JPH09142851A - ガラス製品の製造方法及び装置 - Google Patents
ガラス製品の製造方法及び装置Info
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- JPH09142851A JPH09142851A JP7326361A JP32636195A JPH09142851A JP H09142851 A JPH09142851 A JP H09142851A JP 7326361 A JP7326361 A JP 7326361A JP 32636195 A JP32636195 A JP 32636195A JP H09142851 A JPH09142851 A JP H09142851A
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Abstract
ることにより、各種素地に適用可能で、高度の清澄と高
度の均質化を同時に実現し、各種ガラス製品の均質性向
上を図り、製品歩留を大幅に向上させる。 【解決手段】溶融ガラスを順次攪拌槽、上昇管、減圧
槽、下降管及び貯留槽を経て成形工程へ導くことにより
ガラス製品を製造する方法及び装置において、該減圧槽
内に1個又は複数個のバリヤーを設置する。
Description
工程により溶融ガラス中に含有されている気泡を除去し
た後に成形工程を行うガラス製品の製造方法及び装置に
関する。
常、適当な清澄剤を予め加えることによって行われる
が、この清澄剤の代表的な1例として芒硝がある。芒硝
は清澄温度で分解してSO3 の泡を発生し、主としてこ
れが清澄効果を持つものである。また芒硝の分解温度で
は粘性が高すぎて芒硝による清澄が困難な素地に対して
は、分解温度の高い例えばAs2O3やSb2O3などが用
いられる。しかしAs2O3やSb2O3をフロート成形法
に使用すると、フロートバス中の錫と反応し、これによ
る欠点の原因となるのでフロート法の成形には適してい
ない。
る目的で減圧脱泡法が提案されており、この代表的な例
としては特開昭62ー235222号がある。この減圧
脱泡法では溶融したガラス素地を大気圧以下に保った減
圧室に導入するため清澄効果それ自体は高いが、B2O3
に代表される揮発成分を含むような組成のガラス素地に
対しては揮発成分が清澄時に揮散してしまうため必ずし
も向いていない。
ているサイフォン方式の減圧脱泡装置は、減圧にさらさ
れる面積が素地の表面だけに限定されているため、揮発
成分の清澄時の揮散を抑制できるという優れた特徴を有
している。このようにサイフォン方式の減圧下で脱泡を
行う技術、これをさらに改良、改善したものとしては例
えば特開平2ー188430号、特開平2ー22112
9号、特開平3ー33020号、特開平5ー58646
号、特開平5ー208830号等がある。
0号の装置では、溶融ガラスを順次溶解槽、上昇管、減
圧脱泡槽、下降管及び貯留槽を経て成形工程へ導く形式
を採り、これを前提に上昇管及び下降管の定常膨張状態
においてそれらを被った可撓性シール部材の撓み変化量
を抑止するようにしたことを特徴とするが、この装置は
基本的にはサイフォンの原理を利用し、溶解槽からの溶
融ガラスを減圧脱泡槽に導き、ここで脱泡することによ
り均質な溶融ガラスとした後、成形して均質性の高いガ
ラス製品を得るというものである。
いても表面から揮発成分が揮散すると、ガラス素地(溶
融ガラス)の表面付近と内部とで組成上のずれが生じ
る。これが甚だしい場合には製品の脈理の原因になる
し、ずれがさほどひどくない場合でもストリエーション
として製品の品質を低下させてしまう(特開平2−18
8430号)。このため上記特開平5ー208830号
では、減圧脱泡の後にかなり強い素地攪拌を行い素地の
均質化を図っている。
地の攪拌はすべての素地に行えるというわけではない。
溶融ガラス(以下適宜メルトとも云う)に対する溶存ガ
スの溶解度が低い素地では少しの攪拌でもリボイルが生
じて新たな泡の発生原因になり、これでは減圧脱泡をし
た意味がない。そこで本発明は、従来技術における上記
のような諸欠点をなくし、さまざまな素地に適用可能
な、高度の清澄と高度の均質化を同時に実現する清澄方
