DE1249465B

DE1249465B - Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Glas wahrend seiner thermischen Behandlung

Info

Publication number: DE1249465B
Application number: DENDAT1249465D
Authority: DE
Inventors: GiUy Emile Plumat (Belgien)
Original assignee: Glaverbel, Brusse'
Priority date: 1962-07-27
Publication date: 1967-09-07
Also published as: US3393987A; GB971617A; BE620787A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

. Ci.:

C03b

eutsche Kl.: 32 a-29/00

Nummer: 1 249 465

Aktenzeichen: G 38076 VI b/32 a

Anmeldetag: 1. Juli 1963

Auslegetag: 7. September 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz von Glas während seiner thermischen Behandlung, die insbesondere erfolgt, wenn das Glas in Form eines kontinuierlichen Bandes oder von getrennten Tafeln zwischen einem Bad aus geschmolzenem Metall, das dichter ist als Glas, und einem Bad aus geschmolzenem Salz, das weniger dicht ist als Glas, schwimmt.

Es sind bestimmte Verfahren bekannt, gemäß welchen die Glastafeln eine thermische Behandlung erfahren, während sie auf einem Bad aus geschmolzenem Metall schwimmen. Bei diesen Verfahren gleitet das Glasband, das durch Auswalzen zwischen zwei Walzen erhalten wird, auf einem Bad aus geschmolzenem Metall, in welchem dasselbe auf eine ausreichende Temperatur gebracht wird, um ein Feuerpolieren der beiden Seiten des Glasbandes zu bewirken.

Nach anderen Verfahren werden die abgeschnittenen Glastafeln auf ein Metallbad aufgebracht, das. eine genügend hohe Temperatur aufweist. Infolge ihrer Verschiebung auf diesem Metallbad erhitzen sich die Glastafeln auf eine Temperatur, die der Erweichungstemperatur naheliegt. Die Tafeln werden sodann in eine Kammer zur raschen Abkühlung gebracht oder ein Metallbad von niedriger Temperatur sowie Strahlen kalter Luft bewirken das Härten der Tafeln.

Alle diese Verfahren weisen einen beträchtlichen Nachteil auf, indem die gewöhnlich verwendeten Metalle, die genügend schmelzbar sind, bei den Arbeitstemperaturen auch sehr oxydierbar sind. Wenn keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, können die auf der Badoberfläche sich bildenden Oxydteilchen die Oberfläche der Glastafel beschädigen oder wenigstens an derselben anhaften. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, das Glasband oder die Glastafeln zwischen zwei Bädern aus geschmolzenen Materialien derart gleiten zu lassen, daß das obere Bad das untere Bad vor der Oxydation durch die Luft schützt. Da in diesem Fall das untere Bad eine Dichte aufweisen muß, die größer ist als jene des Glases, muß das obere Bad eine Dichte haben, die geringer ist als jene des unteren Bades. Die Leichtmetalle sind zu stark oxydierbar, und man verwendet daher geschmolzene Salze oder Mischungen geschmolzener Salze.

Aber selbst wenn man bei Verwendung eines geschmolzenen Salzes oder einer Mischung geschmolzener Salze die Oxydation des Metallbades beherrscht, ergibt sich ein weiterer Nachteil, weil die geschmolzenen Salze bei den Arbeitstemperaturen in schäd-Verfahren und Vorrichtung zum Schutz von Glas während seiner thermischen Behandlung

Anmelder:

Glaverbel, Brüssel

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler,

Dr.-Ing. K. Schönwald, Dr.-Ing. Th. Meyer

und Dr. J. F. Fues, Patentanwälte,

Köln 1, Deichmannhaus

Als Erfinder benannt:
Emile Plumat, Gilly (Belgien)

Beanspruchte Priorität:

Belgien vom 27. Juli 1962 (495 905)

licher Weise mit dem Glas reagieren. Bestimmte im Glas enthaltene Ionen wandern in das Salzbad und können sogar durch im Salzbad enthaltene Ionen ersetzt werden. Diese Erscheinung, die nicht kontrollierbar ist, bewirkt im allgemeinen eine Veränderung der Oberfläche der Glasteile.

Die Erfindung ermöglicht, diese Nachteile zu vermeiden und bringt bestimmte wichtige Vorteile mit sich, die sich aus der nachstehenden Beschreibung ergeben.

Gemäß der Erfindung wird eine kontinuierliche elektrische Potentialdifferenz zur Wirkung gebracht zwischen einem Bad aus dichtem geschmolzenem Material und einem Bad aus weniger dichtem geschmolzenem Material, die nicht miteinander mischbar sind und von denen eines eine Metallschmelze, das andere eine Salzschmelze ist, und daß zwischen diesen Bädern ein Band oder eine Tafel des Glases schwimmend hindurchgeschoben wird.

Die Potentialdifferenz, die von einer Gleichstromquelle geliefert und mittels der beiden in die Bäder eingetauchten Elektroden zur Wirkung gebracht wird, verändert die Potentialdifferenz, welche zwischen zwei Punkten vorhanden ist. die im oberen Bad, im Glas oder im unteren Bad willkürlich gewählt werden. Diese Veränderung des Potentials bewirkt daher eine Veränderung im Verhalten der vorhandenen Ionen und kann nicht nur die Diffusion bestimmter Ionen verhindern, sondern überdies andere Ionen diffundieren lassen.

109 640/215

Es ist also in jedem Einzelfall für das Verfahren gemäß der Erfindung wesentlich, daß die Polarität und der Betrag der den Bädern erteilten Potentialdifferenz so bemessen werden, daß ein unerwünschter Austausch zwischen in der Salzschmelze dissoziierten Ionen und im Glas enthaltenen Ionen verhindert wird.

Die Diffusion der Ionen hängt von ihrer Aktivierung und den Kräften ab, die eine Verschiebung auslösen oder ihr entgegengesetzt wirken. Beim Durchgang zwischen zwei Grenzschichten, beispielsweise dem Bad aus weniger dichtem Material und der Glasschicht oder dem Bad aus dichterem Material und der Glasschicht, ist die Diffusionsschranke zwischen dem Bad aus weniger dichtem Material und der Glasschicht oder zwischen dieser und dem Bad aus dichterem Material durch die Potentialwerte bestimmt.

Die auf die Bäder zur Wirkung gebrachte Potentialdifferenz soll deshalb mindestens so bemessen werden, daß sie der Potentialdifferenz gleich ist, welche der Diffusionsschranke entspricht. Das bedeutet, daß der Salzschmelze eine negative Potentialdifferenz erteilt wird, wenn das elektropositivste der darin dissoziierten Ionen positiver ist als das elektropositivste der im Glas enthaltenen Ionen.

In anderen Fällen kann es sich als notwendig erweisen, daß der Salzschmelze eine positive Potentialdifferenz erteilt wird, wenn das elektropositivste der darin dissoziierten Ionen weniger positiv ist als das elektropositivste der im Glas enthaltenen Ionen.

Es genügt also, wenn die Potentialdifferenz der Diffusionsschranke der Ionen des negativen Bades nach dem Glas hin entspricht, um die Diffusion von metallischen Kationen dieses Bades in das Glas zu verhindern.

Wenn die Spannung des auf die Bäder zur Wirkung gebrachten kontinuierlichen Potentials jene der Diffusionsschranke übersteigt, die zwischen dem Bad aus dichterem geschmolzenem Material und der Glasschicht vorhanden ist, bewirkt die Aktivierung der Ionen in diesem Bad die Diffusion derselben in das Glas, so daß sich die Möglichkeit ergibt, in das Glas Ionen von Schwermetallen einzubringen, welche die Eigenschaften der Glasoberfläche verändern können, wie z. B. die Farbe und die optischen Eigenschaften.

Analoge Möglichkeiten bestehen auch, wenn das obere Bad positiv gemacht ist und die Spannung des auf die Bäder zur Wirkung gebrachten kontinuierlichen Potentials jene der Diffusionsschranke übersteigt, die zwischen dem Bad aus weniger dichtem Material und der Glasschicht vorhanden ist. Es erfolgt ein Übergang der Ionen des Bades in das Glas. Diese Ionen können beispielsweise Ionen von Silber, Kupfer, Kobalt oder Mangan sein, welche den Vorteil haben, das Glas zu färben.

Vorteilhaft läßt man die Glastafeln mehrere Male zwischen den beiden Schichten der geschmolzenen Materialien hindurchgehen, nachdem die Glastafeln gewendet worden sind, wenn man jede Seite getrennt auf die gleiche Weise oder verschieden behandeln will. Die ausgeführte Behandlung betrifft beide Seiten der Glastafel, und diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß der Schutz jeder Seite der Glastafel mit einer absichtlich gewählten Stärke ausgeführt wird, die je nach dem besonderen Fall entweder gleich oder verschieden sein kann.

In der Zeichnung ist ein Vorrichtungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dargestellt.

Eine Wanne 7 aus hitzebeständigem Werkstoff besteht aus einem Boden 8, Längswänden 9 und Seitenwänden 10. Jede Seitenwand 10 hat einen Schlitz 11, der mit einer Dichtungsverbindung 20 versehen ist, durch welche eine Glastafel 12 in die Wanne 7 hindurchgeschoben wird. Die Wanne 7 enthält ein unteres Bad 13, das dichter ist als Glas, ein oberes Bad 14, eine zur Glastafel 12 parallele ebene Platte 15, die in das obere Bad 14 eingetaji&ht ist, drei Elektroden 16, die in das untere Bad 13 eingetaucht" sind,~sbwie drehbar angeordnete Walzen 17, welche die Glastafel Ϊ2" gegen die Oberfläche des unteren Bades 13 andrücken.

Die Elektroden 15 und 16 sind derart mit einer Stromquelle 18 verbunden, daß bei der dargestellten Ausführungsform die Elektroden 16 relativ zur Elektrode 15 positiv sind. Eine Vorrichtung zur Umkehrung und Regelung der Spannung der Stromquelle 18 umfaßt ein Potentiometer 28 mit einem Polwender 19.

Der elektrische Strom verteilt sich gleichmäßig unterhalb der ebenen und zur Glastafel parallelen Elektrode 15, so daß der elektrochemische Schutz der Glastafel 12 gegen Ionendiffusion gesichert ist. Das untere Bad 13 besteht aus geschmolzenen Metallen, während das Bad aus weniger dichtem Material 14 aus geschmolzenem Salz besteht und insbesondere Alkali- oder Erdalkalisalze in Form von Halogeniden enthält.

Der Schutz der Glastafel 12 ist vorteilhaft mit einer anderen elektrochemischen Behandlung kombiniert.

Die eigentliche Wärmebehandlung bezweckt eine Oberflächenvergütung und ist in ähnlicher Weise als Feuerpolieren bekannt. Die Erfindung beschränkt sich nicht üuF das dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern ist bei jeder Warmbehandlung von Glas auf ionenhaltige Grenzschichten anwendbar.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schutz von Glas während seiner thermischen Behandlung, dadurch gekenn ζ eTchne t, daß eine kontinuierliche elektrische Potentialdifferenz zur Wirkung gebracht wird zwischen einem Bad aus dichtem geschmolzenem Material und "einem Bad aus weniger dichtem geschmolzenem Material, die nicht miteinander mischbar sind und von denen eines eine Metallschmelze, das andere eine SaIzschmelze ist, und daß zwischen diesen Bädern einTÜand oder eine Tafel des Glases schwimmend hindurchgeschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarität und der Betrag der den Bädern erteilten Potentialdifferenz so bemessen werden, daß ein unerwünschter Austausch zwischen in der Salzschmelze dissoziierten Ionen und im Glas enthaltenen Ionen verhindert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Salzschmelze eine negative Potentialdifferenz erteilt wird, wenn das elektropositivste der darin dissoziierten Ionen positiver ist als das elektropositivste der im Glas enthaltenen Ionen.

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4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Salzschmelze eine positive Potentialdifferenz erteilt wird, wenn das elektropositivste der darin dissoziierten Ionen weniger positiv ist als das elektropositivste der im Glas enthaltenen Ionen.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wanne (7) aus hitzebeständigem Werkstoff mit zwei in gegenüberliegenden Seitenwänden (10) angeordneten Schlitzen (11) zum Durchtritt einer Glastafel (12) ein unteres Bad (13) aus dichterem Material, insbesondere eine Metallschmelze, und ^{em ooeres} B^ac* (14) aus weniger dichtem Material, insbesondere einer Salzschmelze, übereinandergeschichtet und in dieselBäder zwei Gegenelektrod^en (15 bzw. 16) eingetaucht sind, cfie über einen Polaritätsschalter (19) und einen Potentialregler (28) mit einer Gleichstromquelle (18) in Verbindung stehen. ^%"""-~-—

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in das Bad aus wenigei dichtem Material (14) eintauchende Elektrode (15) aus wenigstens einer zum Glas (12) parallelen und ebenen Platte besteht.

7. VorrTcKtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bad aus weniger dichterr Material (14) drehbare Walzen (17) angeordnei sind, welche die Glastafel (12) gegen die Oberfläche des Bades aus dichterem Material (13) andrücken.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche ί bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad au: weniger dichtem Material (14) aus geschmolzenem Salz besteht und insbesondere AlkaJtuQdei Erdalkalisalze in Form von Halogeniden enthält: ■

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 198 733.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 640/215 S. 67 Q Bundesdruckerei Berlin