減少在玻璃配料中所需要的硼的方法技術

提供一種生產玻璃的方法。應用鈣鎂硅酸鹽代替用作助劑的部分或全部氧化鎂，從而減少在玻璃配料操作過程中硼的用量。其附加益處是縮短了配料自由時間并降低了操作溫度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

Method for reducing the amount of boron needed in a glass batch

A process for producing glass is provided. Use of calcium silicate instead of as part or whole of Magnesium Oxide as an aid, thus reducing the amount of boron used in the Glass Batching process. The added benefit is that it reduces the burden free time and reduces the operating temperature.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種玻璃生產方法。具體地，本專利技術涉及的玻璃生產方法中應用氧化鎂組分形成玻璃配料以減少特定玻璃組合物所需的氧化硼的量。背景在許多硼硅酸鹽玻璃的生產方法中，例如在生產玻璃纖維、照明玻璃和其它玻璃的方法中，向玻璃配料中加入氧化鎂組分從而減少氧化硼的需要量。通常的經驗是通過加入氧化鎂可以至多減少玻璃配料中氧化硼組分約一半的量。雖然這解決了玻璃生產的一個方面，但有時可能導致生產問題。一個問題是與單獨應用氧化硼所形成的配料相比，所形成的玻璃配料熔融更慢，具有增加了的配料自由時間或需要更高的生產溫度。這些問題導致在玻璃配料中用氧化鎂代替氧化硼時的技術和經濟障礙。因此仍需要改進的組合物和生產方法，所述方法允許減少氧化硼的需要量。概述本專利技術的一個目的減少在玻璃組合物中氧化硼的需要量。另一個目的是用氧化鎂和其它組分代替玻璃配料中的氧化硼。還有一個目的是減少配料自由組合物的操作時間和/或降低生產氧化硼或等同組合物時的精煉溫度。通過一種生產玻璃配料的方法來實現這些和其它目的，其中所述方法包括混合氧化硼、氧化鎂、鈣鎂硅酸鹽、和其它玻璃組分從而產生玻璃配料，然后熔融、精煉并形成玻璃產品。在一種實施方案中，不再需要氧化鎂組分。優選實施方案的描述本專利技術的一種實施方案是由具體混合物形成的玻璃配料生產玻璃產品的方法。這種混合物通過將一定量的氧化硼化合物、一定量的鈣鎂硅酸鹽化合物、任選量的氧化鎂化合物、和一定量的其它玻璃組分混合在一起而形成，從而形成玻璃配料。然后對所形成的玻璃配料進行熔融和精煉從而產生一種玻璃組合物，而該玻璃組組合物最終形成玻璃產品。氧化硼化合物、鈣鎂硅酸鹽化合物、任選的氧化鎂化合物、和其它玻璃組分的各自用量取決于所要產生的玻璃的配方。正如這里所應用的，術語“比較玻璃配料”或“比較玻璃產品”指的是具有等量氧化物值的玻璃配料或產品，只是對于本專利技術所生產的具體玻璃產品而言，其氧化硼的當量值低于用已知的不用鈣鎂硅酸鹽化合物的方法所生產的玻璃產品，正如這里所描述的。已經出人意料地發現，通過應用這里所描述的鈣鎂化合物，需要比已知方法中用量更少的硼即可達到相同的結果。另外出人意料地發現，在應用氧化鎂化合物來減少針對特定目的所需的硼量的方法中，應用具體的硅酸鎂化合物進一步減少了達到所述結果所需要的氧化鎂的量。在一種優選的方法中，所述氧化鎂化合物的用量被減少至約為零。進一步出人意料地發現，通過本專利技術方法生產的最終玻璃產品中的硼的作用高于僅在生產方法中起作用而在最終產品特性中不起作用的剩余雜質。在一種優選實施方案中，本方法形成一種玻璃產品，該玻璃產品與比較玻璃產品相比，其氧化硼至少低10wt％，但具有等同的表面特性，所述比較玻璃產品由第二玻璃配料形成，而所述第二玻璃配料通過在不存在一定量的所述鈣鎂硅酸鹽化合物時，混合第二量的氧化硼化合物、任選第二量的氧化鎂化合物、以及第二量的其它玻璃組分而生產。本專利技術的鈣鎂硅酸鹽可以來自于天然資源或通過合成而產生。優選的鈣鎂化合物為在US 6,211,103B1中描述的物質。一種更優選的鈣鎂硅酸鹽具有經驗通式CaxMgySiOz，其中x和y的值分別獨立地為約0.1至約0.6，而z的值平衡化合物的氧化態。本專利技術的一個優點是所形成的玻璃配料的精煉配料自由時間與比較組合物的第二玻璃配料相比少至少25％。另一個優點是在達到等同的配料自由時間的前提下，應用本專利技術所形成的玻璃配料的精煉溫度比應用已知方法的比較組合物所需的精煉溫度低至少50℃。在一種優選的方法中，配料自由時間等于或低于用較少氧化鎂所產生的等同組合物的配料自由時間。另一個優點是精煉溫度等于或低于用較少氧化鎂產生的等同組合物的精煉溫度。一種優選的應用是應用本專利技術的方法生產一種為連續的帶狀玻璃纖維的玻璃產品。下列實施例用來描述本專利技術，并不限制本專利技術。實施例形成E-型玻璃纖維的玻璃配料，其中白云石或含白云石的石灰作為MgO源而加入，從而減少作為B2O3源的硼砂的量，從而得到針對化學耐久性的一組測量值。在組成相同的條件下形成第二配料，只是用一定量的鈣鎂硅酸鹽代替一定量的白云石或含白云石的石灰。所述鈣鎂硅酸鹽為Synsil硅酸鹽，來源于Synsil Products Inc.，其具有如下組成氧化物組分 質量百分比CaO 24.5MgO 17.8SiO253.5Al2O33.4Fe2O30.12Na2O 0.40在保持相同的化學耐久性的條件下，應用Synsil硅酸鹽的第二配料具有縮短了的配料自由時間，以及總體而言更好的熔融特性。權利要求1.一種生產玻璃產品的方法，該方法包括通過混合一定量的氧化硼化合物、一定量的鈣鎂硅酸鹽化合物、任選量的氧化鎂化合物、和一定量的其它玻璃組分形成玻璃配料，從而產生所形成的玻璃配料；然后熔融和精煉所形成的玻璃配料從而產生一種玻璃組合物；以及最后由所述玻璃組合物形成玻璃產品。2.權利要求1的方法，其中所述氧化鎂化合物的量約為0。3.權利要求1的方法，其中鈣鎂硅酸鹽具有經驗通式CaxMgySiOz，其中x和y的值分別獨立地為約0.1至約0.6，而z的值平衡化合物的氧化態。4.權利要求1的方法，其中所形成的玻璃產品與比較玻璃產品相比，其氧化硼至少低10wt％，但具有等同的表面特性，所述比較玻璃產品由第二玻璃配料形成，而所述第二玻璃配料通過在不存在一定量的所述鈣鎂硅酸鹽化合物時，混合第二量的氧化硼化合物、任選第二量的氧化鎂化合物、以及第二量的其它玻璃組分而生產。5.權利要求1的方法，其中與所述比較組合物的所述第二玻璃配料相比，所形成的玻璃配料的精煉配料自由時間少至少25％。6.權利要求1的方法，其中在產生等同配料自由時間的前提下，與所述比較組合物所要求的相比，所形成的玻璃配料的精煉溫度低至少50℃。7.權利要求4的方法，其中配料自由時間等于或少于用較少氧化鎂產生的等同組合物的配料自由時間。8.權利要求4的方法，其中精煉溫度等于或低于用較少氧化鎂產生的等同組合物的精煉溫度。9.權利要求1的方法，其中玻璃產品是連續的帶狀玻璃纖維。全文摘要提供一種生產玻璃的方法。應用鈣鎂硅酸鹽代替用作助劑的部分或全部氧化鎂，從而減少在玻璃配料操作過程中硼的用量。其附加益處是縮短了配料自由時間并降低了操作溫度。文檔編號C03C6/02GK1511119SQ02810720 公開日2004年7月7日 申請日期2002年6月10日 優先權日2001年6月11日專利技術者J·A·霍克曼, J A 霍克曼 申請人:密執安特種礦石公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生產玻璃產品的方法，該方法包括通過混合一定量的氧化硼化合物、一定量的鈣鎂硅酸鹽化合物、任選量的氧化鎂化合物、和一定量的其它玻璃組分形成玻璃配料，從而產生所形成的玻璃配料；然后熔融和精煉所形成的玻璃配料從而產生一種玻璃組合物；以及最后由所述玻璃組合物形成玻璃產品。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：JA霍克曼，
申請(專利權)人：密執安特種礦石公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]