DE2122524C3

DE2122524C3 - Verfahren zur Herstellung von alkalifreien, borsäurehaltigen Glasrohstoff-Gemengen in Plätzchenform

Info

Publication number: DE2122524C3
Application number: DE19712122524
Authority: DE
Inventors: Haruya Yokohama Kanagawa Nakamura (Japan)
Original assignee: NIPPON GLASS CHEMICAL CO Ltd TOKIO
Current assignee: NIPPON GLASS CHEMICAL CO Ltd TOKIO
Priority date: 1970-05-06
Filing date: 1971-05-06
Publication date: 1974-01-17
Also published as: GB1303414A; DE2122524A1; FR2088377A1; JPS4928648B1; DE2122524B2; FR2088377B1

Description

Zur Herstellung von alkalifreiem Glas verwendet man bisher feinpulvrige Glasrohstoffe, die schwierig zu gleichmäßigen Chargen zu vermischen sind. Diese Chargen neigen außerdem während des Transports zum Entmischen, so daß es schwierig ist, hieraus homogenes Glas zu erhalten. Darüber hinaus stauber, derartige Giasrohstoff-Gemenge beim Einlegen in den Glasofen stark, was sich einmal nachteilig auf den Betrieb des Glasofens, insbesondere die Wärmeaustauscher, auswirkt und zum anderen einen beträchtlichen Verlust an Borsäure, dem teuersten Rohstoff, mit sich bringt.

Die gleichen Probleme traten früher bei der Herstellung von Glasrohstoff-Gemengen für Gläser allgemein auf und konnten bislang nur bei der Herstellung von Glasrohstoff-Gemengen für Alkaligläser gelöst werden. So ist beispielsweise aus 1.1. Kitaigor ο d s k i, »Technologie des Glases«, erschienen beim R. Oldenbourg Verlag München, 1957, S. 442/ 443, ein Verfahren bekannt, nach dem entmischungsbeständige und nichtstaubende Glasrohstoff-Gemenge durch Anfeuchten der pulverigen Glasrohstoffmischung mit zerstäubtem Wasserglas und Brikettieren des angefeuchteten Gemisches erhalten werden, das wegen des dabei als Bindemittel benötigten, stark alkalihaltigen Wasserglases nur bei Glasrohstoff-Gemengen für Alkaligläser angewendet werden kann. Weiterhin ist diesbezüglich aus der britischen Patentschrift 888 640 ein Verfahren mit noch beschränkterer Anwendbarkeit bekannt, nach dem natriumcarbonathaltige Glasrohstoff-Gemenge durch Versetzen mit Alkoholen staub- und entmischungsfest gemacht werden sollen, deren Lösungsvermögen für Wasser höher ist als das Wasserbindungsvermögen von wasserfreiem Natriumcarbonat und Natriumcarbonatmonohydrat. Dieses bekannte Verfahren ist somit nur bei speziellen, nämlich natriumcarbonathaltigen Glasrohstoff-Gemengen für Natrongläser anwendbar.

Wie eingangs bereits erwähnt, kannte man bisher also noch keine Möglichkeit, entmischungsbeständige und nichtstaubende Glasrohstoff-Gemenge für alkalifreie Gläser herzustellen.

Aufgabe der Erfindung war es deshalb, die vorgenannten Nachteile zu überwinden, und ein Verfahren zur Herstellung von alkalifreien, borsäurehaltigen Glasrohstoff-Gemengen zu schaffen, die nicht stauben, sich auch bei längerer Lagerung und/oder beim Transpo-t nicht entmischen und sich in einfacher Weise zu Glas von hoher Homogenität verarbeiten lassen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, die auf der überraschenden Erkenntnis beruht daß Bor-, säure in hydratisierter Form als Bindemittel fur alkahfreie Glasrohstoffe wirkt, so daß man durch Zusatz von Wasser granulierte Glasrohstoff-Gemenge mit ausreichender Festigkeit erhalten kann, die sich durch ίο zusätzliche Verwendung eines mehrwertigen Alkohols, insbesondere eines mehrwertigen Alkohols mit oenachbarten Hydroxylgruppen, vermutlich auf Grund einer Komplexionenbildung zwischen dem mehrwert.gen Alkohol und der Borsäure, noch beträchtlich steigern

läßt. . . _Λ. , ,

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von alkalifreien, borsäurehaltigen Glasruhstoff-Ge~mengen in Plätzchenform, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gemisch der pulver-

förmigen Glasrohstoffe unter Zusatz eines Gemisch

aus Wasser und mindestens einem mehrwertigen Alkohol zu Plätzchen verformt und bei Temperaturin von 120 bis 400^cC trocknet.

Bei dem Verfahren der Erfindung beträgt die zugcsetzte Wassermenge vorzugsweise 15 bis 25°/₀ und die zugeseUis Alkoholmenge vorzugsweise 0,5 bis 3°„, jeweils bezogen auf trockenes Glasrohstoff-Gemenge. Spezielle Beispiele für besonders geeignete mehrwertige Alkohole sind Glycerin, Äthylenglykol oder

Zucker, wie Saccharose oder Mannit.

Die in den alkalifreien Glasrohstoff-Gemengen enthaltene Borsäuremenge bewegt sich in den Grenzen, die allgemein für die Zugabe von Boraten bei alkali-frden Gläsern üblich sind. Ein Teil der Borsäure kann durch Borate ersetzt sein. Vorzugsweise werden 5 bis 12 Gewichtsprozent, insbesondere 7 bis 10 Gewichtsprozent, Borsäure, jeweils berechnet als B₂O₃ in dem hergestellten Glas, verwendet.

Die Granulierung des pulverförmigen borsäurehaltigen Glasrohstoff-Gemenges erfolgt in geeigneten Vorrichtungen, z. B. einem Pelletizer, nach Zusatz eines Gemisches aus Wasser und dem mehrwertigen Alkohol. Hierbei werden gleichmäßige und feste Plätzchen erhalten, in denen die Borsäure ausreichend gut verteilt ist. Auf Grund der guten Festigkeit lassen sich die Plätzchen leicht handhaben, und die Staubentwicklung beim Beschicken der Glasofen wird vermieden. Darüber hinaus lassen sich mit den erfindungsgemäß hergestellten Glasrohstoff-Gemengen höhere Schmelz- und Läuterungsgeschwindigkeiten erzielen, und das erschmolzene Glas ist im Vergleich zu aus herkömmlichen pulverförmigen Chargen hergestellten Produkten homogener.
Die vorteilhaften Ergebnisse werden nur in Abwesenheit von Alkali erhalten. Vorzugsweise beträgt der Alkaligehalt nicht über 0,8 Gewichtsprozent.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

a) Verwendung von Wasser allein

Aus dem folgenden pulverförmigen Glasrohstoff-Gemenge werden nach Zugabe von 195 ml Wasser 6j in einem Pfannen-Pelletizer Plätzchen mit einem Durchmesser von 10 bis IS mm hergestellt, die zunächst bei 120° C und dann 2 Stunden bei Temperaturen von 200 bis 600° C getrocknet werden.

Komponente Menge (g)

Quarz 400

Aluminiumoxidhydrat 160

Kalkstein 140

Dolomit 148

Borsäure gO

Hilfsstoffe, wie Läuterungsmittel usw. 6

Von den Plätzchen werden die Druckfestigkeit und ■der Staubanfall (Teilchengröße unter 1,68 mm) durch lOminutiges Schütteln in einem Vibrationssieb bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle ! zusammengestellt.

Tabelle I

der Plätzchen verwendet werden. Die endgültige Trocknung erfolgt durch 2stündiges Erhitzen auf 300° C. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.

	120	200	Temperatur (⁰C)	400	500	600
			300
Druckfestig
keit	4,7	13,7		5,1	2,9	1,2
(kp/cm²) ...			18,6
Staubanfall
(Gewichts	8,5	2,5		5,4	8,7	17,7
prozent) ...		2,3

	Tabelle II	Staubmenge (Gewichts prozent)
Alkohol IO	Druckfestigkeit (kp/cm¹)	2,1 1,1 0,9 0,7
Glycerin Saccharose Mannit 15 Äthylen<?lykol	21,5 35.6 26,6 28,2

b) Zusätzliche Verwendung eines mehrwertigen Alkohols

Versuch a) wird wiederholt, wobei jedoch pro Charge zusätzlich jeweils 8 g eines der in Tabelle II aufgeführten mehrwertigen Alkohole zur Herstellung Zum Vergleich der Schmelz- und Läuterungsgeschwindigkeit des plätzchenförmigen Glasrohsioff-Gemenges aus Versuch a), das 3 Stunden bei 200⁰C

ao getrocknet worden ist, mit den Eigenschaften einer pulverförmigen Charge werden 80 g des trockenen Materials in einem 120 ml fassenden Platintiegel durch Erhitzen auf 1400⁰C in einem elektrischen Ofen (0,5, 1 und 2 Stunden) geschmolzen und dann zu einer Glasprobe bestimmter Abmessungen gegossen, wobei die Temperatur vor dem Ausgießen einen kurzen Augenblick auf 1450°C gesteigert wird. Nach dem Polieren des Glaskörpers wird eine photographische Aufnahme gemacht, auf der die Anzahl der Steinchen pro Glas-

probe (30 g) bestimmt wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.

Tabelle III Logarithmus der Steinchenzahl

Schmelzdauer (Stunden)

0,1 bis 0,2 Steinchendurchmesser (mm) bis 0,3 I bis 0,4

insgesamt

Pulvercharge ...
Plätzchencharge

0,5

4,00
3,92
3,66

4,14
3,61
3,20

3,21
3,05
2,68

3,51
2,69
2,38

4,42
4,13
3,83

4,34
3,77
3,41

Nach Versuch b) hergestellte Plätzchen liefern beim vorstehend geschilderten Schmelztest zumindest ebenso günstige Ergebnisse wie nach Versuch a) hergestellte.

Beispiel 2

In dem folgenden pulverförmigen Glasrohstoff-Gemenge wird Colemanit ganz oder zur Hälfte durch pulverförmige Borsäure ersetzt.

Komponente Menge (g)

Ton 100

Aluminiumoxidhydrat 5,9

Colemanit 31,4

Dolomit 11,4

Kalkstein 32,5

Hilfsstoffe 2,57

Nach Zugabe eines Gemisches aus Wasser und mehrwertigem Alkohol gemäß Beispiel 1, Versuch b) werden Plätzchen hergestellt, die bei Temperaturen von 200 bis 400° C getrocknet werden. Bei Ersatz der Hälfte des Colemanits durch Borsäure beträgt die Trockentemperatur 200⁰C. Die Druckfestigkeit der hergestellten Plätzchen beträgt 10 bis 30 kp/cm². Dies ist für die technische Verwendung ausreichend.

Bei einem Schmelztest gemäß Beispiel 1 zeigt sich, daß bei Verwendung des borsäurefreien Gemisches im Anfangsstadium des Erhitzens starke Sublimation und bei weiterem Erhitzen starkes Aufblähen der Masse stattfindet, während bei teilweisem (zur Hälfte) oder vollständigem Ersatz des Colemanits durch Borsäure diese Erscheinungen nicht beobachtet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von alkalifreien, borsäurehaltigen Glasrohstoff-Gemengen in Plätzchenform, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch der pulverföimigen Glasrohstoffe unter Zusatz eines Gemisches aus Wasser und mindestens einem mehrwertigen Alkohol zu Plätzchen verformt und bei Temperaturen von 120 bis 400°C trocknet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser in einer Menge von 15 bis 25 Gewichtsprozent und den mehrwertigen Alkohol in einer Menge von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Glasrohstoffe, verwendet.