DE1913136C

DE1913136C - Process for increasing the mechanical strength of thin alkaline glass by ion exchange

Info

Publication number: DE1913136C
Authority: DE
Inventors: Yoshio Itami; Mizushima Eiji Osaka; Murakami (Japan)
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Publication date: 1971-12-23

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur bei welchem die den bekannten Arbeitsweisen anErhöhung der mechanischen Festigkeit von Glas von haftenden Nachteile wie vorstehend beschrieben, dünner Abmessung durch Ionenaustausch, d. h. eine verhindert werden.The invention relates to a method of enhancing the known modes of operation the mechanical strength of glass from adhesive disadvantages as described above, thin dimension by ion exchange, d. H. one to be prevented.

Arbeitsweise, die darin besteht, daß man Glas durch Gemäß der Erfindung wird daher ein VerfahrenOperation which consists in passing glass according to the invention therefore becomes a method

Ersatz der darin enthaltenen Alkaliionen durch andere s zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit von alikali-Alkaliionen verfestigt. haltigem Glas von dünner Abmessung durch lonen-Replacement of the alkali ions contained therein by other s to increase the mechanical strength of alkali metal ions solidified. containing glass of thin dimensions due to ionic

Es ist ein Verfahren zur Erhöhung der Festigkeit austausch geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, von Glas bekannt, bei welchem das Glas bei einer daß das Glas zunächst bei erhöhter Temperatur mit erhöhten Temperatur unterhalb seiner Formänderungs- einem geschmolzenen Alkalisalz in Berührung getemperatur mit einem Alkalisalz in Berührung ge- id bracht wird, das Alkaliionen mit größerem Ionendurchbracht wird, das Ionen mit größerem Ionendurch- messer als im Glas enthalten aufweist, daß anschlier.iesser als der Durchmesser der in dem Glas enthaltenen flend eine der Oberflächen des Glases mit demselben Alkaliionen enthält (nachstehend wird diese Arbeits- oder einem anderen geschmolzenen Alkalisalz mit weise als »Behandlungsverfahren mit geschmolzenem größeren Alkaliionen in Berührung gebracht wird, Salz« bezeichnet). Eine andere bekannte Arbeitsweise ig und daß gleichzeitig dabei eine Gleichstromspannung besteht darin, daß man eine Oberfläche des Glases in zwischen dem als Anode geschalteten Alkalisalz und Berührung jp.h einem Alkalisalz mit Ionen von der als Kathode geschalteten Oberfläche des Glases größerem Ionendurchmesser als derjenige der in dem angelegt wird.There is a method for increasing the strength exchange created, which is characterized by known glass, in which the glass at a temperature that the glass initially at an elevated temperature with an elevated temperature below its deformation of a molten alkali salt in contact with an alkali salt in contact Contact is brought about, the alkali ions are brought through with larger ions, the ions with a larger ion diameter than contained in the glass, that subsequently one of the surfaces of the glass contains the same alkali ions, less than the diameter of the glass contained in the glass ( In the following, this working salt or another molten alkali salt is referred to as "a treatment process with molten larger alkali ions, salt"). Another known way of working ig and that at the same time a direct current voltage consists in that one surface of the glass in between the alkali salt connected as anode and contact with an alkali salt with ions from the surface of the glass connected as cathode has a larger ion diameter than that of the in which is created.

Glas enthaltenen Alkaliionen bringt und eine Gleich- Durch das Verfahren gemäß der Erfindung werdenGlass containing alkali ions brings and an equal- By the method according to the invention

Stromspannung zwischen dem vorstehend genannten ao die unerwünschte Deformierung und das hieraus sich Salz und der gegenüberliegenden Oberfläche des ergebende Brechen während der Verstärkungsbehand-Glases anlegt. (Diese Arbeitsweise wird nachstehend lung vermieden. Außerdem wird eine wesentlich als »elektrische Behandlungsmethode« bezeichnet) größere Verbesserung der Festigkeit oder StärkeVoltage between the aforementioned ao the undesired deformation and the resulting Salt and the opposite surface of the resulting breaking during the reinforcement treatment glass applies. (This mode of operation is avoided below. In addition, one becomes essential referred to as "electrical treatment method") greater improvement in strength or strength

Bei beiden der vorstehend beschriebenen Arbeits- selbst im Falle jines Glases von dünner Abmessung weisen wird das Glas infolge der Ausbildung einer 25 erreicht.Both of the above-described work even in the case of thin glass point the glass is reached as a result of the formation of a 25.

Druckspannungsschicht in der Oberflächenschicht des Die gemäß der Erfindung erzielten Wirkungen sindCompressive stress layer in the surface layer of the The effects achieved according to the invention are

Glases durch den Ersatz von Alkalimetallionen mit bei einem Glas von dünner Abmessung und inseinem kleineren lonendurchmesser in der Oberfläche besondere bei einem Glas von nicht mehr als 1,3 mm des Glases durch von außen!: ¹Jr zugeführte Alkali- Dicke auffallend.Glass by the replacement of alkali metal ions with a glass of thin dimensions and in its smaller ion diameter in the surface, especially with a glass of not more than 1.3 mm of the glass by an ^{alkali thickness supplied from the outside !: 1} Jr is conspicuous.

metallionen mit einem größeren Ionendurchmesser 30 Die erste Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung verfestigt. besteht in der Behandlung mit geschmolzenem Salz,metal ions with a larger ion diameter 30 The first stage of the method according to the invention solidified. consists of treatment with molten salt,

Jedoch bestand bei dem Behandlungsverfahren wobei das Alkali enthaltende Glas von dünner Abtnit geschmolzenem Salz bezüglich der Menge an messung, d. h. das zu verstärkende Glas, mit einem ersetzbaren Alkaliionen eine Grenze. Dies ist darauf anderen Alkalisalz als dem in dem Glas enthaltenen zurückzuführen, daß, wenn Glas in geschmolzenes 35 Alkalisalz in Berührung gebracht wird. Dieses Alkali-Salz eingetaucht wird, um den Ionenaustausch aus- salz enthält Alkaliionen von größerem Ionendurch-Euführen, in der anfänglichen Stufe die Menge an messer als derjenige, der in dem Glas enthaltenen ersetzten Alkaliionen groß ist, wobei jedoch diese Alkaliionen und das Inberührungbringen wird bei Menge im Verlauf der Zeit abnimmt. Für den Austausch einer ausreichend hohen Temperatur für die Berech-In gewünschtem Ausmaß ist daher eine lange Zeit- 40 nung des Ersatzes der Alkaliionen an der Oberfläche dauer erforderlich, und demgemäß besteht eine Grenze des Glases ausgeführt, wobei die Temperatur jedoch für die Bewirkung eines Alkaliionenaustausches in niedriger als die Deformationstemperatur des Glases gewünschtem Ausmaß innerhalb wirtschaftlich ange- ist. Der erwünschte Bereich dieser Berührungstempemessener und vertretbarer Zeitdauer. ratur sowie die Berührungsdauer ändern sich in Ab-However, in the treatment process, the alkali-containing glass was thin molten salt in terms of the amount of measurement, d. H. the glass to be reinforced, with a replaceable alkali ions a limit. This is on a different alkali salt than that contained in the glass attributed to when glass is brought into contact with molten alkali salt. This alkali salt is immersed in order to carry out the ion exchange - salt contains alkali ions of larger ions, in the initial stage the amount of knife than that contained in the glass replaced alkali ions is large, however, these alkali ions and the contacting is at Amount decreases over time. For the exchange of a sufficiently high temperature for the calc-in the desired extent is therefore a long period of time for the replacement of the alkali ions on the surface permanent required, and accordingly there is a limit of the glass running, but the temperature for the effect of an alkali ion exchange in lower than the deformation temperature of the glass to the desired extent within economically. The desired range of these contact temperatures and reasonable time. temperature and the duration of contact change in

