JPH04342424A - ガラスの熔解方法 - Google Patents
ガラスの熔解方法Info
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- JPH04342424A JPH04342424A JP14137791A JP14137791A JPH04342424A JP H04342424 A JPH04342424 A JP H04342424A JP 14137791 A JP14137791 A JP 14137791A JP 14137791 A JP14137791 A JP 14137791A JP H04342424 A JPH04342424 A JP H04342424A
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Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスの熔解方法に関
するもので、特に、熔解容器材質としてホウ化ジルコニ
ウムを主成分とする材質を用いて高周波誘導加熱を行う
ことを特徴とする新規なガラスの熔解方法に関するもの
である。
するもので、特に、熔解容器材質としてホウ化ジルコニ
ウムを主成分とする材質を用いて高周波誘導加熱を行う
ことを特徴とする新規なガラスの熔解方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ガラスの一般的な熔解方法と
しては、セラミックスで構築されたガラス熔解窯を用い
、重油あるいは可燃性ガス等の燃焼反応熱を利用してガ
ラス原料を加熱熔解する方法がある。かかる方法は、長
い技術的蓄積もあり、建築用その他の汎用の板ガラスを
大量生産するには極めて優れた方法である。しかしなが
ら、ガラスの高機能化に対する要求に伴い、最近のガラ
ス組成は極めて多様化しており、熔解により高温度を要
する組成のガラスも求められてきている。また、基板ガ
ラス等の電子用途においては、泡や異物等の無い極めて
高品質なガラスが求められている。
しては、セラミックスで構築されたガラス熔解窯を用い
、重油あるいは可燃性ガス等の燃焼反応熱を利用してガ
ラス原料を加熱熔解する方法がある。かかる方法は、長
い技術的蓄積もあり、建築用その他の汎用の板ガラスを
大量生産するには極めて優れた方法である。しかしなが
ら、ガラスの高機能化に対する要求に伴い、最近のガラ
ス組成は極めて多様化しており、熔解により高温度を要
する組成のガラスも求められてきている。また、基板ガ
ラス等の電子用途においては、泡や異物等の無い極めて
高品質なガラスが求められている。
【０００３】このような様々な要求に対し、ガラスの熔
解技術にも様々な検討がなされている。例えば、直接通
電による電気熔融や、白金容器による抵抗加熱熔融、白
金容器による高周波誘導加熱熔融、マイクロ波加熱熔融
等である。しかしながら、直接通電法においては、電極
材料に制約があり、また電極材料からの不純物の混入防
止等解決すべき課題を多く抱えている。また、白金を使
用する系については、不純物の混入等はある程度防止で
きるものの、白金の融点が低いため１７００℃以上の温
度域での熔解は実質的に困難であった。また、マイクロ
波加熱については、エネルギー効率が悪く、加熱効率が
低いために工業的な規模では実用化に至っていないのが
現状である。
解技術にも様々な検討がなされている。例えば、直接通
電による電気熔融や、白金容器による抵抗加熱熔融、白
金容器による高周波誘導加熱熔融、マイクロ波加熱熔融
等である。しかしながら、直接通電法においては、電極
材料に制約があり、また電極材料からの不純物の混入防
止等解決すべき課題を多く抱えている。また、白金を使
用する系については、不純物の混入等はある程度防止で
きるものの、白金の融点が低いため１７００℃以上の温
度域での熔解は実質的に困難であった。また、マイクロ
波加熱については、エネルギー効率が悪く、加熱効率が
低いために工業的な規模では実用化に至っていないのが
現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の如き
従来技術の問題点を解消し、熔解に高温度を要するガラ
スを、不純物や泡・異物等の無い高品質なガラスとして
製造する技術を提供することを目的とするものである。
従来技術の問題点を解消し、熔解に高温度を要するガラ
スを、不純物や泡・異物等の無い高品質なガラスとして
製造する技術を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスの熔解
方法において、ホウ化ジルコニウムを主成分とする材質
よりなる熔解容器を用い、その外側に設けられた誘導加
熱コイルを介して高周波誘導加熱を行うことにより、該
熔解容器内に納められたガラス原料を熔解することを特
徴とする。
方法において、ホウ化ジルコニウムを主成分とする材質
よりなる熔解容器を用い、その外側に設けられた誘導加
熱コイルを介して高周波誘導加熱を行うことにより、該
熔解容器内に納められたガラス原料を熔解することを特
徴とする。
【０００６】本発明における熔解方法は、熔解容器とし
てホウ化ジルコニウムを主成分とする材質を用い、その
外側に設けられた誘導加熱コイルを介して高周波誘導加
熱を行うものである。ホウ化ジルコニウムは、高温度域
での耐蝕性に優れ、かつ導電性が高く効率的な誘導加熱
が可能であることから、本発明の目的とする高温度域で
のガラス熔解に最適な材料であると言える。
てホウ化ジルコニウムを主成分とする材質を用い、その
外側に設けられた誘導加熱コイルを介して高周波誘導加
熱を行うものである。ホウ化ジルコニウムは、高温度域
での耐蝕性に優れ、かつ導電性が高く効率的な誘導加熱
が可能であることから、本発明の目的とする高温度域で
のガラス熔解に最適な材料であると言える。
【０００７】誘導加熱コイルに印加する電流の周波数は
、１００〜１０００００Ｈｚの範囲内であることが好ま
しい。一般的に、誘導加熱による加熱特性は、良く知ら
れているように周波数、加熱材料の電気抵抗、およびこ
れに付随するパラメータである浸透深さ等から概ね算出
することが可能である。従って、加熱熔融容器サイズ、
容器肉厚等を加味して最適な条件を設定することが可能
である。
、１００〜１０００００Ｈｚの範囲内であることが好ま
しい。一般的に、誘導加熱による加熱特性は、良く知ら
れているように周波数、加熱材料の電気抵抗、およびこ
れに付随するパラメータである浸透深さ等から概ね算出
することが可能である。従って、加熱熔融容器サイズ、
容器肉厚等を加味して最適な条件を設定することが可能
である。
【０００８】しかしながら、ホウ化ジルコニウムの有す
る比抵抗から、上記周波数範囲以下では浸透深さが深く
なり過ぎ、加熱効率が悪化し、他方上記範囲以上では、
浸透深さが浅くなり過ぎ、またコイル一次側での電力ロ
スが大となり大出力化が実質上困難となることから上記
範囲が好ましい。さらに特に好ましくは、１０００〜５
０００Ｈｚの範囲が実用設備上は望ましい。
る比抵抗から、上記周波数範囲以下では浸透深さが深く
なり過ぎ、加熱効率が悪化し、他方上記範囲以上では、
浸透深さが浅くなり過ぎ、またコイル一次側での電力ロ
スが大となり大出力化が実質上困難となることから上記
範囲が好ましい。さらに特に好ましくは、１０００〜５
０００Ｈｚの範囲が実用設備上は望ましい。
【０００９】かかる周波数域での加熱を行う場合、ホウ
化ジルコニウムを主成分とする材質の比抵抗は、１×１
０−３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
化ジルコニウムを主成分とする材質の比抵抗は、１×１
０−３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１０】更に、熔解するガラスがホウ化ジルコニウ
ムとの反応性が高い組成の場合、必要に応じホウ化ジル
コニウムを主成分とする材質よりなる熔解容器の、少な
くともガラスと接触する外表面に、酸化ジルコニウムの
コーティング層を設けることは有効な方法である。
ムとの反応性が高い組成の場合、必要に応じホウ化ジル
コニウムを主成分とする材質よりなる熔解容器の、少な
くともガラスと接触する外表面に、酸化ジルコニウムの
コーティング層を設けることは有効な方法である。
【００１１】その際の酸化ジルコニウム膜は緻密な構造
であることが望ましく、プラズマ熔射や、スパッタ、蒸
着、その他公知の方法を採用することが出来る。酸化ジ
ルコニウム膜の膜厚は、熔解するガラス組成や、熔解温
度等により決定されるガラスの腐食性の程度に依存する
が、概ね１０〜１００００ミクロンの範囲であることが
好ましい。かかる範囲よりも薄い場合には、実質的にコ
ーティングの効果が得られず、一方かかる範囲よりも厚
い場合には、下地のホウ化ジルコニウムからの剥離等が
生じるため好ましくない。
であることが望ましく、プラズマ熔射や、スパッタ、蒸
着、その他公知の方法を採用することが出来る。酸化ジ
ルコニウム膜の膜厚は、熔解するガラス組成や、熔解温
度等により決定されるガラスの腐食性の程度に依存する
が、概ね１０〜１００００ミクロンの範囲であることが
好ましい。かかる範囲よりも薄い場合には、実質的にコ
ーティングの効果が得られず、一方かかる範囲よりも厚
い場合には、下地のホウ化ジルコニウムからの剥離等が
生じるため好ましくない。
【００１２】また、酸化ジルコニウム膜の組成としては
、主成分を酸化ジルコニウムとし、その安定化を図るた
め、必要に応じカルシア、イットリア、マグネシアより
選ばれる１種類または２種類以上の成分を添加すること
が好ましい。かかる添加物はジルコニアを安定化させて
、昇降温の際の体積変化に伴う下地からの剥離を防止す
る上で有効である。
、主成分を酸化ジルコニウムとし、その安定化を図るた
め、必要に応じカルシア、イットリア、マグネシアより
選ばれる１種類または２種類以上の成分を添加すること
が好ましい。かかる添加物はジルコニアを安定化させて
、昇降温の際の体積変化に伴う下地からの剥離を防止す
る上で有効である。
【００１３】更に、熔解容器の耐蝕性を向上させる必要
が生じた場合には、ホウ化ジルコニウムに、シリコンカ
ーバイトを添加したものを材質として用いることにより
、その向上を図ることが可能である。
が生じた場合には、ホウ化ジルコニウムに、シリコンカ
ーバイトを添加したものを材質として用いることにより
、その向上を図ることが可能である。
【００１４】
【作用】本発明によるガラスの熔解は、ホウ化ジルコニ
ウムを主成分とする材質よりなる熔解容器に、誘導加熱
コイルに印加された高周波電流により生じる磁界により
誘導電流を生じさせることにより発熱し、該熔解容器内
に導入されるガラス形成原料を加熱熔解せしめる。その
際、熔解容器の材質であるホウ化ジルコニウムよりなる
材質は、熔融ガラスに対し耐蝕性に優れるためガラスの
品質を損ねることなく熔融することができると考えられ
る。また、誘導加熱を使用することから、コンパクトな
設備で効率よくガラスを熔解することが可能であると考
えられる。
ウムを主成分とする材質よりなる熔解容器に、誘導加熱
コイルに印加された高周波電流により生じる磁界により
誘導電流を生じさせることにより発熱し、該熔解容器内
に導入されるガラス形成原料を加熱熔解せしめる。その
際、熔解容器の材質であるホウ化ジルコニウムよりなる
材質は、熔融ガラスに対し耐蝕性に優れるためガラスの
品質を損ねることなく熔融することができると考えられ
る。また、誘導加熱を使用することから、コンパクトな
設備で効率よくガラスを熔解することが可能であると考
えられる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例について更に具体的に
説明するが、かかる説明が本発明を限定するものでない
ことは勿論である。
説明するが、かかる説明が本発明を限定するものでない
ことは勿論である。
【００１６】実施例１
ガラス原料として、ＳｉＯ２ を７１部、Ａｌ２ Ｏ３
を１８部、Ｌｉ２ ＣＯ３ を１０部、ＭｇＯを１部、
ＺｒＳｉＯ４ を５部として調合し、ホウ化ジルコニウ
ム製の坩堝（容量２００ｃｃ）に仕込んだ。続いて、こ
の坩堝を高周波誘導加熱炉内の所定の位置にセットし通
電した。使用した高周波誘導加熱炉は、発振周波数３Ｋ
Ｈｚで設備電力は１０ＫＶＡの高周波発振設備と、誘導
加熱コイルおよび冷却設備、炉体、断熱材、雰囲気制御
装置、その他を具備しているものである。
を１８部、Ｌｉ２ ＣＯ３ を１０部、ＭｇＯを１部、
ＺｒＳｉＯ４ を５部として調合し、ホウ化ジルコニウ
ム製の坩堝（容量２００ｃｃ）に仕込んだ。続いて、こ
の坩堝を高周波誘導加熱炉内の所定の位置にセットし通
電した。使用した高周波誘導加熱炉は、発振周波数３Ｋ
Ｈｚで設備電力は１０ＫＶＡの高周波発振設備と、誘導
加熱コイルおよび冷却設備、炉体、断熱材、雰囲気制御
装置、その他を具備しているものである。
【００１７】通電後、坩堝内の熔融ガラス温度が、１７
５０℃となったところで温度を保持し、６時間後に冷却
を開始した。室温に戻ったところで炉内より坩堝を取り
出したところ、未融物もなく均一なガラスが得られた。 坩堝には、若干の侵食と、冷却時の熱収縮によるクラッ
クが若干観察された。
５０℃となったところで温度を保持し、６時間後に冷却
を開始した。室温に戻ったところで炉内より坩堝を取り
出したところ、未融物もなく均一なガラスが得られた。 坩堝には、若干の侵食と、冷却時の熱収縮によるクラッ
クが若干観察された。
【００１８】実施例２
実施例１と同様の組成の調合を行い、表面に酸化ジルコ
ニウムのコーティング（厚さ約１００ミクロン）を施し
た以外は同様のホウ化ジルコニウム製の坩堝を使用し、
実施例１と同様の誘導加熱により熔解試験を行った。得
られたガラス中には、未融物もなく、均一であった。坩
堝には、冷却時の熱収縮によるクラックが一部認められ
たものの、侵食は観察されなかった。
ニウムのコーティング（厚さ約１００ミクロン）を施し
た以外は同様のホウ化ジルコニウム製の坩堝を使用し、
実施例１と同様の誘導加熱により熔解試験を行った。得
られたガラス中には、未融物もなく、均一であった。坩
堝には、冷却時の熱収縮によるクラックが一部認められ
たものの、侵食は観察されなかった。
【００１９】
【発明の効果】本発明によるガラスの熔解方法は、高温
