DE2158544A1

DE2158544A1 - Opalglas und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2158544A1
Application number: DE19712158544
Authority: DE
Inventors: Ernest; Dhavale Anand; Spennymoor Durham Walton (Großbritannien)
Original assignee: James A Jobling and Co Ltd
Current assignee: James A Jobling and Co Ltd
Priority date: 1970-11-27
Filing date: 1971-11-25
Publication date: 1972-05-31
Also published as: GB1315828A; FR2115424B1; FR2115424A1; NL7116399A; LU64335A1; IT945144B; BE775865A; AU3612571A

Description

DiPL-IHg-H₁MITSCHERLICH 8 MÖNCHEN 22.

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN sw»d««WiB.-io

PATENTANWÄLTE 25. liOV» 1971

• E/Ne

erl^c u^_, O ο Uli ty Durha ία, / Jin gl and

■Fatentanmeldunp:

Opalglas und Verfahren zu seiner Herstellung

^i e ^rrindim^ "betrifft ein Opalglas, insbesondere eine Glas zusammensetzung,, die selbst trüb wird, wenn sie sehr schnell während der Bearbeitung, beispielsweise durch seij-tiL-XJ.es automatisches Pressen oder Bandformen, abgekühlt wiro voix einer !Temperatur, bei der sich die-.G-laszusammen-.. soizuxig in einem klaren geschmolzenen Zustand befindet (normalerweise im Bereich von 1100 bis 1250° C) auf eine i'omperatur, bei der die Glasmasse im wesentlichen fest icL (normalerweise bei etwa 700°' C). .Eine besondere iii bzebehandlung für die i'rübungsbildung ist nicht erforderlich, üine derarbige G-lasz usammens et ζ ung kann als rpoutan trübendes Glas bezeichnet werden.

vie im Handel erhältlichen Opalgläser haben verschiedene Iiachteile. insbesondere bei anwendung neuerer bchnellvex'fahren bei der Glacfabrikation, wie schnelles auto- .' matif.ches rrecsen, die eine äusserst schnelle Abkühlung d&r. geschmolzenen Glases bedingen, wurde gefunden, dass fc.ii:ü uiizureichende x'rübungsdichte erzielt wurde, wenn ivoii.e weitere Hitzebehandlung erfolgte. Auch haben die

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BAD

"bisher bekannten selb st trüb enden Glaszusammensetzungen den Nachteil» (lass sie unzulänglich trüben, wenn das geschmolzene Glas sehr schnell abgekühxt; wird^ so dass eine separate Hitzebehandlung notwendig ist, um. eine ausreichende Trübungsdichte zu erreichen. Eine derartige nachbehandlung ist nicht vorteilhaft, da sie die Produktionszeit verlängert und die Betriebskosten erhöht. -

Die wichtigsten Faktoren bei der Auswahl eines Opalglases für bestimmte Zwecke sind:

1) Die Geschwindigkeit der Trennung der TrübungsphSBe, das Glas aus dem geschmolzenen Zustand abkühlt;

2) die Temperatur, bei der die Trennung beginnt und aufhört stattzufinden;

⁷S) die .änderung der Viskosität während der Abkühlung des Glases.

Opalgläser mit einer verhältnismässig langsamen Trennungsgeschwindigkeit bei üblichen i'o na längsverfahren wie automatisches Pressen, zeigen eine schwache Trübung.

Das Glas muss dann weiter behandelt werden, wobei es eine bestimmte Zeitdauer bei einer Temperatur im Trübungsbereich wieder erhitzt wird, bis die gewünschte Trübung erreicht ist. Diese Methode ist zeitraubend und kostspielig. Andere Verfahren kühlen das geschmolzene Glas unter seinem "liquidus" auf verhältnismässig kontrollierte Weise und führen dann einen geeigneten Formungsprozess durch.

Die Temperatur, bei der die Trübung beginnt, ist ebenfalls wichtig. Aus verschiedenen Gründen soll die Trübung vorzugsweise nicht in der Schmelze beginnen, sondern einsetzen, wenn das Glas während der Formung abkühlt. Die Temperatur, bei der die Trübungsbildung aufhört, ist gewöhnlieh der Üpannungspunkt des Glases. Eine weitere Trennung der Phasen ist unter diesem Punkt nicht möglich.

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^ie -^earbeitunfseirenscliarterL, insbesondere die Viskosität, ist n.itürlich von höchster Wichtigkeit, wenn das Glas kommerziell verwendet werden soll- Bislier verwendete Opalgläser k.'.bei. Leine vorteilhafte Viskositäten und Ausdehnungskoeffi-" zierten.

Iiε viurde nun erfindungsgemäss eine selbsttrübende Glaszusaniaensetzuiig gefunden, Vielehe überraschenderweise extrem seijTiell vom klaren geschmolzenen. Zustand auf eine Temperatur gekühlt i-;erden kann, bei der sie ini wesentlichen fest ist und ein haltbares Glasprodukt gibt, da-ε eine ähnliche dichte Trübung besitzt, wie lorzellan, wobei die Trübung in erster Linie aus der Bildung einer Glastrübungsphase (d. h. eine nicht kristalline !hase) resultiert mit einei¹ Brechungszahl, die von der der Grundiaasse (matrix) verschieden ist. Glasartikel wie Tafelware können mit schnellarbeitenden Maschinen vic automatische Schnellpressen hergestellt werden, wobei die i-.ühlung des Glases extrem schnell, z. B. etwa 500°/öekunde, erfolgt und das Glas noch eine befriedigend dichte Trübung besitzt, liiese äusserst schnelle ICühlgeschwindigkeit, die mit der selbsttrübenden erfindungsgemässen Gläszusammensetzung erreicht wird, ist vielmals grosser als die Iiühlgeschwindigkeit bekannter selbsttrübender Glaszusammensetzungen, um ein i-rodukt gleichguter "ürübung und Haltbarkeit (normalerweise 600°/Minute) zu erreichen.

v±e Glaszusammensetzunit gemäss der Erfindung ist durch folgende Bestandteile und ϊ !engen verhältnis se gekennzeiclmet:

B O-.

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60 -	75	Gew./ü
8 -	15	It
9 -	17	ti
3 ~	7	Il
2 -	Γ"ι (	It
1 -	4	It
0 -	2,	5 "
G - i		tr }
		BAD ORIGINAL

-A-

wobei EO GaO, BaO, MgO, ZnO und/oder SrO bedeutet und CaO wenigstens 60 % der Gesamtmenge EO darstellt; wobei MpO Na₂O, KpO und/oder Li₂O bedeutet und ITa₂O wenigstens 75 °/° der Gesamtmenge MpO darstellt. .

Vorteilhaft können diese Komponenten der Glaszusammensetzung jede unabhängig voneinander in folgendem Bereich der Werte vorliegen:

Bevorzugter Gew.-Bereich Besonders bevor- ^:

zugter Gew.-Bereich

SiO₂ 60-72% 63-67%

B₂O₃ 8-13 8 - 9,5

EO 9 - 15 1^,5 - 13,5

M₂O 3-6 A - 5,5

Al₂O - 2-6 5-6

F 1,5-3 2-3

ZrO₂ 0,5 - 2,5 1,5 - 2,5

Glaszusammensetzungen im Eahmen der Erfindung mit den folgenden Komponenten und speziellen Mengenverhältnissen haben wünschenswerte ■Eigenschaften;

Gläszusammensetzung A

UiO₂ 60-75 Gew.%

B₂O 8-I3 ""

EO 9 - 17 "

M₂O 3 - 7■ ■« ■

Ai₂O₅ 3 - 7 " ".;■'■

F 1,5- 4 " ,

wobei EO CaO, SrO, BaO, MgO und/oder ZnO bedeutet und CaO wenigstens einen Teil der Gesamtmenge EO darstellt; wobei M'₂O Na₂O, K₂O und/oder Li₂O bedeutet und Na₂O wenigstens einen grösseren Teil der Gesamtmenge M₂O darstellt.

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Glaszusammensetzung; B

Gesamt Ka₂O +

60 - 75	Gew.%
8 - 15	»I
9—15	Il
2-6	Il
5-6	Il
0-2	Il
5-6	If
0,5 - 2*5	Il
1-5	It

äen erfindujigsgemasseix Glasziisammehsetzungen "bestellt BO · "±iQ^^ wesentiielien Töllig aus OaO und M₂O im wesentliclien vöj^g aus Ha₂O, jedoch körnen kleinere Anteile an anderen alkalisciien Erdmetallen t>2w* Alkalimetalloxide im Hinblick auf die verfügbaren Grundstoffe oder wegen spezieller Änderung von Eigensöhaften wie^Viskosität oder Ausdehnung vorhanden sein, wie es in der GIasfaBrikation üblich ist.

Me Glaszusammensetzung-kann eine kleine Menge, ζ. B, 4- %_Λ vorzugsweise 5 bis 4 p_t an TiQp enthalten, um eine schnelle iD^übuhg zu bewirken. Sie kann auch kleine Mengen von einem oder mehreren zusatzlichen Oxiden enthalten, wie sie üblicherweise bei der Glashersteilung verwendet werden, um die &a£f!nation zu unterstützen·« z. B. As^O- und Sb₀O,, oder ein oder mehrere färbende Oxide, z. B. Oxide des Se, Mn,.-Gr, Go, My Gu und Ce. , "-"' '■;-

Die erfindungsgemässen Glaszusammensetzungen, besonders solche lait Gehalt an ZrO₂» sind haltbar gegen' Nahrungsmittelsäuren, sowie Alkalien und Eeinigungslösungen. Da sie eine relativ niedrige Wärraeausdehnung besitzen» haben sie euch gute WärmestosseigenBchaften. Sie sind insbesondere für iCafelware und Ofenware geeignet, da aus ihnen hergestellte Glaswaren ein dichtes weisses Aussehen wie Porzellan haben, selbst bei einer Dicke von nur etwa J mm.

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. ■■ ' - 6 -

Die spontan trübenden Glaszusammensetzungen gemäss der Erfindung können aus einem Ausgangsmaterial von Bestandteilen hergestellt werden, die nach dem Zusammenmischen und Schmelzen in die gewünschten Bestandteile des Glases in den geeigneten Mengenverhältnissen übergehen. Entsprechend "bekannten Glasherstellungsverfahren kann das Ausgangsmaterial einen Anteil. an Glasbruch oder Scherben enthalten. Da fluor bei normal angewendet en Schmelztemperaturen von 1575 ^⁸ 1500° C flüchtig ist, ist es normalerweise notwendig, irgend einen Jj¹I uor verlust bei der Berechnung des I^lluorgehaltes des Ausgangsmaterials zu kompensieren, oder für eine Abnahme der Verflüchtigung zu sorgen _% beispielsweise durch Schmelzen der Ausgangsbestandteile in einem geschlossenen Behälter.

Opalglasartikel können aus erfindungsgemassen Glaszusammensetzungen hergestellt werden, indem die Zusammensetzung geschmolzen, die Schmelze in die gewünschte Artikelformi gebracht und dann letztere gekühlt wird.

Erfinäungsgemäss hergestellte Opalglasartikel werden vorteilhaft in an sich bekannter Weise einer Temperung (annealing) unterworfen, die im allgemeinen in einem Ofen, bekannt als "Lehr" (Kühlofen) bei einer nicht über etwa 650° C liegenden Temperatur erfolgt. .

Vermutlich basieren die erfindungsgemassen Zusammensetzungen auf folgenden theoretischen Überlegungen:

: Die SiOp-Menge ist weitgehend abhängig von den Viskositätsbedingungen. Eine Steigerung des Siü^-Gehaltes führt zu unerwünscht hoher Viskosität und hohen Heizungstemperaturen·

Pluor: dient zur Steigerung der Trennungsgeschwindigkeit der Opalphase. Wenn, das geschmolzene Glas abkühlt, beginnt eine unverniischbare Phase, sich von der kontinuierlichen Phase der Grundmasse zu trennen. Die unverniischbare Phase trennt sich zunächst als ein Gewirr von

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■■■■'■- 7 -

relativ langen IPäden nach Art von Spaghetti. Diese Fäden "beginnen dann Stummel zu bilden und zu kleinen Teilchen zu brechen* Das Fluor unterstützt diesen Prozess, offenbar durch eine Wirkung ähnlich der einer Öberflächenbehandlungsmittels in einem Reinigungsmittel,

p-,: hemmt die Trenngeschwindigkeit, vermeidet aber auch eine Versteinung. Über 7 % kann das Glas eine unzulängliche Trübung und unerwünscht hohe Viskosität haben. Unter 2 % kann der Opal-liquidus zu hoch sein.

BpO-,: Diese Komponente kann zwischen 8 und 15 °/° schwanken, um das Verhältnis Viskosität-Übertrennungstemperatur (upper separation temperature) auszugleichen. Letztere ist die Temperatur, bei der die flüssigen Glasphasen beginnen zu trennen beim Kühlen von der höheren Schmelztemperatur. Unter 8 % wird das Glas keine ausreichende Trübungsdichte beim schnellen Kühlen haben, während über 15 % das Verhältnis Viskosität-übertrenntemperatur unzulänglich ist, um einen homogenen Glaskörper zu erhalten.

HpO: Alkalimetalle werden zugegeben, um den Fluss zu fördern. Die Gesamtmenge liegt bei 7 °/°% wobei NapO den Hauptanteil liefert. Eine Iiindestmenge von 3 % an Gesamtalkalimetall ist notwendig, um die erforderliche Viskosität und Wärmeausdehnung zu erreichen.

RO: Diese Oxide können im Bereich von 9 bis 17 °/° liegen. Unter 9 % werden die Gläser nicht ausreichend trübe, über 17 % sind die Viskositätsinessungen ungünstig beeinflusst.

SrO₀: Eine Steigerung des ZrOp-Gehaltes hemmt die Trübungsgeschwindigkeit, fördert jedoch die chemische Haltbarkeit. Die Verwendung von weniger als 0,5 % kann zu einer Abnahme des Widerstandes gegen Säuren führen, während über 2,5 % die Trübungsgeschwindigkeit zu langsam für eine schnelle Arbeitsweise ist.

: Dieses Oxid kann zusätzlich verwendet werden, um eine schnelle Trübung zu fördern, jedoch ist es weniger

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wirksaiiuals Fluor. Mengen von 3 bis 4- % haben sich, als geeignet erwiesen.

Wie im obigen angeführt, verbessert die Anwesenheit von ₂ in der erfindungsgemässen Glaszusammensetzung die Widerstandsfähigkeit von Glaswaren wie. Tafelware gegen alkalische Lösungen und Kahrungsmittelsäuren. Diese Widerstandsfähigkeit ist besonders bei Tafelware wichtig, da Reinigungsmittel für Geschirrspulmaschinen normalerweise Alkalimetaphosphate enthalten, die dazu neigen, das Glas anzugreifen. Die erfindungsgemässen Glaszusammensetzungen enthalten daher vorzugsweise ZrO₂. .

