DE1471918A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Fasern aus mineralischen Werkstoffen - Google Patents

Description

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Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo, Ohio / U.S.A.

.1:1, Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Fasern aus mineralischen Werkstoffen.

Die Erfindung betrifft feine, fortlaufende Pasern aus bei hohen Temperaturen erweichenden mineralischen Werkstoffen, wie beispielsweise Glas, sowie ein Verfahren und eine Einrichtung zur wirtschaftlichen Herstellung solcher ausserordsntlich dünner Pasern in gewerblichen Maßstab., .

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Zur Fertigung von Geweben sind gewerblich schon Stränge ,, '' fortlaufender Glasfasern hergestellt worden, wobei diese Gewebe Vorteile, wie gute Festigkeitseigenschaften und Dauerhaftigkeit aufwiesen. In gewerblichem Umfang herge-. stellter Stränge fortlaufender Fasern haben die letzteren " , im Durchschnitt einen Durchmesser, der weniger als 0,005 mm "beträgt. Es wurde festgestellt, dass es infolge der hohen Festigkeit dieser Fasern wünschenswert wäre, wenn zur Herstellung feiner Gewebe dünnere Fasern geringerer Biegesteifigkeit zur Verfugung stünden, insbesondere zur Herstellung von Geweben, die widerstandsfähig gegenüber FaI-. tungen sein sollen·

Die bisher aus gute Verschleissfestigkeit aufweisenden ' Glasfaser-Fäden gefertigten Gewebe hatten keine grosse Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung und waren wenig biegsam· Es ist festgestellt worden, dass aus fortlaufenden Fasern geringeren Durchmessers Stränge zum Weben oder Wirken von Stoffen hergestellt werÄen können, wobei diese Stoffe eine wesentlich h'Jhere Zerreissfestigkeit, einegrössere Widerstandsfähigkeit gegenüber Falten, bessere Biegeeigenschaften und eine höhere Verschleissfestigkeit auf— weisen. Diese Stoffe lassen sich ferner- besser Drapieren, wirken weicher und sind wesentlich widerstandsfähiger

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gegenüber Abnutzung, weshalb sie eine grössere Lebensdauer haben.

Obwohl es möglich war, Glas in extrem dünne Fasern aus-

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zuziehen, so war eine lohnende Fertigung solch dünner Fasern '

in gewerblichem Umfang bis jetzt doch noch nicht möglich1 unä zwar wegen zahlreicher Schwierigkeiten beim Wiederbeginnen nach Bruch einer oder mehrerer Fasern und wegen der Neigung des Glases über ,einander benachbarte Glasströme trennende Zwischenräume hinwegzuflies3en. Gemäsa der vorliegenden Erfindung fliessen nun die Ströme durch hohe Temperturen erweichten Glases derart durch Düsen hindurch, dass diese Fliessneigung des Glases wesentlich herabge- . setxt wird. Die Erfindung gestattet die Verwendung einer ^; verhältnismässig grossen Anzahl solcher von Glasströmen durchflogsener Düsen. Auf diese Weise können_vdiese Glasströme zu extrem dünnen, fortlaufenden Fasern ausgezogen-,

\ und .zu eine Tielzahl solcher Fasern ent-haltenden Strängen zusammengefasst werden, deren Herstellung wirtschaftlich und auch in gewerblichen Umfang noch mögliih ist. Früher be- ' wirkten Temperaturechwankungen während des ErweicheTos des Glases durch hohe Temperaturen ein Abbrechen der Fasern und

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Unterbrechungen beim Ausziehen der Glasetröae zu Fasern. Die Aufenthaltszeit des Glases in einer Schmelzkammer war nicht gtoss genug, um die Strömung des geschmolzenen Glases

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laminar zu machen, was durch die vorliegende Erfindung bewirkt wird.

Das Glas wird im wesentlichen gleichförmig durch eine Zufuhreinrichtung hindurch abwärts zu einer Auslassdüse . bewegt, wodurch eine Durchmischung "benachbarter strömender Glasschichten vermieden wird. Ferner wurde früher das erwähnte Zusamcenfliessen des Glases durch eine unzweckmlissige Konstruktion der Zufuhrvorrichtung und der Au3-laesdüse hervorgerufen j dies wird gemäss der Erfindung durch eine derartige Bemessung der Zufuhrvorrichtung vermieden, dass eine Tropfenbildung und die Tropfzeit sowie die Querabmessungen eines Tropfens auf ein Minimum herabgesetzt · werden, welch letzteres es ermöglicht, eine Vielzahl von Auslassdüsen eng neben einander bei geringer Neigung zum Zu8aianenflie3sen anzuordnen. Auf diese Weise wird das gleichzeitige Ausziehen einer verhältnismässig grossen Anzahl von extrem dünnen Pasern ermöglicht, welch letztere zu einem einzigen Strang zusammengefasst werden· Ausserdem wird die Ueigung zum Reissen herabgesetzt und so ein.

• * 1 fortlaufendes Ausziehen gefördert. · \

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Her- ?

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stellung von fortlaufenden feinen Fasern aus einem durch ♦ Wärmeeinwirkung erreichbaren mineralischen Werkstoff, · '

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die einen Durchmesoer von weniger als 0,0045 mm haben, und die Erfindung sieht die Aufrechterhaltung eines Vorrats des erwähnten Werkstoffes in flüssigem Zustand in einer Zufuhrvorrichtung, das Durohfliesoen von Auslass,-düsen der Zufuhrvorrichtung durch Ströme dieses Werkstoffes sowie das Durchfliessen von eingeengten Zonen in jeder Auslassdüse aurch diese Ströme in Richtung auf eine Oberfläche am Ausgang einer jeden Auslassdüse vor, welche im wesentlichen senkrecht zu der Strömungsrichtung dieses Werkstoffes ist, wodurch die rasche Bildung eines Tropfens aus diesem Werkstoff an der Auslassdüse gefördert und da-

durch die Tropfzeit herabgesetzt wird, und gemäss der Erfindung werden diese Pasern zusammengefasst, indem die sich abwärts bewegenden Tropfen zu einem Strang zusammengezogen werden, welcher auf eine Sammelvorrichtung aufgespult wird·

Bie vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Einrichtung zur. Herateilung fortlaufender dünner Pasern aus einem unter. Wärmeeinwirkung erweichbaren mineralischen Werkstoff, die eine Zufuhreinrichtung zur Aufnahme eines Vorrats des erwähnten Werkstoffes in flüssigem Zustand hat, welche einen Boden mit einer Vielzahl abwärts gerichteter Ansätze gleicher Länge aui'weiat, von denen jeder einen eingeengten Durohlaes mit einer Auslassaüee hat, deren Durohmesser 1,524 mm^B*^D

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nicht übersteigt.

Die vorliegende Erfindung "betrifft schlieaslich einen textlien Stoff mit eine.; Vielzahl von Pasern eines minera· lischen Werkstoffes uiafasoenden Strängen, wobei der mitt^

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lere Faserdurchmesaer 0,0045 mm nicht übersteigt.

Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung darstellende Merkmale sowie Einzelheiten der Erfindung sind Sem Ausführungabeispiel der Zeichnung zu entnehmen? ea zeigen:

.Fig.l eine zum Teil schematische Seitenansicht einer erfind ungagemäs sen Einrichtung zur Demonstration des . erfindungsgemägsen Verfahrens für die Behandlung von Glas für die Herstellung von fortlaufenden Glasfasern;

Fig.2 einen vertikalen Schnitt durch eine Einrichtung zum Erhitzen und Konditionieren von Glas;

Fig.3 einen Schnitt gemäss der Linie 3-3 der Pig.2;

Pig.4 eine Unteransicht eines Teilstückes eines mit Düsen bestückten Teiles einer Zufuhrvorrichtung, und

Pig.5 einen Schnitt durch ein Teilstück der Zufuhrvorrichtung, in dem die Grössenverhältnisse und die Orientierung der Auslaasdüsen in vergrösaertem Maestab dargestellt Bind. 909809/0234 7. BAD ORIGHNAL

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Obwohl sowohl das Verfahren als auch die Einrichtung gemÜBS der Erfindung von "besonderer Bedeutung für das Konditionieren unter Wärmeeinfluss als auch für die Behandlung von Glas zur Herstellung extrem dünner textiler Pasern Bind, so können sie doch auch mit Vorteil bei einer entsprechenden Behandlung anderer mineralischer Werkstoffe λ eingesetzt werden. ..'-·.'

Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgeraässe Einrichtung, die besonders für die Herstellung extrem dünner, fort- , laufender Glasfasern für üsxtile Stränge, Fäden und Garne geeignet ist. Wie insbesondere in Fig.l dargestellt ist,

vor

umfasst die Einrichtung eine Schmelz- und Zufuhrrichtung 10, zur Wärme-Konditionierung des Glases, das in Form dünner Ströme durch mit Düsenbohrungen versehene Ansätze am Boden { der Zufuhrvorrichtung hindurch flieast und dessen Ströme in dünne, fortlaufende Fasern 12 ausgezogen werden.

Wie der Fig.l zu entnehmen ist, werden diese fortlaufenden Fasern 12 mechanisch ausgezogen und wie gezeigt zu einem vielfasrigen Strang 14 zusammengefasst,und zwar mittels einer Vereinigungs-Vorrichtung, wie beispielsweise einem Gleitschuh 16. Dann wird der Strar.g 14 auf eine Sammelvorrichtung, nämlich eine Zylindermuffe 18, aufgespult, die auf einer durch entsprechende und nicht näher dargestellte Antriebsmittel

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angetriebenen Spindel 20 "befestigt ist. Die-Antriebsmittel sind in einem Gehäuse 22 einer Aufwickelmaschine "bekannter Art untergebracht. jährend des Aufspulens des Stranges 14

auf die Zylinäermuffe 18 wird der Strang längs dieser Zylin-'. . ...... ¹X

dermuffe durch ein'Seitenführungsorgan 24 hin- und herge-

W führt, so dass eine Strangwiclclung mit aufeinander liegenden lagen von Strangwindungen entsteht. Das Seitenführungsorgan wirkt auf den Strang 14.ein und führt ihn derart hin· und her, dass sich aufeinanderfolgende Windungen des Stranges auf der Zylindermuffe überkreuzen, wodurch ein Zusaomenklo-Tjen einander "benachbarter Windungen verhindert wird. Indem man auf die Pasern eine übliche Auftragsrolle 26 einwirken lässt, können auf die Fasern ein Schmieröl, ein Vorlade oder andere Beschicirtungsstoffe aufgebracht werden.

Mit der Einrichtung nach Fig.l können Glasstücke, beispielsweise vorgeformte Glaskugeln 29_t geschmolzen bzw. unter dem Einfluss hoher Temperaturen konditioniert werden, die der Schmelzvorrichtung der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung 10 durch Schächte 30 von einer mit einen Glaskugelvorrat in Verbindung stehenden Bemessungsvorrichtung zugeführt werden.

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Die Menge der von der Bemessungsvorrichtung zugeführten Glaskugeln hängt von geringen:■.■ Höhenschwankungen des geschmolzenen Glases oder mineralischen Materials in der Schnelz-

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kammer der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung a"b. Die letzters sowie die Bemessungevorrichtung für die Glaskugeln sowie ein Vorrat8"behälter werden von einem Gestell 32 getragen.

Wie in Pig.l dargestellt ist, trägt ein Träger 33 des Ge-

in

etells 32 einen Vorratsbehälter 36,/dessen unterem Teilstück die Bemesaungsvorriehtung in Form einer Trommel 41 vorgesehen ist, welch letztere auf einer Welle 42 montiert ist, die über ein entsprechendes Zahnrädergetriebe 45 oder andere Übersetzungavorrichtungen von einem Motor 44 angetrieben wird· In dem gezeigten Ausführungsbeispiel

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weist die Trommel 41 zwei Reihen von solchen Ausnehmungen 46 auf, . - die - in der Lage sind, dem Vorratsbehälter 36 Glaskugeln zu entnehmen und diese bei umlaufender Trommel in dosierten Mengen über die Schächte in die Schmelzkammer 60 der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung 10 zu fördern.

Eine DeckeSO der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung 10 weist einen Stutzen 52 auf, in dem elfte Sonde oder Elektrode 53 angeordnet ist, die mit Eegelorganen einer nur schematisch dargestellten Programmiervorrichtung 56 zur Regelung des Motors 44 und damit der Zufuhr der durch die Ausnehmungen der Trommel 41 ü'cer die Schächte 30 in die Schmelzkammer geförderton Glaskugeln verbunden ist. Über Klemmen L1 und L2 wird der Programmiervorrichtung 56 elektrische Energie

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zugeführt. '^ . j '

Die Programraiervorrichtung 56 schliefst einen die Sonde 53 sowie den Kotor 44 umfassenden Regelkreis zur Regulierung der Drehzahl der der Förderung der Glaskugeln dienenden .·; Trommel 41. um so im wesentlichen kontinuierlich Glaskugeln

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* mittels der Ausnehmungen 4β der Trommel in die Schächte 50 zu fördern.

Wenn der Spiegel dea geschmolzenen Glases unter oder nic.ht mehr in Berührung mit der Sonde 53 ist, so wird die Dreh- \ zahl dea Motors· 44 und damit der Trommel 41 so gesteuert, dass geringfügig mehr Glaskugeln in die Schmelzkammer 60 gefördert werden als dem Durchsatz geschmolzenen Glasea_#· das in Strömen von der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung ab- ^ fliesst, entspricht. . \- .

Durch den überschuss an angefördertem Glas steigt der Spiegel des geschmolzenen Glases, bia er die Sonde 53 berührt. \, Dann wird über die. Programmiervorrichtung die Drehzahl des ■ Motors 44 herabgesetzt, so dass pro Zeiteinheit geringere Mengen von Glas der Schmelzkammer über·die Schäohte 30 zugeführt werden, ala in Porm von Glas strömen abfiieest, so &?.^r\ der Spiegel geschmolzenen Glases in der,Schmelzkamnier absinkt

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Ein Überschuss in die Schmelzkammer angeförderter Glas-, kugeln wird also in dem Fall von der Sonde 53 bewJLrkt, wenn der Spiegel des geschmolzenen Glases die Sonde nicht berührt. Ein Unterschuss in die Schmelzzone angeförderter Glaskugeln wird von der Sonde 53 dann "bewirkt, wenn diese in das geschmolzene Glas eintaucht. Dieser Regelkreis hält also den Spiegel des geschmolzenen Glases in der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung 10 im wesentlichen auf konstanter Höhe, Die Decke 50 ist mit einem Entlüftungsrohr 55 für den Abzug von Gaoen oder flüchtigen Substan-.·■ '·■ ■ ■ '

zen, die vom Glas der Schmelzkammer abgegeben werden, versehen.

