DE1496568B2 - Verfahren zur herstellung von hohlglasfaserbuendeln - Google Patents

Verfahren zur herstellung von hohlglasfaserbuendeln

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Description

1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfüllung von Hohlglasfaserbündeln. dung ist das Verhältnis vom inneren Durchmesser Biegsame und starre Bündel aus relativ dünnen des Glasrohres 22 zu seinem äußeren Durchmesser Hohlglasfasern, Glassträngen und aus mit Metall- 1:1,2 und das entsprechende Verhältnis des äußeren seele versehenen Hohlglasfasern finden vermehrte 5 Rohres 24 1,2:1,4.
Verwendung als Licht- und/oder Bild- und/oder Ein Spannring 30 greift am oberen Ende des
Elektroenergie - Übertragungsvorrichtungen. Bündel Rohres 24 an und ist am Arm 32 befestigt, der durch
aus dünnen Glasröhren werden in Glasdiffusions- die Einrichtung 34 parallel verschoben werden kann,
kammern zur Trennung und Reinigung, z. B. von die im wesentlichen aus einer Spindel 36 besteht,
Helium von anderen Gasen, verwendet. io deren eines Ende mit einem Zahnrad oder einem
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ge- Kettenrad 35 verbunden ist, das durch einen nicht
kennzeichnet, daß ein schwer ätzbares Glasrohr und dargestellten regelbaren Antrieb angetrieben wird,
ein dieses umhüllendes leicht ätzbares Glasrohr ge- Durch diesen Antrieb wird das Glas 24 durch die
meinsam ausgezogen und mehrere solcher so her- Heizzone 28 abgesenkt. Der Arm 32 weist ferner
gestellten Rohre zu einem Bündel zusammengefaßt 15 eine Verlängerung 38 mit einem Lagerauge 40 auf,
werden, dessen Enden abgedichtet werden, worauf das auf einer Führungsstange 42 gleitet und dadurch
zwischen den abgedichteten Enden des Bündels die eine Drehbewegung des Armes 32 verhindert,
umhüllenden Glasrohre durch Ätzung entfernt Das obere Ende des Glasrohres 22 wird von einem
werden. Spannring 30' umschlossen, der an einem Arm 32'
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung 20 einer Absenkeinrichtung 34' befestigt ist. In dieser
erläutert. Es zeigt Einrichtung wird eine Spindel 36' von einem Zahn-
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Vorrichtung zur rad- oder Kettenantrieb 35' angetrieben. Auch bei
Herstellung von röhrenförmigen Fasern gemäß der dieser Einrichtung 34' ist eine Führungsstange 43'
Erfindung, vorhanden, auf der ein Lagerauge 40' Führung hat,
F i g. 2 einen geänderten Teil der Vorrichtung 25 das am Ende der Verlängerung 38' des Armes 32
gemäß Fig. 1, vorgesehen ist.
F i g. 3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Die Geschwindigkeit, mit der das Rohr 22 abge-
Herstellung von Glasfasern mit Metalldrahtseele, senkt wird, kann von der des Rohres 24 verschieden
F i g. 4 eine räumliche Darstellung eines elektrisch sein. Dadurch kann die Stärke des Rohres 22 und
leitenden Faserbündels, 30 der Umhüllung in der Gesamtfaser 44, die entsteht,
F i g. 5 eine vergrößerte Darstellung des Auschnit- gesteuert werden.
tes α in F i g. 4, Es entsteht also eine Hohlfaser 44 von etwa F i g. 6 einen Schnitt nach Linie a-b in F i g. 4 in 0,5 mm Durchmesser. Sie wird in lange Stücke gevergrößerter Darstellung, schnitten, gestapelt und wiederum durch eine Heiz-F i g. 7 einen Schnitt durch eine Druckplatte nach 35 zone gezogen. So wird eine Vielfachfaser gebildet, Linie 5 a-5 α in F i g. 5, die aus etwa 50 Röhren besteht, von denen jede F i g. 8 eine räumliche Darstellung eines Stempels. einen Innendurchmesser von 5 Mikron hat.
Zwei Glasröhren 22 und 24 sind in einer mit 26 Nach dem zweiten Ziehen wird die Vielfachfaser bezeichneten Vorrichtung so angeordnet, daß sie wiederum auf bestimmte Längen abgeschnitten, überkonzentrisch zueinander mit gesteuerter Geschwin- 40 einandergestapelt und in dieser Form in eine Metalldigkeit durch eine Heizzone, die durch einen ring- form mit beweglicher Formoberfläche eingebracht, förmigen Erhitzer 28 gebildet ist, geschoben werden, in dieser bis zur Deformationstemperatur erwärmt in dem das Rohrpaar bis auf Deformationstemperatur und unter leichtem Druck in eine feste Anordnung erhitzt und sodann zu einer relativ dünnen doppel- gebracht.
wandigen Faser 44 ausgezogen wird. Die Rohre 22 45 Die so entstandene Anordnung wird dann an den
und 24 sind verschieden stark ätzbar. Das äußere Enden 19 und 21 verschlossen, indem die Enden
Glasrohr 24 kann z. B. aus Lanthan-Silicat-Glas be- beispielsweise in Polyäthylenwachs getaucht werden,
stehen, das von Salpetersäure stark angegriffen wird. Darauf wird die so verschlossene Anordnung in Va-
Ein solches Lanthan-Silicat-Glas enthält beispiels- bis 2normal Salpetersäure geätzt. Das Ätzen wird
weise in Gewichtsprozenten: 50 fortgesetzt, bis die Lanthanglasröhren 24 zwischen
den Enden 19 und 21 von den Röhren 22 weggeätzt
SiO., 12% sind. Sie werden dabei nur von ihrer Außenseite
BaO 47 % her angeätzt, da ihre Enden in Wachs geschützt sind.
B2O., 18% Diese Enden der äußeren Rohre 24 bleiben also
ThO., 10% 55 stehen und vermitteln den Zusammenhalt der inneren
LaO.; 10% Rohre 22.
Eisen- und Aluminiumoxide 3% Mit Änderungen kann das oben beschriebene Verfahren bei der Herstellung von äußerst gleichmäßigen
Das innere Glasrohr22 kann z.B. aus einem für und wirksamen Filtern benutzt werden, deren öff-
Helium durchlässigen Glas, das durch Salpetersäure 6o nungen in Größenordnungen gehalten werden, die
nicht ätzbar ist, bestehen und enthält beispielsweise kleiner und gleichmäßiger sind als bei üblichen
in Gewichtsprozent: Filtern. Man kann in dieser Weise auch Druckplatten
und gedruckte Schaltungen für elektrische und elek-
SiO., 80,6% tronische Vorrichtungen herstellen.
B2O", 13,0 % 65 Statt der Glasröhre 22 gemäß F i g. 1 kann gemäß
Na2O 3,8 % F i g. 2 ein Lanthan-Silicat-Glasstrang 50 von dem
K.,Ö 0,4% Arm 32' gehalten und zusammen mit einem Rohr 52
Al0O3 2,2% mit wesentlich höherer Ätzfestigkeit durch eine Heiz-
3 4
zone abgesenkt und zu einer zusammengesetzten von der Zuführungsgeschwindigkeit des Drahtes und Faser ausgezogen werden. Die zusammengesetzte des Glases und von der Ziehgeschwindigkeit ab. Bei Faser wird geschnitten, gestapelt und, wenn die einer Einrichtung gemäß Fig. 1, jedoch mit drei Fasern noch nicht den gewünschten Durchmesser Absenkeinrichtungen, nämlich für die beiden Glashaben, aufs Neue gezogen, wie es bereits beschrieben 5 röhren und den Metalldraht, kann das Verhältnis ist. Die so verschmolzene Vielfachfasereinheit kann von Metall und Glas im fertigen Produkt gesteuert daraufhin in Scheiben geschnitten werden. Wenn werden.
dann durch Salpetersäureätzung die Lanthan-Silicat- Bei der Herstellung der zusammengesetzten Glas-Stränge 50 aus den einzelnen zusammengesetzten faser 106 mit Metallseele werden für die Glasrohre Fasern entfernt werden, so ergibt sich eine Struktur io 84 und 88 Glassorten unterschiedlicher Zusammen-(s. F i g. 7), die eine Vielzahl von Löchern 56 auf- setzung verwendet, um zu erreichen, daß das äußere weist, die von einem Glasgefüge umgeben sind, das Glasrohr 88 beim Ätzen stärker angegriffen wird als aus den ursprünglichen Röhren 52 entstanden ist. das innere, zur Metallisolierung dienende Glasrohr 84.
Diese Scheiben können dann z.B. als Filter be- . Folgende Zusammensetzungen sind für den Metallnutzt werden. Sie weisen ein sehr großes Öffnungs- 15 draht 80, das Glasrohr 84 und das Glasrohr 88 geverhältnis bis zu 96°/o auf, während die durchziehen eignet (jeweils in Gewichtsprozenten):
und Vereinigen von Röhren hergestellten Filter nur
ein Öffnungsverhältnis von 30% bis 50% aufweisen. Metalldraht 80
Ein Anwendungsbeispiel solcher geätzten Scheiben Silber 15%
sind Druckplatten (Fig. 8), wobei ein Teil der 20 Kupfer 80%
Löcher 56 entsprechend einem bestimmten Muster Phosphor 5 %
bei 58 verschlossen werden. Wird dann die Scheibe
in einem Stempel 60 montiert, der eine obere Einlaß- Glasrohr 84
Öffnung 62 aufweist, durch die Drucktinte auf die SiO2 80,6 %
obere Fläche 64 der Scheibe 54 gelangen kann, so 25 ^2^3 13,0%
kann das Muster, entsprechend dem die Löcher in Na2O 3,8%
der Scheibe verschlossen oder offen sind, gedruckt K2O 0,4%
werden, weil auf Grund der Kapillarwirkung die Al2O3 2,2 %
Tinte von der oberen Fläche 64 zur Druckfläche 66 Glasrohr 88
durch die Löcher 56 gelangt. 30 q-q 12%
Auch können die Scheiben zur Herstellung ge- BaO 47%
druckter Schaltungen verwendet werden. Dazu füllt g q 18%
man bestimmte oder alle Löcher 56 mit einem elek- ThO3 10%
trisch leitenden Material. Damit sind elektrische LaO2 10%
Verbindungen von der einen Seite zur anderen Seite 35 Ei|enl und'Aluminiumoxid".'.'.'.'.'. 30/.
der Scheibe hergestellt.
Das beschriebene Verfahren kann ferner zur Herstellung von Infrarotstirnplatten benutzt werden. Wird ausgegangen von einem Metalldraht mit Dabei werden die geätzten Löcher der Scheiben einem Durchmesser von 2,4 mm, einem Glasrohr 84 mit AsS3, AgCl oder Germanium ausgefüllt. Dieses 40 mit einem äußeren Durchmesser von 6,25 mm und Material wird in geschmolzenem Zustand auf die einem inneren Durchmesser von 3,1 mm und einem Oberfläche der Scheiben aufgebracht und gelangt Glasrohr 88 mit einem inneren Durchmesser von durch Kapillarwirkung in die Löcher 56. 9,4 mm und einem äußeren Durchmesser von
Ohne wesentliche Änderung des Verfahrens lassen 12,5 mm und werden die Röhren und der Metallsich auch Mikrodrahtbündel herstellen, wobei jeder 45 draht auf eine Temperatur von etwa 1200° C erhitzt der feinen Drähte mit einem elektrisch isolierenden und dann ausgezogen, so ergibt sich eine Faser, Glasüberzug versehen ist. Wie F i g. 3 zeigt, ist ein deren Metallseele einen Durchmesser von etwa Stück Metalldraht 80 an seinem oberen Ende in einer 0,03 mm aufweist.
Klemmhalterung 82 gehalten, die zu einer Absenk- Die ausgezogene Feder 106 wird in Stücke einer einrichtung, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, gehört. 50 bestimmten Länge geschnitten, und die Stücke wer-Konzentrisch zum Metalldraht wird ein Glasrohr 84 den übereinandergestapelt, so daß sie im wesentvon einer Klemmhalterung 86 gehalten. Das Glas- liehen parallel liegen. Die so gebündelte Struktur rohr 84 ist schließlich von einem weiteren Glasrohr wird wiederum erhitzt und ausgezogen, so daß die 88 umgeben, das von einer Klemmhalterung 90 ge- Metalldrähte dann nur noch einen Durchmesser halten wird. Die Halterung der Rohre 84 und 88 und 55 zwischen 5 und etwa 0,25 Mikron haben. Die Enden des Metalldrahtes 80 gewährleistet eine konzentrische des so entstandenen Faserbündels werden dann beiFührung der Teile ineinander. Die Teile werden spielsweise mit Polyäthylenwachs versiegelt und dann durch ein ringförmiges Heizelement 100 hindurch in Salpetersäure geätzt. Dabei wird die äußere Glasabgesenkt, das die Glasröhren bis auf Deformations- umhüllung 88 von jeder der einzelnen Fasern volltemperatur und den Metalldraht 80 bis zum Er- 60 ständig weggeätzt. Es entsteht so eine Struktur, wie reichen des flüssigen Zustandes erhitzt. Wie F i g. 3 sie in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellt ist. Der auf zeigt, schmilzt der Metalldraht bei 102 und benetzt diese Weise gebildete Teil 108 besteht aus einer die innere Oberfläche des Glasrohres 84. Vielzahl gebündelter elektrisch leitender Drähte 80,
In dem beschriebenen erhitzten Zustand der Glas- von denen jeder mit einer isolierenden Glashülle 84
rohre 84 und 88 und des Metallstranges 80 werden 65 umkleidet ist. Die Endteile 110 und 112 halten die
die Glasrohre ausgezogen und bilden eine relativ Mikrodrahtlitze in fester Anordnung. Wenn es erfor-
dünne Glasfaser 106 mit Metallseele. Der endgültige derlich ist, können blanke Drahtenden freigeätzt
Durchmesser der Faser 106 hängt im wesentlichen werden, z. B. mit Flußsäure.

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Verfahren zure Herstellung von Hohlglasfaserbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwer ätzbares Glasrohr und ein dieses umhüllendes leicht ätzbares Glasrohr gemeinsam ausgezogen und mehrere solcher so hergestellten Rohre zu einem Bündel zusammengefaßt werden, dessen Enden abgedichtet werden, worauf zwisehen den abgedichteten Enden des Bündels die umhüllenden Glasrohre durch Ätzung entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die äußeren Rohre solche aus Lanthan-Silicat-Glas verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rohre verwendet werden, bei denen vor dem Ziehen das Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser beim inneren Rohr etwa 1:1,2 und beim äußeren Rohr 1,2:1,4 beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehgeschwindigkeiten der Rohre unabhängig voneinander verändert werden können.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenrohre auf einen Innendurchmesser von etwa 5 Mikron ausgezogen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bündel geschnitten, gestapelt und unter Druck in eine gewünschte Form gebracht werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Rohr eine Metallseele angeordnet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Rohr ein Infrarotenergie leitendes Mittel angeordnet wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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