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Glas, das gegen chemische Angriffe von Maschinenspülmitteln
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beständig ist Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein Glas zur Herstellung
von Kunst- und Gebrauchsgläsern mit einem sehr hohen Grad von Beständigkeit gegen
chemische Angriffe der beim Waschen in Geschirrspülmaschinen auftretenden Art.
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Kunst- und Gebrauchsgläser sind traditionell aus Glas mit Zusammensetzungen
hergestellt, die in früherer Zeit in hohem Grad von den örtlich erreichbaren Rohmaterialien
bestimmt waren, und in neuerer Zeit von den Gebrauchseigenschaften, die man für
die endlichen Produkte für wichtig befand. Traditionell wurden drei Haupttypen Glas
zusammensetzungen verwendet, nämlich Sodaglas, Pottascheglas und Kristallglas mit
variierendem Gehalt an PbO, wobei aber gleitende uebergänge zwischen den erwähnten
Haupttypen auftreten. Die Eigenschaften, die Sodaglas betreffend für wichtig befunden
wurden, sind insbesondere Wohlfeilheit und leichte Schmelzbarkeit, während Pottascheglas
und Kristallglas verwendet wurden, wenn Eigenschaften
wie z.B.
hohes Brechungsverhältnis, guter Klang, ausgezeichnete Farben, grosse Schwere und
leichte Schleifbarkeit besonders wünschenswert waren. Besondere Eigenschaften wie
z.B. hohe Resistenz gegen chemische Zerstörung beim Maschinenspülen wurden dagegen
nicht für wichtig befunden.
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Nach der allmählichen Verbreitung von Geschirrspülmaschinen, insbesondere
in privaten Haushalten, hat es sich erwiesen, dass die chemischen Einflüsse, denen
die Geschirrgegenstände beim Maschinenspülen ausgesetzt werden, überraschend oft
ein Zerstören der Geschirrgegenstände verursachen, das sich durch einen grauen Belag
äussert. Grosse Bestrebungen sind daher im Gange gewesen, diese Nachteile zu beseitigen,
aber obwohl erhebliche Fortschritte innerhalb z.B. der Waschpulverzusammensetzung,
die für das Auftreten von Schäden von grosser Bedeutung ist, geschehen sind, ist
es bisher nicht gelungen, die Zerstörungen beim Maschinenspülen allein durch Änderung
der Zusammensetzung der verwendeten Waschmittel zu entfernen. Glas ist daher bisher
beim Maschinenspülen unter Umständen zerstörbar gewesen, die - obwohl sie der Bedienungsvorschrift
für Waschpulver und Maschine nicht ganz entsprechen - verhältnismässig oftmals bei
dem allgemeinen Benutzer von Geschirrspülmaschinen auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Glas mit einer hohen Beständigkeit
gegen chemisches Zerstören beim Maschinenspülen zu schaffen, das gleichzeitig eine
rationelle Produktion von Produkten mit hoher Qualität ermöglicht.
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Aus der schwedischen Patentschrift Nr. 339083 ist ein chemisch resistentes
Glas mit einer Zusammensetzung bekannt, die verhältnismässig grosse Mengen K20 im
Verhältnis zum Gehalt an Na20 zeigt.
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Das Schmelzen dieser bekannten resistenten Glastypen mit verhältnismässig
hohem Gehalt an K20 stellt aber gewisse Probleme dar, da es schwierig sein kann,
teils eine Schmelze ganz frei von Sandkörnerresten der Rohmaterialien und teils
einen Zusammenhang zwischen
der Temperatur und der Viskosität der
Glassubstanz, die für die verwendete Herstellungstechnik optimal ist, zu erreichen.
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Es hat sich jetzt als möglich erwiesen, Gläser herzustellen, die verhältnismässig
grosse Mengen Na20 im Verhältnis zu K20 enthalten, und die ebenso gute oder bessere
Beständigkeit gegen Maschinenspülmittel wie die bisher bekannten Gläser mit verhältnismässig
hohem Gehalt an K20 im Verhältnis zu Na20 besitzen, und die gleichzeitig keine Schmelzprobleme
darstellen und sich den Techniken anpassen lassen, die bei der Herstellung von Kunst-
und Gebrauchsgläsern insbesondere Trinkgläsern verwendet werden, wie z.B. Giessen,
Zentrifugieren, Pressen und Blasen, sowohl manuell als auch automatisch oder durch
Kombinationen davon ausgeführt.
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Das Glas gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es
folgende Zusammensetzung in Gew.% aufweist: SiO2 65 - 75 A1203 0,1 - 2,5 Li20 0,0
- 3 Na20 7 - 15 K20 0 - 10 MgO 0 - 8 CaO 2 - 12 ZnO 0,2 - 3 BaO 1 - 6 PbO 0 - 10
Ti02 0,2 - 5 wobei der grösste Teil des Alkalimetalloxidgehaltes Na20 ist, zu dem
Läutermittel und Farbstoffe kommen, wie von Fachleuten allgemein bekannt.
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Eine bevorzugte Zusammensetzung gemäss der Erfindung, die die beste
chemische Resistenz gewährleistet, zeigt die folgende Zusammensetzung in Gew.%:
Si02
65 - 75 A1203 O,l - 2,5 Li20 0,3 - 1 Na2O 7 - 15 K2O 1 - 4 MgO l - 6 CaO 2 - 12
ZnO 0,2 - 3 BaO l - 6 PbO 1 - 4 TiO2 0,2 - 5.
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Die nachstehenden Beispiele stellen die Vorteile beim Glas gemäss
der Erfindung ferner dar, wobei Versuche in einer konventionellen Haushaltgeschirrspülmaschine
mit rotierenden Spülarmen vorgenommen wurden. Eine derartige Versuchtsmethodik ist
verwendet, dass die Beispiele zwei und zwei zusammengehören, wobei jeder Satz sowohl
ein erfahrungsgemäss schonendes oder standardisiertes Waschmittel als ein erfahrungsgemäss
relativ aggressives Waschmittel enthält.
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Der Waschvorgang war: Vorspülen mit heissem Wasser, Waschen ca. 9
Minuten mit heissem 3 g/l Waschmittel zugesetztem Wasser, zwei Spülungen mit heissem
Wasser mit Zusatz des dem Waschmittel zugehörenden Entspannungsmittels, eine weitere
Spülung mit kaltem Wasser, und Trocknen in 3 Minuten. Die Programmtemperaturen sind
7 - 10 0C im Verhältnis zu den meisten Haushaltgeschirrspülmaschinen erhöht worden,
um ein schnelleres Zerstören der Gläser zu erreichen. Am Ende des Versuches wurden
die Gläser dann mit 105/o HCl gespült, um eventuelle Kalkausfälle o.dgl. von der
Oberfläche zu entfernen. Danach wurden sie mit synthetischem Waschmittel für manuelles
Spülen ("Sulfo") gewaschen und mit einem weichen Geschirrtuch abgetrocknet. Schliesslich
wurden sie in 400C heissem Wasser gespült, in destilliertem Wasser nachgespült und
in einem Trockenschrank getrocknet.
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Danach wurden die Gläser zur Beurteilung in einem innen schwarzgefärbten
Schirm mit Oberbeleuchtung von abgeschirmten Leuchtstoffröhren angeordnet. Beim
Beurteilen wurde das Ausmass der Schäden auf einmal für jeden Glastyp beurteilt
und in einer Skala von 0 bis 4 angegeben, wobei 0 Glas ohne Schäden bezeichnet,
1 einen, unter den bei der Beurteilung verwendeten sehr kritischen Beleuchtungsverhältnissen
aber noch nicht unter gewöhnlichen Lichtverhältnissen, erkennbaren Schaden bezeichnet,
2 bis 4 mit steigendem Grad Schäden bezeichnet, die unter gewöhnlichen Lichtverhältnissen
erkennbar sind, und wobei 4 in den meisten Fällen anzunehmen ist, in einem privaten
Haushalt Kassation sofort mit sich zu führen.
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Bei allen Versuchen wurden konische ca. 11 cm hohe Trägergläser mit
einem Randdurchmesser von ca. 7 cm verwendet. Bei jedem Versuch wurden 2 gleiche
Trägergläser von jeder Glaszusammensetzung verwendet. Das Wasser wies eine Härte
von 4 dH0 auf.
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Die in Tabelle I dargestellten Glaszusammensetzungen wurden verwendet,
wobei A und C bekannte im Handel vorliegende Gläser sind, B ein Glas nach schwedischer
Patentschrift Nr. 339083 ist, und D - M Gläser nach der vorliegenden Erfindung sind.
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Tabelle I
| Oxid A B C D E F G H I K L M |
| SiO2 68,89 68,97 59,87 68,50 68,67 69,71 69,00 69,87 69,67
70,37 68,99 70,07 |
| Al2O3 0,09 0,31 0,08 0,09 0,09 0,09 0,59 1,10 1,01 1,11 1,08
1,10 |
| B2O3 0,47 |
| Li2O 0,49 0,69 0,70 0,70 0,70 0,69 0,70 |
| Na2O 13,10 4,43 4,87 13,56 13,35 13,15 11,41 11,56 11,52 11,64
11,41 10,78 |
| K2O 1,57 11,73 8,22 1,65 1,57 3,18 3,15 3,19 3,18 3,21 3,15
3,20 |
| MgO 1,58 1,61 3,15 3,20 |
| CaO 8,11 4,52 8,06 8,09 8,21 6,89 6,58 5,26 4,33 4,61 3,93 |
| ZnO 1,38 2,53 1,20 1,37 1,38 1,40 1,38 1,40 1,40 1,41 1,38
1,40 |
| BaO 2,15 1,86 2,13 2,14 2,17 2,15 2,18 2,17 2,19 2,15 2,18 |
| PbO 4,71 4,68 25,76 3,35 4,03 4,05 2,73 2,72 2,75 2,69 2,74 |
| TiO2 1,37 0,69 2,09 0,69 0,70 0,69 0,70 0,69 0,70 |
Beispiel 1 210 Waschvorgänge FINISH Waschmittel mit dazu gehörendem
Entspannungsmittel Waschtemperatur 73 ob Tabelle 2
| Glas Resistenz |
| A relativ resistentes Sodaglas, bekannt l/l |
| B besonders resistentes Pottascheglas, bekannt O/l |
| C 24% PbO Kristallglas, bekannt 2/3 |
A ha-t erfahrungsgemäss relativ wenige Schäden im Vergleich mit anderen bekannten
Sodagläsern verursacht. Die Überlegenheit des Pottascheglases ist klar.
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Beispiel 2 210 Waschvorgänge NEOPHOS Waschmittel mit dazu gehörendem
Entspannungsmittel Waschtemperatur 73°C Tabelle 3
| Glas Resistenz |
| A relativ resistentes Sodaglas, bekannt 1/2 |
| B besonders resistentes Pottascheglas, bekannt O/l |
| C 24% PbO Kristallglas, bekannt 4/4 |
Im Verhältnis zum Beispiel 1 sind die Angriffe hier kräftiger, das besonders resistente
Pottascheglas ist aber klar besser als das bekannte relativ resistente Sodaglas.
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Beispiel 3 500 Waschvorgänge IEC Standardspülpulver mit dazu gehörendem
Entspannungsmittel Waschtemperatur 70 0C Tabelle 4
| Glas Resistenz |
| A relativ resistentes Sodaglas, bekannt 1/2 |
| D Glas nach der Erfindung O/l |
| E Glas nach der Erfindung 0/0 |
| F Glas nach der Erfindung O/l |
Hier zeigt das Glas gemäss der Erfindung sich klar besser als das bisher bekannte
relativ resistente Sodaglas A.
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Beispiel 4 500 Waschvorgänge NEOPHOS Spülmittel mit dazu gehörendem
saurem Entspannungsmittel Waschtemperatur 70 0C Tabelle 5
| Glas esistenz |
| A relativ resistentes Sodaglas, bekannt 2/2 |
| D Glas nach der Erfindung 1/1 |
| E Glas nach der Erfindung O/l |
| F Glas nach der Erfindung O/l |
Auch hier ist das Glas gemäss der Erfindung besser als das relativ resistente bisher
bekannte Sodaglas. Im Vergleich mit Beispiel 2
ist das Glas A kräftiger
angegriffen, während das Glas gemäss der Erfindung nur in demselben oder geringerem
Ausmass als das resistente Pottascheglas B angegriffen ist. Die Gläser D bis F besitzen
also eine bessere Resistenz als das Glas B.
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Beispiel 5 500 Waschvorgänge EIC Standardspülpulver mit dazu gehörendem
Entspannungsmittel Waschtemperatur 700C Tabelle 6
| Glas Resistenz |
| A relativ resistentes Sodaglas, bekannt 0/1 |
| G Glas nach der Erfindung 0/0 |
| H Glas nach der Erfindung 0/0 |
| 1 Glas nach der Erfindung 0/0 |
| K Glas nach der Erfindung 0/0 |
| L Glas nach der Erfindung 0/0 |
| M Glas nach der Erfindung 0/0 |
Beispiel 6 500 Waschvorgänge NEOPHOS SpUlmittel mit dazu gehörendem saurem Entspannungsmittel
Waschtemperatur 70 0C Tabelle 7
| Glas Resistenz |
| A relativ resistentes Sodaglas, bekannt l/l |
| G Glas nach der Erfindung o/l |
| H Glas nach der Erfindung O/l |
Tabelle 7 (Fortsetzung)
| Glas Resistenz |
| 1 Glas nach der Erfindung O/l |
| K Glas nach der Erfindung O/l |
| L Glas nach der Erfindung O/l |
| M Glas nach der Efindung 0/1 |
Die Gläser I, K, L und M betreffend ist der registrierte Angriff auf das eine Glas
so schwach, dass es in hohem Grad zweifelhaft ist, ob ein Angriff wirklich besteht.
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Abschliessend lässt es sich also feststellen, dass das Glas gemäss
der Erfindung eine Resistenz gegen Maschinenspülmittel besitzt, die klar besser
als die Resistenz des bisher bekannten relativ resistenten Sodaglases ist, und die
gleichzeitig ebenso gut oder besser als die Resistenz der bisher bekannten am meisten
resistenten Pottaschegläser ist gleichzeitig damit, dass es gelungen ist, eine leichte
Schmelzbarkeit und eine gute Bearbeitbarkeit zu bewahren.