DE3039930A1 - Waschmittelfeste glaeser - Google Patents
Waschmittelfeste glaeserInfo
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Description
Aixnielderin: Corning G-lass Works
Corning, Ν.Ϊ., U S A
tfaschmittelfeste Gläser
Die Erfindung betrifft ein durchsichtiges Glas mit verbesserter Waschmittelfestigkeit für die Herstellung von Behältnissen,
KUciien- und Tafelgeschirr für Haushalt, Gaststättengewerbe und
Industrie.
Ss gilt zahlreiche "Versuchsnetlioden zur Bestimmung der chemischen
Beständigkeit, insbesondere der Säuren- und Basenfestigkeit von Glas. Heist messen sie den Gewichtsverlust
des Glases nach der Behandlung mit chemisch angreifenden I-iitteln, oder sie untersuchen die herausgelösten Bestandteile
in dem Behandlungsmittel. Der Konsument beurteilt jedoch die Dauerhaftigkeit und Beständigkeit mehr nach dem
Aussehen und nicht dem meist sehr geringen Gewichtsverlust, sofern er nicht poröses Aussehen oder Fehler zeitigt. In
!Trage für die Beurteilung des Aussehens kommt im Falle des
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•if.
Angriffs durch, starke Waschmittel, wie sie besonders in Geschirrspülmaschinen
verwendet werden, die Bntwicklung einer Irisdeszenz. Diese "beruht -vermutlich auf chemischer Auslaugung
des Glases. Es werden bestimmte Glaskomponenten bevorzugt herausgelöst, sodaß ein poröses Gitter verbleibt, das
bei den üblichen Silikatgläsern stark kieselsäurehaltig ist. Je nach dessen Dicke und seinem Brechungsindex entstehen
mannigfaltige blaue, purpurne und gelbe Interferenzfarbtöne, mithin eine Irideszenz.
Verschiedene Faktoren tragen, zum Beginn und zur Stärke des
chemischen Angriffs eines bestimmten Glases bei. Bei Waschmitteln
hängen diese z.B. von Art und Menge der Anionen in der Waschmittellösung, deren Temperatur und dem pH ¥ert ab.
Häufig sind Phosphate, Polyphosphate, Silikate, Karbonate
und Bikarbonate. Da es die verschiedensten Waschmittel gibt, und der Verbraucher alle möglichen Waschmittel benützen kann,
muß eine Verbesserung der Waschmittelfestigkeit des Glases alle in Präge kommenden Anionen berücksichtigen.
Die Erfindung hat durchsichtige Gläser mit erhöhter Waschmittelfestigkeit
zur Aufgabe.
Überraschenderweise wurde als Lösung dieser Aufgabe ein begrenzter
Glasbereich des Fünfphasensystems RpQ-RO-BpO^-AIpC^-
SiO2 (R2O = Fa2O oder E2O, RO = MgO, GaO, SrO, BaO, ZnO) gefunden.
Die Aufgabe wird demnach durch ein durchsichtiges
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j-las gelöst, weiches in G-ew.-'fo auf Oxidbasis nach dem Ansatz
errechnet
| Na2O | 8-12 | <5 |
| K2O | 0-5 | |
| Ia2O + E2O | 8-12 | |
| Al2O3 | 7-10 | |
| B2O5 | >1 aber | |
| OaO | 0-10 | |
| HgO | 0-5 | 13 |
| SrO | 0-10 | >65) |
| BaO | 0-10 | |
| ZnO | 0-5 | |
| MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO | 7,5 - | |
| SiO0 | Rest ( | |
enthält, eine Erweichungstemperatur über 7700O, und einen
Wärmeausdehnungskoeffizienten von 65 - 75 x 10" /0C im Temperaturbereich
20 - 300°0 aufweist.
Zur Nachahmung der Einsatzbedingungen wurde ein beschleunigter Laborversuch zur Bestimmung der Irideszenzentwieklung nach
Behandlung mit Waschmitteln entwickelt. I1Ur diesen Versuch
wurde eine Lösung angesetzt, die 12,6 g Natriumkarbonatmonohydrat,
Na2CO,·Η20, 12,6 g Tetranatriumpyrophosphatdekahydrat,
Na2P2O,,* 10H2O, 4,8 g Natriummetasilikatnonahydrat Na2SiO.,*9H2O
destilliertes Wasser bis zu einer G-esamtflüssigkeitsmenge von
1 Ltr. enthielt und den pH Wert 12 hatte. Probestücke der
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- tr -
G-läser wurden in diese Yersuchsflüssigkeit 20 Std. lang "bei
95°C eingetaucht. Die Siraulationsgetreue dieser Behandlung
wurde durch Vergleich mit einem echten Versuch mit 650 Waschzyklen in einer Geschirrspülmaschine nachgewiesen.
95°C eingetaucht. Die Siraulationsgetreue dieser Behandlung
wurde durch Vergleich mit einem echten Versuch mit 650 Waschzyklen in einer Geschirrspülmaschine nachgewiesen.
Für die angestrebte Irideszenzfestigkeit sind wenigstens 7 % A
wesentlich. Mehr als 10 % sind nicht nötig und erschweren nur das Schmelzen und Eormen.
Der Gesamtanteil RpO soll 12 % nicht überschreiten, da sonst
die Dauerhaftigkeit leidet, soll andererseits aber 8 % nicht
unterschreiten, weil sonst das Glas zu hart wird (scharfe Erhöhung der Erweichungstemperatur) und die Schmelzqualität des Glases nachteilig beeinflußt wird.
die Dauerhaftigkeit leidet, soll andererseits aber 8 % nicht
unterschreiten, weil sonst das Glas zu hart wird (scharfe Erhöhung der Erweichungstemperatur) und die Schmelzqualität des Glases nachteilig beeinflußt wird.
Ein Zusatz von wenigstens .1 % BpO^ erhält ein zur Formung von
Tafelgeschirr, Trinkgläsern und dergleichen, günstiges Temperatur-Yiskositätsverhältnis.
Kachteile für die Dauerhaftigkeit entstehen aber, wenn sich der BpO^ Anteil 5 % nähert.
Die Erdalkalimetalle und Zink beeinflussen offenbar das Glas
in der gleichen Weise wie die Alkalimetalle. Die Einhaltung
der angegebenen Grenzen sichert gute Dauerhaftigkeit und günstige Schmelz- und Pormungseigenschaften.
in der gleichen Weise wie die Alkalimetalle. Die Einhaltung
der angegebenen Grenzen sichert gute Dauerhaftigkeit und günstige Schmelz- und Pormungseigenschaften.
Der Reöt der Glaszusammensetzung besteht aus SiOp.
Gute Dauerhaftigkeit erfordert einen Kieselsäuregehalt von
mehr als 65 96-
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- 5 BAD ORIGINAL
Geringe Mengen verträglicher Metalloxide wie ZrOp, ϊίΟρ, CdO
sind zulässig, sie betragen vorzugsweise a"ber nicht mehr als
3 % in dem tfünfphasensystem R2O-RO-B2O5-Al2O5-SiO2.
Bekannte Farbgeber wie z.B. die Übergangsmetalloxide oder die Metalloxide seltener Erden können in den üblichen Mengen zugesetzt
v/erden. So können der Glaszusammensetzung bis zu insgesamt etwa 1 /j solcher übergangsmetalloxide wie GoO, NiO,
Or2O7, V2O,-, CuO, MnG, Fe2O7 und/oder bis zu insgesamt etwa
5 /ο solcher Metalloxide seltener Erden wie Pr2O7, Nd2O5,
Er2O5 mit gutem Erfolg beigegeben werden.
Ds sind Gläser im Zusammensetzungssystem R2O-RQ-B2O5-Al2O5-SiO2
bekannt, s. die ÜS-PS 1,130,767 und 1,143,732 betreffend Gläser guter chemischer Beständigkeit.
Die Ü3-P3 1,130,767 betrifft Gläser der Zusammensetzung 4-15
Gew.-% Al2O-, 3 - 11 % CaO, 5 - 15 % B3O5, 4 - H % R2O und
wenigstens 50 % SiO9, ohne Beispiele brauchbarer Gläser anzugeben.
Die US-PS 1,143,732 will diese Gläser weiter entwickeln; die Bereiche sind 4-15 ~/o Al2O5, 5 - 15 % B2O5, 4 - 14 % R2O,
0 - 7,8 % MgO, 0 - 15,S % ZnO, 0 - 30 % BaO, 0-11 % CaO,
wobei MgO + ZnO + BaO + CaO auf molekularer Basis 3 - 11 % äquivalent sein sollen, und das Glas im übrigen wenigstens
50 % SiO2 enthält. Alle Ausführungsbeispiele enthalten 13 % R2O
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10 % B2O5 und 12 % Al2O5. Der SIO2 G-ehalt beträgt im Höchstfall
62,8 %. Diese Gläser liegen alle außerhalb des hier interessierenden
Bereichs.
Die folgende "Tabelle berichtet einige Beispiele für die Gläser
der Erfindung. Die Angaben sind- in C-ew.-fo auf Oxidbasis nach
dem Ansatz berechnet. Da die Summe der einzelnen Bestandteile annähernd 100 ergibt, können die Angaben als &ew.-/o angesehen
werden. Die Ansatzbestandteile können aus den Oxiden oder anderen, diese beim Schmelzen ergebenden Stoffen bestehen.
Die Ansätze wurden zur Erzielung einer homogenen Schmelze in der Kugelmühle gemahlen, in einen Platin- oder Kieselsäuretiegel
gegeben und dieser in einen auf I5OO - 155O°O erhitzten
Ofen gesetzt. Nach 6 Std. Schmelzen wurden 15 χ 15 χ 1,27 cm große Platten gegossen und diese sofort bei 590 - 6200C (je
nach der G-laszusammensetzung) angelassen.
Mehrere Beispiele enthalten Spuren von ZnO und K2O, die durch
Verunreinigungen eingeführt wurden. Für die kommerzielle Herstellung kann ein Läuterungsmittel wie As2O^ und/oder Sb2O^ in
üblichen Mengen zugesetzt werden.
Die Tabelle enthält ferner Angaben der Erweichungstemperatur, und der Kühlt emp er atur in G, sowie den Wärmeausdehnungskoeffizienten
im Bereich 20 - 3000G (jeweils mal 10~7/°C) für
die Glasplatten. Die Messungen wurden nach den üblichen Methoden vorgenommen.
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Λ-
Die Tabelle enthält auch eine Begutachtung des Aussehens,
bzw. der Irideszenz, nach 20 Std. Eintauchen in die vorstehend beschriebene Lösung bei 95 C. Vor dem Eintauchen
wurden die Platten gebrochen, um einen Vergleich der Glasfläche mit frischen Bruchflächen zu erhalten.
| 1 | 590 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| SiO2 | 68,4 | 71 | 68,8 | 65,9 | 67,8 | 68,4 | 67,6 |
| Al2O3 | 8,2 | keine | 8,3 | 7,9 | 8,1 | 8,2 | 8,3 |
| B2O3 | 4,0 | 4,0 | 3,8 | 3,9 | 3,97 | 4,7 | |
| Ua2O . | 10,0 | 9,0 | 9,7 | 9,9 | 10,0 | 10,1 | |
| K2O | - | 1,7 | - | - | Spuren | Spuren | |
| OaO | 9,2 | 6,0 | 6,8 | 7,0 | 9,2 | 9,3 | |
| BaO | - | - | 5,6 | - | - | - | |
| MgO | 0,12 | 2,2 | 0,1 | 0,1 | 0,12 | 0,13 | |
| ZnO | - | - | - | 3,1 | - | - | |
| Erwei- chungs- temp. 785 |
795 | 778 | 788 | 787 | 783 | ||
| Kühl tempe ratur |
587 | 583 | 589 | 601 | 602 | ||
| Deh nung |
69 | 72 | 69 | 70,4 | ' 69,8 | ||
| Irides- zenz |
keine | keine | keine | keine | keine |
130020/0 6 90
•/10·
10
11
| SiO2 | 63,0 | 70,0 | 68,7 | 71,0 | 70,0 |
| Al2O3 | 8,6 | 6,8 | 6,3 | 5,8 | 6,7 |
| B2O3 | 3,9 | 4,0 | 5,3 | 4,0 | 3,9 |
| Fa2O | 8,7 | 10,0 | 10,1 | 10,0 | 8,7 |
| K2O | Spuren | - | - | Spuren | Spuren |
| CaO | 10,2 | 9,2 | 9,3 | 9,2 | 10,2 |
| MgO | 0,12 | 0,1 | 0,1 | Spuren | Spuren |
| ZnO | Spuren | - | - | - | Spuren |
| Erweichungs temperatur |
820 | 781 | 778 | 774 | 804 |
| Kühlteme- ratur |
614 | 593 | 589 | 5-90 | 609 |
| Dehnung | 66,6 | 70,0 | 71,0 | 69,0 | 67,0 |
| Irideszenz | keine | schwache starke starke schwa |
Irides- Irides-Irides-Irideszenz zenz zenz zenz
Wie die Tabelle zeigt, haben die G-läser verhältnismäßig hohe
Erweichungstemperaturen, nämlich größer als 7700C. Dies gestattet
die Anwendung von Dekorationen bei hoher Temperatur und daher größerer Dauerhaftigkeit. Die hohe Wärmedehnung
von 65 - 75 x 10"'/0C fördert eine gute Wärmetemperung und
damit verbesserte mechanische festigkeit.
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Ein Vergleich der Beispiele 3-11 nix den Beispielen 1-7
zeigt die kritische Bedeutung des ÄlgC- Gehaltes für die
"//aschrdLttelfestigkeit. Das Beispiel 9 "belegt den schädlichen
Einfluß von mehr als 5 % 'QJj7 auf die Waschmittelfestigkeit.
Ganz besonders günstig ist das Beispiel 1.
•V
130020/0690
Claims (2)
- Pat ent ans pr lieh, eί
1,-i Durchsichtiges Glas großer Waschmittelfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß es in Gew.-% auf Oxidbasis nach dem
Ansatz errechnetMa2O 8-12 κ2ο 0-5 STa2O + K2O 8-12 Al2O3 7-10 B2O3 ^1 aber <5 CaO 0-10 MgO 0-5 SrO 0-10 BaO 0-10 ZnO 0-5 MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO 7,5 - 13 SiO0 Rest ( >65) enthält, eine Erweichungstemperatur über 7700C, und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 65 - 75 χ 10 /0C im
Temperaturbereich 20 - 3000C aufweist. - 2. Durchsichtiges Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung130020/0690ORIGINALAl2O310,0 8,2 4,0 9,2 0,1268,4130020/0690
Applications Claiming Priority (1)
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| DE3039930C2 DE3039930C2 (de) | 1992-10-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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