堿石灰系玻璃的原料組合物制造技術

可以在玻璃原料熔融時有效抑制硫化鎳（ＮｉＳ）生成的堿石灰系玻璃的原料組合物。堿石灰系玻璃中存在的硫化鎳（ＮｉＳ）異物是玻璃原料中混入的含Ｎｉ金屬顆粒和熔融爐中使用的不銹鋼中的Ｎｉ成分與作為玻璃原料使用的Ｎａ＃－［２］ＳＯ＃－［４］中的硫磺（Ｓ）成分在高溫狀態下進行玻璃化反應過程中生成的，預先在玻璃原料中可添加微量的金屬氧化物、氯化物、硫酸鹽或者硝酸鹽形成的添加物。由此可以減低或者完全消除在熔融時發生Ｎｉ和Ｓ反應生成ＮｉＳ。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

Raw material composition of alkali lime glass

A raw material composition of alkali lime based glass capable of effectively inhibiting the formation of nickel sulfide (NiS) when molten glass material is molten. The nickel sulfide alkali lime in glass (NiS) is a foreign body in the raw glass mixed with Ni metal particles and melting furnace used in stainless steel and glass raw materials used as components of Ni and Na - 2 SO - 4 in sulfur (S) components in high temperature condition the glass formation in the reaction process, adding trace metal oxide, chloride, sulfate or nitrate formation additives in glass raw materials in advance. Thus, Ni and S reactions can be reduced or completely eliminated to produce NiS during fusion.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及堿石灰系玻璃的原料組合物，特別涉及可以在玻璃原料熔融時能有效抑制在玻璃基體中生成硫化鎳(NiS)，獲得高質量玻璃制品的堿石灰系玻璃的原料組合物。在目前所進行的堿石灰玻璃的制造方法中，在將玻璃原料在熔融爐中接近1500℃的高溫下溶化的過程中，熔融爐內部所使用的不銹鋼中的鎳(Ni)成分和在玻璃原料中作為雜質存在的含Ni金屬顆粒(例如不銹鋼顆粒)混入熔融玻璃中，Ni成分和作為玻璃原料使用的芒硝(Na2SO4)中的硫磺成分(S)發生反應，在熔融成形的玻璃基板中硫化鎳(NiS)作為微小異物存在。NiS異物的存在頻率非常低，低至十幾噸(t)玻璃制品為1個的程度，而且由于呈球狀，粒徑在0.3毫米以下，非常小，在生產線上檢測出來是非常困難的。這種由堿石灰系玻璃制成的基板由于加工作為建筑用玻璃或者汽車用的強化玻璃板，加熱至軟化點(600℃左右)后進行驟冷，在玻璃板的表面層上會產生壓縮應力。在強化工序中加熱、再回到常溫的強化玻璃中含有異物硫化鎳(NiS)時，在約350℃以上穩定的α相的NiS變成不穩定的相存在。由于α相在常溫下不能穩定存在，隨時間發生相轉變，變成常溫下穩定的β相。伴隨著這種相轉移，NiS的體積膨脹。強化玻璃板由于在其厚度方向的內部約2/3的部分存在拉伸應力層，在拉伸應力層上，NiS的體積膨脹加速破碎(破損)，造成玻璃板的自然破損。為了防止上述強化玻璃的自然破損，已知有下面的方法通過在強化工序中將加熱又返回到常溫的強化玻璃再次插入到煅燒爐(ソ-ク爐)中，再次進行加熱，保持一段時間，將強化玻璃中所含的NiS從不穩定的α相相轉移到在約300℃以下穩定的β相，發生體積膨脹，通過強制破碎強化玻璃，除去含有NiS異物的次品(也可稱為索克(ソ-ク)處理)。但是，進行以上述熱處理為重點的工序操作，由于升溫耗費許多時間和熱能，制造成本升高，并且對縮短交貨期和提高生產性有極大的妨礙。本專利技術為了解決上述目前存在的問題而作出的，其目的是提供一種可以有效抑制玻璃原料在熔融時生成硫化鎳(NiS)的堿石灰系玻璃的原料組合物。本專利技術的其它目的是提供一種堿石灰系玻璃的原料組合物，該組合物在玻璃原料中含有作為著色成分的微量氧化鐵(Fe2O3)、硒(Se)、鈰(Ce)或者其它金屬材料時，可有效抑制玻璃原料在熔融時生成NiS。在堿石灰系玻璃中存在的硫化鎳(NiS)異物是在玻璃原料中混入的含Ni金屬顆粒和熔融爐中使用的不銹鋼中的Ni成分與作為玻璃原料使用的Na2SO4中的硫磺(S)成分在高溫狀態下進行玻璃化的反應過程中生成的。如果預先在玻璃原料中添加微量的由金屬氧化物、氯化物、硫酸鹽或者硝酸鹽組成的添加物，可以減低或者完全消除在熔融時Ni和S發生反應生成NiS。其理由是，在玻璃原料中加入微量金屬氧化物時，NiS與其它金屬形成共熔化合物，分解溫度降低，并且，在加入微量金屬的氯化物、硫酸鹽或者硝酸鹽時，促進氧化作用，難以生成Ni的硫化物，結果，可以認為抑制了NiS的生成。本專利技術的一個方案的特征是在含有芒硝(Na2SO4)的玻璃原料中含有由金屬的氧化物、氯化物、硫酸鹽或者硝酸鹽組成的添加物。本專利技術的其它方案的特征是在含有芒硝(Na2SO4)并含有氧化鐵(Fe2O3)、硒(Se)、鈰(Ce)和其它金屬材料作為著色成分的玻璃原料中含有由金屬的氧化物、氯化物、硫酸鹽和硝酸鹽組成的添加物。上述金屬是選自錫(Sn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、錳(Mn)、鉛(Pb)、鋰(Li)、鉀(K)和鈉(Na)中的至少一種。在這種情況下，上述添加物占上述玻璃原料總重量的重量百分比為0.15％以下。在實際使用的浮筒式熔融爐中NiS異物的存在頻度為每十幾噸(t)1個的程度，玻璃制品中Ni成分的含量也在10ppm(0.001重量％)以下，是非常少的。因此，在玻璃原料中加入金屬氧化物等的量十分微量，根據本專利技術可以獲得減低或完全消除硫化鎳(NiS)生成的效果。(實施例1)在實際使用的浮筒式熔融爐中，在玻璃原料熔融時，將鎳(Ni)系的金屬和硫磺(S)成分反應，進行再現假定生成硫化鎳(NiS)的情況的試驗。首先，將表1所示的各原料混合，調制成200克的玻璃原料。接著，向玻璃原料中加入Ni金屬的粉末(粒徑為149微米)，加入量以占玻璃原料總重量的重量百分比(添加比例)表示為0.07％，調制加入Ni金屬粉末的玻璃原料1。表1 將加入鎳粉末的玻璃原料1放入氧化鋁制坩堝(容量250cc)中，將該氧化鋁制坩堝在600℃預熱30分鐘之后，插入保持在1370℃的電爐內，用10分鐘升溫到1400℃。接著，在該溫度下保持2.2個小時之后，從電爐內取出，將澆鑄件作為樣品玻璃1。表2表示在樣品玻璃1中Ni的添加比例(重量％)，NiS的最大粒度(微米)、單位玻璃重量NiS的個數(個/g)。NiS個數的測定采用體現顯微鏡進行。表2 如上所述準備5組玻璃原料，它與生成NiS的樣品玻璃1的玻璃原料1具有相同配比。在一組玻璃原料中，加入錫(Sn)的氧化物，即氧化錫(SnO2)，調制含有Ni金屬粉末和SnO2的玻璃原料，作為玻璃原料2。同樣，在一組玻璃原料中，加入鐵(Fe)的氧化物，即氧化鐵(Fe2O3)，調制含有Ni金屬粉末和Fe2O3的玻璃原料，作為玻璃原料3。同樣，在一組玻璃原料中，加入鈷(Co)的氧化物，即氧化鈷(CoO)，調制含有Ni金屬粉末和CoO的玻璃原料，作為玻璃原料4。同樣，在一組玻璃原料中，加入錳(Mn)的氧化物，即氧化錳(MnO)，調制含有Ni金屬粉末和MnO的玻璃原料，作為玻璃原料5。同樣，在一組玻璃原料中，加入鉛(Pb)的氧化物，即氧化鉛(PbO)，調制含有Ni金屬粉末和PbO的玻璃原料，作為玻璃原料6。接著，將這些玻璃原料2～6放入氧化鋁制坩堝中，將該氧化鋁制坩堝插入電爐內，升溫保持。然后從電爐內取出，將澆鑄件作為樣品玻璃2～6。表3表示各樣品玻璃中添加物的添加比例(重量％)、NiS的最大粒徑(微米)、單位玻璃重量NiS的個數(個/g)。表3 >表3表明，通過在玻璃原料中加入微量的金屬氧化物，具有抑制玻璃制品中NiS生成的明顯效果。(實施例2)重新準備3組與生成NiS的樣品玻璃1的玻璃原料1同樣配比的玻璃原料。接著，在一組玻璃原料中加入鈉(Na)的硝酸鹽，即硝酸鈉(NaNO3)，使NaNO3相對于玻璃原料中的芒硝(Na2SO4)的置換量為50％，調制含有Ni金屬粉末和NaNO3的玻璃原料，作為玻璃原料7。同樣，在一組玻璃原料中加入鉀(K)的硝酸鹽，即硝酸鉀(KNO3)，使KNO3相對于玻璃原料中的芒硝(Na2SO4)的置換量為50％，調制含有Ni金屬粉末和KNO3的玻璃原料，作為玻璃原料8。同樣，在一組玻璃原料中加入鋰(Li)的硝酸鹽，即硝酸鋰(LiNO3)，使LiNO3相對于玻璃原料中的芒硝(Na2SO4)的置換量為50％，調制含有Ni金屬粉末和LiNO3的玻璃原料，作為玻璃原料9。接著，將這些玻璃原料7～9放入氧化鋁制坩堝中，將該氧化鋁制坩堝插入電爐內，升溫保持。然后從電爐內取出，將澆鑄件作為樣品玻璃7～9。表4表示各樣品玻璃中金屬硝酸鹽的添加條件、NiS的最大粒徑(微米)、單位玻璃重量NiS的個數(個/g)。表4 表4表明，通過在玻璃原料中加入微量的金本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種堿石灰系玻璃原料組合物，其特征在于在含有芒硝（Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］）的玻璃原料中含有由金屬的氧化物、氯化物、硫酸鹽或者硝酸鹽組成的添加物。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：酒井千尋，年清義一，
申請(專利權)人：日本板硝子株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]