NO792646L - S fremgangsmaate og innretning for termisk behandling av glas - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer termisk behandling av

glass og mer spesielt termisk herding av plane eller boyde glassplater, f.eks. glassplater for anvendelse som frontglass for biler i seg selv, eller som en del av et laminert frontglass for biler, et sidelys eller et baklys for eri bil,

eller for bruk ved konstruksjon av frontglass-sammensetninger for fly og lokomotiver.

Det er tidligere utviklet en metode for termisk behandling av glassgjenstander ved oppvarming av hver glassgjenstand til en temperatur over dets spenningspunkt og bråkjole glass-gjenstandene i et gassfluidisert lag av partikkelformet material som er anbragt i en rolig ensartet ekspandert tilstad, med partikkelfluidisering ved styring av fluidiserende gass i det partikkelformede material med en gass-stromnings-hastighet gjennom det partikkelformede material mellom hastigheten som tilsvarer begynnende fluidisering og hastigheten tilsvarende maksimal ekspansjon av det parrfcikkelformede material.

Denne tilstand med fluidisering av laget er slik at omroririg av det fluidiserte partikkelformede material fremmes på de varme neddykkede overflater av glasset ettersom glasset avkjoles i det fluidiserte lag, men eventuelle forbigående strekkspenninger indusert i overflaten av det varme glass når dets forreste kant forst kommer i kontakt med det fluidiserte lag er ikke så kraftige at de setter glasset i fare. Prosessen har derfor et hoyt utbytte.

Graden av herding av en glassplate som neddykkes i et slikt fluidisert lag avhenger av takten av varmeoverforing mellom det fluidiserte partikkelformede material og den varme plate som neddykkes deri, og den hurtige overforing av varme partikler bort fra nærheten av glassplaten med en samtidig forlbpende hurtig tilforsel av koldere partikler fra hovedmengden av det fluidiserte lag inn til nærheten av glassplaten .

Bevegelsen av partiklene i nærheten av glassoverflåtene er mer hurtig enn bevegelsen av partiklene i hovedmengden av laget, på grunn av hurtig omroring av det fluidiserte partikkelformede material som fremmes på de varme neddykkede overflater av glasset på grunn av oppvarming av det partikkelformede material av glasset som fortsetter ettersom glasset avkjoles i det fluidiserte lag.

Omroring av det partikkelformede material ved glassoverflåtene fremmes betraktelig når det anvendes et utvalgt partikkelformet material som har latente gassutviklende egenskaper slik at det foregår en hurtig utvikling av gass fra det partikkelf ormede material når det oppvarmes i nærheten av glassoverflatene.

Det er nå funnet at det er tre faktorer som dominerer styringen av den termiske herding av glasset i et gassfluidisert partikkelformet material, og som spesielt styrer graden av herding av en varm glassplate når denne bringes i kontakt med et gassfluidisert partikkelformet material.

Oppfinnelsen vedrorer således en fremgangsmåte for termisk behandling av glass hvor glasset oppvarmes til en forhåndsbestemt temperatur og bringes i kontakt med et gassfluidisert partikkelformet material, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at det som partikkelformet material anvendes en blanding av et antall av utvalgte partikkelformede materialer, minst ett av de nevnte partikkelformede materialer velges til å ha gassutviklende egenskaper når det oppvarmes av det varme glass, og materialene blandes i utvalgte forhåndsbestemte mengdeforhold som til den gassfluidiserte blanding av partikkelformede materialer meddeler en termisk kapasitet og risledyktighet slik at en nodvendig termisk behandling av glasset oppnås.

Oppfinnelsen gjelder også et apparat for termisk behandling av glass omfattende en beholder for gassfluidisert partikkelformet material, gasstilforselsinnretninger forbundet til beholderen for å opprettholde tilstanden med fluidisering av det partikkelformede material, og innretninger for å anbringe varmt glass i beholderen, og det særegne ved apparatet i henhold til oppfinnelsen er at beholderen inneholder en gassfluidisert blanding av utvalgte partikkelformede materialer hvorav i det minste det ene har gassutviklende egenskaper når det oppvarmes av det varme glass, idet de partikkelformede materialer blandes i utvalgte forhåndsbestemte mengdeforhold som til den gassfluidiserte blanding meddeler en termisk kapasitet og risledyktighet slik at en nodvendig termisk behandling av glasset oppnås.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patentkravene.

De ovennevnte tre faktorer er folgende:

1. De gassutviklendeegenskaper av det partikkelformede material. 2. Den termiske kapasitet pr. volumenhet av det partikkelformede material ved minimum fluidisering. Denne avledes fra den spesifikke varme av materialet målt ved 50°C og densiteten av materialet i laget målt ved minimum fluidisering av materialet.

3. "risledyktigheten" av det partikkelformede material,

som definert i det folgende, som er summen av fire tallverdier som er bestemt for materialet ved bedommelse av fire egenskaper av det risledyktige partikkelformede material. Betegnelsen "risledyktighet" som anvendt heri har denne betydning.

Disse fire egenskaper av et risledyktig partikkelformet material og måten til bestemmelse av tallverdiene er beskrevet i artikkelen "Evaluating Flow Properties of Solids" av Ralph L. Carr Jr., Chemical Engineering bind 72, nr. 2, januar 18, 1965 og er som folger:

P = sammenpakket bulkdensitet, og

A = bulkdensitet ved gjennomlufting.

2. Rasvinkel: dette er vinkelen i grader mellom horisontalen og hellingen av en haug av det partikkelformede material sluppet fra et punkt over horisontalen inntil en konstant vinkel måles. 3. Spatelvinkel: en spatel stikkes inn horisontalt i bunnen av en masse av det torre partikkelformede material og loftes rett opp og ut av materialet.

En gjennomsnittlig verdi av vinkelen i grader i forhold til horisontalen av siden av haugen av material på spatelen er den såkalte spatelvinkel. 4. Partikkelstorrelsesfordeling (benevnt uniformitets-koeffisient i den ovennevnte artikkel): denne beskrives i den ovennevnte artikkel som den numeriske verdi oppnådd ved å dividere bredden av siktåpningen (dvs. partikkelstorrelsen) som vil slippe gjennom 60% av det partikkelformede material med bredden av siktåpningen som nettopp slipper gjennom 10% av det partikkelformede material.

Alle verdiene for partikkelsesfordeling referert heri ble målt på kjent måte ved anvendelse av en metode under anvendelse av et Coulter-telleapparat for å bestemme partikkeldiametrene for tilbakeholdte kumulative vekt%-andeler på 40% og 90% tilsvarende breddene for siktåpningene som vil slippe gjennom 60% og akkurat vil slippe gjennom 10% av det partikkelformede material.

De numeriske verdier for kompressibilitet, rasvinkel og spatelvinkel ble målt under anvendelse av Hosakawa Powder Tester fremstilt av Hosakawa. MicrometE±cs Laboratory, Hosakawa Iron Works, Osaka, Japan, idet denne Powder Tester er spesielt konstruert for bruk ved bestemmelse av den ovennevnte risledyktighet for pulvere som definert ovenfor.

Risledyktigheten av et partikkelformet material er prinsipielt forbundet med faktorer som midlere partikkelstorrelse, partikkelstorrelsesfordeling, og formen av partiklene som enkelte ganger benevnes partiklenes vinkel-karakter, dvs. om de har en avrundet eller vinklet form. Verdien for risledyktighet oker med okningen av den midlere partikkelstorrelse, med avsmalning av partikkelstorrelsesfordeling, og med reduksjon i vinkelkarakteren av partiklene.

Den termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering avhenger av den spesifikke varme i materialet og av densiteten av det fluidiserte lag ved minimum fluidisering, idet densiteten oker med avsmalnende partikkelstorrelsesfordeling.

En hoy verdi for herdespenninger frembringes i glasset når det bråkjoles i et fluidisert lag med en optimal risledyktighet. Enkelte materialer som frembringer nodvendige herdespenninger kan være kommersielt tilgjengelige. Andre kommersielt tilgjengelige materialer kan modifiseres for å frembringe de nodvendige herdespenninger ved å sikte materialet for å endre dets midlere partikkelstorrelse og partikkelstorrelsesfordelingen.

