DE1909187A1 - Opalescent glass - Google Patents
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- DE1909187A1 DE1909187A1 DE19691909187 DE1909187A DE1909187A1 DE 1909187 A1 DE1909187 A1 DE 1909187A1 DE 19691909187 DE19691909187 DE 19691909187 DE 1909187 A DE1909187 A DE 1909187A DE 1909187 A1 DE1909187 A1 DE 1909187A1
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Description
Die Erfindung betrifft Glaszusammensetzungen und Verfahren zum Herstellen von opalen und opaleszierenden Glasgegenst'indon iua diesen Glaszusammensetzungen.The invention relates to glass compositions and methods for producing opal and opalescent glass objects these glass compositions.
;-Iit dem Begriff "opales Glas", vrle er hier verwendet wird; wird eine Glauart bezeichnet, die ein licntzerstreuendes Medium entlält, das das Glas im wesentlichen lichtzerstreuend und somit iurchsichtip- oder opak macht. Der Betriff "opaleszierendes Glas" bezieht sich auf solche opalen Glasarten, die ein liehtzerstreuendes Medium enthalten, das das Glas durchsichtig macht, Es sind verschiedene opale Glasarten bekannt: Opalisierungsmittelj wie ile bisher verwendet wurden, sind beispielsweise Titan- und Zinnverbindungen, Fluoride, Sulfate, Chloride, Plcsphate und verschiedene andere Salze. Fluorid-Opalglas wurde bekanntlich insbesondere- With the term "opal glass" as it is used here; will denotes a type of Glaucoma that contains a licnt-dispersing medium, which essentially diffuses light and thus makes the glass transparent or opaque. The term "opalescent glass" refers to those types of opal glass that have a scattering effect Contains medium that makes the glass transparent, Different types of opal glass are known: Opalizing agents such as ile used so far are, for example, titanium and tin compounds, Fluorides, Sulphates, Chlorides, Plcsphates and various other salts. Fluoride opal glass was known in particular
ür Beleuchtungszwecke verv/endet, da es in einem breiten Bereich Opaldichte (Triibungsgrad) aufweisb. Andere bekannte Formen vonFor lighting purposes it is used / ends as it is in a wide area Opal density (degree of friction) aufweisb. Other known forms of
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Opalglas sind Feueropal und Alabasternlas i:.umLHeVs:te""llen von"Beleuchtungsglas und anderen Glasgegeriständen.Opal glass is fire opal and alabaster glass i: .um L HeVs : te "" llen von "lighting glass and other glass objects.
iJas erfiridungsgemäße opale Glas kann für die obengenannten Zv/ecke und auch andere Zwecke verwendet werden3 und zwar f'iir wissenschaftliche, Industrielle und. kommerzielle Zwecke, in Form von Behältern für therapeutische und kosmetische Cremes, für beleuchtete Globusse^ flasfliter und dergleichen.iJas erfiridungsgemäße opal glass can be used for the above-mentioned Z v / corner and other purposes also be used 3, specifically f'iir scientific, industrial and. commercial purposes, in the form of containers for therapeutic and cosmetic creams, for lighted globe, flasfliter and the like.
En letzter Zeit besteht ein immer größerer Bedarf 'in billigen, hochwertigen j hitzebeständigen und ehemisr"; stabilen Opalen Glasbehält era, .lie mit üblichen schnellen ilasnerstellungöverfahren in großen Mengen hergestellt werden können. Die bekannten opalen (Ilasarten erfüllen diese Erfordernisse nicht, da beim Herstellen von üblichem Opalglas es häufig erforderlich ist,, den bei der lla,jherstellung von/endeten Schmelzof .-n aufgrund der Korrosionseirorischaften eier Opalisierungsmittel (naispiela./eise Fluoride und Phosphate) in häufigen Abständen auszubessern oder "zu ersetzen, Dies ist teuer und macht eine längere kontinuierliche arbeitsweise unmöglich. Außerdem sind die Kosten für die Rohmaterialien solcher opalen iJlasarten im allgemeinen hoch im VergleichEn Recently, there is a growing need 'in cheap, high quality j heat resistant and ehemisr "; stable opal glass container era, .lie with customary fast ilasnerstellungöverfahren in large quantities can be produced, the known opal (Ilasarten not meet these requirements because the manufacture. of conventional opal glass it is often necessary to repair or replace the furnace which was used in the manufacture of / ended melting furnace due to the corrosion mechanisms of opalizing agents (eg, fluorides and phosphates) at frequent intervals. This is expensive and makes long-term continuous operation is impossible, and the raw material cost of such opal glass types is generally high in comparison
dos
'.u den Kosten für die Rohmaterialien/üblichen Soda-Kalk-Siliziumlioxyd-Glases.
Ein weiterer :Tachteil der bekannten Verfahren zum
!erstellen von opalem Glas besteht darin, daß der Brennstoffverrauch
der gasgefeuerten öfen beim Schmelzen und Raffinieren sehr loch ist. Die Brennstoffkosten sind vor allen Dingen deshalb
loch, weil das geschmolzene Glas selbst opal lab und Strahlungs-' 3nergie vom geschmolzenen Glas eher reflektiert ale absorbiertDOS
'.u the cost of the raw materials / usual soda-lime-silica glass. Another: Tachteil the known methods for creating of opal glass is that the Brennstoffverrauch of gas-fired furnaces in the smelting and refining is very loch. The fuel costs are particularly bad because the molten glass itself is opal lab and radiation energy from the molten glass is reflected rather than absorbed
■fird.■ fird.
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Ein v/eiterer Nachteil des bekannten opalen Glases besteht darin, daß der TrübunRSfjrad häufig schwierig zu steuern ist, und die Unf;leichförmigkeit der Trübung eines fertigen Glaspcegenstandes ist häufig einProblem. Diese Ungleichförmigkeit rührt vom schlechten Mischen des Opalisierungsmittels im Schmelztiegel her, was eine örtlich verschiedene Entwicklung der Opalisierungseigenschaften zur Folge hat.Another disadvantage of the known opal glass is that the turbidity is often difficult to control, and the Inconsistency of the cloudiness of a finished glass specimen is often a problem. This non-uniformity is due to poor mixing of the opalescent agent in the crucible, what a locally different development of the opalization properties has the consequence.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden. Ein ther-" misch opalisierbares Glas ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:The invention avoids these disadvantages. A thermally opalescent glass is characterized according to the invention by the following composition:
Bestandteil GewichtsprozenteComponent weight percentage
SiO2 55 - 76SiO 2 55-76
Al3O3 1.5 - 12Al 3 O 3 1.5-12
B2O7 0-13B 2 O 7 0-13
CaO 5 - 2oCaO 5-2o
MgO 0-15MgO 0-15
1-111-11
0-50-5
<2<2
Io -Io -
<- j ο < - j ο
Gewichtsprozente Na^O Weight percent Na ^ O
(SiO2+Al2O +B203+Ca0+Hg0+Na20)(SiO 2 + Al 2 O + B 2 0 3 + Ca0 + Hg0 + Na 2 0)
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Im folgenden werden nun in Verbindung mit den Zeichnungen Ausispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:In the following, examples are now in connection with the drawings the invention explained in more detail. Show it:
Fig. 1 ein Diagramm, in dem die Inflexions- und Übertragungseigenschaften eines opalen Glases in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufgetragen sind,Fig. 1 is a diagram in which the inflexion and transmission properties of an opal glass as a function of the Wavelength are plotted,
Fig. 2 ein ternäres Diagramm, in dem der für die Erfindung geeignete Glaszusammensetzungßbereich dargestellt ist,Fig. 2 is a ternary diagram in which the suitable for the invention Glass composition range is shown,
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Reflexionseigenschaften be-,< timrnter opaler Glassorten in Abhängigkeit von der Wellenlänge aufgetragen sind.Fig. 3 is a diagram in which the reflection properties be -, < Time between opal glass types depending on the wavelength are applied.
Erflnduri'Sßgemäß werden bestimmte Gläsarten der Erdalkali-Aluminiums ili-at-Gruppen in üblicher Heise ireschmolzen und einer bestimmten Wärmebehandlung unterzogen, durch die eine gewünschte Opali sit? rung mittels einer in situ Gl ar:-Glas-Phasentrennung erzielt wird. Auf Grund dieser Ernchcinunp läßt sich der Trübung rrad oder der Durchläcsigkeitsgrad durch eine bezüglich der Zusammensetzung richtig gewählte Wärmebehandlung beeinflussen.According to the invention, certain types of glass are made from alkaline earth aluminum ili-at groups are melted in the usual manner and a specific one Subjected to heat treatment through which a desired Opali sit? tion achieved by means of an in situ glass: glass phase separation will. The turbidity can be adjusted on the basis of this analysis or the degree of permeability through one with respect to the composition affect properly chosen heat treatment.
