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Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von
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dekorativem Flachglas Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von dekorativem Flachglas und eine Einrichtung zu seiner Durchführung.
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Die Erfindung kann in der Baustoff- und Ausbaustoffindustrie sowie
im Bauwesen benutzt werden, wo das durch das Verfahren erhaltene dekorative Glas
in umschließenden Konstruktionen, zur Herstellung von Trennwänden und Türflügeln
und für künstlerische Gestaltung von Innenräumen verwendet werden kann.
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Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von dekorativem Flachglas
bekannt, insbesondere durch Formung eines Glasbandes in einer Schmelzwanne.
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So ist ein Verfahren zur Herstellung von Ornamentglas durch Kontakt
des Glasbandes, das in der Schmelzwanne geformt wird, mit einem harten Instrument
zur Musterauftragung bekannt (FR-PS 20 30 189, Co5b, 18/00).
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Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Ornamentglas mit sich
wiederholendem Muster.
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Es gibt weiter ein Verfahren zur Auftragung von Muster auf Float-Glas
bei dessen Herstellung durch Richten von Preßgasstrahlen auf die Glasoberfläche
unter verschiedenen Winkeln. Das Muster wird an der Glasoberfläche in der Art von
Rillen eingedrückt.
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Es gibt eine Reihe von Verfahren zur Modifikation der Glasoberfläche
durch Beaufschlagen von heißem Glas, das für Oberflächenänderungen empfindlich ist,
mit verschiedenen chemischen, flüssigen oder gasförmigen Reagenzien.
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Es gibt unter anderem ein Verfahren zur Herstellung von dekorativem
gefgrbtem Glas durch Einwirkung einer gefärbten Metallschmelze auf das Glasband
in den letzten Stadien seiner Formung unter gleichzeitigem Anlegen eines elektrischen
Potentials an das System: Schmelze von färbendem Metall - Glas - Metallschmelze
der Unterlage. Durch Eindringung der Ionen des färbenden Metalls in die Oberflächenschicht
des Glasbandes wird es dabei gefärbt. Die Färbung kann gleichmäßig oder variabel
sein, aber in Jedem Fall hat das Glas eine glatte, glänzende, polierte Oberfläche.
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Es gibt Verfahren zur Auftragung eines MetallUberzugs auf das an
der Oberfläche der Schmelzwanne schwimmende
Glas durch Einführung
von Metalldämpfen in ein Trägergas, z. B. Stickstoff oder Argon, und Richten des
Gasstroms auf das Glas. Dabei trägt man den ueberzug durch mehrere nacheinanderfolgende
Behandlungen auf: zuerst mit Metall, das die Adhäsion verstärkt (z. B. W, Ag, Cr,
Al, Ni, Pd-Ni-Legierung), danach mit Muttermetall (z. B. Al, Cu, Ag, Su oder Au)
und schließlich mit einer Schutzschicht von Magnesium- oder Kupferfluorid oder Zinnmonoxid.
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Bekannt sind auch Verfahren zur Herstellung von Glas mit gefärbter
oder elektrisch leitender Folie, z. B.
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durch Auftragung einer Metallverbindung in dampfförmiger Phase unter
Bedingungen der Oxidation, die so gesteuert wird, daß sie unmittelbar in der Glas
oberflächenschicht ohne Bildung einer gesonderten Phase erfolgt (GB-PS 1 282 866,
CO3b). Das zur Behandlung verwendete Metall kann als harter hohler Stab oder als
Schmelze genommen werden, durch die in unmittelbarer Nähe der Glasoberfläche oxidierendes
Gas (Chlor oder Sauerstoff) geleitet wird.
