JPH05201751A - ガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法 - Google Patents

ガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法

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JPH05201751A
JPH05201751A JP4203661A JP20366192A JPH05201751A JP H05201751 A JPH05201751 A JP H05201751A JP 4203661 A JP4203661 A JP 4203661A JP 20366192 A JP20366192 A JP 20366192A JP H05201751 A JPH05201751 A JP H05201751A
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デイツク・サミ
Bernard Genies
ジユニエ・ベルナル
Lahcen Ougarane
オーガランヌ・ラサン
Patrick Recourt
ルクール・パトリツク
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】ガラス製品の表面に、移行(マイグレーショ
ン)防止障壁層を形成するのに適当で、洗剤製品のよう
なアルカリ媒質に対する抵抗を増大し、簡単にガラス製
品にシリカを含む良質の堆積を行うことができる方法を
提供する。 【構成】シリカ基層の堆積は、閉じ込められない大気中
で、2%未満のシラン含有率、3.5〜30%の酸素含
有率、及び有利には5%未満の水素含有率を有するガス
状混合物をガラス製品1の熱い表面に噴射ノズル3から
噴射することによつてガラス表面に形成される。処理さ
れるべき対象物の表面は、噴射装置に送られる直前に加
熱されるのが有利である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、大部分が中性ガスで、
ケイ素の前駆物質及び酸素を含むガス状混合物を、少く
とも1個の噴射ノズルによつてガラス製品の熱い表面に
噴射することによつて、ガラス製品の表面にシリカを含
む堆積を生成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種類の方法は米国特許第3,71
7,498号から知られており、それによれば噴射は管
内で閉じ込められたやり方で行われている。さらに最近
では英国特許第2,234,264号明細書が平らなガ
ラスについて類似の方法を記載しており、そこでは噴射
は、被覆されるべき区域を覆う被覆室内で行われ、被覆
室は密閉スカート部を備えた吸引フード内に囲まれてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、例え
ばナトリウム−カルシウムガラス又はフルオロケイ酸塩
ガラスのようなガラス製品の表面に、移行(マイグレー
ション)防止、特にナトリウム−カルシウムガラスでの
ナトリウムの移行防止障壁層を形成するのに適当であ
り、洗剤製品のようなアルカリ媒質に対するガラス製品
の抵抗を増大し、簡単で特に順応性のあるやり方で数多
くのガラス製品に良質の堆積を行うことができ、かつこ
れによつて設備費及び製造費の実質的低下をもたらす方
法を提案することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】このために本発明の一特
徴によれば、噴射は閉じ込められない大気中、典型的に
は解放空間で、ガラス製品の熱い表面に行われる。
【0005】本発明のさらに特定の特徴によれば、ガラ
ス状混合物中のケイ素前駆物質、典型的にはシランの含
有率は0.5〜2%、典型的には約1%であり、ガス状
混合物中の酸素含有率は3.5〜30%、典型的には7
〜15%である。本発明の他の特徴によれば、典型的に
は5%未満の含有率の水素が、噴射されるべきガス状混
合物に添加される。
【0006】本発明のさらに特定の特徴によれば、ガス
状混合物中の水素の含有率は0.1〜5%、典型的には
2%より多く、約3%が有利であり、ケイ素前駆物質、
典型的にはシラン、特に有利なモノシランの含有率は
0.1〜2%、約1%が有利であり、ガス状混合物中の
酸素含有率は3.5〜30%であつて、酸素とケイ素前
駆物質との間の容積比は5〜20、典型的には7より大
きいのが好ましく、水素とシランとの間の容積比は2よ
り大きく、典型的には3であるのが好ましい。
【0007】本発明の他の特徴によれば、処理されるべ
きガラス表面は、解放空間で加熱表面にガス状混合物を
噴射する直前に、選択的に加熱される。
【0008】驚くべきことに出願人は、上記の条件下
で、熱いガラス表面(300℃とガラス成形温度間の温
度)に解放空間でのガス状混合物の噴射が、形成された
層にシリカを含む単離粒子の実質的再堆積の存在なし
に、シリカ又は水素化シリカの均質、均一で粒子のない
化学量論的層の堆積を与えることを認めた。本発明は、
添付の図面を参照しながら、限定なしに図示された実施
