DD275042A1 - SILICATE FIBER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

SILICATE FIBER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF Download PDF

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DD275042A1
DD275042A1 DD31919388A DD31919388A DD275042A1 DD 275042 A1 DD275042 A1 DD 275042A1 DD 31919388 A DD31919388 A DD 31919388A DD 31919388 A DD31919388 A DD 31919388A DD 275042 A1 DD275042 A1 DD 275042A1
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fibers
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mikrophasentrennungs
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Fritz Schmoeker
Fritz Ulitzsch
Dieter Reif
Peter Lohse
Eberhard Schoetz
Hans Rosenberger
Ruediger Mueller
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Technisches Glas Veb K
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Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Silikatglasfaser und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die Erfindung betrifft eine Silikatglasfaser mit verbesserten mechanischen und Oberflaecheneigenschaften, die als Verstaerkungsfasern fuer Verbundwerkstoffe, beispielsweise zur Abloesung von Asbestfasern, und ausgewaehlte Baustoffe Anwendung findet und aus einem Rohstoffgemisch fuer eine Schmelze hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung, bestehend aus 35 bis 45 Ma.-% Haldensand 10 bis 45 Ma.-% Rotschlamm 1 bis 35 Ma.-% Serpentinmehl 1 bis 15 Ma.-% Sodaunter Hinzusetzung von 8 bis 15 Ma.-% Kryolith erschmolzen und ohne Reerwaermungsbehandlung als mikroheterogene Faser ausgeformt ist, wobei dem Rohstoffgemisch bis zu 50 Ma.-% Abfallglas gleicher Zusammensetzung beigegeben werden koennen.The invention includes a silicate glass fiber and a method for its production. The invention relates to a silicate glass fiber with improved mechanical and surface properties, which finds use as reinforcing fibers for composites, for example for the removal of asbestos fibers, and selected building materials and from a raw material mixture for a melt high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency, consisting of 35 to 45 Ma % Sand of sand 10 to 45% by weight of red mud 1 to 35% by weight of serpentine flour 1 to 15% by weight of soda with the addition of 8 to 15% by weight of cryolite melted and shaped without reverberation treatment as a microheterogeneous fiber Raw material mixture up to 50 wt .-% waste glass of the same composition can be added.

Description

Mineralfaser KarsdorfMineral fiber Karsdorf 828828 Mineralfaser Bad BerkaMineral fiber bath Berka 909909 Mineralfaser St. EgidienMineral fiber St. Egidien 13051305 Mineralfaser FlechtingenMineral fiber braids 12831283 Mineralfaser StassfurtMineral fiber Stassfurt 802802

Für Ε-Glasfasern sind in Abhängigkeit vom Faserdurchmesser folgende Zugfestigkeitswerte bekannt:For Ε-glass fibers, the following tensile strength values are known depending on the fiber diameter:

Fasertyp Zugfestigkeit (in N/rr,m2) bei FaserdurchmesserFiber type Tensile strength (in N / rr, m 2 ) at fiber diameter

4 5 7 9 11(ίημηι)4 5 7 9 11 (ίημηι)

E-Glasvwi 2990 2300 1720 1230 1150E-Glasvwi 2990 2300 1720 1230 1150

bis 3 800 2800 2100 1670 1230to 3 800 2800 2100 1670 1230

Die beschriebenen Entwicklungsrichtungen haben auf ausgewählten Gebieten zu erheblichen Fortschritten bei der Anwendung von Glos- und Mineralfasern geführt. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die weitgehende Ablösung von Hitzeschutzkleidung aus asbesthaltigem Gewebe durch textile Glasfaserprodukte. Man muß jedoch aus dem Stand der Technik auch ableiten, daß die heute verfügbaren Glas- und Mineralfasern in ihrem komplexen Eigenschaftsspektrum dor Asbestfaser keineswegs ebenbürtig sind und gegenüber diesen vor allem im mechanischen und chemischen Bereich sowie vor allem in den Voraussetzungen zum Einsatz als Verstärkungsfaser in Verbundwerkstoffen deutliche Nachteile besitzen.The development directions described have led to significant progress in the application of blends and mineral fibers in selected areas. A noteworthy example is the extensive replacement of heat protection clothing made of asbestos-containing fabric by textile glass fiber products. However, it must also be deduced from the prior art that the glass fibers and mineral fibers available today are by no means equal in their complex property spectrum of the asbestos fiber and, above all, in the mechanical and chemical field and above all in the requirements for use as reinforcing fiber in composite materials have distinct disadvantages.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung einer amorphen silikatischen Faser mit verbesserten mechanischen und Verbundeigenschaften sowie guten themischen Beständigkeiten, dit> auf kostengünstiger Rohstoffbasis und durch vereinfachte Verfahrensgestaliung hergestellt werden kann sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The aim of the invention is the development of an amorphous siliceous fiber with improved mechanical and composite properties and good thematic resistances, which can be produced on a cost-effective raw material basis and by simplified process stabilization and a process for its production.

