DE1421906A1 - Verfahren zum Erschmelzen von Glas - Google Patents

Description

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,'».'-.scnawher Stroßo 17

Gwens-Corning Fiberglas Corporation, Toledo, OMo, U.S....

"Vorfahren sum Erschmelsen von Glas."

Die Erfindung bezieht sich auf kontinuierliche uad halbkontinuierliche Verfahron zur Herstellung von Borsi.lii:atgläsern, bei denen der stabile sähe Schaum, dor gewöhnlich wahrend des Erschmolzene boi solchen Vorfahren gebildet wird, durch verbesserte Gemengetochnlk im wesentlichen beseitigt Bird· Insbesondere besieht aicfi die Erfindung auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Borsllikatglasfaserii, wot ei die Ausbeute an Borsilikatglas aus einen gegebenen 8cfcnclsbehälter wesentlich vergrößert ist, was su einer entsprechenden Steigerung der Ausbeute der Pasern führt, ohno das lrgenwie die Qualität des Glases oder der Fasern nachteilig beeinflußt wird. Diese Erfolge werden erzielt eoiweder durch Einfügen uanißstens eines Erdalkaliaetal tb erartes, als einzige Ausgangssubstani des ία der Gias-

9099H/0085 Unterlagen M**,^^^.^^,,^,,

BAD or-.:-2.;;>!AL

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schmelze vorhandenen Eoroxydes oder durch Hi«iuq abc einer üblichen Ausgangssubstanz für ΒοΟχ» beispielsweise Borsäure oder Borax» und durch Einbau von wenigstens einer Erdalkalinet allvorbindung, außer einca Borat» und vorzugsweise einem AXluninat oder einem Silikat in die Charche als Aussangesubstana für wenigstens im wesentlichen eine Hälfte dee Brdalkalimetalloxydanteils dor Schaelse.

Eorsllikatgläser hat man in άαχϊ lotsten Jahren häuf ig für Glasfasern» Reflektoren» Augengläser und wärmebeständige Gegen3täad9₉ um nur wenige cu nennen verwendet· Jedoch \slrd dl® Heretellimg soloh&r Gläser und insbesondere die Herstellung von Glasfaaem &us Borsllikatglas-» r^m-hmßi2ea sehr stark änrch das For&sndensein «ines stabilen ßchaumes oder eliior Eöhen Glas-Blaeonphas· behia» dert» wcleli© während ä@T J*B£w&g®6tis£9& dee Oloßöcha©!»- ¥ös-gasges entsteht und auf de? Oberfläche des Schmolzbades m&ertem%* Beispiel^^ela« wirkt dieser Schaum als thermische Isolierschicht» welche su einem niedrigeren auf das Sehmelsbaä füly^to Außerdem nimmt die stärk®^ Mts$be@t;&zidige& Foaponeatea de j Gemenges auf und vorsögort 'üz^. Auflösuns« was au der Wtmimaxm, bekannten So!iassi» ode? AbschlagbilJung

Schließlich b@gr@üst der Schaum im allgemeinea die Of @£be.triebstemperatures vegem aw Hq igung- gestci« Zßrtov Schaumbii: ung bei hlSMx werdeMen Tdmparfttix?64%· X&folg» a,9r Abwesenheit des stabilen Schausec imd der

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verschiedenen unersrUnjchfccn, durch den Schaum bac&rkton

Zustünde fällt die Ausbeute und die mögliche Ziohge-

oohttindigkoit eine a Boroilikatglaees aus einem gewebe· next uchaclsbohalter beträchtlich unter den thooretiechan uext für diesen Behüitor und diese Zusammensetzung·

Beispielsweise lot die Ausboute veoentlioh kleiner βίο

die Ausbeute eines SodalauLkkieeeleauregla&os, das in dem gleichen Schulter und la wesentlichen unter den gleichen

Lodlnsungen erschmolzen ist· AIa Zlehseechwlndigkelt

wird dabei die Anzahl von tyiadratfuß Oberfläohenfläche f dofl Cchaelsbenilltere definiert, die erforderlieh iat, ua eine Tonne Glaa in 24- Stunden su «ohaolxen· Sie wird ' in v£uadratfu3 pro Teßeetonnon ansegeben·

Versuch· haben ergeben, daft dieser stabile Schaum in «rstor Linie das £rgobnis dor Bildung einer Oberflächenschicht von Glas ist, die in ihrer Zueasaensetzung von dar des Hauptteile des Gohmelsbadss abweicht und eins hon« Ylskoeit&t bositst· Qiesss sühe Oberflächenglas behindert das Aufbrechen der Blasen, die bei der Entwicklung vom gasförmigen ^aersetsunge· oder Verbrennung*· produkten, beiepielsweioe GO₂, CO₂ und S^O aus Tollen das in das Bad eingegebene Gesangeaaterials, entstehen·

SioBor stabile Schaum, der im allgemeinen Üb or dor Ge* samtoberilaohe der uehmelae vorhanden ist, unterocheidet sioh von dem Schaum, der wfihnmfl der Anf angsstufen beim Erschmelzen einos Glasgemenge* aus Coda-Xalk-Kloael·»

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säarο entsteht. DIo Schaumperiodo eines eolehon Gemenges ist verhältnismäßig kurz, wobei die meisten üblichen Schade anlas on mit einen Gemenge und einer Schaualini· betrieben werden, die annähernd zweidrittel des Woge« in Laufrichtung der Schmelzvorrichtung ausmachen·

Ein stabiler Schatm erscheint ferner offenbar lediglich ' bei kontinuierlichen oder halbkontinuierlichen Schmelsvorfahren, in denen Borsllikat-SlasgGmeng· verwendet werden· Insbesondere hat sich herausgestellt, daß dieser stabile Schaum nur in Borsilik&tglassehmelzen auftritt, wo der Boroxydgehalt annähernd 2 % oder darüber botragt und zusammen mit Erdalkalioxyden, beispielsweise EaIk, Llagnesla, Bariumoxid oder gegebenenfalls Trontiunoxyd la einest kombinierten Anteil von ca· 4- % oder darüber vorliegt· So werden beisplolsweise stabil· Schaume gebildet, wenn man Glaszusammensetzungen nach den US-Patentfichriften 2 571 074, 2 882.175 und 2 877 124 nach kontinuierlichen Vorfahren erschmilzt.

Wie hier tnd in folgenden verwendeten Angaben Trozont" und "!Teile" beziehen eich jeweils auf Gewichtprozente bzw. Gewichtteil·, wenn es nicht anders angegeben ist.

Es hat sich nun herausgestellt, daß der stabile Schaum, der während des kontinuierlichen Brachmelsens von Borelllkatglasgemengen entsteht, la seiner Seng· wesentlich herabgesetzt werden kann, daß sich dl· für die SeraetsuBg

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■ BAD OF.K

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erforderliche Zeit was entlieh kilrsen 12LUt und daß die £o3Ohiokun38goochgindig!:cit der Geaongeboetandtoile und die Abziehgeachvdndigkelt doo Borsllikatglaeea aus eines ßo^ebenon ßchmolsbehUlto? wesentlich gesteigert worden kann₉ wonn can entweder £rdalkaliB6tallborate_f in denen

KrdalkaliBotalloxyd· choai&ch alt Boroxyd in gewisoen J

wesentlichen etöchiometriechen Verhältnissen kombiniert

Bind« als i» weeentllcnen einxige Quell· für Boroxyd im Qoaenge oder andorerselt« eine Xrdalkoliffletallverblndung

auBer eines Borat verwendet_t gewöhnlich ein Alluainat oder. i •in Silikat, da« dann al· Quelle für wenigstens is we eentllchen eine Hälfte dos firdallealioxydbestandtelle· der Schaelie dient·

Ziel der vorliegenden Erfidnung ist deshalb ein vorbes«· serteSi billiges» kontinuierliches Terfahren sum 2rsehmelson eines Boreilikatglasgeaenges·

Weiter richtet sieh die Erfindung, auf ein Borsilikat· ι glasgeaenge» das wahrend des Octnelsvorgangte nur eine gering· Heigung sur Bildung eines stabilen Oberfläen sa seigt*

weiteres Ziel der Erfindung ist dl· Schaffung eines verbesserten kontinuierlichen Verfahrene su» Zroobael •inen Borsllikatslasgcsenges« welches ein· wesentlich« Steigerung der Auebeute an Borsilikatglas für irgend·!· nen gegebenen Schael*beh31ter •raSglicht* Inobeeondere

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richtet stell die Erfindung auf die Schaffung einos vor· beseorten Verfahrens zur kontinuierlichen Herstellung von Glasfasern aus einoa Borsllikatglasgeaengo mit wenig** stens einon Erdalkalimetalloxjd und wenigstens 2 # Boroxyd, wobei der kombinierte Anteil an Erdalkallmotallösgrd und Boroxyd wenigstens 4 % der Glaszusaasiensetsung beträgt» Best Kieselsäure und andere glasbildende Bestandteile» durch Beigabe Ton einem aus mehreren besonderen Erdalkall· metallboraten oder Gemischen aua besonderen Brdalkalimotallboraten als einsige Quelle tür Boroxyd in dem Glasgemenge*

KIn woiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens sur kontinuierlichen Herstellung von Glasfasern aus einem Borsilikatglasgemenge mit wenigstens einem Srdalkallsietalloxyd und wenigstens 2 7» Boroxyd, wobei der kombinierte Anteil von Erdalkalimstallozjd und Boroxyd wenigstens 4 % der Glassusammensetsung beträgt» Best Sleselsäure - und andere glasbildende Bestandteile» durch Hinzugäbe von wenigstens einem Erdalkallmetallsillkat oder - aluminat als Quell· für wenigstens im wesentlichen eine Hälfte des in der Glasschmelse vorhandenen Srdalkaliaetallosqrd·

Bei einem Üblichen kontinuierlichen Verfahren sur Herstellung von Borsilikatglasfftsem wiM eine '

Bensetsung einem Side eines GlAsschaelsbehälters geben» in dem die Gemengenbestasdteile sur Verglasuag

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dorsolben erhitzt werden· Das glcaigo l&terial fließt dann in oinon Vorhord au anderen Bodo doo Behältern, von dou iJtrume doe goochmolsenon Glaaoo durch oino gooignote

Büchse obgozoscn wcrdon· Die Ströme worden dann

gen und im wesentlichen sofort verfestigt, wob©! die *esA mit dor gewünschten Ctärkft entetohen· Bis Jotst «ar •α Üblich» das B^O, in dio CElaeachaelse Als Borax₉ ent- «ilseortoa Eorai, entvUaeerte« Rasorit, Boreüuro oder ein-»

Xach ele die Verbindung B^O. selbst einzurühren· Bei die«

ecn Verfahren bildet sich oln oehr stabiler Scha.ua und λ bleibt« vie oben festgestellt wurde, für Yerhäitnisaä&ig lang· Seit erhalten. Infolge der Bildung dieses stabilen £ohau&c& ist eino längere ßchmels» oder Vervellselt des

Genenges ia Schmelstank erforderlioh_f als sie notwendig

sein YüLrde, vonn sich diocer Sohaua nicht bilden würde.

Infolgedessen werden die isugliche Besohickungsgoschwin»

diglccit der QcBengebostandteile und dio Ausbouto ü#o ge» ochaolzcnen Glaxeo aus dem Behälter herabgesetst· Wollte non den Vorsuch unternehaes« Aas QHam aus d*a Tank abs»· ziehon₉ bevor sich der geaaste Cohaua aufgelöst hat_t dann . ' afciüt son auf sehr schoiorig· Probleme· Bei dor X!er*tol~ lung von Glexfasexn l&aft dieser ßohaua beispielsweise mit dor OT ψ flnWjtwi>l ta vom Scheelsofes 1»* den Vorherd und von dort in As Buchse und die raeerhereteHungsTOrrlchtuag, wo er den Serstellungsvorgang unterbricht»

tonn aan« wie bereits oben erwähnt, als einzige Quelle fur Boroxyd Bohaateriallen verwendet« in denen die Erdal-

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kalimetalloxyde chemisch ait Boroxyd in bestimmten oenfclichen stöchionetrißchen Verhältnissen kombiniert sind« kann der stabile Schauxs» der ei eh während des kontinuierlichen Srschsiolaens von Borsllikatglasgeaengen bildet, in seiner £fongo Trosentlieh vermindert «erden. Di· aor Auflösung dieses Sohaumea erforderliohe Zeit läßt sieh wesentlich kürzen und die Auf gabegesohwlndigkelt der Ctaaengebestandteile- und die entsprechende Atisbeat· des geschmolsenen Glases isrerden vosentllon gesteigert· Wenn ijoiupiolcoeUe ein Mineral tde Coleaanit die elneige Quel-Io XUr Corosyd in einen EoreiliSmtglasgenenge bildet« wird dar während dae kontinuierliehen Soliaelsens gebildete Schaun nacn einei? wesentlioho ktraieren Seit aufgelöst und di· Glausauabeute tut don entepreeheiiden Ofen läßt sieh .waffentlien steigern«

Insbesondere hat eich geselgt« daß bei Verwendung eines iBoroxydgemengobestandteilss in ?oim ton Caleiumborat Bit veniger als s^nHhernfl 76 % Bcroxyd basierend auf dem Gewickt von Β^Οχ und den rirdolkalioxyd, eine» Hagnesiua» ' borat fidt weniger eis annähernd €2 % Borooqrd,basierend auf dom Gesicht van. B^O, and von Srdalkalioxyd, und einem Baxiuaborat, enthaltend ueni£jor als annähernd 70 % Boroxyd basierend auf den Gewicht Ton B^O, und dem Erdalkaliosyd, •der beia kontinuierlichen £rsohmel»en dieses Borsilikat* glas^emenses erzea^to Schaus in seiner Menge wesentlich heralige&etst wird» die zur Auflösung des Sohauaes erfor-

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dorllche Zeit sich aerkbar vcrkürst und schließlich die Geaensoaufgabegeschwindißkcit und gleichseitig die Glasausbeute wesentlich gesteigert wordon kSnncn, ohne daß die Qualität das Glasoo in irgendeiner ffeise nachteilig beeinflußt wird·

Sine Ittif ung des FhMeagleiohgewiohtsdiagraam des blnä Systeme* Caleiunoxyd - Boroayd, Itsgnesium - Boroxyd, Boriuaozyd - Boroxyd und insbesondere Strontiumoxid - Boroxyd gibt eine Erklärung für die oben erläuterte Sr-

eoheinung» Diese Systeme sind im allgemeinen durch einen

Bereich, der Unoisohbarkeit gekennseichnet« Diocer un-

aiechbare Seroieh beginnt beispielsweise bei ca* 1oo mol % Boroxyd und erstreckt sich bis su einea üolvorhültnie von Boroxyd su Kotalloxyd ton sanlhernd 2,55» 1 in de»

Calciumoxid - Boroxydsyatem, 0,946 ι 1 in dem Ifegaesiu»·

oxyd * Boroxydsyatea und 5*15 t 1 in des Bariuaoxyd -

Boroxydsystea· Diese unTttfaioohbejrta Bereiche bestehen

aus ia wesentlichen reiner Boroxydphooe und dea beaonde- (

rea £rdaUcaliborat· ,

Xde an Boroxyd reiche Inas· hat eine sehr niedrige Dichte, nämlich 1*469 g/ccm und eine sehr niedrige Oberflächen· spannung« nlolich 68 dyn/ca, wobei beide Sigonschaf tea bei 1.1ΟΌ ⁰C. gemessen sind· Diese Slgenaohafton müssen mit denjenigen gewöhnlichen Glases, beispielsweise von Soda' - Kalk · Xieselsauroglloera verglichen werden, die eine Sieht· von annähernd 2_t2oo g/oem bei 1oo°0 mad

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Oberflächenspannung τοη ana&liernd Joo dyn/cm 'bei 1«100°C· aufweisen· .

Während der Anfengsstufen der Sohselsprosesse let es bei Verwendung üblicher Borsilikatblasgemenge« d.h. Gemengen, die entwässertes Borax« entwässertes Baeorlt oder Borsäure als Boroxydgemengebestandteile enthalten» * durchaus möglich» daß eine Ausscheidung Ton Boroxyd auftritt» Diese Häglichkeit 1st besonders groß, well diese Arten annähernd die niedrigste Beaktionstemperatür aller Oemengebestandteile« Im besonderen 450°0 für Borsäure und 815°C für Borax aufweisen· 'Senn eine sol· ehe Absonderung von Boroacyd auftritt« 1st es ferner mSglieh» daß das Boroxyd mit einem Erdalialioxyd reggiert« welches sur Bildung elnor unmischbaren Phase aus im wesent« liehen reinem Erdalkaliborat neben der Boroxgrdphaso vor» liegt· Die Oberfläche der Schnelle reiobert sich deshalb mit Boroxyd an und hat vermutlich eine niedrigere Sichte« eine niedrigere Oberflächenspannung und eine niedrigere Viskosität als die Hauptmenge der Schmelze· Sin solcher Zustand ist jedoch infolge der hohen Pluck·» tigkoit des Boroxyde nur vorübergehend« Sa sich dies· Komponenten verflüohtigen» wird dl® Oberf&leh* der Sohmolie wieder dichter and 41«

«le die Zähigkeit nehmen öntapsacäoM sau

Sa an der Oberfläche einer gewöhnlichen

eahmelae die OberflSoheaepannung w®& YlAkoeltät grSBer a

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ale in der anderen Schmelee sind, wird die Auflösung von Blasen» die sich in früheren Stufen dee Schaelsvorfahrena wegen der Zersetzung der Gemengekomponente ge« bildet haben, verhindert. Daruberhlnaua behindert der Auftrieb der eingefangenon Blasen die Aufnahme dieses öberfläohenglaees ftn die ßohmolse·

Se kann angenommen werden» daß alle oben diskutierten Faktoren sur Bildung des stabilen Oberflächen-chaumee während des kontinuierlichen Erschmolzene eines üblichen Borsilikates und damit entsprechend au einer Gl as ausbeute für ein gegebenen Schmelzbohölter beitragen, die kiel·· nor ist« als sie möglicherweise sein konnte, wenn dieser Schaum in seiner Mense vermindert und rascher aufge« 18st werden könnte. Sie Tatsache!? daß ein stabiler Schaum nur in einen kontinuierlichen Schmolz verfahren beobaohtet wird und sich nicht bei einem statischen Pfannenverßuch bildet» ist vermutlich wenigstens teil* weise dem Dampfdruck des Boroxydos in der Atmosphäre oberhalb der Schmelz© zuzuschreiben· ^

In einem kontinuierlichen dynamischen Prozeß werden die flüchtigen Bestandteile zusammen mit den 7erbrennungs-> produkten des Heisbrennstoff es kontinuierlich weggeschwemmt· sodaß der Dampfdruck des Boroxydea in der Atstosptt&ro oberhalb der Cchmelse gering lot. Der niedrige Boroxyddampfdruck begünstigt bei einem kontinuierlichen Vorgang die Verflüchtigung des Boroxydes aus der Öchmol-

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so« Bei dem statischen Schmelztiegelversuch ist es jedoch abglicht daß dor Campfdruck des Boroxydes beträchtlich höher ist« so daß die Verflüchtigung des Boroxydes aus der Schmelze verhindert oder wenigstens verlangsamt wird· Außerdem wird das Boroxyd kontinuierlich in den kontinuierlichen Schmelzofen aufgegeben» was bei ßohmeletiegelversuch nicht der Fall 1st« " _ ·■

Wie bereite oben angegeben vermindert die Verwendung von Colimonit oder Ui&dt in einem Borsilikatsemense als in wesentlichen die einsige Quelle für Boroxyd die Zeit wesentlich, die für die ßehaumauflösung erforderlich ist» und steigert entsprechend die Glasausbeute für einen gegebenen Ofen· Colimanit ist ein Caloiumborat der allgemeinen. Formol GaJBg ®11^β ^%°* ^^ßsij°ht aus annähernd 2?,28 % CaO, 5ο,β1 ^ B₂O,. und 21,9^ % H₂O mit geringen U l H

an HgO* SiO₂₁ Al^Ox und Hg₂ ⁰O» ^die ua^cnmal als

vorhrjiden sind· Ulexit ist ebenfalls ein Caloiumborat der allgoneinen j^oxmel ITaCaBeO« und besteht aus annUhesad 13,85 % CaO. ^-2,95 % ^B2°3» 7·65 % l^O und 35 »55 % H^O· Wie man aus der Prozent-

dieser l'dneralion erkennt, ist das CaI-

ciumoxyd chemisch mit Boro^yd derart kombiniert, daß das etö'ohiometrische Holverhaltnis von Eoroxj-'d au Calciumoxyd über dem oben diskutierten Bereich der Unvenaiochbarkoit (weniger als 2,5) liest· Infolgedessen, kann cioh während des £>chmolzens in einem Gemenge keine BpO* «- .enthaltende unvermischbare Phoae bilden, in dem eines

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der Klnoralien oder eino Klachung der boiden Bestandteile im wesentlichen dio einzige Quölle für Boro^yd bilden·

Als weiterer Paktor für dio Verhinderung einer Bildung

stabllon Sehauaes während doe kontinuierlichen Srsohaol sens, eines Borailikatglaaos goaa&^:;dor vorliegenden Er- I findung let die höher· fichaelitenporatur der Erdolkall borate la Vergleich alt den GehaolstiogelteBperaturon gewöhnliche Boroocydboatandtoile 8u betrachten· Boio; icle- i veiso liegt die Schaelsteoporatur von Celolu&borat in dor GruSenordnimg von 1.10O⁰C. bis 1.200⁰C, während die CdunclsttoBpex&tur τοη Borex •""^^»^rnd Ö15 0· νηΛ von Borsäure annähernd 4$0°C· botrüst. Da die nähere

Cchnelatenporatur von Calolaaborat in der E'äha dor Too»

per&tnr liegt» bei dir dio anderen Qenengebestandtelle

In Lttoung gehen« eatat sieh da« Caloluaborat ait den

anderen Gemenseboetandtollen um, so dall weiterhin die löslichkeit der Bildung einer unreivischbaren Xhoso herab* geeetst wird·

Coliaanlt und Uloxit kann can Torechiedene andere lünoralien oder Bohaaterlalien al· Boroxyd^omengebeetöndteil gemäQ der vorlleficnden Erfldnung verwenden· Bei-•pielewoiee enthalten folgend· Calciuaborate alle woniger als 76 Gewicht 5* Boroxyd und können deshalb vervonlot werden·

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BAD

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Ann&oeiade Zusammenaetaung Kinoral in "

Priooit 32.11 CaO, 49*04 ' . '*. 18.0?

Probertit . ' 15.98 CaO, 49.56 B₂O₅,

8.03 ITa₃0,25.63 H₉O ':

lieyerhofferit · 25*03 CaO, 46.?2 B₂O₅₁

28.28 H₂O ■ ' "

Inyoit© . - 20.20 CaO, 37*62 B₂O,, .

42.18 E₂O

lieben den oben erwähnten Calciumboraten kann man das folgende Magnesiumborat verwenden, das weniger als 62>& Boroxyd enthält t

Minoral in

Kotoit? 63·46 UgOf 26.54

Kombinierte Borate oder Borate aus einer Mehrzahl von Brdalkalioxyden k ann man ebenfalls als Boroxyd mit Gemengebestandteil gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden. Jedoch muß das Boroxyd einem geringeren Prosentsatz an solohon Boraten als das Minimum enthalten, welohes Bwoi unvermiochbaro Phasen mit denjenigen Erdalka-. lioxyd ergibt, das zwoi unmischbare Phasen mit der geringsten Menge an Boroxyd bildet. Beispielsweise kann man Calcium ~ SSagnesiumborate mit weniger als 62 % Boroxyd gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden»

e.

Man kann ferner verschiedenen Calcium- und &agneaiumborate verwenden, volche hitzebeständige Oxyde, Eisenoxyde

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Ο,·dgl· enthalten solange die Anwesenheit solcher Oxyd· in der fertigen Glaseujeaamensetsung tür sie nicht schädlich let· Xm folgenden seien einige Beispiele hierfür angegeben! . '

.' ' · Annähernde Zusammensetzung Mineral ' In Gew»-» % \

JfovUt. 28.66 CaO₁ 15.5*

. 44,49 B₂Oj_t11.51 H₂O

Bakerit 55.97 OaO, 27#92 B₃O

28·69

8elbstveretändlioh eind die oben angegebenen tlineralien nur Beispiele tür Rohmaterialien, die nan ale Quelle für Boroxyd gemäß der Erfindung verven&en kann und daß eie kein· Begrenzungen darstellen. £0 let nur notwendig, daß da» Erdalkalimetalloxyd bsv· die entsprechenden Oxyde chemisch mit Boroxyd in den kritischen etushiomotrlaohem Anteilen miteinander kombiniert sind» um die bei ihrer Verwendung eu erwartenden neuen Srgebnlsee tu erhalten· ·

• «.

Bel dor Herstellung von Boxaillkatglae gemäß der Erfindung müssen die Uenge und die Zusammensetzung des Bor» oxydgemengerohmateriale selbstverständlich derart sein, daß die in der fertigen (KLaesusammensetsung erwünschte notwendige Itenge Ton Boroxyd vorhanden 1st, ohne daß gleichseitig ein Pborechuß an Erdalkalioxyd, hitsebeständigem Oxyd ο «dgl· beigefügt wird. Im allgemeinen «Anhalten Borallikatgläser wenigsten« 40 % Kieselsauere

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und zwischen 1 und 15 2> Boroxyd, wobei es sich, "bei dom Best ua andere glaöbildende Bestandteile handelt· Insbesondere besteht, dio Zusammensetzung der gemäß der Sr* £indun^ hergestellten Borsilikatglaefasem im allgemeinen aus ca* 50 tia ca· 75 9» Kieselsäure, von ca. 2 bis ca. 15 % Boroacyd,- von ca. Z bis ca. 25 % Srdalkalimotell· oxydon, d.h·, CaO, ligO, BaO, und SrO₉ wobei die Menge en C&O normalerweise 50 % des ErdaDcallaetalloxgrdgehaltcs beträgt, von ca. O bis ca· 15% Alkaline tall oxyde, vorzugsweise Ha₂9, K₂ ^{0 0<3}·^βΓ ^^θ14·» ^^{021 6a}* ² .^ ^{tle cß}· 20 ^ Alumlnlumoaqrd, von ca· O % bin ca. 10 % Titanoxyd, ungefähr 1 £ Eieenoxyd und von ca, O bis ca· 3 & P₂ · £s lcönnon auch noch Spuren anderer glaabildender Bestandteile oder Verunreinigungen, «ie HnO, ZrO₂ und ZnO vorhanden sein·

Bei der Herstellung solcher Borsilikatgläser wird ein Glasgemenge« das auf die gewünschte entgültige Boreilikatglossusaxsmenaetsung berechnet ist, vorbereitet und kontinuierlich an einem Ende eines geeigneten bchmels» behältern aufgegeben· Die Gemengebeetasdteile werden auf eine solch· Temperatur erhitst, daß eine Verglasung auftritt· Diese Temperaturen liegen im allgemeinen im Bereich von ca· 1,09O⁰O. bis ca· 1.600⁰C* Sie sich ergebende Glasoharche wird dann aus dem Glasschmelze bohülter an einer von Aufgabeende entfernten Stelle abgezogen. Each dem Abziehen aus dem Scümelsbehälter wird dl· Glasoharohs zu einer gewünschten Form geformt

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und dann so ausreichend schnell gekühlt, daß eine Entglasung verhindert wird» Mit Ausnahme der besonderen B₂O, - haltigen Bestandteile des Gemenges ist der Schmelzvorgang in der Technik an sich "bekannt.

Beispiel 1

ISS wird ein Glasgemenge mit einem Gesamtgewicht von 9.O80 g gemäß der vorliegenden .]2rfindung in folgenden

Anteilen hergestellt· *

4594*5 g Kieselerde

890*0 S Xalaiumkarbonat
1733*5 g Hatriuakarbonat
1859·O g Colonanit
3*0 s JSisenoscyd (

Das oben engegebene Gemenge liefert ein Borsilikatglas aus 62,4 % SiO₂, 13,5 # Ha_a0_t 13,8 CaO, und o_f2 %

Ein Glasschmelzofen mit einem ßchmelzbehöltor^ dessen OborXlache ca· 465 cm betrug, wurde auf eine Tiefe von annähernd 44,5 mm mit einem geschmolzenen Glas gefüllt, das durah Zusammenschmelzen des oben angegebenen Gemenges hergestellt war· Daraufhin wurde das gusaLmolseno Glas , VO& einem £ndo des Ofens mit einer Geschwindi^kdit von 10 Quadratfuü /Eagostonnen abgenommen, während das öomon-

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ge kontinuierlich am anderen Ende des Ofens mit Hilfo oiner Förderschnecke mit einer Geschwindigkeit aufgegeben mirdo, die ausreichte, um eine konstante !Tiefο von annähernd 44,5 ca aufrecht au erhalten. Die Ober« flächentemporatur des Glases wurde während dos gesamten

auf _o
Ziehvorsanses/annähernd 1.285 0. gehalt en*. Der Ziehvor-

wurde 20 Min. durchgeführt, worauf die Zuführung und das Abziehen unterbrochen wurden.

Dio Zoiti für die SchaumauflSsuns wurde nach dor Vervollständigung dos 20 Min« dauernden Arbeitsvorganges duröh Beobachtung der EeflekticnsfaMgkoit der Oberfläche des geochaolssensa Glases gemessen. Die Beobachtungen irardön duroh ©in Loch in dem Abzugsoad® d©a Ofens derart durch« geführt* daß ein idLarss Bild der- I^rdorschneclco erholtsn wax»g woim we&ig oder ]c$iä 6ehau& vorhanden war» feois. söl-«liQs Bild ^m ersiolos w&3?₅ solange auf der öli® ®£s> ßiökea? stabil-ss¹ Soliaum vorlag fr Söiiaa©aiifllJs®ß3 wa??de £l§ dl© Zelt ils a^^fsa?5Ks?lioli ist, Wk ete Klas^s BÜ4

asu'S 55a g^me

iJ- dc

BAD GRSG£

2um StocIco des Vergleiches, nicht jedoch in überein mit der ErfinJuns« trurde ein Genen^e unter Ver-

weniung von entvässorten Borax els Boroxydgemsngebe-» etandteil in den entsprechenden Anteilen hergestellt» na dos gloiohe geläuterte Giss Beispiel 1 tu erhalten« Das Gemenge von 9*060 g bestand aas folgenden Anteilen in den angegebenen !!engen·

4791*5 g Kieselerde

1957*2! g Calciumk&rbonnt " ·

119*.6 g Batrlumkarbonat 1142,0 g ent«· Eorcx 9 g EUenoxyd

Paa Vorfahren nach Beispiel 1 wurde dann wiederholt« wobei jedoch das oben angegebene Gemenge anstello des in Beispiel 1 angegebenen Gemenges sum Einsatz kam· Hoch doa Unterbrechen der Zuführung and dos Absiehono wurde die Seit für die Gchaunauflöeoag gemeasen· In diesem Falle UeB sieh ein klares Bild des Schneckenförderers 30 UIn. lang nicht erzielen·

Es hat sieh herausgestellt* daß die Verwundung von £rd·

gemäß der vorliegenden !Erfindung

als Eoroaqrdgcmengobostandtölles einen woiteren wesent» liehen Torteil gegenüber der Verwendung üblicher Bor» oxT&gceengebestandteile ergibt, wenn die Tatsache« dad die Verwendung dieses GoGongobestandtelles eine größere

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Ausbeute au glasigen Material aas einem gegebenen ßcbnolsbehälter ergibt» wie es oben erwähnt wurde» nicht als Vorteil in Betracht gezogen wird« d«h·» wenn die Be* echickunge- und Ziehgesohwindlgkeiten die gleichen blei* bon «ie bei der Verwendung üblicher Geaengesusamaenaete-' ungen· Insbesondere erhält nan ein Glas mit verboosorten Eigenschaft en, wenn man ein Erflnlkalinetallborat al· Aussangsmaterial für doe gesamte Boroxyd in der Glasecfcaelse Tenrendet_t und der Duxchsata oder die Beschikkunsegdsohiffindigkcit dee Gemenges und die Ataugsgeechviadigkoit dee glasigen Katerials wird nicht gesteigert· Die Verbesserung etas&t aus einea stärkeren und vollständigeres Schaelaen der Gexaengebeabandtoile infolge dor Beseitigung der Bildung eines stabilen Schaumes· -ie beraita oben erwähnt» hat sieh herausgestellt, daß beispielsweise ein eolohor stabiler Sohaum als Tarneioollorung wijckt» welche 2U einen niedrigeren Silxmeüber» gang auf daa goachaolzena Sad führt« Darüber hinaus scheint der Schaum die meisten hitsebeständlgen Komponenten des Gemenges aufaunehmtia und die AuflOaung so so. vers3gesn_f daß ea in der fraxi* *u dam Zustand koaat» den man als Soua kennt· Öiese trübung nuß aus der Schneise wenigstens su einem wesentlichen Ausaad beseitigt werden· £s kann angone@aen. worden» dafi «in TollstUndigo· Sohmelsen und Q&setaen eller Gemengebestandteile und insbesondsr« 4»r kleinen Xioselerdekex&s» dl· sehr lane- . «am «ohmelsen und sioh langsam auflSsen, nicht erfolgt» dmft 4edo«h, je mehr die Beseitigung des Soum gelingt»

■' .-21·

- _Λ . 21.7.1960

dooto vollständiger der Cclinelavorgang und die gegenseitige Umsetzung ist· Έα kann angcnonnen werden, daß dos Vorhandensein solcher urrjeschnolzoner Sieaolordekorne In der Schmelze zu einor Schwächung dos daraus horgostollten Glaskörpers führen· Sa das vorliegende Vorfahren die Eatstohuns des Scum herabsetzt» kann es sur Verbesserung des Schaelsvorganses für die Faserher· Stellung bei gegebener Auobeute und zur Vergrößerung der Ausbeute verwendet worden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch eine la we« acntliohon vollständige Bosoltigung odor rascherere Auf· lösung des Schaumes in einor Borsilikatglassohaelse und eine entsprechende» bemerkenswerte Steigerung der Ausbeute oder des Durehsatses an glasigem Material für einen gegebenen Olasschmelsbehalter durch Verwendung von Erdalkalioxyden, außer Boraten» für wenigstens im wesentlichen eine Hälfte der Erdalkalinetalloayde in dom glasigen Material oder der Gehmelse als entsprechendes Auagangsmatorial·

Vie bereits oben im einseinen angegegeben» erhält stan einen stabilen Schaum während des Eracimelacna eines Borailikatglasgonenges durch ein übliches Verfahren» welcher wiederum die Ausbeute dos glasigen Ifatorials aus dem Glaaachmelsbeh&lter wesentlich senkt· Die ve> rliegea-» de Erfindung wurde bis jetst im Zusaamenhans mit der Verminderung eines solchen stabilen Sohaumoa und mit einer

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/0-08 5 _6A0 ORIGINAL

H21906 SLJt

entsprechenden Steigerung; der' Ausbeute durch Einsatz ein&s ^rd&lkaliborates als einzige Quell© für B₂O, beschrieben· 2s hat sich Jedoch. herausgestellt, daß es auch, möglich und in den, neiston Pollen zweclaaäßig lsi;, öina im wesentlichen vollständige Besoitiguns dieses stabilen SchauiaGS dadurch, zu. erzielen, daß man ein übliches "_; Ausgaaosmaterial für B^O*, ^°^^sPi^el^2ViS^^ae Borsäure oder Borax, aufgibt und als weiteres Aussangsnaterial für wenigstens ist wesentliches oine IEiIf to dos Erdalkalimetall-Odiles in dor Schmelze wenigstens eine Erdalkalimetallverbindung außer einea. Borat, gewöhnlich ein Aluiainafc oder Silikat, Vör.vendet· In dieser Einsicht erhält nan .optimale .Ergebnisse, d.Ii« eine Bteigorimg im Durchs abs in aQx Ausbeute von ca. I^ f«, wann solche Silikato Aluainats im wosenölichoa di© einzige Aussan£jssab-3bans für die J^rdalkaliiaatallo^de sind« Bözaerkenav/ertd

d«h· von ca· 5 i» erhält mau. bö— masx lediglioli im wesentlichen für alo Hälfte des erforderlichen Ssdalkalimetalloacydseiuältes Sililsat oder Aluminat *α£ο1;2ΐ>« &q k.zn& msik bialspielawoiiio Calcium* als WalXastonit (GaSiOa) odes? Magnesium als üfalJs

) oder eise Sombiaaisios van Calcium- und

SöAäßL υ¹©»·. Gshlenit (GaDc^gOvAIgQy)Si₁Qg) edsr als Siopsid COaO· MgO^^SiO^) jsu^ebsä« Ilmlieli@ Silikate ode^ A2\mlna te ¥9» Bssiua edsr Jtsjöstius kaaa maa #boafallfe varweaä ',S^ diöse Oa^de belsu£Us@n_a soliald si® Is eisern Basilika-■glas

S0*88 U /0086 ■ BAD

J 3 21.7-1960

Hash der vorher diskutierten Theorie a.Qr Bildung stabilen Schaumes kann angenommen worden, daß die Erdalkalimetalloxyde in Fora von Silikaten oder Aluolnaten chemisch. in. solcher Weise kombiniert sind« daß ihre Reaktion mit Boroxyd im Qlaseohmeleverfahren sehr lang im wesentlichen verhindert wird» So liegt beispielsweise die Schmolatemperatur von Wolastonit in der Größenordnung von 1.^50 biß · 1»34<| ° C·* während die Schaieletemperatur von Diops id in der Größenordnung von 1.2.60 bis 1.590 ° liegt· Ba die höhere Sohmolztenperatur der Erdalkalimetallailikate und *· «laminate in der Nähe oder oberhalb der Temperaturen liegt« bei der die anderen Gemengenbeatandteile in Lösung gehen« setzt eich das Boroxyd offenbar mit den anderen Gemengenbeetandteile um und reagiert mit den Erdalkalien oder Erden erst sehr spät im GlasschmelsprozeE, eodaß die Uö'glichkoit der Bildung einer unvermiechbarer Phaae weitgehend herabsesotat wird· So wurde beispielsweise kein stabiler Sohaum während dee in άαη folgenden Beispielen beschriebenen Verfahrene beobachtet· Bei diesem Beispiel handelt es sioh um die beste bis Jetzt be« , kannte liethode sur Verwirklichung der vorliegenden Erfindung»

Beispiel 2

Es wurde ein Glasgemenge hergestellt» das theoretisch berechnet su einem Bosilikatglas mit 52 »95 % ^st0 ₂· 15,82 % Al₂Oj, 21,22 % CaO₉ 0,04 % MgO, 0.09 £ B₂O^,

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9 019 814/0085

1,58 fi ?ι}, 0,54 S Ba-,0 tea K₀O, 0,60 S 110-,, 0,23 S ?o,O and 0₉08 # MnO führt.

Dan ÄU3 de? obigen BentcwcJ-toilen beotehon&o enthioltf basiorosd auf einea Oooamtgovioht tron 4*356 fol-endo Anteile ι

643 s JPlint

β Albion clay ß TTollnstoalt $ ζ Boxoäuere 125 S? Fluorit 49 s iiatriucsuiratkuchon

otcn axL£Q5obono Qoaonge llorort ein goläutertee Bor»

sloö sit ia vocc&tlichen 54>₉6? % &io₂« 14,4? ^ ΛΙ-,ΰ, 0,16 * So₂Oy O_t59 ^ SlO₂, 22,10 }i CaO₉ O»2? $ ligO_t 0,26 ^ ₉ 0₉08 $· X₂O₉ 7*60 % B₂°5 ^und

Lin Glaceclaelsbohülter in ei&or kontinuiorliclion arboltendoa 01a*foeeriw»rattlluns«aia»ee «urde mit dea gooohaolsene& Ölaa atu dea oben fmg;«£;ebenoh Goaonge £3cfüllt· Daraufhin vurd· glaaiscs i'atoriol von oinos £ad« des Bohültorc ait foetccliroitend ßtoieondon G^nchwindl^kGiten

während dos Oeccnse kontinuierlich an anderen des Schalters sit solcher Geschwindigkeit sugegebon rdo» d&ß ·1η· konatantft Tief© dec gooohaolsonon Glaaee aufrecht «rholton blieb» Dio einzige Besrenaun^ dor Ab* xujegcßchwiüdigkoit war di« cuf riedenatellcnd· Forglasuns d«« Glfcigoaengoe, eodaß os eich in Foeera durch die Fcoor*

-25-

9 0B8U/0085 &£ --

ausziehvorrichtung umformen ließ, d.h. die Faserherstellunss vorrichtung selbst war kein einschränkender Faktor für dan Durchsatz des Glases, sie konnte ^eder Zeit mit noch höheren Geschwindigkeiten arbeiten. Die fortschreitende Steigerung der Aufsabegeschwindigkeit des -Gemenges und der Geschwindigkeit des Abzuges wurde fortgeführt ,bis optinale Geschwindigkeiten erreicht waren, d.h. bis zu- ' friedenstellonde Fasern nicht mehr länger bei weiterer Steigerung, des Durchsatzes erzielt werden konnten. Diese Geschwindigkeiten wurden aufgezeichnet.

In ähnlicher Weise wurden zum Zwecke des Vergleiches

doch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung ein Borsilikat glasgemenge unter Verwendung, von üblichen Genengebestandtoilen hergestellt· Das Gemenge mit insgesamt 4,349g bestand aus folgendon Bestandteilen in folgenden iüongoni

1238 κ Flint

1187 g Albion clay

1187 S Kalkstein

592 g Borsäuere

. 109 δ Fluorit

36 g Ufitriunaulfatkuchen

Siesee Gemenge in den oben angegebenen Anteilen wurde theoretisch so berechnet, daß sich ein Bprsilikatglae ergab, das aus folgenden Bestandteilen beatand» ' 52,69 % SiO₂, 15,73 % Al₂O₅, 21,02 % OaO, 0.17 % MsO 9.7$ % B₂O₃, 1,37 * F₂, o,53 % Ha₂O, + K₂O₁ 0,52 % TiO₂ und 0,20 % Fe₂Oz*

- 26 - ^l

9 038U/0085 .

Das Gcnonso lieferte ein geläutertes £orsili&at£la3 nit dor gleichen Zusaaaencetsuna wie oben unter Vervrondung dos ralastonithaltison Gcnongos· ·.

£3 wurde dann das gleiche Verfahren durchgeführt, wobei lediglich die Glasschmelze ausgewechselt war, Jedoch der SchHolztank und die. Faserhersbellu&gsvorrichtuns die gleichen blieben· Auch die Schaolztcaperatur und die Tiefe des geschmolzenen Glases im Schnolzbehälter wurden auf den gleichen '..'orton gehalten· Sie Aufgabe - und Ziehgüschwiiidigkeit wurden fortschreitend, gesteigert, vrobel als einzi^jG Begrenzung lediglich die Zeit der Vortreilperiodo des Goaen^cs im Behälter betrachtet wurde« die notwendig war, UQ eine ausreichende äciüuelz© zu erzielen* Bei diesen Versuch hat eich herausgestellt, daß ein selir dicker stabiler »iahauu auf der Oberflucho der Schmelze entsteht,der boi elnor utoigcrung der Aufgabe- und Abzugs* elii zu eines Verstopf en und Uhvvirksaawerdozi, der Pascrherstellungsbüch^e führ^· . ~

Ss wardö ferner bestätigt, dsü die Vorwenduas von Gesongen geaciii des? Yorliegendea Lrfiaduxig ©is.o Steigerung voa an— aäbernd 10 % des Surchsauzos ©der dsr Ausbeute über die» ^enigesi Werts esaöglicht» d4a sa& ©rMlt, w&xm mam übli« .©he"Gemenge ^erareadei*·: . · ■.''■'■

Ett wiupäe -0l& (clftegeneagei bergest «life« «©lease

21906 '-I*

eu einen Borsilikatslas rührt, das 55,70 % SiO₂, Al₂O₅, 17,16 ;S CaO, $·45 % KcO, 6,12 % B₂0j,1,20 2,98 # ITa₂O, o,59 # SiO₂, 0,25 #
hält. "- ■· /·. '·■: '-' ": ' :_'■

Daa GlasGcnenße bestand bei einem Gesamtgewicht von 4.273g

. ■ ■ ■ ' ■' ■ ■ · ■ ' aus folconden Eeotandtollon»₍ ; , ,

1·057 g Flint ^u ■·'.■·■-1.465 S Albion olay -674 g wollastonlt 548 s Dolomit . i 42 g Borsäure 526 g ontw. Borax 49 g Hatriuasulfatkuchen 112 e Fluorit.

Bas oben angegebene (teadng· liefert ein goläutertee Bor» Qilikatolas aus annähernd 54,86 % SiO₂, 14,67 % Al₂O₃, 0,18 % JJe₂O₃, 0,44 % TiO₂, 17,57 ■% CaO, 5.79 56 HgO, : 2,56 νά Ka₂O, 0,12 % C₂O, 5»4 % B₂O₃ und 0,24 'f^,

Mn in einer Berstellunssanlage für die kontinuierliche Goratelluns von Olaaflldon befindlicher Glasoolmelsbehül· tor wurde mit dea goechnolzonen Glas aus dem oben an&eget tenon Goaonge gefüllt·Danach trorde das glasige Material von oinom Ende dos Behiiltoro alt fortschreitend sunohaondon Geechwindiskcltcn wie nach Beispiel 2 abgea0gen,T3Obei dio oinzlge Boschränkung für die Absussseoohwindiglceit ein sufrledenstellendes ächaolsen oder Verglasen des Glas· goaengeo war, sodaB es sieh durch die Taserherstellungs*

I«

vorrichtung in Fasern und Fäden, ausziehen ließ, während ' das Orcnenso kontinuierlich, am anderen liide dös Behälters mit oiner Geschwindigkeit aufcosehen wurde, dio ausreichto, ua, eine konstante. Tiofe des geschmolzenen Glasefl aufrecht zu erhalten. Die fortschreitende Steigerung der Beschickung*· und .der AbzugsgecchTzindigkcit wurde ■ fortgesetzt, bis die optimalen Geschwindigkeiten orroicfct Tjaron· Λ .. ' . '·_■■ ·;

Zn ähnlicher ffoise sum Zwecke des Vergleichet!» jedoch nicht¹ gemäß der Erfindung vnjrde ein Borsilikatclasgemong unter Verwendung Üblicher Genensematerialiea in. den gominnchten Anteilen zur Herstellung &bb gleichen Endbor*-.-cilikatglaoes hergestellt· Das Gemenge bestand in einer Gesamtmenge von 4,J49 g aus. folgenden Bestandteilent :-..',.■ -

g ninfr ··■' "· .
57 g Albion clay Γ ■'
719 · ß Kalkstein . ·
515 S Dolonit.gebrannt
.110 e Borsäu«re ^: ,··
292 -g entw. '
105 S Fluorit
4

^o wurdo das gleiche Vorfahren wio otron im Suöcnnienhang siit dea. wolostonit cntii&ltcn&uu Gocongo wiederholt, wobei der tjloicho Uchaelawöhältorund die. gleiche Foeerher» ütcllunssvorrichtung Vorv/ondung fandon, jedoch dos übliche Gcacngo cn dio stelle des. «alaatonit enthaltenden Gemenges

*80981A/Ö085'

1A21906 ί>9 : ²¹·7·196Ο

Auch die Schnolztemperatur und die Tiefe des geschmolzenen

Glases in den Schcelabcbültor wurden genau so gehalten i7io toi der Vortrondunc von V.'olactonit. Die Aufgabe- und . AbsugacccchHindläkeitcn trurdcn fortschreitend gestelgertt bis sich co hü ο Ql ich der dicke stabile Schaum auf der ßenaielsgntoberfläch· susanncnballts und die Faserherstellungcbüchse unbrauchbar wurdo. . - .

2c xmvao bestätigt, daß die. Verwondunj von Goßonaen goaäü der vorliegenden Erfindung ann&horad eine Steigerung von f> '/j. ia Durchoatz über donjoniccn Durclieata ermöglichen, der nSgllch ist» wenn san fölicbo Geseng» verwondet·

Tx hat eich herausgestellt» daA die TTorwendunj eatnredor cinoE rrialkaliborats als alleinigee JLusgangoaaterial das Doroxyd In dea Geaoage oder die Verwendung eined kaliriCtailsilikats oder -tduminatö als Auagangsaaterlal

•i ' ':. ·· ,■''.■■■■ ■»--^- ■.·: ' für wenigstens im W33*ütHohen «ine FuIfte des

dar äohael»· einen irtrkungsvolleren Gebrauch des BoroxjTdsahalte» deo Geaenges sus&tslich su anderen oben boachriebentn Torteilen ermöglicht· So erhält «an

boispielsv&iae einen höherem Boroaydgehalt. im fertigen Glas, wenn man ein r^rdalkaliaetallborAt,als Boroxyd^eaonsebcstcsdteil an Stolle von "orax, Borsäure oder dgl· verwendet, selbst wenn die thoorstische Ausbeute dco Boroxydos aus den beiden Gonßn^ennatorialien indentiech sind· Es 1st rumor Jorauf hineuvwisert, daS ein ^hnliohes ^hänoroon anftritt, ·βηη aan übliche BoroxjdgemongebestaadtelXe

dct und rap&alkalir&otallailili&te und -alualnate sonüß .vorliegenden 'Erfinduns hl&susibt·· Auf dieee Eeise liefert dao eriinÄuass-jesiIino VcrXahroa neben den vorhersehend, be· ecliricbenen Vortoilen auch soah wirtschaftliche Vorteils und lot desiislb auch ia dieser Hi&siehfc von.besonderer So-

Chemisch alt» KiesolaSlarö' an! Aloainiüaexgrd^ koabinlerto ', Colsiua « und lla^nGsiwriCi-s^do wollen 'öle jata« »war boroifco Bcatandtollo einoo.'Olaagesoagoe "rsr^ondet, Jodoch in

in ?orm voö Caltsait» wobei @s sich ma FIuTicfcnschlaeke handelt _t die wüSeatHeh© Ηβη^β& sa Schwof öl • enthiilt'»1?ü3t. saa eina' oasitelehimd· Sesge voö .Calunit zu eines· Borsllikatslessencni:© hlastty .Ott- ia wesentlichen die. e^saatsa.erforderlichem rrdalkß3.i®«yd6 einaubauen_enu3 naa . auch ein Oxydationsmittel _t fesiöpislswoise Katriuaaulfat Mn3ujf%e&_f das? sich 4^°°^ ^® nachteilig hcrauesesteilt hat· InsbosQsdare s.cbssilsfc HatriuasulfÄt bei versloichswsics niedsi^ei* Tenps^äfca:? tosi a^tossd,87Q° la. Gesenaatss su des Betriebstesperäturo&ydie' sum Br^chr.elaen von Eorsi-

-.. lihatsläa orforderlieii isfe" und zisischsn 1260 und 16GO⁰ lloaoru Beim Schmelavorsang bildet sich nicht inobesondero

·.'ein»-.Verbindung;,sondern lediglich.geechaolse&oe ITatriuia-.eiilfßtJi weleticö bei Toaperaturea bii *oa» 12GQ^ etabil vo eich Ifatriussulf at ia »eäentliehea in Katriunozyd» und Og ?U5ct?3t.Ia einer Borsili^atflacsehsielae wird die

dea Katsluaaulifat» u^efShr la dem

35aitpunkt erreicht ₉in des di« Gobaelze rionadler Weise

H-U219-Q6 3/ί

wendungsbereit ist, und ihre Zersetzung unter Bildung der gasförmigen Bestandtollen schäumt die Schneise in einen Zeitpunkt des Schaelzvorganges, in dem der Schaum in jedem Fall nicht geduldet werden kenn· Geringe Hengen von

Natriumsulfat sind in einer Borailikatοchaelae wünschena-

wertt da die Spülwirkung in Richtung der hitsebestäadigoran Gemengebestandteilen den Betrieb erleichtert, jedoch sind größere Hengen von Natriumsulfat, die erforderlich sind, wenn man wesentliche Kengen von Calumnit verwendet, unerwünscht· Vorzugsweise soll das natriumsulfat von ca· 0,05 $ bis ca. 0,15 % vorliegen, wahrend mehr als ca. 0,4 ?* Natriumsulfat ein ernsthaftes Schaumproblem hervorrufen und nicht geduldet werden können, insbesondere bei einem ßchoelsvorf ehren gemäß der vorliegenden Erfindung, wo es um die Beseitigung oder Her- * absctsung des Schäumons und um «ine entsprechende Verminderung der Schneiezeit geht. Infolgedessen .darf bei einem Schmelsvorfohren Qeaäd der vorliegenden Erfindung der Hatriunsulfatantell niohtaehr als oa· 0,4 % der,^:> ·. Schstelse betragen,. unabhängig davon, ob das Schäumen durch.Zugabe isr wesentlichen des gesamten Boroxydes ale Erdalkaliborat oder durch Zugabe im wesentlichen der . ' gesamten Srdalkalibostandteile in einer kombinierten" ■ . Form beispielflweise alo Alumina te oder Silikate verhindert wird· .. ; :··■:■ .'.._■■; "--■·■_■. ν/;.^--,^'- ]; '.'V '-·^:.. - ■ > . :■·

Selbstverstandlioh ist die. vorliegende Erfindung kein·*· ■ wege 'von den verschiedenen Theorien"wad Hypothesen ab- ·

^iAD-ORIGfNAL

, die su ihrer Erklärung im vorstehend entwickelt wurden; Weiter können selbstverständlich? obwohl. mehrere vorteilhafte Ausführun^sforsien der Erfindung beschrieben wurden, Abänderungen in der Zusammensetzung und den ball ©nderen Verfahren in Hahnen der Ärfindung vorgenommen - -werden· Insbesondere könnsn neben Erdalkaliboraten ein oder xaehrere Borate von Bestandteilen, die sich für ein Glasherstellungsgemonge eignen, an Stelle aller oder eines Seiles der Erdalkaliborate Verwendung finden, so* lange ßolche Borate beim Erschnelzon eine einzige flüssige I.liaoe bilden und in solchen Anteilen Verarendung fin» den» daß kein Beutandteil la Überschuß über Aen gewünscht»

. · .-..·■ ■ . "■ ■■'■■','Λ .. ·' -'.ν · ·- - .'■ - · ' ■· . " · ten Anteil hinzugegeben wird« Dies· Abänderungen liegen selbstverständlich la -Bahnen <Ur vörliesenden Erfindung.

■V

Claims (1)

1. «^Kontinuierliches Vorfahren zur Herstellung von Bos3lllkat^l&ofäden. aus einen Glos alt wenigstens einen Lrdalkalisctalloxyd und w^al^tena 2 JS Boroxyd wobei der kor.» biniorte Anteil on irialkaliactalloxjdcu und Boroxyd wenigstens 4 $> dor Qlßasusaasensotsung be trügt und dor Heat In Fora von Elesolerde und anderen Glasbildner bcsteht» durch einfüllen dor Gaatngenbostandtelle In eine: ScImölatank und Srhltson dos Gen«ngee bis sur Vor^laeun sovlo anschlleSendes AusJriieß«nlass«n von Glaaetromon aod den Behälter und tooslebon desselben tu den roden, dadurch gekennzeichnet» dad das gesamte Boroxyd doa Goxienje als ErdAlkallacfeallborat alt so nledxigea Soroxydontell su^ogebcn wird» dsJ3 dieses Borat eine elnslso flüs^e rhoco bela Cctitiolseii bildet» wobei der Anteil an ioroxyd jedoch so hoch liegt» doü dor errordorllcho rroicntsats erzielt vlrd» ohne dad ein liborachuQ an Erdalkftllöetalloxyd entsteht« unter gleichseitiger Stolgorun^ der Beschlokun^snesch^lndlgkelt 4er Gesensebo· etandtoll· tmd eatsprocheiider Steigerung dos Absugos dcx Glasstrv«e aus das Behälter su Wsrteu»' bei donon der sich la Schoelsbehülter bildend· Sohaua ein Absieben der utrUBo Terhlndern würde» wenn das Boroxyd In unkoablnlerter ?ora aufgegeben «erde» war·· ..

   2. AbEadoruag des Verfahrene nach Xcspruch 1» gekeanseleb» durch dl« Binsugabd wenigstens einer Zrdalkftil—tall

   verbindung aus der Gruppe dor Borate, Aluminate und Silikate, wobei die Verbindung, falls es sich ua ein Borat handelt, Boroxyd in so.geringen Mengen enthält, daß das Borat eine einzige flüssige Phase beim Schnalzen bildet und im wesentlichen das gesante Boroxyd in . Gemenge, darstellt» und falls ®© ©ich um ein Aluminat und Silikat handelt, dieses frenigstens Ia wooontllchen ' die Hälfte des geseaten ErdfclkalimefcfclloxTdos des Gemcnses bildet·' . ' .■ ., ·-'/ '- . ; '. .; ... "\ .'

   3· Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Zu?» gäbe wenigstens einer ErdalkAlimetallYerbindun^ aus - der druppe der Silikat© Ά-ti Aluminate in soloh^n UQn-*. ii^rMi zwi Geaenge« asu wonigst©»© im vrosontliehon dia

   - ' Halftύ daa'Bg4elkai£metällO3gr%@hal1»®g.'das'Glasmatorials

   *4. Verfaiy^E sash, eisea/odar .a©fes@r#® der

   Ar^p^lch,@'4&daroh'-g©ke2ma@ic4ffißt_i daß das gesamte 2s»roxyci dtjr ßemenge als Ü»dalkallmttßllbörat sygogeben «i£<ä_t das so wenig Bör£''-j& 'enthält,, daß dieses. Borat uoia '. 8chKvi-;liEea eine eiasiga flüssig© Pfcsao'bildet, wobei je»» . .-- doch der Borex^dge^ält lo Lc-aU liegt, daß der erf@»l«s^ ■; liihö Aat^il anBoroxyd ^orhandeii ist, ohne däi.dfts. ■

   in: Cto©rsoh»ß ^ugegebea sul werden

   nach «
   ii 1 4 /ÖOS . ^. Verfuhren
   • ψ ι ** _u 'β-O-J .» » t ·. · . . . - :- . _j · * ί· " - " - * r' ffieh^sresi - "■ *> *. ■ ■ ν '.
   * »-ν : i -. - ►

   Ansprüche, gekennaoichnot durch die Zugabe wenige tone einea Erdalkalinetallsilikats χα dem Gemenge In eolchen Ucm^on, da3 la woeontliohea die HUlfte doe.Bräalkali·

   dee Glasmaterial· zugogetoen wird·

   6· Verfahren nach einem oder nohreren dor vorhergehenden ■' .Ansprüche» gckonnselohnti: durch Zugabe Ton 1* wesent-» ; lichea dt· gteeaten 3SrdÄlkall»etalloxydee su dem Oe- ■ send· «Ic wenig·ten· eint TBbM irwtlmetallTerbinduBg .' aus der Gruppe der Silikate und Aluminate. ·

   7* Antrenduns de· Verfahrone naoh einea oder mehreren der. Torhergehenden AneprÜche auf die Heretellung toil Bor» oilikatglaafaeern, beatehend im -weaentliohen auc ca. 75 % Kieoeleaur·, «a. 2 bi· 15 % Boroxyd, et. 2>J ; wanlgstons eine· Erdalkalimetalloxydea, τοη ca. .0 lsi· ctu 15 $ wenigsten© eine· Alkaliaetalloxydee, Ton ca· 0 9» bi· 10'■% Titanoxyd, oa. 1 % Eieenoxyd und τοη 0 bis ca· 35t Fluor und gegebenenralla τοη oa. 2 bi· 20 % Alluainiumoxyd* ·' ■■■■■/*· ·">./·' ..::·:*, ^: -'.'■ ;·' -^:' «^r-^;:.·

   8. Terfabron nach, einem oder mehreren der Torhergchenden Aneprüche, gekennzeichnet duroh die 2ugabe τοη ffolaatanit sum Gemenger in solohon Äensen, daß im weeentlichen die HiOf te de· ErdalkaUmetalloxylaehalte· de· l

   • , Katerial· eiaßofahrt wirdw. ä-_: ·'>■■·'^; -^-.-£:^ Ί/^-:

   9* Verfahren nach elneo oder mehreren der yortiergehendem

   BAD ORIGINAL

   U21W6 ■

   :.*nnprUche, sekennseichsot durch Zugabe doa

   Eoroxycla sun Geinonse ale Calciuaborat, wobei das

   Molvcrhültnis von Eoroxyd ani Calcimaoxyd nicht über

   : 2,53» 1 liegt, 'Jedoch soviel Boroxyd vorliegt, daS der crfor&erliche Anteil ohne Zuführung ainoi über·

   , cchucsoB an Caleiumoxyd eingebaut wird·'-'.- .; v,

   10. Verfahren nach einem oder mchreron der. vorhergehenden Ansprache, gekennteichnot durch di· Zugabe des Boroxyde Kua Oosense als Kagnesluabörat, wobei das KoI verhältnis vcn Boroxyd sum Masneslumoxyd nicht größer als O»95 · 1 1st, jedoch auereichend Boroxyd vorliegt, um den orfor· dorlichen Anteil ohne Gleichseitige Zuführung eines 7

   Cbenaaßoa an. Calclucioxyd elnsubauen. - "■:-■. - ■ '·'

   11. Vorfahren noch einea oder - mehreren der vorhergehenden., \. Ancprilchc, seiccnnaeichhet durch Zugabe dea Boroxydes

   sun Gemenge, als Boxiunborat, wobei das EolarverhUltnis ' ., von Boroxyd tu Bariunoxyd nicht Über 5,1 ti liegt, Je·. doch gon%end Boroxyd tußogebon wird, uä den erforderlichen Anteil ohno Zuführung eine« übersehusSes an Cal· . .. clumoxyd einzubauen· ". ^;;; '%.';- '."".;**'"- '/·■ -^r '·': ;.'·: : ''--\:

   12· Vorfahren nach einen.oder mehreren de* vorhergehenden. '

   Ansprüoh·, gekennseiohne^ durch Zugabe des Boroxydes ;. sa den Gemenge als woniggtene ein Uetallborat, das"·ϊ—;* ■y^'-ne eolohe Jiease an Boroxyd enthalt, dafi das Borat ed· ^;Γ ne eineeine flOeeigeFlinae beim 6ohaels#n bildet.

   ^«_ 21.7.1950

   doch nicht mehr als den gewünschten Anteil an irgendeinem Bestandteil deo Borsilikatslaae3 einführt.

   • Verfahren nach einen oder nohreren der vorhergehenden .Ansprüche, gekennzeichnet durch Zugabe wenigstens einer

   • Erdalkalimotallvorbindun^ aus der Gruppe dar Aluminate und Silikate in solchen !!engen, daß woniästens eins -

   ■ Halft· des Erdalkalimetalloxydgelialt·« des Glasmaterials sugegeben wird. ■"■ '\; >.'.^ :^._;; .-;';' ' .-· ■-·-.. ^: '■ '-■ \''.'

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