態様の以下の記載からより良く理解されるであろう。
【0009】
【実施例】図1は解放空間をベルトコンベヤー2で移送
されるガラス板1を略図的に示し、ベルトコンベヤーの
軌道上には、ガラス板1の上面にシリカ層を形成するた
めにシラン−酸素−窒素の三成分混合物を噴射するノズ
ル3が配置される。この実施態様では、ノズル3はガラ
ス板1の相対的前進方向を横切る噴射スリットを限定
し、窒素及びシランの二成分混合物を収容する貯槽4及
び酸素ガスの貯槽5から三成分混合物を供給される。
【0010】噴射ノズル3は、ガラス板1が必要な温度
でそこから出てくる浮遊炉の下流に直接配置されてもよ
い。しかしながら噴射装置は炉とは全く別に設けること
ができ、その場合典型的には、例えば赤外線式の加熱装
置は、ガラス板1の前進方向に噴射装置のすぐ下流に配
置されるであろう。
【0011】この実施態様では、ノズル3の端部とガラ
ス板の被覆すべき表面との間の間隔hは、15mm未
満、典型的には3mmと10mmとの間に含まれ、混合
物の噴射速度は、スリットの幅に応じて5m/秒と30
m/秒との間に含まれる。
【0012】ガス状混合物中のシラン含有率は0.5〜
2%に、好ましくは0.8〜1%に含まれ、ガス状混合
物中の酸素含有率は3.5〜30%、好ましくは7〜1
5%に含まれ、酸素/シランの容積比は5〜30、典型
的には7〜15、好ましくは7〜10に含まれる。
【0013】この条件で、ガラス板とノズルとの間の相
対前進速度5cm/秒及び550〜600℃の温度に加
熱されたガラスの基本的区域に約9秒間の実際の噴射時
間に相当する連続通過回数によつて、1mm2 当り10
個未満で0.2μmを超えない寸法の、結合、再堆積さ
れない粒子を有する約0.7μmの均一な厚さの化学量
論的シリカ層が得られた。
【0014】窒素の代わりに、有効障壁層を与えるため
のガス状混合物の噴射継続時間をわずかに短縮できるア
ルゴンによつても同様な結果が得られた。アルカリ媒質
に対する抵抗試験(Na2 CO3 0.5モル/l及びN
aOH1モル/lの沸騰溶液による15分間のアルカリ
攻撃、次いで同じ沸騰溶液による15分間の第2の攻
撃)及び蛍光Xの強度の測定は、30分を下らないアル
カリの攻撃にシリカ層が耐えることを明らかにした。
【0015】本発明の他の実施態様によれば、天然ガ
ス、シラン及び酸素のガス状混合物に、水素含有ガス状
混合物がその噴射まで200℃未満の典型的には150
℃未満の温度に保持され、少なくとも2秒間、ガラス製
品の形状と予定された利用によつて典型的には5〜20
秒間、解放空間で処理されるべき表面に噴射されること
を除いては、実質的に作業条件を修正することなしに
0.1〜5%の水素が加えられる。ここではまた、処理
されるべきガラスの表面は、300℃とガラス成形温度
又はクリスタル成形温度との間の温度、典型的には50
0〜600℃の温度にあらかじめ加熱される。
【0016】ガス状混合物は、大部分窒素又はアルゴン
のような中性の希釈ガスからなる。ケイ素のガス状前駆
物質は、モノシラン、ジシラン又はトリシランのような
シランであるのが有利である。ガス状混合物のシラン含
有率は、0.1%とガス状混合物の他の成分に依存する
シランの引火性の下限、例えば希釈ガスとしての窒素と
シランの場合には3%の間で変化する。酸素含有率は
3.5〜30%である。水素含有率は、0.1%と方法
の条件による水素の引火性の下限との間で変化する。
【0017】次の表は、いろいろな作業条件下で本発明
により得られたシリカ又は水素化シリカ基層の堆積の加
水分解抵抗の能力を示す。行われた試験は次のようであ
る。シリカ基層を製造するために本発明によるガス状混
合物が噴射されていたナトリウム−カルシウムガラスの
フラスコが蒸留水で満たされ、次いで48時間、8℃で
加熱された。その後ガラスから抽出されたナトリウム
が、例えば炎光分光測定法によつて測定された。
【0018】 作業条件: −ガラスの温度: 570℃ −ガス状混合物の流量:100l/時 −処理A:SiH4 :1%,O2 :7%,
2 :92 −処理B:SiH4 :1%,O2 :7%,H2 :3%,
2 :89 −処理C:SiH4 :1%,O2 :16%,H2 :3
%,N2 :80 処理されない基準値と比較してすでにナトリウム移行量
が1/2になつている、上記の水素なしの方法と対応す
る処理Aと比較すると、水素を使用する方法は、この量
を5秒の処理時間で1/3以下まで、そして15秒の処
理時間で1/15以下まで低下できることは注目される
であろう。
【0019】解放空間で堆積をつくることを可能にする
本発明による方法の高度な簡便性は、ガス状混合物の噴
射時間と速度、混合物中のシラン,酸素,水素の含有率
及び処理されるべき表面の温度により厚さが変化する層
をもつた、いろいろな形状のガラス製品に数多く利用で
きる。
【0020】図2は、加熱炉60から出る受皿又は皿
1′の内面の被覆への応用を示す。この実施態様では、
噴射ノズル3′は、受皿1′の直径に適合した直径の環
状スリット30を有するドーナツ形をしており、噴射ノ
ズル3′は、加熱炉又は成形炉60の出口で受皿1′の
上に下げられ、所望の堆積の厚さにより3〜20秒間、
