DE967533C

DE967533C - Process for the casting of curved glasses made of organic thermoplastics

Info

Publication number: DE967533C
Application number: DEL3078A
Authority: DE
Inventors: Paul Halbig; Carlo Taddei
Original assignee: Lonza AG; Lonza Elektrizitaetswerke und Chemische Fabriken AG
Current assignee: Lonza AG; Lonza Elektrizitaetswerke und Chemische Fabriken AG
Priority date: 1949-07-20
Filing date: 1950-07-15
Publication date: 1957-11-21

Description

Verfahren zum Vergüten von gewölbten Gläsern aus organischen thermoplastischen Kunststoffen Für die Abdeckung der Zifferblattseite von, Uhren und ähnlichen Anzeigegeräten. wird seit einiger Zeit mit Vorliebe unzerbrechliches organisches Glas, besonders solches aus Polymethacrylsäur°-ester, verwendet. Die nun mehrjährige Erfahrung hat einige Nachteile dieser organischen Gläser zutage gefördert. Ein solcher Nachteil ist die Empfindlichkeit gegen organische Lösungsmittel, wie z. B. die meisten Ester oder Aceton, Benzol, Benzin, Weichmacher, ferner gegen Material aus plastischen Stoffen, wie Uhrenarmbänder, ja sogar gegen Schweiß. Unter dem Einfluß dieser Stoffe entstehen Risse und Sprünge im Uhrenglas, die es nicht nur unansehnlich machen, sondern in vielen Fällen, z. B. bei den sogenannten wasserdichten Uhren, recht kostspielige Folgen haben können.Process for tempering curved glasses made of organic thermoplastic Plastics For covering the dial side of clocks and similar display devices. For some time now, organic glass has been popular, especially unbreakable those made from polymethacrylic acid ° ester are used. Which now has several years of experience highlighted some of the disadvantages of these organic glasses. Such a disadvantage is the sensitivity to organic solvents, such as. B. most esters or acetone, benzene, gasoline, plasticizers, also against material made of plastic Fabrics such as watch straps, even against sweat. Under the influence of these substances cracks and cracks arise in the watch glass, which not only make it unsightly, but in many cases, e.g. B. in the so-called waterproof watches, quite expensive Can have consequences.

Es wurde nun, gefunden, daß diese Fehler in einfacher Weise behoben werden können, indem das organische Glas unter solcher Spannung in einen Rahmen gesetzt wird, da,ß gegenüber der ursprünglichen Gestalt eine zusätzliche Wölbung entsteht, worauf die konvexe Seite des gewölbten Glases auf eine so. hohe Temperatur gebracht wird, daß die unmittelbare Oberfläche der konvexen Seite mindestens den. Erweichungspunkt des Stoffes, aus dem das Glas besteht, erreicht. Die Hauptmasse des Glases wird dabei unter seiner Erweichun:gstemperatur gehalten, so daß das Glas auch nach der Behandlung unter Spannung im Rahmen sitzt.It has now been found that these errors can be remedied in a simple manner can be by placing the organic glass under such tension in a frame is set because, ß an additional curvature compared to the original shape arises, whereupon the convex side of the curved glass on such a. high temperature is brought that the immediate surface of the convex side at least the. The softening point of the substance of which the glass is made is reached. The main crowd the glass is kept below its softening temperature, so that the glass sits under tension in the frame even after the treatment.

Die durch diese Behandlung herbeigeführte Vergütung beruht darauf, daß eine dünne Schicht auf der konvexen Seite des Glases. vorübergehend fließend. wird und sich hierbei der durch das Einspannen. erzwungenen, Wölbung der darun,terliegenden, nicht verflüssigten Hauptmasse des Glases an, paßt. Wird das Glas nach erfolgter Vergütung aus dem Rahmen herausgenommen, so bildet sich die durch das Einspannen hervorgerufene Wölbung b.zw. Mehnvö,lbung zurück. Die hierbei. in der genannten dünnen Schicht auf der konvexen Seite des Glases entstehenden. Druckspannungen sind unschädlich, da Druckspannungen nicht zu Rissen führen, Wird das, vergütete organische Glas erneut in einen. Rahmen gespannt, so werden. durch die erneute Wölbung zunächst die Druckspannungen in der Oberflächenschicht der konvexen Seite des Glases verringert. Sobald die bei der Vergütungsbehandlung angewandte Wölbung erreicht ist, wird die konvexe Oberflächenschicht spannungsfrei.The remuneration brought about by this treatment is based on that a thin layer on the convex side of the glass. temporarily fluent. becomes and thereby the by clamping. forced, arching of the underlying, non-liquefied bulk of the glass to match. Will the glass after Compensation removed from the frame, it is formed by the clamping caused curvature or Mehnvö, lob back. The one here. in the said thin layer on the convex side of the glass. Are compressive stresses harmless, since compressive stresses do not lead to cracks, this will be tempered organic Glass again in one. Frame stretched, so be. by the renewed curvature initially reduces the compressive stresses in the surface layer of the convex side of the glass. As soon as the curvature used in the tempering treatment is reached, the convex surface layer free of tension.

Die Vergütungswirkung ist demnach daran gebunden, daß das organische Glas bei der thermischen Behandlung in einen Rahmen gespannt ist. Das organische Glas kann, jedoch nach dem Vergüten aus dein, Rahmen entnommen und in eine andere, gleich große, größere oder kleinere Fassung eingesetzt werden, ohne daß darunter die Vergütungswirkung leidet. Wesentlich ist, daß nur die konvexe Seite erwärmt wird, d. h. daß die konvexe (vorgewölbte) Seite vorübergehend auf eine höhere Temperatur gebracht wird als die konkave (eingebuchtete) Seite. Die konkave Seite wird hierbei z. B. auf etwa Raumtemperatur gehalten, etwa durch Kühlen; mit Wasser, durch Anblasen mit kalter Luft oder auch ganz einfach unter dem Einfluß der umgebenden Atmosphäre oder auch durch Auflegen eines. zur Wärmeabfuhr geeigneten. kalten. Gegenstandes angepaßter Form. Die konvexe Seite wird rasch - je rascher, desto vorteilhafter - erwärmt, und zwar z. B. bei Polymethylmethacrylatgläser auf ioo° C und mehr. Man erreicht das etwa durch Einlegen des organischen Glases in. ein Heißluftba.d od. dgl. Die Behandlungszeit spielt eine entscheidende Rolle. Sie kann um so, kürzer sein, je größer die Temperaturdifferenz ist. Die Behandlung sollte auf jeden Fall so rasch erfolgen, daß die Hauptmasse des organischen Glases unterhalb seiner Erweichungstemperatur bleibt. Wird z. B. die konkave Seite mit kalter Luft gekühlt, die kon.-v exe Seite mit Paraffinöl von 2oo° C behandelt, so genügen 2 bis. 3 Sekunden zur Erzielung des. gewünschten Effektes. Wird mit Wasser von. 2o bis q.0° C auf der konkaven Seite, mit Luft von etwa 200° C auf der konvexen Seite gearbeitet, so- sind etwa io Sekunden erforderlich.The remuneration effect is therefore tied to the fact that the organic Glass is stretched in a frame during thermal treatment. The organic one Glass can be removed from your frame and placed in another, the same size, larger or smaller version can be used without underneath the remuneration effect suffers. It is essential that only the convex side is heated will, d. H. that the convex (protruding) side temporarily to a higher temperature is brought as the concave (indented) side. The concave side is here z. B. kept at about room temperature, such as by cooling; with water, by blowing on it with cold air or simply under the influence of the surrounding atmosphere or by hanging up one. suitable for heat dissipation. cold. Subject adapted shape. The convex side becomes quick - the quicker, the more advantageous - heated, namely z. B. with polymethyl methacrylate glasses to 100 ° C and more. Man this is achieved, for example, by placing the organic glass in a hot air bath or. The treatment time plays a decisive role. It can be so, shorter the greater the temperature difference. Treatment should definitely take place so quickly that the bulk of the organic glass is below its softening temperature remain. Is z. B. the concave side cooled with cold air, the kon.-v exe side Treated with paraffin oil at 2oo ° C, 2 to are sufficient. 3 seconds to achieve the desired effect. Used with water from. 2o to q.0 ° C on the concave side, worked with air at about 200 ° C on the convex side, so about 10 seconds necessary.

Man: kann auch Luft oder heiße Verbrennungsgase von. 500° C oder mehr verwenden und dementsprechend eine kürzere Behandlungszeit von i Sekunde oder weniger einhalten.. Die richtige Zeit kann jeweils in vorgängigen Versuchen sehr einfach ermittelt werden, indem das behandelte Glas rasch abgeschreckt und kurze Zeit Lösungsmitteln ausgesetzt wird. Nicht oder unrichtig behandelte organische Gläser zeigen schon. nach einigen Sekun.den die gefürchteten Risse und Trübungen, während richtig behandelte Gläser gegen. eine solche Prüfbehandlung unempfindlich sind. Die Staub-und Wasserdichtigkeit des Glases nimmt durch die Behandlung zu. Wenn die richtige Temperaturdifferenz und Behandlungszeit, d. h. die den: jeweiligen Verhältnissen entsprechende durch solche Versuche einmal festgelegt ist, so kann die serienweise Behandlung erfolgen. Diese besteht z. B. darin, daß nach Einsetzen. der Gläser, wobei Risse (Grauwerden) auftreten dürfen, das organische Glas mit der konvexen Seite 2 bis 3 Sekunden in Öl von 25o° C getaucht und dann sofort in kaltes Öl oder Wasser gelegt wird. Auch. die beim Einspannen etwa entstandenen Rißchen, verschwinden übrigens durch die thermische Behandlung. Die behandelten Gläser zeichnen sich auch durch erhöhte Klarheit aus..One: can also use air or hot combustion gases from. 500 ° C or more use and accordingly a shorter treatment time of 1 second or less adhere to .. The correct time can be found very easily in previous experiments can be determined by quickly quenching the treated glass and using solvents for a short time is exposed. Organic glasses that have not been treated or treated incorrectly will show. after a few seconds the dreaded cracks and opacities while properly treated Glasses against. such test treatment are insensitive. The dust and water resistance of the glass increases with the treatment. When the correct temperature difference and treatment time, d. H. those corresponding to the respective conditions Once such attempts have been established, the series treatment can take place. This consists z. B. is that after insertion. of the glasses, with cracks (turning gray) May occur, the organic glass with the convex side 2 to 3 seconds in Oil is dipped at 25o ° C and then immediately placed in cold oil or water. Even. the cracks that may have arisen during clamping, by the way, disappear due to the thermal Treatment. The treated glasses are also characterized by increased clarity.

Es wurde weiterhin; gefunden, da:ß es vorteilhaft ist, bei Apparaten, (Uhren und ähnlichen Meßgeräten), die Luft- und wasserdicht im Rahmen sitzen, müssen, ein an sich zu großes Glas einzusetzen, indem man; also das Glas von einer solchen Größe wählt, d;aß es nur unter Überbeanspruchung des Materials. in den Rahmen gespannt werden kann, was sich durch Grau- oder Rissigwerden des Glases zu erkennen, gibt. Ein solches Glas wäre nach den. bisher üblichen Verfahren unbrauchbar. Auch diese Fehler lassen sich durch das erfindungsgemäße Erwärmen auf der konvexen Seite beseitigen.It continued; found that: ß it is advantageous to use devices (Clocks and similar measuring devices) that are airtight and watertight in the frame must, to use a glass that is too large in itself by; so the glass of such a Size chooses, d; ate it only with overuse of the material. stretched in the frame what can be recognized by the glass becoming gray or cracked. Such a glass would be after the. up to now common procedures unusable. These too Defects can be eliminated by the heating according to the invention on the convex side.

Zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung zieht man; z. B. das Glas, nachdem es unter Spannung in. den Rahmen eingezwängt wurde, kurz, z. B. i Sekunde, durch die Flamme eines kleinen Bunsenbrenners, wobei nur die konvexe Seite der Flamme ausgesetzt wird. Hierauf wird es vorteilhafterweise sofort z. B. durch Einlegen in Wasser gekühlt. Besonders günstig ist das gleichzeitige Anblasen, der konkaven Seite mit kalter Luft, während die konvexe Seite durch die Flamme geführt wird. So, behandelte Gläser zeichnen sich durch eine erhöhte Dichtigkeit aus. Vergleichendes Beispiel Wird. nach den bisher bekannten, Verfahren in einen Uhrglasrahmen, mit einem Falzdurchmesser von 26,q. mm ein Glas aus Polymethacrylmethylester von. 26,8 mm in der üblichenWeise eingesetzt, dann zeigt es zwar keine Fehler, wird aber bei Berührung mit Lösungsmitteln, sogar mit Lösungsmitteldämpfen., schon nach wenigen Sekunden matt und rissig. Das Glas kann durch Belastung mit 11,5 kg auf der konkaven Seite aus dem Rahmen gedrückt werden.To practice the method according to the invention one pulls; z. B. the glass after it was wedged under tension in. The frame, briefly, z. B. i second, by the flame of a small Bunsen burner, only the convex side of the flame is exposed. Then it is advantageously immediately z. B. cooled by soaking in water. It is particularly advantageous to blow cold air on the concave side at the same time, while the convex side is passed through the flame. So treated glasses are characterized by an increased tightness. Comparative Example Will. according to the previously known method in a watch glass frame, with a rebate diameter of 26, q. mm a polymethacrylic methyl ester glass from. If 26.8 mm is used in the usual way, it does not show any defects, but on contact with solvents, even with solvent vapors, it becomes dull and cracked after a few seconds. The glass can be pushed out of the frame by a load of 11.5 kg on the concave side.

Wird dagegen; nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in den gleichen Rahmen ein organisches Glas von 27,2 mm Durchmesser eingesetzt, dann zeigt es schon nach dem Einsetzen an mehreren Stellen einen. grauen. Schimmer. Wird jedoch anschließend das im Rahmen befindliche Glas durch die Flamme eines kleinen Bunsenbrenners gezogen, wobei die Verweilzeit der konvexen Seite in der Flamme knapp i Sekunde beträgt, und anschließend sofort mit kaltem Wasser gekühlt, dann ist dieses Glas nach der Behandlung fehlerfrei. Auch beim Behandeln mit Lösungsmitteln in gleicher Weise, wie oben erwähnt, bleibt es unverändert und behält sein gutes Aussehen. Um das Glas aus dem Rahmen zu sprengen, ist eine Last von 13,3 kg auf der konkaven, Seite erforderlich.Will oppose it; According to the method according to the invention, an organic glass with a diameter of 27.2 mm is inserted into the same frame, then it already shows one in several places after insertion. gray. Shine. However, if the glass in the frame is then pulled through the flame of a small Bunsen burner, the dwell time of the convex side in the flame is just under 1 second, and then immediately cooled with cold water, then this glass is free of defects after the treatment. Even when treated with solvents in the same way as mentioned above, it remains unchanged and retains its good appearance. To blow the glass out of the frame, a load of 1.3 kg is required on the concave side.

Das Verfahren ist vor allem zum Vergüten von Uhrgläsern geeignet. Es läßt sich selbstverständlich auch auf jeden. anderen konvex-konkaven Gegenstand aus organischem Glas anwenden, bei dem eine Verbesserung der Oberfläche erwünscht ist, wie z. B. Gläser für Schutzbrillen, optische Linsen u. a. m.The process is particularly suitable for tempering watch glasses. It can of course also be applied to everyone. another convex-concave object made of organic glass for which an improvement of the surface is desired is, such as B. Glasses for protective goggles, optical lenses and others. m.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for tempering curved glasses from organic thermoplastics, in particular from polymethacrylic acid ester, such as protective glasses, especially watch glasses, characterized in that the glass is placed under such tension in a frame that compared to the original Shape an additional curvature and that then the convex side of the arched Glass is brought to such a high temperature that the immediate surface the convex side at least the. Softening point of the substance that makes up the glass is reached while the bulk of the glass is below its softening temperature is held so that the glass is under tension in the frame even after the treatment. sits.

2. The method according to claim i, characterized in that the glass at the same time is cooled on the concave side.

3. The method according to claim i, characterized in that the glass on the convex side is brought to an elevated temperature for a short time and is then rapidly cooled again. q .. procedure according to. Claims 1 to 3, characterized in that the heating takes place all the faster, the greater the temperature difference between the convex and concave sides which occurs during the treatment. 5. The method according to claim i to, 4, characterized in that the glass is clamped in a so much smaller frame than its size corresponds to that it is defective by the clamping, whereupon it is temporarily on the convex side on a so high temperature is heated, that by this treatment it is again, error-free. 6. The method according to claim 2, characterized in that the glass on the convex side for 2 to 3 seconds with. Oil is heated to about 200 ° C and cooled on the concave side with cold air. 7. The method according to claim 2, characterized in that the glass on the convex. Side heated for about 10 seconds with air at about 200 ° C and cooled on the concave side with water from 20 to 0 ° C. B. The method according to claim i, characterized in that, ß the heating is carried out by hot gases of at least Soo ° C for a maximum of 1 second. will. 9. Procedure. according to claim i, characterized in that rapid heating is carried out on the convex side to at least 100 ° C.