(57)【要約】【課題】ガラス熔融炉の構造部材等に起因する熔融ガラス中の欠陥を効率的に低減することができ、ガラス熔融炉の耐用期間を大幅に延長できるガラス熔融炉とそのガラス熔融炉を使用する各種のガラス物品の製造方法の提供する。【解決手段】本発明のガラス熔融炉１０は、多成分系無機酸化物ガラスＧの熔融に供する白金族元素で作製されたガラス熔融容器よりなるガラス熔融炉１０であって、少なくとも熔融ガラスの気液界面に接する箇所に該容器内の内壁材２１に沿って緩衝耐火材２２を配設した構造であることを特徴とする。また本発明のガラス物品の製造方法は、上記のガラス熔融炉１０中へガラス原料Ｍを投入する工程、ガラス原料Ｍを加熱して熔融ガラスＧにする工程及び熔融ガラスＧを強制流動させることで均質化操作を行う工程よりなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多成分系無機酸化物ガラスの熔融に供する白金族元素で作製されたガラス熔融容器を備えたガラス熔融炉であって、
少なくとも熔融ガラスの気液界面に接する箇所に該容器内の内壁材に沿って緩衝耐火材を配設した構造であることを特徴とするガラス熔融炉。
【請求項２】
緩衝耐火材が２以上の部材よりなることを特徴とする請求項１記載のガラス熔融炉。
【請求項３】
緩衝耐火材が、ガラス熔融容器の内壁材と異なる組成であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガラス熔融炉。
【請求項４】
緩衝耐火材が実質的に白金族元素を含有しないことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のガラス熔融炉。
【請求項５】
緩衝耐火材がセラミックス、ガラス、結晶化ガラス及び耐熱金属からなる群より選ばれた材料で構成されたものであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のガラス熔融炉。
【請求項６】
請求項１から請求項５に記載のガラス熔融炉中へガラス原料を投入する工程、ガラス原料を加熱して熔融ガラスにする工程及び熔融ガラスを強制流動させることで均質化操作を行う工程よりなることを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項７】
硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス又は無アルカリガラスの何れかの材質のガラス物品の製造を行うことを特徴とする請求項６に記載のガラス物品の製造方法。
【請求項８】
白金族元素の内の１以上のガラス物品中の元素成分の含有量、及び砒素、フッ素、アンチモン、塩素、ウラン、トリウム又は鉄の少なくとも１以上の元素成分のガラス物品中の含有量を管理しつつガラス物品の製造を行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のガラス物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機酸化物多成分系ガラス物品を製造するためのガラス熔融炉とガラス物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無機酸化物多成分系ガラスのガラス物品を製造するガラス製造業では、一般に所定量に混合、調整された複数の無機ガラス原料を各種加熱方法を採用することによって高温状態にして互いに反応させて熔融ガラスとし、均質化操作を行った後に用途に応じた形状に成形することで種々の分野で使用されるガラス物品が製造されている。そして無機酸化物ガラス物品を製造するガラス熔融炉は、原料混合物を加熱するバーナーや電極等の加熱設備を配設した耐熱性材料によって構成された容器（槽ともいう）を有しており、この槽内や容器内で上述の加熱による一連の工程が行われることとなる。ところでガラス物品を製造する上で最大の障害となるのは、ガラス物品に求められる均質性を阻むことになる各種の欠陥の存在である。このような欠陥には種々のものがあるが、代表的な欠陥としては種々の原因によって熔融ガラス中に残存する泡、熔融ガラスと同様のガラスではあっても組成の異なることで検知される脈理、ノット、すじ等と称される異組成部分、さらにガラス原料の未熔解や結晶化、あるいはガラス熔融炉に使用される構造材の劣化によって発生する異物、ブツなどと呼ばれるものがある。
【０００３】