受皿1′の移動に伴なつて移動する。噴射ノズルはま
た、処理されるべき製品の寸法、形状と厳密に対応する
寸法及び形状の多孔性噴射面を有することもできる。
【0021】図3の実施態様では、被覆されるべきガラ
ス製品は、ここではまだ熱い間に回転支持台20上に置
かれたフラスコ1″からなる。第1円筒形ノズル3″1
はフラスコ1″の頸部内に挿入され一方フラスコ1″の
母線と平行な噴射スリットを有する第2円筒形ノズル
3″2 は、フラスコ1″の外壁の近傍に配置される。前
と同じガス状混合物が、工業的製造ラインに容易に組み
込むことがてきる3〜5秒間、フラスコ内部に噴射され
る。
【0022】本発明は特定の実施態様に関して述べられ
たけれども本発明はこれに限られるものでなく、当業者
にとつて自明であろう改良及び変更することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による方法を実施するための装置の第
1実施態様の略図。
【図2】 本発明の他の実施態様の略図。
【図3】 本発明のさらに他の実施態様の略図。
【符号の説明】 1 ガラス板 1′ 受皿又は皿 1″ フラスコ 2 ベルトコンベヤー 3、3′ 噴射ノズル 3″1 ,3″2 円筒形ノズル 4 窒素及びシランの貯槽 5 酸素ガスの貯槽 6 加熱装置 20 回転支持台 30 噴射ノズル3′の環状スリット 60 加熱炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジユニエ・ベルナル フランス国.91440・ビユレ・シユル・イ ベツト.アブニユ・ド・ボーゼジユール. 53 (72)発明者 オーガランヌ・ラサン フランス国.78180・モンテニイ・ル・ブ ルトノー.リユ・ジヤン・コクトー.1 (72)発明者 ルクール・パトリツク フランス国.91460・マルクーシ.リユ・ トーローズ・ロートレツク.5

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大部分が中性ガスで、ケイ素の前駆物質
    及び酸素を含むガス状混合物を、少くとも1個の噴射ノ
    ズル(3;3′;3″1 ,3″2 )によつてガラス製品
    (1,1′,1″)の表面に噴射してシリカを含む堆積
    を生成させる方法において、前記噴射が、閉じ込められ
    ない大気中でガラス製品の熱い表面に行われることを特
    徴とするガラスの製品の表面にシリカを含む堆積を生成
    させる方法。
  2. 【請求項2】 処理されるべきガラス製品の表面が、ガ
    ラス状混合物を噴射する直前に選択的に加熱されること
    を特徴とする請求項1記載のガラス製品の表面にシリカ
    を含む堆積を生成させる方法。
  3. 【請求項3】 噴射ノズル(3;3′;3″1
    3″2 )が、処理されるべき表面に対して相対運動を与
    えられることを特徴とする請求項1又は2記載のガラス
    製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  4. 【請求項4】 噴射ノズルが、処理されるべきガラス製
    品の表面の形状に適合する少くとも1個の噴射開口を有
    することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項
    に記載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成さ
    せる方法。
  5. 【請求項5】 噴射ノズル(3;3′;3″2 )と処理
    されるべき表面との間隔(h)が15mmより短いこと
    を特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の
    ガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方
    法。
  6. 【請求項6】 前記間隔(h)が3〜10mmであるこ
    とを特徴とする請求項5記載のガラス製品の表面にシリ
    カを含む堆積を生成させる方法。
  7. 【請求項7】 ガス状混合物の噴射速度が5〜30m/
    秒であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか
    1項に記載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生
    成させる方法。
  8. 【請求項8】 ケイ素の前駆物質が、ガス状混合物中で
    約0.5〜2%の含有率を有するシランであることを特
    徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のガラ
    ス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  9. 【請求項9】 シランの含有率が約1%であることを特
    徴とする請求項8記載のガラス製品の表面にシリカを含
    む堆積を生成させる方法。
  10. 【請求項10】 ガス状混合物中の酸素含有率が約3.
