特開2023-39441ガラスまたはガラスセラミック、ならびにガラスまたはガラスセラミックの溶融および清澄方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023039441
(43)【公開日】2023-03-20
(54)【発明の名称】ガラスまたはガラスセラミック、ならびにガラスまたはガラスセラミックの溶融および清澄方法
(51)【国際特許分類】
C03B 5/225 20060101AFI20230313BHJP
C03C 3/091 20060101ALI20230313BHJP
【ＦＩ】
C03B5/225
C03C3/091
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022142758
(22)【出願日】2022-09-08
(31)【優先権主張番号】10 2021 123 303.8
(32)【優先日】2021-09-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】504299782
【氏名又は名称】ショット アクチエンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＯＴＴ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｈａｔｔｅｎｂｅｒｇｓｔｒ． １０， ５５１２２ Ｍａｉｎｚ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】オーラフ クラウセン
(72)【発明者】
【氏名】シュテフェン グリューン
(72)【発明者】
【氏名】トーマス リフカ
(72)【発明者】
【氏名】アンドレ シュレプファー
【テーマコード（参考）】
4G062
【Ｆターム（参考）】
4G062AA01
4G062AA11
4G062BB01
4G062DA06
4G062DA07
4G062DB01
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4G062DC04
4G062DD01
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4G062EE03
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4G062FJ01
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4G062FL01
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4G062GA10
4G062GB01
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4G062GD01
4G062GE01
4G062HH01
4G062HH03
4G062HH05
4G062HH07
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4G062HH11
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4G062HH17
4G062HH20
4G062JJ01
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4G062JJ07
4G062JJ10
4G062KK01
4G062KK03
4G062KK05
4G062KK07
4G062KK10
4G062MM01
4G062NN29
4G062NN33
4G062NN34
(57)【要約】 （修正有）
【課題】優れた生成物品質を維持しつつ、多価酸化物系清澄剤の必要量を低減する、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法を提供する。
【解決手段】方法は、原料のバッチを提供するステップと、メルトが得られるまでバッチを加熱するステップであって、特にバッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、メルトに清澄処理を施すステップであって、メルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップとを含む。
【選択図】図３
【解決手段】方法は、原料のバッチを提供するステップと、メルトが得られるまでバッチを加熱するステップであって、特にバッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、メルトに清澄処理を施すステップであって、メルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップとを含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、前記方法は、
－ 原料のバッチを提供するステップと、
－ メルトが得られるまで前記バッチを加熱するステップであって、前記バッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 前記メルトに清澄処理を施すステップであって、前記メルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップと
を含み、ここで、
式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、前記原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で使用し、
前記清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、前記清澄ステップにおける前記メルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への少なくとも３０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、前記温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当し、かつ前記方法は、
前記メルトの前記清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、前記温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整するステップを含む、方法。
－ 原料のバッチを提供するステップと、
－ メルトが得られるまで前記バッチを加熱するステップであって、前記バッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 前記メルトに清澄処理を施すステップであって、前記メルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップと
を含み、ここで、
式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、前記原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で使用し、
前記清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、前記清澄ステップにおける前記メルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への少なくとも３０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、前記温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当し、かつ前記方法は、
前記メルトの前記清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、前記温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整するステップを含む、方法。
【請求項2】
前記清澄ガラス、前記清澄ガラスセラミック、または前記ガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比が、少なくとも０．０２である、請求項１記載の方法。
【請求項3】
前記清澄ガラス、前記清澄ガラスセラミック、または前記ガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスにおけるＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－１の比、あるいはＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－２の比が、少なくとも０．６である、請求項１または２記載の方法。
【請求項4】
前記清澄剤が、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＺｎＳＯ４、Ｓｂ２Ｏ５、Ａｓ２Ｏ５、ＣｅＯ２、およびＳｎＯ２の一覧から選択される、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項5】
