DE1026925B

DE1026925B - Verfahren zum Auslaugen von kieselsaeurehaltigen Glasfasern

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Publication number: DE1026925B
Application number: DET11206A
Authority: DE
Original assignee: BP Chemicals Hitco Inc
Current assignee: BP Chemicals Hitco Inc
Priority date: 1954-08-02
Filing date: 1955-07-29
Publication date: 1958-03-27
Also published as: BE540266A; FR1134515A; NL106134C; US2718461A; CH347613A; GB769375A; NL199340B

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, zwecks Bildung von Kieselsäurefasern kieselsäurehaltige Glasfasern mittels einer verdünnten Säurelösung auszulaugen. So wurde beschrieben, von der Erzeugung sogenannter Zwischenfasern in einem Spinnverfahren entweder aus geschmolzenen Glasfasern, oder einer Lösung von Wasserglas auszugehen und dann dieses Zwischenprodukt mit schwach konzentrierter Säure auszulaugen und so lange mit ihr in Berührung zu halten, bis alle Alkalibestandteile so weit entfernt sind, daß der Faserrückstand nur noch aus Kieselsäure besteht. Infolge der Auflösung aller Verunreinigungen und des Arbeitens bei gewöhnlicher Temperatur ist dieses Verfahren ziemlich zeitraubend und für industrielle Zwecke wenig geeignet.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein niedriges Gewichtsverhältnis von Säure zu Faser während der Einwirkung der Säure aufrechtzuerhalten und außerdem die Temperatur der Reaktion so zu steuern, daß sie möglichst hoch liegt. Ferner sollen die Extraktionsgeschwindigkeiten und der Salzgehalt der Auslaugungssäure regelbar sein, um den Auslaugungsvorgang rascher abschließen zu können und eine bessere Faser zu erhalten.

Gemäß der Erfindung werden die Glasfasern in das Behandlungsgefäß in einer solchen Menge eingebracht, daß sie ein verdichtetes Faserbett bilden, durch das eine wäßrige Säurelösung hindurchfließen gelassen wird, und die Säure wird anfänglich in das Bett mit in, ihrer Höhe derart begrenzter Temperatur eingeführt, daß die infolge der exothermen Reaktion zwischen Säure und Glasfaser auftretende Temperatursteigerung zu einer unterhalb des Siedepunktes der Säurelösung liegenden Temperatur der abgezogenen Säure führt.

In bevorzugter Arbeitsweise wird aus dem Bett abgezogene Säure zum Faserbett im Kreislauf ständig zurückgeführt, bis die Temperatur der hieraus abgezogenen Säure praktisch gleicher Temperatur der in. das Bett eingeführten Säure ist. Dann wird die abgezogene Säure auf eine Temperatur unterhalb ihres Siedepunktes erhitzt und mit dieser höheren Temperatur wieder zurückgeleitet, während die Säure aus dem Bett bei einer Temperatur nicht über der in das Bett eintretenden Säure und unterhalb ihres Siedepunktes abgezogen und dieser Kreislauf fortgesetzt wird, bis das Gewichtsverhältnis von Kieselsäure zu nicht kieseligen Oxyden in der Faser etwa 9:1, gemessen in Trockensubstanz, beträgt. Zweckmäßig wird die Auslaugung mit einer wäßrigen Salzsäure vorgenommen.

Das Volumenverhältnis von Säurelösung in dem kompakten Faserbett zu Glasfaser soll sich vorzugs-Verfahren zum Auslaugen
von kieselsäurehaltigen Glasfasern

Anmelder:

H. I. Thompson Fiber Glass Company,
Los Angeles, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Jourdan, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Kronberger Str. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 2. August 1954

weise innerhalb des Bereiches von etwa 10:1 bis etwa 1:1 halten.

Im Verlauf der Auslaugung verdichtet sich die Schüttung der Glasfasern in dem Bett, und es empfiehlt sich, zweckmäßig so zu arbeiten, daß zu Beginn der Auskugung das Glasfaserbett eine Schüttdichte im Bereich von etwa 240 bis 400 kg/m³ hat und im Verlauf der "Auslaügung die teilweise ausgelaugten Glasfasern auf eine Schüttdichte im Bereich von etwa 480 bis 880 kg/m³ zusammengepreßt werden. Die Auslaugung wird so lange fortgesetzt, bis eine Faser mit einem Gewichts verhältnis von Kieselsäure zu nicht kieseligem Oxyd von mehr als etwa 9:1 erzeugt worden ist.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

- Fig. 1 zeigt sehematisch den Fluß der Säure im Verfahren;

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die Konzentration und Temperatur der Säure während der Auslaugung.