    5〜30%である請求項8又は9記載のガラス製品の表
    面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  11. 【請求項11】 酸素含有率が約7〜15%であること
    を特徴とする請求項10記載のガラス製品の表面にシリ
    カを含む堆積を生成させる方法。
  12. 【請求項12】 ガス状混合物中の酸素とシランとの間
    の容積比が約7であることを特徴とする請求項9ないし
    11のいずれか1項に記載のガラス製品の表面にシリカ
    を含む堆積を生成させる方法。
  13. 【請求項13】 噴射されるべきガス状混合物に水素を
    添加する段階を含むことを特徴とする請求項1ないし1
    1のいずれか1項に記載のガラス製品の表面にシリカを
    含む堆積を生成する方法。
  14. 【請求項14】 ガス状混合物中の水素含有率が0.1
    〜5%であることを特徴とする請求項13記載のガラス
    製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  15. 【請求項15】 ガス状混合物中のケイ素前駆物質含有
    率が約0.1〜2%であることを特徴とする請求項14
    記載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させ
    る方法。
  16. 【請求項16】 ガス状混合物中の酸素含有率が約3.
    5〜30%であることを特徴とする請求項15記載のガ
    ラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  17. 【請求項17】 ガス状混合物中の酸素とケイ素前駆物
    質との間の容積比が5〜20であることを特徴とする請
    求項16記載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を
    生成する方法。
  18. 【請求項18】 ケイ素前駆物質がシランであることを
    特徴とする請求項17記載のガラス製品の表面にシリカ
    を含む堆積を生成させる方法。
  19. 【請求項19】 ガス状混合物中のシラン含有率が約1
    %であることを特徴とする請求項18記載のガラス製品
    の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  20. 【請求項20】 ガス状混合物中の水素とシランとの間
    の容積比が2より大きいことを特徴とする請求項19記
    載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる
    方法。
  21. 【請求項21】 ガス状混合物中の酸素とシランとの間
    の容積比が7より大きいことを特徴とする請求項19又
    は20記載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生
    成させる方法。
  22. 【請求項22】 ガス状混合物中の水素含有率が約3%
    であることを特徴とする請求項19ないし21のいずれ
    か1項に記載のガラス製品の表面にシリカを含む堆積を
    生成させる方法。
  23. 【請求項23】 ガス状混合物の温度が、その噴射まで
    200℃以下に保持されることを特徴とする請求項13
    ないし22のいずれか1項に記載のガラス製品の表面に
    シリカを含む堆積を生成させる方法。
  24. 【請求項24】 ガス状混合物が、ガラス製品の表面に
    少なくとも2秒間噴射されることを特徴とする請求項1
    ないし23いずれか1項に記載のガラス製品の表面にシ
    リカを含む堆積を生成させる方法。
  25. 【請求項25】 ガス状混合物が、ガラス製品の表面に
    約5秒と20秒との間で変化する時間噴射されることを
    特徴とする請求項24記載のガラス製品の表面にシリカ
    を含む堆積を生成させる方法。
  26. 【請求項26】 中性ガスが窒素であることを特徴とす
    る請求項1ないし25のいずれか1項に記載のガラス製
    品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
  27. 【請求項27】 中性ガスがアルゴンであることを特徴
    とする請求項1ないし25のいずれか1項に記載のガラ
    ス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法。
JP4203661A 1991-07-31 1992-07-30 ガラス製品の表面にシリカを含む堆積を生成させる方法 Pending JPH05201751A (ja)

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FR9109717A FR2679898B1 (fr) 1991-07-31 1991-07-31 Procede de formation d'une couche de silice sur une surface d'un objet en verre.

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