DE2026071C3

DE2026071C3 - Zweistufiges Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Glasgegenstandes mit Teilen von unterschiedlichen kristallinen Ausmaßen und damit unterschiedlicher Transparenz

Info

Publication number: DE2026071C3
Application number: DE19702026071
Authority: DE
Inventors: Shigeo Odawara Kanagawa Kuwayama (Japan)
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1969-05-29
Filing date: 1970-05-27
Publication date: 1976-05-13

Description

Dies wird dadurch erreicht, daß man

1. einen transparenten, nicbt-Jcristallinen, jedoch kristallisierbaren Glasgegenstand bei Temperaturen von 800 bis 960° C so wärmebehandelt, daß unter Beibehaltung der Transparenz eine Entglasung stattfindet, und daß

2. Teile des Glasgegenstands gekühlt werden, während der Gegenstand zur Fortsetzung der Entglasung in den ungekühlten Teilen einer weiteren Wärmebehandlung bei Temperaturen von 970 bis 1150⁰C unterworfen wird.

Die Kühlbehandlung, die ein wesentliches Merkmal der Erfindung darstellt und gegebenenfalls auch mehrmals angewandt wird, kann durchgeführt werden, indem ein Kühlrohr in die Nähe des Formkörpers oder in Berührung mit dem Formkörper gebracht wird, oder indem Kaltluft auf den Formkörper geblasen wird.

Bei einer Wärmebehandlung des transparenten, nicht-kristallisierten, jedoch kristallisierbaren Glases bei 800 bis 960° C wird zunächst eine kristallisierte, transparente Glasplatte erhalten. Der dabei zur Anwendung gelangende Temperaturbereich muß genau eingehalten werden, um einen niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa + 6 · 10 ⁷ cm/cm ⁰C zu ergeben. Das so erhaltene kristallisierte transparente Glas wird dann in einem Teil gekühlt und anschließend in diesem Teil in ein weißes kristallines Glas mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten mittels der zweiten Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 970 bis 1150° C übergeführt. Der so erhaltene Gesamtglasgegenstand besitzt insgesamt einen niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe Wärmebeständigkeit.

So wurde festgestellt, daß in Abhängigkeit von der Wärmebehandlungstemperatur Änderungen des spezifischen Gewichts auftreten, wobei sich jedoch der Wärmevolumenausdehnungskoeffizient, berechnet aus dem linearen Wärmeausdehnungskoeffizient, kaum ändert.

Die Änderung des spezifischen Gewichts ist auf die Änderung des Volumens zurückzuführen. Wenn ein Glasgegenstand bei unterschiedlichen Temperaturen in dem einen Teil einer Wärmebehandlung unterworfen wird, während in dem übrigen Teil keine derartige Wärmebehandlung ausgeführt wird, findet eine Änderung des Volumens statt, die zu Spannungen führt. Bei den Glasgegenständen gemäß der Erfindung ist die Änderung des spezifischen Gewichts jedoch nur l,2°/o oder weniger, was zu keinen schädlichen Spannungen führt.

Wenn gemäß der Erfindung ein Deckel für Verbrennungseinrichtungen hergestellt wird, so wird zweckmäßig an dem Deckel aus dem weißen kristallinen Glas ein transparenter Teil in Form eines Musters gebildet oder es können andere verschiedene Effekte auf dem weißen kristallinen Glas vorgesehen werden.

Die Erfindung kann auch auf die Herstellung von elektrischen Heizeinrichtungen angewendet werden. Wenn z. B. eine elektrische Heizeinrichtung verwendet wird, die aus einem Rohr eines durchsichtigen kristallinen Glases und einem darin eingesetzten bandartigen elektrischen Draht besteht und die Temperatur des elektrischen Drahts auf einen Wert von oberhalb 800° C erhöht wird, schreitet die Kristallisation an den Berührungspunkten zwischen dem elekirischen Heizdraht und dem durchsichtigen kristallinen Glasrohr fort, wodurch die Teile trüb werden und schließlich brechen. Wenn andererseits das durchsichtige kristalline Glasrohr gemäß der Erfindung so hergestellt wird, daß lediglich diese Teile ein weißes kristallines Glas bilden, können die vorstehecd aufgeführten Schwierigkeiten behoben werden.

In den nachstehenden Beispielen wurde ein nichtkristallisiertes transparent kristallisierbares Flachglas mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung verwendet.

Gewichtspro: .-nt

SiO₂ 70,0

AhO₃ 19,0

Li₂O 2,6

MgO 2,0

ZnO 1,7

ZrO₂ 2,0

TiO₂ 1,7

^ao SbO₃ 0,5

AS₂Q₃ 0,5

Beispiel 1

Ein nicht-kristallisiertes transparent kristallisierbares Flachglas wurde während etwa 2 Stunden bei 800 bis 960° C wärmebehandelt, wobei der gesamte Glaskörper durchsichtig wurde. Ein scheibenförmi-

ges Wasserkühlglied wurde in Nähe eines gewünschten Teils oder in Berührung damit gebracht, während die übrigen Teile des Glases während etwa 2 bis 3 Stunden bei Temperaturen von 970 bis 115O⁰C gehalten wurden.

Durch diese Behandlungen wurde eine weiße kristalline Glasplatte mit einem runden transparenten Teil gebildet. Wenn die auf diese Weise erhaltene Glasplatte als Deckel für eine Gasheizeinrichtung verwendet wurde, konnte der Zustand der Flamme

oder der Verbrennung in der Gasheizeinrichtung direkt beobachtet werden, wodurch komplizierte Kontrolleinrichtungen unnötig wurden. Wenn eine große Anzahl von kleinen scheibenartigen Kühlgliedern bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren verwendet wurden, wurde ein punktiertes transparentes Muster auf der weißen kristallinen Glasplatte erhalten.

Beispiel 2

Eine nicht-kristallisierte, transparent kristallisierbare Glasplatte wurde während etwa 2 Stunden bei 800 bis 960° C wärmebehandelt, wobei die gesamte Glasplatte durchsichtig wurde. Ein ringförmiges

Kühlglied wurde in Nähe des kristallinen Glases an der gewünschten Stelle oder in Berührung damit gebracht, während die gesamte Glasplatte bei einer Temperatur von 970 bis 1150° C während etwa 2 bis 3 Stunden gehalten wurde, wodurch eine weiße kri-

stalline Glasplatte mit einem örtlichen durchsichtigen ringartigen Teil erhalten wurde.

Wenn die kristalline Glasplatte als Deckel für eine Gasheizeinrichtung verwendet wurde, konnte der Zustand der Flamme hierin direkt beobachtet werden, so daß die Anwendung von komplizierten Kontrolleinrichtungen überflüssig wurde. Wenn in diesem Fall einige ringförmige Kühlglieder verwendet wurden, wurde ein dekoratives Muster erhalten.

B ei spiel 3

Eine nicht-kristallisierte, transparent kristallisierbare Glasplatte wurde bei 800 bis 960° C während etwa 2 Stunden wärmebehandelt, wobei die gesamte Glasplatte durchsichtig wurtb. Eine Anzahl von bandförmigen Kühlgliedern wurde in Nähe der kristallinen Glasplatte oder in Berührung damit gebracht, während die übrigen Teile während etwa 2 bis 3 Stunden bei 970 bis 1150° C gehalten wurden, wobei eine weiße kristalline Glasplatte mit einem durchsichtigen Streifenmuster erhalten wurde. In diesem Fall ist es günstig, die Enden der durchsichtigen Bänder weiß zu machen.

Wenn die auf diese Weise hergestellte kristalline Glasplatte als Deckel für eine Gasheizeinrichtung verwendet wurde, wurde es möglich, direkt den Zustand der Flamme hierin zu beobachten, und die Anwendung von komplizierten Regelungseinrichtungen wurde unnötig'. Außerdem ist es auch ausreichend, ao nur ein transparentes Band vorzusehen.

