DE1421921A1

DE1421921A1 - Verfahren zur Unterdrueckung der nachteiligen Rekristallisation von Glaspulvern waehrend ihrer Erhitzung

Info

Publication number: DE1421921A1
Application number: DE19621421921
Authority: DE
Inventors: Frantisek Schill
Original assignee: PLOCHE SKLO NAROD PODNIK
Current assignee: PLOCHE SKLO NAROD PODNIK
Priority date: 1962-09-04
Filing date: 1962-09-04
Publication date: 1968-10-31
Also published as: GB982623A; CH433615A; DE1421921B2

Description

. ULRICH KNOBLAUCH PATENTANWALT β Frankfurt/MArN ι, den 31. Juli 1968

/ KW /

POSTSCHECK-KONTO FRANKFURT/M. 3428 KüHHORNSHOFWES 10 DRESDNER BANK, FRANKFURT/M. BSa 70S ,

TELEFON: 89 OS 07

TELEGRAMM: KNOFAT

NEUE TELEFON-Na 56 f 0 78

Ploche sklo podnik, Tepliee (CSSR)

Verfahren zur Unterdrückung der nachteiligen Rekristallisation g von Glaspulvern während ihrer Erhitzung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterdrückung der nachteiligen Rekristallisation von Glaspulvern während ihrer Erhitzung.

Die meisten Arten von technischem Glas der üblichen chemischen Zusammensetzung zeigen bei einer bestimmten Temperatur eine ifelgung zur Rekristallisation, Durch die Kristallbildung in der Glasmasse ändern sich alle ihre physikalischen Eigenschafτ ten, vor allem jedoch die Viskosität. Selbst ein nur teilweise rekristallisiertes Glas verliert an Plastizität, wodurch Schwierigkeiten bei seiner Verarbeitung entstehen. Die Rekristallisation stellt daher im Betrieb einen schwerwiegenden Nachteil dar und bisher wurde als einziges wirksames Mittel zur Verhinderung oder Verringerung der Rekristallisation des Glases eine Änderung seiner chemischen Zusammensetzung bei der Schmelzung durch Verwendung einer anderen Zusammensetzung des zur Schmelzung des Glases dienenden Gemenges betrachtet.

Die Rekristallisation kann durch ein längeres oder kürzeres Tempern bei einer bestimmten Temperatur und zwar entweder nach der Abkühlung des geschmolzenen Glases oder durch Erhitzung der erstarrten Glasmasse auf diese Temperatur hervorgerufen werden. 809806/0630 ^{WetJnfeti3öen} ^'^^^^3_a,^_nmaälW)

-\ ORIGINAL INSPECTED

1Λ21921

Beim Erwärmen der erstarrten Glaamapfsse auf die Krist&lliaationstemperatur tritt die Kristallisation insbesondere leicht in der Richtung von der Glasoberfläche 'ein und das Glas kristallisiert umso leichter* je größer seine auf eine Gewichtseinheit bezogene . ' Oberfläche ist. Deshalb bereitet die Kristallisation des Glases die größten Schwierigkeiten bei jenen Erzeugungaverfahren, bei denen ein feines Glaspulver gesintert werden muß»

So zum Beispiel geht man bei der Erzeugung von Schaumglas be- ... kanntlich von einem Gemisch eines fein gemahlenen Glases mit
einem Schaummittel aus. Dieses Gemisch wird erhitzt, bis das
Glas sintert und dann bei der weiteren Erhitzung unter Einwirkung der aus dem Schaumbildner frei werdenden Gase eine zellwerkartige Schaummasse bildet* Da Schaumglas die geringstmögliche Ansaugfähigkeit aufweisen soll, müssen die einzelnen !Zellen durch dünne Glaswände hermetisch voneinander getrennt sein*

Die Grundbedingung für die Bildung einer solchen Zellwerkstruktur ist, daß das Glas im Verlauf des gesamten AufschäumungsVorganges genügend geschmeidig bleibt» Falls es während der Erhitzung zur Rekristallisation des Glases kommt, verliert das Glas seine Plastizität und dieAufschäumung tritt entweder Überhaupt nicht ein. oder es bildet sich zwar eine Schaummasse, die jedoch nicht aus einzelnen Zellen, sondern aus zusammenhängenden Kanälen besteht. Das Endprodukt weist dann eine beträchtliche Ansaugfähigkeit auf und ist zu-Wärme isolations zwe cken in der Mehrzahl der Fälle ungeeignet.

Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich infolge der Rekristallisation in allen Fällen, wo die vollkommene Sinterung des Glases einen unerläßlichen Teil des technologischen "Vorganges bildet. Beispielsweise kann die Erzeugung von gläsernen FiItrierfritten, in der Elektrotechnik verwendeten gesinterten Bestandteilen,
Kitten mit Hilfe von sinternden pulverförmigen Glaslötmitteln
usw* angeführt werden. Sobald es in diesen und ähnlichen Fällen während der Erwärmung zur Rekristallisation kommt, können die
einzelnen Glasteilchen sich nicht vollständig durch Sintern ver-

80 98 0 6/06 3 0

binden und im technologischen Vorgang kommt es zu schweren Störungen. ■ ' 1421921

Stm Stand der Technik sei bemerkt, dass es bekannt geworden ist,' zur Herstellung eines Schaumglases beispielsweise von einer Mischung aus 9056 Glaspulver, 3$ Quarzpulver, 6$ Natriumsulfat- und I96 Kohle auezugehen· Weiterhin ist es bekannt geworden, das gemahlene Glas nach der Zugabe der erforderlichen Blähstoffe mit einer stark verdünnten Wasserglaslösung zu befeuchten und dann Tor dem Sintern in die gewünschte Form zu pressen. Dieses erfolgt, um die Sinterung des Schaumglases ohne eine Form durchführen au können, und die stark verdünnte Wasserglaslösung dient hierbei als Bindemittel für den Glaspulverpreßling« Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, nämlioh die Rekristallisation des Glaspulvers zu verhindern, tragen diese bei- ä den bekannten Verfahren nichts bei.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren,, das die Rekristallisation von Glaspulver bei der Erhitzung verlässlich verhindert, so dass im Verlaufe des technologischen Protestes keine Störungen infolge der Rekristallisation eintreten. Die besondere Bedeutung der. Erfindung beruht darin, dass es bei den erfindungegemässen Verfahren nicht notwendig ist,die grundlegende chemische Zusammensetzung des Glases bereits beim Schmelzen zu ändern, was insbesondere dann von grosser Wichtigkeit ist, wenn zur Herstellung Abfallglas oder im Verlaufe einer anderen Erzeugung hergestelltes Glas verwendet wird, so dass die Glaezusammensetzuag nicht geändert werden kann. Als Beispiel M kann die Erzeugung von Glasfilterfritten aus LabOratoriumsglasscherben oder die Schaumglaserse ugung aus den bei der Erzeugung von Fenster-, Spiegel- oder Gussglas anfallenden Scherben angeführt werden.

Bas erfindungegemäese Verfahren zur Unterdrückung der Rekristallisation von Glaspulvern während der Erhitzung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Glaspulver bei oder nach dem Mahlen ein Zusatz beigemischt wird, der durch Reaktion mit der Pulveroberflache beim Erhitzen eine die Kristallisation des Glases an dieser Stelle verhindernde Verbindung bildet.

Zwecks Verhinderung der Glasrekristallisation in der Richtung von der Oberfläche werden solche wirksamen Stoffe verwendet, die fähig sind, mit dem verwendeten, leicht rekristallisierendem Glas-

809806/0630

pulver gleichfalls Glas zu bilden. Es sind dies z.B. Verbindungen, die entweder sogenannte glasbildende Oxyde enthalten oder alkalihaltige Verbindungen. Diese Stoffe können, aber müssen nicht, sowohl glasbildende Oxyde als auch gleichzeitig Alkali und noch andere Verbindungen oder Elemente enthalten, dürfen jedoch nicht eine grössere"Anzahl von Bestandteilen enthalten, die entweder auf den Sinterungsproseß mi dem Glas störend einwirken oder die selbst die Rekristallisation unterstützen oder schliesslich störend auf den eigentlichen technologischen Vorgang einwirken.