Bei der elektrischen Behandlungsmethode bestand 45 hängigkeit von der Zusammensetzung des Glases und der Nachteil, daß im Falle eines Glases von dünner der Art des Salzes, das in Berührung gebracht wird. Abmessung eine Verformung auftrat, die zu einer In dem Fall, bei dem ein übliches Flach-oder Tafelglas, verringerten Druckkraft oder Druckspannung führte. das Natriumionen enthält, mit einem geschmolzenen Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei diesem Salz, bestehend aus Kaliumnitrat, in Berührung geBehandlungsverfahren nicht der gesamte Glaskörper 50 bracht wird, wird die Temperatur vorzugsweise im in das geschmolzene Salz eingetaucht wird, sondern Bereich von 380 bis 480⁰C während einer Zeitdauer lediglich eine Oberfläche des Glases mit dem geschmol- von wenigstens 15 Minuten gehalten. Bei dieser ersten tenen SaI/ in Berührung gebracht wird. Hierbei werden Stufe wird ein Teil der Alkaliionen in den Oberflächene. B. K'-Ionen mit einem großen lonenradius nur schichten des Glases durch Alkaliionen mit einem In eine Seite der Glasplatte eingeführt, wodurch die ss größeren Ionendurchmesser unter Ausbildung einer Glasplatte eine Verformung annimmt. Je kleiner die Druckkraft* oder Druckspannungsschicht in den Ober· Dicke der Glasplatte dabei ist, um so höher ist die flachenschichten des Glases ersetzt. Neigung zur Verformung. Die zweite Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung The electrical treatment method was dependent on the composition of the glass and had the disadvantage that, in the case of a thinner glass, it was the nature of the salt which is brought into contact. Dimension, a deformation occurred that led to a reduced compressive force or compressive stress in the case of a conventional flat or sheet glass. which contains sodium ions, with a molten salt, this is due to the fact that in this salt, consisting of potassium nitrate, the entire glass body 50 is not brought into contact, the temperature is preferably immersed in the molten salt, but range from 380 to 480 ⁰ C for a period of time only one surface of the glass was kept molten for at least 15 minutes. At this first ten SaI / is brought into contact. In this case, some of the alkali ions in the surfaces become stage. B. K'-ions with a large ion radius only layers of the glass by alkali ions with an introduced into one side of the glass plate, whereby the larger ion diameter assumes a deformation with the formation of a glass plate. The smaller the compressive force * or compressive stress layer in the upper thickness of the glass plate, the higher the flat layers of the glass replaced. Tendency to deform. The second stage of the process according to the invention

Demgemäß bestand in beiden Fällen eine Grenze besteht in der elektrischen Behandlung. In dieser Stufe bezüglich der im Olas erreichbaren Stärke oder Festig· 60 wird das Olas von dünner Abmessung, in welchem keit. Insbesondere war auch bei dem elektrischen eine Druckkraft· oder Druckspannungsschicht in den Behandlungsverfahren im allgemeinen die Ausbeute Oberflächenschichten durch die vorstehend beschrie· im Falle eines dUnnen Glases niedrig, da das Olas bene erste Stufe bereits gebildet worden ist, danach an infolge der Ausbildung der vorstehend genannten einer seiner Oberflächen mit dem gleiches Alkalisalz Deformierung während der Behandlung häufig brach, ij wie in der ersten Stufe verwendet, oder mit einemAccordingly, there was a limit in electrical treatment in both cases. At this stage as regards the strength or firmness attainable in the olas, the olas becomes thin in size, in which speed. In particular, there was also a compressive force or compressive stress layer in the electrical one Treatment methods generally yield surface layers by the above-described in the case of a thin glass, low, since the olas bene first stage has already been formed, then on due to the formation of the aforementioned one of its surfaces with the same alkali salt Deformity frequently broke during treatment, ij as used in the first stage, or with a