法及び装置を提供することを目的とする。
にサイフォン方式の減圧槽を使用するガラス製品の製造
方法及び装置において、サイフォン方式の減圧槽におい
て泡層とバリヤーによって溶融ガラスの流れを適度に制
御し、素地組成の変動を防ぐことにより、成形工程に至
るまでガラス組成に変動がなく、製品歩留を大幅に向上
させ、常時均質なガラス製品を得ることができるガラス
製品の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
順次攪拌槽、上昇管、減圧槽、下降管及び貯留槽を経て
成形工程へ導くことによりガラス製品を製造する方法に
おいて、溶融ガラスを攪拌槽において攪拌するととも
に、減圧槽内に1個又は複数個のバリヤーを設けて減圧
槽内の溶融ガラス面上に泡層を形成することを特徴とす
るガラス製品の製造方法を提供し、また本発明は、溶融
ガラスを順次攪拌槽、上昇管、減圧槽、下降管及び貯留
槽を経て成形工程へ導くことによりガラス製品を製造す
る装置において、該溶融ガラスの減圧槽内に1個又は複
数個のバリヤーを設置してなることを特徴とするガラス
製品の製造装置を提供するものである。
攪拌槽における攪拌によって溶存ガスを微小泡化し、ま
た少なくとも溶解時に生じた素地の不均一が是正され
る。この攪拌槽は溶解槽を兼ねるものでよいことはもち
ろんである。この泡が減圧槽では大きくなり、溶存ガス
を取り込んで浮上し、素地から溶融ガラス面上にへ抜け
ることになる。本発明では上記バリヤーを設置した構成
により、溶融ガラス面上に泡層を形成し、このバリヤー
と泡層によって素地中での対流を抑制するようにするこ
とにより減圧槽内で素地の均質度を向上させることがで
きる。
の揮発成分(主にB2O3)の揮散によって素地の均質度
が低下すると考えられていた(特開平2ー188430
号や特開平5ー208830号等参照)。ところが本発
明においては、それとは逆に減圧槽内で素地均質度を向
上させることができる。この理由は詳細には不明である
が、恐らく、上記バリヤーを設置して泡層を形成するこ
とにより減圧槽中で減圧雰囲気と接しているメルト部
分については揮発成分の揮散によりメルトの不均一が生
じているものの、メルトの内部では泡の浮上などによ
る攪拌効果によって均一度が向上しており、これら
及びの2種類のメルトが泡層とバリヤーの存在によっ
て混合され難くなっているためと考えられる。
を存在させるが、このバリヤーはメルト中に浸漬された
状態になっているので、メルト面上の泡層をせき止める
だけでなく、メルト表面部分の流れをせき止める作用を
する。これによりメルト表面の流れが遅くなり、よどん
だ状態になる。したがって表面付近のメルトが減圧槽側
壁等に沿って下降しにくくなる。またバリヤーによりそ
の前方に泡層を形成するが、この泡層の存在によりメル
ト表面に接する泡の浮力ないしは押圧力によってメルト
の表面付近内部での対流が阻害される。
部分が形成されるが、ここでは気泡が実質上存在しない
ため、実質上下降管への泡の巻き込みがなく、これによ
って溶融ガラスの組成及びこの溶融ガラスで成形される
ガラス製品の均質性を向上させることができる。本発明
においては前段の攪拌槽で溶存ガスを微小泡化するとと
もに、少なくとも溶解時に生じた素地の不均一を是正
し、そして上述バリヤー及び泡層による作用により減圧
槽の後では攪拌などの均質化手段が実質的に不要になる
が、必要に応じて補助的な攪拌操作を加えても差し支え
ない。
形成する泡層をそのように利用するものであるが、その
前提としてまず適度な泡層を生じさせる必要があり、ま
た生成した泡層の泡がメルト表面で簡単にはじけてしま
わず、泡層を形成し維持する条件、すなわちメルトの粘
度を適度に制御する必要がある。このうち泡の生成につ
いては、例えばSO3 やClなどのような通常のガラス
バッチにおいて、清澄温度もしくはそれよりやや上の温
度で気化する成分の量を加減することにより制御するこ
とができる。またメルトの粘度については通常のガラス
素地の場合にはlogη=2.6程度以上が必要である
が、溶融ガラスの組成等の如何により対象バッチ毎に適
宜設定することができる。
品の製造方法及び装置の態様ないし実施例について説明
するが、本発明がこれに限定されるものでないことは勿
論である。図1は本発明に係るガラス製品の製造装置の
態様を説明するための断面図、図2は、図1中A(○
印)として示す部分及びその近辺の拡大図である。
設けた第1スターラーであり、第1スターラー2は攪拌
槽1内に回転自在に支持されている。3は溶融ガラスの
上昇管、4は減圧槽、5は下降管、6は貯留槽であり、
7は貯留槽6に設けた第2スターラーである。このうち
上昇管3、減圧槽4及び下降管5はケーシング8に納め
られ、その間に詰められた断熱材9により放熱を防ぎ、
外気に対して断熱されている。これら上昇管3、減圧槽
4及び下降管5は図示しない電気加熱その他の適宜の加
熱手段により加熱され、温度制御系により所定温度、例
えば1200〜1450℃程度に維持される。また図中
矢印(→)は溶融ガラスの流れを示し、10は溶融ガラ
ス用のバイパス管である。
拡大図、図2(b)は図2(a)中B−B′線断面の斜
視図であり、図1と共通する部分については同一の符号
を用いている。図2中符号12はバリヤー11により堰
き止められて形成される泡層を示している。またバリヤ
ー11は、図では1枚設けているが、本発明においては
そのバリヤー11を適当な間隔を置いて2枚以上を配置
することができ、これによって泡層をより確実に形成す
ることができる。
って、バリヤー11の上流側で溶融ガラス表面に泡層を
もつ部分S1 とバリヤー11の下流側で溶融ガラス表面
に泡層をもたない部分S2 とに分けられる。このうち泡
層をもつS1 部分でメルト表面部分がよどんだ状態とな
って表面付近のメルトが減圧槽側壁等に沿って下降しに
くくなり、またその泡層の存在によりメルト表面に接す
る泡の浮力ないしは押圧力によってメルトの表面付近内
部での対流が阻害される。
装置の操作、作用効果について説明する。溶解槽(図示
せず)で溶融され、攪拌槽1内に貯留された溶融ガラス
は第1スターラー2で攪拌され、この攪拌によって溶存
ガスを微小泡化し、また原料溶解時に生じた素地の不均
一が是正される。溶融ガラスの上昇管3、減圧槽4及び
下降管5への流れはサンフォンの原理に基づくもので、
このため貯留槽6中の溶融ガラスの液面は攪拌槽1中の
溶融ガラスの液面より低くしてあり、減圧槽4内はヘッ
ド圧差により減圧状態に保たれる。また減圧槽4中、溶
融ガラスは液面L及び空間Sを保ちながら下降管5へ向
って流動する。
が、吸蔵ガスは通常の圧力を受けている場合はガス状で
溶融ガラス中に吸蔵されている。本発明においては溶融
ガラスを減圧槽4の前で攪拌することが必要不可欠であ
り、図示の態様の装置では第1スターラー2がこの役割
を果している。まずこの攪拌によって溶存ガスを微小泡
化し、また原料溶解時に生じた素地の不均一が是正され
る。その攪拌量は減圧槽4内で厚さ10mm以上の泡層
(バリヤー11による泡層)ができる程度で、泡層が槽
外へ流出しない程度の範囲とする必要がある。
の条件としては、溶融ガラスの組成等の如何により適宜
設定できるが、通常、例えば粘度logη=2.7〜
4.2程度、温度1450〜1200℃程度で実施す
る。そのように微細気泡を吸蔵した溶融ガラスは上昇管
3の下端部に導かれ、サイフォンの原理により上昇管3
中を上昇し、減圧槽4へ導入される。減圧槽4内は大気
圧以下の減圧、例えば1/20〜1/3気圧の減圧状態
に設定される。これにより上昇管3を上昇して減圧槽4
に導かれた溶融ガラス中の微細気泡は初期の段階でリボ
イルされて溶融ガラス面上に泡層を形成するが、各種態
様についての観察によれば、減圧槽内ではそれ以降新た
な泡の発生は実質上ないことが確認された。
所は、減圧槽4中適宜の箇所に置くことができるが、槽
内中央部前後、或いはその前方すなわち上昇管3寄りで
あると、空間S2 でも再度泡層が形成されることにな
り、またメルトの流れをせき止めるためには、泡抜けが
実質的になくなった減圧槽4中の下流付近(下降管5付
近)が重要である。泡が抜けてしまえば攪拌効果もなく
なり、また下降管5の近くがバリヤーによるメルトの流
れせき止め効果も高いことから、バリヤーは少なくとも
一つは減圧槽4内の下降管5付近に設置されることが好
ましい。
はそれ以上を設ける場合には、少なくとも1枚について
はそれが1枚である場合の上記配慮をした上で、その余
のバリヤーは適宜の箇所例えば中央部前後に置くことが
できる。また図1のように減圧脱泡槽4をメルトの流れ
方向でみてバリヤーの左か右かにより、左から順に第1
槽、第2槽、第3槽として現実に観察したところ、泡層
の厚みは第1槽で100mm以上であり、第3槽では泡
はほとんど確認できなかった。このように第3槽には泡
層がほとんど存在しないことを考慮すると、この部分は
素地面レベルが確認できる最小の面積であることが好ま
しい。また、バリヤーはメルト中に少なくとも30mm
以上浸漬されていれば有効で効果があり、その浸漬深さ
は好ましくは50mm以上である。
ス表面に泡層をもたない部分S2 が形成されるが、ここ
では泡層は形成されない(泡層を持たない)ため、下降
管5へ流れる溶融ガラスに気泡が巻き込まれることはな
く、下降管5へ流動する溶融ガラスに気泡が混入するこ
とがない。本発明においては、そのように空間部分S2
では溶融ガラス表面に泡層が形成されないため、ここで
溶融ガラスの素地面位を誤差なく正確に測定することが
可能である。この測定部分が素地面レベルが確認できる
最小の面積であることが好ましい点については前述のと
おりである。
り溶融ガラスの液面を中心にその下方部及び上方部に所
定の間隙13、14を設けて置くようにして固定され、
この下部間隙14により溶融ガラス流動用の流通路が形
成される。またバリヤー11の形状は減圧槽4内の断面
上下左右に前述所定間隙13、14を保持し得る幅であ
る必要があるが、その余の点は、その設置目的を達成し
得る限度で薄板状その他適宜の形状とすることができ、
またその構成材料としては好ましくは白金又は白金ロジ
ウム合金が用いられる。
5内を降下して減圧槽4から琲出されて貯留槽6に導か
れ、貯留槽6中の第2スターラー7で補助的に攪拌され
て均質化される。本発明ではこの第2スターラー7は必
ずしも必要ではないが、図示の態様では補助的に設置し
たものである。前述のとおり本発明においては泡層によ
り母ガラス(溶融ガラス)から気相へのホウ酸その他の
揮発成分の揮散が抑止されているため、溶融ガラスは組
成上も均質化された状態で成形工程へ送られ、成形され
て均質性の高い各種のガラス製品とされる。
の高いホウ酸を含むアルミノ珪酸塩ガラスについて操作
を実施した。バリヤー11は減圧槽4の中央と下流側1
/4のところとの2箇所に設置した。バリヤー11は溶
融ガラス中に少なくとも30mm以上浸漬されていれば
効果があり、好ましくは50mm以上であるが、本実施
例では両バリヤーとも65mm程度浸漬させた。操作条
件としては第1スターラー2を5rpm前後とし、第2
スターラー7は3rpm以下程度の攪拌状況下で実施し
た。この結果成形ガラス製品中0.1〜0.2個/kg
以下の泡数で、均質性も従来より以上に良い(ストリエ
ーションが目立たない)ガラス板が得られた。
中にバリヤーを設置して溶融ガラス面上に泡層を形成す
ることにより、さまざまな素地に適用可能な高度の清澄
と高度の均質化を同時に実現することができる。また減
圧槽における下流域空間部分で溶融ガラスの素地面位が
測定でき、減圧槽の後での均質化手段が実質的に不要に
なるなど有効な優れた効果が得られる。
明するための断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】溶融ガラスを順次攪拌槽、上昇管、減圧
槽、下降管及び貯留槽を経て成形工程へ導くことにより
ガラス製品を製造する方法において、溶融ガラスを攪拌
槽において攪拌するとともに、減圧槽内に1個又は複数
個のバリヤーを設けて減圧槽内の溶融ガラス面上に泡層
を形成することを特徴とするガラス製品の製造方法。 - 【請求項2】溶融ガラスを順次攪拌槽、上昇管、減圧
槽、下降管及び貯留槽を経て成形工程へ導くようにして
なるガラス製品の製造装置において、減圧槽内に1個又
は複数個のバリヤーを設置してなることを特徴とするガ
ラス製品の製造装置。
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JP4183202B2 (ja) | 2008-11-19 |
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