DE2058466C3 - Vorrichtung zum Ziehen von Glasfasern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ziehen von Glasfasern aus einer mit Nippeln versehenen, edelmetallhaltigen Spinndüse, deren Boden außen mit e^:ner Keramikschicht überzogen ist und die in einem Keramikträger gehalten ist

Eine derartig'· Vorrichtung ist bereits aus der US-PS 25 35 8E8 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung besitzt die beispielsweise aus Platin bestehende Spinndüse an der Außenseite des Spinndüsenbodens eine Beschichtung aus einem jillimanit-Werkstoff, wobei die Schichtdicke dieser Sillimanitschicht so groß ist, daß die Nippel nahezu mit ihrer gesamten Länge darin aufgenommen sind. Die bekannte Sillimanitschicht dient dazu, die Wärnieabstrahlung vom Spinndüsenboden zu verringern.

Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch insofern nachteilig, als im Betrieb auf hohen Temperaturen gebildete Edelmetalloxide aus der Spinndüsenwandung hinaus in den äußeren Keramikmantel hinein diffundieren, wo sie entweder verloren oder nur mit großen Anstrengungen wieder zurückgewinnbar sind.

Aus der DE-PS 8 34 890 ist eine Arbeitsweise bekannt, bei welcher der Verlust von Edelmetalloxiden bei Verwendung von aus Edelmetallen od. dgl. bestehenden Spinndüsen dadurch bekämpft wird, daß im Bereich der Spinndüsennippel eine sauerstoffarme oder sauerstofffreie Atmosphäre aufrechterhalten wird. Von einem solchen Sauerstoffmangel wird erwartet, daß eine Oxydation des Spinndüsenwerkstoffes verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinndüse, insbesondere eine solche aus einem Edelmetall, so auszubilden, daß auch ohne Beeinflussung der in Spinndüsennähe herrschenden Atmosphäre kein Oxydationsverlust des Spinndüsenwerkstoffes in Kauf genommen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auch die Seitenwände der Spinndüse außen mit einer löslichen, keramischen Beschichtung versehen sind, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als der des Spinndüsenwerkstoffes und daß zwischen der Spinndüse und dem Keramikträger ein temperaturbeständiges Fasermaterial angeordnet ist.

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische Portschritt ist in erster Linie darin zu sehen, daß die Spinndüsenwandungen, d. h. die Seitenwandungen und der Spinndüsenboden außen mit einer speziellen Anforderungen genügenden keramischen Beschichtung, die außerdem löslich ist, versehen ist Diese für Edelmetalloxid undurchlässige Beschichtung hat außerdem einen Wärmedehnungskoeffizienten, der geringer ist als derjenige des Spinndüsenwerkstoffeti, bei dem es sich bevorzugterweise um ein Edelmetall bzw. eine Edelmetallegierung handelt Dort, wo die Spinndüse in dem Keramikträger gehalten ist, ist erfindungsgemäß zwischen dem Keramikträger und der Spinndüse eine temperaturbeständige Isolierschicht aus einem Fasermaterial angeordnet und diese Isolierschicht gibt im Betrieb auftretenden Wärmedehnungen nach und stellt eine zusätzliche Sperrschicht gegen das Eindringen von Metalloxiden in den äußeren Keramikträger dar.

Vorzugsweise besitzt die lösliche keramische Beschichtung eine Dicke von 0,05 bis 0,76 mm, wobei als Werkstoffe dieser keramische Beschichtung Magnesiurnzirkonat bevorzugt ist

Die keramische Beschichtung dient wie bereits erwähnt zur Verhinderung von Edeimetaiioxidveriusten und trägt außerdem zur Festigkeit und Formbeständigkeit der Sinndüse bei, weil als Folge der unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten von keramischer Beschichtung und Spinndüsenwerkstoff nicht ein Durchhängen der Spinndüsenwanne unter dem Gewicht der Glasschmelze auftritt sondern eher eine nach innen gerichtete Wölbung des Spinndüsenbodens. Wird die Spinndüse außer Betrieb gestellt so kann der Keramikträger verworfen werden, während die lösliche keramische Beschichtung mit Hilfe von Säure vom Spinnkopf abgelöst wird. Mit Hilfe geeigneter chemischer Maßnahmen kann aus der gelösten keramischen Beschichtung das Edelmetall zurückgewonnen werden. Wahlweise kann die keramische Beschichtung auch durch Strahlen von der Spinndüse entfernt werden, worauf das entfernte Material in f'iure gelöst und aus der Lösung das Edelmetall zurückgewonnen wird.

Die Erfindung verhindert nicht nur Edelmetallverluste, sondern ermöglicht auch noch das Erreichen folgender Vorteile:

Die mechanische Festigkeit der Spinndüse ist bei hohen Temperaturen verbessert Die keramische Beschichtung bildet eine schwer durchlässige Hemmschicht, die für Edelmetalloxide undurchdringbar ist und ein leichtes Wiedergewinnen von Metalloxiden gestattet. Die keramische Beschichtung besitzt ein gutes Haftvermögen an der Spinndüse aber läßt sich trotzdem nach Außerbetriebsteilen der Spinndüse leicht von derselben abtrennen, so daß die Spinndüse aufgearbeitet und wieder verwendet werden kann. Die mit der keramischen Beschichtung versehene Spinndüse gestattet das Arbeiten mit Glasschmelzen erhöhter Temperaturen (etwa 1650°C), was für den Glasansatz die Verwendung billigerer Ausgangsmaterialien ermöglicht. Die Stärke der Spinndüsenwandungen kann herabgesetzt werden, da die löslichen keramischen Beschichtungen die mechanische Festigkeit erhöhen und das Durchhängen der Spinndüsenwannen verhindern. Dadurch, daß die Spinndüsen-Böden, an welchen die Nippel befestigt sind, nicht mehr so zum Durchhängen neigen, blieben die angestrebten Ausrichtungen der Nippel sowie der diese umgebenden Wärmeschirme unverändert, wodurch die Temperaturbedingungen für die austretenden Glasströme im wesentlichen konstant bleiben.

Zum Aufbringen der keramischen Beschichtung auf den Spinndüsenboden werden vorteilhafterweise die Oberflächen der Spinndüsennippel abgedeckt und wird auf die nichtabgedeckten Oberflächen der Spinnwandung eine Schicht aus einem Keramikmaterial aufgetragen, worauf die Abdeckung der Spinndüsennippel wieder entfernt wird. Zum Abdecken der Spinndüsennippel können dieselben in ein organisches Material, welches nachher mit Hilfe eines geeigneten Lösungsmittels entfernt werden kann, eingetaucht werden. Die Oberflächen von in einer Reihe angeordneten Spinnippeln kann auch mit einem harten Metallegierungsmantel abgedeckt werden.

Vor dem Aufbringen der löslichen keramischen Beschichtung empfiehlt es sich, die zu beschichtenden Spinnkopfwandungsflächen aufzurauhen. Dieses Aufrauhen kann z.B. durch Sandstrahlen mit einem hochreinen Aluminiumpulver erfolgen, wobei solange gestrahlt werden sollte, bis die helle, glänzende Metallfläche matt und grau geworden ist

Die iösüchc keramische Beschichtung kann auch durch Flammspritzen erfolgen, wobei ein febpulvnger Keramikwerkstoff bei einer Temperatur und mit einer Geschwindigkeit auf die zu überziehenden Spinndüsenflächen aufgespritzt wird, die ausreichen, um zu einer plastischen Verformung des Keramikpulvermaterials beim Auftreffen auf die aufgerauhte Spinndüsenwandung zu führen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Glasspinndüse mit an derselben vorgesehenen Wärmeabschirmungen,

Fig. 2 eine mit Fig. I vergleichbare Darstellung, wobei jedoch durch Durchhängen des Spinndüsenbodens die Ausrichtung der Wärmeabschirmungen beeinträchtigt ist,

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung einer Spinndüsenwanne, wobei die keramische Auskleidung erkennbar ist,

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer Spinndüsenunterseite, die das Aufbringen der keramischen Beschichtung erläutert und

Fig.6 eine perspektivische Darstellung einer Spinndüsenunterseite mit am Spinndüsenooden und an den Spinndüsenseitenwänden vorgesehener keramischer Beschichtung.

F i g. 1 zeigt eine Spinndüse 2 in ihrer ursprünglichen Form und Stellung, in der aus dem Boden 18 der Spinndüse 2 nach unten hervorspringende röhrenförmige Spinnüüsennippel 4 so mit Schrimrippen, die in gleichmäßigen Abständen an einem Sammel- bzw. Verteilerrohr 10 befestigt sind, durch das ein Kühlmittel strömt, ausgerichtet sind, daß aus den Nippeln 4 austretende Fasern aus geschmolzenem Glrs in beiderseits gleichem Abstand zwischen den Schirmrippen 8 hindurchgeführt werden. Die Glasfasern werden mit einem Schutzmaterial beschichtet, mittels einer Fang- bzw. Führungseinrichtung, z. B. einer Rillenolle, zu einem Strang bzw. Kabel 12 zusammengefaßt und anschließend zu einem Wickel 16 aufgewunden.

Aufgrund der zur Bildung von Glasfasern erforderlichen hohen Temperaturen und der starken Zugspannung, die bei der Herstellung von Glasfasern auf den Boden 18 der Spinndüse 2 einwirkt, beult sich der Boden 18 in der in F i g. 2 |,i strichelt durch die Linie 18a angegebenen Weise aus. was zu einer f-'ehlausrichtung der Nippel 4 in bezug auf die Schirmrippen 8 führt, was Störungen bei der Bildung der Glasfasern 6 zur FoJge hat und unter Umständen sogar die Einstellung der Glasfaserproduktion erforderlich macht Bevor jedoch die Glasfaserspinndüse abgestellt wird, tritt eine Periode auf, in der Glasfasern mit ungleichmäßigem Durchmesser erzeugt werden, was zu Problemen bei der Qualitätskontrolle führt Wenn die Spinndüse dagegen erfindungsgemäß behandelt bzw. eine erfindungsgemäße Spinndüse der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Art verwendet wird, so werden dadurch die vorstehend erörterten Probleme im wesentlichen vollständig beseitigt

Die in F i g. 3 dargestellte Spinndüse 2 weist auf der

is Außenseite ihrer Wände und ihres Bodens eine Keramikschicht 22 auf. Die Keramikschicht 22 wird von einer damit in Berührung stehenden Fasermaterialschicht 24 umgeben, die aus hochtemperaturbeständigen Fasern besteht und als Isolationsschicht dient, die gleichzeitig dazu vorgesehen ist, ei"? Ausdehnung der Spinndüse 2 während des Einsatzes /a ermöglichen und das Abnehmen eines entfernbaren, verwerfbaren Kerarnikträgers 26 ciiciuiiici I, wenn die Spinndüscnanordnung abmontiert und auseinandergenommen wird, > nachdem sie ausgedient hat

Die gesamte Spinndüsenanordnung weist gegenüber entsprechenden Konstruktionen nach dem Stand der Technik außer den bereits vorstehend erörterten vortei'haften Eigenschaften auch eine merklich höhere

in Beständigkeit gegen Durchsacken bzw. -hängen des Spinnkopfwannenbodens auf. Im Keramikträger 26 ist eine Ausnehmung 30 vorgesehen, die weit genug ist, um einen mit der Spinndüse 2 verbundenen Anschluß 32 an eine Stromquelle anschließen zu können, durch den der

r> Spinndüse 2 Wärmeenergie zugeführt werden kann, um die darin herrschende Temperatur aufrechtzuerhalten und das darin befindliche Glas zu schmelzen.

Aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß die Spinndüse 2 eine nach Beendigung des Einsatzes bei hohen Temperatu-

-t'i ren leicht entfernbare Keramikschicht trägt, die eine hche Dichte besitzt. Die dichte Keramikschicht 22 kann von einer Isolationsmaterialschicht 24 umgeben sein, die auch als Pufferschicht für die Ausdehnung der Spinndüse 2 während des Betriebs bei hohen Tempera-

'-> türen dient und außerdem das Abnehmen des Keramikträgers 26 erleichtert, der dazu dient, die Spinndüse 2 zu stützen bzw. tragen und ihre Temperatur zu regeln. Die Spinndüse 2 enthält schmelzflüssiges Glas 48, das durch die Nippel 4 mittels nicht dargestellter

><> Elemente mechanisch zu Glasfaden 6 ausgezogen wird.

Die röhrenförmigen Nippel 4 der in F i g. 5 dargestellten Spinndüse 2 sind in Doppelreihen 64 angeordnet, von denen einige mit abnehmbar befestigten Deckeln 66 aus korrsionsbeständigem Stahl abgedeckt sind, die

" mittels langer Stifte 68 gesichert sind, die sich durch die Deckel 66 und die Seelen der röhrenförmigen Nippel 4 erstrecken. Die Deckel 66 sind so ausgebildet, daß sie die maschinell bearbeiteten Ränder 70 und Seitenwände 72 der Nippel 4 rrhützen bzw. abdecken, jedoch deren

■ schräge Übergangs- bzw. Fußteile 74, die in den Boden 18 der Spinndüse 2 eingeschweißt sind, frei lassen. Die gesamte Bodenfläche der Spinndüse 2 >st ?rei und für den Auftrag einer Keramikschicht vorbereitet. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die durch die De.'.fei 66 maskierte bzw. abgedeckte Fläche des Bodens 18 vernachlässigbar ist, so daß die Bodenfläche beim nachfolgenden Aufbringen einer Keramikschicht 22 im wesentlichen vollständig be-

schichtet wird.

In Fig. 6 ist eine Spinndüse 2 mit einer Keramikschicht 22 dargestellt, die die Seitenwand 84 der Spinndüse 2 vollständig und im wesentlichen auch den gesamten Boden 18 der Spinndüse 2 bedeckt. Die Keramikschicht 22 bedeckt auch einen Teil der Fußteile 74 der Nippel 4. Die Ränder 92 und die Seitenwiinde 94 der Nippel 4 sind, wie aus der F i g. 6 ersichtlich ist, nicht mit der Keramikschicht 22 bedeckt und weisen eine bearbeitete Oberfläche auf.

Die Innenseite der Spinndüse 2 kann ebenfalls mit einem gegen den Angriff von Glas beständigen Keramikmaterial beschichtet sein, um die mechanische Festigkeit zu erhöhen und ©xydationsverluste an Edelmetallen aus der Spinndüse an die Glasschmelze 48 zu verhindern, wodurch die Lebensdauer der Spinndüse erhöht wird.

Der Ausdruck »Lebensdauer der Spinndüse« bezeichnet die Dauer der Verwendbarkeit der Spinndüse 2 bei hohen Temperaturen. Übliche Fertigungsungenauigkeiten, wie Querschnittsunregelmäßigkeiten in einem Edelmetallblech, führen aufgrund der hohen Stromdichten an den Stellen mit geringerem Querschnitt zu örtlichen Hitzestauungen. Die Spinndüse 2 selbst ist an ein elektrisches Heizelement angeschlossen bzw. dient selbst als elektrisches Heizelement. Oxydation und Verflüchtigungsverluste treten besonders leicht an den vorstehend erwähnten Stellen mit erhöhter Stromdichte auf. Dadurch nimmt der Querschnitt gerade an diesen ohnehin schon schwächeren Stellen durch Verdampfungsverluste noch weiter ab, wodurch wiederum die Stromdichte ansteigt und so weiter, so daß die Materialstärke an diesen Stellen mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt, während umgekehrt die Temperatur an diesen Stellen immer stärker steigt, bis schließlich die Spinndüse 2 an diesen Stellen durchbrennt bzw. das Metall an diesen Stellen schmilzt, wodurch die ganze Spinndüse 2 unbrauchbar wird. Diese Vorgänge sind besonders an den Schweißstellen kritisch, an denen zwei oder mehr Metallbleche bei der Herstellung der Spinndüse 2 miteinander verbunden weraen, aa aas Metall aurcn das schweißen aunner wird. Die die Spinndüsen der Erfindung auszeichnenden Keramikschichten verzögern einen weiteren Abbau der Wandstärken durch Verdampfungsverlust und verlängern somit die Lebensdauer der Spinndüsen, ohne andere wünschenswerte Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Die Wahl einer Keramikschicht 22 mit einem kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als die eigentliche Spinndüse 2 ist von erheblicher Bedeutung für die durch die Keramikschicht 22 erzielte Verstärkung der Spinndüse 2. Es wird angenommen, daß durch das Aufbringen einer derartigen Keramikschicht auf den Boden und/oder die Seitenwände, eine leichte Einwärtswölbung der beschichteten Wände erreicht wird, durch die die Festigkeit der Gesamtstruktur erhöht wird. Diese Biegung bzw. Wölbung wirkt, gleichgültig, wie schwach sie auch sein mag, wie jeder andere Bo^en, d. h_, daß dadurch Druck- bzw. SⁿEnnungskräfte im Boden 18 hervorgerufen werden, die ein Durchsacken bzw. Durchlängen des Bodens während des Betriebs der Spinndüse verhindern. Fallweise kann man aufgrund der auf diese Weise erzielten höheren Festigkeit bei erfindur.gsgemäßer. Spinndüsen die Wandstärken der eigentlichen aus einer Edelmetallegierung bestehenden Spinndüse 2 verringern.

Der Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Kcramikschichtcn 22 und der Spinndüsen 2 wird /.weckmäßig in Abhängigkeit von uui Betriebstemperatur (982 bis I8I6"C), bei der gearbeitet werden soll, ausgewählt. Auch die Stärke der Keramikschichten 22 ist eine Funktion der jeweils in Betracht kommenden Einsat/temperatur und der sonstigen Bedingungen, unter denen die betreffende beschichtete Spinndüse 2 eingesetzt werden soll.

F.S wurde festgestellt, daß sich die Innendurchmesser der Nippel 4 ändern, wenn man eine Edelmetallspinndüse 2, beispielsweise durch Sandstrahlen, aufrauht, um sie für das Auftragen einer Keramikschicht 22 vorzubereiten. Um diese Nippeldurchmesseränderungen zu vermeiden, muß man die Ränder, die Seitenwände und gegebenenfalls sogar die Fußteile, die den Übergang zum Boden 18 der Spinndüse bilden, während des Sandstrahlvorgangs schützen bzw. abdecken.

Eine wirksame Schutzmethode besteht darin, die Nippel 4, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, mit mehreren, abnehmbar darauf befestigten Deckeln 66 aus einer harten Metallegierung abzudecken, die jeweils nach dem Aufbringen der Keramikschicht 22 abgenommen und immer wieder verwendet werden können. Als harte Metallegierung für die Deckel 66 eignet sich korrosionsbeständiger Stahl. Die Innenseite der Deckel 66 sollte aus folgenden Gründen mit einer hochtemperaturbeständigen, 1,2 bis 6,35 mm starken Fasermasse oder -matte ausgekleidet sein:

1) Eine Verunreinigung des Edelmetalls durch die StahldeckeL wodurch der Berührungs- bzw. Netzwinkel zwischen dem Nippelmaterial und der aus Nippeln 4 austretenden Glasschmelze verändert wird, wird vermieden.

2) Die Auskleidung wirkt während des Sandstrahlens und des Aufbringens der Keramikschicht als Pufferbzw. Dämpfungsglied.

3) Die Auskleidung verhindert, daß Schleifpulver und andere Fremdstoffe in die Nippel eindringen und/oder die Nippelöffnungen verstopfen.

Wenn man die Nippel 4 auf diese Weise schützt bzw.

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wesentlichen vollständig mit einer Keramikschicht 22 beschichtet.

Es wird angenommen, daß ein synergistischer Effekt auftritt, wenn man auf eine duktile Edelmetallegierung eine spröde Keramikschicht aufträgt, wobei ein Schichtkörper mit Eigenschaften entsteht, die weder das Keramikmaterial noch die Edelmetallegierung allein bestitzt, weshalb die Bodenplatte 18 erfindungs<»emäßer Spinndüsen nicht vollständig mit der sie auszeichnenden Keramikschicht überzogen sein muß, um eine höhere Festigkeit zu erzielen.

Weiterhin wird angenommen, daß eine Druckkraft auftritt, die die Tragfestigkeit der Legierung bzw. der Legierungsschicht erhöht, wenn der Boden 18 vollständig beschichtet und der Ausdehnungskoeffizient der Keramikschicht kleiner als derjenige der Edelmetallegierung ist.

Erfindungsgemäß wird jedoch vorzugsweise so gearbeitet, daß man die expondierte Oberfläche einer zu beschichtenden Spinndüse möglichst vollständig mit einer Keramikschicht überzieht, und zwar nicht nur deswegen, um Verdampfungsverluste von Edelmetalloxiden, sondern um auch eine möglichst hohe Druckkraft zu erzielen, durch die die Festigkeit der Spinndüse erhöht wird.

Beim thermischen Spritzen eines durch Sandstrahlen

aufgerauhten Gegenstandes, ζ. Β. einer Edelmetallspinndüse, werden die aus der Sprizpistole austretenden Keramikteilcben während ihres Fluges erhitzt und fliegen mit sehr hohen Geschwindigkeiten, so daß sie sich beim Auftreffen auf den zu beschichtenden > Gegenstand an der aufgerauhten Oberfläche plastisch verformen. Es findet eine Reibungsbindung oder mechanische Verschweißung statt, bei der die aufgespritzten Keramikteilchen sich länglich und uneinheitlich verformen, was dazu führt, daß die Keramikschicht rauher als die aufgerauhte Oberfläche des gespritzten Gegenstandes ist. Aufgrund der Hitze und der Aufprallgeschwindigkeit der Keramikteilchen besitzt eine auf diese Weise aufgebrachte Keramikschicht eine hohe Dichte, wohingegen eine in Form einer Aufschlemmung oder durch Aufpinseln aufgebrachte Keramikschicht weit weniger dicht und nicht an die aufgerauhte Legierungsoberfläche gebunden bzw. mit dieser verschweißt ist. Das Thermospritzen wird nach herkömmlichen Plasmaspritz- oder Flammspritztechniken durchgeführt.

Nach der Beschreibung der technischen Grundkonzepte der Erfindung und der Erläuterung der vermutlich maßgeblich theoreiischen Überlegungen und Erklärungen soll die Erfindung nachstehend noch anhand eines praktischen Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Auf den in mehreren Reihen 64 auf dem Boden 18 einer Spinndüse 2 angeordneten Nippeln 4 wurden Deckel 66 aus rostfreiem Stahl abnehmbar so befestigt, 3« uaß die Ränder 70 und Seitenwände 72 während einer nachfolgenden Aufrauhung der Spinndüsenwände durch Sandstrahlen mit reinem Aluminiumoxid (50 — 100 Schleifpulver) bei einem Strahldruck von etwa 2,1 bis 2,8 kp/cm², wobei man so lange sandstrahlte, bis die hellglänzende Legierung mattgrau war, geschützt waren. Das Sandstrahlen wurde vorgenommen, um die Oberflächen rauh genug zu machen, daß sie eine Keramikschicht 22 annehmen und halten können. Die aufgerauhten Oberflächen der Spinndüse 2 wurden dann unter Verwendung einer Thermospritzpistole mit

Hierzu wurde ein Magnesiumzirkonatpulver verwendet, da sich unter der Einwirkung von Hitze und Aufprallenergie plastisch verformt und einen Film mit hoher Dichte bildet, wenn es auf die aufgerauhte Spinndüsenoberfläche mit hoher Geschwindigkeit aufprallt, auf der es durch die dabei ausgebildeten mechanischen oder Reibungsschweiß- bzw. Haftkräfte festgehalten wird- Die auf diese Weise beschichtete Spinndüse 2 wurde dann in einen abnehmbaren, verwerfbaren Keramikträger 26 eingesetzt, worauf man sie mit eine Glasschmelze beschickte und zur Herstellung von Glasfasern bei einer Betriebstemperatur von etwa 1621⁰C verwendete. Die erfindungsgemäße Spinndüse 2 mit einer Keramikschicht 22 konnte rund 50% länger betrieben werden als eine zum Vergleich verwendete herkömmliche Spinndüse ohne Keramikschicht Als die Spinndüsenanordnung mit der erfindungsgemäß beschichteten Spinndüse 2 ausgedient hatte, wurde der Keramikträger 26 entfernt und ohne Aufarbeitung verworfen, während man die Keramikschicht 22 von der Spinndüse 2 ablöste und in etwa 70%iger Flußsäurelösung in 40 bis 48 h auflöste. Hierauf wurden die Gewichtsverluste der erfindungsgemäßen Spinndüse und der zum Vergleich geprüften herkömmlichen Spinndüse gemessen und verglichen, um die jeweiligen Oxydationsverluste am Edelmetall festzustellen. Der Gewichtsverlust der erfindungsgemäßen, beschichteten Spinndüse war um mehr als 50% geringer, als derjenige der herkömmlichen. Die Keramikschicht zeigte gute Hafteigenschaften, eine hervorragende Beständigkeit unter Hochtemperatureinsatzbedingungen und eine gute thermische Stabilität. Die Keramikschicht 22 ließ sich nach dem Ablösen von der Spinndüse 2 leicht mahlen, bevor man sie mit Säure behandelte und man konnte dias gesamte Platin, das als flüchtiges Oxid in die Keramikschicht eingetreten war, abtrennen und wiedergewinnen. Die Materialverluste beim Sand- bzw. Schleifpulverstrahlen können bei etwa 0,01% des Gesamtgewichts gehalten werden und lassen sich direkt wiedergewinnen. Diese Verluste sind lOmal kleiner als die täglichen Betriebsverluste bei der zum Vergleich geprüften herkömmlichen Spinndüse 2 ohne Keramikschicht.

Aufgrund der höheren Lebensdauer der erfindungsgemäben Spinndüse I kann, da diese Spinndüse eine bessere Formbeständigkeit besitzt, und dadurch während der Glasfaserherstellung weniger Einstellungen erfordert, längere Zeit als mit einer herkömmlichen Spinndüse Glasfasern mit einheitlicher Qualität ausgezogen werden.

Es wurde gefunden, daß sich zum Schützen bzw. Maskieren der Nippel 4 während des Sand- bzw. Schleifpulverstrahlens der Spinndüse 2 und dem Beschichten des Spinndüsenbodens und Spinndüsenkörpers durch Thermo- bzw. Flammspritzen mit Erfolg hochtemperaturbeständige organische Harze, wie Polyamide, Polyurethane und Harze auf Silikonbasis mit darin dispergiertem Aluminiumoxid oder anderen Keramikmaterialien eingesetzt werden können. Als organische Beschichtung verwendet man vorzugsweise Silikonharze mit darin zur Erhöhung der Abriebfestigkeit des Harzes während des Sandstrahlen und Flammspritzens dispergierten Aluminiumoxid.

Ein wirkungsvolles und zweckmäßiges Verfahren zum Auftragen, Anwenden und Entfernen derartiger Silikonharzschutzschichten umfaßt folgende Schritte·

Vorheizen der Edelmetallspinndüse auf ungefähr

tungsmasse, wobei man so arbeitet, daß sichergestellt ist, daß eine ausreichende Schutzschicht aufgebracht wird, um die Nippelränder 70 und Seitenwände 72 zu bedecken und die öffnungen der Nippel auszufüllen, um zu verhindern, daß Fremdstoffteilchen in die Nippel eindringen; etwa einstündiges Härten des Schutzüberzuges bei Raumtemperatur und anschließendes etwa einstündiges Erhitzen auf etwa 104,4 bis 126,7°C; und schließlich etwa 15minütiges Erhitzen der Schutzschicht auf 260 bis 288°C; Abkühlen der Schutzschicht; Sandbzw. Schleifpulverstrahlen der Spinndüsenseitenwände und der Bodenfläche mit reinem Aluminiumoxid (50-100 Schleifpulver) unter Verwendung eines Luftdrucks von 4,2 bis 4,9 kp/cm², bis die zu beschichtenden Oberflächen ausreichend aufgerauht sind, um die Keramikschicht anzunehmen und festzuhalten; Auftragen einer Keramikschicht, z. B. einer Magnesiumzirkonatschicht, durch Thermospritzen bzw. Flammspritzen auf die Spinndüsenseitenwände und den Spinndüsenboden; Aufweichen der organischen Schutzschicht auf den Spinndüsen durch etwa 2 bis 4stündiges Eintauchen in ein Lösungsmittel (SO/SO-Aceton-ToIuol-Gemisch, SO/SO-Aceton-Methyläthyl-keton-Gemisch usw.) in einem Ultraschallreiniger, um dadurch die organische Schutzschicht im wesentlichen vollständig zu entfernen; Erhitzen der Spinndüse in einem Ofen auf etwa 649 bis

871°C während etwa 15 bis 30 Minuten, um dadurch sicherzustellen, daß die organische Schutzschicht von den Düsen restlos entfernt ist; und schließlich Abbürsten der Spinndüsen in einem Ultraschallreiniger, um eventuell noch dann haftendes Aluminiumoxid restlos zu entfernen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ziehen von Glasfasern aus einer mit Nippen versehenen, edelmetallhaltigen Spinndüse, deren Boden außen mit einer Keramikschicht überzogen ist und die in einem Keramikträger gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Seitenwände (84) außen mit einer löslichen, keramischen Beschichtung (22) versehen sind, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als der des Spinndüsenwerkstoffes und daß zwischen der Spinndüse (2) und dem Keramikträger (26) ein temperaturbeständiges Fasermaterial (24) angeordnet ist >⁵

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösliche keramische Beschichtung (22) eine Dicke von 0,05 bis 0,76 mm besitzt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die lösliche keramische Beschichtung (22) aus Magncsiunizirkonai besieht