Beispiel 4

Ein nicht-kristallisiertes, transparent kristallisier- as bares. Glasrohr wurde bei 800 bis 960° C während etwa 2 Stunden wärmebehandelt, wobei das gesainte Glasrohr durchsichtig wurde. Zwei bandförmige Wasserkühlglieder wurden in Nähe oder in Berührung mit der Außenfläche des Glasrohre entlang der Längsrichtung an den gegenüberliegenden Seiten desselben gebracht, während die anderen Teile während etwa 2 bis 3 Stunden bei 970 bis 1150° C gehalten wurden, wobei ein kristallines durchsichtiges Glasrohr mit weißen Teilen in Längsrichtung an den gegenüberliegenden Seiten desselben erhalten wurde. In diesem Fall ist es günstig, daß die Enden der durchsichtigen Teile weiß gemacht werden.

Ein bandförmiger elektrischer Draht wurde wellenförmig ausgebildet und in das Glasrohr so eingesetzt, daß die oberen und unteren Endteile des gewellten Bands in Berührung mit den weißen Teilen des Glasrohrs gebracht wurden. Wenn die Temperatur des elektrischen Drahts auf über 800° C erhöht wurde, veränderte sich das kristalline Glas nicht, noch brach

Gemäß den vorstehenden Beispielen wurde die Kühlbehandlung unter Anwendung von Wasserkühleinrichtungen durchgeführt, jedoch kann ebenso Luft als Kühlmittel verwendet werden. Weiterhin wurde die Transparent-Kristallisationsbehandlung bei 800 bis 960° C während etwa 2 Stunden ausgeführt, jedoch kann das Glas entsprechend der Zusammensetzung des transparent kristallisierbaren Glases auch bei Temperaturen von oberhalb 1000° C wärmebehandelt werden.

Claims

zone eine vollständige Verbrennung aufweist oder Patentanspruch: nicht. Im folgenden wird ein zweistufiges Verfahren zur Verfahren zur Herstellung eines kristallinen Herstellung eines kristallinen Glasgegenstands vor-Glasgegenstands mit Teilen von unterschiedlichen 5 geschlagen, mit dessen Hilfe die Schwierigkeiten überkristallinen Ausmaßen und damit verbunden un- wunden werden. . terschiedlicher Transparenz, wobei der Glasge- Zahlreiche Verfahren sind bereits zur Herstellung genstand einer zweistufigen Wärmebehandlung von kristallinen Gläsern bekannt, und diese lassen unterworfen wird, dadurch gekenn- sich allgemein wie folgt zusammenfassen· Glasbezeichnet, daß man io standteile, die ein Kern- oder Keimbildungsmittel

1. einen transparenten, nicht-kristallinen, je- enthalten, werden gründlich vermischt und dann in doch kristallisierbaren Glasgegenstand bei Tem- einem Schmelzofen unter Erhitzen zur Verglasung peraturen von 800 bis 960° C so wärmebehan- der Bestandteile geschmolzen. Die Schmelze wird gedelt, daß unter Beibehaltung der Transparenz formt, beispielsweise durch Preßformung, Blasforeine Entglasung stattfindet, und daß 15 mung, Rohrformung oder Walzen, und der Formkör-

2. Teile des Glasgegenstands gekühlt werden, per wird dann durch erneute Wärmebehandlung und während der Gegenstand zur Fortsetzung der anschließende Abkühlung kristallisiert.
Entglasung in den ungekühlten Teilen einer wei- In der französischen Patentschrift 15 21393 sind teren Wärmebehandlung bei Temperaturen von teilweise entglaste Glasgegenstände und ein Verfah-970 bis 1150⁰C unterworfen wird. »o _ren zu deren Herstellung beschrieben. Diese Glasgegenstände besitzen transparente Teile, die nicht

kristallisiert sind, sowie kristallisierte Teile. Die physikalischen Eigenschaften dieser Glasgegenstände sind jedoch ungenügend bezüglich der Anforderun-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur ^a5 gen, die bei Verwendung als Sichtfenster in Verbren-Hersteilung eines kristallinen Glasgegenstands mit nungseinrichtungen erfüllt werden müssen.
Teilen von unterschiedlichen kristallinen Ausmaßen Die USA.-Patentschrift 23 39 975 beschreibt ein

und damit verbunden unterschiedlicher Transparenz, Verfahren zur Herstellung von Glasgegenständen mit wobei der Glasgegenstand einer zweistufigen Wärme- einem integralen trüben Muster, wobei ein Glas, das behandlung unterworfen wird. 30 durch Wärmeeinwirkung getrübt werden kann, mit

Bei den Versuchen zur Abführung von Abgasen einer solchen Zusammensetzung geschmolzen wird, eus Verbrennungssystemen wird im allgemeinen ein daß die Keime der Trübungseinschlüsse in getrennten Abgasablaßdurchgang oder eine Wand zur Verhin- Temperaturbereichen entstehen und wachsen, wobei cierung der Abgasdiffusion angewendet; zur Beob- der Keimentstehungsbereich unter dem Einschlußachtung der Verbrennungsflamme dient ein in Nähe 35 Wachstumsbereich liegt. Aus der Schmelze wird dabei der Verbrennungszone angeordnetes Sichtfenster, das der Glasgegenstand geformt, und der geformte Gejedoch den Nachteil hat, daß die Beobachtungsrich- genstand, der noch bei Temperaturen oberhalb des tung der Verbrennungsflamme auf einen sehr engen Keimentstehungsbereichs vorliegt, wird teilweise in Bereich begrenzt ist. Übereinstimmung mit dem gewünschten Muster auf

Weiterhin ist ein Verbrennungsindikator oder 40 eine Temperatur innerhalb des Keimentstehungsbe-Flammenindikator bekannt, bei dem die Kombina- reichs gekühlt, worauf der gekühlte Bereich erneut tion eines transparenten keramischen Stabs, bei- auf eine im Kristallwachstumbereich liegende Temspielsweise eines Glasstabs, eines Quarzglasstabs oder peratur erhitzt wird, um das Wachstum der Keime eines kristallinen Glasstabs, und eines oxydationsbe- herbeizuführen.

ständigen Metalls angewandt wird. Das von dem oxy- 45 Dabei werden Glasgegenstände erhalten, die Teile dationsbeständigen Metall bei der Roterhitzung durch mit relativ großen Kristallen und kristallfreien Teidie Verbrennungsflamme emittierte Licht wird durch len aufweisen, wobei erstere durch Kühlung erhalten den durchsichtigen keramischen Stab beobachtet. Ob- wurden, während die ungekühlten Teile transparent wohl jedoch ein derartiger Verbrennungsindikator sind.

oder Flammenindüator in Fällen wirksam sein kann, 50 Die so erhaltenen Glasgegenstände erfüllen ebenwo lediglich die Beobachtung des Auftretens der Ver- falls nicht die hohen Anforderungen hinsichtlieh der brennung gewünscht ist, ist es bisweilen im Gasbe- mechanischen Festigkeit und relativ niedrigen Wärreich für Verkokung erforderlich, eine Temperatur- meausdehnung, die bei Verwendung als Sichtfenster regelung vorzunehmen, wobei es in diesem Fall un- in Verbrennungszonen gestellt werden müssen,
möglich ist, den Zustand der Verbrennung im Gas- 55 Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung bereich mittels der vorstehend aufgeführten Art des eines Verfahrens zur Herstellung eines kristallinen Verbrennungsindikators zu erkennen, der lediglich Glasgegenstands mit Teilen von unterschiedlichen das Auftreten der Verbrennung darin anzeigt. kristallinen Ausmaßen und damit verbunden unter-

Darüber hinaus wurde auch bereits ein Verfahren schiedlicher Transparenz, wobei die getrübten Teile vorgeschlagen, bei dem die Kombination eines Ver- 60 eine gleich gute mechanische Festigkeit und vergleichbrennungsindikators und eines photoelektrischen EIe- bar niedrige Wärmeausdehnung wie die transparenments angewandt wird, wobei das Licht von dem ten Teile besitzen und wobei die getrübten Teile die Verbrennungsindikator durch das photoelektrische Blendwirkung durch die Flammen in zufriedenstel-Element aufgefangen wird, das dann in Tätigkeit lender Weise verhindern. Insbesondere bezweckt die tritt, um das Ventil des Gasbrenners zu steuern. Ein 65 Erfindung die Schaffung eines verbesserten kristalliderartiges Verfahren weist jedoch einen komplizier- nen Glases, das beispielsweise zur Verwendung als ten Mechanismus auf, und außerdem ist es schwierig Deckelmaterial in Verbrennungseinrichtungen geeigzu erkennen, ob der Innenzustand der Verbrennungs- net ist.