DE2218283A1 - Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Borsilikatglas - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Borsilikatglas

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DE2218283A1 DE19722218283 DE2218283A DE2218283A1 DE 2218283 A1 DE2218283 A1 DE 2218283A1 DE 19722218283 DE19722218283 DE 19722218283 DE 2218283 A DE2218283 A DE 2218283A DE 2218283 A1 DE2218283 A1 DE 2218283A1
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feldspar
quartz powder
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DE19722218283
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Johannes; Vreeburg Robertus Antonius Marie; Eindhoven Comelissen (Niederlande)
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Koninklijke Philips NV
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Description

Dipl.-Ing. HORST AUER
Anmelder: K. y. ?;;;[/$■ e^OiI.U61P2«FABRIEKEW
Akte: PHN- 5591
Anmeldung vom ι Ή. April 1972
PHN. 5591 C Va/RV.
Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Borsilikatglas.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Borsilikatglas, das aus einem pulverförmigen Gemisch von Quarzmehl und anderen glasbildenden Bestandteilen besteht.
Unter Borsilikatgläsern sind diejenigen Gläser zu verstehen, die den nachstehenden Bedingungen, in Gew. % ausgedrückt, entsprechen:
SiO2 30 - 80
B2O3 1 - 30 j B2O5 + Ai2O3-^o,
AIpO, 0 - 40 J vorzugsw. -^ 10
R2O < 13 (K2O, Na2O und/oder Li3O)
Läuterungsmittel
Rest: RO (MgO, CaO, SrO und/oder BaO).
209848/0647
-2- PHN. 5591 C.
Das Quarzmehl für das Gemenge wird durch Mahlen von Sand mit einem hohen Reinheitsgrad erhalten, d.h., dass es nahezu lediglich aus SiOp besteht.
Das Schmelzen eines derartigen quarzmehlhaltigen Gemenges beansprucht verhältnismässig viel Zeit, wenn eine gut homogene Schmelze verlangt wird, aus der ein klumpen- und Spannungspunkte-, schlieren- und steinschenfreies Borsilikatglas erhalten wird. Die Glasentnahme aus dem Ofen, in dem ein solches Gemenge geschmolzen wird, ist demzufolge gering.
Nach der Erfindung wurde nun gefunden, dass eine erhebliche Beschleunigung des Schmelzvorgangs dadurch erreicht werden kann, dass Quarzmehl mit einer selektierten Teilchengrosse verwendet wird, die zu mindestens 90 % zwischen 30 und 120/um liegt.
Die Tatsache, dass eine maximale Teilchengrösse des Quarzmehls wesentlich ist, könnte auf Grund kinetischer Erwägungen nicht besonders überraschend sein, ^s lag aber nicht auf der Hand, dass in der Praxis auch eine untere Grenze für die Korngrösse berücksichtigt werden muss. Es stellte sich jedoch überraschenderweise heraus, dass das sehr feine Pulver (< 30 /um) Konglomerate bildet, die nach dem Schmelzen nur sehr langsam durch Diffusion verschwinden. Bei einer zu schnellen Glasentnahme kann es also vorkommen, daes Inhomogenitäten, z.B. in Form von "Klumpen", auftreten (diese "Klumpen" sind Gebiete mit einer hohen Viskosität infolge eines hohen SiO„-Gehalts), wenn Rohrglas gezogen wird.
Die Verwendung des selektierten Pulvers, in dem die l'eilchengrösse unterhalb 30/um nahezu fehlt, weist auch noch den Vorteil auf, dass das Stauben verringert wird, was aus Gesundheitsgründen wichtig ist.
Vorzugsweise wird Quarzmehl verwendet, dessen TeilchengrÖBse zu mindestens 90 $ zwischen 50 und 100 /um liegt.
2098A8/06
-3- PHN.' 5591 C.
Nach einer weiteren Ausbildung der' Erfindung wurde gefunden, dass, wenn das Gemenge ausserdem Feldspat enthält, das Schmelzverhalten weiter verbessert wird, wenn neben dem selektierten Quarzmehl auch Feldspat mit einer selektierten TeilchengrSsse verwendet wird, die zu mindestens 90 % zwischen 30 und 120 /um und vorzugsweise zwischen 50 und 100 mm liegt.
Es stellte sich heraus, dass mit einem Gemenge, das nur
selektierten Feldspat und unselektiertes Quarzmehl enthält, das Schmelzverhalten in geringerem Masse verbessert wird.
Zur Herstellung von Glas vom Silikattyp sind als Läuterungsmittel Alkalichloride, Arsentrioxyd und Antimonoxyd bekannt. Es wurde nun gefunden, dass beim Läutern einer Schmelze, die aus einem nach der Erfindung hergestellten Gemenge erhalten ist, As2O7, und Sb?0, einen positiven Effekt herbeiführen, d.h., dass im Vergleich zu den anderen Läuterungsmitteln eine grössere Verbesserung des Schmelzverhaltens erzielt wird.
Eine weitere Ausbildung der Erfindung bezieht sich auf die Anwendung eines Gemenges für die Herstellung von Borsilikatglas, wobei vorzugsweise Arsentrioxyd als Läuterungsmittel Anwendung findet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Die Anwendung ausgesiebten Quarzmehls (a) wird mit der Anwendung nicht ausgesiebten Quarzmehls (b) verglichen. Die Pulver weisen die nachstehenden Korngrössenverteilungen auf:
2Ü9848/0647
/um 2218283 0,5 io
/um PHN. 5591 C 1 io
b) ^160 /um 6 io
>100 /UB O yo
>63 /um 75 96).
>-4O
( <4O
a) > 160/um 0,2 % > 100/um 1,5% > 63/um 38 $ ^" 45/um . 75 % >32/um 91 %
( < 32 /um 9 % )
Diese Pulver wurdenzusammen mit Borsäure, Borax, Soda, Pottasche, Dolomit, Calcit und Aluminiumoxyd zum Schmelzen von Glas der nachstehenden Zusammensetzung verwendet:
1) SiO2 73,0 io CaO 0,8 °/o B2O5 17,4 i> MgO 0,3 Na2O 4,6 io Al2O5 2,5 K2O 1,4 io.
In der Zeichnung ist eine graphische Darstellung wiedergegeben, in der für die beiden Gemenge der natürliche Logarithmus von K, das ist die Anzahl Klumpen pro 10 g Glas, als Funktion der Schmelzdauer in Stunden aufgetragen ist. Der Effekt der Massnahme nach der Erfindung äussert sich deutlich in der viel kürzeren Zeit, innerhalb deren die Konglomerate verschwunden sind.
Il
Ahnliche Ergebnisse in bezug auf das Schmelzverhalten wurden erzielt, wenn ein Gemenge mit ausgesiebtem Quarzmehl geschmolzen wurde, um die nachstehenden Gläser zu erhalten: (in Gew. %)
2) SiO2 66,7 Li2O 0,7 Bo0z 19,3 A1„OZ 3,3
0,6 As2O5 0,3 9,1.
209848/0647
-5- PHN. 5591 C.
}) SiO2 64,7 K2O 2,8
B2O3 23,1 A12°3 5f9
Na2O 5,5. Beispiel 2
Die Anwendung ausgesiebten Kalifeldspatpulvers (a) wird mit der Anwendung nicht ausgesiebten Kalifeldspatpulvers (b) verglichen. Die Pulver weisen die nachstehenden Korngrb'ssenverteilungen auf: a) τΊΟΟ /um O $ b) -7Ί6Ο /um 10
20 $>
40 %
55 65
35%).
Diese Pulver wurden zusammen mit ausgesiebten Quarzmehl, Borsäure, Borax, Soda, Dolomit und Calcit aun Schmelzen von Glas der nachstehenden Zusammensetzung verwendet! 4) SiO2 67,8 i>
B2O3 19,3 io
Na2O 5,8 # K2O 3,0 % Al2O3 4»1 96.
Wenn das Schmelzverhalten eines ausgesiebten Kalifeldspat (a) enthaltenden Gemenges mit dem Schmelzverhalten eines nicht ausgesiebtes Pulver (b) enthaltenden Gemenges verglichen wird, stellt sich heraus, dass das erstere Gemenge bei Schmelzen auf 14000C nach einer halben Stunde frei von Klumpen ist, während das letztere Gemenge erst nach anderthalb Stunden frei von Klumpen ist. In beiden Gemengen ist
2098 4 8/0647
7100 /um 0 ψ b) -7Ί6Ο /um
~y 63 /um 79 i° ■7 100 /um
~745 /um 94 i> y~ 63 /um
~7*32 /um 97 io > 45 /um
< 32 /um 3 io) >·32 /um
( < 32 /um
-6- PHN. 5591.C.
das Quarzmehl in ausgesiebter Form vorhanden, wobei mehr als 90 °/q des Quarzmehls eine Korngrö'sse zwischen 50 und 100 /um aufweist. Dies ergibt bereits eine Verbesserung des Schmelzverhaltens im Vergleich zu einem nicht ausgesiebtes Quarzmehl enthaltenden Gemenge um etwa einen Faktor 3 in der Zeitdauer, innerhalb deren keine Klumpen mehr vorkommen.
209848/0647

Claims (10)

-7- PHN. 5591 C. PATENTANSPRÜCHE;
1. Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Borsilikatglas, das aus einem pulverförmigen Gemisch von Quarzmehl und anderen glasbildenden Bestandteilen besteht, nach dem ein Glas erhalten wird, das den nachstehenden Bedingungen, in Gew. ^ ausgedrückt, entspricht:
30 - 80
B2O3 1-5Oi B2O5 + Al2O5 T-6,
Al2O^ 0 - 40 J vorzugsw. 7· 10
R2O -C 13(K2O, Na2O und/oder Li3O) Läuterungsmittel
Rest: RO (MgO, CaO, SrO und/oder BaO),
dadurch gekennzeichnet, dass Quarzmehl mit einer selektierten Teilchengrb'sse verwendet wird, die zu wenigstens 90 i° zwischen 30 und 120/um liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Quarzmehl mit einer selektierten Teilchengrösse verwendet wird, die zu mindestens 90 $ zwischen 50 und 100 /um liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gemenge neben dem selektierten Quarzmehl auch Feldspatpulver mit einer selektierten Teilchengrösse verwendet wird, die zu mindestens 90 °/o zwischen 30 und 120/um liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass pulverförmiger Feldspat mit einer selektierten Teilchengrösse verwendet wird, die zu mindestens 90 f° zwischen 50 und 100 /um liegt.
5. Quarzmehl mit einer selektierten Teilchengrösse, die zu mindestens 90 °/o zwischen 30 und 120/um liegt.
6. Quarzmehl mit einer selektierten Teilchengrösse, die zu
2U9848/0647
-8- PHN. 5591 C.
mindestens 90 fo zwischen 50 und 100/um liegt.
7. Feldspat mit einer selektierten Teilchengrösse, die zu mindestens 90 °/° zwischen 30 und 120 /um liegt.
8. Feldspat mit einer selektierten Teilchengrösse, die zu mindestens 90 °/o zwischen 50 und 100 /um liegt.
9. Verfahren zum Schmelzen von Glas unter Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellten Gemenges.
10. Verfahren nach Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, dass Arsentrioxyd oder Antimonoxyd als Läuterungsmittel verwendet wird.
209848/0647
DE19722218283 1971-04-24 1972-04-15 Verfahren zur Herstellung eines Gemenges für ein Borsilikatglas Pending DE2218283A1 (de)

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