Darlegung ties Wesens der ErfindungExplanation of the essential nature of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Silikatglasfaser mit einer solchen Faservolumenstruktur zu schaffen, die zu einer Erhöhung der Faserzugfestigkeit bei Beibehaltung guter chemischer und thermischer Eigenschaften führt sowie ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Faservo'umenstruktur-Bildungsgeschwindigkeit so beschleunigt wird, daß auch bei den sehr kurzen Faserbildungszeiten und hohen Abkühlgeschwindigkeiten der Schmelze während der Zerfaserung die gewünschte Faservolumenstruktur entsteht.The object of the invention is to provide a silicate glass fiber having such a fiber volume structure, which leads to an increase in the fiber tensile strength while maintaining good chemical and thermal properties and to develop a process in which the Faservo'umenstruktur-forming rate is so accelerated that also in The very short fiber formation times and high cooling rates of the melt during defibration result in the desired fiber volume structure.

Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelöst daß im Gegensatz zu der üblichen Verfahrensweise bei der Faserherstollung, bei der möglichst kristallisationsstabile Schmelzzusammensetzungen ausgewählt werden, ein Rohstoffgemisch bereitet wird, dessen Schmelze sich durch hohe spontane Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung auszeichnet.According to the invention, this object is achieved in that in contrast to the usual procedure in the Faserherstollung, are selected in the most crystallization stable melt compositions, a raw material mixture is prepared, the melt is characterized by high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency.

Diese Eigenschaft der Schmelze wird dabei durch Auswahl und Modifizierung der Rohstoffzusammensetzung so gewährleistet, daß auch hei den sehr kurzen Faserbildungszeiten und hohen Abkühlgeschwindigkeiten der Zerfaserung ohne jegliche Reerwärrnung mikroheterogene amorphe Fasern entstehen.This property of the melt is thereby ensured by selection and modification of the raw material composition so that even with the very short fiber formation times and high cooling rates of the fiberization without any rewarming arise mikroheterogene amorphous fibers.

Es wurde gefunden, daß mit einem Rohstoffgemisch auf der Basis vonIt has been found that with a raw material mixture based on

35 bis45Ma.-% Haldensand (Altenberg), 10 bis 45Ma.% Serpentinmehl (Zoeblitz),35 to 45% by weight of Haldensand (Altenberg), 10 to 45% by weight of serpentine flour (Zoeblitz),

1 bis 30Ma.-% Rotschlamm (Lauta) und1 to 30Ma .-% Red mud (Lauta) and

1 bis15Ma.-%Soda,From 1 to 15% by weight of soda,

dem zur Förderung der Mikrophasentrennungs- und Kristallisationsneigung 8 bis 15Ma.-% Kryolith zi gesetzt wird, man eine mögliche Ausführungsform für eine Schmelze sehr hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und Kristallisationsneigung erhält. Zerfasert man diese Schmelze mittels an sich bekannter Verfahren, bildet sich eine amorphe, mikroheterogene Faser mit Aggregatipnenim Bereich von 1,5bis3nm in dichter Verteilung im Matrixglas. Diese Bezirke konnten durch Röntgenkleinwinkelstreuungsuntersuchungen eindeutig lokalisiert werden, während in einer Basaltfaser derartige Mikroheterogenitäten nicht nachweisbar waren.8 to 15Ma .-% Cryolith zi is set to promote the Mikrophasentrennungs- and crystallization tendency, one obtains a possible embodiment for a melt of very high spontaneous Mikrophasentrennungs- and crystallization tendency. If this melt is fiberized by methods known per se, an amorphous, microheterogeneous fiber with aggregate thicknesses in the range of 1.5 to 3 nm is formed in dense distribution in the matrix glass. These areas could be clearly localized by X-ray small angle scattering studies, while in a basalt fiber such microheterogeneities were undetectable.

Die oxidische Zusammensetzung dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fasern besteht zu mindestens 85 Ma.-% aus der Oxiden des Grundsystems Na2O-MgO-FeO-FeJOj-AI2Oj-SiO2 und zu mindestens 4Ma.-% aus Fluorid zur Förderung der Mikrophasentrennungs- und Kristallisationsneigung. Dazu können weitere, diesen Prozeß fördernde Komponenten und verträgliche Oxide, wie TiO2 0,01-5, ZrO2 0,01-2, Li2O 0,01-2, Cr2O3 0,01-2, NiO 0,01-4, B2O3 0,01-4, Cu2O 0,01-2, CaO 0,01-5, MnO 0,01-2, K2O 0,01-5 einzeln odei als Mischung zugesetzt werden, wobei die Gesamtmenge der Mischung 11 Ma.-% nicht übersteigen soll.The oxide composition of this embodiment of the fibers according to the invention consists of at least 85% by mass of the oxides of the basic system Na 2 O-MgO-FeO-FeJOj-Al 2 Oj-SiO 2 and at least 4Ma. % of fluoride to promote microphase separation and crystallization tendency. For this purpose, further, this process promoting components and compatible oxides such as TiO 2 0.01-5, ZrO 2 0.01-2, Li 2 O 0.01-2, Cr 2 O 3 0.01-2, NiO 0 , 01-4, B 2 O 3 0.01-4, Cu 2 O 0.01-2, CaO 0.01-5, MnO 0.01-2, K 2 O 0.01-5 individually or as a mixture are added, the total amount of the mixture should not exceed 11 wt .-%.

Es wurde überraschend gefunden, daß sich derartige mikroheterogene amorphe Fasern durch außergewöhnlich gute mechanische Festigkeiten im Vergleich zu bekannten Mineral- und Glasfasern auszeichnen.It has surprisingly been found that such mikroheterogene amorphous fibers are characterized by exceptionally good mechanical strength compared to known mineral and glass fibers.

Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fasern wurden unter vergleichbaren Bedingungen zu vorgenannten bekannten Mineral- und Glasfasern folgende Zugfestigkeiten bestimmt:In this embodiment of the fibers according to the invention, the following tensile strengths were determined under comparable conditions to the aforementioned known mineral and glass fibers:

Faserprobe Zugfestigkeit (in N/mm2) bei FaserdurchmesserFiber sample Tensile strength (in N / mm 2 ) at fiber diameter

4 6 8 10 12 16 18 20(ίημηι)4 6 8 10 12 16 18 20 (ίημηι)

Beispiel 1 Peispiel 2Example 1 Example 2

Es ist ersichtlich, daß die Zugfestigkeiten dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fasern weit über denen der bekannten Mineral- und Glasfasern liegen. Es wird angenommen, daß neben der Verfestigung des Glasnetzwerkes durch das Grundsystem der entscheidende Beitrag zur Erhöhung der Festigkeit gegenüher den bekannten Fasern durch die spezielle MikroStruktur der erfindungsgemäßen Fasern geleistet wird.It can be seen that the tensile strengths of this embodiment of the fibers according to the invention far exceed those of the known mineral and glass fibers. It is believed that in addition to the consolidation of the glass network by the basic system, the decisive contribution to increase the strength compared to the known fibers is made by the special microstructure of the fibers according to the invention.

Eine weitere wichtige Eigenschaft von Mineral- und Glasfasern, insbesondere unter dem Aspekt der Bindungskräfte in Verbundwerkstoffen, ist deren Oberflächenpotential (Zeta-Potential). Nachfolgend sind die isoelektrischo Punkte (Zeta-Potentia! gleich Null) verschiedener Faserarten in Abhängigkeit vom pH-Wert zusammengestellt:Another important property of mineral and glass fibers, especially under the aspect of bonding forces in composites, is their surface potential (zeta potential). Below are the isoelectric points (Zeta-Potentia! Equal to zero) of different types of fibers depending on the pH-value:

6 2456 245 2 7762,776 2 2A42 2A4 18741874 2 2552 255 16001600 16001600 16001600 n.b.n.d. n.b.n.d. 49584958 17491749 14421442 13421342 925925 992992

casertyp c asertype • Isoelektrischer Punkt »Zota-Potential• Isoelectric point »Zota potential gleich Null) bei pH-Wertequal to zero) at pH Glasfasern mitGlass fibers with höheren SiO2-Gehaltenhigher SiO 2 contents 22 Mineralfasernmineral fibers 4-54-5 erfindungsgemäße Fasernfibers according to the invention 5-65-6

Der isoelektrischo Punkt liegt für die erfindungsgemäßen Fasern überraschend bei fast neutralen pH-Werten zwischen pH 5 und pH 6. Dies stellt eine günstige Voraussetzung dar, da nicht im stark sauren oder alkalischen Bereich gearbeitet werden muß, um günstige Bedingungen hinsichtlich Oberflächenladung und Bindungkräften zwischen Fasern und Matrix zu orziclen. Durch die vorteilhafte Lage der erfindungsgemäßen Fasern besteht sogar die Möglichkeit, bei ausgewählten Matrixwerkstoffen auf Oberflächenbehandlungen der Fasern zur Einstellung eines günstigen Zeta-Potentiales zu verzichten.The isoelectric point for the fibers according to the invention is surprisingly at almost neutral pH values between pH 5 and pH 6. This represents a favorable prerequisite since it is not necessary to work in the strongly acidic or alkaline range in order to obtain favorable conditions with regard to surface charge and bonding forces between fibers and orziclen matrix. Due to the advantageous position of the fibers according to the invention, it is even possible to dispense with selected matrix materials on surface treatments of the fibers to set a favorable zeta potential.

Die erfindungsgemäßen Fasern zeichnen sich weiterhin durch gute chemische Beständigkeiten gegenüber der Einwirkung von alkalischen Medien aus. Im Vergleich zu einem C-Glas 770 tox zeigen die erfindungsgemäßen Fasern im Kontakt mit einem Gemisch (1:1) aus 1 N NaOH und 1 N Na2CO3 χ 10 H7O über 1,5 Stunden bei einer Temperatur von 750C folgenden Massevarlust:The fibers according to the invention are furthermore distinguished by good chemical resistance to the action of alkaline media. In comparison to a C-glass 770 tox, the fibers according to the invention show contact with a mixture (1: 1) of 1 N NaOH and 1N Na 2 CO 3 χ 10 H 7 O over 1.5 hours at a temperature of 75 ° C following mass bustle:

Fasertyp Masseverlust in mg/cm'Fiber type mass loss in mg / cm '

C-Glas770tex 0,17C glass 770tex 0.17

Beispiel 2 0,12Example 2 0.12

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben werden:The invention will be described below with reference to exemplary embodiments:

Beispiel 1:Example 1:

Ein Rohstoffgemisch aus 39,9Ma.-% Haldensand, 13,1 Ma.-% Rotschlamm, 25,7Ma.-% Serpentinmehl, 8,0Ma.-% Soda wird mit 11,8Ma.-% Kryolith versetzt und 50Ma.-% Abfallglas analoger Zusammensetzung zugegeben. Das Gemisch wird bei 1380°C erschmolzen und anschließend bei 1350°C zerfasert. Die erhaltenen Fasern besitzen folgende chemische Zusammensetzung: (inA raw material mixture of 39.9Ma .-% tail sand, 13.1 Ma .-% red mud, 25.7 Ma .-% serpentine, 8.0 Ma .-% soda is mixed with 11.8Ma .-% cryolite and 50Ma .-% Waste glass analog composition added. The mixture is melted at 1380 ° C and then defibrated at 1350 ° C. The resulting fibers have the following chemical composition: (in

SiO2 48,5, AI2O313,3, MgO 10,1, Fe2O3 ges. 9,6, Na,0 12,4, K2O 0,6, Fluorid 7,0, CaO 0,7, TiO2 0,5 und Cr2O3, NiO, ZrO2, Li2O in Spuren.SiO 2 48.5, Al 2 O 3 13.3, MgO 10.1, Fe 2 O 3 sat. 9.6, Na, O 12.4, K 2 O 0.6, fluoride 7.0, CaO 0.7, TiO 2 0.5 and Cr 2 O 3 , NiO, ZrO 2 , Li 2 O in traces.

Die Fasern enthalten Mikroheterogenitäten von 2,1 nm Durchmesser und weisen eine Zugfestigkeit bei 8pm Faserdurchmesser von2244N/mm:auf.The fibers contained microheterogeneities of 2.1 nm in diameter and have a tensile strength at 8pm fiber diameter von2244N / mm on.

Beispiel 2Example 2

Ein Rohstoffgemisch aus 47,5Ma.-% Haldensand, 11,8Ma.-% Rotschlamm, 28,2Ma.-% Serpentinmehl und 9,2Ma.-% Soda wird mit 9,8 Ma.-% Kryolith versetzt sowie 30 Mu.-% Abfallglas analoger Zusammensetzung zugogeben. Das Gemisch wird bei 137O0C erschmolzen >. nd anschließend zi/rfasert. Die orhaltenen Fasern besitzen einen mittleren Durchmesser von 12\im und zeigen Mikroheterogenu.-'en von 2,<.'nm. Sie besitzen eine Zugfestigkeit bei 8 pm Faserdurchmesser von 4958N/mm2, ihr isoelektrischer Punkt liegt bei (M 5,6.A raw material mixture of 47.5% by weight of tail sand, 11.8% by weight of red mud, 28.2% by weight of serpentine flour and 9.2% by weight of soda is mixed with 9.8% by weight of cryolite and 30 μl. % Waste glass of analogous composition. The mixture is melted at 137O 0 C>. and then fibrillates. The ornate fibers have an average diameter of 1 2 μm and show microheterogenesis of 2, <. 'Nm. They have a tensile strength at 8 pm fiber diameter of 4958N / mm 2 , their isoelectric point is (M 5.6.

Die chemische Zusammensetzung der Fasern beträgt (in Ma.-%):The chemical composition of the fibers is (in% by mass):

SiO249,0, AI2O310,1, MgO9,9, Fe2O3ges. 9,0, Na2010,9; K2O0,7, Fluorid 5,3, CaO0,8, Li2O 0,05, TiO20,4, MnO0,02, Cr2O30,2, NiO, ZrO2 in Spuren.SiO 2 49.0, Al 2 O 3 10.1, MgO9.9, Fe 2 O 3 sat. 9.0, Na 2 010.9 ; K 2 O 0.7, fluoride 5.3, CaO 0.8, Li 2 O 0.05, TiO 2 0.4, MnO 0.02, Cr 2 O 3 0.2, NiO, ZrO 2 in traces.

Beispiel 3Example 3

Ein Rohstoffgemisch aus 34,9Ma.-% Haldensand, 21,1 Ma.-% Rotschlar.m, 25,9Ma.-% Serpentinmehl und 5,1 Ma.-% Soda w.d mit 11,4 Ma.-% Kryolith versetzt sowie 40 Ma.-% Abfallglas gleicher Zusammensetzung zugegeben. Das Gemisch wird bei 138O0C erschmolzen und anschließend zerfasert. Die erhaltenen Fasern zeigen die analoge mikroheterogene Struktur, verbunden mit hohen Zugfestigkeiten.A raw material mixture of 34.9Ma .-% tail sand, 21.1 Ma .-% Rotschlar.m, 25.9Ma .-% serpentine and 5.1 Ma .-% soda wd mixed with 11.4 Ma .-% cryolite and 40% by weight waste glass of the same composition was added. The mixture is melted at 138O 0 C and then defibered. The fibers obtained show the analogous microheterogeneous structure, combined with high tensile strengths.

Ihre chemische Zusammensetzung betrug (in Ma.-%):Their chemical composition was (in% by mass):

SiO2 57,1, AI2O2 8,3, MgO 10,2, Fe2O3 gas. 10,1, Na2O 8,3, K2O 0,5, Fluorid 6,9, CaO 0,5, TiO2 0,7, Spuren von Cr2O3, NiO, ZrO2.SiO 2 57.1, Al 2 O 2 8.3, MgO 10.2, Fe 2 O 3 gas. 10.1, Na 2 O 8.3, K 2 O 0.5, fluoride 6.9, CaO 0.5, TiO 2 0.7, traces of Cr 2 O 3 , NiO, ZrO 2 .

Claims (11)

1. Silikatglasfaser, dadurch gekennzeichnet, daß sie irn gesamten Faservolumen amorphe Mikrohetarogenitäten in einer Größe vor, 1,5-5nm aufweist.1. silicate glass fiber, characterized in that it has in the total fiber volume amorphous microhetargenes in a size before, 1.5-5nm. 2. Silikatglasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Rohstoffgemisch für eine Schmelze hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung, bestehend zu mindestens 85Ma.-% aus den Oxiden dos Grundsystems Na2O-MgO-Fe2O3-AI2O3-SiO2 unter Hinzusetzung von wenigstens 4 Ma.-% Huorid besteht.2. silicate glass fiber according to claim 1, characterized in that from a raw material mixture for a melt high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency, consisting of at least 85Ma .-% of the oxides of the basic system Na 2 O-MgO-Fe 2 O 3 -AI 2 O 3 -SiO 2 with the addition of at least 4 wt .-% Huorid. 3. Silikatglasfaser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Rohstoffgemisch für eine Schmelze hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung, bestehend aus3. silicate glass fiber according to claim 1 and 2, characterized in that it consists of a raw material mixture for a melt high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency, consisting of 35 bis 45Ma.-% Haldensand,
10 bis 45 Ma.-% Serpentinmehl,35 to 45Ma .-% heap of sand
10 to 45% by weight serpentine flour, 1 bis 30Ma.-% Rotschlamm und1 to 30Ma .-% Red mud and 1 bis15Ma.-%Soda1 to 15 mass% soda unter Hinzusetzung von
8 bis 15 Ma.-% Kryolithwith the addition of
8 to 15% by weight of cryolite erschmolzen und ohne Reewärmung als mikroheterogene Faser ausgeformt sind.melted and formed without reheating as a micro-heterogeneous fiber. 4. Silikatfaser nach Anspn.ch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Rohstoffgemisch für eine Schmelze hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung besieht, dem als weitere Bestandteile (in Ma.-%)4. silicate fiber according to Anspn.ch 1-3, characterized in that it looks from a raw material mixture for a melt high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency, which as further constituents (in Ma .-%) TiO2 0,01-5, ZrO2 0,01-2, Li2O 0,01-2, Cr2O3 0,01-2, NiO 0,01-4, B2O3 0,01-4, Cu2O 0,01-2, CaO 0,01-5, MnO 0,01-2, K2O 0,01-5TiO 2 0.01-5, ZrO 2 0.01-2, Li 2 O 0.01-2, Cr 2 O 3 0.01-2, NiO 0.01-4, B 2 O 3 0.01- 4, Cu 2 O 0.01-2, CaO 0.01-5, MnO 0.01-2, K 2 O 0.01-5 einzeln odor als Mischung zugesetzt sind, wobei die Gesamtmenge der weiteren zugesetzten Bestandteile 11 Ma.-% nicht übersteigt.individually odor are added as a mixture, wherein the total amount of further added ingredients does not exceed 11 wt .-%. 5. Silikatglasfaser nach Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen isoelektrischen Punkt zwischen pH 5 und 6 aufweist.5. silicate glass fiber according to claim 2-4, characterized in that it has an isoelectric point between pH 5 and 6. 6. Verfahren zur Herstellung von S'likatfasern, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohstoffgemisch für eine Schmelze hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung angefertigt, nachfolgend erschmolzen und die Schmelze zu einer ohne jegliche Reerwärmungsbehandlung mikroheterogenen Faser geformt wird.6. A process for the preparation of S'likatfasern, characterized in that the raw material mixture made for a melt high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency, subsequently melted and the melt is formed into a microheterogeneous without any rewarming treatment fiber. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohstoffgemisch für eine Schmelze hoher spontaner Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung zu mindestens 85 Ma.-% aus den Oxiden des Grundsystems Na2O-MgO-FeO-Fe2O3-AI2O3-SiO2 zusammengesetzt und diesem zur Erzielung einer hohen Mikrophasentrennungs- und/oder Kristallisationsneigung der Schmelze wenigstens 4 Ma.-% Fluorid zugesetzt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the raw material mixture for a melt high spontaneous Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency to at least 85 wt .-% of the oxides of the basic system Na 2 O-MgO-FeO-Fe 2 O 3 -AI 2 O 3 -SiO 2 composed and this is added to achieve a high Mikrophasentrennungs- and / or crystallization tendency of the melt at least 4 wt .-% fluoride. 8. Verfahren gemäß Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als mögliche Ausführungsform ein Rohstoffgomisch bestehend aus8. The method according to claim 6 and 7, characterized in that as a possible embodiment of a raw material mixture consisting of 35 bis 45Ma.-% Haldensand,
10 bis45Ma.-% Rotschlamm,35 to 45Ma .-% heap of sand
10 to 45Ma .-% red mud, 1 bis 30Ma.-% Serpeniinmehl und1 to 30% by weight of serpeniin flour and 1 bis 15Ma.-%Soda1 to 15Ma .-% soda hergestellt wird und diesem 8 bis 15 Ma.-% Kryolith zugesetzt werden.is prepared and this 8 to 15 wt .-% cryolite are added. 9. Verfahren gemäß der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohstoffgemisch als weitere Bestandteile (in Ma.-%) TiO2 0,01-5, ZrO2 0,01-2, Li2O 0,01-2, Cr3O3 0,01-2, NiO 0,01-4, B2O3 0,01-4, Cu2O 0,01-2, CaO 0,01-5, MnO 0,01-2, K2O 0,01-5 einzeln oder als Mischung zugesetzt werden, wobei die Gesamtmenge der Mischung 11 Ma.-% nicht übersteigen soll.9. The method according to claims 6 to 8, characterized in that the raw material mixture as further constituents (in Ma .-%) TiO 2 0.01-5, ZrO 2 0.01-2, Li 2 O 0.01-2 , Cr 3 O 3 0.01-2, NiO 0.01-4, B 2 O 3 0.01-4, Cu 2 O 0.01-2, CaO 0.01-5, MnO 0.01-2 , K 2 O 0.01-5 are added individually or as a mixture, wherein the total amount of the mixture should not exceed 11% by mass. 10. Verfahren gemäß der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine /erfahrensstufe zur Oberflächenmodifizierung zur Einstellung des Zeta-Potentials der Fasern wahlweise verzichtet wird.10. The method according to the claims 7-9, characterized in that is optionally omitted on a / procedural stage for surface modification for adjusting the zeta potential of the fibers. 11. Verfahren gemäß der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohstoffgemisch bis zu 50 Ma.-% Abfallglas gleicher Zusammensetzung zugesetzt wird.11. The method according to claims 6 to 9, characterized in that the raw material mixture up to 50 wt .-% waste glass of the same composition is added. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Silikatglasfassi mit verbesserten mechanischen und Oberflächeneigenschaften, die insbesondere als Verstärkungsfaser für Verbundwerkstoffe, beispielsweise an Stelle von Asbestfasern in Verschleiß- und Reibwerkstoffen sowie Dichtungsmaterialien, aber au:h zur Verstärkung ausgewählter Baustoffe Anwendung findet sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to a silicate glass keg with improved mechanical and surface properties, which is used in particular as a reinforcing fiber for composites, for example in place of asbestos fibers in wear and friction materials and sealing materials, but also for reinforcing selected building materials and a method for their preparation. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Fasern aus anorganisch-nichtmetallischen Werkstoffen haben sich ein breites Anwendungsfeld erobert. Mineral- und Glasfasern nehmen darin eine wichtige Rolle ein, sei es für Wärmedämmungszwecke oder als Verstärkungsfasern für Plsstwerkstoffe, anorganische Baustoffe, wie Gips und zunehmond auch für zementgebundene Baustoffe. Aus dieser allgemeinen Bedürfnislage resultieren zahlreiche Bemühungen zur Entwicklung der stofflichen Zusammensetzungen, Eigenschaften und "erfahren zur Herstellung dieser Fasern Eine wichtige Zielrichtung stellt dabei die Ablösung von Asbest in Hitzeschutzbekleidung asbestverstärkten Baustoffen sowie Reib- und Verschleißwerkstoffen dar (DE 2938421, DD 237434). Für Massenfasern spielt die technologische Vereinfachung des Herstellungsverfahrens, der Einsatz kostengünstiger mineralischer Rohstoffe sowie niedrige Schmelz- und Verarbeitungstemperaturen eine herausragende Rolle. Deshalb widmen zahlreiche Entwicklungen diesen Zielen ihre besondere Aufmerksamkeit (DD 77284, DD 237434, DE 2938421, DE 3241VdIS). Bezüglich des kostengünstigen Rohstoffeinsatzes nehmen der Einsatz von Basalten (DD 77284, DE 2938421), von komplexen natürlichen miner?'-sehen Rohstoffzusammensetzungen, wie Diabas, Chlorit, Tonschiefermehl und Plagioklas (DD 2J7434) sowie von Industriaanfallstoffen in Form verschiedener Hüttenschlacken (DD 62248) eine Spitzenstellung ein. Für eine Erweiterung der Anwendung im thermischen Bereich reduziert man in der DE 1815244 Alkalimetall- und Erdalkalimetalloxide zugunsten von Fe2O3 jnd FeO, wobei der Anteil an Fe2O3 wesentlich über dem des FeO liegt. Andere Wege geht man in der DE 293f-i21 und dem DD 237434, wo9 man die nach der Faserbildung glasig-amorphe Faser durch eine Wiedererwärmung bis in den Keimbildungs- und Kristallisationsbereich in eine glasig-kristalline Faser umwandelt und so die Faserform gegen frühzeitige Erweichung bei thermischer Beanspruchung stabilisiert, während nach DE 2954307 vorgeschlagen wird, die thermische Beständigkeit der Fasern durrh Steigerung der Fasererweichiingstemperatur zu erhöhen. Bei der Ausarbeitung der Zusammensetzungen und Verfahren zur Herstellung von Glas- und Mineralfasern wurde als weiteres Entwicklungsziel verfolgt, die zur Formgebung gelangenden Schmelzen im Verarbeitungsbetrieb ausreichend kristallisationsfest zu gestalten, um den Faserbildungsprozeß nicht durch Kristallbildung zu störer, und eine möglichst gute Festigkeit der Fasern zu erreichen (DE 1596768, DE 1815244, DE 2954307, DE 2532842, DE 3245813). Hinsichtlich der mechanischen Festigkeit ist bekannt, daß Glasfasern aus reinem SiO? sowie aus Gläsern in den Grundsystemen MgO-AI2Oj-SiO2 und MgO-CaO-AIjO3-SiO2 die höchsten mechanischen Festigkeiten besitzen, was im mit hohen Bindungskräften zwischen don Glasbausteinen erklärt wird (DE 2532842, DE 1595768). Bekannte Mineralfasern besitzen bei mittleren Faserdurchmessern von 5-7 pm nachfolgend aufgeführte Zugfestigkeitswerte:Fibers made of inorganic-non-metallic materials have conquered a wide range of applications. Mineral and glass fibers play an important role in this, be it for thermal insulation purposes or as reinforcing fibers for plas- tic materials, inorganic building materials such as gypsum and increasingly also for cement-bound building materials. This general need situation results in numerous efforts for the development of the material compositions, properties and experience for the production of these fibers is an important objective is the replacement of asbestos in heat protection clothing asbestos-reinforced building materials and friction and wear materials (DE 2938421, DD 237434) The technological simplification of the manufacturing process, the use of low-cost mineral raw materials and low melting and processing temperatures plays a prominent role.Therefore, numerous developments devote special attention to these goals (DD 77284, DD 237434, DE 2938421, DE 324 1 VdIS) Raw material use take the use of basalts (DD 77284, DE 2938421), complex natural miner? '- see raw material compositions such as diabase, chlorite, Tonschiefermehl and plagioclase (DD 2J7434) and Industriaanfallstoffen in For m different hut slags (DD 62248) a top position. For an extension of the application in the thermal range is reduced in DE 1815244 alkali metal and alkaline earth metal oxides in favor of Fe 2 O 3 and FeO, the proportion of Fe 2 O 3 is significantly higher than that of FeO. Other routes are taken in DE 293f-i21 and DD 237434, where the glassy amorphous fiber after fiber formation is converted to glassy crystalline fiber by rewarming to the nucleation and crystallization area, thereby preventing the fiber from being prematurely softened stabilized thermal stress, while according to DE 2954307 is proposed to increase the thermal stability of the fibers durrh increase the Fasererweichiingstemperatur. In the preparation of the compositions and processes for the production of glass and mineral fibers has been pursued as a further developmental goal to make the shaping melt reaching in the processing plant sufficiently crystallization resistant, so as not to interfere with the fiber formation process by crystal formation, and to achieve the best possible strength of the fibers (DE 1596768, DE 1815244, DE 2954307, DE 2532842, DE 3245813). With regard to the mechanical strength, it is known that glass fibers made of pure SiO? and from glasses in the basic systems MgO-Al 2 Oj-SiO 2 and MgO-CaO-AljO 3 -SiO 2 have the highest mechanical strengths, which is explained with high binding forces between don glass blocks (DE 2532842, DE 1595768). Known mineral fibers have the following tensile strength values for average fiber diameters of 5-7 pm: Fasertyp Zugfestigkeit (N'mm2)Fiber type Tensile strength (N'mm 2 )
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