NO162893B - Tannrestaurerende sammensetninger med forbedrede mekaniske egenskaper og hydrolytisk stabilitet. - Google Patents

Abstract

Tannrestaurerende sammensetning inneholdende en hydrofob polymeriserbar sammensetning, en polymerisasjonsinitiator,. og et kvarts eller et varmebehandlet barium- eller strontiumglass som et hydrofobt fyllstoff og som har en midlere partikkeistørrelse under 15 mikron, og hvor nevnte fyllstoff brukes i en mengde varierende fra ca. 35 til ca.78 volum-%.

Description

Fremgangsmåte og anordning for å bevirke diffundering av ioner i et lag av smeltet glass.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstillingen av flatt glass og spesielt, men ikke utelukkende, fremstillingen av plateglass ved trekking.

Det er velkjent at man kan modifisere

sammensetningen på smeltet glass under forskyvningen i arbeidsenden på en glass-smeltingsovn ved et ioneutbytte mellom det smeltede glass og en varm atmosfære som er i kontakt med dette. Ved diffusjon av ioner, f. eks. alkalimetallioner, fra atmosfæren og inn i det smeltede glass, så kan sammensetningen på det flate glass påvirkes i gunstig retning. Det er imidlertid ikke mulig ved å regulere sammensetningen på atmosfæren å oppnå overens-stemmelse med en forut bestemt sammensetning på det endelige flate glass, og all erfaring viser at de egenskaper i det flate glass som skulle blitt påvirket ved behand-lingen, ofte er vesentlig forskjellig fra det som var beregnet. Graden av diffusjon er ganske tilfeldig, og kvaliteten på den flate glassoverflate er vanligvis dårlig.

Regulert modifikasjon av sammensetningen på smeltet glass som tilføres en sone for utformning til flatt glass, oppnås meget lett ved fremgangsmåter ifølge foreliggende oppfinnelse. I disse fremgangsmåter gjennomstrømmes smeltet glass i et overflateområde, eller områder av et smeltet glassbad som tilføres en enhet for utformning av flatt glass av minst et elektrisk felt som strekker seg mellom det underliggende smeltede glass og atmosfæren i kontakt med båndet.

En glasstrekkingsmaskin trekker nor-malt smeltet glass opp fra en menisk som tilføres glass fra motsatte sider, og i disse tilfeller kan glasset som strømmer til trek-ningssonen på hver side av menisken gjen-nomstrømmes av et elektrisk felt som nevnt ovenfor.

Den nøyaktige effekt av det elektriske felt i hvert tilfelle avhenger blant annet av feltets retning (dvs. hvorvidt polariteten på det underliggende smeltede glass er po-sitiv eller negativ med hensyn til atmosfæren) samt av sammensetningen av det smeltede glass og/eller av atmosfæren. En lang rekke modifikasjoner kan utføres ved at man passende avveier disse faktorer i forhold til hverandre.

Hvis atmosfæren inneholder frie ioner, så vil disse diffundere inn i glasset. I hvilken grad diffusjonen vil finne sted i ethvert gitt tilfelle, er avhengig av ionenes mobili-tet, styrken på det elektriske feltet samt den elektriske verdi på diffusjonsbarrieren ved interfasen mellom glasset og atmosfæren, og diffusjonen kan reguleres ved å regulere styrken på det elektriske feltet. Hvis ionene skal diffundere inn i laget av smeltet glass fra atmosfæren, så må den nødvendige mengde ioner med jevne mel-lomrom eller kontinuerlig tilføres atmosfæren i nærheten av det elektriske felt. Hvis det er nødvendig, så kan man meget raskt forandre det ioniserte materiale. Hvis det er ønskelig, så kan forskjellige ioner samtidig tilføres atmosfæren for diffusjon inn i glasset, og i slike tilfeller kan konsen-trasjonen av de forskjellige ionene i atmosfæren reguleres uavhengig.

Ovennevnte diffusjon av ioner inn i det smeltede glass resulterer i en modifikasjon av glassets sammensetning i det minste i det overflateområde som er i kontakt med atmosfæren. Atmosfærens sammensetning kan velges slik at man oppnår en lang rekke modifikasjoner, som f. eks. en for-bedring av glassets kjemiske, mekaniske eller optiske egenskaper. Glassets resistens overfor korrosjon av atmosfæriske eller kjemiske forbindelser kan bedres betydelig ved å anrike et overflatelag av glasset med kalsium eller magnesium. Ved å la bly, tinn eller barium diffundere inn i glasset, så kan visse optiske egenskaper, som f. eks. glansen, bedres betydelig. Ved å la et eller flere av metallene jern, mangan, nikkel, kobolt, kobber eller selen diffundere inn i glasset, så kan dette gjøres farget. Varme-utvidelseskoeffisienten i glass kan modifi-seres betydelig ved å erstatte natriumionene i glasset med andre ioner, som f. eks. litium eller kaliumioner.

Det er imidlertid underforstått at det ikke er et-vesentlig trekk ved foreliggende oppfinnelse at nevnte ionediffusjon alltid finner sted fra atmosfæren og inn i glass-laget. På grunn av det elektriske felt vil ioner i overflatelaget på det smeltede glassbad vandre ned mot dypere lag, og denne vandring som modifiserer sammensetningen på glasset i overflateområdet kan i seg selv være fordelaktig. Ved f. eks. å gjøre overflatelaget av det smeltede glassbad mindre rikt på alkalimetallioner, så vil eventuelt flatt glass som fremstilles fra nevnte overflatelag ha bedre resistens overfor atmosfæriske forbindelser.

Det påpekes videre at det ikke er en forutsetning ved foreliggende oppfinnelse at nevnte ionevandring fra overflatelagene på det smeltede glassbad, eller at nevnte ionediffusjon fra atmosfæren og inn i glasset, nødvendigvis må skje på hele overflateområdet. Ved å lokalisere det elektriske felt slik at det virker på en eller flere spesielle soner så kan modifikasjonen av glassam-mensetningen begrenses til disse soner.

Oppfinelsen angår primært fremstilling av flatt glass ved trekking, men den kan også anvendes i fremgangsmåter hvor flatt glass formes ved valsing, f .eks. fremgangsmåter for fremstilling av mønstret glass.

Oppfinnelsen innbefatter apparater for bruk ved fremstillingen av flatt glass og nevnte apparater innbefatter en enhet for atformning av flatt glass (f. eks. en glass-trekningsenhet), et kar for et bad av smeltet glass, anordninger for å holde glasset på badoverfalten i bevegelse i retning av nevnte formningsenhet, samt anordninger for å opprettholde et elektrisk felt mellom 3et smeltede glass under nevnte overflateområde og atmosfæren i kontakt med badet.

Nevnte anordninger for å opprettholde det elektriske felt kan innbefatte elektroder som er plassert ved forskjellige nivåer inne i karet. En eller flere elektroder kan være slik plassert at de er nedsenket i badet av smeltet glass, og en eller flere elektroder kan være slik plassert at de ligger over glassoverflaten.

Det er foretrukket å montere den eller de nedre elektroder på en strukturell del av apparatet, f. eks. på en såkalt trekkstang eller «debitøs» av den type man har i Pittsburgh glasstrekkingsmaskin. Den nedre elektrode vil på denne måte bli av-stivet, og dermed bli mer resistent overfor deformering ved de høye temperaturer som hersker i badet. Som et alternativ, så kan en nedre elektrode være en strukturell del, f. eks. en trekkstang, som også anvendes for andre formål. I visse tilfeller kan karet selv (hvis det er laget av elektrisk ledende materiale) brukes som nedre elektrode. På denne måte kan man anvende en elektrode med stor overflate uten at dette kompliserer konstruksjonen av apparatet. Den eller de øvre elektroder og den eller de nedre elektroder kan, henholdsvis, knyt-tes til motsatte poler på en spennihgskilde, og videre kan man ha anordninger for å variere potensialforskj ellen mellom de øvre og nedre elektroder. Hvis det er mer enn en nedre elektrode og/eller mer enn en øvre elektrode, så kan alternativt elektriske felter med forskjellig styrke opprettholdes i forskjellige soner, ved å opprettholde forskjellig potensial mellom forskjellige øvre og/eller forskjellige nedre elektroder, eller man kan variere avstanden mellom øvre og nedre elektroder fra en sone til en annen. Videre kan man ha anordninger for å variere feltstyrken uavhengig i forskjellige soner.

Apparatet kan videre innbefatte et eller flere rør for tilførsel av ionisert materiale til det elektriske feltet i rommet mellom glassoverflaten og den øvre elektrode.

Den henvises i det etterfølgende til de

vedlagte tegninger, hvor:

Fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en del av et anlegg for trekking av plateglass ifølge foreliggende oppfinnelse: Fig. 2 er en detalj skisse som viser en spenningskilde og en vekslingsbryter: Fig. 3 er et vertikalt snitt gjennom en del av et annet anlegg for trekking av plateglass ifølge foreliggende oppfinnelse, og fig. 4 er et diagram som viser visse oppnådde data. Anlegget på fig. 1 er et anlegg for fremstilling av plateglass ved Pittsburgh-prosessen. Smeltet glass strømmer langs-etter tankovnen til arbeidsenden 1 på tan-ken, som innbefatter et tak-dekke 2. Smeltet glass trekkes opp fra det øvre lag av glassbadet 8 og inn i et trekkekammer. Dette kammer består av to L-formede avskjermninger 3, som er støpt inn i taket 2, og som via de skråttstilte vegger 4 er tilknyttet veggene 5 i et trekketårn 6 som rommer suksessive par av trekkvalser 7, hvorav bare det nederste par er vist på figuren. En trekkstang 9, som går tvers over tankovnen, er nedsenket i det smeltede glass like under trekkekammeret. Denne trekkstang stabiliserer posisjonen på den menisk som dannes ved roten av den glassplate som trekkes oppover. Et par øvre elektroder 10 er festet på undersiden av avskjermingene 3, og et par nedre elektroder 11 er festet på toppen av trekkstangen 9. Rørene 13 går gjennom tak-dekket 2 og inn i rommet 12 mellom de øvre elektroder 10 og det smeltede glassbad. Rørene 13 fører ioner inn i rommet 12 hvor de underkastes påvirkning av et elektrisk felt. Dette felt kan opprettholdes ved å knytte de øvre og nedre elektroder til en strømkilde 14 ved hjelp av en bryter 15 samt en spen-ningsregulator 16 i form av et potensio-meter, slik som det er vist på fig. 2.

Under utformningen av plateglass ved hjelp av apparatet på fig. 1 holdes elektrodene 10 og 11 knyttet til de positive og negative poler henholdsvis, på strømkilden 14. Det opprettholdes dermed en potensial-forskjell mellom nevnte øvre og nedre elektroder, og det smeltede glass samt atmosfæren i kontakt med dette danner et elek-trokjemisk system hvor positive ioner vil bevege seg nedover.

Det ble utført en lang rekke prøver med apparatet på fig. 1 for å vise hvorledes oppfinnelsen kan brukes for å modifisere de mekaniske egenskaper i plateglass. 1 disse prøver som ble utført under trekking av natronkalkglass ble ionisert litiumklorid tilført gjennom rørene 13 og inn i det elektriske feltet, og strømstyrken i milliampere mellom elektrodene ble bestemt ved forskjellige temperaturer på det smeltede glass og ved forskjelige utgangsspenninger på strømkilden 14. Resultatene er vist grafisk på fig. 4, som viser hvorledes strømstyrken varierer med temperaturen for fire forskjellige spenninger, nemlig 20, 40, 60 og 50 volt. Størrelsen på strømstyrken er et mål for diffusjonen av litiumioner fra rommet 12 og inn i glasset. For enhver gitt glasstemperatur varierer strømstyrken pro-porsjonalt med den påsatte spenning.

Ettersom litiumionene ble tilført på Degge sider av den menisk fra hvilken glasset ble trukket oppover som vist på fig. 1, Dg det elektriske feltet også var påsatt på begge sider av nevnte menisk, så ble na-triumioner erstattet av litiumioner i begge ie glasslag som danner sidene på den trukne plate. Prøver på det ferdige plateglass viste at diffusjonen av litium inn i glassets overflatelag og forskyvningen av natriumionene til de indre deler av platen gjorde at det oppsto kompressive krefter i glasset under avkjøling på grunn av diffe-rensiell kontraksjon, og dette resulterte i at glassets mekaniske styrke ble bedret på samme måte som ved vanlig fysisk herding. Oppfinnelsen gjør det således mulig å ut-føre en form for kjemisk herding med den viktige fordel at de kompressive krefter reduseres trinnvis under utformningen av plateglasset og ikke ved en ren etterbe-handling. En meget viktig fordel er videre at nevnte kjemiske herding kan utføres i forbindelse med fremstillingen av tynne glassplater, endog om disse er under 6 mm i tykkelse, noe som er minimumstykkelsen for plateglass hvis dette skal herdes ved vanlige fremgangsmåter.

Hvis man herder plateglass med ca. 6 mm tykkelse ved vanlige fremgangsmåter, så underkastes glasset kompressive krefter av en størrelsesorden på 8 kg/mm.2. I prø-ver som ble utført med apparatet på fig. 1, og hvor man lot litiumioner diffundere inn i natronkalkglass under trekking av plateglass med 6 mm tykkelse, så fikk man indusert kompressive krefter i glasset av en størrelsesorden på 5,8 kg/mm2. I yt-terligere prøver hvor man anvendte ionisert magnesiumsalt istedenfor litiumsalt, så ble det indusert kompressive krefter av en størrelsesorden på 7,8 kg/mm2.

Det er underforstått at man også kan få andre ioner til å diffundere inn i glasset, slik at det er mulig å fremstille plateglass med spesielle overflateegenskaper, alt avhengig av den forbindelse som diffunderte inn i glasset.

Hvis man utfører fremgangsmåten som beskrevét ovenfor, men uten å gjøre alkalimetallioner eller andre ioner tilgjenge-lige for diffusjon inn i glasset fra atmosfæren, så vil ikke desto mindre ioner vandre

vekk fra overflaten av det smeltede glass-

bad. Dette gjelder særskilt de mest beve-

gelige ioner, dvs. alkalimetallionene. På

grunn av dette vil begge overflater av den dannede glassplate bli fattigere på alkalimetallioner, og dette resulterer i et glass med bedre resistens overfor påvirkning av atmosfæriske forbindelser.

Fig. 3 viser et anlegg for trekking av glass ved Libbey-Owens-prosessen. Det smeltede glass 19 strømmer fra et raffi-neringskammer 20 (av hvilket det på teg-

ningen bare er vist såleveggen 21, tak-

dekket 22 og den øvre endevegg 23), og inn i et arbeidskammer eller trekkedigelen 24.

Under denne digel er det et kammer 25

som består av en sålevegg 26, frontveggen 27, bakveggen 28 og to sidevegger. Trekke-

digelen hviler på veggen 27 og støttene 29

som er plassert inne i kammeret 25. Dette kammer 25 oppvarmes ved hjelp av gass-

flammer fra brennerne 30. Over trekke-

digelen 24 er det to reflekterende avskjermninger 31 og 32, som hviler på de avkjølte tverrstenger 33 og 34. Mellom disse reflekterende avskjermninger 31 og 32 er det plassert to kjølere 35 og 36 som av-

kjøler motsatte sider av glassplaten 37

som trekkes opp fra menisken 38. Plate-

glasset 37 føres først rundt avbøynings-

valser 39 og deretter ved hjelp av valsene 40 gjennom et herdekammer 41, hvorav bare tak 42 og vegg 43 er vist på figuren.

En øvre elektrode 44 er festet til bunnen av

den vertikale vegg 23, og en nedre elektrode 45 er plassert i bunnen av trekkedigelen 24.

Disse elektroder 44 og 45 er knyttet til en

strømkilde av samme type som vist på fig.

2. Et rør 46 går ned gjennom kroneveggen

22 og ender i rommet 47 i nærheten av elek-

troden 44. Dette rør 46 fører ioner inn i rommet 47, hvor de underkastes påvirkning av det elektriske feltet. Ionediffusjonen inn i de øvre lag av det smeltede glass 19

finner sted på samme måte som forklart i forbindelse med apparatet på fig. 1.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte til behandling av et lag av smeltet glass, hvor dette lag for-

skyves horisontalt fra to sider i et arbeids-rom, for deretter å trekkes oppover, karakterisert ved at man i området i nærheten av opptrekningsstedet utsetter minst en del av det smeltede glasslag for et elektrisk felt som strekker seg tvers over det nevnte parti av det smeltede glasslag mellom atmosfæren i kontakt med dette og minst en fast elektrode som likeledes er kontakt med laget og anbragt på den indre side av dette.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, carakterisert ved at styrken og •etningen på det elektriske felt og de rela-tive sammensetninger på det smeltede >lass, og av atmosfæren i kontakt med det smeltede glass, er slik at det under påvirk-ling av nevnte elektriske felt finner sted m ione-diffusjon fra atmosfæren og inn i )verflatelagene av nevnte smeltede glass.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 2, karakterisert ved at minst noen iv de ioner som diffunderer inn i nevnte smeltede glass, er av en slik type at de påvirker glassets kjemiske, mekaniske og/ 5ller optiske egenskaper.

4. Fremgangsmåte ifølge påstand 3, karakterisert ved at man lar ioner fra de følgende elementer diffundere inn i let smeltede glass: kalsium, magnesium, oarium, bly, tinn, jern, mangan, nikkel, kobolt, kobber, selen og alkali-metaller.

5. Fremgangsmåte ifølge påstand 2 siler 3, karakterisert ved at ionisert materiale tilføres fra en utenforlig-gende kilde til atmosfæren i kontakt med det smeltede glass og inn i nevnte elektriske felt, når dette påvirker glasset i nevnte overflateområde.

6. Fremgangsmåte ifølge enhver av de f orannenvnte påstander, karakterisert ved at nevnte elektriske felt består av ett eller flere elektriske felter som gjen-nomstrømmer overflateområder av det smeltede glassbad i forskjellige soner.

7. Apparat for fremstilling av flatt glass, ved fremgangsmåten ifølge påstan-dene 1—6, bestående av en formingsenhet for flatt glass, et kar for et bad (8) av smeltet glass, anordninger for å holde smeltet glass i et overflateområde av nevnte bad i bevegelse til nevnte formingsenhet for utforming til flatt glass, karakterisert ved elektroder (10, 11) anordnet i forskjellige nivåer inne i karet, slik at det kan oprettholdes et elektrisk felt mellom elektroden (11) under overflaten på nevnte bad og atmosfæren i kontakt med nevnte overflate.

8. Apparat ifølge påstand 7, karakterisert ved at anordningene for å opprettholde det elektriske felt består av en øvre (10) og en nedre (11) elektrode, og hvor sistnevnte er utformet på bunnen av karet.

9. Apparat ifølge påstand 7, karakterisert ved at minst en nedre elektrode er montert i karet og utgjør e.n strukturell del av dette eller bæres av en sådan.

10. Apparat ifølge enhver av påstan-dene 7 til 9, karakterisert ved at man anvender mer enn en nedre elektrode og/eller mer enn en øvre elektrode, slik at elektriske felter med forskjellige styrker kan opprettholdes i forskjellige soner av nevnte smeltede glassbad.

11. Apparat ifølge påstand 10, karakterisert ved at elektroder i forskjellige soner er slik tilknyttet en strøm-kilde at det blir forskjellige elektrodepoten-sialer i forskjellige soner.

12. Apparat ifølge påstand 10 eller 11, karakterisert ved at avstanden mellom øvre og nedre elektroder varierer fra en sone til en annen.

13. Apparat ifølge enhver av påstan- dene 7 til 12, karakterisert ved at det omfatter anordninger, f. eks. ett eller flere rør (13), for tilførsel av ionisert materiale til karet over nevnte smeltede glassbad og inn i nevnte elektriske felt.