DE961921C - Verfahren zum Herstellung von Glasfasern aus dem Strang eines Glasgemenges - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von hochfeinen Glasfasern und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Abfasern, Abstreifen oder Abblasen feiner Glasfasern von einer stranggepreßten Stange oder einem Stab aus fein gemahlenen Glasbestandteilen.

Hochfeine Glasfasern im Bereich von ³U bis 5 Mikron werden nach bekannten Verfahren durch Verblasen der Oberfläche von groben fortlaufenden Glasfäden hergestellt, die mechanisch in die. Bahn eines erwärmten Gasstromes hoher Geschwindigkeit vorgeschoben werden. Die Temperatur des Gasstromes, seine Geschwindigkeit und die Behandlungszeit der Fäden mit dem Gasstrom sind so bemessen, daß dünne Außenlagen der Fäden fortschreitend geschmolzen werden, wobei der Gasstrom dann die Außenlagen in Form von Glasfäden sehr kleinen Durchmessers abbläst. Das Kennzeichen dieser bekannten Verfahren ldegt darin, an der Oberfläche der groben Fäden dünne ge- ao schmolzene Schichten zu erzeugen und die durch Wärmeeinwirkung erweichte oder geschmolzene Schicht in Faserform sofort zu entfernen. Die Fasern müssen von der Oberfläche der geschmolzenen Schicht ständig mittels des Gasstromes abgeblasen werden, ehe die fldeßbare geschmolzene Schicht zusammenfließen und sich merklich verdicken kann.

Die Herstellung feiner Fasern erfolgte bekanntlich auch dadurch, daß die Spitze einer Glasstange geschmolzen, die Glasstange fortschreitend in eine Flamme vorgeschoben und von der Spitze der Stange beim Schmelzen des Glases ein fortlaufender Faden mittels einer mechanischen Zugvorrichtung, beispielsweise einer Trommel, abgezogen· wird. Glaswolle ist ebenfalls hergestellt worden durch Zerfasern eines geschmolzenen

ίο Glasstromes· mittels Dampf oder anderen Gasströmen hoher Geschwindigkeit Bei der Herstellung von Glaswolle wird auf einen kräftigen Strom geschmolzenen Glases ein Gasstrom hoher Geschwindigkeit gerichtet, wobei grobe· und feine Fasern aufgefangen werden. Diese bekannten Verfahren haben Nachteile. Die Verfahren sind übermäßig teuer, da zuerst grobe Glasfaden hergestellt werden müssen. Ferner ist eine sehr große Brennstoffmenge für den Gasstrom erforderlich, der auf kleine Flächen· der groben Fäden einwirkt, so daß . sich eine verhältnismäßig geringe Erzeugungsmenge an feinen Fasern aus dem Arbeiten ergibt, während viel grobe kugelähnliche Teilchen anfallen, die im Fasererzeugnis von Nachteil sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen hochfeiner Fasern wird nicht geschmolzenes Glas verblasen, sondern es wird aus feingemahlenen und gründlich gemischten Bestandteilen eines glasbildenden Gemenges, das Bor, Cälciumoxyd und Kieselerde enthält, ein Stab oder ein Strang gebildet, der verblasen wird. Die Glasbestandteile werden gründlich vorgemischt, und es wird nötigenfalls- ein Bindemittel, z. B. Wasserglas (Natriumsilikat) od. dgl., zugesetzt. Dieses Gemenge wird vorzugsweise in einem Rohr oder einem beliebig geformten· Behälter mittels einer Förderschnecke oder mittels eines Kolbens verdichtet. Aus dem Austrittsende des Rohres, dessen Durchmesser gewünschtenfalls allmählich abnimmt, wird der Stab oder der Strang des verdichteten- Gemisches ausgestoßen. Nahe dem Austrittsende des Rohres und vor dem Ausstoßen als Strang oder Stab wird die Temperatur des in dem Rohr befindlichen Gemenges auf die gewünschte Höhe durch Außenerwärmung des Rohres oder durch Induktionserwärmung gesteigert. Beim Ausstoßen des Stranges aus dem Rohr wird der Strang einem so heißen Gasstrom ausgesetzt, daß eine dünne Außenschicht des Stranges schmilzt und von der geschmolzenen Außenschicht hochfeine Fasern abgestreift werden, und zwar in ähnlicher Weise; wie das Abblasen von Glasfasern von Glasstäben oder Glasfaden in den zur Zeit üblichen Verfahren erfolgt.

Gegebenenfalls muß eine zusätzliche Kraft zur Einwirkung gebracht werden, um den Strang nach dem Ausstoßen aus der Förderschnecke, dem Kolben oder Rohr vorzuschieben. Für gewöhnlich kann jedoch dieselbe Kraft, die das Glasgemenge zu einem Strang preßt, verwendet werden, um den Strang in die Bahn des Gasstromes zu fordern. Der besondere Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß keine Vorschmelze aus Glas vorhanden sein' muß, und daß das Verfeinern des Glases sowie die Herstellung von groben Glasstangen oder Glasfäden wegfällt, weil bei dem neuen Verfahren die Herstellung der feinen Fasern unmittelbar aus einem verdichteten Stab oder Strang von Glasgemengebestandteilen erfolgt.

Andere Ziele und Kennzeichen ergeben sich aus der Beschreibung.

Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

In> der dargestellten Vorrichtung werden die für das Glasgemenge wesentlichen Bestandteile von einem Vorrat (nicht dargestellt) einem Trichter 19 in abgemessenen Mengen so zugeführt, daß die herzustellende Glasfaser die richtige Zusammensetzung hat. Ein Bindemittel, beispielsweise Wasserglas (Natriumsilikat), kann dem Glasgemenge gegebenenfalls zugesetzt werden, um die Glasgemengeteilcben so miteinander zu verbinden, daß sie einen frei tragenden Stab oder Strang beim Auspressen aus dem Miischkessel oder dem Mischbehälter bilden. Das Gemisch 20 wird aus dem Trichter 19 mittels einer Förderschnecke 21 über ein Förderrohir 22 in das Kegelende 22_a geschoben. Ein Teil des Kegelendes 22_a oder eine ausgewählte Fläche des Förderrohres wird mittels eines oder mehrerer Brenner 23 erwärmt, denen Brennstoff in der Rohrleitung 14 und Luft in der Rohrleitung 15 zugeführt wird. Das Erwärmen des Glasgemenges kann entweder von einem Brenner oder einer Brenndüse, wie dargestellt, oder durch Induktionserwärmung erfolgen, um das sich langsam vorschiebende Gemenge für das anschließende Verblasen, bei dem die Glasfasern aus dem Glas^- gemengestrang hergestellt werden, vorzubereiten. Bei der Vorerwärmung ist das Bindemittel gleichmäßig in dem Glasgemenge verteilt, wenn das Glasgemenge als Strang aus dem verengten Ende 22_Ö des Rohres ausgestoßen wird, und verbindet die gemahlenen Bestandteile zu einem festen Formkörper.

Der vom Rohr ausgestoßene Strang wird von Brenngasdüsen 24 umgeben, denen Brennstoff in der Leitung 26 und¹ Luft in der Leitung 27 zugeführt wird, wobei die Düsen so· aufgestellt sind, daß ein Brenngasstrom auf die Außenfläche des aus dem Rohr ausgestoßenen Stranges geblasen wird. Die Temperatur dieses Gasstromes ist so gewählt, daß eine an der Außenfläche des Stranges befindliche dünne Schicht in Glas umgewandelt wird, und der Gasstrahl ist so gerichtet, daß von der geschmolzenen Schicht gleichzeitig hochfeine Fasern abgestreift oder abgefasert werden, und zwar in ähnlicher Weise wie bei dem bereits beschriebeneni Verblasen feiner Fasern aus groben Glasfaden. Temperatur und Geschwindigkeit des Gasstromes sind so groß, daß der Strang durch das von seinem Ende erfolgende Abstreifen der feinen Fasern vollkommen verbraucht wird.

Die erzeugten Fasern werden in das offene Ende einer Haube 16 gefördert. Der Boden der Haube besteht aus einem Förderband 17, das von Zylinderwalzen getragen wird, von denen eine Walze auf

Welle 25 dargestellt ist. Im Rohr r 8 wird ein Kunststoffbindemittel den in die Haube einströmenden Fasern zugeführt, so daß das Bindemittel mit den Fasern gründlich gemischt ist, wenn* die Fasern· auf die sich bewegende Förderbahn fallen und sich dort in Form einer Matte ablagern. Zum Verdichten der auf der Förderbahn befindlichen Matte wird von der Unterseite des Förderbandes her ein Saugzug auf die Matte ausgeübt, um

ίο die sich ansammelnden Fasern zu verdichten. Die Einzelheiten der Vorrichtung zum Herstellen der Fasermatte sind bekannt und können entsprechend 'den Erfordernissen der jeweils herzustellenden Matte geändert werden.

Es können mehrere dieser faserbildenden Rohre auf der Vorderseite einer langen Haube angebracht sein, um genügend viel feine Fasern zu erzeugen und schnell eine Matte angemessener Höhe aufzubauen.

Die Erfindung erreicht also alle erstrebten Ziele, zusammen mit anderen Vorteilen, die offensichtlich und im Verfahren selbst begründet sind. Da viele Formen ausgeführt werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, siind alle dargestellten und beschriebenen Ausführungen nur als Erläuterungen, nicht aber im begrenzenden Sinne zu werten.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum. Herstellen feiner Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile eines Glasgemenges in richtig abgemessenen Mengen einer Misöhzone zugeführt werden, in der ein gründliches Mischen erfolgt, daß das Glasgemenge, zu einem Strang verdichtet wird, und daß die Umfangsfläche des Stranges mit einem hocherhitzten Gasstrom bei hoher Geschwindigkeit verblasen wird, um feine Glasfasern von dem Strang abzustreifen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel dem Glasgemenge vor dem Formen des Stranges zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgestreiften Fasern ummittelbar aus· dem Gasstrom gesammelt und mit einem Kunststoffbindemittel vermischt werden, um eine Matte herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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