DE2337702B2

DE2337702B2 - Flachglas des systems sio tief 2 -na tief 2 o-cao-mgo-al tief 2 o tief 3 -fe tief 2 o tief 3 -so tief 3 -(k tief 2 o) mit verbesserten eigenschaften zur thermischen und chemischen haertung, sowie verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2337702B2
Application number: DE19732337702
Authority: DE
Inventors: Stanley Miles; Jones James Victor Pittsburgh Pa. Ohlberg (V-StA.)
Original assignee: PPG Industries Inc
Current assignee: PPG Industries Inc
Priority date: 1972-07-26
Filing date: 1973-07-25
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DK142050B; ES415829A1; NL7309389A; FR2236798A1; FR2236798B1; DK142050C; AU473107B2; AU5783373A; DE2337702A1; JPS4993404A; JPS577574B2; DE2337702C3; IT991866B; ES417234A1; BE802759A; AR197616A1; SE389096B; DK548375A; CA978207A; GB1400953A

Description

Na₂O
CaO

(Gew.-%) = 2,0 bis 3,2 .

2. Flachglas nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten:

SiO₂

Na₂O

CaO

MgO

Al₂O₃

Fe₂O₃

SO₃

K₂O

71,0

15,5

5,5

3.5

0,7

-73,3 -16,5

- 6,5

- 4,5

- 1,5

0,05-0,2 O -

0,3 0,5 0,5

im wesentlichen unverändert geblieben. Nach seiner Zusammensetzung besteht es aus

3. Verfahren zur Herstellung von Flachglas nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das Glasgemenge geschmolzen, der Schmelze zur Unterdrückung einer SiO₂-reicheren Oberflächenschicht in Form eines Salzkuchens eingegeben und die Schmelze gekühlt und nach der Bandzieh- oder nach der Floattechnik geformt wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß man den Gehalt des Salzkuchens in dem Glasrohstoffgemenge auf weniger als 25 kg pro 1000 kg Sand einstellt und daß dadurch mindestens 60% des dem Glassatz in Form von Salzkuchen oder Glasbruch zugegebenen SO₃ durch das Glas gebunden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens 80% des dem Glassatz in Form von Salzkuchen oder Glasbruch zugegebenen SO₃ durch das Glas gebunden werden.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bei Tafelglas, das nach dem Pittsburgh-Verfahren und von Floatglas nach dem Floatverfahren hergestellt ist, sowie Verbesserungen dieser Verfahren.

Das nach dem Pittsburgh-Verfahren hergestellte Tafelglas ist in seiner Zusammensetzung seit 25 Jahren

73,09 Gew
13,31 Gew.

8,19 Gew.

3,65 Gew,

1,22 Gew.

0,12 Gew.

0,24 Gew.

0,22 Gew.

.-% SiO₂
.-% Na₂O
.-% CaO

% MgO
-% Al₂O₃

% Fe₂O₃

% K₂O und

% SO₃

Ein Glas dieser Zusammensetzung ist im Handel erhältlich.

Im Urteil der Fachwelt gilt das nach dem als hervorragend anerkannten Pittsburgh-Verfahren in dieser Zusammensetzung hergestellte Tafelglas als ein Produkt von höchster Qualität. Es hat sich nun gezeigt, daß man durch eine Änderung der vorgenannten Zusammensetzung des Glassatzes Tafelglas von vergleichbarer und in bestimmten Fällen sogar besserer Qualität mit einer bedeutend größeren Produktionsgeschwindigkeit herstellen kann.

Auch das in der US-Patentschrift 30 83 551 beschriebene Floatverfahren zur Herstellung von Flachglas ist dem Fachmann gut bekannt. Nach ihm wird Flachglas, kurz gesagt, kontinuierlich auf dem Bad aus flüssigem Zinn hergestellt. Da das Glas hierbei nicht mit Formwalzen in Berührung kommt, hat es ausgezeichneten Feuerglanz und hervorragende optische Klarheit. Dies macht es für Scheinwerfergläser für Kraftfahrzeuge und für Bauzwecke, bei denen es auf hohe optische Qualitäten ankommt, geeignet. Die Herstellung von Flachglas nach dem Floatverfahren wurde großtechnisch in den 60er Jahren aufgenommen. Das Glas hat die Zusammensetzung

SiO₂

Na₂O

K₂O

CaO

MgO

Al₂O₃

SO₃

Fe₂O₃

73,22 Gew.-%
12,74 Gew.-%
0,57 Gew.-%
8,41 Gew.-%
3,87 Gew.-%
l,03Gew.-%
0,18Gew.-%
0,10Gew.-%

Die Herstellung von Glas nach dem Floatverfahren ist ein sehr komplexer Vorgang, bei dem es vor allem darauf ankommt, daß die Eigenschaften des Glases und die Verfahrensbedingungen zueinander passen, weil sonst die Qualität des Glases und der Glasdurchsatz ernstlich beeinträchtigt werden könnten. Wenn daher eine Glasmasse entwickelt worden ist, die bei ansprechenden Durchsätzen gute Qualitäten ergibt, dann sollte man sie unverändert lassen. Dies erklärt zum Teil, warum die Floatglasmasse in ihrer obengenannten Zusammensetzung bis heute im wesentlichen unverändert geblieben ist.

Glaszusammensetzungen, die denen nach der Erfindung ähnlich sind, sind in der Literatur bekannt. Jedoch sind diese Glaszusammensetzungen weder im Zusammenhang mit dem Pittsburgh-Verfahren noch im Zusammenhang mit dem Floatverfahren empfohlen worden. Überdies unterscheiden sie sich entweder in der Art der Komponenten und/oder in deren Mengenverhältnissen.

In seinem im Journal of the Society of Glass Technology, 37, 256-267 (1953) veröffentlichten Vortrag über »Suitable Glass Compositions for Different Methods of Mechanical Manipulation: Window Glass«

nennt H. C ο I e die folgenden Glaszusammensetzungen für die Herstellung von Tafelglas nach dem Fourcault-Verfahren:

auf Seite 261	73,8 73,2	73,35
SiO₂, Gew.-%	11,1 10,55	11,05
CaO + MgO, Gew.-%	15.1 16,25	15,ü5
Na₂O, Gew.-%
auf Seite 262	74,0 72
SiO₂, Gew.-%	10,5 13
CaO + MgO, Gew.-%	15,5 15
Na₂O, Gew.-%
aur Seite 266	72,0-72,5
GiO₂, Gew.-%	8,2- 9,0
CaO, Gew.-%	4,0- 3,2
MgO, Gew.-%	0,5- 1,0
R₂O₃, Gcw.-%	15,0-16,0
Na₂O, Gew.-%

Aufgabe der Erfindung war es, ein Flachglas des Systems

SiO₂-Na₂O-CaO-MgO-AbO)-FeJO)-SO)-(K-O)

mit verbesserten Eigenschaften zur thermischen und chemischen Härtung, sowie Verfahren zu seiner Herstellung aufzuzeigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Flachglas des ίο Systems

SiO₂-Na₂O-CaO-MgO-AIiO)-Fe-O)-SOi-(K-O)

mit verbesserten Eigenschaften zur thermischen und chemischen Härtung, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten:

Zu beachten ist, daß CoIe die vorgenannten Glaszusammensetzungen für das Fourcault-Verfahren und nicht für das Pittsburgh-Verfahren oder das Floatverfahren empfohlen hat. Die von CoIe in seinem Vortrag für das Pittsburgh-Verfahren empfohlenen Glaszusammensetzungen haben einen geringeren Sodagehalt und einen sehr viel höheren CaO-Gehalt als die Zusammensetzungen nach der Erfindung. Typische Rezepturen für Glasherstellungen nach dem Pittsburgh-Verfahren sind auf Seite 265 und 266 des Coleschen Artikels genannt.

Im »Glass Engineering Handbook« von E. B. S h a η d, 2. Auflage, McGraw-Hill (1958), sind auf Seite 4, Tabelle 1-1, unter Nr. 3 und 6 die folgenden Glaszusammensetzungen genannt:

Nr. 3

Nr. 6

Si0₂,Gew.-⁰/o	71-73	73,6
Na₂O,Gew.-%	12-15	16
K₂0,Gew.-%	—	0,6
CaO, Ge w.-%	8-10	5,2
MgO, Gew.-%	1,5-3,5	3,o
Al₂O3,Gew.-%	0,5-1,5	1

Das Glas von der Zusammensetzung nach Nr. 3 ist zur Verwendung als Fensterglas, das Glas von der Zusammensetzung nach Nr. 6 für die Herstellung von Glühlampenkolben bestimmt.

Bekannt ist ferner, daß in den USA bei der großtechnischen Herstellung von Glas nach dem Fourcault-Verfahren nach den folgenden Glasrezepturen gearbeitet wird:

SiO₂,Gew.-%	71,82	72,43
Al₂O, Gew.-%	1,77	1,01
Fe₂O₃, Gew.-%	0,52	0,65
TiO₂	—	—
CaO,Gew.-%	6,93	8,38
MgO,Gew.-%	4,01	2,38
Na₂0,Gew.-%	14,77	15,10
K₂O, Gew.-%	0,35	0,14
SO₃,Gew.-%	0,30	0,44

SiO₂	70,0 -73,3
Na₂O	15,5 -19,0
CaO	5,5 - 7,7
MgO	3,5 - 4,9
Al₂Oj	0,1 - 1,5
Fe₂O₃	0,03- 0,7
SO₃	0,2 - 0,5
K₂O	0 - 0,5

mit den Bedingungen, daß diese Oxide zu mindestens 98 Gew.-% vorliegen, sowie

CaO
MgO

Na₂O
CaO

(Gew.-%) = 1,3 bis 1,9,

(Gew.-%) = 2,0 bis 3,2.

