158433. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés edzett üvegtárgyak előállítására ömlesztett vagy képlékeny üvegből
158433 6 cserénél nátriumionokat lítiiumionolklkal helyettesítettünk, a második ioncserénél kálium-, rubidium- vagy cézirumionokat vihetünk be. A nagyobb ionok más változatnál valamely alkáliföldfémnek, így kalciumnak vagy magnéziumnak ionjai is lehetnek. Az említett második ion csere az üvegtárgyat még tovább erősíti. Ezt a második ioncserét előnyösen az alatt a hűtés alatt hajtjuk végre, amely az első ioncserét követi, és miután az üveg a kilágyítási hőfok alá hűlt le. Az ismert alacsony hőmérsékletű kémiai edzőeljárás oknál, ahol az üveg külső rétegeiben levő ionokat nagyobb ionokkal helyettesítünk, miialatt e rétegek hőmérséklete a kilágyítási hőfok alatt van, a nagyobb ionok nem hatolnak valami mélyre az üvegbe, amint ezt már említettük. Azt találtuk azonban, hogy amennyiben a találmány szerinti eljárás folyamán az üvegben levő ionoknak kisebb ionokkal való helyettesítését az üvegben levő ionoknak nagyobb ionokkal való helyettesítése követi, a nagyobb ionok könnyebben és mélyebbre hatolnak be az üvegbe, még pedig -minél mélyebre hatolnak a kis ionok az első ioncsere1 folyamán, annál mélyebbre hatolnak a nagyobb ionok a második ioncsere folyamán. így nyilvánvaló, hogy a nagyobb ionok bevezetése következtében igen nagy nyomáfeszültségeket lehet létrehozni az üveg felületi rétegeiben és ugyanakkor e felületéktől befelé a nagyobb ionok koncentrációgradiense egészen lapos. A valamely ioncsere alatt az üvegbe időegységenként behatoló ionok mennyisége és ezek behatolási mélysége egyebek közt a hőmérséklettől és az üveggel érintkező beviendő ionok koncentrációjától függ. A koncentrációt szabályozni lehet olyan közeg használatával, amely valamely nem diffundáló komponens vagy nyomáfeszültségekét elő nem idéző egyéb komponens beállított mennyiségét tartalmazza. Ez a rendszabály különösen az első ioncserénél hasznos, mert megakadályozza kisebb ionok túl mély behatolását az üvegbe. így pl., ha az első ioncserénél a nátriumos vagy káliumos üvegbe lítiumionoikat viszünk be, akkor olyan kezelő közegömlesztéket használhatunk, amely valamely nátriumsónak és kis mennyiségű lítiumsónak keverékét tartalmazza. A második kezelőközeg az elsőhöz hasonlóan folyékony vagy gáznemű lehet. így. pl. ha a találmányt húzott üvegszalag előállítására alkal. mázzuk, a második ioncsere kezelőközege egy vagy több ömlesztett só, vagy pedig a húzókamrában húzóhengerökre felvitt oldat lehet. Amennyiben az üveg az első kezelőközeg megszilárdult rétegét hordja, amikor eléri a második ioncsere övezetét, ez a bevonóréteg ill. hártya bizonyos mértékig gátolja a nagyobb ionok diffúzióját, a tapasztalatok szerint azonban ezek a nagyobb ionok még ilyenkor is be tudnak hatolni az üvegbe. Az első kezelőközegből eredő tapad óbevonatot teljesen vagy résziben el lehet távolítani az üvegről valamely oldószerrel, pl. vízzel, ásványi olajjal vagy szerves oldósizerrel, és amennyiben az említett második ion cserét is - megvalósíthatjuk, a tapadó hártyát az ioncsere 5 előtt távolíthatjuk el és ekkor a második ioncserével bevitt nagyobb ionok mélyebben hatolnak be az üvegbe. Húzott üvegszalag gyártása esetén az oldószert az üveghúzó kamrában elhelyezett, az oldószerrel impregnált hengerekkel 10 lehet felvinni. Az üveglaplhúzó gépben az üvegszalag húzása meglehetős gyorsan történik, úgyhogy a szalag egymást követő szakaszai a húzókamrában csak 15 mintegy 2—5 percig maradnak, mely idő alatt az üvegszalag pl. 5O0°-tról 80°-ra tud lehűlni. Ilyen körülmények között a nagyobb ionok nem tudnák oly nagy mértékben behatolni az üvegbe, hogy ne lehetne az üveget táblákra vágni, 2o amikor elhagyta a húzógépet, még abban az esetben sem, ha a nagyobb ionok diffúziója az üvegbe az üvegszaliagot bevonó hártyák jelenléte következtében nem ütközik akadályba. A nagyobb ionok diffúziója az üveg belső rétegei 25 felé némely esetben folytatódhatik akkor is, miután az üvegszalag elhagyta a húzókamrát, azt találtuk azonban, hogy az üvegszalagot még mindig hosszú ideig darabolni lehet a húzókamra elhagyása után is. 20 A kisebb ionok eloszlását az üveg keresztmetszetében egyenletesebbé tehetjük az üveg belső rétegeinek pl. a (ilO 13,2 poise-naik megfelelő) kilágyítási hőfok fölé hevítésével, mialatt a felü« leti rétegeket a kilágyítási hőfok alatti hőmérsékleten tartjuk úgyhogy feszültségklengedés nem lép fel. Ha az említett belső hevítést olyan tárgyon hajtjuk végre, amelyet első és második ion-40 cserének vetettünk alá, aholis a második ioncserénél nagyobb ionokat vittünk be, mint amilyeneket az első ioncserénél helyettesítettünk, és ha a belső hevítés idejét és hőmérsékleti viszonyait megfelelően választottuk, akkor (az 45 első ioncserénél bevitt) kisebb ionok az üveg belső rétegei felé vándorolnak. Ezzel a vándorlással együttjár az eredeti üvegtömeg. valamely komponensében levő ionok kifelé vándorlása és némelykor olyan nagyobb ionok kifelé vándor-50 lása is, amelyeket a második ioncserénél vittünk be. Az említett belső hevítésnek kitett üveglapok vizsgálata azt mutatta, hogy a felszíni üvegrétegek igen nagy kompresszió alatt voltak. Az leiső ioncserénél bevitt kisebb ionok 55 az üveglap belső, központi övezetében igen egyenletesen koncentrálódtak. A külső övekben az üvegtömb valamely komponensében levő ionok koncentrációja fokozatosan csökkent az üveglap felületei irányában, az említett köz-0Q ponti övtől kiindulva, míg az első és második ioncserénél bevitt kisebb és nagyobb ionok együttes koncentrációja az említett felületek felé növekedett. Az említett üvegtest nemcsak lap, hanem rúd-, 65 valamely üreges üvegtárgynak vagy csőnek a 3
