DE1596759C - Process for reducing the damage to glass surfaces during treatment in a molten alkali salt bath, in particular for the purpose of surface strengthening - Google Patents
Process for reducing the damage to glass surfaces during treatment in a molten alkali salt bath, in particular for the purpose of surface strengtheningInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herab- dem unterliegt dieses Material offensichtlich keiner Setzung der Schädigung von Glasoberflächen bei der Reaktion mit der Hauptsalzkomponente des Bades Behandlung in einem Alkalisalzschmelzbad, das da- und bleibt deshalb lange Zeit wirksam. Es wird in durch gekennzeichnet ist, daß dem Bad 2 bis 5 Ge- einer Salzschmelze leicht in Suspension gehalten und wichtsprozent Diatomeenerde zugesetzt werden.. 5 kann in Mengen bis zu etwa 5 Gewichtsprozent ver-The invention relates to a method for degrading this material obviously not subject to any Settlement of damage to glass surfaces when reacting with the main salt component of the bath Treatment in a molten alkali salt bath, which remains effective for a long time. It will be in is characterized in that the bath 2 to 5 Ge of a molten salt is easily kept in suspension and weight percent diatomaceous earth can be added .. 5 can be added in amounts up to about 5 weight percent
Salzschmelzbäder können bei der Behandlung von wendet werden, bevor die Viskosität ein Problem wird. Glaswaren für verschiedene Zwecke, wie Oberflächen- Solche Mengen entsprechen im allgemeinen dem vorfärbung, Wärmebehandlung und chemische Festigung, ■ liegenden Zweck. "-- - . .Molten salt baths can be turned on in treating before viscosity becomes an issue. Glassware for various purposes, such as surface such quantities generally correspond to the pre-coloring, Heat treatment and chemical strengthening, ■ underlying purpose. "- -..
benutzt werden. Bei dem letzteren wird Glas durch Diatomeenerde -ist ein natürlich vorkommendes/to be used. In the latter case, glass is replaced by diatomaceous earth - is a naturally occurring /
Ionenaustausch verfestigt, und eine Alkalisalzschmelze io feinteiliges Material, das in der Hauptsache aus Kieseldient als Quelle, für den Ionenaustausch. Die vorliegen- säure besteht, gewöhnlich jedoch bis zu jeweils einigen de Erfindung ist insbesondere auf die Lösung der bei "Prozent Aluminiumoxid und Soda enthält. Für den einer solchen chemischen Verfestigung in der Praxis vorliegenden Zweck kann das Material in seiner nor-. auftretenden Probleme ausgerichtet. malen trockenen Form ohne weitere Behandlung ver-Ion exchange solidifies, and an alkali salt melt io finely divided material, which mainly consists of silica as a source, for ion exchange. The acid present exists, but usually up to a few at a time The invention is particularly focused on the solution which contains "percent alumina and soda. For the." Such chemical strengthening in practice can be the purpose of the material in its normal. targeted problems. paint dry form without further treatment
In einem typischen Verfahren einer Verfestigung 15 wendet werden. Es kann mit einem granulierten SaIzdurch Ionenaustausch wird ein Gegenstand aus einem material vor dem Schmelzen des Salzes zur Bildung des Alkalioxid-Aluminiumoxid-Kieselsäure-Glas in einem Bades gemischt oder nach dem Schmelzen des Salzes hauptsächlich aus dem Nitrat eines größeren Alkali- in ein Schmelzbad eingerührt werden, metallions bestehenden Salzschmelzbad behandelt. Die ' Gewöhnlich beträgt die Menge zugesetzter Diato-Behandlung mit dem Bad wird für eine Dauer von bis 20 meenerde mindestens 2 Gewichtsprozent des Schmelzzu 6 bis 8 Stunden bei einer Temperatur von 350 bis , bades, um eine ausreichend verbesserte chemische Be-60O0C, je nach den physikalischen Eigenschaften des ständigkeit der behandelten Glasoberfläche zu be- V ) Glases, fortgesetzt. , wirken. Größere Zusätze bis zu etwa 5 Gewichts- JIn a typical process of consolidation 15 are applied. An object made of a material