DE2211150C2 - Verfahren zur Herabsetzung der Benetzbarkeit eines Düsenwannenbodens mit geschmolzenem Glas und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

damit die erwünschte Anzahl von Strömen erreicht werden kann; eine solche Anordnung vergrößert jedoch die Tendenz des geschmolzenen Glases zu wandern und entlang der angrenzenden Metalloberfläche zusammenzufließen, und zwar deshalb, weil die Tendenz des geschmolzenen Glases, die Metalloberfläche zu benetzen, größer ist als die Neigung, in einer Tropfenformation srasBinmenzubleiben.

Dieses Problem isi bereits frühzeitig erkannt wordea So wird z.B. in der DE-AS 1144 886 auf die unerwünscht gute Benetzbarkeit eines Düsenwannenbodens hingewiesen Im Rahmen dieser Druckschrift wird auf verschiedene Versuche zur Beseitigung dieser Benetzbarkeit hingewiesea Man kann dies beispielsweise dadurch verbessern, daß man den Glasschmelzen bestimmte Zusätze beifügt, dadurch ergeben sich jedoch höhere Kosten und außerdem verändern sich die Eigenschaften des Endproduktes.

Man kann nach den Ausführungen in dieser Druckschrift in den die Düsenwanne umgebenden Bereich auch gewisse Gase einführen, beispielsweise SO2, NH₃, H₂, Wasserdampf und dergleichen, erreicht durch diese Gase jedoch eine Beeinflussung der Eigenschaften des Endproduktes und vor allen Dingen eine unzumutbare Gefährdung und Geruchsbelästigung. Darauf wird in dieser Druckschrift ebenfalls hingewiesen.

Im Rahmen dieser vorbekannten Druckschrift wird daher von dem beschriebenen Verfahren Abstand genommen und vorgeschlagen, die Benetzbarkeit durch eine bestimmte Wahl des Düsenwannenwerkstoffes herabzusetzen. Dies erfordert jedoch erhebliche Investitionen und führt auch nicht in allen Fällen zu dem erwünschten Erfolg.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es gelingt, die Benetzbarkeit des Düsenwannenbodens mit konstruktiv einfachen Mitteln herabzusetzen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Gasstrom aus einer Kombination eines nicht oxidierenden Gases und eines am Düsenwannenboden unter Wärmeeinwirkung Kohlenstoff und/oder Wasserstoff freisetzenden Gases zur Reduzierung der Benetzung zwischen Glasschmelze und Düsenwannenboden verwendet wird

Diese Kombination verschiedener Gase führt dazu, daß die die Benetzbarkeit herabsetzenden Gasbestandteile durch die nicht oxidierenden Gase gegenüber der oxidierenden Umgebung abgeschirmt werden, so daß diese Gase nicht oxidiert werden können, sondern sich pyrolytisch zersetzen. Die pyrolytische Zersetzung führt zu der erwünschten Herabsetzung der Benetzbarkeit, und außerdem wird sichergestellt, daß keine giftigen oder stark riechenden Gase gebildet werden und in die Umgebung gelangen können.

Aus der DE-PS 8 34 890 ist es zwar bereits bekannt, einen Düsenwannenboden mit einem Gasstrom zu beaufschlagen, der wenig oder vorzugsweise gar keinen Sauerstoff enthält, wobei im Rahmen dieser Druckschrift Abgase oder Heizgase einer Feuerung erwähnt sind. Der Zweck dieser Gasbeaufschlagung liegt jedcch ausschließlich darin, Korrosionseffekte am Düsenwannenboden herabzusetzen. Eine Anregung in Richtung der Verwendung eines Gasstromes mit einer nicht oxidierende Komponente einerseits und einer am Düsenwannenboden unter Wärmeeinwirkung Kohlenstoff und/oder Wasserstoff freisetzenden Komponente andererseits konnte dieser Druckschrift nicht entnommen werden.

In dem AuslaSgebict dar Glasströme aus der Düsenwanne wird eine vergleichsweise inerte Umgebung errichtet, dieser Umgebung führt m&t. e»■;■« ^;lf-jr.tjge, h WiXKe -/.erlegbare Verbindung zu und zerlegt die Verbind:'ng an dar Düsenwannenoberfläche unter dem Einfluß der von der Glas und der Düsenwanne herrührenden Hitze und erzeugt dadurch ein Gas mit einer Eigenschaft, die ihrerseits die Neigung hat, die Trennung

,0 bzw. Abtrennung des geschmolzenen Glases an der Grenzfläche mit der Düsenwanne zu begünstigen; dadurch wird im wesentlichen die Tendenz des Glases, im Auslaufgebiet zusammenzufließen, beseitigt Vorteilhaft ist dabei, wenn man der inerten Umgebung im Speiserauslaufgebiet die erwähnten einzelnen Anteile, nämlich Wasserstoff und Kohlenstoff, in Form eines solchen Mediums zuführen kann, daß Wasserstoff und Kohlenstoff gleichzeitig durch die Hitze freigesetzt werden, wodurch sich nicht benetzencie Eigenschaften des Glases ergeben und die Speiseroberfläche nicht benetzbar ist.

Der Erfindung liegt weiterhin die Ai'igabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit welcher das erläuterte Verfahren vorteilhaft durchführbar ist Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches fi gelöst

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche bzw. können in Verbindung mit weiteren Vorteilen der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden, in welcher anhand der Figuren eine Anzahl von möglichen Ausführungsbeispielen erfindungsgemäß Verfahren sowie Aufbau und Wirkungsweise von Vorrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren beschrieben sind. Dabei zeigen

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Anordnung zum Auslassen von Glasströmen und Ausziehen der Ströme zu Filamenten,

Fig.2 in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines Speiserauslaufgebietes mit Mitteln zur Zuführung und Erzeugung einer geeigneten Umgebung angrenzend an den Speiser,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Darstellung der Fig.2,

Fig.4 in perspektivischer Darstellung ein anderes Ausführungsbeispiel ähnlich F i g. 2,

Fig.5 einen Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 4,

F i g. 6 in perspektivischer Darstellung ebenfalls das Speiserauslaufgebiet, bestehend aus einem ebenen, planaren Speiserboden, der mit einer Vielzahl eng aneinandergrenzender öffnungen ausgestattet ist, mit Mitteln zur Erzeugung der eine Nichtbenctzung bewirkender· Umgebung,

Kig.7 ähnlich wie Fig.2 ein weitere«. Ausführungsbeispiel der Erfindung und

F i g. 8 ebenfalls in perspektivischer Darstellung den Unterteil eines weiteren Speisers.

Zwar ist das nachstehend beschriebene Verfahren insbesondere zur Verwendung mit einem Speiser geeignet, der mit einer Vielzahl von dns Ausfließen von Glasströmen bewirkenden öffnungen versehen ist, und ist darauf gerichtet, die Tendenz des Glases zum Zusam-

menlaufen an der Düse (infolge zu geringen Lochabstandes) bzw. ein "»chen des C'-ss stark einzuschränken; dabei ist j<iaoch im Auge zu behalten, daü das Verfahren sich darauf bezieht, eine UmgcDung der

noch genauer anzugebenden Art an dem Grenzschichtgebiet des in Wärme erweichenden Materials (Glas) mit einer Oberfläche zu errichten, und zwar überall da, wo es erwünscht ist, die Tendenz des Materials, sich über der Oberfläche zu verbreiten, zu reduzieren und eine Trennung des Mateials von der Oberfläche zu begünstigen.

In Fig.! ist ein Speiser 10 dargestellt, der in Wärme erweichendes mineralisches Material, wie beispielsweise Glas, enthält Der Speiser 10 kann von einer Schmelzanordnung mit dem geschmolzenen oder in Wärme erweichten Glas versorgt werden oder dem Speiser kann ein Vorherd zugeordnet sein, so daß dem Speiser Glas in üblicher Weise von dem Vorherd zugeführt wird. Der Speiser selbst besteht aus einem Metall bzw. einer Legierung, die in der Lage ist, den hohen Temperaturen geschmolzenen Glases zu widerstehen, vorzugsweise einer Legierung aus Platin-Rhodium, die für diese Zwecke geeignet ist.

