DE2209105A1

DE2209105A1 - Verfahren zum thermischen Behandeln von Glas

Info

Publication number: DE2209105A1
Application number: DE19722209105
Authority: DE
Inventors: der Anmelder M ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-01
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1972-09-14
Also published as: FR2128393B1; IT949767B; DE2209105C2; US3844758A; BE780008A; CA965954A; FR2128393A1; GB1359885A

Description

22Ö9105

DR.-INQ. ΟΙΡΙ—ΙΝβ. M. SC. DIPU-PHYS. DH. OIPL.-PHY·.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH- HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 39 329 m

ra - 150

24. Febr. 1972

Herr Dr. Erwin W. Wartenberg
7000 Stuttgart - 71
Brunnenwiesen 6

Verfahren zum thermischen Behandeln von Glas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Behandeln von Glas zum Zwecke der Erzeugung einer Zugspannung im Glas, wobei das Glas auf eine Temperatur in der Nähe seines Erweichungspunktes erwärmt und in einer Kühlflüssigkeit abgeschreckt wird, die bei einer bestimmten Temperatur gehalten wird.

Zweck des erfindungsgemäßan Verfahrens ist es, ein gehärtetes oder vorgespanntes Glas herzustellen. Thermisch vorgespanntes Glas kann bekanntlich in der Welse gewonnen werden, daß man das Glas auf eine Temperatur in dor Nähe seines Erweichungspunktes erhitzt und es anchlxeßend in einer Flüssigkeit abschreckt, die ihrerseits bei einer Temperatur in der

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Nähe oder unterhalb ihres Siedepunktes gehalten wird.

Als Kühlflüssigkeit zum Vorspannen von Glas wurden mit Erfolg bisher schon Mineralöle verwendet, wobei auch bereits bestimmte öle als besonders wirksam zur Erzeugung eines erwünschten Vorspannungsgrades vorgeschlagen wurden, und zwar insbesondere für dünne Gläser mit einer Dicke zwischen etwa 1 und 3 mm.

Das Vorspannen oder Härten von dünnen, etwa 2 - 3 mm dicken Glasplatten ist von besonderen Interesse, bei der Herstellung von aus mehreren Schichten bestehenden Automobil- oder Flugzeugfenstern. Hohe Festigkeiten wurden in dünnen Gläsern auch schon dadurch erzeugt, daß zu einer Trägerflüssigkeit mit hohem Siedepunkt, z.B. einem Mineralöl mit einem Anfangssiedepunkt bei etwa 300° C, eine geringe Menge einer Zusatzflüssigkeit mit erheblich niedrigerem Siedepunkt zugegeben wurde, beispielsweise eine niedrig siedende organische Flüssigkeit wie Tetrachlorkohlenstoff oder Äthanol.

Obwohl bereits stark vorgespannte Gläser durch Abschreckung in Kühlbädern erzeugt wurden, besteht daneben ein wachsender Bedarf an sogenannten Doppelbruch-Sicherheitsgläsern zur Verwendung als Windschutzscheiben in Kraftfahrzeugen· Wenn eine solche Windschutzscheibe von einem scharfen Gegenstand, beispielsweise einem auf die Außenseite der Windschutzscheibe aufschlagenden Stein getroffen wird, tritt kein ausgedehnter Splitter- oder Krümelbruch auf. Vielmehr ruft ein solcher scharfer Gegenstand lediglich Sprünge oder Risse in der Windschutzscheibe hervor. Wenn hingegen ein stumpfes Objekt

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mit hoher Energie auf eine solche Scheibe auftrifft,beispielsweise der Kopf eines Kraftfahrzeuginsassen, erhöht die hierdurch hervorgerufene Verbiegung des Glases die Spannung im Glas in der Weise, daß sich ein ausgedehnter Krümelbruch ergibt, bei dem Partikel entstehen, die so klein sind, daß sich die Windschutzscheibe auflöst und ernsthafte Verletzungen am Fahrzeuginsassen nicht eintreten.

Der beim Zerspringen eines vorgespannten Glases auftretende Zerkrümelungsgrad wird normalerweise durch die "Krümelzahl"

2 gemessen, das ist die Anzahl der pro cm Glas entstehenden Teilchen oder Krümel. Diese Krümelzahl ist weiterhin ein Maß für die Vor- oder Zugspannung die durch den Härtungsvorgang dem Glas mitgeteilt wurde.

Es ist in erster Linie Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Härten oder Vorspannen von Glas durch Abschreckung in einer Flüssigkeit anzugeben, wobei in wirksamerer Weise als bisher eine Auswahl unter bestimmten, zu erzielenden Zugspannungen getroffen werden kann, welche z„B. in Abhängigkeit von einem bestimmten Anwendungszweck, dem Glas mitgeteilt werden sollen. Hit anderen Worten, es soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem sich ein vorgespanntes Glas bestimmter "Krümelzahl" herstellen läßt. Daneben soll es das erfindungsgemäße Verfahren auch ermöglichen, Sicherheitsgläser mit "DoppeIbrucheigenschaften" herzustellen, die eine von vornherein angebbare, bestimmte Brucheigenschaft (Zugspannung, Krümelzahl) besitzen.

Der Erfindungsgedanke zur Lösung der gestellten Aufgabe beruht

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darauf, daß verschiedene Familien von Flüssigkeiten gefunden wurden, die zum Abschrecken heißer Gläser geeignet sind, wobei die Glieder jeder Familie bei einer bestimmten Temperatur durch jeweils höhere Viskositätswerte gekennzeichnet sind, die erfindungsgemäß jeweils abnehmenden Zugspannungen des in den betreffenden Flüssigkeiten gehärteten Glases entsprechen. Mit anderen Worten wurde gefunden, daß die erzielte Zugspannung vom Viskositätsgrad der Kühlflüssigkeit abhängt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wählt man aus einer Schar chemisch verwandter Flüssigkeiten, deren Viskositäten bei einer bestimmten Abschrecktemperatur über einen definierten Viskositäsbereich verteilt sind, welcher seinerseits einem bestimmten Bereich dem betreffenden Glas mitzuteilender Zugspannungen entspricht, eine bestimmte Flüssigkeit derart aus, daß sie eine Viskosität besitzt, welche die erwünschte Zugspannung in dem Glas hervorruft, wenn dieses bei der bestimmten Temperatur in der Flüssigkeit abgeschreckt wird.

Eine bevorzugte Familie von Flüssigkeiten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Silikonöle ähnlicher chemischer Struktur.

Gemäß der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß beim Vorspannen von normalen technischen Natron-Kalk-Gläsern von . etwa 3 mm Dicke die Silikonöle der betreffenden Familie bei 100° C Viskositäten im Bereich von 3 bis 120 centistokes besitzen.

Eine erfindungsgemäß brauchbare Familie von Silikonölen sind die Methylpolysiloxane. Eine andere bevorzugte Silikonölfarailie besteht aus dem Phenylmethylpolysiloxanen. Bei den im Zusammenhang mit der Erfindung ausgeführten Versuchen wurden

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hauptsächlich handelsübliche Silikonöle verwendet, welche klar definierte Viskositäten besitzen. Flüssigkeiten mit dazwischen gelegenen Viskositätswerten werden dadurch hergestellt, daß zwei Flüssigkeiten der betreffenden Familie mit jeweils höherer und niederer Viskosität als die gewünschte Viskosität gemischt wurden. Die Mischung erfolgt in einem solchen Verhältnis, daß sich eine Flüssigkeit mit der gewünschten Viskosität ergibt.

Die Viskositätswerte der Silikonölfamilie können bei der betreffenden Abschrecktemperatur eine aufsteigende Reihe bilden, und dabei jeweils absteigenden Werten der Zugspannung entsprechen, die dem betreffenden GaIs mitgeteilt werden soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil auf Flüssigkeiten anwenden, bei denen während der Abschreckung der Wärmeentzug von der Oberfläche des Glases in erster Linie durch Konvektionsströmung innerhalb der Flüssigkeit stattfindet. Die untere Grenze des Viskositätsbereichs der Silikonöle jeder Familie ist infolgedessen der Viskositätswert des ersten Silikonöls jener Familie, und zwar betrachtet in der Reihenfolge ansteigender viskositäts·: werte, bei dem ein wirksamer Wärmeentzug beim Abschrecken hauptsächlich durch Konvektionsströmung innerhalb des Silikonöles erfolgt.

