[發(fā)明專利]制備玻璃的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980107721.X
• 申請(qǐng)日: 2009-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN101959805A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·佩德博斯克;D·馬丁;O·桑托拉;R·于歇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法國圣戈班玻璃廠
• 主分類號(hào): C03B5/04
• 分類號(hào): C03B5/04;C03B5/193;C03C3/087;C03C10/00;C03C4/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉維升;林森

本發(fā)明涉及玻璃熔融領(lǐng)域。它更特別地涉及可以控制該玻璃的氧化還原度的方法，涉及通過這種方法獲得的產(chǎn)品。

玻璃的熔融通常借助于使用熔爐的連續(xù)方法來進(jìn)行。在該熔爐的上游端引入粉狀原料(如，例如砂、石灰石、白云石、碳酸鈉、硼酸、氧化鋁、長石、鋰輝石等等)。這些尚末熔融的材料形成在位于熔爐上游的區(qū)域中在玻璃浴上展開的覆蓋層。事實(shí)上，粉狀原料比熔融玻璃的密度更低并且浮在后者上。熔爐通常使用至少一個(gè)架空的(aérien)燃燒器進(jìn)行加熱，其或每個(gè)火焰在該區(qū)域上面以及在位于遠(yuǎn)下游的并且不被該非熔化材料覆蓋層覆蓋的區(qū)域上面伸展。該熔爐可以例如包括多個(gè)架空的燃燒器，每個(gè)在基本垂直于玻璃位移的方向中發(fā)展火焰。在由至少一個(gè)燃燒器的該火焰或者每個(gè)火焰發(fā)射的輻射作用下，粉狀材料熔融和/或彼此起化學(xué)反應(yīng)以產(chǎn)生熔融的玻璃浴。

然而這種玻璃浴充滿了氣態(tài)夾雜物(或者氣泡)，因?yàn)樵谝恍┣闆r下粉狀原料經(jīng)受的化學(xué)反應(yīng)釋放大量氣體(例如，CO₂，對(duì)于石灰石或者碳酸鈉的除碳酸)。該玻璃必須在被稱為精制步驟的步驟期間除去氣態(tài)夾雜物。該步驟通常在比熔融步驟的更高的溫度下進(jìn)行，因?yàn)楦邷鼐哂薪档筒ＡУ恼扯鹊男Ч?，因此加速該氣泡在玻璃浴中上升和它們?cè)谒霾Ａг〉谋砻嫣幍某?。?dāng)氣泡具有大直徑時(shí)，氣泡的上升是更快的。目前使用的精制技術(shù)這時(shí)在于能夠在玻璃浴內(nèi)進(jìn)行除氣(dégagement?gazeux)：如此形成的氣泡將與玻璃浴的殘余氣泡合并，形成大直徑氣泡，其去除速率高。通常在通過熱協(xié)助減少最初氧化物種(例如Sb₂O₅、As₂O₅、CeO₂或者SnO₂)的精制期間獲得這種除氣。這些被稱為精制劑的物種少量地與其它原料一起被引入。為了完全起到其釋放氧作用，重要的是這些物種最初是非常主要地以它們的最高氧化度存在。為此，已知的是與氧化性化學(xué)試劑(如硝酸根)一起引入這些試劑。

一旦該玻璃已經(jīng)精制，即除去它的氣態(tài)夾雜物，然后它逐漸冷卻至它的粘度可以進(jìn)行它的處理或者成型的溫度。示意地，用于制備玻璃的連續(xù)方法包含以下連續(xù)步驟(對(duì)應(yīng)于熔爐的不同區(qū)域)：裝爐、熔融，然后精制和最后冷卻(或者降溫)。

已知，在熔融或者精制玻璃的步驟期間，甚至接近于裝爐區(qū)，將氧化性氣體(特別地氧)鼓泡進(jìn)入玻璃浴。這種鼓泡的目的通常是氧化可與原料混合的有機(jī)雜質(zhì)(如描述在申請(qǐng)EP-A-0261725中)，或者保持精制劑如上述在高氧化度中的那些。例如申請(qǐng)或者專利US2007/0022780和US6,871,514描述了其中在裝爐或者熔融(在低于精制溫度的溫度下)期間進(jìn)行鼓泡氧可以使精制劑穩(wěn)定在它們的最高氧化程度，如此有利于隨后精制。申請(qǐng)F(tuán)R2187709本身描述了在熔融或者精制步驟期間鼓泡氧以均勻化該熔融玻璃。申請(qǐng)US2008/0034799最后描述在熔融和精制特種玻璃(包含高含量的重金屬(如鉭、鉛或者鉍)氧化物的玻璃)期間鼓泡氧，以避免使這些氧化物還原至金屬。

本發(fā)明人現(xiàn)在已經(jīng)證明在精制步驟之后進(jìn)行鼓泡氧化性氣體可以顯示出某些優(yōu)點(diǎn)，特別地在形成的玻璃的氧化還原(oxydoréduction)方面。這些優(yōu)點(diǎn)在下文中進(jìn)行解釋。根據(jù)本發(fā)明的方法已經(jīng)特別地證明對(duì)于在不使用化學(xué)氧化劑時(shí)獲得具有非常低的氧化還原(rédox)的玻璃，因此非常氧化的玻璃是特別有利的。

本發(fā)明目的因此為用于制備玻璃的連續(xù)方法，其包括裝爐粉狀原料、通過熔融獲得玻璃浴、精制然后冷卻的連續(xù)步驟。該方法特征在于在精制步驟之后將氧化性氣體鼓泡到所述玻璃浴中。

術(shù)語“熔融”被理解表示可以從固態(tài)原料獲得熔融玻璃主體的任何反應(yīng)或者整個(gè)化學(xué)反應(yīng)。它通常不是在該術(shù)語的物理意義上的熔融，即使前述熔融反應(yīng)可在總的熔化過程中進(jìn)行。

措辭“精制步驟”被理解為表示在其期間去除包含在玻璃浴中的氣態(tài)夾雜物的任何步驟。它特別地可以是化學(xué)精制，在精制劑與原料一起被引入的意義上。這些精制劑是在熔融和精制步驟期間氣體釋放的來源。該精制劑可以特別地選自三氧化二砷，氧化銻，二氧化鈰或者氧化錫，硫酸鹽(特別地硫酸鈉或硫酸鈣，被稱為石膏)，硫化物(例如硫化鋅)，或鹵素，特別地氯化物(例如氯化鈣或者鋇)，或者其混合物?？赡艿幕旌衔锸抢缪趸a和/或氧化銻，和鹵素如氯化物。另一種可能的混合物是硫酸鹽和被還原的物種(如焦炭或者硫化物)之間的組合。

該玻璃優(yōu)選地是基于二氧化硅的玻璃，即按質(zhì)量計(jì)包含大于50％，特別地60％的SiO₂。它優(yōu)選地包含低于1％，甚至低于0.5％或者零含量的重金屬(Ta、Bi、Pb、Nb、Sb)的氧化物。