DE1220566B

DE1220566B - Verfahren zum Verarbeiten von Glas in der Waerme

Info

Publication number: DE1220566B
Application number: DEC32358A
Authority: DE
Inventors: Huart Guy D
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1963-03-18
Filing date: 1964-03-09
Publication date: 1966-07-07
Also published as: NL6402803A; BE645381A; LU45676A1; FR1359782A; GB1045803A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C03b

Deutsche Kl.: 32 a-39/00

1220566
C32358Vib/32a
9. März 1964
7. Juli 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Glas in der Wärme.

Es ist bekannt, daß bei der Verarbeitung von Glas in der Wärme bei Temperaturen, bei welchen das Glas verformbar ist, ζ. B. beim Walzen, Biegen und sonstigen Verformen, das Glas das Bestreben hat, an den Arbeitswerkzeugen, wie den Walzen, Tragorganen, Formen usw., zu kleben und dies in um so stärkerem Maße, je höher die Temperatur des Glases ist.

Grundsätzlich wäre es von Vorteil, das Glas bei hohen Temperaturen zu verarbeiten, denn seine geringe Viskosität bei solchen Temperaturen erleichtert die Arbeit, verringert den notwendigen Energieaufwand und ergibt Erzeugnisse von besserer Qualität. Um das Ankleben des Glases an den mechanischen mit dem Glas in Kontakt gelangenden Teilen zu verhindern, müssen diese jeweils auf größenordnungsmäßig 450° C heruntergekühlt werden. Hierdurch werden die Anlagen kompliziert, und es wird ao ferner die Gefahr des Entstehens von erheblichen Fehlern, insbesondere beim Walzen die von Planizitätsfehlern der hierdurch hergestellten Glasscheibe hervorgerufen.

Es ist deshalb sehr erwünscht, die Möglichkeit zu schaffen, das Ankleben von sehr heißem Glas an den Werkzeugen zu verhindern, ohne daß eine intensive Kühlung der mechanischen Teile, mit welchen das Glas in Kontakt gelangt, erfolgen muß.

Das Verfahren gemäß der Erfindung löst diese Aufgabe. Es besteht darin, daß zwischen das heiße Glas und die mechanischen seiner Verformung dienenden oder es tragenden Teile ein glasiger leicht schmelzbarer Stoff, nämlich reines Borsäureanhydrid oder Borsäureanhydrid, dem andere Oxyde, wie insbesondere Metalloxyde, zugesetzt sind, eingeschaltet wird.

Dieser glasige Stoff kann in reinem Zustand verwendet werden. Es können ihm aber auch übliche pulverförmige schmierend wirkende Stoffe, wie z. B. Graphit, zugesetzt werden.

Es wurde gefunden, daß diese glasigen Stoffe auf Grundlage von Borsäureanhydrid bei Temperaturen von etwa oberhalb 600° C eine außerordentlich niedrige Viskosität, verglichen mit der des gewöhnlichen Glases bei der gleichen Temperatur, besitzen, so daß sie geeignet sind, die Aufgabe einer zwischen das heiße Glas und den mechanischen Körper eingeschalteten, das Aneinanderkleben beider aneinander verhindernden schmierenden Schicht zu übernehmen.

Um gute Ergebnisse zu erzielen, soll die Viskosität des zwischengeschalteten glasigen Stoffes wenigstens Verfahren zum Verarbeiten von Glas
in der Wärme

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:

Guy d'Huart, Versailles (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. März 1963 (928 261)

lOOOmal, vorzugsweise 100000- bis 150000mal niedriger sein als die des behandelten Glases.

In den nachstehenden Tabellen wird die Viskosität eines Spiegelglases mit der von reinem Borsäureanhydrid und der von verschiedenen Mischungen von Borsäureanhydrid mit anderen Oxyden bei unterschiedlichen Temperaturen von 700 bis 1000° C verglichen.

Die Tabellen geben ferner in jedem Falle das Verhältnis zwischen der Viskosität des Spiegelglases und der des gemäß der Erfindung zwischen dieses und das Metall eingeschalteten glasigen Stoffes an,

Tabelle I

Tempe	Logarithmus	Logarithmus	Verhältnis der Viskosität
ratur	UCl V loJxUollctL	der Viskosität	des Spiegelglases
⁰C	QcS Spiegelglases	von B₂Os	zu der Viskosität von B₂Oj
700	8,3	2,9	250 000
800	6,3	2,5	6400
900	5,0	2,1	800
1000	4,1	1,8	200
			609 588/95

Tabelle II

Tempe ratur °C	Logarithmus der Viskosität des Spiegelglases	Logarithmus der Viskosität der Kühlung B₂O₃ (90 Mol) NaCO (10 Mol)	Verhältnis der Viskosität des Spiegelglases zu der Viskosität VOIiB₂OaNa₂D
700 800 900 1000	. 8,3 : 6,3 5,0 4,1	,V 2,3 1,6 >■ ■■' 1,1 0,7	1 000 OÖO' 50 000 8 000 2500

Tabelle III

Tempe ratur ⁰C	Logarithmus der Viskosität des, ..;_ Spiegelglases'	Logarithmus der Viskosität der Kühlung B₂O₃ (90 Mol) K₂O (10 Mol)	Verhältnis der Viskosität des Spiegelglases zu der Viskosität von B₂O₃K₂O
700 800 900 1000	8,3 6,3 5,0 4,1	2,2 .1,5 1,1 0,6	1 250 000 63 000 8 000 3 200.

Im Falle der folgenden Tabelle IV wird als schmierend wirkender Stoff gemäß der Erfindung eine Mischung von mehreren Oxyden verwendet,. die nichts anderes als die Ausgangsmischung eines bleioxydhaltigen Borsäureglases darstellt.

Die Zusammensetzling dieses Glases in Gewichtsprozenten ist wie folgt:

SiO₈ 16,80%

B₂O₃ 9,45%

PbO '.'.'.. 72,2O«/o

Al₂O₃ l,15^fl/o

.· Tabelle IV

Tempe ratur ⁰C	Logarithmus der Viskosität des Spiegelglases	Logarithmus der Viskosität des Schmiermittels	Verhältnis der Viskosität des Glases zu der des Schmiermittels .
700 800 900	8,3 ; 6,3 5,0 ·	2,1 1,2 0,8	1 600 000 130 000 16 000

Aus der Tabelle I ist ersichtlich, daß sich das Borsäureanhydrid insbesondere zur Verwendung in dem Temperaturbereich von etwa 700 bis 800° C eignet, weil das Verhältnis der Viskositäten des Glases und des Borsäureanhydrids zueinander in diesem Bereich einen sehr hohen Wert besitzt. Oberhalb von 900° C fällt dieses Verhältnis auf unter den Wert 1000 ab. In diesen Bereichen ist es dann vorteilhafter, die Mischungen aus Borsäureanhydrid und Alkalioxyden der Tabellen Π und ΓΠ oder das Blei-Borsäure-Glas, auf welches sich die Tabelle IV bezieht, zu verwenden.

Der gemäß der Erfindung zur Vermeidung des Anklebens des Glases verwendete glasige Stoff hat nur eine sehr geringe oder überhaupt keinerlei chemische Einwirkung auf die mechanischen Teile, wie z. B. die Walzen, gleichgültig ob diese aus rostfreiem Stahl, Graphit oder einem feuerfesten Stoff bestehen. Gegenüber-dem verarbeiteten Glas ist-eine ,geringfügige Diffusion des schmierend wirkenden Stoffes in die Oberflächenzone des Glases festzustellen, deren Maß mit der Temperatur ansteigt. Diese Diffusion ergibt jedoch keinerlei- Schwierigkeiten, sondern wirkt "sich ,,eher im Sinne .einer Verbeserung. der Beständigkeit des Glases gegen Wasser aus. Im Falle von Spiegelglas, das geschliffen und poliert werden soll, ist diese oberflächliche Diffusion völlig ohne

ίο Wirkung, weil beim Schleifen und Polieren die Oberflächenschicht des Glases, auf welche sich der Diffusionsvorgang ausgewirkt hat, vollkommen entfernt wird.

Wie die Erfahrungen ferner gezeigt haben, benetzen das Borsäureanhydrid und die verschiedenen Mischungen von Borsäureanhydrid mit anderen Oxyden, die gemäß der Erfindung verwendet werden, Stoffe, wie Stahl, Graphit und feuerfeste Stoffe, sehr leicht, so daß sich der schmierende Stoff leicht von selbst auf diesen in Form eines sehr dünnen Films ausbreitet.- Das Aufbringen des schmierend wirkenden Stoffes stellt demzufolge kein besonderes-Problem dar. ■ ■ " Das Aufbringen kann unter Anwendung jedes der

üblichen Mittel, insbesondere durch Eintauchen des Körpers in ein geschmolzenes Bad aus dem glasigen Stoff, erfolgen. In dieser Weise läßt sich besonders einfach eine Walze mit dem schmierenden Stoff überziehen, weil es genügt, diese in teilweise in ein solches Bad eingetauchtem Zustand umlaufen zu lassen.

Gemäß, einer anderen Möglichkeit kann der schmierend wirkende Stoff auch in Form eines Films auf einen in Bewegung befindlichen Körper, wie eine Walze, aufgegossen werden, wobei dann der geschmolzene Stoff in einem Behälter enthalten ist und, aus einer Öffnung oder einem Schlitz desselben ausfließend, in Kontakt mit dem zu überziehenden Körper gelangt.

Das Ausbreiten des schmierend wirkenden Stoffes kann durch die reibende Wirkung eines Schuhkörpers auf dem mit dem schmierend wirkenden Stoff zu versehenen Bauteil begünstigt werden.

Schließlich ist es auch möglich, den schmierenden Stoff durch Zerstäuben aufzubringen.

Eine besondere Art der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Borsäureanhydrid als Bindemittel verwendet wird, um an der zu schmierenden Fläche Graphitpulver zum

Anhaften zu bringen. Diese Ausführungsform kommt insbesondere für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überziehen der metallischen Wandungen von Glasformen in Frage.
In diesem Falle kann wie folgt gearbeitet werden:

Es wird eine Fritte aus Borsäureanhydrid und Graphit hergestellt, die z.B. größenordnungsmäßig 5 bis 15 Gewichtsprozent Graphit enthält. Diese, Mischung wird fein gemahlen und dann auf eine Temperatur von etwa 700° C erhitzt. Darauf wird die Mischung durch Rühren sorgfältig homogenisiert, worauf man sie abkühlen läßt. Die abgekühlte Masse wird erneut sehr fein gemahlen. Das auf diese Weise erhaltene Pulver kann in einen Pulverzerstäuber von üblicher Bauart gegeben und durch diesen auf Flächen, insbesondere Metallflächen, aufgeschleudert werden, an welchen es anhaftet, falls die Temperatur dieser Flächen hinreichend hoch ist. Wie die Erfahrungen gezeigt haben, ergibt sich ein solches An-

haften dann, wenn die Temperatur der Fläche höher ist als 400° C.

Die in dieser Weise überzogenen Flächen sind wirksam gegen das Ankleben von heißem Glas bei ihrem späteren Kontakt mit diesem geschützt

Im allgemeinen genügt es, um das Anhaften des Glases zu verhindern, wenn die Dicke der zwischen das verarbeitete Glas und dem mechanischen Körper, wie Walzen, Formoberflächen usw., eingeschalteten Schicht einige Mikron beträgt. Der Verbrauch an schmierendem glasigen Stoff ist also sehr gering.

Schließlich ist noch zu bemerken, daß durch die Einschaltung der sehr leicht schmelzbaren Zwischenschicht gemäß der Erfindung auch die Reibungskräfte zwischen den mechanischen Körpern und dem Glas verringert werden. Das Vorhandensein dieser Reibungskräfte ist andererseits vielfach, z. B. beim Walzen, zweckmäßig, um das Glas mitzunehmen. In diesem Falle ist es empfehlenswert, Walzen zu verwenden, die z. B. durch ein Sandstrahlgebläse aufgerauht oder leicht gerillt sind, so daß Oberflächenrauhigkeiten verbleiben, deren radiale Abmessungen größer sind als die mittlere Dicke des zwischengeschalteten Films aus dem glasigen Stoff.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verarbeiten von Glas in der Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das heiße Glas und die mechanischen Körper, mit welchen das Glas im Zuge seiner Verarbeitung in Kontakt gelangt, ein leicht schmelzbarer glasiger Stoff, der aus reinem Borsäureanhydrid oder einer Kombination von Borsäureanhydrid mit anderen Oxyden, insbesondere Metalloxyden, besteht, eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem glasigen Stoff ein als solcher bekannter schmierend wirkender Stoff, wie Graphit, zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der glasige Stoff auf Grundlage von Borsäureanhydrid gegebenenfalls unter Zusatz von anderen Oxyden so zusammengesetzt wird, daß seine Viskosität wenigstens um das lOOOfache, vorzugsweise das 100000- bis 150 000fache, geringer ist als die des verarbeiteten Glases bei der in Frage kommenden Verarbeitungstemperatur.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der glasige Stoff aus einer Mischung von Borsäureanhydrid mit Alkalioxyden gebildet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die anteilige Menge an Alkalioxyden in dem glasigen Stoff auf etwa 10 Mol je 90 Mol B₂O₃ bemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den glasigen Stoff ein Glas auf Grundlage von Borsilikat und Bleioxyd verwendet wird, welches etwa 17 Gewichtsprozent SiO₂, 10 Gewichtsprozent B₂O₃ und 72% BbO enthält.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der schmierend wirkende glasige Stoff in Form eines Pulvers, das aus einer Mischung von Borsäureanhydrid mit 5 bis 15 Gewichtsprozent Graphit besteht, verwendet wird.

8. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 auf das Walzen von Glasscheiben bzw. -bändern zwischen aus Metall, Graphit oder feuerfesten Stoffen bestehenden Walzen.

9. Verfahren nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß geriffelte oder in beliebiger Weise aufgerauhte Walzen verwendet werden und derart eine Verminderung des Reibungskoeffizienten zwischen dem Glas und den Walzen durch die auf diese aufgebrachte Zwischenschicht ausgeglichen wird.

10. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 auf Formen zur Herstellung von Glaserzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die auf eine Temperatur von über 400° C erhitzten Wandungen der Formen ein aus einer Mischung von Borsäureanhydrid und Graphit, welche größenordnungsmäßig 5 bis 15 Gewichtsprozent Graphit enthält, bestehendes Pulver aufgeschleudert wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines schmierend wirkenden Pulvers auf Grundlage von Borsäureanhydrid und Graphit für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur in der Größenordnung von 700° C eine innige Mischung von Borsäureanhydrid und Graphit hergestellt, diese Mischug abgekühlt und nach dem Kühlen fein gemahlen wird.

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