JPWO2017047552A1 - ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 - Google Patents
ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017047552A1 JPWO2017047552A1 JP2017539895A JP2017539895A JPWO2017047552A1 JP WO2017047552 A1 JPWO2017047552 A1 JP WO2017047552A1 JP 2017539895 A JP2017539895 A JP 2017539895A JP 2017539895 A JP2017539895 A JP 2017539895A JP WO2017047552 A1 JPWO2017047552 A1 JP WO2017047552A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- raw material
- content
- manufacturing
- glass raw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 199
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 title claims description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 72
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 42
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 26
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 23
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 59
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 50
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 50
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 36
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 35
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 33
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 26
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 20
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims description 6
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 22
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 19
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Inorganic materials [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 11
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 9
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 8
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 7
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 7
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 7
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000003426 chemical strengthening reaction Methods 0.000 description 6
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- MOMDCAYSCWFERX-UHFFFAOYSA-H trimagnesium;diphosphate;octahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O MOMDCAYSCWFERX-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 3
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005345 chemically strengthened glass Substances 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003280 down draw process Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006124 Pilkington process Methods 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000316 alkaline earth metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004033 diameter control Methods 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVXHNCUCBXIIPE-UHFFFAOYSA-L disodium;hydrogen phosphate;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O LVXHNCUCBXIIPE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000011899 heat drying method Methods 0.000 description 1
- PMYUVOOOQDGQNW-UHFFFAOYSA-N hexasodium;trioxido(trioxidosilyloxy)silane Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])([O-])O[Si]([O-])([O-])[O-] PMYUVOOOQDGQNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- MSVHHPWGDJNREX-UHFFFAOYSA-L magnesium;dihydrogen phosphate;hydroxide Chemical compound O.[Mg+2].OP([O-])([O-])=O MSVHHPWGDJNREX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N phosphoryl Chemical class [P]=O LFGREXWGYUGZLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000007372 rollout process Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- WESIJKDWGUWFEP-UHFFFAOYSA-H trimagnesium;diphosphate;hydrate Chemical compound O.[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O WESIJKDWGUWFEP-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B3/00—Charging the melting furnaces
- C03B3/02—Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B1/00—Preparing the batches
- C03B1/02—Compacting the glass batches, e.g. pelletising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/02—Pretreated ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Abstract
少なくともシリカと、ナトリウム酸化物源と、マグネシウム酸化物源と、リン酸化物源を含有するガラス原料組成物を水の存在下で造粒してガラス原料造粒体を製造する方法であって、前記ガラス原料組成物は、当該ガラス原料組成物の全固形分量に対して水酸化マグネシウムを3.6〜8.4質量%含む、ガラス原料造粒体の製造方法。
Description
特許文献1には、ガラス組成として、SiO2のほかに、白色化に寄与するP2O5と、イオン交換による化学強化処理を行うのに好適なNa2Oを含有させた白色ガラスが記載されている。
特許文献1では原料粉末を溶融する方法で白色ガラスを製造しており、該原料粉末を造粒する方法は知られていない。
[1] 少なくともシリカと、ナトリウム酸化物源と、マグネシウム酸化物源と、リン酸化物源を含有するガラス原料組成物を水の存在下で造粒してガラス原料造粒体を製造する方法であって、前記ガラス原料組成物は、当該ガラス原料組成物の全固形分量に対して水酸化マグネシウムを3.6〜8.4質量%含む、ガラス原料造粒体の製造方法。
[2] 前記リン酸化物源としてリン酸水溶液を用い、前記ガラス原料組成物の全固形分量に対するリン酸の含有量が4.7〜16.9質量%である、[1]に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
[3] 前記ガラス原料組成物の全固形分量に対する水酸化マグネシウムの含有量が4.1〜7.7質量%である[1]または[2]に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
[4] 前記ナトリウム酸化物源として炭酸ナトリウムおよび/または水酸化ナトリウムを用いる、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
[5] 前記シリカの平均粒子径を表すD50が5〜350μmである、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
[6] ガラス原料造粒体の平均粒子径を表すD50が300μm〜2mmである、[1]〜[5]のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
[7] 前記ガラス原料造粒体から得られるガラスの組成が酸化物基準のモル百分率表示で、SiO2の含有量が50〜74%、B2O3の含有量が0〜8%、Al2O3の含有量が1〜8%、MgOの含有量が3〜18%、CaOの含有量が0〜7%、SrOの含有量が0〜10%、BaOの含有量が0〜12%、ZrO2の含有量が0〜5%、Na2Oの含有量が5〜15%、P2O5の含有量が2〜10%、その他の成分の合計が9%以下であり、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計が1〜22%、MgO、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計ROが5〜25%、CaO含有量とROの比CaO/ROが0.7以下である、[1]〜[6]のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
