DE2644908C3

DE2644908C3 - Verwendung einer Pt-Au-Pd-Legierung für Düsenplatten zum Spinnen von Glasfasern

Info

Publication number: DE2644908C3
Application number: DE2644908A
Authority: DE
Inventors: Toshio Noji
Original assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Current assignee: Nitto Boseki Co Ltd
Priority date: 1975-10-16
Filing date: 1976-10-05
Publication date: 1981-04-16
Also published as: JPS5335854B2; SE7611415L; AU1838076A; NL7610968A; GB1537791A; FR2327969B1; DE2644908A1; DE2644908B2; TR19299A; BE847318A; FR2327969A1; CA1071903A; JPS5248516A; BR7606894A; IN145881B; ZA765787B

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Pt-Au-Pd-Legierung zur Herstellung von aus dieser Legierung bestehenden Düscnplattcn mit flachen Düsen ■?< > mit einer großen Anzahl von Düsenlöchern pro Flächeneinheit zum Spinnen von Glasfasern.

Düsenplatten zur Herstellung von Cilasfasern sind schon aus einer Platin-Rhodium-Legierung hergestellt worden, indem man Düsenlöcher mit einem Durch- ²*> messer von 1,5 bis etwa 3 mm in eine flache Platte aus einer Platin-Rhodium-Legierung bohrte. In solchen flachen Düsenplatten aus Platin-Rhodium-Legierung ist der Kontaktwinkel zwischen der Düsenplatte und dem geschmolzenen Glas gering und die Düsenplatte M wird durch das geschmolzene Glas stark benetzt. Hs wurde auch schon eine Düsenplatte aus Platln-Gold-Rhodium-Legierung hergestellt, in der der Kontaktwinkel zwischen der Düsenplatte und dem geschmolzenen Glas noch größer ist, weshalb die Düsenplalte J5 durch das geschmolzene Glas in noch geringerem Ausmaß als bei der zuerst genannten Düsenplatle benetzt wird. Jedoch tritt bei den vorstehend .ingeführten Düsenplatten immer ein Problem auf, wenn der Lochabstand der Düsenlöcher geringer gemacht ίο wird und wenn eines der Glasfilamcnle. das durch die Düsenlöcher fließt, abgeschnitten wird, da die durch das geschmolzene Glas ausgebildete geschmolzene Glasperle sich über einen großen Oberflächenbereich der Düsenplalte ausbreitet und so die anderen 4^r> Glasfilamente, die durch die üüsenlöcher fließen, abschneidet. Dieses nachteilige Phänomen breitet sich in der Art einer Kettenreaktion mit dem Ergebnis aus, daß alle Filamente abgeschnitten werden und die Unterseite der Düsenplatte mit geschmolzenem Glas ^r>o bedeckt ist.

Darüber hinaus ist die Platin-Gold-Rhodium-Legierung brüchig und weist auch im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit und Verarbeitbarkeit nachteilige Eigenschaften auf.

So wurde beispielsweise festgestellt, daß eine aus dieser Legierung hergestellte Düsenplatte, die etwa 50 Düsenlöcher pro cm² aufwies, während eines längeren Anwendungszeitraumes nach außen gebogen und deformiert worden war. Weiter benötigte eine to Düsenplatte aus der vorstehend angeführten Legierung, die tausend oder mehr Düsenlöcher aufwies, Verstärkungsrippen zur Vermeidung einer Deformation. In diesem Fall ergaben sich Schwierigkeiten bei der Bildung der Verstärkungsrippen durch Schweißung, wobei sich wegen der thermischen Expansion kleine Sprünge ergaben und diese kleinen inneren Sprünge durch mechanische Stoßeinwirkung und/oder thermische Expansion und Kontraktion weiter vergrößert wurden.

Aus der GB-PS 12 42 921 sind flache Düsenplalten zum Spinnen von Glasfasern bekannt, die aus einer Grundplatte bestehen, welche die Festigkeit ergibt und aus einer auf die Grundplatte aufplattierten Legierungsschicht, durch welche die Nichtbenetzungseigenschaften der Glasschmelze gegenüber der Legierungsschicht bewirkt wird. Die Grundplatte besteht dabei aus einer Legierung aus 5 bis 40 "/ο Rhodium, 0 bis 2O°/o Iridium (wob:i der Gesamt-Rhodium/Iridium-Gehalt maximal 40⁰Zo ausmacht). Rest Platin und die Schicht, aus welcher die Glasfaser ausgepreßt und die Fasern gebildet werden, aus einer Legierung aus wenigstens 60% Platin, 0 bis 25°/c Rhodium, 0 bis 20⁰O Iridium, 2bislO°/o Gold, 0 bis 5°/o Kupfer und 0 bis 10%> Palladium, wobei der Gesamt-Rhodium/Iridium-Gehall maximal 25% ausmacht. Geeignete, auf die Grundplatte aufplattierte Legierungen enthalten beispielsweise 80% Platin, 3" ο Gold. 10°/i) Rhodium, 5% Iridium und 2<Vi> Palladium.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Düscnplatten mit flachen Düsen mit einer großen Anzahl von Düsenlöchern pro Flächeneinheit zum Spinnen von Glasfasern eine Legierung zu zeigen, die sowohl eine ausreichende Härte und Festigkeit als auch eine ausreichende Nichtbenetzbarkeit gegenüber der Glasschmelze aufweist, so daß es nicht erforderlich ist, ein Verbundniaierial gemäß dem Stand der Technik zu verwenden.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Patentanspruch gelöst.

Bei Verwendung einer Legierung der angeführten Zusammensetzung für Düsenplatten, nimmt die Beständigkeit gegenüber der Benetzung durch geschmolzenes Glas mit der Zunahme des Gehaltes an Gold zu. Der Zuwachs des Konlaktwinkels /wischen der vorstehend angeführten Legierung und dem geschmolzenen Glas nimmt jedoch mit der Zunahme des Goldgehaltes ab und kommt einem fixierten Grenzwert allmählich nahe, während sich der Schmelzpunkt der Legierung allmählich absenkt, wodurch die Menge des verdampften Goldes während des Hochtemperaturbetriebes in nachteiliger Weise anwächst. Wenn die Legierung Gold in einer Menge enthält, die den maximalen Grenzwert von 10Ge\v.-% übersteigt, so wird die Verarbeitbarkeit verschlechtert, und es treten unerwünschte Defekte, wie Bruchbildung, auf, wodurch die Düsenplatte unbrauchbar wird.

Wenn andererseits der Palladiumgehalt zunimmt, verbessert sich die Verarbeitbarkeit, während die Beständigkeit gegenüber Benetzung abnimmt. Das Verhältnis von Palladiumgehalt zu Goldgehalt hat einen großen Einfluß auf die Beständigkeit gegenüber Benetzung und auf die Verarbeilbarkeit. Wenn der Goldgehalt hoch und der Palladiumgehalt niedrig ist, wird die Benetzungsbesländigkeit verbessert und die Verarbeitbarkeit verschlechtert. Wenn der Palladiumgehalt hoch und der Goldgehalt niedrig liegt, ist die Verarbeitbarkeit verbessert, während die Beständigkeit gegenüber Benetzung abgenommen hat.

Je kleiner die in der Legierung enthaltene Menge an Platin ist, um so niedriger liegt der Schmelzpunkt der Legierung. Gemäß der Erfindung ergibtsich jedoch beim Betrieb der Düsenplatte keine Schwierigkeit, solange der Platingehalt der Legierung innerhalb des angegebenen Bereiches verbleibt.

Beispiel !

Eine Legierung, die 90 Gew.-% Platin, 5 Gew.-% Gold und 5 Gew.-% Palladium enthielt, wurde im Vakuum in einem Aluminiumoxid-Schmelzliege! unter Erzeugung eines Schmelzbarrens geschmolzen. Durch Walzen des 1200 g wiegenden Schmelzbarrens zu einer Düsenplatle einer Dicke von 2 mm und durch Einbringung von 4000 Düsenlöchern in die Düsenplatte in einer Dichte von 34 Düsenlöchern pro cm², wurde eine Düsenplatte hergestellt.

Während der Verarbeitung trat kein Bruch ein. Mit dieser Düsenplatte wurden Glasfasern versponnen. Die Düsenplatte konnte während eines Zeitraums von 3 Monaten oder mehr kontinuierlich verwendet werden.

VergleichsbeispH 1

Wie in Beispiel 1 wurde aus einer Legierung aus 85,5 Gew.-% Platin, 9,5 Ge\v.-% Rhodium und 5 Gew.-% Gold eine Düsenplatte hergestellu In der Düsenplatte traten jedoch kleine Risse während des Walzvorgangs auf, weshalb es unmöglich war, die Düsenplatte ohne Reparatur zu verwenden.

Von diesen Rissen wurden die sichtbaren dadurch repariert, daß alle Oberflächen der Düsenplatte geschweißt wurden. Durch die Expansion und Kontraktion der Düsenplalte infolge der Temperaturveränderung während des Betriebs ergaben sich jedoch unsichtbare Bruchstellen tief im Inneren der Düsenplatte, die sich ausbreiteten, was zu einem Lacken des geschmolzenen Glases führte. Es war daher unmöglich, eine brauchbare Düsenplatte mit 800 oder mehr Düsenlöchern zu erzeugen.

wurden. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle im Vergleich zu den Kontaktwinkeln zwischen einer Düsenplatle aus bekannter PIatin-R.hodium-Gold-Legierung und dem vorstehend angeführten geschmolzenen Glas dargestellt In der Tabelle stellt Vergleichsbeispiel 2 eine Legierung dar, die Platin in einer Menge unterhalb des wesentlichen Bereiches aufweist, während der Anteil an Gold den wesentlichen Bereich übersteigt

	Legierungszusammen	Pd	Au	Kontakt
	setzung (Gew.-%)	5	5	winkel
	Pt Rh	10	5
Beispiel 2	90 -	6	9	72-77°
Beispiel 3	85	8	12	60-65°
Beispiel 4	85			73-78°
Vergleichs	80	-	5	75-80°
beispiel 2
Vergleichs	85,5 9,5		76-81°
beispiel 3

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Beispiele 2 bis 4

und Vergleichsbeispiele 2 und 3

Es wurden drei flache Düsenplatten aus drei verschiedenen Legierungen gemäß der Erfindung hergestellt, welche drei unterschiedliche chemische Zusammensetzungen aufweisen, wobei Messungen der Kontaktwinkel zwischen den vorstehend angeführten flachen Düsenplatten und geschmolzenem Glas bei Temperaluren im Bereich von 1100⁰C durchgeführt +5 Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die Kontaktwinkel zwischen den Düsenplatten aus den erfindungsgemäßen Legierungen und geschmolzenem Glas im wesentlichen gleich zu dem Kontaktwinkel zwischen der Düsenplatte aus der bekannten Platin-Rhodium-Gold-Legierung und geschmolzenem Glas. Düsenplatten gemäß Beispielen 2 bis 4 wiesen die gleichen guten Eigenschaften auf wie gemäß Beispiel 1. Die Düsenplatlen gemäß Vergleichsbeispielen 2 und 3 zeigten die gleichen Nachteile wie die Düsenplattcn gemäß Vergleichsbeispiel 1.

In diesem Zusammenhang wird daraufhingewiesen, daß der Kontaktwinkel zwischen einer Düsenplatte aus einer Legierung, die 80 Gew.-% Gold und 20 Gew.-% Palladium enthält und geschmolzenem Glas im Bereich von 81 bis 86° liegt, während der Konlaklwinkel zwischen einer Düsenplatte aus einer Legierung, die 60Gew.-% Gold und 40Gew.-% Palladium enthält und geschmolzenem Glas im Bereich von 51 bis 57° liegt.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Legierung, bestehend aus 82 bis 92 Gew.-»/,. Platin, 3 bis 10 Gew.-°/₀ Gold und 3 bis 12 Gew.-⁰/« Palladium zur Herstellung von aus dieser Legierung bestehenden Düsenplatten mit flachen Düsen mit einer großen Anzahl von Düsenlöchern pro Flächeneinheit zum Spinnen von Glasfasern.