Ein Behälter 1 aus säurefestem Werkstoff, z. B. Holz, kommuniziert am Boden über ein Rohr 2, das durch ein Ventil 2' geregelt wird, mit einem Behälter 4 aus säurefestem Material. In der Leitung 2 sind eine Pumpe 10, ein Ventil 10' und ein weiteres Ventil 12 in einem Rohr 13 vorgesehen, das an den, Behälter 4 angeschlossen ist. Flüssigkeit aus dem Behälter 4 kann durch ein Rohr 5 mittels Pumpe 6 durch ein

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Rohr 7 und Ventil 10 α im Kreislauf zu einem Sprührohr 3 geführt werden;" das zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über dem oberen Querschnitt des Behälters 1 dient.

- Eine durch ein Ventil 9 gesteuerte Nebenleitung· 8 ist an die Ausstoßseite der Pumpe 6 angeschlossen. Eine durch ein Ventil 15 gesteuerte Nebenleitung 14 ist an die Austragsei tender Pumpe 10 zwischen dieser und dem Ventil 12 "angeschlossen. Eine Pumpe 18' ist

werden, indem durch die Düse 3 Wasser mittels der Pumpe 19 eingesprüht wird, während das Ventil 24 offen ist und die Ventile 22 und 10 a geschlossen sind. Das Wasser durchfeuchtet völlig die Fasern und wird durch das Rohr 2, Pumpe 10 und Leitung 14 abgezogen, während das Ventil 12 geschlossen ist und die Ventile 15, 10' und 2' offen sind.

Wenn die Fasern durchgehend befeuchtet sind, können sie zusammengepreßt werden. Wenn eine

mittels einer durch Ventil 18 gesteuerten, Leitung 17 io Mehrzahl von Stoffsäcken verwendet wird, werden an die Leitung 13 angeschlossen. Eine Pumpe 19 ist sie sich hierbei deformieren. Dann können weitere durch Rohr 20 entweder mit der Leitung 7 mittels Fasern hinzugefügt, ebenfalls befeuchtet und zueines Rohres 23 und Ventils 24 oder mit der Leitung sammengepreßit werden. Der erzielbare Kompressions-13 mittels eines Rohre&21 und Ventils 22 verbunden. grad ist so groß, daß etwa das dreifache Faser-Der Behälter 4 kann offen oder mit einem geeig- 15 gewicht eingebracht werden kann gegenüber dem neten Deckel verschlossen und mit Dampf geheizt Gewicht der trockenen Fasern im gleichen Rauminhalt des Gefäßes.

Diese Verdichtung der Faser ruft trotzdem keine solche Erhöhung des Strömungswiderstandes für die

Glasfasern dienen. 20 Flüssigkeit hervor, daß es den wirksamen Flüssig-

Verblasefasern von der Form, wie sie gewöhnlich keitsdurchfluß stören würde. Um den sich ergebenden

Durchflußwiderstand auf ein geeignetes Maß zu begrenzen, sollen das Gewicht der eingebrachten trockenen Fasern und die Verdichtung nicht über-

werden, wo sie sich auf Sieben absetzen, können ver- 25 mäßig hoch werden, was bei einer Packung der Fawendet werden. Sie können beliebige Länge haben und sern auf eine Schüttdichte von etwa 240' bis 400 kg/m³

gesichert ist. Dies bedeutet ein Verhältnis von Flüssigkeitsvolumen, in den Zwischenräumen zum Faservolumen zwischen etwa 10 und 5:1. Kurz nach Beginn der Auslaugung verdichten die Fasern sich noch weiter auf eine Schüttdichte von etwa 480 bis 880'kg/m³, ohne daß ein übermäßiger Fließ widerstand für die Auslauglösung auftritt. Diese Schüttdichte entspricht einem Volumenverhältnis von Säure zu

sein, der durch das gelochte Rohr 25 eingeblasen wird.

