のナトリウ
ム分を減少させることは勿論のこと、当該ガラス表面に
効率的、有効的に所定厚みの保護膜を形成し、台紙やけ
、切り粉の固着等を抑制し、あるいはさらに前記保護膜
の介在によりガラス相互の接触による傷等が発生するの
を防ぐことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は300℃以上、600℃以下の温度に維持した
熱処理炉内で、ソーダ含有ガラスを、硫酸酸性ガス、塩
酸性ガスまたは炭酸酸性ガスの1種以上を0.5vo1
%以上、約1vol%以下含有した雰囲気中に晒し、3
0分以上保持するようにしてガラス表面に保護膜を形成
すること、好適には前記雰囲気中に水蒸気を酸性ガスと
等量以上含有させたこと、さらに前記酸性ガスを雰囲気
中に存在せしめるに際し、板ガラスを酸性ガス内蔵粉粒
状スペーサーを介在して複数層積層し、熱処理炉に搬入
し、前記粉粒状スペーサーより該酸性ガスを放出するよ
うにしたことからなる。
本発明において硫酸酸性ガスとはso、 、 Son等
のガスを、塩酸酸性ガスとはHCI 、 Ch等のガス
を、炭酸酸性ガスとはco、 、co等のガスを含み、
これらは単独または複数種組合せて用いる(以下総称し
て酸性ガスという)。
これらのガスは300℃以上においてナトリウム含有ガ
ラスと接触させると、ガラス表層のナトリウム分と反応
し、ガラス表面にNazSOx、Na25O,、NaC
l5NazCO,、等の塩(以下総称してナトリウム塩
という)が析出し、さらに時間経過とともにガラス内部
のナトリウム分も拡散湧出し、酸性ガスと反応してガラ
ス表面に堆積しナトリウム塩の膜を形成する。
これらナトリウム塩は生成後常温への冷却時は無水塩と
して安定しているが、空気中に湿分が存在すると徐々に
吸湿し、2水塩ないし多水塩に変化し、ガラス表面への
湿分の作用を防止するので耐水(湿)保護膜としてきわ
めて有効である。なお該保護膜はガラスの工場出荷時ま
たは使用時等においては水洗好ましくは温水洗浄により
容易に溶解除去できるものであり、従って使用時におい
て洗浄するのが望ましい。
酸性ガスとガラスのナトリウム分との反応は300℃以
上において活発となるが、600℃、ガラス粘度にして
約10I0ボイズを越えるとガラス中のシリカ分も反応
に加担し、除去不能な霞状膜を形成するので好ましくな
い。
酸性ガスは熱処理炉の空気等の通常雰囲気に0.5νo
lX以上含有せしめることによりガラスのナトリウム分
との反応が著しくなり、さらに30分以上反応せしめる
ことにより、厚み10μ園以上のナトリウム塩の膜が形
成される。
なお、酸性ガスは1 volZを超えて含有させてもよ
いが、膜形成作用が著しく向上するわけではなく、むし
ろ熱処理後のこれら有害ガスの除去排気の容易さを考慮
すればl vo1%以下とすべきである。
なお、ナトリウム塩の形成を促進させるものとして水蒸
気がきわめて有効であり、雰囲気中に酸性ガスと等量以
上、ただしその飽和水蒸気量以下含有させることにより
急速に反応が進行する。
このメカニズムは充分解明していないが、例えば−5i
−0−Na’″(ガラス)+1/25O2(酸性ガス)
+1/2HzO−−5t−0−H”(ガラX)+1/2
 Na2SO2(ナトリウム塩)のようにガラスのナト
リウムと水素の置換反応が生じてナトリウム塩の形成が
促進されることが主要因と推察される。
水蒸気は熱処理後冷却時に残留すると前記ナトリウム塩
が吸湿してしまい、その吸湿性能が低下するので、熱処
理後段ないし冷却時においてはその熱処理炉への供給を
止め、乾風あるいは冷乾風を流入するようにする。
ナトリウム塩を形成するためには、別に熱処理炉を準備
してガラスを搬入し酸性ガスを吹込んでもよいが、ガラ
ス製造工程における徐冷炉がそのまま適用できる。
別の例として熱処理炉、例えば耐熱性貯留槽に、酸性ガ
スを吸着した粉粒状ゼオライトをスペーサーとして介在
させた板ガラスを積層保管し、300℃以上において所
要時間酸性ガスを放出させることにより板ガラス表面に
ナトリウム塩の膜を形成させてもよいし、硫酸アンモニ
ウムにおける亜硫酸ガスの如き酸性ガスを発生し易い化
合物粉をスペーサーとして用いたり、これら酸性ガスや
酸性ガス発生性化合物を内包する例えば有機無機等の被
膜によるバルーンの如きものをスペーサーとし、加熱に
よるガス発生、ガス圧の増大によりその外殻を破壊し、
ガス放出するようにしてもよい、なお、本発明において
はこれらスペーサーを総称し酸性ガス内蔵スペーサーと
称する。
〔実施例〕
以下実施例に基づき本発明を説明する。
〔実施例1〕 第1図は熱処理炉1の正断面図であり、10100O+
口、3Il1m厚のソーダ石灰系板ガラス2をローラー
3により搬入する。炉1内には抵抗加熱線4.4゛を配
設し予め所定温度に加熱しておく。5はスチームパイプ
、6.6′は酸性ガスパイプで板ガラス2を搬入後、夫