Es wurde gefunden, daß die Silikonöle jeder Familie am unteren Ende des Viskositätsbereichs im Glas Zugspannungen derart hervorrufen, daß das Glas in kleine Partikel oder

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Krümel zerspringt, wenn das Glas mit der Spitze eines Körners angeschlagen wird; dies nennt man "Krümelbruch", wobei dieser Bruch das ganze oder den größten Teil des betreffenden Glasstückes erfaßt.

Silikonöle, die in einem anderen Abschnitt des Viskositäsbereiches liegen, dienen der Erzeugung von Gläsern, welche die oben erwähnten doppelten Brucheigenschaften besitzen. Bei der Auswahl dieses Abschnittes des Viskositätsbereiches gilt als untere Grenze derjenige Viskositätswert, betrachtet wieder um in der Reihenfolge ansteigender Viskositäten, welcher im Glas eine Zugspannung induziert, die nicht ausreicht, um beim Schlagen mit einem spitzen Gegenstand einen typischen Krümelbruch zu erzeugen. Die obere Grenze jenes Viskositätsteilbereiches ist derjenige Viskositätswert, bei welcher dem Glas eine solche Zugspannung mitgeteilt wird, daß sich gerade die Krümelbruchstruktur zeigt, wenn die Biegespannung des Glases durch das Auftreffen eines welchen Gegenstandes vergrößert wird. Jenseits dieser oberen Grenze des betreffenden Teilbereiches gibt es in jeder Familie noch Silikonöle mit höherer Viskosität, die immer noch eine bestimmte Zugspannung im Glas hervorrufen, die ihrerseits in nützlicher Weise die Festigkeit des Glases verbessern kann, und zwar auch dann, wenn bei Erhöhung der Zugspannung durch Biegebeanspruchung ein Krümelbruch gewöhnlich nicht eintritt.

Die Erfindung schließt auch gehärtetes oder vorgespanntes Glas mit ein, welches durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt worden ist. Ein solches Glas kann die Form ebener oder gebogener Glasscheiben haben oder auch in Gestalt von

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Glasgegenständen wie Hohlglaswaren, insbesondere Glasbehältern und Flaschen, Glasgeschirr, Isolatoren, Hohlglasblöcke usw. vorliegen. Die Erfindung läßt sich ferner auch auf das Härten oder Vorspannen kleiner Glasgegenstände anwenden,
beispielsweise von Linsen und Meßgläsern.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der im Glas
erzeugten Zugspannung (Ordinate) gegen
die Viskosität der Abschreckflüssigkeit
(Abszisse) bei 100° C und

Fig. 2 eine graphische Darstellung der durch Anschlagen mit einer Körnerspitze erzeug-

2
ten Krümelzahl pro cm (Abszisse) gegen

die Viskosität des Abschreckbades (Ordinate) .

Um vergleichbare Zahlen für jede Familie der hier benutzten Flüssigkeiten zu erhalten, wurden stets Stücke aus Natron-Kalk-Glas derselben Größe, nämlich 120 mm χ 20 mm verwendet. Für die Härtung jedes Glasstückes vurde immer die gleiche
Apparatur benützt. Zunächst wurde das Glas in einem bei
800° C gehaltenen Ofen auf eine Temperatur zwischen etwa
680° und 700° C erwärmt. Das Glas verblieb etwa 135 see. im Ofen und fiel hierauf unter der Wirkung seiner Schwere aus dem Ofen über eine Entfernung von etwa 20 cm in ein Bad mit

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500 cm Kühlflüssigkeit, die konstant bei einer Arbeitstemperatur von 100° C gehalten wurde.

Wenn das heiße Glasstück in die Kühlflüssigkeit eintaucht, erfolgt unmittelbar eine rasche Erhitzung derjenigen Flüssigkeitsschicht, die in Berührung mit der Glasoberfläche gelangt, solange das Glas der Länge nach durch die Flüssigkeit nach unten wandert. Die erfindungsgemäß verwendete Flüssigkeit soll vorzugsweise im Bereich dieser erhitzten Flüssigkeitsschicht keine chemische Veränderung erfahren.

Um eine viskositätsabhängige Kontrolle der bei der Härtung im Glas erzeugten Zugspannungen zu erhalten, erweist es sich als vorteilhaft, die Abschreckflüssigkeit so auszuwählen, daß bei der betreffenden Arbeitstemperatür, z.B. 100° C, der effektive Wärmeentzug von der Glasoberfläche hauptsächlich durch Konvektionsströmung innerhalb des Flüssigkeitskörpers stattfindet.

Flüssigkeitsfamilien, welche sich erfindungsgemäß besonders brauchbar erweisen, sind die Familien der chemisch miteinander verwandten Silikonöle. Innerhalb jeder Familie spiegelt sich die molekulare Komplexität in der Viskosität wieder. Je komplexer der molekulare Aufbau, umso höher ist die Viskosität. Innerhalb der Familien verwandter, handelsüblicher SiIikonöle finden sich Flüssigkeiten, deren Viskosität bei 100° C von etwa 0,5 bis 10 centistokes reicht.

Zur Erläuterung der Erfindung werden nunmehr besondere Versuche unter Ausnutzung bestimmter Silikonölbereiche beschrieben. Es wurden Silikonöle benutzt, welche von der Wacker-Chemie

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GmbH in München hergestellt werden.

Eine Familie solcher Silikonöle umfaßt die öle mit der Bezeichnung "AK"; es handelt sich hierbei um eine Gruppe von Methylpolysiloxanen.

Bei einer Arbeitstemperatur von 100° C besitzt jedes öl dieser AK-Familie eine wohlbestimmte Viskosität. Unter Verwendung dieser AK-Öle war es möglich, aus dieser Familie eine Reihe von ölen auszuwählen, deren Viskositäten bei 100° C über einen weiten Bereich wachsender Viskositäten verteilt waren, wobei jeweils die Viskosität jeder Flüssigkeit bei 100 C etwas niedriger als die Viskosität der nachfolgenden Flüssigkeit war* Auf diese Weise besitzt jede Flüssigkeitsfamilie eine zugeordnete Reihe ansteigender Viskositätswerte. Bei anderer Arbeitstemperatur, beispielsweise 150° C, wäre auch dar Viskositätsbereich anders.

Die Ergebnisse der Abschreckung einer Reihe von je gleichen, 3 mm dicken Glasstücken in der oben beschriebenen Weise sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben.

- IO -

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A 39 329 m	r^w	1972	Tabelle I	3 mm	Zugspannung	Krümelzahl
m - 150		Wacker-SiJLikonöle der AK-Reihe	Viskosität bei	(kg/cm²)	(/cm²)
24. Febr.	Glasdicke:	100° C (centistokes)	875	33
	OeI No.	6.7	760	30
	8	695	26
1	10	660	22
2	12	595	20
3	15	590	13
4	17	555	6
5	20	550	4
6	21	540	-
7	34	400	-
8	90	325	-
9	120	280	• -
10	350	235	-
11	4000
12
13

Jedes in der Tabelle angegebene Ergebnis repräsentiert einen Mittelwert,der jeweils durch Abschreckung einer Mehrzahl von Glasstücken in dem betreffenden Silikonöl erhalten wurde. Jedes Glas wurde nach dem Abschrecken innerhalb des Öles auf die öltemperatur von 100° C abgekühlt. Nach Herausnahme und Abkühlung auf Raumtemperatur wurde das vorgespannte Glas ge-

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reinigt und seine Zugspannung unter Verwendung eines Babinet-Kompensators gemessen. Jedes Glas wurde anschließend mit einem Körner angeschlagen. Falls ein Krümelbruch auftrat, wurde eine entsprechende Partikelzählung vorgenommen. Das erste, geeignete öl der AK-Reihe ist das öl Nr. 1, bei dem es sich um ein handelsübliches Silikonöl handelt. Dieses öl, dessen Viskosität bei 100° C 6,7 centistokes betrug, erwies sich in der Lage, ein vorgespanntes Glas zu erzeugen, wobei der effektive Hitzeentzug im wesentlichen durch Konvektionsströmung innerhalb des Öls erfolgte. Es ergab sich eine

ο erwünschte Zugspannung von 875 kg/cm . Nach dem Zerbrechen

2 des Glases wurde eine Krümelzahl von 33/cm ermittelt, wobei diese Krümelzahl natürlich von der' Zugspannung des Glases abhängt.

Das nächste, im Handel verfügbare öl der AK-Reihe war das öl Nr. 6, welches eine Viskosität von 17 centistokes bei 100° C besitzt. In diesem öl abgeschrecktes Glas hatte eine Zug-

2
spannung von 590 kg/cm und ergab eine mittlere Krümelzahl

2 von 13/cm .

Die öle Nr. 2 bis 5 wurden durch Vermischen entsprechender Anteile der öle Nr. 1 und 6 erhalten, wobei das Mischungsverhältnis so gewählt wurde, daß sich jeweils die in Tabelle I angegebene Viskosität (bei 100° C) ergab. Diese Vermischung erfolgte im Verhältnis der Viskositäten der beiden öle Nr. 1 und 6.

Die Werte für die Zugspannung und Krümelzahl zeigen, daß bei den AK-Silikonölen Nr. 1 bis 6 die von 6,7 bis 17 centistokes ansteigenden Viskositätswerte (bei 100° C) abnehmenden

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Werten der Zugspannung von 875 bis 590 kg/cm und Krümelzahlen

2 2
von 33/cm bis 13/cm entsprechen. Diese Werte wurden der graphischen Darstellung in Fig. 1 zugrunde gelegt, in der die Zugspannung (Ordinate) gegen die Viskosität (Abszisse) bei 100° C aufgetragen ist. Die Kurve für die Ergebnisse der Tabelle I ist in Fig. 1 mit AK 3 bezeichnet, was darauf hindeuten soll, daß sich die Ergebnisse auf die Abschreckung 3 mm dicker Glasstücke in Silikonölen der AK-Familie beziehen. In diesem Viskositätsbereich von 6,7 bis 17 centistokes ist ein scharfer Abfall der Zugspannung festzustellen, was sich nach einem bestimmten, durch die Kurve AK 3 repräsentierten Gesetz vollzieht. In diesem Bereich ruft eine kleine Viskositätsänderung eine große Änderung der Zugspannung hervor.

Das nächste, zur Verfügung stehende öl in der AK-Reihe war das öl Nr. 9 mit einer Viskosität von 34 centistokes bei 100° C. Mischungen der öle Nr. 6 und 9 ergaben die öle Nr. 7 und mit entsprechenden Zwischenwerten der Viskosität. Die Mischöle Nr. 7 und 8 induzierten in das Glas gerade so viel Spannung, daß sich noch eine kleine Krümelzahl von 6/cm bzw.

2
4/cm nach Bruch durch Anschlagen mit einem Körner ergab.

Die Abschreckung mit dem öl Nr. 9 lieferte ein Glas, welches beim Anschlagen mit einem Körner nicht zu Krümeln zerbrach,

2 so daß offensichtlich die Zugspannung, welche zu 540 kg/cm gemessen wurde, nicht ausreichte, einen Krümelbruch zu ergeben. Weitere Experimente mit den (im Handel verfügbaren) ölen Nr. 10 bis 13, deren Viskositätswerte über einen weiten Bereich wachsender Viskosität reichen, zeigten einen progressiven Abfall der durch das /abschrecken im Glas induzierten

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Zugspannung, obwohl die zugehörige Kurve in Fig. 1 ziemlich flach verläuft. Bei keinem dieser letzten Versuche war die dem Glas induzierte Spannung ausreichend, um einen Krümelbruch zu ergeben, wenn das Glas mit einem Körner angeschlagen wurde. Die Zugspannung, welche durch die öle Nr. 9 und

2 10 induziert wird, ist größer als 350 kg/cm und würde im

Bereich von 350 bis 490 kg/cm ausreichen,um einen Krümelbruch dann zu ergeben, wenn das Glas durch ein stumpfes, mit hoher Energie auftreffendes Objekt verbogen wird. Die durch die öle Nr. 9 und 10 gehärteten Gläser zeigen daher die erwünschten, oben erwähnten, "doppelten" Brucheigenschaften von Sicherheitsglas.

Die hochviskosen öle Nr. 12 und 13 ergaben kein vorgespanntes Glas mit Krümelbrucheigenschaften oder mit erhöhter Spannung, da sich die Biegefestigkeiten der in den ölen Nr. 12 und 13 abgeschreckten Gläser durch Messung in einem Vierpunkt-Biege-

2 2

test zu 1900 kg/cm bzw. 1850 kg/cm ergaben. In all diesen Versuchen wurde gefunden, daß die Abnahme der Zugspannung erwatungsgemäß von einer Abnahme der Biegefestigkeit begleitet ist. In den Versuchen, deren Ergebnisse in Tabelle I an-

2 gegeben sind, fiel die Biegefestigkeit von etwa 3450 kg/cm für das im öl Nr. 1 abgeschreckte Glas auf den oben angegebenen
Glas.

2
benen Wert von 1850 kg/cm für das im öl Nr. 13 abgeschreckte

Eine ähnliche Versuchsreihe wurde unter Verwendung von Wacksr-Silikonölen der AR-Serie ausgeführt. Hierbei handelt es sich um Phenylmethylpolysiloxane mit 15% Pheny!gruppen. Die Ergebnisse dieser Versuche, bei welcher wiederum 3 mm dicke Gläser

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abgeschreckt wurden, sind in der nachfolgenden Tabelle II angegeben.

	Viskosität bei	Zugspannung	Krümelzahl
Tabelle II	100° C (centistokes)	(kg/cm²)	(/cm²)
Wacker-Silikonöle der AR-Reihe	5	845	54
Glasdicke: 3 mm	12	45O	4
OeI No.	21	420	-
	34	400	-
1	52	395	-
2	77	345	-
3	150	325	-
4
5
6
7

Die Ergebnisse der Tabelle II sind in Fig. 1 durch die Kurve AR 3 graphisch dargestellt. Diese Kurve hat eine ähnliche Form wie die Kurve AK 3, verläuft jedoch unterhalb derselben. Dies zeigt an, daß ein etwas geringerer Vorspannungsgrad erreicht wurde. Jedoch gab jedes-AR-Silikonöl einen definierten Vorspannungsgrad, der durch die Zugspannung und Krümelzahl wiedergegeben wird. Die in den ölen Nr. 1 und 2 abgeschreckten Gläser ergaben nach dem Bruch definierte Krümelzahlen. Die in den ölen Hr. 3, 4 und 5 abgeschreckten Gläser zeigten

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die "doppelten" Brucheigenschaften von Sicherheitsglas. Durch proportionales Vermischen der öle Nr. 1 und 2, die beide im Handel verfügbar sind, ließen sich Gläser mit verschiedenem Vorspannungsgrad erzeugen, welche jeweils eine definierte Krümelzahl lieferten, wenn sie mit einem Körner angeschlagen wurden.

Es wurde gefunden, daß das erste öl der AR-Serie, welches Anwendung finden kann, eine etwas geringere Viskosität bei 100° C, nämlich 5 centistokes, besaß, als das erste öl der AK-Serie. Es ergab sich eine höhere Krümelzahl, obwohl der gemessene Zugspannungswert dieselbe Größenordnung besaß wie beim AK-Öl Nr. 1. Diese Abweichung kann durch irgendeinen Faktor verursacht sein, der bei den betreffenden Versuchen eine Rolle spielte.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Viskosität der Abschreckflüssigkeit (Ordinate) bei 100° C gegen die Krümelzahl (Abszisse). Bei denjenigen Gläsern, in denen nach dem Anschlagen mit einem Körner Krümelbruch auftritt, scheint die Beziehung die Gestalt einer geraden Linie zu haben, wobei eine deutliche Tendenz der Krümel zahl vorliegt, anzusteigen, wenn die Viskosität abnimmt. Eine Auswahl einer bestimmten Krümelzahl kann dadurch erfolgen, daß man ein geeignetes öl aus der Familie mit der gewünschten Viskosität auswählt und dann dieses öl zum Abschrecken benutzt. Die Beziehung zwischen Viskosität und Krümelzahl wird durch den Bereich der graphischen Darstellung angegeben, der von allen eingetragenen Linien eingenommen wird, obwohl die Abweichung bei der Kurve AR 3 auf irgendeine Verschiedenheit in den Ergebnissen zurück-

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gehen mag, wie sie für das öl Nr. 1 in Tabelle II angegeben ist.

Die nachstehende Tabelle III zeigt die Ergebnisse einer Abschreckung mit Silikonölen der CR-Serie. Auch bei diesen ölen handelt es sich um Phenylmethylpolysiloxane.

	Viskosität	Tabelle	•	III	Krümelzahl
	CR-Reihe			(/cm²)
Wacker-Silikonöle der				34
Glasdicke: 3 nun	bei		Zugspannung	16
OeI No.	100° C (centistokes)	(kg/cm²)	-
	5	880	-
1	10	595	-
2	17	490	-
3	27	445	—
4	36	430
5	45	405
6	80	370
7

Die Ergebnisse zeigen dieselben, für die Tabellen I und II bereits festgestellten Tendenzen und sind in den Fig. 1 und 2 graphisch dargestellt.

Die Ergebnisse einer weiteren Versuchsreihe unter Verwendung der Silikonölreihe AP sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben.

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A 39 329 m m - 150	1972	: 3 mm	Al·	745	Krümelzahl
24. Febr.		Viskosität		605	(/cm²)
	Wacker-Silikcnöle der	Tabelle IV	555	30
Glasdicke;	AP-Reihe	435	14
OeI No.			6
	bei Zugspannung		-
1	100° C (kg/cm²) (centistokes)
2	5.8
3	12
4	15
40

Die Siloxane der AP-Reihe weisen 35 % Phenylgruppen auf.

Außer 3 mm dicken Glasstücken wurden auch Glasstücke mit einer Dicke von 2 mm abgeschreckt, wobei die öle der AR-Serie benutzt wurden. Die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle V angegeben.

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A 39 329 m	M	1972	Tabelle	: 2 mm	>	-WT-	•	-
m - 150	Wacker-Silikonöle der AR-Reihe	Viskosität bei	ψ
24..Febr.	Glasdicke:	100° C (centistokes)
	OeI No.	3	V
	5		Krümelzahl
O	10		i/cm²)
1	12	Zugspannung	69
1.5	21	(kg/cm²)	35
2	34	910	17
3	52	780 .	-
4	77	595	-
5	150	445	-
6	330	-
7	350
290
288
290

Durch Verwendung eines Öles von niederer Viskosität konnte eine höhere Krümelzahl erreicht werden. In diesen Versuchen hatte das erste öl (öl Nr. 0) eine Viskosität von 3 centistokes bei 100° C. Das öl Nr. 1,5 entstand durch Vermischung aus den ölen Nr. 1 und 2, deren Viskositäten bei 100° C 5 bzw. 12 betrugen.

Auch die Ergebnisse bei den 2 mm dicken Gläsern zeigen dieselbe Tendenz wie die 3 mm-Gläser und es liegt eine offensichtliche Parallelität zwischen den Kurven AR 2 und AR 3 in

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Fig. 2 vor. Ebenso tritt eine offensichtliche Verwandtschaft zwischen den Kurven AR 2 und AR 3 in Fig. 1 hervor.

Bei Verwendung jeweils geeigneter Silikonölfamilien lassen sich erfindungsgemäß Gläser, produzieren, welche entweder beim Anschlagen mit einem Körner Krümelbrucheigenschaften zeigen oder die doppelten Brucheigenschaften von Sicherheitsglas aufweisen. In den bei den Versuchen verwendeten Glasstücken lagen die "doppelten" Brucheigenschaften normaler-

weise in der Nähe des oberen Endes des 350 bis 490 kg/cm -Bereiches der Zugspannung. An größeren Glasstücken zeigten sich diese Eigenschaften jedoch deutlich bei Zugspannungen am

2
350 kg/cm -Ende dieses Bereiches.

Wie im Voranstehenden ausgeführt, vermittelt die Erfindung ein neues Verfahren zum Härten oder Vorspannen von Glas durch Abschrecken in einer Flüssigkeit, wobei die Möglichkeit besteht, die Flüssigkeit in Abhängigkeit von ihrer Viskosität auszusuchen, so daß sich genau die angestrebte Zugspannung im Glas und somit die gewünschten Brucheigenschaften des Glases nach der Härtung ergeben. Durch entsprechende Auswahl und Regulierung der Flüssigkeitsviskosität bei einer betreffenden Arbeitstemperatür kann das Verfahren so eingestellt werden, daß sich ein gleichmäßiger Härtegrad in einer großen Serie abgeschreckter Gläser ergibt.

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Claims

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Patentansprüche;

.} Verfahren zur thermischen Behandlung von Glas zum Zwecke der Erzeugung einer vorbestimmten Zugspannung, wobei das Glas auf eine Temperatur in der Nähe seines Erweichungspunktes erhitzt und in einer Kühlflüssigkeit abgeschreckt wird, die ihrerseits bei einer bestimmten Abschrecktemperatur gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit aus einer Familie chemisch verwandter Flüssigkeiten ausgewählt wird, deren Viskositäten bei der Abschrecktemperatur über einen bestimmten Bereich hinweg derart verteilt sind, daß dieser Viskositätsbereich einem bestimmten Bereich von dem Glas mitzuteilenden Zugspannungen entspricht, und daß die ausgewählte Flüssigkeit eine Viskosität besitzt, welche beim Abschrecken des Glases in der bei Abschrecktemperatur gehaltenen Flüssigkeit die angestrebte Zugspannung hervorruft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Familie der chemisch verwandten Flüssigkeiten aus Silikonölen ähnlicher chemischer Struktur besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vorspannen von 3 mm dickem Natron-Kalk-Glas die Silikonöle Viskositäten bei 100° C im Bereich von etwa 3. bis 120 centistokes besitzen.
4. Verfahren nach /\nspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikonöle Methylpolysiloxane sind.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikonöle Phenylmethylpolysiioxane sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschreckflüssigkeit durch Vermischen zweier Flüssigkeiten der Familie mit jeweils höherer bzw. niederer Viskosität als die Abschreckflüssigkeit hergestellt wird, und daß diese Flüssigkeiten in solchen Verhältnissen miteinander vermischt werden, daß sich die angestrebte Viskosität ergibt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskositäten der Silikonölfamilie bei der betreffenden Abschrecktemperatur eine Folge ansteigender Werte bilden, die einer Folge fallender Werte der dem Glas mitzuteilenden Zugspannung entspricht.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Grenze des Viskositätsbereiches der Viskositätswert des ersten Silikonöls der Familie, betrachtet in der Reihenfolge ansteigender Viskositätswerte, ist, bei dem der wirksame Wärmeentzug beim Abschrecken im wesentlichen durch Konvektionsströmung innerhalb des Öles erfolgt.
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Grenze des Viskositätsbereiches der Viskositätswert des ersten Silikonöls der Familie, betrachtet in der Reihenfolge ansteigender Viskositätswert, ist, welcher dem Glas eine solche Zugspannung erteilt, daß bei Schlag mit einem spitzen Gegenstand kein .Krümelbruch eintritt.

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A 39 329 ro

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10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Grenze des Viskositätsbereiches der Viskositätswert des Silikonöles der Familie ist/ welcher im Glas eine Zugspannung induziert, die gerade ausreicht, um einen Krümelbruch hervorzurufen, wenn die induzierte Zugspannung durch eine durch Stoß mit einem weichen Körper hervorgerufene Biegespannung vergrößert wird.

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