DE4141340C2 - Verfahren zum gleichzeitigen Biegen eines Paares von Glasscheiben unter Verwendung synthetischer gefällter amorpher Kieselsäure als Trennmaterial - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen eines Paares von Glasscheiben unter Verwendung eines spe­ ziellen Trennmaterials, welches zwischen gegenüberliegenden Oberflächenzweier zusammenpassender Glasscheiben eingebracht wird. Diese werden gleichzeitig bei erhöhter Temperatur ge­ bogen, wobei sie während des Biegens von einer Form zum Biegen von Glasscheiben gehalten und getragen werden.

Wenn Glasscheiben paarweise zu der Form wie sie für Ver­ bundwindschutzscheiben erwünscht ist, geformt werden, ist es notwendig, die Scheiben nach dem Biegen voneinander zu trennen und sie mit einer Kunststoffzwischenschicht zu einem Laminat zusammenzufügen.

Wenn kein geeignetes Trennmaterial zwischen die Glas­ scheiben eingebracht wird, können die erhöhten Temperatu­ ren, welche benötigt werden, um die Glasscheiben mittels Schwerkraft durchzubiegen, um sie der gestaltgebenden Form anzupassen oder um übereinanderliegende Glasscheiben gleichzeitig durch Druck zu biegen, ein Zusammenkleben der Glasscheiben während ihrer Formung bewirken, so daß sie ohne Beschädigung nicht mehr voneinander zu trennen sind.

Aus EP-A-414 232 ist ein Verfahren zum Biegen laminierter Glasscheiben bekannt, bei dem zwischen den Scheiben pulver­ förmige Kieselsäure als Gleitmittel angeordnet wird.

Es ist auch bekannt, natürliche Kieselsäuren aus Lagerstätten in der Form von handelsüblichen Diatomeenerden gemahlen zu einer wäßrigen Aufschlämmung vermischt und durch Sprühen auf eine der Hauptoberflächen einer der bei den Glasscheiben des Paa­ res, das gleichzeitig gebogen werden soll, in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise aufgetragen. Die Diato­ meenerdepartikel hielten die Glasscheiben in geringem Ab­ stand voneinander, wenn sie sich übereinstimmend durchbo­ gen, um sich der Gestalt der Biegeform anzupassen. Diato­ meenerdeteilchen haben jedoch eine zufällige Größenver­ teilung und sind von Natur aus hart, was, wie bisher nicht richtig erkannt wurde, Fehler in Form kleiner run­ der Punkte oder optische Verzerrungen, allgemein bezeich­ net als Ochsenauge, die in den Verbundglas­ windschutzscheiben auftreten, zur Folge haben kann.

Ebenfalls vor dieser Erfindung waren gefällte amorphe Kieselsäuren bekannt, die als Mattierungsmittel für Far­ ben oder zur Herstellung von mikroporösen Batteriesepara­ toren verwendet wurden.

In Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Aufl., Band 18 (1979), S. 651-656, sind als Füllstoffe verwendbare synthetische Kieselsäuren beschrieben. Die synthetischen Kieselsäuren bestehen aus kleinen Primärteilchen, die mehr oder weniger stark aggregiert sind, und wobei die Aggregate zu größeren Einheiten agglomerieren. In Band 21 (1982) werden auf S. 452 bis 472 unter dem Stichwort Siliciumdioxid na­ türliche und synthetische Produkte in allgemeiner Form be­ schrieben.

US-A-4,095,994 und US-A-4,263,051 beschreiben verschie­ dene Kieselsäurezusammensetzungen, die als Mattierungs­ mittel für Farben brauchbar sind. US-A-4,681,750 be­ schreibt eine Zusammensetzung gefällter amorpher Kiesel­ säuren, welche zur Herstellung von mikroporösen Batterie­ separatoren verwendbar ist und eine Methode solche Kie­ selsäurezusammensetzungen herzustellen.

Diese Patente enthalten keinen Hinweis, gefällte Kiesel­ säuren als Trennmaterial zwischen Glasscheiben zu verwen­ den, die gleichzeitig durch Erwärmen auf Erweichungstem­ peratur gebogen werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das gleichzeitiges Biegen übereinanderliegender Glas­ scheiben unter Erwärmen auf Erweichungstemperatur ermög­ licht, bei dem Fehlerbildung im Glas vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren von Anspruch 1 ge­ löst.

Völlig überraschend wurde gefunden, daß amorphe gefällte Kieselsäurezusammensetzungen mit einer Mohs-Härte von we­ niger als 1 als Trennmaterial zwischen gleichzeitig zu biegenden erweichten Glasscheiben zur Lö­ sung der Aufgabe verwendet werden kann.

Werden Glasscheiben paarweise oder eine höhere Anzahl gleichzeitig auf Erwei­ chungstemperatur erwärmt und gebogen, weisen die Scheiben geringe Neigung zur Bildung von Ochsenaugen oder Kratzern auf, wenn anstelle von Diatomeenerde gemahlene gefällte amorphe Kieselsäureteilchen als Trennmaterial verwendet werden.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden gefällten amorphen Kieselsäureteilchen haben eine Mohs-Härte unter 1 und vor­ zugsweise eine im Vergleich zu Diatomeenerde engere Korn­ größenverteilung.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die zu verwendenden Kieselsäureteilchen nach einem Ver­ fahren hergestellt, das in US-A-4,681,750 als erste Aus­ führungsform offenbart ist. Andere gefällte amorphe Kie­ selsäureteilchen, welche durch Mahlen und Klassieren von Kieselsäurepellets nach US-A-4,095,994, Crawford et al., Spalte 2, Zeile 20 bis Spalte 30, Zeile 53 produziert werden, liefern ebenfalls Trennmaterialien, die den unbe­ handelten Diatomeenerdekieselsäuren des Standes der Tech­ nik überlegen sind, jedoch die Wirkung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht errei­ chen.

Nach dem Stand der Technik sind für gewöhnlich Teilchen wie Quarz und Cristobalit in einem Trennmaterial wie Dia­ tomeenerde zu finden. Diese Materialien haben eine MOHS- Härte von etwa 7. Wenn diese Teilchen zwischen die Ober­ fläche von durch Wärme erweichten Glasscheiben gebracht werden, dringen übergroße Partikel während des Biegevor­ ganges in die Glasoberfläche ein und bilden ein Ochsenau­ ge.

Die Verwendung von gefällten amorphen Kieselsäureteilchen reduziert diesen Fehler deutlich. Insbesondere sind die erfindungsgemäß als Trennmittel zu verwendenden agglome­ rierten Kieselsäureteilchen beträchtlich weicher, als die der unbehandelten Kieselsäure, welche nach dem Stand der Technik verwendet wird und sie sind empfindlich gegenüber Druck, der zu einer Zerkleinerung der agglomerierten Teil­ chen führt. Die Tendenz der weicheren agglomerierten Teil­ chen, in kleinere Partikel zu zer­ brechen, wenn sie sich zwischen Glasscheiben befinden, welche gleichzeitig gebogen werden, macht es unwahr­ scheinlich, daß die Teilchen Ochsenaugen derart verursa­ chen, wie sie auftreten wenn härtere Teilchen unbehandel­ ter Kieselsäure in die Glasoberfläche eindringen und, vor allem, wenn größere Teilchen von Kieselsäure mit breiter Korngrößenverteilung das durch Wärme erweichte Glas an­ greifen. Zusätzlich ermöglicht das Klassieren der Kiesel­ säureteilchen vor dem Auftragen auf eine Glasoberfläche als Trennmittel das Aussortieren von gefällten amorphen Kieselsäureteilchen, so daß Teilchen mit einem engeren stark eingeschränkten Verteilungsbereich der Teilchengrö­ ße als bei den unbehandelten Kieselsäuren verwendet wer­ den. Die gefällte amorphe Kieselsäure, die erfindungsge­ mäß als Trennmaterial verwendet wird, ist nicht karzino­ gen, leicht zu einer wäßrigen Dispersion zu dispergie­ ren, relativ frei von abschleifenden Verunreinigungen, welche Glas oder Beschichtungen auf Glas während des gleichzeitigen Durchbiegens zerkratzen, kann rasch vom gebogenen Glas durch Abwaschen entfernt werden und mischt sich, falls nicht entfernt, in die Polyvinylbutyralzwi­ schenschicht, wenn ein Paar von gleichzeitig gebogenen Glasscheiben mit der Zwischenschicht laminiert wird.

Die beste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Aufbringen von gefällter amorpher Kiesel­ säure, die bisher als Mattierungsmittel für Farbe verwen­ det wurde, auf mindestens einer der einander gegenüber­ liegenden Oberflächen eines Paares von Glasscheiben, be­ vor die Glasscheiben gleichzeitig in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise durch Einsacken lassen und Pres­ sen gebogen werden. Gefällte Kieselsäure dieser Art kann, wie in US-A-4,681,750 und US-A-4,095,994 offenbart herge­ stellt werden. Erfindungsgemäß zu verwendende agglomerierte Kieselsäu­ reteilchen tendieren bei gleichzeitigem Biegen von durch Wärme erweichten Glasscheiben eher dazu in kleinere Teil­ chen zu zerbrechen, als in die einander gegenüberliegen­ den Oberflächen des erweichten Glases einzudringen. Dem­ gegenüber neigen unbehandelte Kieselsäurenteilchen auf­ grund ihrer Härte dazu beim Biegen eher in die weichen Glasoberflächen einzudringen, als zu zerbrechen.

Gefällte Kieselsäuren der bevorzugten Art sind als han­ delsübliche Mattierungsmittel erhältlich. Diese Materialien sind allgemein Agglomerate oder Aggregate der gefällten amorphen Kieselsäure mit einer maximalen Teilchengröße der Primärteilchen von 0,021 µm. Sie haben die folgenden in Tabelle I dargestellten Eigenschaften aufzuweisen:

Tabelle I

Vergleich der PPG Produkte nach Handelsbezeichnung

Die Teilchengrößenverteilung wurde nach der in US-A-4,927,802 beschriebenen Modifikation von ASTM C 690-80 bestimmt.

Das bevorzugte Material, welches erfindungsgemäß als Trenn­ mittel verwendet wird, ist eine handelsübliche gefällte Kieselsäure mit einer mittleren Teilchengröße der Agglome­ rate von 9,6 µm.

Beispiel

Um die Wirksamkeit gefällter amorpher Kieselsäure als Trennmaterial und im Reduzieren von Ochsenaugen zu zei­ gen, wurden verschiedene Trennmaterialien auf eine der gegenüberliegenden Oberflächen von Glasscheiben aufge­ bracht, die in Paaren zu einer Testwindschutzscheiben­ anordnung gebogen wurden, die besonders empfindlich ge­ genüber Ochsenaugendefekten ist.

Das Trennmaterial wurde als Dispersion mit dem Fachmann bekannter konventioneller Sprühpistole aufgebracht. Jede laminierte Windschutzscheibe wurde nach Biegen und der Laminierung auf Ochsenaugen untersucht.

Für diese Vergleichsprüfung wurden die Glasscheibenpaare der Kontrollgruppe A unter Verwendung von kommerzieller Diatomeenerde hergestellt, Glasscheibenpaare der Gruppe B wurden mit gereinigtem handelsüblichem Talkumpuder behandelt. Glasscheibenpaare der Gruppe C wurden mit einem handelsüb­ lichen Mattierungsmittel (amorphe Kieselsäure) und Glasschei­ benpaare der Gruppe D wurden mit einem anderen handelsüb­ lichen Mattierungsmittel behandelt. Die Konzentration des Trennmittels, die Zahl der Windschutzscheiben in jeder Testgruppe und der Prozentsatz von Testwindschutzscheiben, die aufgrund von Ochsenaugen als unbrauchbar aussortiert werden mußten, gehen aus Tabelle II hervor.

Tabelle II

Die Ergebnisse, die in Tabelle II gezeigt sind, zeigen die Überlegenheit von gefällter amorpher Kieselsäure (Gruppe C und D) gegenüber unbehandelter Kieselsäure (Gruppe A und B) als Trennmaterial für das Biegen von Glasscheibenpaaren. Die Gesamtanzahl von Ochsenaugen und die Zahl von Windschutzscheiben, die aufgrund von Ochsen­ augen ausgesortiert werden mußten, wird durch die erfin­ dungsgemäße Verwendung reduziert. Ein folgender Testlauf unter normalen Produktionsbedingungen und unter Verwen­ dung einer Mischung von 1,47 kg handelsüblichem Mattierungsmittel und 189 Liter Wasser als Trennmaterial ergab einen Mittelwert von weniger als 10 Ochsenaugen pro Charge, so daß aufgrund von Ochsenaugen weniger als 1 Prozent der Glasscheibenpaare als unbrauch­ bar aussortiert werden mußten.

Claims (8)

1. Verfahren zum gleichzeitigen Biegen eines Paares von Glasscheiben, bei dem die übereinanderliegenden Glasscheiben unterstützt werden, durch gleichzeitiges Erwärmen und Verformen, wobei zwischen die Glasschei­ ben vor dem Biegen Kieselsäure als Trennmaterial ein­ gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß gefällte amorphe Kieselsäure mit einer Mohs-Härte von weniger als 1 in der Form von Agglomeraten, die unter Druck leicht in kleinere Teilchen zerfallen, als Trennmaterial verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gefällte amorphe Kieselsäureteilchen mit solch einer Teilchengrößenverteilung verwendet werden, daß etwa 90 Prozent der Teilchen einen Durchmesser von wenigstens 2,8 µm haben und etwa 10 Prozent der Teil­ chen einen Durchmesser von wenigstens 9 µm haben.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gefällte amorphe Kieselsäureteilchen mit solch einer Teilchengrößenverteilung verwendet werden, daß etwa 90 Prozent der Teilchen einen Durchmesser von wenigstens 3,9 µm und etwa 10 Prozent dieser Teilchen einen Durchmesser von wenigstens 11,7 µm haben.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß gefällte Kieselsäureteilchen verwendet werden, die eine mittlere Teilchengröße im Bereich zwischen 4 und 10 µm haben.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß gefällte amorphen Kieselsäureteilchen verwendet werden, die eine mittlere Teilchengröße von etwa 9,6 µm haben.

6. Verfahren nach jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäureteilchen mit Wasser als Trägerma­ terial aufgeschlämmt und als wäßrige Aufschlämmung zwischen die beiden Glasscheiben eingebracht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung vor dem Erhitzen zwischen die Scheiben eingebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufschlämmung von 1,47 kg der Kieselsäure­ teilchen in 189 Liter Wasser eingesetzt wird.