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HVG-DGG Forschung

 
Publication Nr GFOR15837
Author Rädlein, Edda; Deubener, Joachim
 
Title
Lagerung von Halbzeugen aus Glas - (IGF-Nr. 15837 BG)
 
Keywords
Oberflächenveränderung; Glasoberfläche; Lagerung; Alterung
 
Journal
Publication Year 2010
Volume
ISS
Page 55
 
Abstract
Von November 2008 bis Oktober 2010 wurde an der TU Ilmenau, FG Anorganisch- nichtmetallische Werkstoffe und an der TU Clausthal, Institut für Nichtmetallische Werkstoffe das IGF-Forschungsvorhaben mit dem Thema „Lagerung von Halbzeugen aus Glas“ (IGF/ AiF-FV Nr. 15837 BG) bearbeitet. Motivation für das Projekt war es, einen Überblick über frühe Veränderungen von Glasoberflächen während der Lagerung zu geben und ihren Einfluss auf Weiterverarbeitungsschritte zu beurteilen. Neben den beiden Forschungsstellen waren sechs Glashersteller und -veredler beteiligt: Pilkington/NSG Group, Weiherhammer; Interpane, Lauenförde; Saint Gobain Sekurit, Herzogenrath; Saint Gobain Oberland, Bad Wurzach; Schott Rohrglas, Mitterteich und Osram, Augsburg. Als typische Halbzeuge wurden Float- und Rohrgläser mit Kalknatronund Borosilicatglaszusammensetzungen bei den Herstellern gelagert und nach definierten Zeiten mit neuen Produkten verglichen. Schwankungsbreiten für die Lagerbedingungen wurden erfasst. Zur Beurteilung der Beschichtbarkeit wurden exemplarisch eine kommerzielle Sputterschicht und eine Sol-Gel-Schicht im Labor aufgebracht und diese Klimakammertests unterzogen. Aus früheren Laboruntersuchungen war eine Reihenfolge von sich nacheinander entwickelnden Erscheinungsbildern bekannt. Für den Reaktionsablauf auf frischen Bruchflächen in Raumluft kann sogar eine Zeitskala im Maßstab von Minuten bis Tagen angegeben werden. Wesentliches Ergebnis des Projektes ist, dass ein ähnlich einfaches Ablaufschema für die Lagerung von Halbzeugen nicht gilt. Produktionsbedingte Unterschiede im Ausgangszustand vor der Lagerung sind wesentlich verantwortlich für die Geschwindigkeit anschließender Veränderungen. Selbst bei zunächst als langzeitstabil eingestuften Produkten können einzelne Chargen von Anfang bereits deutlich vom ideal glatten Zustand abweichen. Die Erscheinungsformen wurden in sieben Kategorien mit zunehmend starker Abweichung von der idealen juvenilen Oberfläche eingeteilt und unterschieden in: Variationen unter der Oberfläche und topographische Erhebungen, Peaks mit undefinierter Form und kristalline Teilchen, produktionsbedingte und beim Lagern entstehende Veränderungen, reversible Veränderungen und solche, die nicht wieder abgereinigt werden können. Reinigung noch vor der Lagerung kann die Startbedingungen verbessern, die beobachtete Zunahme der Rauheit setzt dann später ein. Es wurden Differenzen zwischen Mitte und Rand auf einer Scheibe nachgewiesen, die sich auf Temperaturgradienten im Lagerstapel zurückführen lassen. Trennpuder führen zwar zur Agglomeration von Fremdteilchen und Reaktionsprodukten um die Kontaktstellen herum, sind aber restlos zu entfernen. Die Studie zum Einsatz von Sol-Gel- Schichten und feuchtigkeitsempfindlichem Glas als begleitendes Kontrollmaterial für die Lagerbedingungen führte innerhalb des möglichen Zeitrahmens noch nicht zur Praxistauglichkeit. Mit Abschluss des Vorhabens liegt ein Überblick über Lagerbedingungen in der Glasindustrie und daraus resultierenden Oberflächenzuständen der Halbzeuge vor. Für die Weiterverarbeitbarkeit tolerierbare und nicht tolerierbare Zustände konnten definiert werden. Dazwischen liegt jedoch eine Grauzone, die bisher nur mit aufwändiger Analytik erfasst wird. Das ehrgeizige Ziel eines einfachen Indikators für den Zeitpunkt, ab dem Veredelung nicht mehr empfehlenswert ist, wurde nicht erreicht. Es gibt offensichtlich keine allgemein gültige Zeitskala für die Reaktionen beim Lagern, da die unvermeidbare Schwankungsbreite der Ausgangszustände nach Verlassen der Kühlbahn zu unterschiedlich schnellen Veränderungen in der Folge führen kann. Bei günstigen Startbedingungen können die eingeführten kommerziellen Lagerbedingungen noch nach dem Untersuchungszeitraum von 19 Monaten hervorragende Oberflächenqualität der Halbzeuge sicher stellen. Vom Standpunkt der Weiterverarbeitung ist nicht die Lagerdauer entscheidend, sondern der Anfangszustand. Mit den genannten Einschränkungen wurde das Ziel des Vorhabens erreicht. Das IGF-Vorhaben 15837 BG der Hüttentechnischen Vereinigung der deutschen Glasindustrie (HVG), Offenbach wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Laufzeit: 01.11.2008 - 31.10.2010
Forschungsstellen:
TU Ilmenau
TU Clausthal

Veröffentlichungen:
Kurzveröff. in dgg Journal 10 (2011) Nr. 2 S. 44
 
Members 30 €
Non Members 30 €
Students 30 €
 
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