度域での耐蝕性に優れ、導電性の高いホウ化ジルコニウ
ムを熔解容器材質として用い、高周波誘導加熱により加
熱熔解することから、熔解に１７００℃以上の高温を要
するガラスを、高品質・高歩留りで、効率的に製造する
ことが可能である。更に、誘導加熱を用いることから、
燃焼ガス等の排ガスの生成もなく、クリーンかつコンパ
クトな熔解装置を可能にするものである。
度域での耐蝕性に優れ、導電性の高いホウ化ジルコニウ
ムを熔解容器材質として用い、高周波誘導加熱により加
熱熔解することから、熔解に１７００℃以上の高温を要
するガラスを、高品質・高歩留りで、効率的に製造する
ことが可能である。更に、誘導加熱を用いることから、
燃焼ガス等の排ガスの生成もなく、クリーンかつコンパ
クトな熔解装置を可能にするものである。
Claims (7)
- 【請求項１】ガラスの熔解方法において、ホウ化ジルコ
ニウムを主成分とする材質よりなる熔解容器を用い、そ
の外側に設けられた誘導加熱コイルを介して高周波誘導
加熱を行うことにより、該熔解容器内に納められたガラ
ス原料を熔解することを特徴とする新規なガラスの熔解
方法。 - 【請求項２】誘導加熱コイルに印加する高周波が、１０
０〜１０００００Ｈｚの周波数の範囲内である請求項１
に記載のガラスの熔解方法。 - 【請求項３】ホウ化ジルコニウムを主成分とする材質が
、比抵抗１×１０−３Ω・ｃｍ以下である請求項１に記
載のガラスの熔解方法。 - 【請求項４】ホウ化ジルコニウムを主成分とする材質よ
りなる熔解容器が、その少なくともガラスと接触する外
表面に、酸化ジルコニウムよりなるコーティング層を有
する請求項１に記載のガラスの熔解方法。 - 【請求項５】酸化ジルコニウムよりなるコーティング層
が、１０〜１００００ミクロンの範囲の厚みである請求
項４に記載のガラスの熔解方法。 - 【請求項６】酸化ジルコニウムよりなるコーティング層
が、安定化材としてカルシア、イットリア、マグネシア
より選ばれる１種類または２種類以上の成分を含む請求
項４または５に記載のガラスの熔解方法。 - 【請求項７】ホウ化ジルコニウムを主成分とする熔解容
器の材質が、シリコンカーバイトを第２成分として含む
請求項１に記載のガラスの熔解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14137791A JPH04342424A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ガラスの熔解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14137791A JPH04342424A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ガラスの熔解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04342424A true JPH04342424A (ja) | 1992-11-27 |
Family
ID=15290586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14137791A Withdrawn JPH04342424A (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | ガラスの熔解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04342424A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1874697B1 (de) | 2005-04-26 | 2009-11-18 | Böttger, Diether | Vorrichtung zum überführen von glasschmelze auf ein floatbad |
| CN105585249A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-05-18 | 周玉春 | 一种含硼玻璃管 |
-
1991
- 1991-05-17 JP JP14137791A patent/JPH04342424A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1874697B1 (de) | 2005-04-26 | 2009-11-18 | Böttger, Diether | Vorrichtung zum überführen von glasschmelze auf ein floatbad |
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