Gewöhnlich besteht heute verwendetes Glarz aus sechs Bestandteilen. Diese Bestandteile und ihre für das Glas wesentliche Bedeutunr werden kurz beschrieben. The glaze used today usually consists of six components. These components and their essential importance for the glass are briefly described.
Das vorherrschende glasbildende Oxyd J r;t natürlich Silizium-;i < x.yd (SiOo)> dessen Bedeutung für das Glas bekannt ist.The predominant glass-forming oxide J r; t of course silicon; i <x.yd (SiOo) > whose importance for glass is known.
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Glas enthält ferner Aluminiumoxyd (Al0O-,) } das zwei Zwecken dient: Λ) Das Vorhandensein von Aluminiumoxyd vergrößert den Widerstand, den das Glas bei der Opalislc rungs-Wärmebehandlung der Entglasung entgegensetzt.Glass also contains aluminum oxide (Al 0 O-,) } which serves two purposes: Λ) The presence of aluminum oxide increases the resistance that the glass offers to devitrification during opalization heat treatment.
f3) Durch das Vorhandensein von Aluininiumox/d wird die Geschwindigkeit der Opalisierung gesteuert, da die Opalisierungsgeschwindigkeit mit größer werdenden Mengenvon AIpC)., annimmt.f3) The presence of Aluininiumox / d makes the speed of opalization, since the rate of opalization increases with increasing amounts of AIpC).
Diese beiden Wirkungen hängen von der Glasviskosität ab und hängen somit mit dem Al0O -Anteil zusammen, da der Al2O -Anteil im wesentlichen die Viskosität der bekannten Glasarten bestimmt.These two effects are dependent on the glass viscosity and hence are related to the Al 0 O moiety together, since the Al 2 O moiety essentially determined the viscosity of the known types of glass.
Ferner sind gewöhnlich die Erdalkalioxyde CaO und MgO vorhanden, die die chemische Stabilität der feinverteilten Opalisierungsphase zu vergrößern suchen. Diese Oxyde bewirken ebenfalls die Glasviskosität.Furthermore, the alkaline earth oxides CaO and MgO are usually present, the chemical stability of the finely divided opalization phase looking to enlarge. These oxides also affect the glass viscosity.
Ferm;r 1st Boüroxyd BpO? vorhanden, das das primäre Opalisierungs mittel ist, da die Opalisierung mit größer "/erdendem Anteil B0O-, zunimmt.Ferm; r 1st Boüroxyd BpO? present, which is the primary opalization agent, since the opalization increases with the greater "/ grounding portion B 0 O-.
Soda (Iiap0) dient, außer als Flußmittel, als Stabilisierungsmittel, das bei zunehmendem Anteil an Soda die Opalisierungstendenz verringert. Das Verhältnis von Na0O und B0O., ist dann wichtig neim Festlegen der Zeit und Dauer der Opali-s.ierungswärmebehandlung. Es wurde festgestellt, daß opaleszierendes Glas auch ohne NapO oder BpO, hergestellt v/erden kann, die Opalisierung dieser Glasarten ist jedoch weit weniger einfach als bei Glasarten , die diese beiden Bestandteile enthalten. Glasarten, dieSoda (Iia p 0) serves, apart from as a flux, as a stabilizing agent, which reduces the tendency to opalize as the proportion of soda increases. The ratio of Na 0 O and B 0 O., then, is important in determining the time and duration of the opalization heat treatment. It was found that opalescent glass v, prepared without Napo or BpO / can ground, but the opalescence of these types of glass is far less easy than in glasses which contain these two ingredients. Types of glass that
9O90T7V1.3U BAD ORIGINAL9O90T7V1.3U BATH ORIGINAL
909187909187
Ma0O und B0O-, enthalten.; v/erden daher bevorzugtMa 0 O and B 0 O-; therefore preferred
-•/eLte.ro Alkalioxyde wie haliunioxyd {■',,'>)) und Lithiumoxyd können- • / eLte.ro alkali oxides such as haliunioxyd {■ ',,'>)) and lithium oxide can
al_l^emeiiier_ „bereich bo /orzugba ; le T 'iichtspi'ozorite
al_l ^ emeiiier_ "area bo / orzugba
Gewichtsprozente Ha0 Percent by weight; jpO
Weight percent Ha 0
M^OFrIa2OtKpO)(SiOg + AlpO., FB 9 O-, FCaO
M ^ OFrIa 2 OtKpO)
>95f
> 95
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BAD ORIGINAtBAD ORIGINAt
üblicherweise «erden kolorierende Oxyde- wi'- bei ar i el sweiae dieusually "earth be colored Oxyde- wi'- at ar i el sweiae the
V(ii'v;endet Oxyde von Kobalt, Kupfer. Chrom, Hiekcl "and i-fon^an^ inn opales und opal Riskierenden Glas verschiedener Farbe und Schattierung herzustellen, filme Fai'ben und Schattinrunp-en können dadurch gesteuert werden., daß der Sauerstoff spiegel der Schmelze, die Seit und die Temperatur der Wärmenehand1uns gesteuert werden. Diese kolorierenden Oxy-Ir machen im allgemeinen nicht mehr aln etwa 2" des Gesamtgewichts aus.V (ii'v; oxides of cobalt, copper. Chromium, Hiekcl "and i-fon ^ an ^ inn opales and ends to produce opal glass of various colors and shades, Films, colors and shadows can thus be controlled be. that the oxygen level of the melt, the side and the temperature of the heat treatment can be controlled. These Coloring Oxy-Ir generally do not make more than about 2 " the total weight.
Bei der Durchführung der hrfindunc: v#ird ein Erda silikat-ßlas In dem oben definierten Z us amme η r> et ^mißsbereich ausf;ev.'ühlt. Die kleinen Anteile an P0O^ und Na0O sind notviendic um die gewünschte Dia sent rennung hervorzurufen und zxx steuern. Lk \/urde fo„ t -r/.stellt 3 daß das Vorhandensein dieser beiden Dc · Jta'ndteilc Künoclionsviert i"ts um den überpan= des atiian^sdurchsichtifsei! Glasc; ii. dr ο opalen oder oT?al«?szif ι r ι ;en ϊ-.ui i and n.ö(-]i ciist ί ui Meuern zu -!"In carrying out the hrfindunc: v #ird a Erda silicate ßlas In the above-defined Z amme us η r> ^ et mißsbereich execute; ev.'ühlt. The small proportions of P 0 O ^ and Na 0 O are necessary to produce the desired slide separation and to control zxx. Lk \ / urde fo "t -r / .steps 3 that the presence of these two Dc · Jta'ndteilc Künoclionsviert i" t s around the overpan = des atiian ^ s see- through! Glasc; ii. Dr o opal or oT? Al «? szif ι r ι ; en ϊ-.ui i and n.ö (-] i ciist ί ui Meuert zu -! "
Das Glas mit clr?j» f;evi[-hlten Zusainmenset Kunf; vrird fenehnc l^en und nach den ühlin.-.n Verfahre', in Gegenstände geformt. Dabei könnenThe glass with clr? J »f; evi [-hlten Zusainmenset Kunf; vrird fenehnc l ^ en and according to the ühlin .-. n process, shaped into objects. Here you can
-in^sniatei ialien vr rr/ondet v,'erde:is vorau::.'".eset::t t j;e\Jünschte Zusain-.sr.nsetzun^ gebildet v.'erden Kann "it :t sinh im wc-eu etlichen auf v/irtschafl .liclir Jji.TtveriJtijndlioIi i5ol3te das ^rschnnlzßnc Glas lieh sein, hevcr aus ihm die Gl ar; ef;enf t ände-in ^ sniatei ialien vr rr / ondet v, 'earth: i s vorau ::.'". eset :: t tj; e \ Jünschte Zusain-.sr.nsetzun ^ formed v.'erden Can" it: t sinh in the wc-eu quite a few on v / irtschafl .liclir Jji.TtveriJtijndlioIi i53te the rschnnlzßnc glass should be borrowed, hevcr the glass from it; ef; enf t ands
daß aus ihnen· iJiese /-u.i.ia; I ÜlierJ (?, un css. so homogen 'Ie Ce formt ".,that from them · iJiese /-u.i.ia; I. ÜlierJ (?, Un css. So homogeneous' Ie Ce forms ".,
V/ennV / enn
τη.Μ ;nd r;efrrmt ist. '/ird er ^iner bestimmten uut«;ri:o'cen, und sviar während einer Zeit, die aus - 7 - τη.Μ; nd r; efrrmt is. '/ ird he ^ in a certain uut «; ri: o'cen, and sviar during a time which from - 7 -
909837/1314 BAD.QBföJNAL-.e909837/1314 BAD.QBföJNAL-.e
roieht, um die gewünschte Phasentrenmmg hervorzurufen.raw to produce the desired phase separation.
