(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス溶融炉に投入される混合原料の嵩密度を一定とし、ガラス物品の品質の低下を抑制するガラス物品の方法を提供する。【解決手段】ガラスカレット及びガラス原料の混合原料を用いてガラス物品を得るガラス物品の製造方法であって、前記混合原料の嵩密度を測定する測定工程と、前記混合原料に、前記混合原料の嵩密度と異なる嵩密度を有する追加原料を添加し、前記追加原料を含む混合原料が所定の嵩密度となるように嵩密度を調整する嵩密度調整工程と、前記嵩密度調整工程により嵩密度が調整された混合原料を溶融する溶融工程と、を有するガラス物品の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスカレット及びガラス原料の混合原料を用いてガラス物品を得るガラス物品の製造方法であって、
前記混合原料の嵩密度を測定する測定工程と、
前記混合原料に、前記混合原料の嵩密度と異なる嵩密度を有する追加原料を添加し、前記追加原料を含む混合原料が所定の嵩密度となるように嵩密度を調整する嵩密度調整工程と、
前記嵩密度調整工程により嵩密度が調整された混合原料を溶融する溶融工程と、
を有することを特徴とするガラス物品の製造方法。
【請求項２】
前記追加原料は、第１の追加原料及び第２の追加原料からなり、
前記第１の追加原料は、前記混合原料よりも嵩密度が大きく、
前記第２の追加原料は、前記混合原料よりも嵩密度が小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のガラス物品の製造方法。
【請求項３】
前記追加原料はガラスカレットであることを特徴とする請求項1または２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、ガラス基板やガラス繊維等のガラス物品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス物品は、種々の用途で利用されている。特に、電子産業、通信機器産業においては、特殊機能が付与されたガラス製品が非常に多く利用されている。光ファイバ等の光部品、液晶表示装置やプラズマディスプレイ等のディスプレイ、デジタルカメラ等の画像入力装置等には、高機能を実現するためのガラス物品が採用されている。また、自動車産業においては、車両の軽量化を図るため、ガラス繊維により補強された熱可塑性樹脂が金属の代替として用いられている。
ガラス物品は、シリカ原料等を所定の比率に混合した混合原料を、ガラス溶融炉やガラス溶融ポットに投入し、所定時間加熱することによってガラス原料を溶融して溶融ガラスとし、さらに各種の均質化手段を利用して溶融ガラスの均質性を向上させ、溶融ガラスを各種成形装置によって所望の形状に成形することで製造される。
【０００３】
溶融ガラスの均質性を決定する要因は多数存在するが、重要な要因の１つとして、ガラス溶融炉に投入される混合原料の特性、例えば混合原料の粒子径、組成等などが挙げられる。これら以外にも、混合原料の嵩密度も重要である。
【０００４】
リサイクル、溶融性向上のため、混合原料として、シリカ、長石等のガラス原料に加えて、ガラスカレットを用いることがあり、ガラス溶融技術において、混合原料（ガラス原料＋ガラスカレット）の嵩密度管理の重要性が増してきている。混合原料の嵩密度が大きすぎると、混合原料が溶融しにくく、投入口付近に混合原料が堆積してしまう。そのため、ガラス溶融炉内での溶融ガラスの温度が不均一となり、溶融ガラスの均質性が低下し、ガラス物品の品質の低下につながる。一方、混合原料の嵩密度が小さすぎると、混合原料が溶融ガラスの液面上に長時間浮遊し、混合原料の溶融が不十分となる。そのため、ガラス溶融炉内での溶融ガラスの温度が不均一となり、溶融ガラスの均質性が低下し、ガラス物品の品質の低下につながる。
【０００５】
特許文献１は、容積及び質量既知の容器内に嵩密度既知の粉粒体と嵩密度未知の混合原料塊を充填し、充填された容器の質量を測定することによって嵩密度未知の混合原料塊の嵩密度の計測を行うことにより、イレギュラーな嵩密度を有する固結体がガラス溶融炉内に投入されることを防止することができ、溶融ガラスの不均質状態を生じさせることがなくなることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−８７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法を採用した場合であっても、実際の製造プロセスにおいては嵩密度が所定の範囲とならない場合がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ガラス溶融炉に投入される混合原料の嵩密度を一定とし、ガラス物品の品質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガラス物品の製造方法は、ガラスカレット及びガラス原料の混合原料を用いてガラス物品を得るガラス物品の製造方法であって、前記混合原料の嵩密度を測定する測定工程と、前記混合原料に、前記混合原料の嵩密度と異なる嵩密度を有する追加原料を添加し、前記追加原料を含む混合原料が所定の嵩密度となるように嵩密度を調整する嵩密度調整工程と、前記嵩密度調整工程により嵩密度が調整された混合原料を溶融する溶融工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
この構成であれば、混合原料をガラス溶融炉に投入する前に、その嵩密度の測定を行うため、混合原料の嵩密度の変化を把握することができる。そして、その結果に基づいて、溶融される混合原料の嵩密度が所定範囲内となるように、追加原料を混合原料に添加する。その結果、溶融ガラスの均質性が保たれ、ガラス物品の品質の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、本発明のガラス物品の製造方法は、前記追加原料は、第１の追加原料及び第２の追加原料からなり、前記第１の追加原料は、前記混合原料よりも嵩密度が大きく、前記第２の追加原料は、前記混合原料よりも嵩密度が小さいことが好ましい。
【００１２】
この構成であれば、測定工程において混合原料の嵩密度が所定範囲の上限値を上回った場合は、嵩密度の小さい第２の追加原料を混合原料に添加して嵩密度調整工程を行い、混合原料の嵩密度が所定範囲の下限値を下回った場合は、嵩密度の大きい第１の追加原料を混合原料に添加して嵩密度調整工程を行うため、ガラス溶融炉に投入される混合原料の嵩密度を容易に所定範囲内にすることができる。
【００１３】
また、本発明のガラス物品の製造方法は、前記追加原料はガラスカレットであることが好ましい。
【００１４】
この構成であれば、ガラスカレットを有効利用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に示した本発明により、溶融される混合原料の嵩密度を所定範囲内とし、ガラス物品の品質の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】ガラス物品製造装置の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００１８】
本実施形態のガラス物品の製造方法の説明の前に、ガラス物品製造装置について、図１を用いて説明する。
【００１９】
ガラス物品製造装置１は、原料投入装置２、ガラス溶融炉３、ガラス物品成形機４を主要構成として含む。
【００２０】
原料投入装置２は、ガラス溶融炉３に、ガラス原料及びガラスカレットを含む混合原料（投入混合原料）を投入するための装置である。  
【００２１】
原料投入装置２は、投入口２１ａと、排出口２１ｂを有するホッパー２１と、ホッパー２１から排出された混合原料及びガラスカレットをガラス溶融炉３まで搬送するコンベア２２を有する。ホッパー２１には、投入口２１ａから混合原料またはガラスカレットが投入される。ホッパー２１内に投入された混合原料またはガラスカレットは、排出口２１ｂから下方に排出される。ホッパー２１の排出口２１ｂには、図示しない開閉板が設けられており、開閉板を開閉させることにより、排出口２１ｂからの混合原料またはガラスカレットの排出量を制御している。開閉板の開閉は、例えば、開閉制御装置により制御される。原料投入装置２は、第１のホッパー２１Ａと、第２のホッパー２１Ｂと、第３のホッパー２１Ｃを備えている。これらのホッパー２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）の排出口２１ｂ（２１Ａｂ、２１Ｂｂ、２１Ｃｂ）の開閉板は、それぞれ独立に制御することができる。第１のホッパー２１Ａには、後述するように、投入口２１ａ（２１Ａａ）から、ガラス原料とガラスカレットからなる混合原料（ホッパー混合原料）が投入される。第１のホッパー２１Ａには、第１のホッパー２１Ａ内のホッパー混合原料の嵩密度を測定する測定装置（図示せず）が備えられている。第２のホッパー２１Ｂ及び第３のホッパー２１Ｃには、後述するように、投入口２１ａ（２１Ｂａ、２１Ｃａ）から追加原料であるガラスカレットが投入される。
【００２２】
コンベア２２は、ホッパー２１の排出口２１ｂの下方に配置されており、ホッパー２１より排出された混合原料及びガラスカレットを、ガラス溶融炉３に向けて搬送する。コンベア２２としては、例えば、スプロケットと、耐熱性の無端ベルトからなるベルトコンベアが好適に使用される。
【００２３】
ガラス溶融炉３は、投入混合原料を溶融する溶融槽３１と、溶融ガラスＧの清澄を行う清澄槽３２を有する。ここで、本明細書では、溶融槽３１側を上流側、清澄槽３２側を下流側と記載する。ガラス溶融炉３の炉壁、天井部及び底部等は耐火物で構成されている。なお、耐火物の材料は特に限定されず、公知の材料を使用することができる。また、耐火物成分の溶融ガラスＧ中への溶出が原因となって生じる脈理、異物などの発生を抑制するために、炉内の耐火物の表面を白金で覆ってもよい。
【００２４】
溶融槽３１は、上流側の炉壁に、投入混合原料を溶融槽３１内に投入するための投入口３３を備える。原料投入装置２のコンベア２２は、ホッパー混合原料を投入口３３まで搬送する。搬送されたホッパー混合原料は投入口３３から溶融槽３１内へ投入される。溶融槽３１は、その内部を加熱するために、底部に底部ヒーター３４を、上部に上部ヒーター３５を備えている。底部ヒーター３４としては、例えば、電気加熱装置を用いることができる。電気加熱装置としては、炭化珪素発熱体などを使用することができる。上部ヒーター３５としては、例えば、ガスバーナーを用いることができる。底部ヒーター３４及び上部ヒーター３５により、溶融槽３１の内部は、投入混合原料の組成に応じた温度（８００〜２０００℃程度）に加熱される。溶融槽３１の投入口３３から投入された投入混合原料は、加熱されることで溶融し、溶融ガラスＧとなる。
【００２５】
清澄槽３２において、溶融槽３１で得られた溶融ガラスＧは清澄される。溶融槽３１と清澄槽３２は、スロート３６により連通されている。
【００２６】
清澄槽３２には、ヘリウムガス等の不活性ガス等を清澄槽３２に供給するための気体供給パイプ３７や、図示しない加熱装置が備えられている。これらにより、溶融ガラスＧが清澄される。また、投入混合原料に清澄剤が混合されていれば、清澄槽３２での清澄が更に促進される。
【００２７】
清澄槽３２の下流側には、フィーダー３８が連結されている。フィーダー３８は、スターラー３９を備えている。清澄槽３２で清澄された溶融ガラスＧは、フィーダー３８のスターラー３９により撹拌され、均一化される。
【００２８】
その後、ガラス物品成形機４でガラス物品の成形が連続的に行われる。本実施形態において、ガラス物品成形機４は、図示しない数百から数千個の中空ノズルを有し、フィーダー３８の底部に備えられている。そして、ガラス物品成形機４の中空ノズルから溶融ガラスＧを引き出すことにより、繊維状のガラス物品（ガラス繊維）が製造される。
【００２９】
本実施形態において、ガラス物品成形機４は、ガラス繊維を製造するための装置であるが、他にも、板ガラスやガラス瓶等を製造するための装置であってもよい。
【００３０】
次に、上記のガラス物品製造装置１を用いたガラス物品の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、ホッパー混合原料を第１のホッパー２１Ａに投入する。ホッパー混合原料は、シリカ原料、アルミナ原料等の複数種の原料からなるガラス原料と、板ガラス等の粉砕ガラスからなるガラスカレットを所定の割合で調合することにより得られたものである。ホッパー混合原料の嵩密度を所定の範囲内とする観点から、ガラスカレットの粒度分布は狭いことが好ましい。
【００３２】
なお、ホッパー混合原料は、ガラス物品の生産量等の生産条件に応じて第１のホッパー２１Ａに、投入口２１Ａａから連続的に、または間欠的に投入される。
【００３３】
第１のホッパー２１Ａに投入されたホッパー混合原料は、排出口２１Ａｂから連続的に、または間欠的に排出される。第１のホッパー２１Ａ内には嵩密度の測定装置が備えられており、この測定装置により、第１のホッパー２１Ａ内のホッパー混合原料の嵩密度が測定される（測定工程）。
【００３４】
第２のホッパー２１Ｂ及び第３のホッパー２１Ｃには、追加原料である２種類のガラスカレットが投入される。２種類のガラスカレットは、嵩密度が異なり、第２のホッパー２１Ｂに投入されるガラスカレットは、第３のホッパー２１Ｃに投入されるガラスカレットよりも嵩密度が大きい。
第２のホッパー２１Ｂに投入されるガラスカレットの嵩密度は、後述するホッパー混合原料の嵩密度の上限値よりも大きく、第３のホッパー２１Ｃに投入されるガラスカレットの嵩密度は、ホッパー混合原料の嵩密度の下限値よりも小さい。ここで、第２のホッパー２１Ｂに投入されるガラスカレットは、第１のガラスカレット（第１の追加原料）と呼び、第３のホッパー２１Ｃに投入されるガラスカレットは、第２のガラスカレット（第２の追加原料）と呼ぶ。
第１のガラスカレットと第２のガラスカレットは、例えば、以下のようにして得られる。
例えば、窯からオーバーフローした溶融ガラスや、ボトムドレイン等を水砕するなどして得た塊状のガラスを所定の粒度となるまで粉砕することにより得られたガラスカレットを第１のガラスカレットとし、板ガラス等を第１のガラスカレットと異なる粒度に粉砕または粗砕することにより得たガラスカレットを第２のガラスカレットとする。
なお、それぞれのガラスカレットの粒度は分級により揃えることが好ましい。
【００３５】
各ホッパー２１の排出口２１ｂの開閉板を制御する開閉制御装置は、第１のホッパー２１Ａの測定装置から測定されたホッパー混合原料の嵩密度の情報を取得し、その情報に基づいて第２のホッパー２１Ｂ及び第３のホッパー２１Ｃの排出口２１Ｂｂ、２１Ｃｂの開閉板を制御する。具体的には、初めに、第１のホッパー２１Ａの内のホッパー混合原料の嵩密度を測定するための測定装置によりホッパー混合原料の嵩密度を測定する。次に、開閉制御装置は、ホッパー混合原料の嵩密度が所定範囲の上限値を上回ったか否か、及び下限値を下回ったか否かを判定する。ホッパー混合原料の嵩密度が上限値を上回った場合、第３のホッパー２１Ｃの排出口２１Ｃｂの開閉板を制御してホッパー混合原料の嵩密度が所定範囲内になるように第２のガラスカレットを所定量排出する。ホッパー混合原料の嵩密度が下限値を下回った場合、第２のホッパー２１Ｂの排出口２１Ｂｂの開閉板を制御してホッパー混合原料の嵩密度が所定範囲内になるように所定量排出する。このようにして、ガラス溶融炉３に投入される投入混合原料の嵩密度が所定範囲内となるように調整される（嵩密度調整工程）。
【００３６】
なお、嵩密度調整工程において、各ホッパー２１の排出口２１ｂの開閉板の開閉動作を連動させることが好ましい。すなわち、第１のホッパー２１Ａの排出口２１Ａｂからホッパー混合原料が間欠的に排出される場合、第２のホッパー２１Ｂ及び第３のホッパー２１Ｃの排出口２１Ｂｂ、２１Ｃｂからも、ガラスカレットを間欠的に排出させることが好ましい。
【００３７】
また、第１のホッパー２１Ａの排出口２１Ａｂから排出されるホッパー混合原料の排出量が変動する場合、第２のホッパー２１Ｂ及び第３のホッパー２１Ｃの排出口２１Ｂｂ、２１Ｃｂから排出されるガラスカレットの排出量も、排出口２１Ａｂから排出されるホッパー混合原料の排出量に連動させることが好ましい。
【００３８】
また、ホッパー混合原料の嵩密度の所定範囲からの乖離量に応じて、第２のホッパー２１Ｂの排出口２１Ｂｂの開閉板の開度及び第３のホッパー２１Ｃの排出口２１Ｃｂの開閉板の開度を調整するようにすることで、より精度の高い投入混合原料の嵩密度調整が可能となる。
【００３９】
（他の実施形態）
本実施形態では、第１のホッパー２１Ａの測定装置で嵩密度を測定し、第２のホッパー２１Ｂ及び第３のホッパー２１Ｃのガラスカレットにより嵩密度を調整しているが、例えば、事前に混合原料の嵩密度を測定しておき、ホッパーに、混合原料及び混合原料の嵩密度に応じた量のガラスカレットを投入することにより、嵩密度を調整してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１    ガラス物品製造装置
２    原料投入装置
３    ガラス溶融炉
４    ガラス物品成形機
【図１】
2016037437.tif 000003