Ziel der Erfindung ist ferner ein Flachglas mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsprozenten:

SiO₂	71,0 -73,3
Na₂O	15,5 -16,5
CaO	5,5 - 6,5
MgO	3,5 - 4,5
Al₂O₃	0,7 - 1,5
Fe₂O₃	0,05- 0,3
SOj	0,2 - 0,5
K₂O	0 - 0,5

Dem Glassatz wird eine kleinere Menge Salzkuchen als üblich zugesetzt, d. h. weniger als 25 kg Salzkuchen auf 1000 kg Sand. In dem Glas werden mindestens etwa 60%, bevorzugt mindestens etwa 80% des in Form des Salzkuchens oder gegebenenfalls in der Form von Glasscherben zugegebenen SO₃ gebunden.

In der Zeichnung zeigen die Graphiken in F i g. 1 bis 6, in welchem Maß Gläser nach der Erfindung sich besser für das chemische Tempern eignen als handelsübliches Tafelglas. Ferner zeigt Fig. 7 in graphischer Darstellung den von einem Glas nach der Erfindung und einem handelsüblichen Floatglas gegen die Temperatur aufgetragenen Logarithmus der Viskosität.

Man bereitet die für die Herstellung des erfindungsgenäßen Flachglases erforderliche Glasmasse aus den üblichen glasbildenden Rohstoffen zu, indem man sie im erforderlichen Mengenverhältnis zunächst gründlich mischt Als Rohstoffe für den Glas.satz geeignet sind Glassand, Soda (Natriumcarbonat), Ätznatron (Natriumhydroxid), Kalk (Calciumcarbonat), Dolomit (Calci-

um-Magnesium-Carbonat), Aluminiumoxidhydrat, Feldspat (Natrium-Kalium-Aluminium-Silikat), Aplite (ein fast ganz aus Quarz und Feldspat bestehender feinkörniger und leichtgefärbter Granit), Nephelin-Syenit (ein Gemisch aus mehreren verschiedenen Natrium-Aluminium-Silikaten und Kalium-Aluminium-Silikaten), Englischrot (Eisen(III)-oxid), Salzkuchen (Natriumsulfat), Kohle und Glasscherben.

Man leitet den gut durchmischten Glassatz kontinuierlich in einen Wannenofen ein, schmilzt ihn darin nieder und läutert die Schmelze. Der Glassatz kann in den Wannenofen in der Form eines losen Gemenges oder in der Form von Pellets eingelegt werden. In diesem Fall pelletisiert man ihn zuerst auf einem geneigt rotierenden Pelletisierteller oder in einer ähnlichen Vorrichtung und verwrndet hierbei als Bindemittel Ätznatron, wodurch man Soda ganz oder teilweise ersetzen kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Flachglas, wobei das Gemenge geschmolzen, der Schmelze zur Unterdrückung einer SiO2-reicheren Oberflächenschicht SO3 in Form eines Salzkuchens zugegeben und die Schmelze gekühlt und nach der Bandzieh- oder nach der Floattechnik geformt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß man den Gehalt des Salzkuchens in dem Glasrohstoffgemenge auf weniger als 25 kg pro 1000 kg Sand einstellt und mindestens 60% des dem Glassatz in Form von Salzkuchen oder Glasbruch zugegebenen SOj gebunden werden.

Das Wesentliche einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß mindestens 80% des dem Glassatz in Form von Salzkuchen oder Glasbruch zugegebenen SOj gebunden werden.

Das wie beschrieben erschmolzene, geläuterte und ausgeformte Glas sollte, durch eine chemische Naßanalyse und eine spektrophotometrische Analyse bestimmt, die folgende Zusammensetzung haben:

Komponente	Gewichtsprozente	bevorzugt
	zweckmäßig	71,0 -73,3
SiO,	70,0 -73,3	15,5 -16,5
Na₂O	15,5 -19,0	5,5 - 7,5
CaO	5.7 - 7.7	3,5 - 4.5
MgO	3.5 - 4,9	0.7 - 1,5
AI₂O.,	0,1 - 1,5	0,05- 0.6
1-C₂O₁	0,03- 0,7	0,2 - 0,5
SO.,	0,2 - 0.5	0 - 0,5
K₁O	0 - 0,5

Von den einzelnen Komponenten ist SiO; der Glasbildner, Es gibi dem Glas hohe Temperaturbeständigkeit und verleiht ihm hohe Resistenz gegen chemische Angriffe. Bei geringeren als den genannten SiOrKon/untraiionen wird die chemische Resistenz des Ghisi's schwächer, während höhere Konzentrationen höhere Schmelztemperaturen erforderlich machen, geringelt.· Schmelzgeschwindigkeitcn zur Folge haben und die Fähigkeit des Glases, SO) zu binden verringern.

Natriumoxid setzt die Schmelzlcmpeniiuren herab und erhöht du: I.oshdikeit mim Siliciumdioxid. |e mehr Natriumoxid das (il.is bei vermindertem Gehalt an SiO..

und CaO enthält, desto größer ist sein Vermögen SOj zu binden, jedoch vermindern Na20-Konzentrationcn, die über die in der Rezeptur genannten Werte hinausgehen, die Widerstandsfähigkeit des Glases. Überdies erhöhen sie die Kosten für den Glassatz in einem nicht vertretbaren Maß. Niedrigere als die genannten Na2O-Konzentrationen dagegen setzen die Fähigkeit des Glases zur Aufnahme von SOj herab, verringern die Schmelzgeschwindigkeiten und verkleinern die Arbeitsbereiche.

CaO und MgO dienen als Flußmittel zur Herabsetzung der Schmelztemperatur. Sie vergrößern ferner, in den angegebenen Mengen verwendet, den Arbeitsbereich und bewirken niedrige Liquidustemperaturen.

CaO speziell bewirkt eine höhere Widerstandsfähigkeil des Glases gegen chemische Angriffe, in geringeren als den angegebenen Konzentrationen jedoch eine starke Verschlechterung dieser Widerstandsfähigkeit und in höheren als den angegebenen Konzentrationen eine Verkleinerung des Arbeitsbereichs. MgO-Konzentrationen, die über die genannten Werte hinausgehen, können die Schmelzgeschwindigkeit herabsetzen und den Arbeitsbereich verkleinern.

Paradoxerweise können auch MgO-Konzentrationen,

2> die unter den genannten Werten liegen, die Schmelztemperatur herabsetzen und den Arbeitsbereich verkleinern. Dieses Doppelverhalten von MgO zeigt wie wichtig es ist, daß die Konzentration der übrigen Hauptkomponenten innerhalb der vorgeschriebenen

jo Grenzen gehalten wird, so daß sich die Gesamtkonzentration auf nahezu 100 Prozent aufaddiert. Außer der Konzentration der Komponenten Na₂O, CaO und MgO ist für die Erfindung auch das Gewichtsverhältnis von Na₂O zum CaO und von CaO zum MgO wichtig, das

j) sorgfältig eingestellt werden muß. Hierbei gilt für das Gewichtsverhältnis zwischen Na₂O und CaO der Bereich 2,0 bis 3,2 und für das Gewichtsverhältnis zwischen CaO und MgO der Bereich 1,3 bis 1,9. Gewichtsverhältnisse zwischen Na₂O und CaO, die

4« unter 2,0 liegen, verringern die Neigung des Glases zum chemischen Tempern und seine Fähigkeit, SOj zu binden. Gewichtsverhältnisse, die über 3,2 liegen, setzen die Widerstandsfähigkeit des Glases herab. Gewichtsverhältnisse zwischen CaO und MgO, die über 1,9 liegen,

■π vermindern die Fähigkeit des Glases, SOj zu binden und verkleinern seinen Arbeitsbereich, während Gewichtsverhältnisse unter 1,3 die Schmelzgeschwindigkeitcn verringern und seine chemische Widerstandsfähigkeit vermindern.

■-id ΛI₂Oi dient zur Regulierung der Viskosität des Glases. Es verbessert ferner seine Widerstandsfähigkeit und verhindert die Entglasung. Konzentrationen unter den angegebenen Werten vermindern seine Widerstandsfähigkeit, während Konzentrationen, die über die

V) angegebenen Werte hinausgehen, die Schmelzgeschwindigkeit verringern.

Die Fc^i-Komponente kann in den Glassatz aul zwei Wegen eingebracht werden. Sie kann entweder in der Form von Englischrot dem Glassatz zugesetzt oder

hu als eine im verwendeten Kalkstein oder Dolomit enthaltene Verunreinigung eingeführt werden.

Seine Konzentration muß daher, auch wenn es als eine Verunreinigung im Glassat/, vorhanden ist, in der vorgeschriebenen Grenzen gehalten werden. Höhere

i)■> Konzentrationen vermindern in unliebsamer Weise die l.ichtdurchlässigkeit. Fe₂O|-Konz.cntrationen, die unter dun genannten Werten liegen, verleihen dem Glas nichl die gewünschte Färbung.

K2O wird nur wahlweise zugesetzt, im wesentlichen als eine Verunreinigung des Aplatites. Es ist jedoch auch ein gutes Flußmittel und setzt bei der vorgeschriebenen Konzentration wahrscheinlich in gewissem Maße die Schmelztemperatur herab. Höhere als die angegebenen Konzentrationen können wertvolle Eigenschaften des Glases nachteilig beeinflussen.