この中でも、ガラス熔融炉に使用されている各種の構造材の劣化によって発生する異物については、種々改善を実現する発明が行われてきた。特許文献１では、ガラス熔融炉の側壁の一部を冷却することで冷却ガラスのライニング層を側壁内面に設ける機構に関する発明が行われている。また特許文献２、特許文献３、あるいは特許文献４では、白金合金の組成を変更することによって耐久性やクリープ等の強度に関する性能について優れた材料が得られるとする発明が開示されている。また特許文献５には、炉内の酸素雰囲気濃度を所定の状態に維持することによって白金異物の生成を抑止することができるとする発明も提示されている。
【特許文献１】特開平６−３２９４２０号公報
【特許文献２】特開平１０−１９５５６１号公報
【特許文献３】特開平１０−２８００７０号公報
【特許文献４】特開２０００−１６０２６８号公報
【特許文献５】特開２００１−１０８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、ガラス熔融炉に起因する異物の発生を抑止するための発明は多数行われてきたが、これまでに行われてきたものだけでは不充分である。特に、近年の情報関連機器等に使用されるガラス物品では、より一層高い均質性が求められるようになってきているため、従来の方法だけでは対処できていない。例えば、液晶表示ディスプレイに使用される薄板ガラスは、板ガラスを透過して画像が表示され、その画像を近距離で目視することになるため、光学的な機能を損なうことになるガラスの不均質や異物等の品位について高い要求を求められるものとなっている。またデジタルカメラなどに搭載される固体撮像素子では、その画素数の向上にともない、使用されるカバーガラスには一層の均質度が要求される場合もある。
【０００５】
このような状況に鑑み、本発明者は従来以上の均質度を熔融ガラスに実現すべく研究を重ね、特にガラス熔融炉の構造部材等に起因する熔融ガラス中の欠陥を効率的に低減することができ、ガラス熔融炉の耐用期間を大幅に延長できるガラス熔融炉とそのガラス熔融炉を使用する各種のガラス物品の製造方法の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のガラス熔融炉は、多成分系無機酸化物ガラスの熔融に供する白金族元素で作製されたガラス熔融容器を備えたガラス熔融炉であって、少なくとも熔融ガラスの気液界面に接する箇所に該容器内の内壁材に沿って緩衝耐火材を配設した構造であることを特徴とする。
【０００７】
ここで、多成分系無機酸化物ガラスの熔融に供する白金族元素で作製されたガラス熔融容器を備えたガラス熔融炉であって、少なくとも熔融ガラスの気液界面に接する箇所に該容器内の内壁材に沿って緩衝耐火材を配設した構造であるとは、高温状態にある熔融ガラスを滞留させる、あるいは流動させる機能を有する白金族元素製のガラス熔融容器をその構成装置として有するガラス熔融炉において、複数の酸化物に換算できる組成をもつ無機ガラス原料を加熱して熔融状態とするために使用されるガラス熔融容器の内壁面に沿い、少なくとも熔融ガラスの気液界面すなわちガラス融液の液面に接する箇所に配設する部材として、容器を構成する部材への熔融ガラスからの物理化学的な影響を緩和させ、さらに熔融容器に何らかの欠陥、損傷が発生してもそれによって発生した白金族元素を含有する異物が熔融ガラス中に混入するのを抑止する働きを有する緩衝耐火材を使用したものであることを表している。
【０００８】
緩衝耐火材としては、熔融ガラスを滞留させる、あるいは流動させる機能を有するガラス熔融容器を構成する部材が、熔融ガラスとの高温化学反応によって経時的に浸触、変質あるいは剥離することで初期の構造的な性能を維持しがたくなるのを緩和し、抑制する効果を有する材料であるならば、どのようなものであっても使用することができる。
【０００９】
また該容器の内壁材に沿って緩衝耐火材を配設した構造とは、容器の内表面に沿うように緩衝耐火材を設置したものであって、ここでの配設とは、化学反応によって結合組織を介して該容器の器壁の全表面と緩衝耐火材の全表面とを結合した状態とすることではなく、例え両方を何らかの接合手段を用いて化学的に接合する場合でも、一部表面についての接合を行い、熔融ガラスが部分的に容器内の器壁にまで到る状態となって熔融ガラスと容器の器壁面とが界面を形成することを許容する状態となることを意味するものである。よって、このような化学的な接合を介さずとも、例えば予め所定形状となるように成形された緩衝耐火材を容器の器壁に沿って並べ、緩衝耐火材と器壁に予め設けた突起や窪み構造とを当接させて締着する、あるいは所定箇所から耐火製の碇として働く耐火材と接合することで碇着する、または釘止め、鋲止めで固定する、さらに挿着や螺挿することでその配置を決めることができる。
【００１０】
このように、緩衝耐火材は、熔融ガラスと容器の内壁材との接触を妨げるのではなく、熔融ガラスと容器の内壁材とを接触させつつも、両方の反応を抑止する働きを有するということに加えて、例え内壁材に起源を有する異物等が発生しても、そのような異物が容易に緩衝耐火材という障壁を越えてガラス熔融容器の熔融ガラスへと流れ出し、ガラス物品中へと混入する事を防ぐバリアとしての機能も有するものである。このバリアとしての機能は、緩衝耐火材と容器の内壁材との間隔を所定の範囲に設定することによって実現する。この緩衝耐火材と容器の内壁材との間隔は、熔融ガラスの温度によっても変更する必要があるが、好ましくは１００ｍｍよりは小さい間隔とすることが肝要である。このように緩衝耐火材を所定の配設状態とすることによって、容器の内壁材の長所と緩衝耐火材の長所をそれぞれ生かしながら熔融ガラスの均質度を向上することが可能になる。
【００１１】
本発明のガラス熔融炉は、ガラス熔融容器以外に、ガラスの均質化に係るスターラーやバブラー、さらに屈曲構造部やパイプ構造などを併用することによって、容器の器壁に起因する問題以外の熔融ガラスの均質度に関係する問題を解決することができる。またガラス熔融容器以外に清澄容器（または清澄槽）、フィーダー、スロート等の公知の構成装置と最適な構造となるように組み合わせることによって成形品位や均質度の高いガラス物品を得ることができる。
【００１２】
また本発明のガラス熔融炉は上述に加え緩衝耐火材が２以上の部材よりなるものであるならば、複雑な器壁形状にも容易に対応することが可能となるので種々の形状の容器に対応することができ、好ましい。
【００１３】
ここで、緩衝耐火材が２以上の部材よりなるものであるとは、緩衝耐火材が複数の部材によって構成されるものであることを表している。複数の部材は同じ耐熱性、同じ耐触性で、物理化学的な諸性能が同等であるものであっても、同じ形状、表面性状の部材であっても、異なる性能で異なる形状のものであっても所定の緩衝性能を実現できるものであればよい。
【００１４】
また２以上の部材とする場合に、例えば複数の部材を積層構造とすることによって、バルク材を準備するに要する費用を削減することもできるし、積層構造とすることで多様な性能の部材による構成を実現することも容易となるものである。さらに２以上の部材を組み合わせる構造とすることで、容器の内側に配設する際の作業性を高めることもできる。つまり２以上の部材については、互いの表面に予め設けた凹凸形状を組み合わせることで一体化した状態に施工して１つの緩衝耐火材とすることも可能である。
【００１５】
また本発明のガラス熔融炉は上述に加え緩衝耐火材が、ガラス熔融容器の内壁材と異なる組成であるならば、ガラス熔融容器の弱点を補う性能を有するものとすることができるので好ましい。
【００１６】
ここで、緩衝耐火材が、ガラス熔融容器の内壁材と異なる組成であるとは、緩衝耐火材の質量百分率表示で表示させた場合に１％以上の違いがあるものを異なる組成とするものである。
【００１７】
そして、上記の観点からガラス熔融容器の内壁材との組成差は明瞭であることが好ましく、より好ましくは質量百分率表示で１０％以上、さらに好ましくは質量百分率表示２０％以上とすることで、最も好ましくは５０％以上の違いを有することである。
【００１８】
ガラス熔融容器の内壁材と異なる組成の緩衝耐火材を例示するならば、ガラス熔融容器の内壁材として坩堝形状あるいは容器形状の白金合金を使用し、その内部にジルコニア製耐火物、アルミナ製耐火物、シリカ製耐火物、熔融石英、合成石英、ガラスセラミックスを緩衝耐火材として配設することができる。また、ガラス熔融容器としてジルコニア製耐火物、アルミナ製耐火物、シリカ製耐火物、熔融石英、合成石英、ガラスセラミックスを使用した坩堝、槽を構成し、その内部に耐熱合金製の緩衝耐火材を配設することもできる。
【００１９】
また本発明のガラス熔融炉は上述に加え緩衝耐火材が実質的に白金族元素を含有しないものであれば、白金に起因する熔融ガラス中の異物の生成を抑止することができるため好ましい。
【００２０】