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Ver· anderen geschmolzenen Alkalisalz mit AUaliionea von fahrens zur Erhöhung der Festigkeit von alkalihaltigem größerem lonendurchmesser als dat in dem Glas ent· Olas von dünner Abmessung durch Ionenaustausch, haltene Alkatisalz in Berührung gebracht, wobei, wieThe object of the invention is to create another molten alkali salt with AUaliionea of to increase the strength of alkali-containing ion diameters larger than that in the glass. Olas of thin size brought into contact by ion exchange, kept alkali salt, such as

vorstehend beschrieben, eine Gleichstromspannung welcher ein Glas, das in Nähe seines Erweichimgs-described above, a direct current voltage which a glass that is close to its softening

zwischen dem Metallsalz und der gegenüberliegenden punktes erhitzt ist, rasch gekühlt wird,between the metal salt and the opposite point is heated, is rapidly cooled,

Oberfläche des dünnen Glases angelegt wird. Die Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfin-Surface of the thin glass is applied. The following is an embodiment of the invention

andere oder gegenüberliegende Oberfläche des vor- dung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In derother or opposite surface of the vor- dung explained in more detail with reference to the drawing. In the

stehend genannten dünnen Glases kann dabei ebenfalls 5 Figur ist in schematischer Darstellung ein QuerschnittThe thin glass mentioned above can also be 5 Figure is a schematic representation of a cross section

miteinem geschmolzenen Metall, einem geschmolzenen einer Anordnung, die für die praktische Ausführungwith a molten metal, a molten one of an arrangement necessary for practical execution

Metallsalz od. dgl. überzogen sein. In diesem Fall kann der zweiten Stufe des Verfahrens gemäß der ErfindungMetal salt or the like. Be coated. In this case, the second stage of the method according to the invention

eine Spannung gleichförmig auf die genannte andere geeignet ist veranschaulicht.one voltage uniformly adapted to said other is illustrated.

