DE2361195A1 - ALKALINE RESISTANT GLASS COMPOSITION - Google Patents
ALKALINE RESISTANT GLASS COMPOSITIONInfo
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Description
TsI. 2Ö44285TsI. 2Ö44285
W/Vh-3007 5.12.73W / Vh-3007 12/5/73
Pilkington Brothers Limited, Prescot Road, St, Helens,Pilkington Brothers Limited, Prescot Road, St, Helens,
Lancashire/EnglandLancashire / England
Alkalibeständige GlaszusammensetzungAlkali Resistant Glass Composition
Die Erfindting bezieht sich auf eine alkalibeständige Glaszusammensetzung mit einem die Widerstandsfähigkeit gegen Alkali erhöhenden Anteil von ZrO^.The invention relates to an alkali-resistant Glass composition with a resistance to Alkali increasing proportion of ZrO ^.
Eine derartige Glaszusammensetzung ist vorwiegend, wenn auch nicht ausschliesslich, für die Bildurig von Glasfasern geeignet.Such a glass composition is predominantly although not exclusively, for the imaging of fiber optics suitable.
Es ist bekannt, in einer Glaszusammensetzung einen. Anteil von ZrOp vorzusehen, um die Widerstandsfähigkeit gegen Alkali zu erhöhen. Es ist ferner bekannt, dass wesentliche Anteile von BpO, und/oder Alkalimetalloxiden (RpO) einen schädlichen Einfluss auf die Widerstandsfähigkeit gegen Alkali haben, obwohl diese beiden Bgstandteile andere vorteilhafte. Eigen-It is known to include one in a glass composition. Proportion of ZrOp to be provided in order to increase the resistance to Increase alkali. It is also known that substantial proportions of BpO and / or alkali metal oxides (RpO) are harmful Have an influence on the resistance to alkali, although these two components have other beneficial ones. Own
4Q9828/06964Q9828 / 0696
schaften aufweisen, die ihre Aufnahme in die Glaszusammensetzung wünschenswert machen. So unterstützen beispielsweisehave properties that their inclusion in the glass composition make it desirable. For example, support
sowohl Β,,Ο-, als auch R0O als Flussmittel das Schmelzen und 2 3 2both Β ,, Ο-, as well as R 0 O as flux the melting and 2 3 2
stehen der Neigung von ZrO2 entgegen t nämlich das Schmelzen zu erschweren. Ferner können die erwähnten Bestandteile die Eigenschaften des Glases zum Zwecke des Ziehens von Glasfasern verbessern.are the inclination of ZrO 2 against t make it difficult to melt namely. Furthermore, the mentioned ingredients can improve the properties of the glass for the purpose of drawing glass fibers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine alkalibeständige Glaszusammensetzung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die eine besonders hohe ,Beständigkeit gegen Alkali aufweist.The invention is based on the object of providing an alkali-resistant glass composition of the type mentioned at the outset To create a type that has a particularly high resistance to alkali.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Glaszusammensetzung als wesentliche BestandteileThis object is achieved in that the glass composition as essential components
45 bis 65 Gew# SiO2
6 bis 20 Gew% ZrO2 -und45 to 65 wt. # SiO 2
6 to 20% by weight of ZrO 2 and
20 bis 45 Gew% RQ20 to 45 wt% RQ
enthält, wobei die Summe von SiO2 + ZrO2 + RO nicht weniger als 94 Qev% beträgt, und RO CaO ist, von dem bis zu 10 Gev% durch BaO und/oder MgO, bis zu 8 Gew?ä durch SrO und bis zu 5 Gew?6 durch ZnO ersetzbar sind; und der sich gegebenenfalls ergebende Rest der Zusammensetzung aus mit den übrigen verträglichen Bestandteilen besteht.contains, wherein the sum of SiO 2 + ZrO 2 + RO is not less than 94 Qev% , and RO is CaO, of which up to 10 Gev% by BaO and / or MgO, up to 8% by weight by SrO and up to 5% by weight 6 can be replaced by ZnO; and the remainder of the composition, if any, consists of the remaining ingredients compatible.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht der Restker Zusammensetzung aus mindestens einem der folgendenIn accordance with a further feature of the invention, the remainder of the composition consists of at least one of the following
-3--3-
AO9828/0696AO9828 / 0696
Stoffe: TiO2, Al2O,, B2O5, Fe2O3, F2 und R2O, worin R2O KpO, Na0O oder Li2O ist, wobei ddr Anteil keines dieser Stoffe ■ j 5 Gew% übersteigt. Zweckmässig übersteigt der Anteil von R5O nicht 3 Gew% der Glaszusammensetzung.Substances: TiO 2 , Al 2 O, B 2 O 5 , Fe 2 O 3 , F 2 and R 2 O, in which R 2 O is KpO, Na 0 O or Li 2 O, the proportion of none of these substances Exceeds 5% by weight. The proportion of R 5 O expediently does not exceed 3% by weight of the glass composition.
Die erfindungsgemässen Glaszusammensetzungen enthalten also verhältnismässig grosse Anteile von ZrO2, während sie von B0O-, und R0O frei sind oder von diesen Anteilen nur geringe Anteile enthalten. Trotz der. Abwesenheit bzw. geringen Anwesenheit dieser Flussmittel ist ein einwandfreies Schmelzen der Glaszusammensetzungen nach der Erfindung ermöglicht.The glass compositions according to the invention therefore contain relatively large proportions of ZrO 2 , while they are free of B 0 O and R 0 O or contain only small proportions of these proportions. Despite the. The absence or low presence of these fluxes enables perfect melting of the glass compositions according to the invention.
Bei VErsuchen über die chemische Beständigkeit in wässriger oder alkalischer Umgebung zeigten die erfindungs-, gemässen Glaszusammensetzungen: vorzügliche Ergebnisse. Es wurde auch festgestellt, dass aus ihnen beispielsweise durch · Hochtemperaturblasen Glasfaserwolle leicht herstellbar ist.In tests on chemical resistance in an aqueous or alkaline environment, the invention, according to glass compositions: excellent results. It was also found that from them, for example, through High temperature blowing glass fiber wool is easy to manufacture.
Beispiele von Glaszusammensetzungen nach der Erfindung sind nachstehend aufgeführt.Examples of glass compositions according to the invention are given below.
In der nachstehenden Tafel 1 sind 18 Glaszusammen-. Setzungen, die ZrO2, SiO2 und CaO enthalten, aufgeführt, wobei vier verschiedene Anteile für ZrO2 (18, 14, 10 und 8 Gew%) mit veränderlichen Anteilen von SiO2 zwischen 45 und 65 Gew% und entsprechend umgekehrtem Anteil an CaO zwischen 45 und 21 Gew% angegeben sind. -. - . .. . .In the following table 1 are 18 glasses together. Settlements containing ZrO 2 , SiO 2 and CaO are listed, with four different proportions for ZrO 2 (18, 14, 10 and 8% by weight) with varying proportions of SiO 2 between 45 and 65% by weight and correspondingly reversed proportion of CaO between 45 and 21% by weight are given. -. -. ... .
-4--4-
409828/06 9 6409828/06 9 6
In der Tafel 2 sind 28 Glaszusammensetzungen angegeben, die die gemeinsame Bezeichnung C/07 aufweisen und die im einzelnen durch anschliessende dreiziffrige Zahlen identifiziert sind. Für die meisten dieser Glaszusammensetzungen sind die Anteile in M0I96 und Gew% angegeben worden. Ferner sind Angaben über die Liquidustemperatur und die durch genormte VersucheTable 2 shows 28 glass compositions which have the common designation C / 07 and which are individually identified by subsequent three-digit numbers. For most of these glass compositions the proportions have been given in M0I96 and% by weight. F e rn Data on the liquidus and by standardized tests
-5--5-
A09828/0696A09828 / 0696
festgestellte chemische Beständigkeit angeführt. Bei letzteren werden Proben von 10 gr des Glases zu Pulver gemahlen und mit 50 cm des angegebenen Reagens (Wasser, N/10 NaOH und N.NaQH-) behandelt. Das Gewicht der ausgezogenen Oxide ist in Milligramm angegeben.established chemical resistance listed. at the latter, samples of 10 g of the glass are ground to powder and mixed with 50 cm of the specified reagent (water, N / 10 NaOH and N.NaQH-) treated. The weight of the undressed Oxide is given in milligrams.
-6--6-
409828/0696409828/0696
zoge
nes
Oxidab
drew
nes
oxide
Mol% Ge\$159
Mole% Ge \ $
SiO2
CaONa 2 O
SiO 2
CaO
0.651.0
0.65
MoI^ Gew%158
MoI ^ wt%
1.10.6
1.1
0.731.2
0.73
Temperatur
TL in 0CLiquidus
temperature
T L in 0 C
ständigkeitChemical Be
persistence
Na2O
ZnOTiO 2
Na 2 O
ZnO
0.631.0
0.63
409828/0696409828/0696
zoge
nes
Oxidab
drew
nes
oxide
MoI^ Qetf/o 176
MoI ^ Qetf / o
Mol% Gew#178
Mol% wt #
(Al2O3 (0.1
(Al 2 O 3
TemperaturLiquidus
temperature
ständigkeitChemical Be
persistence
40982&/Q69e40982 & / Q69e
Tafel 2Table 2
186186
Mol#Mole #
199199
58.2 54 51.458.2 54 51.4
14.0 7 13.6614.0 7 13.66
22.8 32 28.4422.8 32 28.44
5 3.195 3.19
τ 2 3.28 τ 2 3.28
5.05.0
Liquidus-Temperatur TL in 0CLiquidus temperature T L in 0 C
13951395
14181418
137o137o
14001400
Chemische Beständigkeit Chemical resistance
Reagens abgezoge nes OxidReagent stripped oxide
mgmg
mgmg
mgmg
mgmg
409828/069S409828 / 069S
Glas Sir». C/07Glass sir ». C / 07
-9-Tafel 2 -9- Table 2
201
MbIJi Gew% . MoI^201
MbIJi wt%. MoI ^
202202
204204
205 Mbltf205 Mbltf
SiO2 SiO 2
ZrO2 ZrO 2
CaOCaO
MgOMgO
SrOSrO
BaOBaO
TiO2 TiO 2
Na2ONa 2 O
54 50.66 5454 50.66 54
7 13.46 77 13.46 7
30 26.27 3230 26.27 32
5 3;. 14 55 3 ;. 14 5
4 6.474 6.47
52.1 13.85 28.8 3.252.1 13.85 28.8 3.2
52.9352.93
17.4417.44
26.4726.47
3.173.17
1.991.99
58 54.2358 54.23
7 13.417 13.41
28 24.4428 24.44
5 3.145 3.14
2 4.772 4.77
TL in CLiquidus temp.
T L in C
ständigkeitChemical Be
persistence
genes
OxidReagent withdrawn
genes
oxide
CaOSiO 2
CaO
BaOMgO
BaO
( SrO(0.06
(SrO
0.11.3
0.1
0.121-3
0.12
0.391.0 -
0.39
0.3 .0.95
0.3.
0.250.05
0.25
( SrO(0.1
(SrO
A09828/0696A09828 / 0696
-10-Tafel 2 -10- Table 2
Glas Nr. C/07 MbIjSGlass no. C / 07 MbIjS
206206
208208
209209
211211
SiO ZrO, CaO MgO SrO IaO SiO ZrO, CaO MgO SrO IaO
2-2-
58 58.4858 58.48
7. 13.737.13.73
28 25.028 25.0
5 3.215 3.21
65.0 10.0 20.065.0 10.0 20.0
65.0
12.0
20.065.0
12.0
20.0
52.0 18.0 29.052.0 18.0 29.0
Na2ONa 2 O
TL in 0CT L in 0 C
ständigkeitpersistence
genesgenes
Oxidoxide
NaOH ^0 MgO
NaOH ^ 0
Na0HNaOH
BaOBaO
409828/0696409828/0696
-11-Tafel 2-11 table 2
!Glas
Nr. C/07!Glass
No. C / 07
212212
213213
214214
215215
216216
ZrO2 ZrO 2
CaOCaO
MgOMgO
SrOSrO
BaOBaO
TiO2 TiO 2
Na2ONa 2 O
ZnO . ZnO .
Al2O3 Al 2 O 3
51.0 19.0 29.051.0 19.0 29.0
50.0 20.0 29.O 52.0
14.0
24.0
10.050.0 20.0 29.O 52.0
14.0
24.0
10.0
1.01.0
1.01.0
54.0 55.( 13.5 S, 54.0 55. (13.5 S,
21.5. 39. (t» 3.021.5. 39. (t »3.0
8.08.0
Liquidus- !Temperat.Liquidus! Temperat.
ChemischeBeständifikeii: Rea- abgezogens genes OxidChemical characteristics: Rea- stripped oxide
mgmg
mgmg
mgmg
SiO CaO BaO ZnOSiO CaO BaO ZnO
0.130.13
0.40.4
0.225 0.25
0.140.225 0.25
0.14
0.35 0.150.35 0.15
1.6 O.S1.6 O.S.
N/10 NaOHN / 10 NaOH
SiO,SiO, CaOCaO MgOMgO BaOBaO ZnOZnO
0.7 0.13 0.65
0.120.7 0.13 0.65
0.12
0.85 0.S 0.15 O.li0.85 0. S 0.15 O.li
0.050.05
NaOHNaOH
SiO,SiO, CaOCaO MgOMgO BaOBaO ZnOZnO
1.65 0.351.65 0.35 1.55 0.341.55 0.34
1.9 0.31.9 0.3
0.10.1
2.6 0.62.6 0.6
-12--12-
4098287069640982870696
Die Liquidus-Temperaturen der Gläser C/07/208 bis 2Γ6 einschliesslich wurden nicht genau gemessen, aber es ist sicher, dass sie in den Bereich zwischen 1400 bis 1500 0C fällt. Die chemische Beständigkeit der Gläser C/07/211 und 213 wurde nicht gemessen, da diese Gläser dem Glas 212 sehr ähnlich sind und sich nur bezüglich des Gehalts an ZrO2 mit entsprechender Änderung des Gehalts an SiOp unterscheiden und daher zuverlässig vorher gesagt werden kann, dass ihre chemische Beständigkeit ähnlich ist. Das Glas 211 wird etwas weniger gut sein wegen des geringeren Gehalts an ZrO2, während das (Rias 213 etwas besser sein wird, da der ZrOp-Gehalt höher ist.The liquidus temperatures of the glasses C / 07/208 to 2Γ6 inclusive were not measured exactly, but it is certain that they fall in the range between 1400 and 1500 ° C. The chemical resistance of glasses C / 07/211 and 213 was not measured, as these glasses are very similar to glass 212 and only differ in terms of the ZrO 2 content with a corresponding change in the SiOp content and can therefore be reliably predicted that their chemical resistance is similar. The glass 211 will be a little less good because of the lower ZrO 2 content, while the (Rias 213 will be a little better because the ZrOp content is higher.
Bei Verwendung des höchst zulässigen Anteils von SiO2 (65 Gew%) kann ein Anteil bis zu 5 Gev$ Na2O in der Glaszusammensetzung enthalten sein, wie dies bei den Gläsern C/07/208 und 209 der Fall ist, um die Eigenschaften zum Ziehen von Glasfasern zu verbessern. Diese Gläser enthalten auch den kleinst zulässigen Anteil von CaO (20 Gew#). Im allgemeinen erhöht sich der Anteil von CaO bei fallendem Anteil von SiOp. Bis zu 10 Ge\i% des CaO kann durch BaO und/oder MgO, bis zu 8 Gew? les CaO durch SrO und bis 5 Gev% des CaO durch ZnO ersetzt werden. Durch das Eingliedern von MgO oder SrO kann eine geringfügige Senkung der Liquidus-Temperatur erreicht werden. Dies ist für die Herstellung von Glasfasern günstig. Ein kleiner Anteil ron TiO2 kann eingeschlossen sein, wie beispielsweise im GlasWhen using the highest permissible proportion of SiO 2 (65% by weight), a proportion of up to 5 Gev $ Na 2 O can be contained in the glass composition, as is the case with glasses C / 07/208 and 209, in order to improve the properties to improve the drawing of glass fibers. These glasses also contain the smallest permissible proportion of CaO (20 wt #). In general, the proportion of CaO increases as the proportion of SiOp decreases. Up to 10 Ge \ i% of the CaO can by BaO and / or MgO, up to 8 wt? les CaO can be replaced by SrO and up to 5 % by weight of CaO by ZnO. By incorporating MgO or SrO, a slight lowering of the liquidus temperature can be achieved. This is beneficial for the manufacture of glass fibers. A small proportion ron TiO 2 may be included, such as in glass
-13--13-
409828/0696409828/0696
Q/07/179t um eine ähnliche Absenkung der Liquidus-Temperatur zu erzielen, jedoch neigt TiO2 auch dazu, die Beständigkeit gegen Alkali zu senken,» so dass es nur in begrenztem Ausmasse, beispielsweise bis zu 5 Gew%, eingeführt werden darf. AIpCU bewirkt ähnliehe !Einflüsse, wie dies im Glas C/07/176 der Fall ist, Q / 07 / 179t to achieve a similar lowering of the liquidus temperature, but TiO 2 also tends to lower the resistance to alkali, »so that it may only be introduced to a limited extent, for example up to 5% by weight. AIpCU causes similar influences, as is the case in glass C / 07/176,
BpO^ oder F2 können ebenfalls bis zu 5 Gew%BpO ^ or F 2 can also be up to 5 wt%
beigefügt sein, um das SeJtamelzen zu unterstützen, Fe^O-z kann in den üblichen kleinen Anteilen bis zu 0,5'Gew% enthalten sein, die sich als natürliche Verunreinigungen von Rohstoffen ergeben.may be added in order to support SeJtamelzen, Fe ^ O-z contained in the usual small proportions up to 0.5% by weight be showing up as natural impurities of raw materials result.
AQ9828/0696AQ9828 / 0696
Claims (5)
6 bis 20 Qqv% ZrO2 und45 to 65 2
6 to 20 Qqv% ZrO 2 and
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