In den Pig·2 und 3 ist eine Ausführungsform einer- Schmelz- und Zufuhrvorrichtung zum Schmelzen und Konditionieren von Glas bei hohen Temperaturen dargestellt,' mittels welcher extrem-dünne fortlaufende Pasern hergestellt werden können. Diese Vorrichtung umfasst eine im wesentlichen rechteckige und von Seitenwänden 62, der Decke 50 sowie von je einer Vorder- und Hinterwand 64 umschlossene Schmelzkaminer 60, wobei die Seitenwände 62 sowie die Vorder- und Hinterwand über geneigte. Verbindungsteile 66 und 68 mit der horizontalen Decke 50 verbunden sind. Die letztere ist mit AnscÜisssfctzen'51 versehen, die sich an die Schächte 30 anschließen.

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Eine Zufuhrkarnmer 70 hat Seitenwände 72, die über geneigte Verbindungcplatten 74 (Piß.3) nit den Seitenwagen der Schmelzkairuner verbünd on sind« Die Vorder- und Hinterwand

64 weist je.einen Ausläufer auf, die Begrenzungswände für die engere Zufuhrkammer 70 bilden. Ein stromleitendes Heiznieb 76, das vorzugsweise aus einer Platin-Itbdium- !,egierung und im Querschnitt umgekehrt V-förmig ist, ist in Längsrichtung zwischen Schmelzkainmer 60 und Zufuhrkamiaar 70 angeordnet, wie dies die Pig.3 zeigt, und weist eine entsprechende Lochgrösse auf, uxa ungeschmolzene Glasotücke am Eindringen "in die Zufuhrzone 70 zu hindern. Die höchste Temperatur in der Schmelze herrscht im und in der Umgebung des Heizsiebes 76. Das Glas schmilzt also in der Schmalzzone 60 und die Temperatur nimmt in der Schmelze nach unten bis in das Heizsieb 76 stetig zu. Von dort au3 nimmt die Temperatur in der Glasschmelze nach unten allmählich derart ab, dasa sich das geschmolzene Glas in laminaren Schichten bewegt und in einen gereinigten und homogenen Zustand übergeht, in dem es zum Ausziehen in Fasern geeignet ist.

An jedes Ende der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung 10 ist ein Endstück 18 nngeschweisst, die über Klemmbacken £~V mit entsprechenden Sararne!schienen odor Stronleiterplatten 02 verbunden idiid, die über in FJc.1 c^oif.K? Strrirlciti-:·

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83 und eine Regelvorrichtung 58 an einer Stromquelle LJ, 1*4 liegen. Die Regelvorrichtung 53 stellt sicher, da3s das Glas in der SchntelzkaEimer schmelzt und in der Zufuhrkasuaer so konditioniert wird, dass es die gev/ünschte Viskosität aufweist und der gewünschte Durchsatz durch die Düsen der Zufuhrkamiaer erzielt' wird. i I

Bei äeia Stromveraorgungokreis der Endstücke 80 handelt en sich um einen Niederspannungs- und Starkstro.-ikreis, der durch eine übliche Vorrichtung in der Regelvorrichtung _r so geregelt wird, dass das Glas schmilzt und in der ZufuhrfcaEmer eine gewünschte Teaperatur im Schmelzfluss aufrechtehalten wird. An verschiedenen Stellen der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung sind nicht dargestellte Thermoelemente vorgesehen, um einer Bedienungsperson die Temperatur des geschmolzenen Glases in den verschiedenen Kammern anzuzeigea. Die Stromstärke des die Schmelz- und Zufuhrvorrichtur:^ 10 durchfliessenden elektrischen Stromes "bestimmt die Geechwindigkeit, mit der das Glas in der Schmelzkammer schmilzt, sowie die Temperatur des geschmolzenen Glases ia der Zufuhrkamaer, und diese Stromstärke wird mit üblichen Mitteln in der Regelvorrichtung 58 geregelt, welch letztere mit temperaturempfindlichen und in der Schmelz- und Zufuhrrichtung 10 angeordneten, nicht dargestellten

Organen gekoppelt ist. Es ist erwähnenswert, dass die ·

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Schmelzkamnier eine "beträchtliche Tiefe aufweist und dass die Zufuhrkanmer schmäler als die Schmelzkamnier jedoch ' ebenfalls ziemlich tief ist, um eine vertiälthismässig grosse GlasLienge in der Schmels- und Zufuhrkämiiier" unterbringen zu können. Da eine verhültnismässig grosse ~Gla3-

t menge in der Schmelz-, und Zufuhrvorrichtung 10 untergebracht . ■ . "■" '■■" ■ ^;: ■ ■' -:..-' .:.·;. -...·.-. ■ ■■ -· ■ ·.. . !.-■:.

werden kann, "bleibt das Glas während einer genügend langen Aufenthaltszeit in der Schmelz- und Zufuhrkammer, so dass . die Wärme-Konditionierung des geschmolzenen Glases in ". ^laminaren Schichten erfolgt, weshalb das. geschmolzene Gla3 im Bereich der Au3la3s-Dü3en in der Zufuhrkammer eine

gleichförmige Temperatur aufweist und im wesentlichen überall homogen ist, so dass durch jede der Auslassdüsen derselbe Durchsatz geschmolzenen Glases erzielt wird. Sehmeiz- ^ und Zufuhrkasimer sollten solche Abmessungen und .Strömungscharakteristiken aufweisen, dass bei einer wirtschaftlichen Produktion dünner Pasern eine Aufenthaltszeit von.mindestens 1 1/2 Stunden sichergestellt ist. DieSchmelzkämmer 60 sowie die Zufuhrkammer 70 umgebendes feüerfestesMaterial/ · 85 sollte verhältnismässig dick sein, um die Temperaturen zur förderung laminarer Strömungsverhältnisse zu "stabilisieren. Die Zufuhrkamaer 70 sollte verhäitnismüssig eng sein, um in ihrem nittleren Bereich die Temperaturregelung sicherzustellen, da sonst die laminare Strömung nachteilig beeinflusst wird. 909809/02 34 -15- BADORIGiNAL

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Der die Schmelz- und Zufuhrkamiaer umfassende Behälter kann aus Metallen oder Verbindungen gefertigt sein, die widerstandsfähig gegenüber den hohen Temperaturen geschmolzenen Glases oder anderer mineralischer Werkstoffe sind,und es hat sich gezeigt, das3 Legierungen von Platin und Rhodium für diesen Zweck im wesentlichen geeignet sinu. |

Der Boden der Zufuhrkammer umfasst ein mit Düsen "bestücktes Teilstück, welches abvfürts gerichtete hohle Ansätze mit Düsenbohrungcn aufweint, welch letztere von Strömen ge- -^

„ schmolzenen Glases aus der Zufuhrknnr.ner durchflossen wer- \ den. Bei dem gezeigten Ausführungf3"bei spiel hat das mit Düsen bestückte Teilstück eine im wesentlichen rechteckige Form und weist eine horizontale, ohene Bodenplatte 92 auf, mit der aufwärts und schräg nach auscen verlaufende Wund- | teilntücke 94 verbunden sind, welch letztere in Plansche'95 auslaufen, die mit sich nach au3sen erstreckenden Planschen 98 der Seitenwände 72 der Zufuhrkammer 70 verachweiest Bind.

Das nit Düsen "bestückte Teilstück 90 wird vorzugsweise au£3 einer Platin-Hhodiun-Lcgierung gefertigt, jedoch kann si ο auch aus anderen liochtemj-eraturl;eutii:idigen L'ttallcn oder Lff,ierun/;en anin. Das mit IXiaen bertückte Toilntück 90 hat eine Vielzahl abwärt« gorieh! oto_r Αΐΐίΐϋ1:·.(. 100 dir.'ii_a

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folgenden als Düsen angesprochen werden, und 3ede Düse hat eine Düsenbohrung, die von einem aus der Zufuhrkamaier ausströmenden Strom geschmolzenen Glases durchflossen wird»

Da jeder Strom geschmolzenen Glases zu einer fortlaufenden Paser ausgezogen wird, bestimmt die Anzahl der Düsenbohrungen bzw. der aus der Zufuhrkamaer ausfliessenöen Glasströme die Anzahl der eich ergebenden dünnen Pasern.

Die Düsen 100 sind in der in Pig.4 gezeigten fteise in ,Längs-· und Querreihen angeordnet, wobei die Abstände der Reihen sowie die Ausbildung und die Abmessungen der Düsen sowie deren Düsenbohrungen wesentliche^ /Faktoren für die wirtschaftliche Herstellung extrem dünner fortlaufender Fasern sind. Die Gestaltung und Konstruktion der Düsen sowie die Paktoren, die die Herstellung fortlaufender Pasern beeinflussen, werden nachfolgend beschrieben.

• Um den Durchfluss von Strömen geschmolzenen Glases gleichmassiger Grosse und Eigenschaften durch die Düsen zu fordern, wird das geschmolzene Glas in der Zufuhrk'amiiier auf einer Temperatur gehalten, die über derjenigen liegt, die für das Ausziehen.erforderlich ist, so-dass durch die Düsenbohrungen ein etwas dünnflüssigeres Glas hindurchfliesst.

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Da ein ausserordentlich dünnflüssiges Glas für ein zufriedenstellendes Ausziehen eine zu niedrige Viskosität aufweist, ist den ;. Ausfiussö'ffnungen der Düsen 100 benachbart eine Vorrichtung vorgesehen, um die Viskosität des Glases zur Erleichterung' des Ausziehens richtig einzustellen und zu stabilisieren.' ' '

Wie in den ilg.l - 4 dargestellt ist, ist längs des mit Düsen bestückten Teilstückes eine Rohrverzweigung 104 . mit Einlass- und Ausläss-Rohrgtutzen 105 bzw. 106 zum -Anschluss an ein Wärme absorbierendes oder Wärme transportierendes Medium, wie beispielsweise Wasser, vorgesehen, das durch die Rohrverzweigung hindurchfliesst. An die Rohrverzweigung ist in gutem Wärmekontakt eine Vielzahl wärmeleitender Kühlrippen 108 angeschweisst oder in anderer Weise angekoppelt·

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist, wie insbesondere der Pig.5 entnommen werden kann, zwischen jeder Querreihe von DUöen 10p jeweils eine Kühlrippe 108 angeordnet, um den Glasst»ömen Wärme zu entziehen, damit die Visko-

sität des Glases dieser Ströme so ansteigt, dass eine . für ein zufriedenstellendes Ausziehen erforderliche ~2enjperatur und Kondition des Glasstrcmee erzielt wird. Während

eich bei dem gezeigten Ausfuhrungsbeispiel zwischen jeweils

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zwei Querreihen von Düsen 100 eine Kühlrippe 108 erstreckt, kann natürlich, sofern dies gewünscht wird, jeweils auch zwischen einer wechselnden Zahl von Reihen jeweils eine· Kühlrippe vorgesehen werden, jedoch werden.,

dann die Düsen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden

ti Kühlrippen näher beieinander angeordnet. j

In Pig.5 ist in stark vergröscertem Maßstab eine Ausführungsform einer Düse 100 dargestellt, die typisch für diejenigen Düsen ist, die "beim Ausziehen von Strömen flüssigen Glases ,zu extrem dünnen Pasern angewandt werden können. Die bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellten Fasern haben einen Durchmesser von weniger als 0,0045 nüQ. So wurden zum Beispiel Bündel fortlaufender Fasern her-

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gestellt, welch letztere im Mittel einen Durchmesser von 0,0035 mm aufwiesen und versuchsweise wurden schon Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 0,002 mm erfolgreich durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt.

sind verschiedene Faktoren von wesentlichen Einfluss auf Verfahren zur Herstellung extrem dünner fortlaufender Fasern mit einem Durchmesser innerhalb des vorstehend erwähnten Bereiches, die sich auf eine wirtschaftliche und gewerbliche Herstellung dünner Fasern auswirken. Vor. weeent-

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lichem Einfluss ist der Faktor der Anlaufzeit nach einer Unterbrechung der Herstellung fortlaufender Pasern·

Ton grös3tem Einfluss auf diese Anlaufzeit ist das Gewicht

der Tropfen flüssigen Glases,, die sich nach einem Abbrechen der Fasern bilden, und die Zeit, die verstreicht, bis sich ein so grosser Tropfen bildet, dass dieser abtropft, d.h., bis das Gewicht des Tropfens gros3 genug ist, um den Tropfen abfallen zu lassen.

Es wurde festgestellt, dass diese sogenannte Tropfzeit

auf ein Minimum herabgesetzt werden muss, da diese nutzlose Zeit die Anlaufzeit bestimmt, die benötigt wird, um das Ausziehen zu Fasern wieder aufnehmen zu können. Um daher das Verfahren in gewerblichem Umfang wirtschaftlich zu machen,muss die Anlaufzeit so klein als möglich gehalten werden, da diese nicht nutzbare Zeit, sofern sie übertrieben gross ist, das Verfahren zu kostspielig macht, um es in gewerblichem Umfang anwenden zu können.

Es wurde festgestellt, dass das Gewicht des siqh an der Düse bildenden Tropfens und die für seine Ausbildung notwendige Zeit, die die Tropfzeit bestimmt, weitgehend von den Abmessungen der Düse, ihrer Konstruktion sowie derjenigen Oberfläche abhängt, aus der der Strom flüssigen Gla3ea·

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lierausfliesat. In Pig.5 ist ein AusführungsbeispieTeiner für ein Verfahren zur Herstellung extrem dünner fortlaufender Pasern der vorstehend angegebenen Dicke typischen Düse dargestellt. . -.·..'.. . ·

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Ein charakteristisches Merkmal einer solchen Düse, welches die Tropfengrösse und die Tropfzeit beeinflusst, ist die Stirnfläche der Düse, das ist die den Ausgang der Düsenbohrung umgebende Ringfläche. Deren Breite ist in Pig.5 mit D6 und die Ringfläche selbst mit 112 bezeichnet. E3 ,wurde festgestellt, dass man die Breite D6 dieser Ringfläche so klein wie möglich halten sollte, vorzugsweise höchstens

0,127 mm, um die Tropfzeit und damit die Anlaufzeit mög-" · man

liehst kurz zu machen. Obwohl/auch bei Ringflächen grösserer k Breite, z.B. in der Grössenordnung von 0,254 mm, noch

dünne Pasern herstellen kann, so wird infolge der grösseren Breite der Ringfläche die Tropf zeit vergrössert', was eine längere Anlaufzeit nach einer unterbrechung der Paserher-.stellung infolge Abbrechens von Pasern zur Polge hat.

Wird die Ringfläche der Stirnfläche der Düse verringert, so wird das", zum Abtropfen erforderliche Tropfengewicht und
damit die Tropfzeit herabgesetzt, welche direlct die : -'_..·.

Anlaufzeiten beeinflussen* ·

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Der mit S bezeichnete Abstand zwischen zwei "benachbarten Düsen ist in zweierlei Hinsicht wesentlich: Erstens sollte dieser Abstand auf ein Uinimum herabgesetzt werden, um ep möglichst leicht eine grosae Anzahl von Düsen an einem

mit Düsen bestückten Teilstück vorsehen und damit eine grosse Anzahl dünner Pasern herstellen zu können und zwei- | tens muss der Abstand zwischen benachbarten Düsen gross genug oein, damit sich benachbarte, an den Düsen sich bildende Tropfen nicht berühren können, um so die Neigung zum Zusamraenfliessen herabzusetzen, d.h. also die Neigung des .geschmolzenen Glases über Aussenflachen der Düsen hinwegzukriechen, möglichst zu vermindern.

Weitere, das Gewicht der Tropfen und die Tropfzeit beeinflussende Grossen sind die Abmessungen der Düsen', deren λ Länge die. DurchflussgeschwindigSreit "sowie die Temperatur und schliesslich die Viskosität des Glases in der Zufuhr-

die Viskosität
kammer sowie/in der Düse und am Ort der Bildung des Tropfens, welch letzterer infolge der Grenzflächenspannungan der Ringfläche der Düse haftet. Es wurde festgestellt, dass das Gewicht des Tropfens um so kleiner gehalten werden kann, je höher die Temperatur und infolge dessen je geringer die Viskosität des Glases ist. · -

Ee ist .erwünschenswert, dass die Teaperatur des Glases·

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in einem eingeengten Düsenkanal 114· der Düsen 100 verhUltnismässig hochiat, 80 daös das Glas eine niedrige Viskosität aufweist, wodurch das Ausfliesten gleichförmi- · ger Glasströme aus den Düsen 100 erleichtert wird.

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Der Durchmesser und die Länge des eingeengten Düsenkanales 114 "beeinflussen den Durchsatz flüssigen Glases durch die Düsen 100. Dieser eingeengte Düsenkanal 114 ist ein Wesentlicher Paktor für die Bemessung des Durchsatzes von flüssigem Glas und da die Wand dieses eingeengten Düoenkanales ^der Glasströmung einen Strömungswiderstand entgegensetzt, bewirkt eine Verlängerung dieses eingeengten Düsenkanales eine Verminderung des Durchsatzes.

Das in Pig.5 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Düse weist eine Senkbohrung 116 mit einem grösseren Durchmesser als der eingeengte Düsenkänal 114 auf und der Unterschied zwischen Jeu Durchmessern der Senkbohrung 116 und dem eingeengten Düsenkanal 114 bestimmt die Fläche der erwähnten Ringfläche. " .

Der Zeitflächenverlauf der Tropfenbildung und die Tropf. zeit sind Punktionen des Durchsatzes und die Auszugsgeschwindigkeit bei der Bildung fortlaufender Pasern mit einoci Durchmesser in dem angegebenen Bereich liegt bei oder'über

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2438,32 τη/min. Neben dem.Durchsatz sind aber auch die Ringfläche 112 an der Stirnseite der Düsen und die Viskosität des Glases beim Ausziehen in Pasern einflussreiche Paktoren, die die erforderliche Zugspannung in den Pasern beim schnellen Ausziehen der Glasströme mit bestimmen·

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Ein weiterer, sich auf den Durchsatz auswirkender Paktor ist die Höhe des Spiegels der geschmolzenen Glasmenge in der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung und durch Anwendung von Druck auf das Glas in der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung kann die zur Bildung eines Tropfens benötigte Zeit sowie die Tropfzeit und damit die Anlaufzeit bei unveränderten anderen.Bedingungen weiter herabgesetzt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgenässen Einrichtung wird der Spiegel des geschmolzenen Glases zweck.nässiger Weise ungefähr auf der in den Pig« 2 und 3 gezeigten Höhe gehalten, so dass eine im wesentlichen konstante Höhe geschmolzenen Glases aufrechterhalten bleibt.

Sofern es wünschenswert erscheint, kann die Schmelz- und Zufuhrvorrichtung 10 aber auch mit Hilfe eines geeigneten Gaeea unter Druck gesetzt werden, wobei dann die Schächte 30 verachliessbar gestaltet und das Entlüftungsrohr 55 geechloBsen werden muss, um einen auf das geschmolzene Glao

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wirkenden Druck aufrecht zu erhalten. Die durch die Druckeinwirkung auf die Schmelz- und Zufuhrvorrichtung IO verursachten Mehrkosten scheinen jedoch im gegenwärtigen Zeitpunkt grosser zu sein, als die durch die Herabsetzung der Anlaufzeit bei Verwendung einer unter Druck gesetzten " Schmelz- und Zufuhrvorrichtung eingesparten Kosten. ;

Da die Abmessungen der Düsen 100 abgewandelt werden können, werden im folgenden lediglich ungefähre Bereiche für die verschiedenen Abmessungen der Düsen angegeben, die sich -bei der Herstellung dünner Pasern mit einem Durchmesser der vorstehend erwähnten Grössenordnung als zufriedenstellend ergeben haben. Der in Pig.5 mit D1 bezeichnete' Durchmesser der eingeengten Düsenkanäle 114 kann bis zu 1,145 mm betragen, es ist jedoch zweckmässig, wenn er, gleichgültig ob eine Senkbohrung 116 vorgesehen wird oder nicht, unter dem angegebenen Grenzwert liegt.

Die Senkbohrung 116 wird üblicher Weise vorgesehen, um dieWandstärke der Düse im Bereich ihrer AusflussÖffnung und damit die Ringfläche 112 zu vermindern. Daher kann der Durchmesser der Senkbchrunß 116 (D2) zwischen dem Durchmesser D1 und ungefähr 1,524 mm betrasen. Wenn keine Senkbohrung 116 vorgesehen wird und sich deshalb der ein·» · *

geengte Düsenkanal 114, wie gestrichelt in Pig. 5 bei ns BAD ORIGiNA • 909^09/0234 __ ■

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angedeutet, mit gleichbleibenden Durchmesser bis zum unteren Ende der Düse erstreckt, sollte der Durchmesser D1 dieses eingeengten Düsenkanales etwas grosser gehalten wer^- den, um der ErhÜhung des Strb'mungawiderstandes durch die grössere länge des eingeengten Düsenkanales 114 Rechnung zu tragen, .um denselben Durchsatz': .lüssigen Glases zu er-

zielen. - · ..··"'

Besonders Vorteilhaft ist es, wenn man bei einer dem Vorstehenden entsprechenden Bemessung des eingeengten Düsenkanales 114 den Durchmesser D4 der Ringfläche 112 der ' 'Düse, so dimensioniert, dass die Ringfläche 112 eine gewünschte und vorzugsweise eine kleine Fläche aufweist. Der. Durchmesser D1 hängt vom Durchmesser und der Tiefe der . einen Durchmesser D2 aufweisenden Senkbohrung 116 ab. j

Wenn keine Senkbohrung vorgesehen und der eingeengte Düsenkanal 114 mit gleich bleibendem Durchmesser bis zu der Ringfläche 112 der Düse durchgeführt wird, kann der Durchmesser D4 soweit verringert werden, dass die sich an die Ringfläche anschliessende Wandung,eine im Gebrauch gerade noch ausreichende Wandstärke aufweist. Der Durchmesser D4 der Ringfläche 112 ist vorzugsweise nicht mehrmals 0,508 sra' grosser ale der Durchmesser des eingeengten Düsenkanales 114j an dessen Auslass,.so dass die Ringflüche 112 0,254 m

breit iät (D6). Yon besonderem Vorteil ist es jedoch, wie

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"bereits erwähnt, wenn die Breite D6 der Ringfläche 112 nur 0,127 mm beträgt. Die Platte deo mit DÜ3e~rTbestückten Teilstückes 90 weist eine Stärke 1.5 von ungefähr 1,524· DM auf.

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tDie gesamte Stärke LT, gemessen von einer ebenen Innen-H flache 120 des mit Düsen bestückten Teilstückes aus, ist deshalb wesentlich, weil sich dieses Maß auf die Neigung des geschmolzenen Glasea auswirkt, über die untere Oberfläohe der Düsen hinweg zu fliessen. Bei einer wie im .. Vorstehenden geschilderten Bemessung des eingeengten Düsen-Jcanales 114, der Senkbohrung 116 und des Durchmessers D4-der Ringfläche 112 wurde festgestellt, dass die Ansätze, gemessen von der unteren Fläche des mit Düsen bestückten } .Teilstückes 90 aus, etwa 4,572 mm lang sein können, um ein "zufriedenstellendes Arbeiten sicherzustellen, doch kann diese Länge beispielsweise bis nahendem kleinsten Wert herabgesetzt werden, bei dem ein starkes Plies3en des flüssigen Glases einsetzt, ferner wurde festgestellt, dass mit einer Verkürzung' der Gesamtlänge LT einer Düse eine Verminderung des Durchmessers des eingeengten Düsenkanales 114 Hand in Hand gehen sollte, um- den Strömungswiderstand für das geschmolzene Glas konstant zu halten.

Ein weiterer Paktor, der einen besonderen Einfluss auf die

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Viskosität des Glases in dem eingeengten Düsenkanal 114 · hat, ist der öffnungswinkel kegeistunpfförmiger Wandteil- \ stücke 124 der Düsen 100. Die Düsen haben im allgemeinen die in der Pig.5 dargestellte Form,und es ist "bemerkenswert, dass das den eingeengten Düsenkanal 114 umgebende Teilstück der Düse 100 eine "beträchtliche Wandstärke aufweist ™ und von Metall ist. Dank dieser Wandstärke dieses Teilstückes der Düse weist das flüssige Glas im eingeengten Düsenkanal 114 seine höchste Temperatur und deshalb seine geringste Viskosität auf, so" dass es gut durch den'eingeengten Düsenkanal 114 hindurchzufliessen vermag.

Von dem erwähnten Teilstück aus abwärts erniedrigt sich die Temperatur des Glases schnell durch Strahlung und Konvektion, j»o dass das Glas im Bereich der Ringfläche 112 ( viskoser air. im eingeengten Düsenkanal 114 ist.

Wenn nun eine Glasfaser beim Ausziehen abbricht, so bildet das kontinuierlich durch den eingeengten Düsenkanal 114 strömende Glas nach und nach einen Glastropfen 130, der eich unter dem Einfluss der Schwerkraft und infolge der Oberflächenspannung und der Neigung des Glases, an anderen Körpern zu kleben, vergrössert. Wenn das Gewicht des Tropf ena zunimmt, bewegt sich dieser nach unten und nimmt die bei· 130* gestrichelt angedeutete Form an, wobei sich de-

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an der Rinßfläche 112 haftende Bereich des Tropfens einzuschnüren beginnt, wie _dies bei 132 gestrichelt gezeigt Jist.

Venn das Gewicht des Tropfens diejenige Kraft übertrifft, die ihn nach unten hängend an der Ringfläche 112 hält, j - bo tropft er ab und zieht beim Abwärtsfallen unter dem Einfluss der Schwerkraft das an der Ringfläche 112 anhaftende Glas zu einer fortlaufenden Paser aus» Diese frei herabhängende Paser gestattet es_r einer Bedienungsperson, die Faserfertigung wieder aufzunehmen, in.dem sie die von .dem fallenden Tropfen ausgezogene Paser mit den anderen Fasern zusammenfasst und die Paserfertigung durch Aufspulen der Pasern auf die umlaufende Zylindermuffe 18 «leder in Gang bringt und das mit hoher Geachwindigkeit fer-

^ψ folgende Ausziehen der Ströme flüssigen Glases in dU,nne Fasern fortsetzt«

Aus dem Vorangegangenen wird ersichtlich, dass die zur Bil dung eines Tropfens erforderliche Zeitspanne, die zwischen den ersten Anfängen der Tropfenbildung nach dem Abbrechen einer Paser bis zum unter dem Einfluss der Schwerkraft erfolgenden Abtropfen und Ausziehen einer Paser verstreicht/ die Anlaufzeit bestimmt, welche nutzlos verlorengeht, bis

das Ausziehen zu Pasern durch eine Bedienungsperson mieder aufgenommen werden kann. Ein wesentliches Merfcnal

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findung ist deshalb in Zusammenwirken der vorstehend erwähnten Paktoren derart, dass die Tropfzeit soweit als möglich abgekürzt wird, zu sehen, da die letztere die Anlaufzeit bis zur Wiederaufnahme der Fertigung bestimmt und eine Verminderung dieser Zeitspanne eine wirtschaftliche Anwendung des Verfahrens in gewerblichen Umfang ermöglicht. i Wesentlich für die Verminderung der für die Bildung eines Tropfens -erforderlichen Zeit sowie die Tropfzeit ist die fläche der Eingflache 112, Diese Ringfläche sollte soweit vermindert werden, wie es in der Praxis bei einem befriedigenden Ausziehvorgang überhaupt möglich ist. Ein weiterer Grtmd dafür, den Durchmesser D4 der Ringfläche 112 so klein als möglich zu halten, ist der, dass dann die Anzahl der Düsen eines mit Düeen bestückten Teilstückes 90 gegebener Grosse vermehrt werden kann, um so einen Strang ' oder ein Garn mit einer Vielzahl extrem dünner Pasern herzustellen. * '

Bie jetzt wurden fortlaufende .Pasern mit Durchmessern von ■ 0,005 Em und mehr gewerblich hergestellt. Werden die bekannten Verfahren, die bis jetzt dazu herangezogen wurden, Stränge von 0,005 mm starken oder dickeren Pasern herzusteller. dazu benutzt, extreme· dünne Pasern rait^einem Durchmesser

von etwa 0,0035 mm zu fertigen, so beträgt die Tropfzeit wenigstens 6 Minuten oder mehr, eo dass nach dem Abbrechen

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einer Paser mindestens 20 oder mehr Minuten verstreichen, Wlb das Ausziehen der Pasern wieder aufgenommen werden kann.

Durch das erfinduhgsgemüsae Verfahren wurde die Tropf«· zeit auf etwa eine Minute und die Anlaufzeit deshalb auf etwa zwei Minuten herabgesetzt. Diese beträchtliche Verkürzung der Anlaufzeit ermöglicht eine wirtschaftlich· •Produktion extrem dünner Pasern mit einem unter 0,004$ mm liegenden Durchmesser· -

»
Anstelle des dargestellten rechteckigen mit Düsen bestückten Teilstückes kann auch ein solches anderer Porm oder eine Gruppe solcher nahe beieinander angeordneter mit Düsen bestückter TeilstUcke vorgesehen Bein, um das erfindungsgemäase Verfahren durchzuführen.

Barch Vereinigung feiner Pasern mit einem Durchmesser vonweniger als 0,004 mm zu einem Strang oder einem Garn entsteht ein textiles Material, weiches viel biegsamer iet und eine grÖBsere Zugfestigkeit in Längsrichtung aufvvtist ala die seither hergestellten Glas-Piber-GarneT Ea wird angenommen, dass die verbesserte Biegsamkeit und Zugfestigkeit der Peinheit der Pasern zuzuschreiben let. Versuche haben . * 909^09/023.4 - 31 - '

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ergeben, dass unter Verwendung von aus neuen dünnen Fasern ■bestehenden Garnen hergestellte Gewebe eine hohe Zerreiesfestigkeit, eine geringe Biegesteifigkeit, eine höhere Abriehfeetigkeit , eine geringere Neigung zum Brechen, eine verbesserte Waschbarkeitj einen geringeren Verachleiss und eine höhere Y/iderstandsfähigkeit gegenüber Paltungen aufweisen. " ■

ist bekannt, dass Glasfaser-Garne und textile Materialien aus Glasfasern die menschliche Haut reizen. Es wurde festgestellt, dass«Stränge und Garne sowie daraus hergestellte

aus ;

Gewebe/gemäss der Erfindung gefertigten neuen dünnen Pasern

die Haut in weit geringerem Umfang reizen. Bs wurde ferner festgestellt, dass derartige Stränge und Garne eine derart geringe Biegesteifigkeit aufweisen, dass sie leicht mit üblichen Strick- und Webmaschinen verarbeitet werden können.

Sie Gleichförmigkeit des zur Herstellung der dünnen Pasern verwendeten Glases trägt wesentlich zum Gelingen des Verfahrens bei. Die Homogenität des SohmelzflK'sses und be-■onders' die laminaren StrÖaungsverhältnisse hängen weitgehend, von der Aufenthaltszeit des Glases in der Schmelz- und Zufuhrvorrichtung während des Konditicnierene durch Wärmeeinwirkung ab. Es 1st daher wesentlich,-dass eine er neblicbe Menge geschmolzenen Glases lh der Schmelzkammer

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bereit gehalten wird, und zwar etwa bis zu der' ia den Fig. 2 und 3 dargestellten Höhe. Da Gläser besonderer Zusammensetzung bei Anwendung des erfindungsgemUssen Verfahrens von gewissem Einfluss auf die Tropfenbildungs- lincl Tropfzeit sein können, wurde ermittelt, dass zur Glasfaserherstellung geeignete übliche Zusammensetzungen verwendet werden können, obwohl gewisse Zusätze oder Bestandteile der Glaszusarnmensetzung abgewandelt werden können, um die Viskosität des Glases in geringem Maße zu verändern, ^edoeh bildet die Verwendung einer speziellen Glaszusammensetzung keiije Voraussetzung für das erfolgreiche Ausziehen feiner fasern.

Eine Senkbohrung mit einem Durchmesser D2 zieht man deshalb vor, um die Wandstärke der Düse im Bereich ihres Auslasses und damit die Fläche der Ringfläche 112 zu vermindern, damit man bei der Ausbildung des eingeengten Düsenkanales leichter mit einer bestimmten Metallmenge auskommt und so die Wärmeverluste im Bereich des eingeengten Düsenkanales möglichst klein hält. Ea ist daher wünschenswert, im Falle der Anwendung einer Senkbohrung diese kurz zu halten, so dass die Wärmeleitverhältnisse in der-Siise nicht negativ beeinflusst werden und somit ein gleichnaässiger Durchsatz geschmolzenen* Glases aufrechterhalten werden kann«

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Bezüglich der die Anlaufzeit beeinflussendem Tropfzeit 1st auszuführen, daas die Tropf zeit eines einzigen Gasstromes so kurz wie möglich sein sollte. Bei Verwendung mehrerer hundert Düsen bestimmt die Tropfzeit eines einzigen Glasstromes nicht allein die Anlaufzeit für die Aufnahme der Fertigung von mehreren hundert Pasern.

Yersuch?-haben ergeben, dass die Anlaufzeit, das ist die Zeit, die eine Bedienungsperson benötigt, um sämtliche ' Pssern zu einem Strang zusammen zu fassen und mit dem Aufspulen· des Stranges auf eine Zylindermuffe zu beginnen, bei einer Einrichtung mit beispielsweise 408 Düsen und einer Tropfzeit für eine einzelne Düse von 6 Minuten ungefähr 20 oder mehr Minuten beträgt. Die Anlaufzeit ist also, länger als die Tropfzeit, da wegen des Abbrechens einer oder j mehrerer feiner Pasern Tjeim Zusammenfassen der Pasern zu einem Strang und beim Beginn des Aufspulens auf eine Zylindermuffe mehrere Anläufe erforderlich sein können·

Durch, die Erfindung wurde die Tropfzelt auf etwa eine Minute herabgesetzt und die Anlaufzeit bei einer erfindung^- gemäasen Einrichtung mit 408 Düsen beträgt etwa 2 Minuten· Wird eine Einrichtung mit einer grösseren Anzahl von Düsen verwendet, so. erhöht sich die durchschnittliche Anlaufzeit :

infolge der grösseren Wahrscheinlichkeit, dass Schwierigi;»^-

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beim Zusammenfassen der grösseren Anzahl von Fasern zu. einem Strang und "bei desaen Aufspulen auftreten. Die_ Anlaufzeit iat also eine Funktion der Zahl der ,Glas ströme und Bomit der Zahl der Fasern, die ein Strang enthält, .

Bei Anwendung des erfindungagemässen Verfahrens, mit 4em die Trojjfzeit auf etwa eine Minute herabgesetzt wurde, reduziert sich die Anlaufzeit für. eine Fasergruppe eine§ Einrichtung mit 408 Düsen auf etwa 2 Minuten Info Ige. ier verminderten Neigung der Pasern zum Abbrechen, welch -letzteres die Folge zahlreicher Massnahmen wie das Hefrotellen einer In hohem Maße homogenen Glasschmelze, die Bfmessung der Wärmeleitungaverhältnisse sowie der Abmessungen der Düsen und der Verminderung der Fläche der Ringfläche der Düaen ist· ■ .

Werden feine Fasern mit einer Einrichtung gefertigt, 1>ei der die Wandstärke der Düsen in der Umgebung der Ringflächö grosser als 0,127 mm Ist, so verursacht die grössere fläche der Ringfläche eine Verlängerung der Tropfzeit sowie (linen entsprechend grösaeren Anstieg der Anlaufzeit. Die Häufigkeit der Faserbrüchn und damit die Anzahl der Aüäufo bei def Fassrfertigung wirken sich direkt auf die Kosten bei der Hfretellung feiner Fasern aus und können so das Verfahren "bei

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gewerblicher Verwendung wirtschaftlich oder unwirtschaftlich machen. Ea ist deshaXb ein wesentliches Merkmal der Erfindung die verschiedenen Paktoren wie die Geometrie der Düsen und des mit Düsen, bestückten Teilstückes so zusammenwirken zu lassen, dass sich eine minimale Tropfzeit und damit eine Verminderung der Anlaufzeit ergibt und somit das Verfahren gewerblich durchführbar wird.

Obwohl die Einrichtung gemäss den Fig,1-3 besonders zur Verarbeitung vorgeformter Glaskugeln in ausserordentlieh »dünne Glasfasern geeignet ist, kann das Verfahren auch mit Hilfe der Vorwärmung durch einen Schmelzofen ausgeführt werden, so.dass bei einer derartigen Einrichtung geschmolzenes Glas dem mit Düsen bestückten Teilstück zugeführt und dort eine ausreichende Menge geschmolzenen Glases vorgesehen wird, damit für eine genügend lange Aufenthaltszeit des Glases zum Zwecke seiner Konditionierung unter Wärmeeinwirkung für das Ausziehen in feine Glasfasern gesorgt ist· \

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Claims (1)

1. U7T918

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   24. Hare 1964 - 36 -

   Patentanspruches,

   1. Verfahren zur Herstellung dünner fortlaufender Fasern aus einem) bei hohen Temperatur en erreichbaren, mineralischen Werkstoff, bei den ein Vorrat dieses Werkstoffes in flüssigem Zustand gehalten wird, aus. dem Ströme abgezweigt werden, die sich nach einer vorbestimmten Strömungslange bei Beginn der Herstellung zur Bildung jeweils eines " .., Tropfens allseitig frei ausdehnen, welcher danach frei; . . · ■ abfällt und eine Faser abzieht, die mechanisch fortlaufend ausgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die .: abgezweigten Ströme entlang einem einen bestimmten StröV Bungsquerschnitt definierenden Kanal fließen und ein,eine Γ.Γ.· kleine Tropfzeit aufweisender. Tropfen rasch dadurch gebildet wird, daß sich dci tferkstoff am_Ende des Kanals '. s quer zur Kanallängsrichtung ausdehnt. ^r:.^:

   co t- .

   _o 2. Terfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem

   JL. J-J'- ^: · · ■

   co ^: Vorrat kontinuierlich geschmolzener Werkstoff gleichblei- ■" ο' · ·. , ... . . . , . ,■-·■;·

   <° bender Viskosität zugeführt wird unff der StröDungsquerschnltt ^ eines jeden Stromes sowie die Grüße einer den Tropfen tragen- ^ den Stirnfläche so auf die Viskosität .s geschmolzenen Werk«

   stoffes abgestimmt werden, daß die ras· he Bildung eines Tropfens . begünstigt wird. . BAD ORIGINAL · *

   147T918

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   i 19$4 · - 37 -

   24. Märi

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Ausziehen der Faser mit einer für das Ausziehen der Ströme auf einen gewünschten Faser-Durchmesser ausreichend hohen Geschwindigkeit vorgenommen wird. i

   • . I

   4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stücke mineralischen Werkstoffes in einer · Schmelzzone aufgeschmolzen und auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erhitzt werden, worauf der flüssige Werkstoff abwärts durch eine Konditionier-Zone zum Konditionleren des

   . flüssigen Werkstoffes un.ter Wärmeeinwirkung hindurchgeleitet und dabei zur Herstellung laminarer Strömungsverhältnisse all-

   . mählich und stetig abgekühlt wird, und daß schließlich die Strömungsquerschnitte der Ströme flüssigen Werkstoffes so auf die Menge des in der Schmelzzone befindlichen Werkstoffes sowie die Zufuhr des Werkstoffes zur Schmelzzone und die Viskosität des flüssigen Werkstoffes abgestimmt werden, daß eine für die Herstellung laminarer Strömungsverhältnisse sowie eines homogenen Schmelzflusses ausreichende Aufenthaltezeit des Werkstoffes in _D der Konditionler-Zone sichergestellt vird,

   ο -

   5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ab wärtsleiten und Abkühlen des flüssigen Werkstoffes 'dessen Tem- ο ρ era tür in horizontalen Ebenen Im wesentlichen konstant gehalten

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   24- März 19§4 · - 38 -

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeich net, daß der Querschnitt der Ströme zwischen Schmels- und Konditionier-Zone vere^ngt wird· .

   . f. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich-

   net, daß die Aufeinthaltsseit des flüssigen. Werkstoff es..in der Konditionier-Zone ungefähr ein einhalb Stunden oderVnehr beträgt.

   ■ ■ ·-

   8. Einrichtung zur Herstellung dünner fortlaufender Fasern aus einem bei hohen Temperaturen erweichten mineralischen Werkstoff, ■it jslner Zufuhr-Vorrichtung zur Aufnahme eines Vorrats dieses . Werkstoffes in flüssigem Zustand nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr-Vorrichtung ein Bodenteilstück mit einer Vielzahl abwärtsgerichteter Ansätze gleicher Länge let, deren jeder einen engen Kanal und an seiners toteren Ende eine kreisringförmige Stirnfläche aufweist, die Insbesondere senkrecht zum engen Kanal 1st.

   9· Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abwärtsgerichteten Ansätze in einem gegenseitigen Abstand an geordnet sind, der etwas größer als der größte durchmesser sich

   bildender Tropfen flüssigen mineralischen Werkstoffes ist.

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   h - 105 ·

   24. Kara 1964 - 39 -

   10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9 t dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteilstück eine in wesentlichen ebene obere

   Pläche ?hat.

   ■·'"■■"·■■■>,■ - · ' ^ ".

   11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenteilstück aus hochtemperaturbeständigem Haterial ist.

   12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8'- 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle einen kreisförmigen Querschnitt haben.

   13* Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmeeser der unteren Stirnfläche ·■ höchstens 0,508 ma größer als der Durchmesser einer unteren Ausgängeöffnung der a"bwärt8gerichteten Ansätze ist.

   14. Einrichtung nach Anspruch 13t dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangeöffnung einen Durchmesser von höchst ens 1,524 mm hat.

   co 15. Einrichtung nacb einem der Ansprüche 12- 14, dadurch gekennzeich-

   •o ' ■ "' *' ■ '· · ·· ■■■

   to net, daß die Wandstücke der abwärtsgerichteten Anaätze an der Aus-

   'CO ■. ■ ■.■■··■■■■■ ■ · , · . ·.-:

   ^ gangaöffnung nicht größer ale 0,127 ma 1st.

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   ' OWGlNAL INePECTED

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   h-,105

   24. März 1964 ·\ - 40 -

   16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 ■ - 15» dadurch gekenn- - zeichnet, daß der ftußendurehmesser am unteren Ende der abwärtsgerichteten Ansätze höchstens 1,778 am beträgt.

   > ■■>'■■■'· ,. ■■■-■■ "1

   17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8-16, dadurch gekenn-

   ■ ■ ^r·-" ■ . ■ ι '

   zeichnet, daß die Ausgangs öffnung einen Durchmesser von 1,145 hat.

   •18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8-16, dadurch gekennzeichnet, daß an unteren Ende der abwärtsgerichteten Ansätze je

   ■ r

   welle eine Senkbohrung vorgesehen ist, und der Durchmesser des Kanals entsprechend der Tiefe und dem Durchmesser dieser Senkbohrung bemessen lat. · -"■.'·

   19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 18, mit einer Schmelzkammer für den mineralischen Werkstoff, dadurch gekenn-

   . zeichnet, daß die Schmelzkammer über der Zufuhrvorrichtung an2eordnet ist, und daß zwischen diesen eine Konditionierkanaer mit einem kleineren Querschnitt als derjenige der Schmelzkamner vorgesehen ist. . - " .,

   20. Textiler Strang mit einer Vielzahl fortlaufender fasern aus eine: mineralischen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der mittj.?r; Durchmesser d-er fortlaufenden Fasern höchstens 0,0045 mm betrat.

   BADORIGMAt= ₄₁ 90980 9/023A - 4i - .

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   1 Textiler Strang nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß de* mineralische Werkstoff Glas ist.

   22. Textiler Strang nach Anspruch 19 pdsr 20, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Durchmesser der fortlaufenden Pasern ungefähr

   V I

   0,0035 on» beträgt. !

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