BE404067A - - Google Patents

Description

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  Méthode d'affinage de verres borosil1oatéa et produits outenus par oette méthode . L'invention est relative à l'affinage ou élimination de 
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 bullea hors des verres borosilioatéa, oette expression, telle qu'utiliaée   oi-après,   se référant à des verres ayant une teneur en   ailioe   d'au moins 70 %. une teneur en oxyde de bore d'au moins 5 % et un   aloali   du premier groupe périodi- 
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 que, aveo ou aana autres oonstituant,a. 



  L'af¯'inage de verres boroailioatés est une opération diffioile, oe qui peut être dÛ, en partie, au fait que les verrea borosilloatéa ont nomoalement une teneur en eau plus élevée que lea verres ominairea, oe qui provientprobablennent de matériaux de oharge tels que l'aoide borique (H3B03) op le borax (Na2840r.10 H20 ), l'eau de oonstitution n'étant pas éliminée à une température aussi basse que l'humidité ordi- 
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 r..i re. 



  L'emploi d'arsenio et délire est le seul moyen satis- faisant oonnu, pour l'affinage de tels verres et d'autre, moyen 
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 sont depuis longtempa désirée étant donné que l'emploi d'araenio dane les Verres bOl'081l1oaUs présente oertaina inoon- 

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 lent8. ru particulier dans les verras utilité pour loa verreries de laboratoire. 



   La présente invention a pour objet l'affinage efficace 
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 et éoonomique de verres oorosilicatéa, aana utilisation d'arsenio. 



  On a trouve que les verrea boroailioatés peuvent être affinés d'une manière remarquajiement efficace en introdui- aant dans la charge destinée à la   fabrication   de ces verrea, 
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 en lieu et plane d'arsenio et de nitre, un pourcentage appré-   oiable   d'un ohlorure, tel que du ohlorure de sodium et en fondant la charge dans certaines conditions. 



   L'invention consiste, en oonséquenoe, à ajouter à la charge pour un verre borosilioaté, au moins 1% d'un ohl orure, 
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 la charge étant exempte d'autres 8f':ents d'affinage, et à fondre la charge à pression atmosphérique, à une   température   (généralement au-dessus de 1400  C) qui empêchera la formation de gouttelettes de chlorure aloalin dans le verre aohevé. 



   Lea verres borosilioatés ayant été âffinés par cette méthode possèdent une teneur en gaz moindre et une plus/haute aptitude au passage des rayons ultra-violets que les verres 
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 borosilioatés oonnus antérieurement et ayant été affinés par l'emploi d'arsenic et de nitre. 



   Jusqu'à présent on a oru, d'une manière générale, que lorsqu'on introduit du ohlorure de sodium dans du verre bo- 
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 rouilioaté, il provoque une opalesoenoe du verre. On a trouvé qu'une telle opalescence se produit seulement lorsque la 
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 charge est fondue à une toeçdrature relativement basse et en particulier lorsque le sable de la charge est finement pulvé- 
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 risée et on omit qu'une telle ppalesoenoe est due à une rétention du chlorure de sodiun, par quoi le verre en est omplbt*ment saturé et pendant la fusion il se produit une dispersion homogène d '1nnolJi)rab lea gouttelettes miomaoopi-   que@   de ohlorure de sodium.      

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   Bien que la méthode selon   l'invention   permette l'afinage   de   verres borosilicatés ayant une teneur relativement élevée en aloali, elle est d'une grande valeur pour l'affinage de verres borosilicatés à faible dilatation, à faible teneur en aloali, par exemple pour un verre ayant approximativement la ocmposition suivante :

   
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<tb> 
<tb> 5102 <SEP> 80%
<tb> B2O3 <SEP> 13,5%
<tb> Na2O <SEP> 4,5%
<tb> Al2O3 <SEP> 2,0%
<tb> 
 
L'addition à   la   charge   d'environ   3 % de ohlorure de sodium ou d'un autre   ohlorure   équivalent, pour un verre de la composition donnée   oi-deaaus,   sans arsenic ou nitre, provoque- ra l'affinage rapide de oe verre, lorsqu'on le fond dans un four à baaain de dimensions habituelles, à pression atmosphé- rique, à environ 1500' -   1600'   C, pendant la durée habituelle, à savoir, à raison d'environ 25 tonnes de verre par   24   heures. 



   Il n'est pas possible de désigenr une concentration en chlorure de sodium bien défini, au dessus de laquelle un affinage rapide eat obtenu et en-dessous de laquelle ,   il n'y   a pas d'affinage. 



   Moins de 1 % de   ohlorure   de sodium, dans l'exempleci-dessus, ne provoque pas un affinage suffisamment rapide pour des buta pratiques, bien que l'on puisse, sans aucun doute réaliser l'affinage en utilisant une température plus élevée ou une plus longue durée defusion. 



   Pour ces raisons, on considère l% de   ohlorure   comme le miniume et lorsqu'on utilise cette quantité pour   affiner   un verre borosilicaté, à faible dilatation, du type au ,ionné, la contenu résiduaire en chlore, dans le verre fini,n'est Pas Intérieur à   0,05 %   de chlore. 



     Hian     8'1tendu,   de   minimes   quantités de ohlorure sont par- 

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 fois préaentea dans la chaîne, à titre d'tapuretéa, en parti- oulier dans lea aloalia, mais de telles impuretés sont tout à fait   insuffisantes   pour   atteindre   le résultat recherohé. 



   Des quantités de   ohlorure   plua grandea que 3 % ont donné de boas   réaultata   et on a utilisé aveo   succès,   jusqu'a 10 % dans le verre susmentionné, aveo dana oe de mier das, 
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 un contenu rô8iduaire d'environ 0,15 % do chlore dans le verre achevé. 



   Des verres borosilioatéa à plus fortes teneurs en aloali, retiennent des quantités quelque peu plus élevées de ohlore. Pour les plus grandes quantités d'a ent   d'affinage,les   
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 conditions telles que température et duràe de f'usion,semblent être pratiquement les mêmea que les oonditions pour 3 %. 



   D'autres chlorures utilisés en quantités équivalentes proourent le même résultat, tel est le oas, par exemple, avec 
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 du ohlorure de potassium. du ohlo¯4':al;,,¯du.¯ohloru- re de zinc, eto... 



   Un verre   borosilloaté   qui a ét fondu dans des oondi- 
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 tiona hautement oxydantes,tal qu'un verre qui a été affiné par l'emploi d'armnie et de nitre, possède un rapport anti l'oxyde ferrique et l'oxyde ferreux plus élevé que le même verre noutn , c'es t-à- dire , en d'autres mots que le même- verre qui n'est ni oxydé ni réduit. Le verre neutre doit   dort,   posséder une aptitude au passage des rayons ultra-violets plus grande que le verre oxydé. 
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  On a trouvé que las boroailioatea qui ont été affinés par l'emploi de chlorure, sans agents oxydants ou réducteurs et qui peuvent dono être quali ifes de   veries  s neutres,présen- ent en fait, une plus grande aptitude au passage de rayons ultra-violet* et apparaissent plus bleuâtre sous de fortes 
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 épais-seure,que lea boroailioatea qui ont été affinée à l'aide d'arsenic. 
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 Pour montrer que les verrea boroailioatéa, affinés par 

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   la.   présente thode,   possèdent   une teneur en gaz plus   falule   et. un rapport entre l'oxyde ferrique et l'oxyde ferreux Plus faible que les verres   affinés   par l'arsenic, le taoleau oi-des- sous est donné.

   Dans oe tableau, on donne les teneurs en gaz et l'aptitude au passage de  rayona     ultra.-violets   de deux ver- rea de la. susdite composition A, et dont l'un a été affiné de la manière habituelle par l'emplo d'araenio et de nitre et dont l'autre a été affiné par addition à la charge de 3 % de chlorure de sodium, sans arsenio ou nitre. 



   Affiné à l'arsenic Affiné avec   3%   de et au nitre chlorure de sodiun ----------------------------------- 
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<tb> 
<tb> o.o. <SEP> de <SEP> gaz, <SEP> conditions <SEP> normales, <SEP> pour <SEP> 100 <SEP> gr. <SEP> de <SEP> verre.
<tb> 



  H20 <SEP> 39 <SEP> o.o. <SEP> 24 <SEP> 0.0.
<tb> Réaidu <SEP> ......................... <SEP> 4 <SEP> c.c <SEP> 2. <SEP> 2 <SEP> 0.0.
<tb> 



  Aptitude <SEP> au <SEP> passage <SEP> à <SEP> 302/.
<tb> épaisseur <SEP> 2 <SEP> mm:..... <SEP> 6 <SEP> % <SEP> 52
<tb> Teneur <SEP> final <SEP> en <SEP> ohlore <SEP> à <SEP> l'état
<tb> de <SEP> Cl <SEP> .......................... <SEP> 0.019% <SEP> 0.118 <SEP> %
<tb> 
 
Par ce   taoleau   on voit que des borosilioates qui ont été affinés par le présent procédé possèdent une teneur en gaz moins élevée et une plus grande aptitude au passage des rayons ultra-violets que oeux qui ont été affinés par l'emploi d'arsenic et de nitre. 



   La méthode est également utile pour l'affinage de verres boroailioatés réduits, tels que les verres borosilicatés contenant de l'oxyde ferreux, qui absorbent la chaleur et doivent être fondua en étant soumis à une forte réduotion, et dans   lesquels   on s'est jusqu'à présent heurté à des difficultés enoore plus grandes, étant donné que l'arsenio et le nitre ne sont d'aoune utilité dans lea verres réduits et qu'auoun moyen satisfaisnant n'est connu pour les affiner. 



   Des   recherches   effectuées par les experts de la Société 

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 titulaire du présent brevet montrent que la difficulté peut   être   due à la   réaotion   chimique suivate, qui a probablement lieu dana lea verres réduits lorsqu'ils aont maintenus à une haute température: 
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 2 PeO + H20 = Fe203 + H2 
A haute température , l'oxyde ferreux qui peut être présent à titre d'impureté ou qui peut être présent comme agent d'aosorption de chaleur dans la ooulée de verres qui absorbent la ohaleur, réagit aveo l'eau, aveo formation oon- tinue d'hydrogène gazeux qui se dégage lentement aussilong- temps que la teneur en eau du verre est suffisamment grande pour favoriser la réaction. 



   La teneur en eau peut être suffisamment   diminuée   par addition de ohlorure à la charge, aveo le résultat que le verre s'affinera facilement. 



   Le même genre de   réaction   peut également avoir lieu en- tre le C02 qui est dissous dans le verre et FeO, les bulles résultantes étant constituées de CO. 



   Bien que le chlore soit considéré   comme   un agent oxy- dant, on a trouvé que les   boroailioates   qui absorbent la oha- leur peuvent 8tre affinés aveo du chlorure sans provoquer une oxydation   appréciable   du fer, à condition quela charge      oontienne un excès de l'agent   oxydant.   



   On peut également affiner convenablement des oharges de borosilcates contenant un excès de l'agent oxydant et un pourcentage appréciable d'un ohlorure, lorsqu'on les fond dans des dreusets,soit du type ouvert, soit du type fermé. 



   La composition ci-dessous, déterminée à partir de la charge est   un exemple   d'un   boroailioate   absorbant la chaleur, qui contient de l'oxyde ferreux et qui peut être affiné de cette manière. 

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<tb> 
<tb> 



  SiO2 <SEP> 75
<tb> Na2O <SEP> 6
<tb> B2O3 <SEP> 9
<tb> Zno <SEP> 6
<tb> CaO <SEP> 2
<tb> FeO <SEP> 1
<tb> Al2O3 <SEP> l
<tb> 
 Ce verre qui est habituellement très   difficile   à affiner, peut être affiné d'une manière satisfaisante par l'addition à la charge de 2 à 5 % de chlorure de sodium. 



   L'addition d'une aussi grande quantité de chlorure ne 
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 provoque apparer.anent aucune perte appr4oiaole deJre r, par volatilisation de chlorure de fer et il n'y a aucun ohangement de oouleur ou diminution en   efficacité   au point de vue absorption de chaleur, à condition qu'un excès d'agent réducteur, tel que du oarbone, soit présent dans la charge. 



   Lors de l'affinage du susdit verre, on a trouvé que   0,5 %   de   oaitone   ou d'un autre agent réducteur équivalent est suffisant lors de la fusion ordinaire en creusets fermés, bien que, dans d'autres conditions, telles que colles renoontrées lorsqu'on utilise des creusets ouverts ou un four à bassin, il soit nécessaire d'un utiliser plus. 
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 itBVHZIDICATIONS. 



  1. Une méthode de fabrication d'un verre boroailioaté transparent, pratiquement exempt de bulles,   caractérisée   en ce qu'on ajoute à la charge pour ce verre, au moins 1 % d'un   chloruret la   charge étant pratiquement   exempte   d'autres agents d'affinage et en ce qu'on fond le charge à pression   atmosphé-   rique à une température (généralement supérieure à 1400  C) qui empêche la formation de gouttelettes de chlorure alcalin dans le verre achevé. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2. Une méthode suivant la revendioation 1 dans laquelle la fusion est effectuée dans un four à bassin. <Desc/Clms Page number 8>

   3. the méthode suivant l'une ou l'autre des revendioa- tions 1 ou 2 dans laquelle on ajoute à la charge environ 3 % de chlorure de sodium et dans laquelle on efectus la fusion à une température d'environ 15505 à 1600' C.

   4. Une méthode auivant l'une ou l'autre des revendioa- tions 1 ou 2, appliquée à un verre corosiliaté réduit, das laquelle on ajoute à la oharge de 2 % à 5 % d'un chlorure et une quantité suffisante d'un agent réduoteur pour maintaenir à l'état réduit le fer de la charge et pour agir à l'encontre de toute action oxydante du ohlorure.

   5. Un verre borosiliacté transparent résistant à la ohaleur, qui est pratiquement exempt de bulles et qui ravale à l'analyse , la présence de 0,05 % à 2 % de chlore, et qui contient, d'après analyse, moins de 30C.de vapeur d'eau par 100 gr. de verre, calculé dans dea conditions normales de température et pression.

   6. Une oharge pour un verre boroailiaaté absorbant la chaleur, qui contient un composé du fer, un chlorure aloalin et une quantité suffisante d'un agent réduoteur pour provoquer la réduction maximum du fer à sa valenoe la plus basse et pour agir à l'enoontre de toute action oxydante du ohlorure.

   7. La méthode de fabrication de verre borosilioaté exempt de bulles, telle- que décrite oi-dessus.