Die SO3-Komponente wird in den Glassatz hauptsächlich durch die Zugabe von Salzkuchen (Na2SC>4), einem Antischaum- und Läuterungsmittel, eingebracht. Beim kontinuierlichen Erschmelzen und Ausformen von Glas in einem Großofen erweist sich Siliciumdioxid als die leichteste und am langsamsten schmelzende Komponente des Glassatzes. Siliciumdioxid neigt dazu, in der Schmelze nach oben zu wandern und in der oberen Schmelzschicht eine Oberflächenschicht (scum) zu bilden. Bei »scum« handelt es sich um eine dünne Oberflächenschicht der Schmelze, die einen höheren Gehalt an Siliciumdioxid aufweist als die Schmelze. Es ist wichtig, daß diese Siliciumdioxid-Oberflächenschicht sich möglichst schnell in die Schmelze hinein auflöst, damit das herzustellende Flachglas von Inhomogenitäten frei bleibt. Zu diesem Zweck wird dem Glassatz Natriumsulfat zugesetzt. Der Salzkuchen fördert ganz offenbar die Dispersion der siliciumdioxidreicheren Oberflächenschicht in der Schmelze, in der sich dieser dann leicht löst. Überraschenderweise benötigt man hierbei für die Glasmasse nach der Erfindung im allgemeinen etwa 50% weniger Salzkuchen als für die bekannten Tafel- und Floatglasmassen, um zu dem gleichen Misch- und Läuterungseffekt zu gelangen. In der Regel ist ein Salzkuchenzusatz von weniger als 25 kg auf 1000 kg Sand für den genannten Zweck im Sinne der Erfindung ausreichend. Zum Vergleich werden bei einem zur Herstellung eines handelsüblichen Flachglases nach dem Pittsburgh-Verfahren oder konventionellem Floatglas bestimmten Glassatz zur Erzielung des gleichen Effektes, d. h. zum Einschmelzen der siliciumdioxidreicheren Oberflächenschicht und zur Läuterung der Glasmasse, 35 kg Salzkuchen auf 1000 kg Sand gebracht. Ferner werden von dem Glas nach der Erfindung mindestens etwa 60%, häufig mehr als 80% des dem Glassatz in der Form von Salzkuchen oder Glasbruch zugegebenen SO3 gebunden, während bekanntes handelsübliches Tafel- und Floatglas etwa 40% binden. Diese Faktoren sind deshalb wichtig, weil mit der Verwendung von Salzkuchen zahlreiche Nachteile verbunden sind. Zunächst unterliegt der Salzkuchen der Zersetzung, wobei korrodierend wirkende und toxische SOj- und SO2-Dämpfe freigesetzt werden, die die aus feuerfestem Materia! aufgebaute Wanne angreifen. Dann können sich SO₂ und SO₃ wieder mit Na₂O verbinden und sich in dem regenerativen Gittersystem des Ofens niederschlagen, dieses verstopfen und die Gittersteine korrodierend angreifen. Ferner können Na2SO4-Staubteilchen und das SO₂ in die Atmosphäre austreten und zur Luftverschmutzung beitragen. Schließlich ist Natriumsulfat ein teures Produkt. Wenn man daher von ihm weniger verwendet und den Natriumgehalt der Glasmasse durch die Verwendung wi des billigeren Natriumcarbonats ergänzt, bedeutet dies einen wirtschaftlichen Vorteil.

Nach Wunsch und Bedarf können dem Glas in Verbindung mit Eisen auch Glasfarbstoffc der gebräuchlichen Art, beispielsweise Selen, Kobalt und h^r> Nickel, beigemischt werden. Hierzu sei auf die US-Patentschrift 32 96 004 und die Druckschrift des U.S. Reissue Patentes Nr. 25 312 hingewiesen.

Beispiel 1
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Man beschickt einen Wannenofen mit einem Fassungsvermögen von 700 Tonnen geschmolzenem Glas und darüber, der mit einer Ziehmaschine für die Herstellung von Tafelglas nach dem Pittsburgh-Verfahren gekoppelt ist, kontinuierlich mit einem gut durchmischten Glasrohstoffgemenge, bestehend aus

1000 Gewichtsteilen Glassand
367 Gewichtsteilen Soda
22,3 Gewichtsteilen Kalkstein
243,6 Gewichtsteilen Dolomit
67,6 Gewichtsteilen Aplite
0,23 Gewichtsteilen Englischrot
20 Gewichtsteilen Salzkuchen
0,7 Gewichtsteilen Kohle und
1722,13 Gewichtsteilen Glasscherben

Die Glasscherben haben die Zusammensetzung S1O2 72,68%; Na₂O 15,58%; K₂O 0,15%; CaO 6,41%; MgO 3,65%;Al₂O₃1,21 %;SO₃0,24%undFe₂O₃0,079%.

Der Glassatz wird in der Schmelzzone der Wanne bei etwa 1423°C niedergeschmolzen und die Schmelze anschließend in der Läuterzone bei etwa 1368⁰C geläutert. Von der Schmelzzone fließt die Schmelzmasse durch die Läuterzone nach dem Ende der Wanne hin, wo sie von drei Ziehherden aufgenommen wird.

Aus jedem der Ziehherde wird nach dem Pittsburgh-Verfahren unmittelbar über einem in die Schmelzmasse eingetauchten Ziehbalken kontinuierlich ein 2,49 m breites Glasband zwischen Walzenpaaren durch eine Ziehmaschine bis zu einer Höhe von etwa 7,60 m über dem Ziehherd senkrecht nach oben gezogen und hierbei gekühlt. Danach wird das Glasband auf Größe zugeschnitten. Durch chemische Naßanalyse und durch Röntgenfluoreszenz ermittelt, hat das erhaltene Tafelglas auf Oxidbasis die folgende Zusammensetzung:

SiO₂	72,68 Gew.-%
Na₂O	15,58 Gew.-%
K₂O	0,15Gew.-%
CaO	6,41 Gew.-%
MgO	3,65 Gew.-%
AI₂O₃	1,21 Gew.-%
SO₃	0,24 Gew.-%
Fe₂O₃	0,079 Gew.-%

Das nach diesem Beispiel in der angegebenen Zusammensetzung hergestellte Glas hat, nach dem Verfahren von H. R. L i 11 i e ermittelt, das in einer unter dem Titel »Measurements of Absolute Viscosity by the Use of Concentric Cylinder« im Journal of the American Ceramic Society, 12, Nr. 8, 505 (1929) veröffentlichter Arbeit beschrieben ist, verglichen mit einem handelsüblichen Tafelglas von der Zusammensetzung SiO: 73,O9O/o; Na₂O 13,31%; K₂O 0,24%; CaO 8,19%; MgO 3,65%; AI₂O₃ 1,22%; SO₃ 0,22% und Fe₂O₃ 0,12%, und handelsüblichem Floatglas von der Zusammensetzung SiO₂ 73,06%; Na₂O 13,64%; K₂O 0,03%; CaO 8,86% MgO 3,86%; Al₂O₃ 0,12%; SO₃ 0,30% und Fe₂O₃ 0,13% die in der folgenden Tabelle genannten Viskositätseigenschaften bei hohen Temperaturen. (Hingewiesen sei hierzu such auf die US-Patentschrift 30 56 283.)

Log. der Viskosität in Poise

Glas nach
Beispiel 1

Handelsübl.
Tafelglas

Handelsübl.
Floatglas

2
3
4
5
6

7,6
13

Liquidustemperatur (Verfahren nach

E. Preston, beschrieben in J. Soc. Glass

Techn., 24, 101-108(1940)

Arbeitsbereich

Oberer Kiihlpunkt (annealing point)
nach ASTM C-336

Unterer Kiihlpunkt (strain point)
nach ASTM C-336
Erweichungspunkt nach ASTM C-338

Mit dem Glas nach Beispiel 1 läßt sich bei der industriellen Herstellung von Tafelglas mit einer Stärke von 2,29 mm mit bedeutend höheren Durchsätzen arbeiten, als dies bei der Herstellung von handelsüblichem Tafelglas in der gleichen Anlage möglich ist. So erreicht man mit dem Glas nach Beispiel 1 einen Durchsatz von 155 t in 24 Stunden, verglichen mit einem Durchsatz von 125 t bei der Herstellung von handelsüblichem Tafelglas.

Diese höheren Durchsätze werden erreicht, obwohl das Glas nach Beispiel 1 bei tieferen Temperaturen erschmolzen wird als die für das handelsübliche Tafelglas verwendete Glasmasse. Auch sind die Temperaturen in der Läuterzone und in den Ziehherden bedeutend niedriger bei dem Glas nach Beispiel 1, d. h. etwa 1371°C in der Läuterzone und etwa 1052°C in den Ziehherden, als bei der Herstellung des handelsüblichen Tafelglases, bei der in der Läuterzone eine Temperatur von 1399⁰C und im Ziehherd eine Temperatur von 1103⁰C herrscht.

Ferner bilden sich im Ziehherd bei dem Glas nach Beispiel 1 bedeutend weniger Entglasungsprodukte als bei der Herstellung des handelsüblichen Tafelglases. Man braucht daher das Glasziehen auch nicht nach 800 Stunden zu unterbrechen, um mit einem Produktionsverlust von 12 Stunden die Entglasungsprodukte aus dem Ziehherd herauszuschmelzen. Mit dem Glas nach Beispiel 1 ist, mit anderen Worten ausgedrückt, ein zwei- bis dreimal so langer Arbeitszyklus im Ziehherd möglich wie mit einem Glas von der handelsüblichen Zusammensetzung.

Die Ziehgeschwindigkeit liegt bei einem Glas nach Beispiel 1 mit einer Bandstärke von 2,29 mm bei etwa 25 m in der Minute. Bei der Herstellung eines gleichstarken Tafelglases von der handelsüblichen Art liegt sie dagegen bei etwa 19,5 m in der Minute. Es hat sich gezeigt, daß das Glas von der im Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung über einen weiteren Temperaturbereich als das herkömmliche Glas ausgezogen werden kann. Diese Eigenschaft ist für die Herstellung von Flachglas von besonderem Nutzen. Wenn daher in einer Gaserzeugungsanlage der bekannten Art an vom Ziehbad weiter entfernten Stellen zusätzliche Kühler eingebaut werden, kann die

1453	1485	1439
1191	1221	1187
1021	1050	1023
901	928	908
813	838	822
711	744	723
529	548	547
921	10004	99
81,7	26,7	6,1
529	549	546
488	504	504
711	731	725

2-5 Ziehgeschwindigkeit bei Glas von der im Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung um 10 bis 20 cm in der Minute erhöht werden, während sie bei einem Glas von der herkömmlichen Zusammensetzung unter den gleichen Bedingungen nur um 5 bis 10 cm in der Minute erhöht werden kann. Es besteht keine Klarheit darüber, woher dem Glas von der Zusammensetzung nach Beispiel I diese Eigenschaft zukommt. Man nimmt an, daß der höhere Na2O-Gehalt und das größere Verhältnis von Na2Ü zu CaO den Temperaturbereich, in

v> dem der Übergang vom viskoelastischen in den elastischen Zustand stattfindet, erweitern.

Es kann als gewiß angesehen werden, daß diese Eigenschaft bei der Herstellung von dünnem Floatglas von großem Nutzen sein wird, indem sie die

■to Produktionsgeschwindigkeit erhöht und dem Glas eine bessere Qualität verleiht. Besonders das letztere ist der Fall, weil der große Temperaturbereich, in dem das Glas sich im viskoelastischen Zustand befindet, bedeutet, daß der Glasfluß weniger empfindlich gegen Temperatur-

4^r> Schwankungen und Wärmegefälle ist. Dies wiederum bedeutet weniger Verzerrungen und Stärkeschwankungen im fertigen Glasband.

Beispiel 2

■so Glas von der im Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung wurde im Laboratoriumsmaßstab nach dem Floatverfahren und bei den gleichen Temperaturen, wie sie großtechnisch angewandt werden, auf einem Bad aus geschmolzenem Zinn verarbeitet. Es wurde festgestellt,

ή daß das Glas sich für die Ausformung nach dem Floatverfahren gut eignet. Vor allem könnte bei niedrigeren Glastemperaturen gearbeitet werden, als dies mit dem bisher für das Floatverfahren verwendeten Glas möglich ist. Dies würde eine unerwünschte

M) Zinnaufnahme durch das Glas und die Gefahr einer Beschädigung der Badausrüstung auf ein Mindestmaß verringern.

Beispiele 3bis6

Man kann Glasschmelzen von der nachstehend beschriebenen und für die Erfindung charakteristischen Zusammensetzung sowohl nach dem Pittsburgh-Verfahren als auch nach dem Floatverfahren verarbeiten.

Komponente	Gewichtsprozente (auf Oxidbasis)	4	5	6	3	4	5	6
	3	72,24	71,25	71,14
SiO₂	72,40	15,70	15,80	15,96
Na₂O	15,69	0,14	0,15	0,09
K₂O	0,02	6,51	7,10	7,48
CaO	6,36	4,00	4,08	4,11
MgO	3,80	1,00	1,03	0,78
Al₂O₃	1,26	0,36	0,38	0,39
SO₃	0,30	0,14	0,13	0,06
Fe₂O₃	0,12	Die Glasschmelzen haben bei hohen Temperaturen
die folgenden Viskositätseigenschaften:
Log. der Viskosität Glas nach Beispiel
in Poise

Liquidus-Temperatur
Arbeitsbereich
Oberer Kühlpunkt
(annealing point)
Erweichungspunkt

1454 1435

1193 1181

1023 1016

904 901

816
714
534
924

815
716
542
929

81,7 68,9
534 542

1427 1404

1173 1148

1008 992

893 877

807

708

533

921 939

69,4 36,1

533 532

714 716 708 703

Diese Beispiele zeigen, daß sich in den Glasmassen nach der Erfindung physikalische Eigenschaften vereinigen, die in ihrer Gesamtheit die Glasmassen bei hohen Durchsätzen und Ausbeuten nach dem Pittsburgh-Verfahren und dem Floatverfahren verarbeitbar machen und zu einem Glas von ausgezeichneter Qualität führen.

Die Beispiele zeigen ferner, daß die Glasmassen ausgezeichnete Schmelz- und Verarbeitungseigenschaften haben. Niedrige Schmelztemperaturen des Glases sind aus Gründen der Brennstoffersparnis wünschenswert. Wichtiger ist, daß bei sonst gleichen Bedingungen die Bestandteile des Glassatzes um so schneller flüssig werden und miteinander zu reagieren beginnende tiefer die Schmelztemperatur liegt. Wichtig ist dies vor allem deshalb, weil bei einem langsam sich verflüssigenden Glassatz im Ofen mehr Staub entsteht, was eine vermehrte Staubemission in die Atmosphäre zur Folge haben und das Regenerativsystem verstopfen kann.

Das Glas sollte während des Schmelzvorgangs eine niedrige Viskosität haben, d. h. eine Viskosität von etwa 100 Poise (Log. der Viskosität = 2), damit es im erwünschten Grad homogen und frei von Luftbläschen wird. Wie die Beispiele zeigen, haben die Gläser nach der Erfindung niedrige Schmelztemperaturen, nämlich solche im Bereich von etwa 1400 bis 146O⁰C. Unter Schmelztemperatur versteht man die Temperatur, die erforderlich ist, um das Glas in eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 100 Poise überzuführen.

Andere wichtige Eigenschaften der Glasmassen, die im Hinblick auf den Durchsatz und die Ausbeute in der Flachglashcrstcllung eine große Rolle spielen, sind die Liquidus-Temperatur und der Arbeitsbereich. Der Liquidus bezeichnet die Temperatur, bei der sich eine Entglasung zuerst zeigt. Bei knapp unter dem Liquidus liegenden Temperaturen tritt eine Entglasung verhältnismäßig rasch ein, die, wenn man ihr nicht entgegenwirken würde, das Glasband oder die Glastafel ruinieren und die Produktionsleistung stark verringern würde. Vor kurzem wurde beobachtet, daß sich die Entglasung am Arbeitsende der großen Wannen und hier an Stellen abspielt, an denen das Glasbad sich im Ruhezustand befindet, d. h., an denen keine Fließbewegung herrscht.

ίο Wenn das entglaste Material aus dem einen oder anderen Grund schmilzt, entwickelt es Gasblasen, die in dem fertigen Glasband zurückbleiben. Mit dem Liquidus und dem Problem der Entglasung in gewisser Weise verwandt ist der Arbeitsbereich des Glases. Unter dem Arbeitsbereich versteht man die Temperaturspanne zwischen der Temperatur, bei der das Glas ausgeformt wird (Log. d. Viskosität = 4) und der Liquidustemperatur. In der Flachglasherstellung, im besonderen, wenn dabei nach dem Ziehverfahren gearbeitet wird, ist eine niedrige Liquidustemperatur und ein breiter Arbeitsbereich zweckmäßig. Eine niedrige Liquidustemperatur schützt an kalten Stellen des Ofens oder des Ziehherdes vor einer Entglasung. Ein breiter Arbeitsbereich ist deshalb zweckmäßig, weil bei einem zu engen Arbeitsbereich die Temperatur, bei der das Glas ausgeformt wird, nahe bei der Liquidustemperatur läge. Die Folge wäre, daß an verschiedenen Stellen des Ziehherdes Entglasungsprodukte entstehen. Solche Entglasungsprodukte haben neben anderen schädigen-

jo den Wirkungen vor allem die Wirkung, daß sie den Durchsatz und die Produktionsleistung vermindern. Beispielsweise setzen sich entglaste Badanteile an den Seiten des Ziehherdes ab, so daß ein Glasband mit verdickten Kanten entsteht, das infolge dieses Nachteils

J3 mit geringerer Geschwindigkeit gezogen werden muß. Überdies unterliegt ein Band mit dicken Kanten viel stärker der Gefahr, in der Ziehmaschine zu zerbrechen. Hinzu kommt, daß die kristallisierten Entglasungsprodukte, wenn sich solche bilden, aus dem Ziehherd herausgeschmolzen werden müssen und das Ziehen zu diesem Zweck unterbrochen werden muß. Dies kann zu einem zwölfstündigen Produktionsvcrlust führen und stört in erheblichem Maß den Glasfluß in anderen Teilen der Wanne. Nach dem erneuten Aufheizen der

-T, nichthomogenen Glasmasse tritt zunächst ein weiterer Produktionsverlust auf. Aus diesem Grund hat man die Glasmassen nach der Erfindung durch eine sorgfältige Zusammensetzung auf niedrige Liquidustcmperaturen, beispielsweise solche von 916 bis 94I°C, und breite

w Arbeitsbereiche, beispeilsweise solche von 35 bis ^L)0,6"C, eingestellt. Im Vergleich hierzu hat handelsübliches Tafelglas eine Liquidustemperatur von etwa 1004"Cund einen Arbeitsbereich von 26,7°C. Handelsübliches Floatglas hat zum Vergleich eine Liquidustemperatur von etwa 1002⁰C und einen Arbeitsbereich von etwa 17,2⁰C. Entglasungen an der Berührungsfläche zwischen der Wanne und dem Zinnbad sind beim Floatverfahren eine ernste Schadensquelle.

Ein Glas von der Zusammensetzung nach Beispiel 5

ho ist für die Verarbeitung nach dem Floatverfahren besonders geeignet. Die niedrigere Liquidustemperatur und der größere Arbeitsbereich, die dieses Glas gegenüber handelsüblichem Floatglas hat (921 "C bzw. 69,4°C gegen 999°C bzw. 6,1⁰C), bieten eine größere

h5 Möglichkeit, Entglasungen zu verhindern. Da das Glas nach Beispiel 5 einen niedrigeren Schmelzpunkt als handelsübliches Floatglas hat, tritt es auch bei einer niedrigeren Temperatur in das Floatbad ein. Dies

bedeutet einen geringeren Unterschied der Glastemperatur zwischen seinem Eintritt in das Bad und seinem Austritt aus dem Bad und macht höhere Durchsätze möglich, als sie mit konventionellem handelsüblichem Floatglas erreicht werden können.

