JP2001226122A - ガラス溶融物を形成する方法 - Google Patents

ガラス溶融物を形成する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスを溶融し、純化しかつ均質化する方法
を、白金からなる構成部分を使用する場合でも上述した
酸素リボイルが防止されるように、構成すること。 【解決手段】 本発明は、ガラス溶融物を形成する方法
に関する。酸素リボイルを防止するために、本方法は次
の処理段階またはステップを有している：溶融段階；純
化段階；均質化およびコンディショニング段階；その場
合に均質化およびコンディショニング段階の前に、溶融
物が１７００℃を越える温度に加熱され；その場合に溶
融物内に、少なくとも０．５重量％の割合を有する多価
のイオンが存在している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスを溶融し、
純化しかつ均質化する方法に関する。その場合に、ケイ
酸塩およびフリットのような原料が、まず槽内あるいは
坩堝内で溶融される。溶融する場合に、スカル原理(Sku
ll-Prinzip)が使用されることがだんだんと増えてい
る。その場合に誘導コイルによって高周波エネルギが坩
堝の内容物に結合される。ガラス溶融物は、その後純化
容器へ移動される。その場合にもまたスカル原理が使用
される。そして純化されたガラス溶融物は、均質化容器
内へ達する。ＷＯ９８／１８７３１およびＷＯ９８／０
３４４２を参照する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス溶融物を均質化してコンディショ
ニングする場合に、白金からなる構成部分が使用され
る。これらは耐食性が高いという利点を有している。し
かし、溶融物が白金部分と接触するとすぐに、酸素泡が
発生することが知られている。公知のように、白金は水
に触媒的な分解作用を及ぼす。白金は、水素を透過する
ので、白金による水素拡散が行われる可能性がある。白
金構成部分の壁の外側と内側との間で水素含有量が異な
る大きさである場合には、１つの同一の方向に恒常的な
水素移送が行われる。ガラス溶融物内の水の分圧は、周
囲分圧よりも高いので、白金構成部分の内壁において酸
素が分離する。溶融物内の酸素の可溶性限界を越えた場
合には、気泡形成、白金におけるいわゆる酸素リボイル
が生じる。
【０００３】すでに、上述したリボイルを対抗手段によ
って抑圧することが試みられている。すなわち、白金容
器の外壁にコントロールされた水雰囲気を設けた。ま
た、溶融物自体内に適当な条件を形成し、たとえば溶融
物の含水量を定められたように調節し、同時に溶融物を
オキシ−燃料加熱にさらす試みがなされた。しかしこれ
らの手段は、装置的に複雑であって、従って高価であ
る。含水量を調節する問題は、さらに、含水量の変化に
伴って製品特性が変化されるという欠点を有し、それは
望ましくない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ガラ
スを溶融し、純化しかつ均質化する方法を、白金からな
る構成部分を使用する場合でも上述した酸素リボイルが
防止されるように、構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のガラス溶融物を
形成する方法は、溶融段階と、純化段階(Lauterstufe)
と、均質化(Homogenisier)およびコンディショニング段
階と、を有し、その場合に均質化およびコンディショニ
ング段階の前に、溶融物が１７００℃を越える温度に加
熱され、その場合に溶融物内に少なくとも０．５重量％
の割合を有する多価のイオンが存在することを特徴とす
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】発明者は、次のことを認識した。
すなわち、ガラス溶融物の酸素リボイル傾向は、溶融物
が均質化ステーションへの途上で所定の最低温度まで高
められた場合、およびさらに溶融物内に多価のイオンが
存在する場合には、減少する。イオンは、たとえばバナ
ジウム、セリウム、亜鉛、スズ、チタン、鉄、モリブデ
ンまたはユーロピウムの形状で存在することができる。
溶融物の温度は、１７００℃よりも高く、好ましくは２
４００℃よりも高くあるべきである。
【０００７】発明者は、詳細には次のことを認識した。
すなわち、イオンは、上述した高い溶融温度ないしは純
化温度においては還元される。すなわちたとえばＶ
5+は、約２２００℃の温度においてはＶ3+へ移行する。
Ｔｉ3+は、Ｔｉ2+に還元される。均質化プロセスおよび
コンディショニングプロセスにおける温度が低くなるこ
とは、欠点とはならない。その場合には多価のイオンの
より高い原子価段階が、安定的に維持される。より高い
原子価段階を達成するために、イオンは酸素を必要と
し、その酸素は最初は純化された溶融物内には通常は存
在しない。溶融物が白金構成部分と接触した場合に、水
分解が行われると、酸素が発生される。しかしこの酸素
はリボイル気泡形成をもたらさない。むしろ酸素は、還
元された状態で存在する多価のイオンによって緩衝され
る。
【０００８】本発明に基づく方法の大きな利点は、酸化
砒素または酸化アンチモンのような有毒の純化剤の供給
が必要とされないことにある。これは一方でコストを低
下させ、他方では既知のリスクを減少させる。
【０００９】
【実施例】本発明を、図面を用いて説明する。
【００１０】図１に示す装置は、溶融槽(Schmelzwannen
e)１、純化坩堝(Lautertiegel)３および均質化してコン
ディショニングする坩堝(Tiegel)５を有している。
【００１１】溶融槽１内で得られた溶融物(Schmelze)
１．１は、オーバーフロー通路(Uberstromkanal)２を介
して純化坩堝３へ流れる。この純化坩堝は、スカル原理
に従って構成されており、高周波誘導コイル(Hochfrequ
enz-Induktionsspule)３．１を有している。溶融物は、
純化後に純化坩堝３から沈静区間４を介して白金坩堝(P
latintiegel)５へ達する。白金坩堝５には、ここには図
示されていない白金攪拌器と、さらに同様に図示されて
いない、抵抗加熱される白金パイプが設けられている。
【００１２】ガラス溶融物には、たとえば酸化砒素また
は酸化アンチモンのような、有害な純化剤は添加されな
かった。その代わりに溶融物１．１は、チタン、鉄、バ
ナジウム、亜鉛またはスズのような、多価のイオンを有
している。この多価のイオンの還元は、純化坩堝３内で
行われる。
【００１３】純化坩堝３内の温度は、１８００℃と２４
００℃の間である。それに対して白金坩堝５内の温度
は、約１４００℃から１６００℃である。重要なのは、
溶融物が溶融槽１から白金坩堝５への途上のいずれかの
個所で、上述した１８００℃から２４００℃以上の温度
領域に加熱されたことである。白金坩堝内の温度の低下
は、有害ではない。
【００１４】すでに述べたように、従来の溶融物温度に
おいては、白金構成物において酸素リボイルが行われ
る。それがリボイルであることの証明は、外側空間の水
の気化によって証明することができる（図２を参照）。
すなわち白金構成物に外部から水を吹き付けると、リボ
イルが抑圧されて、気泡形成が減少される。
【００１５】本発明に従って、水の気化の代わりに１８
００℃の純化温度が選択された場合には、−鉄が存在す
る場合には−リボイルの減少が生じた。減少は、鉄の還
元に基づく。その場合に鉄は、約４０ｐｐｍのごく微量
しか存在していない。その場合には鉄イオンの緩衝作用
は、比較的わずかである。
【００１６】まだ比較的高い純化温度の影響は、図３か
ら明らかである。２１００℃を越える純化温度へ移行
し、かつ溶融物内に適当な量の亜鉛とチタンのような多
価のイオンが存在する場合には、外側空間の水の気化を
省くことができる。その場合にはイオンは、白金におけ
る酸素形成に対する緩衝として作用する（図３を参
照）。
【００１７】その場合に上述した物質は溶融物内に、パ
ーセント領域にある量で存在しなければならない。
【００１８】
【発明の効果】本発明のガラス溶融物を形成する方法に
よれば、ガラスを溶融し、純化しかつ均質化する方法
を、白金からなる構成部分を使用する場合でも上述した
酸素リボイルが防止されるように、構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガラスを溶融して、溶融物を純化し、均質化し
かつコンディショニングする装置を示している。
【図２】水の気化がＯ2−リボイルと体積泡に与える影
響を説明する棒グラフである。
【図３】リボイルと純化温度の関係を説明する棒グラフ
である。
【符号の説明】
１ 溶融槽 １．１ 溶融物 ２ オーバーフロー通路 ３ 純化坩堝 ３．１ 高周波誘導コイル ４ 沈静区間 ５ 白金坩堝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴォルフガング シュミッドバウアー ドイツ連邦共和国， ディ−55126， マ インツ ， アム アイスケラー 63 (72)発明者 トーマス ファイファー ドイツ連邦共和国， ディ−55218， イ ンゲルヘイム ， アウトゥンストラッセ ３ (72)発明者 ギドー ラーケ ドイツ連邦共和国， ディ−55411， ビ ンゲン， ストロームブルガーストラッセ 27ｂ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融段階と、 純化段階(Lauterstufe)と、 均質化(Homogenisier)およびコンディショニング段階
    と、 を有し、 その場合に均質化およびコンディショニング段階の前
    に、溶融物が１７００℃を越える温度に加熱され、 その場合に溶融物内に少なくとも０．５重量％の割合を
    有する多価のイオンが存在することを特徴とするガラス
    溶融物を形成する方法。
  2. 【請求項２】 温度が２１００℃と２４００℃の間にあ
    ることを特徴とする請求項１に記載のガラス溶融物を形
    成する方法。
  3. 【請求項３】 温度が２４００℃より高いことを特徴と
    する請求項１に記載のガラス溶融物を形成する方法。
  4. 【請求項４】 純化段階における温度が、請求項１から
    ３に記載の値にあることを特徴とする請求項１から３の
    いずれか１項に記載のガラス溶融物を形成する方法。
  5. 【請求項５】 溶融物が次の元素：バナジウム、セリウ
    ム、亜鉛、スズ、チタン、鉄、モリブデン、ユーロピウ
    ム、マンガン、ニッケル、のいずれかの多価のイオンを
    含み、あるいはこれらの元素の２つ以上の組合せを含ん
    でいることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項
    に記載のガラス溶融物を形成する方法。
  6. 【請求項６】 溶融物が、有毒の純化剤(Lautermittel
    n)を含んでいないことを特徴とする請求項１から５のい
    ずれか１項に記載のガラス溶融物を形成する方法。
  7. 【請求項７】 溶融物は、高周波によって加熱され、か
    つ冷却されるスカル坩堝内にあることを特徴とする請求
    項１から６のいずれか１項に記載のガラス溶融物を形成
    する方法。
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