前記清澄ガラスまたは前記清澄ガラスセラミックがガラス１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡が８０個未満であり、かつ／またはガラス１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡が２個未満である、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項6】
バッチプロセスでの前記清澄時間が、少なくとも２時間であるが、ただし最長で９６時間であるか、
または連続プロセスでの清澄時の前記メルトの平均滞留期間が、少なくとも２時間であるが、ただし最長で１８時間である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
または連続プロセスでの清澄時の前記メルトの平均滞留期間が、少なくとも２時間であるが、ただし最長で１８時間である、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項7】
前記方法をバッチ式で実施する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項8】
前記方法を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項9】
前記方法を、１．０５未満の空燃比λで実施する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項10】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、前記溶融および／または前記清澄を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施し、前記溶融を、空燃比λ＞１．００、特に＞１．０５で実施し、かつ／または前記清澄を、空燃比λ＜１．０５、特に＜１．００で実施する、方法。
【請求項11】
請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法により製造可能であるかまたは製造された、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラス。
【請求項12】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスであって、前記ガラスまたは前記ガラスセラミックにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比が少なくとも０．０２であり、前記ガラスまたは前記ガラスセラミックがガラスまたはガラスセラミック１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡が８０個未満であり、かつ／または前記ガラスまたは前記ガラスセラミックがガラスまたはガラスセラミック１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡が２個未満である、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラス。
【請求項13】
前記ガラスまたは前記ガラスセラミックのＣＯ２収支がゼロである、請求項１１または１２記載のガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラス。
【請求項14】
前記ガラスが清澄剤ＸｎＯｍを含み、前記ガラスにおいて、温度Ｔ２および酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールで前記清澄剤からのＯ２放出量が最大で３０％である、請求項１１から１３までのいずれか１項記載のガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法、ならびにガラスまたはガラスセラミックに関する。
【0002】
背景技術
ガラスやガラスセラミックの製造に際して、これらは、溶融後に通常は清澄工程に供される。これは特に、溶解プロセス中に例えば炭酸塩系や水酸化物系の原料の分解により形成されるＣＯ２気泡やＨ２Ｏ気泡をガラスメルトから除去することを目的としている。ガラス製造の清澄段階では、ガラスメルト中に存在する気泡が成長して上昇し、表面からメルトの外に出ることができるようになる。
ガラスやガラスセラミックの製造に際して、これらは、溶融後に通常は清澄工程に供される。これは特に、溶解プロセス中に例えば炭酸塩系や水酸化物系の原料の分解により形成されるＣＯ２気泡やＨ２Ｏ気泡をガラスメルトから除去することを目的としている。ガラス製造の清澄段階では、ガラスメルト中に存在する気泡が成長して上昇し、表面からメルトの外に出ることができるようになる。
【0003】
一般的な清澄工程では、ガラスメルトを、溶融槽の一部、すなわち溶融槽の清澄セクションや下流域、例えば清澄チャンバで高温にする。メルトに清澄剤が含まれている場合、メルトは例えばＯ２などの清澄ガスを放出する。この清澄ガスが既存の気泡に拡散して気泡を拡大させることで、気泡がメルト中で上昇してメルトの外に出ることができる。
【0004】
例えば多価酸化物系清澄剤であるＳｂ２Ｏ５やＡｓ２Ｏ５といった幾つかの古典的な清澄剤については、現在では、使用しない、あるいは環境に適合した様式でのみ使用するという法的規制があるが、そのような清澄剤の使用の低減を求める顧客要求も存在する。
【0005】
例えばＳｎＯ２などの環境に適合した許容可能な清澄剤は、高濃度では、透過率や結晶化傾向といったガラスの特性に悪影響を与えるおそれがある。
【0006】
したがって、本発明の課題は、非常に良好な生成物品質を得るのに必要な多価酸化物系清澄剤の量を低減することである。
【0007】
発明の概要
本発明による方法は、優れた生成物品質を維持しつつ、多価酸化物系清澄剤の必要量を低減するという課題を解決するものである。
本発明による方法は、優れた生成物品質を維持しつつ、多価酸化物系清澄剤の必要量を低減するという課題を解決するものである。
【0008】
これに関連して、本発明による方法により、清澄剤から放出されるＯ２量を増加させて、選択された清澄温度で使用される清澄剤の転化率を高めることができ、清澄剤を比較的少量しか使用しなくても清澄の向上が達成され、すなわち、気泡をごくわずかにしか含まないガラスまたはガラスセラミックが得られる。
【0009】
第１の態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、該方法は、
－ 原料のバッチを提供するステップと、
－ メルトが得られるまでバッチを加熱するステップであって、特にバッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ メルトに清澄処理を施すステップであって、特にメルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップと
を含み、ここで、
式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で使用し、
清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への清澄剤の少なくとも３０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当し、かつ該方法は、
メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整するステップを含む、方法に関する。
－ 原料のバッチを提供するステップと、
－ メルトが得られるまでバッチを加熱するステップであって、特にバッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ メルトに清澄処理を施すステップであって、特にメルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップと
を含み、ここで、
式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で使用し、
清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への清澄剤の少なくとも３０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当し、かつ該方法は、
メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整するステップを含む、方法に関する。
【0010】
第２の態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、溶融および／または清澄を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施し、溶融を、空燃比λ＞１．００、特に＞１．０５で実施し、かつ／または清澄を、空燃比λ＜１．００、特に＜１．０５で実施する、方法に関する。
【0011】
第３の態様において、本発明は、本発明による方法により製造可能であるかまたは製造された、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスに関する。
【0012】
第４の態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスであって、ガラスまたはガラスセラミックにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比が少なくとも０．０２であり、ガラスまたはガラスセラミックがガラスまたはガラスセラミック１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡が８０個未満であり、かつ／またはガラスまたはガラスセラミックがガラスまたはガラスセラミック１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡が２個未満である、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスに関する。
【0013】
定義および方法
「ガラスメルト」または「メルト」とは、ガラス原材料またはガラス出発材料のバッチ体積で、１０７．６ｄＰａ・ｓ未満の粘度を有するものをいう。
「ガラスメルト」または「メルト」とは、ガラス原材料またはガラス出発材料のバッチ体積で、１０７．６ｄＰａ・ｓ未満の粘度を有するものをいう。
【0014】
「気泡」とは、ガラスまたはガラスメルト内に存在するガス状の介在物で、一般に少なくとも１０μｍの直径を有するものをいう。ここで「直径」とは、球相当径を意味する。本明細書において気泡の「サイズ」に言及する場合には、球相当径を意味する。本明細書において「気泡」という用語は、広義のガス状の介在物と、特定の意味での「ＣＯ２気泡」または「Ｏ２気泡」との双方であると理解することができる。
【0015】
「空燃比λ」とは、燃料が例えばＨ２ＯやＣＯ２などの燃焼生成物に反応または転化する際に利用できる酸素の量を定義するものである。したがって、λ＝１．００は化学量論的であり、燃料の多い混合気はλ＜１．００であり、燃料の少ない混合気はλ＞１．００である。したがって、燃料の少ないλ＞１．００の混合気では、（残存）酸素が過剰な状態で燃料を完全に転化させることができる。
【0016】
本明細書において固体または液体の文脈で「ｐｐｍ」に言及する場合、これは「重量／重量」と理解されるべきであり、気体の文脈での「ｐｐｍ」は、「体積／体積」に関するものである。
【0017】
「滞留時間」とは、連続プロセスにおいて、ガラスメルトの所定の部分が所定の容器または部分容器（例えば、溶融容器または清澄容器）内に留まり、そこから取り出されるまでの時間をいう。文献上では、「滞留時間」という用語は「滞留期間」とも同等に用いられている。「最小滞留時間」とは、連続プロセスにおいて、ガラスメルトの所定の部分が容器または部分容器内を最速の経路で通過しても、その部分が容器または部分容器内に留まる時間をいう。「流体力学的滞留時間」とは、「（部分）容器体積［ｍ３］」と「（部分）容器処理量［ｍ３・ｈ－１］」との比として定義される。したがって、「流体力学的滞留時間」とは、「平均滞留時間」または「平均滞留期間」、すなわち、連続プロセスにおいて、ガラスメルトの所定の部分が数学的平均値または物理的平均処理速度に対応する経路で容器または部分容器を通過する際に、この部分が容器または部分容器内に留まる時間と理解することができる。
【0018】
「清澄時間」とは、ガラスメルトの所定の部分が、バッチプロセスにおいて清澄を目的として所定の容器または部分容器（例えば、清澄容器）内に留まり、そこから取り出されるまでの時間をいう。この場合、メルトは、少なくとも一部の領域において、清澄温度、特にＴ２．５を上回る温度を有する。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】ガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスにおける清澄剤Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３およびＳｎＯ２の酸素放出量を温度に対して示す図である。
【図2】ガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスのメルトにＳｎＯ２で清澄処理を施したものの酸素分圧ｐ（Ｏ２）のグラフを示す図である。
【図3】ＳｎＯ２清澄ガラスセラミックにおけるスズの総量、すなわちＳｎＯおよびＳｎＯ２に対するＳｎＯの割合（モル％）を、溶融および清澄方法の温度および時間に対して示す図である。
【0020】
発明を実施するための形態
第１の態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、該方法は、
－ 原料のバッチを提供するステップと、
－ メルトが得られるまでバッチを加熱するステップであって、特にバッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ メルトに清澄処理を施すステップであって、メルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップと
を含み、ここで、
式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で使用し、
清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への清澄剤の少なくとも３０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当し、かつ該方法は、
メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整するステップを含む、方法に関する。
第１の態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、該方法は、
－ 原料のバッチを提供するステップと、
－ メルトが得られるまでバッチを加熱するステップであって、特にバッチを少なくとも一部の領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ メルトに清澄処理を施すステップであって、メルトを少なくとも一部の領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとするステップと、
－ 清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスを得るステップと
を含み、ここで、
式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で使用し、
清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への清澄剤の少なくとも３０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当し、かつ該方法は、
メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整するステップを含む、方法に関する。
【0021】
一実施形態において、「メルトに清澄処理を施す」ステップを清澄時間で実施し、バッチプロセスでの清澄時間は、少なくとも２時間であるが、ただし最長で９６時間である。
【0022】
別の一実施形態において、「メルトに清澄処理を施す」ステップを平均滞留期間で実施し、連続プロセスでの清澄時のメルトの平均滞留期間は、少なくとも２時間であるが、ただし最長で１８時間である。
【0023】
本方法の一実施形態において、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および清澄方法が対象となる。
【0024】
本方法のさらなる一実施形態において、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの清澄方法が対象となる。ここで、清澄の前に、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスを高温、すなわち清澄に適した温度、特にＴ２．５を上回る温度まで加熱することが、暗に前提となる。
【0025】
本方法により、優れた生成物品質を維持しつつ、多価酸化物系清澄剤の必要量を低減することが可能となる。本発明による方法は、清澄剤から放出されるＯ２量を増加させて、その都度必要な清澄温度で使用される清澄剤の転化率を高めることによって、これを達成するものである。したがって、本発明による方法により、清澄剤を比較的少量しか使用しなくても清澄の向上が達成され、すなわち、気泡をごくわずかにしか含まないガラスまたはガラスセラミックが得られる。
【0026】
本方法の一実施形態において、メルトが得られるまでバッチを加熱するステップを実施し、バッチを一部の領域においてまたは実質的に全領域においてＴ３を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ３は、１０３ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、バッチを最高で温度Ｔ２．５まで加熱し、ここで、温度Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当する。
【0027】
本方法の一実施形態において、メルトに清澄処理を施すステップを実施し、メルトを一部の領域においてまたは実質的に全領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、好ましくは、メルトを少なくともＴ２．２、Ｔ２－１００℃またはＴ２－１５０℃の温度に加熱し、ここで、Ｔ２．２は、１０２．２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、かつ／またはメルトを最高で温度Ｔ２まで加熱し、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当する。
【0028】
本方法の一実施形態において、メルトに清澄処理を施すステップを実施し、メルトを一部の領域においてまたは実質的に全領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、好ましくは、メルトを少なくともＴ２．２、Ｔ２－１００℃またはＴ２－１５０℃の温度に加熱し、ここで、Ｔ２．２は、１０２．２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、かつ／またはメルトを最高で温度Ｔ２まで加熱し、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、メルトに清澄処理を施すステップを清澄時間で実施し、バッチプロセスでの清澄時間は、少なくとも２時間、しかし最長で９６時間である。
【0029】
本方法の一実施形態において、メルトに清澄処理を施すステップを実施し、メルトを一部の領域においてまたは実質的に全領域においてＴ２．５を上回る温度まで加熱し、ここで、Ｔ２．５は、１０２．５ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、好ましくは、メルトを少なくともＴ２．２、Ｔ２－１００℃またはＴ２－１５０℃の温度に加熱し、ここで、Ｔ２．２は、１０２．２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、かつ／またはメルトを最高で温度Ｔ２まで加熱し、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当するものとし、メルトに清澄処理を施すステップを平均滞留期間で実施し、連続プロセスでの清澄時のメルトの平均滞留期間は、少なくとも２時間であるが、ただし最長で１８時間である。
【0030】
一実施形態において、本方法は、清澄剤の選択によって特徴付けられ、清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への清澄剤の少なくとも３０％の転化率、少なくとも３５％の転化率、少なくとも４０％の転化率、または少なくとも４５％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当する。清澄剤の転化率は、例えばメルトの温度やメルト中の酸素分圧など様々な要因に影響される。ここで、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２での所与の清澄剤の各転化率（％）は、化学平衡条件と関連している。例えば、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２の反応による少なくとも３０％の転化率とは、化学平衡状態において、ＸｎＯｍおよびＸｎＯｍ－１の総モル量に対して少なくとも３０モル％の還元種ＸｎＯｍ－１が存在することを意味する。明確にするために述べると、清澄剤が酸素分圧１バールおよび温度Ｔ２でメルトにおいてある転化率を有するという熱力学的特性を有している、という記述は、プロセスステップを特徴付けるものではなく、仮想的な溶融条件下での清澄剤の特性を特徴付けるものである。これは、メルトがある時点でＴ２温度でなければならず、かつ／または酸素分圧が１バールでなければならないことを意味するものではない。この特性は、所定の条件で清澄剤がどのような挙動を示すのかを表すものである。これにより、メルトの組成に応じた清澄剤の選択規定が示される。この清澄剤の特性は、実験により求めることができる。実際に実施されるプロセスステップおよび実際に生じる条件は、これとは区別して考えなければならない。こうすることで、本明細書に記載されているように清澄剤の実際の転化率に影響を及ぼすことができ、特に、酸素分圧を低下させることによってこの転化率を高めることができる。
【0031】
一実施形態において、本方法、特に清澄ステップを、清澄剤の実際の少なくとも３０％の転化率、少なくとも３５％の転化率、少なくとも４０％の転化率、または少なくとも４５％の転化率が生じるように十分な時間にわたって実施する。複数の清澄剤の混合物を使用する場合には、使用する清澄剤のモル割合の合計から得られる実際の転化率（モル％）が、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、または少なくとも４５％であることが好ましい。これは、化学平衡状態において、すべての還元種の合計が、還元種および酸化種の総モル量に対して少なくとも３０モル％存在することを意味する。ここで、当業者であれば、清澄剤の所望の転化率に必要な時間を理論的に推定することも、計測学的に求めて確認することも可能である（例えば、図３を参照）。この時間は、連続プロセスにおける清澄容器または清澄セクションでのメルトの平均滞留時間２～１８時間に相当し得る。同様に、この時間は、バッチプロセスにおける２～９６時間の清澄時間に相当し得る。
【0032】
一実施形態において、本方法は、メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低くなるように調整することを特徴とする（例えば、図２を参照）。メルトにおけるＯ２飽和度およびメルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）の低下は、それぞれの設定温度での化学平衡条件と関連している。明確にするために述べると、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度への言及は、参照値としてのみ用いられる。これは、実際にこの温度で平衡状態に達しなければならないということではない。本方法の特徴は、例えば、適切に選択された温度を調整し、かつ／または低い空燃比λを用いることにより実現可能である。代替的または追加的に、本方法の特徴は、例えば、ガラスメルトの上方の領域において、０．５バール以下、０．４バール以下、０．３バール以下、０．２バール以下、０．１バール以下、または０．０５バール以下の絶対圧力を用いることにより実現可能である。しかし、好ましくは、清澄時のメルトの上方での絶対圧力は少なくとも０．５バールである。
【0033】
ガラスメルト中の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％低下させることにより、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応、またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応によるそれぞれの平衡が、生成物側へ、すなわち清澄剤の還元に有利になるように、すなわち、還元された清澄剤およびその際に生成されるＯ２に有利になるようにシフトする。
【0034】
一実施形態において、式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］の清澄剤を使用する。一実施形態において、式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の清澄剤を使用する。これに関連するおよび関連しない一実施形態において、１つ以上の清澄剤を、原料のバッチの総重量に対して２重量％以下の濃度で、かつ／または原料のバッチの総重量に対して少なくとも０．０５重量％、少なくとも０．１重量％、もしくは少なくとも０．２重量％の濃度で使用する。一実施形態において、１つ以上の清澄剤を、原料のバッチの総重量に対して０．０５～２重量％、０．１～１重量％、または０．２～０．５重量％の濃度で使用する。清澄剤を１つ以上使用することができる。本明細書において「清澄剤」に言及する場合、これは複数の清澄剤を併用することを排除するものではない。しかし、本明細書に挙げられた清澄剤のいずれかを単独の清澄剤として使用することも可能である。複数の清澄剤を使用する場合、本明細書の記述が、相応して清澄剤の組み合わせに適用される。
【0035】
一実施形態において、塩化物およびフッ化物、例えばＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＦ、ＫＦの一覧から選択される追加の清澄剤を使用する。
【0036】
一実施形態において、清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による高酸化段階から低酸化段階への清澄剤の少なくとも３０％の転化率、少なくとも３５％の転化率、少なくとも４０％の転化率、少なくとも４５％の転化率、または少なくとも５０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当する。一実施形態において、清澄剤は、酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールおよび温度Ｔ２で、清澄ステップにおけるメルトと同じ組成のメルトにおいて、特に、ＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－１＋１／２Ｏ２および／もしくはＸｎＯｍ→ＸｎＯｍ－２＋Ｏ２の反応による、ならびに／またはＭｎＳＯ４→ＭｎＯ＋ＳＯ２＋１／２Ｏ２の反応による清澄剤の最高で９９％の転化率、最高で９５％の転化率、最高で９０％の転化率、または最高で８０％の転化率を有するという熱力学的特性を有しており、ここで、温度Ｔ２は、１０２ｄＰａ・ｓの溶融ガラスの粘度に相当する。
【0037】
本方法の一実施形態において、本方法は、ガラスメルト中の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、温度Ｔ３でのメルトにおけるＯ２飽和度に対して少なくとも６０％、好ましくは少なくとも７０％、または少なくとも８０％低くなるように調整するステップを含む。本方法の一実施形態において、本方法は、メルト中の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、メルトにおけるＯ２飽和度に対して最大で９９％、好ましくは最大で９５％、または最大で９０％低くなるように調整するステップを、バッチの加熱後でかつメルトの清澄処理前に含む。本方法の一実施形態において、本方法は、メルト中の酸素分圧ｐ（Ｏ２）を、メルトにおけるＯ２飽和度に対して６０％～９９％、好ましくは７０％～９５％、または８０％～９０％低くなるように調整するステップを、バッチの加熱後でかつメルトの清澄処理前に含む。
【0038】
一実施形態において、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比は、少なくとも０．０２、少なくとも０．０５、少なくとも０．１、少なくとも０．２、少なくとも０．３、または少なくとも０．４である。一実施形態において、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比は、最大で１．００、最大で０．９９、最大で０．９５、最大で０．９、最大で０．８、または最大で０．７である。一実施形態において、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比は、０．０２～１．０、０．０５～０．９９、０．１～０．９５、０．２～０．９、０．３～０．８、または０．４～０．７である。
【0039】
本方法により、その都度使用される清澄剤からの酸素の放出が促進され、それにより、清澄ガラス、清澄ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な清澄ガラスにおいて達成すべきＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比に関して所望の酸化還元比の調整が可能となる。特に本方法では、初期のＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比に応じてＦｅ２＋に有利になるように平衡をシフトさせる還元条件が促進され、それによって清澄結果が改善される。
【0040】
一実施形態において、本方法と、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスとの双方に関して、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおける清澄剤の酸化型に対する清澄剤の還元型の比、特にＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－１の比、あるいはＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－２の比は、少なくとも０．６、少なくとも０．７、少なくとも０．８、少なくとも１．０、または少なくとも２．０である。一実施形態において、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおける清澄剤の酸化型に対する清澄剤の還元型の比、特にＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－１の比、あるいはＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－２の比は、最大で９９．０、最大で９０．０、最大で５０．０、最大で１０．０、または最大で５．０である。一実施形態において、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおける清澄剤の酸化型に対する清澄剤の還元型の比、特にＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－１の比、あるいはＸｎＯｍに対するＸｎＯｍ－２の比は、０．６～９９．０、０．７～９０．０、０．８～５０．０、１．０～１０．０、または２．０～５．０である。本方法により、その都度使用される清澄剤からの酸素の放出が促進され、それにより、（清澄）ガラス、（清澄）ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能な（清澄）ガラスにおいてその都度使用される清澄剤の還元型と酸化型との望ましいあるいは所望の比の調整が可能となる。
【0041】
一実施形態において、清澄剤は、Ｎａ２ＳＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＳｒＳＯ４、ＺｎＳＯ４、Ｓｂ２Ｏ５、Ａｓ２Ｏ５、ＣｅＯ２、およびＳｎＯ２、またはそれらの混合物の一覧から選択される。
【0042】
清澄剤Ｓｂ２Ｏ５、Ａｓ２Ｏ５、ＣｅＯ２、およびＳｎＯ２は、原料のバッチにおいて、最初はそれぞれ最も低い酸化段階で供給されることが好ましい。例えば、清澄剤であるＳｂ２Ｏ５およびＡｓ２Ｏ５は、原料のバッチにおいて、通常はＳｂ２Ｏ３およびＡｓ２Ｏ３の形で提供される。重量％単位のデータ（重量％）は、各清澄剤、例えばＳｂ２Ｏ５、Ａｓ２Ｏ５、ＣｅＯ２およびＳｎＯ２のすべての酸化種および還元種の合計に対するものであり、したがって、例えばＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、ＣｅＯおよびＳｎＯもそれぞれ含まれる。
【0043】
一実施形態において、清澄剤はＳｎＯ２であり、特に清澄剤はＳｎＯ２であって、原料のバッチの総重量に対して０．０５～２重量％、０．１～１重量％、または０．２～０．５重量％の濃度で使用される。
【0044】
一実施形態において、清澄剤はＡｓ２Ｏ５であり、特に清澄剤はＡｓ２Ｏ５であって、原料のバッチの総重量に対して０．０５～２重量％、０．１～１重量％、または０．２～０．５重量％の濃度で使用される。
【0045】
一実施形態において、清澄剤はＳｂ２Ｏ５であり、特に清澄剤はＳｂ２Ｏ５であって、原料のバッチの総重量に対して０．０５～２重量％、０．１～１重量％、または０．２～０．５重量％の濃度で使用される。
【0046】
一実施形態において、清澄剤は硫酸塩であり、特にＮａ２ＳＯ４であって、原料のバッチの総重量に対して０．０５～２重量％、０．１～１重量％、または０．２～０．５重量％の濃度で使用される。
【0047】
前述の清澄剤は、単独で用いてもよいし、２つ以上の清澄剤を組み合わせて用いてもよい。さらなる一実施形態において、清澄を、さらに塩化物およびフッ化物により促進させることができる。
【0048】
一実施形態において、（清澄）ガラスまたは（清澄）ガラスセラミックがガラス１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡は８０個未満であり、かつ／またはガラス１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡は２個未満である。
【0049】
一実施形態において、（清澄）ガラスまたは（清澄）ガラスセラミックがガラス１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡は８０個未満、４０個未満、１０個未満、５個未満、または２個未満であり、かつ／またはガラス１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡は２個未満である。
【0050】
一実施形態において、（清澄）ガラスまたは（清澄）ガラスセラミックがガラス１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡は少なくとも０．１個、または少なくとも０．５個であり、かつ／またはガラス１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡は少なくとも０．１個である。
【0051】
ガラス１０ｋｇあたりの所定数の気泡についての言及は、ガラスセラミック１０ｋｇあるいはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラス１０ｋｇにも同様に適用され、類推されるものとする。さらに、ガラス１０ｋｇあたりの所定数の気泡に関する特徴は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスが１０ｋｇの重量を有しなければならないことと解釈されるべきではない。基準重量である１０ｋｇは、様々な重量のガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスにおける気泡数を比較して測定するためにのみ用いられる。
【0052】
一実施形態において、（清澄）ガラスまたは（清澄）ガラスセラミックは、少なくとも１ｇ、少なくとも５ｇ、少なくとも１０ｇ、少なくとも５０ｇ、または少なくとも１００ｇの重量を有する。さらなる一実施形態において、（清澄）ガラスまたは（清澄）ガラスセラミックは、少なくとも０．５ｍｌ、少なくとも２．５ｍｌ、少なくとも５ｍｌ、少なくとも２５ｍｌ、または少なくとも５０ｍｌの体積を有する。
【0053】
一実施形態において、本方法をバッチ式で実施する。これは、特にＨ２およびＯ２の燃焼と組み合わせると有利であり、なぜならば、そうすることで、メルトの清澄時に清澄剤転化率の向上を伴う酸素分圧ｐ（Ｏ２）の低下を特に良好に制御および調整できるように清澄段階を拡張することができるためである。
【0054】
本方法の一実施形態において、バッチプロセスでの清澄時間は、少なくとも２時間、少なくとも８時間、少なくとも１６時間、または少なくとも２４時間であるが、ただし最長で９６時間、最長で７２時間、または最長で４８時間である。本方法の一実施形態において、バッチプロセスでの清澄時間は、２～９６時間、８～７２時間、１６～７２時間、または２４～４８時間である。
【0055】
バッチプロセスで所定の清澄時間となるように調整することで、使用される清澄剤の十分な反応時間あるいは十分な転化率、および（それに付随する）メルトからの十分なＯ２の放出、さらに基礎となる化学平衡の調整が可能となる。特にこれは、（ガラス）メルトにおける使用される清澄剤の還元型と酸化型との化学平衡、ならびに（温度に応じた）ガラスメルト中の酸素分圧ｐ（Ｏ２）とガラスメルトの上方の酸素分圧ｐ（Ｏ２）との化学平衡を指す。
【0056】
本方法の一実施形態において、清澄を連続プロセスで実施し、清澄時のメルトの平均滞留期間は、少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも６時間、または少なくとも８時間である。しかし、清澄時のメルトの平均滞留期間は、最長で１８時間、最長で１６時間、最長で１４時間、または最長で１２時間である。本方法の一実施形態において、清澄を連続プロセスで実施し、清澄時のメルトの平均滞留期間は、２～１８時間、４～１６時間、６～１４時間、または８～１２時間である。
【0057】
本方法の一実施形態において、清澄を連続プロセスで実施し、清澄時のメルトの流体力学的滞留時間は、少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも６時間、または少なくとも８時間である。しかし、清澄時のメルトの流体力学的滞留時間は、最長で１８時間、最長で１６時間、最長で１４時間、または最長で１２時間である。本方法の一実施形態において、清澄を連続プロセスで実施し、清澄時のメルトの流体力学的滞留時間は、２～１８時間、４～１６時間、６～１４時間、または８～１２時間である。
【0058】
連続プロセスでの清澄時にメルトの所定の平均滞留期間となるように調整することで、使用される清澄剤の十分な反応時間あるいは十分な転化率、および（それに付随する）メルトからの十分なＯ２の放出、さらに基礎となる化学平衡の調整が可能となる。特にこれは、メルトにおける使用される清澄剤の還元型と酸化型との化学平衡、ならびに（温度に応じた）メルト中の酸素分圧ｐ（Ｏ２）とメルトの上方の酸素分圧ｐ（Ｏ２）との化学平衡を指す。
【0059】
一実施形態において、本方法を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施する。本方法の一実施形態において、本方法に必要なエネルギーの少なくとも１０％、少なくとも２５％、少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも９０％、または少なくとも９９％を、Ｈ２およびＯ２の燃焼により供給する。
【0060】
一実施形態において、本方法を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施し、Ｈ２およびＯ２の少なくとも５０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、または少なくとも９９％を、Ｈ２Ｏの電気分解から供給する。好ましくは、Ｈ２Ｏの電気分解を再生可能エネルギーにより運転する。これには、環境負荷が最小限に抑えられ、かつ化石燃料を使用しないため、ＣＯ２排出量の削減が可能になるという利点がある。
【0061】
一実施形態において、清澄方法を、１．００未満、特に１．０５未満の空燃比λで実施する。これは、（ほぼ）完全に反応しきることができる酸素の経済的な使用の観点から特に有利である。一実施形態において、溶融方法を、１．００より大きい、特に１．０５より大きい空燃比λで実施する。同様に、酸素の追加投入量を低く抑えて、メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）の低下を促進することが有利である。
【0062】
さらなる一態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法であって、溶融および／または清澄を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施し、溶融を、空燃比λ＞１．００、特に＞１．０５で実施し、かつ／または清澄を、空燃比λ＜１．０５、特に＜１．００で実施する、方法に関する。
【0063】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの溶融および／または清澄方法の一実施形態において、溶融および／または清澄を、Ｈ２およびＯ２の燃焼による加熱下で実施し、溶融を、空燃比λ＞１．００でかつλ＜１．２０、特にλ＞１．０１、＞１．０２、または＞１．０３、特にλ＞１．０５でかつλ＜１．１５で実施し、かつ／または清澄を、空燃比λ＜１．０５でかつλ＞０．９０、特にλ＜０．９９、＜０．９８または＜０．９７、特にλ＜１．００でかつλ＞０．９５で実施する。
【0064】
このような方法は、溶融時の空燃比λ＞１．００の利点が利用され、これが清澄時の空燃比λ＜１．００、特に＜１．０５の利点と組み合わせられるため有利である。これにより、特に清澄段階での酸素の追加投入量が低く抑えられ、メルトの清澄時の酸素分圧ｐ（Ｏ２）の低下が促進される。
【0065】
化石燃料による加熱およびＯ２の燃焼下に溶融および／または清澄を実施する従来の方法と比較すると、こうした方法では、溶融時に空燃比λが１．００を上回る程度では不完全燃焼ゆえに運転が不可能である。不完全燃焼の結果、ＣＯおよび／またはＣが混入すると、メルトやプロセス装置において多くの好ましくない問題が発生する。化石燃料で加熱する場合、清澄を空燃比λ＜１．０５、特に＜１．００で実施すると、前述の欠点がさらに顕著になる。
【0066】
さらなる一態様において、本発明は、本明細書に記載の方法のいずれかにより製造可能であるかまたは製造された、ガラス、ガラスセラミック、または特にガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスに関する。
【0067】
さらなる一態様において、本発明は、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスであって、ガラスまたはガラスセラミックにおけるＦｅ３＋に対するＦｅ２＋の比が少なくとも０．０２であり、ガラスまたはガラスセラミックがガラスまたはガラスセラミック１０ｋｇあたりに有する０．１ｍｍ～０．２ｍｍのサイズの気泡が８０個未満であり、かつ／またはガラスまたはガラスセラミックがガラスまたはガラスセラミック１０ｋｇあたりに有する０．２ｍｍ超のサイズの気泡が２個未満である、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスに関する。
【0068】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの一実施形態において、ガラスまたはガラスセラミックは、式ＸｎＯｍ［式中、ｎ＝１または２であり、ｍ＝２または５であり、Ｘ＝Ａｓ、Ｓｂ、ＳｎまたはＣｅである］および／または式ＭｎＳＯ４［式中、ｎ＝１または２であり、Ｍ＝Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａおよび／またはＺｎである］の少なくとも１つの清澄剤を、ガラスまたはガラスセラミックの総重量に対して０．４重量％以下の総濃度で含む。ここで、重量％での総濃度（重量％）は、使用される各清澄剤、例えばＳｂ２Ｏ５、Ａｓ２Ｏ５、ＣｅＯ２およびＳｎＯ２のすべての酸化種および還元種の合計に対するものであり、したがって、例えばＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３、ＣｅＯおよびＳｎＯもそれぞれ含まれる。
【0069】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの一実施形態において、ガラスまたはガラスセラミックのＣＯ２収支はゼロである。有利には、Ｈ２Ｏの電気分解を、ＣＯ２収支がゼロである電気により運転する。本開示において、ＣＯ２収支がゼロであるとは、発電によってＣＯ２の全存在量が増加しないことであるとみなされる。そのため、太陽光、風力、水力および／または原子力で発生させた電気が、ＣＯ２収支がゼロの電気であるとみなされる。
【0070】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの一実施形態において、ガラスは清澄剤ＸｎＯｍを含み、清澄剤において、ガラスメルト中で、温度Ｔ２および酸素分圧ｐ（Ｏ２）１バールで、清澄剤からのＯ２放出量は、最大で３０％、最大で２０％、または最大で１０％である。上記で定義した清澄剤の選択規定および好ましい清澄剤に関する情報は、ガラス、ガラスセラミックおよびガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの実施形態に適宜適用される。
【0071】
ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの組成物
本明細書において「ガラス組成物」について言及される場合、これは、溶融および／または清澄後のガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの酸化物組成物であると理解される。塩化物およびフッ化物を追加の清澄剤として使用する場合、「ガラス組成物」とは、溶融および／または清澄後になおも存在する金属塩化物および金属フッ化物を含む、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの酸化物組成物を指す。
本明細書において「ガラス組成物」について言及される場合、これは、溶融および／または清澄後のガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの酸化物組成物であると理解される。塩化物およびフッ化物を追加の清澄剤として使用する場合、「ガラス組成物」とは、溶融および／または清澄後になおも存在する金属塩化物および金属フッ化物を含む、ガラス、ガラスセラミック、またはガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスの酸化物組成物を指す。
【0072】
つまり、「ガラス組成物」とは、溶融および／または清澄後に得られる酸化物と塩化物とフッ化物との組み合わせである。
【0073】
本発明によるガラス組成物は、ＳｉＯ２およびＢ２Ｏ３を多く含むことができる。その結果、高品質のガラスまたはガラスセラミックを得ることができる。
【0074】
ガラス組成物は、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、またはリチウムアルミノケイ酸ガラスセラミックであってよい。
【0075】
ガラス組成物は、例えばＬｉ２Ｏ、Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏなどのアルカリ金属酸化物を、２０重量％未満、１５重量％未満、１２重量％未満、１０重量％未満、または５重量％未満の量で含むことができる。任意に、ガラス組成物は、アルカリ金属酸化物を含まない。代替的な実施形態において、ガラス組成物中のアルカリ金属酸化物の量は、少なくとも１重量％である。有利なことに、アルカリ金属酸化物の量が少ないと、メルトへのＣＯ２の溶解性が低くなる。
【0076】
ガラス組成物は、例えばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属酸化物を、２０重量％未満、１５重量％未満、１２重量％未満、１０重量％未満、または５重量％未満の量で含むことができる。任意に、ガラス組成物は、アルカリ土類金属酸化物を含まない。代替的な実施形態において、ガラス組成物中のアルカリ土類金属酸化物の量は、少なくとも１重量％である。
【0077】
ガラス組成物は、鉄を、Ｆｅ２Ｏ３ベースで計算した場合に０．０５重量％未満、０．０１重量％未満、または０．００５重量％未満の量で含むことができる。
【0078】
一実施形態において、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を少なくとも０．０００５重量％、少なくとも０．００１重量％、または少なくとも０．００２重量％の量で含むことができる。対応する実施形態において、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を０．０００５重量％～０．０５重量％、０．００１重量％～０．０１重量％、または０．００２重量％～０．００５重量％の量で含むことができる。
【0079】
Ｆｅ２Ｏ３の量は、ガラス組成物中のすべての鉄がＦｅ２Ｏ３の形で存在するものとして、その総重量に対するものである。しかしこれは、すべての鉄がこの形で存在することを意味するものではない。例えば、ＦｅＯの形のすべての鉄が含まれる。
【0080】
さらなる一実施形態において、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を、ガラス組成物の総重量に対して１０００ｐｐｍ未満、５００ｐｐｍ未満、または２００ｐｐｍ未満の量で含むことができる。任意に、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を、ガラス組成物の総重量に対して少なくとも１ｐｐｍ、少なくとも１０ｐｐｍ、または少なくとも５０ｐｐｍの量で含むことができる。対応する実施形態において、ガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３を、ガラス組成物の総重量に対して１～１０００ｐｐｍの量で、１０～５００ｐｐｍの量で、または５０～２００ｐｐｍの量で含むことができる。
【0081】
ガラス組成物は、ＳｉＯ２を、少なくとも４８重量％、少なくとも５５重量％、少なくとも６５重量％、少なくとも７０重量％、または少なくとも７５重量％の量の含むことができる。任意に、ＳｉＯ２の量は、最大で９０重量％、最大で８７．５重量％、最大で８５重量％、最大で８２．５重量％、または最大で８０重量％であってよい。
【0082】
ガラス組成物は、ガラスセラミックであってよい。ガラスセラミックの場合、ガラス組成物は、例えばＴｉＯ２および／またはＺｒＯ２などの核形成剤を含むことができる。任意に、ＴｉＯ２および／またはＺｒＯ２の総量は、少なくとも２．０重量％、または少なくとも２．５重量％であってよい。任意に、ＴｉＯ２および／またはＺｒＯ２の総量は、７．０重量％未満、または５．０重量％未満であってよい。ガラス組成物は、例えば、Ｌｉ２Ｏを少なくとも２．０重量％含むリチウムアルミノケイ酸ガラス組成物であってよい。
【0083】
任意に、ガラス組成物は、Ａｌ２Ｏ３を、少なくとも１．５重量％、少なくとも５．０重量％、または少なくとも１０．０重量％の量で含むことができる。Ａｌ２Ｏ３の量は、最大で２５．０重量％、最大で２３．０重量％、最大で２０．０重量％、または最大で１８．０重量％であってよい。特定の実施形態において、Ａｌ２Ｏ３の量は、１．５～２３．０重量％、５．０～２０．０重量％、または１０．０～１８．０重量％であってよい。
【0084】
追加的または代替的に、ガラス組成物は、Ｂ２Ｏ３を、少なくとも０．５重量％、少なくとも８．０重量％、または少なくとも１０．０重量％の量で含むことができる。Ｂ２Ｏ３の量は、最大で２５．０重量％、最大で２３．０重量％、最大で２０．０重量％、最大で１８．０重量％、最大で１６．０重量％、または最大で１４．０重量％であってよい。特定の実施形態において、Ｂ２Ｏ３の量は、０．５～２０．０重量％、８．０～１６．０重量％、または１０．０～１４．０重量％であってよい。
【0085】
高粘度ガラスの多くは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３を多量に含む。任意に、ガラス組成物において、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３の合計含有量は、少なくとも７５．０重量％、少なくとも７８．０重量％、少なくとも８０．０重量％、少なくとも８２．０重量％、または少なくとも８５．０重量％であってよい。ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３の合計含有量は、９７．０重量％未満、９３．５重量％未満、または９０．０重量％未満であってよい。任意に、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、およびＢ２Ｏ３の量は、７５．０～９５．０重量％、７８．０～９２．５重量％、または８５．０～９０．０重量％であってよい。
【0086】
一実施形態において、ガラス組成物は、３．０～４．２重量％のＬｉ２Ｏ、１９～２３重量％のＡｌ２Ｏ３、６０～６９重量％のＳｉＯ２、および任意にＴｉＯ２および／またはＺｒＯ２、好ましくは２．０～４．０重量％のＴｉＯ２および／またはＺｒＯ２を含むリチウムアルミノケイ酸ガラスであってよい。
【0087】
特定の実施形態において、ガラス組成物は、本明細書に記載された組成物に代えてまたは加えて、以下の組成範囲により記述することができる。
【0088】
一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）を含むホウケイ酸ガラスであってよい：
【表1】
【0089】
一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）を含むホウケイ酸ガラスであってよい：
【表2】
【0090】
一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）を含むホウケイ酸ガラスであってよい：
【表3】
【0091】
別の一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）を含むアルカリホウケイ酸ガラスであってよい：
【表4】
【0092】
代替的な一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）を含むアルカリホウケイ酸ガラスであってよい：
【表5】
【0093】
さらなる一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）：
および任意にＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｎｄ、Ｍｏの１つ以上の酸化物、および任意にＳｎＯ２、塩化物、Ａｓ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ５の群から選択される１つ以上の清澄剤、好ましくは０．１～１．５重量％のＳｎＯ２、または好ましくは０．１～１．５重量％のＡｓ２Ｏ５、または好ましくは０．１～１．５重量％のＳｂ２Ｏ５を含むことができる。
【表6】
【0094】
一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）：
を含むことができ、ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、およびＢａＯの合計は、８．０～１８．０重量％である。
【表7】
【0095】
さらなる一実施形態において、ガラス組成物は、以下の成分（重量％）：
を含むことができる。
【表8】
【0096】
図面の説明
図１は、ガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスにおける清澄剤Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３およびＳｎＯ２の酸素放出量を温度に対して示したものである。
図１は、ガラスセラミックへのセラミック化が可能なガラスにおける清澄剤Ｓｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３およびＳｎＯ２の酸素放出量を温度に対して示したものである。
【0097】
図２は、ＳｎＯ２で清澄処理を施したガラスセラミックの酸素分圧ｐ（Ｏ２）のグラフを示している。酸化物系清澄剤を伴ってガラスの清澄温度に達した場合、メルトのｐ（Ｏ２）は、通常は約１バールである。その際、酸化物系清澄剤の一部が、酸化状態から還元状態に移行する。ｐ（Ｏ２）のグラフは、１６００℃以降は平坦になり、１６５０℃以降は、ｐ（Ｏ２）曲線は約１バールでほぼ一定となる。１７００℃以降は、大気との交換によりｐ（Ｏ２）が急激に低下し、約０．２バールまで低下する。このｐ（Ｏ２）の低下により、清澄剤の転化率はさらに上昇し、Ｓｎ２＋またはＳｎＯに有利となる。
【0098】
図３は、ＳｎＯ２清澄ガラスセラミックにおけるスズの総量、すなわちＳｎＯおよびＳｎＯ２に対するＳｎＯの割合を、溶融および清澄方法の温度および時間に対して示したものである。清澄ステップ前のスズの総量に対するＳｎＯの割合は、約３５％（ＳｎＯおよびＳｎＯ２に対するＳｎＯのモル比）である。清澄温度を１７００℃まで高めると、ＳｎＯの割合は約４２．５％に増加する。この清澄温度およびｐ（Ｏ２）値の低下（図２参照）で本方法を保持することにより、ＳｎＯの割合は４４．５％に増加する。
【0099】
清澄ステップでのスズの転化率は、清澄の成功、すなわち清澄ガラスセラミックの気泡性の低減に関して重要である。（ｔ＝１．５ｈで）１７００℃までの昇温により、増加したスズ転化率はＳｎＯ約７．５％である。１７００℃で約８時間保持し、メルトをガス雰囲気と交換すると、メルト中のｐ（Ｏ２）の低下が見られ、さらに２％の既存のスズがＳｎＯに転化する。１７００℃では、ガラスセラミックの粘度が１６００℃の場合の半分となる。そのため、残存する気泡は、１６００℃の場合に比べて１７００℃の場合の方が２倍速く上昇する。このように、清澄時に保持される温度である１７００℃での気泡除去は、ＳｎＯの転化の進行に大きく左右される。
【0100】
実施例
ガラス製造
記載のガラスを以下のように製造した。ガラス原材料のバッチを混合し、溶融部および清澄部からなる連続運転型二槽式溶融るつぼ内で加熱した。各部の体積は、約４０リットルである。３種類のガラス組成物を製造した：Ａ）ガラスセラミック、Ｂ）医薬用ガラス、およびＣ）光学用ガラス。
ガラス製造
記載のガラスを以下のように製造した。ガラス原材料のバッチを混合し、溶融部および清澄部からなる連続運転型二槽式溶融るつぼ内で加熱した。各部の体積は、約４０リットルである。３種類のガラス組成物を製造した：Ａ）ガラスセラミック、Ｂ）医薬用ガラス、およびＣ）光学用ガラス。
【0101】
【表9】
【0102】
溶融および清澄温度または対応する範囲を、各ガラス生成物に特に適合させた。
【0103】
【表10】
【0104】
ガラス原材料およびガラスメルトの加熱を、各部の別個の燃料バーナー、すなわち溶融部および清澄部の２つの別個のバーナー、および追加の電気加熱によって実現させた。２つのバーナーは、天然ガス、水素、または両者の所定の混合物を用いて独立して運転可能である。電気加熱には、Ｐｔ２０Ｒｈプレート電極を使用した。
【0105】
溶融部には、寸法２２５×２２５×３ｍｍの電極２つ、および加熱回路を１つ使用した。清澄部には、寸法１２５×１２５×３ｍｍの電極４つ、および加熱回路を１つ使用した。ガラスメルトを、溶融部および清澄部における１８．３時間（Ａ）、１６．５時間（Ｂ）または１８．６時間（Ｃ）の平均滞留期間後に、Ｐｔ１０／Ｒｈトラフを用いて清澄部から排出した。
【0106】
３種類のガラス組成物は、Ｆｅ２Ｏ３の初期量（ガラス原材料のバッチに対してモル％およびｐｐｍ単位で示される）を含む。溶融および清澄後、得られたガラス生成物はＦｅ２＋およびＦｅ３＋の両種を含んでおり、その量をＵＶ－ＶＩＳ分光法により定量的に決定し、モル％で表すとともに、両種の比Ｘｒｅｄ（Ｆｅ２＋／Ｆｅ３＋）として表した。
【0107】
【表11】
【0108】
清澄温度の調整
所与の清澄剤について、必要な清澄温度を、例えば各ガラスメルトの粘度から決定することができる。これは、粘度が十分に低い場合にのみ、製造技術に必要な時間内にメルトからメルト中の気泡が離れ得るためである。ＳｉＯ２系ガラスの場合には、総じて、清澄時のガラスメルトの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなるように清澄温度（Ｔ２）を調整する。そして、清澄温度Ｔ２に応じて適切な清澄剤を選択する。図１は、清澄剤であるＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３およびＳｎＯ２のメルト中でのＯ２放出曲線を示す。ここから、Ｏ２放出量には温度に応じて明らかな段階的変化があることがわかる。例えば、Ｓｂ２Ｏ３は比較的低温で酸素を放出し、ＳｎＯ２は比較的高温で酸素を放出するが、Ａｓ２Ｏ３はその中間である。
所与の清澄剤について、必要な清澄温度を、例えば各ガラスメルトの粘度から決定することができる。これは、粘度が十分に低い場合にのみ、製造技術に必要な時間内にメルトからメルト中の気泡が離れ得るためである。ＳｉＯ２系ガラスの場合には、総じて、清澄時のガラスメルトの粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなるように清澄温度（Ｔ２）を調整する。そして、清澄温度Ｔ２に応じて適切な清澄剤を選択する。図１は、清澄剤であるＳｂ２Ｏ３、Ａｓ２Ｏ３およびＳｎＯ２のメルト中でのＯ２放出曲線を示す。ここから、Ｏ２放出量には温度に応じて明らかな段階的変化があることがわかる。例えば、Ｓｂ２Ｏ３は比較的低温で酸素を放出し、ＳｎＯ２は比較的高温で酸素を放出するが、Ａｓ２Ｏ３はその中間である。
【0109】
粘度
粘度を、例えばＤＩＮ ＩＳＯ ７８８４－２：１９９８－２により回転粘度計で測定することができる。粘度と温度との関係は、ＶＦＴ式（Vogel-Fulcher-Tammann）で記述される。
粘度を、例えばＤＩＮ ＩＳＯ ７８８４－２：１９９８－２により回転粘度計で測定することができる。粘度と温度との関係は、ＶＦＴ式（Vogel-Fulcher-Tammann）で記述される。
【0110】
鉄含有量
鉄含有量を、ＤＩＮ ５１００１：２００３－０８に準拠して、得られたガラス生成物のスペクトル分析により決定した。特に、得られたガラス生成物中のＦｅ２＋とＦｅ３＋との比を、ＵＶ－Ｖｉｓ透過スペクトルのデコンボリューションにより定量的に求めた。
鉄含有量を、ＤＩＮ ５１００１：２００３－０８に準拠して、得られたガラス生成物のスペクトル分析により決定した。特に、得られたガラス生成物中のＦｅ２＋とＦｅ３＋との比を、ＵＶ－Ｖｉｓ透過スペクトルのデコンボリューションにより定量的に求めた。
【図1】
【図2】
【図3】
【外国語明細書】