DE802649C - Verfahren zur Herstellung von Gegenstaenden aus Vielzellenglas - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Erzeugnissen von Vielzellenglas, die wegen ihres geringen Gewichtes, ihrer Warme- und Schallisolierfähigkeit und ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit und Chemikalien eine vorzügliche Eignung insbesondere für Bauzwecke besitzen.

Diese Erzeugnisse werden im allgemeinen hergestellt, indem man in dem Glas, während dieses ίο sich in geschmolzenem Zustand oder wenigstens in einem oberhalb seines Erweichungspunktes liegenden Temperaturzustandes befindet, Gasblasen erzeugt und dann das so erhaltene Produkt abkühlt.

Es sind schon verschiedene Verfahren beschriehen bzw. angewandt worden, bei denen hierfür entweder fertiges Glas oder die zu seiner Herstellung notwendigen Rohstoffe benutzt werden. Vor allem ist die Verwendung von Glaspulver aus einer verglasbaren, ein Alkalisulfat enthaltenden Zusammensetzung vorgeschlagen worden. Dieses Glaspulver wird mit pulverisierter Kohle innig gemischt. Die Mischung wird auf eine Temperatur gebracht, bei welcher die Bestandteile des Glases sich zu verschmelzen beginnen und die Anwesenheit von Kohle die zum Aufquellen notwendige Gasentwicklung herbeiführt.

Als gaserzeugende Mittel sind auch Erdalkalicarbonate verwendet worden, wie z. B. Calciumcarbonat, Bariumcarbonat, Magnesiumcarbonat und gleichfalls Kieselgur, welches durch die in seinen Elementen eingeschlossene Luft wirkt.

Die bisher gebräuchlichen Verfahren verlangen

jedoch, daß die Abkühlung so langsam durchgeführt wird, daß während des Kühlvorganges die Temperatur des Gegenstandes durch seine ganze Masse hindurch jederzeit im wesentlichen gleichmäßig bleibt. Läßt man es in dieser Hinsicht an den nötigen Vorsichtsmaßnahmen fehlen, so kommt es häufig vor, daß die Gegenstände zu Bruch gehen. Durch die vorliegende Erfindung soll die Herstellung von Gegenständen aus Vielzellenglas erleichtert und zuverlässiger gestaltet werden.

Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, daß für die Herstellung von Gegenständen aus Vielzellenglas ein Glas benutzt wird, das einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten hat, und zwar praktisch einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als etwa 65 X 10—⁷.

Es konnte festgestellt werden, daß die unter diesen Umständen erhaltenen Vielzellenprodukte ohne die bei den bisher verwendeten Gläsern als

so unvermeidlich anerkannten Vorsichtsmaßnahmen leicht auf die Temperatur der umgebenden Atmosphäre ohne Bruch abgekühlt werden konnten.

Die durch die Erfindung erzielten Vorteile lassen sich wie folgt erklären.

»5 Die bisher zur Herstellung von Vielzellenglas verwendeten üblichen Gläser haben einen verhältnismäßig hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 80 X io~⁷ bis 120 X io~⁷. Wenn nun schon ein Block aus massivem Glas als solcher ein schlechter Wärmeleiter ist, so ist diese Eigenschaft in weit höherem Maße bei Vielzellenglas vorhanden, wie denn auch die hohe Wärmeisolierfähigkeit eine der angestrebten Haupteigenschaften von Vielzellenglas ist.

Diese Eigenschaft beruht einerseits auf dem Vorhandensein der Zellen, welche der Wärmeübertragung entgegenwirken, und anderseits darauf, daß die Wärmefortpflanzung durch das Glas selber längs den die Zellen trennenden Wänden infolge des sehr kleinen Querschnitts dieser Wände behindert ist. Unter diesen Umständen ist das Äußere des Stückes bereits abgekühlt, wenn das Innere zu erstarren beginnt, und widersetzt sich demnach der freien Zusammenziehung dieses inneren Teiles, so daß Spannungen entstehen, welche die Gefahr eines Brechens des Gegenstandes mit sich bringen.

Wenn man dagegen entsprechend der Erfindung zur Bildung des Gegenstandes aus Vielzellenglas ein Glas mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten wählt, so, wird zwar der Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und dem Äußeren nicht aufgehoben, aber er erzeugt nicht mehr die oben angegebenen Gefahren, denn die letzte Zusammenziehung der inneren Teile, deren Abkühlung am langsamsten vor sich geht, wird dann so minimal, daß sie keine Spannungen erzeugt, die die Festigkeit des Glases beeinträchtigen könnten.

Dank der Erfindung wird also die Bruchgefahr praktisch beseitigt. Infolgedessen kann man die Abkühlung der Produkte sich viel schneller vollziehen lassen und mit weit weniger Vorsichtsmaßnahmen wie bei den üblichen Verfahren.

Wenn die Mischung von Glas und dem gasentwickelnden Mittel in geeigneten Formen erhitzt worden ist, kann man diesen nach kurzem Durchgang durch einen gewöhnlichen Kühlofen ohne besondere \^orsicht Gegenstände entnehmen, die ihrem Zweck entsprechen und praktisch frei von inneren Spannungen sind.

Es läßt sich zudem feststellen, daß bei diesem Verfahren der Gegenstand im kalten Zustand dieselbe Form und dieselben Abmessungen behält, die er im warmen Zustand besaß, was bei den üblichen Herstellungsverfahren nicht immer der Fall ist. Bei diesen wird ja aus den bereits angegebenen Gründen die Abkühlung zwischen dem Inneren und Äußeren des Gegenstandes so gleichmäßig wie möglich durchgeführt, so daß die in den Zellen eingeschlossenen gasförmigen Massen, die sich beim Abkühlen zusammenziehen, genügend lange wirken können, um ein Einsinken der Wände zum Inneren des Stückes hin zu verursachen.

Demgegenüber bewirkt die erfindungsgemäß schnell durchgeführte Abkühlung des Äußeren des Stückes die Verfestigung der Oberflächenschicht, bevor die inneren Zellen begonnen haben, sich abzukühlen. In dem Augenblick, in dem diese Abkühlung eintritt, widersetzt sich die feste Haut des Stückes jeder Veränderung der äußeren Form.

Bei den erfindungsgemäßen Verhältnissen läßt sich bei der Herstellung von Gegenständen aus Vielzellenglas auch leichter das Verfahren des Aufquellens bei Unterdruck zur Durchführung bringen. Bei der üblichen Anwendung dieses Verfahrens, welches den Zweck hat, die größtmögliche Aufquellung zu erzielen, ist es notwendig, den Unterdruck so lange aufrechtzuerhalten, als der Gegenstand noch nicht durch die Abkühlung die genügende Festigkeit erlangt hat, um sich unter dem atmosphärischen Druck nicht zu verformen, d. h. er muß während einer Zeitdauer aufrecht erhalten werden, die bisher wegen der Notwendigkeit eines langsamen Abkühlens ziemlich lang war.

Wenn dagegen entsprechend der Erfindung die Abkühlung des blasenhaltigen Produktes rasch erfolgt, so bekommt die Wand des Produktes schnell eine genügende Festigkeit, und man kann infolgedessen die Wirkung des Unterdrucks nach einer viel kürzeren Zeit als bei den jetzigen Verfahren aufheben.

Ganz allgemein ist die Erfindung anwendbar bei allen Aufquellverfahren und bei allen Glasmischungen, die den oben angegebenen kleinen Ausdehnungskoeffizienten haben.

Als Beispiele seien die beiden nachstehenden Glaszusammensetzungen aufgeführt, die gute Ergebnisse geliefert haben:

80,5·/· SiO₂, 12,5Vo B₂O₃, 4,5·/. Na₂O,

2,5 °/o Al₂O₃.

59% SiO₂, 5% B₂O₃, ι % Na₂O, 18% Al₂O₈,
7% CaO, io°/o MgO.

Diese beiden Gläser pulverisiert, durch ein 300er Sieb geschickt, mit 5 Gewichtsprozent zu Pulver gleicher Feinheit gemahlener Kohle gemischt, auf 875⁰ C bzw. 950⁰ C erhitzt, ergeben Produkte aus

Vielzellenglas, die sehr schnell, und zwar in 2 Stunden für eine Materialstärke von etwa io cm, auf die umgebende Temperatur gebracht werden konnten. Die Kühlung wurde in irgendeiner Kammer vorgenommen, deren Temperatur ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen allmählich gesenkt wurde. Gegenstände kleiner Abmessungen können sogar ohne irgendwelche besonderen Maßnahmen ohne weiteres an der freien Luft gekühlt werden.

Vergleichsweise sei bemerkt, daß Produkte entsprechender Abmessungen, die aus bisher üblichen Glaszusammensetzungen hergestellt werden, eine Kühlzeit von 12 bis 36 Stunden erfordern, und zwar je nach der Beschaffenheit der Produkte und den besonderen Maßnahmen, wie z. B. das zwangsweise Führen heißer Gase über die Stücke, um die

Gleichmäßigkeit der Abkühlung der Stücke zu erhöhen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Vielzellenglas, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung ein Glas mit geringem Ausdehnungskoeffizient verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung verwendete Glas einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von weniger als etwa 65 X io~⁷ besitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der dem Aufquellen unterworfenen Glasmasse rasch durchgeführt wird.

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