Bei einigen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfolgt diese Phasentrennung so rasch., daß das Glas unter dem Einfluß der thermischen Bedingungen, die während des Formvorgangs herrschen., opal oder opaleszierend wird.In some compositions according to the invention this occurs Phase separation so quickly. That the glass is under the influence of the thermal conditions that prevail during the molding process., becomes opal or opalescent.
jci anderen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist es erforderlich, den Glasgagenstand nach dem Formen einer bestimmten Wärmebehandlung zu unterziehens um einen bestimmten Opalisierungsgrad zu erzielen. Die Erfindung liefert einerseits einen großen Eusamnieinotr.un^Bbercich von thermisch opalisierbarem Glas und definiert andererseits die Beziehung dieser Zusammensetzungen zu der für die (,palj sierung erforderlichen V'/irmebehandlung. ■■jci other compositions of the invention it is necessary for the glass Gage state after forming a specific heat treatment to undergo s by a certain Opalisierungsgrad to achieve. The invention provides, on the one hand, a large range of thermally opalescent glass and, on the other hand, defines the relationship between these compositions and the heat treatment required for the treatment
Die Zeit- und Tercperaturbeziehum: für die Wärmebehandlung hängt primär von der Ziisammensetzung ab. Fs verste.ht sich, daß höhere Temperaturen eine kürzere Zeitdauer erfordern, um die gewünschte Phasentrennung hervorzurufen, daß jedoch das Glas bei diesen hohen Temperaturen leichter verfon.it und entglast wird. Für die Zwecke der Erfindung sind Temperaturen von 6000C bis ungefähr 9800C während einer Zeitdauer von 15 Minuten bis etwa 61J oder noch mehr Stunden zufriedenstellend. Im allremeinen wird aus '"konomischen Gründen Temperaturen zwischen 65c °0 und 85o G während einer Zeitdauer von 3c Minuten bis etwa u stunden bevorzugte line kürzere Zeitdauer und eine niedrigere Teiui eratur begünstigen die Bildung von durchsichtigem Glas, während tine längere Zeitdauer ρei höherer Temperatur die Bildung von dichtopalem Glas begünstigtThe relation to time and temperature for the heat treatment depends primarily on the composition of the material. It should be understood that higher temperatures require a shorter period of time to cause the desired phase separation, but that the glass is more easily deformed and devitrified at these high temperatures. Temperatures are satisfactory from 600 0 C to about 980 0 C during a period of 15 minutes to about 6 J 1 or more hours for the purposes of the invention. In general, for economic reasons, temperatures between 65 ° C and 85 ° G for a period of 3c minutes to about u hours are preferred Favored formation of opal glass
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BAD, ORlGINAt.BAD, ORlGINAt.
Der Opalisierungsgrad läßt sich πomit durch die Zeit-Temperaturbeziehuni; wirkungsvoll steuern.The degree of opalization can thus be determined by the time-temperature relationship; control effectively.
Wie bereits erwähnt, ist das Vorhandensein von Na2O im Glas
wichtigj da es zur Stabilisierung des Opalglases beiträgt. Die Neigung des Glases, die Phasentrennung durchzumachen, nimmt mit
größer werdendem Anteil an Na3O innerhalb der erwähnten Bereiche
ab.As mentioned earlier, the presence of Na 2 O is in the glass
important because it helps stabilize the opal glass. The tendency of the glass to undergo phase separation decreases with an increasing proportion of Na 3 O within the ranges mentioned.
BpO, ist insofern wichtig, als bei größer werdendem Anteil an
BpO, die Neip^ung des Glases, die Phasentrennung durchzumachen,
zunimmt. Durch Ausgleichen des BpO, und Na-O-Antells bezüglich
der Menge der anderen vorhandenen Oxyde lassen sich die Eigenschaften des entstehenden opaleszierenden Glases beeinflussen.BpO is important insofar as the proportion of
BpO, the tendency of the glass to undergo phase separation, increases. By balancing the BpO and Na-O antells with respect to the amount of other oxides present, the properties of the resulting opalescent glass can be influenced.
Der genaue Mechanismus, nach dem die die Opalisierung bewirkende Phasentrennung erfolgt, ist noch nicht bekannt. Es wird jedoch
als sehr wahrscheinlich angenommen, daß beim OpalisierungsVorgang
ein physikalisch-chemischer Vorgang, der als "spinodale Zersetzung
bekannt ist, eine wesentliche Rolle spielt. Die die spinodale
Zei'iie't-zunf, bestimmenden Paktoren oind noch nicht; vollständig verstanden,
aber es 1st bekannt, daß Zusammensetzung und Zeit und
Temperatur der Wärmebehandlung Ίίο wesentlichen Paktoren sind.The exact mechanism by which the phase separation which causes the opalization takes place is not yet known. It is believed, however, that a physico-chemical process known as "spinodal decomposition" plays an essential role in the opalization process
Zei'iie't-zuf, determining factors oind not yet; fully understood, but it is known that the composition and time and temperature of the heat treatment are Ίίο essential factors.
Die spinodale Zersetzurin Latin" bo.schrieben v;erl?n als die Trennung
einer Lösung zweier oder mehrerer Bentandteile in wenigstem; zv/ei
;/.;trennti? Phasen, dia innerhalb des instabilen apinodalen i-ereiche
clt'ij PhuLjriiidlagrainms lie^on. Diene Phasentrennuru;; wird al;) "fj
daL" beschrieben, da dieser Betriff den iierelch, der von einerThe spinodal decomposition urine Latin "bo.written v; Erl? N as the separation of a solution of two or more bentand parts in at least; zv / ei ; /.; separates phases, dia lie within the unstable apinodal i-rich clt'ij PhuLjriiidlagrainms lie ^ . Phasentrennuru on dienes;; is al) "fj
daL ", as this term is the moose, who is by a
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Kurve der thermodynamischen Eigenschaft der freien Energie eingeschlossen wird, als Punktion der Zusammensetzung in dem Bereich in dem die Phasentrennung stattfindet, mathematisch beschreibt.Free energy thermodynamic property curve included is described mathematically as a puncture of the composition in the area in which the phase separation takes place.
Wenn die Wärmebehandlung richtig ausgeführt worden 1st 3 wird das Glas im wesentlichen in zwei"getrennte, jedoch kontinuierliche Glasphasen getrennt. (Gewöhnlich ist keine kristalline Phase vorhanden.) Aufgrund dieser Phasentrennung wird das Glas opaleszierend, t'.ine dieser Glasphasen 1st reicli an Aluminiumoxydj Erdalkalioxyden, Soda, und Bohroxyden. Diese -Giasphase ist verhältnis· mäßig stabil und gegenüber Säuren und Alkalien ziemlich beständig. ■ Die andere Glasphase ist reich an iJlliziumoxyd und ebenfalls sehr stabil. Es ist zu beobachten, daß das Aufteilungsverhältnis der Phasen dem Verhältnis ihrer entsprechenden Bestandteile im ursprünglichen Glas entspricht.When the heat treatment has been performed correctly 1st 3, the glass consists essentially in two "separate but continuous glass phases is disconnected. (Usually, no crystalline phase present.) Due to this phase separation, the glass is opalescent, this glass phases t'.ine 1st reicli to Aluminiumoxydj Alkaline earth oxides, soda, and bohrroxides. This gas phase is relatively stable and fairly resistant to acids and alkalis. The other glass phase is rich in silicon oxide and also very stable. It can be observed that the division ratio of the phases corresponds to the ratio of their respective phases Components in the original glass.
V/ie bereite erwähnt, erfordern die höheren Temp era türen eine kürzere Zeitdauer, um die gewünschte Phasentrermung herbeizufünreri, Ahoi· hu i'rl.is wird bei diesen hüheren Temperaturen leichter verformt oder ent/Iu-')t. Allgemein gesprochen, ist das Glas rait dem. oben 'enarmten "usaminensetzunp'sbereicri bei der erforderlichen i/i rmebeiianaium; ziemlich beständig gegenüber der Entgla-■ning. ■ ■ . - .As mentioned earlier, the higher temp era doors require one shorter period of time to bring about the desired phase breakdown, Ahoi · hu i'rl.is gets easier at these higher temperatures deformed or ent / Iu - ') t. Generally speaking, the glass is rait that. Above 'enarmten' usaminensetzunp'sbereicri with the necessary i / i rmebeiianaium; fairly resistant to de-glazing. ■ ■. -.
t,.·. nei.-d-.in nun eini;.? Aujf ührun^sboist, io Le des erf indun-;öüemäße;i ■ iia.ie.-5 bejcarieuiui, Die o-.tischan Eigenschaften der Aus führ unrsuei-.5|)iele uevueu in Verbindung iait den Geräten, ir.it :onen die optischen Sip;-nactiriften i;f;met;:;en atrien, bescru" L ;aen,t,. ·. no.-d-.in now some;.? Aujf ührun ^ sboist, io Le des erf indun-; öüemäße; i ■ iia.ie.-5 bejcarieuiui, The o-.tischan properties of the execution unrsuei-.5 |) iele uevueu in connection iait the devices, ir.it : onen the optical Sip; -nactirifte i; f; met;:; en atrien, bescru "L; aen,
- Io -- Io -
9Ü00 37/13U9Ü00 37 / 13U
Die Schwierigkriten. die beim Messen und Vergleichen do.r optischen Eigenschaften von HaterllSen3 die die Heizung haben, einen auftreffenden Lichtstrahl zu zerstreuen (beispielsweise opalesThe difficulty criteria. the optical properties of HaterllSen 3 when measuring and comparing which have the heating to disperse an incident light beam (for example opalescent
auftreten,
und opaleszierend-??= Glas), -AvX\ bekannt. Das Grundproblem rühr4
daher j daft ein Tr j 3 der Μ" r ah I Hilfsenergie., die in die Probe eintritt,
innerhalb Cer Proi-e zerstreut Tv3rd und dalier von gewöhnlichen
Spelitrop>oi c-s'itern nicht al π re fiel t f nrte5 absorbierte
oder durchseia: ri-nn Strahlung erfaßt wird« Df1S Testverfahren,
das bei den Ausführun^sbeispielen verwendet wurde, versucht die-B
en Streueffekt vv: l-.onyensieren.appear,
and opalescent - ?? = glass), -AvX \ known. The basic problem stirs 4 therefore j daft a Tr j 3 of the Μ "r ah I auxiliary energy., Which enters the sample, within Cer Proi-e dispersed T v3rd and that of ordinary Spelitrop> oi c-s'itern not al π re fell tf nrte 5 or absorbed durchseia: ri-nn radiation is detected, "1 Df S test procedure that was used in the sbeispielen Ausführun ^ tries the B-en scattering effect vv: l-.onyensieren.
De_isj3le 1 _1De_isj3le 1 _1
3.618,53 f-.3,618.53 f-.
Kali?Potash?
175,^3 G 116,il3 r 175, ^ 3 G 116, il3 r
85,IB G85, IB G
Die iiupran'-.sinateria 11 enThe iiupran'-. Sinateria 11 en
Sa; κ!Sa; κ!
Hoher DclomJ tlTlkHigh DclomJ tlTlk
Mips, hoch l-al.-Hiiallin·Mips, high l-al.-Hiiallin
Aluminaumoxyd Boj'axAlumina oxide Boj'ax
Uat ri umkarb onat KaIIumkarbonatUat ri um carb onat Calcium carbonate
werden in einem Schmelztiegel aus Platin bei einer Glastemperatur von 1.593°C in einem elektrischen Ofen unter mechanischem Umrühren Keschmolsen. Die SchmelZKeit bot rug etwa 21J Stunden, um Homogenität slchorruntelleii. Von ύνν. -;oκ^inaolseilen Glaπ wurden nach einen ih. lieht.-n 3: las verfahr on mehi'ori Glasbeeher herfest eilt. Die fertigen lilasbecher waren durchsichtig und hatten das Aussehen von 5 ewöhial3 e:ii3ii Sodafaali'-Ulasbochern raid hatten d3o folgende Zusaranonsetzung und Eigenschaften:are Keschmolsen in a crucible made of platinum at a glass temperature of 1,593 ° C in an electric furnace with mechanical stirring. The rug SchmelZKeit offered about 2 J 1 hour, slchorruntelleii to homogeneity. From ύνν. -; oκ ^ inaolseilen Glaπ were after an ih. borrowed.-n 3: the procedure on mehi'ori Glasbeeher hurries down. The finished lilac cups were transparent and had the appearance of 5 ewöhial3 e: ii3ii Sodafaali'-Ulasbochern raid d3o had the following composition and properties:
- 11 -- 11 -
909837/1314909837/1314
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Bestandteilcomponent
Pe3O3 (Unreinheit)Pe 3 O 3 (impurity)
Gewichtsprozente 71.558 6.5%-9.6% 6.2% 2.8$ 1.2Ji 2Λ% ο.ί% Percentage by weight 71,558 6.5% -9.6% 6.2% 2.8 $ 1.2Ji 2Λ% ο.ί%
Temperatur für Viskosität Ιο-7 1.351 C Ii τι ι· ίο7 9260CTemperature for viscosity Ιο- 7 1,351 C Ii τι ι ίο 7 926 0 C
LiquidustemperaturLiquidus temperature
Viskosität bei Liquidustem-Viscosity at liquid temperature
peraturtemperature
Thermischer Ausdehnungskoeffizient /°C
χ Io7 (o-3oo°C)Thermal expansion coefficient / ° C
χ Io7 (o-3oo ° C)
1.227°C1,227 ° C
IoIo
3,73.7
Die Glasbecher werden dann bei einer Temperatur von 8oo°C 2*1 Stunden lang in einem elektrischen Ofen gehalten. Am Ende dieser Zeitdauer waren die Glasbecher gleichmäßig opak-opal. Die übrigen Eigenschaften des Glases (Dichte, chemische Beständigkeit, Ausdehnungskoeffizient) wurden durch diese Wärmebehandlung nicht wesentlich geändert.The glass beakers are then kept in an electric oven at a temperature of 800 ° C. for 2 * 1 hours. At the end of this For a long time, the glass beakers were uniformly opaque-opal. The other properties of the glass (density, chemical resistance, Expansion coefficient) were not significantly changed by this heat treatment.
Ausgangsmaterialien wurden nach dem Verfahren des Ausführungsbelspiels 1 in ein homogenes Glas geschmolzen, das folgende Zusammensetzung und Eigenschaften hat:Starting materials were made according to the procedure of the execution game 1 melted into a homogeneous glass, which has the following composition and properties:
- 12 -- 12 -
909837/13U909837 / 13U
0 .06% 2.2 $
0 .06%
Pe3O3 (Unreinheit)B 2 O 3
Pe 3 O 3 (impurity)
koeffizient
/0C χ lo7 (0-3oo°C)Thermal expansion
coefficient
/ 0 C χ lo 7 (0-3oo ° C)
0983%7it53-U BAD0983% 7it53-U BATH
J -Λ-h-J -Λ-h-
geringe Trübung,low turbidity,
Platte. JJPlate. YY
Wärmebehandlung: 2 Stunden bei 8300CHeat treatment: 2 hours at 830 ° C.
Aussehen: deubliches Blau gegen einen schwarzen Hintergrund; deutliche Trübung,.Appearance: dark blue against a black background ; distinct clouding.
Platte Jl Plate Jl
Wärmebehandlung: 2 Stunden bei 9oo°CHeat treatment: 2 hours at 900 ° C
Aussehen: vollständig opak-opalAppearance: completely opaque-opal
Um die optischen Eigenschaften der Platte l\ vielter zu charakterisieren, wurde die Refle-xion und Durchlässigkeit in bezug auf Strahlungsenergie mit spektrophobomebrisclien ilitteln bestimmt, nachdem die Proben geschliffen und poliert worden '.;aren, um Oberflächenungenauigkeiten zu entfernen. Die spektralen Durchlässickeitsdaten wurden mittels eines "Jeckman-Spe1 trophotometers DK-2A bestimmt, das mit einer integrierenden Hohllrugel ausgerüstet ist, um die zerstreute Strahlung besser auffangen zu können. Die Durchlässigkeitsmessung erhielt man dadurch, daß ein paralleler monokromatischer Lichtstrahl durch die Probe auf einen Detektor fokussiert wurde. Die Energiemenge (die über den interessierenden Wellenlängenbereich gemessen wurde) wurde dann als Prozentsatz der auf die Probe auftreffenden Energiemenge aufgezeichnet. Die oben erwähnte integrierende Hohlkugel sammelt die durchgelassene Strahlung, die derart zerstreut wird, daß sie nicht parallel zur auftreffenden Strahlung austritt. Durch dieses Verfahren wird fast die gesamte Energie, die auf die Probe auftrifft, erfaßt.To the optical properties of the plate l \ vielter characterize the Refle-xion and permeability with respect to radiation energy was determined with spektrophobomebrisclien ilitteln after the samples ground and polished. '; Aren, remove surface imperfections to. The spectral transmittance data were determined by means of a Jeckman-Spe 1 trophotometer DK-2A, which is equipped with an integrating hollow ball in order to be able to better absorb the scattered radiation The amount of energy (measured over the wavelength range of interest) was then recorded as a percentage of the amount of energy incident on the sample By this method, almost all of the energy incident on the sample is captured.
