FI62659B - Foerfarande foer framstaellning av flercelliga glaspaerlor medliten taethet och vattenpermeabilitet - Google Patents

Description

ΓβΊ /nvKUULUTUS/ULKAISU ^oz;cg

J/STa (11) UTLÄGGNINGSSKRIPT

C (4¾ Patin'’?!t Uj ^ ~~ ^ ^ (51) Kv.ifc?/inc.a.3 C 03 B 19/08 // C 03 B 19/10

SUOMI—FINLAND pi) htMniinkm-NwMeMfli 781U5U

(22) Htkamtepitvl — AiwOl(nlnpd»g 09-05-78 (23) AJkup«M—GiMghMdif 09-05.78 (41) Tullut JulklMkal — «Mt offweHg 20.11 .j8

Htmtti- J* rekisterihallitut J.kuuLlullu^n pvm.- OA fto

Patent- och regiftarstyreltan ' Anaekan utl»gd oeh utl.*kiifMn publlcund 29 -10. Ö2 (32)(33)(31) Pyydetty utuolluut~B«|«rd prloritM 19 - 05 - 77

Englanti-England(GB) 21153/77 (71) BFG Glassgroup, Rue Caumartin, 1+3, Paris, Ranska-Frankrike(FR) (72) Pierre Taupin, Maubeuge, Jean Florean, Assevent-Maubeuge, Michel Glineur, Maubeuge, Ranska-Frankrike(FR) (7Ji) Antti Impola (5*0 Menetelmä monisoluisten pienen tiheyden ja pienen vedenläpäisykyvyn omaavien lasihelmien valmistamiseksi - Förfarande för framställning av flercelliga glaspärlor med liten täthet och vattenpermeabilitet

Keksinnön kohteena on menetelmä monisoluisten pienen tiheyden ja pienen vedenläpäisykyvyn omaavien lasihelmien valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävä seos a^giomeroidaan noduleiksi ja tämän jälkeen lämpökäsitellään lasin saat Uimiseksi sulamaan ja kaasun kehittämiseksi paisunta-aineesta siten, että muodostuu soiuuntuneita lasihelmiä, jotka tämän jälkeen jäähdytetään jäykiksi.

Tunnetaan einestään eri menetelmiä paisutettujen eli solumaisten lasihelmien valmistamiseksi.

Eräässä tällaisessa menentelmässä käytetään lähtöaineena lasin-muodostusaineista ja paisutusaineesta koostuvaa kimpaleiksi jaettua geeliä. Nämä kimpaleet syötetään uuniin, jossa hiukkaset lämmitetään korkeaan iämpötilaan. Käytetyt materiaalit ja käsittelyolosuhteet ovat sellaiset, että nämä kimpaleet muuttuvat lasisiksi mikropal1oiksi.

1eollisuudessa tarvitaan eri käyttötarkoituksiin paisutettuja lasihelmiä, joilla on erilaisia fysikaalisia ominaisuuksia. Lasiset mikropal-lot eivät kuitenkaan sovellu eräisiin tällaisiin käyttötarkoituksiin, vaan esiintyy tarvetta helmistä, joilla on toisenlaisia ominaisuuksia.

Erikoisesti esiintyy huomattavaa kysyntää sellaisista paisutetuista ]asihelmistä, jotka ovat monisoluista rakennetta, joiden massa-tiheys on pieni, ja joiden vedenläpäisykyky on samalla pieni.

2 6 2 6 5 9

Eräs tunnettu menetelmä monisoluisten lasihelmien valmistamiseksi perustuu siihen, että sekoitetaan hienonnettua lasia ja kaasuuntuvaa materiaalia, esim. hienojakoista hiiltä, ja lämmitetään seosta siten, että lasi pehmenee. Pehmennyt lasi jähmettyy monoliittiseksi rakenteeksi, joka sisältää lasin paisuessa muodostuneita suljettuja ontelolta. Paisutettujen lasirakeiden tai -helmien saamiseksi on tämä tuote murskattava.

Edellä esitetty menetelmä ei sovellu ennalta määrättyä kokoa tai kokoaluetta olevien paisutettujen lasihelmien taloudelliseen valmistukseen. Paisutetun lasituotteen tultua murskatuksi on rakeet luokiteltava koon mukaan sopivan kokojakautuman omaavan raefraktion erottamiseksi, minkä lisäksi tällä rakeisella tuotteella on raekoosta riippumatta epätyydyttäviä ominaisuuksia erilaisten teollisuustarpeiden tyydyttämiseksi. Rakeet ovat muodoltaan epäsäännöllisiä, ja niiden lujuus vaihtelee laajoissa rajoissa. Niiden vedenläpäisykyky ei ole riittävän pieni.

On ehdotettu menetelmää solumaisten lasihelmien valmistamiseksi muodostamalla rakeita eli noduleja jauhettua lasia ja hiilipitois-ta materiaalia sisältävästä seoksesta ja lämmittämällä näitä rakeita siten säädetyissä olosuhteissa, että ensimmäisessä vaiheessa hiiltä poistuu rakeiden eli modulien pintakerroksista, ennen kuin lasi sint-rautuu. Toisessa vaiheessa rakeet eli nodulit lämmitetään korkeampaan lämpötilaan rakeissa olevan hiilen polttamiseksi ja paisumisen aikaansaamiseksi. Lämpökäsittelysäädön tarkoituksena on muodostaa helmiä, joissa on ei-solumaista lasia oleva ulkokuori, joka tekee lasihelmet pääasiallisesti vettä läpäisemättömiksi. Tästä syystä lämpökäsittelyn toinen vaihe ei saa johtaa ensimmäisessä vaiheessa muodostuneen lasin jatkuvan ulkokuoren rikkoutumiseen. Tämä säätö on käytännössä vaikea toteuttaa. Muodostuneiden helmien massatiheys on määrättyjä teollisuuskäyttöjä varten liian suuri.

Vielä eräs toinen ehdotettu menetelmä paisutettujen lasihelmien valmistamiseksi perustuu siihen, että lasihiukkaset sekoitetaan alkalimetallisilikaattiliuoksen ja orgaanisen paisutusaineen vesiliuokseen tahnan muodostamiseksi, joka tämän jälkeen muotoillaan hiukkasiksi, jotka sitten kuumennetaan paisutettujen lasihelmien muodostamisk-si tahnasta. On ehdotettu käytettäväksi erilaisia lisäaineita alkuperäisen väliaineen viskositeetin muuttamiseksi siten, että sitä voidaan helpommin käsitellä. Tässä menetelmässä samoin kuin kaikissa tätä tyyppiä olevissa menetelmissä esiintyy suuri määrä eri tekijöitä, jot- 3 62659 ka vaikuttavat muodostuneiden helmien ominaisuuksiin. Ei ole esitetty mitään osoitusta siitä, miten voitaisiin saada pienen massatiheyden ja pienen vedenläpäisykyvyn omaavia helmiä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä, jonka avulla voidaan teollisuusmittakaavassa helposti valmistaa toistettavalla tavalla paisutettuja lasihelmiä, joilla on monisoluinen rakenne, pieni massatiheys ja pieni vedenläpäisykyky.

