專(zhuān)利名稱(chēng)：減少玻璃揮發(fā)并提高玻璃均質(zhì)性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及玻璃生產(chǎn)。具體地，本發(fā)明涉及在玻璃生產(chǎn)操作過(guò)程中精煉的玻璃配料組合物。
背景玻璃生產(chǎn)通常要通過(guò)生產(chǎn)玻璃配料而進(jìn)行，而該玻璃配料在進(jìn)行最終的玻璃生產(chǎn)操作之前要進(jìn)行熔融和精煉。精煉是一個(gè)加熱步驟，該步驟除了其它目的之外，還生成一種反應(yīng)后的組分的混合組合物，并散發(fā)出揮發(fā)材料的氣體。在混合形成玻璃配料組合物的組分中有熔融或精煉助劑，這些助劑盡管可能不會(huì)使玻璃組合物本身增加有用成分，但其在形成玻璃組合物的混合和反應(yīng)操作中還是有用的。例如硼在許多操作中被用作熔融助劑。另一種材料為鉛，其是許多晶體類(lèi)玻璃的組分。由于在熔融和精煉操作中應(yīng)用高溫，致使這些組分中許多會(huì)由于揮發(fā)而損失。這種損失意味著需要應(yīng)用過(guò)量的材料并會(huì)導(dǎo)致不希望的散發(fā)和費(fèi)用。因此需要一種生產(chǎn)具有減少的揮發(fā)的玻璃配料的方法。
概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種生產(chǎn)具有降低的揮發(fā)性物質(zhì)損失的玻璃組合物的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有提高了的均質(zhì)性和純度的玻璃組合物。通過(guò)一種制備含揮發(fā)性物質(zhì)的玻璃組合物的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這些和其它目的，該方法包括通過(guò)混合揮發(fā)性組分源、硅酸鹽組分和其它玻璃形成組分而形成玻璃形成組分的配料。熔融和精煉所述玻璃形成組分的配料，從而得到玻璃組合物。精煉產(chǎn)生具有更高的均質(zhì)性和純度的玻璃組合物。另外，與不用硅酸鹽組分而生產(chǎn)的具有等同組成的玻璃組合物相比，在玻璃操作過(guò)程中放出了更少量的揮發(fā)性物質(zhì)。
優(yōu)選實(shí)施方案的描述本發(fā)明的一種實(shí)施方案是一種生產(chǎn)玻璃組合物的方法，其中通過(guò)混合揮發(fā)性組分源、硅酸鹽化合物和其它玻璃形成組分而形成玻璃形成組分的配料。然后將這種玻璃形成組合物在熔爐中熔融和精煉。與不用硅酸鹽化合物產(chǎn)生的具有等同組成的玻璃組合物相比，所形成的玻璃組合物具有降低了的氧化物分布改變或降低了的揮發(fā)性組分的損失，其中所述氧化物分布在所述熔爐的進(jìn)料端測(cè)量。
所述揮發(fā)性物質(zhì)優(yōu)選選自硼和重金屬。所述重金屬包括鉛、硒、和鈷。根據(jù)玻璃制造者的具體配方，可以應(yīng)用其它重金屬。
硅酸鹽化合物為通式為KuNavAlwCaxMgySiOz的硅酸鹽化合物，其中K為鉀、Na為鈉、Al為鋁、Ca為鈣、Mg為鎂、Si為硅、O為氧，并且u、v和w分別獨(dú)立地為約0至約0.5；x和y分別獨(dú)立地為約0.1至約0.6；z的值平衡經(jīng)驗(yàn)通式。所述硅酸鹽化合物可以由天然資源得到或應(yīng)用US 6,211,103B1中的方法方便地合成。在一種實(shí)施方案中，u、v和w的值分別為約0，而x和y的值優(yōu)選為約0.5。
其它玻璃形成組分按照玻璃生產(chǎn)者的專(zhuān)用配方確定。通常針對(duì)特定應(yīng)用提供砂子、白云石、苛性堿和提供無(wú)機(jī)化合物的其它材料。
在玻璃生產(chǎn)熔爐中應(yīng)用典型的玻璃生產(chǎn)方法和條件對(duì)玻璃形成組分的配料進(jìn)行熔融和精煉。不需要特定的加入、混合方法，也不要求其特定的順序。所形成的熔料可以在熔爐中處理從而生產(chǎn)玻璃組合物。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是通常的操作溫度可以降低50℃或更多。玻璃制造領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以很容易地確定由本優(yōu)點(diǎn)所提供的溫度降低與從熔爐中抽出玻璃的速率之間的平衡，只是要記住此處同時(shí)提供了有利的揮發(fā)性物質(zhì)的減少。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于粘度的降低及熱交換的增加等導(dǎo)致更快地達(dá)到玻璃熔融物的橫截面分布的均質(zhì)性。
當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的方法時(shí)，與不用所述硅酸鹽化合物而產(chǎn)生的具有等同組成的玻璃組合物相比，所產(chǎn)生的玻璃組合物具有降低了的氧化物分布改變和/或降低了的所述揮發(fā)性組分的損失，其中所述氧化物分布在所述熔爐的進(jìn)料端測(cè)量。應(yīng)用本發(fā)明所達(dá)到的氧化物分布的改變有利地降低了至少約10％，更優(yōu)選為15％。
揮發(fā)性物質(zhì)的損失有利地減少了至少約5％質(zhì)量，更優(yōu)選為10％質(zhì)量。在一種實(shí)施方案中硼為揮發(fā)性物質(zhì)，通過(guò)揮發(fā)而損失的硼減少了至少約10wt％。
在另一種優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)另外混合長(zhǎng)石質(zhì)組分而對(duì)上述方法進(jìn)行調(diào)整。這種長(zhǎng)石質(zhì)材料可以為大量天然或合成形式的長(zhǎng)石或長(zhǎng)石類(lèi)材料中的任何一種。這種長(zhǎng)石質(zhì)材料為含有鋇、鈣、鉀或鈉組分的鋁硅酸鹽。所述長(zhǎng)石質(zhì)材料優(yōu)選為含有少量鈉的通式為KAlSi3O8的鋁硅酸鉀。
下列實(shí)施例用來(lái)描述本發(fā)明，并不打算限制本發(fā)明。
實(shí)施例1通過(guò)混合Synsil硅酸鹽、砂子和其它生產(chǎn)具有典型氧化物組分的玻璃配料的專(zhuān)用化合物而生產(chǎn)玻璃形成配料。Synsil硅酸鹽按照US6,211,103B1的方法生產(chǎn)，并由Synsil Products Inc.得到，其具有如下經(jīng)驗(yàn)組成氧化物組分 質(zhì)量百分比CaO 24.5MgO 17.8SiO253.5Al2O33.4Fe2O30.12Na2O0.40玻璃配料具有如下組成組分 質(zhì)量百分比Synsil硅酸鹽 15揮發(fā)性組分 0.5其它組分 84.5所述通過(guò)用合適量的白云石代替Synsil硅酸鹽形成具有等同最終玻璃氧化物的比較配料。本發(fā)明玻璃的log 3粘度的溫度為至少約20℃或低于比較樣品的值。這種較低的粘度值導(dǎo)致更好的均質(zhì)性和降低了的氧化物變化。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)玻璃組合物的方法，所述方法包括通過(guò)混合如下組分形成玻璃形成組分的配料揮發(fā)性組分源，其含有選自硼和重金屬的揮發(fā)性物質(zhì)；通式為KuNavAlwCaxMgySiOz的硅酸鹽化合物，其中K為鉀、Na為鈉、Al為鋁、Ca為鈣、Mg為鎂、Si為硅、O為氧，并且u、v和w分別獨(dú)立地為約0至約0.5；x和y分別獨(dú)立地為約0.1至約0.6；以及其它玻璃形成組分；在熔爐中熔融和精煉所述玻璃形成組分的配料，由所形成的熔融物得到玻璃組合物；與不用所述硅酸鹽化合物而產(chǎn)生的具有等同組成的玻璃組合物相比，所述玻璃組合物具有降低了的氧化物分布的改變或降低了的所述揮發(fā)性組分的損失，其中所述氧化物分布在所述熔爐的進(jìn)料端測(cè)量。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括混合長(zhǎng)石質(zhì)組分。
3.權(quán)利要求1的方法，其中u、v和w分別為約0。
4.權(quán)利要求1的方法，其中揮發(fā)性物質(zhì)為鉛或硒化合物。
5.權(quán)利要求1的方法，其中揮發(fā)性物質(zhì)為硼。
6.權(quán)利要求5的方法，其中揮發(fā)的硼減少了至少約10wt％。
全文摘要
提供一種生產(chǎn)玻璃的方法，所述玻璃具有降低了的組分揮發(fā)。這種方法減少了在玻璃生產(chǎn)過(guò)程中散發(fā)出的金屬和其它揮發(fā)性物質(zhì)。這種方法包括在玻璃組合物的生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用鈣鎂硅酸鹽。
文檔編號(hào)C03C6/02GK1511118SQ02810719
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月11日
發(fā)明者J·A·霍克曼, J A 霍克曼 申請(qǐng)人:密執(zhí)安特種礦石公司