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Schließlich ist ein Verfahren zur Bearbeitung von Glaserzeugnissen
bekannt (vgl. GB-PS 1 107 887, CO)b), die mindestens auf einem Teil ihrer Oberfläche
ein reduzierendes Agens, z. B. Zinn-II-Oxid enthalten, das die Bearbeitung des genannten
Teils der Oberfläche von Erzeugnissen bei einer Temperatur von 450-750 C und während
einer bestimmten Zeit durch Verbindung eines färbenden Metalls vorsieht, das in
gasförmigem, gelöstem und geschmolzenen Zustand oder als Paste vorliegt, um eine
gewisse Menge des erwähnten färbenden Metalls in die Glasoberfläche zur Verleihung
gewünschter Färbung einzuführen. Das durch dieses Verfahren erhaltene Glas hat je
nach Art des Färbemittels eine rote, gelbe, braune, blaue Farbe, dabei kann die
Farbe bei durchfallendem
und reflektiertem Licht unterschiedlich
sein. Jedoch behält in Jedem Fall das Glas eine glänzende polierte Oberfläche.
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Die angeführten Verfahren zur Herstellung von dekorativem Flachglas
haben eine Reihe von Nachteilen: So wird in den Verfahren zur Auftragung eines Reliefmusters
das mechanische Prinzip der Musterbildung durch Eindrücken mit einem harten Instrument
oder mit Preßgasstrahlen benutzt, das ermöglicht, entweder ein sich wiederholendes
Muster (wenn es abgedruckt wird) oder ein verhältnismäßig richtiges geometrisches
Muster (wenn es mit Strahlen eingedrückt wird) zu erhalten, d. h. es bestehen verhältnismäßig
beschränkte ästhetische Gestaltungsmöglichkeiten des Reliefmusters.
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Die Verfahren zur Modifikation der Glasoberfläche durch Einwirkung
der chemischen Reagenzien ermöglichen, einen dekorativen Effekt durch Färbung der
Oberfläche zu erhalten, sichern aber kein Reliefmuster. Wird das Glas durch diese
Verfahren hergestellt, behält es eine glatte, glänzende, polierte Oberfläche.
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Bekannt ist eine Einrichtung zur Bearbeitung eines in einer Schmelzwanne
geformten Glasbandes, um dessen Oberfläche zu modifizieren (SU-PS 302 893, CO5bj
18/02).
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Diese Einrichtung umfaßt eine Schmelzwanne und eine Vorrichtung zur
Zufuhr von Metalldämpfen und oxidierendem Gas zum Glas band und zum Abziehen überschüssiger
Reaktionsprodukte aus der Bearbeitungszone. Die Vorrichtung wird innerhalb der Schmelzwanne
über dem Glasband quer zur Bewegungsrichtung des Bandes aufgestellt. Das zur Modifikation
der Glasoberfläche bestimmte Metall befindet sich
in einer Vorrichtung
in der Art eines harten Stabes oder einer Schmelze. Zur Zufuhr der Metalldämpfe
wird durch den Stab oder die Schmelze ein reaktives Gas geschickt, das die Metalldämpfe
der Glasoberfläche zuführt. Außerdem wird oxidierendes Gas zugeleitet, das durch
eine Rohrleitung strömt, die eine Offnung für die Gaszufuhr zur Glasoberfläche hat.
Die Reaktionsprodukte werden aus der Bearbeitungszone durch eine Abzugsrohrleitung
abgelassen.
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Nachteile dieser Einrichtung sind das Fehlen einer Möglichkeit, die
Bearbeitung der Glasoberfläche in der Bandbreite zu regeln, sowie von Mitteln zur
Verformung der Glas-Oberflächenschichten, um dem Glas dekorative Eigenschaften zu
verleihen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der genannten
Nachteile ein Verfahren zur Behandlung von Flachglas bei seiner Formung in der Metallschmelze
zu vervollkommnen, um durch die physikalisch-chemischen Prozesse, die während der
Glasbehandlung mit einem Reagens vor sich gehen, eine neue Glasart zu erhalten,
die ein sich nicht wiederholendes dekoratives Muster besitzt, sowie auch eine Einrichtung
zu entwickeln, die eine steuerbare Reagens zufuhr zur Glasbandoberfläche und die
Änderung der Glas-Oberflächenschicht zur Schaffung eines dekorativen Effekts ermöglicht.
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Die Aufgabe wird einerseits bei einem Verfahren zur Herstellung von
dekorativem Flachglas durch kontinuierliche Glasbandformung an der Oberfläche einer
Metallschmelze unter gleichzeitiger Behandlung der Oberfläche des sich in plastischem
Zustand befindenden Glases,
mit einem Reagens erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß als Reagens ein Stoff verwendet wird, der die Bildung einer Oberflächenschicht
mit wesentlich größerer Viskosität als der Glasgrundmasse fördert, und daß das mit
Reagens behandelte Glasband so verformt wird, daß in der erhaltenen Glas-Oberflächenschicht
Rißstellen entstehen, die zusammen ein dekoratives Glasmuster bilden.
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Die Aufgabe wird andererseits bei einer Einrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens (Herstellung von dekorativem Flachglas), die eine Wanne mit einer
Metallschmelze und darüber angeordneten Rohrleitungen mit Düsen zur Reagenszufuhr
an die Oberseite des Glasbandes enthält, das an der Oberfläche der Metallschmelze
geformt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Jede Rohrleitung ein eigenes System
für Reagens zufuhr zur Glasoberfläche besitzt, und daß alle Rohrleitungen sich in
einem kUhlmittelgefüllten hohlen Gehäuse befinden, hinter dem in Bewegungsrichtung
des Glasbandes an diesem anliegende Antriebsraupenketten angeordnet sind.
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Es ist zweckmäßig, als Reagens kohlenwasserstoffhaltige Verbindungen
zu verwenden.
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Von den kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen als Reagens sind besonders
vorzuziehen: Propan und/oder Butan und/oder Butylen sowie Trockendestillations-Produkte
von Holzstoff (Holzschliff) und Kerosin.
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Die Verformung des Glasbandes kann man durch seine Dehnung in Mngs-
oder Querrichtung vornehmen. Vorzuziehen ist die Verformung des Glasbandes durch
seine Dehnung in LKngæ- und Querrichtung.
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Es ist zweckmäßig, die Behandlung von Glasband mit dem Reagens mehrfach
durchzuführen.
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Um einen zusätzlichen dekorativen Effekt zu bekommen, kann man die
Glasoberfläche nach der Bandverformung färben.
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Nach der Bandverformung kann man die Glasoberfläche auch metallisieren.
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Die Einrichtung ist besonders leistungsfähig, wenn die Rohrleitungen
mit Düsen im Hohlraum des Gehäuses nahezu horizontal, parallel zueinander und unter
einem Winkel zur Längsachse der Wanne angeordnet sind.
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Um das Glasband vor Einwirkung des Kühlmittels zu schützen, hat das
Gehäuse vorteilhafterweise zum Glasband hin eine Wärmedämmung.
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Das Wesen der Erfindung besteht in folgendem.
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Das in einem zäh-plastischen Zustand befindliche Glas wird bei einer
Temperatur von 700-1050 °C mit einem Reagens behandelt, das imstande ist, eine mit
Glas fest verbundene verhältnismäßig harte Schicht zu bilden, deren Viskosität die
der inneren Glasschichten wesentlich übertrifft. Bei weiterer Verformung des Bandes
im Laufe seiner Formung verhält sich diese Schicht mit angrenzenden Glasschichten
anscheinend wie eine Folie mit Eigenschaften, die sich von denen der Glasgrundmasse
unterscheiden. Infolgedessen entstehen in dieser Folie bei relativ gleichmäßiger
Dehnung des zu formenden Bandes Rißstellen. Dabei verläuft die weitere Verformung
der Bandabschnitte, die mit dieser Folie überzogen bzw. nicht überzogen sind, unterschiedlich,
was letztlich zur Bildung des Bandes mit einem sich nicht wiederholenden Reliefmuster
führt.
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Im fertigen Band haben die Abschnitte, die während der Verformung
mit einer hochviskosen Schicht überzogen wurden, eine vorwiegend matte, lichtstreuende
Oberfläche,
die Abschnitte der Rißstellen dagegen eine gewellte
glänzende Oberfläche.
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Es ist zweckmäßig, die Behandlung des Glasbandes mit gasförmigen
Reagenzien durchzuführen, die sich bei hohen Temperaturen zersetzen und an der Glasoberfläche
eine hochviskose Schicht bilden, die während der Formung mit der Glasoberfläche
eng verbunden wird. Wenn z. B.
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das Glasband, das in einer Schmelzwanne geformt wird, deren Atmosphäre
praktisch keinen Sauerstoff enthält, mit kohlenwasserstoffhaltigen organischen Verbindungen
behandelt wird, so zersetzen sie sich bei hoher Temperatur und bilden an der Glasoberfläche
eine relativ harte hochviskose Schicht, die hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht.
Bei weiterer Verformung des Glasbandes zerreißt diese Schicht zusammen mit angrenzenden
Glas-Oberflächenschichten. Beispiele von kohlenwasserstoffhaltigen organischen Verbindungen,
die zur Behandlung des Glasbandes in der Schmelzwanne verwendet werden können sind:
Trockendestillations-Produkte von Holzstoff, Propan, Butan, Butylen, Kerosin. Diese
Reagenzien können sowohl einzeln als auch in verschiedenen Kombinationen verwendet
werden.
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Man kann das Band auch mit festen Reagenzien behandeln, die in der
Wanne verdampfen und danach an der Bandoberfläche in der Art einer hochviskosen
Schicht kondensieren, die sich wie oben beschrieben verhält. Als solche Reagenzien
wurden z. B. erprobt: Zink- und Aluminiumpulver, die einen Effekt ergaben, der dem
bei Verwendung von kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen erhaltenen nahekam. Nach
der Bildung der genannten OberflEchenæhicht wurde das Glasband einer Verformung
unterzogen, um diese
Schicht zu zerreißen. Wird das Band einerLängsdehnung
unterworfen, so sind die entstehenden Rißstellen vorwiegend zum Glasband quergerichtet.
Wird das Band einer Querdehnung unterzogen, so sind die entstehenden Rißstellen
vorwiegend zum Glasband längsgerichtet. Wird das Band Längs- und Querdehnung unterzogen,
so sieht das Rißstellensystem wie serpentinförmige, bizarr in verschiedenen Richtungen
verteilte Linien aus.
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Die Steuerung des Mustercharakters kann ebenfalls durch mehrfache
Behandlung erreicht werden. Zu diesem Zweck sollte die Wanne mit zwei oder mehreren
Vorrichtungen für Reagens zufuhr zur Glasoberfläche versehen werden. Wenn das Band
unter einer in Bandlaufrichtung ersten Vorrichtung vorbeiläuft, entsteht an der
Bandoberfläche eine Schicht, die sich infolge der Bandverformung zerreißt. Wenn
das Band unter einer zweiten Vorrichtung vorbeiläuft, entsteht in den Abschnitten
der Rißstellen, die nach der ersten Behandlung entstanden sind, wieder eine Schicht,
die bei weiterer Verformung ein neues System von Rißstellen, zusätzlich zu dem ersten,
bildet. Nach der zwei- oder mehrfachen Behandlung bekommt das Band ein Muster, dessen
Charakter sich vom Mustercharakter, der durch einmalige Bearbeitung hergestellt
ist, unterscheidet.
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Nach der Bandverformung kann die Glasoberfläche gefärbt werden. In
Abhängigkeit vom verwandten Verfahren können sowohl die gesamte Oberfläche als auch
ihre einzelnen Abschnitte gefärbt werden. Z. B. nach der Glasbandbehandlung mit
kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen kann die Glasoberfläche in den letzten Stadien
der Bandformung in einer Schmelzwanne mit Metallschmelze durch ein elektrochemisches
Verfahren gefärbt werden. Dabei
kann man glänzende Abschnitte der
Glasoberfläche an den Rißstellen der Oberflächenschicht färben, ohne matte Abschnitte
der Oberfläche zu färben.
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Einen zusätzlichen Effekt kann man durch Metallisierung der Oberfläche
von Glas nach dessen Behandlung mit einem Reagens und nach der Bandverformung erzielen.
Die Metallisierung der Oberfläche kann sowohl in als auch außerhalb einer Schmelzwanne
erfolgen. Nach der Kühlung des Glasbandes kann z. B. seine Oberfläche, die durch
das oben beschriebene Verfahren behandelt wurde, mit einer Aluminiumschicht und
einer Laokschutzschicht wie bei Herstellung von Spiegeln überzogen werden. Dabei
werden der Reliefcharakter wesentlich betont und der künstlerische Eindruck des
Musters verbessert.
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Nach Durchführung der genannten Verfahrensschritte erhält man also
ein sehr leistungsfähiges Verfahren zur Herstellung von dekorativem Flachglas, das
sich durch ein unendlich variables dekoratives Muster auszeichnet.
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Anhand der Zeichnung wird die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens beispielsweise erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch eine Einrichtung
zur Herstellung von dekorativem Flachglas in Draufsicht; Fig. 2 einen Schnitt II-II
von Fig. 1.
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Die Einrichtung (Fig. 1) enthält eine Wanne 1 mit einer Metallschmelze
2 und eine Vorrichtung zur Reagenszufuhr zur Oberseite eines Glasbandes ), das an
der Oberfläche der Metallschmelze 2 geformt wird. Die Vorrichtung
wird
quer über dem Glasband 3 angeordnet und kann als ein hohles Gehäuse 4 aus Stahlblech
ausgeführt werden, das mit einem Kühlmittel gefüllt ist. Als Kühlmittel verwendet
man z. B. Wasser. Im Hohlraum des Gehäuses 4 befinden sich Rohrleitungen 5 mit Düsen
6, die durch den Boden des Gehäuses 4 durchgenen. Jede Rohrleitung 5 besitzt ein
eigenes System für Reagenszufuhr, das ein Zuleitungsrohr 7 enthält, das mit einem
Stellventil (nicht gezeigt) und mit einem Rotamesser (nicht gezeigt), das den Reagensverbrauch
anzeigt, versehen ist.
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Die Rohrleitungen 5 im Gehäuse 4 sind nahezu horizontal und parallel
zueinander und unter einem Winkel zur Längsachse der Wanne 1 aufgestellt.
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Um eIn Einsetzen der P.eagenspyrolyse in den Düsen 6 und eine Unterkühlung
der Oberfläche des Glasbandes 9 in der Behandlungszone zu vermeiden, ist der Boden
des Gehäuses 4 mit einer Wärmedämmung 8 versehen. Die Vorrichtung ist mit einer
Schraubenstütze 9 versehen, um ihre Höhe in bezug auf die Metallwanne 1 einzustellen.
Hinter dem Gehäuse 4 in Bewegungsrichtung des Glasbandes 5 sind Antriebsraupenketten
10 angeordnet, die mit dem Glasband 5 in Berührung stehen und es verformen. Die
Raupenketten 10 sind beiderseits des Glasbandes 3 angebracht, um gleichmäßige Beanspruchungen
für seine Verformung zu erzeugen.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: Die Glasschmelze
aus einem Glasschmelzofen kommt über eine Rinne 11 in die Wanne 1 mit der Metallschmelze
2.
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Beiderseits der Wanne 1 an der Rinne 11 sind Seitenbegrenzer 12 des
Glasmassestroms aufgestellt. Der Glasmassestrom, der über die Metallschmelze 2 zerfließt,
bildet ein Glasband ), das während seiner Bewegung unter dem
Gehäuse
4 mit einem Reagens bearbeitet wird, das von den Rohrleitungen 5 durch Düsen 6 an
die Oberfläche des Glasbandes 3 gelangt. Das eigene System der Reagenszufuhr zu
Jeder Rohrleitung 5 sichert eine Einstellung der Behandlung des Glasbandes über
seine Breite. Durch die Behandlung des Glasbandes mit einem Reagens entsteht an
seiner Oberfläche eine Schicht, deren Viskosität die der Glasgrundmasse übertrifft.
Bei weiterer Bewegung gelangt das Glasband 3 in die Wirkungszone der Raupenketten
10 und wird geformt.
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Die Größenordnung der Längs- und Querbeanspruchungen hängt vom Verhältnis
zwischen der Geschwindigkeit der Raupenketten 10 und der Bewegung des Glasbandes
3 sowie auch vom Anstellwinkel der Raupenketten 10 ab.
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Zur gleichmäßigen Erzeugung der Beanspruchungen werden die Raupenketten
10 an beiden Seiten des Glasbandes 3 angeordnet. Im Glasband 3 entstehen Rißstellen,
deren Gesamtheit dem Glas ein dekoratives Muster sichert. Danach gelangt das Glasband
3 in die Wirkungszone einer Kühlanlage 15, wird gekühlt und durch ein für sich bekanntes
Verfahren aus der Wanne 1 entfernt.
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Die Erfindung ermöglicht die Herstellung einer neuen Art von dekorativem
Glas mit unendlich variablem Reliefmuster.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens
angeführt.
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Beispiel 1 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 1000 C
mit Propan behandelt und danach vorwiegend
in Längsrichtung verformt. Man erhält Glas mit einem dekorativen unendlich variablen
Muster.
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Beispiel 2 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 940 C mit einem Gemisch von Propan und Butan behandelt und danach
vorwiegend in Längsrichtung verformt. Man erhält Glas mit einem dekorativen unendlich
variablen Muster.
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Beispiel 3 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 1000 OC mit Trockendestillations-Produkten von Holzstoff behandelt
und danach in Längs- und Quer-Richtung verformt. Man erhält Glas mit einem dekorativen
unendlich variablen Muster.
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Beispiel 4 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 900 0C mit einem Gemisch von Butan und Butylen behandelt und dann
in Längs- und Quer-Richtung verformt. Man erhält Glas mit einem dekorativen unendlich
variablen Muster.
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Beispiel 5 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 800 OC
mit Kerosindämpfen behandelt und dann vorwiegend
in Längsrichtung verformt. Man erhält Glas mit einem dekorativen unendlich variablen
Muster.
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Beispiel 6 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 1000 °C mit Aluminiumpulver behandelt und dann in Längs-und Querrichtung
verformt. Man erhält Glas mit einem dekorativen undendlich variablen Muster.
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Beispiel 7 Das Glasband wird bei der Formung in einer Wanne mit Metallschmelze
unter einer Schutzatmosphäre, die praktisch keinen Sauerstoff enthält, bei einer
Temperatur von 1000 C mit einem Gemisch von Propan und Butan behandelt und dann
vorwiegend in Querrichtung verformt; danach behandelt man es bei einer Temperatur
von 900 °C mit einem Gemisch von Butan und Butylen und verformt es vorwiegend in
Längsrichtung. Man erhält Glas mit einem dekorativen unendlich variablen Muster.
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Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene dekorative Glas
hat ein schönes Reliefmuster, das durch willkürlich abwechselnde Glasabschnitte
bizarrer Form mit matter und glänzender Oberfläche gebildet ist. Das Glas ist beschränkt
durchsichtig trotz einer Lichtdurchlässigkeit, die der von poliertem Glas fast gleich
ist.
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Ein neuer dekorativer Effekt kann durch Voll- und Teilfärbung oder
Metallisierung der Glasoberfläche nach ihrer Behandlung mit einem Reagens und Verformung
erzielt werden.
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L e e r s e i t e