can be mixed with a granulated salt by ion exchange before the salt is melted to form the alkali oxide-aluminum oxide-silica glass or, after the salt has melted, mainly from the nitrate of a larger alkali, is stirred into a molten bath are treated, metallions existing molten salt bath. The 'Usually, the amount of added Diato treatment with the bath for a period of up to 20 meenerde least 2 weight percent of the Schmelzzu 6 to 8 hours at a temperature of 350 to, bath to a sufficiently improved chemical Be-60O 0 C, Depending on the physical properties of the resistance of the treated glass surface to V) Glass, continued. , works. Larger additives up to about 5 weight J
Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Oberfläche des prozent sind bei einigen Gläsern erforderlich und kön- |Experience has shown that the surface percentages are required and can be required for some glasses
Glasgegenstandes nach einer solchen Behandlung 25 nen in anderen Fällen sicherheitshalber angewandt stark geschädigt sein kann. In schweren Fällen er- werden. Zusätze dieser Größenordnung bleiben norfährf dj.e Oberfläche eine Auflösung oder wird chemisch malerweise in einer Salzschmelze einige Zeit suspenangegriffen, was sich durch ein geätztes oder mattes diert. Jedoch können Rühr- oder Mischvorrichtungen Aussehen zeigt. In anderen Fällen wird das Aussehen verwendet werden, um eine gleichmäßige Disper-.der Oberfläche, nicht verändert, aber es tritt eine Ver- 30 gierung im gesamten Bad über einen Zeitraum von ringerung der chemischen Beständigkeit ein, was sich einigen Tagen zu gewährleisten. Zusätze von mehr als in einem typischen Säurebeständigkeitstest durch eine etwa 5 Gewichtsprozent neigen zur Bildung eines Filmbildung zeigt. Auf jeden Fall kann eine solche Salzbadgemisches, das für eine geeignete Hantierung Oberflächenschädigung die spätere Verwendung des des Glases in dem Bad zu viskos ist. Glases erheblich stören. Es ist deshalb der Haupt- 35 Zusätze von Diatomeenerde zu Chlorid- und Sulfatzweck der vorliegenden Erfindung, diese unerwünsch- bädern, die bei Temperaturen über 600° C arbeiten, ten Umstände zu vermeiden. · können einige Vorteile bieten. Jedoch entstehen" dieAfter such treatment, the glass object is used in other cases as a precaution can be severely damaged. In severe cases erupt. Additions of this magnitude remain norfährf dj.e surface dissolves or is chemically attacked for some time in a molten salt suspension, what is dated by an etched or matt one. However, stirring or mixing devices can be used Appearance shows. In other cases, the appearance will be used to ensure an even disper-.der Surface, not changed, but a yellowing occurs in the entire bathroom over a period of Reduction in chemical resistance, which can be guaranteed in a few days. Additions of more than in a typical acid resistance test by about 5 percent by weight tend to form a Film formation shows. In any case, such a salt bath mixture can be used for proper handling Surface damage the subsequent use of the glass in the bath is too viscous. Disturb the glass considerably. It is therefore the main addition of diatomaceous earth for chloride and sulphate purposes of the present invention, these undesirable baths that work at temperatures above 600 ° C, avoid circumstances. · May offer some advantages. However, "the
Untersuchungen haben ergeben, daß ein Alkalisalz, Hauptvorteile bei der Verwendung in Nitratbädern, insbesondere ein Nitrat, bei erhöhten Temperaturen die normalerweise bei Temperaturen unter 6000C einer leichten Zersetzung unter Bildung des entsprechen- 40 arbeiten. Ein Nitratbad wird gewöhnlich bei der Art den Alkalioxids in dem Salzbad unterliegen kann.- In von chemischer Verfestigung benutzt, wobei relativ der Annahme, daß die Glasoberfläche mit einem große einwertige Ionen gegen kleinere einwertige solchen alkalischen Material reagiert, wurde eine Viel- Ionen ausgetauscht werden. Diese Art von Austausch ! zahl von sauren Materialien als Zusätze untersucht, muß unterhalb des Glasumwandlungsbereiches bedie mit einem solchen Alkalioxid reagieren und es 45 wirkt werden, so daß die so induzierte Spannung neutralisieren sollen. l nicht durch Strömung oder Umlagerung innerhalb desInvestigations have shown that an alkali salt, the main advantages of using nitrate bath, in particular a nitrate, usually working at elevated temperatures at temperatures below 600 0 C a slight decomposition to form the corresponding 40th A nitrate bath is usually used in the type of alkali oxide in the salt bath. In chemical solidification, relative to the assumption that the glass surface reacts with a large monovalent ion for smaller monovalent such alkaline material, a multi-ion would be exchanged . That kind of exchange! The number of acidic materials examined as additives must react below the glass transition range with such an alkali oxide and it must act so that the voltage thus induced is to be neutralized. l not by flow or rearrangement within the
Die Sulfate und Chloride von Übergangsmetallen, Glases wieder beseitigt wird. Die Erfindung wird deswie Zink und Aluminium, waren in einigen Fällen recht halb im weiteren besonders im Hinblick auf Gläser wirksam. Jedoch sind solche Materialienhygroskopisch, * und Salzbäder der Art beschrieben, wie sie bei einer und es ist schwierig, sie für den Gebrauch in einer 50 solchen chemischen Verfestigung verwendet werden. Salzschmelze in trockenem Zustand zu erhalten. Sie Die Wirksamkeit von Diatomeenerde als Mittel zurThe sulphates and chlorides of transition metals, glass is removed again. The invention is as follows Zinc and aluminum were, in some cases, quite half in the further especially with regard to glasses effective. However, such materials are hygroscopic, * and salt baths of the type described in a and it is difficult to use them in such chemical strengthening. Maintain molten salt in a dry state. The effectiveness of diatomaceous earth as a means of
•neigen auch entweder zur Verflüchtigung o.äer unter- Regulierung^ines Angriffs auf die Glasoberfläche von liegen einer chemischen Reaktion unter Rauchbildung, der Art des Ätzens wurde an Versuchsrohrstücken mit wenn sie dem Bad zugesetzt werden. Infolgedessen ist ■·" einem Durchmesser von 6,35 mm aus Li2O—Na2O— ihre Verwendung unerwünscht und kann auch gesund- 55 Al3O3—SiO2-GIaS bestimmt. Dieses Glas hatte eine heitsgefährdend sein. . " " Zusammensetzung, die besonders für eine Verfestigung• also tend to either volatilize or under-regulate attack on the glass surface by a chemical reaction with smoke formation, the kind of etching was carried out on test pipe pieces when they are added to the bath. As a result, its use with a diameter of 6.35 mm made of Li 2 O — Na 2 O— is undesirable and can also be used as healthy 55 Al 3 O 3 —SiO 2 -GIaS. "Composition especially for a solidification
Verschiedene Oxidmaterialien, wie Sand, Alumini- durch Austausch von Natrium- gegen Lithiumionen umoxid und Boroxid, wurden ebenfalls als mögliche innerhalb des Glases bestimmt war. Bei dieser Art von Zusätze untersucht: Jedoch sind solche Materialien im chemischer Verfestigung wird ein geformter Glasallgemeinen schwer in Suspension zu halten und sind 60 gegenstand in ein elektrisch geheiztes Natriumnitratbad für den Hauptzweck, die Oberflächenangreifbarkeit während einer Dauer von gewöhnlich nicht mehr als von Glas minimal zu halten, überraschend unwirksam. vier Stunden eingetaucht.Various oxide materials such as sand, aluminum by exchanging sodium for lithium ions Umoxide, and boron oxide, were also determined as possible inside the glass. With this kind of Additives studied: However, when such materials are chemically strengthened, a shaped glass is generally difficult to keep in suspension and are subject to an electrically heated sodium nitrate bath for the main purpose, the surface vulnerability for a period of usually not more than Keeping glass to a minimum is surprisingly ineffective. immersed for four hours.
Es wurde nun gefunden, daß ein natürlich vorkom- Für den vorliegenden Versuchszweck wurde ein Bad .It has now been found that a naturally occurring bath was used for the present purpose of the experiment.
mendes Material, Diatomeenerde, bei der Lösung von frischem Natriumnitrat mit einem 2gewichtsprodieses Problems überraschend wirksam ist, d. h. den 65 zentigen Zusatz von Natriumoxid versehen. Das glich ätzenden Angriff und den Verlust der chemischen Be- der Bedingung, die vermutlich in einem solchen Bad ständigkeit beim Verfestigen oder einer anderen Salz- herrscht, in dem während des Gebrauchs eine Nitratbadbehandlung auf ein Minimum herabgesetzt. Außer- zersetzung erfolgt. Das so vorsätzlich verunreinigteMending material, diatomaceous earth, in the solution of fresh sodium nitrate with a 2 weight pro body Problem is surprisingly effective; H. the 65 percent addition of sodium oxide provided. It was the same corrosive attack and loss of chemical loading of the condition presumably in such a bath resistance to solidification or any other salt condition, in which a nitrate bath treatment during use reduced to a minimum. Decomposition takes place. That so deliberately polluted
Claims (3)
von Natriumoxid zur absichtlichen Verunreinigung 25 Bei einem Versuch wurden zwei Kaliumnitratsalz- und einem 2gewichtsprozentigen Zusatz von pulveri- bäder auf eine Temperatur von 525° C erhitzt Ein Bad ♦s^prtem Sand oder gepulvertem Boroxid zu Versuchs- wurde mit einem 5gewichtsprozentigen Zusatz von zwecken versehen. Die Bäder wurden bei 5500C ge- Diatomeenerde versehen, während das andere Bad halten, und Glasversuchsrohre wurden für vier Stun- ohne einen solchen Zusatz blieb. Eine Partie Versuchsden eingeführt. In jedem Fall wurde die Rohrober- 30 platten wurden dann während drei Viertelstunden in fläche schwer geätzt, was anzeigte, daß der saure Oxid- jedes Bad eingetaucht, herausgenommen und gezusatz bei der Regulierung der alkalischen Ätzung viel reinigt. Die Versuchsplatten wurden dann 10 Minuten weniger wirksam war als Diatomeenerde. bei 25° C in eine 10°/,>ige Salzsäurelösung eingetaucht.As a comparison, small test baths of 5 hours at 525 ° C for a higher temperature sodium nitrate with a 2 weight percent additional treatment were immersed in the bath,
of sodium oxide for deliberate contamination 25 In an experiment, two potassium nitrate salt baths and a 2 percent by weight addition of powder baths were heated to a temperature of 525 ° C. A bath of prtem sand or powdered boron oxide for experimental purposes was provided with a 5 percent by weight addition of purposes . The baths were provided overall diatomaceous earth at 550 0 C, while the other bathroom stop, and glass test tubes were stayed for four STUN without such an addition. Introduced a batch of trials. In each case, the pipe top plates were then heavily etched in surface for three quarters of an hour, indicating that the acidic oxide was immersed, removed and added to the alkaline etch control to clean a lot of each bath. The experimental panels were then 10 minutes less effective than diatomaceous earth. immersed in a 10% hydrochloric acid solution at 25 ° C.
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