NO145005B - Fibrerbart glass. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår forbedrede fibrerbare glass. Særlig for sentrifugespinnere, vanligvis montert på en loddrett aksel, hvorved en strøm av glass mates til det indre av spinneren og avgis til den indre overflate av en perifervegg av denne, hvor det er anordnet et stort antall munninger, slik at glasset ved rotasjon av spinneren på grunn av sentrifugalkreftene, slynges i strømmer fra munningene i den perifere vegg.

I vanligvis benyttede systemer av denne kjente type har det vært vanlig å benytte såkalte "myke" glass, dvs., glassammensetninger som er spesielt formulerte med henblikk . på temperatur-viskositets-karakteristika for å oppnå en viskositet som vil gjøre at glasset fritt går gjennom munningene i spinnervegger ved en temperatur godt innenfor de tempera-turgrenser som materialet i spinnerne kan motstå uten korro-sjon eller deformasjon.

For det ovenfor angitte formål har glassammensetningene som benyttes vanligvis innarbeidet betydelige mengder av en eller flere barium-, bor- oq fluorforbindelser, forbindelser som har en tendens til å redusere smeltetemperaturen, de-vitrifiserings- eller likvidustemperaturen samt viskosi-teten, og som derfor har vært effektive med henblikk på å unngå anvendelse av smeltet glass.ved ekstremt høye temperaturer.

Imidlertid krever bruken av sammensetninger inne-holdende vesentlige mengder bor eller fluor eller sogar e

barium at man tar visse forholdsregler, spesielt når det gjelder bor og fluor, fordi en del flyktige forbindelser kan utvikles og føres gjennom og ut av produksjonssystemet, noe som, hvis man vil unngå forurensning, krever spesiell behandling av gasser for å separere og på egnet måte å disponere disse bestanddeler.

Barium-, bor- og fluorforbindelser har til nu vært tilstede i de benyttede glass karakteristisk ved mengder på 3%, 6% og 1,5%, men bor- og fluorforbindelser som vanligvis benyttes ér flyktige ved smeltetemperaturer som benyttes ved glassfremstilling, og fluor er sogar flyktig ved fibrer-ingstemperaturen; for derfor å oppnå dette innhold av disse bestanddeler har man vært nødt til å bruke større mengder ved fremstilling av glasset på grunn av tap på grunn av fordamping ved glassmeltetemperaturene.

Ytterligere en innvending mot anvendelse av vesentlige mengder av disse forbindelser er det faktum at de har en tendens til å øke omkostningene for de fremstilte fibre. Denne siste innvendig er spesielt gyldig for bariumforbind-elser som er spesielt kostbare. I tillegg til dette resulterer anvendelse av de relativt "myke" glass i fremstilling av glassfibre som ikke er så godt temperaturmotstands-dyktige som ønskelig.

Forskjellige faktorer man hittil har regnet med ved denne type fi b:rering har også hatt en tendens til å begrense produksjonskapasiteten for et gitt anlegg.

Med det foregående for øye er det en generell gjen-stand for foreliggende oppfinnelse å overvinne problemene og manglene ved den kjente teknikk slik den er angitt ovenfor. Oppfinnelsen har sålédes til hensikt å øke produk-sjonen for et gitt anlegg av den type som benytter en sen-trifugalspinner som avgir strømmer av glasset til en trek-kende ringstrøm som omgir spinneren, mens mån samtidig i vesentlig grad eliminerer visse forurensningskilder og gjør det mulig å benytte rimeligere glassammensetninger, samt samtidig å oppnå et fiberprodukt med forbedrede egenskaper med henblikk på temperaturmotstandsevnen.

Når det gjelder fibré som er fremstilt ved hjelp av en perforert spinner fra glassammensetningen ifølge den kjente teknikk, kan man kun fremstille isolasjonsprodukter til bruk ved anvendelser der de eksponerer til temperaturer som ikke i vesentlig grad overskrider 400°C, men tempe-raturen når det gjelder fibre fremstilt fra visse glass-sammensetninger ifølge oppfinnelsen, kan heves til ca. 480°C.

Når det gjelder sammensetning av glasset (eksempler skal gis nedenfor) er formålet med oppfinnelsen at sammensetningen formuleres slik at den ikke inneholder fluor og kun lite, hvis overhodet, barium og bor. Slike glassammensetninger er "hårde" glass med høyere smelte- og devitrifise-ringstemperaturer. Således er de foreliggende karakteristika for fluor-frie sammensetninger også sogar bor-frie såvel som barium-frie sammensetninger slik at de, selv om de er upraktiske for tidligere kjente spinneteknikker lett kan fibreres. Videre resulterer disse hårde glass også i fremstilling av "hårde" glassfibre, noe som er ønskelig ut fra øket temperaturytelse.

Foreliggende oppfinnelse angår således forbedrede fibrerbare glass og disse glass karakteriseres ved den sammensetning som fremgår av de ledsagende krav.

I den følgende tabell I er det angitt åtte•forskjellige sammensetninger av disse kategorier, der alle tall angir vektdeler med unntak av mindre ikke identifiserbare urenhe-ter. Tabellen viser også hovedegenskapene for disse åtte sammensetninger. I forbindeles med prosentandelen av de forskjellige bestanddeler som er gitt ovenfor skal det selv om tabellen angir tall fra analyser av virkelige prøveglass, være klart for fagmannen at det foreligger visse områder for hver bestand-del, f.eks. opp til - 5% mens man fremdeles ligger innenfor det totale område som er gitt i kolonne C i tabell II nedenfor, på grunn av variasjoner av de kjemiske sammensetninger for satsbestanddelene, variasjoner på grunn av fordampning i glassovnene og begrensninger i den nøyaktighet med hvilken vektandelene og de kjemiske analyser kan foretas.

Selv om sammensetning 0 kan fibreres med visse kjente spinnerteknikker vil en fibrering ikke være økonomisk gjennom-førbar fra et industrielt synspunkt da trekkhastigheten med kjente teknikker vil være uakseptabelt lave. Med forbedrede teknikker kan imidlertid sammensetningen 0 benyttes økonomisk.

De andre sammensetninger ville være i det vesentlige umulig å fibrere på industriell basis ved de kjente sentri-fugespinneteknikker, og i motsetning til dette er disse andre sammensetninger spesielt godt egnet. Visse av disse andre formuleringer, slik som f.eks. sammensetningene 5, 6 og 7,

er til nu ukjente, og av disse er sammensetningen 6 foretrukket.

Det kan benyttes et heller bredt område av glassammensetninger, f.eks. som angitt i kolonne A i tabell II nedenfor.

Innen området for kolonne A er det foretrukket å benytte sammensetninger som er formulert for å opprettholde likevekt mellom på den ene side viskositet og på den annen side devitrifiseringstemperatur og motstandsevne mot vann, noe som er spesielt vanskelig .å gjøre med glass formulert ifølge kjente teknikker. Kolonnene B og C i tabell II gir områder for sammensetninger som inneholder mangan og er også formulert for å gi den ovenfor angitte likevekt.

Glasset ifølge kolonne B kan inneholde små mengder bor der en tilsetning av heller små mengder barium er forutsett.

I motsetning til dette omfatter kolonne C nye sammensetninger slik som de som er angitt som 5, 6 og 7

i tabell I. Disse er mangan- og jernholdige sammensetninger der villet tilsetning av barium og bor er ute-lukket selv om spormengder kan være tilstede.

For noen av de hårdeste glasstyper med viskositeter i størrelsesorden 1000 poises ved temperaturer over ca. 1150°C og med devitrifiseringstemperatur av størrelsesorden 1030°C, er det heri ment at spinneren fremstilles av en legering med en spesiell sammensetning som er i stand til å motstå de nødvendige temperaturer. Hvis denne legering benyttes i forbindelse med mykere glass, vil levetiden for spinnerne økes. En slik legering kan formuleres som følger der deler er angitt som vektprosent:

Legeringer av denne type er spesielt ønskelig for spinnere med stor diameter, f.eks. 400 mm.

I tillegg til fibrering av såkalte "hårde glass

muliggjør bruken av en spinnerlegering som angitt ovenfor, fibrering av glass med et vidt sammensetningsområde inklu-dert både hårde og myke glass, der de sistnevnte (de myke

glass), øker spinnerens levetid ved bruk av den nevnte spinnerlegering. Således kan spinnere fremstilt med den nevnte legering benyttes for glass med sammensetninger innenfor det i den nedenfor følgende tabell IV angitte område:

Claims (6)

1. Fibrerbart glass, karakterisert ved at det på vektbasis består av:

2. Glass ifølge krav 1, karakterisert ved at det på vektbasis består av:

3. Glass ifølge krav 1, karakterisert ved at det på vektbasis består av:

4. Glass ifølge krav 3, karakterisert ved at det på vektbasis består av:

5. Glass ifølge krav 3, karakterisert v e d at det på vektbasis består av:

6. Glass ifølge krav 3, karakterisert v e d at det på vektbasis består av: