DE1206555B - Verfahren zur Herstellung eines Glasbandes durch Aufgiessen von geschmolzenem Glas auf eine Traegerfluessigkeit - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C03b

Deutsche KL: 32 a -19/00

1206 555
C30606VIb/32a
2. August 1963
9. Dezember 1965

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Glasbandes durch Aufgießen von geschmolzenem Glas auf eine Trägerflüssigkeit und betrifft insbesondere ein solches Verfahren, bei welchem das geschmolzene Glas auf ein flüssiges Bad von gegenüber der des Glases größerer Dichte aufgebracht wird.

Unter diesen Voraussetzungen breitet sich das Glas auf dem Bad aus und nimmt hierbei eine Dicke an, die im wesentlichen durch die Wirkung der Oberflächenspannung zwischen dem Bad und dem Glas bestimmt ist. Es ist deshalb notwendig, besondere Vorkehrungen zu treffen, um aus einem Glas von gegebener Zusammensetzung und bei einem gegebenen Badtyp ein Glasband zu erhalten, dessen Dicke von der abweicht, die ihm an sich durch die Wirkung der Oberflächenspannung vorgeschrieben ist.

Die bisher zur Änderung der Dicke des Glasbandes unter solchen Umständen vorgeschlagenen Verfahren von mechanischem Charakter, wie das Ausüben eines Zuges auf das Glasband, haben den Nachteil, daß sie zu einer mehr oder weniger betonten Verformung des Glasbandes führen, die dessen Oberflächeneigenschaften ungünstig beeinflußt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung vermeidet die Nachteile dieser bekannten mechanischen Verfahren. Es besteht darin, daß die Kante des in Bildung befindlichen Glasbandes mit einer Flüssigkeit, insbesondere einer solchen auf Grundlage von Boroxyd, in Kontakt gebracht wird, welche das Glas benetzt, deren Oberflächenspannung von der des Glases verschieden ist und die ferner weder mit der Trägerflüssigkeit reagiert, noch mit dieser mischbar ist, so daß in dem Niveau dieser Kanten des Glasbandes in der Kontaktzone derselben mit der Trägerflüssigkeit ein Streifen aus einem flüssigen Stoff gebildet wird, dessen Oberflächenspannungscharakteristiken von denen des Glases selbst verschieden sind.

Dadurch läßt sich ein Glasband von definierter Dicke herstellen, die eine Funktion der Oberflächen-Spannung der Flüssigkeit ist, aus welcher der Kantenstreifen besteht. Diese Dicke kann größer oder geringer sein als die, welche normalerweise das Glasband beim Fehlen eines solchen Überzuges seiner Ränder annehmen würde. Gewisse Oxyde, wie insbesondere das Borsäureanhydrid, ermöglichen es, die Oberflächenspannung erheblich zu senken und demzufolge ein Glasband herzustellen, dessen Dicke geringer ist als die, welche das Glasband normalerweise beim Fehlen jedes Überzuges seiner Kantenbereiche annehmen würde. Umgekehrt ist es auch mit der sich dann ergebenden anders gerichteten Wirkung mög-Verfahren zur Herstellung eines Glasbandes
durch Aufgießen von geschmolzenem Glas auf
eine Trägerflüssigkeit

Anmelder:

Compagnie de Saint-Gobain,

Neuilly-sur-Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier, Patentanwälte, Herne, Freiligrathstr. 19

Als Erfinder benannt:
Michel Bre, Paris

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 3. August 1962 (906 016),
vom 16. Juli 1963 (941 658)

lieh, eine Überzugsflüssigkeit von hoher Oberflächenspannung zu verwenden.

Die für das Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendete Flüssigkeit kann ferner auch dem Zwecke der Sicherung eines guten Schutzes der Trägerflüssigkeit gegen Oxydation dienen, falls diese Flüssigkeit, wie z. B. flüssiges Zinn, oxydierbar ist. Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung auf der freien nicht von dem Glas bedeckten Oberfläche der Trägerflüssigkeit in dem angenommenen Falle des Zinnbades ein ständiger undurchlässiger Film aus der gleichen Flüssigkeit, die für das Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendet wird, insbesondere ein solcher aus Borsäureanhydrid, aufrechterhalten.

Es hat sich gezeigt, daß das Borsäureanhydrid, an dessen Stelle auch Borsäure verwendet werden kann, auf dem Zinn bei den in Frage kommenden Temperaturen in der Größenordnung von 500 bis 1000⁰C einen gegenüber dem Zinn chemisch indifferenten Schutzfilm bildet, der die folgenden verschiedenen Anforderungen, die an einen solchen Schutzfilm zu stellen sind, erfüllt:

Zufriedenstellende Ausbreitung des Films auf dem Zinn;

Nichtverflüchtigbarkeit des filmbildenden Stoffes;

509 757/91

gute Benetzbarkeitseigenschaften des Films gegenüber Ofenwandungen;
niedrige Viskosität des Films;

nur geringe, vorteilhaft überhaupt keinerlei chemische Zwischenwirkungen zwischen.,dem Film

und der Spiegelglasschicht;
leichte Wiedergewinnbarkeit des den Film bildenden Materials, falls dies erwünscht ist.

Allen diesen Bedingungen entspricht das Borsäureanhydrid in befriedigender Weise. So konnte z. B. bis zu einer Temperatur von etwa 500⁰C kein Verlust an den durch einen hieraus bestehenden Film geschützten Metall festgestellt werden. Bei 700⁰C betrug der Verlust an Zinn 8 mg, bei 800⁰C 10 mg und zwischen 900 und 1000⁰C 12 mg je Stunde und cm² Oberfläche. In der Praxis erweist sich eine Schicht von Borsäureanhydrid von größenordnungsmäßig 1 mm Dicke als zweckmäßig, jedoch werden auch mit einer geringeren Schichtdicke gute Ergebnisse erzielt.

Das Borsäureanhydrid besitzt außerdem den Vorteil einer hohen Lösefähigkeit gegenüber Metalloxyden und erhält demzufolge das Zinnbad in einem bemerkenswert reinen Zustand.

Die geringe Oberflächenspannung des Borsäureanhydrids ergibt, daß dieses die Oberflächen der verschiedenen im Zuge des Verfahrens bzw. bei den zu dessen Durchführung dienenden Einrichtungen verwendeten Stoffe, insbesondere den Graphit, die üblichen feuerfesten Stoffe und die Gläser, in zufriedenstellender Weise unter Bildung eines dünnen Films benetzt.

Der Dampfdruck des Borsäureanhydrids bleibt bis zu 1000° C sehr gering, so daß ein Verlust an diesem Schutzagens nicht zu befürchten ist.

Die Viskosität des geschmolzenen Borsäureanhydrids ist im Vergleich zu der des geschmolzenen Spiegelglases außerordentlich gering. Bei 900⁰C ist sie lOOOfach niedriger und bei 1000° C noch lOOfach niedriger als die des Spiegelglases. Dieser große Unterschied der Viskosität ist die Ursache für die geringe Geschwindigkeit der gegenseitigen Diffusion des Borsäureanhydrids und des Spiegelglases in der Kontaktzone zwischen beiden bei Temperaturen von zwischen 400 und 800⁰C.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann das Borsäureanhydrid entweder rein oder in Kombination mit anderen Oxyden, die nicht mit dem Glas reagieren, insbesondere solchen, welche die Oberflächenspannung herabsetzen, wie Kaliumoxyd K₂O, Bleioxyd PbO und den Vanadiumoxyden verwendet werden.

Es wurde ferner gefunden, daß es vorteilhaft sein kann, das Borsäureanhydrid oder seine Kombinationen mit anderen Oxyden nicht über die gesamte freie Oberfläche des geschmolzenen Zinns auszubreiten, welche sich nach jeder Seite des Glasbandes von dessen Kante bis zu der benachbarten Ofenwandung erstreckt, sondern nur in solchen Kontakt mit jedem der beiden Kantenbereiche des Glasbandes, daß die Ofenwandungen nicht erreicht werden. Hierdurch wird die Abbremswirkung vermieden, die ein verhältnismäßig viskoser Film von Borsäureanhydrid oder seiner Verbindungen, welcher die Randbereiche des Glasbandes mit der benachbarten Ofenwandung verbindet, auf die Fortbewegung des Glasbandes ausüben kann, wobei gleichzeitig durch das Vorhandensein des viskosen in Kontakt mit dem Glas befindlichen Films ein gewisser Schutz desselben gegen die durch Oydation des geschmolzenen Zinns entstehenden Teilchen gesichert ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch den Ofen

ίο mit flüssigem Trägerstoff für die Formung eines Glasbandes,

F i g. 2 einen Horizontalschnitt gemäß Linie 4-4 der F i g. 1 und
F i g. 3 einen teilweisen Querschnitt durch den Ofen darstellt.

Der Strom 1 von flüssigem Gas ergießt sich aus einem nicht dargestellten Schmelzofen 3 über eine Schwelle 2 auf ein in einem für diese Art der Herstellung bekannten Ofen 5 enthaltenes Flüssigkeitsbad 4 und bildet, indem es sich auf diesem flüssigen Bad ausbreitet, ein Band 6. Bei 7, an der Stelle, an welcher das Glas beginnt sich auszubreiten, wird mit dem Glas im Bereich jeder seiner Kanten aus einem Rohr 8, das aus Graphit oder feuerfestem Werkstoff besteht und mit einem oder mehreren kleinen Hilfsöfen 9 für das Schmelzen des Borsäureanhydrids verbunden ist, flüssiges Borsäureanhydrid in Kontakt gebracht.

Das Borsäureanhydrid kann auch in fester Form als Pulver der gleichen Zone aufgegeben werden. Es schmilzt dann sehr schnell und bildet einen innig an dem Glas längs der Kanten des Glasbandes haftenden Streifen.

In beiden Fällen bildet das Borsäureanhydrid einen Streifen 10, der an dem Glas ausschließlich in der Kantenzone des Glasbandes haftet und gleichzeitig, wie das aus F i g. 3 ersichtlich ist, bei 11 auf einem kleinen Teil des Zinnbades in der unmittelbaren Nachtbarschaft der Kanten des Glasbandes schwimmt.

Wegen der verhältnismäßig hohen Viskosität des Streifens aus Borsäureanhydrid, bezogen auf die Viskosität der Trägerflüssigkeit und des Haftens des Films aus Borsäureanhydrid an dem Glas, wird durch das sich bewegende Glasband die Gesamtheit dieses Films mitgenommen.

Das Glasband, dessen Kanten sich derart in Kontakt mit einem flüssigen Film aus Borsäureanhydrid befinden, wird während einer ausreichenden Zeit-So dauer auf einer Viskosität von größenordnungsmäßig 10³ bis 10⁵ Poisen erhalten, und die Gesamtheit des Bandes verdünnt sich unter der Wirkung der Schwerkraft und der Oberflächenspannungen zwischen Glas und Trägerflüssigkeit, Trägerflüssigkeit und Borsäureanhydrid, sowie Borsäureanhydrid und Ofenatmosphäre bis zum Erreichen des durch das Profil der Kanten bedingten Gleichgewichtszustandes.

Falls ein Glasband von größerer Dicke als sie sich durch die natürliche Schichtbildung ergibt, hergestellt werden soll, so wird in gleicher Weise, jedoch unter Verwendung einer Flüssigkeit von hoher Oberflächenspannung gearbeitet. In diesem Falle wird das Glasband z. B. zunächst durch Walzen vorgeformt, so daß es in Form einer dicken Glasschicht vorliegt, die dann sofort durch das Bad aus Trägerflüssigkeit übernommen wird. Darauf wird auf die beiden Kanten dieser Glasschicht in der oben beschriebenen Weise ein Streifen aus einem geschmolzenen Körper

aufgebracht, dessen Oberflächenspannung höher als die des Glases ist, aus welchem die Schicht besteht.

Das Bad aus Trägerflüssigkeit kann aus jedem beliebigen, gegenüber dem Glas indifferenten und dichteren Stoff als dem Glas, das heißt z. B. aus geschmolzenen Metallen, wie Zinn, Silber und Blei und gewissen Legierungen dieser Metalle bestehen.

In dem besonderen Falle, in welchem die Flüssigkeit geschmolzenes Zinn ist und das Glas aus einem Kieselsäure-Soda-Kalk-Gemenge der üblicherweise für die Herstellung von Spiegelglas und Fensterglas verwendeten Zusammensetzung hergestellt wird, hat sich gezeigt, daß die Grenze der möglichen Dicke des Glases, die bei Fehlen jedes Überzuges der Kantenbereiche des Glasbandes größenordnungsmäßig 6,5 mm beträgt, sich, falls die Bandkanten mit einem Überzug aus Borsäureanhydrid versehen werden, auf zwischen 4,5 und 5 mm verringern läßt.

Während der thermischen Behandlung, die das Glasband durchläuft, bis es so weit erstarrt ist, daß so es darauf durch einen Förderer üblicher Art ohne die Gefahr von Verformungen transportiert werden kann, benetzt die durch die Kanten des Bandes mitgenommene Schicht aus Borsäureanhydrid die oberen und unteren Flächen des Glases nicht mehr als auf einem Breitenbereich von einigen Zentimetern. Dies ist für die spätere Verwendung des Glases ohne Nachteil, da dieser Bereich normalerweise beim Schneiden desselben weggenommen wird.

In qualitativer Hinsicht ergeben sich die gleichen Verhältnisse, falls die Trägerflüssigkeit ein anderes Metall als Zinn ist, weil auch dann das hohe Verhältnis zwischen den Oberflächenspannungen der Metalle und des Borsäureanhydrids vorhanden ist.

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Claims (11)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Glasbandes durch Gießen von geschmolzenem Glas auf eine Trägerflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bildung des Glasbandes mit dessen Kantenbereich eine Flüssigkeit, insbesondere eine solche auf Grundlage von Borsäureanhydrid, welche das Glas benetzt und deren Oberflächenspannung von der des Glases verschieden ist, sowie nicht mit der Trägerflüssigkeit reagiert und nicht mit dieser mischbar ist, in Kontakt gebracht wird und derart im Niveau dieses Kantenbereichs in der Zone des Kontaktes desselben mit der Trägerflüssigkeit ein Streifen gebildet wird, dessen Oberflächenspannungscharakteristiken verschieden von denen des Glases selbst sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendete Flüssigkeit Borsäureanhydrid ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Borsäureanhydrid im festen Zustand in Form eines Pulvers auf die Kantenbereiche des Glasbandes aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendete Flüssigkeit eine Kombination von Borsäureanhydrid mit anderen nicht mit der Trägerflüssigkeit reagierenden Oyden ist. _^_

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die mit dem Borsäureanhydrid kombinierten Oyde solche sind, welche die Oberflächenspannung vermindern, wie Kaliumoxyd, Bleioxyd oder die Vanadiumoxyde.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Flüssigkeit, mit welcher die Kantenbereiche des Glasbandes überzogen werden, außerdem ein den ganzen freien Bereich der Trägerflüssigkeit, der nicht durch das Glas abgedeckt ist, überdeckender die Trägerflüssigkeit gegen Oxydation schützender Film gebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit, mit welcher die Kantenbereiche des Glasbandes überzogen werden, nur in der unmittelbaren Nähe der Kantenbereiche aufgebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendete Flüssigkeit eine geringe Oberflächenspannung aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendete Flüssigkeit eine hohe Oberflächenspannung aufweist.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes verwendete Flüssigkeit auf beiden Seiten des Glasbandes an der Stelle aufgebracht wird, an der das Glas sich auf der Trägerflüssigkeit auszubreiten beginnt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen oder mehrere HilfsÖfen (9) zum Erschmelzen der zum Überziehen der Kantenbereiche des Glasbandes vorgesehenen Flüssigkeit sowie durch geeignete Rohrleitungen (8) zum Heranbringen der Flüssigkeit an die Glask'anten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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