DE2411863A1

DE2411863A1 - Glaszusammensetzung

Info

Publication number: DE2411863A1
Application number: DE2411863A
Authority: DE
Inventors: Alan William Atkinson; Brian Purdam Hodgson
Original assignee: TBA INDUSTRIAL PRODUCTS Ltd MANCHESTER (GROSSBRITANNIEN); TBA Industrial Products Ltd
Current assignee: TBA INDUSTRIAL PRODUCTS Ltd MANCHESTER (GROSSBRITANNIEN); TBA Industrial Products Ltd
Priority date: 1973-03-12
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1974-09-19
Also published as: GB1460734A; AU6656774A; SE393595B; NL7403226A; US3966481A; FR2221411A1; JPS5029617A; BE812133A; CA1015778A; FR2221411B1

Description

DR. MÜLLER-BOR!= D!PL.-!NG. GROE \I!N'3 DiPL.-CriEM. DR. DEUFEL

DIPL.-CHEM. DR. SCHÖN DIPL.-PHYS. HERTEL

PATENTANWÄLTE

12. Ml

D/S/Gl - I 1282

EBA INDUSTRIAL PRODUCTS LIMITED, Manchester / England

Glas zus aminens e tzung

Die Erfindung betrifft Glaszusammensetzungen sowie daraus hergestellte lasern.

Versuche, E-Glas als Verstärkung in zementartigen Produkten in der Bauindustrie zu verwenden, waren "bisher im v/es entlichen nicht erfolgreich, da die hohe Alkalinität der hydratisieren Zementmatrix die Pasern zersetzt, so dass der Vorteil einer Verstärkung mit derartigen Pasern verringert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils.

Die Erfindung betrifft eine Grlaszusammensetzung, die aus einem Ε-Glas besteht, das durch Zusätze von Zirkonoxyd oder Zirkonoxyd und Titandioxyd in solchen Mengenverhältnissen modifiziert ist, dass der Zusammensetzung eine verbesserte Alkaliwiderstandsfähigkeit verliehen wird (d.h. gegenüber derjenigen eines nicht-modifizierten Ε-Glases verbessert wird), wobei jedoch die Zugabe nicht in solchen Mengen erfolgt, dass eine Kristall-

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— 2 — keimbildung das Schmelzziehverfahren beeinflusst.

Es ist eine Präge einfacher Versuche, die Konzentration an Titandioxyd und/oder Zirkonoxyd, bei welcher eine Kristallkeimbildung auftritt, zu ermitteln.

Die Menge an zugesetztem Titandioxyd beträgt vorzugsweise 1 bis 6 Gewichts-?;, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung. Die Menge an zugesetztem Zirkonoxyd liegt vorzugsweise zwischen und 6 Gewichts-^, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung. Das Gesamtgewicht an der Zusammensetzung zugesetztem Titandioxyd und Zirkonoxyd übersteigt nicht 8 Gewichts-^, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung.

Da eine Entglasung bei höheren Mengen erfolgen kann, ist es weniger vorzuziehen, dass das TiOp in einer Menge von bis zu Gewichts-^ und das TiO₂ und ZrOp zusammen in einer Menge von bis zu 12 Gewichts-^, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegen.

Ein erfindungsgemässes Glas kann sich daher wie folgt zusammensetzen:

₂ 46 bis 56 $ (bezogen auf das Gewicht) B₂O₅ 6 bis 12 $>

R₂O₅ 12 bis 17 i° (3Pe₂O^ weniger als 1 #)

CaO 13 bis 24 1* MgO 0 bis 6 io

¥ 0 bis 1 io

R₂O weniger a3s 1 fi ZrO₂ 2 bis 6 <fo

0 bis 6 io

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— Ά —

RpO₅ bestellt aus Al₂O-, und Pe₂O₇ mit kleineren Mengen an ähnlichen Oxyden, während EpO für Ii₂O, Ha₂O oder K₂O oder eine Mischung aus wenigstens zwei derartigen Mischungen steht. R₂O liegt gewöhnlich, falls überhaupt, als Verunreinigung vor, desgleichen 3?. Der Gesamtprozentsatz an CaO plus MgO sollte 25 $> nicht übersteigen.

Bas Zirkonoxyd kann in Form von Zirkon (Zirkonsilikat) zugesetzt werden.

Es wurde gefunden, dass die erfindungsgemässen Gläser gute Schmelzzieheigeuschai'ten als Folge des Yorliegens der geringeren Komponenten in dem Ε-Glas, wie beispielsweise Boroxyd, besitzen, die für die guten Schmelzzieheigenschaften des E-Glases verantwortlich sind, so dass der Wirkungsgrad der Schmelzziehvorrichtung (wenn sie für die erfindungsgemässen Zusammensetzungen eingesetzt wird) wesentlich besser ist als im !"alle von einfachen Gläsern.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend zv Erläuterungszwecken in den folgenden Beispielen beschrieben

Beispiel 1

Ein Glas der folgenden Zusammensetzung wird hergestellt und aus der Schmelze bei einer Temperatur von 1210⁰C gezogen. Die angegebenen Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung:

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Siliciumdioxid Aluiain iumoxy d OaIciumoxyd Magnesiumoxyd Boroxyd
Titandioxyd Zirkonoxyd

Typisches

Die erhaltenen fasern "besitzen eine Zugfestigkeit von 0,91 G-Pa

(GPa = GH/m ) nach einer Behandlung in siedendem gesättigtem Caleiumhydroxyd und anschliessendem Y/aschen in destilliertem Wasser, 1 ^iger HCl während einer Zeitspanne von 1 Hinute, Wasser und Azeton sowie nach einem ahschliessenden Trocknen.

Die Pasern behalten ungefähr 65 i° der ursprünglichen Festigkeit bei, während das nicht-modifizierte Ε-Glas nur ungefähr 35 ^ seiner ursprünglichen Festigkeit nach der gleichen Behandlung zeigt.

Beispiel 2

Es v/erden Fasern wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei folgende Zusammensetzung verwendet wird:

SiO₂
B₂O₃

CaO

MgO

E₂O
ZrO,

52,3 io 7,3 io

13,3 io 0,4 io

18,2 io 3,6 io 0,2 io 0,7 $ 4,0 Ji

Typisches
E-Glas

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Tor der Alkalibehandlung betragen die Festigkeiten des nichtmodifizierten (kein Zirkonoxyd) Ε-Glases sowie des ZrOp-modifizierten E~Glases 0,93 GPa bzw. 1,15 GPa, während nach der Alkalibehandlung die Festigkeiten zu 0,36 bzw. 0,65 ermittelt werden. Daraus geht hervor, dass die Festigkeitsbeibehaltung ungefähr 35 °ß> im Falle des nicht—modifizierten Ε-Glases gegenüber ungefähr 56 fo im Falle der modifizierten Zusammensetzung beträgt.

Beispiel 3-

Es werden Fasern wie in Beispiel 1 unter Verwendung der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

SiO₂ 51,3, B₂O₃ 7,0

O_x 13,0

Gleiches Ε-Glas wie . „, . in Beispiel 2

ii-nU7 KJ , *t /O V

CaO 17,9 Io

MgO 3,5 Io

K₂O 0,7 Io J

ZrO₂ - 6,0 fo

Nach der Alkalibehandlung besitzt dieses Glas eine Festigkeit von 0,62 GPa oder eine Festigkeitsretention von ungefähr 54 /£.

Man sieht, dass der Grad der Alkalibeständigkeit auf diese Weise variiert und durch Einstellen der Mengen an litandioxyd und Zirkonosyd innerhalb der vorstehend angegebenen Bereiche verbessert werden kann.

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Claims

Pa, ten tans prüche

M/ Glassusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Ε-Glas besteht, das durch Zugabe von Zirkonoxyd oder von Zirkonoxyd und Titandioxyd in einer solchen Menge, dass eine verbesserte Alkaliwiderstandsfähigkeit verliehen wird, modifiziert worden ist, wobei jedoch die Zugabe in einer solchen Menge erfolgt, die unterhalb der Menge liegt, bei welcher eine Kristallkeimbildung ein Schmelziehverfahren beeinflusst.
2. Glaszusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Titandioxyd zwischen 0 und 6 Gewichts-^, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung, beträgt.
3. Glaszusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Zirkonoxyd zwischen 2 und 6 Gewichts-^, bezogen auf die gesamte Glaszusammensetzung, beträgt.
4. Glaszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtgewicht an Titandioxyd und Zirkonoxyd nicht 8 Gewichts-^, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, übersteigt.
5. Glaszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, dass sie aus folgenden Bestandteilen, bezogen auf das Gewicht, besteht:

SiO₂ 46 bis 56 $

B₂O₃ 6 bis 12 fo

R₂ ⁰J 12 "bis ^l °/o

CaO 13 bis 24 ?*

MgO 0 bis 6 fo

Ϊ¹ 0 bis 1 ^c/o

E₂O weniger als 1 fo

ZrO₂ 2 bis 6 %

0 -bis 6 fo 409838/0847

worin RpO₇ für AIp(X mit weniger als 1 $ ΡβρΟ., mid kleinere Mengen an ähnlichen Oxyden steht, und RpO Li₀O, lla^O, KpO oder eine Mischung aus wenigstens zwei dieser Oxyde bedeutet.
6. Glaszusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form von Pasern vorliegt.

r-
7. Verwendung einer Glaszusammensetzung geraäss einem der vorhergehenden Ansprüche als Verstärkung für zementartige Massen.

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