- 14 -- 14 -
909837/13U909837 / 13U
Die Rei'le-xLons-und Durchlässigkeitskurven für die Platte 4 in Abhängigkeit von der Wellenlänge sind in Fig. 1 dargestellt. Diese Kurven sind charakteristisch für hoch opak-opale Glasarten.The Rei'le-xLons and permeability curves for the plate 4 in Dependencies on the wavelength are shown in FIG. 1. These curves are characteristic of highly opaque-opal types of glass.
Ausführungsbeispiel J5Embodiment J5
Um die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Opalglases weiter aufzujzei^en. wurden für eine Dichtebestimmung mehrere Proben nach der Glaszusammensetzung des Ausführungsbeispiels 2 hergestellt. Die Dichte des klaren, durchsichtigen Glases wurde nach üblichen Verfahren gemessen und betrug 2,4691 g/cm. Eine ähnliche Probe der gleichen (J. -^zusammensetzung wurde 21 Stunden lang bei 93o°C wärmebehandelt. Am Ende dieser Wärmebehandlung war die Probe gleichmäßig opal. Die Dichte betrug 2,5591 g/cm, was einer Zunahme von ungefähr 3,6# entspricht.In order to further show the properties of the opal glass according to the invention. Several samples were produced according to the glass composition of embodiment 2 for a density determination. the The density of the clear, translucent glass was measured by conventional methods and found to be 2.4691 g / cm. A similar sample The same (J. - ^ composition was used for 21 hours at 93o ° C heat treated. At the end of this heat treatment, the sample was uniformly opal. The density was 2.5591 g / cm, which is an increase of approximately 3.6 #.
Ausführungsbeispiel Jl_ From Guide e gsbeispiel JL_
Ausgangsmaterialien wurden nach dem Verfahren des Ausführungsbeispiels 1 zu «inem homogenen Glas folgender Zusammensetzung geschmolzen:Starting materials were prepared according to the method of the working example 1 melted to a homogeneous glass of the following composition:
Gewichtsprozente 62.O5S Weight percent 62.O5S
7.5* 5.O5S7.5 * 5.O5S
Von den. geschmolzenen Glas wurden Stangen gezogen, die man anschließend in der Umgebunßsluft abkühlen ließ. Die Stange wurdeOf the. Molten glass rods were drawn, which one subsequently let cool in the ambient air. The pole was
- 15 -- 15 -
909837/13U
BAp ORiGlNAL" 909837 / 13U
BAp ORiGlNAL "
in Ptfobestäbe aufgeteilt, die klar und durchsichtig aussahen.divided into ptfo sticks that looked clear and see-through.
Mehrere der Probestäbe wurden 64 Stunden lang bei 800 C wärmebehandelt. Das dabei entstandene Glas war gleichmäßig opal. Das Röntgenstrahlen-Streubild dieses Opalglases zeigte an3 daß merkliche Mengen der Kristallart Diopsid (GaO.MgO.2SiO2) in der Oberfläche vorhanden waren. Dies bedeutet, daß das erfindungsgemäße . Glas selbst bei einer ausgedehnten Wärmebehandlung entglast wird (was für die meisten Glasarten gilt), daß jedoch das Vorhandensein dieser Kristallart der Opazität nicht schadet.Several of the test bars were heat treated at 800 ° C. for 64 hours. The resulting glass was uniformly opal. The X-ray diffraction pattern of this opal glass showed 3 that noticeable amounts of the crystal type diopside (GaO.MgO.2SiO 2 ) were present in the surface. This means that the invention. Glass is devitrified even with extensive heat treatment (which is true of most types of glass), but the presence of this type of crystal does not damage the opacity.
Ausführungsbeispiel 5^,Embodiment 5 ^,
Ausgangsmaterialien wurden nach dem Verfahren des'Ausführungsbeispiels 1 zu einem Glas folgender Zusammensetzung und Eigenschaften geschmolzen:Starting materials were prepared following the procedure of the embodiment 1 melted to a glass with the following composition and properties:
Bestandteil Gewichtsprozente Constituent part l weight percent e
68.85?68.85?
11.33ί 7.3*11.33ί 7.3 *
Temperatur bei Viskosität lo5 1293°C π 11 it lo7 8770C Temperature at viscosity lo 5 1293 ° C π 11 it lo 7 877 0 C
Liquidustemperatur 0 Liquidus temperature 0
Viskosität bei LiquidustemperaturViscosity at liquidus temperature
-16 --16 -
909837/1314
BAD ORfGINAl* 909837/1314
BAD ORfGINAL *
Das Gewicht einer Schmelztiegelfüllung; betrug etwa 4,5 kg, und das Schmelzen wurde in einem feuerfesten Behälter bei 1593°C in einem gasgefeuerten Ofen 24 Stunden lang unter mechanischem Umrühren ausgeführt. Von der Schmelze wurden Probestäbe gesogen. Die Probestäbe waren klar und durchsichtig. Um den Einfluß der Opalisierung auf die Glasstabilität zu bestimmen, wurden mit dem klaren Glas und dem opalisierten Glas Dauerfestigkeitsvernuche ausgeführt. Dabei wurde das Sfcandard-US-Pharmacopeia XVII-Verfahren benutzt. Dieses Verfahren wird bezeichnet:The weight of a crucible filling; was about 4.5 kg, and the melting was carried out in a refractory container at 1593 ° C in a gas-fired furnace for 24 hours under mechanical Stirring carried out. Test rods were sucked from the melt. The test bars were clear and see-through. To the influence of the To determine the opalization on the glass stability, fatigue strength tests were carried out with the clear glass and the opalized glass executed. The standard US Pharmacopeia XVII procedure was used used. This procedure is called:
United States Pharmacopeia XVII Behälter-Glas chemische Beständigkeit gegen Wasser GlaspulvertestUnited States Pharmacopeia XVII container glass chemical resistance to water Glass powder test
Das Verfahren wird auch C-225-59T durch ASTiI (Method P.W. Resistance of Powdered Sample to Attack by Distilled Water) bezeichnet.The method is also C-225-59T by ASTiI (Method P.W. Resistance of Powdered Sample to Attack by Distilled Water).
Allgemein gesprochen besteht das Verfahren darin, einen Auszug einer Glaspulverprobe mit einem gegebenen Volumen Masser bei erhöhter Temperatur während einer bestimmten Zeitdauer herzustellen. Am Ende dieser Zeitdauer wird das V/asser mit n/5o HpSOj bis zum Neutralpunkt titriert, um den Pulverglasauszug zu neutralisieren. Die'Versuchsergebnisse werden in ilillimeter von erforderlichem n/5o HpSO^ angegeben. Je geringer die Zahl der ml an n/5o HpSO1. ist, umso besser ist die chemische Beständigkeit.Generally speaking, the method consists in making an extract of a glass powder sample with a given volume of mass at an elevated temperature for a certain period of time. At the end of this period, the water is titrated with n / 50 HpSOj to the neutral point in order to neutralize the powdered glass extract. The results of the experiment are given in millimeters of the required n / 50 HpSO ^. The lower the number of ml of n / 5o HpSO 1 . the better the chemical resistance.
- 17 -- 17 -
909837/1 a.U BAD ORIGINAL 909837/1 aU BAD ORIGINAL
folgende Versuchsergebnisse wurden erzielt: Die klMren und durchsichtigen Versuchsstäbe erforderten 1,8 ml. n/50 L2SOh und die opak-opalen Probestäbe (nach einer Wärme ι ehandLunr während 10 Stunden bei 800° C) 2,5 ml. n/50 H2SO1. ^a den Vi: .'.aerauczuc zu neutralisieren. Oleo i:eu;t, daß die chemi. the Best '.ndigkeit negen über V/asser durch die opalisierende Wärmebehandlu: ;; nicht weaent- ; lieh verringert wird.The following test results were obtained: The small and transparent test rods required 1.8 ml. n / 50 L 2 SOh and the opaque-opal test rods (after heating for 10 hours at 800 ° C) 2.5 ml. n / 50 H 2 SO 1 . ^ a den Vi:. '. neutralize aerauczuc. Oleo i: eu; t that the chemi. the durability negen over water through the opalescent heat treatment: ;; not weaent-; loaned is reduced.
Ausführmi^sbeigjpJLe_l J)Executionmi ^ sbeigjpJLe_l J)
■■.ach dem Verfahren ües Ausführungsbeispiels 1 vmruon aus geeigneten Ausgangsmaterialien Zusammensetzungen CA5 6L und 6C (siehe unten) geschmolzen, und aus der Schmelze wurden klare, durchsichtige Probestäbe· gezogen. Versuche wurden durchgeführt, um die minimale Zeit-Temperatur-Beziehung festzustellen, bei der Opalisierung eintritt. Die unten aufgeführten Zeiten und Temperaturen sind die bei den gegebenen Zeiten minimalen Temperaturen, bei der die Glaszusammenset.zung leicht trübe oder ''milchig" wird.Using the method of embodiment 1, compositions CA 5, 6L and 6C (see below) were melted from suitable starting materials, and clear, transparent test rods were drawn from the melt. Attempts were made to determine the minimum time-temperature relationship at which opalization would occur. The times and temperatures listed below are the minimum temperatures at the given times at which the glass composition becomes slightly cloudy or "milky".
Bestandteil Gewichtsprozent Ingredient per cent by weight
6a 6b 6c6a 6b 6c
SiO2 69.72 69.855 64.85?SiO 2 69.72 69.855 64.85?
Al2O5 6.3% 6.25? 6.7% Al 2 O 5 6.3% 6.25? 6.7%
CaO IO.652 10.6g 11.2J6CaO IO.652 10.6g 11.2J6
MgO 7.3% J.H% 7Λ% MgO 7.3% JH% 7Λ%
Ha5O 3.0% 5.0% 3·7?4Ha 5 O 3.0% 5.0% 3 7? 4
B3O3 2.9£ 1.0#B 3 O 3 2.9 £ 1.0 #
-18--18-
9 0 9837/1 3U
BAD ORIGINAL9 0 9837/1 3U
BATH ORIGINAL
temperaturViscosity for liquid
temperature
ZeilLine
lh 64hlh 64h
Temperatur 6a 6bTemperature 6a 6b
6C6C
800°C keine Opali- 7100C sierung800 ° C no opalization 710 0 C
725°C725 ° C
72O°C72O ° C
675°C675 ° C
Die folgenden Uerte veranschaulichen noch genauer die Beziehung zwischen der !'""mebehandlung und der Zusammensetzung erfindungsgemäßer Glasart rn.The following values illustrate the relationship more precisely between the treatment and the composition of the invention Glass type rn.
Glas mit der TcIgenden Zusammensetzung wurde nach dem Verfahren des Ausführuncsueispiels 1 aus geeigneten Ausgangsmaterialien geschmolzen, und aus der Schmelze wurden Stäbe von 12,7 cm Länge und etwa 0,6 cm Durchmesser gezogen. Das Aussehen dieser Stäbe wurde registriert.Glass with the composition was made according to the procedure of embodiment 1 from suitable starting materials melted, and rods 12.7 cm long and about 0.6 cm in diameter were drawn from the melt. The appearance of these rods was registered.
-19--19-
90 98 377 13U90 98 377 13U
Danach wurden die Stäbe wärmebehandelt 3 um die folgenden Temperaturen festzustellen:The bars were then heat treated 3 to determine the following temperatures:
TuI: Niedrigste Temperatur, bei der nach einer Stunde Wärmebe- handlung eine leichte Opaleszenz (schwache Trübung) sichtbar ist;TuI: Lowest temperature at which after one hour of heat treatment a slight opalescence (weak haze) is visible;
ToI: Niedrigste Temperatur, bei der nach einer Stunde Wärmebehandlung ein dichtes weißes Opalglas entsteht ιToI: Lowest temperature at which after one hour of heat treatment a dense white opal glass is created
Tu64: Niedrigste Temperatur, bei der nach einer Wärmebehandlung von 64 Stunden eine schwache Opaleszenz sichtbar IstjTu64: Lowest temperature at which after a heat treatment a faint opalescence visible from 64 hours Istj
To64!Niedrigste Temperatur, bei der nach einer WtenebehandXung von 64 Stunden ein dichtes weißes Opalglap entsteht.To64! Lowest temperature at which after treatment of 64 hours a dense white opal glass is created.
Diese Temperaturen wurden dadurch bestimmt, daß die Stäbe In einem Gradientenofen mit einem stabilisierten Temperaturpjpöfil während der festgelegten Zeitdauer eingelegt wupäen. Dft der* .,ι- s öradlentehofen einen bekannten gleichmäßigen 5PempäBi»a!5üf|;i?a(|ienterThese temperatures were determined by placing the rods in a gradient oven with a stabilized temperature profile for the specified period of time. Dft the *., Ι- s öradlentehofen a well-known uniform 5PempäBi »a! 5üf |; i? A (| ienter
!vbn etwa 35Ö 6 Über der Länge des Stabes aufwiis> ί ! vbn about 35Ö 6 over the length of the rod up> ί
genaue Temperatur für jeden funkt dfes, Stabes ijekannt. Die s exact temperature for each radio dfes, stick is known. The s
:. . '. ·; -',-■' .■ ..= ■ ν- . ■' .',-■ ..-: -.■■■-.-^-■'■■:"fS[-"■■·=■ -■- j-v-;* '■ M.ßue sihd in 4er Tabelle t aufgeführte : ; :V:. . '. · ; - ', - ■'. ■ .. = ■ ν-. ■ '.', - ■ ..-: -. ■■■ -.- ^ - ■ '■■: "f S [-" ■■ · = ■ - ■ - j -v -; * ' ■ M. SSUE sihd t listed in Table 4p:; : V
!.it- ;·■ ■! .it-; · ■ ■
-20--20-
909837/1314 ÖAO ORIQfNAL909837/1314 ÖAO ORIQfNAL
Glaszusammensetzung in GewichtsprozentenGlass composition in percent by weight
AI2O3 AI2O3 " " Na2O SiQ2 CaO Na 2 O SiQ 2 CaO ' ' MgOMgO
B2O3 B 2 O 3
Aussehen n Tu64 ToI Τοβή der Stäbe Tul(°C)j (0C) (0C) (0C) Appearance n Tu64 ToI Τοβή the bars Tul (° C) j ( 0 C) ( 0 C) ( 0 C)
nach
1 hafter
1 h
nach nach 64 h l hafter after 64 h l h
nach, 64 hafter, 64 h
69.069.0
15.3 10.715.3 10.7
opalopal
CO O COCOCO O COCO
(0O ( TuS *!
( 0 O (
IUro
IU
• der Stäbe
TuI(C)Appearance
• the bars
TuI (C)
O CD
O
IlM.
Il
70.071.5
70.0
31.5
3
Ilπ
Il
680700
680
910*
910
760775
760
7-287-27
7-28
10.610.6
10.6
klar 825clear 840
clear 825
(0O( 0 O
(0C)( 0 C)
(0C)( 0 C)
roro
f Il * after
f Il *
der Stäbe TuI(0C)of the bars TuI ( 0 C)
740740
760760
OO
coco
7-387-38
-«a! Ca »
- «a!
OO
7.47.4
4.54.5
a M.
a
680680
>·■ *a ■ -«■; ■■ '■■■ ^ ^ & .0?
> · ■ * a ■ - «■;
klarclear
I 800
I.
der StäbeAppearance
the bars
Iclear
I.
680 64 h
680
825 1 h
825
740 64 h
740
CO
O
CO—Λ
CO
O
CO
7-577-57
N3
N
67.067.0
4.14.1
10 6th
10
It 10
It
klarclear
clear
* 830
*
750750
* 775
*
5.95.9
CD CD CO OOCD CD CO OO
Aussehen
in Gewichtsprozenten der StäbeTABLE I.
Appearance
in percent by weight of the bars
-(8C)ToI
- ( 8 C)
(8C)To64
( 8 C)
ro
VJl
I 1
ro
VJl
I.
1 hafter
1 h
64 hafter
64 h
1 hafter
1 h
64 hafter
64 h
wurden.means 3
became.
•»4OO
• »4
Ein Glas innerhalb des erfindungsgemäßen Zusammensetzungsbereichs dessen Bestandteile etwa die folgenden Gewichtsprozente haben, besitzt kommerziell wünschenswerte Formeigenschaften wie Viskosität -Temperatur-Beziehung, Liquidustemperatür und thermisches Ausdehnungsvermögen, kann aus verhältnismäßig billigen Ausgangsmaterialien hergestellt werden, besitzt gute chemische Beständigkeit und kann nach den üblichen Verfahren in einem modifizierten Vergütungsprozeß opalisiert werden:A glass within the composition range according to the invention, the components of which have approximately the following percentages by weight, possesses commercially desirable shape properties such as viscosity -Temperature relationship, liquidus temperature and thermal Expandability, can be made from relatively inexpensive raw materials, has good chemical resistance and can be modified according to the usual procedures in a Compensation process to be opalized:
SiO2 66 - 69% SiO 2 66 - 69%
Al2O3 etwa 6% Al 2 O 3 about 6%
B2O3 h - n% B 2 O 3 h - n%
RO (CaO+MgO) 13 - 1852RO (CaO + MgO) 13-1852
Na2O etwa 5% Na 2 O about 5%
nsltnslt
CaO Gewichtsprozente etwa 1.4% CaO percent by weight about 1.4 %
MgO GewichtsprozenteMgO weight percent
Dieses Glas hat folgende Eigenschaften:This glass has the following properties:
Temperatur bei Viskosität 102 ..< 15660CTemperature at viscosity 10 2 .. < 1566 0 C
Temperatur bei Viskosität 103 ^ 13l6°CTemperature at viscosity 10 3 ^ 13l6 ° C
Temperatur bei Viskosität 107 <= 9270CTemperature at viscosity 10 7 <= 927 0 C
Liquidus temperatur . <=12O4°CLiquidus temperature. <= 12O4 ° C
Temperatur bei Viskosität 103 (0C) Liquidustemperatur (0C) -=: 112°CTemperature at viscosity 10 3 ( 0 C) Liquidus temperature ( 0 C) - =: 112 ° C
Therm. Ausdehnungskoeffizient -= 60 χ 10"^/0C. (0-3000C) Bevorzugte Zusammensetzungen innerhalb des oben genannten Be-Therm. Expansion coefficient - = 60 χ 10 "^ / 0 C. (0-300 0 C) Preferred compositions within the abovementioned range
-26--26-
9 0 9-8 37/13 U9 0 9-8 37/13 U
'909187'909187
reiclis sind in Fig. 2 dargestellt. Dolomitkalk wurde als Quelle für CaO und MgO verwendet, und zwar.entsprechend einem Gewichtspro ze nt -Verhältnis vw OaO zu MgO von ungefähr 1,4. Die bevorzugten Glasarten sind diejenigen Glasarten, die durch das Parallelogramm im mittleren Teil des ternären Diagramms dargestellt ist. Die Grenzen dieses Parallelogramms wurden dadurch festgelegt, daß die Glasformungs- und Vergütungseigenschaften im Hinblick auf die zur Opalisierung erforderliche Wärmebehandlung ausgewertet wurde. Glcs innerhalb dieses bevorzugten Zusammensetzungsbereiches hat ausgezeichnete Formungseigenschaften und wird in sehr kurzer Zeit bei verhältnismäßig niedriger Temperatur thermisch opalisiert. Es wurde festgestellt, daß Gegenstände, die aus diesen Zusammensetzungen geformt wurden, in einem modifizierten Vergiltungszyklus opalisiert werden können. Bei diesen Glaszusammensetzungen ist BpO^ das primäre Opalisierungsmittel, und die Opalisierungsneigung des Glases nimmt bei größer werdendem Anteil an B„0, zu.reiclis are shown in FIG. Dolomite lime was used as a source of CaO and MgO, corresponding to a weight per cent ratio of OaO to MgO of approximately 1.4. The preferred types of glasses are those types of glasses represented by the parallelogram in the middle part of the ternary diagram. The limits of this parallelogram were determined by evaluating the glass forming and tempering properties with regard to the heat treatment required for opalization. Glcs within this preferred composition range has excellent molding properties and is thermally opalized in a very short time at a relatively low temperature. It has been found that articles molded from these compositions can be opalized in a modified yellowing cycle. In these glass compositions, BpO ^ is the primary opalizing agent, and the tendency of the glass to opalize increases as the proportion of B0, increases.
Die Zeit und Temperatur für die Opalisierungswärmebehandlung dieses Glases stimmt mit der Vergütungswärmebehandlung konventioneller leichtgewichtig-er Glasgegenstände weitgehend überein. Das bedeutet, daß diese Glasart durch eine Wärmebehandlung bei Temperaturen von etwa 565°C bis 8^5°C in 15 Min. bis etwa 8 Stunden opalisiert werden kann. Vorzugsweise wird die Opalisierungswärmebehandlung aus ökonomischen Gründen bei Temperaturen zwischen 76O°C und 8l5°C während etwa einer Stunde ausgeführt.The time and temperature for the opalization heat treatment of this glass is the same as the conventional tempering heat treatment light-weight glass objects largely match. This means that this type of glass can be heat treated at temperatures of about 565 ° C to 8 ^ 5 ° C in 15 minutes to about 8 Hours can be opalized. Preferably the opalization heat treatment carried out for economic reasons at temperatures between 76O ° C and 8150 ° C for about an hour.
Die folgenden Tabellen geben Glaszusammensetzungen, die innerhalbThe following tables give glass compositions that can be used within
909837/13U BAD ORIGfNAt 909837 / 13U BAD ORIGfNAt
-28-RO (CaO + MgO)
-28-
909837/13U909837 / 13U
BAD ORidlNALBAD ORIDINAL
Diese Glasarten erfordernkeine speziellen Schmelz- und Raffinierungsbedingungen und können in kontinuierlich betriebenen ßasfeuerungsöfen bei Temperaturen von i425°C bis l6OO°C geschmolzen werden. Dabei können übliche Ausgangsmaberialien verwendet werden, wie aus den folgenden Beispielen hervorgeht.These types of glasses do not require any special melting and refining conditions and can be used in continuously operated gas firing ovens be melted at temperatures between 1425 ° C and 160 ° C. Common starting materials can be used, as can be seen from the following examples.
Die AusgangsmaterialienThe raw materials
pulverisierter Flint 3967-92I gpowdered flint 3967-9 2 I g
roher Dolomitkalk 2069.30 graw dolomite lime 2069.30 g
Sodaasche 517.2*1 gSoda ash 517.2 * 1 g
Borsäureanhydrid 31^.47 gBoric anhydride 31 ^ .47 g
Aluminiumoxyd 362.17 gAluminum oxide 362.17 g
werden in einem Platinschmelztiegel bei einer Glastemperatur von 1593°C in einem elektrischen Ofen unter mechanischem Umrühren geschmolzen. Die Schmelzzeit beträgt etwa 24 Stunden, um Homogenität sicherzustellen.are in a platinum crucible at a glass transition temperature of 1593 ° C in an electric furnace with mechanical stirring. The melting time is about 24 hours Ensure homogeneity.
Vom geschmolzenen Glas wurde eine Stange gezogen, aus der Probestäbe geformt wurden, die man in Umgebungsluft abkühlen ließ. Die Probestäbe waren klar und durchsichtig und hatten die folgende Zusammensetzung:A rod was drawn from the molten glass, from which test rods which were allowed to cool in ambient air. The test bars were clear and see-through and had the following Composition:
-29--29-
9 0 9 8 3 7/T 314 BAD9 0 9 8 3 7 / T 314 BATH
3SL3SL
"TlUFTfT"TlUFTfT
Bestandteilcomponent
GewichtsprozentWeight percent
CaOCaO
MgOMgO
Mehrere dieser Stäbe wurden bei 8l5°C 15 &in. Lang vrärmebehandelt
Am Ende dieser Wärmebehandlung waren die Shl'.be Leicht opalessierend
(schwach getrübt). Der thermische Ausdehnungskoeffizient im Temperaturbereich von 0° C bis
Hethoden gemessen und betrug etwa 593o χ 10Several of these rods were 15 & in. Long heat treatment At the end of this heat treatment, the Shl'.be were slightly opalescent (slightly clouded). The coefficient of thermal expansion in the temperature range from 0 ° C to
Hethods measured and was about 59 3 o χ 10
C v/urdf? mit herkömmliehen -7 'C v / urdf? with conventional -7 '
Andere Probestäbe der gleichen Zusammensetzung wurden bei 315° C 1 * Stunden lang wärmebehandelt. Am Ende dieser "Järrnebehandlung; waren die Probestäbe gleichmäßig opal, uric .ler bhermisehe Ausdehnungskoeffizient betrug 50,4 χ 10~7/°C (0° C - 300 0C). Dies Gedeutet eine Zunahme des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 1,3?·Other test bars of the same composition were heat treated at 315 ° C for 1 hour. At the end of this "Järrnebehandlung; - interpreted this an increase of the thermal expansion coefficient of about 1.3, the sample rods were evenly opal, uric .ler bhermisehe expansion coefficient was 50.4 χ 10 -7 / ° C (300 0 C 0 ° C). ? ·
Aasführungsbeispiel 9 Example 9
ηad der Zusammensetzung nach dem Ausführungobeispiel 3 wurden Klare 3 durchsichtige Probeplatten von etwa !,8 ;nm Dicke dadurch h U'gestellt ,, daß geschmolzenes Glas in einer flachen, feuerfestenAfter the composition according to Example 3, clear 3 transparent test plates of about .8; nm thickness were placed by placing molten glass in a flat, fire-proof
-30 --30 -
909837/1314909837/1314
BADBATH
Wanne unter offener Luft gegossen wurde. Die Platten wurden unterschiedlichen Opalisierungs-Wa'rmebehandlungen unterzogen, um Reflexionsmessungen durchführen zu können.Tub was poured in the open air. The plates were different Subjected to opalization heat treatments in order to be able to carry out reflection measurements.
Die Wärmebehandlung und das Aussehen der Probeplatten wird weiter unten beschrieben. Die optische Reflexion der Strahlungsenergie im sichtbaren Wellenlängenbcreich wurde durch herkömmliche fotometrische Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse sind in Piß. graphisch dargestellt.The heat treatment and appearance of the sample panels will continue described below. The optical reflection of the radiant energy in the visible wavelength range was determined by conventional photometric Procedure determined. The results are in piss. graphically represented.
Platte 1 Wärmebehandlun : keinePlate 1 heat treatment: none
Aussehen: klar und durchsichtigAppearance: clear and transparent
Platte 2Plate 2
Wärmebehandlui,. : halbe Stunde bei 815 CHeat treatment. : half an hour at 815 C
Aussehen: leichtes OpaleszierenAppearance: slight opalescence
Platte 3 Plate 3
Wärmebehandlung eine Stunde bei 815° CHeat treatment for one hour at 815 ° C
Aussehen: leichtes OpaleszierenAppearance: slight opalescence
Platte JlPlate Jl
Wärmebehandlun : acht Stunden bei 815° CHeat treatment: eight hours at 815 ° C
Aussehen: beinahe opal'-opalAppearance: almost opal-opal
Platte 5Plate 5
Wärmebehandlung: zwei Stunden bei 827° CHeat treatment: two hours at 827 ° C
Aussehen: opak-opalAppearance: opaque-opal
-31--31-
909837/13U909837 / 13U
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
JLJL
19U918T19U918T
Diese Probeplatten wurden geschliffen und poliert, bis die Überfläche glatt war, und die optischen Reflexionseigenschaften wurden in herkömmlicher Weise unter Verwendung eines General Electric "Hardy" Model Spektrophotometers mit einem schwarzen Hintergrund bestimmt. Die Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt. Diese Kurven zeigen, wie die Zeitdauer und die Temperatur der Wärmebehandlung verändert werden können, um die gewünschten optischen Eigenschaften bei dem erfindungsgemäßen Glas zu erzielen. These sample disks were ground and polished until the surface was smooth and the optical reflective properties were conventionally using a General Electric "Hardy" Model Spectrophotometer with a black Background determined. The results are shown in FIG. These curves show how the time and the temperature of the heat treatment can be varied to get the desired results to achieve optical properties in the glass according to the invention.
Nach dem Verfahren des Ausführungsbeispiels 8 wurden Ausgangsmaterialien geschmolzen und Probestäbe hergestellt. Das Glas hatte die folgende Zusammensetzung und Eigenschaften:Following the procedure of Working Example 8, starting materials were obtained melted and test bars made. The glass had the following composition and properties:
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O B2O3 SiO 2 Al 2 O 3 CaO MgO Na 2 OB 2 O 3
Temperatur bei Viskosität 10Temperature at viscosity 10
Temperatur bei Viskosität 10 Temperatur bei Viskosität 10^' -* LiquidustemperaturTemperature at viscosity 10 Temperature at viscosity 10 ^ '- * Liquidus temperature
Temperatur bei Viskosität LiquidustemperaturTemperature at viscosity liquidus temperature
Thermisch. AusdehungskoeffizientThermal. Expansion coefficient
58 χ 10"7/°C (0-3000C)58 χ 10 " 7 / ° C (0-300 0 C)
-32--32-
909837/13U909837 / 13U
BADBATH
• Ji• Ji
Mit diesen Probestäben wurden Vergütungsversuche durchgeführt, und es wurde festgestellt, daß die Probestäbe nach einer Vergütung von einer Stunde bei 7^9° C leicht opaleszierend waren. Weitere Versuche mit Stäben dieser Zusammensetzung wurden durchgeführt, und es xiurde festgestellt, daß die Stäbe nach einer Wärmebehandlung von einer Stunde bei 821° C dicht opak-opal wurden. Dies zeigt3 daß die Vergütungs- und Opalisierungs-Wärmebehandlung kombiniert werden können.Tempering tests were carried out with these test bars and it was found that the test bars were slightly opalescent after tempering for one hour at 7 ^ 9 ° C. Further tests with rods of this composition were carried out and it was found that the rods became densely opaque-opal after a heat treatment of one hour at 821.degree. This shows 3 that the tempering and opalizing heat treatment can be combined.
Bei gewissen Glaszusammensetzungen ist es jedoch möglich, auf die nachfolgende Wärmebehandlung zu verzichten und Opazität unter dem einfachen Einfluß der thermischen Bedingung, die beim Gießen existiert, zu erzielen. Diese Glasarten sind durch ihren niedrigen Ausdehnungskoeffizienten unü ihre chemischen Beständigkeit charakterisiert.With certain glass compositions, however, it is possible to dispense with the subsequent heat treatment and opacity under the simple influence of the thermal condition that exists in casting. These types of glass are by theirs low expansion coefficient and chemical resistance characterized.
Sie entsprechen der Formel:They correspond to the formula:
wobei das Gewichtsverhältnis von CaOzu MgO 1,5 beträgt.the weight ratio of CaO to MgO being 1.5.
Dieses Verhältnis ist für die Eigenschaften des Glases am günstigsten und entspricht glücklieheritfeise dem Kalk- undThis ratio is the most important for the properties of the glass cheapest and is equivalent to the lime and
-33--33-
909837/13U909837 / 13U
Ja.Yes.
Magnesiumgehalt des Dolomitgesteins. Anstelle des Natriumoxyds können außerdem andere Alkalimetalloxyde verwendet -werden, obwohl Lit hiumoxyd Bit glasung bei hohen Temperaturen fördert.Magnesium content of the dolomite rock. Instead of the sodium oxide Other alkali metal oxides can also be used, though Lithium oxide bit promotes glazing at high temperatures.
Diese Glasarten haben die folgenden Eigenschaften;These types of glass have the following properties;
Temperatur bei Viskosität 1O2 16500CTemperature at viscosity 1O 2 1650 0 C
Schmelztemperatur 1127° C-Melting temperature 1127 ° C-
4 2 Viskosität bei Schmelztemperatur 10 J Ausdehnungskoeffizient pro 0C4 2 Viscosity at melting temperature 10 J coefficient of expansion per 0 C
(zwischen 00C und 300° C) ^. 45(between 0 0 C and 300 ° C) ^. 45
Opalisierung des Glases tritt in einem Temperaturbereich ein3
der für die Zwecke geeignet ist und vollständig erreicht wird, wenn die Glastemperatur beim Abkühlen den Littleton-Punkt
(Viskosität 107;>ü^) erreicht. Andererseits entstellt die Opalisierung
während des Gießvorgangs; sie tritt au^eni lieklich ein, wenn das geschmolzene Glas in die freie Luft gezogen "wird·.Opalization of the glass occurs in a temperature range of a 3 which is suitable for the purpose and is fully achieved if the glass transition temperature during cooling the Littleton point
(Viscosity 10 7;> ü ^) reached. On the other hand, the opalization disfigures during the casting process; it occurs easily when the molten glass is drawn into the open air.
90 983790 9837
Claims (1)
Dr. Ing. H Hegendank
Owens -Il linois , Inc . Dipt- ":.Ί- Η· ^*u<*Patent attorneys
Dr. Ing.H Hegendank
Owens-Il linois, Inc. Dipt- ": .Ί- Η · ^ * u < *
hO5 Madison Avenue «Man=-»"'1·1* '.'-mvA***·**
Tel. 5 30C^8*
Toledo, Ohio, USADipt- · '' - ■ ": '- · ·" ■ - ^
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Tel. 5 30C ^ 8 *
Toledo, Ohio, USA
CaOB 2 O 3
CaO
2013th
20th
5 -0 -
5 -
C J Λ1..Ο-
CJ
- Liquidustemperatur ( C)Temperature at viscosity ΙΟ 3 (
- liquidus temperature (C)
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FR69049693 | 1968-02-23 | ||
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Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0622342A1 (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-02 | Ivoclar Ag | Opalescent glass |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0622342A1 (en) * | 1993-04-30 | 1994-11-02 | Ivoclar Ag | Opalescent glass |
US5432130A (en) * | 1993-04-30 | 1995-07-11 | Ivoclar Ag | Opalescent glass |
Also Published As
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ES364022A1 (en) | 1971-01-01 |
NL6902857A (en) | 1969-08-26 |
NL142385B (en) | 1974-06-17 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |