DE1072367B

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Publication number: DE1072367B
Application number: DENDAT1072367D
Authority: DE
Publication date: 1959-12-31

Description

AUSLEGE'

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\ν··ίΐ:ιιι·. -_'.üitsliiirr wäre die Anwendung von Quarz-..ι·ι·ι·Μ für viele der genannten Zwecke, wobei die hohe .·!■· inisi-lu- Beständigkeit, die Temperaturbeständigkeit mill .Iii- günstigen elektrischen Isolationseigenschaften ■ Ι··- < Jiiarzes zur Geltung kämen. Der Verwendung von * Miarzl'-.iser steht iedoch bisher die Tatsache entgegen, daß (Juarzfaser einmal sehr teuer ist und zum anderen deren Herstellungsprozeß infolge der hierzu notwendigen Temperaturen sehr schwierig ist. AVeiterhin gelingt es nur unter Aufwendung großer technischer Mittel, eine endlose, v.erspinnbare Ouarzfaser zu erzi ugen.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Erzeugung einer Glasfaser, welche die Eigenschaften einer aus Quarzglas erzeugten Faser aufweist, zu deren Herstellung jedoch ein Minimum an technischem Auhvand erforderlich ist und welche als endlose Faser gezogen werden kann. Die Fadenstärke kann entsprechend den Herstellungsbedingungen im Bereich von etwa 0,01 mm bis auf wenige Mikron im Durchmesser liegen.

Gemäß der Erfindung dient als Ausgangsbasis ein Borosilikatglas mit relativ hohem Borsäuregehalt (15 bis 30 Gewichtsprozent B₂O₃) , einem geringen Alkaligehalt (3 bis 12 Gewichtsprozent). wobei die AlkalimetalleLi. Na und K Verwendung finden können, entweder in Mischung oder in reiner Form, weiterhin Al₂O₃ in Konzentrationen bis zu 3 Gewichtsprozent und geringe Mengen an ZrO₉. TiO., und BaO von 0 bis 1 Gewichtsprozent. Der Gehalt des Glases an SiO₂ ist durch die "Restsumme an 100% gegeben.

Dieses Glas ist ideal geeignet, um nach dem Düsen-Zjehverfahreri zu Glasfaden gezogen zu werden. Die Verarbeitungstcmperatur kann im Bereich zwischen 800 und IlOO⁰C liegen. Diese große Temperaturspanne, in welcher eine zum Ziehen des Glases geeignete Viskosität vorhanden ist, ermöglicht es, in Abhängigkeit von der Temperatur und der Abziehgeschwindigkeit des Fadens jede gewünschte Fadenstärke zu erlangen.

Glas zum Herstellen von als Zwischenprodukt dienenden Spinnfasern und Spinnfasergeweben und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anmelder: VEB Spezialglaswerk Einheit, Weißwasser (Oberlausitz), Straße der Einheit 2-24

Dr. Klaus Kühne, Jena, ist als Erfinder genannt worden

Das Glas zeichnet sich ferner durch eine ideale Kristallisationsfestigkeit aus, so daß selbst ein langes Verweilen in dem angegebenen Temperaturbereich zn keiner Störung der Faserproduktion durch entstehende Kristalle führt.

Die Faser kann je nach Verwendungszweck und Stärke entweder als Einzelfaser ohne Zusammen fassung von mehreren Einzelfasern oder als Faser bündel auf entsprechenden Trommeln aufgespult werden. Sollen Feinstfasern, welche aus mehreren Tiinzelfasern bestehen und zur Verarbeitung von Gc weben verwendet werden sollen, hergestellt werden, su muß das Faserbündel, wie allgemein bekannt, mit einem Schmälzmittel behandelt werden. Dieses Schmälzmittel darf nicht wasserabstoßend wirken, sondern muß vielmehr leicht löslich in Alkohol, Tetra chlorkohlenstoff oder einem sonst handelsüblichen Lösungsmittel sein, da der nachfolgende Prozeß sonst unterbunden oder nur unvollkommen durchgeführt werden kann. Die Schmälze selber soll kein wäßriges Medium als Lösungsmittel enthalten.

Die gewonnenen G¹Iasfasern können danach in der üblichen Weise einer Weiterverarbeitung, z. B. der Verarbeitung zu Geweben usw., zugeführt werden. Die fertigverarbeiteten Spinnfasern werden darauf einer bereits bekannten thermischen und chemischen Behandlung unterworfen, wobei nahezu alle Komponenten des Ausgangsglases aus der Faser entfernt werden und lediglich Kieselsäure sowie gewisse Restmengen von B₂O₃, Li₂O, Na₂O und/oder K₂O sowie ZrO₂, TiO₂ und BaO in Konzentrationen von nicht mehr als insgesamt 4°/o verbleiben. Die so erhaltenen porösen Fasern bzw. Gewebe werden nunmehr einem

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Claims

Sinterprozeß bei etwa 850 bis 900° C unterworfen, wobei die Porosität verschwindet und eine homogene Glasfaser mit einem Gehalt von mindestens 96°/oSi02 entsteht. Das für Feinstfasern angewandte Schmälzmittel 5 muß so beschaffen sein, daß es entweder bei der Wärmebehandlung zum Zwecke einer Entmischung des Ausgangsglases im Bereich von 480 bis 550° C restlos zersetzt wird, ohne auf der Faser einen Rückstand zu hinterlassen, oder daß es vorher durch ein ge- ίο eignetes, nichtwäßriges Lösungsmittel entfernt werden kann. Soll eine Faser erzeugt werden, welche einen höheren Gehalt an SiO2 als 96% aufweist, z.B. für elektrisches Isolationsmaterial usw., so wird die ausgelaugte Glasfaser einer weiteren Behandlung gemäß Patent 11062, »Verfahren zur Herstellung von Quarzglas«, in einem Autoklav unterworfen. Die für die Autoklavenbehandlung erforderliche Zeit erstreckt sich lediglich über 1 bis 2 Stunden, wobei der gemäß dem Druck-Temperatur-Diagramm von Wasser angegebene Druck nicht höher als 15 atü und nicht niedriger als 5 atü bei der zugehörigen Temperatur sein soll. Die nach dem Sintern erhaltene Faser zeigt nunmehr einen SiO2-Gehalt von etwa 99%. Die so erhaltenen Ouarzglasfasern zeigen eine Temperaturbeständigkeit von maximal 1000° C, während Fasern ohne Autoklavenbehandlung bis etwa 900° C erwärmt werden können. Bei extrem dünnen Fasern liegen die Maximaltemperaturen jedoch höchstens um 100° C niedriger. Die Anwendung der Erfindung ist nicht nur auf Glasfasern, welche nach dem Düsenziehverfahren hergestellt werden, beschränkt, sondern sie läßt sich auch auf Glasfasern und Glaswolle anwenden, welche nach irgendeinem anderen Verfahren erzeugt werden und deren Glaszusammensetzung und Verarbeitung den angegebenen Merkmalen entspricht. Patentansprüche: 40

1. Glas zum Herstellen von als Zwischenprodukt dienenden Spinnfasern und Spinnfasergeweben, die zwecks Herstellens quarzähnlicher Fasern einer thermischen und chemischen Behandlung unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß es in Gewichtsprozenten aus 55 bis 85% Kieselsäure, 15 bis 30%Borsäure, 3 bis 12% Alkalioxyd, 0,5 bis 3% Aluminiumoxyd und Obis 1% Zirkon-, Titan- und Bariumoxyd besteht.

2. Verfahren zum Herstellen von Spinnfasern und Spinnfasergeweben aus einem Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Verarbeitungstemperatur (Ziehtemperatur beim Verspinnen) zwischen 800 und IlOO⁰ C und ein Temperaturintervall der Verarbeitbarkeit von mindestens 250° C

3. Verfahren zum Herstellen von Spinnfasern und Spinnfasergeweben aus einem Glas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Schmälzmittels bei Feinstspinnfasern mit zusammengefaßten Fäden, das entweder bei Temperaturen um 500° C restlos zerstörbar oder aber verdampfbar oder in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel lösbar ist.

4. Verfahren zum Herstellen von quarzähnlichen Spinnfasern und Spinnfasergeweben aus einem Glas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nahezu alle Flußmittel und sonstigen Zusätze zum Ausgangsglas durch einen Reinigungsprozeß nach der Verarbeitung der Spinnfaser aus dieser herausgelöst werden, wobei das nach einem bekannten Verfahren ausgelaugte poröse Glas zur weiteren Reinigung einer Autoklavbehandlung unterworfen wird, so daß die fertige Glasspinnfaser einen SiO₂-Gehalt von mindestens 98 bis 99% aufweist und in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften der aus Quarzglas erzeugten Faser nahezu gleichwertig ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 744 460; Patentschrift Nr. 11 062 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands.

BAD ORIGINAL