々所望量のガスを炉内に導入する。7は排出パイプであ
る。
第1表に示すような各種条件で板ガラスを処塩の膜厚を
算定した。
さらに夫々500+u+口に切断し、2o試料を抽出し
て台紙を挟み40℃、90χRHで72時間加湿槽内で
保管し取出した後、水洗し、その表面を観察の(B)、
少なくとも一部試料において台紙やけが顕著に認められ
、除去不能なもの(C)にランク区分した。
さらに切り粉の固着状況を鏡下観察し、単位面積(5d
)当り手で払い落せない程度に固着した切り粉の数(検
出限界数μm)が2個以下のもの(A)、3〜20個認
められたもの(B) 、20個を越えたもの(C)にラ
ンク区分した。
なお、一部の試料については切断試料を加湿槽で処理す
ることなく一対のガラス試料を重ねて手操作で擦過し、
その後水洗しすり傷の発生状況を肉眼および鏡下観察し
、傷が全(認められなかったもの(A)、僅かに認めら
れたもの(B)、傷が顕著なもの(C)にランク区分し
た。これらの結果を第1表に示す。
実施例はいずれも本発明における条件の範囲内にあり、
良好な結果を示す。
比較H1,2は本発明における条件の範囲外のもの、比
較例3はナトリウム塩を形成した後水洗除去したもの、
比較例4は全(処理を施さないものでいずれも実施例に
比べ劣る。
〔実施例2〕 第2図側断面図に示すように板ガラスの連続製造工程に
おける徐冷炉1aに板ガラス2aを搬入し、炉端8より
通常の冷乾風を4rrr/winで自然流入し、バイブ
ロaより酸性ガス(SO!ガス)を20 N /+++
inで送入し、一方バイブ7aより徐冷炉内で加熱され
た雰囲気4.02rrf/winを強制排出し処理する
方式を採用した。なお排ガスは、溶融炉の排ガスととも
に脱硫等の処理を施し放出する。
板ガラスは徐冷炉1afiffi人時600℃、搬出時
200℃であるが600℃から300℃に降温する間の
炉内滞留時間は30m1nである。
搬出後ナトリウム塩(硫酸ソーダ)の膜厚を測定したと
ころ、12nmあり、実施例1同様台紙やけ、切り粉の
固着テストをしたところいずれもパランクに相当するも
のであった。
なお、さらに図中5aスチームパイプより水蒸気を20
1 /+win送大した場合は硫酸ソーダの膜厚は16
nn+にも達し、更なる防湿、対やけ効果を示す。
〔実施例3〕 第3図正断面図に示すように、予め300℃に加熱した
1、5dの熱処理炉1bに1m口の板ガラス2bを積層
搬入した。その際予め硫酸アンモニウム検針110gを
各板ガラス間に分配介挿9した。
当該粉から発生し得る理論亜硫酸ガス量は常温換算で熱
処理炉容積の1volχを大巾に超えるがこれが一気に
、かつ全てが放出するわけではな(、徐々に放出して約
172が残留する。
炉1b内で40m1n保持後板ガラスを取出し実施例1
と同様に試験したがナトリウム塩(硫酸ソーダ)の膜厚
は1On−であり、台紙やけ、切り粉固着テストに対し
、各BSAランク程度の効果を示し、満足できるもので
あった。なお、熱処理炉1bには熱風を流入する方式を
採用してもよいが、このような流入−排出方式の場合硫
酸アンモニウム等酸性ガス内蔵粉粒状スペーサーも相応
して増加させる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によればガラス表面に容易かつ効率
的に保護膜であるナトリウム塩を形成でき、当該保護膜
は切り粉の付着や台紙やけば、すり傷等の抑制に優れた
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は本発明を実施するための装置に係
る正断面または側断面図である。 1、la、 1b−−一熱処理炉 2.2a、 2b−
−−5、5a−−−スチームバイブ ロ・6゛、6a−m−酸性ガスパイプ 板ガラス 特許出願人 セントラル硝子株式会社 代理人   弁理士 坂 本 栄 −

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、300℃以上、600℃以下の温度に維持した熱処
    理炉内で、ナトリウム含有ガラスを、硫酸酸性ガス、塩
    酸酸性ガスまたは炭酸酸性ガスの1種以上を0.5vo
    l%以上、約1vol%以下含有した雰囲気中に晒し、
    30分以上保持するようにしたことを特徴とするガラス
    表面に保護膜を形成する方法。 2、雰囲気中に水蒸気を酸性ガスと等量以上含有させた
    ことを特徴とする請求項1記載のガラス表面に保護膜を
    形成する方法。 3、板ガラスを酸性ガス内蔵粉粒状スペーサーを介在し
    て複数層積層し、熱処理炉に搬入し、前記粉粒状スペー
    サーより該酸性ガスを放出するようにしたことを特徴と
    する請求項1ないし2記載のガラス表面に保護膜を形成
    する方法。
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