Verfahren zur Herstellung von Fasern ans Glas und anderem Material. Zur Herstellung von Fasern aus Glas ist heute unter andern ein Verfahren in An wendung, gemäss welchem dünne Ströme ge schmolzener Glasmasse der Einwirkung von Blasströmen eines gasförmigen Mediums aus gesetzt werden, die mit den Masseströmen ungefähr gleichgerichtet werden. dieselben mit sich reissen und zu feinen Fasern aus ziehen. Die Ausziehströme haben eine grosse Geschwindigkeit und es konnte angenommen werden, dass sich durch Erhöhung dieser Ge schwindigkeit eine entsprechende Steigerung der Leistung des Verfahrens erzielen liess. Es zeigte sich jedoch, dass dieses nicht möglich war.
Die Erfindung hat nun den Zweck, das genannte Verfahren derart zu verbessern, dass sich bei grösster Feinheit der erzeugten Fasern gleichzeitig eine erhebliche Leistungs steigerung ergibt und ausserdem erzielt wird, dass die Fasern sich bei der Entstehung sowie bei der Ablage zu Matten in weit höherem Masse miteinander verschlingen und besser gekreuzt legen, als dieses bisher möglich war.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu grunde, dass sich der beste Effekt des Aus ziehens der Fasern nicht durch einen nur in einer bestimmten Richtung wirkenden, also geradlinigen (laminaren) Blasstrom er reichen lässt, sondern durch einen Blasstrom, in dem nach verschiedenen Richtungen ge richtete Bewegungen auftreten.
In Übereinstimmung mit dieser Erkennt nis besteht die vorliegende Erfindung darin, dass bei dem vorliegenden Verfahren die flüssigen Masseströme in turbulente Blas- ströme eingeführt und durch diese gleich zeitig an verschiedenen Punkten ihrer Länge in verschiedenen Richtungen wirkenden Zieh kräften unterworfen werden.
Zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens ist in der Zeichnung eine bei spielsweise Ausführung einer an sich bekann- ten Vorrichtung zur Erzeugung von Glas fasern dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 einen Einzel schnitt durch den Auslass des Glasschmelz behälters und das zum Ausziehen der Glas ströme dienende Gebläse, und Fig. 3 eine Darstellung der Entstehung der Fasern unter Einwirkung der Peitschbewegungen der Blas- ströme, und zwar handelt es sich hier um eine teilweise Wiedergabe einer photogra phischen Aufnahme eines Faserherstellungs vorganges aus der Praxis.
10 bezeichnet einen Schmelzofen mit einem Vorrat 11 geschmolzenen Glases, wel cher Ofen in seinem Boden ein Auslassmund stück 12 aus hochhitzebeständigem Metall oder einer Metallegierung besitzt, welches Mundstück mittels durch dieses durchgeleite ten elektrischen Stromes auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Die geschmolzene Masse fliesst durch enge Nippel 13 aus, die in einer oder mehreren Reihen im Boden des V-förmigen Auslassmundstückes gebildet sind. In einem geringen Abstand unterhalb der Nippel befindet sich ein Gebläse 15, in welches Dampf oder ein sonstiges gasförmiges Medium unter hohem Druck eingeführt wird. Das Gebläse besitzt zweckmässig zwei Reihen von Düsen 19, die auf beiden Seiten eines mittleren Schlitzes 17 liegen, durch welchen die Glasströme nach unten fliessen.
Die auf entgegengesetzten Seiten des Schlitzes 17 ge bildeten Düsen liegen zweckmässig paarweise einander gegenüber, so dass die Blasströme jedes Düsenpaares, die in einem spitzen Win kel zur Senkrechten nach unten gerichtet sind, aufeinander treffen und dann einen gemeinsamen Blasstrom bilden. Die Düsen jeder Düsenreihe haben einen gewissen Ab stand von einander, damit durch diese Zwi schenräume die das Gebläse umgebenden at mosphärischen Gase (Luft) hindurchgesaugt werden können. Diese angesaugten Gase unterstützen den Eintritt der Masseströme in und ihr Erfassen durch die Blasströme. Mangels dieser Massnahme könnte es vor kommen, dass die Masseströme auf der Aussenhaut der Blasströme liegen bleiben, ohne in diese einzudringen.
Hierdurch er geben sich dann kleine Ansammlungen von geschmolzener Masse, sogenannte Schmelz perlen, die unausgezogen bleiben und ab geschleudert werden.
Die Blasströme und die von ihnen aus gezogenen Fasern werden von einem Schacht 20 aufgenommen, der zweckmässig die in der Zeichnung dargestellte Form hat und zu einem durchlässigen Förderband 22 führt, auf dem die Fasern 23 sich ablegen und eine Matte bilden. Unter dem obern, die Fasern aufnehmenden Trum des Förderbandes be findet sich ein Saugkasten 24 mit Sang leitung 25, durch welche das Ablegen der Fasern und die Bildung einer Matte aus diesen unterstützt wird. Durch eine in die Rückwand des Schachtes 20 eingebaute Sprühvorrichtung 27 können Schmier-, Über zug- oder Bindemittel auf die entstehenden Fasern aufgebracht werden.
Das Ausziehen der Fasern entsprechend der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 3 an schaulich dargestellt. Der grösseren Deutlich keit halber sind innerhalb des Bereiches, in welchem die Peitschbewegungen auftreten, nur einige Fasern dargestellt, während in Wirklichkeit eine grosse Anzahl solcher Fasern gleichzeitig und dicht beieinander er zeugt werden. Aus den dünnen Nippeln 13 fliessen geschmolzene Glasströme 35 in die Blasströme hinein, welche aus den Düsen des Gebläses 15 austreten. Von diesen Glas strömen sei ein Strom 35' näher beobachtet.
Beim Auftreffen des Stromes 35' auf die Blasströme werde eine Stelle 36 des Stromes 35' vom Blasstrom erfasst und nach unten gezogen, während eine vorangehende Stelle 37 des gleichen Glasstromes von dem Blas- strom nicht in der gleichen Weise beeinflusst werde,
indem sie für einen ganz kleinen Bruchteil einer Sekunde in einem etwas ruhigeren Zustand in der Nähe des Gebläses verharren bleibt.
Bei der Vorwärtabewegung der Stelle 36 werden. beide an, diese Stellen anschliessenden Teile des Glasstromes zu grosser Feinheit ausgezogen. Gleichzeitig mit dem Ausziehen der bei 36 gebildeten Faser schleife, kann die Bildung weiterer Schleifen 38 und einer weiteren grossen Schleife 39 vor sich gehen,
die alle den verschiedensten Zieh kräften unterworfen und damit gleichzeitig zu grösster Feinheit ausgezogen werden. Der artige Schleifenbildungen und Ziehvorgänge finden indem gesamten Bereich der Peitsch- bewegungen gleichzeitig und bei allen Glas strömen, statt. Dabei werden die einzelnen Glasströme infolge der Peitsch- oder Flatter bewegungen nicht nur mit der gewünschten Feinheit ausgezogen, sondern sie werden auch durcheinander geworfen und miteinander ver schlungen, so dass sich auf dem Förderband 22 (Fig. 1) eine Matte bildet, deren Fasern weit mehr als bisher möglich sich nach zahl losen verschiedenen Richtungen erstrecken, über- und ineinander gehen und sich mit einander verfilzen.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass es möglich ist, die Leistung gegenüber dem ein gangs beschriebenen bekannten Verfahren durch Arbeiten gemäss der Erfindung bis zum Zwölffachen oder noch darüber hinaus zu steigern, wähmend im Vergleich zu der Produktion der Verbrauch an Gas (Dampf) für die Blasströme ganz bedeutend verrin gert wird. Ausserdem ergeben die auf diese Weise erzeugten Fasern beim Ablegen eine Matte, die sich infolge des allseitigen Ver- sehlingens und Verfilzens der Fasern in be sonders hohem Masse für Schall- und Wärme isolierung eignet und gleichzeitig einen starken Zusammenhalt und grosse Flauschig- keit besitzt.
Für den Zweck der Erfindung geeignete Blasströme sind beispielsweise Ströme von nicht vollständig expandiertem Dampf. Diese lassen sich mittels irgendwelcher Düsen, wel che, wie in der Zeichnung dargestellt, gerade Flächen besitzen, erzeugen. Bei derartigen Dampfströmen ist die Dampfgeschwindigkeit an verschiedenen Punkten des Stromquer schnittes verschieden. In der Regel ist die Geschwindigkeit im gern des Stromes ganz bedeutend höher als die Dampfgeschwindig keit in den den Kern umgebenden Strom- teilen bezw. am Umfang des Stromes. Beim Austritt derartiger Dampfströme aus den Düsen tritt überdies eine fortschreitende Expansion des Dampfes ein, wodurch sieh seitliche Bewegungskomponenten und Wir bel und Schwingungen ergeben.
Diese ver schiedenen Geschwindigkeiten und seitlichen Bewegungskamponenten des Dampfstromes haben zur Folge, dass die Messeströme bezw. die entstehenden Fasern hin- und her gepeitscht und damit an verschiedenen Punk ten ihrer Länge zu gleicher Zeit Zugkräfte auf sie ausgeübt werden, wodurch sich ein vielfältiges Ausziehen der Fasern in den verschiedensten Richtungen ergibt. Dabei bilden die Fasern Wellen, Kräuselungen und die verschiedenartigsten Schleifen, die über und ineinander greifen und beim Ablegen der Fasern auf einem Band eine gut zusammen hängende flauschige Matte bilden.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich zielen, wenn für das Ausziehen Blasströme zur Anwendung gelangen, die beim Austritt aus den Blasdüsen Schallgeschwindigkeit haben.
Damit die Massesträme den Peitschbewe- gungen der Blasströme mit genügender Ge schwindigkeit folgen und die gewünschten Schleifen und Verschlingungen bilden kön nen, ist es notwendig, die Messeströme in einen solch dünnflüssigen Zustand und mit solcher Temperatur in die Blasströme ein zuführen, dass sie beim Eintritt in dieselben die erforderliche Geschwindigkeit annehmen können und während des Durchlaufens der Zone, in welcher die Peitschbewegungen statt finden, hinreichend formbar und plastisch bleiben.
Wäre dies nicht dar Fall, würden also beispielsweise die Messeströme mit zu niedriger Temperatur in die Blasströme ge langen, ;so würden sie von diesen zu rasch abgekühlt und erstarren, wobei, sie zwar dien Platter- oder Peitsühbewegungen folgen,,
aber nicht mehr weiter ausgezogen würden. In der Regel erfolgen die Pentsehbewegungen und Schleifenbildungen auf einer Strecke, die an den Blasdüsen beginnt und sich auf etwa 5 bis 7 cm unterhalb der Blasdüsen erstreckt. Die Temperaturen,
die beispielsweise bei Glas die nötige Dünnflüsigkeit und Dauer der Form barkeit ergeben, liegen nahe bei der Ent- glasungstemperatur des Glases. Bei gewöhn liebem Kalkglas ist diese Temperatur etwa 1300 bis 1500 C. Bei Glas mit niedrigerem Schmelzpunkt, wie z. B. Bleiglas, liegen die entsprechenden Temperaturen natürlich tiefer. Je höher die Temperatur innerhalb der möglichen Grenzen ist, um so grösser ist die Feinheit, auf welche die Masseströme durch die Peitschbewegungen ausgezogen werden können.
Je nach der Wahl der Blasströme kön nen deren Wirbelungen und Peitschbewegun- gen derart gestaltet werden, dass es möglich ist, die entstehenden Farn zu zerreissen und dadurch Fasern von Stapellänge zu bilden. was manchmal wünschenswert ist.
Ausser Glas können im Sinne der Erfin dung auch andere Substanzen verwendet wer den, die bei Erhitzung einen zähflüssigen oder viskosen Zustand annehmen und, wenn sie in Form von Strömen oder Strahlen in die Blasströme eingeführt worden, sich aus ziehen lassen und allmählich erstarren. Der artige Substanzen sind beispielsweise ausser Glas die verechiedensten Silikate, Schlacken, Minerale, Melasse, Zucker, Siegellack, Wachse, Harze und Gummi.