JPH09169537A - ソーダ石灰系ガラスの製造方法 - Google Patents
ソーダ石灰系ガラスの製造方法Info
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Abstract
れるのを効果的に抑制することができるソーダ石灰系ガ
ラスの製造方法を提供する。 【構成】 ガラス原料中に含有されるニッケル系化合物
及び/または前記ガラス原料の溶融過程で混入するニッ
ケル系化合物に基因して溶融形成されたガラス中に生成
される硫化ニッケルに対して、前記ガラス原料に亜鉛化
合物を微量添加させることにより抑制する。
Description
スの製造方法に関し、特にガラス原料を溶融する際に硫
化ニッケル(NiS)がガラス素地中に生成するのを効
果的に抑制し、高品質のガラス製品を得ることが可能な
ソーダ石灰系ガラスの製造方法に関する。
スの製造方法では、ガラス原料を溶融窯で1500℃近
い高温で溶融する過程で、溶融窯内部に使用されている
ステンレス中のニッケル(Ni)成分やガラス原料中に
不純物として存在するニッケル(Ni)を含む金属粒子
(例えばステンレス粒子)が溶融ガラス中に混入し、ニ
ッケル(Ni)成分とガラス原料として使用される芒硝
(Na2SO4)中の硫黄(S)成分が反応して、溶融成
形されたガラス製品中に硫化ニッケル(NiS)の微小
な異物として存在することがある。硫化ニッケル(Ni
S)の異物の存在頻度はガラス製品の10数tに1個程
度と非常に低く、また球状を呈しており粒径が0.3m
m以下と非常に小さいため、製造ライン上での検出は非
常に難しい。
加工して建材用ガラスまたは自動車用の強化ガラスとす
るために、軟化点近くまで加熱した後に急冷してガラス
板の表面層に圧縮応力を発生させている。
ラス中に硫化ニッケル(NiS)が溶融欠点として含ま
れる場合には、約350℃以上で安定なα相が不安定な
相として存在する。前記α相は常温では安定に存在でき
ないため、時間の経過とともに常温で安定なβ相に相転
移する。この相転移によって硫化ニッケル(NiS)は
体積が膨張し、その結果、硫化ニッケル(NiS)が含
まれているガラス板はクラック(破損)を生じる。強化
ガラスはガラス板の厚み方向の内部約2/3の部分に引
張応力層が存在するため、引張応力層におけるNiS−
α相のβ相への相転移によりクラック(破損)が急速に
進展してガラス板の自然破損に至る。
の自然破損を防止するために、強化工程で製造され常温
に戻された強化ガラスを再び焼成炉(ソーク炉)の中に
挿入して、300℃以下の温度に加熱し一定時間保持す
ることによって、強化ガラス中に硫化ニッケル(Ni
S)が含まれている場合には、硫化ニッケル(NiS)
を不安定なα相(約350℃以上で安定なα相)から約
300℃以下で安定なβ相に相転移させて体積膨張を生
じさせ、強化ガラスを強制的に破損させることによっ
て、硫化ニッケル(NiS)の異物を含む不良品を除去
する方法が知られている(ソーク処理という)。しかし
ながら、このような熱処理を中心とした工程作業を行う
ことは、昇温に多くの時間と熱エネルギーを費やすため
製造コストのアップに繋がり、また納期短縮や生産性向
上の大きな障害となっている。
消し、ガラス原料の溶融時に硫化ニッケル(NiS)が
生成されるのを効果的に抑制することができるソーダ石
灰系ガラスの製造方法を提供するところにある。
系ガラスの製造方法の特徴手段は、ガラス原料中に含有
されるニッケル(Ni)系化合物及び/または前記ガラ
ス原料の溶融過程で混入するニッケル(Ni)系化合物
に起因して溶融成形されたガラス中に生成される硫化ニ
ッケル(NiS)を、前記ガラス原料に亜鉛化合物を微
量添加させることにより抑制することを特徴とするソー
ダ石灰系ガラスの製造方法である。
硝酸亜鉛(Zn(NO3)2・6H2O)、酸化亜鉛(Z
nO)または硫酸亜鉛(ZnSO4またはZnSO4・7
H2O)が好ましいが、これ以外の亜鉛化合物を適用す
ることも可能である。その一例として、ハロゲン化亜鉛
としてはフッ化亜鉛(ZnF2・4H2O)、臭化亜鉛
(ZnBr2)、塩化亜鉛(ZnCl2)またはヨウ化亜
鉛(ZnI2)を、有機亜鉛としては安息香酸亜鉛(Z
n(C6H5CO2)2)、酢酸亜鉛(Zn(CH3CO2)
2・2H2O)または燐酸亜鉛(Zn3(PO4)2・4H2
O)を挙げることができる。
酸亜鉛(Zn(NO3)2・6H2O)の重量百分率は、
0.01〜0.15%の範囲であることが好ましく、ま
た前記ガラス原料の総重量に占める前記酸化亜鉛(Zn
O)の重量百分率は、0.075〜0.15%の範囲で
あることが好ましく、さらに前記ガラス原料の総重量に
占める硫酸亜鉛(ZnSO4またはZnSO4・7H
2O)の重量百分率は、0.01〜0.035%の範囲
であることが好ましい。
化合物は、溶融窯内部に使用されているステンレス中の
ニッケル(Ni)成分やガラス原料中に不純物として存
在するニッケル(Ni)を含む金属粒子(例えばステン
レス粒子)等を含むものである。
量の酸化第二鉄(Fe2O3)及び/または微量のセレン
(Se)がガラス原料中に添加されていてもよい。本発
明により製造されたソ−ダ石灰系ガラスの用途として
は、板ガラス以外にもビンガラスや電球用ガラス等その
利用範囲は広く、要するにソ−ダ石灰系ガラスであれば
全ての用途が対象となる。なお、一般的なソ−ダ石灰系
ガラスのガラス組成範囲は以下の通りである。 成分 濃度(重量%) SiO2 71〜73 Al2O3 1.5〜1.8 Fe2O3 0.02〜0.05 MgO 4.0〜4.5 CaO 8.0〜10.0 Na2O 13〜14 K2O 0.5〜1.5 SO3 0.1〜0.5
ス中に存在する硫化ニッケル(NiS)の異物は、ガラ
ス原料中に混入したニッケル(Ni)を含む金属粒子や
溶解窯に使用されているステンレス中のニッケル(N
i)成分がガラス原料として使用される芒硝(Na2S
O4)中の硫黄(S)成分と高温状態のガラス化反応の
過程で生成されるが、本発明のソ−ダ石灰系ガラスの製
造方法の特徴手段によれば、予めガラス原料中に亜鉛化
合物を微量添加させておき、このガラス原料を溶融させ
るものであるから、溶融時における前記ニッケル(N
i)と硫黄(S)の反応による硫化ニッケル(NiS)
の生成を抑制することが可能となる。特に、亜鉛化合物
として硝酸亜鉛(Zn(NO3)2・6H2O)、酸化亜
鉛(ZnO)または硫酸亜鉛(ZnSO4またはZnS
O4・7H2O)を用いた場合には、硫化ニッケル(Ni
S)の生成の低減または完全消滅に十分な効果を得るこ
とが可能である。
O)を微量添加させた場合には、ガラス原料の溶融時に
イオン化傾向の作用を利用して硫化ニッケル(NiS)
のニッケル(Ni)のサイトに亜鉛(Zn)を結合さ
せ、硫化ニッケル(NiS)に硫化亜鉛(ZnS)成分
を固溶させる。硫化亜鉛(ZnS)の融点は硫化ニッケ
ル(NiS)に対してほぼ同温度であるが、固溶体(Z
n、Ni)Sは溶融ガラスとの反応速度が硫化ニッケル
(NiS)よりも速いため、分解が進行して硫化ニッケ
ル(NiS)の異物の生成される数が大幅に減少する。
O3)2・6H2O)を微量添加させた場合には、ガラス
化反応での溶融雰囲気の酸化還元の状態を酸化状態にす
ることができ、硫化物は硫酸塩となるため硫化ニッケル
(NiS)の生成を抑制することができる。
O4またはZnSO4・7H2O)を微量添加させた場合
には、ガラス原料の溶融時に酸化作用によって硫酸塩の
形成が促進されるため、一旦形成された硫化ニッケル
(NiS)が硫酸ニッケル(NiSO4)の硫化塩とな
り、さらにそれらの分解が促進されて、結果として硫化
ニッケル(NiS)の生成を大幅に抑制することができ
る。
ル(NiS)の異物の存在頻度は、ガラス製品10数t
あたり1個程度であり、ガラス製品中のニッケル(N
i)成分の含有量も10ppm以下と非常に少ない。従
って、ガラス原料中に添加させる硝酸亜鉛(Zn(NO
3)2・6H2O)、酸化亜鉛(ZnO)または硫酸亜鉛
(ZnSO4またはZnSO4・7H2O)の量は微量で
十分であり、硫化ニッケル(NiS)の生成の低減また
は完全消滅に十分な効果を得ることが可能である。
いて説明する。
ス原料の溶融時にニッケル(Ni)系の金属が硫黄
(S)と反応して硫化ニッケル(NiS)が生成される
場合を想定した再現実験を行った。
gのガラス原料を調整した。さらに、この調整されたガ
ラス原料を7セット準備した。次いで、前記各ガラス原
料中にニッケル(Ni)金属の粉末(粒径149μm)
を、表2に示すようにガラス原料の総重量に占める重量
百分率(添加割合)が0.00875〜0.07%の範
囲で各々添加させ、7種類のニッケル(Ni)金属粉末
入りのガラス原料を調整した。
前記各ガラス原料をアルミナ製坩堝(容量250cc)
に入れ、このアルミナ製坩堝を600℃で30分間予備
加熱した後に、1370℃に保持した電気炉内に挿入し
て10分間で1400℃まで昇温した。さらに、この温
度で2.2時間保持した後に電気炉内から取り出し、キ
ャストしたものを試料ガラス1〜7とした。表2は、各
試料ガラスにおける硫化ニッケル(NiS)の個数
(個)、最大径(μm)、ガラス重量(g)、前記ガラ
ス重量あたりの硫化ニッケル(NiS)の個数(個)を
示したものである。前記硫化ニッケル(NiS)の個数
の測定は実体顕微鏡を用いて行った。測定の結果、硫化
ニッケル(NiS)の個数は添加されたニッケル(N
i)金属の粉末の濃度に依存していることがわかった
(表2参照)。
化合物として硝酸亜鉛(Zn(NO3)2・6H2O)、
酸化亜鉛(ZnO)及び硫酸亜鉛(ZnSO4・7H
2O)の粉末を各々添加させた場合の硫化ニッケル(N
iS)の生成量の変化を調べた。
された試料ガラス1〜7の各ガラス原料と同配合のガラ
ス原料を新たに準備し、これらの各ガラス原料中に硝酸
亜鉛(Zn(NO3)2・6H2O)の粉末を、表3に示
すようにガラス原料の総重量に占める重量百分率(添加
割合)が0.01〜0.15%の範囲で各々添加させ、
8種類のニッケル(Ni)金属粉末並びに硝酸亜鉛(Z
n(NO3)2・6H2O)含有の各ガラス原料を調整し
た。
原料をアルミナ製坩堝に入れ、このアルミナ製坩堝を電
気炉内に挿入して昇温保持した。そして、電気炉内から
取り出し、キャストしたものを試料ガラス8〜15とし
た。表3は、各試料ガラスにおけるニッケル(Ni)の
含有割合及び添加量、硝酸亜鉛(Zn(NO3)2・6H
2O)の添加割合、硫化ニッケル(NiS)の個数、最
大径、ガラス重量、前記ガラス重量あたりの硫化ニッケ
ル(NiS)の個数を示したものである。
硝酸亜鉛(Zn(NO3)2・6H2O)を微量添加する
ことにより、ガラス製品中の硫化ニッケル(NiS)の
生成の抑制に大きな効果があることがわかる。
された試料ガラス1〜7の各ガラス原料と同配合のガラ
ス原料を新たに準備し、これらの各ガラス原料中に酸化
亜鉛(ZnO)の粉末を、表4に示すようにガラス原料
の総重量に占める重量百分率(添加割合)が0.075
〜0.15%の範囲で各々添加させ、4種類のニッケル
(Ni)金属粉末並びに酸化亜鉛(ZnO)入りの各ガ
ラス原料を調整した。
原料をアルミナ製坩堝に入れ、このアルミナ製坩堝を電
気炉内に挿入して昇温保持した。そして、電気炉内から
取り出し、キャストしたものを試料ガラス16〜19と
した。表4は、各試料ガラスにおけるニッケル(Ni)
の含有割合及び添加量、酸化亜鉛(ZnO)の添加割
合、硫化ニッケル(NiS)の個数、最大径、ガラス重
量、前記ガラス重量あたりの硫化ニッケル(NiS)の
個数を示したものである。
酸化亜鉛(ZnO)を微量添加した場合も、ガラス製品
中の硫化ニッケル(NiS)の生成の抑制に大きな効果
があることがわかる。
された試料ガラス1〜7の各ガラス原料と同配合のガラ
ス原料を新たに準備し、これらの各ガラス原料中に硫酸
亜鉛(ZnSO4・7H2O)の粉末を、表5に示すよう
にガラス原料の総重量に占める重量百分率(添加割合)
が0.01〜0.35%の範囲で各々添加させ、4種類
のニッケル(Ni)金属粉末並びに硫酸亜鉛(ZnSO
4・7H2O)入りの各ガラス原料を調整した。
原料をアルミナ製坩堝に入れ、このアルミナ製坩堝を電
気炉内に挿入して昇温保持した。そして、電気炉内から
取り出し、キャストしたものを試料ガラス20〜24と
した。表5は、各試料ガラスにおけるニッケル(Ni)
の含有割合及び添加量、硫酸亜鉛(ZnSO4・7H
2O)の添加割合、硫化ニッケル(NiS)の個数、最
大径、ガラス重量、前記ガラス重量あたりの硫化ニッケ
ル(NiS)の個数を示したものである。
硫酸亜鉛(ZnSO4・7H2O)を微量添加した場合
も、ガラス製品中の硫化ニッケル(NiS)の生成の抑
制に大きな効果があることがわかる。
ガラス原料中に亜鉛化合物を微量添加させているため、
溶融ガラス中のニッケル成分と硫黄成分が反応して硫化
ニッケルが生成されるの抑制することができ、ひいては
ガラス製品中の硫化ニッケルの量を大幅に減少せしめる
ことが可能である。
鉛または硫酸亜鉛を用いた場合には、硫化ニッケルの生
成の低減または完全消滅に十分な効果を得ることが可能
である。
透過率や紫外線透過率を殆ど変化させることがないのみ
ならず、着色性や粘性あるいは膨張等のガラスの諸物性
値を変化させることはなく、従来通りの品質を保つこと
が出来るので、実用上のメリットは大きい。
含まないガラス製品を製造することが可能となり、強化
ガラスの製造構成においてもソ−ク処理が不要となるた
め、製造コストの低減を図ることが可能である。
灰系ガラスの製造を行うことができるから、従来の製造
設備をそのまま使用でき、設備の大幅な変更や増設等を
必要とせず、板ガラスとしての品質向上、及び設備の可
動コストの低減をも図ることが可能である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ガラス原料中に含有されるニッケル系化
合物及び/または前記ガラス原料の溶融過程で混入する
ニッケル系化合物に起因して溶融成形されたガラス中に
生成される硫化ニッケルを、前記ガラス原料に亜鉛化合
物を微量添加させることにより抑制することを特徴とす
るソーダ石灰系ガラスの製造方法。 - 【請求項2】 前記亜鉛化合物が硝酸亜鉛または酸化亜
鉛である請求項1に記載のソーダ石灰系ガラスの製造方
法。 - 【請求項3】 前記亜鉛化合物が硫酸亜鉛である請求項
1に記載のソーダ石灰系ガラスの製造方法。 - 【請求項4】 前記ガラス原料の総重量に占める前記硝
酸亜鉛のZn(NO3)2・6H2Oとしての重量百分率
が0.01〜0.15%の範囲である請求項2に記載の
ソーダ石灰系ガラスの製造方法。 - 【請求項5】 前記ガラス原料の総重量に占める前記酸
化亜鉛のZnOとしての重量百分率が0.075〜0.
15%の範囲である請求項2に記載のソーダ石灰系ガラ
スの製造方法。 - 【請求項6】 前記ガラス原料の総重量に占める前記硫
酸亜鉛のZnSO4としての重量百分率が0.01〜
0.035%の範囲である請求項3に記載のソーダ石灰
系ガラスの製造方法。
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JP8004449A JP3040708B2 (ja) | 1995-10-19 | 1996-01-16 | ソーダ石灰系ガラスの製造方法 |
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JP27110395 | 1995-10-19 | ||
JP8004449A JP3040708B2 (ja) | 1995-10-19 | 1996-01-16 | ソーダ石灰系ガラスの製造方法 |
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ID=26338216
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JP8004449A Expired - Lifetime JP3040708B2 (ja) | 1995-10-19 | 1996-01-16 | ソーダ石灰系ガラスの製造方法 |
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