ここで、緩衝耐火材が実質的に白金族元素を含有しないものであるとは、緩衝耐火材が白金族元素であるルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）及び白金（Ｐｔ）のいずれに関しても、不純物としてｐｐｍオーダーで含有する場合は別として実質的に含有しないものであることを意味している。
【００２１】
白金族元素を含有すると、熔融ガラス中の酸化還元反応によって白金族元素が熔融ガラス中に混入し、熔融ガラスに対する溶解度の低い白金族元素含有異物等として熔融ガラス中に含まれることとなり、熔融ガラス中に再溶解することなくガラス製造装置の成形域まで流出し、成形されたガラス物品中に含有するものとなる確率が高くなるので好ましくない。この白金族元素含有異物は、最大寸法が数μｍから数百μｍ程度の大きさであって、ガラス物品の性能、とりわけ光学的な性能を低下させる原因となるものである。
【００２２】
また本発明のガラス熔融炉は上述に加え緩衝耐火材がセラミックス、ガラス、結晶化ガラス及び耐熱金属からなる群より選ばれた材料で構成されたものであるならば、十分な高温耐久性を実現できるので好ましい。
【００２３】
ここで、緩衝耐火材がセラミックス、ガラス、結晶化ガラス及び耐熱金属からなる群より選ばれた材料で構成されたものとは、少なくとも緩衝耐火材が無機結晶による耐火材か、あるいは軟化温度の高いガラス材、高融点の金属材料の何れかにより選択された構造部材よりなるものであることを表している。
【００２４】
本発明のガラス物品の製造方法は、上記に記載のガラス熔融炉中へガラス原料を投入する工程、ガラス原料を加熱して熔融ガラスにする工程及び熔融ガラスを強制流動させることで均質化操作を行う工程よりなることを特徴とする。
【００２５】
ここで上記に記載のガラス熔融炉中へガラス原料を投入する工程、ガラス原料を加熱して熔融ガラスにする工程及び熔融ガラスを強制流動させることで均質化操作を行う工程よりなるとは、熔融ガラスと接触するガラス熔融容器よりなる多成分系無機酸化物ガラスを熔融するためのガラス熔融炉で、該容器内の内壁材に沿って緩衝耐火材を配設した構造を有するガラス熔融炉を使用して、複数の無機ガラス原料を調合してガラス熔融炉中へと投入し、投入された原料を加熱装置により高温状態に加熱して熔融ガラスとし、さらに不均質状態の熔融ガラスに強制的な流動状態を強いることによって混合して均質化する各工程によって均質度の高いガラス物品を得ることを表している。
【００２６】
また、本発明のガラス物品の製造方法は、上述に加え硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス又は無アルカリガラスの何れかの材質のガラス物品の製造を行うものであれば、各種の用途に使用されるガラス物品を均質な状態にすることができるため好ましい。
【００２７】
ここで、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス又は無アルカリガラスの何れかの材質のガラス物品の製造を行うとは、複数の無機ガラス原料を調合する工程で、熔融して成形した後に硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス又は無アルカリガラスの組成を有するガラス物品とすることを表している。
【００２８】
硼珪酸ガラスは、ホウ素と珪素を主要なカチオンとして含有する材質であって、これらのカチオンの酸化物換算の質量百分率表示での合量が、ガラス組成として５割以上であるものが該当するものである。むろんホウ素や珪素以外にも、ガリウム、アルミニウム等の３価のカチオンやアルカリ金属元素のカチオン、アルカリ土類金属元素のカチオン、ランタノイドやアクチノイド等の元素のカチオンも適宜添加することができる。
【００２９】
アルミノ珪酸塩ガラスは、アルミニウムと珪素をカチオンとして含有する材質であって、これらカチオンの酸化物換算の質量百分率表示での合量が、ガラス組成として５割以上であるものが該当する。そして上述同様に他のアルミニウムや珪素以外の３価、２価のカチオン等を適宜添加できるものである。
【００３０】
無アルカリガラスは、実質的にアルカリ金属元素を含有しないガラス材質であって他の成分については特に限定されないが、アルカリ金属元素であってもｐｐｍオーダーの不純物相当の含有量は、実質的な無アルカリガラスに相当するものである。
【００３１】
さらに本発明のガラス物品の製造方法は、上述に加え白金族元素の内の１以上の元素成分のガラス物品中の含有量、及び砒素、フッ素、アンチモン、塩素、ウラン、トリウム又は鉄の少なくとも１以上の元素成分のガラス物品中の含有量を管理しつつガラス物品の製造を行うものであれば、性能や外観品位について優れたガラス物品を得やすいものとなるため好ましい。
【００３２】
ここで、白金族元素の内の１以上のガラス物品中の元素成分の含有量、及び砒素、フッ素、アンチモン、塩素、ウラン、トリウム又は鉄の少なくとも１以上の元素成分のガラス物品中の含有量を管理しつつガラス物品の製造を行うとは、元素記号表示でＰｔ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒと表示される内の１以上の元素成分の含有量を計測し、かつ元素記号表記でＡｓ、Ｆ、Ｓｂ、Ｃｌ、Ｕ、Ｔｈと表される成分について、ガラス物品の製造時にそのガラス物品中の含有量を定期的に計測することによって、１以上の成分の含有量
を確認し、両方の含有量の計測値の何れかについて、予め設定した限界含有量を越える場合には、その対応として熔融温度、熔融雰囲気条件、炉圧、ガラス流量の変更や投入するガラス原料種の構成の変更を適切に行うことによって改善を計り、それでも対応できないものについては選別するカレットとしてとりあえず保管するか、あるいは廃棄することによってガラス物品の性能やガラス物品外観品位に支障の発生しないガラス物品を得ることを表している。
【００３３】
白金族元素については、その濃度が高くなることによって、熔融ガラス中の異物の発生数も多くなる傾向が認められるため、異物発生数の管理が困難な場合であってもガラス物品中の濃度を計測することによって問題のない品位のガラス物品となっていることを確認することが可能となる。また本発明の構成では、ガラス物品中には異物混入が発生しなくとも、ガラス中の白金族元素濃度が上昇する場合もあるので注意が必要である。またそれに加えて砒素、フッ素、アンチモン、塩素、ウラン、トリウム又は鉄については、ガラスの環境面での影響やガラス物品を使用する上で含有量の多い場合の性能劣化が生じる危険性、さらにガラスの外観品位の低下に影響を及ぼすこともあり、その上限値を定めて管理しつつガラス物品の製造を行うことが好ましい。
【００３４】
白金族元素含有異物の計測やそれぞれの元素の分析については、公知となった方法、装置を使用することができる。計測についてはレーザー計測装置や顕微鏡、接眼鏡などを適宜使用することができ、元素分析についてはＩＰＣ発光分析、蛍光Ｘ線分析装置や湿式化学分析などを使用することが可能である。
【００３５】
本発明のガラス熔融炉とそのガラス熔融炉を使用するガラス物品の製造方法は、光学ガラスやフィルター用途の薄板ガラス、固体撮像素子用カバーガラス、光部品用レンズ材のガラスに適用されるガラス物品の熔融、成形に好適なものとして発明されたものであるが、諸条件さえ整えば、他の用途、例えばガラス繊維、結晶化ガラス、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置等に搭載されるフラットディスプレイ用板ガラス、高精度細管ガラス、ガラスブロック等の熔融、成形にも好適なものである。
【発明の効果】
【００３６】
（１）以上のように、本発明のガラス熔融炉は、多成分系無機酸化物ガラスの熔融に供する白金族元素で作製されたガラス熔融容器を備えたガラス熔融炉であって、少なくとも熔融ガラスの気液界面に接する箇所に該容器内の内壁材に沿って緩衝耐火材を配設した構造であるため、ガラス熔融容器に過度な負担が加わることなく、長期に亘り容器構成材表面の劣化を抑止することが可能であり、例え容器構成材料表面が劣化して異物等が発生しても、異物が容易に流出しない効果を奏するものである。
【００３７】
（２）また本発明のガラス熔融炉は、緩衝耐火材が２以上の部材よりなるものであれば、ガラス熔融容器の形状に相応しい形状の緩衝耐火材を採用することが容易であり、緩衝耐火材の施工も行い易いものである。
【００３８】
（３）さらに本発明のガラス熔融炉は、ガラス熔融容器の内壁材が、ガラス熔融容器と異なる組成であるならば、ガラス熔融容器の物理化学的な性質における弱点をカバーする性能を付与し、実現することで、複数の性能について、例えば熔融ガラスとの高温時の反応性、器壁硬度や構造的な強度のような２以上の相容れにくい性能について、高い要求を満足する構成を実現することが容易となる。
【００３９】
（４）また本発明のガラス熔融炉は、緩衝耐火材が実質的に白金族元素を含有しないならば、白金族元素に起因する異物を生成しないため、緩衝耐火材についての管理事項を減らすことが可能で、他の重要な監視事項に注力することが可能となる。
【００４０】
（５）また本発明のガラス熔融炉は、緩衝耐火材がセラミックス、ガラス、結晶化ガラス及び耐熱金属からなる群より選ばれた材料で構成されたものであれば、種々の熔融ガラスに最適な構成の緩衝耐火材を選択することで、各種のガラス材質の製造品位を向上することができる。
【００４１】
（６）本発明のガラス物品の製造方法は、上記のガラス熔融炉中へガラス原料を投入する工程、ガラス原料を加熱して熔融ガラスにする工程及び熔融ガラスを強制流動させることで均質化操作を行う工程よりなるものであるため、熔融炉の容量次第で少量生産から大量の生産まで、必要量に応じた安定した品位のガラス物品を得ることができ、顧客の要求を満足させることができる。
【００４２】
（７）また本発明のガラス物品の製造方法は、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸塩ガラス又は無アルカリガラスの何れかの材質のガラス物品の製造を行うものであるならば、高い化学的な耐久性を有し、一方で熔融が一般に困難なガラス材質であってもガラス物品中への泡の混入ばかりかガラス熔融炉起源の異物の発生を抑止することが可能となる。
【００４３】
（８）さらに本発明のガラス物品の製造方法は、白金族元素の内の１以上のガラス物品中の元素成分の含有量、及び砒素、フッ素、アンチモン、塩素、ウラン、トリウム又は鉄の少なくとも１以上の元素成分のガラス物品中の含有量を管理しつつガラス物品の製造を行うものであれば、ガラス物品中の白金族元素の濃度を低減して異物発生量を減らすと同時にガラス物品の性能を左右する各種性質を許容範囲内とすることができ、当初設計された組成によって発現させるガラスの性能を損なうことなく実現することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に本発明のガラス熔融炉とガラス熔融炉を利用するガラス物品の製造方法について、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００４５】
図１に本発明のガラス熔融炉１０について、その部分断面図を示す。このガラス熔融炉は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子用のカバーガラス、あるいはＬＤのカバーガラス、光部品等に使用される硼珪酸ガラス組成（質量百分率表示でＳｉＯ2  ５９％、Ａｌ2Ｏ３  １５％、Ｂ2Ｏ3  １０％、ＲＯ（Ｒ＝Ｍｇ＋Ｃａ＋Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｚｎ）  １６％）
で、無アルカリガラスにも該当する高純度ガラス材質を熔融する設備の一例である。このガラス熔融炉１０は、ジルコニア製の耐火物Ｒを外壁に有するものであるが、その内部にはガラス熔融容器であるガラス熔融槽２０の内壁表面が、質量百分率換算で白金９０％、ロジウム１０％の組成を有する厚さ０．４ｍｍの白金合金被膜材２１で施工されている。そしてさらに白金合金被膜材２１の表面に沿って、白金合金被膜材２１のほぼ全面を覆おう様に緩衝耐火材２２として厚さ２ｃｍの合成石英板２２が複数個並べられた状態となっている。この合成石英の板材２２は、白金合金被膜材２１と直接化学反応で接合せずにそれぞれの緩衝耐火材２２の端部に設けた凹凸部を部分的に組み合わせて配置しただけの状態である。このため熔融槽２０中の熔融ガラスＧは、２つの緩衝耐火材２２の狭間から白金合金被膜材２１へと流出して白金合金皮膜材２１の表面を濡らすような配設状態となっているが、熔融ガラスＧからの白金合金被覆材２１への高温物理化学的なアタックは緩衝耐火材２２の介在によって確実に弱められている。このため、長期使用時に白金合金被膜材２１の表面から生じる白金やロジウムに起因する異物の発生は、著しく抑制することが可能になっている。そして白金合金被膜材２１と合成石英板２２との間隔は、２ｍｍから２０ｍｍとなっているため、例え白金合金被膜材２１に起因する異物が発生してもこの両方の部材の隙間に異物は補足されて容易に流出できない状態となっている。
【００４６】
このガラス熔融炉１０によって、ガラス物品を製造する方法について、以下に説明する。
【００４７】
まず、予め所望の組成となるように秤量、混合されたガラス原料Ｍは、振動操作によって原料Ｍを搬送するオシレーション投入機２３によって熔融槽２０内へと連続的に投入される。投入されたガラス原料Ｍは、炉内に備えられた複数の発熱体２４による加熱によって、熔融槽２０内で高温状態に加熱されて反応ガスなどを発生させながら粗熔融状態の熔融ガラスＧとなる。そしてさらに加熱されてガラス化反応が進行した後に、熔融ガラスＧは熔融槽２０に連結したスロート４０を経て清澄槽３０へと流入する。清澄槽３０にはバブラー３１が配設されており、空気を連続的に上方Ａへと流入することによって熔融ガラスに強制的な流動を付与しており、この流れの働きで清澄操作が行われている。清澄に使用された排ガスは排ガス回収管によって系外Ｂへと排出される。一方清澄された熔融ガラスＧは、清澄槽３０に連結されたライザー５０を経てフィーダー６０へと流出し、さらにその先で撹拌（図示省略）等の均質化操作の後に、成形域（図示省略）で厚さ０．５ｍｍの薄板ガラスへと成形されることになる。
【００４８】
この形式のガラス熔融炉で連続生産を行う場合には、定期的にガラスのサンプリングを行うことによって、ガラス物品中の白金異物の個数管理に加え、白金、及び透過率に影響する鉄分の分析を行い、予め定めた上限値以下の管理が行われることになる。例えばＣＣＤ用カバーガラスの場合には、ガラス物品１００ｍｌの容積あたり最大外寸が５０μｍ以下の異物が１００個以下の個数となるように管理し、さらにガラス組成中の白金の含有量が５００ｐｐｍ以下で、かつ板ガラスの組み立て工程で使用する紫外線を十分に透過するためにはガラス物品中の鉄含有量が５００ｐｐｍ以下となるように管理することが大切である。このような管理を行うことによって、実使用上十分な性能を有するガラス物品とすることが可能となる。
【実施例２】
【００４９】
次いで、実施例１とは異なるガラス熔融炉７０を図２に示す。このガラス熔融炉７０は、発熱体２４で間接的に加熱を行うバッチ式の熔融設備であり、実施例１と同様のガラス材質のガラス物品を得るために高純度のガラス原料Ｍの熔融に使用するものであるが、この熔融炉７０は、強化のためにジルコニアを含有する素材を使用しており、質量百分率表示で白金含有率が８７％の白金熔融ポット材２１である。このポット２１の内部には、白金熔融ポット材２１の表面に沿った位置に緩衝耐火材として熔融石英製の厚さ５ｃｍのプレート２２が配設されている。このプレート２２は、白金熔融ポット材２１に固定するのではなく、その自重で配設位置が決まっているため、特定の方法を持って器壁に固定する必要はない。よって熔融ガラスＧは、白金熔融ポット材２１と界面を形成しているが、緩衝耐火材であるプレート２２の存在によって白金に起因する異物の生成が抑制されている。白金ポット材２１と緩衝耐火材２２との間には１ｍｍから１０ｍｍの隙間があり、例え異物が生成してもこの隙間に異物は補足された状態となるので容易に流出できない状態となっている。
【００５０】
この熔融設備でのガラス物品の製造方法は、次の様になる。実施例１と同様に予め調合したガラス原料を白金熔融ポット内に投入し、発熱体２４によって加熱して熔融ガラスとし、初期反応後に白金熔融ポットの上方に設置したスクリュー状スターラー（図示省略）を熔融ガラスＧ中に浸漬させて撹拌操作を行い熔融ガラスＧに強制的な流れを付与して均質な状態とする。そして一定時間後に、この白金熔融ポットに配設された流出パイプ（図示省略）から内部の熔融ガラスＧを流し出し、所定形状に鋳込み成形を行う。こうして得られたガラス物品は、緩衝耐火材２２を施さないポットを使用した場合より、ポットを構成する白金に起因する異物の発生が著しく少なくなり、高い均質度のガラス物品とすることが可能となる。
【００５１】
以上に示した実施例から明らかなように、本発明のガラス熔融炉とそのガラス熔融炉を使用したガラス物品の製造方法によれば、白金族元素を含有する異物の数を減少させることが可能となり、高い均質度を有するガラス物品を得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のガラス熔融炉の部分断面図。
【図２】本発明の他のガラス熔融炉についての断面図。
【符号の説明】
【００５３】
１０、７０    ガラス熔融炉
２０    熔融槽
２１    ガラス熔融容器内壁材
２２    緩衝耐火材
２３    投入機
２４    発熱体
３０    清澄槽
３１    バブリング
４０    スロート
５０    ライザー
６０    フィーダー
Ａ    バブリングガスの流れ方向
Ｂ    排ガスの流れ方向
Ｍ    ガラス原料
Ｇ    熔融ガラス
Ｒ    耐火物
【図１】
2007063097.tif 000003
【図２】
2007063097.tif 000004