Et problem foreligger imidlertid i at der er en grense for den utstrekning som graden av herdespenninger indusert i glass kan styres ved variasjon av risledyktigheten av kommersielt tilgjengelige materialer. Materialer med den nodvendige risledyktighet behover ikke være kommersielt tilgjengelige. Fremstilling av en stor mengde av material med den nodvendige risledyktighet kan innbefatte sikting av en stor.mengde av partikkelformet material. I tillegg, ved anvendelse av et enkelt material, er den eneste måte til å modifisere den termiske kapasitet av det fluidiserte lag å innsnevre partikkelstorrelsesfordelingen, slik at det ikke blir noen måte til å modifisere den termiske kapasitet uavhengig av variasjonen av risledyktighet som frembringes ved å innsnevre partikkdstorrelsesfordelingen.

Den erkjennelse som ligger til grunn for oppfinnelsen er at et partikkelformet material kan fremstilles med optimale gassutviklende egenskaper, termisk kapasitet og risledyktighet for fremstilling av nodvendige herdespenninger i en glassgjenstand ved bruk av en blanding av partikkelforméde materialer som hvert bidrar til optimale egenskaper av blandingen. Ved utvelgelse av partikkelformede materialer og de mengdeforhold hvori de blandes kan det gassfluidiserte partikkelformede material tilpasses til å tilveiebringe nodvendige herdespenninger innenfor vide grenser.

Fremgangsmåten kan gjennomfores ved å blande materialene i utvalgte forhåndsbestemte mengdeforhold slik at nodvendige herdespenninger induseres i glasset når det avkjoles i den nevnte gassfluidiserte partikkelformede material fra en temperatur over sitt spenningspunkt.

Som gassutviklende partikkelformet material velges foretrukket et material som er i stand til å utvikle fra 4 til 37% av sin egen vekt av gass når det oppvarmes til en konstant vekt ved 800°C, og de partikkelformede materialer blandes i forhåndsbestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,02 til 1,73 MJ/m K og en risledyktighet i området 60 til 86.

Ved termisk herding av en plate av soda-kalk-kvartsglass med tykkelse i området 2 mm til 2,5 mm ved at glassplaten oppvarmes til en temperatur i området 610 til 680°C, og blandingen holdes i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering, kan det partikkelformede material sammensettes til å utvikle i glassplaten en sentral strekkspenning i området 35 til 57 MPa.

For fremstilling av et frontglass kan fordelaktig de partikkelformede materialer blandes i forhåndsbestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en risledyktighet i området 71 til 83, og en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,09 MJ/m 3K til 1,38 MJ/m<3>K.

Det gassutviklende material kan være ^-aluminiumoksyd, ^-aluminiumoksydet kan blandes med a-aluminiumoksyd. Blandingen kan inneholde fra 7 til 86 vekt% tf-aluminiumoksyd.

En annen utforelsesform av fremgangsmåten er å bråkjole en varm glassplate i en gassfluidisert blanding av et gassutviklende partikkelformet material og i det minste ett partikkelformet metalloksyd med termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området fra 1,76 MJ/m 3K til 2,01 MJ/m 3K, og blanding av de partikkelformede materialer i forut bestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,27 MJ/m<3>K til 1,76 MJ/m<3>K og en risledyktighet i området 71 til 82.

Det partikkelformede metalloksyd kan være kuleformet jernoksyd (a-Fe202). Blandingen kan omfatte fra 30 til 70 vekt% av kuleformet jernoksyd. Videre kan blandingen omfatte fra 70 til 30 vekt% ^-aluminiumoksyd som gassutviklende material. Ved en annen utforelsesform av dette aspekt ved fremgangsmåten kan blandingen omfatte fra 28 til 38 vekt% kuleformet jernoksyd og fra 45 til 56 vekt% a-aluminiumoksyd, idet resten er#-aluminiumoksyd som gassutviklende material.

Det partikkelformede metalloksyd kan være zirkon (Zr02«Si02). Blandingen kan omfatte fra 10 til 70 vekt% aluminium-monohydrat (A^O^æll^O) som gassutviklende material og fra 90 til 30 vekt% zirkon.

Ved en annen utforelsesform er det gassutviklende partikkelformede material et aluminosilikat. Aluminosilikatet kan være zeolitt, og fra 8 til 10 vekt% av zeolitten blandes med fra 90 til 92 våkt% a-aluminiumoksyd for å utgjore blandingen.

Det gassutviklende partikkelformede material kan være aluminium-monohydrat (Al^O^. lf^O).

Videre kan blandingen omfatte silisiumkarbid (SiC) blandet med et gassutviklende partikkelformet material. Ved en utforelsesform er det gassutviklende partikkelformede material aluminium-monohydrat (A^O^.lI^O) og blandingen omfatter 17 vekt% aluminium-monohydrat blandet med 83 vekt% silisiumkarbid.

Det gassutviklende partikkelformede material kan videre være aluminiumtrihydrat (A^O^ . 3H20) .

Blandingen kan omfatte to gassutviklende partikkelformede materialer, aluminiumtrihydrat (A^O^.SI^O) og

-aluminiumoksyd i like mengdeandeler.

Ved en ytterligere utforelsesform er det gassutviklende partikkelformede material natriumbikarbonat (NaHCQ.^) Blandingen kan utgjores av 10 vekt% natriumbikarbonat blandet med 90 vekt% a-aluminiumoksyd.

Enkelte utforelsesformer av oppfinnelsen skal beskrives med henvisning til de vedfoyde tegninger hvori: Fig. 1 viser skjematisk et vertikalsnitt gjennom et apparat for termisk herding av glassplater ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, Fig. 2 er en grafisk fremstilling av sentral strekkspenning avsatt mot mengdeforhold av blandingen av partikkelformede materialer som utgjor det gassfluidiserte lag og illustrerer variasjoner i spenning med variasjoner i disse mengdeforhold, Fig. 3 er en grafisk fremstilling i likhet med fig. 2 og illustrerer variasjon i sentral strekkspenning med variasjoner i mengdeforhold i en annen blanding av partikkelformede materialer, Fig. 4 er en grafisk fremstilling tilsvarende fig. 3 og illustrerer variasjonen av overflate-trykkspenninger i 2,3 mm glass med variasjonen i sammensetningen av det gassfluidiserte lag, Fig. 5 er en grafisk fremstilling tilsvarende fig. 3 og illustrerer sentral strekkspenning illustrert i 6 mm tykt glass, Fig. 6 er en grafisk fremstilling tilsvarende fig. 4 og illustrerer variasjonen i overflate-trykkspenninger indusert i 6 mm tykt glass,

Fig. 7 er en grafisk fremstilling tilsvarende .fig. 3 for

12 mm tykt glass,

Fig. 8 er en grafisk fremstilling tilsvarende fig. 4 for

12 mm tykt glass, og

Fig. 9, 10 og 11 illustrerer variasjonen av sentral strekkspenning med sammensetningen av blandingen av partikkelformede materialer ved tre andre utforelsesformer for gjennomforing av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.

Med henvisning til fig. 1 i tegningene er en loddrett herde-ovn betegnet generelt med 1 og har sidevegger 2 og et tak 3.. Sideveggene 2 og taket 3 er fremstilt av vanlig ildfast material og bunnen har en ovn med en åpen munn avgrenset av en langstrakt åpning 4 i en bunnplate 5 hvorpå ovnen 1 understottes. En glidbartlukkeanordning, ikke vist, er anordnet for lukking av munnen 4 på kjent måte. En glassplate som skal krummes og deretter termisk herdes henger ned i ovnen 1 ved hjelp av tenger 7 som griper den ovre kant av glassplaten 6. Tengene 7 bæres fra en tangbjelke 8 som henger ned fra en vanlig heiseinnretning, ikke vist, og som loper på loddrette styringer 9 som strekker seg nedover fra ovnen for å styre nedsenkingen og opploftingen av tangbjeiken.

Et par av boyeformer 10 og 11 befinner seg umiddelbart under munnen 4 av ovnen i et oppvarmet kammer 12 som holdes ved en temperatur slik at formene har samme temperatur som det varme glass som de boyer. Kammeret 12 oppvarmes ved hjelp av varme gasser som tilfores gjennom åpninger. 12a. Når formene er åpne befinner de seg en på hver side av banen av glassplaten 6. Formen 10 er en kompakt patriseform montert på en stang 13 og har en krum forside som definerer den kruming som skal meddeles den varme glassplate. Formen 11 er en ring-ramme-matriseform som bæres av stenger 14 montert på en understøttende plate 15 som er montert på en stang 16. Krumningen av formrammen 11 tilsvarer krumningen av forsiden av patriseformen 10.

Styreskinnene 9 strekker seg nedover på hver side av boyeformene mot en beholder for et fluidisert lag 17 av partikkelformet ildfast material hvori den varme krumme glassplate skal avkjoles ved å senke platen nedover i laget.

Beholderen for det fluidiserte lag omfatter en rektangulær tank 18 med åpen topp montert på en løfteplattform 19 av sakstypen. Når plattformen 19 er i sin hevede stilling er toppkanten av tanken 18 akkurat under boyeformene 10 og 11.

En mikroporos membran 20 med hoyt trykkfallistrekker seg tvers over bunnen av tanken 18.

Kantene av membranen 20 er festet mellom en flens 21 på

tanken og en flens 22 på et overtrykkskammer 23 som danner bunnen.av tanken. Flensene og kantene av membranen 20 er skrudd sammen som angitt ved 24. En gasstilforselskanal 25 er forbundet til overtrykkskammeret og fluidiserende luft tilfores til kanalen med et regulert hoyt trykk. Det er et hoyt trykkfall på minst 60% av overtrykket tvers over membranen 20 som resulterer i en ensartet fordeling av fluidiserende luft i det partikkelformede material med en gass-strdmningshastighet gjennom det partikkelformede material mellom den "hastighet som tilsvarer minimumfluidi-sering med partiklene akkurat suspendert i den oppover-strommende luft, og den hastighet som tilsvarer maksimal ekspansjon av det partikkelformede material hvor fluidisering i tett fase ennå opprettholdes. Det ekspanderte lag befinner seg i en hovedsakelig boblefri rolig tilstand med partikkelformet fluidisering med en vannrett rolig overflate hvori-gjennom glassplatene går inn i laget.

Membranen 20 kan omfatte en stålplate som har en regulær fordeling av hull og et antall lag av sterkt mikroporost papir lagt på platen. Det kan f.eks. anvendes 15 ark av papir. Membranen fullfores med en vevet trådnetting lagt på toppen av lagene av papir, f.eks. rustfri stålnetting.

En kurv for oppfanging av glassbrudd kan befinne seg nær '■• membranen 20 og er konstruert slik at den ikke forstyrrer den jevne strom av fluidiserende gass oppover fra membranen.

Styreskinnene 9 strekker seg nedover til en posisjon under boyeformene og avsluttes i området ved den ovre kant av tanken. En faststående ramme 2 7 er montert i tanken 18 og har oppboyde fotter 28 ved sin bunn for å motta den nedre kant av en glassplate neddykket i det fluidiserte lag når tangbjeiken senkes forbi boyeformene ved hjelp av heiseinnretningen.

For å innfore en glassplate i apparatet senkes loftebordet 19 av sakstypen og med tangbjeiken i sin nederste stilling ved bunnen av styreskinnene fores glassplaten som skal krummes og herdes inn på tengene 7.

Heiseinnretningen hever så den nedhengende glassplate inn i ovnen 1 som holdes ved en temperatur på f.eks. 850°C slik at glassplaten hurtig oppvarmes til en temperatur nær sitt spenningspunkt, f.eks. i området 610 til 680°C. Når glassplaten har nådd den nodvendige jevne temperatur åpnes lukke-innretningen som lukker munnen 4 og en varm glassplate senkes ved hjelp av heiseinnretningen i stilling mellom de åpne boyeformer 10 og 11.

Stengene 13 og 16 beveges og formene lukkes til å boye platen til en onsket krumning. Når den onskede krumning er meddelt platen, f.eks. for å gjore platen i stand til å anvendes som en komponent i et laminert frontglass for en bil, åpner formene seg og den varme krumme glassplate senkes hurtig inn i det fluidiserte lag i tanken 18 som er blitt hevet til kjoleposisjon ved å heve loftebordet 19 av sakstypen mens glassplaten ble oppvarmet i ovnen 1. Det fluidiserte lag holdes ved en temperatur påvmellom 30 og 150°C ved hjelp av en vannkjolekappe festet til de plane lange vegger av tanken 18.

Det fluidiserte lag 17 utgjores av gassfluidisert partikkelformet material som er en blanding i forut bestemte mengdeforhold av et antall av partikkelformede materialer hvorav i det minste et har gassutviklendeegenskaper og er i stand til å utvikle gass når det fluidiserte material kommer i kontakt med det varme glass.

Et passende gassutviklendepartikkelformet material er i

stand til å utvikle fra 4,0 til 3 7% av sin egen vekt av gass ved oppvarming til konstant vekt ved 800°C, og passende materialer er g-aluminiumoksyd ( ^f-AJ^O^) som er porost og inneholder vann adsorbert i sine porer, videre aluminosilikat-er som er porose og inneholder vann adsorbert i deres porer, aluminiumoksydhydrater som f.eks. aluminiumtrihydrat (AJ^O^.SI^O) inneholdende kombinert krystallvann, og

aluminiummonohydrat (AJ^O^.l^O) inneholdende krystallvann og som er porost med vann også adsorbert i porene, og materialer som utvikler andre gasser enn vann, f.eks. natriumbikarbonat (NaHCO^).

For å frembringe nodvendige herdespenninger i glasset blir komponentene av blandingen av partikkelformede materialer blandet i forut bestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en risledyktighet i området 60 til 86 og en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,02 til 1,75 MJ/m<3>K.

Andre komponenter i blandingen som blandes med det gassutviklende partikkelformede material er partikkelformede materialer som er inerte i den betydning at hovedsakelig ingen gass utvikles fra materialet ved oppvarming. Eksempler er a-aluminiumoksyd (a-A^O^)/ zirkon (ZrC>2.Si02), silisiumkarbid og kuleformet jernoksyd (a-Fe20.j). Disse partikkelformede materialer har tett ikke-poros form og velger slik at de har risledyktighet og termisk kapasitet forskjellig fra egenskapene til det gassutviklende partikkelformede material slik at i avhengighet av mengdeandelen av det kompakte ikke-porose material som anvendes, er de effek-tive til å modifisere risledyktigheten og den termiske kapasitet av blandingen av partikkelformede materialer i en utstrekning slik at en nodvendig grad av herdespenninger frembringes i glasset.

Det antas at når en varm glassplate bråkjoles i et gassfluidisert lag av en slik blanding at partikkelformede materialer fremmer hurtig utvikling og utvidelse av den gass som utvikles fra det gassutviklende partikkelformede material på grunn av oppvarmingen av det partikkelformede material i nærheten av glassoverflåtene den lokaliserte omroring av blandingen av partikkelformede materialer på glassoverflåtene på en måte som er beslektet med koking av en væske, med det resultat at det blir omrorte lag av gass og partikkelformet material som strommer over glassoverflåtene

når glasset bråkjoles i det fluidiserte lag.

Ved blandingen av komponentene i blandingen i forut bestemte mengdeforhold blir det optimal varmeoverfbring bort fra glassoverflåtene inn i hovedmengden av laget som induserer de spenninger som man onsker innfort i glasset, og det foregår kontinuerlig bortledning til de fjernere deler av laget av den varme som trekkes bort fra glasset ved omroringen av det fluidiserte partikkelformede material som umiddelbart omgir glassplaten.

Den vannkjolte kappe 2 9 holder de fjernere deler av laget kjolig slik at de virker som en kjolefelle. Kraftig omroring av det partikkelformede material på glassoverflatene fortsetter inntil godt etter at glasset er avkjolt under sitt spenningspunkt, som sikrer at de sentrum- til overflate-temperaturgradienter som initialt ble indusert i glasset mens glasset befinner seg i det fluidiserte lag, opprettholdes når glasset avkjoles forbi sitt spenningspunkt, og de nodvendige herdespenninger utvikles deretter under den kontinuerlige avkjoling av glasset mens det ennå er neddykket i laget.

Den nedre kant av den varme glassplate avkjoles jevnt når den nedre kant går inn i den horisontale rolige overflate av det ekspanderte fluidiserte lag. Hovedsakelig de samme strekkspenninger utvikles i forskjellige områder av overflaten av kanten av glassplaten slik at det opptrer meget lite brudd. Under nedsynkingen av den nedre kant av glasset inn i laget kommer hver del av den nedre kant alltid i kontakt med fluidisert material som er i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering, og denne ensartede behandling av den nedre kant, uansett av strommen av partikkelformet material som kan utvikles på de varme overflate av gassutviklingen fra den gassutviklende komponent i blandingen, forer i sterk grad til unngåelse av brudd og de derav folgende problemer med glassfragmenter i laget. Dette sammen med unngåelse av tap av glassplater på grunn av endring av formen av glassplatene og/eller skade på overflatekvaliteten, sikrer kommersielt brukbare utbytter av herdede glassplater.

Det skal nå gis noen eksempler på utforelse av oppfinnelsen med utvalgte blandinger av paEtikkelformede materialer og i hvert av disse eksempler er den tallmessige verdi av produktet av partikkeldensiteten, i g/cm 3, og den midlere partikkelstorrelse i mikrometer av hver av komponentene i blandingen mindre enn 220. Detterer et kriterium som har vært nyttig for å fastslå om et spesielt partikkelformet material er egnet for fluidisering i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering, når man arbeider med luft ved omgivelsenes betingelser for normal-trykk og temperatur. En blanding av de individuelle partikkelformede materialer er da i stand til å bli fluidisert i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering.

Eksempel 1

Det fluidiserte lag 17 besto av en blanding av y-aluminiumoksyd som gassutviklende partikkelformet material sammen med a-aluminiumoksyd.

Det anvendte cj#i-aluminiumoksyd var et mikroporost material med porer med diametere i området 2,7 til 4,9 nm og med fra 20 til 40% fritt porevolum. Porene inneholdt adsorbert vann som frigis som gass når materialet oppvarmes.

Det anvendte ^-aluminiumoksyd hadde folgende egenskaper midlere partikkelstorrelse = 119 um

partikkelstorrelsesfordeling = 2,34

risledyktighet = 90,25

vanninnhold (vekttap ved

800°C) =4,3%

termisk kapasitet pr.volum-

enhet ved minimum fluidi-3

sering = 1,09 MJ/m K

Det anvendte a-aluminiumoksyd var en kompakt ikke-poros variant med folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 30 um

partikkelstorrelsesfordeling = 1,22

risledyktighet = 70

termisk kapasitet pr. volum-

enhet ved minimum^

fluidisering = l,3MJ/m K

Forsok ble gjennomfort med blandingene av #-aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd som ble blandet sammen i forut bestemte mengdeforhold. Plater av glass med sammensetning soda-kalk-kvarts med tykkelse 2,3 mm ble tilskåret og kantene av de tilskårede plater ble ferdigbehandlet ved avrunding under anvendelse av en skive med fin diamantstov. Hver plate ble oppvarmet til 660°C i ovnen 1 for den ble boyet og herdet i den fluidiserte blanding som befant seg i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering.

Den etterfølgende tabell I angir egenskapene for forskjellige blandinger av disse materialer i området 30 til 90 vekt% a-aluminiumoksyd og 70 til 10 vekt% #-aluminiumoksyd, og også den sentrale strekkspenning indusert i glassplaten ved herdingen. For sammenligning er de sentrale strekkspenninger fremstilt ved anvendelse av a-aluminiumoksyd og #-aluminiumoksyd alene også inkludert i tabell I.

Fig. 2 illustrerer variasjonen av sentral strekkspenning med sammensetningen av blandingen.

% -aluminiumoksydet alene "har en risledyktighet som er for hdy for frembringelse av maksimale herdespenninger i glassplatene spesielt på grunn av dets store midlere partikkelstorrelse og det forhold at partiklene er av relativ glatt ikke-vinklet form. Tilsetningen av en andel a-aluminiumoksyd, som har en mindre risledyktighet enn #-aluminiumoksydet på grunn av den mindre midlere partikkelstorrelse av a-aluminiumoksydet og vinkelkarakteren av dets individuelle partikler nedsetter risledyktigheten av blandingen. Risledyktigheten av blandingen reduseres ettersom mengden av a-aluminiumoksyd i blandingen okes, og der er en tilsvarende okning i den frembragte sentrale strekkspenning. En maksimal sentral strekkspenning på 49 MPa oppnås når risledyktigheten er innstilt til den optimale verdi på 74, og blandingen inneholder omtrent 70 vekt% a-aluminiumoksyd og 30 vekt%

-aluminiumoksyd.

a-aluminiumoksydet har en hoyere termisk kapasitet enn

S-aluminiumoksydet og ettersom andelen av a-aluminiumoksydet i blandingen okes er der en gradvis okning i den termiske kapasitet av blandingen som bidrar til den okning i spenning som oppnås.

Ytterligere tilsetning av a-aluminiumoksyd i en mengde over 70 vekt% oker den termiske kapasitet i noen grad og opprettholder en rimelig risledyktighet, men nedsetter den sentrale strekkspenning som induseres på grunn av at mengden av gassutviklende bestanddel, £ -aluminiumoksyd, er redusert til et lavt nivå.

Eksempel 2

Det fluidiserte lag besto av en blanding av ^-aluminiumoksyd som gassutviklende partikkelformet material, og a-aluminiumoksyd.

Det anvendte % -aluminiumoksyd var et mikroporost material med porestorrelse i området 2,7 til 4,9 nm og med fra 20 til 40% fritt porevolum. Porene inneholder adsorbert vann som frigis som gass når materialet oppvarmes.

Det anvendte % -aluminiumoksyd hadde folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 64 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,88

risledyktighet = 84

vanninnhold (vekttap ved 800°C) = 4%

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering = 1,06 MJ/m K

Det anvendte a-aluminiumoksyd var det samme som i eksempel 1.

Forsok ble gjennomfort med blandinger av ^-aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd som ble blandet sammen i forut bestemte mengdeforhold fra 100% aluminiumoksyd og 0% a-aluminiumoksyd til 0% ^-aluminiumoksyd og 100% a-aluminiumoksyd.

Den etterfølgende tabell II angir den termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering og risledyktigheten av de anvendte blandinger:

Glassplater med sammensetning soda-kalk-kvarts, 2,3 mm tykke ble tilskåret og kantene av de tilskårede plater ble behandlet ved avrunding under anvendelse av en skive med fint diamantstov. Hver plate ble hengt ned fra tenger 7 og ble oppvarmet i ovnen 1 for boyning og herding. Resultatene er angitt i fig. 3 og 4. Abscissen på hver kurve representerer sammensetningen av blandingen i vekt%. I hver av figurene 3 og 4 er der fire kurver tilsvarende den sentrale strekkspenning (fig. 3) og overflate-trykkspenning (fig. 4) indusert i 2,3 mm tykke glassplater som var oppvarmet til en temperatur på 610°C, 630°C, 650°C eller 670°C, og deretter herdet i det fluidiserte lag 17 som ble holdt i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering og i temperaturområdet 60°C til 80°C.

Kurvene viser at det var foretrukket å anvende fra omtrent 7 til omtrent 86 vekt% a-aluminiumoksyd blandet med #-aluminiumoksyd. Når mengdeandelen av a-aluminiumoksyd i blandingen okes oker den sentrale strekkspenning og overflate-trykkspenningen indusert i glasset i den termiske herde-prosess opp til et maksimum som oppnås når mengden av a-aluminiumoksyd er omtrent 70 til 80 vekt% av blandingen. Generelt ble de hoyeste spenninger indusert når mengden av a-aluminiumoskyd tilstede er fra 55 til 85 vekt% av blandingen. En hoyere mengde av a-aluminiumoksyd i blandingen frembringer en nedsettelse av de induserte spenninger.

Ved passende utvelgelse av mengdeandelene av %-aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd hadde blandingen gassutviklende egenskaper, en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering ved 50°C og risledyktighet, som frembragte varige hoye verdier for sentral strekkspenning og overflate-trykkspenning i glassplatene med 2,3 mm tykkelse.

Når f.eks. glasset oppvarmes til 670°C og deretter herdes

kan en onsket sentral strekkspenning, i området 42 MPa til 49 MPa, og en tilsvarende overflate-trykkspenning i området 83 MPa til 103 MPa induseres i glasset ved å utvelge de overveiende andeler av ~ f> -aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd i blandingen i området fra 7 til 86 vekt% ^ -aluminium og fra 93 til 14 vekt% a-aluminiumoksyd.

Eksempel 3

Plater av 6 mm tykt soda-kalk-kvarts-glass ble tilskåret og kantbehandlet og ble så oppvarmet og herdet i et fluidisert lag i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering og som besto av en blanding av de samme partikkelformede )(-aluminiumoksyder og a-aluminiumoksyd-materialer som beskrevet i eksempel 2. Figurene 5 og 6 er grafiske fremstillinger tilsvarende figurene 3 og 4 og illustrerer resultatene oppnådd for glassplater oppvarmet til temperaturer på 610°C, 630°C, 650°C og 670°C og deretter Rerdet.

Resultatene viser at onskede herdespenninger kan induseres i glasset som er en funksjon av mengdeforholdene av^-aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd i blandingen. Maksimale spenninger oppnås når blandingen omfattet omtrent 65 til 95 vekt% a-aluminiumoksyd. Når f.eks. glasset ble oppvarmet til 670°C og deretter herdet i en fluidisert blanding av 22 vekt% -aluminiumoksyd og 78 vekt% a-aluminiumoksyd var den sentrale strekkspenning indusert i glasset 91 MPa og overflate-trykkspenningen var 216 MPa.

Dette 6 mm tykke glass med hoy styrke anvendes ved fremstilling av sammensatte vinduer for fly og lokomotiver.

Lignende resultater ble oppnådd ved herding av plater av soda-kalk-kvartsglass 10 mm tykke. Disse glassplater ble anvendt ved fremstilling av vindussammensetninger for fly som f.eks. kan omfatte to plater av herdet glass 10 mm tykke og en ytre plate med tykkelse 3 mm. Platene lamineres sammen med plastmaterial-mellomlag av kjent type.

Eksempel 4

Plater av soda-kalk-kvartsglass 12 mm tykke ble tilskåret og kantbehandlet og ble så oppvarmet og herdet i et fluidisert lag som besto av en blanding av 2f-aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd i forut bestemte mengdeforhold på samme måte som beskrevet i eksempel 2.

Resultaterreble oppnådd for glassplater oppvarmet til 610°C, 630°C, 650°C og 670°C med et område for mengdeforhold mellom if -aluminiumoksyd og a-aluminiumoksyd og resultatene er illustrert ved kurvene i figurene 7 og 8.

Maksimale verdier for spenning ble målt når den fluidiserte blanding besto av omtrent 65 til 85 vekt% a-aluminiumoksyd. Når en plate ble oppvarmet til 670°C og herdet i et fluidisert lag av en blanding av 22 vekt% ^-aluminiumoksyd og 78 vekt% a-aluminiumoksyd, var den sentral strekkspenning i glasset 124 MPa og overflate-trykkspenningen var 261 MPa.

Figurene 7 og 8 illustrerer hvorledes brede områder for verdier for herdespenninger kan induseres i glasset, etter behov, ved utvelgelse av mengdeforholdene av bestanddelene i blandingen av partikkelformede materialer alt i samsvar med den temperatur som glasset oppvarmes til for herdingen.

Resultatene illustrert i fig. 3 til 8 har til felles at hoyere herdespenninger oppnås når andelen i blandingen av bestanddelen med hoyere termisk kapasitet (a-aluminiumoksyd) okes opp til ét punkt hvor ytterligere okning i mengden reduserer andelen av gassutviklende bestanddel ( ^-aluminiumoksyd) til et utilstrekkelig nivå.

Området for mengdeandeler av det gassutviklende material og andre bestanddeler i blandingen sikrer en risledyktighet av blandingen i området 60 til 86 som er slik at arten av omroring er gunstig for avkjoling av glasset med en hastighet som medforer de onskede verdier for spenningen i glasset.

Kjoling av glasset skjer på grunn av den hurtige omroring av det partikkelformede material i nærheten av glassoverflaten, idet den omroring hovedsakelig skyldes utvikling av vanndamp fra % -aluminiumoksydbestanddelen i blandingen.

En hoyere andel av a-aluminiumoksyd oker takten for varme-bortledning fra glasset såvel som at den modifiserer risledyktigheten for blandingen.

Eksempel 5

Det fluidiserte lag besto av en blanding av #-aluminiumoksyd som gassutviklende komponent med en andel av kuleformet jernoksyd (a-Fe202) og en eller to typer av a-aluminiumoksyd.

X-aluminiumoksydet hadde folgende egenskaper:

midlere partikkelstorrelse = 84 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,94

risledyktighet = 87,25

vanninnhold (vekttap ved 800°C) 6%

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering = 1,063 MJ/m K

Det kuleformede jernoksyd hadde folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 41 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,69

risledyktighet = 76,5

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering =2,01 MJ/m K

Det forste a-aluminiumoksyd var det som ble anvendt i eksempel 1. Det annet a-aluminiumoksyd hadde folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 24 um partikkelstorrelsesf ordeling = 1$.25

risledyktighet = 66

termisk kapasitet pr. volumenhet .,

ved minimum fluidisering = 1,192 MJ/m K.

Glassplater av soda-kalk-kvarts-sammensetning 2,3 mm tykke ble oppvarmet til 660°C og herdet i fluidiserte blandinger av de ovennevnte materialer som befant seg i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering.

Egenskapene av blandingene og de resulterende sentrale strekkspenninger fremstilt i glassplatene var som gitt i tabell III.

Figur 9 illustrerer variasjonen i sentral strekkspenning med sammensetning av blandingene (1), (2) og (3) av ^-aluminiumoksyd og oc-Fe203i tabell III. De sentral strekkspenninger som resulterte fra bruken av X-aluminiumoksydet alene og a-Fe202alene var henhv. 41 MPa og 32 MPa.

Som i eksempel 1 hadde det #-aluminiumoksyd som ble anvendt i dette eksempel en risledyktighet som var for hoy for fremstilling av maksimale herdespenninger i glassplatene. Det kuleformede jernoksyd hadde en lavere risledyktighet enn #-aluminiumoksydet spesielt på grunn av dets mindre midlere partikkelstorrelse. Tilsetningen av okende mengde av det kuleformede jernoksyd til X-aluminiumoksydet i blandingene (1), (2) og (3) i tabell III har en progressiv effekt med å senke risledyktigheten av blandingen ved gradvis senkning av den midlere partikkelstorrelse av blandingen når mengden av kuleformet jernoksyd i blandingen oker. Ettersom risledyktigheten av blandingen minsker er der en gradvis okning i de sentrale strekkspenninger fremstilt i glassplatene. En maksimal sentral strekkspenning på 50 MPa oppnås når blandingen inneholder omtrent 70% kuleformet jernoksyd og 30% %-aluminiumoksyd.

Risledyktigheten av det kuleformede jernoksyd er ikke så lav som for a-aluminiumoksydet anvendt i eksempel 1 på grunn av at det har storre midlere partikkelstorrelse og partiklene er glatt avrundet i sammenligning med de vinkelformede partikler av a-aluminiumoksydet. Derfor er det kuleformede jernoksyd ikke så effektivt til å nedsette risledyktigheten av blandingen som a-aluminiumoksydet i eksempel 1.

Blanding (3) i det foreliggende eksempel inneholdende 70 veki% kuleformet jernoksyd og 30 vekt% ^-aluminiumoksyd, som frembringer den maksimale sentral strekkspenning på 50 MPa, har en risledyktighet på 78 som er hoyere enn den optimale risledyktighet på 74 av blandingen med 70 vekt% a-aluminiumoksyd og 30 vekt% ^-aluminiumoksyd som frembringer hoy sentral strekkspenning i eksempel 1.

Den maksimale sentrale strekkspenning frembragt av blanding (3) i det foreliggende eksempel er imidlertid omtrent den samme som den maksimale sentral strekkspenning frembragt av blandingen i eksempel 1. Dette er på grunn av at selv om risledyktigheten av blandingen (3) er litt hoyere enn den optimale risledyktighet som vil frembringe maksimum spenning, har det kuleformede jernoksyd anvendt i blanding (3) en vesentlig hoyere termisk kapasitet enn for det a-aluminiumoksyd som ble anvendt i eksempel 1.

På grunn av at risledyktigheten av blanding (3) var antatt å være litt for hoy ble så blanding (4) fremstilt, inneholdende en andel av det a-aluminiumoksyd som ble anvendt i eksempel 1. Dette reduserte risledyktigheten av blandingen til en

optimal verdi på 74 og blandingen frembragte en ytterligere okning i de sentrale strekkspenninger til 57 MPa, til tross for nedsettelsen av den termiske kapasitet.

Blanding (4) har den samme optimale verdi for risledyktigheten, 74, som blandingen i eksempel 1 bestående av 30% ^-aluminiumoksyd og 70% a-aluminiumoksyd, som frembringer

en maksimal sentral strekkspenning på 49 MPa. Det forhold at blandingen (4) frembringer en hoyere sentral strekkspenning på 57 MPa skyldes den hoyere termiske kapasitet av blanding (4), dvs. 1,502 MJ/m K sammenlignet med 1,24 MJ/m K av blandingen i eksempel 1.

Den fortsatte reduksjon i risledyktigheten som resulterer

fra inkludering av en andel av et annet a-aluminiumoksyd i blandingen (5) frembragte en reduksjon av den termiske kapasitet av blandingen i sammenligning med blanding (4) med en medfolgende mindre reduksjon i sentral strekkspenning.

Eksempel 6

Det fluidiserte lag besto av en blanding av det gassutviklende partikkelformede material aluminium-monohydrat (A1203.1H20) og zirkon (Zr02.Si02).

Aluminium-monohydratet var i form av boehmitt som er et porost material inneholdende 15 vekt% kombinert krystallvann og 13 vekt% vann i porene. Adsorbert vann frigitt under •herdingen av glasset virker hovedsakelig til å tilveiebringe den gassutvikling som gir anledning til den okede omroring av det partikkelformede material i nærheten av glassoverflaten. Det anvendte aluminium-monohydrat hadde folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 51 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,70

risledyktighet = 78

vanninnhold (vekttap ved 800°C) =28,4%termisk kapasitet pr. volumenhet ved _ minimum fluidisering = 1,18 MJ/m K

Zirkonet som er et inert ikke-porost zirkoniumoksyd-orto-silikat med hoyere termisk kapasitet enn a-aluminiumoksyd hadde folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 34 |im partikkelstorrelsesfordeling = 1,73

risledyktighet =67

termisk kapasitet pr. volumenhet ved^minimum fluidisering = 1,76 MJ/m K

Glassplater 2,3 mm tykke ble oppvarmet til 660°C og herdet i blandinger av aluminium-monohydratet og zirkon som angitt i tabell IV, som angir egenskapene av blandingene og de sentral strekkspenninger fremstilt i glassplatene.

Figur 10 viser variasjonen av sentral strekkspenning med sammensetningen av blandingen.

Aluminium-monohydrat har gode gassutviklende egenskaper og har en lavere verdi for risledyktigheten enn for de X-aluminiumoksyder omhandlet i eksemplene 1 og 5.

Imidlertid er risledyktigheten av aluminium-monohydratet hoyere enn den optimale risledyktighet som vil frembringe maksimal sentral strekkspenning og den termiske kapasitet er forholdsvis lav. Zirkon har en lavere risledyktighet og hoyere termisk kapasitet enn aluminium-monohydratet, og når andelen av zirkon i blandingen okes er der en progressiv okning i den sentral strekkspenning frembragt i glasset både på grunn av den gradvise nedsettelse av risledyktigheten og okningen i den termiske kapasitet av blandingen.

Zirkonet har en hoy termisk kapasitet som bidrar merkbart

til okningen i sentral strekkspenning frembragt i glassplatene på samme måte som det kuleformede jernoksyd i eksempel 5. På grunn av at zirkonet har en lavere risledyktighet enn det kuleformede jernoksyd i eksempel 5 er det mer effektivt til å redusere risledyktigheten av blandingen, og bidrar derfor sterkere til okningen i sentral strekkspenning medfort av reduksjonen i verdien for risledyktigheten av blandingen.

Den maksimale sentral strekkspenning på 46,5 MPa oppnås når blandingen inneholder omtrent 20% aluminium-monohydrat og 80% zirkon, og denne blanding har en risledyktighet med en optimal verdi på 73.

Ytterligere tilsetning av zirkon til omtrent 80 vekt% oker den termiske kapasitet av blandingen, men resulterer i en reduksjon i den sentral strekkspenning på grunn av den merkbare reduksjon av risledyktigheten under den optimale verdi, og reduksjon av andelen av gassutviklende bestanddel, aluminium-monohydrat, til et mindre effektivt nivå:

Eksempel 7

Det fluidiserte lag besto av en blanding av a-aluminiumoksyd med like mengdeandeler av hver av fire #-aluminiumoksyder betegnet A, B, C og D i tabell V som angir egenskapene for ^-aluminiumoksydene.

Egenskapene av a-aluminiumoksydet var som folger:

midlere partikkelstorrelse = 22 p partikkelstorrelsesf ordeling = 1,69

risledyktighet = 63

termisk kapasitet pr. volumenhet2

ved minimum fluidisering = 1,24 MJ/m K

Glassplater av soda-kalk-kvarts-sammensetning 2,3 mm tykke ble oppvarmet til 660°C og bråkjolt i gassfluidiserte blandinger av de ovennevnte materialer som befant seg i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering.

Egenskapene av blandingene og de resulterende sentrale strekkspenninger fremstilt i glassplatene var som angitt i den etterfolgende tabell VI.

Figur 11 illustrerer variasjonen av sentral sstrekkspenning med sammensetningen av blandingen.

De foregående eksempler har vist hvorledes hoyere spenninger kan frembringes ved hjelp av blandinger av et gassutviklende partikkelformet material og et inert material, enn de spenninger som kan frembringes ved bruk av det gassutviklende partikkelformede material alene. Det kan imidler^ tid være onskelig å frembringe lavere spenningsverdier enn dem som kan oppnås ved bruk av det gassutviklende partikkelformede material alene.

I dette eksempel oppnås dette ved bruk av et a-aluminiumoksyd med en liten midlere partikkelstorrelse og en relativt vid partikkelstorrelsesfordeling, som resulterer i en bemerkelsesverdi lavere risledyktighet enn for de a-aluminiumoksyder som ble anvendt i de foregående eksempler. Den maksimale sentral strekkspenning fremstilt i glasset var 40 MPa under anvendelse av en blanding av 40%<*>y-aluminiumoksyd og 60% a-aluminiumoksyd med en risledyktighet på 70. Dette er bare marginalt hoyere enn den sentral strekkspenning på 39 MPa frembragt ved anvendelse av a-aluminiumoksydet alene.

Gradvis okende tilsetning av ytterligere a-aluminiumoksyd i blandingene reduserer hurtig risledyktigheten til blandingen til slike lave verdier at de sentrale strekkspenninger fremstilt i glassplatene er mindre enn dem som frembringes ved bruk av ^-aluminiumoksydene alene.

Eksempel 8

Det fluidiserte lag besto av en blanding av 9 vekt% zeolitt, som er et porost, krystallinsk aluminosilikat med vann adsorbert i sine porer, og 91 vekt% av et a-aluminiumoksyd.

Zeolitten hadde folgende egenskaper:

midlere partikkelstorrelse = 24 um partikkelstorrelsesfordeling = 4

risledyktighet = 51

vanninnhold (vekttap ved 800°C) = 20%

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering = 0,8 MJ/m K

a-aluminiumoksydet hadde folgende egenskaper:

midlere partikkelstorrelse = 37 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,682

risledyktighet = 70

termisk kapasitet pr. volumenhet

ved minimum fluidisering = 1,4 MJ/m K

Den termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering av blandingen var 1,34 MJ/m 3K og risledyktigheten av blandingen var 60.

En glassplate méd tykkelse 2,3 mm ble oppvarmet til 660°C og herdet i den fluidiserte blanding, og frembragte en sentral strekkspenning på 41 MPa i platen. Med å variere de utvalgte mengdeandeler av bestanddelene i blandingen kunne en sentral strekkspenning i området 2 5 MPa til 41 MPa induseres i platen.

Eksempel 9

Blandingen av partikkelformede materialer for fluidisering omfattet 20 vekt% y-aluminium og 40 vekt% av hver av to a-aluminiumoksyder som lett kunne fåes i handelen og som ble anvendt i stedet for et enkelt vanskeligere erholdbart a-aluminiumoksyd.

Egenskapene av ^-aluminiumoksydet var som folger:

midlere partikkelstorrelse = 57 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,66

risledyktighet = 85

vanninnhold (vekttap ved 800°C) = 7%

termisk kapasitet pr. volumenhet ,.

ved minimum fluidisering = 1,18 MJ/m K

Egenskapene av de to a-aluminiumoksyder, A og B, var som i den etterfolgende tabell VII.

Risledyktigheten av blandingen var 73,5 og dens termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering var 1,25 MJ/m<3>K.

En glassplate med tykkelse 2,3 mm ble oppvarmet til 660°C og herdet i den fluidiserte blanding og den sentrale strekkspenning indusert i platen var 48 MPa. Ved å variere de utvalgte relative mengdeandeler av bestanddelene i blandingen kunne en utvalgt sentral strekkspenning i området 34 MPa til 48 MPa induseres i platen.

Eksempel 10

Den generelle anvendelighet av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen illustreres videre ved tilblanding av en blanding av forskjellige gassutviklende bestanddeler og flere inerte bestanddeler, som alle er tilgjengelige og relativt billige materialer, for å frembringe en blanding med gassutviklende egenskaper og en optimal risledyktighet og termisk kapasitet for frembringelse av onskede spenninger i glass som herdes i denne blanding når den befinner seg i rolig ensartet ekspandert tilstand med

partikkelfluidisering.

I dette eksempel inkluderte blandingen 5 vekt% av hver av de fire #-aluminiumoksyder A, B, C og D med egenskaper angitt i etterfolgende tabell VIII.

Denne totale mengde på 20 vekt% #-aluminiumoksyd ble blandet med 26,67 vekt% av hver av de tre a-aluminiumoksyder E, F og G med egenskaper angitt i den etterfolgende tabell IX. Risledyktigheten av blandingen var 74 og dens termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering var 1,26 MJ/m<3>K.

En glassplate med tykkelse 2,3 mm ble oppvarmet til 660°C og herdet i den fluidiserte blanding og den sentrale strekk-styrke indusert i platen var 49 MPa. Ved å variere de utvalgte andeler av ^-aluminiumoksydene som utgjorde 20 vekt% av blandingen, eller ved å variere mengdeforholdene av de a-aluminiumoksyder som utgjorde 80 vekt% av blandingen, eller ved å variere de relative mengdeandeler av totalt ^-aluminiumoksyd til totalt a-aluminiumoksydi blandingen, kunne en utvalgt sentral strekkspenning i området 32 til 49 MPa induseres.

Eksempel 11

Det fluidiserte partikkelformede material besto av 17 vekt% av aluminium-monohydratet fra eksempel 6, blandet med 83 vekt% silisiumkarbid med folgende egenskaper: midlere partikkelstorrelse = 40fim partikkelstorrelsesfordeling = lå32

risledyktighet = 72,75

termisk kapasitet pr. volumenhet^ved minimum fluidisering = 1,21 MJ/m K

Risledyktigheten av blandingen var 75 og dens termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering var 1,02 MJ/m<3>K.

En glassplate med tykkelse 2,3 mm ble oppvarmet til 660°C

og herdet i den fluidiserte blanding, og den sentrale strekkspenning indusert i platen var 51 MPa. Disse materialer gjorde det mulig å innfore en utvalgt sentral strekkspenning i det brede område fra 32 MPa til 51 PMa ved utvelgelse av forut bestemte mengdeandeler av bestanddelene i blandingen for å tilpasse den fluidiserte blanding til fremstilling av de onskede spenninger i glasset.

Eksempel 12

I en to-komponentblanding kan begge de partikkelformede materialer ha gassutviklende egenskaper. En blanding ble fremstilt av like vektdeler ^-aluminiumoksyd og aluminiumtrihydrat (A^O^.SI^O). En andel av krystallvannet i aluminiumtrihydratet frigis ved oppvarming, og dette kommer i tillegg til det vann som frigis fra porene i 2f -aluminiumoksydet.

Egenskapene av # -aluminiumoksydet var som folger:

midlere partikkelstorrelse = 60^im partikkelstorrelsesfordeling = 1,9

risledyktighet = 84

vanninnhold (vekttap ved 800°C) 8%

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering = 1,05 MJ/m K

Egenskapene av aluminium-trihydratet var som folger: midlere partikkelstorrelse = 86 um partikkelstorrelsesfordeling = 1,42

risledyktighet = 86

vanninnhold (vekttap ved 800°C) = 34%

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering = 1,56 MJ/m K

Risledyktigheten av blandingen var 85,2 5 og dens termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering var 1,31 MJ/m<3>K.

En glassplate med tykkelse 2,3 mm ble oppvarmet til 660°C og herdet i den fluidiserte blanding, og den sentrale strekkspenning indusert i platen var 47 MPa. En utvalgt sentral strekkspenning i området 42 MPa til 47 MPa kunne innfores i glassplaten ved passende utvelgelse av de relative mengdeandeler av de to gassutviklende materialer.

Eksempel 13

Gassutviklende partikkelformede materialer som vil utvikle andre gasser enn vanndamp ved oppvarming kan anvendes, således f.eks. natrium-bikarbonat (NaHCO^) som frigir karbondioksyd såvel som vann. En blanding av 10 vekt% natrium-bikarbonat inneholdende 0,6 vekt% kolloidalt silisiumoksyd for å forbedre risledyktigheten, med 90 vekt% av a-aluminiumoksydet A fra eksempel 9, ble anvendt. Egenskapene av blandingen av natrium-bikarbonat/kolloidalt silisiumoksyd var som folger: midlere partikkelstorrelse = 70 pm partikkelstorrelsesfordeling = 1,98

risledyktighet = 75

H„0 + C00-innhold (vekttap ved

800°C) = 37%

termisk kapasitet pr. volumenhet^

ved minimum fluidisering = 1,41 MJ/m K

Risledyktigheten av den fluidiserte blanding var 75, og dens termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering var 1,38 MJ/m<3>K.

En glassplate med tykkelse 2,3 mm ble oppvarmet til 660°C og deretter herdet i den fluidiserte blanding, og den sentrale strekkspenning indusert i platen var 53,5 MPa. Ved passende utvelgelse av de relative mengdeandeler av bestanddelene i blandingen kunne det i glassplaten innfores en sentral strekkspenning i området 34 MPa til 55 MPa.

I mange av eksemplene er en indikasjon på spenningene indusert i glasset ved herding i den fluidiserte blanding av paEtikkelformede materialer gitt på basis av de spenninger som innfores i en 2,3 mm tykk plate av soda-kalk-kvarts-glass oppvarmet til 660°C og deretter herdet. På samme måte som beskrevet i eksempel 2, 3 og 4 kan forskjellige spenninger oppnås ved å variere den temperatur hvortil glasset oppvarmes, og forholdsvis hoyere spenninger induseres i tykkere glass.

Alle eksempler viser hvorledes utvelgelsen av en andel av et gassutviklende partikkelformet material som er i stand til å utvikle fra 4 til 47% av sin egen vekt av gass ved oppvarming til en konstant vekt ved 800°C, og deretter blanding av det gassutviklende material i forut bestemte mengdeandeler med andre gassutviklende partikkelformede materialer eller med inerte materialer, hvorved blandingen kan tilpasses til å frembringe en onsket risledyktighet i området 60 til 86 og en terisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,02 til 1,75 MJ/m K, som sikrer at glassplaten herdet i blandingen herdes termisk til den onskede grad, angitt i eksemplene ved den sentrale strekkspenning. Som det er vanlig ved termisk herdet glass er forholdet mellom overflate-trykkspenning og sentral strekkspenning av størrelsesorden 2:1 og overflate-trykk-spenningene som induseres er vanligvis omtrent dobbelt så store som angitt for den sentral strekkspenning.

Ved anvendelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan herdebetingelsene lett reproduseres og det er mulig å gjore bruk av brede områder av partikkelformede materialer, som finnes i handelen, og å anvende blandinger av billigere og mer lettere tilgjengelige partikkelformede materialer i stedet for mer vanskelig tilgjengelige og dyrere enkelt-komponenter i blandingen, slik at driftsutgiftene reduseres.

Ved passende utvelgelse av de partikkelformede materialer og de mengdeforhold hvori de blandes, er det videre mulig i glasset å frembringe hoyere herdespenninger enn de spenninger som kunne oppnås ved hvilke som helst av bestanddelene i blandingen anvendt alene.

Noen av de partikkelformede materialer beskrevet i det foregående var kommersielt tilgjengelige med en passende midlere partikkelstorrelse, partikkelstorrelsesfordeling, risledyktighet og termisk kapasitet.

Når disse egenskaper av det onskede material, f.eks. ^-aluminiumoksyd, ikke var tilstede i kommersielt tilgjengelig material, ble det anvendt sikting for å frembringe raffinerte partikkelformede materialer med onskede egenskaper for blanding med andre bestanddeler for å frembringe en blanding som ved fluidisering vil innfore onskede herdespenninger i glasset.

De fluidiserte blandinger i eksemplene 1 - 4 og 13 er funnet å være spesielt egenet for termisk herding av glassplater for laminering ved fremstilling av frontglass for biler. Risledyktigheten av slike blandinger er i området 71 til 83, deres gassinnhold på basis av vekttap ved oppvarming til konstant vekt ved 800°C er i området 4 til 3 7% og deres termiske kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering er i området 1,09 til 1,38MJ/m<3>K.

Utvelgelse av mengdeandelene av bestanddelene i blandingen er mulig for å frembringe lavere spenninger i glasset enn dem som frembringes av den gassutviklende bestanddel alene. Dette er illustrert ved eksempel 7.

Claims (25)

1. Fremgangsmåte for termisk behandling av glass hvor glasset oppvarmes til en forhåndsbestemt temperatur og bringes i kontakt med et gassfluidisert partikkelformet material, karakterisert ved at det som partikkelformet material anvendes en blanding omfattende et antall av utvalgte partikkelformede materialer, i det minste et av de nevnte partikkelformede materialer utvelges til å ha gassutviklende egenskaper når det oppvarmes av det varme glass, og materialene blandes i utvalgte forhåndsbestemte mengdeforhold som til den gassfluidiserte blanding av partikkelformede materialer meddeler en termisk kapasitet og risledyktighet slik at en onsket termisk behandling av glasset oppnås.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at materialene blandes i utvalgte forut bestemte mengdeforhold slik at onskede herdespenninger innfores i glassplaten når denne avkjoles i det gassfluidiserte partikkelformede material fra en temperatur over glassets spenningspunkt.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material velges et material som er i stand til å utvikle fra 4 til 37% av sin egen vekt av gass når det oppvarmes til en konstant vekt ved 800°C, og at de partikkelformede materialer blandes i forut bestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området fra 1,02 til 1,73 MJ/m 3K og en risledyktighet i området 60 til 86.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, for termisk herding av en plate av soda-kalk-kvarts-glass med tykkelse i området 2 mm til 2,5 mm, hvor glassplaten oppvarmes til en temperatur i området 610 til 680°C, og blandingen holdes i en rolig ensartet ekspandert tilstand med partikkelfluidisering, karakterisert ved at det partikkelformede material sammensettes slik at det i glassplaten innfores en sentral strekkspenning i området 35 MPa til 57 MPa.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at de partikkelformede materialer blandes i forut bestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en risledyktighet i området 71 til 83 og en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,09 MJ/m <3> K til 1,38MJ/ m <3> K.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 til 5, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material anvendes ^-aluminiumoksyd.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at # -aluminiumoksydet blandes med a-aluminiumoksyd.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at blandingen omfatter fra 7 til 86 vekt% -aluminiumoksyd og 93 til 14 vekt% a-aluminiumoksyd.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 3 eller 4, karakterisert ved at en varm glassplate bråkjoles i en gassfluidisert blanding av et gassutviklende partikkelformet material og i det minste ett partikkelformet metalloksyd med termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området fra 1,76 MJ/m <3> K til 2,01 MJ/m <3> K, og at de partikkelformede materialer blandes i forut bestemte mengdeforhold som til blandingen meddeler en termisk kapasitet pr. volumenhet ved minimum fluidisering i området 1,27 Mj/m <3> K til 1,76 MJ/m <3> K og en risledyktighet i området 71 til 82.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at det partikkelformede metalloksyd er kuleformet jernoksyd (a-Fe^^ ).

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at blandingen omfatter fra 30 til 70 vekt% kuleformet jernoksyd.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at blandingen omfatter fra 70 til 30 vekt% # -aluminiumoksyd som gassutviklende material.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, karakterisert ved at blandingen omfatter fra 28 til 35 vekt% kuleformet jernoksyd og fra 45 til 56 vekt% a-aluminiumoksyd, idet resten er £ -aluminiumoksyd som gassutviklende material.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert ved at det som partikkelformet metalloksyd anvendes zirkon (Zr02 .Si02 ).

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert ved at blandingen omfatter fra 10 til 70 vekt% aluminium-monohydrat (AJ^ O^ .II^O) som gass utviklende material og fra 90 til 30 vekt% zirkon.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 til 4, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material anvendes et aluminosilikat.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, karakterisert ved at aluminosilikatet er zeolitt, og fra 8 til 10 vekt% av zeolitten blandes med fra 90 til 92 vekt% a-aluminiumoksyd for å danne blandingen.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material anvendes aluminium-monobydrat (A12 03 .1H2 0).

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at blandingen omfatter silisiumkarbid (SiC) blandet med et gassutviklende partikkelformet material.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 19, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material anvendes aluminium-monohydrat (A12 03 .1H2 0) og at blandingen omfatter 17 vekt% av aluminium-monohydrat blandet med 83 vekt% silisiumkarbid.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material anvendes aluminiumtrihydrat (A12 03? . 3H2 0).

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-4, karakterisert ved at blandingen omfatter to gassutviklende partikkelformede materialer, nemlig aluminiumtrihydrat (A12 03 .3H2 0) og^ -aluminiumoksyd i like store mengder.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 1-5, karakterisert ved at det som gassutviklende partikkelformet material anvendes natriumbikarbonat (NaHC03 ).

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23, karakterisert ved at 10 vekt% natrium-bikarbonat blandes med 90 vekt% a-aluminiumoksyd for å danne blandingen.

25. Apparat for termisk herding av glass, omfattende en beholder for gassfluidisert partikkelformet material, gasstilforselsinnretninger forbundet med beholderen for å opprettholde en tilstand med fluidisering av et partikkelformet material, og innretninger for anbringelse av varmt glass i beholderen, karakterisert ved at beholderen inneholder en gassfluidisert blanding av utvalgte partikkelformede materialer hvorav i det minste ett har gassutviklende egenskaper når det oppvarmes av det varme glass, idet de partikkelformede materialer er blandet i utvalgte forut bestemte mengdeforhold som til den gassfluidiserte blanding meddeler en termisk kapasitet og risledyktighet slik at en onsket termisk behandling av glasset oppnås.