DE1496662A1

DE1496662A1 - Hochschmelzende Glasfaser

Info

Publication number: DE1496662A1
Application number: DE19641496662
Authority: DE
Inventors: Hofstadt Dipl-Chem Dr Ca Ernst; Ludwig Paul F; Fahn Dipl-Chem Dr Rudolf
Original assignee: Sued Chemie AG
Current assignee: Sued Chemie AG
Priority date: 1964-06-12
Filing date: 1964-06-12
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3310412A; NL6412175A; BE655476A; GB1087142A

Description

DR. JNG. JÜRGEN SCHMIDT ⁸ MÜNCHEN 2

HERMANN-SACK-STH. S PATEMTASWAil ECKE SENDUIfQER STR.

ΙΈΗΝΗΌΈ¹ 0811/24 07 70 PHIVAT 0811/ I 04 59 TELEGRAMMADRESSE PATTTS

Mei-n Zeichen: P-2227-1 12. Juni 1964

Patentanmeldung

der
Firma Südchemie A.G., München

• betreffend

Hochschmelzende Glasfaser

Es ist bekannt, Gläser der verschiedensten Art zu Fasern auszuziehen und hierbei Fasern zu gewinnen, die bis etwa 600° 0 beständig sind. In einzelnen Fällen hat man auch schon geschmolzenen Quarz zu feinen Fäden ausgezogen, was jedoch außerordentlich hohe Temperaturen für das Schmelzen und Ziehen bedingt und die Notwendigkeit eines sehr reinen und teuren Ausgangsmaterials voraussetzt.

Es wurde nun gefunden, daß man überraschenderweise hochschmelzende, gut zu feinen und feinsten Fäden ausziehbare Fasern aus einer Glasmasse erhalten kann, die 55 bis 73 $ SiOp, 14 bis 26 i» Al₃O, und daneben Oxyde von Eisen und Calcium und Magnesium und evtl. geringe Mengen Alkali ent hält. Besonders günstig ist es, das man für diese Glasschmelzen von einer Grundmasse aus tonerdehaltigen Rohstoffen ausgehen kann, die als Tonmineralkomponente vorwiegend Dreischichtminerale, insbesondere solche der

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Montmorin-Gruppe, z.B. des Montmorillonit enthält· Der Gehalt an Eisenoxyden liegt vorzugsweise zwischen etwa 4 bis 12 io Fe₂O,, am besten über 5 $ Pe₂O,, bezogen auf geglühtes Ausgangsmaterial. Der Gehalt an Oalciumoxyd, Magnesiumoxyd oder deren Gemischen soll zweckmäßig bis zu 16 $, vorzugsweise nur bis zu 7 "ß> betragen. Wenn überhaupt etwas Alkali in der Glasmasse enthalten ist, soll dessen Menge nur bis zu 3 Gew.-^, vorzugsweise nur bis zu 2 Gew.-^ betragen.

Diese Massen sind hochschmelzend und lassen sich zu feinsten, hochtemperaturbeständigen, wasser-, säure- und laugenfesten Fäden ausziehen.

Diese Fäden zeigen außerdem hervorragende Schall-, thermische und elektrische Isoliereigenschaften und hohe Elastizität. Ganz besonders günstig für die Herstellung der neuen Fäden haben sich montmorillonithaltige Tone erwiesen, die einen hohen Eisengehalt von 5 oder mehr Prozent Eisenoxyd im Glührückstand enthalten.

die genannten Tone mit Dreischichttonmineralien als bevorzugte Ausgangskomponenten erwähnt sind, weil sie bereits etwa der geforderten chemischen Zusammensetzung entsprechen, so kann man die Glasmassen naturgemäß auch synthetisch aus den entsprechenden reinen oder technischen Oxyden herstellen oder die Zusammensetzung der verwendeten

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Ausgangstone durch entsprechende Zugaben, z.B. von Tonerde oder Dolomit auf die gewünschte Zusammensetzung bringen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden tonmineralhaltigen Rohstoffe werden zunächst bei etwa 800 entwässert, bei etwa 1400 bis 1500 geschmolzen und dann nach beliebigen Verfahren, insbesondere nach dem Stabzieh- oder Düsenziehverfahren, zu Fäden ausgezogen, die dann in an sich bekannter Weise, z.B. zu Fachseiden (Rovings) verarbeitet werden.

Die neuen Fasern, bzw. daraus hergestellte Gewebe und sonstige Gebilde, können mit Vorteil an all den Stellen verwendet werden, an denen man bisher schon Glasfasern oder Glasfaeerprodukte verwendet hat, insbesondere zu Isolierzwecken in der Elektro-, Schall- und Isoliertechnik, ala Verstärkungsmaterialien für Kunststoffmassen oder auch zur Herstellung für Gewebe und ähnliches.

Sie zeichnen sich gegenüber den bekannten Glasseiden durch ihre erhöhte Wasserbeständigkeit sowie ihre bessere Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen aus. Von großer technischer Bedeutung ist weiterhin der um etwa 150 bis 200 höherliegende Erweichungspunkt. Trotzdem 3teht die Elastizität der Tonfaser der der Glasseiden nicht nach, sondern

übertrifft diese sogar.

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Es ist wohl bekannt, anorganische Faserstoffwollen aus hochschmelzenden Materialien herzustellen, was aber, abgesehen von Quarzfäden, immer nur zu kurzen Wollteilchen geführt hat und nicht zu endlosen Jaden, die qa in vielen Fällen gegenüber den Wollfäden erheblichen Vorteil bieten.

Hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der neuen Faser sei die nachstehende Analyse eines Beispiels gegeben:

SiO₂	64,8
Al₂O₃	18,8
Fe₂O₃	6,9
OaO	3,1
MgO	4,2
Na₂O	0,2
K₀O	2,1

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_ 5 —

Nachstehend sind noch die Analysen weiterer geeigneter Grlasmassen angegeben!

1 2 3

SiO₂ OaO

72,8	fo	61,5 fo	55,0 fo
14,4	*	23,9 £	19,1 #
5,4	io	5,2 io	6,8 96
1,2	io	2,6 io	8,3 $
2,5	*	4,1 io	8,1 ?δ
0,3	i°	0,3 ^	0,4 ^
2,7	i°	1,2 io	2,1 Ίο

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Glasfaden der beanspruchten Zusammensetzung zeigten einen Ausdehnungskoeffizienten zwischen 20 und 500 von

—7 —1
27,85.10 (cm.cm" ) sowie eine Erweichungstemperatur von 813°o Die mittlere Festigkeit der Fäden liegt "bei etwa 8000 und 10 000 kp.cm""².

Bin besonderes ,Kennzeichen der aus tonmineralhaltigen Rohstoffenjhergestellten neuen Glasfaser ist der geringe Alkaligehalt. Dadurch ist, wie bereits erwähnt, die Wasserempfindlichkeit der neuen Faser außerordentlich gering. Sie beträgt für etwa 1 g Glasmasse eine Löslichkeit von 0,04 om n/100 HOl, während z.B. technisch erhaltene Glasseiden die siebenfache Löslichkeit ergaben.

oben gesagt wurde, daß sich die vorliegende Erfindung besonders auf gezogene endlose Fäden erstreckt, so sei noch bemerkt, daß die gleichen günstigen, elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften auch erreicht werden, wenn man die Fasern nach anderen Verfahren, z.B. einem Blasverfahren, herstellt.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Hochtemperatur-, säure- und laugenbeständige und " wasserbeständige sowie hochisolierende Glasfasern, dadurch: gekennzeichnet, daß die zu Fasern auszuziehende Schmelze 58 bis 72 96 SiO₂, 14 bis 26 $ Al₂O₅ neben Eisenoxyd, Calciumoxyd, Magnesiumoxyd oder deren Gemischen und gegebenenfalls geringe Mengen Alkali enthält. ^%

2. Paser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Schmelze mit etwa 4 bis 12 $ Fe₂O₅ oder entsprechenden Mengen anderer Eisenoxyde hergestellt ist.

3. Fasern nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Schmelze mit bis zu 12 $, vorzugsweise bis zu 7 $ Oalciumoxyd, Magnesiumoxyd oder deren Gemischen hergestellt sind.

4. Fasern nach Anspruch .1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Schmelze mit bis zu 3 $, vorzugsweise nur bis zu 2 i»^ Alkalioxyd hergestellt sind.

5* Fasern nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Schmelze aus tonmineralhaltigen Rohstoffen hergestellt sind, die als Tonmineralkompo-,nente vorwiegend Dreisehichtminerale, insbesondere -solche der Montmorin-Gruppe enthalten.

9 0 9 8 27/08Λ5 ■'·'.'

, -β- Η96662

6. Verfahren zur Herstellung von Pasern nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze aus tonmineralhaltigen Rohstoffen durch Schmelzen bei etwa HOO bis 1500° hergestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze zur Wahrung der erforderlichen Zusammensetzung Zuschläge wie Tonerde oder Dolomit gemacht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze Oxyde von Eisen, Calcium und/oder Magnesium und/oder Aluminium zugefügt werden.

9* Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus der Schmelze nach dem Stabzieh- oder Düsenziehverfahren hergestellt werden.

10. Verwendung der Fasern nach Anspruch 1 bis 8 als Isoliermaterial, insbesondere elektrotechnisches Isoliermaterial. »

11. .Verwendung von Fasern nach Anspruch 1 bis 9 als

Füll- und Verstärkungsmaterial für Kunststoffe.

12. Verwendung von Fasern nach Anspruch 1 bis 9 als Werkstoff für Filter und Gewebe aller Art.

s/we. 909827/0*L 5