WO2014136489A1 - ガラスの溶解方法、溶融ガラスの製造方法及び板ガラスの製造方法 - Google Patents

ガラスの溶解方法、溶融ガラスの製造方法及び板ガラスの製造方法 Download PDF

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WO2014136489A1
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molten glass
melting
raw material
melting tank
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良太 安藤
慎也 東
畑　雅之
裕丈 石原
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旭硝子株式会社
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B1/00—Preparing the batches
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • 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
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    • C03C1/02—Pretreated ingredients
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a glass melting method. Moreover, this invention relates to the manufacturing method of the molten glass which obtains molten glass using this melting method, and the manufacturing method of plate glass including the melt
  • a melting step of obtaining molten glass is performed by heating the glass raw material in a melting tank, and then the plate glass is obtained through a molding step of forming the molten glass.
  • a powder raw material (for example, refer to Patent Document 1) prepared from silica sand, fluorite, or the like so as to have a desired composition is used.
  • used glass cullet is used as a part of glass raw material for recycling and improving the solubility of glass.
  • the melting tank is heated with a burner or the like while blowing the cullet with air and projecting, thereby increasing the molten glass.
  • the glass raw material in which the cullet and the powder raw material are mixed is continuously charged by an extrusion-type charging machine or the like until the depth of continuous production is reached.
  • “continuously” includes the case where glass raw materials are continuously added in the continuous production of glass, as long as the glass raw material is intermittently added (hereinafter the same).
  • the glass raw material in which cullet and powder raw material are mixed is continuously charged by an extrusion-type charging machine, etc.
  • the sheet glass is sent to a certain forming process and the like through a conveyance tube, and sheet glass is manufactured by sheet glass forming equipment.
  • the inside of the melting tank is heated with a burner or the like to obtain molten glass.
  • the heating method of a molten glass can also carry out an electrical heating etc. other than a burner heating.
  • the molten glass when the molten glass is increased until the molten glass in the melting tank reaches a predetermined depth, the molten glass stays in the melting tank for a long time.
  • the present inventors have found that there is a problem that the concentrations of B 2 O 3 and Cl are lowered.
  • the cullet when the cullet is projected, it is difficult to project the powder raw material prepared so as to compensate for the volatile components because the powder raw material is scattered. Therefore, when the glass raw material mixed with the cullet and the powder raw material is charged with an extrusion-type charging machine etc. until the molten glass reaches a predetermined depth after the molten glass reaches a predetermined depth, the volatile components are added.
  • the powder raw material is prepared to make up for it, but it alone cannot compensate for the volatile components, and the glass raw material mixed with the cullet and the powder raw material prepared to make up for the volatile components is extruded for a long time until the target glass composition is reached. It must continue to be thrown in with a type thrower. At this time, the molten glass until the target glass composition is reached is treated as recycled glass or the like. As a result, since the start of production was delayed, the present inventors also obtained knowledge that there is a possibility of affecting the productivity, cost, quality, and the like.
  • an object of the present invention is to provide a melting method for solving the above problems and obtaining high-quality glass with high productivity.
  • the inventors of the present invention in order to suppress a decrease in volatile components, put a granule raw material containing B 2 O 3 and / or Cl together with cullet in a dissolution tank. It discovered that the said subject could be solved by projecting and increasing a molten glass. That is, the present invention is as follows.
  • a glass melting method in which cullet and a granule raw material containing B 2 O 3 and / or Cl are projected onto a melting tank, heated, and molten glass is added to the melting tank.
  • the manufacturing method of molten glass which obtains molten glass using the said melting method.
  • a melting step for obtaining molten glass using the melting method A forming step of forming the molten glass to obtain a plate glass.
  • the present invention when the molten glass is increased in the melting tank in the melting step in plate glass production, the problem of a decrease in the concentration of volatile components in the glass can be solved. Therefore, it is possible to efficiently obtain a homogeneous molten glass, thereby obtaining a high-quality plate glass with high homogeneity.
  • FIG. 1 is a graph showing changes in the concentration of B 2 O 3 when molten glass is added to the melting tank.
  • FIG. 2 is a graph showing a change in the concentration of Cl when molten glass is added to the melting tank.
  • the glass melting method of the present invention projects cullet and a granulated material containing B 2 O 3 and / or Cl onto a melting tank, heats it, and melts the tank. It is characterized by adding molten glass inside.
  • the melting process which obtains molten glass by heating a glass raw material with a melting tank is performed.
  • the molten glass is obtained by increasing the molten glass in the melting tank from the state where there is no molten glass in the melting tank.
  • “increasing the molten glass in the melting tank” means that the molten glass in the melting tank reaches a predetermined depth from an empty state.
  • the melting tank is heated with a burner or the like while being blown with air and projected into the melting tank with a burner. Increase the glass.
  • it is 60% or less of the depth during continuous production, more preferably 50% or less, further less than 50%, further preferably 40% or less, particularly preferably 30% or less, more particularly preferably 20% or less, most preferably Preferably, from the stage of 10% or less, it is possible to suppress the decrease in the concentration of the volatile component by projecting the cullet and the granulated material raw material to increase the molten glass.
  • the molten glass in the melting tank becomes “predetermined depth”, preferably 50% or more, more preferably 60% or more, more preferably 70% or more of the depth of the molten glass in the melting tank during continuous production, Further, it is preferably 95% or less, more preferably 90% or less, and still more preferably 85% or less of the depth of the molten glass in the melting tank during continuous production.
  • the concentration of volatile components (specifically, B 2 O 3 and / or Cl) in the glass tends to decrease.
  • cullet and the granulates raw material containing B 2 O 3 and / or Cl, by projecting the concentration of B 2 O 3 and / or Cl when increasing the molten glass dissolution vessel The decrease can be suppressed. Even if the cullet and the granulated material are projected, the granulated material is difficult to scatter. Therefore, a decrease in the concentration of volatile components can be stably suppressed, and a homogeneous glass can be obtained. Accordingly, in the present invention, when the molten glass in the melting tank reaches a predetermined depth, the molten glass has a glass composition close to the target.
  • the glass raw material in which the cullet and the powder raw material are mixed is continuously charged by an extrusion-type charging machine or the like until the depth of continuous production is reached. .
  • the powder raw material at this time may be prepared so as to supplement the volatile components. Therefore, when the molten glass in the melting tank reaches the depth at the time of continuous production, the glass composition is almost close to the target. Therefore, after the molten glass in the melting tank reaches the depth for continuous production, the volatile components are introduced for a long time until the target composition is achieved by continuously feeding the glass raw material with an extrusion-type feeder. Continuous production can be started without continuing.
  • the cullet is not particularly limited, but preferably has the same composition as the obtained plate glass.
  • the size is preferably a thickness of 0.1 to 3 mm, and the size is preferably 5 to 200 mm, more preferably 10 to 100 mm on one side.
  • the granule raw material is not particularly limited as long as it contains B 2 O 3 and / or Cl, but one that is appropriately prepared so that the obtained plate glass has a desired composition is used.
  • the B 2 O 3 component include orthoboric acid (H 3 BO 3 ), metaboric acid (HBO 2 ), tetraboric acid (H 2 B 4 O 7 ), and anhydrous boric acid (B 2 O 3 ).
  • orthoboric acid is used because it is inexpensive and easily available.
  • the Cl component include magnesium chloride, calcium chloride, strontium chloride and the like as raw materials for the Cl component.
  • B 2 O 3 contained in the granulated material is preferably 0 to 20% by mass.
  • Cl contained in the granulated material is preferably 0 to 5% by mass.
  • the granulated raw material preferably contains at least one of B 2 O 3 and Cl, and the other components are preferably blended in the same proportion as the cullet or the target glass composition.
  • the cullet and the granule raw material containing B 2 O 3 and / or Cl are projected to increase the molten glass. Since it is possible to suppress a decrease in the concentration of volatile components in the glass as compared to when used, the ratio of the cullet to be projected and the granulated material, and the composition other than B 2 O 3 and / or Cl of the granulated material, What is necessary is just to adjust suitably in consideration of the target glass composition.
  • Granule material in the present invention is to include B 2 O 3 and / or Cl, is prepared as follows.
  • the raw material to be the B 2 O 3 component and / or the raw material to be the Cl component and other raw material components are appropriately prepared so that the obtained plate glass has a desired composition, granulated, and heated and dried as necessary. Or the like (for example, rolling granulation method, spray dry granulation method, etc.).
  • Examples of other raw material components include components represented by oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, and SrO.
  • the composition of oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO, CaO, and SrO in the granulated material is appropriately adjusted so as to have the same ratio as the target composition of cullet and glass.
  • the particle size (median particle size: D50) of the granulated material is preferably 0.5 to 10 mm. If it is 0.5 mm or more, it is difficult to scatter by projection.
  • the particle size of the granulated material can be controlled by the intensity of stirring and the stirring time during granulation.
  • the granulated material in the projected cullet and the granulated material is 10 to 90% by mass, and further 15 to 70% by mass. %, Preferably from 15 to 50% by mass, more preferably from 20 to 35% by mass, from the viewpoint of the solubility of the molten glass.
  • the melting method of the present invention it is also possible to project by varying the contents of each of the cullet and granule raw material projected to the melting tank. That is, the content of each of the cullet and the granulated material may be constant, and the content of the granulated material may be increased or decreased while checking the volatile components in the glass over time. .
  • the projection conditions to the melting tank are not particularly limited, but in the present invention, the particle size of the granulated material (median particle size: D50) is preferably 0.5 to 10 mm. is there. If it is within this range, it is difficult to scatter, so that it is more effective to project with a blower.
  • the heating conditions are not particularly limited, and may be performed under normal molten glass heating conditions, for example, flame heat or radiant heat from a gas burner or heavy oil burner, from the obtained molten glass. Conductive heat etc. Further, the molten glass may be heated by electric heating or the like.
  • the glass raw material in which the cullet and the powder raw material are mixed is continuously charged by an extrusion-type charging machine or the like until the depth of continuous production is reached. . Furthermore, even after the molten glass in the melting tank reaches the depth for continuous production, the glass raw material in which cullet and powder raw material are mixed is continuously added using an extrusion-type charging machine or the like to form the molten glass. Flow through the process to form a sheet glass.
  • the particle size of the powder raw material (median particle size: D50) is preferably 3 to 400 ⁇ m. Since the material is charged together with the cullet by an extrusion-type charging machine or the like instead of being projected, the powder material is rarely scattered.
  • the glass raw material mixed with the cullet and the powder raw material is continuously charged by an extrusion-type charging machine or the like, the glass raw material mixed with the cullet and the granulated raw material is used instead of the cullet and the powder raw material. It may be used.
  • the glass of the present invention preferably has the following composition.
  • SiO 2 50 to 73% Al 2 O 3 : 10.5-24%
  • B 2 O 3 0 to 12%
  • MgO 0-8%
  • CaO 0 to 14.5%
  • SrO 0-24%
  • BaO 0 to 13.5%
  • ZrO 2 0 to 5%
  • MgO + CaO + SrO + BaO An alkali-free glass of 8 to 29.5%.
  • SiO 2 58 to 66% Al 2 O 3 : 15-22%
  • B 2 O 3 5-12%
  • CaO 0-9%
  • SrO 3 to 12.5%
  • BaO 0 to 2% contained
  • MgO + CaO + SrO + BaO An alkali-free glass of 9 to 18%.
  • SiO 2 54 to 73% Al 2 O 3 : 10.5 to 22.5%
  • B 2 O 3 0 to 5.5%
  • the melting tank in the glass melting method of the present invention is not particularly limited, but a melting tank used for ordinary molten glass can be used.
  • a decrease in the concentration of volatile components can be suppressed, and a homogeneous molten glass can be obtained.
  • the manufacturing method of the molten glass of this invention is characterized by obtaining molten glass using the melting method of the glass of this invention.
  • the molten glass production method of the present invention it is possible to suppress a decrease in the concentration of volatile components in the glass, specifically B 2 O 3 and / or Cl, etc. in the melting step at the start of glass production, and homogeneous melting Glass can be obtained efficiently.
  • the manufacturing method of the plate glass of this invention includes the melt
  • molding process is not restrict
  • the manufacturing method of the plate glass of this invention may have the clarification process, slow cooling process, etc. which are normally performed in order to remove the bubble in molten glass other than the said melt
  • Example 1 ⁇ Preparation of glass raw material> (Caret) First, a cullet having the same composition as the target glass composition was used as the cullet.
  • the composition of cullet is as shown in Table 1.
  • the cullet mainly includes those having a thickness of 0.1 to 3 mm and a size of about 10 to 100 mm on a side.
  • the granulated material was prepared as follows. As raw materials, raw materials such as cinnabar, boric acid, alumina, strontium carbonate, dolomite, magnesium hydroxide, magnesium sulfate, magnesium chloride, fluorite, and iron oxide (median particle size of 4 to 300 ⁇ m) were used. The granule raw material was manufactured by using a vibration fluidized bed dryer (manufactured by Tokuju Kogakusho Co., Ltd.), and dried at a processing amount of 500 kg / h. The composition of the obtained granulated material is shown in Table 1.
  • Glass raw material 1 was prepared by mixing the cullet and the granulated material so that the granulated material was 20% by mass.
  • Glass raw material 2 was prepared by mixing the cullet and the granulated material so that the granulated material was 25% by mass.
  • Glass raw material 3 was prepared by mixing the cullet and the granulated material so that the granulated material was 35% by mass.
  • a melting tank is a structure which has a melting tank exit for sending molten glass from a melting tank to a plate glass shaping
  • molding equipment after being filled to the depth at the time of continuous production.
  • the glass raw material 1 obtained above was projected until it became 58 volume% of the depth at the time of continuous production using a projection gun, it heated, and the molten glass 1 was obtained. Furthermore, the glass raw material 2 obtained above was projected to 71 volume% of the depth at the time of continuous production using a projection gun, and heated to obtain a molten glass 2. Furthermore, the glass raw material 3 obtained above was projected to 84 volume% of the depth at the time of continuous production using a projection gun, and heated to obtain a molten glass 3.
  • V (volume%) in Table 2 is “a ratio (volume%) to the depth of the molten glass at the time of continuous production in the melting tank”.
  • the concentration of B 2 O 3 and / or Cl is set to the target value at an early stage by projecting the cullet and the granulated material to the melting tank. It is expected to be possible.
  • the glass melting method and molten glass manufacturing method of the present invention can suppress a decrease in the concentration of volatile components, and a homogeneous molten glass can be obtained efficiently. Moreover, since the manufacturing method of the plate glass of this invention is made into plate glass using a molten glass with high homogeneity, plate glass with high homogeneity and transparency can be obtained.

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Abstract

　溶融ガラスを製造する際に、溶解槽内に溶融ガラスを増す際の揮発成分の低下の問題を解決するガラスの溶解方法、溶融ガラスの製造方法、及び、板ガラスの製造方法を提供する。カレットと、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料と、を溶解槽に投射し、加熱し、溶解槽内に溶融ガラスを増すガラスの溶解方法とする。また、該溶解方法を用いた、溶融ガラスの製造方法、及び、板ガラスの製造方法とする。

Description

ガラスの溶解方法、溶融ガラスの製造方法及び板ガラスの製造方法
　本発明は、ガラスの溶解方法に関する。また本発明は、該溶解方法を用いて溶融ガラスを得る溶融ガラスの製造方法及び該溶解方法を用いて溶融ガラスを得る溶解工程を含む板ガラスの製造方法に関する。
　板ガラスを製造する際、ガラス原料を溶解槽で加熱することにより溶融ガラスを得る溶解工程が行われ、その後、溶融ガラスを成形する成形工程を経て板ガラスが得られる。
　通常、溶融ガラスを得るために用いられるガラス原料として、通常、珪砂、ホタル石等を所望の組成となるように調製した粉体原料（例えば、特許文献１参照）が用いられている。
　また、ガラスのリサイクルや溶解性向上のために、使用済みガラスのカレットがガラス原料の一部として用いられている。
日本国特開２００３－４０６４１号公報
　板ガラスの製造において生産スタート時は、
（１）溶解槽内の溶融ガラスが空の状態から所定の深さになるまでは、カレットをエアーで吹いて投射しながら溶解槽内をバーナー等で加熱し、溶融ガラスを増していく。（２）溶融ガラスが所定の深さになった後は、連続生産時の深さになるまで、カレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入する。ここでいう「連続的に」とは、ガラスの連続生産にあたってガラス原料を投入し続ける限り、一定間隔で断続的に投入する場合も含む（以下、同じ）。（３）溶融ガラスが連続生産時の深さになった後は、同様にカレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入し、溶融ガラスを後工程である成形工程等へ搬送管を通して送り、板ガラス成形設備により板ガラスを製造する。
　ここで（２）及び（３）の間も、溶解槽内をバーナー等で加熱し、溶融ガラスを得る。なお、溶融ガラスの加熱方法は、バーナー加熱の他、通電加熱等も可能である。
　ここで、溶解槽内の溶融ガラスが所定の深さになるまで溶融ガラスを増していく際に、溶融ガラスが溶解槽内に滞在する時間が長いため、ガラス中の揮発成分、具体的には、Ｂ２Ｏ３とＣｌの濃度が下がる問題があることを本発明者等は知見として得た。しかしながら、カレットを投射する際に、揮発成分を補うように調製された粉体原料も併せて投射することは、粉体原料が飛散するため困難である。そこで、溶融ガラスが所定の深さになった後に、連続生産時の深さになるまで、カレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等で投入する際に、揮発成分を補うように粉体原料を調製するが、それだけでは揮発成分を補えず、目標ガラス組成になるまで長時間、カレットと揮発成分を補うように調製された粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等で投入し続けなければならない。このとき目標ガラス組成になるまでの間の溶融ガラスは、リサイクルガラス等として扱われる。その結果、生産スタートが遅れるため、生産性、コスト、品質等に影響するおそれがあることについても、本発明者等は知見として得た。
　そこで、本発明は、上記の問題を解決した、生産性が高く高品質なガラスを得る溶解方法を提供することを目的とする。
　本発明者等は上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、揮発成分が低下することを抑制するため、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料を、カレットと共に溶解槽内に投射して溶融ガラスを増すことで、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明は下記の通りである。
　カレットと、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料と、を溶解槽に投射し、加熱し、溶解槽内に溶融ガラスを増すガラスの溶解方法。
　また、上記溶解方法を用いて溶融ガラスを得る、溶融ガラスの製造方法。
　また、上記溶解方法を用いて溶融ガラスを得る溶解工程と、
　上記溶融ガラスを成形して板ガラスを得る成形工程と、を含む板ガラスの製造方法。
　本発明により、板ガラス製造における溶解工程において溶解槽内に溶融ガラスを増す際、ガラス中の揮発成分の濃度低下の問題を解決できる。そのため、均質な溶融ガラスを効率的に得ることができ、それによって、均質性の高い高品質な板ガラスを得ることが可能となる。
図１は、溶解槽内に溶融ガラスを増す際のＢ２Ｏ３の濃度推移を示すグラフである。 図２は、溶解槽内に溶融ガラスを増す際のＣｌの濃度推移を示すグラフである。
　以下、本発明を詳細に説明する。
＜１＞本発明のガラスの溶解方法
　本発明のガラスの溶解方法は、カレットと、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料と、を溶解槽に投射し、加熱し、溶解槽内に溶融ガラスを増すことを特徴とする。
　板ガラスを製造する際に、ガラス原料を溶解槽で加熱することにより溶融ガラスを得る溶解工程が行われる。板ガラスを製造するスタート時の溶解工程では、溶解槽内に溶融ガラスがない状態から、溶解槽内に溶融ガラスを増すようにして溶融ガラスを得る。
　本発明において「溶解槽内に溶融ガラスを増す」とは、溶解槽内の溶融ガラスが空の状態から所定の深さになることをいう。
　溶解槽内の溶融ガラスが空の状態から所定の深さになるまでは、カレットと造粒体原料とをエアーで吹いて溶解槽内に投射しながら溶解槽内をバーナー等で加熱し、溶融ガラスを増していく。
　なお、溶融ガラスを増す場合に、溶融槽内の溶融ガラスが空の状態から本発明の方法を実施することが好ましいが、空の状態からでなくても所定の深さになる前の段階から、好ましくは連続生産時の深さの６０％以下、より好ましくは５０％以下、さらには５０％未満、さらに好ましくは４０％以下、特に好ましくは３０％以下、より特に好ましくは２０％以下、最も好ましくは１０％以下の段階から、カレットと造粒体原料とを投射して溶融ガラスを増すことで、揮発成分の濃度の低下を抑えることは可能である。
　溶解槽内の溶融ガラスが「所定の深さ」になるとは、好ましくは連続生産時の溶解槽内の溶融ガラスの深さの５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらには７０％以上、また好ましくは連続生産時の溶解槽内の溶融ガラスの深さの９５％以下、より好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８５％以下である。
　溶解槽内に溶融ガラスを増す際にはある程度の時間がかかるため、ガラス中の揮発成分（具体的には、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌ）の濃度が低下しやすい。本発明においては、カレットと、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料と、を投射することで、溶解槽内に溶融ガラスを増す際のＢ２Ｏ３及び／又はＣｌの濃度低下を抑制することができる。カレットと造粒体原料とを投射しても、造粒体原料が飛散しにくいことから、安定して揮発成分の濃度低下を抑えることができ、均質なガラスを得ることができる。
　したがって、本発明においては、溶解槽内の溶融ガラスが所定の深さになった際には、該溶融ガラスは、目標に近いガラス組成となる。
　溶解槽内の溶融ガラスが所定の深さになった後は、連続生産時の深さになるまで、カレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入する。このときの粉体原料は前記揮発成分を補うように原料調製してもよい。したがって、溶解槽内の溶融ガラスが連続生産時の深さになった際には、ほぼ目標に近いガラス組成となっている。よって溶解槽内の溶融ガラスが連続生産時の深さになった後に、継続してガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入することにより、目標組成になるまで長時間揮発成分を投入し続けることなく、連続生産を開始することができる。
　本発明において、カレットは特に制限されないが、好ましくは得られる板ガラスと同じ組成であると好ましい。また、大きさとしては、好ましくは厚さ０．１～３ｍｍであり、大きさは一辺が好ましくは５～２００ｍｍ、さらには好ましくは１０～１００ｍｍである。
　本発明において、造粒体原料はＢ２Ｏ３及び／又はＣｌを含むものであれば特に制限されないが、得られる板ガラスが所望の組成となるように適宜調製したものを用いる。
　Ｂ２Ｏ３成分としては、具体的には、オルトホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、メタホウ酸（ＨＢＯ２）、四ホウ酸（Ｈ２Ｂ４Ｏ７）、無水ホウ酸（Ｂ２Ｏ３）等がＢ２Ｏ３成分となる原料として挙げられる。
　通常のガラスの製造においては、安価で、入手しやすい点から、オルトホウ酸が用いられる。
　Ｃｌ成分としては、具体的には、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム等がＣｌ成分となる原料として挙げられる。
　造粒体原料に含まれるＢ２Ｏ３は、０～２０質量％とすることが好ましい。
　造粒体原料に含まれるＣｌは、０～５質量％とすることが好ましい。
　造粒体原料は、Ｂ２Ｏ３及びＣｌの少なくともどちらかを含み、それ以外の成分は、カレット又は目標とするガラス組成と同様の配合割合とすることが好ましい。
　本発明においては、溶融ガラスを溶解槽内に増す際に、カレットと、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料と、を投射して溶融ガラスを増せば、カレットのみを原料として用いたときに比べてガラス中の揮発成分の濃度低下を抑制できるため、投射するカレットと造粒体原料との割合や、造粒体原料のＢ２Ｏ３及び／又はＣｌ以外の組成は、目標とするガラス組成を考慮して適宜調整すればよい。
　本発明における造粒体原料は、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含むように、下記のように製造する。上記Ｂ２Ｏ３成分となる原料及び／又はＣｌ成分となる原料と、得られる板ガラスが所望の組成となるようにその他の原料成分とを適宜調製して、造粒し、必要により加熱乾燥する等の通常の方法（例えば、転動増粒法、スプレードライ造粒法等）によって製造できる。
　その他の原料成分としては、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ等の酸化物で表される成分が挙げられる。造粒体原料中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ等の酸化物の組成は、カレットやガラスの目標組成と同様の割合となるように適宜調整する。
　造粒体原料の粒径（メディアン粒径：Ｄ５０）は、０．５～１０ｍｍであることが好ましい。０．５ｍｍ以上であれば投射で飛散しにくい。造粒体原料の粒径は、造粒時の攪拌の強度及び攪拌時間によって制御することができる。
　所望のガラス組成とするため、また、溶融ガラスとするための燃焼効率等を考慮すると、投射するカレットと造粒体原料とにおける造粒体原料が１０～９０質量％、さらには１５～７０質量％であることが好ましく、溶融ガラスの溶解性の点から１５～５０質量％、さらには２０～３５質量％がより好ましい。
　また、本発明の溶解方法において、溶解槽に投射するカレットと造粒体原料のそれぞれの含有量を変動させて投射することも可能である。すなわち、カレットと造粒体原料のそれぞれの含有量は、一定であってもよく、時間の経過によって、ガラス中の揮発成分を確認しながら、造粒体原料の含有量を増減させてもよい。
　本発明のガラスの溶解方法における、溶解槽への投射条件は特に制限されないが、本発明においては、造粒体原料の粒径（メディアン粒径：Ｄ５０）は、好ましくは０．５～１０ｍｍである。この範囲であると、飛散しにくいため、ブロワーで投射するとより効果がある。
　本発明のガラスの溶解方法における、加熱条件は特に制限されないが、通常の溶融ガラスの加熱条件で行えばよく、例えば、ガスバーナーや重油バーナー等による火炎熱、輻射熱、得られた溶融ガラスからの伝導熱等が挙げられる。また、溶融ガラスを通電加熱等で加熱を行ってもよい。
　溶解槽内の溶融ガラスが所定の深さになった後は、連続生産時の深さになるまで、カレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入する。さらに溶解槽内の溶融ガラスが連続生産時の深さになった後も、同様にカレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入し、溶融ガラスを成形工程に流し、板ガラスを成形する。
　なお、粉体原料の粒径（メディアン粒径：Ｄ５０）は３～４００μｍが好ましい。投射でなく、押出し式投入機等によりカレットと共に投入されるため、粉体原料が飛散することは少ない。
　ここで、カレットと粉体原料とを混合したガラス原料を押出し式投入機等により連続的に投入する際、カレットと粉体原料に代えて、カレットと造粒体原料とを混合したガラス原料を用いてもよい。
　本発明のガラスは、以下の組成であると好ましい。
　酸化物基準の質量百分率表示で、
ＳｉＯ２：５０～７３％
Ａｌ２Ｏ３：１０．５～２４％
Ｂ２Ｏ３：０～１２％
ＭｇＯ：０～８％
ＣａＯ：０～１４．５％
ＳｒＯ：０～２４％
ＢａＯ：０～１３．５％
ＺｒＯ２：０～５％を含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８～２９．５％である無アルカリガラスとする。
　歪点が高く溶解性を考慮する場合は好ましくは、酸化物基準の質量百分率表示で、
ＳｉＯ２：５８～６６％
Ａｌ２Ｏ３：１５～２２％
Ｂ２Ｏ３：５～１２％
ＭｇＯ：０～８％
ＣａＯ：０～９％
ＳｒＯ：３～１２．５％
ＢａＯ：０～２％を含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：９～１８％である無アルカリガラスとする。
　特に高歪点を考慮する場合は、好ましくは、酸化物基準の質量百分率表示で、
ＳｉＯ２：５４～７３％
Ａｌ２Ｏ３：１０．５～２２．５％
Ｂ２Ｏ３：０～５．５％
ＭｇＯ：０～８％
ＣａＯ：０～９％
ＳｒＯ：０～１６％
ＢａＯ：０～２．５％を含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：８～２６％であるガラスとする。
　本発明のガラスの溶解方法における溶解槽は特に制限されないが、通常の溶融ガラスに用いられる溶解槽を用いることができる。
　本発明のガラスの溶解方法により、揮発成分の濃度の低下を抑えることができ、均質な溶融ガラスを得ることができる。
＜２＞溶融ガラスの製造方法
　本発明の溶融ガラスの製造方法は、本発明のガラスの溶解方法を用いて溶融ガラスを得ることを特徴とする。
　本発明の溶融ガラスの製造方法により、ガラス製造スタート時の溶解工程におけるガラス中の揮発成分、具体的にはＢ２Ｏ３及び／又はＣｌ等の濃度の低下を抑えることができ、均質な溶融ガラスを効率的に得ることができる。
＜３＞板ガラスの製造方法
　本発明の板ガラスの製造方法は、本発明のガラスの溶解方法を用いて溶融ガラスを得る溶解工程と、上記溶融ガラスを成形して板ガラスを得る成形工程と、を含むことを特徴とする。
　成形工程は特に制限されないが、フロート法、ダウンドロー法、フュージョン法等が挙げられる。大型の板ガラスを安定して製造するためには、フロート法が特に好ましい。
　なお、本発明の板ガラスの製造方法は、上記溶解工程と成形工程以外に、必要により、溶融ガラス内の気泡を除去するために通常行われる清澄工程、徐冷工程等を有していても良い。
　本発明の板ガラスの製造方法は、均質性が高い溶融ガラスを用いて板ガラスとするので、均質性が高く、透明性が高い板ガラスを得ることができる。
　以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
（実施例１）
＜ガラス原料の調製＞
（カレット）
　まず、カレットとして目標ガラス組成と同じ組成のカレットを用いた。カレットの組成は表１に示すとおりである。なお、カレットは、厚さ０．１～３ｍｍ、大きさは一辺が１０～１００ｍｍ程度のものを主に含んでいる。
（造粒体原料）
　造粒体原料を下記のように調製した。原料として、硅砂、硼酸、アルミナ、炭酸ストロンチウム、ドロマイト、水酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、蛍石、酸化鉄の各原料（メディアン粒径４～３００μｍ）を用い、アイリッヒミキサー（日本アイリッヒ（株）製）を使用して造粒体原料を製造し、続いて、振動流動層乾燥機（（株）徳寿工作所製）を用いて１８０℃、処理量５００ｋｇ／ｈで乾燥した。
　得られた造粒体原料の組成を表１に示す。
（ガラス原料）
　上記カレットと造粒体原料を造粒体原料が２０質量％となるように混合したものをガラス原料１とした。
　上記カレットと造粒体原料を造粒体原料が２５質量％となるように混合したものをガラス原料２とした。
　上記カレットと造粒体原料を造粒体原料が３５質量％となるように混合したものをガラス原料３とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜ガラスの溶解＞
　まず、上記カレットを、投射ガンを用いて溶解槽の２８体積％の深さまで投射し加熱して溶融ガラス０とした。
　なお、溶解槽は、連続生産時の深さに満たされた後に溶融ガラスを溶解槽から板ガラス成形設備に送るための溶解槽出口を有する構造である。
　溶融ガラス０中のＢ２Ｏ３及びＣｌの濃度分析を行うために、溶解槽からガラスサンプルを取り出し、蛍光Ｘ線分析装置を用いて分析した。結果を表２に示す。
　その後、上記で得られたガラス原料１を、投射ガンを用いて連続生産時の深さの５８体積％となるまで投射し、加熱して、溶融ガラス１を得た。
　さらに、上記で得られたガラス原料２を、投射ガンを用いて連続生産時の深さの７１体積％となるまで投射し、加熱して、溶融ガラス２を得た。
　さらに、上記で得られたガラス原料３を、投射ガンを用いて連続生産時の深さの８４体積％となるまで投射し、加熱して、溶融ガラス３を得た。
　溶融ガラス１、溶融ガラス２、溶融ガラス３の時点で、及び、これら溶融ガラスを得る途中段階でも溶解槽からガラスサンプルを取り出し、蛍光Ｘ線分析装置を用いて分析した。結果を表２、図１及び図２のグラフ（実線）に示す。
　なお、図１及び図２の横軸におけるＶ（体積％）は、「溶解槽内の連続生産時の溶融ガラスの深さに対する割合（体積％）」である。
（比較例１）
＜ガラスの溶解＞
　上記カレットのみをガラス原料として用い、投射ガンを用いて溶解槽に投射し、実施例１と同様にして溶融ガラスａを得た。
　溶融ガラスａ中のＢ２Ｏ３及びＣｌの濃度分析を行うために、溶解槽からガラスサンプルを取り出し、実施例１と同様にして分析した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、表２におけるＶ（体積％）は、「溶解槽内の連続生産時の溶融ガラスの深さに対する割合（体積％）」である。
　表２、図１及び図２のグラフからわかるように、実施例１においては、Ｂ２Ｏ３、Ｃｌともに、ガラス原料１、２、３を投射した直後から濃度が上昇しており、カレット及び造粒体原料を用いることによって、Ｂ２Ｏ３及びＣｌの濃度低下の問題を解決できたことが示された。
　それに対して、比較例１においてはＢ２Ｏ３、Ｃｌともに、溶融ガラス中の濃度が低下することが示された。
　本実施例では、溶融槽内に溶融ガラスを増す際に、カレットと造粒体原料とを溶解槽に投射することにより、早い時期にＢ２Ｏ３及び／又はＣｌの濃度を目標値に設定できることが予想される。
本出願は、２０１３年３月４日出願の日本特許出願２０１３－０４１８２１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明のガラスの溶解方法、溶融ガラスの製造方法により、揮発成分の濃度の低下を抑えることができ、均質な溶融ガラスを効率的に得ることができる。また、本発明の板ガラスの製造方法は、均質性が高い溶融ガラスを用いて板ガラスとするので、均質性が高く、透明性が高い板ガラスを得ることができる。

Claims (3)

  1. 　カレットと、Ｂ２Ｏ３及び／又はＣｌを含む造粒体原料と、を溶解槽に投射し、加熱し、溶解槽内に溶融ガラスを増すガラスの溶解方法。
  2. 　請求項１記載の溶解方法を用いて溶融ガラスを得る、溶融ガラスの製造方法。
  3. 　請求項１記載の溶解方法を用いて溶融ガラスを得る溶解工程と、
    　前記溶融ガラスを成形して板ガラスを得る成形工程と、を含む板ガラスの製造方法。
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