Der Speiser 10 weist Anschlußklemmen in Form von Ansätzen 12 auf, die mit nicht dargestellten Stromversorgungsleitungen verbunden werden, damit durch den Speiser zur Aufrechterhaltung des Glases in demselben auf einer gewünschten Temperatur und Viskosität ein elektrischer Strom hindurchgeleitet werden kann, damit aus dem Speiser Glasströme ausfließen können. Eine Ausbildungsform eines Speisers tO ist insbesondere in den F i g. 2 und 3 dargestellt und weist einen Bodenabschnitt 14 auf, der so geformt ist, daß er im wesentlichen zueinander parallele Kanäle oder längliche Ausnehmungen 16 aufweist, dabei ist der Bodenteil 18 jedes Kanals von ebener planer Ausbildung und weist eine Vielzahl von Durchlässen, öffnungen oder Ausläufen auf, durch welche Glasströme aus dem Speiser 10 auslaufen.

Die Giasströme 22 fließen aus den Speiseröffnungen aus, wobei sich das Glas jedes Stromes angrenzend an die Auslauffläche des Speisers in Form eines Konus 24, wie in F i g. 3 gezeigt, befindet Wie in F i g. 1 gezeigt, werden die Glasströme aus den öffnungen gleichzeitig zu Fäden 26 ausgezogen, die Fäden werden von einem Sammeischuh 30 zu einem Strang 28 zusammengefaßt Eine Wickelmaschine 32 ist mit einer von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen, drehbaren Spindel 34 ausgerüstet, der Strang 28 wird auf diese Weise auf eine dünnwandige, auf die Spindel 34 aufgeschobenen Röhre zu einer Packung aufgewickelt; die Wickelspindel wird dabei mit einer Geschwindigkeit gedreht, daß die Glasströme mit einer linearen Geschwindigkeit bis zu 3000 m und mehr pro Minute zu Fäden ausgezogen bzw. verdünnt werden.

Die Erfindung besteht aus einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Errichtung einer Umgebung angrenzend an die Ströme und an die Oberflächenbereiche des Speisers 10, wo diese Ströme ausfließen, um die Neigung des Glases, zu wandern bzw. über die Oberflächen 18 des Speisers zu fließen, im wesentlichen zu eliminieren oder klein zu halten und um die Ströme wirksam voneinander zu isolieren, wobei es möglich ist, die Ströme weiter mit Erfolg zu kontinuierlichen Fäden auszuziehen und zu verdünnen und wobei es darüber hinaus möglich ist, den Ausziehvorgang nach Brechen eines Fadens schnell wieder aufzunehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man dem Ausflußgebiet eines Speisers bzw. eines mit Öffnungen versehenen Substrates Gase zuführt, um eine Umgebung zu errichten, die an der Oberfläche des Speisers eine Grenzschicht errichtet, wodurch eine Trennung des Glases von der Oberfläche gefördert wird, was sich in der Richtung auswirkt, daß ein Benetzen der Oberfläche durch das Glas verringert oder sogar vollständig beseitigt wird, wodurch auch die Neigung des Glases, an der Oberfläche entlang zu fließen, stark reduziert oder ebenfalls vollkommen beseitigt wird. Dies führt zu einer Trennung der sich an den Auslauföffnungen des Speisers bildenden Glastropfen während des Anlaufvorganges beim Ausziehen der Glasströme zu diskreten Fäden oder Fasern.

Diese zu errichtende Umgebung ist im wesentlichen nicht oxydierend. In ihr ist ein Gas vorhanden oder wird darin gebildet, welches an der Glasgrenzschicht Glas von dem Speiser trennt Untersuchungen haben ergeben, daß ein an der Speiseroberfläche absorbterbares Element oder Gas die Grenzschicht erzeugt, welche der Benetzung der Oberfläche durch das Glas widersteht Ein Ausführungsbeispiel, welches erfolgreiche Betriebsbedingungen sicherstellt, besteht darin, daß man eine nichtatmosphärische Umgebung errichtet, indem man dem Ausflußgebiet Kohlendioxyd zuleitet und indem man der Umgebung einen kleinen Prozentanteil eines Kohlenwasserstoffes oder eines organischen Gases, wie beispielsweise Propan (C₃H₁) zuführt Das Propan kann mit Kohlendioxyd vorgemischt sein oder kann der Umgebung getrennt zugeleitet werden.

Es hat sich herausgestellt, daß das Propan in der nicht oxydierenden Umgebung nicht verbrannt wird, sondern von der Hitze des Speisers und des geschmolzenen GIases zerlegt wird, die Pyrolyse führt zu Zerlegungspro dukten, die Wasserstoff und Kohlenstoff einschließen. Der Speiser ist üblicherweise aus einer Legierung aus Platin und Rhodium hergestellt, wobei es, basierend auf einer Reihe von Untersuchungen und Beobachtungen, scheint, daß der Wasserstoff an der Spsiseroberfläche in einem solchen M«$e absorbiert wird, ciaß eine Trennung des Giaies an der Glas-Metall-Grenzschicht begünstigt wird. Das Wasserstoffgas scheint einen sogen. »Gaskissen«-Effekt an der Grenzfläche zu bewirken, der einer Benetzung der Oberfläche durch das Glas widersteht und die Neigung des Glases, die Speiseroberfläche zu überfließen oder an dieser entlang zu kriechen, die in einer absorbierbaren Wasserstoff enthaltenden Oberfläche angeordnet ist, im wesentlichen beseitigt oder stark reduziert Die pyrolytische Zerlegung des Kohlenwasserstoff des Propans oder dergl. erzeugt Kohlenstoff in Form einer dünnen Schicht oder eines Films, der an der Oberfläche des Speisers absorbiert wird; dadurch ist diese Oberfläche von dem in Wärme so schmelzenden Glas im wesentlichen nicht benetzbar, wodurch ein Faktor in der Umgebung geschaffe* wird, der die Tendenz eines Fließens des Glases reduziert Wie weiter unten noch erläutert, können auch andere Gase bei der Errichtung einer entsprechenden Umgebung am Speiser oder an der Substratoberfläche ver wendet werden, wenn sie Eigenschaften haben, die eine Grenschicht errichten und die Trennung des Glases von der Oberfläche begünstigen und damit die Tendenz eines Kriechens oder Fließens beseitigen oder verringem.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein Ausfühningsbeispiel einer Vorrichtung dargestellt, um dem Flußgebiet der Glasströme bzw. den Oberflächen 14 und 16 des Speisers 10 Gase zuzuführen und dort einzuleiten, dabei werden auch die konischen Bereiche 24 der Glasströme von dieser Umgebung erfaßt Angrenzend an den Speiser 10 ist eine Verteilerleitung 15 vorgesehen, die mit einem Zuleitungsrohr 52 verbunden ist Das Rohr 52 ist

über ein T-Stück bzw. einen Fitting 53 mit einem Rohr 54 verbunden (siehe auch Fig. 1), dem von einer nicht dargestellten Vorratsquelle ein Gas zugeleitet wird, beispielsweise Kohlendioxyd, um die nichtatmosphärische Umgebung zu errichten. Ein Einstellventil 56 ist ■-, weiterhin vorgesehen, um die Zufuhr von Kohlendioxyd in das Gebiet des Speisers einzustellen und zu regeln.

An das T-Stück 53 ist eine weitere Röhre bzw. Leitung 58 angfihlossen und mit dem Rohr 52 verbunden, durch weiche Propangas oder andere Gase geleitet m werden können, die in der Umgebung Wasserstoff erzeugen; dieses Gas steht zur Zufuhr in das Gebiet des Speisers unter geringem Druck. Die Gase werden an dem Fitting 53, der das Verbindungselement für die Rohre 54 und 58 bildet, zusammengeführt bzw. dort ge- ι ^ mischt Auch in dem Rohr 58 ist ein Ventil 60 vorgesehen, um den Zufluß an Propan oder einem anderen Kohlenwasserstoffgas in die Röhre 52 zu dort erfolgenden Vermischung mit dem Kohlendioxyd einzustellen und zu regeln·. Unterhalb des Speisers und angrenzend an die Öffnungsgebiete des Speisers sind Gasauslaßanordnungen bzw. Verteiler vorgesehen, die, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt, röhrenförmige Elemente 64 umfassen, die vorzugsweise einen flachgedrückten, hohlen Querschnitt, wie in den F i g. 2 und 3 gezeigt, aufweisen. ₂s Die röhrenförmigen Elemente können zwischen den Reihen der aus öffnungen 20 im Bodenteil des Speisers ausfließenden Glasströmen angeordnet sein. Es versteht sich, daß die röhrenförmigen Elemente perforierte bzw. poröse Wandbereiche aufweisen, so daß sie als jn Gasverteileranordnungen verwendet werden können.

Die .ohrenförmigen bzw. hohlen Gasauslaß- bzw. Verteilerelemente 64 sind von der Verteilerleitung 50 über Röhren bzw. röhrenförmige Endstücke 66 getragen, die mit der Verteilerleitung 50 und den röhrenför- migen Elementen 64, wie in F i g. 2 gezeigt, verbunden sind Die röhrenförmigen Elemente 64 weisen Gasauslässe bzw. Durchlässe auf, die, wie ebenfalls in F i g. 2 gezeigt, in Form enger Schlitze 68 gehalten sind, die im Abstand zueinander in Längsrichtung des röhrenförmigen Elementes 64 angeordnet sind, dabei sind die Schlitze vorzugsweise in dem Teilbereich der röhrenförmigen Elements angeordnet, de: dem Bodenabschnitt des Speisers am nächsten ist, so daß das zugeleitete inerte Gas die nichtatmosphärische bzw. isolie- rende Umgebung im Flußgebiet errichtet, wobei die Konus der Glasströme erfaßt und in der gewünschten Umgebung gehalten werden.

Die Schlitze 23 sind vorzugsweise in enger Abstandsbeziehung über die Länge der röhrenförmigen EIe- mente 64 in übereinstimmender Anordnung zu der Länge der Öffnungsreihen angeordnet, so daß eine gleichförmige Verteilung der zugeführten Gase über das Oberflächengebiet des Bodenteils des Speisers erreicht wird, welches normalerweise einer Benetzung durch das Glas unterworfen wäre. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält der Speiser 14 in Wärme erweichtes Glas bei einer Temperatur von vorzugsweise zwischen 1200° und 1370⁰C, wobei in diesem Bereich die Viskosität des Glases so ist, daß die _W) Glasströme leicht durch die Öffnungen 20 fließen.

Während der Anlaufvorgänge bilden sich an jeder öffnung ein Glastropfen, welcher innerhalb einer vergleichsweise kurzen Zeit ein Gewicht erreicht, welches ausreicht, den Tropfen herunterfallen zu lassen, wobei der Tropfen einen Faden hinter sich herzieht

Das die Aufsicht führende Personal faßt die ausgezogenen Fäden von Hand zu einem Strang zusammen und zieht diesen aus und wickelt einige Windungen des Stranges 28 auf eine auf der drehbare Spindel 34 angebrachten Röhre, die Spindel wird dann von einem Motor mit einer Geschwindigkeit gedreht, die ein Ausziehen der Glasströme zu Fäden und ein Aufwickeln der in eine Strangformation gebrachten Fäden auf der Wickelspinde zu einer Packung erlaubt.

Vor Ingangsetzen der Ausziehvorgänge wird ein inertes bzw. im wesentlichen nicht oxydierendes Gas, wie beispielsweise Kohlendioxyd und Propan oder ein anderes zerlegbares Gas, welches in der Lage ist, Wasserstoff zu entwickeln, durch die Röhren 54,58,52, die Verteilerleitung 50 und die Röhre 66 in die als Gasverteiler wirkenden röhrenförmigen Elemente 64 eingeleitet, dabei befinden sich die Gase unter vergleichsweise geringem Druck und bewegen sich mit geringen Geschwindigkeiten, um Turbulenzen in dem Ausflußgebiet der Ströme gering zu halten.

Die Fließgeschwindigkeit der Gase und der Anteil des Propan zu dem Kohlend'oxyd werden durch Betätigung der Ventile 56 und 60 eingestellt und geregelt. Dabei wird das zerlegbare Gas in die isolierende Umgebung in einem solchen Anteil eingeführt, der ausreichend ist, daß das Gas an dem Substrat bzw. der Speiseoberfläche vollkommen zerlegt wird, so daß vorzugsweise kein überschüssiges zerlegbares Gas jenseits der isolierenden Umgebung in die Atmosphäre eingelassen wird, so daß auch keine Verbrennung des zerlegbaren Gases die Folge ist.

Die vergleichbar hohe Temperatur von 1200⁰C oder mehr in dem Bodengebiet des Speisers stört das chemische Gleichgewicht und bewirkt eine Pyrolyse des Propangases oder des anderen zerlegbaren Gases, wobei die auftretende Reaktion dieses Gas in das Kohlendioxyd bzw. in die inerte Umgebung aufbricht oder zerlegt; dies führt zur Bildung von Wasserstoff, welcher an der Oberfläche des Speisers absorbiert wird und zur Bildung von pyrolytischem Kohlenstoff in feiner Partikelform.

Bei überschüssigem zerlegbaren Gas konnte optisch festgestellt werden, daß sich Kohlenstoff an der Speiseroberfläche ansammelt, jedoch in Form von von der pyrolytischen Zerlegung herrührenden Kohlenstoffschichten oder Blättchen kontinuierlich abbröckelt oder abblättert Die Zerlegungsprodukte in dem Kohlendioxyd bzw. in der isolierenden Umgebung sind im wesentlichen durch Glas nicht benetzbar und haben so die Tendenz, das Glas von den Oberflächengebieten des Speisers im Räume des Ausfließens der Glasströme zu trennen und bewirken auf diese Weise eine beträchtliche Reduzierung bzw. verhindern vollständig die Neigung des Glases, zu kriechen und sich auszubreiten. Man nimmt weiterhin an, daß die Zerlegungsprodukte auch eine Wirkung auf das geschmolzene Glas in einem solchen Maße haben, daß sie der Neigung der während der Anlaßvorgänge an den Speiseröffnungen gebildeten Glastropfen, sich zu vereinigen, wie das unter normalen atmosphärischen Umgebungsbedingungen bei Glastropfen sonst der Fall ist, entgegenwirken.

Die Bedingungen in der isolierenden Umgebung begünstigen auch solche Beziehungen wie die Vergrößerung eines Benetzungswinkels des Glases mit der angrenzenden Oberfläche, beispielsweise eines Winkels von 90° —180° an einem Platinsubstrat oder begünstigen sogar eine negative Adhäsion in Form eines Wegstoßens des Glases von einem aus Platin bzw. einer Platinlegierung gebildeten Substrat

Bei der Durchführung des Verfahrens konnte festge-

stellt werden, daß während der Zulieferung von Kohlendioxyd und zerlegbarem Gas zum dem Speisergebiet im Bereich der Glasströme während der Anlaßvorgänge, bei denen sich Glastropfen an den Speiseröffnungen bilden, diese Glastropfen im wesentlichen in ihrer Größe reduziert waren verglichen mit Glastropfen, die sich unter normalen atmosphärischen Bedingungen bildeten. Die Glastropfen nahmen eine sichtbare Ablagerung bzw. eine Beschichtung von Kohlenstoff bzw. eines kohlenstoffähnlichen Zerlegungsproduktes an, welches einer gegenseitigen Anziehung und Adhäsion der Glastropfen Widerstand leistete, so daß die Glastropfen die Neigung entwickelten, in diskreter Form zu verbleiben.

Sobald die Glastropfen abfielen und das Ausziehen begann, bildeten kohlenstoffhaltigen Ablagerungsprodukte an den Oberflächen der außerordentlich heißen Glaskegel bzw. der Glasströme bei Herausbewegen aus der isolierenden bzw. nichtatmosphärischen Umgebung

unter dem Einfluß der hohen Temperaturen Wasser und Kohlendioxydgas, welches in die Atmosphäre entwich. Diese Reaktion tritt auf, ohne daß Rückstände, Verunreinigungen oder Verschmutzungen an den aus den Glasströmen ausgezogenen Fäden und Fasern zurückblieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem die Neigung des Glases, Oberflächengebiete des Speisers zu benetzen, kleingehalten bzw. beseitigt ist, erlaubt die Herstellung und Ausbildung von Bodenabschnitten eines Speisers mit einer großen Anzahl von Speiseröffnungen für Glasströme in zueinander eng angeordneter Abstandsbeziehung. Während der Tropfenbildung beim Anlaßvorgang des Ausziehens können angrenzende Tropfen miteinander in Kontakt geraten, sie verbinden sich jedoch nicht miteinander. Beim Abfallen der Tropfen befinden sie sich in diskreter, d. h. von einander getrennter Form und auch die Glasströme verbleiben als diskrete bzw. individuelle Einzelströme, wobei jeder zu einem Faden ausgezogen wird, ohne daß es zu einem Zusammenlaufen des Glases im Gebiet des Glasstromauslasses kommt

Die Gase werden vor. den röhrenförmigen Verteilerelementen 64 mit einer solchen Geschwindigkeit ausgestoßen oder in einer solchen Menge, daß eine im wesentlichen inerte Umgebung an dem Auslaßgebiet des Speisers aufrecht erhalten wird, die ausreichend ist, um in dem Gebiet der Zerlegungsprodukte atmosphärischen Sauerstoff auszuschließen, da die hohen Temperaturen Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltige Produkte sofort dazu bringen würden, sich mit Sauerstoff ·.. Torrn von Oxyder zu verbinden.

Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß auch andere Gase zur Erzielung einer isolierenden, nichtatmosphärischen bzw. im wesentlichen nicht oxydierenden Umgebung im Auslaßgebiet des Speisers verwendet werden können, damit zwischen dem geschmolzenen Glas und einer Speiseroberfläche ein nichtbenetzender Zustand geschaffen wird Solche Gase, die sich als zufriedenstellend herausgestellt haben, schließen Stickstoff, Heiiuin, Argon, Neon und Xen^n ein; in dieser Umgebung kann ein in Wärme zerlegbarer Kohlenwasserstoff verwendet werden.

Es können auch andere organische Gase oder Kohlenwasserstoffgase verwendet werden, die sich unter den hohen Temperaturen des geschmolzenen Glases zerlegen und zur Freisetzung von Wasserstoff führen, der bei diesen Temperaturen an der Oberfläche des

Speisers bzw. Substrates absorptionsfähig ist Als zu den organischen Gasen gehörige und für den erfindungsgemäßen ZwecK verwendbare Gase sind, neben dem schon erwähnten Propan solche wie Methan, Äthan, Butan, Isobutan, Äthylen, Propylen, Acetylen, Cyklopropan, Naphthalin und Naphthan. Bevorzugt sind solche Gase wie Methan, Propan und Butan, da sie einfach und billig zur Verfügung stehen und das Verfahren wirtschaftlich gestalten. Verwendbar sind diese organischen Gase und Kohlenwasserstoffgase in einer Umgebung aus Kohlendioxyd. Wird Methan verwendet, dann hat sich herausgestellt, daß die Methankonzentration Anteile von fünf oder mehr Prozent des gesamten, dem Speiser zugeführten Gasvolumens betragen soll, damit man den gewünschten, nichtbenetzenden Effekt erhält

Untersuchungen haben gezeigt, daß dann, wenn an den Speiseflächen Wasserstoff im Oberschuß entwickdt wird, eine Neigung des Gases besteht, eine Schaumbildung des Glases zu bewirken, wodurch die Wirksamkeit bei der Übenvacbun» H-« Ctlases reduziert wird.

Ein weiteres, in Wärme zerlegbares Gas, welches sich in zerlegter Form als wirksam bei der Trennung geschmolzenen Glases von einer Speiseroberfläche erwiesen hat, ist wasserfreies Ammoniak. Bei der Temperatur des erweichenden Gases zerfällt Ammoniak leicht in Wasserstoff und Stickstoff an der Speiseroberfläche, der entwickelte Wasserstoff neigt dann, wie schon erwähnt, dazu, das geschmolzene Glas von der Speiseroberfläche zu trennen. In einer inerten oder isolierenden Umgebung, die mit Hilfe von Argon oder einem anderen inerten Gas wie Helium, Neon und Xenon erzeugt worden ist, kann Ammoniak mit Erfolg verwendet werden, um eine Trennung des Gases von einem Substrat zu bewirken.

Ammoniak und die verschiedenen, weiter vorn schon erwähnten Kohlenwasserstoffe und auch andere Gase, können durch Temperaturen etwa zwischen 1093⁰C und 137O⁰C in einer inerten oder nichtatmosphärischen Umgebung zerlegt werden, was zu niedrigen Oberflächenenergiezuständen und zu nichtbenetzenden Eigenschaften führt

Es hat sich herausgestellt, daß zur kontinuierlichen Aufrechterhaltung nicht fließender Zustände bzw. einer entprechenden Umgebung an dem Speiser die diese Umgebung erzeugenden Gase im wesentlichen kontinuierlich dem Auslaßgebiet des Speiiers zugeführt werden müssen. Wo in der Umgebung ein Kohienwasserstoffgas verwendet wird, weisen die pyrolytischen Zerlegungsprodukte flüchtige Eigenschaften auf, wird dabei so die isolierende oder inerte Umgebung so unzureichend, daß Sauerstoff vom Auslaßgebiet des Speisers nicht ferngehalten werden kann, dann verbinden sich die Zerlegungsprodukte und der Sauerstoff unter den hohen Temperaturen zur Bildung von Oxyden des Kohlenstoffs und Wasserstoffs.

Wie weiter vorn schon erwähnt, ist herausgefunden worden, daß in einer inerten Umgebung, wie beispielsweise Argongas, und bei Temperaturen geschmolzenen Glases der Wasserstoff von Platin adsorbiert wird und eine Grenzschicht crren/r bzw. einen sogenannten »Glaskisseneffekt«, der dazu neigx, das Ok- von der Substratoberfläche zu trennen bzw. Glas allgemein von der Substratoberfläche fernhält

Es hat sich herausgestellt, daß in der inerten, isolierenden bzw. nichtatmosphärischen Umgebung schon ein vergleichsweise geringer Prozentanteil an Kohlenwasserstoffgasen wirksam ist, um grenzschichtartige, nichtbenetzende Eigenschaften zu entwickeln, wobei

der Prtzentanteü des Kohlenwasserstoffgases vorzugsweise zwischen einem halben Prozent und fünf Volumenprozenten der insgesamt angelieferten Gase liefen sollte.

Dabei hat sich durch weitere Untersuchungen herausgestellt, daß bei höheren Temperaturen, die ausreichend über den Temperaturen liegen, die zum Ausziehen von »E«-Glas geeignet sind, die von der thermischen Zerlegung des Kohlenwasserstoffgases herrührenden Produkte als nichtbenetzende Medien im Auslaßgebiet des Speisers weniger wirksam werden. Die Grenschichtbedingung, die die Neigung hat, eine Trennung des Glases zu bewirken, war bis zu einer Temperatur von etwa 1454^CC wirksam; oberhalb dieser Temperatur reduzierte sich die Wirksamkeit der gewonnenen Grenzschichtbedingung zur Verhinderung eines Zusammenlaufens des Glases mehr oder weniger, innerhalb der üblichen Temperaturen des Glases in dem Speiser, d. h. also zwischen 1200° und 1370" C war jedoch das erfindungsgemäue Verfahren zur Verhinderung b^w. EIiminierung einps Zusammeniaufens des Giases über die Speiseroberfläche im Bereich der Speiserauslaßöffnungen äußerst wirkungsreich.

Die röhrenförmigen Verteilerelemente 64 sind aus Metall, beispielsweise aus Kupfer hergestellt, die Gase werden den Elementen 64 etwa bei Raumtemperatur, vorzugsweise jedoch unterhalb von etwa 93° C zugeführt, wobei die Gase das Metall der Verteüerelemente bei diesen Temperaturen in einem vergleichsweise kühlen Zustand halten. Die dem G ibiet, in welchem sich dit Glaskegel befinden, zugeführten Gase absorbieren von dem Glas Hitze und erhöhen auf diese Weise die Viskosität der Glaskegel und tragen damit zur wirksamen Ausziehung und Verdünnung der Glasströme zu kontinuierlichen Fäden bei.

In den F i g. 4 und 5 sind für das Verfahren geeignete Vorrichtungen gezeigt, wobei eine ein Zusammenlaufen des Glases verhindernde Umgebung im Gebiet der Glasströme eines Speisers erzeugt wird, der Speiser weist in einem flachen Bodenteil entsprechende Speiseröffnungen auf. In dieser Ausführungsform weist der Speiser 70 einen Bodenteil 72 auf, der eine planare äußere Oberfläche 74 umfaßt

Der Bodenteil weist Reihen von öffnungen 76 auf. die als Bohrungen oder Durchlässe in dem planaren Boden 72 eingebracht sind, wobei sich die Auslässe der öffnungen in der Ebene der planaren Fläche 74 befinden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Gasverteilungselemente 64' in Reihen zwischen den Öffnungen 76 angeordnet und sind mit Auslaßdurchlässen bzw. Schlitzen 68' versehen, um eine Mischung eines im wesentlichen inerten bzw. nichtoxydierei.den Gases und eines Kohler.wasserstoffgases oder eine¹: anderen O«es, wie beispielsweise Ammoniak, aus einer Verteilerleitung 55* in der weiter vorn schon mit Bezug auf die F i g. 2 und 3 beschriebenen Weise auszulassen; die Gase werden durch einstellbare Ventile der mit Bezug auf F i g. 1 beschriebenen Art einreguliert

Zugeführt werden die Gase durch die Durchlässe bzw. Schlitze 68' mit geringen Geschwindigkeiten, um die inerte bzw. nichtatmosphärische Umgebung angrenzend ZJi die äüSere plsnare Oberfläche 74 des Speisers zu erzeugen und um die als Giaskegal ausgebildeten Glasströme zu umgeben; dabei wirken das von der Wärme des Glases und des Speisers zerlegte Kohlenwasserstoffgas bzw. Ammoniak in der Weise, daß, wie weiter vorn schon beschrieben, nicht benetzende Eigenschaften entwickelt und aufrechterhalten werden.

Wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt, sind die Gasverteilerelemente 68', vorzugsweise in paralleler Beziehung, angrenzend zu und an entgegengesetzten Seiten der Reihen von Glasströme 22* im Gebiet der Glaskegel 24' angeordnet

In dem in de F i g. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsheispiel ist zwischen den Reihen aus Glasströmen jeweils ein Gasverteilungselement angeordnet, es versteht sich jedoch, daß zwischen jedem Paar Gasverteilungselemente mehrere, aus Glasströmen bestehende Reihen angeordnet sein können, die auf entsprechende Öffnungsreihen zurückzuführen sind. Das Verfahren zur Errichtung und Aufrechterhaltung der im wesentlichen inerten und nichtoxydierenden Umgebung, welche ein ι5 7i.:legba:es Gas im Bereich des Austritts der Ströme aus den Öffnungen 76 enthält, ist das gleiche, wie weiter vorn schon beschrieben.

In F i g. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gezeigt

/D Dt\ üicäcf ^μέί56ι äüSiuiiiÜMg ju «r'Eiät

der

Boden 82 ebener Ausführung auf, der eine planare äußere Fläche M umfaßt Der Speiserboden ist mit einer verhältnismäßig großen Anzahl von öffnungen 86 zum Ausfließen von Glas versehen, die öffnungen sind in eng angrenzender Beziehung in vielfachen Reihen angeordnet, wobei eine große Anzahl von Glasstiömen aus einem verhältnismäßig kleinen Gebiet des Speiserbodens austreten kann. Angrenzend an den Speiserboden und zu entgegengesetzten Seiten der aus den öffjo nungen 86 austretenden Ströme sind flachgedrückte bzw. flach ausgebildete, röhrenförmige bzw. hohle Verteüerelemente 90 angeordnet.

Die röhrenförmigen Verteüerelemente 90 sind mit einer Verteilerleitung bzw. einem Verteilerkopf 92 angrenzend an das eine Ende des Speisers 8C verbunden, die Verteilerleitung ist an eine Vorratsquelle eines im wesentlichen inerten Gases, wie beispielsweise Kohlendioxyd, über ein Rohr 91 angeschlossen sowie mit einer Vorratsquelle eines Kohlenwasserstoffgases über ein Rohr 93. Die Zuleitung, rohre weisen jeweils Einstellventile 95 und 96 zur Regulierung und Regelung der Anteilsverhältnisse von Kohlenwasserstoffgas zu dem inerten Gas auf.

Die röhrenförmigen Verteilereiemente 90 .-'eisen zueinander im Abstand gehaltene Schlitze bzw. Durchlässe 94 der allgemeinen Art entsprechend den Durchlässen 68, wie in F i g. 2 gezeigt, auf, die Durchlässe sind in Längsrichtung zu den Verteilerelementen 90 angeordnet; durch sie wird die Gasmischung dem Speiserauslaufgebiet am Speiserboden 82 zug^fühv-·., wobei die inerten Gase eine ir-erte 02*. nichtoxydierende Umgebung cm wickeln, die den Speiserboden 84 sowie die Kegel der durch die öffnungen 86 ausströmenden Glasströme einhüllt Aufgrund der von dem Speiser und den Glasströmen stammenden intensiven Wärme wird die Kohler.vpasserstoff-Gaskomponente in der inerten Umgebung zerlegt, was di? Trennung des Glasen von der Speiseroberfläche und damit eine Reduzierung bzw. im wesentlichen eine Beseitigung der Neigung des Glases über der Oberfläche 94 des Speisers zusammenzufließen bewirkt; gleichzeitig wird auf dies? Weise die Verbindung und das Aneinanderheften angrenzender GIastropfen, ii<4 während der Anlaufvorgänge bei den Ausziehverfahren an den öffnungen gebii-iet werden, verhindert bzw. doch so ausreichend verzögen, daß eine Störung nickt eintritt Die in Fig.S gezeigte Anordnung umfaßt eine große Anzahl von öffnungen 86 auf einem ki«ir-en Gebiet des Speiserbodenteils, trotzdem

ist das Zusammenfließen des Glases aufgrund der nichtbenetzenden Eigenschaften, die von den aus der pyrolytischen Zerlegung herrührenden Produkten stammen, verhindert bzw. kleingehalten.

In F i g. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Speiseranordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wobei das im wesentlichen inertes Gas und das Kohlenwasserstoffgas oder ein anderes kohlenstoffhaltiges Material von getrennten bzw. einander unabhängigen Verteileranordnungen dem Speiserauslaufgebiet zugeliefert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Speiser bzw. die Büchse • 00 einen Bodenteil 102 auf, der Reihen bzw. Gruppen von öffnungen 104 umfaßt, durch welche von dem Glasvorrat in dem Speiser 100 Glasströme fließen. Unterhalb uiid angrenzend an den Speiserbodenteil sind zwei Gruppen von Verteileranordnungen vorgesehen.

Die eine Gruppe von Verteilerelementen 106 ist mit einer Verteilerleitung 108 und eine zweite Gruppe von Verteiieretememen 110 ist mit der Eweiien Verteilerleitung 112 verbunden. Die Verteilerelemente sind jeweils paarweise angeordnet, wobei jedes Paar Verteiierelemente 106 und 110 zwischen Gruppen von Glasströmen angeordnet sind. Das inerte Gas, beispielsweise Kohlendioxyd, Argon oder ein ähnliches Gas, wird durch ein Rohr 115 und durch die Verteilerleitung 108 von einem Vorrat zugeführt und durch Schlitze oder Durchlässe 116 in jedem der Verteilerelemente 110 ausgelassen, um die inerte bzw. nichtatmosphärische Umgebung angrenzend an das Auslaufgebiet des Speisers zu schaffen.

Die Verteilerleitung 112 ist über ein Rohr 117 mit einem Vorrat eines Kohlenwasserstoffgases verbunden, welches durch Schlitze oder Durchlässe 114 in den Verteilerelementen 106 in die Umgebung eingelassen wird, die von dem aus den Verteilerelementen 110 stammendem inerten Gas geschaffen ist Die durch die Paare bzw. Gruppen von Verteilerelementen angelieferten Gase werden über Ventile 118 und 119 üblichen Aufbaues einreguliert, derart, daß die Anteile des inerten Gases und des Kohlenwasserstoffgases gleichzeitig und ständig, jedoch getrennt durch die Verteilerelementpaare dem Speiserauslaufgebiet zugeführt wrden. Bei dieser Anordnung erzeugt das inerte Gas eine nichtoxydierende bzw. isolierende Umgebung für das Kohlenwasserstoffgas, dieses letztere wird von der Hitze, die von dem Speiser und den Glasströmen stammt, zerlegt, was zu Zerlegungsprodukten führt, die die nichtbenetzenden Bedingungen schaffen, die ein Zusammenlaufen des Glases in dem Speiseauslauf gebiet verhindern.

In F i g. 8 ist ein Teil eines Speisers gezeigt, welcher mit öffnungen versehene Vorsprünge bzw. Spitzen aufweist, die von dem Speiserboden bzw. dem Speiserbodenabschnitt nach unten hängen und Glasströme ausfließen lassen. Weiterhin ist eine Anordnung zur Errichtung einer Umgebung im Bereich des Auslasses des Speisers vorgesehen, die eine Trennung des in Wärme erweichten Glases von der äußeren Oberfläche der Vorsprünge am Speiserboden begünstigt Der Speiser 120 weist vorzugsweise eine rechteckförmige Form aus Pia· tin oder aus einer entsprechenden Legierung aus Platin und Rhodium auf. Der Boden 122 des Speisers ist mit Reihen von hängenden Vorsprüngen 124 versehen, die Reihen von Vorsprüngen an dem rechteckförmig ausgebildeten Speiser sind quer zum Speiserboden, wie in F i g. 8 gezeigt, angeordnet

Der Speiser enthält ein in Warne erweichbares, fadenbildendes Material, wie beispielsweise Glas und ist in üblicher Weise aufgrund des Durchflusses elektrischer Energie geheizt Jeder der erwähnten Vorsprünge am Speiserboden ist mit einem Durchlaß versehen, der einen Glasdurchfluß erlaubt und in einer Auslaßöffnung 126 am unteren Ende jedes Vorsprunges bzw. jeder

s Spitze endet Aus den öffnungen fließen Glasströme aus, die Konus bzw. Kegel 130 des Glases sind in F i g. 8 im Auslaßbereich der Öffnungen gezeigt Die Glasströme können zu Fäden 26" durch Aufwickeln der Fäden zu einer Packung, wie in F i g. 1 gezeigt, ausgezo gen werden.

Ähnlich, wie in Fig.2 schon erwähnt, sind Mittel vorgesehen, die dazu verwendet werden, Gase dem Auslaßbereich im Gebiet des Speiserbodens zuzuführen, darin eingeschlossen die nach unten sich erstreckenden,

t5 mit öffnungen versehenen Vorsprünge. Angrenzend an den Speiser 120 ist eine Verteilerleitung 50" vorgesehen, die eine Gaszuführleitung 52" aufweist Die Leitung bzw. das Rohr 52" ist über einen Fitting 53" mit einem Rohr 54" verbunden, dem von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter ein Gas zugeführt wird, damit am Boden des Speisers eine isolierende, im wesentlichen nicht oxydierende Umgebung errichtet und aufrechterhalten werden kann. Zur Regulierung des Gasdurchflusses durch das Rohr 54" ist ein einstellbares Ventil 56" vorgesehen. Weiterhin ist über den Fitting 53" mit der Röhre 52" ein Rohr 58" verbunden und befördert Wasserstoff oder ein anderes Gas, welches zerlegbar ist, um in der Umgebung Wasserstoff zu erzeugen. Zur Regulierung des Gas durchflusses durch das Rohr 58" ist ein Ventil 16" vor gesehen, das Gas wird am Fitting 53" gemischt

Unterhalb des Bodens 122 und angrenzend an die Querreihen mit öffnungen versehener Vorsprünge 124 sind Gasauslaßelemente, vorzugsweise in Form von röhrenförmigen Elementen 64" angeordnet, wobei ein Ende jedes röhrenförmigen Verteilerelementes mit der Verteilerleitung 50* verbunden ist Die Verteilerelemente-64" weisen, wie dargestellt, einen hohlen flachen Querschnitt auf, und sind zwischen Querreihen von

Glasströmen, die aus den öffnungen 126 der Spitzen austreten, angeordnet Die Gasverteilerelemente 64" sind in der Weise mit der Verteilerleitung 50" verbunden, daß sie aus der Verteilerleitung Gase aufnehmen können.

Die Verteilerelemente 64" sind mit Gasauslaßöffnungen bzw. Durchlässen 68" versehen, die vorzugsweise die Form von engen, über die Längserstreckung der Elemente im Abstand zueinander gehaltener Schlitze aufweisen, dabei sind die Auslässe bzw. Schlitze

so 68 in dem Teil der röhrenförmigen Verteilerelemente angeordnet, der dem Bodenteil des Speisers am nächsten ist, so daß die ausgelassenen Gase die Kegel der Glasströme, die Vorsprünge 124 und den Bodenabschnitt 122 des Speisers umgeben und umspülen. Auch bei dieser Anordnung ist dafür gesorgt, daß das aus den Auslassen oder Schlitzen 68" austretende Gas im wc sentlichen in gleichförmiger Verteilung den Oberflächengebieten des Speiserbodenabschnittes und den Vorsprüngen zugeführt wird. _

Die Wirkungsweise des in F i g. 8 gezeigten Ausführungsbeispiels entspricht im wesentlichen den weiter vorn schon gezeigten Anordnungen. Ein ineres Gas, wie beispielsweise Kohlendioxyd, Argon oder ein ähnliches, wird aus einem Vorrat dem Rohr 54" zugeleitet, um die nichtatmosphärische bzw. isolierende Umgebung zu erzeugen; von einem weiteren Vorrat wird über das Rohr 58" ein Kohlenwasserstoffgas oder ein anderes, sich in Wärme zerlegendes, Kohlenstoff enthaltendes

bzw. kohlenähnliches Gas angeliefert Die Ventile 56" und 60" sind einstellbar und regulieren und regeln die Verhältnisanteile der durch die Schlitze 68" in den Verteilerelementen 64" ausgelassenen Gase. Die auf eine Wärmezerlegung zurückgehenden Produkte des nicht- ϊ inerten Gases bzw. der nichtinerten Gase in der isolierenden Umgebung begünstigen die nichtbenetzenden Eigenschaften und Zustände, die sich im Bodengebiet des Speisers einstellen und verhindern auf diese Weise im wesentlichen ein Zusammenfließen bzw. ein sich Aus- ι ο breiten des Glases über die Oberflächen des Speiserbodens und der die Durchlässe enthaltenden Vorsprünge.

Durch Untersuchung hat sich herausgestellt, daß die pyrolytische Zerlegung eines Kohlenstoff enthaltender. Gases zu einer Form eine dynamisch ausgewogenen Kohlenstoffschicht bzw. zu einer Übergangskohlenstoffschicht führt, die die Trennung des geschmolzenen Glases von einem Substrat bzw. von einer Speiseroberfläche begünstigt und bewirkt, so daß im wesentlichen dss Zusammenfließen des Glases Ober dss Substrat bzw. die Speiserfläche eingeschränkt oder ganz verhindert wird. Dabei wird angenommen, daß dieser nicht benetzende und auch nicht fließende Zustand, der im Grenzschichtgebiet des Glases mit dem Substrat bzw. der Speiserfläche erreicht wird, in einem bestimmten Maß abhängig ist von der Differenz der Oberflächenenergien der Glasoberfläche und der Substrat- bzw. Speiseroberfläche sowie der Oberflächenenergie des Kohlenstoffs.

Kohlenstoff hat eine vergleichsweise geringe Oberflächenenergie. Di geschmolzenes Glas und das Material des Substrates bzw. der Speiseroberfläche höhere Oberflächenenergien aufweisen, hat sich herausgestellt, daß, wenn man eine stabilisierende bzw. isolierende Umgebung verwendet, die das Greezschichtgebiet des r» Substrates bzw. der Speiserfläche mit dem Glas umgibt und mit dem kohlenhaltigen bzw. kohlenstoffähnlichen Material kompatibel ist, von dem kohlenstoffähnlichem oder Kohlenstoff enthaltenem Material abgeleiteter Kohlenstoff in einer Form ist, die die Eigenschaften aufweist, die eine Trennung des Glases von im Substrat und der Speiserfläche bewirken und begünstigen, d. h. mit anderen Worten, daß in diesem Falle, in welchem Kohlenstoff an der Grenzschicht des Glases mit dem Substrat oder der Speiserfläche vorhanden ist, das Glas >'< nicht die Neigung entwickelt, das Substrat bzw. die Speiserfläche zu benetzen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Kohlenstoff kontinuierlich an der Grenzfläche des Substrates und des geschmolzenen Glases gebildet und wird, ohne daß es zu einem Aufbau von Kohlenstoff an der Grenzfläche kommt, kontinuierlich dispergiert Diese Wirkung ist weiter oben als eine dynamisch ausgeglichene Kohlenstoffschicht bzw. als sogenannte ubergangskohlenstoffschicht bezeichnet

Das Material des Substrats bzw. des Speisers weist eine ausreichend hohe Schmelzpunkttemperatur auf, um geschmolzenes mineralisches Material bzw. Glas auf· nehmen zu können. Die pyrolytische Zerlegung eines kohlenstoffhaltigen Materials an dem Substrat bzw. an "' der Speiseroberfläche in der stabilisierenden bzw. isolierenden Umgebung, die mit dem kohlenstoffhaltigen Material kompatibel ist, führt zur Bewirkung einer Ablagerung einer vergleichsweise dünnen Schicht bzw. eines Films von Kohlenstoff an der Grenzfläche des Glases < >> mit der Substratoberfläche, wobei die Kohlenstoffablagerung in ihrer Eigenschaft dynamisch bzw. flüchtig ist

Es hat sich herausgestellt, daß der aus einer pyrolyti-

schen Zerlegung des kohlenstoffhaltigen Materials resultierende Kohlenstoff nicht die Neigung hat, sich aufzubauen bzw. sich an der Substrat- oder Speiseroberfläche zu akkumulieren, sondern überschüssiger Kohlenstoff bröckelt kontinuierlich ab bzw. dispergiert in dem inertem bzw. inaktivem Gas und wird von diesem von der Substrat- bzw. Speiseroberfläche weggeführt

Das inerte bzw. inaktive Gas wird kontinuierlich in die Atmosphäre dispergiert und damit auch der »dynamische Kohlenstoff«, der, mitgerissen von dem inerten Gas in die Atmosphäre fließt und sich unter dem Einfluß der hohen Umgebungstemperaturen mit dem Sauerstoff zur Bildung von Kohlendioxyd verbindet Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer dünnen Schicht einer Ablagerung dynamischen Kohlenstoffes an dem Speisen» bzw. an der Subsu-atoberfläche durch pyrolytische Zerlegung eines kohlenstoffhaltigen Materials ist äußerst wirksam und begünstigt und bewirkt die Trennung des Glases von der Substratoberfläche, ohne daß dsr Fluß des Glasstromes irgendwie beeinträchtigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren, welches die kontinuierliche Ablagerung und Entfernung überschüssigen Kohlenstoffes von der Substratoberfläche weg einschließt, begünstigt in äußerst zufriedenstellender Weise die wirksame Trennung des Glases von den Substratoberflächen, die auch als Speiserbodenflächen bezeichnet werden können und das gleiche meinen.

Die dünne Schicht bzw. der dünne Kohlenstoffilm, der an der Grenzfläche des Glases mit der Substrat- bzw. Speiseroberfläche abgelagert ist, wirkt als trennendes Agens bzw. Medium und errichtet die nichtbenetzenden Eigenschaften und hält diese aufrecht, die die Neigung des Glases zum Zusammenfließen über die Substrat- bzw. Speiseroberfläche reduzieren oder ganz verhindern.

Es hat sich bei der Benutzung des Verfahrens herausgestellt, daß, wie schon erwähnt, die an den Ausflußöffnungen nachfolgend an einen Fadenbruch gebildeten Tropfen aus viskosem Glas ebenfalls die Tendenz haben, diskret, d. h. in Einzelstellung zu verbleiben und nicht aneinanderkleben oder zusammenfließen, selbst wenn sie miteinander in Kontakt stehen. Es wird angenommen, daß ein unendlich dünner Film aus Kohlenstoff an der Oberfläche dieser Tropfen aus Glas abgelagert ist, wie auch an der Substratoberfläche. Es hat sich herausgestellt, daß da, wo der Anteil zerlegbaren kohlenstoffhaltigen Gases vergrößert wird, die Glastropfen optisch eine graue, wolkige Erscheinungsform aufweisen, die auf die Gegenwart von Kohlenstoff hinweist

Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß das Verfahren einer Trennung des Glases von den Oberflächen eines Speisers auch wirksam ist bei Speisermaterialien, die nicht Platin oder Legierungen von Platin sind. In Verbindung mit einer inaktiven bzw. inerten Gasumgebung aus Kohlendioxydgas und einem kohlenstoffhaltigen Material, wie beispielsweise Propangas in dem Kohlenstoffgas, wurde euch ein Speiser bzw. eine Substratoberfläche einer Legierung aus Nickel und WoIfram verwendet; diese Legierung hat eine höhere Oberflächenenergie als die von Kohlenstoff.

Das Propangas wird in der Hitze in dem Gebiet des geschmolzenen Glases und dem Substrat zerlegt und erzeugt Wasserstoff und Kohlenstoff an der Grenzfläche des Glases mit der Substratoberfläche der Nikkel-und Wolframlegierung, wobei der Kohlenstoff sich als wirksam bei einer Trennung des Glases von der Substratoberfläche und bei der Verhinderung des Über-

fließens der Substratoberfläche von dem Glas herausgestellt hat Die verwendete Legierung wies ungefähr 90% Nickel und 10% Wolfraum auf.

Auch ein Substrat bzw. ein Speiser, bestehend aus einer Legierung, die etwa 65% Nickel und 35% Chrom umfaßte, stellte sich als in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar heraus und bewirkte eine Trennung des Glases von der Oberfläche des Spehtrrs, der aiii öffnungen ausgestattet war, die das Austreten von Glasströmen bewirkten. Diese Legie- ι ο rung weist ebenfalls eine höhere Oberflächenenergie als die Oberfiächenenergie von Kohlenstoff auf und verfügt ebenfalls über eine ausreichend hohe Schmelzpunkttemperatur, um geschmolzenes Glas enthalten zu können.

Es wurde ein Speiser aus dieser Legierung verwendet, um Glasströme in eine inaktiv.. Lz~/. jn<me Gasumgebung einfließen zu lassen. Die Umgebung bestand aus Kohlendioxyd, welches ein kohlenstoffhaltiges Material, beispielsweise Propangas enthielt Das Propangas zerlegte sich aufgrund der Wärmeeinwirkung des geschmolzenen Glases und des Speisers und erzeugte eine dünne Ablagerung von Kohlenstoff an der Grenzschicht des Glases mit der Speiseroberfläche; dabei ergab sich wiederum, daß das Glas von der Speiseroberfläche getrennt blieb und ein Zusammenfließt*! des Glases an der Oberfläche im wesentlichen vermieden werden konnte.

Desgleichen hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als sehr geeignet in Verbindung mit einem Speiser aus keramischem Material erwiesen, wodurch ebenfalls die Trennung des Olases von den Flußflächen des Speisers bewirkt, zumindest bc-güngsi^t werden konnte. Der in diesem Falle verwendete Speiser besteht aus Zirkoniumdioxid, die Oberflächenenerg; Zirkoniumdioxides ist größer als die Oberflächenenergie von Kohlen- stoff. Verwendet man das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit einem Speiser aus Zirkoniumdioxid, dann wird Kohlendioxydgas zur Erzeugug der stabilisierenden bzw. isolierenden Umgebung im Ausflußgebiet des Speisers verwendet, das kohlenstoffhaltige Mate- -to rial, Propangas, wird der Kohlendioxydumgebung zugeliefert Die Wärme des Speisers und des geschmolzenen Glases zerlegt das Propangas in Kohlenstoff und Wasserstoff und führt zu einer dünnen Ablagerung bzw. zu einem dünnen Film von Kohlenstoff an der Speiser- bzw. Substratoberfläche, die die Trennung des Glases von der Substratoberfläche bewirkt und ein Zusammenfließen des Glases im wesentlichen verhindert Weiterhin ist es möglich, in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren andere in Wärme zerlegbare, koh- >o lenstoffhaltige Gase ata Kohlenwasserstoffgase zu verwenden, um eine Trennung des Glases von der Oberfläche von Speiser oder Substrat zu bewirken. Durch Einleiten und Zuführen von Stickstoffgas wurde eine stabilisierende bzw. isolierende Umgebung erzeugt, wobei ein mit Auslaßöffnungen versehener Speiser aus einer Platin- und Rhodiumiegierung verwendet wurde. In dem Speiser befand sich eine Menge geschmolzenen Glases mit einer Standhöhe, die etwa 77 cm Wasser äquivalent war. Ein in Wärme zerlegbares Gas, beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff wurde in äv* von dem Stickstoffgas gebildete, isolierende Umgebung eingeleitet Die Temperatur des Glases in dem Speiser betrug 1288° C Es hat sich herausgestellt, daß der Tetrachlorkohlenstoff sich unter der Wärmeeinwirkung zerlegt und Kohlenstoff erzeugt, der sich an der mit Löchern versehenen Oberfläche des Speisers an der Grenzschicht mit dem Glas ablagert

Insgesamt ergibt sich eine wirkungsvolle Trennung des Glases von der Speiseoberfläche, wobei ein Zusammenfließen des Glases an der Oberfläche im wesentlichen verhindert wird.

Der im gasförmigem Zustand vorliegende Tetrachlorkohlenstoff ist in einem Verhältnisanteil zu dem Stickstoffgrad in der inaktiven und stabilisierenden Stickstoffgasumgebung vorgesehen, der zwischen etwa 10 und 40 Volumenprozent liegt Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich dabei ergeben, daß bei etwa 10 VoUunensprozent Tetrachlorkohlenstoff eine Trennung erfolgt, daß jedoch bei Verstärkung des prozentualen Anteils von Tetrachlorkohlenstoff in der Sticktoffgasumgebung die Trennung des Glases an der Grenzschicht mit dem Speiser beschleunigt und ein Zusammenfließen oder sich Ausbreiten des Glases vollkommen verhindert wird. Kohlenstoffgas im Gebiet der Speiseroberfläche ist mit Tetrachlorkohlenstoff kompatibel, es können auch andere stabilisierende Umgebungen erzeugt werden, die geeignet sind, den Zweck einer Ablagerung von Kohlenstoff an der Grenzschicht des Glases mit der Speiseroberfläche zu fördern.

Stabilisierende bzw. isolierende Umgebungen beim Speiser können erzeugt werden durch itierte bzw. inaktive Gase, wie sie weiter vorn schon erwähnt worden sind, beispielsweise Stickstoff, Helium, Argon, Neon und Xenon, die mit kohlenstoffhaltigen Gasen kompatibel sind Eine stabilisierende bzw. isolierende Umgebung kann auch aufgrund eines flüssigen Mediums, wie beispielsweise Wasser erzeugt werden, das so angeordnet ist, daß es das kohlenstoffhaltige Material im Gebiet der Speiser- bzw. Substratoberfläche aufrechterhält oder es kann auch eine Einfassung für die das Glas aufweisende Speiser- oder Substratoberfläche verwendet werden, um eine stabilisierende Umgebung zu schaffen, damit die Ablagerung von Kohlenstoff an der Grenzschicht bewirkt und damit die Trennung des Glases von der Substrat- bzw. Speiseroberfläche bewirkt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahre zur Herabsetzung der Benetzbarkeit eines Düsenwannenbodens mit geschmolzenem Glas, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasstrom aus einer Kombination eines nicht oxidierenden Gases und eines am Düsenwannenboden unter Wärmeeinwirkung Kohlenstoff und/oder Wasserstoff freisetzenden Gases zur Reduzierung der Benetzung zwischen Glasschmelze und Düsenwannenboden verwendet wird,

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmengen so eingestellt werden, daß in das Gebiet jenseits des vom nichtoxidierenden Gas geschaffenen Bereiches kein Kohlenstoff und/oder Wasserstoff ircLc^ndes Gas eingebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Gas Kohlendioxid, Stickstoff, Helium, Argon, Neon und/oder Xenon verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als unter Wärmeeinwirkung zersetzbares Gas ein Kohlenwasserstoffgas verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als unter Wärmeeinwirkung zersetzbares Material Methan, Äthan, Propan, Butan, Isobutan, Äthylen, Propylen, Acetylen, Cyklopropaik, Naphthalin, Naphthan, Ammoniak oder Tetrachlorkohlenstoff eingesetzt wird

6. Verfahren nach ein-itn der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß as unter Wärmeeinwirkung zersetzbare Kohlenwasserstoffgas in einem Volumenprozentanteil zwischen einem halben Prozent und fünf Prozent des den inerten Bereich bildenden gesamten Gasvolumens eingeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte Gas in einer solchen Menge und Geschwindigkeit zugeführt wird, daß an der Grenzfläche des mineralischen Materials (Glas) zu der Oberfläche (Speiser) eine dünne Schicht einer Kohlenstoffablagerung aufrechterhalten wird und daß überschüssiger Kohlenstoff zur Verhinderung einer Kohlenstoffakkumulation an der Oberfläche durch das inerte Gas weggeführt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Ansprüche 1 bis 7 mit einem geheizten und cks unter Wärmeeinwirkung erweichte Material enthaltenden Speiser, an dessen Unterseite im Speiserauslaufgebiet eine Vielzahl von Reihen von Ströme des erweichten Materials bildenden öffnungen angeordnet sind, aus denen Fäden ausgezogen werden, mit parallel zu den Reiher, von Offnungen verlaufenden, röhrenförmigen, an eine Verteilerleitung angeschlossenen Verteilerelementen, die zum Auslassen von Gas perforierte Wandgebiete aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Speiser (80) einen ebenen Boden (82) mit einer planaren äußeren Fläche (84) aufweist, daß die Verteilerelemente (90) zu beiden Seiten des Bodcnteils schräg angeordnet sind, und daß die Verteilerleitung (92) sowohl mit einer Vorratsquelle für ein inertes Gas als auch mit einer Vorratsquelle für das sich bei der Temperatur des Speiserbodens zersetzende Gas verbunden ist

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herabsetzung der Benetzbarkeit eines Düsenwannenbodens mit geschmolzenem Glas sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf Möglichkeiten, wie die Oberfläche eines Düsenwannenauslaufgebietes zu behandeln ist, damit in diesem Gebiet eine solche Umgebung hergestellt und aufrechterhalten werden kann, daß das Ausziehen des Glases, msbeson dere auch Anlaufvorgänge bei Beginn der Ausziehvor gänge ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden können.

Bei der Bildung und Herstellung von Fasern bzw. Fäden aus in Wärme erweichendem Gas ist es üblich und bekannt, aus einem in einem Speiser oder einer Düsenwanne vorhandenen Glasvorrat eine Vielzahl von Glasströmen ausfließen zu lassen, und zwar durch öffnungen, die in Vorsprüngen oder Spitzen angeordnet sind, die ihrerseits integraler Bestandteil des Speisers

μ sind und sich vom Bodenteil des Speisers nach unten erstrecken, damit einzelne Ströme des Glases erzeugt werden können, die dann dadurch zu kontinuierlichen Fäden ausgezogen werden, daß man die Fäden bzw. einen aus solchen Fäden bestehenden Strang auf einer drehbaren Spindel aufwickelt; gebildet bzw. ausgezogen werden solche Fäden bei Geschwindigkeiten von 3000 oder mehr m/Min. Bei Beginn des Ausziehens, also bei einem Anlaufvorgang, bilden sich an den Auslaßöffnungen des Speisers Glastropfen, jeder Glastropfen

fällt dann, wenn er ein Gewicht erreicht hat, das ausreichend ist, um die Oberflächenspannung des Glases zu überwinden, aufgrund der Schwerkraft nach unten und zieht einen Faden nach sich.

Es hat sich bisher bei üblichen Systemen zur Herstel-

lung von Glasfäden bzw. Filamenten als notwendig herausgestellt, einzelne, voneinander unabhängige Vorsprünge vorzusehen, die jeweils eine öffnung aufweisen, durch welche ein Glasstrom fließt Das Metall des Speisers und der Vorsprünge muß-i.i der Lage sein, den hohen Temperaturen geschmolzenen Glases zu widerstehen, dabei haben sich Platin sowie aus Platin bestehende Legierungen als erfolgreich erwiesen. Dadurch, daß man für jeden Glasstrom einen individuellen Vorsprung vorsieht, tritt man der Neigung des Glases zu be- netzen und/oder an der Oberfläche des Speiseauslaufgebietes zusammenzufließen entgegen, was bei der Bildung von Glasfilamenten äußerst nachteilig und hinderlich ist Die Verwendung solcher mit Löchern versehener Vorsprünge, die von dem Speiser herabhängen, re- duziert die Tendenz des Glases, über die Speiseroberfläche zusammenzufließen, gelegentlich oder auch häufiger fließt jedoch das Glas an der Speiserrückseite entlang und zusammen, was zu einer Unterbrechung des Ausziehvorganges führt

Zurückzuführen ist ein solches Zusammenfließen auf die Neigung des geschmolzenen Glases, die Platinlegierungsoberfläche zu benetzen, das Glas bereitet sich leicht über die benetzte Oberfläche aus. Bei Speiserkonstruktionen, bei denen zwischen angrenzenden Vor- Sprüngen ein nennenswerter Abstand besteht, ist die Neigung bzw. Tendenz des Glases zusammenzufließen gering oder ausgeschaltet

Die Entwicklung geht jedoch in Richtung auf das gleichzeitige Ausziehen einer großen Anzahl von Glas strömen an einem einzigen Speiser, um zu einem Strane mit einer sehr großen Anzahl von Filamenten zu gelangen. Bei einer solchen Anordnung müssen sich die angrenzenden Vorsprünge dicht nebeneinander befinden,