Als wirksame, die Rekristallisation verhindernde Zusätze haben sich am besten Salze der Borsäure, Orthophosporsäure oder Metaphosporsäure, d.h. Hatrium-, Kalium-, Lithium-, Kalzium-, Magnesium-, Zink-, Aluminium-,. Eisen-; und Bor-Salze, weiter die Säuren selbst, wie Borsäure, Ortho- oder Metaphosph'o'rsäure, ihre Anhydride oder Natrium-, Kalium·?·,oder Lithium-Silikate der Wasserglastype, dessen Gleichgewichts-Temperatur unter der Sintertemperatur des Grundglases liegt, bewährt. Der Sinterungsvorgang wird durch die Anwesenheit einer grösseren Menge von Fluor-, Chlor-, Schwefel-, Kohlenstoff- u.dgl. Verbindungen schädlich beeinflusst, obwohl es nicht ausgeschlossen ist, dass geringe Mengen dieser Stoffe in manchen besonderen Fällen nicht hinderlich sein müssen. Die Menge des wirksamen Zusatzes hängt von der Kristallisationsfähigkeit des Grundglases, seiner chemischen Zusammensetzung und Erweichungstemperatur und schliesslich von der GrÖsse der spezifischen Oberfläche einer Gewichtseinheit des gemahlenen Glases ab. Die optimale Menge des Zusatzes wird am besten versuchsweise ermittelt, wird sich jedoch in der Mehrzahl der Fälle innerhalb der Grenzen bis zu 5 Gewichtseinheiten des glasbildenden Oxydes oder des AlkalioxydeSj welche in dem wirksamen Zusatz auf 100 Gewichtseinheiten des Grundglases enthalten sind, bewegen und wird desto grosser sein, je grosser '-die'Beiguäg des Grumdglases zurRekristallisation ..oder j@ feiner das Glas gemahlen, ist. . ;; '.-.'■" _: . ^: ' - -

Beispielsweise sei ©in Verfahren zur Herstellung eines Qualitätssohaumglases von geringer Ansaugfähigkeit aus GußglasabfallScherben angeführt, welches sonst nur Schwammglas mit beträchtlicher Ansaugfähigkeit liefern würde.

Das Grundglas mit beispielsweise der folgenden Zusammensetzungt

80 980 6/0 630

71,8* SiO₂
■ 0,9* Al₂O₅

0,1^Fe₂O₃

9,7* OaO

3,7* MgQ'
13,3* Na₂O

0,5* SO₅

wird in einer Kugelmühle unter gleichzeitigem Zusatz von 7 kg ITatriumphosphat Fa₅PO₄ als wirksame Beimengung gegen Rekristallisation ,und 0,20 kg aktivem RuS als Schaumbildner· auf 100 kg dieses Glases so fein zermahlen, dass die spezifische Oberfläche _Λ

ρ · Λ

des Gemisches etwa 5000 bis 7000 cm /g beträgt. Das derart be- ' reitete Schaumgemisch wird dann in bekannter Weise in Metallformen oder auf einem Band auf eine Temperatur von etwa 820 bis 860 Grad Celsius erhitzt, bis es sintert und aufschäumt. Das gebildete Schaumglas wird in üblicher Weise abgekühlt und in kaltem Zustand zu Blöcken geeigneter Ausmasse verarbeitet.

Das beschriebene Verfahren zur Herstellung von Schaumglas dient lediglich als eines der zahlreichen Beispiele der Verwendung von wirksamen, die Rekristallisation verhindernden Zusätzen.

809806/06 30

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur unterdrückung der Rekristallisation von Glaspulvern während der Erhitzung, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glaspulver "bei oder nach dem Mahlen ein Zusatz beigemischt wird, der durch Reaktion mit der Pulveroberfläche beim Erhitzen eine die Kristallisation des Glases an dieser Stelle verhindernde Verbindung bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz einen oder mehrere der nachfolgenden Stoffe enthält: Metallsalze der Borsäure, Orthophosphorsäure und Metaphpsphorsäure, insbesondere Hatrium-, Kalium-, Lithium-, Kalzium-, Magnesium-» Zink-, Aluminium- und Eisensalze, diese Säuren selbst und deren Anhydride.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz einen oder mehrere der nachfolgenden Stoffe enthält: Natrium'-, Kalium- und lithium-Silikat*

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Zusatz in einer Menge von bis zu 5 Gewichtseinheiten auf 1oo Gewichtsheinheiten des Grundglaspulvers verwendet .wird.

Neue Unterlagen iArt.7&i Abs.2 Nr.ι

809806/0630