Oberfläche des Glases angelegt werden und Alkali- Ein rundes Uhrenglas mit einem Durchmesser von ionen, die von der anderen Oberfläche abgegeben >o 27 mm und einer Dicke von 0,90 mm, das, bezogen auf werden, können in vorteilhafter Weise von der anderen Gewichtsbasis, aus 72,2 °/₀ SiO,, 13,5 °/„ Na_aO, 8,0 ⁰Z₀ Oberfläche abgehalten werden. In diesem Fall ist es CaO, 4,1% MgO, 1,7% AI₂O₃ und Spuren von anjedoch notwendig, daß das geschmolzene Metall oder deren Bestandteilen bestand, wird während 16 Stunden geschmolzene Metallsalz, das die andere Oberfläche in ein Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat, das bei überzieht, nicht in direkter Berührung mit dem Metall- 15 460°C gehalten war, eingetaucht und danach aus dem ralz vorliegt und hiervon elektrisch isoliert ist, das mit Bad genommen. Ein Teil der Natriumionen der Oberder ersteren Oberfläche in Berührung steht. Die An- flächenschichten des Uhrenglases wird durch Kaliumlegebedingungen für die Gleichstromspannung vari- ionen infolge dieser P Handlung ersetzt und eine ieren in Abhängigkeit von der Zusammensetzung oder Druckkraft- oder Druckspannungsschicht wird in den der Art des mit einer Oberfläche in Berührung zu ao Oberflächenschichten gebildet, bringenden Salzes. Wenn ein Glas einer üblichen Zu- Anschließend wird an das Uhrerglas eine Gleichsammensetzung für Flach- oder Tafelglas in Beruh- Stromspannung in der in der Figur gezeigten Vorrichrung mit geschmolzenem Kaliumnitrat gebracht wird tung angelegt. Wie in der Figur gezeigt, wird Kalium- und eine Gleichstromspannung an das Glas angelegt nitrat 4 in ein Gefäß 2 aus rostfreiem Stahl einwird, wird vorzugsweise eine Gleichstromspannung 35 gebracht, und das Uhrenglas 1 wird über Tragstangen 3 von 10 bis 200 Volt während 2 bis 30 Minuten an- gelegt, die in aufrechter Anordnung an dem Boden des gelegt, wobei die Temperatur des geschmolzenen Gefäßes 2 angebracht sind, wobei das Uhrenglas so Kahumnitrats bei 350 bis 480⁰C gehalten wird. Das angeordnet ist, daß die Seite, die beim Anbringen an dünne Glas, an dessen beiden Oberflächenschichten eine Uhr die Innenoberfläche bildet, nach unten liegt. Druckkraft- oder Druckspannungsschichten während 30 Es ist notwendig, die Menge des geschmolzenen Kader ersten Stufe gebildet worden waren, wird der Iiumnitrates 4 so zu regeln, daß lediglich die untere zweiten Stufe unterworfen, wobei Alkaliionen in der Seite des Uhrenglases damit in Berührung gelangt, Oberflächenschicht auf der Anodenseite gegen andere wenn das gesamte Gefäß 2 mit einer Heizeinrichtung Alkaliionen mit einem größeren Durchmesser ohne (nicht gezeigt), die außerhalb des Gefäßes 2 vor-Deformierung des Glases ausgetauscht werden, was 35 gesehen ist, erhitzt wird. Über der oberen Oberfläche zur Bildung einer stärkeren Druckkraft- oder Druck- des Uhrenglases 1 wird ein kleines Gefäß 5 aus einem spar lungsschicht führt. porösen leitfähigen Material, z. B. aus porösem Gra-Surface of the glass can be applied and alkali A round watch glass with a diameter of ions emitted from the other surface> o 27 mm and a thickness of 0.90 mm, which, based on, can advantageously be based on the other weight , from 72.2 ° / ₀ SiO ,, 13.5 ° / "Na _a 0, 8.0 ⁰ Z ₀ surface. In this case, CaO, 4.1% MgO, 1.7% Al ₂ O ₃ and traces of it is necessary, however, that the molten metal or its constituents existed, becomes molten metal salt for 16 hours, which the other surface into a bath from molten potassium nitrate, which was coated, was not kept in direct contact with the metal 15 460 ° C, immersed and then available from the salt and is electrically isolated from it, which is taken with the bath. Some of the sodium ions are in contact with the top of the former surface. The surface layers of the watch glass are replaced by potassium conditions for the direct current voltage variations as a result of this action and a layer depending on the composition or compressive force or compressive stress layer is formed in the type of surface layers that are in contact with a surface Salt. If a glass of a conventional type is then applied to the watch glass, a composition of the same composition for flat or sheet glass in resting voltage in the device shown in the figure with molten potassium nitrate is applied. As shown in the figure, potassium and a direct current voltage are applied to the glass, nitrate 4 is placed in a stainless steel vessel 2, a direct current voltage 35 is preferably applied, and the watch glass 1 is supplied via support rods 3 from 10 to 200 volts for 2 to Toggle 30 minutes set, the set of the upright assembly on the ground, the temperature of the molten vessel 2 are attached, wherein the watch crystal so Kahumnitrats is maintained at 350 and 480 ⁰ C. This is arranged so that the side which, when attached to thin glass, on the two surface layers of which a clock forms the inner surface, is facing down. Compressive force or compressive stress layers during 30 It is necessary to have formed the amount of molten cadre first stage, the ion nitrate 4 is controlled so that only the lower second stage is subjected, with alkali ions in the side of the watch glass coming into contact with it, surface layer on the anode side against others when the entire vessel 2 is heated with a heating device without alkali ions having a larger diameter (not shown), which are exchanged outside of the vessel 2 before deformation of the glass, as seen in FIG. Over the upper surface to form a stronger pressure force or pressure of the watch glass 1, a small vessel 5 is made of a savings layer leads. porous conductive material, e.g. B. made of porous

Wenn ein dünnes Glas verlangt wird, dessen Festig- phit, angeordnet, das einen Boden aufweist, der in keit gegenüber Stößen oder Schlägen von beiden Ober- seiner Gestalt mit der oberen Oberfläche des Uhrenflächen erhöht ist, kann ein derartiges Glas durch 4» glases 1 übereinstimmt. Kaliumnitrat 6 wird ebenfalls Umdrehen des Glases oder Umkehren oder Vertäu- in dieses kleine Gefäß 5 eingebracht. Wenn das sehen der Elektroden und anschließendes Wiederholen Kaliumnitrat 6 innerhalb des kleinen Gefäßes 5 der zweiten Stufe hergestellt werden. Jedoch ist ein schmilzt, dringt es durch den Boden des kleinen Gederartiger Arbeitsgang unnötig, wenn ein dünnes Glas fäßes 5 hindurch und benetzt die obere Oberfläche des mit einer erhöhten Festigkeit gegenüber Schlägen oder 45 Uhrenglases 1, wodurch ein elektrischer Kontakt mit Stößen hauptsächlich von nur einer Oberfläche her dem letzteren gleichförmig bewirkt wird. Überdies gewünscht wird, z. B. ein Deckglas für Uhren oder dient diet zur Entfernung der Natriumionen aus der Meßgeräte. oberen Oberfläche des Uhrenglases 1, die aus derIf a thin glass is required whose strength should be arranged, which has a bottom which is in If the ability to bumps or blows from both surfaces is increased, such a glass can be matched by 4 »glass 1. Potassium Nitrate 6 is also used Turning the glass or inverting it or tying it up into this small vessel 5. If that see the electrodes and then repeat potassium nitrate 6 inside the small vessel 5 the second stage. However, a melts, it penetrates through the bottom of the small Gederiger work step unnecessarily, if a thin glass vessel 5 passes through and wets the upper surface of the with an increased resistance to blows or 45 watch glass 1, whereby an electrical contact with Impact mainly from only one surface, the latter being uniformly effected. Besides is desired, e.g. B. a cover glass for watches or is used to remove sodium ions from the diet Measuring device. upper surface of the watch glass 1, which consists of the

Gemäß der Erfindung wird die Verstärkung eines oberen Oberfläche des Uhrenglases 1 austreten, wenn Glases mit einer Dicke von weniger als 1,3 mm ohne 50 die nachstehend beschriebene Gleichstromspannung Deformierung oder Bruch ermöglicht, wobei eine De- angelegt wird. In diesem Fall werden das kleine Geformierung oder Bruchbildung häufig in dem Fall faß 5 und das Kaliumnitrat 6 darin in elektrisch isoauftrat, wenn die Verstärkung durch die elektrische liertem Zustand von dem in dem Gefäß 2 enthaltenen Behandlungsmethode allein ausgeführt wurde. Über- Kaliumnitrat 4 gehalten. In dem Zustand, in welchem dies kann die Festigkeit von dieser Art von Glas in SS die Vorrichtung als ganzes auf etwa 400⁰C mittels der einem solchen Ausmaß wie um 20 bis 50% gegenüber vorstehend erwähnten Heizeinrichtung erhitzt ist, wird demjenigen Ausmaß vergrößert werden, wenn die Ver- eine Oleichstromspannung von 25 Volt zwischen das fertigung unter Anwendung der Behandlung mit ge· Gefäß 2 und das kleine Gefäß S in der Weise angelegt, schmolzenem Salz allein ausgeführt wurde. daß das erster« als Anode dient. Als Ergebnis dieserAccording to the invention, the reinforcement of an upper surface of the watch glass 1 will emerge when glass with a thickness of less than 1.3 mm without the direct current voltage described below allows deformation or breakage, a deformation being applied. In this case, when the reinforcement by the electrical lated state of the treatment method contained in the vessel 2 alone is carried out, the small deformation or cracking are often occurred in the case of the barrel 5 and the potassium nitrate 6 therein in electrical iso. Over- potassium nitrate 4 held. In the state in which this can be the strength of this type of glass in SS the device as a whole ^{is heated to about 400 0} C by means of such an extent as by 20 to 50% compared to the above-mentioned heating means, that extent will be increased when a direct current voltage of 25 volts was applied between the manufacture using the treatment with vessel 2 and the small vessel S in such a way as to carry out molten salt alone. that the first "serves as an anode. As a result of this

Bei einem Glas von dicken Abmessungen kann eine 60 zweiten Stufe wandern ICaliumionen in dichterem Aus* ausreichende Verfestigung eines derartigen Glases mit maß auf die Unterseite des Uhrenglases 1, ohne das wenig, falls überhaupt irgendeiner, Deformierung letztere zu verformen, und demgemäß wird die Druckunter Anwendung dee elektrischen Behandlungs* kraft oder Druckspannung der unteren Oberfläche verfahren« altein erreicht werden. größer.In the case of a glass of thick dimensions, a second stage can migrate ICalium ions in a denser range * sufficient solidification of such a glass with measure on the underside of the watch glass 1, without the little, if any, deformation to deform the latter, and accordingly pressure is applied using the electrical treatment force or compressive stress of the lower surface procedure «altein can be achieved. greater.

Da das Verfahren gemäß der Erfindung insbesondere «5 Das Uhrenglaa wurde hinsichtlich seiner FestigkeitSince the method according to the invention in particular «5 The watch glass was considered in terms of its strength

auf Olas von dünnen Abmessungen zur Anwendung vor und nach der Behandlung gemessen, indem dieon olas of thin dimensions for application before and after treatment measured by the

gelangt, kann die vorstehende erste Stufe nicht durch Oberfläche des Uhrenglases, die durch die zweite Stufethe first step cannot pass through the surface of the watch glass that passes through the second step

die sogenannte A&schrecktnethode ersetzt werden, bei behandelt wurde (die Anodenseite), nach unten liegendthe so-called A & Schrecknethode are replaced when treated (the anode side), lying down

auf eine ringförmige Schneide gelegt und dann eine Belastung von oben mit einer Stahlkugel von etwa 19 mm im Durchmesser fortschreitend aufgebracht wurde, um die Belastung (kp) zum Zeitpunkt des Brechens zu bestimmen. Ahnliche Messungen wurden an gleichen Uhrengläsern, wie in dem vorstehenden Beispiel verwendet, ausgeführt, welchen jedoch lediglich eine Behandlung in der ersten Stufe erteilt ödet denen lediglich die Behandlung gemäß der zweiter Stufe erteilt worden war. In der nachsteriden Tabelle sind die erhaltenen Ergebnisse vergleichsweise auf' geführt:placed on an annular cutting edge and then a load from above with a steel ball of about 19 mm in diameter was progressively applied to the load (kp) at the time of To determine breaking. Similar measurements were made on the same watch glasses as in the previous one Example used, carried out, which, however, is only given a treatment in the first stage who had only been given level two treatment. In the next sterile table are the results obtained comparatively on ' guided:

Das Versuchsglas besaß einen Durchmesser voti mm und eine Dicke von 0,9 mm.The test glass had a diameter of voti mm and a thickness of 0.9 mm.

Tabelle Ergebnisse der Festigkeitsbestimmungtable Results of the strength determination

Erteilte BehandlungTreatment granted

Anzahl vonnumber of
Probenrehearse
(n)(n) DurchschnittlicheAverage
Festigkeit FStrength F
(kp)(kp) Minimale und maximaleMinimum and maximum
Festigkeitstrength
(kp)(kp) 88th 8,08.0 7,6 bis 8,57.6 to 8.5 88th 31.531.5 26,8 bis 33,626.8 to 33.6 88th 20.620.6 9,0 bis 36,49.0 to 36.4 88th 37.437.4 34,2 bis 41,534.2 to 41.5

Unbehandelt Untreated

Erste Stufe allein (Behandlung mit geschmolzenem Salz) First stage alone (treatment with molten salt)

Zweite Stufe allein (elektrische Behandlung) Second stage alone (electrical treatment) Gemäß der Erfindung According to the invention

Aus der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß i| das gemäß der Erfindung erhaltene Uhrenglas eine Zunahme in seiner mittleren Festigkeit von etwa 20% gegenüber dem Glas, welchem lediglich die erste Slufenbehandlung erteilt worden war, und von etwa 80% gegenüber derjenigen von dem Glas, welchem lediglich die zweite Stufenbehandlung erteilt worden war. aufweist. Außerdem ist ersichtlich, daß die Festigkeitswerte in einen wesentlich engeren Bereich als diejenigen des Glases, welchem lediglich die zweite Stufenbehandlung erteilt worden war, falten.From the table above it can be seen that i | the watch glass obtained according to the invention an increase in its average strength of about 20% compared to the glass, which was only given the first slufen treatment, and of about 80% over that of the glass to which only the second stage treatment was given was. having. It can also be seen that the strength values fall within a much narrower range than those of the glass to which only the second stage treatment was given.

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Claims

Patent claims:

1. Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit von alkalihaltigem Glas von dünner Abmessung durch Ionenaustausch, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas zunächst bei erhöhter Temperatur mit einem geschmolzenen Alkalisalz in Berührung gebracht wird, das Alkaliionen mit größerem Ionendurchmesser als im Glas enthalten aufweist, daß anschließend eine der1. A method for increasing the mechanical strength of alkali-containing glass of thin dimensions by ion exchange, characterized in that the glass is initially at elevated temperature is brought into contact with a molten alkali salt, the alkali ions with a larger ion diameter than in the glass contains that then one of the Oberflächen des Glases mit demselben oder einem anderen geschmolzenen Alkalisalz mit größeren Alkaliionen in Berührung gebracht wird, und daß dabei gleichzeitig eine Gleichstromspannung zwischen dem als Anöde geschalteten Alkalisatz und der als Kathode geschalteten Oberfläche des Glases angelegt wird.Surfaces of the glass with the same or one other molten alkali salt is brought into contact with larger alkali ions, and that at the same time a direct current voltage between the alkali set and connected as an anode applied to the surface of the glass, which is connected as a cathode.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Glas eine Dicke von nicht mehr als 1,3 mm aufweist.2. The method according to claim 1, characterized in that the glass to be treated has a thickness of not more than 1.3 mm.

3. Verfahren zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit von Natrium enthaltendem Glas einer Dicke von nicht mehr als 1,3 mm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas während wenigstens 15 Minuten in ein Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat bei einer Temperatur von etwa 380 bis 480⁰C eingetaucht, anschließend eine der Oberflächen des so behandelten Glases mit einem Bad aus geschmolzenem Kaliumnitrat bei 350 bis 480⁰C in Berührung gebracht und dabei gleichzeitig eine Gleichstromspannung während 2 bis 30 Minuten aufrechterhalten wird.3. A method for increasing the mechanical strength of sodium-containing glass having a thickness of not more than 1.3 mm according to claim 1, characterized in that the glass for at least 15 minutes in a bath of molten potassium nitrate at a temperature of about 380 to 480 ⁰ C, then one of the surfaces of the glass treated in this way is ^{brought into contact with a bath of molten potassium nitrate at 350 to 480 0} C and at the same time a direct current voltage is maintained for 2 to 30 minutes.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings