JP2001294428A - ガラス溶融物の酸素精製方法及び装置 - Google Patents
ガラス溶融物の酸素精製方法及び装置Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
- C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
- C03B5/187—Stirring devices; Homogenisation with moving elements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 酸化砒素、酸化アンチモン及び酸化セリウム
の使用を回避できるガラス溶融物を精製し、均質化する
ための改良方法及びその方法を実施するための装置を提
供する。 【解決手段】 本発明はガラス溶融物を容器内で酸素で
精製（清澄化）するガラスを製造するための装置を提供
する。この装置はガラス溶融物の精製のための精製領域
（３０）と、ガラス溶融物内で酸素を生成するための貴
金属部材を有する溶融物含有容器１０を備える。この貴
金属部材４０はガラス溶融物に面する外側と、酸素で洗
滌され作用されるガラス溶融物に面しない内側を有す
る。酸素含有気泡は、内側を酸素で洗滌した場合、ガラ
ス溶融物に面する貴金属部材の外側で激しく生成され
る。
の使用を回避できるガラス溶融物を精製し、均質化する
ための改良方法及びその方法を実施するための装置を提
供する。 【解決手段】 本発明はガラス溶融物を容器内で酸素で
精製（清澄化）するガラスを製造するための装置を提供
する。この装置はガラス溶融物の精製のための精製領域
（３０）と、ガラス溶融物内で酸素を生成するための貴
金属部材を有する溶融物含有容器１０を備える。この貴
金属部材４０はガラス溶融物に面する外側と、酸素で洗
滌され作用されるガラス溶融物に面しない内側を有す
る。酸素含有気泡は、内側を酸素で洗滌した場合、ガラ
ス溶融物に面する貴金属部材の外側で激しく生成され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水酸基を含有する水
及び／又は液体、特にガラス溶融物の酸素精製のための
方法及びプロセス、これらの方法を実施するための装
置、及びこのガラス製造プロセスの一部としてこれらの
方法を使用して得られるガラスに関する。
及び／又は液体、特にガラス溶融物の酸素精製のための
方法及びプロセス、これらの方法を実施するための装
置、及びこのガラス製造プロセスの一部としてこれらの
方法を使用して得られるガラスに関する。
【０００２】
【従来の技術】液体中で一部泡を形成する気体が溶解し
た液体は、多くの技術製造プロセスに関係する。これら
の気体又は気泡は他の処理に支障を与えたり、また、あ
るいはその特性、従って製品の品質を悪化させるため、
これらの気泡を含む液体を除去することが必要である。
このプロセスは気泡除去あるいは精製と呼ばれている。
以下の記載では、ガラス溶融物精製の実施例を使用して
液体の精製の問題を説明するが、本発明はこの実施例に
限定されるものと考えてはならない。同様の問題が他の
用途でも存在する。
た液体は、多くの技術製造プロセスに関係する。これら
の気体又は気泡は他の処理に支障を与えたり、また、あ
るいはその特性、従って製品の品質を悪化させるため、
これらの気泡を含む液体を除去することが必要である。
このプロセスは気泡除去あるいは精製と呼ばれている。
以下の記載では、ガラス溶融物精製の実施例を使用して
液体の精製の問題を説明するが、本発明はこの実施例に
限定されるものと考えてはならない。同様の問題が他の
用途でも存在する。
【０００３】無機材料からのガラス製造時に、原料及び
勿論、シリカ、あるいはガラス砂、ソーダ、石灰石、大
理石あるいは石灰質粘土が連続運転プロセスで混合及び
溶融される。この溶融プロセスは異なった段階で発生
し、化学反応と物理的プロセスが並行して発生してい
る。高温で固体状態反応が隣接粒子間の接触部位で発生
する。さらに、ＣＯ2 及びＨ2Ｏが晶相から放出され
る。ＣＯ2 はガラスを形成している塩の分解により生成
される。硫酸塩が存在する限り、ＳＯ2 が放出される。
反応混合物内に存在する出発材料の分解の結果として、
かなりの量の気体がガラスの溶融時に生成される。ざっ
と見積もって、約１ｋｇのガラスが１．２ｋｇの混合物
の溶融から発生する。すなわち混合物重量の約１／５が
溶融時に気体の形態で放出される。さらにまた、他の気
体が溶融時に混合物を介して誘導されあるいは、燃焼炉
によって溶融ガラス内へ導入される。
勿論、シリカ、あるいはガラス砂、ソーダ、石灰石、大
理石あるいは石灰質粘土が連続運転プロセスで混合及び
溶融される。この溶融プロセスは異なった段階で発生
し、化学反応と物理的プロセスが並行して発生してい
る。高温で固体状態反応が隣接粒子間の接触部位で発生
する。さらに、ＣＯ2 及びＨ2Ｏが晶相から放出され
る。ＣＯ2 はガラスを形成している塩の分解により生成
される。硫酸塩が存在する限り、ＳＯ2 が放出される。
反応混合物内に存在する出発材料の分解の結果として、
かなりの量の気体がガラスの溶融時に生成される。ざっ
と見積もって、約１ｋｇのガラスが１．２ｋｇの混合物
の溶融から発生する。すなわち混合物重量の約１／５が
溶融時に気体の形態で放出される。さらにまた、他の気
体が溶融時に混合物を介して誘導されあるいは、燃焼炉
によって溶融ガラス内へ導入される。
【０００４】気体、特にＣＯ2の放出によりガラス溶融
物の予備混合が良好となる。気体の生成、従ってその予
備混合は約８００℃ないし１０００℃の温度で終了す
る。多量の気体が初めの気体溶融時に勿論排出される
が、かなりの部分のこの気体が溶融物で捕捉される。捕
捉気体の一部はガラス溶融物内に溶融されるが、他の部
分は局部気体介在物として、所謂気泡としてガラス溶融
物内に残存する。この気泡は気泡内圧が溶融気体の平衡
圧より低いか、あるいは高い場合に、収縮したりあるい
は成長したりする。この気泡は種々のサイズを有する。
従って、その結果得られた溶融物は原料溶融物と呼ばれ
る。しかしながら、その溶融物は非常に明確な縞や、あ
るいは種々の屈折率領域、及び多くの気泡を有している
ため、そららはこのガラス溶融物から作られるガラス及
び／又はガラスセラミック本体の品質を損なう。このた
めに、この強い縞状の気泡含有ガラス溶融物をさらに加
熱し、そして機械的攪拌機器によるか、微細な針で乱切
するか、微細なノズルでそれに酸素を吹きつけることに
より均質化する。これらの方法は気泡のガラス溶融物を
精製（清澄化）する。
物の予備混合が良好となる。気体の生成、従ってその予
備混合は約８００℃ないし１０００℃の温度で終了す
る。多量の気体が初めの気体溶融時に勿論排出される
が、かなりの部分のこの気体が溶融物で捕捉される。捕
捉気体の一部はガラス溶融物内に溶融されるが、他の部
分は局部気体介在物として、所謂気泡としてガラス溶融
物内に残存する。この気泡は気泡内圧が溶融気体の平衡
圧より低いか、あるいは高い場合に、収縮したりあるい
は成長したりする。この気泡は種々のサイズを有する。
従って、その結果得られた溶融物は原料溶融物と呼ばれ
る。しかしながら、その溶融物は非常に明確な縞や、あ
るいは種々の屈折率領域、及び多くの気泡を有している
ため、そららはこのガラス溶融物から作られるガラス及
び／又はガラスセラミック本体の品質を損なう。このた
めに、この強い縞状の気泡含有ガラス溶融物をさらに加
熱し、そして機械的攪拌機器によるか、微細な針で乱切
するか、微細なノズルでそれに酸素を吹きつけることに
より均質化する。これらの方法は気泡のガラス溶融物を
精製（清澄化）する。
【０００５】用語、ガラスの「精製」あるいは「清澄
化」は、所謂、精製チャンバーで実施される連続溶融プ
ロセス工程；すなわち、 ‐所定のサイズの気泡を除去する工程、 ‐ガラス溶融物気体含有量のある調節を保証する工程、
及び同時にそららが、 ‐複雑な一連の溶融物処理工程に一体化される工程、か
らなる溶融プロセスを意味する。 従って、ガラスの精製は溶融プロセスの最終生成物の品
質に最大の意味がある。種々の方法がこの精製に対して
開発されている。気泡はその浮力により溶融物内で上昇
し、溶融物を含有する容器から大気中に脱出する傾向が
ある。しかしながら、このプロセスは他の作用なしでは
かなりの時間がかかるため、精製のためのその長い停滞
時間によりこのプロセスを他の使用する製造プロセスは
高価なものにする。そこで、精製ゾーンを高温にして、
それにより溶融物の粘度、従って気泡の上昇速度を増大
させ、そして気泡径も増大させることが知られている。
しかし、これらの付加的温度はかなりのエネルギーを増
大させ、プロセスコストも同様に大きく増大させる。
化」は、所謂、精製チャンバーで実施される連続溶融プ
ロセス工程；すなわち、 ‐所定のサイズの気泡を除去する工程、 ‐ガラス溶融物気体含有量のある調節を保証する工程、
及び同時にそららが、 ‐複雑な一連の溶融物処理工程に一体化される工程、か
らなる溶融プロセスを意味する。 従って、ガラスの精製は溶融プロセスの最終生成物の品
質に最大の意味がある。種々の方法がこの精製に対して
開発されている。気泡はその浮力により溶融物内で上昇
し、溶融物を含有する容器から大気中に脱出する傾向が
ある。しかしながら、このプロセスは他の作用なしでは
かなりの時間がかかるため、精製のためのその長い停滞
時間によりこのプロセスを他の使用する製造プロセスは
高価なものにする。そこで、精製ゾーンを高温にして、
それにより溶融物の粘度、従って気泡の上昇速度を増大
させ、そして気泡径も増大させることが知られている。
しかし、これらの付加的温度はかなりのエネルギーを増
大させ、プロセスコストも同様に大きく増大させる。
【０００６】ガラスの化学精製はよく試験が行なわれき
ており、さらに最適化されてきた。化学清澄剤、及び、
勿論、酸化物が温度依存酸化段階で溶融物に添加され
る。一般的な清澄剤にはＳｂ（Ｖ）酸化物、Ａｓ（Ｖ）
酸化物、Ｓｎ（ＩＶ）酸化物がある。溶融物混合の増
加、従って均質化の向上が、清澄剤によりその部位で放
出された酸素、あるいは他の機械的ガスの導入によって
得られる。さらに、この付加的な酸素の放出によりガラ
ス溶融物内にすでに存在している小さな気泡が成長す
る。小さな気泡は、化学精製時に清澄剤から発生する精
製ガスＯ2 をポンプアップされる。その結果形成された
大きな気泡は溶融物内でより迅速に上昇する。それによ
りこの精製がガラス介在物の除去につながり、それが高
品質生成物につながる。化学精製は、空間的にも、また
時間的にも互いに組み合わされた一連の複数の基本工程
を備えている。先ず、原料溶融物内に微細分散した気泡
を酸素ガスによって大きく膨らませ、それにより気泡上
昇時間の劇的な短縮が行なわれる。同時に、この精製気
泡がガラス内に解けた気体を取り出す。できる限りの、
不可避の残留気泡の再吸収が後続の冷却工程で行なわれ
る。色、水分含有量及び、所謂、Ｏ2とＳＯ2の再沸騰状
態が、ガラスの気体含有量をうまく調節するための目標
パラメ−タである。いったん十分な気泡特性が得られた
ら、その気泡特性は次の冷却あるいは注型プロセスで支
障とならない。
ており、さらに最適化されてきた。化学清澄剤、及び、
勿論、酸化物が温度依存酸化段階で溶融物に添加され
る。一般的な清澄剤にはＳｂ（Ｖ）酸化物、Ａｓ（Ｖ）
酸化物、Ｓｎ（ＩＶ）酸化物がある。溶融物混合の増
加、従って均質化の向上が、清澄剤によりその部位で放
出された酸素、あるいは他の機械的ガスの導入によって
得られる。さらに、この付加的な酸素の放出によりガラ
ス溶融物内にすでに存在している小さな気泡が成長す
る。小さな気泡は、化学精製時に清澄剤から発生する精
製ガスＯ2 をポンプアップされる。その結果形成された
大きな気泡は溶融物内でより迅速に上昇する。それによ
りこの精製がガラス介在物の除去につながり、それが高
品質生成物につながる。化学精製は、空間的にも、また
時間的にも互いに組み合わされた一連の複数の基本工程
を備えている。先ず、原料溶融物内に微細分散した気泡
を酸素ガスによって大きく膨らませ、それにより気泡上
昇時間の劇的な短縮が行なわれる。同時に、この精製気
泡がガラス内に解けた気体を取り出す。できる限りの、
不可避の残留気泡の再吸収が後続の冷却工程で行なわれ
る。色、水分含有量及び、所謂、Ｏ2とＳＯ2の再沸騰状
態が、ガラスの気体含有量をうまく調節するための目標
パラメ−タである。いったん十分な気泡特性が得られた
ら、その気泡特性は次の冷却あるいは注型プロセスで支
障とならない。
【０００７】化学精製は幾つか重大な欠点がある。第一
に、その方法である。先ず、これらの方法は、各ガラス
系、特にＮａＣｌ精製の間、あるいは溶融物中での気体
拡散が余りに長時間かかるため長時間を要する高温での
みでは十分に機能しない。従って、精製チャンバ−を比
較的大型にしなければならず、これがさらに製品コスト
を上昇させる。最後に、化学清澄剤はガラスの化学的性
質、従ってその特性を変える。その上、酸化砒素は極め
て有毒であり、さらに加工しなければ所定の純度にはな
らない。主な環境問題はその製造とその用途両方に関連
付けられる。それらの問題はまた、酸化アンチモンでも
発生する。酸化セリウムそれ自体は勿論有毒ではない
が、極めて高価であり、その用途が特殊ガラスに限定さ
れる。
に、その方法である。先ず、これらの方法は、各ガラス
系、特にＮａＣｌ精製の間、あるいは溶融物中での気体
拡散が余りに長時間かかるため長時間を要する高温での
みでは十分に機能しない。従って、精製チャンバ−を比
較的大型にしなければならず、これがさらに製品コスト
を上昇させる。最後に、化学清澄剤はガラスの化学的性
質、従ってその特性を変える。その上、酸化砒素は極め
て有毒であり、さらに加工しなければ所定の純度にはな
らない。主な環境問題はその製造とその用途両方に関連
付けられる。それらの問題はまた、酸化アンチモンでも
発生する。酸化セリウムそれ自体は勿論有毒ではない
が、極めて高価であり、その用途が特殊ガラスに限定さ
れる。
【０００８】ガラスの化学的性質を低下あるいは損傷さ
せない所謂物理的精製方法がこれらの化学的方法の欠点
のためにまた知られている。ガラス溶融物の物理的精製
は、ガラス溶融物表面への気泡の「追い込み」に基づい
ており、ガラス溶融物の表面では気泡が壊され、気体成
分が放出されるか溶融物内にそれらが溶け込む。ＤＥ‐
Ａ３０２２０９１は、ガラスの精製ための精製装置と、
予め又は通常、交流で作動された加熱電極に直流が流さ
れる少なくとも１つの容器を備えた溶融炉でガラスを溶
融するための装置を記載している。溶融状態で高い還元
作用を有するガラスの溶融のための方法と装置がＤＥ‐
Ａ３９０６２７０に記載されている。還元作用が溶融さ
れた状態でより顕著でもある特に燐酸ガラスでは、白金
部品の浸漬による腐蝕を避ける必要がある。燐酸ガラス
の還元作用が非常に大きいために、ガラスは溶融物含有
容器の白金あるいは白金合金と反応して白金‐燐合金を
形成する。しかしながら、この白金‐燐合金は、ガラス
溶融物温度以下の５８８℃の融点を有している。この白
金‐燐合金は溶融物中で溶融し、これにより白金ガラス
溶融物含有容器の溶融につながる。これはまた、白金撹
拌工具あるいは器具の場合にも当てはまる。この公報に
よれば、これはガラス溶融物容器の環境、すなわち、そ
の外側表面に酸素を供給することにより防止できる。ガ
ラス溶融物と接触している容器内面は、酸素で形成され
た酸素リッチなガラス層で保護される。従って、白金容
器の使用が可能であり、これによりガラスの光学的特性
を損なうセラミック溶融物含有容器の使用が回避され
る。しかしながら、このプロセスでは、白金容器の酸素
透過性を保証する条件を選択する必要があり、これは温
度を上げることによって達成される。
せない所謂物理的精製方法がこれらの化学的方法の欠点
のためにまた知られている。ガラス溶融物の物理的精製
は、ガラス溶融物表面への気泡の「追い込み」に基づい
ており、ガラス溶融物の表面では気泡が壊され、気体成
分が放出されるか溶融物内にそれらが溶け込む。ＤＥ‐
Ａ３０２２０９１は、ガラスの精製ための精製装置と、
予め又は通常、交流で作動された加熱電極に直流が流さ
れる少なくとも１つの容器を備えた溶融炉でガラスを溶
融するための装置を記載している。溶融状態で高い還元
作用を有するガラスの溶融のための方法と装置がＤＥ‐
Ａ３９０６２７０に記載されている。還元作用が溶融さ
れた状態でより顕著でもある特に燐酸ガラスでは、白金
部品の浸漬による腐蝕を避ける必要がある。燐酸ガラス
の還元作用が非常に大きいために、ガラスは溶融物含有
容器の白金あるいは白金合金と反応して白金‐燐合金を
形成する。しかしながら、この白金‐燐合金は、ガラス
溶融物温度以下の５８８℃の融点を有している。この白
金‐燐合金は溶融物中で溶融し、これにより白金ガラス
溶融物含有容器の溶融につながる。これはまた、白金撹
拌工具あるいは器具の場合にも当てはまる。この公報に
よれば、これはガラス溶融物容器の環境、すなわち、そ
の外側表面に酸素を供給することにより防止できる。ガ
ラス溶融物と接触している容器内面は、酸素で形成され
た酸素リッチなガラス層で保護される。従って、白金容
器の使用が可能であり、これによりガラスの光学的特性
を損なうセラミック溶融物含有容器の使用が回避され
る。しかしながら、このプロセスでは、白金容器の酸素
透過性を保証する条件を選択する必要があり、これは温
度を上げることによって達成される。
【０００９】米国特許第５，７８５，７２６号はフラッ
トディスプレイスクリ−ン、特にＬＣＤ（液晶ディスプ
レイ）及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を製造する方法
を記載している。この方法では、冷却領域で生じる酸素
気泡の生成、所謂、「Ｏ2 再沸騰」が冷却領域の白金部
品を少なくとも一部、水素ですすぐことで回避される。
ガラス溶融物中に存在する酸素は、この様に水素透過性
白金容器で水に還元され、それにより酸素気泡が溶かさ
れる。
トディスプレイスクリ−ン、特にＬＣＤ（液晶ディスプ
レイ）及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を製造する方法
を記載している。この方法では、冷却領域で生じる酸素
気泡の生成、所謂、「Ｏ2 再沸騰」が冷却領域の白金部
品を少なくとも一部、水素ですすぐことで回避される。
ガラス溶融物中に存在する酸素は、この様に水素透過性
白金容器で水に還元され、それにより酸素気泡が溶かさ
れる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、酸化
砒素、酸化アンチモン、及び酸化セリウムの使用を回避
できるガラス溶融物を精製、均質化するための改良され
た方法を提供することである。また、本発明の目的は、
その改良された方法を実施するための装置を提供するこ
とである。
砒素、酸化アンチモン、及び酸化セリウムの使用を回避
できるガラス溶融物を精製、均質化するための改良され
た方法を提供することである。また、本発明の目的は、
その改良された方法を実施するための装置を提供するこ
とである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】これらの目的は特許請求
の範囲に示された方法及び装置により達成される。驚く
べきことに、貴金属は酸素透過性ではないが、水及び／
又は水酸基を含む液体、例えばガラス溶融物中に浸漬さ
れ、あるいは浸される貴金属パイプ等のスリーブあるい
はケーシングを有する装置に酸素を導くと、液体中で激
しく酸素気泡を発生させることが分かった。このガス発
生は非常に多量であるため、ガラス溶融物である液体が
この激しい気泡発生によって十分に混合される。このガ
ス発生のために、存在する（ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ）が消
散され、また存在する小さな気泡が膨らみ、それにより
気泡がより迅速に上昇する。ガラス溶融物内に浸漬さ
れ、あるいは浸された白金パイプを酸素が伝わると、ガ
ラス溶融物中に非常に多量の酸素気泡が発生し、それに
よりガラス溶融物内のガス介在物の除去が行なわれる。
の範囲に示された方法及び装置により達成される。驚く
べきことに、貴金属は酸素透過性ではないが、水及び／
又は水酸基を含む液体、例えばガラス溶融物中に浸漬さ
れ、あるいは浸される貴金属パイプ等のスリーブあるい
はケーシングを有する装置に酸素を導くと、液体中で激
しく酸素気泡を発生させることが分かった。このガス発
生は非常に多量であるため、ガラス溶融物である液体が
この激しい気泡発生によって十分に混合される。このガ
ス発生のために、存在する（ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ）が消
散され、また存在する小さな気泡が膨らみ、それにより
気泡がより迅速に上昇する。ガラス溶融物内に浸漬さ
れ、あるいは浸された白金パイプを酸素が伝わると、ガ
ラス溶融物中に非常に多量の酸素気泡が発生し、それに
よりガラス溶融物内のガス介在物の除去が行なわれる。
【００１２】この方法によって、高価で及び／又は有毒
な化学清澄剤の使用を回避することが可能である。従っ
て、精製により生じるガス介在物が無く、また他の不純
物も無い本発明の方法によれば、高純度のガラスを製造
することが可能である。本発明に係る方法はまた、残留
水及び／又は残留水酸基の除去に適している。さらに、
この方法は、ガス流内の酸素含有量及び／又は酸素分圧
を調節することによって十分に制御される。この方法は
好ましいことには、多くの化学的及び他の物理的精製プ
ロセスで必要とされるような一定の温度に限定されな
い。
な化学清澄剤の使用を回避することが可能である。従っ
て、精製により生じるガス介在物が無く、また他の不純
物も無い本発明の方法によれば、高純度のガラスを製造
することが可能である。本発明に係る方法はまた、残留
水及び／又は残留水酸基の除去に適している。さらに、
この方法は、ガス流内の酸素含有量及び／又は酸素分圧
を調節することによって十分に制御される。この方法は
好ましいことには、多くの化学的及び他の物理的精製プ
ロセスで必要とされるような一定の温度に限定されな
い。
【００１３】この方法で使用するのに適切である貴金属
は、主に、ガラス溶融物で発生している状態で特に水素
透過性の貴金属全て、すなわち、高水素拡散率を有する
貴金属である。白金及び白金族に属する金属の全て、
金、レニウムあるいはそれらの合金が適切である。本発
明によれば、このプロセス温度で安定であり、前述の貴
金属の橋結合あるいは一部を有する他の材料が貴金属部
材に使用することができる。この貴金属の橋結合あるい
は一部は、ガラス溶融物に面する外面あるいは外側と、
貴金属部材の内面あるいは内側との間に延在しなければ
ならない。このタイプの橋は網状組織あるいは多量の繊
維とすることができる。白金容器及び／又は白金皿を貴
金属部材として使用することができる。精製が行なわれ
る溶融物含有容器の領域にのみ酸素が作用することが最
も重要である。本発明の方法の好ましい実施形態におい
て、貴金属パイプは特に精製工程が行なわれる領域に配
置される。このパイプは容器の底部を通ることが好まし
い。この種のパイプは蛇行形状を適宜有しており、この
パイプが全体の精製領域を通過することが好ましい。場
合により、その精製領域の一カ所に酸素洗滌貴金属パイ
プを取付ければ十分であることが分かった。その最も単
純な形態は、酸素洗滌貴金属パイプがＵ字形パイプであ
り、このパイプは溶融物内に配置され、上方から溶融物
中に浸されるか、下方から溶融物中にガイドされる。そ
のいずれの場合でも、Ｕ字形パイプの水平部分が容器の
底部に沿って延びるか、底部からある短い距離だけ離間
される。
は、主に、ガラス溶融物で発生している状態で特に水素
透過性の貴金属全て、すなわち、高水素拡散率を有する
貴金属である。白金及び白金族に属する金属の全て、
金、レニウムあるいはそれらの合金が適切である。本発
明によれば、このプロセス温度で安定であり、前述の貴
金属の橋結合あるいは一部を有する他の材料が貴金属部
材に使用することができる。この貴金属の橋結合あるい
は一部は、ガラス溶融物に面する外面あるいは外側と、
貴金属部材の内面あるいは内側との間に延在しなければ
ならない。このタイプの橋は網状組織あるいは多量の繊
維とすることができる。白金容器及び／又は白金皿を貴
金属部材として使用することができる。精製が行なわれ
る溶融物含有容器の領域にのみ酸素が作用することが最
も重要である。本発明の方法の好ましい実施形態におい
て、貴金属パイプは特に精製工程が行なわれる領域に配
置される。このパイプは容器の底部を通ることが好まし
い。この種のパイプは蛇行形状を適宜有しており、この
パイプが全体の精製領域を通過することが好ましい。場
合により、その精製領域の一カ所に酸素洗滌貴金属パイ
プを取付ければ十分であることが分かった。その最も単
純な形態は、酸素洗滌貴金属パイプがＵ字形パイプであ
り、このパイプは溶融物内に配置され、上方から溶融物
中に浸されるか、下方から溶融物中にガイドされる。そ
のいずれの場合でも、Ｕ字形パイプの水平部分が容器の
底部に沿って延びるか、底部からある短い距離だけ離間
される。
【００１４】他の好ましい実施形態においては、貴金属
部材が酸素ガスですすぎ可能な撹拌器を備えている。こ
のように、溶融物の機械的撹拌と完全な混合を行なう有
利な特徴が互いに組み合わさせることができる。貴金属
のすすぎのための酸素含有ガスとして有利なものは、特
にガス及びオイルバーナーからの排気ガス等のプロセス
ガスである。しかしながら、本発明に係る方法では、純
粋酸素を使用することも可能である。このプロセスの好
ましい他の実施形態においては、酸素投入が制御装置に
よって制御される。この制御は、Frey, Schaeffer and
Baucke in Glasstechn. Ber.[Glass Engineering Repor
t] ５３，１１６〜１２３頁（１９８０年）で説明され
たプロ−ブ等のプロ−ブによって酸素分圧が決定される
ように行なわれることが好ましい。貴金属部材への酸素
投入はプロ−ブからの測定値に対応して制御装置によっ
て正確に制御することができる。ＣＯ2あるいはまたＳ
Ｏ2等の他のガスは酸素清澄化によっても除去されるた
め、酸素インプットは適当なＣＯ2プロ−ブあるいはま
たＳＯ2プロ−ブによっても制御することができる。
部材が酸素ガスですすぎ可能な撹拌器を備えている。こ
のように、溶融物の機械的撹拌と完全な混合を行なう有
利な特徴が互いに組み合わさせることができる。貴金属
のすすぎのための酸素含有ガスとして有利なものは、特
にガス及びオイルバーナーからの排気ガス等のプロセス
ガスである。しかしながら、本発明に係る方法では、純
粋酸素を使用することも可能である。このプロセスの好
ましい他の実施形態においては、酸素投入が制御装置に
よって制御される。この制御は、Frey, Schaeffer and
Baucke in Glasstechn. Ber.[Glass Engineering Repor
t] ５３，１１６〜１２３頁（１９８０年）で説明され
たプロ−ブ等のプロ−ブによって酸素分圧が決定される
ように行なわれることが好ましい。貴金属部材への酸素
投入はプロ−ブからの測定値に対応して制御装置によっ
て正確に制御することができる。ＣＯ2あるいはまたＳ
Ｏ2等の他のガスは酸素清澄化によっても除去されるた
め、酸素インプットは適当なＣＯ2プロ−ブあるいはま
たＳＯ2プロ−ブによっても制御することができる。
【００１５】本発明に係る他の実施形態においては、本
発明に係る精製プロセスによってガラス溶融物中に注入
された酸素が精製後に行なわれる工程で除去される。こ
の工程は、公知の物理的方法の他に例えば低圧で作業す
ることによって行なうことができる。まだ残っている溶
けた酸素及び／又は微細で見えないことが多い気泡は低
圧下で膨張し、それにより溶融物の表面に迅速に上昇す
る。他の可能な実施形態では、このプロセス工程で溶融
物に圧力が作用して、所謂、気泡生成の「強制停止（fo
rcing off)」が起きる。しかしながら、この方法の特に
有利な実施形態では、溶融物中に他の水素透過性貴金属
部材を配置すること、及び水素、水素含有ガス、及び／
又は水及び／又はアンモニア等の高温で水素を分離する
蒸気をその部材に作用させることが特に好ましい。この
様に、溶融物中にまだ残っている酸素が水及び／又は水
酸基に還元され、それらがガラス溶融物及び完成ガラス
内に溶融される。これら後者の完成品は完成ガラスのガ
ラス特性に顕著な影響を与えない。制御装置及び部材が
この工程で水素の供給を制御することが好ましい。この
制御装置及び部材それ自体がガラス溶融物の制御領域に
浸された酸素プロ−ブからのその制御信号を受信する。
発明に係る精製プロセスによってガラス溶融物中に注入
された酸素が精製後に行なわれる工程で除去される。こ
の工程は、公知の物理的方法の他に例えば低圧で作業す
ることによって行なうことができる。まだ残っている溶
けた酸素及び／又は微細で見えないことが多い気泡は低
圧下で膨張し、それにより溶融物の表面に迅速に上昇す
る。他の可能な実施形態では、このプロセス工程で溶融
物に圧力が作用して、所謂、気泡生成の「強制停止（fo
rcing off)」が起きる。しかしながら、この方法の特に
有利な実施形態では、溶融物中に他の水素透過性貴金属
部材を配置すること、及び水素、水素含有ガス、及び／
又は水及び／又はアンモニア等の高温で水素を分離する
蒸気をその部材に作用させることが特に好ましい。この
様に、溶融物中にまだ残っている酸素が水及び／又は水
酸基に還元され、それらがガラス溶融物及び完成ガラス
内に溶融される。これら後者の完成品は完成ガラスのガ
ラス特性に顕著な影響を与えない。制御装置及び部材が
この工程で水素の供給を制御することが好ましい。この
制御装置及び部材それ自体がガラス溶融物の制御領域に
浸された酸素プロ−ブからのその制御信号を受信する。
【００１６】酸素は冷却領域で好ましく除去される。こ
のことは、適切な他の貴金属部材がこの領域に配置され
ていることを意味する。この他の貴金属部材は、酸素を
溶融物中で発生するための上記貴金属部材のように全体
として形成することができる。所謂、供給トラフはガラ
ス溶融物から酸素を除去するための他の好ましい場所で
ある。本発明はまた、前述の方法を実施するための装置
を含む。本発明に係る装置は液体、特にガラス溶融物が
貴金属部材に接触している領域を備えている。この貴金
属部材は液体及び／又はガラス溶融物に面する片側と、
その液体に及び／又はガラス溶融物に面していない酸素
が作用する他方の側を有する。この装置の特殊な実施形
態においては、この貴金属部材は、ガラス溶融物が清澄
化される容器ベースあるいは底部である。本発明の他の
好ましい実施形態では、貴金属部材は内側を酸素ガスで
すすぐことのできる機械的撹拌器である。
のことは、適切な他の貴金属部材がこの領域に配置され
ていることを意味する。この他の貴金属部材は、酸素を
溶融物中で発生するための上記貴金属部材のように全体
として形成することができる。所謂、供給トラフはガラ
ス溶融物から酸素を除去するための他の好ましい場所で
ある。本発明はまた、前述の方法を実施するための装置
を含む。本発明に係る装置は液体、特にガラス溶融物が
貴金属部材に接触している領域を備えている。この貴金
属部材は液体及び／又はガラス溶融物に面する片側と、
その液体に及び／又はガラス溶融物に面していない酸素
が作用する他方の側を有する。この装置の特殊な実施形
態においては、この貴金属部材は、ガラス溶融物が清澄
化される容器ベースあるいは底部である。本発明の他の
好ましい実施形態では、貴金属部材は内側を酸素ガスで
すすぐことのできる機械的撹拌器である。
【００１７】本発明に係る方法によって得られたガラス
は、ディスプレイスクリ−ン、特にテレビジョン又はコ
ンピュ−タモニタ等用の電子管、及びＬＣＤやＴＦＴ等
のフラットスクリ−ン装置を製造するのに特に適してい
る。また、本発明に係る方法によって得られたガラス
は、光学レンズ及びユニット及びそれらを内蔵した装置
に特に適している。ランプガラス及び光源用ガラスも適
切な用途である。本発明に係る方法によって得られたガ
ラスはまた、Ｃｅｒａｎ（商標）パネル等の炉床用、及
び調理用品（Ｊｅｎａｅｒｇｌａｓｓ（商標））用、マ
イクロウェ−ブ調理用ユニット用の調理パネルを製造す
るのに適している。本発明の目的、特徴及び利点を添付
図面を参照して以下の好ましい実施形態の説明によって
詳細に説明する。
は、ディスプレイスクリ−ン、特にテレビジョン又はコ
ンピュ−タモニタ等用の電子管、及びＬＣＤやＴＦＴ等
のフラットスクリ−ン装置を製造するのに特に適してい
る。また、本発明に係る方法によって得られたガラス
は、光学レンズ及びユニット及びそれらを内蔵した装置
に特に適している。ランプガラス及び光源用ガラスも適
切な用途である。本発明に係る方法によって得られたガ
ラスはまた、Ｃｅｒａｎ（商標）パネル等の炉床用、及
び調理用品（Ｊｅｎａｅｒｇｌａｓｓ（商標））用、マ
イクロウェ−ブ調理用ユニット用の調理パネルを製造す
るのに適している。本発明の目的、特徴及び利点を添付
図面を参照して以下の好ましい実施形態の説明によって
詳細に説明する。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、石英、ソ−ダ、石灰、大
理石等のガラスを製造するための鉱物が微粉砕された塊
で供給されるガラス溶融物容器１０を示している。これ
らの固体物を溶融領域２０で溶融した後、容器１０の精
製（清澄化）領域３０内にさらに流れる。酸素入口部分
４２と酸素出口部分４４を備えた貴金属パイプ４０が、
容器１０の底部の精製領域３０に配置されている。酸素
入口部分４２は第一制御装置５０によって制御され、こ
の装置５０は精製領域３０に浸漬されあるいは浸された
第一酸素プロ−ブ６０からの制御信号を受信する。この
ガラス溶融物容器１０の溶融領域２０と精製領域３０
は、ガラス溶融物の表面にまで達しない分離壁８０によ
って冷却領域７０から分離される。この冷却領域７０に
は酸素供給貴金属パイプ４０と同様に形成される他の貴
金属パイプ９０が配置されている。この他の貴金属パイ
プ９０は水素、水蒸気あるいは他のガスとそれらの混合
物ですすがれるかあるいは洗滌される。このパイプ９０
による水素供給は、冷却領域７０内あるいはその後方に
配置された第二酸素プローブ１１０からのその制御信号
を受信する第二制御装置１００によって制御される。
理石等のガラスを製造するための鉱物が微粉砕された塊
で供給されるガラス溶融物容器１０を示している。これ
らの固体物を溶融領域２０で溶融した後、容器１０の精
製（清澄化）領域３０内にさらに流れる。酸素入口部分
４２と酸素出口部分４４を備えた貴金属パイプ４０が、
容器１０の底部の精製領域３０に配置されている。酸素
入口部分４２は第一制御装置５０によって制御され、こ
の装置５０は精製領域３０に浸漬されあるいは浸された
第一酸素プロ−ブ６０からの制御信号を受信する。この
ガラス溶融物容器１０の溶融領域２０と精製領域３０
は、ガラス溶融物の表面にまで達しない分離壁８０によ
って冷却領域７０から分離される。この冷却領域７０に
は酸素供給貴金属パイプ４０と同様に形成される他の貴
金属パイプ９０が配置されている。この他の貴金属パイ
プ９０は水素、水蒸気あるいは他のガスとそれらの混合
物ですすがれるかあるいは洗滌される。このパイプ９０
による水素供給は、冷却領域７０内あるいはその後方に
配置された第二酸素プローブ１１０からのその制御信号
を受信する第二制御装置１００によって制御される。
【００１９】本発明はガラス溶融物の酸素清澄化の方法
及び装置、並びにこの方法／及び装置を使用するプロセ
スで製造されたガラスに具体化されたものとして例示、
説明されたが、本発明の趣旨から何ら逸脱せずに種々の
改良と変形が可能であるため、本発明はその詳細な説明
に限定されるものではない。他の分析を要せずに、前述
の説明は本発明の要旨を十分示しているため、他の人々
は現在の知識を適用して、従来技術の観点からこの発明
の一般的あるいは特殊な態様の基本的な特徴をかなり構
成している特徴を省略せずに種々の用途に容易に適合さ
せることができる。請求するものは新規のものであり、
特許請求の範囲に記載する。
及び装置、並びにこの方法／及び装置を使用するプロセ
スで製造されたガラスに具体化されたものとして例示、
説明されたが、本発明の趣旨から何ら逸脱せずに種々の
改良と変形が可能であるため、本発明はその詳細な説明
に限定されるものではない。他の分析を要せずに、前述
の説明は本発明の要旨を十分示しているため、他の人々
は現在の知識を適用して、従来技術の観点からこの発明
の一般的あるいは特殊な態様の基本的な特徴をかなり構
成している特徴を省略せずに種々の用途に容易に適合さ
せることができる。請求するものは新規のものであり、
特許請求の範囲に記載する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るガラス溶融物を精製する方法の
フローチャートである。
フローチャートである。
１０…ガラス溶融容器、２０…溶融領域、３０…精製領
域、４０…貴金属パイプ、４２…酸素入口部分、４４…
酸素出口部分、５０…第一制御装置、６０…酸素プロ−
ブ、７０…冷却領域、８０…分離壁、１００…第二制御
装置
域、４０…貴金属パイプ、４２…酸素入口部分、４４…
酸素出口部分、５０…第一制御装置、６０…酸素プロ−
ブ、７０…冷却領域、８０…分離壁、１００…第二制御
装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス パイファー ドイツ、55128 インゲルハイム、アルト ゥンシュトラーセ ３ (72)発明者 クラウス−ディーター ドゥッフ ドイツ、55411 ビンゲン、アム ファル ター ４
Claims (15)
- 【請求項１】 ガラス溶融物含有容器内のガラス溶融物
を酸素で精製する工程を含むガラスを製造する方法であ
って、前記精製工程は、 ａ）ガラス溶融物中に少なくとも１つの貴金属部材を配
置する工程であって、前記少なくとも１つの貴金属部材
がガラス溶融物に面しない内面とそのガラス溶融物に面
する外面を有するようにする工程と、 ｂ）酸素あるいは酸素含有ガス混合物を、ガラス溶融物
に面しない前記少なくとも１つの貴金属部材の前記内面
に接触させて前記酸素あるいは酸素含有ガス混合物を前
記内面に作用させる工程を含むことを特徴とするガラス
製造方法。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの貴金属部材は前記
容器の少なくとも一部分であることを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記少なくとも１つの貴金属部材は前記
容器の底部上に直接配置されたパイプであることを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記少なくとも１つの貴金属部材はガス
によるすすぎが可能な撹拌装置からなることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記少なくとも１つの貴金属部材は、白
金族金属、金、金合金及び白金族金属の合金からなる群
から選択される金属からなることを特徴とする請求項１
に記載の方法。 - 【請求項６】 前記白金族金属は前記白金、レニウム及
びオスミウムであることを特徴とする請求項５に記載の
方法。 - 【請求項７】 前記ガラス溶融物に化学清澄剤を導入せ
ずに実施されることを特徴とする請求項１に記載の方
法。 - 【請求項８】 前記少なくとも１つの貴金属部材を前記
酸素あるいは前記酸素含有ガスに接触させることによっ
てガラス溶融物内に生成された酸素残留物を除去するた
めに、前記容器の冷却領域において前記ガラス溶融物に
他の貴金属部材を配置して、前記他の貴金属部材を水素
で洗滌する工程をさらに有することを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項９】 ガラス溶融物内に生成された前記酸素残
留物の濃度を酸素プロ−ブによって測定し、前記少なく
とも１つの貴金属部材内の前記酸素分圧及び前記他の貴
金属部材内の前記水素分圧の少なくとも１つを前記酸素
濃度プロ−ブで発生された制御信号によって制御する工
程をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の方
法。 - 【請求項１０】 前記貴金属部材の前記内面は前記ガラ
ス溶融物に接触しないが、前記貴金属部材の前記外面の
少なくとも１部分は前記ガラス溶融物に接触することを
特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 ガラス溶融物を精製するための装置で
あって、前記装置は前記ガラス溶融物が精製される精製
領域（３０）及び前記精製領域（３０）内に配置された
貴金属部材（４０）を備えるガラス溶融物含有容器（１
０）からなり、前記貴金属部材は前記ガラス溶融物に面
する片側とガラス溶融物に面しない酸素が作用する他の
側を有することを特徴とするガラス溶融物精製装置。 - 【請求項１２】 前記ガラス溶融物に面する前記貴金属
部材の前記片側の少なくとも１部分が前記ガラス溶融物
に接触し、前記ガラス溶融物に面しない他の側が前記ガ
ラス溶融物に接触しないことを特徴とする請求項１１に
記載の装置。 - 【請求項１３】 前記容器（１０）は容器底部を有し、
前記貴金属部材は前記容器底部からなることを特徴とす
る請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記貴金属部材は機械的撹拌装置であ
ることを特徴とする請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１５】 液晶ディスプレイ装置、薄膜トランジ
スタ、モニタ、テレビ受像管、光学レンズ、調理用ユニ
ット、マイクロウェーブユニット、電気装置、調理用レ
ンジ、窓ガラス、ランプガラス及びディスプレイガラス
の少なくとも１つのガラス用であって、前記ガラスはガ
ラス溶融物を精製する工程を有する方法によって製造さ
れ、前記精製工程は、 ａ）ガラス溶融物中に少なくとも１つの貴金属部材を配
置する工程であって、前記少なくとも１つの貴金属部材
がガラス溶融物に面しない内面とそのガラス溶融物に面
する外面を有するようにする工程と、 ｂ）酸素あるいは酸素含有ガス混合物を、ガラス溶融物
に面しない前記少なくとも１つの貴金属部材の前記内面
に接触させて前記酸素あるいは酸素含有ガス混合物を前
記内面に作用させる工程を含むことを特徴とするガラ
ス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10009425A DE10009425A1 (de) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Verfahren zur Sauerstoffläuterung von Glasschmelzen |
| DE10009425.2 | 2000-02-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001294428A true JP2001294428A (ja) | 2001-10-23 |
Family
ID=7632758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001051480A Withdrawn JP2001294428A (ja) | 2000-02-28 | 2001-02-27 | ガラス溶融物の酸素精製方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6769272B2 (ja) |
| EP (1) | EP1127851B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001294428A (ja) |
| CA (1) | CA2337579A1 (ja) |
| DE (2) | DE10009425A1 (ja) |
| ES (1) | ES2246946T3 (ja) |
Cited By (1)
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| JP2002121030A (ja) * | 2000-09-04 | 2002-04-23 | Carl Zeiss:Fa | ガラス溶融物への酸素気泡形成を抑制する方法、その方法を実施するための装置及びその方法で製造されたガラスの用途 |
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| DE102004007436B4 (de) | 2004-02-16 | 2017-11-16 | Schott Ag | Verwendung eines B2O3 - freien kristallisationsstabilen Aluminosilikatglases und dessen Herstellung |
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- 2000-02-28 DE DE10009425A patent/DE10009425A1/de not_active Ceased
-
2001
- 2001-02-20 CA CA002337579A patent/CA2337579A1/en not_active Abandoned
- 2001-02-23 ES ES01104378T patent/ES2246946T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-23 DE DE50107394T patent/DE50107394D1/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-23 EP EP01104378A patent/EP1127851B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-26 US US09/793,041 patent/US6769272B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-27 JP JP2001051480A patent/JP2001294428A/ja not_active Withdrawn
-
2004
- 2004-05-14 US US10/845,944 patent/US20040206126A1/en not_active Abandoned
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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