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Poliermittel
Die Erfindung betrifft Poliermittel, besonders Poliermittel, die Zirkon enthalten und zum Polieren von Glas, Stein u. dgl. brauchbar sind.
Ein Ziel der Erfindung sind Poliermittel der obigen Art, die eine rasche Polierwirkung haben und bil- lig und leicht herzustellen sind.
Zirkon ist ein allgemeines und weit verbreitetes Mineral, das chemisch Zirkoniumorthosilikat (ZrSi04) ist. Obwohl Zirkon bereits früher als Poliermittel für Glas vorgeschlagen wurde, wurde es für diesen Zweck in keiner wesentlichen Menge verwendet wegen der relativ langen Zeit, die erforderlich ist, um den er- wünschten Grad an Polierwirkung zu erhalten.
Es ist bekannt, kalziniertes Bauxit und kleinere Mengen Zirkon in Gegenwart von Koks in einem elektrischen Ofen zu schmelzen. Man erhält eine geschmolzene Masse, die nach Erstarren ein hartes
Schleifmittel gibt, das für die Herstellung von Schleifscheiben und hochtourigen Schleifwerkzeugen ge- eignet ist.
Man hat weiter vorgeschlagen, Schleif- oder Poliermittel durch Mischen von Zirkon mit Mineralen wie Schmirgel und Sand herzustellen.
Es hat sich nun herausgestellt, dass Mischungen, die im wesentlichen aus Zirkon mit bestimmten Me- talloxyden als Zusätzen bestehen, mit unerwartet günstigen Ergebnissen zum Polieren von Glas, Stein u. dgl. verwendet werden können. Die brauchbarsten dieser Metalloxyd-Zusätze sind Zinkoxyd, Eisen- oxyd und Cadmiumoxyd. Das folgende Beispiel zeigt die Herstellung und die Anwendungsweise beim Polieren von Glas eines erfindungsgemässen Poliermittels, das aus einer Zirkon-Zinkoxyd-Mischung besteht.
Beispiel 1 :
Eine Mischung aus 50% Zirkon und 50% Zinkoxyd (ZnO) wurde durch gründliches Mischen der beiden Materialien in fein zerteiltem Zustand hergestellt. Die erhaltene Mischung wurde dann zum Polieren von optischen Kronglaslinsen-Rohlingen verwendet, indem man sie damit an der Oberfläche polierte. Die Rohlinge waren flach und waren vorher auf eine Endstärke von etwa 0, 25 Mikron abgeschliffen worden.
Die Politur wurde ausgeführt auf einer kontinuierlich gespeisten Poliermaschine vom Topftyp, die bei etwa 550 Umdr/min arbeitete. Es wurde ein übliches, weiches Filz-Poliertuch verwendet und ein Druck von 0, 42 kg/cmZ angewendet, wobei eine wässerige Aufschlämmung der obigen Mischung mit 10% Feststoffgehalt kontinuierlich auf das Tuch gegeben wurde.
Es wurde eine Anzahl von Polierversuchen gemacht. Das Polieren wurde in jedem Fall solange fortgesetzt, bis nicht mehr als 54 Narben je cm2 auf der Linsenoberfläche feststellbar waren, wenn sie mit einem Mikroskop bei 75facher Vergrösserung untersucht wurde. Es zeigte sich, dass die durchschnittliche Zeitdauer, die zum Erreichen dieses Poliergrades, der von Linsenherstellern als annehmbar bezeichnet wurde, erforderlich war, nur 7 min betrug. Als Vergleich erfordert es 15 min, wenn man Zirkon allein verwendet, um denselben Grad an Polierwirkung zu erreichen. Bei Verwendung von Zinkoxyd allein als Poliermaterial waren die Linsen-Rohlinge auch nach 25 min nicht annehmbar geschliffen. Es zeigt sich daher augenscheinlich, dass die Kombination von Zirkon und Zinkoxyd ein weit wirksameres Poliermittel ist als jeder der beiden Bestandteile für sich.
In zahlreichen weiteren Linsen-Poliertesten, die in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden, zeigte es sich, dass Mischungen von Zirkon und Zinkoxyd in andern Mischungsverhältnissen ebenso
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eineverbessertePolierwirksamkeit aufweisen, die über derjenigen liegt, die die Bestandteile einzeln zei- gen. Die folgenden Beispiele erläutern dies.
Beispiel 2 :
Eine Mischung aus 400/0 Zirkon und 601o Zinkoxyd, beide in fein zerteiltem Zustand, wurde herge- stellt und durch Polieren von Linsen-Rohlingen gemäss dem Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben ge- testet. Es ergab sich, dass nur 7 min erforderlich waren, um den erwünschten Grad an Polierwirkungzu erreichen, wie er in Beispiel 1 definiert wurde.
Beispiel 3 :
Gepulvertes Zirkon und Zinkoxyd wurden gründlich im Verhältnis 60 : 40 gemischt und mit der er- haltenen Mischung Linsenpolierungsversuche gemäss Beispiel 1 durchgeführt. Der definierte Grad an Polier- wirkung wurde nach nur 8 min erhalten. Die beigefügte Zeichnung stellt eine graphische Tabelle dar, bei der die Kurve A die Zeit angibt, die zum Polieren von Linsen in der in Beispiel 1 angegebenen Wei- se erforderlich sind, bei Verwendung von Zirkon-Zinkoxyd-Mischungen in den Verhältnissen, wie sie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben wurden und auch in andern Verhältnissen.
Es ist zu sehen, dass alle Punkte auf Kurve A, ausgenommen die Grenzwerte, unter dem Polierzeit-Parameter liegen, den man erhält, wenn man eine gerade Linie B zwischen den Zeitwerten, die zum Erreichen desselben Poliergrades mit Zirkon allein und mit Zinkoxyd allein erforderlich sind, zieht. Im Hinblick auf Zinkoxyd wurde jedoch die Zeit. von 25 min willkürlich als Polierzeit gewählt, zur Darstellung auf der Zeichnung, obwohl eine zufriedenstellende Polierwirkung in Wirklichkeit eine weit längere Zeit erfordert.
Es zeigt sich weiterhin, dass verbesserte Polierergebnisse erhalten wurden, wenn gewisse andere Oxyde mit Zirkon gemischt wurden. Die folgenden Beispiele erläutern dies.
Beispiel 4 :
Es wurde eine Mischung. von 75% gepulvertem Zirkon und 25% fein zerteiltem Cadmiumoxyd (CdO) hergestellt und auf Linsen-Polierwirkung getestet nach dem Verfahren gemäss Beispiel 1. Es waren nur 6 min erforderlich, um mit der Mischung denselben Poliergrad zu erhalten, zu dessen Erreichung mit Zirkonsilikat allein 15 min erforderlich waren. Cadmiumoxyd selbst erfordert mehr als 25 min, um den gleichen Poliergrad zu ergeben.
Beispiel 5 :
Es wurde eine Mischung von 50% Zirkon und 50% Eisenrot (Fez03), beide in fein zerteiltem Zustand, hergestellt. Diese Zusammensetzung wurde zum Polieren von Linsen gemäss dem Verfahren nach Beispiel 1 verwendet, wobei sich ergab, dass die Mischung in 10 min so wirksam beim Polieren war, wie Zirkon für sich in 15 min und das Eisenrot für sich in 16 min. Im Hinblick auf Poliermittel, die zur Hauptsache aus Mischungen von Zirkon mit Cadmiumoxyd und Zirkon mit Ferrioxyd (Eisenrot) bestanden, zeigte es sich ebenso, dass die Polierzeiten von solchen Mischungen, wenn man sie graphisch darstellt, unterhalb
EMI2.1
Das erfindungsgemässe Poliermittel ist nicht nur zum Polieren von Linsen, sondern ebenso zum Polieren von Fernsehröhren-Bildflächen und andern Glasgegenständen, wie auch von Spiegelglas brauchbar.
Ausser der hohen Polierwirksamkeit dieser Zusammensetzungen, wodurch Zeitersparnis erzielbar ist, besteht hiebei auch wenig Neigung zur Ausbildung des bekannten Orangenschalen-Effektes, der manchmal auftritt, wenn man Zirkon allein verwendet. Es zeigt sich auch, dass die erfindungsgemässen Zusammensetzungen ausgezeichnete Ergebnisse beim Polieren von dichten Steinen, wie Granit oder Marmor, ergeben.
Bei der Verwendung der vorliegenden neuen Zusammensetzungen können diese in irgendeinem er- wünschten und gebräuchlichen flüssigen Suspensionsmedium dispergiert werden. In den oben beschriebenen Versuchen ergab Wasser als Suspensionsmedium gute Ergebnisse. Jedoch können flüssige Medien mit einem Gehalt an Stabilisatoren, Verdicktungsmittel'u. dgl. ebenso verwendet werden.
Das Verfahren, das zum Polieren mit den neten erfindungsgemässen Zusammensetzungen angewendet wird, hat eine grosse Variationsbreite. Obwohl die vorhergehenden Versuche zu Vergleichszwecken mit einem weichen Poliertuch und bei einem mässigen Druck durchgeführt wurden, können die erfmdungsgemässen Polierzusammensetzungen auch vorteilhaft unter andern Bedingungen verwendet werden. Denn die Zeit, die zur Erzielung eines bestimmten Poliergrades mit Zirkon selbst erforderlich ist, ist viel länger als die bei den erfindungsgemässen Polierzusammensetzungen erfoderliche Zeit. Beispielshalber im Falle des Vergleiches von Zirkon mit Zirkon-Zinkoxydmischungen kann das Zeitverhältnis in der Grösse von 2 : 1 liegen, was eine um 100% längere Zeit bei alleiniger Verwendung von Zirkon ergibt.
Das Zirkon und die Metalloxydzusätze, mit denen sich die Erfindung beschäftigt, sind natürlich sehr
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fein zerteilt, da die Anwesenheit einer wesentlichen Anzahl von Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser grösser als etwa 5 Mikron in Polierzusammensetzungen zur Ausbildung von Kratzern auf der polierten Oberfläche Veranlassung gibt. Im allgemeinen ist eine Teilchengrösse unterhalb etwa 3 Mikron Durchschnittsdurchmesser erwünscht und es ist vorzuziehen, dass die meisten Teilchen einen Durchschnittsdurchmesser nicht grösser als etwa 2 Mikron haben.
Zirkon kann leicht auf die gewünschte Teilchengrösse gemahlen werden, und die in geringen Anteilen vorliegenden Verunreinigungen beeinflussen die Polierwirkung nicht wesentlich. Die verwendeten Metalloxydzusätze können in gleicher Weise handelsübliche Materialien sein, wobei ein extremer Reinheitsgrad nicht wesentlich ist. Es zeigte sich in diesem Zusammenhang, dass ausgezeichnete Ergebnisse mit Polierzusammensetzungen, die im wesentlichen aus Zirkon und einer Mehrzahl von Metalloxydzusätzen aus der oben beschriebenen Gruppe bestehen, erhalten wurden. Beispielshalber polierte eine Zusammensetzung, die im wesentlichen aus 40% Zirkon, 10% FezO ; und 50% ZnO besteht, beim Test nach der in Beispiel l beschriebenen Weise einen Linsenrohling in nur 8 min zufriedenstellend.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass der Zusatz von geringen Anteilen anderer Glaspoliermittel, wie z. B. Zirkoniumdioxyd, die Wirkung der erfindungsgemässen Polierzusammensetzungen nicht wesentlich stört. Denn es war nur eine Zeit von 8 min erforderlich, wenn man nach dem Verfahren von Beispiel 1 und mit einer Polierzusammensetzung aus im wesentlichen 40% Zirkon, 10% Zero2 und 50% ZnO arbeitete.
Es ergibt sich aus dem Vorhergehenden, dass Poliermittel, die im wesentlichen aus Zirkon und zumindest einem metallischen Oxydzusatz aus der Gruppe von ZnO, Fe ; 0t und CdO bestehen, äusserst wirksam zum Polieren von Glas, Stein u. dgl. bei einem Zirkongehalt im Bereich von etwa 10% bis etwa 90% sind.
Alle Prozentangaben und Verhältnisse, die gebraucht wurden, sind auf das Gewicht bezogen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Poliermittel, geeignet zur Verwendung in flüssiger Suspension zum Polieren von Glas, Stein u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus einer mechanischen Mischung von fein zerteiltem Zirkon und mindestens einem fein zerteilten Metalloxydzusatz aus der Gruppe ZnO, Fe : 0 ; und CdO besteht.