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Glaspoliermittel Die Erfindung betrifft Glaspoliermittel auf der Grundlage
einer wäßrigen Aufschlämmung von feinverteilten schleifmittelenthaltenden Stoffen.
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Aus der USA.-Patentschrift 2427799 ist es bekannt, die Polierwirksamkeit
von Zirkonsilikat durch Zugabe bestimmter leicht wasserlöslicher saurer Salze zu
feinverteiltem Zirkonsilikat zu verbessern. Als wirksamstes saures Salz ist Zink-sulfat
angegeben, das, wenn es in einer Menge zugegeben wird, die ausreichend ist, den
pH-Wert einer wäßrigen Suspension des Poliermaterials auf einen Wert zwischen
6 und 7
zu erniedrigen, eine Steigerung der Poliergeschwindigkeit um
360,lo ergibt, verglichen mit der Geschwindigkeit, mit der Zirkonsilikat allein
Glas von der Oberfläche eines Linsenrohlin-s entfernt.
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Beim Polieren von Glas ist die Geschwindigkeit, mit welcher ein Gegenstand
oder eine Oberfläche auf den gewünschten Bearbeitungsgrad gebracht werden kann,
wichtig, da die Kosten von Ausrüstung und Arbeit hoch sind. Demzufolge ist in vielen
Fällen der Wert eines Glaspoliermittels durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit
welcher es Glas im Vergleich zu anderen Poliermitteln im selben Preisbereich entfernt.
Falls die Glasentfernungsgeschwindigkeit hoch genug z' im C
ist, ist häufig
die Verwendung von teureren Poliermitteln an Stelle von billigeren gerechtfertigt.
Die Erfindung betrifft ein Glaspoliermittel auf der Grundlage einer wäßrigen Aufschlämmung
bekannter feinverteilter Glaspoliermittel, das feinverteiltes basisches Zirkonsulfat
in Men-en von 5 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Summe von
Glaspoliermittel und basischem Zirkonsulfat, enthält.
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Es wurde nun aefunden, daß durch Zugabe von basischem Zirkonsulfat
zu verschiedenen bekannten Glaspoliermitteln in variierenden Prozentsätzen sich
gesteigerte Geschwindigkeiten der Glasentfernung im Bereich von etwa 30 bis
etwa 270,1/o ergeben. Ebenso tritt in vielen Fällen eine Verbesseruno, der erhaltenen
polierten Glasoberfläche oder eine Abnahme der zur Erzielung einer annehmbaren Politur
erforderlichen Zeit ein.
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Bei der Herstellung der Glaspoliermittel entsprechend der Erfindun-
wird das basische Zirkonsulfat in feinverteilter Form lediglich gründlich mit dem
Poliermittel vermischt. Es wurde aefunden, daß in den meisten Fällen Poli#ermittel,
die bis herab zu 5,llo basisches Zirkonsulfat enthalten, eine markant verbesserte
Glasentfernungsgeschwindigkeit im Vergleich mit Poliermitteln, in denen das basische
Zirkonsulfat fehlte, aufwiesen. Jedoch werden im allgemeinen Poliermittel, welche
etwa 10 bis etwa 30% basisches Zirkonsulfat enthalten, bevorzugt. Die Verwendung
& C von mehr als 30% ist üblIcherweise nicht ratsam, obwohl in eini-en
Fällen erheblich aesteiaerte Glasent-C C C
fernun-sgeschwindiakeiten mit Menaen
bis hinauf zu C C C
50 bis 601/o basisches Zirkonsulfat erhalten werden.
Beispiel 1
Eine wäßrige Aufschlämmung mit einem Gehalt von 10% einer Mischun-,
die aus 9011/o feinverteiltem Zirkon und 1011/o feinverteiltem basischem Zirkonsulfat
bestand, wurde kontinuierlich auf ein üb-
liches weiches Filzpolster in einer
Poliermaschine vom Schalentyp mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von
550 Umdr./Min. zugeführt. Der zu polierende Glasgegenstand bestand aus einer
Scheibe von rohgesäliffenem optischem Kronenglas von 5,4 cm Durchmesser mit einem
Ablesewert auf dem Profilmesser von 0,000254 bis 0,000279 mm. Ein Polierdruck
von 0,42 kg/CM2 wurde angewandt. Die Polierung wurde während eines Zeitraums von
10 Minuten durchgeführt und die Glasscheibe sowohl vorher als auch nachher
aewogen. Es zeiat sich, daß 122 mg Glas während des Polierzeitraums entfernt worden
waren, während ein annehmbarer Grad der Politur in nur fünf Minuten erzielt worden
war.
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Vergleichsbeispiel 1
Unter Verwendung derselben Vorrichtung
und desselben Verfahrens wurde eine andere, im wesentlichen
mit
der nach Beispiel 1 polierten identische Glasscheibe mit einer wäßrigen Aufschlämmung,
die 10% feinverteiltes Zirkon allein enthielt, poliert. In einem Polierzeitraum
von 10 Minuten wurden nur 49 in- Glas entfernt, und ein annehmbarer Poliergrad
wurde selbst am Ende von 15 Minuten Polieren nicht erzielt. Vergleichsbeispiel
2 bl Unter Verwenduno, derselben Vorrichtung und desselben Verfahrens, wie im Beispiel
1 angewandt, und unter Verwendung einer im wesentlichen identischen Glasscheibe
wurde ein Polierversuch mit einer wäßri-en Aufschlämmun- die 10% feinverteiltes
Zir-C Ci kondioxyd als Poliermittel enthielt, durchgeführt. Es wurde gefunden, daß
65 in" Glas in einem Zeitraum C
von 10 Minuten entfernt waren,
daß jedoch die Scheibe nicht annehmbar poliert war. Beispiel 2 Unter Verwendun-
derselben Vorrichtun- und desselben Verfahrens wie im Beispiel 1 und einer
im wesentlichen identischen Glasscheibe wurde ein Polierversuch durcheeführt mit
einer wäßri-en Aufschlämmuna, welche 100/0 eines Poliermittels enthielt, welches
aus einem G--misch von 80% feinverteiltem Zirkondioxyd und 20% feinverteiltem basischem
Zirkonsulfat bestand. Im Verlauf von 10 Minuten wurden 225 in- Glas
entfernt, was einen Anstieg von 240 % gegenüber der Glasentfernungsgeschwindigkeit
bei dem im Vergleichsbeispiel 2 beschriebenen Versuch bedeutet. Eine annehmbare
Politur wurde auf der Glasscheibe in nur 3 bis 4 Minuten erhalten.
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Die folgenden beiden Beispiele dienen dazu, zu zeigen, daß die Wirksamkeit
von basischem Zirkonsulfat als Bestandteil einer Glaspoliermasse auch in kleinen
Anteilen bemerkbar ist und daß der Zusatz noch ziemlich wirksam ist, wenn er die
Hälfte des Poliermittels ausmacht. Beispiel
3
Bei Wiederholuna, des Versuchs
nach Beispie12 mit einem Poliermittel, welches aus 95% feinverteiltem Zirkondioxyd
und 5111o feinverteiltem basischem Zirkonsulfat bestand, ergab sich eine Glasentfernungsgeschwindigkeit
von
100 mg während eines Zeitraums von
10 Minuten. Das bedeutet gegenüber
der Geschwindigkeit bei allein als Poliermittel verwendetem Zirkondioxyd eine Zunahme
um mehr als
53 %. Es waren
8 Minuten erforderlich, um der Glasscheibe
eine annehmbare Politur zu vermeiden.
| Glasentfernung in Milligramm/10 Minuten |
| Beispiel Poliermittel ohne Zusatz mit Zusatz in der
angege- |
| Vergleichbeispiele benen Prozentmenge |
| 6 gemahlener Feldspat 23 100/0 90 |
| 7 gemahlenes Ti02 44 10,1/0 107 |
| 8 Zr02, 50 Oh, und Zn0, 50 %
107 100/0 137 |
| 9 gemahlenes Zirkon, 5004, und 73 15010 100 |
| Zn0, 510h, |
| 10 Pollerrot 81 100/0 129 |
| 11 calciniertes A1203 24 100/0 34 |
| Zusatz besteht aus feinverteiltem basischem Zirkonsulfat; Prozentangaben
sind auf der Basis der gesamten Masse be- |
| rechnet. |
Beispiel 4 Bei Wiederholung des Versuchs nach Beispiel 2 mit einem Poliermittel,
das aus 50% feinverteiltem Zirkondioxyd und 5019/o feinverteiltem basisdhem Zirkonsulfat
bestand, wurde eine Glasentfernungsgeschwindigkeit von
181 in- während eines
Zeitraums von
10 Minuten erzielt. Diese Glasentfernungsgeschwindi-keit ist
über 1751)/o größer als die Geschwindi-keit bei alleiniger Verwendung von Zirkondioxyd.
Es waren nur
5 Minuten zur Erzielung einer annehmbaren Politur auf der Glasscheibe
erforderlich.
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Es ergab sich, daß bei der Verwendung von 60,)/o feinverteiltem basischem
Zirkonsulfat mit feinverteiltem Zirkondioxyd die Glasentfernungsgeschwindigkeit
während eines Zeitraums von 10 Minuten etwa 150 mg beträgt, was beträchtlich
höher ist als die mit Zirkondioxyd allein erreichte Glasentfernungsgeschwindigkeit.
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Für die Fachleute ist offensichtlich, daß die mit dem Poliermittel
nach Beispiel 2 erhaltene Glasentfernun-s- und Polieroleschwindigkeit sehr hoch
ist. C el Zum Ver-leich er-ab ein im Handel befindliches Ceroxydprodukt, welches
im allgemeinen als sehr wirksames Glaspoliermittel gilt, eine Glasentfernungsoleschwindigkeit
mit derselben Glasscheibenart und unter denselben Arbeitsbedingungen von nur
133 mg während eines Zeitraums von 10 Minuten. Wie aus dem folgenden
Beispiel hervorgeht, wird die Glasentfernungsgeschwindigkeit eines Ceroxyd-Poliermittels
durch Zusatz von basischem Zirkonsulfat stark verbessert. Jedoch ist das erhaltene
Poliermittel noch wesentlich weniger wirksam als das Mittel nach Beispiel 2.
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Beispiel 5
Bei Wiederholung des Versuchs nach Beispiell mit
einem Poliermittel, das aus 30% feinverteiltem basischem Zirkonsulfat und 70% eines
im Handel befindlichen Ceroxyd-Glaspoliermittels bestand, ergab sich eine Glasentfernungsgeschwindigkeit
von 175mg Glas während eines Zeitraums von 10 Minuten.
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Wie bereits oben ausgeführt, ist feinverteiltes basisches Zirkonsulfat
als Bestandteil von Glaspoliermittel wertvoll, um die Glasentfernungsgeschwindigkeit
einer Vielzahl von Poliermitteln zu verbessern. Wie sich aus den Werten in den folgenden
Beispielen 6 bis 11 ergibt, sind Mittel, welche basisches Zirkonsulfat
und andere Glaspoliermittel als Zirkondioxyd, Zirkon und Ceroxyd enthalten, ebenfalls
wirksamer zur Entfernung von Glas als die Glaspoliermittel allein.
Obwohl
die in den vorstehenden Beispielen aufgeführten Versuche mit weichen Filzpolierpolstern
durch-eführt wurden, ist die Erfindung auch auf Glaspolierarbeitsgänge anwendbar,
bei welchen harte, imprägnierte Polierpolster werwendet werden. Dies wird in dem
folaenden Beispiel gezeigt. Beispiel 12 Unter Verwendun- derselben Vorrichtunc,
und desselben Verfahrens und mit einer im wesentlichen identischen Glasscheibe wie
im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß ein hartes, imprägniertes Filzpolster
an Stelle des weichen Polsters eingesetzt wurde, wurde ein Polierversuch durchgeführt
mit einer wäßrigen Aufschlämmung, die 10% eines Gemisches aus 20 O!o feinverteiltem
basischem Zirkonsulfat und 80 11/o feinverteiltem Zirkondioxyd enthielt.
Im Verlauf von 10 Minuten Polieren wurden 200 mc, Glas entfernt.
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Es ist natürlich selbstverständlich, daß zum Glaspolieren das Poliermittel
sehr fein verteilt sein muß, um Kratzerbildung auf der Glasoberfläche zu vermeiden.
In aleicher Weise muß jeder angewandte Zusatz fein verteilt und/oder weich sein.
Die Verteilung der Teilchenaröße eines im Handel befindlichen Glaspoliermittels
wird in der Tabelle aufgeführt. Die Größenverteilunc, kann etwas von diesen Werten
ab-C weichen, jedoch sollten zur Vermeidung der möglichen Kratzerbildun- keine Teilchen
größer als
5 Mikron sein, und zur Erzielung bester Ergebnisse sollte der
Durchschnittsdurchmesser der Teilchen im Bereich zwischen etwa
0,5 und etwa
3 Mikron liegen. Falls die gegebenenfalls mit dem Schleifmittel verwendeten
Zusätze nicht ziemlich weich sind, sollten sie gemählen oder auf andere Weise zu
einem ähnlichen Teilchengrößenbereich vermindert werden.
| Tabelle |
| Teilchen kleiner als die |
| Durchschnittsdurchmesser angegebene Größe |
| Mikron 0/0 |
| 5 99,5 |
| 3 96,8 |
| 2 84,0 |
| 1 42,0 |
| 0,7 24,3 |
| 0,5 13,2 |
| 0,3 4,5 |
Das bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung angewandte basische Zirkonsulfat
ist ein leicht erhältlicher Handelsartikel mit einer Durchschnittszusammensetzung,
welche als
5 Zr0,
- 3 SO.' x H,0 ausgedrückt werden kann.
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Wie sich aus dem folgenden Beispiel ergibt, hat basisches Zirkonsulfat
selbst praktisch keine Wirkung beim Polieren von Glas. Beispiel 13
Unter Verwendung
derselben Apparatur und desselben Verfahrens wie im Beispiel 1 wurde ein
Polierversuch mit einer wäßrigen Aufschlämmung welche C 4D3 101/o feinverteiltes
basisches Zirkonsulfat enthielt, durchgeführt. Es wurden nur 3,5 mg Glas
in 10 Minuten entfernt, und selbst nach 25minütigem Polieren war die Glasscheibe
nicht zufriedenstellend poliert.
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Aus der vorhergehenden Beschreibung der Erfindune, ergibt es sieh,
daß durch Zusatz von basischem Zirkonsulfat es möglich ist, Glaspoliermittel mit
Glasentfernunasaeschwindiakeiten züi erhalten, die gegenüber den Geschwindi-keiten
stark gesteigert sind, wenn das Glaspoliermittel oder Gemisch dieser darin enthaltenen
Mittel allein verwendet wird. Die Massen sind leicht zu verwenden und erfordern
keine Modifikation der gewöhnlich zum Glaspolieren angewandten Vorrichtung. Da basisches
Zirkonsulfat weit billiger als Glaspoliermittel ist, wie Ceroxyd und Zirkondioxyd,
sind die neuen Poliermassen auch wirtschaftlich. Weiterhin werden durch die vorliegende
Erfindun- Poliermittel mit hoher Glasentfernun-s-eschwindigkeit erhalten, die praktisch
farblos sind. Auf diese Weise wird eine Fleckenbildung auf Materialien, welche mit
diesen Mitteln in Berührung kommen, vermieden.
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Die in der Beschreibung angegebenen Prozentangaben sind auf das Gewicht
bezogen.
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