[8] [1]〜[7]のいずれか一項に記載の方法でガラス原料造粒体を製造する工程と、得られたガラス原料造粒体を加熱して溶融ガラスとするガラス溶融工程を有する、溶融ガラスの製造方法。
[9] 前記ガラス溶融工程が、溶融炉中の溶融ガラス液面上に造粒体を投入する工程を有する、[8]に記載の溶融ガラスの製造方法。
[10] 前記ガラス溶融工程が、前記造粒体を、気相雰囲気中で溶融させて溶融ガラス粒子とする工程と、前記溶融ガラス粒子を集積して溶融ガラスとする工程とを含む、[9]に記載の溶融ガラスの製造方法。
[11] [8]〜[10]のいずれか一項に記載の溶融ガラスの製造方法を用いてガラス物品を製造する方法であって、前記ガラス溶融工程と、得られた溶融ガラスを成形する成形工程と、成形後のガラスを徐冷する徐冷工程とを有する、ガラス物品の製造方法。
本発明の溶融ガラスの製造方法によれば、ガラス組成として少なくともSiO2、P2O5、およびNa2Oを含む溶融ガラスを、前記造粒体を用いて製造できる。
本発明のガラス物品の製造方法によれば、ガラス組成として少なくともSiO2、P2O5、およびNa2Oを含むガラス物品を、前記造粒体を用いて製造できる。
ガラスの成分は、SiO2、P2O5、Na2O等の酸化物で表す。ガラス全体に対する各成分の含有量(ガラス組成)は、ガラスの質量を100%として、酸化物基準のモル百分率で表す。
「ガラス原料」は、ガラスの構成成分となる原料であり、「ガラス原料組成物」は、ガラス原料を複数含む組成物である。ガラス原料としては、酸化物や複合酸化物、熱分解により酸化物となりうる化合物が挙げられる。熱分解により酸化物となりうる化合物としては、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物などが挙げられる。本明細書において「造粒体」は、ガラス原料組成物を造粒したものである。
本明細書においてガラス原料組成物の組成は、固形分換算の質量%で表示する。すなわち、ガラス原料組成物の固形分質量を100質量%として質量百分率で表示し、ガラス原料組成物が水溶液を含む場合には、当該水溶液中の固形分を含めた組成である。なお、固形分は結晶水を含む。
本明細書において、ガラス原料又はガラス原料組成物の「D50」は、積算分率における50%径で表される平均粒子径である。ガラス原料のD50は、レーザー回折法を用いて測定された体積基準の積算分率における50%径である。レーザー回折法による粒子径測定方法としては、JIS Z8825−1(2001)に記載の方法を用いる。
造粒体の「D50」は、篩などを利用して測定された質量累計50%のメディアン径である。
本明細書において数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値および上限値として含む意味で使用され、特段の定めがない限り、以下本明細書において「〜」は、同様の意味をもって使用される。
本発明ではガラス原料組成物を水の存在下で造粒してガラス原料造粒体を製造する。すなわち、ガラス原料組成物は、造粒に用いられる全固形分を含む組成物である。
ガラス原料組成物は、少なくともシリカと、ナトリウム酸化物源(以下、単にナトリウム源ともいう。)と、マグネシウム酸化物源(以下、単にマグネシウム源ともいう。)と、リン酸化物源を含有する。
シリカとしては、ケイ砂、石英、クリストバライト、非晶質シリカが挙げられる。これらは1種でもよく2種以上を併用してもよい。良質の原料を入手しやすい点でケイ砂が好ましい。これらは粉末状で用いられる。
ガラス原料組成物の全固形分量に対するシリカの含有量は、30〜60質量%が好ましく、35〜55質量%がより好ましく、40〜50質量%がさらに好ましい。シリカの含有量が上記範囲の下限値以上であると、造粒体が造粒機の壁面等に付着しにくいので取扱いやすい。シリカの含有量が上記範囲の上限値以下であると造粒体の強度が高くなりやすい。
シリカのD50は、5〜350μmが好ましい。シリカのD50が5μm以上であると扱いやすく、造粒しやすい。350μm以下であると均質な造粒体が得られやすい。
ナトリウム源は、溶融ガラスの製造工程中でNa2Oを形成する化合物である。
ナトリウム源としては、炭酸ナトリウム(ソーダ灰)、水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、フッ化ナトリウム、リン酸水素二ナトリウムが挙げられる。リン酸水素二ナトリウムは、リン酸化物源でもある。これらは1種でもよく2種以上を併用してもよい。
Na2O等のアルカリ金属酸化物を含むガラスは、イオン交換処理して化学強化ガラスを製造するのに好適である。イオン交換処理による化学強化とは、具体的に、ガラス転移点以下の温度でイオン交換により、ガラス表面のイオン半径が小さなアルカリ金属イオン(典型的には、Liイオン、Naイオン)をイオン半径のより大きいアルカリイオン(典型的には、Liイオンに対してはNaイオンまたはKイオンであり、Naイオンに対してはKイオン)に交換することによって、ガラス表面に圧縮応力層を形成し、ガラスの強度を高める方法である。
ナトリウム源の合計量に対して、炭酸ナトリウムの割合は、70〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましい。
マグネシウム源は、溶融ガラスの製造工程中でMgOを形成する化合物である。
マグネシウム源としては、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、塩化マグネシウム、フッ化マグネシウム、リン酸マグネシウム八水和物が挙げられる。リン酸マグネシウム八水和物は、リン酸化物源でもある。これらは1種でもよく2種以上を併用してもよい。
本発明では、マグネシウム源として、少なくとも水酸化マグネシウムを用いる。ガラス原料組成物の全固形分量に対して水酸化マグネシウムを3.6〜8.4質量%含有させることにより良好な造粒性が得られ、造粒体を製造することができる。
