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DE2128170A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen von Glasfasern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Her stellen von Glasfasern

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DE2128170A1
DE2128170A1 DE19712128170 DE2128170A DE2128170A1 DE 2128170 A1 DE2128170 A1 DE 2128170A1 DE 19712128170 DE19712128170 DE 19712128170 DE 2128170 A DE2128170 A DE 2128170A DE 2128170 A1 DE2128170 A1 DE 2128170A1
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DE
Germany
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glass
fibers
mandrels
meniscus
pulling
Prior art date
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Pending
Application number
DE19712128170
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English (en)
Inventor
Auf Nichtnennung Antrag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fibreglass Ltd
Original Assignee
Fibreglass Ltd
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Publication date
Application filed by Fibreglass Ltd filed Critical Fibreglass Ltd
Publication of DE2128170A1 publication Critical patent/DE2128170A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/083Nozzles; Bushing nozzle plates
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2205/02Upward drawing

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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Description

201-211 Martins Building, Water Street,
Liverpool.L2, 3 SR, Lancashire, England
Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
von Glasfasern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen fortlaufender Glasfasern.
Bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen fortlaufender Glasfasern, bei dem geschmolzenes Glas in einem rinnenartigen Tiegel aus einer Platinlegierung enthalten ist, wobei zur Erhitzung elektrischer Strom durch die Legierung geleitet wird. Durch mehrere Bohrungen in der Unterseite, die mit nach unten ragenden, hohlen Vorsprüngen, sog. "Zwiebeln", versehen sind, tritt das Glas aus. Die kritische Stelle bei der Faserbildung ist die Zone, in der die Fasern von den Zwiebelspitzen weggezogen werden. Das geschmolzene Glas bildet einen auf dem Kopf stehenden Kegel, wenn es unter Schwerkraft an den Zwiebelspitzen fließt und es bildet sich an jeder Kegelspitze eine Faser.
Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, Glasfasern aus einer Glasschmelze gemäß herkömmlicher Verfahrenstechnik
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herzustellen. Es wurde ferner gefunden, daß es nicht nötig ist, sich beim Ziehen der Fasern nach unten auf die auf das flüssige Glas wirkende Schwerkraft als Hauptteil der Form- oder Antriebskraft zu stützen. Bei einem Verfahren, bei dem die Schwerkraft 90 % der Ziehkraft liefert, wie es bei dem bekannten Verfahren der Fall ist, kann man nur geringfügig von den verfahrensbedingten opitmalen Bedingungen abweichen, ohne daß der Betrieb entweder infolge "Überflutung" oder infolge von "Kaltbrüchen11 zusammenbricht, die durch übermäßige Viskositätsverringerung an den Zwiebelspitzen verursacht sind. Es wurde nun gefunden, daß man mehrere Fasern kontinuierlich aus einer Glasoberfläche im wesentlichen durch auf die Fasern wirkende Zugkräfte ziehen kann. Wenn man gegen die Schwerkraft arbeitet, wird das Ziehen der Fasern ganz von den auf die Faser ausgeübten Zugkräften bewirkt.
Die vorliegende Erfindung schafft daher ein Verfahren zum Herstellen von Glasfasern, bei dem man die Glasfasern aus geschmolzenem und eine Viskosität von wenigstens 1000 Poise aufweisenden Glas mit einem Satz Dorne zieht, die mit dem geschmolzenen Glas in Berührung gebracht werden, wobei man zuläßt oder bewirkt, daß das Glas an jedem einzelnen Dorn haftet; die Dorne werden dann von der Glasoberfläche wegbewegt, so daß das Glas in Form von Fasern ausgezogen wird; die so gebildeten Fasern werden auf eine entsprechende Wickelvorrichtung gebracht; man sieht ferne nahe oder an der Glasoberfläche Meniskusbegrenzungsvorrichtungen zur Vermeidung der Vereinigung der beim Zieher der einzelnen Fasern gebildeten Menisken vor. Die Meniskusbegrenzungsvorrichtungen sind vorzugsweise eine Reihe von Öffnungen, die zu den Dornen derart angeordnet sind,
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daß jeder Dorn durch eine Offnunghindurchtritt, wenn der Satz Dorne mit dem Glas in Berührung gebracht wird.
Vorzugsweise wird eine Viskosität im Bereich von 5000 bis 6000 Poise zum Ziehen der Glasfasern angewandt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform benutzt man als Dorne hohle Metallrohre j die oben und unten offen sind un mit dem unteren Ende in die Glasschmelze getaucht werden, um anschließend wieder herausgezogen zu werden, so daß jedes Rohr eine Glasfaser aus der Glasschmelze zieht. Es M ist natürlich wichtig, daß sichergestellt wird, daß die Faser beim Herausziehen des Dorns aus der Glasschmelze mit einem Glasklümpchen fest am Dorn haftet, wobei dieses Glasklümpchen anschließend nicht abfällt; der Vorteil der Benutzung hohler Dorne besteht darin, daß eine gewiss Menge des geschmolzenen Glases in das hohle Rohr eintritt und folglich die Haftung zwischen dem Glas und dem Dorn verbessert wird.
Erfindungsgemäß kann man die Glasfasern im wesentlichen senkrecht nach oben oder auch unter irgendeinem belie- M bigen Winkel zur Horizontalebene schräg nach oben ziehen. Gemäß einer Variante kann man die Glasfasern aber auch im wesentlichen senkrecht abwärts oder im wesentlichen waagerecht oder unter irgendeinem Winkel zur Horizontalebene schräg nach unten ziehen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung. Die Meniskusbegrenzungsvorrichtung kann beim Ziehen der Fasern nach oben beispielsweise eine feuerfeste Platte mit einei Reihe von Öffnungen sein, wobei diese Platte gelagert ist
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oder auf der Glasoberfläche schwimmt; ferner kann es sich aber auch um ein Metalldrahtgitter handeln, das am oder nahe der Glasoberflache gelagert ist; diese Vorrichtung kann auch eine Metallplatte mit gebohrten oder ausgestanzten Löchern sein. Das verwendete Metall soll resistent sein gegen die unter den gegebenen Arbeitsbedingungen auftretende Korrosion. Wenn eine feuerfeste Platte verwendet wird, die aus Kohlenstoff hergestellt ist, oxydiert diese, wobei die Oxydationsgeschwindigkeit von den Arbeitsbedingungen abhängt. Bei gewissen Gläsern kann es erforderlich sein, diese Platte häufiger auszuwechseln. Die Meniskusbegrenzungsvorrichtung kann nach Wunsch elektrisch beheizt sein.
Wenn die Glasfasern nach unten gezogen werden, muß sich die Meniskusbegrenzungsvorrichtung notwendigerweise mit dem Glas in Berührung befinden und dieses tragen, so daß das Glas nur durch die Öffnungen austreten kann; in diesem Falle ist beispielsweise die Verwendung eines Drahtgitters nicht möglich.
Die verwendeten Dorne sind vorzugsweise zusammen in einem Halter montiert, so daß jeder einzelne Dorn mit einer Öffnung in der Meniskusbegrenzungsvorrichtung fluchtet, wobei dieser Halter mit den Dornen auf die Meniskusbegrenzungsvorrichtung hin und von dieser weg bewegt werden kann. Der Dorn kann aus einem Material hergestellt sein, das bei Berührung mit dem Glas von diesem benetzt wird, beispielsweise Glasstäbe. So können die Dorne aus einer Reihe von Glasstäben bestehen, die in einem Träger oder Halter montiert sind. Gemäß einer anderen, oben bereits
erwähnten Ausführungsform können die Dorne aus einer Reihe 10 9 8 5 1/12 3 2
hohler Metallrohre bestehen. Zusätzlich zu dem oben bereits erwähnten Vorteil besteht bei Metallrohren die Möglichkeit, an das innere der Rohre einen leichten Unterdruck anzuschließen, wenn die Rohre mit dem Glas in Berührung sind, so daß die Haftung zwischen dem geschmolzenen Glas und den Dornen verbessert wird. Nach Bedarf kann man, wenn die Fasern auf die Wickelvorrichtung übergeben worden sind, die Rohre erhitzen und ihr Inneres unter Überdruck setzen, um die Rohre vom Glas im inneren derselben zu befreien. ^
Andererseits kann man die Dorne auch energisch zum Stillstand bringen, etwa durch Aufprall auf einen Anschlag, so daß die Glasklümpchen, mit denen die Fasern an den Rohren befestigt sind, wegbrechen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Verfahren beschränkt, bei dem alle Dorne gleichzeitig mit der Glasoberfläche in Berührung gebracht werden. Man kann die Dorne unterteilen, so daß das Ziehen der Glasfasern aus einer Oberfläche mit nur einem Teil der Gesamtzahl der Fasern beginnt, während die übrigen Fasern nach und nach - ™ hinzutreten. Es wurde ferner festgestellt, daß die waagerechte Ausrichtung der Dorne auf die Glasoberflache nicht kritisch ist, solange die Dorne und die Glasoberfläche derart zueinander liegen, daß jeder Dorn mit der Glasoberfläche in Berührung kommt. Ein Dorn kann tiefer unter die Oberfläche treten als der andere Dorn, ohne daß der einwandfreie Ablauf des Verfahrens beeinträchtigt würde. Es wurde gefunden, daß als hohle Metalldorne Injektionsnadelr aus Edelstahl geeignet sind.
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Das Maß der Öffnungen ist wesentlich größer, als bei den "Zwiebeln" der herkömmlichen Vorrichtungen. Bei den herkömmlichen Vorrichtungen hat die Spitze einen Durchmesser in der Größenordnung von 2 mm, während der Durchmesser der Öffnungen, die bei den Meniskusbegrenzungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet v/erden, vorzugsweise größer als 2,5 mm ist und vorzugsweise 7,5 mm nicht überschreiten soll. Die Auswahl der Größe der öffnung bestimmt sich nach der Dicke der herzustellenden Faser und dem Durchsatz, wobei die Faser umso dicker und der Durchsatz umso größer wird, je größer die Öffnung ist. Die Öffnungen müssen nicht unbedingt kreisförmig sein und die Form bestimmt sich in manchen Fällen aus der Notwendigkeit, möglichst viel Öffnungen in einer gegebenen Fläche anzuordnen, während die mechanische Festigkeit der Meniskusbegrenzungsvorrichtung erhalten bleibt. Wenn zahlreiche engabgesetzte Fasern gezogen werden, wird der Glasdurchsatz je Faser von der angewendeten Absetzung (Pitching) beeinflußt. So haben 5 mm Öffnungen mit 7 mm Absetzung etwa 30 % geringere Glasflußgeschwindigkeit als 5 mm Öffnungen mit 13 mm Absetzung.
Die Temperatur, bei der Fasern gezogen werden können, ist unterschiedlich in Abhängigkeit von der Eigenart der Glaszusammensetzung und davon, ob nach oben oder nach unten gezogen wird. Jeder Fachmann kann die "besten Bedingungen" zum Ziehen ohne weiteres bestimmen.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt:
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Fig. 1 die Faserbildungscharakteristik des Glases nach dem folgenden Beispiel I,
Fig. 2 die Faserbildungscharakteristik des Glases nach dem Beispiel 2,
Fig. 3 die Faserbildungscharakteristik des Glases nach Beispiel 3,
Fig. 4 in einer Draufsicht die mit der Glasoberfläche in Berührung befindliche Meniskusbegrenzungsvorrichtung,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 4,
Fig. 6a, 6b und 6c in perspektivischen Darstellungen verschiedene Ausführungsformen der Meniskusbegrenzungsvorrichtungen ,
Fig. 7 in einem der Fig. 5 entsprechenden Schnitt die Aufwickeleinrichtung und
Fig. 8 in einem weiteren Schnitt die Dornanordnung.
Im Rahmen der weiteren Erörterung der Grundlagen der vorliegenden Erfindung wird zunächst auf die Figuren 1, 2 und 3 Bezug genommen. Es wurde gefunden und in diesen Figuren dargestellt, daß für jedes 'beliebige Glas die Temperatur, bei der die Fasern gezogen werden können, bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sei es daß nach oben oder nach unten gezogen wird, wesentlich niedriger ist als bei dem bekannten Verfahren. In den Diagrammen der Figuren 1 bis 3 ist für die einzelnen Glasarten die Faserbildungstemperatur in Celsiusgraden in Abhängigkeit von der Einzelfaserglasfließgeschwindigkeit in pounds je Faser-Stunde und der herkömmliche Faserbildungsbereich
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- 8 mit dem gestrichelten Rechteck A dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Faserbildungscharakteristik bei nach oben gezogenen Fasern für das Glas gemäß Beispiel 1, wobei die nominal besten Bedingungen von der senkrechten Linie 1 dargestellt werden und die Temperatur, bei der die Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung gezogen v/erden können, mit der geneigten Linie 2 dargestellt ist. Fig. 2 zeigt die Faserbildungscharakteristik bei nach oben gezogenen Fasern für das Glas gemäß Beispiel 2, wobei die nominal .besten Bedingungen wiederum mit der senkrechten Linie 1 dargestellt ist und die Temperatur, bei der die Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung gezogen werden können, von der geneigten Linie 2 dargestellt wird. Fig. 3 zeigt die Faserbildungscharakteristik bei nach oben und nach unten gezogenen Fasern des Glases gemäß Beispiel 3. Die senkrechte Linie 1 gibt die nominal besten Bedingungen bei nach oben gezogenen Fasern an und die geneigte Linie 2 zeigt die Temperatur, bei der Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung gezogen werden können. Die senkrechte Linie 3 gibt die nominal besten Bedingungen beim Ziehen der Fasern nach unten an und die geneigte Linie 4 zeigt die Ergebnisse gemäß der vorliegenden Erfindung.
Man erkennt, daß in allen Fällen die nominal "besten Bedingungen" bei niedrigeren Temperaturen gegeben sind, als bei dem bekannten Verfahren. Dank der Möglichkeit, die Temperatur herabzusetzen und die Viskosität zu vermindern, bei denen das Glas gezogen wird, kann man mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Fasern aus Glas mit hohem Schmelzpunkt herstellen, die mit den herkömmlichen Vorrichtungen
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nicht wirtschaftlich gezogen werden konnten. Die Grenze für das Ziehen solcher Gläser bei niedriger Temperatur ist der Entglasungspunkt (devitrification point), d.h., daß einige hochschmelzende Gläser, wenn man sie mit dem vorliegenden Verfahren zieht, entglasen, während jedoch die Gläser mit den nachfolgend angegebenen Zusammensetzungen mit dem Verfahren gemäß der Erfindung zu Fasern gezogen werden können.
Die Temperatur des Glases an oder nahe den Meniskusbegrenzungsvorrichtungen ist bestimmend für die Faserbildungsviskosität, wobei die Massetemperatur des Glases derart sein muß, daß das Glas zur Meniskusbegrenzungsvorrichtung fließt. Man kann daher die Viskosität unabhängig von der Massetemperatur des Glases dadurch steuern, daß man die Meniskusbegrenzungsvorrichtungen heizt oder kühlt.
Die Ziehgeschwindigkeit kann man selbstverständlich mit Rücksicht auf den erforderlichen Durchsatz verändern, es wurde jedoch gefunden, daß man mit Geschwindigkeiten im Bereich von etwa 5 m/Sek. bis 75 m/Sek. arbeiten kann.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung ist wegen der niedrigeren Faserbildungstemperatur die Gefahr einer "Überflutung" wesentlich geringer und man erreicht eine höhere Lebensdauer des verwendeten Materials. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist auch weniger empfindlich gegen Einschlüsse, so daß man erwünschtenfalles auch Glas geringerer Qualität benutzen kann. Ferner zeigte es sich, daß der Bruch einer einzelnen Faser insbesondere beim Ziehen nach oben nicht zu nahezu sofortigen weiteren Brüchen
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führt, so daß die Menge an anfallendem Abfall verringert wird und längere, fortlaufende Fasern hergestellt werden können.
In der obigen Beschreibung wurde ausgeführt, daß die Fasern nach oben und nach unten gezogen werden können. Bei sorgfältiger Steuerung der Bedingungen kann man selbstverständlich das Verfahren mit den Meniskusbegrenzungsvorrichtungen und der Glasoberfläche in einer senkrechten Ebene rechtwinklig zur horizontalen Ebene und unter irgendeinem Winkel zwischen dieser Stellung und der horizontalen Ebene durchführen. In diesem Falle kann es erforderlich sein, zum Beispiel die öffnungen in den Meniskusbegrenzungsvorrichtungen derart anzuordnen, daß das Glas aus jeder Öffnung unter gleichen Bedingungen gezogen werden kann.
Die Erfindung wird nun weiter mit Bezug auf die Figuren
4 bis 8 erläutert.
Bei der dargestellten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist Glas in einem Bad oder Behälter 1 enthalten, der elektrisch erhitzt wird und mit Kontakten 2 und 3 an eine Stromquelle angeschlossen ist. Mit 4 ist eine Meniskusbegrenzungsvorrichtung bezeichnet, die aus einer Metallplatte besteht, in die eine Anzahl Öffnungen
5 eingebohrt oder eingestanzt ist. Fig. 8 zeigt eine Dornanordnung, die aus zwei an einem Rahmen 12 gelagerten Haltern 6 und 7 besteht, die gleichzeitig oder unabhängig voneinander zur Glasoberfläche abgesenkt werden können.
Die einzelnen Dorne 8 fluchten mit den Öffnungen 5 in der Meniskusbegrenzungsvorrichtung 4. Durch diese Vorrichtung
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4 kann man bei Bedarf einen Heizstrom leiten.
Im Betrieb werden bei der dargestellten Vorrichtung die zwei Dornhalterungen 6 und 7 zur Glasoberfläche abgesenkt (das Glas hat vorzugsweise eine Viskosität im Bereich von 5000 bis 6000 Poise), bis die Dorne die Glasoberfläche berühren. Dann werden die Dorne angehoben, wobei Glasfasern aus dem Glas gezogen werden, wenn die Dorne die Glasoberflache verlassen. Nachdem sich die Dorne in einer solchen Höhe befinden, daß die Fasern auf eine Wickelvorrichtung 11 übergeben werden können, wird das weitere Ziehen der Fasern von der Wickelvorrichtung übernommen, während die Dorne vom anhaftenden Glas dadurch befreit werden, daß ihre Halter energisch gegen Anschläge 12 am Ende des Bewegungsweges der Halter prallen.
Man kann nach Wunsch Überwachungsvorrichtungen vorsehen, um sicherzustellen, daß alle oder im wesentlichen alle Dorne mit der Glasoberfläche in Berührung kommen.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung, nicht aber zur Abgrenzung der Erfindung.
Beispiel 1
Ein Quantum Glas, das normalerweise zur Glasfaserherstellung mit einem Rotationsverfahren verwendet wird, wurde in das Schmelzbad eingebracht und soweit erhitzt, daß man grade Fasern aus der Oberfläche ziehen kann. Durch fortschreitende, weitere Erhöhung der Glasmassetemperatür so weit, bis die Faserbildung aufhörte, wurde der anwendbare Temperaturbereich von 1100 bis 1200 G bestimmt. In-10 9 8 5 1/12 3 2
nerhalb dieses Temperaturbereiches konnte man Glasfasern mit Durchmessern zwischen 0,012 mm (0,0005 inch) und
0,060 mm (0,0024 inch) herstellen. Die gradlinige Geschwindigkeit der Fasern während des Ziehvorganges lag
zwischen 5 m/Sek. und 20 m/Sek.
Die Grenztemperatures wurden folgendermaßen bestimmt:
1. Niedrigste Temperatur:
Bei der die zum Ziehen der Fasern erforderliche Zugspannung Spannungen erzeugte, die höher sind als die Zugfestigkeit der Fasern.
2. Höchste Temperatur:
Bei der das Gleichgewicht zwischen der Oberflächenspannung und den Viskositätskräften
am Meniskus verlorengeht, was zunächst zu einem unstabilen Meniskus und schließlich zum Zusammenbruch des Meniskus führt.
Beispiel 2
Versuche gleich denen des Beispiel 1 wurden bei 11E"-Glas durchgeführt. Es wurde gefunden, daß es möglich ist,
Glasfasern bei einem Glasmassetemperaturbereich von 1220 bis 1380 C mit Ziehgeschwindigkeiten zwischen 5 m/Sek.
und 20 m/Sek· zn ziehen. Die hergestellten Glasfasern
hatten Durchmesser zwischen 0,022 und 0,1 mm (22 und 100 Mikrometer). Für dieses Glas wurde die obere Grenztemperatur wie im Beispiel 1 bestimmt, die untere Temperatur
l- war jedoch diejenige, bei der im Glaskörper Entglasung
(devitrification) auftrat. Es wurde jedoch weiter gefun-"
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den, daß man bei Auftreten der Entglasung Fasern herstellen kann, wobei in den Fasern kristalline Einschlüsse vorhanden waren.
Beispiel 3
Eine weitere Versuchsreihe wurde mit einem Glas durchgeführt, daß Zirkon enthielt und einen viel höheren Erweichungspunkt als die beiden anderen, obengenannten Gläser hatte und bei dem folglich die für die Faserbildung angewendeten Glasmassetemperaturen im Bereich von 140(T bis 1500 C lagen. Weitere Messungen zeigten, daß die Temperatur des Meniskusfußes bis zu 200 G niedriger war als die Glasmassetemperatur. Typischerweise konnte man bei einer Glasmassetemperatür von 1450 C die Temperatur am Meniskusfuß unabhängig im Bereich von 1250 C bis 1350 C steuern. Bei der Anwendung von linearen Ziehgeschwindigkeiten zwischen 5 m/Sek. und 60 m/Sek. wurden Fasern mit Durchmessern von 0,01 bis 0,1 mm (10 bis 100 Mikrometer) hergestellt. Die Grenztemperaturen dieses Glases wurden wie im Beispiel 1 bestimmt.
Beispiel 4
Versuche mit einem Glas, mit dem im Bereich von 1000 bis 3000 Poise Fasern hergestellt werden konnten, zeigten, daß mit einer Flüssig-Temperatur von etwa 1420 C dieses Glas auf 1430 bis 1500°C erhitzt werden muß. Dieses Glas hatte bei weitem den kleinsten, anwendbaren Temperatur-, bereich und zeigte intensive Entglasung bei den niedrigej ren Temperaturen, bei denen nur vorübergehende Faserbildung möglich war. Fasern wurden erfolgreich bei einer
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Glasmassetemperatur über 1450 C und einer Temperatur am Meniskusfuß von 1450 C gezogen. Die sich ergebenden Fasern hatten Durchmesser im Bereich.von 0,012 bis 0,05 mm (12 bis 50 Mikrometer) bei linearen Ziehgeschwindigkeiten von 25 bis 1,5 m/Sek. Die Grenztemperaturen wurden wie im Beispiel 1 bestimmt.
Beispiel 5
Es wurde gefunden, daß Alkali- oder Fensterglas, das billig und leicht erhältlich ist, aus der Schmelze leicht zu Fasern gezogen werden kann. Bei Glasmassetemperaturen von 1100 bis 1250 C mit Temperaturen am Meniskusfuß zwischen 1100° und 1200°C konnte man Fasern mit 0,012 bis 0,06 mm (12 bis 60 Mikrometer)-Durchmesser bei Ziehgeschwindigkeiten von 25 bis 1,5 m/Sek. ziehen.
Es wurde gefunden, daß bei den meisten der obenerwähnten Gläser die beste Viskosität des Glases am Fuß des Meniskus 5000 bis 6000 Poise betragt, während man jedoch zum Beispiel·Alkaliglasfasern bei einem Bereich von 1000 bis 10000 Poise herstellen kann.
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Claims (13)

  1. 201-211 Martins Building, Water Street,
    Liverpool L2, 3 SR, Lancashire, England
    Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen
    von Glasfasern
    Ansprüche
    Verfahren zum Herstellen von Glasfasern durch Ziehen der Glasfasern aus geschmolzenem Glas mit einer Viskosität von wenigstens 1000 Poise, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Satz Dorne mit dem geschmolzenen Glas in Berührung bringt und zuläßt oder bewirkt, daß das Glas an jedem einzelnen Dorn haftet, daß man die Dorne dann von der Glasoberfläche wegfaewegt, so daß das Glas in Faserform ausgezogen wird, daß man die so gebildeten Fasern anschließend zu einer Wickeleinrichtung führt und daß man an oder nahe der Glasoberfläche Meniskusbegrenzungsvorrichtungen zur Vermeidung der Vereinigung der Menisken während des Ziehens der einzelnen Fasern anordnet.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasern im wesentlichen senkrecht nach oben zieht.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasern unter einem zwischen der senkrechten und der waagerechten Ebene liegenden Winkel schräg nach oben
    zieht. 10 9851/123 2
  4. 4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Dorne gemeinsam in einem Halter derart montiert, daß jeder einzelne Dorn mit einer Öffnung in den Meniskus begrenzungsvorrichtungen fluchtet und auf diese Vorrichtungen hin und zurück bewegbar ist.
  5. 5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man rohrförmige, an einen leichten Unterdruck angeschlossene Dorne verwendet.
  6. 6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß man geschmolzenes Glas mit einer Viskosität im Bereich von 5000 bis 6000 Poise verwendet.
  7. 7) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Trennung der Dorne von anhängendem Glas die Dorne am Ende ihres Weges gegen Anschläge prallen läßt»
  8. 8) Vorrichtung zum Herstellen von Glasfasern, gekennzeichnet durch einen Behälter (1), in dem das Glas erhitzt wird, bis es eine Viskosität von wenigstens 1000 Poise hat, durch eine Einrichtung zur Bewegung eines Satzes von Dornen (8) in Berührung mit dem geschmolzenen Glas derart, daß das geschmolzene Glas an jedem der Dorne haftet, durch eine Einrichtung zur Wegbewegung der Dorne von der Glasoberfläche, um dabei Glasfasern aus dem Glas zu ziehen, durch eine Wickelvorrichtung 0-1) zur Aufnahme der Glasfasern und durch an oder nahe der Glasoberfläche angeordnete Meniskusbegrenzungsvorrichtungen (4) zur Vermeidung der Vereinigung der beim Ziehen der einzelnen Fasern gebildeten Menisken.
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    -*- 212 817 θ A
  9. 9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dorne (8) an beiden Enden offene Rohre sind.
  10. 10) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meniskusbegrenzungsvorrichtung bei einer Vorrichtung zum aufwärtsziehen der Fasern eine feuerfeste Platte (4) mit einer Reihe von Öffnungen (5) ist. ■
  11. 11) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß g die Platte (4) auf der Glasoberfläche schwimmt.
  12. 12) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meniskusbegrenzungsvorrichtung bei einer Vorrichtung zum aufwärtsziehen der Fasern ein Metalldrahtgitter ist.
  13. 13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
    gekennzeichnet, daß die Dorne (8) an einem Halter (6,7)
    montiert sind, der zum Glasschmelzenbad hin und von diesem weg bewegbar ist.
    1098S1/1232
    J .
    Leerseite
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DE2911510A1 (de) * 1978-12-08 1980-06-19 Saint Gobain Verfahren, vorrichtung und glaeser zum herstellen von glasfasern und damit hergestellte glasfasern
IT1207558B (it) * 1984-07-13 1989-05-25 Vitrofil Spa Dispositivo e procedimento per lapreparazione di fibre di vetro.

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