FI77439C - Foerfarande foer opalisering av glas. - Google Patents

Description

1 77439

Menetelmä lasin opalisoimiseksi Tämä keksintö tarkoittaa menetelmää automaattikoneessa käytettävän lasin opalisoimiseksi.

Opaalilasilla tarkoitetaan kuten tunnettua sellaista lasia, joka läpäisee valoa, mutta hajottaa läpimenneen valon tasaisesti eri suuntiin. Opalisointi johtuu lasin sisällä olevista pienistä hiukkasista, joilla on erilainen taitekerroin kun itse peruslasilla, tai lasissa olevista mikroskooppisen pienistä ilmakuplista. Opalisointi voidaan saada aikaan lisäämällä raaka-aineseok-seen ennen sen sulattamista fluorideja, tavallisesti kryoliittia, fosfaatteja, tavallisesti apatiittia tai tina-, titaani- tai zirkoniumoksideja. Voidaan myös käyttää muita aineita, kuten sulfaatteja, jolloin saadaan lasia, joka opalisoituu vasta valon vaikutuksesta, tai esimerkiksi arseenia.

Raaka-aineseos sulatetaan tavallisesti suuressa lasiuu-nissa, josta voidaan syöttää useita automaattikoneita nk. syöttökaukaloiden kautta. Jos siis halutaan valmistaa opaalilasia, on lasiuunissa sulatettava opaalilasia antava raaka-aineseos, ja kaikilla automaattikoneilla voidaan tällöin valmistaa vain opaalilasiesineitä. Tietyistä kaupallisista syistä olisi kuitenkin toivottavaa, että vain yhdellä tai muutamilla automaattikoneella voitaisiin valmistaa opaalilasiesineita ilman, että toisten ;*· koneiden valmistama lasi muuttuisi ja ilman, että lasi- uunissa sulatettavan lasin koostumusta täytyisi muuttaa.

Värillisten lasiesineiden valmistuksesta on tunnettua, että värjäys voidaan suorittaa lasiuunin ja automaatti-koneen välillä syöttökaukalossa. Tämä suoritetaan siten, että syöttökaukalon alkupäässä lasiuunista tulevaan sulaan lasiin lisätään tarvittava pienehkö määrä nk.

2 77439 frittejä tai väritiivisteitä. Fritit tai väritiivieteet ovat helposti sulavan laein ja erilaisten väriä antavien metal-lioksidien seoksia. Fritit tai väritiivisteet lisätään kiinteässä olomuodossa, kuten liuskoina tai granulaattina. Li-säysvaiheen jälkeen sekoitetaan eyöttökaukalossa olevaa sulaa lasia, mikä voidaan suorittaa joko mekaanisesti keraamisia potkureita käyttäen tai sähköisesti elektrodien avulla. Tällä tavalla voidaan siis eri automaattikoneilla valmistaa erivärisiä lasiesineitä vaikkakin lasiuunissa oleva peruelaei pysyy muuttumattomana.

Vaikkakin edellä selostettu värillisten lasiesineiden jatkuvatoiminen valmistusmenetelmä on ollut tunnettu, on kuitenkin alan ammattimiesten, kuten lasiuunien, eyöttökaukaloiden, frittien tai väritiivisteiden ja värjäyslaitteiden valmistajien keskuudessa ollut vallalla se käsitys, että opaalilasin jatkuvatoiminen valmistaminen lasiuunin ja automaattikaneen välillä ei ole mahdollista.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan jatkuvatoiminen menetelmä lasin opalisoimiseksi siten, että opaalilasiesinei-tä voidaan valmistaa vain yhdellä tai muutamalla automaatto-koneella, ja muilla samasta lasiuunista syötetyillä automaat-tokoneilla voidaan valmistaa muunlaista lasia olevia esineitä. Tämä toteutetaan keksinnön mukaan siten, että lasiuunieta tulevaan, kirkkaaseen tai halutun väriseen sulaan lasiin lisätään lasiuunin ja automaattikoneen välillä sijaitsevassa eyöttökaukalossa opalisointiseosta, samalla voimakkaasti sekoittaen siten, että opalisointiseos välittömästi joutuu sulan lasin sisään, ja tämän jälkeen säädetään lasin lämpötilaa sinänsä tunnetulla tavalla niin, että opalisoituminen tapahtuu joko jo ennen automaattikonetta tai viimeistään automaattikoneen jälkeen suoritettavan jäähdytyksen kuluessa.

Opalisointiseoksena voidaan keksinnön mukaan käyttää fosfaatteja ja/tai fluorideja ja/tai sulfaatteja. Edullisesta käyte- 3 77439 tään fosfaatteja, kuten natriumdivetyfoefaattia, kalsiumfos-faattia, sinkkifoefaattia tai magneeiumfoefaattia, joskin on mahdollista käyttää myös muita fosfaatteja.

Fosfaatin lisäksi opalisointiseos voi sisältää booria, esimerkiksi boorihapon tai booraksin muodossa. Boorin tarkoituksena on alentaa opalisointireaktion vaatimaa lämpötilaa.

Opalisointireaktion nopeuttamiseksi voidaan opalisointiseok-seen myös lisätä pieniä määriä eli enintään 5 paino-* fluori-dia, esimerkiksi natriumfluoridia.

Kiteytymiskeskusten määrän ja kiteiden muodon, kasvunopeuden ja -suuntien säätämiseksi voidaan opalisointiseokeeen lisäksi sisällyttää pieniä määriä eli enintään noin 5 paino-* titaani-, zirkonium- tai vanadiinioksidia tai näiden erilaisia seoksia. Tällä tavalla on sinänsä tunnetulla tavalla mahdollista saada aikaan joko harvoja, nopeasti kasvavia opalisoin-tikiteitä tai useita, hitaasti kasvavia opalisointikiteitä. Täten voidaan vaikuttaa opaalilasin fysikaalisiin ominaisuuksiin, esimerkiksi lämpölaajenemiskertoimen suuruuteen.

Opalisointiseos voidaan keksinnön mukaisen menetelmän mukaan lisätä sulaan lasiin syöttökaukalossa joko sellaisenaan kiinteänä hienojakoisena seoksena, joka on saatu sulattamalla opa1isointiseoksen aineosat ja jauhamalla jäähdytetty seos hienojakoiseksi, tai opalisointiseos voidaan sulattaa erikseen ja lisätä sulana syöttökaukalossa kulkevaan sulaan lasiin. Voidaan myös menetellä siten, että opalisointiseos ensin sulatetaan erikseen, minkä jälkeen jäähdytetty seos hienonnetaan ja seulotaan sopivan raekoon saavuttamiseksi, ja näin saatu seos lisätään sitten kiinteässä muodossa sulaan lasiin. Lisättävä määrä opalisointiseosta on 5-20 % ja edullisesti 10-20 % sulasta laeista.

4 77439

Riippumatta opalisointiseoksen lisäystavasta tulee sulaa lasia sekoittaa voimakkasti lisäyksen aikana tai välittömästi lisäyksen jälkeen, jotta opalisointiseos heti sekoittuisi sulan lasin kanssa eikä jää kellumaan pinnalle, jolloin se voi osittain hajota niin, ettei saada opaali-lasia tai tulos ainakin heikkenee.

Peruslasin lämpötilan tulee myös olla riittävän korkea, jotta opalisointiseos liukenisi sulaan lasiin. Tämä lämpötila on tietenkin riippuvainen peruslasin koostumuksesta. Jos peruslasi esimerkiksi pääasiassa vastaa pakkaus- tai käyttölasin koostumusta, sekoituslämpötila voi olla noin 1250-1300°C silloin kun opalisointiseos sisältää fosfaatin lisäksi booria. Jos opalisointiseos ei sisällä booria, tulee sekoituslämpötilan edellä mainitulla peruslasilla olla vähintään noin 1350°C. Borosilikaattilasi taa,s vaatii huomattavasti korkeamman sekoituslämpötilan.

Sekoittamisen jälkeen tulee lämpötila laskea alueelle, jossa faasinerottuminen tapahtuu halutulla nopeudella, ennenkuin lasi joutuu automaattikoneeseen. Edellä mainitulla pakkaus- ja käyttölasilla tämä lämpötila-alue on noin 1300-1100°C. Lämpötilagradientin muodon avulla voidaan vaikuttaa opalisointiasteeseen ja saada halutun laatuista opaalilasia. Haluttu lämpötilagradientt:. taas voidaan saada säätämällä paitsi lämpötilaa myös sulan lasin viipymää syöttökaukalossa opalisointiseoksen lisäämisen jälkeen. Viipymä voi vaihdella puolen tunnin ja kuuden tunnin välillä. On myös mahdollista säätää lämpötilan laskemista siten, että opalisoituminen tapahtuu vasta automaattikoneen muovausvaiheen aikana tai jopa muovausvaihetta seuraavan jäähdytysvaiheen aikana.

Keksinnön havainnollistamiseksi esitetään seuraava- esimerkit.

Il 5 77439

Esimerkki 1

Lasiuunissa sulatettiin pakkaus- ja käyttölasiksi tarkoitettu perustasi, jonka koostumus oli jompi kumpi seuraavista:

Si02 72,5 % Si02 72,5 %

Na20 13,9 % Na20 13,8 % K20 0,8 % K20 0,8 %

MgO 0,7 % MgO 0,7 %

CaO 10,4 % CaO 10,4 % A1203 1,6 % A1203 1,6 %

Fe203 0,03 - 0,07 % Fe2°3 °'04 %

Cr203 0,14 %

CoO 0,02 %

Vasemmalla esitetty peruslasi on pääasiassa kirkas, kun taas oikealla esitetty on vihreä.

Lasiuunista johdettiin sen ja automaattikoneen välillä sijaitsevaan syöttökaukaloon sulaa lasia, joka pidettiin syöttökaukalossa vähintään 1350°C:n lämpötilassa. Syöttö-kaukaloon lisättiin voimakkaasti hämmentäen 6 % natrium-divetyfosfaattia PjO^tna laskettuna. Lisäämisen jälkeen lasin lämpötila laskettiin 5 h kuluessa 1100°C:een, ja lasi johdettiin tavalliseen tapaan automaattikoneeseen, ja automaattikoneessa valmistetut esineet johdettiin sen jälkeen tavalliseen tapaan jäähdytysuuniin.

Esimerkki 2 Käytettiin samaa peruslasia kuin esimerkissä 1. Syöttö-kaukalossa sula lasi pidettiin 1300°C:n lämpötilassa ja lisättiin 13 % opalisointiseosta, joka muodostui yhtä suurista osista natriumdivetyfosfaattia ja boorihap-poa. Lisäämisen jälkeen lasin lämpötila laskettiin 5 h kuluessa 1100°C:een, minkä jälkeen meneteltiin kuten esimerkissä 1.

Esimerkki 3

Meneteltiin muuten samalla tavalla kuin esimerkissä 1, mutta opalisointiaineena käytetty natriumdivetyfosfaatti sisälsi lisäksi 2 % natriumfluoridia.

6 77439

Esimerkki 4

Meneteltiin muuten samalla tavalla kuin esimerkissä 1, mutta opalisointiaineena käytetty natriumdivetyfosfaatti sisälsi lisäksi 2 % titaanidioksidia.

Esimerkki 5

Meneteltiin muuten samalla tavalla kuin esimerkissä 1, mutta opalisointiaineena käytetty natriumdivetyfosfaatti sisälsi lisäksi 2 % natriumfluoridia ja 2 % titaanidioksidia .

Esimerkki 6

Meneteltiin muuten samalla tavoin kuin esimerkissä 2, mutta opalisointiseos sisälsi lisäksi 2 % natriumf ].uo-rid ia.

Esimerkki 7

Meneteltiin muuten saunalla tavalla kuin esimerkissä 2, mutta opalisointiseos sisälsi lisäksi 2 % titaanidioksidia.

Esimerkki 8

Meneteltiin muuten samalla tavalla kuin esimerkissä 2, mutta opalisointiseos sisälsi lisäksi 2 % natriumfluoridia ja 2 % titaanidioksidia.

Il

Claims (11)

77439

1. Menetelmä automaattikoneessa käytettävän lasin opali-soimiseksi, tunnettu siitä, että lasiuunista tulevaan, kirkaaseen tai värilliseen sulaan lasiin lisätään la-siuunin ja automaattikoneen välillä sijaitsevassa syöttö-kaukalossa opalisointiseosta samalla voimakkaasti sekoittaen siten, että opalisointiseos välittömästi joutuu sulan lasin sisään, minkä jälkeen säädetään lasin lämpötilaa sinänsä tunnetulla tavalla niin, että opalisoituminen tapahtuu joko ennen automaattikonetta tai viimeistään automaattikoneen jälkeen suoritettavan jäähdytyksen kuluessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että opalisointiseos lisätään syöttökaukalossa olevaan sulaan lasiin kiinteässä hienojakoisessa muodossa, joka on saatu sulattamalla opalisointiseoksen aineosat ja jauhamalla jäähdytetty seos hienojakoiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että opalisointiseos sulatetaan erikseen ja lisätään sulana syöttökaukalossa olevaan sulaan lasiin.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään 5-20 % opalisointiseosta sulan lasin painosta laskettuna.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että opalisointiseos muodostuu fosfaateista ja/tai fluorideista ja/tai sulfaateista.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että opalisointiseos muodostuu fosfaatista, kuten natriumdivetyfosfaatista, kalsiumfosfaatista, sinkki-fosfaatista tai magnesiumfosfaatista tai näiden eri seoksista . 77439

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että opalisointiseos lisäksi sisältää booria boorihapon tai booraksin muodossa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että opalisointiseos muodostuu natriumdivety-fosfaatista ja boorihaposta seossuhteessa 1:1.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että opalisointiseos muodostuu natriumdivety- fosfaatista.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että opalisointiseos lisäksi sisältää enintään 5 % natriumfluoridia.

11. Patenttivaatimuksen 8, 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että opalisointiseos lisäksi sisältää enintään 5 % titaani-, zirkonium- tai vanadiinioksidia tai näiden eri seoksia. 9 77439