Die vom Glas nach Beispiel 5 gegen die Temperatur aufgetragene Viskositätskurve ist, wie aus Fig. 7 zu ersehen ist, etwas flacher als von handelsüblichem Floatglas. Je flacher diese Kurve ist, desto besser eignet sich das durch sie dargestellte Glas für die Verarbeitung to nach dem Floatverfahren. Eine flachere, gegen die Temperatur aufgetragene Viskositätskurve zeigt an, daß bei einem bestimmten Temperaturabfall in der Querrichtung des Glasbandes die Viskositätsunterschiede in der Querrichtung des Bandes geringer sein werden. Der geringere Viskositätsabfall in der Querrichtung hat die Wirkung, bei der Herstellung von dünnem Glas Verzerrungen und Verziehungen der Glastafel zu verhindern.

Das aus dem Glassatz nach Beispiel 5 hergestellte Bad hat in seiner Gesamtheit, besonders in seinen heißeren Teilen, eine um 16,7 bis 27,8°C niedrigere Verarbeitungstemperatur als das konventionelle Floatglasbad. Dies verringert den zum Erschmelzen des Bades erforderlichen Wärmebedarf, gestattet die Verwendung kürzerer Wannen und/oder erhöht den Durchsatz.

Ein die Schmelztemperatur tangierender weiterer Faktor, der indes im Hinblick auf einen erhöhten Durchsatz wichtiger als die Schmelztemperatur ist, ist die Löslichkeit des Glassandes oder Siliciumdioxids in der Schmelze. Bei der Glasherstellung wird der Sand nicht geschmolzen, sondern gelöst. Je schneller der Sand bei der Schmelztemperatur in Lösung geht, desto schneller kann das Glasbad homogenisiert, geläutert und zu Flachglas verarbeitet werden. Man kann die Löslichkeit des Sandes in einer bestimmten Glasschmelze nach zwei in den folgenden Beispielen beschriebenen Methoden bestimmen.

Beispiele 7bis 16

Als »Reinglaszeit« bezeichnet man die Zeit, die erforderlich ist, um unter bestimmten Bedingungen eine

Tabelle I

Zusammensetzung der Glassätze

40 solche Menge eines Glassatzes niederzuschmelzen, daQ 100 g eines von Sandkörnern freies Glas erhalten werden.

In den nachstehend beschriebenen Versuchen werden die Reinglaszeiten von Glassätzen für handelsübliches Tafelglas (Beispiele 7 bis 10) mit Glassätzen nach der Erfindung (Beispiele 11 bis 16) verglichen.

Bei der Durchführung der Versuche gibt man in Platin-Rhodium-Schmelztiegel jeweils 100 g eines Glassatzes von der in der folgenden Tabelle I genannten Zusammensetzung hinein, stellt die Schmelztiegel in einen auf 1304°C erwärmten »Globar«-Ofen ein, erhöht die Temperatur automatisch um 1,67°C in der Minute auf 1371⁰C und hält die Proben unterschiedlich lang bei dieser Temperatur. Als Schmelzzeit gilt das Zeitintervall zwischen dem Einsetzen der Schmelztiegel in den Ofen bei 1304°C und ihrer Herausnahme aus dem Ofen bei 137 TC. Bei diesen Versuchen werden die Schmelztiegel in halbstündigen Abständen aus dem Ofen genommen.

Man prüft das Glas bei einer dreißigfachen Vergrößerung, um festzustellen, ob es noch Sandkörner enthält. Als Reinglaszeit gilt die Zeitspanne zwischen dem Einsetzen des Schmelztiegels in den Ofen und dem Zeitpunkt, an dem eine der in halbstündiger Folge dem Ofen entnommene Glasprobe frei von Sandkörnern ist.

Aus Gründen der Glasverfärbung, der Steinbildung und aus weiteren Gründen werden der Salzkuchenzusatz zum Glassatz und das Gewichtsverhältnis zwischen dem Salzkuchen und der Kohle locker gehandhabt. Man verwendet 6,8 und 13,6 kg Salzkuchen auf 453 kg Sand und den Salzkuchen zur Kohle in einem Verhältnis von 60:1 und 30:1.

Im folgenden zeigt die Tabelle I die Zusammensetzung der untersuchten Glassätze und die Tabelle II den Reinheitsgrad des Glases durch die Nennung der Zahl der in ihm gefundenen Sandkörner. Aus den Angaben geht hervor, daß die Glasschmelzen nach der Erfindung bei einem Salzkuchenzusatz von 6,8 und 13,6 kg schneller von ungelösten Sandkörnern frei werden als die Schmelzen aus konventionellen Glassätzen. Genau gesagt sind die Reinglaszeiten bei den Glassätzen nach der Erfindung um 15 bis 30% kürzer als bei' den Vergleichsschmelzen.

	Gewichtsteile	8	Tafelglas	10	11	Glas nach	Erfindung	14	15	16
	Handelsübliches	70,00		70,00	70,00	Beispiel		70,00	70,00	70,00
	Beispiel	20,86	9	20,86	25,60	12	13	24,99	25,76	24,99
	7	16,03	70,00	16,03	18,20	70,00	70,00	17,85	17,85	17,85
Sand	70,00	4,99	21,63	4,99	4,55	24,85	25,76	5,15	5,15	5,15
Soda	21,63	5,39	16,03	5,39	0,189	18,20	17,85	1,33	1,33	1,33
Dolomit	16,03	2,10	4,99	2,10	1,05	4,55	5,15	2,10	1,05	2,10
Aplite	4,99	0,07	5,39	0,035	0,0175	0,189	1,33	0,07	0,035	0,035
Kalkstein	5,39	0,056	1,05	0,056	0,056	2,10	1,05	0,056	0,056	0,056
Salzkuchen (S. K.)	1,05	13,6/	0,035	13,6/	6,8/	0,07	0,0175	13,6/	6,8/	13,6/
Kohle	0,0175	453	0,056	453	453	0,056	0,056	453	453	453
Englischrot	0,056	30/1	6,8/	60/1	60/1	13,6/	6,8/	30/1	30/1	60/1
S. K./Sand	6,8/		453			453	453
	453	30/1		30/1	60/1
S. K./Kohle	60/1

Tabelle Π

Anzahl der ungelösten Sandkörner und Reinglaszeiten

Stunden	Beispiel 7	9	Stunden Beispiel 11	bestimmt	Durchschnitt 3,25 Std.	Beispiel 10	g
2 2V₂ 3	nicht bestimmt 249 1	nicht bestimmt 1 keine	2 nicht Z /₂ Q			nicht bestimmt 666 3	nicht bestimmt 884 37
3V₃	keine	keine	3 keine	bestimmt		keine	1
4	keine	keine	3¹A nicht			keine	keine
Stunden	Beispiel 13	15	Durchschnitt 2,25 Std.	Beispiel 16	14
IV₂ 2	nicht bestimmt 19	2580 5		197 1 keine	1400 9
2V₂	keine	keine		keine nicht bestimmt	1
3 3V₂	keine keine	keine nicht bestimmt	Durchschnitt 2,75 Std.	Beispiel 12	keine nicht bestimmt
		nicht bestimmt 28 3
	keine

Als Ergebnis der Versuche kann zusammenfassend gesagt werden, daß die Reinglaszeiten bei den Glassätzen von der erfindungsgemäßen Zusammensetzung um 15 bis 30% kürzer sind als bei den Glassätzen für die Herstellung von handelsüblichem Tafelglas. Sie gehen in der Regel nicht über 2,75 Stunden hinaus und liegen oft sogar darunter. Glassätze von konventioneller Zusammensetzung haben dagegen Reir.glaszeiten, die bei 3,25 Stunden liegen. Bei gleichen Versuchen mit Glassätzen für die Herstellung von handelsüblichem Floatglas ergibt sich, daß hier die Reinglaszeiten bei 3'/2 bis 4 Stunden liegen.

Beispiel 17

In diesem Beispiel wird eine zweite Methode zur Bestimmung der Löslichkeit von Siliciumdioxid anhand eines Versuches beschrieben, bei dem drei Glassätze, von denen einer der Erfindung entspricht, die beiden anderen die für die Herstellung von handelsüblichem Tafelglas bekannte Zusammensetzung haben, getrennt in einem Kleinofen »Mikro-Bar«, von der Abar Corporation in Feasterville, Pa., USA, hergestellt, auf eine Temperatur von 1385° C erhitzt werden. Dann führt man in die Mitte einer jeden Schmelze ein einzelnes Sandkorn ein und stellt unter Verwendung einer Mikrometer-Ablesevorrichtung die Lösungsgeschwindigkeit fest. Bei jedem der drei Versuche verwendet man kugelige, mit Hilfe eines Stereomikroskops herausgesuchte Sandkörner von gleichem Durchmesser. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 111 genannt. Ergänzend sei vermerkt, daß das verwendete handelsübliche Tafelglas die Zusammensetzung SiO₂ 73,09%; Na₂O 13,31%; K₂O 0,24%; CaO 8,19%; MgO 3,65%; AI₂O₃ 1,22%; SOj 0,22% und Fe₂O₃ 0,12%, und

das verwendete handelsübliche Floatglas die Zusammensetzung SiO₂ 73,06%; Na₂O 13,64%; K₂O 0,03%; CaO 8,86%; MgO 3,86%; AI₂O₃ 0,12%; SO₃ 0,30% und Fe₂O₃ 0,13% hat.

so Tabelle III

Lösungsgeschwindigkeit eines Sandkornes in flüssigem Glas bei 138S"C.

Abge	Handelsüb	Handelsüb	Glas nach
laufene	liches Tafel	liches Float	Beispiel 1 der
Zeit in	glas	glas	Beschreibung
Minu	Durchmesser	Durchmesser	Durchmesser
ten	des Sand	des Sand	des Sand
	korns in	korns in	korns in
	Mikron	Mikron	Mikron

600
552
486
450
438

600
510
462
426
396

600 492 432 390 348

Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß das Sandkorn sich schneller in dem Glas nach der Erfindung als in den beiden Vergleichsgläsern löst. Der Logarithmus der Viskosität zeigt in Poise ausgedrückt für die drei Gläser bei der genannten Temperatur die folgenden Werte: handelsübliches Tafelglas 2,32; handelsübliches Floatglas 2,18; Glas nach der Erfindung 2,23. Bemerkenswert ist vor allem, daß sich das Sandkorn in dem Glas nach der Erfindung schneller löst als in handelsüblichem Floatglas, obwohl das letztere bei der angewandten Temperatur weniger viskos ist. Das Glas nach der Erfindung hat hiernach ein überraschend hohes Lösungsverniögen für Siliciumdioxid, d. h. ein wie beschrieben in eine Glasschmelze von der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eingebrachtes Sandkorn mit einem Durchmesser von 600 Mikron hat nach einer Stunde nur noch einen Durchmesser von 350 Mikron.

Weiin das Glas erschmolzen, geläutert und ausgeformt worden ist, wird es kontinuierlich gekühlt und zugeschnitten. Eine gute Schneidbarkeit des Glases ist sehr wichtig, weil durch sie Schnittverluste vermindert und folglich die Glasausbeute erhöht werden kann. Worauf sie beruht, ist nicht leicht zu erklären. Man nimmt an, daß sie mit den elastischen Eigenschaften des Glases, dem Youngschen Elastizitätsmodul und der Poissonschen Konstanten zusammenhängt. Es hat sich erwiesen, daß das Glas nach der Erfindung so günstig zusammengesetzt ist, daß sich daraus niedrige Werte für den Youngschen Elastizitätsmodul und die Poissonsche Konstante ergeben, d.h. weniger als 7,03 · 10⁵ kg/cm² für den Youngschen Elastizitätsmodul und weniger als 0,25 für die Poissonsche Konstante. Handelsübliches Floatglas hat dagegen einen Youngschen Elastizitätsmodul von 7,05 · 10⁵ kg/cm² und eine Poissonsche Konstante von 0,254. Infolge dieser günstigen Elastizi- 3^r> tätseigenschaften lassen sich die Gläser nach der Erfindung viel leichter schneiden als vergleichbares handelsübliches Float- und Tafelglas.

Die für den Youngschen Elastizitätsmodul und die Poissonsche Konstante gemessenen geringeren Werte sind von besonderem Nutzen bei der Ausformung des erfindungsgemäßen Glases nach dem Floatverfahren. Diese Eigenschaften werden für das Glasband beim Übergang vom Zinnbad zum Kühlofen (Aushärteofen) wichtig. Hier muß das Band fest genug sein, daß es sich nicht verzieht, und elastisch genug, daß es nicht zerbricht. Die niedrigen Werte der Elastizitätskonstanten lassen die Verziehbarkeit des Glases unbeeinflußt, vermindern dagegen seine Zerbrechlichkeit.

Außer im Hinblick auf die Schneidbarkeit des Glases sind dessen Elastizitätseigenschaften auch in einem bedeutenden Maß für das Entstehen von thermischen Spannungen entscheidend, sei es beim Vorwärmen, Kühlen oder Tempern oder sei es bei der thermischen Dauerbeanspruchung oder beim Aufschmelzen von Glas auf Glas oder von Glas auf Metal). Man nimmt allgemein an, daß diese Spannungen um so größer sind, je mehr der lineare Ausdehnungskoeffizient zunimmt. Obwohl diese Annahme allgemein gesprochen zutrifft, bleibt sie an der Oberfläche, weil sie den Einfluß der elastischen Eigenschaften des Glases auf die thermischen Spannungen nicht berücksichtigt. Wenngleich daher das Glas nach der Erfindung höhere lineare Ausdehnungskoeffizienten hat als handelsübliches Tafel- und Floatglas, so geben ihm seine verbesserten elastischen Eigenschaften doch etwa die gleiche Potentialität für die Entwicklung thermischer Spannungen wie sie in handelsüblichem Tafel- und Floatglas vorhanden ist. Nachstehend sind die elastischen Eigenschaften und die linearen Ausdehnungskoeffizienten von einem für die Erfindung typischen Tafelglas und einem handelsüblichen Floatglas genannt:

Eigenschaft

Glas nach Beispiel 1 Handelsübliches Floatglas

Youngscher Elastizitätsmodul (E)
Poissonsche Konstante (μ)

Linearer Ausdehnungskoeffizient (a)

6,76 · 10⁵ kg/cm²

0,244

9,2 · Kr⁶AC 7,05 · 10⁵ kg/cm²

0,254

8,5 · 10"⁶/'C

Die thermische Spannung im Glas ist nach der folgenden Formel dem durch 1 minus der Poissonschen Konstanten geteilten Produkt aus dem Youngschen Elastizitätsmodul und dem linearen Ausdehnungskoeffi- ^r>o zienten proportional.

Thermische Spannung <* -

In den obigen Beispielen haben die Gläser für die Entwicklung von thermischen Spannungen eine Potentialität, die bei den Gläsern nach der Erfindung bei 8,01 kg/cm²/°C, bei den handelsüblichen Gläsern dagegen bei 8,2 kg/cm²/⁰ C liegt. Man sieht, daß bei sonst gleichen Gegebenheiten zwischen dem Glas von der bo erfindungsgemäßen Zusammensetzung und dem handelsüblichen Glas nur ein geringer Unterschied im Hinblick auf das Entstehen von thermischen Spannungen besteht. Diese Feststellung ist für die industrielle Herstellung des Glases nach der Erfindung von Wichtigkeit und Vorteil. Es ergibt sich daraus, daß man dabei für das Vorwärmen, Kühlen, Tempern und Verschweißen des Glases die herkömmlichen Ausrüstungen verwenden kann. Da zudem das Glas nach der Erfindung etwa die gleiche thermische Widerstandsfähigkeit wie handelsübliches Float- und Tafelglas hat, kann man es auch für die gleichen Zwecke verwenden, für die Float- und Tafelglas geeignet sind, ohne daß ein größerer Verlust durch Wärmebruch als bei diesen eintritt. Das Glas nach der Erfindung ist auch für die Herstellung von geschweißten Doppelglasplatten geeignet, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 2 624 und 28 94 294 beschrieben sind. Doppelglasplatten mit einer Größe von 56 χ 46 cm haben, aus dem Glas nach Beispiel 1 hergestellt, Schweißzeiten von 27 bis 30 Sekunden, während für das Verschweißen von nach dem Pittsburgh-Verfahren hergestellten handelsüblichen Glastafeln von gleicher Größe Zeiten zwischen 35 und 37 Sekunden erforderlich sind. Infolge der kürzeren Schweißzeiten erhöht sich die Ausbeute bei der Herstellung von verschweißten Doppelglasplatten um 7%.

Obwohl, wie gesagt, die Gläser nach der Erfindung etwa die gleiche Potentialität für die Entwicklung von thermischen Spannungen haben wie die handelsüblichen

Gläser, lassen sie sich doch, wie sich gezeigt hat, schneller und bei einer niedrigeren Temperatur thermisch tempern als handelsübliches Tafelglas.

Beispiel 18 .-

Um das Verhalten des erfindungsgemäßen Glases beim thermischen Tempern zu untersuchen, führt man unter Verwendung der aus den US-Patentschriften 32 23 501, 34 81 724 und 34 09 422 bekannten Gasotentemperverfahren eine Reihe von Temperversuchen iu durch.

Für den ersten von drei Versuchen schneidet man 670 Stücke eines nach dem Pittsburgh-Verfahren in einer Stärke von 3,175 rnm hergestellten Tafelglases von der Zusammensetzung nach Beispiel 1 auf eine Größe von 71 χ 76 cm und für den zweiten dieser Versuche 700 Stücke eines Glases von derselben Art und Stärke auf eine Größe von 79,4 χ 733 cm zurecht.

Im ersten Versuch erhitzt man einen Gpstemperofen von herkömmlicher Bauart und setzt die Glasplatten 2» darin ein. Der Ofen hat eine beheizte Gesamtlänge von etwa 20 m, eine mit elektrischen Wärmestrahlheizern und einer aus einem Rollenförderer von 9 m Länge ausgerüstete Vorwärmzone und eine mit einem Gasträgerbett und einem Scheibenantrieb von 11 m Länge ausgerüstete Gasheizzone. Nach dem Verlassen des Ofens kann den Glasplatten mit Gebläsen von oben und unten durch eine zwischen den Gebläsen liegende Öffnung hindurch Abschreckluft zugeführt werden. Die öffnung ist auf eine Weite von etwa 6,1 mm eingestellt, in

Im ersten Versuch werden die 30 χ 28 χ 0,3175 cm messenden Glastafeln bei einer Laufgeschwindigkeit von 69 m in der Minute und einem Zeitabstand von etwa 6 Sekunden zwischen zwei Tafeln behandelt. Man stellt den Druck der von oben zugeführten Luft auf etwa 167 g/cm² und den Druck der von unten zugeführten Luft auf etwa 184 g/cm² ein. Die Glastafeln zeigen am Ende des Versuches einen befriedigenden Tempergrad. Man überzieht Glastafeln vom Anfang, aus der Mitte und vom Ende des Versuchs an ihren Kanten mit einem to Klebestreifen und zerbricht sie. Man erhält Bruchstücke von geringer Größe, was ein gründliches Tempern anzeigt Die Verluste im Ofen betragen nur etwa 1,9% der Verluste, die beim Tempern von handelsüblichem Glas entstehen. Handelsübliches Glas kann, um einen gleichen Tempergrad zu bewirken, im gleichen Gastemperofen nur mit einer Laufgeschwindigkeit "on 60 m in der Minute behandelt werden. Dies bedeutet einen um 15% schnelleren Durchsatz bei dem Glas von der Zusammensetzung nach Beispiel 1. w

In dem mit den 79,4 χ 73,8 χ 03175 cm messenden Glastafeln durchgeführten zweiten Versuch wird bei einer Laufgeschwindigkeit von 66 m in der M-nute eine volle Temperung erreicht. Wenn man vergleichsweise handelsübliches Tafelglas von denselben Abmessungen im selben Gasofen tempert, muß man mit einer Laufgeschwindigkeit von 60 m in der Minute arbeiten, um den gleichen Tempergrad zu bewirken. Dies bedeutet einen um 11% schnelleren Durchsatz bei dem Glas von der Zusammensetzung nach Beispiel 1.

Man führt unter Verwendung eines anderen Gasofens, als er für die beiden ersten Versuche verwendet wird, einen dritten Versuch durch. Hierfür verwendet man 1292 Tafeln eines nach dem Pittsburgh-Verfahren hergestellten Glases von der Zusammensetzung nach Beispiel 1. Die Glastafeln sind 4,762 mm stark und 193x91 cm groß. Der Gasofen hat eine beheizte Gesamtlänge von 17 m, eine mit elektrischen Wärmestrahlheizern und einem Rollenförderer von 8,5 m Länge ausgerüstete Vorwärmzone und eine mit Gasträgerbett und einem Scheibenantrieb von 8,5 m Länge ausgerüstete Gasheizzone. Nach dem Verlassen des Ofens kann den Glastafeln mit Gebläsen von oben und unten durch eine zwischen den Gebläsen liegende Öffnung hindurch Abschreckluft zugeführt werden. Die öffnung ist auf eine Weite von etwa 4,72 mm eingestellt.

Im dritten Versuch werden die Glastafeln bei einer Laufgeschwindigkeit von 72 m in der Minute und einem Zeitabstand von etwa 17,6 Sekunden zwischen zwei Glastafeln behandelt. Man stellt den Druck der von oben zugeführten Luft auf etwa 105 g/cm² und den Druck der von unten zugeführten Luft auf etwa 88 g/cm² ein. Glastafeln, die am Anfang, in der Mitte und am Ende des Versuchs entnommen, entlang ihren Kanten mit Klebestreifen überklebt und zerbrochen werden, zeigen einen befriedigenden Tempergrad. Wenn man vergleichsweise handelsübliches Tafelglas von denselben Abmessungen im selben Gasofen behandelt, muß man mit einer Laufgeschwindigkeit von nur 66 m in der Minute arbeiten, um den gleichen Tempergrad zu bewirken. Dies bedeutet einen um etwa 7% schnelleren Durchsatz bei dem Glas von der Zusammensetzung nach Beispiel 1.

Dem thei mischen Tempern in einem gewissen Grad ähnlich ist das chemische Tempern, das darin besteht, daß man Flachglas in geschmolzenes Kaliumnitrat eintaucht und die Natriumionen an der Glasoberfläche durch die Kaliumionen des Kaliumnitratbades austauscht. Da die Kaliumionen sehr viel größer als die Natriumionen sind, ruft der Austausch eine Druckspannung in der Oberfläche des Glases und eine Zugspannung in den inneren Bereichen des Glases hervor. Wie das folgende Beispiel zeigt, tauschen die Gläser nach der Erfindung Ionen schneller aus als handelsübliches Tafelglas. Ferner haben die Gläser nach der Erfindung bei niedrigen Ionenaustauschtemperaturen eine viel größere Spannung im Inneren, eine viel größere Druckspannung in der Oberfläche und eine viel größere Drucktiefe als handelsübliches Tafelglas.

Beispiel 19

In den Versuchen nach diesem Beispiel werden ein Muster eines Glases von der Zusammensetzung nach Beispiel 1 und im Vergleich hierzu ein Muster eines handelsüblichen Tafelglases von der Zusammensetzung SiO₂ 73,09%; Na₂O 13,31%; CaO 8,19%; MgO 3,65%; AI₂O₃ 1,22%; Fe₂O₃ 0,12%; K₂O 0,24% und SO₃ 0,22% auf ihr Verhalten beim chemischen Tempern untersucht.

Man führt die Versuche auf die Weise durch, daß man Glasmuster von den Abmessungen

5,08 χ 5,08 χ 0,229 cm 4 bis 64 Stunden bei Temperaturen von 438⁰C und 454⁰C in geschmolzenes Kaliumnitrat eintaucht und die Geschwindigkeit des Ionenaustausches nach der in der US-Patentschrift 24 60 515 beschriebenen Quarzkeiltechnik mißt. Man stellt die Entwicklung von Spannungen anhand der mit der Quarzkeiltechnik für die innere Spannung ermittelten Werte und den Oberflächendruck zur Bestimmung des Bruchmoduls nach der mit konzentrischen Ringen arbeitenden Prüfmethode fest. Für den Versuch mit den konzentrischen Ringen verwendet man ein Glasmuster mit einer Fläche von 25,8 cm². Der größere kreisrunde Ring hat eine innere Weite von 5,08 cm, der kleinere kreisrunde Ring eine innere Weite von 2,54 cm. Die beiden Ringe haben messerförmige Kanten, die die 25,8 cm² große Fläche des Glasmusters in senkrechter

Richtung berühren. Die Belastungsgeschwindigkeit ist 0,0508 cm in der Minute und die genannte Druckbeiastung ist die in kg/cm² gemessene mittlere Druckbelastung, bei der die Prüfkörper versagen, d. h. Glasbruch eintritt. Man stellt die Druckbelastung in kg/cm² auf die Weise fest, daß man die in Kilogramm gemessene tatsächliche Druckbelastung mit dem für 2,29 mm dickes Tafelglas geltenden Spannungsumwandlungsfaktor multipliziert.

Beim Ermitteln des Bruchmoduls eines Glasmusters weichen die Versuchsergebnisse in der Regel weit voneinander ab, wenn man die Muster testet, ohne sie zuvor in ihrer Oberflächenbeschaffenheit zu harmonisieren. Die Uneinheitlichkeit der Versuchsergebnisse ist aller Wahrscheinlichkeit kleinen Oberflächenfehlern zuzuschreiben, beispielsweise feinen Rissen, die sich nicht übereinstimmend in allen Mustern finden. Um bei

einem Festigkeilsmeßverfahren zu zuverlässigen Ergebnissen zu kommen oder ein Glas auf seine Festigkeit zuverlässig prüfen zu können, ist es zweckmäßig, für die Prüfung ein angerauhtes Glasmuster zu verwenden. Wenn man Muster von verstärktem Glas anrauht, liefern ähnlich behandelte Muster gleicher Gläser fast reproduzierbare Prüfungsergebnisse. Dies erhöht das Vertrauen in die genannten Prüfungen. Fin Anrauhverfahren wird von Nordberg und Mitarbeitern im »Journal of the American Ceramic Society«, 47, 215-219 (1964) beschrieben. Wenn deshalb hier der Bruchmodul eines Glasmusters bestimmt worden ist, bezieht er sich auf ein angerauhtes Produkt.

Die Versuche nach diesem Beispiel und die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV wiedergegeben und in Fig. 1 bis 6 der Zeichnung graphisch dargestellt.

Tabelle IV	in Glas von der 438 C und 454	Zusammensetzung nach Beispiel C entwickelten Spannungen.	handelsübliches Tafelglas	1 und in handelsüblichem Tafelglas durch Ionen-	Bruchmodul (angerauht) kg/cm²	906	handelsübliches Tafelglas
Vergleich der austausch bei		Innere Spannung Millimikron/cm		Dicke der Deckschicht Mikron	handclsüblichcs Beispiel 1 Tafelglas	2601
Ionenaustausch Zeit in Stunden		Beispiel I	65	Beispiel 1		3076	843
		104		10	3287	1196
Bei 438 C	92	135	19	18		2044
4	139	166	30	25	1902	2727
16	185		38	32	2872
36	224	84	53		2762	914
64		130		15	2538	2288
Bei 454 C	113	178	24	26	2963
4	166	221	40	39	3194
16	232		52	50
36	284		63
64

Die Ergebnisse der Versuche nach diesem Beispiel machen die Überlegenheit des Glases von der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gegenüber handelsüblichem Tafelglas deutlich. In der Geschwindigkeit des lonenaustauschs, die man ermittelt, indem man die Änderung der Dicke der Druckschicht in Abhängigkeit von der Zeit mißt, ergibt sich zugunsten des Glases nach der Erfindung ein Verhältnis von nahezu 2 : 1. Ferner ist die Entwicklung von Spannungen im Inneren der Prüfkörper bei allen untersuchten Mustern um 35% höher. Wenn man den Ionenaustausch bei 438"C durchführt, ist der Bruchmodul bei jeder der gewählten Auslausch/eitcn bedeutend größer. Bei einem Ionenaustausch bei 454 C zeigt der Bruchmodul nach 36 und 64 .Stunden höhere Festigkeitswerte bei den Mustern aus handelsüblichem Glas. Diese Ergebnisse sind jedoch erklärlich, wenn man bedenkt, daß der Ionenaustausch bei cinur Temperatur durchgeführt wird, die deutlich unter dem unteren Kühlpunkt des Glasrmisters liegt und daß daher die entstehenden Spannungen sich nicht von selbst viskoelastisch abbauen. Das (ilas nach der f!rfinciunjz hat niedrigere untere Kiihlpunklc als Gläser von herkömmlichen Zusammensetzungen. In dem Maße, in dem sich die Temperatur beim Ionenaustausch erhöht, wird ihr der untere Kühlpunkt bei den Gläsern nach der Erfindung daher näher kommen, als dies bei handelsüblichen Tafelgläsern mit im allgemeinen höheren Kühlpunkten der Fall ist. Wenngleich die Gläser nach der Erfindung stärker zur Entwicklung einer

5» Druckspannung neigen, so haben sie gleichzeitig auch die entgegengesetzte Neigung, diese Spannung in dem Maß abzubauen, in dem man die lonenaustauschzeiten bei höheren Temperaturen verlängert. Dies ist jedoch keineswegs ein Nachteil, sondern zwingt nur dazu, die

■>■■> Gläser nach der Erfindung, an denen man einer Ionenaustausch bei höheren Temperaturen vornimmt aus dem loncnaustauschbad herauszunehmen, sobald sich die Druckspannung maximal entwickelt, der Abbau der Spannung aber noch nicht begonnen hat.

M) In den Gläsern nach der Erfindung findet sich eine Reihe von wünschenswerten physikalischen Eigenschaften, die in Verbindung miteinander eine hohe Produktionsleistung ermöglichen, mit einer hohen Qualität vereinigt, die Gläser auf eine Stufe mit handelsüblichem

μ Tafel- und Floatglas stellt und marktfähig macht. Eines der wichtigsten Kennzeichen für die Qualität eines Glases ist seine chemische Widerstandsfähigkeil, im besonderen seine Widerstandsfähigkeit gegen Feuchlig-

kcit. Wie clic nachstehend im Beispiel 20 beschriebenen Versuche zeigen, haben die Gläser nach der Erfindung, an ihrem Gewichtsverlust in Wasser, verdünnter Säure, verdünnter Lauge und zyklischer Feuchtigkeit gemessen, die gleich gute Widerstandsfähigkeit wie handelsübliches Tafel- und Floatglas.

Beispiel 20

Bei diesen auf den Gewichtsverlust von Glas gerichteten Versuchen werden Flachglasmuster vor und nach einem halbstündigen Eintauchen in eine auf 100⁰C erwärmte besondere Lösung gewogen. Damit der Gewichtsverlust der Muster auf die dem Lösungsmittel ausgesetzte Gesamtfläche bezogen werden kann, werden die Glasmuster in ihren Dimensionen sorgfältig gemessen. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle V wiedergegeben.

Muster	Gewichtsver	Gewichts	Gewichtsver
	lust in	verlust in	lust in
	0,05%iger	Wasser	0,1 n-Natron-
	Schwefelsäure		lauge
	(mg/cm²/h)	(mg/cm²/h)	(mg/cm²/h)

Glas nach
Beispiel 3

Glas nach
Beispiel 4

Glas nach
Beispiel 5

Glas nach
Beispiel 6

0,02
0,02
0,02
0,01

0,01
0,07
0,01
0,05

0,18

Tabelle V

Versuche zur Feststellung von Gewichtsverlusten

Muster	Gewichtsver	Gewichts	Gewichtsver
	lust in	verlust in	lust in
	0,05%iger	Wasser	0,1 n-Natron-
	Schwefelsäure		lauge
	(mg/cm²/h)	(mg/cm²/h)	(mg/cm²/h)
Handels	0,02	0,03	0,16
übliches
Tafelglas
Handels	0,02	0,02	0,21
übliches
Floatglas
	Tabelle VI

Aus Gründen der Marktfähigkeit des Glases muß dei Gewichtsverlust in Wasser und Säure nach allgemeinei Annahme unter 0,10mg/cm²/h liegen. Es hat sich gezeigt, daß diese Ergebnisse innerhalb eines Bereich; von ±0,02 mg/cm²/h reproduzierbar sind. Bei den ir zyklischer Feuchtigkeit durchgeführten Versucher werden die Flachglasmuster sorgfältig mit Wasser unc Alkohol gereinigt, worauf die Durchlässigkeit und die Trübung in Prozenten mit einem automatischer schwenkbaren Trübungsmeßgerät nach G a r d η e r das mit einem »Mluminant-A«-Filter ausgestattet ist gemessen wird. Man setzt die Muster dann in eine Kammer ein, in der eine 100%ige Feuchtigkeit herrscht und läßt die Temperatur in der Kammer in 90minütigerr Wechsel zwischen 32,2 und 60⁰C steigen und fallen Nach einer Behandlungsdauer von 15 Tagen werden die Muster gewaschen und wieder auf die oben beschriebene Weise geprüft. Die Versuchsergebnisse sind in dei folgenden Tabelle Vl wiedergegeben.

Muster

Vor der Behandlung Durchlässigkeit Trübung

Nach 15 Tagen
Durchlässigkeit Trübung

Handelsübliches Tafelglas	89,0	0,11	90,3	2,10
Handelsübliches Tafelglas	88,9	0,11	90,5	2,01
Handelsübliches Tafelglas	88,9	0,11	90,5	2,03
Handelsübliches Floatglas	88,7	0,11	89,4	2,19
Handelsübliches Floatglas	88,7	0,12	89,3	2,23
I liindclsüblichcs Floatglas	88,8	0,12	89,4	2,17
Glas nach Beispiel 1	89,1	0,10	89,1	1,23
(iliis nach Beispiel 1	89,2	0,10	89,2	1,18
Ciliis nach Beispiel 1	89,2	0,10	89,2	1,19

Die Tabelle zeigt, daß das Glas nach Beispiel I den handelsüblichen Gläsern gleichkommt und ihnen teilweise sogar überlegen ist.

Beispiele 21 bis 26

Die Versuche nach diesen Beispielen sollen zeigen, in ld Mal.! Glaser nach der Erfindung den dem Glassiit/. zugesetzten Salzkiichcn aufnehmen, d. h. nichi an die Atmosphäre abgeben.

Man stellt hierzu im Laboraloriumsmaßslab sech· Glasmassen her, indem man Glassätzc von der iir folgenden genannten Zusammensetzung gut durchmischt in »LiivasiUf-Schmclztiegcln 20 Stunden be

	25	23	22	37 702	24	26	0,25	26
	Beispiel		500		500		0,6	500
Bestandteile	21		235		185	25	15	146
(Gewichtsteile in g)	500	20	23	12,5	500	30	38
Glassand	210	150	500	122,5	150,5		117,5
Soda	15	20	190	38	39	1,23	32,5
Kalkstein	155	0,25	17,5	0,25	125		0,25
Dolomit	22	0,2	133,5	0,4	-		0,6
Aplite	0,25	5	30,7	10		15
Englischrot	0,2	10	0,25	20		30
Kohle	5		0,2
Salzkuchen	10	0,38	5	0,78	1,18
Menge des Salzkuchens			10
auf 1000 Teile Sand	0,38
Im Glassatz in Gew.-%		0,39
enthaltenes SO₃

Die Schmelzen nach Beispiel 21 bis 24 entsprechen Gläsern nach der Erfindung, die Schmelzen nach Beispiel 25 und 26 einem handelsüblichen Floatglas bzw. Tafelglas.

Der Salzkuchenzusatz zu den Glassätzen für die obigen Schmelzen wird in seiner Menge von der optimalen Schmelzgeschwindigkeit jedes Glassatzes bestimmt. Hierzu wurde im vorliegenden Fall den

Glassätzen in mehreren Versuchen von 0 bis 50Gew.-Teile Salzkuchen auf lOOOGew.-Teile Sand zugesetzt und die Salzkuchenmenge von Versuch zu Versuch um lOGew.-Teile erhöht. Die Salzkuchenmenge, mit der hierbei die größte Schmelzgeschwindigkeit erreicht wurde, gilt als die optimale Bedarfsmenge.

Nach ihrer Analyse haben die aus den Schmelzen erhaltenen Glasmassen die folgende Zusammensetzung:

Bestandteile

Gewichtsprozent auf Oxidbasis

Beispiele

21 22

24

26

Insgesamt 100,106 100,136 100,112 100,199 100,027 100,121

In den Glasmassen stehen Na₂O und CaO bzw. CaO und MgO in folgendem Gewichtsverhältnis: Na₂O/CaO 2,39 2,92 2,34 2,51 1,59 1,64

CaO/MgO 1,72 1,86 1,71 1,80 2,12 2,19

Die folgende Tabelle zeigt anhand der in Gewichtsprozenten genannten Mengen von im Glas gebundenem und freigesetztem SO₂, in welchem Maß der verwendete Salzkuchen zur Luftverschmutzung beiträgt.

71,33	70,40	72,31	72,73	73,47	73,75
16,56	18,65	15,73	15,73	13,43	13,00
0,11	0,10	0,15	0,17	0,02	0,16
6,92	6,40	6,73	6,20	8,45	7,92
4,01	3,45	3,75	3,51	3,96	3,61
0,77	0,70	1,03	1,25	0,12	1,14
0,076	0,076	0,082	0,079	0,077	0,081
0,31	0,36	0,32	0,46	0,50	0,46

Bestandteile	Gewichtsprozent auf Oxidbasis	22	23	24	25	26
	Beispiele	0,38	0,39	0,78	1,23	1,18
	21
Im Glassatz enthaltenes	0,38	0,36	0,32	0,46	0,50	0,46
SO₃ (Gew.-%)
Im Glassatz gebundenes	0,31	0,02	0,07	0,32	0,73	0,72
SO₃ (Gew.-%)
Freigesetztes SO₃	0,07	94,7	82,1	59,0	40,7	39,0
(Gew.-%)
Prozentsatz des im	81,6	5,3	17,9	41,0	59,3	61,0
Glas gebundenen SO₃
Prozentsatz des frei	18,4	Hierzu 2	Blatt Zeichnungen
gesetzten SO₃

Claims

Patentansprüche:

1. Flachglas des Systems
SiO₂-Na₂O-CaO-MgO-Al₂Oj-Fe₂Oi-SO)-(K₂O)

mit verbesserten Eigenschaften zur thermischen und chemischen Härtung,

gekennzeichnet durch

folgende Zusammensetzung in Gewichtsprozenten:

SiO₂

Na₂O

CaO

MgO

Al₂O₃

Fe₂Oj

SO₃

K₂O

mit den Bedingungen, daß diese Oxide zu mindestens 98 Gew.-% vorliegen, sowie

^CaO-(Gew.-%)= 1,3 bis 1,9,

70,0 -73,3 15,5 -19,0 5,5 - 7,7 3,5 - 4,9 0,1 - 1,5 0,03 - 0,7 0,2 - 0,5 O - 0,5

MgO