水酸化マグネシウムが3.6質量%以上であると造粒性が向上し、造粒しやすくなるとともに、高強度の造粒体を得やすくなり好ましい。水酸化マグネシウムが8.4質量%以下であれば、造粒中の造粒体同士の凝集防止でき、造粒体の粒径制御が容易になる。また、造粒後の固化も生じにくくなり好ましい。
さらに造粒体の粒径をより均一にするためには、水酸化マグネシウムを4.1〜7.7質量%含有させることがより好ましい。
水酸化マグネシウムのD50は、限定されないが、1〜30μmが好ましく、2〜10μmがより好ましい。水酸化マグネシウムのD50が上記範囲であると造粒しやすく、均質な造粒体が得られやすい。
酸化マグネシウムのD50は、限定されないが、1〜30μmが好ましく、2〜10μmがより好ましい。酸化マグネシウムのD50が上記範囲であると造粒しやすく、均質な造粒体が得られやすい。
マグネシウム源の合計量に対して、水酸化マグネシウムの割合は、MgO換算で30〜95質量%が好ましく、45〜90質量%がより好ましい。
リン酸化物源は、溶融ガラスの製造工程中でP2O5を形成する化合物である。P2O5を含むガラスは、ガラスの内部に微細な分相を形成して白色ガラスを製造する方法に好適である。分相とは、単一相のガラスが、二つ以上のガラス相に分かれることをいう。分相の界面で光を拡散反射、散乱するためガラスの外観が白色を呈する。P2O5は、かかる分相を促進する基本成分である。
特に、水溶液状のリン酸(リン酸水溶液)を用いると、塩基性物質との反応性がよく造粒速度が速くなる。また、造粒の際に均一に分散し易く造粒体中のリン成分が均質になり易いため好ましい。さらに、リン酸水溶液は、安価であり経済的にも有利である。
上記のリン酸化物源として少なくともリン酸(H3PO4)水溶液を含むことが好ましい。リン酸化物源は、1種類だけでもよいが、リン酸水溶液の他に、他のリン酸化物源として、リン酸マグネシウム八水和物、リン酸アルミニウム、およびリン酸水素二ナトリウムなどの1種を使用してもよいし、または2種以上を併用してもよい。
リン酸水溶液を用いる場合、造粒用の原料固形分中のリン酸の含有量は、4.7〜16.9質量%が好ましい。該リン酸の含有量が4.7質量%以上であると、造粒性が向上し、高強度の造粒体を得やすくなる。一方、該リン酸の含有量が16.9質量%以下であると、造粒中の造粒体同士の凝集防止でき、造粒体の粒径制御が容易になる。また、造粒後の造粒体同士の結合による固化も生じにくくなり好ましい。また、リン酸の含有量が7.5〜8.4質量%であると造粒後の固化が著しく抑制されるのでさらに好ましい。
リン酸化物源の合計量に対して、リン酸の割合は、P2O5換算で70〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましい。
ガラス原料組成物にアルミニウム源を含有させてもよい。アルミニウム源は、溶融ガラスの製造工程中でAl2O3を形成する化合物である。
アルミニウム源としては、酸化アルミニウム(アルミナ)、水酸化アルミウム、リン酸アルミニウム、長石等が挙げられる。リン酸アルミニウムは、リン酸化物源でもある。これらは1種でもよく2種以上を併用してもよい。
酸化アルミウムのD50は、特に限定されないが、2〜100μmが好ましく、5〜60μmがより好ましい。
リン酸アルミニウムのD50は、特に限定されないが、20〜300μmが好ましく、30〜200μmがより好ましい。
アルミニウム源の合計量に対して、水酸化アルミニウムの割合は、Al2O3換算で60〜100質量%が好ましく、70〜100質量%がより好ましい。
ガラス原料組成物にマグネシウム以外のアルカリ土類金属源を含有させてもよい。
本発明においてマグネシウム以外のアルカリ土類金属とは、Ca、Ba、Srを指す。該アルカリ土類金属源は、溶融ガラスの製造工程中でCaO、BaO、SrOを形成する化合物である。該アルカリ土類金属源としては、該アルカリ土類金属の炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酸化物、水酸化物、塩化物、フッ化物、リン酸塩が挙げられる。これらは、1種でもよく2種以上を併用してもよい。アルカリ土類金属のリン酸塩は、リン酸化物源でもある。アルカリ土類金属源は、粉末が好ましい。アルカリ土類金属の硫酸塩、塩化物、フッ化物は、清澄剤として作用することがある。
また、ドロマイト等の複合炭酸塩や焼成ドロマイト等の複合酸化物も使用できる。
炭酸バリウムのD50は、特に限定されないが、2〜30μmが好ましく、2〜10μmがより好ましい。
バリウム酸化物源の合計量に対して、炭酸バリウムの割合は、BaO換算で70〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましい。
ガラス原料組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、ガラス原料として上記に挙げた化合物のほかに、公知のその他の化合物を含有することができる。
その他の化合物として、例えば、ホウ酸、酸化ホウ素等のホウ素源;酸化ジルコニウム、ジルコン、ケイ酸ジルコニウム等のジルコニウム源;硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムの硫黄源等が挙げられる。これらは、1種でもよく2種以上を併用してもよい。
強度が高く、均質な造粒体を得るためには、その他の化合物の含有量は、合計で20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましい。
ガラス原料組成物の組成は、ガラス溶融工程で揮散しやすい成分を除き、酸化物換算でほぼ目的とするガラス物品の組成と同じになるように調整される。
上記したガラス原料組成物の造粒体から得られるガラスの組成として下記の組成(%はモル%である)が好ましい。下記の組成は、白色ガラスの組成として好適であり、特に化学強化処理するための白色ガラスの組成として好適である。
SiO2を50〜74%、B2O3を0〜8%、Al2O3を1〜8%、MgOを3〜18%、CaOを0〜7%、SrOを0〜10%、BaOを0〜12%、ZrO2を0〜5%、Na2Oを5〜15%、P2O5を2〜10%含有し、
CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計が1〜22%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計ROが5〜25%、
CaO含有量とROの比CaO/ROが0.7以下である。
上記以外の他の成分の合計は、9%以下であることが好ましく、6%以下がより好ましい。
CaOを含有する場合、その含有量は、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上である。また失透を防止するうえで、その含有量は、7%以下が好ましい。より好ましくは6%以下であり、より好ましくは5%以下である。ここで、失透とは、結晶の析出により透明性が失われる現象を意味する(以下、同様)。
SrOを含有する場合、その含有量は、好ましくは1%以上、より好ましくは2%以上である。また、失透しないようにするため、その含有量は、10%以下が好ましい。より好ましくは8%以下である。
BaOを含有する場合、その含有量は、好ましくは1%以上、より好ましくは3%以上である。また、失透しないようにするため、その含有量は、12%以下が好ましい。より好ましくは10%以下、より好ましくは9%以下である。BaOは、白色化を促進する効果が他のアルカリ土類金属酸化物より大きい。
これら成分の含有量の合計CaO+SrO+BaOは、1〜22%であることが好ましい。高い白色度を得るために、これら成分の含有量の合計は、1%以上が好ましく、より好ましくは2%以上、さらに好ましくは3%以上である。また、ガラスの安定性がよくなり、失透しないようにするため、該合計の含有量は、22%以下が好ましく、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは13%以下、特に好ましくは12%以下、さらに好ましくは10%以下である。
CaO含有量とROの比CaO/ROは、失透しないようにするために0.7以下が好ましく、より好ましくは0.6以下、さらに好ましくは0.5以下である。
CaOを含有する場合、その含有量とP2O5含有量の比CaO/P2O5は、失透を抑制するために1.5以下であることが好ましい。より好ましくは1.2以下である。
造粒体の平均粒子径(D50)は、特に限定されないが、原料の飛散を防止する点では300μm以上が好ましく、500μm以上がより好ましい。また速やかに溶融しやすい点では2mm以下が好ましく、1.5mm以下がより好ましい。
造粒体の大きさは、該造粒体を用いて溶融ガラスを製造する方法によって、上記の範囲内で好適な大きさを選択することが好ましい。
造粒体を、後述する気中溶融法によらない溶融法で溶融させる方法に用いる場合、造粒体の平均粒子径(D50)が1mm以上であると、溶融ガラス中における気泡の発生が抑えられやすい。
造粒体を気中溶融法で溶融させる場合、造粒体の平均粒子径(D50)は、1000μm以下が好ましく、800μm以下がより好ましい。該造粒体の平均粒子径が1000μm以下であると、気中加熱装置内で溶融させる際に、造粒体内部まで充分にガラス化が進行するために好ましい。
本発明の造粒体の製造方法は、ガラス原料組成物を、水の存在下で造粒する造粒工程を有する。必要に応じて、さらに加熱して乾燥させる加熱乾燥工程を有することが好ましい。
ガラス原料組成物に水を供給する方法として、ガラス原料の一部を水溶液で添加する方法を用いてもよい。
造粒工程は、公知の造粒法を適宜用いて行うことができる。例えば転動造粒法、撹拌造粒法、圧縮造粒法、または圧縮成形して得られた成形体を解砕する方法が好適に用いられる。粒径が比較的小さい均質な造粒体を製造しやすい点で転動造粒法が好ましい。
転動造粒法は、粉体に水や結合剤を加えた原料が入った容器を回転させることにより、粒子が壁面等を転動し、核となる粒子の周囲に他の粒子が付着して粒成長させる造粒法である。転動造粒の容器には、撹拌翼やチョッパーを設けることができる。撹拌翼やチョッパーにより成長し過ぎた造粒体が解砕されて、適切な大きさの造粒体が得られる。
転動造粒法としては、例えば、ガラス原料組成物のうちの粉体を転動造粒装置の容器内に入れ、容器を振動および/または回転させることにより原料粉末を混合撹拌させながら、該原料粉末に所定量の水を噴霧して造粒する方法が好ましい。
転動造粒装置の容器としては、皿状、円筒状、円錐状の回転容器や、振動型容器などを使用でき、特に限定されない。
転動造粒装置は、特に限定されないが、例えば、垂直方向に対して傾いた方向を回転軸として回転する容器と、容器内で回転軸を中心として容器と反対方向に回転する回転翼とを備えるものなどを用いることができる。このような転動造粒装置として、具体的には、アイリッヒ・インテンシブミキサ(商品名:日本アイリッヒ社製)などが挙げられる。
造粒装置へのガラス原料の投入順序は、特に限定されないが、リン酸水溶液を使用する場合、シリカなどの粉体原料を予備混合した後にリン酸水溶液および水を添加する方法が、局所的な凝集を防止できる点で好ましい。さらに、水酸化ナトリウムを使用する場合、シリカと水酸化アルミニウムを含む粉体を予備混合した後に、水酸化ナトリウム水溶液を添加する方法、または顆粒状の水酸化ナトリウムおよび水を添加する方法が、局所的な凝集を防止できる点で好ましい。
例えば、ガラス原料組成物の固形分の合計100質量部に対して、造粒時に存在する水の量は、5〜25質量部が好ましく、6〜15質量部がより好ましい。
ガラス原料組成物の固形分に対する水の量は、不足すると強固な造粒体が得られ難く、過剰であると混合時に例えばミキサなどの装置の表面に付着しやすくなる。
造粒体の粒径は、撹拌の強度および撹拌時間によって制御できる。
転動造粒装置で造粒した後、得られた粒子を加熱乾燥させることが好ましい。公知の加熱乾燥方法で行うことができる。例えば、熱風乾燥機を用い、100℃〜200℃の温度で1時間〜12時間加熱する方法を使用できる。
本発明の溶融ガラスの製造方法は、本発明で得られる造粒体を加熱して溶融ガラスとするガラス溶融工程(以下、溶融工程ともいう。)を有する。溶融工程は、るつぼ窯またはシーメンス型のガラス溶融炉等を用いて行ってもよく、電気溶融によって行ってもよい。いずれも公知の方法で実施できる。
溶融工程は、ガラス溶融炉内で既に溶融している溶融ガラスが存在する場合は、その液面上に造粒体を投入し、該造粒体が塊(バッチ山、batch pileともいう。)となったものをバーナー等によって加熱して、該塊の表面から融解を進行させ、徐々に溶融ガラスとする工程である。
または、溶融ガラス液面上に形成された原料層に造粒体を投入し、電気溶融等によって加熱された溶融ガラスと接する部分から融解を進行させ、徐々に溶融ガラスとする。
大型の装置を用いて大量のガラスを製造する場合などには、原料バッチとガラス板などを破砕して得られるカレットを混合して投入することが行われる。本発明により得られた造粒体は、強度が高いため、本発明により得られた造粒体からなる原料バッチとカレットを混合して投入する場合でも壊れにくいので好ましい。
本発明の溶融ガラスの製造方法の一態様においては、本発明により得られた造粒体を気中溶融法によって溶融ガラス粒子とする工程と溶融ガラス粒子を集積して溶融ガラスとする工程を有することができる。
具体的には、まず造粒体を気中加熱装置の高温の気相雰囲気中に導入する。気中加熱装置は、公知のものを使用できる。本発明により得られた造粒体は、強度に優れるため、搬送時または導入時に、粒子同士や粒子と搬送路内壁等との衝突が生じても微粉発生が抑えられる。
次いで、気中加熱装置内で溶融した溶融ガラス粒子を集積してガラス融液を得て、ここから取り出した溶融ガラスを、次の成形工程に供する。溶融ガラス粒子を集積する方法としては、例えば、気相雰囲気中を自重で落下する溶融ガラス粒子を、気相雰囲気下部に設けた耐熱容器に受けて集積する方法が挙げられる。
本発明のガラス物品の製造方法は、本発明の溶融ガラスの製造方法を用いてガラス物品を製造する方法である。
まず、溶融工程で得た溶融ガラスを、成形工程で目的の形状に成形した後、必要に応じて徐冷工程にて徐冷する。その後、必要に応じて後加工工程において切断や研磨など、公知の方法で後加工を施すことによりガラス物品が得られる。
ガラス物品が板状である場合には、成形工程は、フロート法、ダウンドロー法、スリットダウンドロー法、フュージョン法、ロールアウト法、引き上げ法等の公知の方法で目的の形状に成形した後、必要に応じて徐冷することによりガラス物品が得られる。
なお、ガラスの溶融、均質化、成形、徐冷または形状加工等を行う工程において特段の分相させる処理を行うことなく、溶融、均質、成形、徐冷または形状加工のための熱処理によりガラスが分相されてもよい。この場合、ガラスを分相させる分相工程は、当該溶融等の工程に含まれるものとする。
ガラスが分相しているか否かは、SEM(scanning electron microscope、走査型電子顕微鏡)により判断することができる。すなわち、ガラスが分相している場合、SEMで観察すると、2つ以上の相に分かれていることが観察できる。
イオン交換処理の方法としては、例えば加熱された硝酸カリウム(KNO3)溶融塩にガラスを浸漬する等の公知の方法で、ガラス表層のNaイオンと溶融塩中のKイオンとをイオン交換する。
製造例1〜9は、実施例、製造例10〜12は、比較例である。
[ガラス組成]
ガラス原料造粒体から得ようとするガラスの組成として、表1に示す硝材A〜Eの5通りを用いた。表1のガラス組成は、酸化物基準のモル百分率表示(単位:モル%)である。
[ガラス原料]
硝材A〜Eにおいてそれぞれ用いられた原料を表2に示す。
[ガラス原料組成物の配合]
各例のガラス原料の配合を表3、4に示す。苛性ソーダ(水酸化ナトリウム水溶液)は、固形分の量をナトリウム源としてのNaOHの配合量とし、残りを水の配合量とした。リン酸水溶液も、固形分の量をリン酸化物源としてのリン酸(H3PO4)の配合量とし、残りを水の配合量とした。
造粒機としては、アイリッヒ・インテンシブミキサ(製品名、日本アイリッヒ社製、型式:R02型、容量5L、ロータ:スター型)を用いた。
具体的には、造粒するガラス原料の全固形分量と水の合計量に対する水の割合が表に示す値となるように、液体原料以外に加水する水の量を算出し、該水と液体原料とを予め混合して混合液を調製する。
液体原料以外の原料を造粒機に投入し、パン回転数42rpm、ロータ回転数900rpmにて60秒間予備混合した。予備混合後、パン回転数42rpmを保持した状態で、水およびリン酸水溶液を投入した。その後、ロータ回転数を3000rpmにして、表に示す造粒時間で造粒した後、造粒機から取り出し、棚段式乾燥機にて加熱室の温度120℃の条件で15時間乾燥させ、ガラス原料造粒体を得た。
製造例2、5、7、8、11、12で得られた造粒体の写真を図1〜6に示す。各写真の左上に単位長さ1mmを表示した。
[造粒体のD50(単位:μm)]
得られた造粒体について、自動篩分け測定器(セイシン企業社製、製品名;ロボットシフター、RPS−105)を用いて粒度分布および平均粒子径(D50)の測定を行った。なお、自動篩分け測定器で使用した8つの篩の目開きサイズは、106μm、250μm、355μm、500μm、710μm、1000μm、1400μm、2000μmである。このD50の測定結果を表3、4に示す。
[微粉率(単位:質量%)]
得られた造粒体の15gを、シェイカー(アズワン社製、製品名:AS−1N)で60分シェイクし(模擬破壊テスト)、その後自動篩分け測定器にて106μm未満の微粉の含有率(単位:質量%)、すなわち微粉率を測定した。結果を表3、4に示す。微粉率が低いほど造粒体の強度が高いことを意味する。
表3、4に示す造粒時間で造粒しても、粒が成長せず、大半以上が粉状である場合を×(不良)、粒が成長して造粒体が得られた場合を○(良好)とする。
[造粒後の固化性]
前述の造粒によって得られた造粒体約2kgを密閉したビニール袋内に入れて、一時間保持後に開封し、造粒体同士が固着し分離不能に固化しているものを×(不良)、大半の造粒体が独立している、または、ビニール袋をゆする程度の衝撃で容易に分離可能な状態にあるものを○(良好)とした。
一方、リン酸(H3PO4)の含有量が4.7〜16.9質量%の範囲であっても、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)の含有量が3.6質量%未満である例10〜12では造粒が困難であった。
なお、2015年9月17日に出願された日本特許出願2015−183969号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
Claims (11)
- 少なくともシリカと、ナトリウム酸化物源と、マグネシウム酸化物源と、リン酸化物源を含有するガラス原料組成物を水の存在下で造粒してガラス原料造粒体を製造する方法であって、
前記ガラス原料組成物は、当該ガラス原料組成物の全固形分量に対して水酸化マグネシウムを3.6〜8.4質量%含む、ガラス原料造粒体の製造方法。 - 前記リン酸化物源としてリン酸水溶液を用い、前記ガラス原料組成物の全固形分量に対するリン酸の含有量が4.7〜16.9質量%である、請求項1に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
- 前記ガラス原料組成物の全固形分量に対する水酸化マグネシウムの含有量が4.1〜7.7質量%である、請求項1または2に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
- 前記ナトリウム酸化物源として炭酸ナトリウムおよび/または水酸化ナトリウムを用いる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
- 前記シリカの平均粒子径を表すD50が5〜350μmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
- ガラス原料造粒体の平均粒子径を表すD50が300μm〜2mmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。
- 前記ガラス原料造粒体から得られるガラスの組成が酸化物基準のモル百分率表示で、
SiO2の含有量が50〜74%、
B2O3の含有量が0〜8%、
Al2O3の含有量が1〜8%、
MgOの含有量が3〜18%、
CaOの含有量が0〜7%、
SrOの含有量が0〜10%、
BaOの含有量が0〜12%、
ZrO2の含有量が0〜5%、
Na2Oの含有量が5〜15%、
P2O5の含有量が2〜10%、
その他の成分の合計が9%以下であり、
CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計が1〜22%、
MgO、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合計ROが5〜25%、
CaO含有量とROの比CaO/ROが0.7以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス原料造粒体の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法でガラス原料造粒体を製造する工程と、得られたガラス原料造粒体を加熱して溶融ガラスとするガラス溶融工程を有する、溶融ガラスの製造方法。
- 前記ガラス溶融工程が、溶融炉中の溶融ガラス液面上に造粒体を投入する工程を有する、請求項8に記載の溶融ガラスの製造方法。
- 前記ガラス溶融工程が、前記造粒体を、気相雰囲気中で溶融させて溶融ガラス粒子とする工程と、前記溶融ガラス粒子を集積して溶融ガラスとする工程とを含む、請求項9に記載の溶融ガラスの製造方法。
- 請求項8〜10のいずれか一項に記載の溶融ガラスの製造方法を用いてガラス物品を製造する方法であって、
前記ガラス溶融工程と、得られた溶融ガラスを成形する成形工程と、成形後のガラスを徐冷する徐冷工程とを有する、ガラス物品の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015183969 | 2015-09-17 | ||
JP2015183969 | 2015-09-17 | ||
PCT/JP2016/076853 WO2017047552A1 (ja) | 2015-09-17 | 2016-09-12 | ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017047552A1 true JPWO2017047552A1 (ja) | 2018-07-05 |
JP6777085B2 JP6777085B2 (ja) | 2020-10-28 |
Family
ID=58288713
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017539895A Active JP6777085B2 (ja) | 2015-09-17 | 2016-09-12 | ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6777085B2 (ja) |
KR (1) | KR102533801B1 (ja) |
CN (1) | CN108025946B (ja) |
TW (1) | TWI721014B (ja) |
WO (1) | WO2017047552A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005514308A (ja) * | 2001-12-27 | 2005-05-19 | スペシャルティ ミネラルズ (ミシガン) インク. | ガラス及びガラスのための組成物を製造する方法 |
JP2012106876A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Recycle One Inc | 砒素を含むガラス粉砕物の加熱方法、ガラス粉砕物からの砒素溶出防止方法、及びガラス材料 |
WO2012161275A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 旭硝子株式会社 | 造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、ならびにガラス物品の製造方法 |
WO2012161274A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 旭硝子株式会社 | 造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法およびガラス物品の製造方法 |
WO2016063921A1 (ja) * | 2014-10-22 | 2016-04-28 | 旭硝子株式会社 | ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5637176A (en) | 1979-09-03 | 1981-04-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Printing head for dot printer |
US7803730B2 (en) * | 2004-04-27 | 2010-09-28 | Specialty Minerals (Michigan) Inc. | Method of manufacturing glass and compositions thereof |
WO2013012040A1 (ja) * | 2011-07-19 | 2013-01-24 | 旭硝子株式会社 | 溶融ガラスの製造方法およびガラス製品の製造方法 |
CN104955780A (zh) | 2013-01-29 | 2015-09-30 | 旭硝子株式会社 | 白色玻璃 |
-
2016
- 2016-09-12 JP JP2017539895A patent/JP6777085B2/ja active Active
- 2016-09-12 KR KR1020187007578A patent/KR102533801B1/ko active IP Right Grant
- 2016-09-12 CN CN201680053791.1A patent/CN108025946B/zh active Active
- 2016-09-12 WO PCT/JP2016/076853 patent/WO2017047552A1/ja active Application Filing
- 2016-09-13 TW TW105129765A patent/TWI721014B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005514308A (ja) * | 2001-12-27 | 2005-05-19 | スペシャルティ ミネラルズ (ミシガン) インク. | ガラス及びガラスのための組成物を製造する方法 |
JP2012106876A (ja) * | 2010-11-15 | 2012-06-07 | Recycle One Inc | 砒素を含むガラス粉砕物の加熱方法、ガラス粉砕物からの砒素溶出防止方法、及びガラス材料 |
WO2012161275A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 旭硝子株式会社 | 造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、ならびにガラス物品の製造方法 |
WO2012161274A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 旭硝子株式会社 | 造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法およびガラス物品の製造方法 |
WO2016063921A1 (ja) * | 2014-10-22 | 2016-04-28 | 旭硝子株式会社 | ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6777085B2 (ja) | 2020-10-28 |
TWI721014B (zh) | 2021-03-11 |
CN108025946A (zh) | 2018-05-11 |
KR102533801B1 (ko) | 2023-05-17 |
WO2017047552A1 (ja) | 2017-03-23 |
CN108025946B (zh) | 2021-05-28 |
KR20180053310A (ko) | 2018-05-21 |
TW201720763A (zh) | 2017-06-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI482744B (zh) | A method for producing a glass raw material granule and a method for producing the same | |
JP6579112B2 (ja) | ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 | |
JP5920342B2 (ja) | 造粒体およびその製造方法、溶融ガラスの製造方法、ならびにガラス物品の製造方法 | |
JP6142869B2 (ja) | 造粒体およびその製造方法 | |
JP6721034B2 (ja) | ガラス原料造粒体およびその製造方法 | |
KR102228111B1 (ko) | 조립체, 그 제조 방법 및 유리 물품의 제조 방법 | |
JP6056716B2 (ja) | 造粒体、その製造方法およびガラス物品の製造方法 | |
JP6777085B2 (ja) | ガラス原料造粒体の製造方法、溶融ガラスの製造方法、およびガラス物品の製造方法 | |
JP2014094841A (ja) | ガラス原料用造粒体、溶融ガラス、およびガラス物品の製造方法 | |
KR102517491B1 (ko) | 유리 원료 조립체의 제조 방법, 용융 유리의 제조 방법, 및 유리 물품의 제조 방법 | |
TW201431817A (zh) | 鹼鋁矽酸鹽玻璃之製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200908 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200921 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6777085 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |