DE1421938B2

DE1421938B2 - Verfahren zur Herstellung von Glasfasern mit einem hohen Kieselsäuregehalt durch Auslaugen

Info

Publication number: DE1421938B2
Application number: DE19611421938
Authority: DE
Inventors: Eugene C. S. La Fuenta Calif. Wang (V.St.A.)
Original assignee: Hitco, Los Angeles, Calif. (V.St.A.)
Priority date: 1960-08-22
Filing date: 1961-08-07
Publication date: 1970-11-19
Also published as: GB946031A; DE1421938A1; US3262767A; CH435581A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern mit einem hohen Kieselsäuregehalt durch Auslaugen, Waschen und Erhitzen der Glasfasern.

Es ist bekannt, glasartige Kieselsäureerzeugnisse mit einem hohen Kieselsäuregehalt herzustellen, und zwar in der Weise, daß aus dem glasartigen Werkstoff die nicht siliciumhaltigen Oxide entfernt werden. Dies kann beispielsweise durch Auslaugen geschehen. In den meisten Fällen bestehen die glasartigen Kieselsäureerzeugnisse vorzugsweise aus Fäden mit geringem Durchmesser. Der Durchmesser reicht dabei von weniger als 1 μΐη bis zu mehreren μΐη, während der Kieselsäuregehalt der Fasern, bezogen auf das entwässerte Grundmaterial, zwischen 90⁰Ao und darüber schwankt.

Glasartige Kieselsäureerzeugnisse, wie beispielsweise stark kieselsäurehaltige Fasern, werden auf Grund einer Reihe von augezeichneten Eigenschaften bei hohen Temperaturen in breitem Umfange verwendet. Diese Fasern besitzen hohe Schmelzpunkte, sind chemisch außerordentlich stabil und können ohne Schwierigkeiten in Fertigungserzeugnisse eingearbeitet werden. Gebilde, welche derartige Fasern enthalten, können während kurzer Zeitspannen als Oberflächenwerkstoffe bei Temperaturen bis zu 8300° C verwendet werden. Ferner kommt eine Verwendung derartiger Fasern in Isolierschichten, zur Isolierung von Thermoelementen, als Filterelemente od. dgl. in Frage.

Es ist oft schwierig, beim Auslaugen glasartiger Werkstoffe zur Entfernung der nicht siliciumhaltigen Oxide die gewünschten und beständig die gleichen physikalischen Eigenschaften zu erzielen. Der Auslaugungsvorgang wird von sehr vielen Faktoren beeinflußt. Unter anderem wird er von der Art und Konzentration des Auslaugungsmittels, von der Art des benutzten Ausgangsmaterials und von der Dauer und der Temperatur des Auslaugungsmittels beeinflußt. Änderungen bei diesen und anderen Faktoren führen oft zu Unterschieden beim Enderzeugnis, und diese Unterschiede können die Qualität des Erzeugnisses in mancher Hinsicht sehr beeinflussen. Im allgemeinen kann man diese Qualitätsunterschiede in Werten für die Bruchfestigkeit, für die Struktur, für die Geschmeidigkeit und für die Verarbeitbarkeit der Fasern ausdrücken. Ein Gewebe mit gleichmäßig weicher — als Gegensatz zu teilweise spröder — Struktur ist aus vielen Gründen vorteilhaft.

Das weiche Material hat größere Abriebfestigkeit und kann daher weniger vorsichtig und schneller verarbeitet werden. Dieser Werkstoff kann z. B. gefaltet werden, ohne dadurch wesentlich an Festigkeit zu verlieren, während spröder Werkstoff nach dem Falten wesentlich geringere Festigkeit zeigt. Höhere Bruchfestigkeiten sind auch bei nahezu allen praktischen Verwendungsfällen der Fasern erwünscht. Die Kieselsäurefasern sind zwangläufig schwächer als die ursprünglichen Glasfasern, und es ist normalerweise erwünscht, dessen Festigkeitsverlust möglichst klein zu halten.

Es ist auch sehr wichtig, daß das hergestellte Erzeugnis in sich von gleichmäßiger Qualität ist und daß die Qualität der aus einem Verfahren hervorgehenden Erzeugnisse gleichbleibt. Bei der industriellen Erzeugung hochgradig kieselsäurehaltiger Gewebe z. B. werden die Gewebematerialien oft zu Rollen verarbeitet, deren Struktur und Festigkeit auf der ganzen Rollenlänge im wesentlichen gleich sein muß.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren zur Herstellung von Glasfasern mit einem hohen Kieselsäuregehalt durch Auslaugen, Waschen und Erhitzen der Glasfasern zur Verfügung zu stellen. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß den Glasfasern vor dem Erhitzen kleine SiO₂-Partikeln zugesetzt werden.

ίο Vorzugsweise werden dabei die SiO₂-Partikeln dem Auslaugemittel zugesetzt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform verwendet man SiO₂-Partikeln mit einem Durchmesser von weniger als 100 μπι. Ferner kann man gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dem Auslaugemittel eine Dispersion hydratisierter SiO₂-Partikeln in einer Konzentration von weniger als 1 Gewichtsprozent und mit einem Partikeldurchmesser von weniger als 50 μπι zusetzen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, SiO₂-Partikeln mit einem Durchmesser von etwa 1 μπι zu verwenden und die SiO₂-Partikeln in einer Konzentration von 0,01 Gewichtsprozent einzusetzen.

Die Glaserzeugnisse, die bei der Durchführung der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, haben normalerweise die Gestalt von Glasfasern. Wie es im USA.-Patent 2 491 761 beschrieben ist, bestehen diese vorzugsweise aus hochgradig aluminiumoxidhaltigen, hochgradig kalkhaltigen Glasarten, da diese sich beson^ ders gut zur Herstellung von Fasern mit hohem Kieselsäuregehalt durch Auslaugung eignen. Wie in dem obengenannten Patent jedoch dargelegt wurde, können auch andere Glasarten verwendet werden, wenn der Auslaugungsvorgang entsprechend angepaßt wird. Die als Ausgangsprodukt verwendeten Fasern haben einen Durchmesser von 1 μΐη oder weniger bis etwa 0,0254 mm. Die Fasern können als lose Masse, in Form von Watte oder als Tauwerk, als Garn oder in anderer laminierter Form verwendet werden.

Um ein praktisches Anwendungsbeispiel darzustellen, befaßt sich diese Darlegung mit zu Stoffen verwebten laminierten Fasern; obwohl sich die erfindungsgemäßen Verfahren ebenso gut auf andere Fasern und Erzeugnisse beziehen.

Glasartige, hochgradig kieselsäurehaltige Gewebe werden insbesondere verbreitet zur thermischen und elektrischen Isolierung, als Schutzmittel gegen Abtragung (Erosion), zur Filterung von heißen Gasen und geschmolzenem Metall und für andere Verwendungszwecke benutzt. Zugleich bereiten jedoch die Gewebe während des Auslaugungsvorganges besonders große Probleme. Es wird normalerweise gefordert, daß die Werkstoffe hohe und gleichmäßige Festigkeit zeigen, frei von Sprödigkeit, abriebfest und gut verarbeitbar sind. Die Verarbeitbarkeit, die Art, wie sie sich anfühlen, und andere für Gewebe spezifische Eigenschaften sind wesentlich von der Art abhängig, in der hochgradig kieselsäurehaltige Gewebe anschließend mit einem Harzüberzug oder auf andere Weise imprägniert sein können. Daher stellt der Gewinn an besseren Eigenschaften und an Gleichförmigkeit, der bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung an dem Gewebewerkstoff erzielt wird, die Anwendung der Erfindung im kritischsten, aber zugleich auch im nützlichsten Zusammenhang dar. Der

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gleiche Gewinn ergibt sich selbstverständlich mehr Kieselsäuregehalt vollzogen ist, werden die Gewebe

oder weniger auch bei anderen Werkstoffarten. aus dem Auslaugungsmittel herausgenommen und

Die zur Auslaugung der nicht siliciumhaltigen gewaschen. Gewöhnlich liegt der gewünschte Kiesel-Oxide aus dem gläsernen Ausgangsprodukt benutz- Säuregehalt über 99 °/o SiO₂, bezogen auf den entwästen Säuren können irgendwelche organischen oder 5 serten Werkstoff. Es wird so lange bei mehrfachem anorganischen aktiven Säuren sein, welche mit den Wechsel des Waschwassers gewaschen, bis das Maglasbildenden Oxiden, ausgenommen SiO₂, reagieren. terial vollständig frei von Säure und Salzen ist. Das So kann unter anderem HCl, H₂SO₄, HNO₃, Acetyl- Wasser kann mit einem pH-Wert von 3 bis 5 leicht säure und Chloracetylsäure verwendet werden. Beim angesäuert sein. Nach dem Waschen kann die Masse vorliegenden Beispiel wird die Verwendung von HCl io des überschüssigen Wassers entfernt werden, und insofern vorgezogen, als die aus dem hochgradig die ausgelaugten Gewebe können dann bei 94° C kalkhaltigen Glas entstehenden Chloridsalze in der getrocknet werden, bis die verbleibende überschüssige Säure löslich sind. Der Säuregehalt kann sehr stark, Feuchtigkeit entfernt ist.

etwa von 0,1 bis 5 η und mehr variieren, Vorzugs- Normalerweise ist es erwünscht, die Fasern naheweise wird jedoch eine Säure verwendet, die so stark 15 zu ganz zu entwässern und durch Hitze einzuwie eben möglich ist, ohne daß die Säure so dick- schrumpfen, indem man die Gewebe bei Temperaflüssig wird, daß die Durchströmung der Fasern des türen im Bereich von 980° C erhitzt. Die Erhitzungs-Glases behindert würde. Zum Beispiel kann 14%ige temperatur kann für die Dauer von wenigen Minuten HCl benutzt werden, und um die Wirksamkeit der bis hinauf zu annähernd 1 Stunde aufrechterhalten Saure zu verstärken, kann diese auf einer Tempe- 20 werden, und das Hydrationswasser sowie absorbiertes ratur von mehr als 38° C, jedoch unter dem Siede- Wasser wird im wesentlichen ausgetrieben. Nach der punkt, gehalten werden. So wird" die Säure für das Entfernung dieses Wassers wird wieder einiges vorliegende Beispiel vorzugsweise zwischen 60 und Wasser resorbiert, ohne daß dadurch die Qualität des 94° C gehalten. Werkstoffes beeinträchtigt wird. Die Einschrumpfung

Die Auslaugungszeitdauer hängt von sehr vielen 25 ist ein nicht umkehrbarer Vorgang und führt nor-"

Faktoren ab, nämlich von dem Verhältnis des Aus- malerweise zu einer,Verringerung der Oberfläche

gangsglasmaterials zur Säure, vom Kieselsäuregehalt von mehr als 14, meist 25 °/o.

des Glases, von der Art des Glases, von der Kon- Sowohl vor als auch nach der Einschrumpfung

zentration der Säure und von der Temperatur der durch Hitze kann eine wesentliche Verbesserung des

Säure. Es können Auslaugungszeiten von 1 bis 30 Zustandes der Fasern beobachtet werden. Die Ge-

40 Stunden angewendet werden, wobei die Zeitdauer webe erscheinen locker, wobei die einzelnen Fasern

von der Dicke des gewebten Materials, von der Tem- voneinander getrennt sind und sich gegenseitig nicht"

peratur und Konzentration der Säure, vom Verhält- behindern.

nis Glas zu Säure, von der Geschwindigkeit, mit der Stellt man Vergleiche zwischen einer ausreichend die Säure hindurchbewegt wird, und von anderen 35 großen Zahl von Proben an, so zeigen die nach den Faktoren abhängt. Während der Auslaugung können oben beschriebenen Verfahrensschritten hergestelldie Gewebe periodisch, z. B. jede Stunde, gewendet ten glasartigen, kieselsäurehaltigen Erzeugnisse merkwerden, um die Säure von den Fasern abfließen zu lieh bessere Eigenschaften. Über ihr lockeres Gelassen und so im Wechsel frische Säure auf die füge, ihre Geschmeidigkeit und ihre verbesserte Ver-Faseroberfläche zu bringen und schnelle, gleich- 4° arbeitbarkeit hinaus zeichnen sich die Gewebe noch mäßige Ausscheidung zu gewährleisten. durch geringe Sprödigkeit aus. Hinsichtlich der phy-

Ein wesentliches Merkmal gemäß der vorliegen- sikalischen Eigenschaften zeigt sich ein deutlicher den Erfindung liegt in der Verwendung sehr kleiner Gewinn an Bruch-, Knitter- und Abriebfestigkeit. SiO₂-Partikeln, um den physikalischen Zustand der Die Bruchfestigkeit in kg pro cm² steigt um mindeeinzelnen Fasern abzuändern. Bei einem speziellen 45 stens annähernd 2O°/o. Darübe-r hinaus wird nach Ausführungsbeispiel können die SiO₂-Partikeln im einer vorsätzlichen Faltung des Werkstoffes keine ganzen Auslaugungsmittel verteilt sein. Wenn auch, Verringerung der Bruchfestigkeit festgestellt, wähwie weiter unten im einzelnen noch beschrieben rend "die bisher verfügbaren glasartigen hochgradig wird, die Anwendung in einer Reihe verschiedener kieselsäurehaltigen Gewebeerzeugnisse nach einer Formen geschehen kann, benutzt man doch Vorzugs- 50 Faltung- einen Bruchfestigkeitsverlust von mehr als weise eine kolloidale Kieselsäuresuspension. Eine be- 50 °/o zeigten. In gleicher Weise beginnen spröde sonders geeignete Form der kolloidalen Suspension Werkstoffe, wenn man sie aneinanderreiht, sofort abbesteht aus unverdünntem 3O°/oigem hydratisiertem zubröckeln und faserig zu werden, während die er-SiO₂. Die Größe des Durchmessers der Partikeln findungsgemäß hergestellten Gewebe auch in dieser liegt im Bereich von 1 μΐη, schwenkt dabei aber von 55 Hinsicht deutlich überlegen sind,
weniger als 1 μΐη bis zu vielen μΐη. Die bei diesem Wenn man auch den Zusammenhang, auf Grund Beispiel angewendete Konzentration liegt bei 0,01 % dessen die Kieselsäuredispersion wirksam wird, noch SiO₂, bezogen auf das Gewicht. nicht ausreichend begriffen hat, so sind doch An-

Um eine Verteilung der SiO₂-Partikeln in der zeichen dafür vorhanden, daß die Partikeln mit Hilfe

Auslaugungslösung zu gewährleisten, ist die kolloi- 60 einer elektrostatischen Wirkung eine physikalische

dale Suspension in der ganzen das Auslaugungsbad Trennung der Fasern aufrechterhalten. Es scheint,

bildenden Säure verteilt, und außerdem wird das daß sich die Partikeln wie elektrische Ladungen an-

Auslaugungsmittel umgewälzt, um auch weiterhin die lagern. Wenn deshalb die Partikeln zwischen den

gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten. Man sorgt benachbarten Fasern eingestreut sind und an diesen

dafür, daß die gleichmäßige Verteilung erreicht ist, 65 anhaften, dann sind infolge der gegenseitigen Ab-

bevor das Glas in das Auslaugungsmittel eingetaucht stoßung gleicher Ladungen genügend Abstoßkräfte

wird. vorhanden, um die Fasern voneinander getrennt zu

Wenn die Auslaugung bis zu einem gewünschten halten. Es scheint, daß die Partikeln auf den Fasern

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während des Auslaugungsvorgangs, des darauffolgen- 325er-Masche zu gehen, haben, im Längenmaß ausden Waschvorgangs und schließlich während des Er- gedrückt, einen Durchmesser von 44 μπι oder wenihitzungsvorgangs festgehalten werden. Die Neigung ger. Es wurde weiter gefunden, daß, wenn diese der Fasern, sich aneinanderzuhängen, ist daher aufs größeren Partikeln verwendet werden, unter den äußerste verringert, und entsprechend sind auch die 5 oben beschriebenen Bedingungen SiO₂-Konzentraauf die einzelnen Fasern wirkenden Kräfte aus ge- tionen von annähernd 0,06% angewendet werden gegenseitiger Behinderung aufs äußerste verringert. sollten. Die dispergierten Partikeln sollten so zu-Auch nach dem Einschrumpfen durch Erhitzen sammengesetzt sein, daß sie dem Auslaugungsprozeß bleiben die Fasern frei von gegenseitiger Behinde- widerstehen und daß sie auch dem auf den Ausrung, und das Gewebe bleibt locker und fühlt sich io laugungsvorgang folgenden Erhitzungsvorgang widerweich an, so daß das Gewebeerzeugnis größere Ge- stehen, ohne das Erzeugnis zu verfärben oder auf schmeidigkeit zeigt. andere Weise zu beeinträchtigen. Kieselsäure und

Die so erzielten Ergebnisse sind völlig unerwartet, Kieselsäureverbindungen haben in dieser Hinsicht da kolloidale Kieselsäure, wenn sie als Überzugs- besondere Qualitäten und werden daher bevorzugt, oder Schlichtmaterial verwendet wird, wegen ihrer 15 Wenn auch bei der hier gegebenen Darstellung Fähigkeit bekannt ist, das Rutschen oder Gleiten zu des erfindungsgemäßen Verfahrens die Kieselsäure verhindern. Dahingegen wird hier erreicht, daß ein- dem Auslaugungsmittel beigegeben wurde, so können ander benachbarte Fasern sich ohne gegenseitige Be- doch die Geschmeidigkeit, die Zugfestigkeit und die einträchtigung frei bewegen können. Ein weiteres un- Verarbeitbarkeit gegenüber den bekannten Verfahren erwartetes Merkmal sind die mit gutem Erfolg an- 20 auch dadurch verbessert werden, daß die Kieselgewendeten äußerst niedrigen Konzentrationen. In säure zu einem anderen Zeitpunkt und in anderer einigen Fällen wurde die kolloidale Kieselsäure in Weise vor dem Erhitzen zugegeben wird. Die Disderart niedriger Konzentration verwendet, daß das persion der Partikeln im Sinne der räumlichen VerVerhältnis von Kieselsäure zum Auslaugungsmittel, teilung der Partikeln im ganzen Auslaugungsmittel bezogen auf das Gewicht, 1:160 000 betrug. 25 kann auch durch Anheften der Partikeln an den

Auch andere Erklärungen für die Wirkung der Fasern selbst erfolgen. Das Erzeugnis selbst kann sehr kleinen SiO_o-Partikeln wurden vorgeschlagen. vor dem Auslaugen in kolloidale Kieselsäure ge-So kann es sein, "daß die SiO₂-Partikeln eine Tren- taucht werden, so daß das am Erzeugnis hängende nung der einzelnen Fasern durch eine physikalische Kolloid als Dispersionsmittel verwendet wird. Es Wirkung herbeiführen, sei es durch Bildung eines 30 wurde außerdem gefunden, daß gute Ergebnisse erFilmes auf den Fasern oder durch das Vorhanden- zielt werden, wenn man die kolloidale Kieselsäuje sein der einzelnen Partikeln selbst. Die äußerst ge- auf den Fasern trocknen läßt. Daraus folgt, daß, ringen Konzentrationen, die hier benutzt werden, wenn das von Vorteil ist, die kolloidale Kieselsäure sprechen gegen diese Erklärung. Es kann auch sein, schon während des Ziehens oder vor dem Weben als daß das Vorhandensein der SiO₂-Partikeln eine 35 Überzug auf die Fasern selbst aufgebracht werden chemische Wirkung auf die Auslaugung ausübt. So kann.

etwa, daß sich unter der Wirkung des Auslaugungs- Ein lockeres Erzeugnis, bei dem die einzelnen mittels eine Oberflächenschicht der Kieselsäure in Fasern nicht aneinanderhängen und dadurch eine den Fasern von der Dicke eines Moleküls auflöst. Sprödigkeit verursachen, kann auch erzielt werden, Das Vorhandensein dispergierter SiO₂-Partikeln in 40 wenn vor dem Erhitzen kolloidale Kieselsäure in der Säure könnte dann dazu führen, daß dieser Auf- das Waschmittel gegeben wird. Werden die Partikeln lösungsvorgang begrenzt wird, indem durch sie ein mit Hilfe einer flüssigen Lösung auf diese Weise zuhoher Prozentgehalt aufgelöster Kieselsäure in der gegeben, dann erzielt man dank der Anwesenheit der Säure herbeigeführt wird. Partikeln während des Schrumpfungsvorgangs durch

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren müssen 45 Hitze ein Endergebnis mit verbesserter Struktur und einige Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Bei Bruchfestigkeit. Die gesamte flüssige Lösung kann einem Überschuß an hinzugefügtem Material kann auch aus einer Kieselsäuredispersion bestehen, in die das Auslaugungsmittel in die Form eines Gels über- das Erzeugnis nach dem Waschen und Trocknen, gehen, so daß die Wirksamkeit des Auslaugungsvor- aber vor dem Erhitzen, eingetaucht wird,
ganges eingeschränkt wird. Zuviel Kieselsäure be- 50 Der Fachmann sei noch darauf hingewiesen, daß wirkt, daß das Erzeugnis wie bestäubt aussieht, wäh- die dispergierten SiO,-Partikeln auch auf verschierend die Zugabe von zuviel kolloidalem Mittel offen- dene andere Weise im Auslaugungsmittel erhalten sichtlich zur Bildung eines Kolloidfilmes auf dem werden können. Wenn verhältnismäßig hohe Kon-Erzeugnis führt, so daß das Erzeugnis das Aussehen zentrationen löslicher Kieselsäure im Auslaugungsdes Kolloids erhält. Man benutzt vorzugsweise kollo- 55 mittel vorhanden sind, dann kann man durch Zugabe idale Kieselsäure, die dem Auslaugungsprozeß nicht von Salzen die lösliche Kieselsäure zum Ausfällen wiederholt ausgesetzt war, weil man herausgefunden bringen und auf diese Weise die gewünschten Parhat, daß die Wirksamkeit der Kieselsäure nach tikeln in der Lösung erhalten. Die Partikeln können 100 Stunden nachläßt. auch dadurch erhalten werden, daß man schon zu

Die SiO₂-Partikeln brauchen nicht in kolloidaler 60 Beginn des Auslaugungsvorgangs für das Vorhan-Form zugegeben zu werden, obwohl die Zugabe vor- densein gelöster Kieselsäure sorgt, und zwar so, daß zugsweise in dieser Form erfolgt. Auch ist die An- die Kieselsäurelösung den Sättigungsgrad erreicht hat Wendung der Erfindung nicht auf die oben ange- oder nahezu erreicht hat. Da sich während des Ausgebene Größe der Partikeln beschränkt. Es wurde laugungsvorgangs weitere lösliche Kieselsäure auflöst, gefunden, daß Partikeln, die klein genug sind, um 65 fallen die SiO₂-Partikeln wiederum aus und liefern so durch die 325er-Masche (des Standardsiebes von die gewünschte Partikeldispersion.
Tyler) zu gehen, brauchbare Ergebnisse liefern. Ein gutes Maß für die verbesserte Struktur und Partikeln, die klein genug sind, um durch die die verbesserten physikalischen Eigenschaften dieser

Claims

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Erzeugnisse bietet die Geschmeidigkeit oder die Stei- physikalischen Eigenschaften und wegen der Mögfigkeit des Werkstoffes. Demnach werden unten lichkeit zur Gewichtsersparnis bei Gebilden, in denen Meßergebnisse von Proben angegeben, die unter ver- diese Fasern verwendet werden, von großer Bedeuschiedenen Bedingungen bearbeitet und dann mit tung. Auch die gleichmäßige Qualität des unter An-Standardmessungen ausgewertet wurden. Für diese 5 Wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens herge-Messungen wurden 2,54 · 15,3 cm große Proben aus- stellten Erzeugnisses ist bemerkenswert. Da eine gelaugten und erhitzten Gewebes auf einen Meß- teilweise und periodisch auftretende Sprödigkeit verblock gelegt, der eine horizontale obere Fläche und mieden wird, hat das Endprodukt nur wenig Abfall eine weitere geneigt dazu angeordnete Bezugsfläche und kann leicht in bestimmter Form verarbeitet aufwies, welche gegenüber der horizontalen Fläche io werden. Darüber hinaus wird die Verarbeitung im Winkel von 41° nach unten geneigt war. Die durch die gleichmäßige Qualität wesentlich verein-Probe wurde so auf die horizontale Fläche gelegt, facht. Sollte sich der Werkstoff einmal wellen, dann daß sie mit ihrer Längsachse senkrecht zur Abbiege- ist es dank der verbesserten Struktur leicht möglich, kante zwischen beiden Ebenen lag. Die Proben wur- den Werkstoff wieder geradezurichten,
den dann von einem ebenen Teil von oben gleich- 15 Die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahmäßig festgehalten, wobei dieses ebene Teil die rens befaßt sich in erster Linie mit gewebten Erzeug-Proben gegen die horizontale Fläche festhielt, wäh- nissen, die Fasern mit hohem Kieselsäuregehalt entrend. die Probe in Richtung der geneigten Fläche zu halten. Die Vorteile der Erfindung können jedoch bewegt wurde. Wenn unter diesen Umständen die auch bei anderen Arten glasartiger Kieselsäurewerk-Probe über die Abbiegekante der nach unten ge- 20 stoffe erzielt werden. Kieselsäureflocken bilden z. B. neigten Ebene hinaus wandert, beginnt sich das freie manchmal Klumpen, die die Verwendung der Ende der Probe in Richtung auf die geneigte Ebene Flocken als_ Isolierungsmittel sehr erschweren. In zu nach unten durchzubiegen. Eine äußerst steife gleicher Weise neigen Kieselsäurefasern in loser Probe kann man natürlich auf diese Weise nahezu Masse oder in wattiger Form zur Bildung von Bünmit ihrer ganzen Länge über die Abbiegekante weg- 25 dein. Wenn jedoch Glasflocken und unverwebte bewegen, ohne daß diese sich ausreichend nach Fasern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausunten durchbiegt, um die geneigte Bezugsebene zu gelaugt werden, um Kieselsäureflocken oder Kieselberühren. Auf der anderen Seite wird sich eine sehr säurefasern zu bilden, dann ist das so hergestellte weiche Probe schon nach sehr kurzer Länge so weit Erzeugnis gleichmäßig in der Qualität, locker in der durchbiegen, daß sie die geneigte Bezugsebene be- 30 Handhabung und frei von Klumpen,
rührt. Die Länge der Probe, die noch auf der horizontalen Fläche verblieb, wenn das vordere Ende Patentansprüche:
der Probe die geneigte Fläche berührte, wurde gemessen, um ein Maß für die Geschmeidigkeit der 1. Verfahren zur Herstellung von Glasfasern Probe zu erhalten. Für jede Probe wurde das Mittel 35 hohen Kieselsäuregehaltes durch Auslaugen, aus vier Ablesungen gebildet, indem jedes Ende der Waschen und Erhitzen der Glasfasern, d a Probe einmal auf der Oberseite und einmal auf der durch gekennzeichnet, daß den Glas-Unterseite liegend gemessen wurde. fasern vor dem Erhitzen kleine SiO,-Partikeln

Der Auslaugungsvorgang wurde für die Proben zugesetzt werden.

auf folgende Weise gesteuert: 40 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geVerhältnis Säure zu Glas 12 :1 kennzeichnet, daß die SiO,-Partikeln dem Aus-

HCl I40/0 (Gewicht) laugemittel zugesetzt werden.

Auslaugungszeit. .. 2V₂ Stunden ³· Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeich-

Auslaugungstemperatur 82 bis 93° C ^{net durch die} Verwendung von SiO₂-Partikeln

Rühren * pulsierend ^{45 mit einem} Durchmesser von weniger als 100 μΐη.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch

Unter den oben angegebenen Bedingungen wur- gekennzeichnet, daß dem Auslaugemittel eine

den kolloidale hydratisierte SiO₂-Partikeln in einer Dispersion hydratisierter SiO₂-Partikeln in einer

Konzentration von 0,01 °/o SiO₂, bezogen auf das Ge- Konzentration von weniger als 1 Gewichtsprozent

wicht, einer von zwei Auslaugungssäuren beigegeben, 5° und mit einem Partikeldurchmesser von weniger

während der anderen oder Vergleichsprobe keine als 50 μΐη zugesetzt wird.

Partikeln beigegeben wurden. Die Geschmeidigkeit 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gebei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kennzeichnet, daß SiO₂-Partikeln mit einem hergestellten Erzeugnis lag im Schnitt bei 4,50 im Durchmesser von etwa 1 μπι in einer Konzentra-Vergleich zum Schnitt von 3,50 bei der Vergleichs- 55 tion von 0,01 Gewichtsprozent verwendet werden, probe. Darüber hinaus war die Vergleichsprobe von 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gewesentlich steiferer Struktur und etwas unregel- kennzeichnet, daß die SiO₂-Partikeln dem Waschmäßiger im Aussehen. mittel beigegeben werden.

Die Zugfestigkeit der nach dem erfindungs- 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gegemäßen Verfahren hergestellten Fasern ist wesent- 60 kennzeichnet, daß die SiO₂-Partikeln in kolloilich größer als diejenige der nach den bekannten daler Form verwendet werden.
Verfahren hergestellten Fasern. Es wurden Vergrö- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geßerungen der Zugfestigkeit bis zu 50% festgestellt, kennzeichnet, daß die Glasfasern vor dem Auswobei die größte Steigerung bei den Fasern mit der laugen mit kolloidaler Kieselsäure umhüllt und größten Dicke beobachtet wurde. Die Verbesserung 65 sodann getrocknet werden, worauf sie dem Ausder Zugfestigkeit ist natürlich wegen der besseren laugemittel zugesetzt werden.