DE1496654B2 - Verfahren zum saeure polieren von glasgegenstaenden - Google Patents

Description

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Das Polieren von Gegenständen aus Kristallglas, produkten des Poliervorgangs in dem Polierbad

insbesondere Bleikristallglas, geschieht bisher mit selbst und während der Polierreaktion, also unmittel-

wäßriger flußsäurehaltiger Schwefelsäure in weit- bar, wenn diese Produkte entstehen, ohne daß der

maschigen Körben aus Kupfer oder Kunststoff, Poliervorgang zur Entfernung des gebildeten SaIz-

wobei die mit den zu polierenden Gegenständen 5 belages unterbrochen werden muß. Bei Erreichung

gefüllten Körbe in dem Polierbad zunächst gleich- des gewünschten Glanzgrades brauchen dann die

mäßig geschwenkt, dann aus dem Polierbad ge- Gegenstände nur noch von den anhaftenden Säure-

nommen und in ein warmes Wasserbad getaucht resten aus dem Polierbad befreit werden. Es ist also

werden. In dem Wasserbad werden die an der Glas- kein drittes Bad nötig, und der Arbeitsaufwand für

oberfläche haftenden Reaktionsprodukte, die sich in io die wiederholte Überführung der Körbe mit den

dem Polierbad gebildet haben, abgewaschen. Es ist Gegenständen von dem Polierbad in ein oder mehrere

nötig, diese Maßnahme sehr oft zu wiederholen, bis Waschbäder entfällt.

der gewünschte Glanz auf der Oberfläche und den Überraschenderweise konnte festgestellt werden, Schliffkanten erreicht wird. Bei diesem Verfahren daß die sich im Polierbad bildenden Reaktionsläßt sich nicht vermeiden, daß erhebliche Wasser- 15 produkte unter dem Einfluß von Schwingungen, und mengen aus dem Waschbad in das Polierbad ein- zwar sowohl von mechanischen Schwingungen wie geschleppt werden, dadurch sinkt bei Fortschreiten auch Schallschwingungen, d. h. Schall- und Ultrades Poliervorgangs die Konzentration des Polier- schallfrequenzen, sich nicht fest auf der Glasbades und damit seine Wirksamkeit. Es ist daher oberfläche absetzen und haften und damit zu einem erforderlich, das Polierbad von Zeit zu Zeit durch 20 Stillstand des Poliervorgangs führen, sondern es wird Zusatz von Fluß- und/oder Schwefelsäure wieder auf die momentan gebildete, der Schwingungsanregung die optimale Konzentration zu bringen. Dabei ist ausgesetzte Salzmasse abgehoben; so schreitet auf der jedoch zu berücksichtigen, daß das Volumen des immer wieder blank gehaltenen Glasoberfläche der Polierbades mit zunehmender Betriebsdauer beträcht- Poliervorgang fort, bis der gewünschte Glanz erreicht lieh steigt. Es ist erforderlich, in gewissen Zeit- 25 ist und man das Polieren abbrechen kann. Die Wirkabständen größere Mengen der Flüssigkeit aus dem samkeit der erfindungsgemäßen Maßnahme ent-Polierbad abzulassen und als Altsäure zu verwerfen spricht nun nicht einer einfachen Abhebung eines bzw. aufzuarbeiten. Das Bad muß danach erneuert gebildeten unerwünschten Überzugs, wie dies bei der werden. Dies bedeutet, daß die Ausnutzung der bekannten Reinigung von verschmutzten Flächen mit Flußsäure und Schwefelsäure im Polierbad relativ 30 Hilfe von Ultraschall der Fall ist, sondern durch die schlecht und somit der Säureverbrauch beträcht- erfindungsgemäße Maßnahme, die Polierreaktion lieh ist. unter Einwirkung der Schwingungsenergie durch-

Die Aufarbeitung hochkonzentrierter und fluor- zuführen, wird bereits der Salzbelag während seiner

haltiger Altsäure bereitet erhebliche Schwierigkeiten Bildung so beeinflußt, daß er sich durch die Schwin-

und Kosten; andererseits ist das Ablassen der Alt- 35 gungsenergie leicht und restlos entfernen läßt,

säure in Flüsse und Gewässer aus Wasserwirtschaft- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum

liehen Gründen verboten. Polieren von Glasgegenständen durch Tauchen in ein

Es sind verschiedene Behandlungsverfahren mit Polierbad aus Flußsäure enthaltender Schwefelsäure

Schall- oder Ultraschallfrequenzen bekannt, wonach wird zu der Ablösung des bei der Polierreaktion

diese Energie zur Reinigung z. B. Entfernung von 40 gebildeten Salzbelages von der Glasoberfläche

Schmutz oder Ölrückständen u. dgl. von Gegen- Schwingungsenergie angewandt. Es ist dadurch

ständen angewendet wird, die nur schwer händisch gekennzeichnet, daß die Schwingungsenergie bereits

durch Bürsten u. dgl. gereinigt werden können von Beginn des Poliervorgangs an zur Einwirkung

(»Galvanotechnik«, 1960/9, S. 452 bis 457, deutsche gebracht und während des Poliervorgangs die Aus-

Auslegeschriften 1100 240, 1045 614, 1041224) 45 bildung von stehenden Wellen durch an sich be-

Bei diesen Reinigungsoperationen können die zu kannte Maßnahmen verhindert wird. Dies geschieht

behandelnden Gegenstände und die Schwingungs- z. B. dadurch, daß man die Glasgegenstände und die

erzeuger gegeneinander bewegt werden. Auch hat Schwingungserreger gegeneinander bewegt oder die

man bereits zum Ätzen von Glas, also zur Her- sich ausbildenden Schwingungsfelder bei ruhenden

stellung dekorativer Ätzmuster, Schallenergie ange- 5° Glasgegenständen und Schwingungserregern durch

wandt. Hier handelt es sich jedoch um eine Auf- zusätzliche diskontinuierliche Beschallung stört,

rauhung der Glasoberfläche im Gegensatz zum Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden

erfindungsgemäßen Polieren. Schwingungsenergien im Hörbereich jedoch vorzugs-

In älteren Patenten 1185 780, 1189 680 und weise im Ultraschallbereich angewandt, d.h. also

1189 6Sl wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei 55 Frequenzen zwischen 25 und 20000Hz und weit in

dem die Nachteile der Waschbehandlung vermieden den Ultraschallbereich.

sind. Die Gegenstände werden in einem flußsäure- Es wird z. B. ein übliches Polierbad mit einer 55 haltigen Schwefelsäurebad poliert und anschließend bis 65%igen Schwefelsäure und einem Gehalt an 4

in einem Wasser entziehende Schwefelsäure enthal- bis 10% Flußsäure verwendet. Die Temperatur des

tenden Waschbad getaucht, d. h., statt des üblichen 60 Polierbades liegt zweckmäßigerweise zwischen 50 Waschens mit reinem Wasser erfolgt dort die Ent- und 60° C.

fernung der Reaktionsprodukte aus dem Polierbad, Die zu polierenden Gegenstände aus Kristallglas welche sich beim Poliervorgang in der flußsäure- oder Bleiglas werden in üblicher Weise in säurehaltigen Schwefelsäure auf der Glasoberfläche bilden, beständige Körbe gepackt und in diesen in die das in einem Schwefelsäurebad. 65 Polierbad enthaltenden Tröge eingesetzt. Die Aus-

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit eine bildung stehender Wellen muß vermieden werden,

weitere Verbesserung des Säurepolierens dar. Es da sonst eine gleichmäßige Abtragung der Oberfläche

erfolgt die Abhebung des Salzbelages aus Reaktions- nicht erfolgt, sondern sich eine »gehämmerte Ober-

fläche« ausbildet. An den Knotenpunkten der stehenden Wellen erhalten die Teilchen der sich bildenden Reaktionsprodukte praktisch keine Schwingungsenergie und bleiben damit auf der Glasoberfläche haften, wogegen die Schwingungsenergie der Teilchen mit zunehmendem Abstand von den Knoten, also mit zunehmender Schwingungsamplitude, zunimmt. An den Stellen der Wellenbäuche findet eine erhöhte Polierwirkung durch größeren Materialabtrag statt, gleichbedeutend mit einem »Ausfressen von Löchern«.

Die Ausbildung von stehenden Wellen kann in dem Bad auf verschiedene Weise vermieden werden. So kann man entweder die mit den zu polierenden Gegenständen gefüllten Körbe mit einer entsprechenden Geschwindigkeit in dem Bad bewegen. Die Geschwindigkeit soll um so größer sein, je kleiner die Schallfrequenz ist. Oder man kann den Schwingungserreger entlang einer Linie oder über eine Fläche so bewegen. Da die Schwingungserreger nur eine sehr begrenzte Abstrahlungsbreite haben, wirkt die Bewegung des zu polierenden Gutes durch diesen Strahlenkegel bzw. die Bewegung des Schwingungserregers an dem zu polierenden Gut entlang wie ein plötzliches Eintreten der Glasgegenstände in das Strahlenbündel. Die Wirkung dieses Eintritts bzw. des plötzlichen Austritts der Gegenstände aus dem Bereich der Schwingungsenergie ist wie die eines Energieimpulses.

Erfindungsgemäß erfolgt eine sehr gleichmäßige Abtragung der Glasoberfläche und der sich im Polierbad bildenden Reaktionsprodukte. Es wird in relativ sehr kurzer Zeit eine hervorragend polierte Oberfläche auch bei komplizierten Schliffen erreicht.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren fällt so gut wie keine Altsäure an, da nach einer gewissen Betriebszeit das Säurebad durch Auffüllen des verbrauchten Anteiles an Schwefelsäure und Flußsäure wieder auf die optimale Konzentration für den Poliervorgang gebracht werden kann. Die Auffrischung des Polierbades erfolgt zweckmäßigerweise mit wasserfreier Flußsäure, Fluorsulfonsäure, Oleum und hochkonzentrierter Schwefelsäure, um, ohne eine beträchtliche Wassermenge einzubringen, die gewünschte Säurekonzentration aufrechtzuerhalten.

Im Laufe des Poliervorgangs reichert sich das Polierbad mit den beim Poliervorgang gebildeten Reaktionsprodukten an, bis es zu einer Übersättigung kommt, wodurch die Entfernung der Reaktionsprodukte vom Poliergut erschwert wird. Man muß daher von Zeit zu Zeit in bekannter Weise aussalzen. Dies geschieht z. B. durch Abkühlen des Polierbades auf —10° C und Einbringen von Impfkristallen.

Der sich am Boden des Troges, in welchem die Säurepolierung stattfindet, absetzende Salzschlamm wird zu gegebener Zeit abgezogen. Es kann hierzu der Boden des Troges entsprechend ausgebildet sein, z. B. nicht flach, sondern trichterförmig mit zentralem Schlammabzug oder schräg nach einer Seite mit einer Abzugsrinne u. dgl.

Zur Aufbringung der Schwingungsenergie können, wie oben bereits angedeutet, die bekannten Schall- und Ultraschallerreger zur Anwendung gelangen, die gegebenenfalls am Trog für das Polierbad so montiert sind, daß sie während des Betriebes hin und her oder auf und ab bewegt werden können, z. B. magnetostriktive Schwinger oder Piezoquarze.

ίο Die Beschallung des Poliertroges kann von der Bodenfläche und/oder einer oder mehreren Seitenflächen erfolgen. Die Beschallung von oben ist wegen der sich aus dem Bad entwickelnden aggressiven Säuredämpfe nicht empfehlenswert.

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Polieren von dünnwandigen Kelchgläsern

mit Flächenschliß;
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Es wurde ein Polierbad mit einer Temperatur von 58° C, einer Schwefelsäurekonzentration von 58% und einem Flußsäuregehalt von 5% verwendet. Die Schwingungsanregung erfolgte vom Boden und den Seitenflächen des Troges. Die Schwingungserreger wurden mit einer Geschwindigkeit von 0,5 m/sec bewegt und gleichzeitig der Korb aus säurefestem Material, in welchem die zu polierenden Gläser gepackt sind, durch leichtes Aufheben und wieder Untertauchen schnell bewegt. Die Anregung erfolgte mit Schallenergie 300 Hz.

Nach Erreichen des gewünschten Poliergrades wurde der Korb mit den zu polierenden Gläsern aus dem Bad genommen, abtropfen gelassen und einmal mit Wasser zur Entfernung der anhaftenden Säurereste abgespült und dann getrocknet. Man erhielt auf diese Weise einwandfrei polierte Gegenstände.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Polieren von Glasgegenständen durch Tauchen in ein Polierbad aus flußsäurehaltiger Schwefelsäure, wobei man zur Ablösung des bei der Polierreaktion gebildeten Salzbelages von der Glasoberfläche Schwingungsenergie anwendet, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schwingungsenergie bereits von Beginn des Poliervorgangs an einwirken läßt und durch an sich bekannte Maßnahmen die Ausbildung stehender Wellen verhindert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Verhinderung der Ausbildung stehender Wellen den oder die Schwingungserreger und die zu polierenden Glasgegenstände relativ zueinander bewegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich diskontinuierlich beschallt.