Um die Geeignetheit der erfindungsgemässen Glaszusammensetzungen für Schnellformungsverfahren wie automatische Pressverfahren festzustellen, waren folgende Bestimmungen notwendig:

a) Die Übertrennungstemperatur;

b) die Temperatur, bei der das Glas eine bestimmte Viskosität hat, die dem plastischen Zustand entspricht, in dem das Glas zur Formmaschine gebracht wird. Im praktischen Betrieb wird ein Viskositätsbereich angewandt, der von Faktoren wie Form und Gewicht des zu bildenden Artikels abhängt, jedoch ist der Bereich ziemlich begrenzt und liegt gewöhnlich innerhalb 10^»^ bis 10^'^ Poises;

c) die Trübungsgeschwindigkeit.

Eine geeignete Methode zur Bestimmung der Trübungsgeschwindigkeit für Vergleichszwecke besteht darin, dass man eine kleine Menge der zu prüfenden Glaszusammensetzung, z. B. 70 bis 80 mg, in eine Platindrahtschleife von 5 mm Durchmesser einlegt und diese vorsichtig schnell auf eine Temperatur oberhalb der Übertrennungstemperatur (IO5O bis I3OO⁰ G) erhitzt. Die gebildete klare Glasperle wird schnell in kochendes Wasser getaucht und so schnell gekühlt. Die Trübung der Perle wird dann mit einer Reihe von vorher hergestellten Standards verschiedener Trü-

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"bungsdiclite verglichen und die "Trübungszahl" festgestellt. Die Standardwerte sind mit 1 bis 7 von klar bis dicht weiss nummeriert. Im Betrieb der Glaswarenherstellung mag der Temperaturabfall weniger schnell sein als bei diesem Test und das Produkt kann daher eine Trübungsdichte haben, die grosser ist als bei der Testperle.

Vorzugsweise soll bei den erfindungsgemässen Glaszusammensetzungen die Temperatur, bei der die geschmolzene Glasmasse eine Viskosität von 1CK' Poises hat, höher als die Ubertrenntemperatur sein, wenigstens 20° C höher, vorzugsweise wenigstens 100° G höher. Dies ist notwendig,. um sicherzustellen, dass das Glas sich nicht im Schmelzofen trennt und bei Weitergabe zur i'ormmaschine klar ist.

Die Trübungsgeschwindigkeit liegt vorzugsweise bei einer Testzahl von wenigstens 5·

Die Wärmeausdehnung der Glaszusammensetzung soll vorteilhaft

-7
nicht höher als 65 x 10 ' pro Grad Celsius sein, wenn sie über einem Bereich von 20 bis 400° C gemessen wird, um eine angemessene Widerstandsfähigkeit gegen Stoss sicherzustellen. Jedoch soll sie vorzugsweise nicht unter 50 χ 10 ' pro Grad Celsium liegen, wenn sie über dem genannten Bereich gemessen wird. Auf diese Weise kann das Glas mechanisch durch thermales Tempern gehärtet werden.

Beispiel 1

Folgende Ausgangsstoffe wurden zusammen gemischt und gemahlen:

	209823/1038	Gew.teile
Sand (99,9 % SiO₂)	54,7
Borax (entwässert)	12,3
Borsäure	4,8
Kalkstein (99 f° CaCO )	13,4
Natriumnitrat	2,76

Petalit 15,15

Aluminiumoxid (calciniert) 2,5

Calciumfluorid 6,15

O₃ 0,30

Petalit des Beispiels ist ein Lithium enthaltendes Mineral folgender Zusammensetzung:

Gew.teile

76,1

₂₃ 16,65

Na₂O 0,8

K₂O ^? -.—,-.. _0>7

Li₂O 3,3

CaO + MgO 0,6

Fe₂O 0,1

Das Rohmaterial wurde in einem Gewichtsverhältnis von 50 : mit Glasbrocken eines vorhergehenden Grundmaterials folgender Zusammensetzung gemischt;

Gew.teile

Sand (99,9 % SiO₂) 54,7

Borax (entwässert) 12,3

Borsäure' 4,8

Kalkstein (99 % GaCO ) 16,10

Natriumnitrat 2,76

Petalit 15,15

Al₂O₃ (calciniert) 2,5

Calciumfluorid 4,11

As₂O₃ 0,3

Die Grundmischung wurde so berechnet, dass ein Glas folgender Zusammensetzung resultierte:

Gew.teile

SiO₂ 65,2

B₂O₃ 11,1

CaO 11.8

20981371030

4,8

— 0,5

4,9

₂₃ 0,3

2 2,5

Die Grundmischung wurde im Verlauf von 4 Stunden in einen Hafenofen eingetragen und darin auf 1400° G 14 Stunden lang gehalten. Die Temperatur wurde dann auf 1240° C als Arbeitstemperatur erniedrigt. Die so erhaltene klare Schmelze wurde sodann in an sich bekannter Weise in einer Handpresse zu verschiedenen Gegenständen wie Platten, Kannen, Tassen, Kasserolen verarbeitet, die während des Pressvorgangs eine dichte Trübung erhielten. Die Gegenstände wurden anschliessend in einem kleinen Kühlofen bei einer Maximaltemperatur von 550 bis 600° C zwecks Verfestigung getempert.

Eine Analyse der Glasschmelze führte zu folgenden Werten:

Gew.teile

SiO₂ 67,6'

B₂O₃ 10,5

CaO 11,3

4,9

0,06

Li₂O 0,4

Ai₂O₃ 5,0

As₂O₃ 0,2

F 2,1

Beispiel 2 _.'-;■"

Ein Grundmaterial wurde aus folgenden Bestandteilen gemischt und dann vermählen:

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Sand (99,9 % ₂ Borax (entwässert) Borsäure
Kalkstein (99

Natriumnitrat AlpO-, (calciniert) Calciumfluorid

CaCO )

Gew.teile

67,00

13,10

3,82

13,30

2,76

5,00

6,15

CaO

Die Mischung wurde so berechnet, dass sich ein Glas folgender Zusammensetzung ergab:

Gew.teile

66,11 11,05 11,65 4,93 4,93 H¹ " ^y 2,30

Die Grundmischung wurde wie nach Beispiel 1 in einem Hafenofen bearbeitet. Die aus der Glasschmelze hergestellten Gegenstände zeigten eine dichte Trübung, die lediglich von der spontanen Trübung während dem Pressvorgang herrührte.Die Gegenstände wurden dann wie nach Beispiel 1 getempert.

Eine Analyse der Glasschmelze ergab folgende Werte:

CaO

Gew.teile

65,0

11,3

11,2

5,0

4,8

2,3

20 9 82 3/10 38

- 13 - Beispiel 3

Ein Grundmaterial wurde aus folgenden Bestandteilen zusammengemischt und gemahlen: .

Gew.teile

Sand (99,9 % SiO₂) '66,20

Borax (entwässert) 13>10

Borsäure 3>80 -

Kalkstein (99 % CaCO₅) 12,70

Natriumnitrat 2,75

Al₂O₅ (calciniert) 5»00.

Calciumfluorid 6,55

Das Material wurde in einem Gewichtsverhältnis von 50 : mit Glasbrocken eines vorhergehenden Materials folgender Zusammensetzung gemischt:

Gew.teile

SiO₂ " ' 65,0

B₂O₃ ■ 11,3

CaO 11,2

Na₂O 5,0

Al₂O 4,8

¥ 2,3

Die Mischung wurde in einem Hafenofen wie nach Beispiel 1 bearbeitet. Die aus der Glasschmelze hergestellten Gegenstände zeigten eine nur auf die Trübungsbildung während dem Pressvorgang zurückzuführende Trübungsdichte. Die Gegenstände wurden schliesslich wie nach Beispiel 1 getempert.

Analyse der Glasschmelze:

Gew.teile

65,8

B₂O₇ 11,2

CaO 11,4

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O .4,8

i¹ 2,3

Beispiel 4

Ein Grundmaterial folgender Zusammensetzung wurde gemischt' und vermählen:

Gew.teile

Sand (SiO₂) .65,31

Borax (entwässert) 12,75

Borsäure 4,08

Kalkstein (CaGO₅) 12,14

ITa triumni trat 2,76

Al₂O, (calciniert) 5,00

Calciumfluorid 6,78

Zirkonsand (ZrO,-,'Si O₅) 1,15

Gew. S--

SiO₂ 65,7

B₂O₃ 11,1

CaO 11,6

Ha₂O 4,9

Al₂O₃ 5,0

i¹ 2,5

ZrO₂ 0,75

Das Material wurde bei 1400 bis 1500° C mehrere Stumden lang geschmolzen, bis ein vollständig durchgeschmolzenes Glasmaterial erzielt war, aus dem dann Tafelware unter Anwendung einer automatischen Hochschnellpresse hergestellt wurde,

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wobei die Gegenstände schnell von etwa 1200° C auf etwa 700° C mit einer Geschwindigkeit von etwa 500°/Sekunde heruntergekühlt wurden. Die Gegenstände wurden dann wie nach Beispiel 1 getempert. Die Tafelware hatte ein homogenes stark weisses Aussehen ähnlich Porzellan, obwohl es nur eine Dicke von 2 bis 3 mm hatte. Es zeigte eine gute Haltbarkeit, auch gegen Wärmestösse.

Alle Glaszusammensetzungen nach den Beispielen 1 bis zeigten gute physikalische Eigenschaften im gewünschten Bereich.

Beispiel 5

Entsprechend der Arbeitsweise nach Beispiel 4 wurde eine Glasschmelze aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

Gew.teile

Sand 64,00

Borax 12,32

natriumnitrat 2,57

Kalkstein 14,43

Al₀O_x (calciniert) 5₅74

Galciumfluorid (CaF₂) 6,16

Zirkonsand (ZrO₂*SiO₂) 3,04

Das Glasmaterial wurde auf folgende Zusammensetzung berechnet:

Gew. %

SiO₂ 65,0

B₂O₃ " 8,5

CaO" 1²'5 Na₂O ^ 4,7.

F 2,4

Al₂O₃ 5,3

ZrO₂ 2,0

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Das zugesetzte Fluor wurde um 25 % erliölit im Hinblick auf die teilweise Verflüchtigung während der Schmelze·

Das Glasmaterial hatte folgende physikalischen "Eigenschaften

7 O

Temperatur bei Viskosität ΙΟ-³'

Poises .1210° G

Übertrenntemperatur 111O⁰ C

Trübungsgrad ■■ . 5

—7 Ausdehnung 60 χ 10 '

Tafelware aus diesem Glas nach der Arbeitsweise von Beispiel 4 hatte ein dichtes weisses homogenes Aussehen, eine ausgezeichnete Haltbarkeit und gute Widerstandsfähigkeit gegen Värmestösse.

Beispiel 6

Entsprechend der Arbeitsweise nach Beispiel 4 wurde eine Glasschmelze aus folgendem Ausgangsmaterial hergestellt:

Gew.teile

Sand 66,40

Borax (entwässert) -12,42

Borsäure 4,68

Natriumnitrat 2,76

Calciumfluorid 5,95

Al₂O (calciniert) 4,73

Kalkstein 12,75

Das Glasmaterial wurde wie folgt berechnet:

Gew.%

₂ 66,6

B₂O 11,2

CaO 11,4

Na₂O 4,8

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U₃ 4,7 ■

1· "" "" ■ 2,3

Der zugesetzte i'luor wurde um 25 % im Hinblick auf die Verflüchtigung erhöht.

Das Glasmaterial hatte folgende physikalische Eigenschaften:

3,2

Temperatur "bei Viskosität 10

Poises 1193 G

t/bertrenntemperatur 1165° C

Trübungszahl .7

_n Värmeausdehnung 61 χ 10 '

G-lasware aus diesem Material nach der Arbeitsweise von Beispiel 4 hatte ein dichtes weisses homogenes Aussehen wie Porzellan, gute Haltbarkeit und gute Widerstandsfähigkeit gegen Wärmestösse.

Patentansprüche;

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Claims

- 18·-
Pat entansp rüche

ί 1.1 Selbsttrübendes (spontan) Opalglas, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

Gew.%

SiO₂ 60-75

B₂O₃ 8 - 15

EO 9-17

M₂O 3-7

AIpO-, 2-7

Ϊ¹ 1-4

ZrO₂ 0-2,5

TiOp 0 - 4 ,

wobei HO bedeutet CaO, BaO, MgO, ZnO und/oder SrO und CaO wenigstens 60 % der Gesamtmenge RO darstellt; wobei MpO bedeutet Na₅O, E~0 und/oder LipO und Na₃O wenigstens % der Gesamtmenge M₂O darstellt.
2. Opalglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

Gew.%

SiO₂ 60-72 B₂O₃ 8-13

RO 9-15

M₂O 3_6

Al₂O 2-6

i¹ 1,5-3

ZrO₂ . 0,5 - 2,5
3. Opalglas, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

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Gew.teile

. 60-75

B₂O^ 8-13

RO ' 9_17

M₂O 3-7

Ai₂O₅ .3-7

1' 1,5-4

wobei RO bedeutet CaO, orO, BaO, MgO und/oder ZnO und CaO wenigstens ein Teil des Gesamt-RO ist; wobei H₂O bedeutet Na₂O, K₂O und/oder Li₂O und Na₂O wenigstens einen grösseren Teil des Gesamt-M₂0 darstellt.
4. Opalglas, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

Gew.%

OiO₂ 60-75

B₂O₃ 8-15

CaO 9-15

Na₂O 3_6

Li₂O 0-2

TdBl Na₂O + Li₂O 3-6

Al Q 2-6

^ 3

. *' 1-3

ZrO₂ 0,5 - 2,5
5'. Opalglas nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass RO im wesentlichen vollständig aus CaO besteht.
6. Opalglas nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass H₂O im wesentlichen vollständig aus KapO besteht.
7· Opalglas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Trübungszahl von wenigstens hat.

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8. Opalglas nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Glasmass^ve in geschmolzenem Zustand eine Viskosität von 10^* Poises "bei einer Temperatur hat, die wenigstens 2o° G über der Übertrennt emperatur der Glaszusammensetzung liegt.
9- Opalglas nach Anspruch. 8, dadurch, gekennzeichnet, dass die Temperatur wenigstens 100° C über der Übertrenntemp eratür Ii egt.
10. Opalglas nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen warmeausdehnungskoeffizienten von nicht mehr als 65 x 10 ' pro Grad Celsius hat, wenn es über dem Bereich von 20 bis 400° C gemessen wird.
11. Opalglas nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient im Bereich von ^O bis

_n

65 x 10 ' pro Grad Celsius liegt.
12. Verfahren zur Herstellung eines Opalglasgegenstandes aus Opalglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Opalglasmischung geschmolzen, zu einem Gegenstand geformt und gekühlt wird.
13· Verfahren nach Anspruch 12» dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschmelze während der Verformung extrem schnell von einer Temperatur, bei der sie in einem klaren geschmolzenen Zustand ist, auf eine Temperatur herabgekühlt wird, bei der sie im wesentlichen fest ist.
14·. Verfahren nach Anspruch 12 und 1J, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschmelze von einer Temperatur im Bereich von 1100 bis 1250° C auf etwa 700° C gekühlt wird.
15· Verfahren nach Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet,

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dass die Kühlung mit einer Geschwindigkeit von etwa 500° G pro Sekunde erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 12 bis 15_} dadurch gekennzeichnet, dass der geformte Glasgegenstand einer Temperung unterworfen wird.

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperung bei einer Temperatur nicht über 650° C erfolgt.

Der Patentanwalt

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