Keksinnön mukainen menetelmä monisoluisten pienen tiheyden ja pienen vedenläpäisykyvyn omaavien lasihelmien valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävä seos agglomeroidaan noduleiksi ja tämän jälkeen lämpökäsitelläun lasin saattamiseksi sulamaan ja kaasun kehittämiseksi paisunta-aineesta siten, että muodostuu soluuntuneita lasihelmiä, jotka tämän jälkeen jäähdytetään jäykiksi tunnetaa siitä, että käytetään ylimäärin paisutusainetta, josta kaasu kehittyy täysin, tai pääasiallisesti vaiheessa, jossa lasin viskositeetti on rajoissa 100,5 - 10 poisia, ja että uunin lämpötila, jossa soluuntuminen tapahtuu, ei ylitä lämpö- g 5 tilaa, joka vastaa lasin viskositeettia 10 poisia, ja että hel mien oloaika tällaisessa uunissa on alle 10 minuuttia. Uunista lähtevissä helmissä on kauttaaltaan jakautuneita soluja ja jäähtyneiden 3 helmien massatiheys on enintään 0,5 g/cm ja vedenläpäisykyky on pienempi kuin 15 tilavuus-^, määritettynä seuraavassa selitettävän upotus-kokeen avulla.

Tämän menetelmän mukaan voidaan helposti valmistaa monisolui-sia helmiä, joiden massatiheys on pieni ja myös vedenläpäisykyky on pieni. Tähän menetelmään liittyy joukko tekijöitä, jotka yhdessä myötävaikuttavat tähän tulokseen. Yhteenvetona nämä tekijät koskevat: (a) paisutusaineen tyyppiä ja määrää, (b) uunin lämpötilaa ja (c) lämpökäsittelyn pituutta.

Tekijään (a) viitaten valitaan paisutusaineen tyyppi siten, että paisuttavat voimat kehittyvät kokonaan tai pääasiallisesti vaiheessa, 6 5 8 5 jossa lasin viskositeeetti on rajoissa 10 ’ ... 10 ’ poisia.

Kokeellisesti voidaan helposti todeta minimimäärä tiettyä paisutusainetta, joka tarvitaan tavoiteltujen tulosten saavuttamiseksi. Yleensä kehittyy kaasua huomattavasti paljon enemmän kuin mitä käsittelyäjän kuluessa voi sulkeutua sulaan lasiin käsittelylämpötilassa. Paisutus-aine valitaan sopivasti siten, että kaasun kehittyminen siitä tapahtuu kokonaan tai pääasiallisesti vaiheessa, jossa lasin viskositeetti on 6 2 6 5 9 7 65 pienempi kuin 10* poisia. Tämä tekijä myötävaikuttaa halutun rakenteen omaavien helmien muodostumiseen.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräiden edullisten sovellutusmuo-tojen mukaan paisutusaine valitaan siten, että kaasun kehittyminen siitä tapahtuu kokonaan tai pääasiallisesti sen jälkeen, kun useimmat ja sopivasti kaikki tai pääasiallisesti kaikki tähän paisutusaineeseen sekoitetut lasihiukkaset ovat saavuttaneet sintrautumislämpötilan.

Tämä olotila edistää erittäin tasaista solujakautumaa. Sintrautumis-lämpötila riippuu lasin koostumuksesta. Käytettäessä edullisesti tavanomaista natronkalkkilasia olevia hiukkasia tapahtuu sintrautuninen parhaiten lämpötilassa, joka on alempi kuin 680 °C ja parhaiten on alueella 600 ... 650 °C.

Tekijän (b) suhteen on huomattava, että uunin lämpötila ei saa 5 5 ylittää arvoa, joka vastaa lasin viskositeettia 10 ’ poisia. Täten estetään helmien sellainen liikakuumeneminen, että paisunut lasi ei voi muotoutua halutun rakenteen omaaviksi helmiksi. Uunin lämpötila voi olla mikä tahansa mainitun maksimin alapuolella, edellyttäen että tämä lämpötila riittää lasihiukkasten sulattamiseksi käytettävissä olevan ajan kuluessa. Uunin lämpötila on edullisesti alueella, joka 5 5 7 5 vastaa lasin viskositeettia 10 * - 10 * poisia. Uunin tämä lämpöti la-alue on riittävä sen tuloksen saavuttamiseksi, että paisutusai-neesta kehittyvän kaasun aiheuttamat paisuntavoimat kehittyvät kok- naan tai pääasiallisesti vaiheessa, jossa lasin viskositeetti on ra-6 5 8 5 joissa 10 ’ - 10 ' poisia, jolloin käsittelyäjän pituus uunissa on varsin lyhyt. Uunin lämpötila tulee yleensä olemaan sitä alempi, mitä suurempia helmet ovat.

Tekijän (c), toisin sanoen lämpökäsittelyn pituuden kohdalta on todettava, että helmien jäädessä uuniin liian pitkäksi aikaa tulee lasi saavuttamaan viskositeetin, joka on liian pieni sisäänsulkeutu-nutta kaasua sisältävän halutun solurankteen omaavien helmien muodostamiseksi. Jos toisaalta lämmitysajan pituus uunissa on liian lyhyt, jää soluuntuminen riittämättömäksi, ja jäähtyneiden helmien mas-satiheys tulee olemaan sallittua maksimia 0,5 g/cm^ suurempi. Helmien sopiva oloaika uunissa voidaan helposti todeta kokeellisesti.

Tämä oloaika tulee yleensä olemaan sitä lyhyempi mitä pienempiä helmet ovat.

Uunin lämpötilan ja oloaikojen esimerkkeinä erikokoisille hel mille mainittakoon, että helmien ollessa 3 mm pienemmät voi uunin läm- 62659 pötila olla noin 810 - 820 °C ja oloaika 2-3 minuuttia, ja helmien ollessa suuremmat kuin 3 mm voi lämpötila olla 780 .. 800 °C ja oloaika jopa 7-10 minuuttia. Näiden ehtojen soveltaminen on edullista uunin suhteellisen korkean lämpötilan saavuttamiseksi, joka edistää nopeaa soluuntumista, jolloin samalla helmien käsittelyaika uunissa saadaan riittävän lyhyeksi, niin että valmiilla helmillä on vaadittu pieni vedenläpäisykyky.

Keksinnön mukaisen menetelmän ansiosta voivat 3 mm pienemmät 3 helmet saavuttaa 0,5 g/cm pienemmän massatiheyden ja 3 mm suuremmat 3 3 helmet 2 0,2 g/cm ja jopa 0,15 g/cm pienemmän massatiheyden.

Keksinnön mukaisen menetelmän avulla valmistettujen helmien vedenläpäisykyky on pieni. Tämä johtuu eräänlaisesta sulkeutuneesta rakenteesta, jossa ei välttämättä käytetä pintakerroksena soluuntumaton-ta lasia, Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että helmien pinnoissa ei olisi mitään rosoisuutta. Kauttaaltaan soluuntunutta rakennetta olevissa helmissä on itse asiassa tavallisesti rosoinen pinta.

On huomattava, että paisutusaineen käyttäminen ylimäärin ei ole ristiriidassa pienen vedenläpäisykyvyn omaavien helmien valmistusta-voitteen kanssa. Nämä molemmat tekijät sopeutuvat itse asiassa toisiinsa edellyttäen, että helmien lämmitystä rajoitetaan edellä määritellyllä tavalla siten, että lasin viskositeetti pysyy riittävän suurena niin, että lasi voi saavuttaa halutun rakenteen huolimatta kaasun poistumisesta. Sopivasti valitsemalla uunin lämpötila ja helmien oloaika uunissa, voidaan kaasun poistuminen helmistä pysyttää vähäisenä ja samalla voidaan varmistaa lasin soluuntuminen erillisten helmien sydämessäkin. Eräs tärkeä huomioonotettava tekijä on, että helmien ei yleensä tulisi valitun lämpötilan ja oloajan puitteissa saavuttaa tasapainolämpötHaansa lämpökäsittelyn aikana.

Paisutusaine on noduleissa aluksi parhaiten hiukkasmaisena. Paisutusaineen hiukkaset ovat edullisesti likimain samaa kokoa kuin lasihiukkaset.

Vaikka haluttujen tulosten saavuttaminen ei riipu minkään määrätyn paisutusaineen valinnasta, käytetään parhaiten epäorgaanisia paisutusaineita ja varsinkin epäorgaanisia metallisuoloja.

Paisutusaineena on sopivasti yhdiste, joka hajoaa ja tällöin kehittää kaasua. Tätä tyyppiä olevat paisutusaineet on todettu parhaiksi .

Eräissä erikoisen tärkeissä sovellutusmuodoissa käytetään paisutusaineena kalsiumkarbonaattia, jolla on todettu olevan erikoisen hy- 6 62659 viä ominaisuuksia menetelmä tavoitteiden täyttämiseksi. Kalsiumkar-bonaattia käytetään sopivasti 1,7 - 2,7 paino-%, varsinkin 1,9 - 2,2 paino-% lasin painosta laskettuna.

Käytettäessä muuta epäorgaanista suolaa kuin kalsiumkarbonaat-tia on käytettävä suolamäärä laskettava siten, että lämpökäsittelyn aikana kehittyy kaasua vähintään yhtä paljon kuin käytettässä 1,5% kalsiumkarbonaattia, lasin painosta laskettuna. Täten kehittyy yleensä kaasua halutuin ylimäärin.

Keksinnön menetelmän piiriin kuuluvat myös sovellutusmuodot, joissa käytetään sellaista paisutusainetta, joka lämpökäsittelyn vaikutuksesta reagoi ja kehittää kaasua. Tällaisten paisutusaineiden esimerkkinä mainittakoon metallinitridit, esim. natriumnitridi ja kaliumnitridi, joiden käyttö kuitenkin mm. niiden hinnan takia on vähemmän edullista kuin kalsiumkarbonaatin käyttö. Eräässä toisessa so-vellutusmuodossa käytetään paisutusaineena hiiltä. Toisissa sovellu-tusmuodoissa käytetään puolestaan paisutusaineena hiilen ja sulfaatin yhdistelmää, joka lämmitettäessä hapettaa hiilen CC^ksi tai käytetään metallikarbidin ja metallioksidin yhdistelmää, joka sopivalla lämpötila-alueella reagoi ja kehittää CC^ra. Korkeassa lämpötilassa sulavien lasihiukkasten yhteydessä voidaan paisutusaineena käyttää piikarbidin ja tinaoksidin yhdistelmää.

Parhaiten käytetään tavallista natronkalkkilasia, kuten edellä jo mainittiin, mutta käytetään myös muita lasityyppejä. Alkuperäiset lasihiukkaset muodostetaan sopivasti murskaamalla lasiromua. Murskaaminen tai sen yksi tai useampi vaihe voidaan toteuttaa käyttämällä seosta, jossa on lasia ja paisutusaineen hiukkasia tai kappaleita. Täten voidaan saavuttaa hyväksyttäviä tuloksia, vaikka yleensä muodostuu paisutusaineen hiukkasia, jotka ovat pienempiä kuin lasihiukkaset.

Keksinnön mukaisen menetelmän eräissä sovellutusmuodoissa 2 on lasihiukkasten ominaispinta vähintään 3000 cm /g. Tämä on toinen tekijä, joka myötävaikuttaa halutun rakenteen omaavien helmien muodostumiseen lyhyessä ajassa ja suhteellisen vähän lämpötehoa kuluttaen .

Alkuperäiset nodulit sisältävät sopivasti lasihiukkasia ja hienojakoista paisutusainetta, ja vettä käytetään ainoana väliaineena näiden hienojakoisten komponenttien saattamiseksi paakkuuniumaan nodu- 7 62659 leiksi. Tällaista lähtöseosta voidaan sangen helposti valmistaa pienin Kustannuksin. On osoittautunut, että käyttämällä vettä hienojakoisen lähtömateriaalin saattamiseksi aluksi paakkuuntumaan noduleiksi, ei aiheuta vaikeuksia nodulien jatkokäsittelyssä. Sidosainejäännösten puuttuminen veden tultua haihdutetuksi näyttää johtavan nodulien muuttumiseen kevyeksi täysin soluuntuneeksi rakenteeksi. Lisäksi helmien muodostumiseen tarvittava lämpöteho näyttää olevan pienempi.

Alkuperäisessä seoksessa oleva vesimäärä on huolellisesti valittava siten, että vesi voi sitoa seoksen hiukkaset riittävän koo3sa-pysyviksi noduleiksi. Seos, jos'ta nodulit aluksi muodostetaan, on kon-sistenssiltaan sopivasti sellaista, että noduleja pyrkii muodotumaan luonnollisen erottumisen seurauksena, kun seos syötetään pyörivälle pelletointikiekolle, joten näiden nodulien muodostamiseksi käytetään hyödyksi tällaista luonnollista taipumusta erottumiseen.

Alkuperäinen seos sisältää sopivasti 10 - 20 paino-% vettä seoksen koko painosta laskettuna. Useimpien seosten sopivin vesimäärä on näissä rajoissa.

Ohjeena sopivat ominaisuudet omaavan alkuperäisen seoksen muodostamiseksi todettakoon hyviä tuloksia saavutettavan seoksilla, joiden konsistenssi on sellainen, että luonnollisen erottumisen seurauksena ilman mitään puristusta seoksesta muodostuneiden erillisten noin 2 mm kokoisten nodulien murtumismäärä on noin 50 %, kun niiden annetaan kuivuttuaan pudota vapaasti kovalle tukemalle pinnalle 10 cm korkeudesta. Ei ole mitenkään kriittistä, että nodulit läpäisevät tämän kokeen, mutta tätä koetta voidaan ainakin käyttää sen seikan toteamiseen, että alkuperäinen seos sisältää oikean määrän vettä, ja että sillä täten on sopiva konsistenssi.

Eräissä edullisissa sovellutusmuodoissa helmet pidetään vierintäkosketuksessa keskenään, kun niitä käsitellään paisutusuunis-sa. Tämä vierintäkosketus edistää hyvin muotoutuneiden helmien muodostumista ja voi vähentää helmien pinnan rosoisuusastetta. Vierin-täkosketus voidaan helposti aikaansaada pyörivässä uunissa. Vierintäliike estää helmien tarttumisen toisiinsa, mutta haluttaessa voidaan noduleihin kuitenkin sekoittaa hiukkasia sellaisesta materiaalista, esim. maasälvästä, joka esiintyvässä maksimilämpötilassa pysyy kiinteänä .

Eräiden toisten edullisten sovellucusmuotojen mukaan helmet lämmitetään irrallisina paisutusuunin kuumassa kaasuvirrassa. Tämä 8 62659 tapa kannattaa helmiä vapaassa keskinäisessä liikkeessä olevina so-luuntumisen aikana antaa myös sangen hyviä tuloksia . Esimerkkinä mainittakoon, että paisutusuunina voi olla pystyuuni, jossa kuuma kaasu-virta jatkuvasti nousee ja kuljettaa noduleja ylöspäin uunissa niiden paisuessa ja tämän jälkeen uunin yläpäässä olevan lähtöaukon läpi, josta helmet voidaan siirtää pakokaasujen avulla paisutusvyöhykkeeseen .

Lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävän seoksen lämpökäsittely toteutetaan sopivasti kahdessa eri vaiheessa, jolloin ensimmäisessä vaiheessa seoksen muodostamat nodulit joutumatta hankauskoske-tuk^een keskenään lämmitetään riittävästi lasih^ukkasten saattamiseksi sintrautumaan, mutta ei niin paljon, että nämä nodulit paisuvat. Toisessa vaiheessa seoksen muodostamat nodulit, jotka on lämmitetty ensimmäisessä vaiheessa, lämmitetään vapaassa suhteellisessa liikkeessä olevina paisutusuunissa korkeampaan lämpötilaan soluuntumisen mahdollistamiseksi, jolloin tämän uunin maksimilämpötila ei ylitä sitä läm- 5 5 pötilaa, joka vastaa lasin viskositeetti 10 ’ poisia. Paisutusuunin lämpötila on sopivasti alueella, joka vastaa lasin viskositeettialuet-ta 10 ’ - 10 ’ poisia, kuten edellä jo mainittiin. Ensimmäisen vai heen lämmitys suoritetaan edullisesti uunissa, jonka lämpötila pidetään pääasiallisesti vakiona siten, että lämmityskäyrä on likimain sama kaikille noduleille. Niinpä nodulit voidaan siirtää kuljettimen, esim. päättömän hihnan avulla tunneliuunin läpi, jonka lämpötila-alue 7 6 S 11 q fj vastaa lasin viskositeettia 10 ’ - 10 poisia, sopivasti 10 ’’ 11 0 - 10 ’ poisia. Tällä lämpötila-alueella voidaan saavuttaa hyvä sint- rautuminen, joka yleensä tapahtuu nodulien ollessa kevyessä kosketuksessa ^es^enään.

Edellä esitettyä kaksivaiheista lämpökäsittelyä suositellaan, koska sen ansiosta voidaan saavuttaa ne edut, jotka aiheutuvat muodos-tumisillaan olevien helmien välisestä vierintäkosketuksesta vaiheessa, jossa niiden lämpötila on korkeimmillaan ilman, että hajottavia voimia kohdistuu aluksi muodostuneisiin noduleihin sintrautumista edeltävässä vaiheessa, jolloin ne ovat suhteellisen hauraita.

Eräiden sovellttusmuotojen mukaan helmet päästökäsitellään niiden lähdettyä paisutusuunista. Tässä päästökäsittelyssä lasihelmiä jäähdytetään säädety3ti lasin muuntumisvaiheen aikana, ja tämän pääs-tökäsittelyn ansiosta vältetään helmien säröilemisvaara vahingollisten jännitysjakautumien seurauksena. Tämä säädetty jäähdytys tapah- 9 62659 tuu sopivasti vaiheessa, jossa helmet siirretään tunneliuunin läpi kuljettimen avulla. Lämpötilagradientti pitkin tunnelia voidaan säätää suhteessa helmien siirtonopeuteen tunnelin läpi siten, että helmille saadaan sopiva jäähtymiskäyrä.

Eräiden sovellutusmuotojen mukaan helmet jäähdytetään tai annetaan niiden jäähtyä melko nopeasti sen jälkeen, kun soluuntuminen on tapahtunut solunmuodostusuunissa. Helmiä ei toisin sanoen erikoisesti päästökäsitellä.

Tällaisen päästökäsittelyn tarve riippuu kulloinkin nelmien koosta. Helmien ollessa riittävän pieniä voidaan jäähtyminen lasin muuntumisalueen läpi aikaansaada varsin nopeasti ilman, että helmissä esiintyy haitallisen jyrkkiä lämpötilagradiantteja. Päästökäsittely voidaan usein jättää pois varsinkin siinä tapauksessa, että valmistetaan paisutettuja lasihelmiä, joiden koko on 3 mm tai tätä pienempi.

Keksinnön mukaiseen menetelmään sisältyy sovellutusmuotoja, joissa lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävä alkuDeräinen seos muotoillaan noduleiksi, joiden halkaisijat kokonaan tai pääasiallisesti ovat rajoissa 1,5 - 15 mm. Tämän kokoisten nodulien muotoilu on erittäin helppoa.

Keksinnön mukaisen menetelmän sovellutusmuotoja voidaan käyttää erikokoisten paisutettujen lasihelmien valmistamiseksi. Paisutettujen helmien koot riippuvat laajalti nodulien koosta lämpökäsittelyn paisutusvaiheen alussa, kuten edellä jo mainittiin.

Sellaisten paisutettujen helmien valmistamiseksi, joiden halkaisija on suurempi kuin noin 3 mm, voidaan lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävä alkuperäinenseos muotoila noduleiksi, joiden koko on puolet haluttujen helmien koosta. Näitä noduleja voidaan käyttää yhden tai useamman uunin syöttämiseksi, joissa erillisten nodulien la-sihiukkaset ensin saatetaan sintrautumaan ja tämän jälkeen muotoutumaan paisutetuiksilasihelraiksi. Aluksi muodostuneet nodulit voidaan tarvittaessa kuivata, ennen kuin ne syötetään uuniin tai ensimmäiseen uuniin siinä tapauksessa, että käytetään useampia uuneja.

Eräiden sovellutusmuotojen mukaan nodulit murskataan ennen lämpökäsittelyä jg/tai lämpökäsittelyn sintraus- ja paisutusvaiheiden välillä. Käytettäessä murskausvaihetta voidaan lasihiukkasten ja pai-sutusaineen muodostama märkä alkuseos muotoilla suuremmiksi noduleiksi kuin ilman murskausta. Tällä tavoin vältetään sellaiset mahdolliset ongelmat, jotka liittyvät hyvin pienikokoisten nodulien muodostamiseen alkuperäisestä märästä seoksesta. Tämä menetelmä on erikoi- 10 62659 sen edullinen sellaisten paisutettujen helmien muodostamiseksi, joiden koko on pienempi kuin 3 mm. Eräiden sovellutusmuotojen mukaan alkuperäisestä seoksesta aluksi muodostetut nodulit kuivataan ja tämän jälkeen murskataan niiden pienetämiseksi, minkä jälkeen nämä pienemmän nodulit syötetään lämpökäsittelyyn. Eräissä toisissa sovellutusmuodoissa alkuperäisestä seoksesta aluksi muodostetut nodulit joutuvat lämpökäsittelyn ensimmäiseen vaiheeseen erillisissä noduleissa olevien lasihiukkasten saattamiseksi sintrautumaan, minkä jälkeen nämä nodulit murskataan pienempikokoisiksi, ja täten saadut pienemmät nodulit joutuvat lämpökäsittelyn toiseen vaiheeseen niiden paisuttamiseksi. Soveltamalla jompaakumpaa näistä menetelmistä voidaan helposti valmistaa hyvin pieniä paisutettuja lasihelmiä, joiden koko on esim. rajoissa 0,5 - 3 mm. Näitä eri sovellutusmuotoja voidaan tietenkin yhdistellä käyttämällä ensin kuivaus- ja murskaus-vaihetta ennen lämpökäsittelyn ensimmäistä vaihetta, ja sitten toista murkskausvaihetta tämän ja lämpökäsittelyn toisen vaiheen välillä.

Kaikki vaihtoehtoiset muräkauskäsittelyt ennen sintrausvaihet-ta ja sintrausvaiheen jälkeen antavat toisiinsa verrattuna eräitä etuja. Murskaus ennen sintrautumista säästää lämpöä, koska voidaan kokonaan tai melkein kokonaan välttää sintraus- ja paisutusvaiheiden väliset lämpöhäviöt. Sintrautumattomien nodulien murskaaminen vatii vähemmän tehoa kuin sintrauksen jälkeinen murskaaminen, kun taas määrätyllä tehonkulutuksella voi tuotantonopeus olla suurempi. Lisäksi voidaan sintraus- ja paisutusvaiheet suorittaa samassa uunissa. Molempien läm-mitysvaiheiden tällainen yhdistäminen on erikoisen edullinen siinä tapauksessa, että nodulit ovat pieniä, esim. 3 mm tai tätä pienempiä.

Siirtämällä murskausvaihe sintrausvaiheen jälkeen tapahtuvaksi voidaan kuitenkin saavuttaa tärkeitä etuja, jotka johtuvat siitä suuremmasta koossapysyvyydestä, jotka nodulit saavuttavat sintrauskäsit-telyn ansiosta niin, että niitä voidaan helpommin käsitellä massaval-mistusolosuhteissa. Tämän sovellutusmuodon eräs toinen tärkeä etu on, että noduleilla on suurempien mittojensa ansiosta ennen sintrausvaihet-ta tai tämän aikana pienempi taipumus takertua toisiinsa valmistuksen tässä vaiheessa. Soveltamalla tätä vaihtoehtoista valmistustapaa voidaan välttää liian suuria lämpöhäviöitä noduleista sintrauksen jälkeen. Sintrautuneita noduleita ei tarvitse jäähdyttää huoneenlämpöön ennen niiden murskaamista, vaan nodulit murskataan sopivasti niiden ollessa korotetussa lämpötilassa, joka on esim. alueella 250 - 300 C°.

62659

Murskaus suoritetaan sopivasti sintrauksen ja nopean jäähdyttämisen jälkeen, joka aikaansaa sintrautuneisiin noduleihin haLkeamia ja säröjä, jotka helpottavat murskausvaihetta. Murskausvaiheeri seurauksena tulevat paisutusvaiheeseen joutuvat sintrautuneet nodulit usein olemaan muodoltaan vähemmän säännöllisiä, varsinkin vähemmän pyöreitä, kuin muuten olisi asianlaita. Tästä syystä suositellaan helmien lämmitystä riittävän korkeaan lämpötilaan paisutusuunissa siten, että helmet paremmin pyöristyvät sulan lasin virtauksen vaikutuksesta. Pieniä helmiä valmistettaessa on korkean paisutuslämpötilan käyttäminen edul-listä pienemmän massatiheyden omaavan tuotteen aikaansaamiseksi.

Käytettäessä nodulien murskausvaihetta muodostetaan edullisesti käsiteltävä massa, jonka nodulien koko on kokonaan tai pääasiallisesti pienempi kuin 1,5 mm, esim. rajoissa 0,25 - 1,5 mm. Lämpökäsittelyn avulla voidaan tällaisista pienistä noduleista valmistaa lasihelmiä, joiden koko on rajoissa 0,5 - 3 mm. Tällaisten helmien massa-tiheys voi olla esim. rajoissa 0,28 - 0,47 kg/1.

Haluttaessa valmistaa selllaisia paisutettuja lasihelmiä, jotka kokonaisuudessaan lankeavat ennalta määrättyyn pienien kokojen alueeseen, esim. mainittuun kokoalueeseen 0,5 - 3 mm, voidaan murskattu tuote seuloa kooltaan sopimattomien nodulien poistamiseksi, jolloin nämä poistetut nodulit mahdollisesti voidaan kierrättää uudelleen.

Keksinnön mukaisen menetelmän eri sovellutusmuotojen avulla valmistettuja paisutettuja lasihelmiä voidaan käyttää erilaisiin teol-lisuustarkoituksiin, esim. synteettisistä hartseista ja muista materiaaleista valettujen massojen täytteenä ja betonin täytteenä. Tämä koskee sekä pienempiä että suurempia helmiä, jotka toisin sanoen kooltaan ovat noin 3 mm suurempia tai tätä pienempiä. Keksinnön ansiosta saadaan pyöreitä, tavallisesti enemmän tai vähemmän pallomaisia helmiä. Tämä pyöreä muoto on eduksi siinä tapauksessa, että helmiä käytetään betonin tai muun massan täytteenä, koska helmet voidaan helpommin saattaa hyvin jakautumaan niitä ympäröivään materiaaliin.

Keksinnön mukasella menetelmällä aikaansaaduilla paisutetuilla lasihelmillä on sopivasti hyvin pieni vedenläpäisykyky siten, että ne absorboivat vähemmän kuin 15 tilavuus-%, sopivasti vähemmän kuin 10 tilavuus-% vettä, kun ne upotetaan 24 tunniksi huoneenlämpö-tilaiseen veteen.

12 6265 9

Eräs erikoisen edullinen tällainen tuote käsittää paisutet- 3 tuja lasihelmiä, joiden massatiheys on pienempi kuin 0,5 g/cm , ja joiden vedenläpäisykyky on sellainen, että ne absorboivat vähemmän kuin 15 ja sopivasti vähemmän kuin 10 tilavuus-% vettä, kun ne upotetaan 24 tunniksi huoneenlämpötilaiseen veteen, ja/tai absorboivat vähemmän kuin 0,25 tilavuus-% vettä, siinä tapauksessa, että niitä pidetään 24 tuntia ilmastossa, jonka suhteellinen kosteus on 99 %.

Eräät erittäin edulliset helmet sisältävät suhteellisen suuria ja pieniä soluja, jolloin suhteellisen suurien solujen keskitilavuudet ovat monta kertaa suuremmat kuin suhteellisen pienien solujen keskitilavuudet, ja solujen jakautuma on sellainen, että pienemmät solut ovat jakautuneet niiden lasiosien koko tilavuuteen, jotka muodostavat suurempien solujen väliset seinämät.

Oheisten piirustusten kuvio 1 esittää elektronimikroskoopin avulla tehtynä 100-kertaisena suurennuksena keksinnön mukaisen paisutetun lasihelmen sisäistä rakennetta, kun helmen koko on rajoissa 8-15 mm. Kuvasta nähdään, että helmessä on jakautuneina suuria soluja, joiden välisissä seinämäosissa on pieniä soluja.

Tämä helmi edustaa edellä määritellyt rakenteelliset ominaisuudet omaavia helmiä. Kuvan esittämää helmipanosta kokeiltiin, jolloin todettiin, että massatiheys oli pienempi kuin 0,5 g/cm^ ja vedenläpäisykyky pienempi kuin 15 tilavuus-%, edellä selitetyn upotuskokeen avulla määriteltynä.

Seuraavat esimerkit kuvaavat keksinnön mukaista menetelmää. Esimerkki 1

Murskattuun natronkalkkilasiin jonka hiukkasten keskikoko oli 6 um, ja ominaispinta oli 3500 cm /g, sekoitettiin 2,1 paino-% murskattua kalkkikiveä, jonka hiukkasten keskikoko oli 4 um, lasin painosta laskettuna, ja noin 10 paino-% vettä, laskettuna lasin ja kalkkikiven yhteisestä painosta.

Seos sekoitettiin perusteellisesti ja siitä muotoiltiin nodu-leja syöttämällä seos pyörivälle pelletointikiekolle. Kiekolta lähtevät nodulit saatettiin varovasti laskeutumaan yksinkertaisena nodu-likeroksena metalliseulahihnalle, jonka avulla noin 5 - 10 mm kokoiset 13 62659 nodulit kuljetettiin tunneliuunin läpi, Jonka lämpötila oli 600...650 °C, mikä vastasi lasin viskositeettia, Joka oli rajoissa noin lO*10’^ q ...10 poisia. Nodulit olivat uunissa noin 13 minuuttia. Noin 10 minuuttia kestäneen alkuvaiheen aikana nodulit kuivuivat, Ja olivat saavuttaneet uunin lämpötilan. Näin ollen nodulit olivat tässä lämpötilassa noin 2...3 minuuttia, mikä riitti erillisten nodulien ylimmissä pintakerroksissa olevien lasihiukkasten yhteensintrautumiseen. Tämän pinnallisen sintrautumisen laatu on tärkeää, koska sillä voi olla huomattava vaikutus lopullisen tuotteen ominaisuuksiin.

Nämä pinnastaan sintrautuneet nodulit syötettiin pyörivään rumpu-uuniin, Jonka lämpötila oli 800 °C, mikä vastasi lasin viskositeet-6 2 tia noin 10 * poisia. Nodulit olivat tässä uunissa noin 3·· »4 minuuttia. Tänä aikana rummun Jatkuva pyöriminen piti nodulit keskinäisessä vierintäkosketuksessa. Lasihiukkaset pehmenivät Ja kalkkikivi hajosi, Jolloin kehittyi paisumista aiheuttavaa COgja. Kaasun kehittyminen alkoi pääasiallisesti vaiheessa, Jossa lasin viskositeetti oli pienempi kuin ΙΟ?’6* poisia, Ja Jatkui kunnes lasin viskositeetti oli pienen-

6 S

tynyt arvoon noin 10 poisia. Nodulit muuttuivat paisutetuiksi lasi-helmiksi, Joiden koko oli noin kaksi kertaa niin suuri kuin alkuperäisten nodulien koko, Ja helmille oli tunnusomaista vaahtoutunut lasirakenne, Jossa solut olivat Jakautuneet kautta helmien koko tilavuuden. Nämä helmet laskettiin metallihihnakuljettimelle, Jolla ne siirrettiin päästötunnelin läpi, Jossa helmien lämpötila laskettiin päästölämpöti-laan (noin 500 °C) Ja pidettiin tässä lämpötilassa 10...15 minuuttia. Tämän Jälkeen helmet nopeasti Jäähdytettiin huoneenlämpöön. Muodostuneiden helmien massatiheys oli 0,12...0,18 g/cm^.

Helmien vedenläpäisykyky oli hyvin pieni, mikä todettiin siitä, että helmien oltua upotettuina veteen huoneenlämmössä 24 tuntia, olivat nämä helmet absorboineet vähemmän kuin 7 tilavuus-% vettä. Veden-absorptio oli pienempi kuin 0,25 paino-% sen Jälkeen, kun helmet olivat olleet 24 tuntia ilmatilassa, Jonka suhteellinen kosteus oli 99 %

Ja lämpötila oli 20 °C. Absorboitunut vesimäärä pyrkii olemaan pienempi sellaisilla helmillä, Joiden massatiheys on edellä mainitun massa-tiheysalueen yläpäässä, Ja absorboitunut määrä voi olla niinkin pieni kuin 3 tilavuus-%, vast, pienempi kuin 0,1 paino-% edellä mainituissa olosuhteissa.

Helmien murskauslujuus oli Jopa pienemmän massatiheyden omaa-vien helmien kohdallakin suurempi kuin 15 kg.

14 62659

Helmet soveltuvat näin ollen omineisuuksiensa puolesta varsin hyvin käytettäviksi lisäaineina keraamisia tai muita valettuja kappaleita valmistettaessa, tai käytettäviksi lämpöeristeenä esim. solusei-nämissä.

Edellä selitetyn valmistustavan olosuhteita voidaan muunnella monella tavoin ja silti saada valmistetuiksi helmiä, joiden vedenlä-päisykyky on pieni ja massatiheys myös pieni. Niinpä käytettiin seosta, jossa oli 2,25 paino-% kalkkikiveä lasin painosta laskettuna. Valmistettujen helmien ominaisuudet olivat samanlaiset kuin edellä on selitetty. Ominaisuuksiltaan vieläkin parempia helmiä valmistettiin e-dellä selitetyllä tavalla, mutta käyttämällä lähtöseoksessa natron-kalkkilasihiukkasia, joiden ominaispinta oli edellä esitettyä suurempi, p esim. jopa 7000 cm /g. On menestyksellisesti käytetty lähtöseoksia, joissa on ollut jopa 20 paino-% vettä.

Erään toisen muunnetun valmistustavan mukaan sijoitettiin pel-letointikiekolla muotoutuneet ja kuivatut nodulit uuniin, jonka lämpötila oli 800 °C. Nodulien kuumetessa tässä uunissa lasihiukkaset ensin sintrautuivat, minkä jälkeen kehittyi kaasua, joka saattoi lasin so-luuntumaan ja nodulien muuttumaan lasihelmiksi. Tätä valmistustapaa, jossa käytettiin yhtä ainoata lämpökäsittelyvaihetta, ei voitu yhtä helposti säätää siten, että saatiin samanlaatuisia helmiä kuin edellä selitettyä valmistustapaa sovellettaessa, jossa lämpökäsittely suoritettiin kahdessa eri vaiheessa eri uuneja käyttäen.

Oheisten piirustusten kuvio 2 esittää kaaviollisesti laitosta, jota voidaan käyttää paisutettujen helmien valmistamiseksi soveltamalla keksinnön mukaista edellä selitettyä menetelmää. Menetelmä toteutetaan laitoksessa seuraavasti.

Lasihiukkasten ja paisutusaineen seos syötetään suppilosta 1 kuljettimelle 2, joka syöttää seoksen kaltevalle pyörivälle kiekolle 3, johon jatkuvasti suihkutetaan vettä suuttimesta 4. Muodostunut tah-namainen seos lähtee kiekolta noduleina, ja nämä levitetään pitkin tunneliuunin 5 seulahlhnakuljetinta. Nodulien siirtyessä uunin läpi noduleita lämmitetään kaasunkehittimestä 6 syöttöjohtoja 7 myöten tulevilla kumilla kaasuilla ja käsittelyn myöhemmissä vaiheissa syöttö-johtoja 8 myöten tulevilla kumilla kaasuilla. Nodulit kuivuvat uunissa 5 ja lämpökäsittelyn sintrautmisvaihe toteutuu. Uunin 5 lämpötila on 600...650 °C nodulien pintakerroksissa olevien lasihiukkasten saattamiseksi sintrautmaan.

Uunista 5 poistuvat nodulit joutuvat tärykuljettimelle 9» jolle 15 62659 maasälpää syötetään suppilosta 10. Maasälpä estää nodulien tarttumisen solunmuodostusuunin seinämiin, jossa uunissa lämpökäsittelyn toinen vaihe toteutetaan. Tärykuljetin 9 syöttää nodulit tavanomaista tyyppiä olevaan pyörivään uuniin 11, jota kaasunkehittimestä 12 tulevat kuumat kaasut lämmittävät. Uunin 11 lämpötila on noin 800 °C. Tämän seurauksena solunmuodostusaine reagoi ja lasihiukkasten muodostaman lasin viskositeetti eri noduleissa pienenee riittävästi lasin saattamiseksi yhtymään monoliittiseksi massaksi. Tämän seurauksena nodulit muuttuvat paisutetuiksi lasihelmiksi.

Paisuneet helmet lähtevät pyörivästä uunista 11 ja saatetaan tämän jälkeen siirtymään jäähdytysjärjestelmällä 14 varustetun päästö-uunin 15 läpi.

Esimerkki 2

Murskattuun natronkalkkilasiin, jonka hiukkasten keskikoko oli

O

6 yum, ja ominaispinta oli 5500 cm /g, sekoitettiin 2,1 paino-% murskattua kalkkikiveä (lasin painosta laskettuna), jonka hiukkasten keskikoko oli 4 yum, ja lisäksi noin 10 paino-% suuruinen määrä vettä, laskettuna lasin ja kalkkikiven yhteisestä painosta.

Seos sekoitettiin perusteelliseksi tahnaksi kaukalossa tai kiekolla, josta tahnan muodostamat nodulit poistettiin ja saatettiin varovasti jakautumaan yhtenä ainoana nodulikerroksena metalliseulahih-nalle, jonka varassa noin 8...10 mm suuruiset nodulit kuljetettiin tunneliuunin läpi, jonka lämpötila oli 650...680 °C, mikä vastaa lasin viskositeettia noin 10 ...10 poisia. Nodulit olivat uunissa noin 15 minuuttia. Ensimmäisen noin 10 minuuttia kestäneen jakson aikana nodulit kuivuivat ja saavuttivat uunin lämpötilan, joten nodulit olivat tässä lämpötilassa noin 5 minuuttia, mikä riitti erillisten nodulien ylimmissä pintakerroksissa olevien lasihiukkasten saattamiseksi sint-rautumaan yhteen. Tämän pinnallisen sintrautumisen laatu on usein tärkeää, koska sillä on huomattava vaikutus valmiin tuotteen ominaisuuksiin.

Nämä pinnastaan sintrautuneet nodulit jäähdytettiin sitten nopeasti noin 200...500 °C;seen säröilyjen tai halkeamisen saattamiseksi muodostumaan noduleihin, jotka tämän jälkeen välittömästi murskattiin murskausvalssien välissä. Murskaimesta tulevat nodulit seulottiin hyvin pienten, pääasiallisesti lasia olevien hiukkasten poistamiseksi, jotka hiukkaset kierrätettiin takaisin valmistuslinjan alkupäässä olevaan tahnanmuodostuskohtaan. Jäljellä olevien murskattujen 16 62659 sintrautuneiden nodulien koko oli rajoissa 0,25...1,5 mm.

Nämä hyvin pienet sintrautuneet nodulit syötettiin tämän jälkeen pyörivään rumpu-uuniin, jonka lämpötila oli 810...820 °C, mikä ft ί ft vastaa lasin viskositeettia noin 10 * ...1o poisia, ja hiukkaset olivat tässä uunissa 2...3 minuuttia. Tänä aikana nodulit pidettiin jatkuvassa vierintäkosketuksessa rumpua pyörittämällä. Lasihiukkaset pehmenivät ja kalkkikivi hajosi siten, että kehittyi soluuntumista aiheuttavaa CO^ia, jolloin nodulit muuttuivat paisutetuiksi lasihelmiksi. Hiilidioksidin kehittyminen alkoi pääasiallisesti vaiheessa, jossa lasin viskositeetti oli pienempi kuin 10^’^ poisia, ja jatkui, kunnes lasin viskositeetti oli pienentynyt arvoon noin 10 * ^ poisia. Helmille oli tunnusomaista vaahtomainen lasinen sydänrakenne, jossa solut olivat jakautuneet kautta helmen koko tilavuuden. Maasälpää tai muuta tarttumista estävää ainetta voidaan lisätä nodulien estämiseksi tarttumasta toisiinsa tai rummun seinämiin.

Helmet jäähdytettiin päästölämpötilaan noin 500 °C ja pidettiin tässä lämpötilassa 10...15 minuuttia, minkä jälkeen ne nopeasti jäähdytettiin huoneenlämpöön.

Muodostuneiden helmien koot olivat likimain kaksi kertaa niin suuret kuin murskattujen sintrattujen nodulien koot, toisin sanoen rajoissa 0,5...3 mm, ja massatiheys oli 0,28...0,4-7 kg/l helmen koosta riippuen. Helmien vedenläpäisykyky oli hyvin pieni ja vastasi absorboitunutta vesimäärää noin 5·· «6 % sen jälkeen, kun helmet olivat olleet upotettuina huoneenlämpöiseen veteen. Absorboitunut vesimäärä on sitä pienempi mitä suurempi massatiheys on edellä mainitun massa-tiheysalueen yläpäähän asti.

Edellä esitetyn esimerkin mukainen valmistus voidaan suorittaa esimerkin 1 yhteydessä selitetyssä laitoksessa, jota kuvio 2 esittää, ja johon on lisätty sintrattujen nodulien sopiva murskain.

Edellä selitetyn valmistustavan eräänä muunnoksena pyörivästä uunista lähtevät helmet jäähdytettiin nopeasti huoneenlämpöön, ilman että jäähtymistä keskeytettiin päästölämpötilassa. Oli havaittavissa hyvin vähän jäähtyneiden helmien rikkoutumista.

Erään toisen muunnoksen mukaan pyörivältä kiekolta lähtevät nodulit kuivattiin, minkä jälkeen ne murskattiin niiden mittojen pienentämiseksi. Rajoissa 0,25...0,5 aun olevat nodulit siirrettiin metalli seulahihnalle sintrausvaihetta varten, ja valmistusta jatkettiin e-dellä selitetyllä tavalla, paitsi että sintraus- ja solunmuodostusvai- 17 62659 heiden välinen murskausvaihe jätettiin pois. Valmiiden helmien veden-läpäisykyky oli pieni, ja niiden massatiheys oli noin 0,45 kg/1.

Muunnoksena voidaan laitoksen pyörivä uuni korvata pystyuunilla, jossa kuuma kaasuvirta kuljettaa murskattuja sintrautuneita nodu-leja ylöspäin, jolloin ne kuumenevat ja muuttuvat paisuneiksi lasihel-miksi, ennen kuin ne lähtevät uunista pakokaasujen mukana.

Claims (29)

1. 62659 18
2. 1. Menetelmä monisoluistenpienen tiheyden ja pienen veden-läpäisykyvyn omaavien lasihelmien valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävä seos agglo-meroidaan noduleiksi ja tämän jälkeen lämpökäsitellään lasin saattamiseksi sulamaan ja kaasun kehittämiseksi paisunta-aineesta siten, että muodostuu soluuntuneita lasihelmiä, jotka tämän jälkeen jäähdytetään jäykiksi, tunnettu siitä, että käytetään ylimäärin paisutusainetta, josta kaasu kehittyy täysin, tai pääasiallisesti vaiheessa, jossa lasin viskositeetti 6.5 8.5 on rajoissa 10 -10 poisia, ja että uunin lämpötila, jossa soluuntuminen tapahtuu, ei ylitä lämpötilaa, joka vastaa la- 5.5 sin viskositeettia 10 poisia, ja että helmien oloaika tällai sessa uunissa on alle 10 minuuttia.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusaine valitaan siten, että kaasun kehittyminen siitä tapahtuu kokonaan tai pääasiallisesti vaihees- 7 65 sa, jossa lasin viskositeetti on pienempi kuin 10 ’ poi sia .
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusaine valitaan siten, että kaasun kehittyminen siitä tapahtuu kokonaan tai pääasiallisesti sen jälkeen, kun kaikki tai pääasiallisesti kaikki tähän aineeseen sekoitetut lasihiukkaset ovat saavuttaneet sintrautumislämpö-tilan.
5. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusuunin lämpötila on 5 5 7 ^ alueella, joka vastaa lasin viskositeettia 10 ’ ... 10 poi sia .
6. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusaine alkuaan esiintyy hiukkasmaisena noduleissa.
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusaineen hiukkasten keskikoko on likimain saman kuin lasihiukkasten keskikoko.
8. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 19 62659 tunnettu siitä, että paisutusaineena on yhdiste, joka hajoaa ja saattaa kaasua kehittymään.
9. 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusaineena käytetään kalsiumkarbonaattia.
10. 9· Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että noduleissa oleva kalsiumkarbonaattimäärä on 1,7··-2,7 paino-% lasin painosta laskettuna.
11. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkuperäiset nodulit sisältävät lasihiukkasia ja hienojakoista paisutusainetta, ja että vettä käytetään ainoana väliaineena näiden hienojakoisten komponenttien saattamiseksi paakkuuntumaan noduleiksi.
12. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkuperäinen seos sisältää 10...20 paino-% vettä seoksen koko painosta laskettuna.
13. 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että helmet pysytetään vierintäkosketuk-sessa keskenään, kun niitä käsitellään paisutusuunissa.
14. 13· Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusuunina on pyörivä uuni.
15. 14. Jonkin patenttivaatimuksen 1...11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että helmet lämmitetään irrallisina pai-sutusuunin kuumassa kaasuvirrassa.
16. 13· Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lasihiukkasia ja paisutusainetta sisältävän seoksen lämpökäsittely suoritetaan kahdessa vaiheessa, jolloin ensimmäisessä vaiheessa tämän seoksen muodostamat nodulit ilman hankausko sketus ta toisiinsa lämmitetään riittävästi lasihiukkasten saattamiseksi sintrautumaan, mutta ei niin paljon, että nämä nodulit paisuvat, ja että toisessa vaiheessa seoksen nodulit, jotka on lämmitetty tässä ensimmäisessä vaiheessa, lämmitetään paisutusuunissa nodulien ollessa vapaassa suhteellisessa liikkeessä korkeampaan lämpötilaan so- luuntumisen saattamiseksi tapahtumaan, jolloin paisutusuunin maksimi- . 3 9 lämpötila ei ylitä arvoa, joka vastaa lasin viskositeettia 10'»' poi- sia.
17. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paisutusuunin lämpötila on rajoissa, jotke vastaavat lasin viskositeettialuetta 10^’^...10^*^ poisia. 20 62659
18. 17· Patenttivaatimuksen 15 tai 16 mukainen menetelmä» tunnettu siitä» että nodulien lämmitys ensimmäisessä vaiheessa suoritetaan uunissa, jonka lämpötila pidetään vakiona siten, että kaikkien nodulien lämpenemiskäyrä on pääasiallisesti sama.
19. 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen vaiheen lämpökäsittely suoritetaan kuljettamalla nodulit kuljettimen avulla tunneliuunin läpi lämpötila-elueel- 7 65 11 la, joka vastaa lasin viskositeettialuetta 10'’ ...10 poisia.
20. 19· Patenttivaatimuksen 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunneliuunin lämpötila on alueella, joka vastaa lasin
21. 8. AA viskositeettialuetta 10 * ...10 poisia.
22. 20. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että helmet päästetään sen jälkeen, kun ne lähtevät paisutusuunista.
23. 21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että helmet päästetään kuljettamalla ne tunneliuunin läpi kuljettimen avulla.
24. 22. Jonkin patenttivaatimuksen 1...19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että helmet jäähdytetään tai niiden annetaan jäähtyä nopeasti paisutusuunissa tapahtuneen soluuntumisen jälkeen.
25. 23. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nodulit murskataan ennen lämpökäsittelyä ja/tai lämpökäsittelyn sintraus- ja paisutusvaiheiden välillä.
26. 24. Patenttivaatimuksen 23 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nodulit murskataan lämpökäsittelyn sintraus- ja paisutusvaiheiden välillä vaiheessa, jossa nodulien lämpötila on 250...300 °C.
27. 25· Patenttivaatimuksen 23 tai 24 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittelyn sintrausvaiheen jälkeen nodulit jäähdytetään nopeasti niiden saattamiseksi rikkoutumaan tai halkeilemaan, ja että ne tämän jälkeen murskataan ennen lämpökäsittelyn paisutusvaihetta.
28. 26. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nodulit ennen lämpökäsittelyn paisutusvaihetta kokonaan tai pääasiallisesti ovat mittarajoissa 1,5··· 15 mm.
29. 27· Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 21 62 65 9 tunnettu siitä, että alkuperäisessä seoksessa olevien 2 lasihiukkasten ominaispinta on vähintään 3000 en /g. 62659 22