Als Ausgangsmaterial für das Verfahren können

industriell zur Herstellung entweder harzgebundener oder ungebundener Fache von Fasern benutzt werden, wo die Verblasefasern in eiaie Kammer geblasen

entweder lose oder watteartig oder in Fachform, vorzugsweise aber nicht harzgebunden, vorliegen. Die Fasermasse wird in den Behälter 1 bis zu einer gewünschten Höhe gebracht.

Wenn die fertige Faser zur Fachbildung mittels Filztechnik verwendet werden soll, verwendet man vorzugsweise Fasern von einer Länge unter etwa 5 cm, und zwecks Erzielung strukturfester Fache

soll die; Länge größer als etwa 6 mm sein. Eine ge- 35 Faser zwischen etwa 4,5 und 2:1. eignete Länge liegt z. B. bei etwa 12 bis 25 mm. Ein weiterer wichtiger Vorteil

Obgleich gefachte oder in der Masse geblasene Fasern benutzt werden können, ist es hierfür zweckmäßiger, gezogene Fasern zu verwenden, um eine größere

besteht in der

erzielten Wirtschaftlichkeit. Eine Vorrichtung derselben Größe und dieselbe Arbeitskraft können größere Fasergewichte behandeln, so daß die Kosten

Gleichförmigkeit in der Länge zu erhalten. Solche 40 je Einheit behandelter Faser gesenkt werden. Wenn Fasern sind üblicherweise zu Fäden oder Garn ge- der Behälter auf die gewünschte Höhe gefüllt worzwirnt und auf Haspeln oder Spinnklötzer auf- den ist und das Wasser durch Leitung 2 und Leitung gewickelt und werden gewöhnlich bei der Herstellung 14 abgezogen wurde, wird Säure unter Schließung von gewebten oder gestrickten Glasfaserstoffen ver- der Ventile 9, 15, 18, 22 und 24 durch die Leitung 5 wendet. Die Fasern oder Fäden werden auf die ge- 45 und Pumpe 6, Leitung 7 und Sprüheinrichtung 3 im wünschte gleichmäßige Länge geschnitten. Für die Kreislauf geführt; sie durchfließt die Faserschicht Zwecke der Erfindung wird die Faser jedoch Vorzugs- und sammelt sich am Boden. Die Pumpe 6 kann eine weise im ungezwirnten Zustand, und zwar in einer solche Einspeisungsgeschwindigkeit liefern, daß ein Länge von etwa 18 bis 24 mm Länge benutzt. Flüssigkeitsspiegel oberhalb der eingefüllten Fasern

Bei Verwendung derartiger Fasern ist es zweck- 50 entsteht, und die Fördergeschwindigkeit der Pumpe mäßig, sie in einen porösen Sack oder Behälter ein- 10 und der Pumpe 6 kann so eingestellt werden, daß zuschließen, der aus ähnlichem Material gemacht ist, dieser Flüssigkeitsspiegel aufrechterhalten wird, wie es zum Einschlagen von Fachen benutzt wird. Jedoch braucht keine Flüssigkeitssäule oberhalb der Ein geeignetes Material-ist ein Zeug, das aus Vinyl- Fasern aufrechterhalten zu werden. Der hydraulische chloridacrylnitrilcopolymer-Kunstfaser gewebt ist. 55 Druck auf die Fasern wird auf einem solchen Wert Die Glasfaser kann in einer Anzahl von Säcken aus gehalten, daß die Verdichtung der Fasern den Durchdem vorstehenden Zeug eingeschlossen in den Be- flußwiderstand nicht übermäßig erhöht, halter gelegt werden. Man kann aber auch den Be- Für die Säurestärke und die Temperatur können

hälter 1 mit einem Sack auskleiden, dessen Boden bekannte Werte gewählt werden. Jede der bei beauf der Grundfläche des Behälters ruht und dessen 60 kannten Verfahren angewendeten Säuren, nämlich Wände an den Behälterseiten,, und zwar vorzugsweise Schwefelsäure, Salpetersäure, Trichloressigsäure,

kann benutzt werden, bevorzugt werden jedoch Mineralsäuren, welche lösliche Salze ergeben, also insbesondere wäßrige Salzsäurelösung, und zwar von 10 bis 15 Gewichtsprozent HCl bei Temperaturen im Bereich von etwa 65° C aufwärts, jedoch nicht nahe oder über dem Siedepunkt der Säure.

Die Reaktion zwischen Säure und Faser ist exotherm. Das Verhältnis von Faser zu der mit ihr in

bis oberhalb des Flüssigkeits- und Faserspiegels, anliegen. Die Sackseiten können am Rand des Behälters z. B. durch Klammern, Nägel oder andere Mittel befestigt sein.

Der Sack verhindert als Filter ein Entweichen von Fasern durch die Auslaßöffnung 2 und erleichtert auch die Herausnahme der Fasern aus dem Behälter.

Die Schüttdichte der Fasern im Behälter und damit

ihr Gesamtgewicht können durch Befeuchtung erhöht 70 Berührung stehenden Säure hat die obenerwähnten

Werte. Das Gewichtsverhältnis der Säurelösung in den Zwischenräumen zum Fasergewicht liegt bei etwa 6:1 bis etwa 1:1 für die oben angegebenen Schüttdichten, wobei das kleinere Verhältnis am Ende der Reaktion auftritt. Infolge dieses verhältnismäßig hohen Massenverhältnisses steigt die Temperatur in dem Reaktionsgefäß in den frühen Stadien der exothermen Reaktion und kann die Säure im Behälter zum Sieden bringen. Dies würde die Wirksamkeit des Betriebes herabsetzen, da es Flüssigkeit von der Berührung mit der Faser verdrängt und auch eine gesundheitliche Gefährdung darstellt. Außerdem könnte die Flüssigkeit überkochen, falls ein offener Behälter benutzt wird.

Zweckmäßig soll jedoch die Temperatur der Säure im Behälter 1 möglichst hoch liegen. Deshalb wird die Temperatur im Behälter 4 so hoch gehalten, daß die durch die Reaktion mit der Faser weiter erwärmte Flüssigkeit aus dem Behälter 1 mit einer Temperatur unterhalb des Siedepunktes austritt. Der Temperaturanstieg infolge der exothermen Reaktion tritt am Anfang des Betriebes auf und beruht auf der Auslaugung der nicht kieseligen Verbindungen des Glases. Wenn diese Verbindungen weitgehend, jedoch noch nicht völlig ausgelaugt worden sind, wird der Temperaturanstieg langsamer, und schließlich nähern sich die Einlaß- und Auslaßtemperaturen einander. Tatsächlich kann die Auslaßtemperatur infolge von Strahlungsverlusten niedriger als die Einlaßtemperatur sein.

Wenn die Reaktion in. dem Behälter 1 so weit fortgeschritten ist, daß die Temperatur sich nicht mehr in einem gefährlichen Maße erhöhen kann, so kann die Temperatur im Behälter 4 auf die Siedetemperatur der Säurelösung gesteigert werden, und das Verfahren wird durch Kreislauf der erhitzten Säure fortgesetzt, bis der gewünschte Extraktionsgrad, wie nachstehend beschrieben, erreicht ist.

Bei verhältnismäßig niedriger Temperatur wird Säure beliebiger Konzentration entweder durch Pumpe 18' über Leitung 17 und Leitung 13 bei geschlossenen Ventilen 10', 22 und 12 und geöffnetem Ventil 18 gepumpt oder unmittelbar in den Behälter 4 eingeleitet. Bei geschlossenen Ventilen 24, 18 und 12 und geöffnetem Ventil 22 kann Wasser mittels der Pumpe 19 durch Leitung 21 in den Behälter 4 gefördert werden. Wenn Säure von richtiger Konzentration im Behälter 4 erzielt worden ist, wird mittels Dampf durch das gelochte Rohr 25 die Säure auf die gewünschte Temperatur erwärmt, dann kann sie bei geöffnetem Ventil 10 a und geschlossenem. Ventil 9 mittels Pumpe 6 durch Leitung 5 und Leitung 7 zu der Sprühvorrichtung 3 gepumpt werden. Die Temperaturen der Säure im Behälter 4 und in der Ausflußleitung 2 werden aufgezeichnet. Zunächst ist zu beobachten, daß die Temperatur in Leitung 2 über die im Behälter 4 ansteigt. Wenn die erhitzte Säure in den Behälter 4 eingeführt wird, steigt die Temperatur des Behälters jedoch infolge des großen Flüssigkeitsvolumens. Wenn das Verfahren fortschreitet, verringert sich die Temperaturdifferenz der Säure bei der Einführung in den Reaktionsbehälter 1 und der Auslaßtemperatur in Leitung 2, und schließlich ist überhaupt kein merklicher Temperaturanstieg zu beobachten.

Wenn dieser Punkt bei der Reaktion erreicht oder nahezu erreicht ist, kann die Temperatur im Behälter 4 ohne Gefahr durch Einführung von überhitztem Dampf allmählich bis gerade dicht unterhalb des Siedepunktes der Säurelösung, z. B. bei Verwendung von HCI von etwa 93 bis etwa 105° C, je nach der Säurekonzentration erhöht werden, und die Säure wird bei dieser Temperatur durch den Reaktionsbehälter 1 im Kreislauf geführt. Die Temperatur der Flüssigkeit am Auslaß und Einlaß des Behälters 1 bleibt dabei ohne nennenswerten Anstieg am Auslaß im wesentlichen konstant. Möglicherweise zeigt sich ein geringer Abfall infolge der Wärmeverluste aus dem Behälter 1.

ίο Während der Auslaugung fällt allmählich die Säurekonzentration infolge Neutralisierung durch das Glas und gleichzeitig steigt die Salzkonzentration in der Säure an. Wenn jedoch das Flüssigkeitsvolumen im Behälter 4 gegenüber dem Volumen im Behälter 1 groß ist, wird die Säurekonzentration im Behälter 4 von einem oberen a,uf einen niedrigeren Wert sanken, die beide in dem Verfahren brauchbar sind, und die Salzkonzentration im Behälter 4 wird ansteigen, jedoch nicht so weit, um ernsthaft den Betrieb des Verfahrens zu stören. Der Säurekreislauf wird fortgesetzt, bis das Verhältnis von SiO₂ zu nicht kieseligen Oxyden im Glas oberhalb 9:1 liegt. Eine einzelne Säurebeschickung im Behälter 4 kann also zur Behandlung einer oder mehrerer Faserbeschickungen ausreichen.

Das Verfahren wird durch das folgende Beispiel erläutert :

Der Behälter 1 wird mit Fasern, wie oben beschrieben, gefüllt und befeuchtet (Schüttdichte etwa 288 kg/m³). Wenn die Auslaugung 10 bis 15 Minuten fortschreitet, nehmen die Fasern nur noch etwa ein Drittel des ursprünglichen Rauminhalts ein.

In dem Diagramm der Fig. 2 gibt die Kurve A die Säuretemperaturen im Behälter 4 in. Grad Fahrenheit während des Betriebsverlaufes in der Zeit bei fortschreitender Reaktion an. Die Kurve B erläutert in ähnlicher Weise die Temperaturen des Säureaustrages durch das Rohr 2 gegen die Zeit. Kurve C bezeichnet die Säurekonzentration im Behälter 4 gegen die Zeit. Diese Kurven, sind ausgeglättet, um den allgemeinen Richtungsverlauf der Temperaturen und. Konzentrationen als Merkmal des Verfahrens zu erläutern, diese hängen jedoch von der anfänglichen Temperatur und Säurekonzentration im Behälter 4, den relativen Volumina in den Behältern 1 und 4, den im Behälter 1 aufrechterhaltenen Temperaturen, den Reaktionsbedingungen im Behälter und den Temperaturverlusten aus den Behältern 1 und 4 ab.

Die Kurve B zeigt, daß die bei einer Temperatur von etwa 79 bis 82° C eintretende Säure mit steigenden Temperaturen austritt, wenn die Reaktion fortschreitet, rasch auf etwa 93° C nach 25 Minuten langem Betrieb ansteigt. Die erhitzte Säure heizt im Behälter 4 die Flüssigkeit auf, so daß ihre Temperatur auf etwa 8I⁰C von der Anfangstemperatur von etwa 79° C ansteigt.

Darauf fällt die exotherme Reaktionswärme, so daß die Temperatur der austretenden Lauge sinkt, jedoch ist sie noch heißer als die Eintrittstemperatur. Die Säuretemperatur im Behälter 4 erreicht allmählich nach etwa 50 Minuten, langer Reaktion einen Punkt, wo Austritts- und Einlaßtemperatur bei etwa 85° C liegen. An diesem Punkt wird die Temperatur allmählich mittels Dampf erhöht, bis eine Temperatur von etwa 102° C nach etwa 175 Minuten Betrieb erreicht ist, und diese Temperatur wird während des ganzen Betriebes aufrechterhalten.

Wie aus Kurve C hervorgeht, fällt die Säure-

konzentration allmählich von etwa 14,75% zu Beginn auf etwa 12^fl/o am Ende des Betriebes. Die Erfahrung

hat gezeigt, daß bei diesem Betrieb die Säure einen Siedepunkt von etwa 104° C haben wird, der sich nicht wesentlich während des Betriebsganges ändert. Die in den Kurven- und B gezeigten Temperaturen liegen also zu allen Zeiten unterhalb des Siedepunktes der benutzten, Säure.

Obgleich die Geschwindigkeit des Wechsels in. der Säurekonzentration nicht unmittelbar als Maß für den relativen Säureverbrauch in verschiedenen Reaktionsstufen genommen werden kann, weil die Konzentration durch Verdanipfungsverluste einerseits und Verdünnung durch kondensierten Dampf andererseits beeinflußt wird, ist es doch offensichtlich, daß während der letzten Reaktionshälfte die Neutralisationsgeschwindigkeit der Säure gering- ist.

Diese Verlängerung der Reaktionsdauer hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, um den Kieselsäuregehalt zu erhöhen. Dieser soll gewöhnlich größer als etwa 9 Gewichtsprozent SiO₂ auf 1 Gewichtsteil nicht kieselige Oxyde und vorzugsweise höher als 95 Gewichtsprozent SiO₂ sein. Wenn man das Material als Fache in Isolationsabdeckungen für Düsenmotoren verwendet, hat sich ein Kieselsäuregehalt von etwa 97,5'°/o als brauchbar erwiesen. Eine Erhitzung auf etwa 102° C während etwa 15O¹ Minuten, was etwa eine Gesamtreaktionsdauer von 300 Minuten bei dem obigen Beispiel bedeutet, ist erforderlich, um die Fasern auf diesen Si O₂-Geha!ten bei den angegebenen Beispielen auszulaugen.

Nach vollständiger Auslaugung wird die Säure in den Behälter 4 abgepumpt. Dann kann Wasser durch die Pumpe 9 in Leitung 13 und Sprüheinrichtung 3 zum Behälter 1 im Kreislauf geführt und durch Leitung 14 und Ventil 15 abgepumpt werden, bis die Waschflüssigkeit in Leitung 2 praktisch von ChIoriden frei ist.

Die Faser wird dann aus dem Behälter 1 entfernt und in bekannter Weise gefilzt.

Das Verfahren kann mit einer neuen Faeerbeschickung wiederholt werden. Die Säure aus Behälter 4 kann; nach Auffrischung wieder benutzt werden. Wo also z. B. die Auslaugung mit 14,75⁰/o'iger Säure eingeleitet und mit 12%iger Säure beendet wird, werden zu diesem Zweck etwa 15 Volumprozent durch eine gleiche Raummemge 33°/odger Salz- 4-5 säurelösung- ersetzt. Wie oben erwähnt, steigt jedoch die Salzkonzentration in der Säure, und nach einer Anzahl von Kreisläufen ist die Verstärkung mit frischer Säure nicht mehr ausreichend. Nach der Erfahrung soll nach fünf Kreisläufen, d. h. nach sechs Faserbeschickungen, der ganze mit Säure gefüllte Behälter 4 durch Leitung 8 entleert werden.

Die nach obigen Angaben, ausgelaugte Faser liefert nach Trocknung bei etwa, 82° C und anschließender 8stündiger Erhitzung oberhalb etwa 98° C eine Faser von etwa 98% SiO₂.

In Abwandlung der vorstehenden Angaben kann etwas von der neutralisierten Säure kontinuierlich durch Leitung 14 abgezogen und durch frische Säure durch Leitungen 17 und 13 ersetzt werden. Dieser Anteil hängt von der Höhe der Säure und Salzkonzentration ab, die man im Behälter 4 aufrechterhalten will, sowie von der Säure- und Salzkonzentration in der Kreislaufsäure und der Konzentration der durch Leitung 17 eingeführten Säure. Indem man den ausgetragenen Anteil und das Säurevolumen aufeinander abstimmt und ihre Konzentration bei der Einführung gewünschtenfalls verändert, kann im Behälter 4 eine ziemlich gleichmäßige Säurekonzentration während jedes einzelnen Betriebsganges wie auch während aufeinanderfolgender Betriebsgänge aufrechterhalten werden.

Man kann auch eine Mehrzahl parallel angeordneter Behälter 1 benutzen, von denen der eine in Benutzung ist, während der andere entleert wird und wieder ein anderer beschickt wird. Auch kann eine Mehrzahl von Behältern in Kaskadenform angeordnet werden. Die Behälter können Fasern in aufeinanderfolgenden Stufen von hohem Auslaugungsgrad so angeordnet enthalten, daß es möglich ist, den Tank mit bis zum gewünschten Grad ausgelaugten Fasern abzuschalten, so daß er mit frischen Fasern, wieder beschickt werden, kann und als Anfangsglied in die Kaskadenanordnung wieder eingereiht wird.

Die erzeugten Fasern liegen in der Form hydratisierter Kieselsäure' vor.

Die Fasern können für vielerlei Zwecke in ihrer trockenen Form benutzt werden, d. h. ohne sie auf eine hohe Temperatur zwecks Entwässerung der hydratisierten Kieselsäure, wie oben beschrieben, zu erhitzen. Die Fasern können entweder so, wie sie durch die Auslaugungsstufe gewonnen werden, oder nach einer Trocknung unterhalb etwa 100° C benutzt werden, um Papier oder Fache nach irgendeinem zweckmäßigen Verfahren herzustellen, oder sie können als Verstärkung in Kunststoffen oder anderen Materialien, sei es in getrockneter Form oder nachdem sie durch Glühen bei erhöhter Temperatur entwässert worden sind, benutzt werden. Vorzugsweise können sie in ihrer hydratisierten Kieselsäureform in einem zweckmäßigen Verfahren verfilzt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auslaugen von, kieselsäurehaltigen Glasfasern zwecks Bildung von Kieselsäurefasern mittels einer Säurelösung, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern in das Behandlungsgefäß in einer solchen Menge, eingebracht werden, daß sie ein verdichtetes Faserbett bilden, durch das eine wäßrige Säurelösung hindurchfließen gelassen wird und die Säure anfänglich in das Bett mit in ihrer Höhe derart begrenzter Temperatur eingeführt wird, daß die infolge der exothermen Reaktion zwischen Säure und Glasfaser auftretende Temperatursteigerung zu einer unterhalb des Siedepunktes der Säurelösung liegenden Temperatur der abgezogenen Säure führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Bett abgezogene Säure zum Faserbett im Kreislauf ständig zurückgeführt wird, bis die Temperatur der hieraus abgezogenen Säure praktisch gleich der Temperatur der in das Bett eingeführten Säure ist, dann die abgezogene Säure auf eine Temperatur unterhalb ihres Siedepunktes erhitzt und mit dieser höheren Temperatur wieder zurückgeleitet wird, während die Säure aus dem Bett bei einer Temperatur nicht über der in das Bett eintretenden Säure und unterhalb ihres Siedepunktes abgezogen und dieser Kreislauf fortgesetzt wird, bis das Gewichtsverhältnis von Kieselsäure zu nicht kieseligen Oxyden in der Faser etwa 9:1, gemessen in Trockensubstanz, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auslaugung eine wäßrige Salzsäure verwendet wird.

4. Verfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Volumenverhältnis von Säurelösung in dem kompakten Faserbett zu

Glasfaser innerhalb des Bereiches von etwa 10:1 bis etwa 1:1 hält.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfaserbett zu Beginn der Auslaugung eine Schüttdichte im Bereich von etwa 240 bis 400 kg/m³ hat und die teilweise ausgelaugten Glasfasern auf eine Schüttdichte im Bereich von etwa 480 bis 880 kg/m³ zusammengepreßt werden.

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6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es so lange fortgesetzt wird, bis eine Faser mit einem Gewichtsverhältnis von Kieselsäure zu nicht kieseligem Oxyd von mehr als etwa 9 : 1 erzeugt worden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 744 460.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen