DE2950447C2

DE2950447C2 -

Info

Publication number: DE2950447C2
Application number: DE2950447A
Authority: DE
Inventors: Leonard B. Bellevue Wash. Us Torobin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-28
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1991-08-01
Also published as: GB2112923B; JPH0324413B2; EP0015293A1; JPH0446910B2; EP0226738B1; JPS55500614A; JPH03115130A; JPH02258650A; JPS6253221B2; DE2950447A1; EP0015293A4; GB2048847A; GB2112769A; GB2112769B; GB2050345A; GB2112923A; DE2954563C2; WO1980000439A1; WO1980000438A1; EP0015293B1

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Herstellen von Mikrohohlperlen aus einem anorganischen filmbildenden Material, insbesondere Glas, durch Erhitzen dieses Materials. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Blasen von Mikrohohlperlen und schließlich Mikrohohlperlen, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt sind.

Bekannte Verfahren zum Erzeugen von Mikrohohlperlen aus Glas für die Verwendung in Dämmstoffen sind beispielsweise in der US-PS 27 97 201 und in der US-PS 33 65 315 angegeben. In diesem Verfahren wird in der zur Bildung der Mikrohohlperlen zu verblasenden Glasschmelze ein flüssiges und/oder festes Treibmittel dispergiert. Dann wird die treibmittelhaltige Glasschmelze derart erhitzt, daß das Treibmittel ein Glas bildet, und wird die Glasschmelze weiter erhitzt, so daß das Gas expandiert und die das expandierte Gas enthaltende Mikrohohlperlen aus Glas gebildet werden. Dieses Verfahren kann nur schwer gesteuert werden und führt notwendigerweise zur Bildung von Mikrohohlperlen von unregelmäßiger Größe und Wandstärke, ferner zur Bildung von Mikrohohlperlen mit relativ dünnen Wandteilen oder mit Löchern oder eingeschlossenen Glasbläschen oder gelösten Gasen in den Wänden, so daß zahlreiche Mikrohohlperlen stark geschwächt sind und ausgeschieden oder zur erneuten Verarbeitung zurückgeführt werden müssen, weil sie für die beabsichtigte Verwendung nicht geeignet sind.

Aus der US-PS 21 87 432 ist ein Verfahren zur Herstellung von Mikrohohlperlen bekannt, welche aus einem rohrförmigen Strang, der aus schmelzflüssigem Material gebildet ist, durch entsprechende umlaufende Formräder durch Abquetschen von dem Strang gebildet werden. Aus der US-PS 18 71 729 ist es bekannt, aus einer Düse ausgestoßenes schmelzflüssiges Aluminiumoxid mittels Blasluft zu Mikrokugeln zu vereinzeln.

Allen bekannten Verfahren zum Erzeugen von Mikrohohlperlen ist gemeinsam, daß keine Mikrohohlperlen erzeugt werden können, die eine einheitliche Größe und Wandstärke und reproduzierbare physikalische und chemische Eigenschaften, insbesondere Festigkeits- und Güteeigenschaften besitzen. Bei seinen Versuchen zum Verblasen einer dünnen Schicht aus schmelzflüssigem Glas zu einer Mikrohohlperle aus Glas mit Hilfe eines inerten Blasgases hat der Anmelder selbst zunächst festgestellt, daß die Bildung der Mikrohohlperle ein sehr empfindlicher Vorgang ist und daß unbeständige dünne Schichten gebildet werden, die zu winzigen Tröpfchen zerplatzen, ehe eine dünne Schicht aus schmelzflüssigem Glas zu einer Mikrohohlperle verblasen und diese von der Blasdüse abgelöst werden kann. Ferner neigte das schmelzflüssige Glas unter der Einwirkung von Benetzungskräften zum Hinaufkriechen in die Blasdüse. Aus diesen Gründen waren die Versuche zum Verblasen der dünnen Schichten aus schmelzflüssigem Glas zu Mikrohohlperlen aus Glas zunächst erfolglos.

Hieraus resultiert die Aufgabe, ein Verfahren zum Erzeugen von Mikrohohlperlen aus einem anorganischen Film bildenden Material an die Hand zu geben, mit welchen sich Mikrohohlperlen mit einer einheitlichen Größe und Wandstärke und reproduzierbaren physikalischen und chemischen Eigenschaften erzeugen lassen. Des weiteren soll eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens an die Hand gegeben werden.

Erfindungsgemäß wird die vorgestellte Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 16 an die Hand gegeben. Schließlich umfaßt die Erfindung Mikrohohlperlen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, gem. Anspruch 24. Die vorgenannten Ansprüche finden in zahlreichen Unteransprüchen bevorzugte Ausgestaltungen.

Die Mikroperlen werden aus einer Glasmasse, insbesondere einer Glasmasse mit niedriger Wärmeleitfähigkeit, erzeugt und können ein Gas mit niedriger Wärmeleitfähigkeit enthalten. Man kann die Mikroperlen auch derart erzeugen, daß in ihrem Innern ein Hochvakuum und auf ihrer Innenwandung ein dünner Metallüberzug vorhanden ist.

Man kann die Mikroperlen ferner derart erzeugen, daß sie ein Gas unter einem Druck enthalten, der über oder unter oder etwa auf dem Umgebungsdruck liegt, und daß auf der Innenwandung der Mikroperlen ein dünner Metallüberzug vorhanden ist.

Je nach seiner Dicke kann der Metallüberzug durchsichtig oder stark reflektierend sein. Durch die Verwendung eines Hochvakuums und eines reflektierenden Metallüberzuges werden die Dämmeigenschaften der Mikroperlen stark verbessert.

Die Wärmedämmeigenschaften der Mikroperlen können aber durch die Verwendung eines reflektierenden Metallüberzuges auch verbessert werden, wenn in den Mikroperlen kein Hochvakuum vorhanden ist.

Man kann die Mikroglasperlen gemäß der Erfindung als Wärmesperre verwenden, wenn man mit ihnen leere Räume zwischen vorhandenen Wänden oder andere Räume ausfüllt oder wenn man aus ihnen Flächengebilde oder Formkörper herstellt, die dann als Wärmesperren verwendet werden. Bei der Verwendung der Mikroperlen als Wärmesperren kann man die Zwischenräume zwischen den Mikroperlen mit einem Gas oder Schaum oder einem anderen Material von niedriger Wärmeleitfähigkeit ausfüllen, um die Dämmeigenschaften der aus den Mikroperlen hergestellten Materialien zu erhöhen.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung der Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas ist die Erzeugung von durchsichtigen und reflektierenden Dämmstoffen für die Herstellung von verbesserten Sonnenkollektoren.

Zum Erzeugen der erfindungsgemäßen Mikrohohlperlen aus Glas wird vor einer Koaxialblasdüse ein Film aus schmelzflüssigem Glas gebildet und ein Inertgas oder Metalldampf unter einem Überdruck gegen die Innenfläche des Glasfilms geblasen, so daß dieser zu einem aus schmelzflüssigem Glas bestehenden langgestreckten und an seinem äußeren Ende geschlossenen zylindrischen Gebilde verformt wird.

Man kann zum Erzeugen der erfindungsgemäßen Mikrohohlperlen aus Glas auch ein Gas bzw. ein dispergierte Metallteilchen enthaltendes Gas und/oder eine gasförmige metallorganische Verbindung unter einem Überdruck gegen die Innenfläche des Glasfilms blasen, so daß dieser zu einem aus schmelzflüssigem Glas bestehenden, langgestreckten und an seinem äußeren Ende geschlossenen zylindrischen Gebilde verformt wird, wobei in jedem der Blasdüse benachbarten Bereich, in dem das aus schmelzflüssigem Glas bestehende langgestreckte zylindrische Gebilde hergestellt wird, ein Gegendruck aufrechterhalten wird, der etwas niedriger ist als der Blasdruck.

Ein von einer Querstrahldüse abgegebener Treibmittelstrom wird unter einem Winkel zur Achse der Blasdüse quer über diese geführt. Das die Blasdüse und das langgestreckte zylindrische Gebilde über- und umstreichende Treibmittel erzeugt auf der Windschattenseite der Blasdüse ein pulsierendes Druckfeld mit regelmäßigem periodischen Seitwärtsschwingungen, die denen einer im Wind flatternden Fahne ähneln.

Zur Unterstützung der Steuerung der Größe der Mikroperlen und des Abstandes zwischen ihnen sowie zur Unterstützung ihres Ablösens von der Blasdüse kann der Querstrahl des Treibmittels durch in regelmäßigen Zeitabständen abgegebene Impulse gesteuert werden.

Das Treibmittel umhüllt das langgestreckte zylindrische Gebilde und wirkt unsymmetrisch auf dieses Gebilde ein und veranlaßt es zu flattern, sich zu falten und sich an seinem der Koaxialblasdüse benachbarten inneren Ende einzuschnüren und zu schließen. Infolge der Reibungskräfte, die zwischen dem langgestreckten zylindrischen Gebilde und dem es umstreichenden Treibmittel auftreten, wird das langgestreckte zylindrische Gebilde von der Koaxialblasdüse abgelöst, so daß es von dieser frei herunterfällt. Das von dem Treibmittel umstrichene langgestreckte zylindrische Gebilde trachtet unter der Einwirkung der Oberflächenspannungskräfte des schmelzflüssigen Glases, die Form einer Kugel anzunehmen, in der es die kleinste Oberfläche hat.

Unterhalb und auf beiden Seiten der Blasdüse sind Abschreckdüsen vorgesehen, die ein Kühlmittel gegen die aus schmelzflüssigem Glas bestehenden Mikroperlen richten. Dadurch wird das schmelzflüssige Glas schnell abgekühlt und zum Erstarren gebracht, so daß es eine harte, glatte Mikrohohlperle aus Glas bildet. Wenn das zum Blasen der Mikroperlen verwendete Gas aus einem Metalldampf besteht, bewirkt das Kühlmittel, daß der Metalldampf abgekühlt wird und kondensiert und sich auf der Innenwandung der Mikroperle in Form eines durchsichtigen oder eines reflektierenden dünnen Metallüberzuges ablagert.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die Mikroperlen mit einem Klebstoff oder einem Schaumfüllstoff überzogen und durch Flachdrücken zu einem abgeflachten Rotationsellipsoid oder einem zellenartigen Körper verformt. Danach werden die Mikroperlen in dem flachgedrückten Zustand gehalten, bis der Klebstoff erhärtet, so daß die Mikroperlen danach ihre flachgedrückte Form beibehalten. Da zwischen den flachgedrückten Mikroperlen ein viel kleineres Zwischenraumvolumen vorhanden ist, haben sie viel bessere Wärmedämmeigenschaften.

Man kann die zum Erzeugen der Mikroperlen verwendeten Glasmassen im Hinblick auf gewünschte optische und chemische Eigenschaften und die Verträglichkeit mit dem in den Mikroperlen enthaltenen Gas auswählen.

Wenn das zum Blasen der Mikroperlen verwendete Gas dispergierte Metallteilchen enthält, wird auf der Innenwandung der Mikroperle ein dünner Metallüberzug gebildet. Wenn der Metallüberzug aus einer gasförmigen metallorganischen Verbindung gebildet werden soll, kann man zum Blasen der Mikroperlen ein Gas verwenden, das eine gasförmige metallorganische Verbindung enthält oder aus ihr besteht. Knapp vor dem Blasen der Mikroperlen oder nach dem Erzeugen derselben kann man die metallorganische Verbindung zersetzen, beispielsweise indem man das Blasgas oder die Mikroperlen einer Wärmeeinwirkung und/oder einer elektrischen Entladung aussetzt.

In den Mikroperlensträngen sind einander benachbarte Mikroperlen durch einen dünnen Glasfaden verbunden. Man kann auch die Mikroperlen der Stränge zu abgeflachten Rotationsellipsoiden flachdrücken. Durch die Verbindungsfäden wird die Berührungsfläche zwischen einander benachbarten Mikroperlen verkleinert oder beseitigt und die Wärmeleitung zwischen den Mikroperlen vermindert. In Strangform vorliegende Mikroperlen können auch leichter manipuliert werden und werden weniger leicht verstreut, was besonders bei Mikroperlen von sehr kleinem Durchmesser oder sehr niedriger Dichte wichtig ist. Gegenüber dem bloßen Hinzufügen von Fäden haben die in Strangform vorliegenden Mikroperlen den Vorteil, daß sich die endlosen Fäden in dem System, in dem sie verwendet werden, nicht abzusetzen trachten.

Durch die Erfindung werden zahlreiche der Probleme gelöst, die bei den bisherigen Versuchen zum Erzeugen von Mikrohohlperlen aus Glas sowie zum Erzeugen von Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas mit einem auf ihrer Innenwandung vorhandenen Metallüberzug aufgetreten sind. Mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung können Mikrohohlperlen aus Glas mit vorherbestimmten Eigenschaften erzeugt werden, so daß es möglich wird, hochwertige Dämmstoffe und Dämmkonstruktionen und verbesserte Füllstoffe für ganz bestimmte Zwecke zu entwickeln und herzustellen. Durch sorgfältige Auswahl der Bestandteile der Glasmasse und sorgfältige Steuerung des Inertgas- oder Metalldampfdruckes und der Temperatur, Viskosität, Oberflächenspannung und Dicke des schmelzflüssigen Glasfilms, aus dem die Mikroperlen hergestellt werden, kann man den Durchmesser der Mikroperlen sowie deren Einheitlichkeit, Wärmeverhalten, Festigkeitseigenschaften und chemische Beständigkeit vorherbestimmen. Die Mikroperlen können in ihrem Innern ein Inertgas enthalten, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt und zum Blasen der Mikroperle verwendet wurde, oder es kann im Innern der Mikroperle ein Hochvakuum vorhanden sein, das durch die Kondensation eines Metalldampfes erzeugt worden ist, der zum Blasen der Mikroperle verwendet wurde. Auf der Innenwandung der Mikrohohlperlen bzw. Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas kann ein durchsichtiger Metallüberzug vorhanden sein, der einen Durchtritt von Sonnenlicht durch die Mikroperlen gestattet, aber Infrarotstrahlung reflektiert. Auf der Innenwandung der Mikrohohlperlen bzw. Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas kann ferner ein stark reflektierender Metallüberzug vorhanden sein, der ein geringes Emissionsvermögen hat, Licht und Wärmestrahlung wirksam reflektiert und nicht dem Verschleiß und der Schädigung ausgesetzt ist, die ein außen auf den Mikroperlen vorgesehener reflektierender Metallüberzug infolge der punktförmigen Berührung zwischen einander benachbarten Mikroperlen bzw. die chemischen Einwirkungen der Umgebungsatmosphäre erfährt.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen die wirtschaftliche Verwendung von aus Glas bestehenden Mikrohohlperlen mit guter Dämmwirkung zur Herstellung eines preisgünstigen, wirksamen Dämmstoffes.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglichen erstmalig die Ausnutzung der stark wärmedämmenden Wirkung eines Vakuums in einem bei niedrigem Preis sehr wirksamen Dämmstoff. Die Erfindung ermöglicht ferner die wirtschaftliche Erzeugung von Mikrohohlperlen aus Glas, die eine Strahlungssperre enthalten und als Dämmstoff verwendet werden können, aus einer niedrig- oder hochschmelzenden Glasmasse. Mit Hilfe der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der Erfindung können Mikrohohlperlen bzw. Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas in großen Mengen wirtschaftlich erzeugt werden.

Im Vergleich mit den bekannten Verfahren, in denen ein zunächst flüssiges oder festes Treibmittel verwendet wird, kann man in dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung höhere Temperaturen verwenden, weil kein expandierbares und/oder zersetzbares Treibmittel verwendet wird. Bestimmte Glasmassen haben bei den dadurch ermöglichten höheren Glastemperaturen eine niedrigere Viskosität, die bewirkt, daß die erzeugten Mikrohohlperlen infolge der Wirkung der Oberflächenspannungskräfte in ihrer Wandstärke, in ihrer Kugelform und in ihrem Durchmesser viel einheitlicher sind.

In dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung können die verschiedenartigsten Blasgase und Blasgasbestandteile und darin enthaltene und in den Mikroperlen einzuschließende Substanzen verwendet werden.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Blasen von Mikrohohlperlen aus Glas mit Hilfe eines aus einem Metalldampf bestehenden oder ihn enthaltenden Blasgases, so daß in der erzeugten Mikroperle ein Hochvakuum vorhanden ist. Im Rahmen der Erfindung können dem aus Metalldampf bestehenden oder ihn enthaltenden Blasgas kleine Mengen von ausgewählten Metalldämpfen hinzugefügt werden, beispielsweise Alkalimetalldämpfe, die als Getter wirken, d. h., daß sie mit gasförmigen Spurenelementen reagieren, die bei der Bildung der Mikroperle aus dem Film aus schmelzflüssigem Glas entweichen können. Diese ausgewählten Metalldämpfe gettern etwa entwickelte Gase und gewährleisten die Aufrechterhaltung des Hochvakuums im Innern der Mikroperle.

Mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung können für Dämm- und/oder Füllstoffe geeignete Mikrohohlperlen aus Glas erzeugt werden, die hinsichtlich ihres Durchmessers, ihrer Wandstärke, ihrer Festigkeit, ihrer chemischen und Witterungsbeständigkeit und ihrer Gasdurchlässigkeit vorherbestimmte Eigenschaften haben, so daß für bestimmte Zwecke geeignete hochwertige Systeme entwickelt und hergestellt werden können. Dabei werden die Mikrohohlperlen aus Glas derart hergestellt, daß sie frei sind von Schließvorsprüngen.

Man kann die erfindungsgemäßen Mikrohohlperlen bzw. Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas in hochwertigen Dämmkonstruktionen für Sonnenkollektoren verwenden, so daß diese auch bei Außentemperaturen unter 0°C und bei über 71°C liegenden Austrittstemperaturen des Wärmeaustauschmediums mit hohem Wirkungsgrad arbeiten können, d. h. sowohl in Winter als Wärmequelle als auch im Sommer zum Klimatisieren.

Nachstehend werden das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Erzeugen von Mikroperlen für die Verwendung als Dämm- und/oder Füllstoffe oder in denselben anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Vorrichtung mit mehreren Koaxialblasdüsen zur Abgabe des Blasgases zum Blasen von Mikrohohlperlen aus Glas, ferner eine Querstrahldüse zur Abgabe eines Treibmittels, das die Bildung der Mikroperlen und deren Ablösung von den Blasdüsen unterstützt, und eine Einrichtung zur Abgabe eines Abschreckmediums zum Abkühlen der Mikroperlen.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab im Querschnitt ein Detail der Düsenanordnung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 ebenfalls im Querschnitt als Detail eine gegenüber der Fig. 2 abgeänderte Blasdüse mit verjüngtem unterem Ende.

Fig. 3a zeigt im Querschnitt ein Detail einer abgeänderten Querstrahldüse mit einer abgeflachten Düsenöffnung sowie die Blasdüse gemäß Fig. 3,

Fig. 3b in einer Draufsicht die abgeänderte Querstrahldüse und die Blasdüse gemäß Fig. 3a,

Fig. 3c die Verwendung der Einrichtung gemäß Fig. 3b zum Erzeugen von Strängen von Mikrohohlperlen aus Glas,

Fig. 4 im Querschnitt eine gegenüber der Fig. 2 abgeänderte Blasdüse mit erweitertem unterem Teil,

Fig. 5 ist ein Diagramm zu Darstellung der Beziehung zwischen der Dicke des auf der Innenwandung der Mikrohohlperle vorhandenen dünnen Metallüberzuges, dem Blasdruck des Metalldampf-Blasgases und dem Durchmesser der Mikroperle.

In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist eine Wanne 1 gezeigt, die eine Glasschmelze 2 enthält und aus einem feuerfesten Werkstoff hergestellt ist und auf nicht gezeigte Weise geheizt wird. Im Boden 3 der Wanne 1 sind mehrere Öffnungen 4 vorgesehen, durch welche die Glasschmelze 2 zu Koaxialblasdüsen 5 gelangt. Die Koaxialblasdüse 5 kann getrennt hergestellt werden oder aus einem abwärtsgerichteten Fortsatz des Bodens 3 der Wanne 1 bestehen. Die Koxialblasdüse 5 besteht aus einem inneren Düsenrohr 6, dessen Mündung mit 6a bezeichnet ist und das zur Abgabe von Blasgas, z. B. eines inerten oder Metalldampf-Blasgases, dient, und aus einem äußeren Düsenrohr 7, dessen Mündung mit 7a bezeichnet ist und das zur Abgabe von schmelzflüssigem Glas dient. Das innere Düsenrohr 6 ist koaxial in dem äußeren Düsenrohr 7 angeordnet, so daß zwischen den Düsenrohren 6 und 7 ein Ringkanal 8 für das schmelzflüssige Glas 2 vorhanden ist. Die Mündung 6a des inneren Düsenrohrs 6 ist knapp oberhalb der Ebene der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 angeordnet.

Das in dem Ringspalt 8 unter annähernd atmosphärischem Druck oder unter einem höheren Druck abwärtsströmende schmelzflüssige Glas 2 füllt den Raum zwischen den Düsenmündungen 6a und 7a aus und bildet dort unter der Einwirkung der Oberflächenspannungskräfte des schmelzflüssigen Glases 2 einen aus schmelzflüssigem Glas bestehenden dünnen Film 9, der sich über den Düsenmündungen 6a und 7a erstreckt.

Über den Verteiler 11 und das innere Düsenrohr 6 wird mit der Innenfläche des schmelzflüssigen Glasfilms 9 ein Blasgas 10 in Berührung gebracht, das aus einem Inertgas oder einem Metalldampf bestehen und/oder dispergierte Metallteilchen enthalten kann und das auf nicht dargestellte Weise annähernd auf die Temperatur des schmelzflüssigen Glases erhitzt wird und dessen Druck höher ist als der Druck des schmelzflüssigen Glases an der Blasdüse. Unter der Einwirkung des Überdruckes des Blasgases bzw. Metalldampfes wird der Film aus schmelzflüssigem Glas zu einem aus schmelzflüssigem Glas bestehenden langgestreckten zylindrischen Gebilde 12 verformt, das mit dem Blasgas bzw. dem Metalldampf 10 gefüllt ist und das an seinem äußeren Ende geschlossen ist und an seinem inneren Ende an den Umfangsrand der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 anschließt. In dem das langgestreckte zylindrische Gebilde aus dem schmelzflüssigen Glas aufnehmenden Raum im Bereich der Blasdüse wird ein Gas- bzw. Inertgasdruck aufrechterhalten, der etwas niedriger ist als der Druck das Blasgases. Mit Hilfe der dargestellten Koaxialdüse kann man Mikroperlen herstellen, deren Durchmesser das Drei- bis Fünffache des Innendurchmessers der Düsenmündung 7a beträgt. Diese Koaxialdüse ist besonders zum Blasen von niedrigviskosen Glasschmelzen geeignet.

Eine Querstrahldüse 13 gibt ein inertes Treibmittel 14 ab, das auf nicht gezeigte Weise auf die Temperatur des schmelzflüssigen Glases 2 oder eine etwas höhere oder niedrigere Temperatur erhitzt worden ist. Das Treibmittel 14 wird der Querstrahldüse 13 über eine Verteilerleitung 15 zugeführt und strömt von der Düsenmündung 13a der Querstrahldüse 13 zu der Koaxialblasdüse 5. Dabei ist die Querstrahldüse 13 so orientiert, daß das Treibmittel in dem Bereich der Düsenmündung 7a und in dem anschließenden Bereich, in dem die Mikroperlen gebildet werden, die Blasdüse 5 umstreicht. Infolgedessen erzeugt das Treibmittel 14 auf der Windschattenseite der Blasdüse 5 ein pulsierendes oder schwankendes Druckfeld.

Das das langgestreckte zylindrische Gebilde 12 umstreichende Treibmittel 14 bewirkt, daß das zylindrische Gebilde 12 flattert und sich faltet und sich an seinem inneren Ende, an einer der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 umgebenden Stelle 16, einschnürt und schließt. Unter der Einwirkung der zwischen dem Treibmittel 14 und dem langgestreckten zylindrischen Gebilde 12 auftretenden Reibungskräfte wird das zylindrische Gebilde 12 von der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 abgelöst, so daß das zylindrische Gebilde abfallen kann und von der Düse 5 wegtransportiert wird. Unter der Einwirkung der Oberflächenspannungskräfte des schmelzflüssigen Glases auf das von der Blasdüse 5 abgelöste zylindrische Gebilde 12 trachtet dieses, die Form anzunehmen, in der es die kleinste Oberfläche hat, und verformt es sich infolgedessen zu einer kugeligen Mikrohohlperle 17 aus schmelzflüssigem Glas.

Unter der Koaxialblasdüse 5 und auf beiden Seiten derselben sind Abschreckdüsen 18 angeordnet, die aus ihren Mündungen 18a an die Mikroperlen 17 aus schmelzflüssigem Glas ein Kühlmittel 19 abgeben, so daß das schmelzflüssige Glas schnell abkühlt und erstarrt und eine harte, glatte Mikrohohlperle aus Glas erhalten wird. Das Kühlmittel 19 dient auch zum Transport der Mikrohohlperle aus Glas von der Koaxialblasdüse 5 weg. Wenn als Blasgas zum Blasen der Mikroperlen ein Metalldampf verwendet wird, bewirkt das Kühlmittel, daß dieser Metalldampf abgekühlt wird und kondensiert und auf der Innenwandung der Mikroperle einen durchsichtigen oder reflektierenden, dünnen Metallüberzug 20 bildet. Man kann erforderlichenfalls die Kühlzeit verlängern, indem man die Mikrohohlperlen aus Glas mittels einer Wirbelschicht, einer Trägerflüssigkeit oder eines Förderbandes transportiert und dabei abkühlt, so daß sie erhärten, dabei aber nur minimalen oder keinen Wirkungen ausgesetzt werden, welche die Mikrohohlperlen zu verformen oder ihre Größe oder Form zu verändern trachten. Die abgekühlten und erstarrten Mikrohohlperlen aus Glas werden auf geeignete, nicht gezeigte Weise gesammelt.

In der Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in welcher der untere Teil 21 des äußeren Düsenrohrs 7 abwärts verjüngt ist. Die Koaxialblasdüse 5 besteht wieder aus einem inneren Düsenrohr 6 mit der Düsenmündung 6a und einem äußeren Düsenrohr 7 mit der Düsenmündung 7a′. Man erkennt in Fig. 3 ferner das aus schmelzflüssigem Glas bestehende langgestreckte zylindrische Gebilde 12 und dessen eingeschnürten Teil 16.

Es hat sich gezeigt, daß durch die Verwendung des verjüngten Düsenteils 21 die Bildung eines dünnen Films 9′ aus schmelzflüssigem Glas in dem Bereich zwischen der Mündung 6a des inneren Düsenrohrs 6 und der Mündung 7a′ des äußeren Düsenrohrs 7 merklich unterstützt werden kann. Unter der Einwirkung des Druckes der Glasschmelze 2 drückt die Innenwandung 22 des verjüngten Teils 21 des äußeren Düsenrohrs 7 die Glasschmelze 2 durch den engen Spalt, der zwischen dem Außenrand der Düsenmündung 6a und der Innenwandung 22 vorhanden ist. Auf diese Weise wird der aus schmelzflüssigem Glas bestehende dünne Film 9′ gebildet, der sich über die Düsenmündungen 6a und 7a′ erstreckt. In dieser Ausführungsform beruht die Bildung des Films 9′ aus schmelzflüssigem Glas somit nicht nur auf der Wirkung der Oberflächenspannung des schmelzflüssigen Glases. Mit Hilfe der in Fig. 3 gezeigten Koaxialdüse kann man Mikroperlen erzeugen, deren Durchmesser das Drei- bis Fünffache des Durchmessers der Düsenöffnung 7a der Koaxialdüse 7 beträgt, und kann man insbesondere Mikroperlen von kleinerem Durchmesser erzeugen als mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2. Diese Düse eignet sich besonders zum Verblasen von hochviskosen Glasschmelzen.

Der Durchmesser der Düsenöffnung 7a′ bestimmt den Durchmesser der Mikroperle. In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 kann man ein äußeres Düsenrohr 7 und ein inneres Düsenrohr 6 mit größerem Innendurchmesser verwenden, so daß die Gefahr eines Verlegens der Koaxialdüse im Betrieb geringer ist. Diese Merkmale sind besonders vorteilhaft, wenn das Glasgas dispergierte Metallteilchen enthält und/oder die Glasmasse zusätzliche Materialteilchen enthält.

In den Fig. 3a und 3b ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, in der die Querstrahldüse 13 einen abgeflachten äußeren Teil besitzt, der eine allgemein rechteckige oder ovale Düsenmündung 13a bildet. Die Düsenmündung 13a kann unter einem Winkel zu einer Linie angeordnet sein, die durch die Mittellinie der Koaxialdüse 5 gezogen ist. Bevorzugt wird der in der Zeichnung dargestellte Winkel von etwa 90° zu der Mittellinie der Koaxialdüse 5.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung des abgeflachten Querstrahls des Treibmittels bei einer gegebenen Geschwindigkeit bewirkt, daß die Wirkung des pulsierenden Druckfeldes konzentriert und die Amplitude der Druckschwankungen vergrößert wird, die in dem Bereich, in dem die hohen Mikroperlen erzeugt werden, auf der Windschattenseite der Blasdüse 5 auftreten. Wenn man den abgeflachten Querstrahl verwendet und dadurch die Amplitude der Druckschwankungen erhöht, wird die auf zylindrische Gebilde 12 ausgeübte Einschnürwirkung verstärkt. Dadurch wird das Schließen des zylindrischen Gebildes 12 an seinem eingeschnürten inneren Ende 16 und das Ablösen des zylindrischen Gebildes 12 von der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 erleichtert.

In der in Fig. 3c gezeigten Ausführungsform werden Mikrohohlperlen in Strangform durch Verblasen einer hochviskosen Glasschmelze erzeugt. Das langgestreckte zylindrische Gebilde 12 und die Mikroperlen 17a, 17b und 17c aus Glas sind durch dünne Glasfäden 17d miteinander verbunden. Man erkennt in der Zeichnung, daß während der von der Blasdüse 5 fortschreitenden Bewegung der Mikroperlen 17a, 17b und 17c das langgestreckte zylindrische Gebilde 12 Oberflächenspannungskräften unterworfen und dadurch allmählich zu dem allgemein kugeligen Gebilde 17a, dem der Kugelform stärker angenäherten Gebilde 17b und schließlich der kugelförmigen Mikroperle 17c verformt wird. Mit zunehmendem Abstand zwischen den Mikroperlen und Fäden einerseits und der Blasdüse 5 andererseits bewirken diese Oberflächenspannungskräfte auch eine allmähliche Herabsetzung des Durchmessers der Verbindungsfäden 17d. Die so erhaltenen Mikrohohlperlen 17a, 17b und 17c aus Glas sind miteinander durch dünne Fadenstücke 17d verbunden, die im wesentlichen gleich lang und mit den Mikroperlen aus Glas einstückig sind.

Die in den Fig. 3, 3a und 3b dargestellten Vorrichtungen haben eine Wirkungsweise, die der vorstehend anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten ähnelt.

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die Koaxialdüse 7 in ihrem unteren Teil mit einer Verdickung 23 versehen, die dem äußeren Düsenrohr 7 eine kugelförmige Gestalt verleiht. In dieser Ausführungsform ist wie in den vorherigen Ausführungsformen eine Koaxialblasdüse 5 vorgesehen, die aus dem inneren Düsenrohr 6 mit der Mündung 6a und dem äußeren Düsenrohr 7 mit der Mündung 7a besteht. In Fig. 4 erkennt man ebenfalls den zu einem langgestreckten zylindrischen Gebilde verformten, schmelzflüssigen Film 12 mit dem eingeschnürten Teil 16.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung der kugeligen Verdickung 23 bei einer gegebenen Geschwindigkeit des Treibmittels 14 (Fig. 2) bewirkt, daß die Amplitude der Druckschwankungen vergrößert wird, die in dem Bereich, in dem die hohen Mikroperlen erzeugt werden, auf der Windschattenseite der Blasdüse 5 auftreten. Wenn man die Verdickung 23 verwendet und dadurch die Amplitude der Druckschwankungen erhöht, wird die auf das zylindrische Gebilde 12 ausgeübte Einschnürwirkung verstärkt. Dadurch wird das Schließen des zylindrischen Gebildes 12 an seinem eingeschnürten inneren Ende 16 und das Ablösen des zylindrischen Gebildes 12 von der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 erleichtert.

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Erfindung kann das Ablösen des zylindrischen Gebildes 12 von der Düsenmündung 7a auch durch einen Schlagarm 24 unterstützt werden, der an einer nicht gezeigten Spindel befestigt ist. Wenn diese rotiert, greift der Schlagarm 24 an dem eingeschnürten Teil 16 des langgestreckten zylindrischen Gebildes 12 an und unterstützt auf diese Weise das Verschließen des zylindrischen Gebildes 12 an seinem eingeschnürten inneren Ende 16 und das Ablösen des zylindrischen Gebildes 12 von der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7.

Im übrigen ähnelt die Wirkungsweise der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung der vorstehend anhand der Fig. 1, 2 und 3 beschriebenen.

Man kann die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausgestaltungen der Erfindung je nach den Erfordernissen einzeln oder in verschiedenen Kombinationen verwenden. Die ganze Vorrichtung kann in einem nicht gezeigten Hochdruckbehälter eingeschlossen sein, so daß das Verfahren unter einem Überdruck durchgeführt werden kann.

Fig. 5 zeigt in einem Diagramm die Beziehung zwischen der Dicke des dünnen Metallüberzuges auf der Innenwandung der Mikrohohlperle, dem Blasdruck des Metalldampfgases und dem Innendurchmesser der Mikroperlen. Ein als Blasgas bevorzugter Metalldampf ist Zinkdampf.

Filmbildendes anorganisches Material und Glasmassen

Die Zusammensetzung des anorganischen Materials, aus dem die erfindungsgemäßen Mikrohohlperlen aus Glas hergestellt werden, insbesondere die Zusammensetzung der Glasmasse, kann in einem weiten Bereich so ausgewählt werden, daß die gewünschten physikalischen Eigenschaften zum Erhitzen des Ausgangsmaterials, zum Verblasen der Schmelze und zum Formen, Abkühlen und Härten der Mikroperlen erhalten werden, sowie die gewünschten Eigenschaften der erzeugten Mikrohohlperlen aus Glas hinsichtlich ihrer Wärmedämmung, Festigkeit, Gasdurchlässigkeit und Lichtdurchlässigkeit.

Man kann Glasmassen wählen, die nach ihrer Abkühlung und Erstarrung eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und eine solche Festigkeit haben, daß die ein Hochvakuum enthaltenden Mikroperlen dem atmosphärischen Druck gewachsen sind. Aus der Glasschmelze können harte Mikroperlen erzeugt werden, die bei der Berührung mit benachbarten Mikroperlen an den Berührungsstellen im wesentlichen keinem Abrieb und keiner sonstigen Schädigung ausgesetzt sind und die auch durch die Einwirkung von Feuchtigkeit, Wärme und/oder Witterungseinflüssen nicht geschädigt werden.

In den Glasmassen können je nach dem Verwendungszweck der Mikroperlen die verschiedenartigsten Bestandteile verwendet werden, zu denen sowohl natürlich vorkommende als auch synthetisch erzeugte Glasrohstoffe gehören können.

Man kann die Bestandteile der Glasmassen so auswählen und vermengen, daß die erhaltenen Glasperlen eine hohe Beständigkeit gegenüber chemisch wirkenden Gasen und Alkalien und gegenüber Witterungseinflüssen besitzen und dem Ein- und Ausdiffundieren von Gasen einen hohen Widerstand entgegensetzen, daß ihre Wände im wesentlichen frei sind von Gaseinschlüssen oder gelösten Gasen, die Gasblasen bilden könnten, und daß sie im erhärteten bzw. erstarrten Zustand eine solche Festigkeit haben, daß sie einer beträchtlichen Gewichts- und/oder Druckbelastung gewachsen sind.

Die Mikroperlen gemäß der Erfindung sind bei der Berührung mit benachbarten Mikroperlen an den Berührungsstellen im wesentlichen keinem Abrieb und keiner sonstigen Schädigung ausgesetzt und werden auch durch die Einwirkung von Feuchtigkeit, Wärme und/oder Witterungseinflüssen nicht geschädigt.

Die Glasmassen enthalten vorzugsweise relativ große Mengen Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Lithium, Zirkoniumdioxid und Kalk und relativ kleine Mengen Soda. Man kann Calcium hinzufügen, um das Schmelzen des Glases zu unterstützen, und Boroxid, um die Witterungsbeständigkeit des Glases zu verbessern. Die Zusammensetzung der Glasmasse wird so gewählt, daß ihr Schmelz- bzw. Fließpunkt relativ hoch ist und nur wenig über dem Erhärtungspunkt liegt. Ferner soll die Viskosität der Glasmassen bei abnehmender Temperatur relativ schnell zunehmen, damit die Wände der Mikroperlen erstarren, erhärten und sich verfestigen, ehe das Volumen und der Druck des im Innern der Perle vorhandenen Blasgases so stark abgenommen haben, daß die Mikroperle zusammengedrückt werden würde. Wenn im Innenraum der Mikrosphäre ein Überdruck oder ein Hochvakuum erwünscht ist, muß die Durchlässigkeit für Gase, wie Helium, durch Verminderung des Gehalts an Netzwerkbildern, wie Siliciumdioxid, und durch Hinzufügen von Netzwerkmodifikatoren, wie Aluminiumoxid, vermindert werden. Nachstehend sind weitere Mittel zur Herabsetzung der Gasdurchlässigkeit der Mikrohohlperlen aus Glas angegeben.

Die Eigenschaften von Glasmassen, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, sind in den Kolonnen A, B und C der Tabelle 1 in Gewichtsprozent angegeben.

Tabelle 1

Die in den Kolonnen A und B angegebenen Glasmassen enthalten kein Zirkondioxid, das in der Glasmasse der Kolonne C in einem relativ hohen Anteil vorhanden ist.

Es hat sich gezeigt, daß man mit Glasmassen mit relativ hohem Aluminiumoxidgehalt und relativ niedrigem Sodagehalt schnellhärtende Mikroperlen aus Glas erzeugen kann. Auf diese Weise kann man Mikroperlen und insbesondere Hochvakuum-Mikroperlen aus Glas leichter erzeugen.

In der Tabelle 2 ist in der Kolonne I eine erfindungsgemäß verwendbare Glasmasse mit hohem Aluminiumoxidgehalt angegeben und in der Kolonne II eine früher zum Herstellen von Mikroperlen aus Glas verwendete Glasmasse mit hohem Sodagehalt.

Gemäß der Erfindung werden aus den Glasmassen gemäß den Kolonnen I und II Mikroperlen aus Glas hergestellt, indem die Glasmasse mit einem Inertgas verblasen wird.

Tabelle 2

In der Tabelle 3 sind die aluminiumoxidreiche Glasmasse (I) und die sodareiche Glasmasse (II) der Tabelle 2 hinsichtlich der bei ihrer Abkühlung auftretenden Viskositätszunahme verglichen.

Tabelle 3

Aus der Tabelle 3 geht hervor, daß das aluminiumoxidreiche Glas viel schneller erhärtet als das sodareiche Glas, so daß nach der Abkühlung um 720°C die Viskosität des aluminiumoxidreichen Glases um 10 · 10⁵ höher ist als die des sodareichen Glases.

Für bestimmte Zwecke kann man relativ niedrigschmelzende Glasmassen verwenden, die relativ bleireich sind. Man kann auch natürlich vorkommende Glasrohstoffe, wie basaltische Massen, verwenden und auf diese Weise in manchen Fällen die Rohmaterialkosten beträchtlich herabzusetzen.

In der Tabelle 4 sind geeignete bleihaltige Glasmassen und basaltische Massen angegeben.

Tabelle 4

Die hier gemachten Ausführungen über Glasmassen gelten für alle genannten Glasmassen einschließlich der natürlich vorkommenden basaltischen Massen.

Man kann den Glasmassen chemische Mittel hinzufügen, welche die Viskosität der Glasmassen beeinflussen, und auf diese Weise die für das Blasen der Mikroperlen gewünschte Viskosität erzielen.

Zur Unterstützung des Blasens und der Bildung der Mikroperlen und Vakuum-Mikroperlen aus Glas und zur Beeinflussung der Oberflächenspannung und der Viskosität der Perlen kann man der Blasmasse geeignete Tenside zusetzen, beispielsweise kolloidale Teilchen aus unlöslichen Substanzen und Viskositätsstabilisatoren.

Ein wichtiger durch die Anwendung der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß zunächst feste oder flüssige Treibmittel nicht verwendet oder benötigt werden und die erhaltenen Mikroperlen daher frei sind von Resten derartiger fester oder flüssiger Treibmittel oder daraus entwickelten Gasen.

Je nach der Zusammensetzung der Glasmasse, aus der die Mikroperlen erzeugt worden sind, können diese eine gewisse Durchlässigkeit für das zum Blasen der Mikroperlen verwendete Gas und/oder die in der Umgebung der Mikroperlen vorhandenen Gase haben. Man kann die Gasdurchlässigkeit der Mikroperlen beeinflussen, verändern und/oder vermindern oder im wesentlichen beseitigen, indem man der Glasmasse vor dem Blasen der Mikroperlen eine sehr feinflockige Substanz zusetzt, deren Teilchen in einer Ebene orientiert werden können. Wenn man der Glasmasse vor dem Blasen und Ausbilden der Mikroperlen der Glasmasse eine oder mehrere dieser feinflockigen Substanzen zusetzt, die in einer Ebene orientiert werden können, werden beim Strecken des durch die konische Blasdüse gepreßten Glasfilms die Flocken so ausgerichtet, daß sie dieselbe Orientierung haben wie die Wände der Mikrohohlperle aus Glas bzw. normal zu der Gasdiffusionsrichtung orientiert sind. Durch die in den Wänden der Mikroperle vorhandenen Flocken wird die Gasdurchlässigkeit des Glases stark herabgesetzt. Die Korngröße der Flocken ist vorzugsweise kleiner als die halbe Wandstärke der Mikroperlen.

Blasgas

Man kann Mikrohohlperlen, insbesondere Mikrohohlperlen aus Glas, durch Blasen mit einem Gas, einem Inertgas, einem inerten Metalldampf oder einem dispergierte Metallteilchen enthaltenden Gas oder einem Gemisch derselben herstellen. Man kann die Mikroperlen zum Herstellen von Dämm- und/oder Füllstoffen verwenden.

Zum Blasen von Mikroperlen verwendete Inertgase müssen eine niedrige Wärmeleitfähigkeit haben und im allgemeinen ein hohes Molekulargewicht, so daß sie Wärme nicht gut übertragen. Geeignete Blasgase sind Argon, Xenon, Kohlendioxid, Stickstoff, Stickstoffdioxid, Schwefel und Schwefeldioxid. Man kann auch metallorganische Verbindungen als Blasgas verwenden. Es wird ein Blasgas gewählt, das nach seiner Abkühlung auf die Umgebungstemperatur den gewünschten Innendruck besitzt. Beispielsweise kondensiert als Blasgas verwendeter Schwefel in der Mikroperle, so daß in dieser ein Teilvakuum erzeugt werden kann.

Man kann ferner Blasgase verwenden, die mit dem filmbildenden anorganischen Material bzw. der Glasmasse, z. B. mit den Mikroperlen aus Glas reagieren und dadurch das Erhärten der Mikroperlen unterstützen oder deren Durchlässigkeit für das darin enthaltene Blasgas vermindern können. Ferner kann man ein Blasgas verwenden, das mit dem gebildeten Metallüberzug reagieren und dadurch diesem gewünschte Eigenschaften verleihen, beispielsweise seine Wärmeleitfähigkeit herabsetzen kann. In bestimmten Fällen kann man Sauerstoff oder Luft als Blasgas verwenden oder ihm zusetzen.

Wenn man als Blasgas einen Metalldampf verwendet, kann man im Innern der Mikroperle ein beträchtliches Vakuum erzeugen und auf der Innenwandung der Mikrohohlperle aus Glas einen dünnen Metallüberzug bilden. Je nach der Wahl des Metalls und der Dicke und der Beschaffenheit des Metallüberzugs ist dieser für sichtbares Licht durchlässig oder reflektierend.

Ein zum Blasen der Mikrohohlperlen aus Glas verwendeter Metalldampf soll die erwünschte Verdampfungstemperatur und bei der Blastemperatur die gewünschte latente Wärmekapazität und den gewünschten Blasdruck haben und soll bei der Erstarrungstemperatur und der Umgebungstemperatur den gewünschten Dampfdruck haben. Durch die Kondensation und Ablagerung des Metalldampfes in der Mikrohohlperle aus Glas wird ein Dampfdruck erzeugt, der dem Dampfdruck des Metalls bei Zimmertemperatur entspricht, d. h. ein Dampfdruck von ungefähr Null. Die Dicke des gebildeten Metallüberzuges ist u. a. von dem zum Blasen der Mikroperle verwendeten Metalldampfdruck, von der Größe der Mikroperle und von der Temperatur des schmelzflüssigen Glases abhängig.

Man kann dem als Blasgas verwendeten Metalldampf kleine Mengen von Metalldämpfen, z. B. von Alkalimetallen, hinzufügen, die als Getter wirken, die mit Gasen reagieren, die sich bei der Bildung der Mikroperlen aus dem schmelzflüssigen Glasfilm entwickelt haben; dadurch wird die Aufrechterhaltung des Vakuums unterstützt.

Zu den als Blasgas verwendbaren Metalldämpfen gehören Zink, Barium, Cadmium, Cäsium, Wismut, Selen, Lithium, Magnesium und Kalium. Bevorzugt werden Zink und Selen, insbesondere Zink.

Das Blasgas kann außer einem Metalldampf vorteilhafterweise ein Hilfsblasgas enthalten, beispielsweise ein Inertgas, das die Steuerung der Abkühlung und des Erstarrens der Mikrohohlperle aus schmelzflüssigem Glas unterstützt. Zu diesem Zweck wird in der Mikroperle der Teildruck des Hilfsblasgases aufrechterhalten, bis die Mikroperle aus dem schmelzflüssigen Glas erstarrt, erhärtet und verfestigt und der Metalldampf kondensiert und der Metalldampfdruck beträchtlich herabgesetzt worden ist. Auf diese Weise wird der Druckabfall des Blasgases verlangsamt und in der Mikrosphäre ein etwas niedrigeres Vakuum erzeugt.

Durch die Verwendung eines Blasgases, das dispergierte Metallteilchen enthält, kann man auf der Innenwandung der Mikrohohlperle aus Glas einen dünnen Metallüberzug erzeugen, der je nach seiner Dicke für sichtbares Licht durchlässig oder reflektierend ist.

Für den Überzug auf der Innenwandung der Mikrohohlperlen aus Glas wird ein Metall ausgewählt, welches das gewünschte Emissionsvermögen und eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt und an der Innenwandung der Mikroperle aus Glas haftet. Die Dicke des Metallüberzuges wird durch die Wahl des Metalls, dessen Korngröße, die Größe der Mikroperlen und die Menge der dispergierten Metallteilchen beeinflußt.

Die Korngröße der dispergierten Metallteilchen kann im Bereich von 2,5 bis 1000 nm, vorzugsweise von 5 bis 500 nm und insbesondere von 10 bis 100 nm liegen. In dem Blasgas wird so viel Metall dispergiert, daß ein Metallüberzug in der gewünschten Dicke erhalten wird. Die dispergierten Metallteilchen können vorteilhafterweise eine elektrostatische Ladung besitzen, welche die Ablagerung der Teilchen auf der Innenwandung der Mikroperlen unterstützt.

Man kann Metallteilchen beispielsweise aus Aluminium, Silber, Nickel, Zink, Antimon, Barium, Cadmium, Cäsium, Wismut, Selen, Lithium, Magnesium, Kalium und Gold verwenden, wobei Aluminium, Zink und Nickel bevorzugt werden. Ähnliche Effekte wie mit Metallen kann man mit dispergierten Metalloxidteilchen erzielen, die auch zur Bildung eines Überzuges von niedrigerer Wärmeleitfähigkeit herangezogen werden können.

Zur Bildung eines dünnen Metallüberzuges auf der Innenwandung der Mikroperle kann man als Blasgas oder in ihm auch metallorganische Verbindungen verwenden, die bei der Blastemperatur gasförmig sind. Von den erhältlichen metallorganischen Verbindungen werden metallorganische Carbonylverbindungen bevorzugt, die Nickel oder Eisen enthalten können.

Man kann knapp vor dem Blasen der Mikroperlen die metallorganischen Verbindungen durch Erhitzen zersetzen und auf diese Weise feindispergierte Metallteilchen und ein Zersetzungsgas erhalten. Dieses kann das Blasen der Mikroperlen unterstützen. Die durch die Zersetzung der metallorganischen Verbindung erhaltenen dispergierten Metallteilchen bilden wieder den dünnen Metallüberzug. Man kann die gebildete Mikroperle, die das aus der gasförmigen metallorganischen Verbindung bestehende oder sie enthaltende Blasgas enthält, auch einer elektrischen Entladung aussetzen, die bewirkt, daß sich die metallorganische Verbindung zersetzt, so daß die feindispergierten Metallteilchen und das Zersetzungsgas gebildet werden.

Die Dicke des Metallüberzuges hängt vor allem von dem Partialdruck der das Blasgas bildenden oder in ihm enthaltenen gasförmigen metallorganischen Verbindung und von dem Innendurchmesser der Mikroperle ab.

Man kann in dem Blasgas die gasförmige metallorganische Verbindung mit einem Hilfsblasgas verdünnen und auf diese Weise die Dicke des Metallüberzuges beeinflussen. Als Hilfsblasgas kann man auch ein Gas verwenden, das als Katalysator für die Zersetzung der metallorganischen Verbindung oder als Härter für die Glasmasse wirkt. Durch den Zusatz eines Katalysators oder Härters zu dem Blasgas wird gewährleistet, daß der Katalysator die metallorganische Verbindung oder der Härter die Glasmasse erst knapp vor der Bildung der Mikroperle berühren kann.

Das Treibmittel kann ein auf einer hohen oder niedrigen Temperatur befindliches Gas sein und kann mit der Glasmasse reagieren oder ihr gegenüber inert sein. Das Treibmittel, beispielsweise ein inertes Treibmittel, kann ein hocherhitztes Gas sein. Geeignete Treibmittel sind Stickstoff, Luft, Wasserdampf und Argon.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Verwendung der Querstrahldüse zur Abgabe des inerten Treibmittels, das die Koaxialblasdüse unterstreicht. Das Treibmittel unterstützt die Bildung der Mikrohohlperle aus schmelzflüssigem Glas und deren Ablösung von der Koaxialblasdüse.

Das Abschreckmittel kann eine Flüssigkeit, eine Flüssigkeitsdispersion oder ein Gas sein. Geeignete Abschreckmittel sind Wasserdampf, feinversprühtes Wasser, Luft, Stickstoff oder ein Gemisch derselben.

Das inerte Abschreckmittel kann dampfförmiges oder flüssiges Äthylenglykol, Wasserdampf, feinversprühtes Wasser oder ein Gemisch derselben sein. Unmittelbar nach ihrer Bildung werden die Mikrohohlperlen aus schmelzflüssigem Glas schnell abgeschreckt und gekühlt, so daß sie erstarren und erhärten und verfestigt werden, ehe der Innengasdruck so stark vermindert wird, daß die Mikroperle zusammengedrückt werden würde. Die Auswahl des Abschreckmittels und der Temperatur desselben ist von der Glasmasse abhängig, aus der die Mikroperle erzeugt wird, sowie von dem zum Blasen der Mikroperle verwendeten Metalldampf oder sonstigen Blasgas und von dem den gewünschten Überzug bildenden Metall und der gewünschten Beschaffenheit des Überzuges.

Verfahrensbedingungen

Die filmbildenden anorganischen Materialien und/oder Massen gemäß der Erfindung werden auf eine Temperatur von etwa 982 bis 1704°C erhitzt und werden während des Blasvorganges in Form einer frei fließenden Flüssigkeit auf der gewünschten Blastemperatur gehalten. Die Glasmasse wird je nach ihrer Zusammensetzung auf eine Temperatur von 1093 bis 1538°C, vorzugsweise 1260 bis 1510°C und insbesondere 1316 bis 1482°C erhitzt. Bleihaltige Glasmassen können beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 982 bis 1593°C erhitzt werden. Basaltische Glasmassen können auf 1149 bis 1704°C erhitzt werden.

Bei diesen Blastemperaturen sind die Glasmassen dünnflüssig. Knapp vor dem Blasen hat die Glasschmelze eine Viskosität von 10 bis 60 Pa · s, vorzugsweise von 2 bis 35 Pa · s und insbesondere von 3 bis 20 Pa · s. Die bleihaltigen Glasschmelzen haben knapp vor dem Blasen eine Viskosität von beispielsweise 1 bis 50 Pa · s. Die basaltischen Glasschmelzen können knapp vor dem Blasen eine Viskosität von beispielsweise 1,5 bis 40 Pa · s haben.

Bei der Erzeugung von nicht in Strangform vorliegenden Mikroperlen kann die Glasschmelze knapp vor dem Blasen eine Viskosität von 1 bis 20 Pa · s, vorzugsweise von 2 bis 10 Pa · s und insbesondere von 2,5 bis 7,5 Pa · s haben.

Bei der Herstellung von Mikroperlen in Strangform kann die Glasschmelze knapp vor dem Blasen eine Viskosität von 5 bis 60 Pa · s, vorzugsweise von 10 bis 40 Pa · s und insbesondere von 15 bis 30 Pa · s haben.

Ein durch die Anwendung der Erfindung erzielbarer wichtiger Vorteil besteht darin, daß die Bildung der Mikrohohlperlen aus Glas bei niedrigeren Viskositäten erfolgen kann als in den bekannten Verfahren, in denen zunächst flüssige oder feste Treibmittel verwendet wurden, die in der Glasmasse enthalten oder dispergiert waren, aus der die Mikroperlen erzeugt wurden. Das Arbeiten bei relativ niedrigen Viskositäten in dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht die Bildung von aus Glas bestehenden Mikrohohlperlen, deren Wände frei sind von Gaseinschlüssen oder -blasen oder von gelösten Gasen. Bei den in dem Verfahren gemäß der Erfindung angewendeten niedrigen Viskositäten diffundieren eingeschlossene oder gelöste Gase während der Bildung der Mikroperle aus dieser heraus. Dagegen werden bei den hohen Viskositäten, die in den bekannten Verfahren erforderlich sind, gelöste Gase bei der Bildung der Mikroperle bei deren Bildung eingeschlossen.

Während des Blasvorganges hat das Glas eine Oberflächenspannung von 150 bis 400 mN/m, vorzugsweise von 200 bis 350 mN/m und insbesondere von 250 bis 325 mN/m.

Die Glasschmelze kann der Koaxialblasdüse unter ungefähr dem Umgebungsdruck oder einem Überdruck zugeführt werden, und zwar unter einem Druck von 1,07 bis 1400 bar, gewöhnlich 1,2 bis 690 bar und insbesondere 1,3 bis 340 bar. Beim Arbeiten unter niedrigem Druck kann die Glasschmelze unter einem Druck von 1,07 bis 70 bar, vorzugsweise von 1,2 bis 35 bar und insbesondere von 1,3 bis 8 bar zugeführt werden.

Bei der Erzeugung von Mikroperlen, die als Dämmstoffe oder in Dämmkonstruktionen oder in syntaktischen Schäumen oder als Füllstoffe im allgemeinen verwendet werden sollen, kann die Glasschmelze der Koaxialblasdüse ebenfalls unter einem Druck von 1,07 bis 70 bar, vorzugsweise von 1,2 bis 8 bar und insbesondere von 1,3 bis 4,4 bar zugeführt werden.

Während des Blasvorganges wird die Koaxialblasdüse kontinuierlich mit der Glasschmelze gespeist, damit das aus schmelzflüssigem Glas bestehende langgestreckte zylindrische Gebilde nicht vorzeitig reißt oder sich vorzeitig ablöst, während es durch das Blasgas geformt wird.

Das Blasgas, inerte Blasgas, aus gasförmigem Material bestehende Blasgas oder der Metalldampf befindet sich ungefähr auf derselben Temperatur wie die zu verblasende Glasschmelze. Das Blasgas kann jedoch auch heißer sein als die Glasschmelze, so daß es die Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit des die Mikrohohlperle bildenden schmelzflüssigen Glases während des Blasvorganges unterstützt, oder es kann kälter sein als die Glasschmelze, so daß es bei der Bildung der aus schmelzflüssigem Glas bestehenden Mikrohohlperle deren Erstarrung und Erhärten unterstützt. Der Blasgasdruck muß zum Blasen der Mikroperle genügen und ist etwas höher als der Druck der Glasschmelze in der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7. Der Blasgasdruck soll etwas höher sein als der Umgebungsdruck im Bereich der Blasdüse.

Die Wahl der Temperatur des Blasgases ist von dem jeweils verwendeten Blasgas abhängig sowie von der Viskositäts-Temperatur-Scherungs-Beziehung der zum Erzeugen der Mikroperlen verwendeten Glasmasse.

Die Temperatur des als Blasgas verwendeten Metalldampfes muß zum Verdampfen des Metalls genügen und ist ungefähr ebenso hoch wie die Temperatur der Glasschmelze beim Blasen. Das aus Metalldampf bestehende Blasgas kann jedoch auch heißer sein als die Glasschmelze, so daß es die Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit des die Mikrohohlperle bildenden schmelzflüssigen Glases während des Blasvorganges unterstützt, oder es kann kälter sein als die Glasschmelze, so daß es bei der Bildung der aus schmelzflüssigem Glas bestehenden Mikrohohlperle deren Erstarrung und Erhärten unterstützt. Der Druck des aus Metalldampf bestehenden Blasgases muß zum Blasen der Mikroperle genügen und ist etwas höher als der Druck der Glasschmelze in der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7. Der Druck des aus Metalldampf bestehenden Blasgases soll etwas höher sein als der Umgebungsdruck im Bereich der Blasdüse.

Der Druck des Blasgases bzw. des als Blasgas verwendeten gasförmigen Materials, einschließlich des als Blasgas verwendeten Metalldampfes, muß zum Blasen der Mikroperle genügend hoch sein und ist etwas höher als der Druck der Glasschmelze an der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7. Je nachdem, welches gasförmige Material in den Mikrohohlperlen aus Glas eingeschlossen werden soll, kann das Blasgas oder das gasförmige Material unter einem Druck von 1,07 bis 1400 bar, gewöhnlich von 1,2 bis 690 bar und insbesondere von 1,3 bis 340 bar stehen.

Das Blasgas oder das als Blasgas verwendete gasförmige Material kann auch unter einem Druck von 1,07 bis 70 bar, vorzugsweise von 1,2 bis 35 bar und insbesondere von 1,3 bis 8 bar stehen.

Bei der Erzeugung von Mikroperlen, die als Dämmstoffe oder in Dämmkonstruktionen oder in syntaktischen Schäumen oder als Füllstoffe im allgemeinen verwendet werden sollen, kann der Druck des Blasgases oder des als Blasgas verwendeten gasförmigen Materials 1,07 bis 70 bar betragen, vorzugsweise 1,2 bis 8 bar und insbesondere 1,3 bis 4,4 bar.

Der Druck des dispergierte Metallteilchen enthaltenden Blasgases allein und/oder in Kombination mit dem Hauptblasgas muß zum Blasen der Mikroperle genügen. Der kombinierte Gasdruck ist etwas höher als der Druck der Glasschmelze in der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7. Der Druck des Blasgasgemisches liegt etwas über dem Umgebungsdruck im Bereich der Blasdüse.

Der Umgebungsdruck im Bereich der Blasdüse kann annähernd dem atmosphärischen Druck entsprechen oder niedriger oder höher sein als dieser. Wenn die Mikroperle ein Gas unter relativ hohem Druck enthalten oder in einer Vakuum-Mikroperle ein relativ dicker Metallüberzug vorhanden sein soll, liegt der Umgebungsdruck im Bereich der Blasdüse über dem atmosphärischen Druck. In jedem Fall liegt der Umgebungsdruck im Bereich der Blasdüse etwas unter dem Blasgasdruck.

Das von der Querstrahldüse abgegebene Treibmittel, das die Koaxialblasdüse umströmt und die Bildung der Mikrohohlperle aus schmelzflüssigem Glas und deren Ablösung von der Koaxialblasdüse unterstützt, kann sich annähernd auf derselben Temperatur befinden wie die verblasene Glasschmelze. Das Treibmittel kann jedoch auch heißer sein als die Glasschmelze, so daß es die Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit des die Mikrohohlperle bildenden schmelzflüssigen Glases während des Blasvorganges unterstützt, oder es kann kälter sein als die Glasschmelze, so daß es bei der Bildung der aus schmelzflüssigem Glas bestehenden Mikrohohlperle deren Erstarrung und Erhärten unterstützt.

In dem Bereich, in dem die Mikroperle gebildet wird, kann das von der Querstrahldüse abgegebene Treibmittel, das die Koaxialblasdüse umströmt und die Bildung der Mikrohohlperle aus schmelzflüssigem Glas und deren Ablösung von der Koaxialblasdüse unterstützt, eine Lineargeschwindigkeit von 0,3 bis 37 m/s, gewöhnlich von 1,5 bis 24,4 m/s und insbesondere von 3 bis 18,3 m/s haben.

Bei der Erzeugung von nicht in Strangform vorliegenden Mikroperlen kann die Lineargeschwindigkeit des von der Querstrahldüse abgegebenen Treibmittels im Bereich der Mikroperlenbildung 9 bis 37 m/s betragen, vorzugsweise 12 bis 30,4 m/s und insbesondere 15 bis 24,4 m/s.

Bei der Erzeugung von Mikroperlen in Strangform kann die Lineargeschwindigkeit des von der Querstrahldüse abgegebenen Treibmittels 0,3 bis 15,2 m/s betragen, vorzugsweise 1,5 bis 12,2 m/s und insbesondere 3 bis 9,1 m/s.

Aus den Fig. 2 und 4 erkennt man, daß man durch die Tastung des von der Querstrahldüse abgegebenen Treibmittels mit einer Frequenz von 2 bis 1500 Impulsen/s, vorzugsweise von 50 bis 1000 Impulsen/s und insbesondere von 100 bis 500 Impulsen/s die Beeinflussung des Durchmessers der Mikroperlen und der Länge des die in Strangform vorliegenden Mikroperlen verbindenden Fadenstückes sowie die Ablösung der Mikroperlen von der Koaxialblasdüse unterstützen kann.

Der Abstand zwischen den in einem Strang angeordneten Mikroperlen wird von der Viskosität des Glases und der Lineargeschwindigkeit des von der Querstrahldüse abgegebenen Treibmittels beeinflußt.

Das Treibmittel kann sich auf derselben Temperatur befinden wie die verblasene Glasschmelze. Das Treibmittel kann jedoch auch heißer sein als die Glasschmelze, so daß es die Aufrechterhaltung der Fließfähigkeit des die Mikrohohlperle bildenden schmelzflüssigen Glases während des Blasvorganges unterstützt, oder es kann kälter sein als die Glasschmelze, so daß es bei der Bildung der aus schmelzflüssigem Glas bestehenden Mikrohohlperle deren Erstarrung und Erhärten unterstützt.

Die Temperatur des Abschreckmittels wird so gewählt, daß es die Mikrohohlperle aus schmelzflüssigem Glas schnell abkühlt, so daß diese erstarrt und erhärtet und verfestigt wird, ehe der in ihrem Innern vorhandene Gas- oder Metalldampfdruck so niedrig wird, daß die Mikroperle aus Glas zusammengedrückt werden würde. Die Temperatur des Abschreckmittels kann -18 bis +93°C betragen, vorzugsweise 4 bis 93°C und insbesondere 10 bis 38°C. Die Wahl dieser Temperatur ist auch von der Beschaffenheit der Glasmasse abhängig.

Das Abschreckmittel bewirkt, daß die von ihm direkt berührte Oberfläche der aus schmelzflüssigem Glas bestehenden Mikroperle sehr schnell und das im Innern der Mikroperle eingeschlossene Blasgas bzw. der dieses bildende Metalldampf wegen seiner niedrigeren Wärmeleitfähigkeit langsamer abgekühlt wird. Infolge dieses Abkühlungsvorganges ist genügend Zeit für die Verfestigung der Glaswände der Mikroperlen vorhanden, ehe das Gas abgekühlt oder der Metalldampf abgekühlt und kondensiert und im Innern der Mikrohohlperle aus Glas ein Hochvakuum erzeugt worden ist.

Zur Optimierung der Kristallgröße des abgeschiedenen Metalls derart, daß die Kristalle so groß sind, daß ein diskontinuierlicher Metallüberzug erhalten wird, kann man die Abkühlung des Metalldampfes und dessen Kondensation auf der Innenwandung der Mikroperle entsprechend beeinflussen. Durch die Unterbrechungen des Metallüberzuges wird dessen Wärmeleitfähigkeit herabgesetzt, wobei er aber seine Fähigkeit zur Reflexion von Strahlungswärme behält.

Die Zeit, die vom Beginn des Blasens der Mikrosphären aus Glas bis zu deren Abkühlung und Erhärtung verstreicht, kann 0,0001 bis 1,0 s betragen, vorzugsweise 0,0010 bis 0,50 s und insbesondere 0,010 bis 0,10 s.

Wenn die Mikroperlen gemäß der Erfindung in Strangform vorliegen, können sie in hängendem Zustand erhärten und verfestigt werden, ohne mit irgendeiner Fläche in Berührung zu gelangen. Dazu werden die in Strangform vorliegenden Mikroperlen einfach auf eine Decke oder Trommel gezogen und zwischen der Blasdüse und der Decke oder Trommel in einem hängenden Zustand gehalten, bis sie erhärtet und verfestigt sind.

Vorrichtung

In den Fig. 1 und 2 ist ein feuerfestes Gefäß 1 gezeigt, das so ausgebildet ist, daß die Glasschmelze darin auf den gewünschten Arbeitstemperaturen gehalten werden kann. Die Glasschmelze 2 wird der Koaxialblasdüse 5 zugeführt, deren inneres Düsenrohr 6 einen Außendurchmesser von 0,25 bis 8,1 mm, vorzugsweise 0,38 bis 5,1 mm und insbesondere 0,51 bis 2,5 mm und deren äußeres Düsenrohr einen Innendurchmesser von 0,51 bis 11 mm, vorzugsweise 0,63 bis 6,6 mm und insbesondere 0,76 bis 3,3 mm hat. Das innere Düsenrohr 6 und das äußere Düsenrohr 7 begrenzen einen ringförmigen Strömungskanal 8, durch den die Glasschmelze 2 extrudiert wird. Der Abstand zwischen dem inneren Düsenrohr 6 und dem äußeren Düsenrohr 7 kann 0,1 bis 1,3 mm betragen und beträgt vorzugsweise 0,13 bis 0,76 mm und insbesondere 0,2 bis 0,38 mm.

Die Mündung 6a des inneren Düsenrohrs 6 ist etwas oberhalb der Mündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 angeordnet und kann 0,025 bis 3,2 mm, vorzugsweise 0,05 bis 0,5 mm und insbesondere 0,07 bis 0,64 mm oberhalb der Ebene der Düsenmündung 7a angeordnet sein. Die durch den ringförmigen Strömungskanal 8 abwärtsgedrückte Glasschmelze 2 füllt den Bereich zwischen den Düsenmündungen 6a und 7a aus und bildet unter der Einwirkung ihrer Oberflächenspannungskräfte über den Düsenmündungen 6a und 7a einen dünnen Film 9, der aus schmelzflüssigem Glas besteht und dessen Dicke ungefähr ebensogroß oder kleiner ist als der Abstand der Düsenmündung 6a von der Ebene der Düsenmündung 7a. Die Düsenmündungen 6a und 7a bestehen vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl, können aber auch aus einer Platinlegierung oder Glas oder Elektrokorund bestehen. Die Dicke des Films 9 aus schmelzflüssigem Glas kann 25 bis 3175 µm betragen und beträgt vorzugsweise 50 bis 1270 µm, insbesondere 76 bis 635 µm.

Mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Blasdüse kann man Glasschmelzen von relativ niedriger Viskosität, beispielsweise von 10 zu 60 Pa · s, zu Mikrohohlperlen aus Glas verblasen, die eine relativ große Wandstärke von beispielsweise 20 bis 100 µm oder mehr haben.

Durch das innere Düsenrohr 6 der Koaxialblasdüse wird ein Blasgas geblasen, das aus einem Inertgas oder einem gasförmigen Material oder einem Metalldampf bestehen kann und mit der Innenfläche des schmelzflüssigen Gasfilms 9 in Berührung gebracht wird. Unter der Einwirkung des Überdruckes des inerten Blasgases dehnt sich der Film auswärts und abwärts und bildet er ein langgestrecktes zylinderförmiges Gebilde 12, das aus schmelzflüssigem Glas besteht und mit dem Blasgas 10 gefüllt ist. Das langgestreckte zylinderförmige Gebilde 12 ist an seinem äußeren Ende geschlossen und an dem Umfangsrand der Düsenmündung 7a mit dem äußeren Düsenrohr 7 verbunden.

Die Querstrahldüse 13 richtet einen aus ihrer Mündung 13a austretenden Strahl eines inerten Treibmittels 14 gegen die Koaxialblasdüse 5, deren Außendurchmesser 0,76 bis 13,2 mm, vorzugsweise 0,89 bis 9,1 mm und insbesondere 1,02 bis 3,6 mm beträgt.

Es hat sich gezeigt, daß in dem Verfahren gemäß der Erfindung der Abstand der Querstrahldüse 13 von der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 von großer Bedeutung ist, ferner der Winkel zwischen der Querstrahldüse und der Koaxialblasdüse 5 und der Schnittpunkt der Mittelachse der Querstrahldüse 13 und der Mittelachse der Koaxialblasdüse 5. Die Querstrahldüse 13 ist so angeordnet, daß das von ihr abgegebene Treibmittel 14 das äußere Düsenrohr 7 in dem der Düsenmündung 7a benachbarten Bereich umströmt, in dem die Mikroperlen gebildet werden. Der Abstand des Schnittpunktes der Mittelachse der Querstrahldüse 13 und der Mittelachse der Koaxialblasdüse 5 von der Düsenmündung 13a der Querstrahldüse 13 beträgt das 0,5- bis 14fache, vorzugsweise das 1- bis 10fache, insbesondere das 1,5- bis 8fache und beispielsweise das 1,5- bis 4fache des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5. Der Winkel zwischen der Mittelachse der Querstrahldüse 13 und der Mittelachse der Koaxialblasdüse 5 beträgt 15 bis 85 Grad, vorzugsweise 25 bis 75 Grad und insbesondere 35 bis 55 Grad. Die Düsenmündung 13a kann kreisförmig sein, und ihr Innendurchmesser kann 0,25 bis 8,1 mm, vorzugsweise 0,38 bis 5,1 mm und insbesondere 0,51 bis 2,5 mm betragen.

Der Schnittpunkt der Mittelachse der Querstrahldüse 13 und der Mittelachse der Koaxialblasdüse 5 liegt oberhalb der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 in einem Abstand von dieser Ebene, der das 0,5- bis 4fache, vorzugsweise das 1,0- bis 3,5fache und insbesondere das 2- bis 3fache des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5 beträgt. Das von der Querstrahldüse abgegebene Treibmittel wirkt auf das langgestreckte zylinderförmige Gebilde 12 ein und bewirkt, daß es flattert und bis zum Schließen eingeschnürt wird und sich von der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 löst, so daß das zylinderförmige Gebilde dann frei herunterfallen kann und von dem Treibmittel von dem äußeren Düsenrohr 7 wegtransportiert wird.

Das die Blasdüse umstreichende Treibmittel bewirkt, daß auf der Windschattenseite der Koaxialblasdüse ein periodisch pulsierendes Druckfeld erzeugt wird. Man kann ein derartig pulsierendes Druckfeld auch erzeugen, indem man ein pulsierendes Schalldruckfeld auf die Koaxialblasdüse zur Einwirkung bringt. Das Treibmittel unterstützt die Bildung der Mikrohohlperle aus Glas und deren Ablösung von der Koaxialblasdüse. Durch die Verwendung der Querstrahldüse und des Treibmittels in der beschriebenen Weise wird ferner das Benetzen der Außenwandung der Koaxialblasdüse 5 durch die verblasene Glasschmelze verhindert. Durch eine derartige Benetzung der Außenwandung der Düse wurde das Blasen der Mikroperlen gestört werden.

Der Abstand zwischen den unterhalb der Koaxialblasdüse 5 auf beiden Seiten angeordneten Abschreckdüsen 18 ist so groß, daß die Mikroperlen 17 zwischen den Abschreckdüsen 18 herunterfallen können. Der Innendurchmesser der Düsenmündung 18a jeder Abschreckdüse 18 kann 2,5 bis 19,1 mm betragen und beträgt vorzugsweise 5,1 bis 15,2 mm, insbesondere 7,6 bis 12,7 mm. Von den Abschreckdüsen 18 wird ein Kühlmittel abgegeben, das mit einer Geschwindigkeit von 60 bis 427 cm/s, vorzugsweise von 91 bis 305 cm/s und insbesondere von 122 bis 244 cm/s strömt und die Mikroperlen 17 berührt und das diese bildende, schmelzflüssige Glas schnell abkühlt und erstarren läßt, so daß harte, glatte Mikrohohlperlen aus Glas erhalten werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 3 gezeigt. Es hat sich gezeigt, daß es beim Verblasen von Glasschmelzen von hoher Viskosität vorteilhaft ist, wenn man durch das Extrudieren einen sehr dünnen Film aus schmelzflüssigem Glas bildet, der dann zu dem langgestreckten zylinderförmigen Gebilde 12 aus schmelzflüssigem Glas verblasen wird. Den dünnen Film 9′ aus schmelzflüssigem Glas kann man erhalten, wenn der untere Teil 21 des äußeren Düsenrohrs 7 abwärts verjüngt ist. Dabei kann der Winkel zwischen der Innenwandung 22 des verjüngten Teils 21 und der Mittelachse der Koaxialblasdüse 5 15 bis 75 Grad, vorzugsweise 30 bis 60 Grad und insbesondere etwa 45 Grad betragen. Der Innendurchmesser der Düsenmündung 7a′ kann das 0,10- bis 1,5fache, vorzugsweise das 0,20- bis 1,1fache und insbesondere das 0,25- bis 0,8fache des Innendurchmessers der Düsenmündung 6a der Innendüse 6 betragen.

Zur Veränderung der Dicke des schmelzflüssigen Glasfilms 9′ kann man den Abstand der Düsenmündung 6a des inneren Düsenrohrs 6 oberhalb der Ebene der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 und damit den Abstand zwischen dem Umfangsrand der Düsenmündung 6a und der Innenwandung 22 des verjüngten Teils 21 verändern. Wenn man dort einen sehr engen Spalt einstellt und die durch den Ringkanal 8 tretende Glasschmelze mit einem geeigneten Druck beaufschlagt, kann die Glasschmelze derart durch den sehr engen Spalt extrudiert werden, daß sie einen relativ dünnen Film 9′ aus schmelzflüssigem Glas bildet.

Zum Einstellen des Spalts geht man am besten so vor, daß das innere Düsenrohr 6 mit einem solchen Druck abwärtsgeschoben wird, daß der Glasstrom vollständig unterbrochen wird, worauf das innere Düsenrohr 6 dann sehr langsam aufwärtsbewegt wird, bis ein stationärer Zustand eintritt, in dem die Mikroperlen gebildet werden.

Es wurde vorstehend erwähnt, daß die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform mit der verjüngten Düse bevorzugt wird. Man kann mit dieser Ausführungsform sowohl Glasschmelzen von relativ hoher Viskosität verblasen als auch Glasschmelzen mit den anhand der Fig. 2 erwähnten, relativ niedrigen Viskositäten. Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform der Erfindung ist besonders vorteilhaft beim Blasen von dünnwandigen Mikroperlen, die als oder in Dämmstoffen verwendet werden.

Beim Verblasen von Glasschmelzen von hoher oder niedriger Viskosität hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das schmelzflüssige langgestreckte zylinderförmige Gebilde aus einem sehr dünnen Film aus schmelzflüssigem Glas zu bilden und auch während des Blasvorgangs mit schmelzflüssigem Glas zu beschicken. Wenn die Glasschmelze unter hohem Druck durch den sehr engen Spalt extrudiert wird, ist der Druck des aus einem Inertgas oder Metalldampf bestehenden Blasgases gewöhnlich niedriger als der Druck auf die der Koaxialblasdüse zuzuführende Glasschmelze, aber etwas höher als der Druck der Glasschmelze an der Koaxialblasdüse.

Die in Fig. 3 gezeigte, verjüngte Düse unterstützt auch das Ausrichten der in einer Ebene orientierbaren, flockenförmigen Glaszusätze. Diese erhalten beim Durchgang der Glasschmelze durch den engen Spalt dieselbe Orientierung wie die Wände der sich bildenden Mikroperlen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 3a und 3b gezeigt. Hier ist die Querstrahldüse 13 zu einem allgemein rechteckigen oder ovalen Querschnitt abgeflacht und kann auch die Düsenmündung 13a zu einem allgemeinen ovalen oder rechteckigen Querschnitt abgeflacht sein. Dabei kann die Breite der Düsenmündung 0,76 bis 24,4 mm, vorzugsweise 1,1 bis 15,2 mm und insbesondere 1,5 bis 7,6 mm und ihre Höhe 0,25 bis 8,1 mm, vorzugsweise 0,38 mm bis 5,1 mm und insbesondere 0,51 bis 2,5 mm betragen.

In der Fig. 3c ist eine Ausführungsform dargestellt, in der Mikrohohlperlen aus Glas in Strangform durch Verblasen einer Glasschmelze von hoher Viskosität erzeugt werden. Man erkennt die Bildung der durchmessergleichen Mikrohohlperlen, deren Abstände voneinander annähernd gleich sind. In dieser Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Teile wie in den Fig. 1, 2, 3, 3a und 3b.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 4 gezeigt. Beim Verblasen der Glasschmelze zu dem schmelzflüssigen langgstreckten zylinderförmigen Gebilde 12 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der untere Teil der Koaxialblasdüse 5 einen größeren Durchmesser hat. Zu diesem Zweck kann man den unteren Teil des äußeren Düsenrohrs 7 mit einer knollenartigen Verdickung 23 versehen, so daß der untere Teil des äußeren Düsenrohrs 7 kugelförmig ist. Es hat sich gezeigt, daß bei einer gegebenen Strömungsgeschwindigkeit des Treibmittels (Fig. 2) die knollenförmige Verdickung 23 beträchtlich die Amplitude der Druckschwankungen erhöht, die in dem Bereich erzeugt werden, in dem die Mikrohohlperlen gebildet werden. Dabei kann der Durchmesser der knollenförmigen Verdickung 23 das 1,25- bis 4fache, vorzugsweise das 1,5- bis 3fache und insbesondere das 1,75- bis 2,75fache des Durchmessers des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5 betragen. Bei Verwendung einer knollenförmigen Verdickung 23 wird die Querstrahldüse 13 so angeordnet, daß ihre Mittelachse durch den Mittelpunkt der knollenförmigen Verdickung 23 geht.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird ferner das Ablösen des schmelzförmigen langgestreckten zylinderförmigen Gebildes 12 von der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7 durch eine Schlagstange 24 unterstützt, die an einer nicht gezeigten Spindel befestigt ist. Bei sich drehender Spindel greift die Schlagstange 24 an dem eingeschnürten Teil 16 des langgestreckten zylinderförmigen Gebildes 12 an. Dabei entspricht die Drehzahl der Schlagstange der Frequenz der Bildung der Mikroperlen. Diese Drehzahl kann 2 bis 1500 U/s, vorzugsweise 10 bis 800 U/s und insbesondere 20 bis 400 U/s betragen. Die Schlagstange 24 unterstützt das Schließen des zylinderförmigen Gebildes 12 an seinem eingeschnürten inneren Ende 16 und das Ablösen des zylinderförmigen Gebildes 12 von der Düsenmündung 7a des äußeren Düsenrohrs 7.

In der Fig. 5 ist die Beziehung zwischen der Dicke des gebildeten Überzuges aus Zinkmetall, dem Druck des aus Zinkmetalldampf bestehenden Blasgases und dem Innendurchmesser der Mikroperlen graphisch dargestellt. Dabei ist angenommen, daß der Innen- und der Außendurchmesser der Mikroperlen annähernd gleich sind. In der nachstehenden Tabelle ist für bestimmte Größenbereiche von Mikroperlen angegeben, welcher Druck des aus Metalldampf bestehenden Blasgases erforderlich ist, damit Metallüberzüge von bestimmter Dicke erhalten werden.

Mikroperlen

Man kann Mikrohohlperlen gemäß der Erfindung aus den verschiedenartigsten filmbildenden anorganischen Materialien und Massen erzeugen, insbesondere aus Glasmassen.

Für die Erzeugung von Mikrohohlperlen gemäß der Erfindung verwendete filmbildende anorganische Massen sind je nach dem Verwendungszweck der Mikrohohlperlen hitze-, korrosions-, alkali- und witterungsbeständig und dem Angriff von Chemikalien gewachsen.

Die verwendeten Massen müssen beim Verblasen die zur Bildung von stabilen Filmen erforderlichen Viskositäten haben, die vorstehend erwähnt wurden, und in einem relativ kleinen, definierten Temperaturbereich schnell aus dem schmelzflüssigen in den festen oder harten Zustand übergehen.

Die Mikrohohlperlen gemäß der Erfindung werden vorzugsweise aus einer Glasmasse mit relativ niedriger Wärmeleitfähigkeit erzeugt und sind vorzugsweise in ihrem Durchmesser und ihrer Wandstärke im wesentlichen einheitlich. Vorzugsweise haben sie eine harte, glatte Oberfläche und sind hitze- und witterungsbeständig und gegenüber dem Angriff von Chemikalien beständig. Die Mikrohohlperlen aus Glas sind je nach ihrer Zusammensetzung und den Blasbedingungen durchsichtig, durchscheinend oder lichtundurchlässig, weiche oder hart, glatt oder rauh. Die Wände der Mikroperlen sind frei oder im wesentlichen frei von Löchern, dünnen Stellen, Schließvorsprüngen, eingeschlossenen Gasblasen und von gelösten Gasen in für eine Blasenbildung ausreichenden Mengen. Ferner sind die Mikroperlen frei von festen oder flüssigen oder gasförmigen Treibmitteln. Bevorzugt werden Glasmassen, die hitze- und witterungsbeständig und gegenüber dem Angriff von Chemikalien beständig sind und keine Diffusion von Gasen in die und/oder aus den Mikroperlen zulassen. Bei Verwendung von Blasgasen, die sich bei erhöhten Temperaturen zersetzen, kann man Glasmassen verwenden, die unterhalb der Zersetzungstemperatur des Glasgases flüssig sind.

Da die Wände der Mikroperlen im wesentlichen frei sind von Löchern, dünnen Stellen, eingeschlossenen Gasblasen und/oder für die Bildung von eingeschlossenen Gasblasen ausreichenden Mengen von gelösten Gasen, sind die Mikroperlen gemäß der Erfindung wesentlich fester als die bisher erzeugten Mikroperlen. Zu der Festigkeit der Mikroperlen trägt auch bei, daß sie frei sind von Schließvorsprüngen.

Man kann die Mikroperlen nach ihrer Bildung wieder erhitzen, um das Glas zu erweichen und die Mikroperlen zu vergrößern und/oder die Glätte ihrer Oberfläche zu verbessern. Beim Wiedererhitzen steigt der Innengasdruck an, so daß die Mikroperle größer wird. Nachdem die Mikroperlen durch Erhitzung beispielsweise in einem "shot tower" auf die gewünschte Größe gebracht worden sind, werden sie schnell abgekühlt, damit sie die erzielte Größe beibehalten.

Auf diese Weise kann man in manchen Fällen auch die Größe der Kristalle des gebildeten Metallüberzuges optimieren. Durch sorgfältige Steuerung des Wachsens der Kristalle bis zur Bildung von Unstetigkeiten in dem gebildeten Überzug kann man die Wärmeleitfähigkeit des Metallüberzuges herabsetzen, ohne daß sein Reflexionsvermögen für Strahlungswärme beeinträchtigt wird.

Je nach ihrem Verwendungszweck kann man die Mikroperlen aus Glas in verschiedenen Durchmessern und Wandstärken erzeugen. Die Mikroperlen können einen Außendurchmesser von 200 bis 10 000 µm, vorzugsweise von 500 bis 6000 µm und insbesondere von 1000 bis 4000 µm und eine Wandstärke von 0,1 bis 1000 µm, vorzugsweise von 0,5 bis 400 µm und insbesondere von 1 bis 100 µm haben.

Die Mikroperlen können in indem eingeschlossenen Volumen ein Inertgas enthalten, das unter einem Überdruck oder annähernd unter Normaldruck oder unter einem Unterdruck steht. Zum Erzeugen eines Unterdruckes kann man ein Blasgas verwenden, das in der Mikroperle teilweise oder vollständig kondensiert.

Wenn man als Blasgas einen Metalldampf verwendet und dieser bis zur Kondensation abgekühlt wird und auf der Innenwandung der Mikrohohlperle einen dünnen Metallüberzug bildet, kann man eine Mikroperle erzeugen, die in dem eingeschlossenen Volumen ein Hochvakuum enthält. Dabei entspricht der Druck in der Mikroperle dem Dampfdruck des Überzugsmetalls bei der Umgebungstemperatur.

Die Dicke des auf der Innenwandung der Mikroperle gebildeten, dünnen Metallüberzuges ist von dem zum Blasen der Mikroperle verwedneten Metalldampf abhängig, sowie von dessen Druck und von der Größe der Mikroperle und kann 2,5 bis 100 nm, vorzugsweise 5 bis 60 nm und insbesondere 10 bis 40 nm betragen.

Wenn der gebildete Metallüberzug durchsichtig, beispielsweise für Sonnenlicht durchlässig sein soll, darf seine Dicke höchstens 10 nm, vorzugsweise höchstens 8 nm betragen. In Mikroperlen mit einem durchsichtigen Metallüberzug kann dieser eine Dicke von 2,5 bis 9,5 nm, vorzugsweise von 5 bis 8 nm haben.

Wenn der gebildete Metallüberzug reflektierend sein soll, beispielsweise für Sonnenlicht, muß er eine Dicke von mindestens 10 nm und vorzugsweise mindestens 15 nm haben. In Mikroperlen mit einem reflektierenden Metallüberzug kann dieser eine Dicke von 10,5 bis 60 nm, vorzugsweise von 15 bis 40 nm und insbesondere von 15 bis 25 nm haben.

Die durchschnittliche Schüttdichte der Mikrohohlperlen wird natürlich von deren Durchmesser und Wandstärke beeinflußt. Die Schüttdichte der gemäß der Erfindung erzeugten Mikroperlen und Vakuum-Mikroperlen aus Glas beträgt 1,6 bis 24 g/l, vorzugsweise 2,4 bis 19 g/l und insbesondere 3,2 bis 14,4 g/l. In einer bevorzugten Ausführungsform für die Herstellung von Dämmstoffen geringer Dichte kann die durchschnittliche Schüttdichte der Mikrohohlperlen aus Glas auch nur 0,8 bis 2,4 g/l betragen, beispielsweise 1,6 g/l.

Wenn bei der Erzeugung der Mikroperlen so vorgegangen wird, daß sie in Strängen vorliegen und durch kontinuierlich dünne Glasfäden miteinander verbunden sind, beträgt die Länge der Verbindungsfäden das 1- bis 40fache, gewöhnlich das 2- bis 20fache und insbesondere das 3- bis 15fache des Durchmessers der Mikroperlen und beträgt der Durchmesser bzw. die Dicke der Verbindungsfäden 1/5000 bis 1/10, gewöhnlich 1/2500 bis 1/20 und insbesondere 1/1000 bis 1/30 des Durchmessers der Mikroperlen.

Die Mikroperlen können ein Gas unter einem Überdruck oder ungefähr dem Umgebungsdruck oder einem Unterdruck oder ein Vakuum enthalten.

Wenn die Mikroperlen gemäß der Erfindung in Dämmstoffen oder Dämmkonstruktionen oder in syntaktischen Schäumen oder allgemein als Füllstoffe verwendet werden sollen, beträgt der Außendurchmesser der Mikroperlen 200 bis 5000 µm, vorzugsweise 500 bis 3000 µm und insbesondere 750 bis 2000 µm und beträgt die Wandstärke der Mikroperlen 0,1 bis 500 µm, vorzugsweise 0,5 bis 200 µm und insbesondere 1 bis 50 µm. Die durchschnittliche Schüttdichte derartiger Mikroperlen beträgt 4,8 bis 24 g/l, vorzugsweise 8,0 bis 160 g/l und insbesondere 1,2 bis 80 g/l. Als Dämmstoffe verwendete Mikroperlen können ein Hochvakuum enthalten. Als Füllstoffe verwendete Mikroperlen können ein Gas unter einem Druck von 0,34 bis 6,9 bar, vorzugsweise 3,4 bis 5,2 bar und insbesondere 3,4 bis 8,3 bar, enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verhältnis des Durchmessers der Mikroperle zu ihrer Wandstärke so gewählt, daß die Mikroperlen flexibel sind, d. h., daß sie sich unter Druck verformen können, ohne zu brechen.

Man kann Mikroperlen mit einem dünnen Metallüberzug auf der Innenwandung erhalten, wenn man ein Blasgas verwendet, das dispergierte Metallteilchen enthält.

Die Dicke des dünnen Metallüberzuges auf der Innenwandung der Mikroperle ist von der Menge und Korngröße der dispergierten Metallteilchen oder von dem Partialdruck eines verwendeten metallorganischen Blasgases abhängig und von dem Durchmesser der Mikroperle. Dabei kann die Dicke des dünnen Metallüberzuges 2,5 bis 1000 nm, vorzugsweise 5 bis 500 nm und insbesondere 10 bis 100 nm betragen.

Die Dicke eines durchsichtigen Metallüberzuges soll höchstens 10 nm und vorzugsweise höch 25583 00070 552 001000280000000200012000285912547200040 0002002950447 00004 25464stens 8 nm betragen. Die Dicke eines durchsichtigen Metallüberzuges beträgt 2,5 bis 9,5 nm, vorzugsweise 5 bis 8 nm. Derartige Mikroperlen sind für sichtbares Licht durchlässig, aber für Infrarotstrahlung im wesentlichen reflektierend.

Die Dicke eines lichtreflektierenden Metallüberzuges soll mindestens 10 nm, vorzugsweise mindestens 15 nm betragen. Die Dicke eines reflektierenden Metallüberzuges beträgt 10,5 bis 60 nm, vorzugsweise 15 bis 40 nm und insbesondere 15 bis 25 nm.

Ein wichtiger Vorteil, der durch die Erfindung erzielt wird, besteht darin, daß die Dicke des aus einem Metalldampf gebildeten Metallüberzuges so gewählt werden kann, daß die Wärmeleitfähigkeit des Überzuges nur ungefähr ein Viertel der Wärmeleitfähigkeit des massiven Metalls beträgt. Dieses Ergebnis wird jedoch von der Art der Bildung des Metallüberzuges beeinflußt.

Man kann die herabgesetzte Wärmeleitfähigkeit erzielen, wenn der Metallüberzug eine Dicke von 2,5 bis 25 nm, vorzugsweise 5 bis 20 nm und insbesondere 75 bis 150 nm hat.

Man kann die Wärmeleitfähigkeit des Metallüberzuges noch weiter herabsetzen, wenn man die Temperatur bei der Bildung des Metallüberzuges derart steuert, daß das Wachsen der Metallkristalle zur Bildung von Unstetigkeiten in dem gebildeten Metallüberzug führt.

Man kann die Wärmeleitfähigkeit von aus den Mikroperlen gebildeten Wärmesperren auch dadurch verbessern, daß die Mikroperlen die Form eines abgeplatteten Rotationsellipsoids erhalten. Die Wärmeleitfähigkeit derartiger abgeplatteter Rotationsellipsoide kann weiter herabgesetzt werden, wenn man sie mit dünnen Glasfäden vermengt. Diese bestehen vorzugsweise aus den Glasfäden, welche die in Strangform vorliegenden Mikroperlen verbinden.

Die in Strangform vorliegenden Mikroperlen können unmittelbar nach ihrer Bildung angesaugt und auf ein Förderband oder eine Trommel gelegt werden. Die beim Ansaugen auf die in Strangform vorliegenden Mikroperlen ausgeübte Zugkraft soll stark sein, daß die Mikroperle gestreckt und dadurch in die Form eines abgeplatteten Rotationsellipsoids überführt werden. In dieser Form werden die in Strangform vorliegenden Mikroperlen gehalten, bis sie erhärtet sind. Nach dem Erhärten können die in Strangform vorliegenden Mikroperlen, welche die Form von abgeplatteten Rotationsellipsoiden haben, in einen Trog gelegt werden, in den dann ein Klebstoff und/oder Schaum eingebracht wird, worauf aus den in Strangform vorliegenden Mikroperlen Platten von 122 mal 244 cm hergestellt werden können, deren Dicke 6,3 bis 76 mm betragen kann, beispielsweise 12,7, 25,4, 38,1 oder 50,8 mm.

Beispiel 1

Zum Erzeugen von Mikrohohlperlen aus Glas wurde eine Glasmasse verwendet, die in Gewichtsprozenten wie folgt zusammengesetzt war:

Durch Erhitzen der Glasmasse auf eine Temperatur von 1454 bis 1510°C wurde eine Glasschmelze mit einer Viskosität von 3,5 bis 60 Pa · s und einer Oberflächenspannung von 275 bis 325 mN/m erzeugt.

Die Glasschmelze wurde der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung zugeführt und bildete nach dem Durchtritt durch den Ringkanal 8 der Blasdüse 5 über den Düsenöffnungen 6a und 7a einen dünnen Film aus schmelzflüssigem Glas. Die Blasdüse 5 hatte einen Außendurchmesser von 1,2 mm und die Düsenmündung 7a einen Innendurchmesser von 0,8 mm. Der dünne Film aus schmelzflüssigem Glas hatte einen Durchmesser von 0,8 mm und eine Dicke von 0,13 mm. Auf die Innenfläche des Films aus schmelzflüssigem Glas wurde ein inertes Blasgas zur Einwirkung gebracht, das aus Xenon oder Stickstoff bestand und eine Temperatur von 1454°C hatte. Unter der Einwirkung des auf seine Innenfläche ausgeübten Überdrucks dehnte sich der aus schmelzflüssigem Glas bestehende Film abwärts aus und bildete er ein langgestrecktes zylinderförmiges Gebilde, das an seinem äußeren Ende geschlossen war und mit seinem inneren Ende am Außenrand der Düsenmündung 7a haftete.

Die Querstrahldüse gab ein inertes Treibmittel ab, das aus Stickstoffgas von 1427°C bestand und die Blasdüse 5 umstrich. Dieses Treibmittel unterstützte die Bildung und das Schließen des langgestreckten zylinderförmigen Gebildes und dessen Ablösung von der Blasdüse, so daß das zylinderförmige Gebilde von der Blasdüse frei herunterfiel. Der Winkel zwischen der Querstrahldüse und der Blasdüse betrug 35 bis 50 Grad. Die Mittelachse der Querstrahldüse schnitt die Mittelachse der Blasdüse 5 an einer Stelle, deren Abstand oberhalb der Ebene der Düsenmündung 7a das Zwei- bis Dreifache des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5 betrug.

Die frei herunterfallenden und von dem Treibmittel mitgeführten, langgestreckten zylindrischen Gebilde nahmen schnell Kugelform an. Zu ihrer schnellen Abkühlung auf annähernd Umgebungstemperatur diente eine Abschreckflüssigkeit, die aus feinversprühtem Wasser von 32 bis 66°C bestand. Auf diese Weise wurden die Mikroperlen aus Glas schnell abgekühlt, zum Erstarren gebracht und erhärtet.

Es wurden klare, glatte Mikrohohlperlen aus Glas erhalten, die einen Durchmesser von 2000 bis 3000 µm und eine Wandstärke von 20 bis 40 µm hatten und mit Xenon- oder Nitrongas unter einem Innendruck von 0,2 bar gefüllt waren. Die genaue Kontrolle der Mikroperlen ergab, daß sie frei waren von eingeschlossenen Blasen und/oder Löchern und als Füllstoff sehr gut geeignet waren.

Beispiel 2

Zum Erzeugen von durchsichtigen Vakuum-Mikrohohlperlen aus Glas wurde eine Glasmasse verwendet, die in Gewichtsprozenten wie folgt zusammengesetzt war:

Die Glasschmelze wurde der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Vorrichtung zugeführt und gelangte durch den Ringkanal 8 der Blasdüse 5 in den verjüngten Teil 21 des äußeren Düsenrohrs 7. Die unter Druck stehende Glasschmelze wurde durch einen feinen Spalt zwischen dem Außenrand der Düsenmündung 6a und der Innenwandung 22 des verjüngten Teils 21 des äußeren Düsenrohrs 7 gepreßt und bildete über den Düsenmündungen 6a und 7a′ einen dünnen Film aus schmelzflüssigem Glas. Der Außendurchmesser der Blasdüse 5 betrug 1,0 mm und der Innendurchmesser der Düsenmündung 7a′ 0,25 mm. Der dünne Film aus schmelzflüssigem Glas hatte einen Durchmesser von 0,25 mm und eine Dicke von 0,08 mm. Ein aus Zinkdampf bestehendes, inertes Blasgas von 1482°C wurde gegen die Innenfläche des Films aus schmelzflüssigem Glas geblasen, der sich unter der Einwirkung des Überdruckes des Gases zu einem langgestreckten zylinderförmigen Gebilde ausdehnte, das an seinem äußeren Ende geschlossen war und mit seinem inneren Ende an dem Außenrand der Düsenmündung 7a′ haftete.

Die Querstrahldüse gab ein inertes Treibmittel ab, das aus Stickstoffgas von 1427°C bestand und die Blasdüse 5 umstrich. Dieses Treibmittel unterstützte die Bildung und das Schießen des langgestreckten zylinderförmigen Gebildes und dessen Ablösung von der Blasdüse, so daß das zylinderförmige Gebilde von der Blasdüse frei herunterfiel. Der Winkel zwischen der Querstrahldüse und der Blasdüse betrug 35 bis 50 Grad. Die Mittelachse der Querstrahldüse schnitt die Mittelachse der Blasdüse 5 an einer Stelle, deren Abstand oberhalb der Ebene der Düsenmündung 7a′ das Zwei- bis Dreifache des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5 betrug.

Die frei herunterfallenden, langgestreckten zylinderförmigen Gebilde, die mit dem Zinkdampf gefüllt waren, nahmen rasch Kugelform an. Die Mikroperlen wurden mit einem Abschreckmittel in Berührung gebracht, das aus feinversprühtem Wasser von 32 bis 66°C bestand und bewirkte, daß das schmelzflüssige Glas schnell abkühlte, erstarrte und erhärtete, bevor der Zinkdampf abkühlte und kondensierte. Die Kondensation des Zinkdampfes beginnt bei einer Temperatur von etwa 905 bis 910°C, bei der die Glasmasse, aus der die Mikroperlen bestehen, bereits angehärtet und so fest ist, daß sie bei der beginnenden Kondensation des Zinkdampfes auf der Innenwandung der Mikroperle nicht zusammenfällt (siehe Tabellen 2 und 3). Die fortgesetzte Abkühlung der Mikroperle bewirkt, daß der Zinkdampf kondensiert und auf der Innenwandung der Mikroperle einen dünnen Überzug aus Zinkmetall bildet.

Es wurden klare und glatte Mikrohohlperlen aus Glas erhalten, die einen Durchmesser von 800 bis 900 µm und eine Wandstärke von 8 bis 20 µm hatten und auf ihrer Innenwandung einen durchsichtigen dünnen Überzug aus Zinkmetall in einer Dicke von 8,5 bis 9,5 nm besaßen. Der Innendruck der Mikroperle betrug 10^-6 Torr.

Beispiel 3

Zum Erzeugen von reflektierenden Vakuum-Mikrohohlperlen, die aus Glas bestanden und ein niedriges Emissionsvermögen besaßen, wurde eine Glasmasse verwendet die in Gewichtsprozenten wie folgt zusammengesetzt war:

Die Glasschmelze wurde der in den Fig. 1 und 3 gezeigten Vorrichtung zugeführt und gelangte durch den Ringkanal 8 der Blasdüse 5 in den verjüngten Teil 21 des äußeren Düsenrohrs 7. Die unter Druck stehende Glasschmelze wurde durch einen feinen Spalt zwischen dem Außenrand der Düsenmündung 6a und der Innenwand 22 des verjüngten Teils 21 des äußeren Düsenrohrs 7 gepreßt und bildete über den Düsenmündungen 6a und 7a′ einen dünnen Film aus schmelzflüssigem Glas. Der Außendurchmesser der Blasdüse 5 betrug 1,3 mm und der Innendurchmesser der Düsenöffnung 7a′ 0,8 mm. Der dünne Film aus schmelzflüssigem Glas hatte einen Durchmesser von 0,8 mm und eine Dicke von 0,25 mm. Ein aus Zinkdampf bestehendes, inertes Blasgas von 1482°C wurde gegen die Innenfläche des Films aus schmelzflüssigem Glas geblasen, der sich unter der Einwirkung des Überdruckes des Gases zu einem langgestreckten zylinderförmigen Gebilde ausdehnte, das an seinem äußeren Ende geschlossen war und mit seinem inneren Ende an dem Außenrand der Düsenmündung 7a′ haftete.

Mit einer Lineargeschwindigkeit von 12,2 bis 30,5 m/s gab die Querstrahldüse ein inertes Treibmittel ab, das aus Stickstoffgas von 1371°C bestand und die Blasdüse 5 umstrich. Dieses Treibmittel unterstützte die Bildung und das Schließen des langgestreckten zylinderförmigen Gebildes und dessen Ablösung von der Blasdüse, so daß das zylinderförmige Gebilde von der Blasdüse frei herunterfiel. Der Winkel zwischen der Querstrahldüse und der Blasdüse betrug 35 bis 50 Grad. Die Mittelachse der Querstrahldüse schnitt die Mittelachse der Blasdüse 5 an einer Stelle, deren Abstand oberhalb der Ebene der Düsenmündung 7a′ das Zwei- bis Dreifache des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5 betrug.

Die frei herunterfallenden, langgestreckten zylinderförmigen Gebilde, die mit dem Zinkdampf gefüllt waren, nahmen rasch Kugelform an. Die Mikroperlen wurden mit einem Abschreckmittel in Berührung gebracht, das aus versprühtem Äthylenglykol von -18 bis -9°C bestand und bewirkte, daß das schmelzflüssige Glas schnell abkühlte, erstarrte und erhärtete, bevor der Zinkdampf abkühlte und kondensierte. Die Kondensation des Zinkdampfes beginnt bei einer Temperatur von etwa 905 bis 910°C, bei der die Glasmasse, aus der die Mikroperlen bestehen, bereits angehärtet und so fest ist, daß sie bei der beginnenden Kondensation des Zinkdampfes auf der Innenwandung der Mikroperle nicht zusammenfällt (siehe Tabellen 2 und 3). Die fortgesetzte Abkühlung der Mikroperle bewirkt, daß der Zinkdampf kondensiert und auf der Innenwandung der Mikroperle einen dünnen Überzug aus Zinkmetall bildet.

Es wurden klare und glatte Mikrohohlperlen aus Glas erhalten, die einen Durchmesser von etwa 3000 bis 4000 µm und eine Wandstärke von 30 bis 40 µm hatten und auf ihrer Innenwandug einen reflektierenden Überzug besaßen, der aus Zinkmetall bestand und eine Dicke von 32,5 bis 45 nm und ein geringes Emissionsvermögen hatte. Der Innendruck der Mikroperle betrug 1,33 · 10^-9 bar.

Beispiel 4

Zum Erzeugen von reflektierenden Vakuum-Mikrohohlperlen in Strangform, die aus Glas bestanden und ein niedriges Emissionsvermögen besaßen, wurde eine Glasmasse verwendet, die in Gewichtsprozenten wie folgt zusammengesetzt war:

Durch Erhitzen der Glasmasse auf eine Temperatur von 1371 bis 1399°C wurde eine Glasschmelze mit einer Viskosität von 10 bis 20 Pa · s erzeugt.

Diese Glasschmelze wurde unter ähnlichen Bedingungen wie im Beispiel 3 der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 3 zugeführt.

Ein aus Zinkdampf bestehendes, inertes Blasgas von 1316°C wurde gegen die Innenfläche des Films aus schmelzflüssigem Glas geblasen, der sich unter der Einwirkung des Überdruckes des Gases zu einem langgestreckten zylinderförmigen Gebilde ausdehnte, das an seinem äußeren Ende geschlossen war und mit seinem inneren Ende an dem Außenrand der Düsenmündung 7a′ haftete.

Mit einer Lineargeschwindigkeit von 1,5 bis 12,1 m/s gab die Querstrahldüse ein inertes Treibmittel ab, das aus Stickstoffgas von 1316°C bestand und die Blasdüse 5 umstrich. Dieses Treibmittel unterstützte die Bildung und das Schließen des langgestreckten zylinderförmigen Gebildes und dessen Ablösung von der Blasdüse, wobei das zylinderförmige Gebilde durch einen daran anschließenden, dünnen Glasfaden mit der nächsten an der Blasdüse gebildeten Mikroperle verbunden war. Im übrigen wurden die Mikroperlen in Strangform in der anhand der Fig. 3c erläuterten und dort dargestellten Weise gebildet. Der Winkel zwischen der Querstrahldüse und der Blasdüse betrug 35 bis 50 Grad. Die Mittelachse der Querstrahldüse schnitt die Mittelachse der Blasdüse 5 an einer Stelle, deren Abstand oberhalb der Ebene der Düsenmündung 7a′ das Zwei- bis Dreifache des Außendurchmessers der Koaxialblasdüse 5 betrug.

Jedes der von dem Treibmittel mitgenommenen, in Strangform vorliegenden, langgestreckten zylinderförmigen Gebilde, die mit dem Zinkdampf gefüllt waren, nahm Kugelform an. Die in Strangform vorliegenden Mikroperlen wurden mit einem Abschreckmittel in Berührung gebracht, das aus feinversprühtem Wasser von 15 bis 38°C bestand und bewirkte, daß das schmelzflüssige Glas schnell abkühlte, erstarrte und erhärtete, bevor der Zinkdampf abkühlte und kondensierte. Danach kondensierte der Zinkdampf auf der Innenwandung der Mikroperle.

Es wurden klare Mikrohohlperlen aus Glas erhalten, die in Strangform vorlagen und einen Durchmesser von 1500 bis 2500 µm und eine Wandstärke von 1,5 bis 5,0 µm hatten und auf ihrer Innenwandung einen 18 bis 27,5 mm dicken, reflektierenden Überzug aus Zinkmetall mit niedrigem Emissionsvermögen besaßen. Der Innendruck der Mikroperle betrug 1,33 · 10^-8 bar. Bei den in Strangform vorliegenden Mikroperlen betrug die Länge der Fadenstrecken das 10- bis 20fache des Durchmessers der Mikroperlen. Die genaue Kontrolle ergab, daß die Mikroperlen frei waren von eingeschlossenen Blasen und/oder von Löchern.

Beispiel 5

Zum Erzeugen von reflektierenden Mikrohohlperlen, die aus Glas bestanden und ein niedriges Emissionsvermögen hatten und auf ihrer Innenwandung eine dünne Metallschicht besaßen, die aus dispergierten Metallteilchen gebildet worden war, wurde eine Glasmasse verwendet, die in Gewichtsprozenten wie folgt zusammengesetzt war:

Durch Erhitzen der Glasmasse auf eine Temperatur von 1454 bis 1510°C wurde eine Glasschmelze mit einer Viskosität von 3,5 bis 6 Pa · s erzeugt.

Auf die Innenfläche des Films aus schmelzflüssigem Glas wurde ein Blasgas von 1482°C zur Einwirkung gebracht, das aus Argon bestand und feindispergierte Aluminiumteilchen mit einer Korngröße von 0,03 bis 0,05 µm enthielt. Infolgedessen dehnte sich der aus schmelzflüssigem Glas bestehende Film abwärts aus und bildete er ein langgestrecktes zylinderförmiges Gebilde, das an seinem äußeren Ende geschlossen war und mit seinem inneren Ende am Außenrand der Düsenmündung 7a′ haftete.

Die Querstrahldüse wurde wieder zur Abgabe eines Treibmittels verwendet, das aus Stickstoffgas von 1371°C bestand und die Blasdüse 5 umstrich.

Die von dem Treibmittel mitgenommen, langgestreckten zylinderförmigen Gebilde, die mit dem die dispergierten Aluminiumteilchen enthaltenden Argongas gefüllt waren, nahmen rasch Kugelform an. Die Mikroperlen wurden mit einem Abschreckmittel in Berührung gebracht, das aus versprühtem Äthylenglykol von -18 bis -9°C bestand und bewirkte, daß das schmelzflüssige Glas schnell abkühlte, erstarrte und erhärtete. Beim weiteren Abkühlen und Erhärten der Mikroperlen lagerten sich die Aluminiumteilchen auf der Innenwandung der Mikroperlen unter Bildung eines dünnen Überzuges aus Aluminiummetall ab.

Es wurden klare, glatte Mikro-Hohlperlen aus Glas erhalten, die einen Durchmesser von etwa 1500 bis 2500 µm und eine Wandstärke von 5 bis 15 µm hatten und auf ihrer Innenwandung einen reflektierenden Überzug aus Aluminiummetall besaßen, der eine Dicke von etwa 60 bis 100 nm hatte und ein geringes Emissionsvermögen besaß. Der Innendruck der Mikroperlen betrug etwa 0,32 bar. Die Mikroperlen waren wieder frei von eingeschlossenen Gasblasen und/oder von Löchern.

Verwendung

Die aus Glas bestehenden Mikrohohlperlen gemäß der Erfindung können für die verschiedenartigsten Zwecke verwendet werden. Zu diesen gehören die Herstellung von hochwertigen Dämmstoffen und die Verwendung der Mikroperlen als Füll- oder Zuschlagstoffe in Zement, Putz und Asphalt und in Kunststoff-Bauplatten. Man kann die Mikroperlen auch in der Herstellung von gedämmten Jalousien und von Preßteilen verwenden.

Ferner kann man die Mikroperlen zur Bildung von Wärmesperren verwenden, indem man einfach die Zwischenräume zwischen den Wänden von Kühlfahrzeugen für Straße und Schiene oder von Haushalts-Kühlschränken oder Kühlgebäuden oder von Wohnhäusern, Fabriken und Bürogebäuden mit den Mikroperlen ausfüllt.

Man kann die Mikrohohlperlen aus filmbildenden anorganischen Materialien und Massen oder aus Glasmassen, einschließlich hochschmelzenden Glasmassen, herstellen. In Gebäuden verwendete Mikrohohlperlen verzögern das Entstehen und die Ausbreitung von Bränden. Je nach der Zusammensetzung der Masse, aus der sie hergestellt sind, sind die Mikrohohlperlen aus Glas gegenüber zahlreichen chemischen und Witterungseinflüssen beständig.

Man kann die Mikroperlen durch Sintern oder mit Hilfe von geeigneten Harzklebstoffen miteinander verbinden und sie zu Platten oder anderen Formkörpern pressen. Die Mikroperlen können zur Wärmedämmung in Neubauten verwendet werden, beispielsweise in Wohnhäusern, Fabriken und Bürogebäuden. Die aus den Mikroperlen hergestellten Baumaterialien können vorgeformt sein oder auf der Baustelle hergestellt werden.

Die Mikroperlen können mit Hilfe von bekannten Klebstoffen oder Bindemitteln zu halbstarren oder starren zelligen Materialien verklebt werden, die in der Herstellung von verschiedenen Produkten oder im Bauwesen verwendet werden können. Da die Mikroperlen aus sehr beständigen Glasmassen bestehen, unterliegen sie keiner Schädigung durch Entgasung, Alterung, Feuchtigkeits- und Witterungseinflüsse und biologischen Angriff und entwickeln sie auch unter dem Einfluß sehr hoher Temperaturen oder eines Brandes keine toxischen Dämpfe oder Gase. Zur Herstellung von hochwertigen Dämmstoffen können die Mikrohohlperlen aus Glas vorteilhafterweise allein oder in Kombination mit Glasfasern, Polystyrolschaum, Polyurethanschaum, Phenolformaldehydschaum, organischen und anorganischen Bindemitteln und dergleichen verwendet werden.

Man kann die Mikroperlen gemäß der Erfindung zur Herstellung von industriellen Dämmbändern und von dämmenden Wand- und Deckenplaten verwenden. Ferner kann man die Mikroperlen in der Herstellung von Booten aus Kunststoffen oder Harzen verwenden, wobei sehr feste und/oder selbstschwimmende Rümpfe erhalten werden können.

Aus geeigneten Glasmassen kann man Mikroperlen herstellen, die für bestimmte Gase und/oder organische Moleküle selektiv durchlässig sind. Derartige Mikroperlen können als selektiv durchlässige Diaphragmen für die Trennung von Gas- oder Flüssigkeitsgemischen verwendet werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können zum Blasen von Mikroperlen aus geeigneten filmbildenden anorganisschen Materialien oder Massen angewendet werden, die bei der Temperatur, bei der die Mikroperlen geblasen werden, eine so hohe Viskosität haben, daß das Material zu einem stabilen langgestreckten zylinderförmigen Gebilde verblasen und dieses danach abgelöst wird und eine kugelförmige Mikroperle bildet, die dann zum Härten des Films abgekühlt wird. Dies wurde vorstehend beschrieben.

Die Glasmassen können durchsichtig oder durchscheinend oder lichtundurchlässig sein. Zum leichteren Erkennen von Mikroperlen einer bestimmten Größe, Wandstärke und Gasfüllung kann man den Glasmassen eine geeignete färbende Substanz zusetzen.

Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das zur Bildung der Mikroperlen verwendete Glasmaterial so ausgewählt und kann es durch eine geeignete Behandlung mit anderen Materialien und/oder durch Mischen mit ihnen auf eine solche Viskosität und solche Oberflächenspannungseigenschaften eingestellt werden, daß es bei der Blastemperatur Mikrohohlperlen der gewünschten Größe und Wandstärke bilden kann.

Man kann das Verfahren und die Vorrichtung, die vorstehend beschrieben wurden, auch zum Einschließen und Aufbewahren von gasförmigem Material in Mikrohohlperlen aus einem Glas verwenden, das gegenüber dem Gas indifferent ist. Auf diese Weise können allgemein Gase aufbewahrt und manipuliert werden, insbesondere korrodierend wirkende und toxische und sonstige gefährliche Gase. Da die Mikrohohlperlen klein und relativ fest sind, kann man die Gase bei hohen Temperaturen in den Mikrohohlperlen einschließen und daher unter hohem Druck aufbewahren. Wenn Gase durch geologische Lagerung beseitigt werden sollen, beispielsweise weil sie giftig sind, können die Gase in sehr dauerhaften Mikroperlen aus einem tonerdesilikat- oder zirkoniumdioxidreichen Glas eingeschlossen werden und können die Mikroperlen dann gegebenenfalls in einem Betonkörper eingebettet werden. Da die erfindungsgemäßen Mikroperlen aus Glas Gase unter hohem Druck enthalten können, kann man sie auch zur Herstellung von zu bestrahlenden Brennstoffkörpern für Laser-Fusionsreaktoren verwenden.

Man kann das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch zur Herstellung von Mikrohohlperlen aus Metallen, wie Eisen, Stahl, Nickel, Gold, Kupfer, Zink, Zinn, Messing, Blei, Aluminium und Magnesium verwenden. Dabei werden geeignete Zusatzstoffe verwendet, die gewährleisten, daß die Viskosität an der Oberfläche einer geblasenen Mikroperle so hoch ist, daß eine stabile Mikroperle erhalten werden kann.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Mikrohohlperlen aus einem anorganischen filmbildenden Material, insbesondere Glas, durch Erhitzen dieses Material, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Öffnung hinweg ein Flüssigkeitsfilm des Materials gespannt wird, daß ein strömendes Gas mit Überdruck an der Innenseite des Films zugeführt wird, um den Film anzublasen und die Mikrohohlperle zu bilden, daß die Mikrohohlperle während ihrer Bildung einem äußeren pulsierenden oder fluktuierenden Druckfeld mit periodischen Schwingungen ausgesetzt wird, und daß das pulsierende oder fluktuierende Druckfeld auf die Mikrohohlperle einwirkt, um deren Bildung und deren Ablösung von der Öffnung zu unterstützen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsfilm aus filmbildenden Material über die Öffnung einer koaxialen Blasdüse hinweg gespannt wird, daß die Blasdüse mit einer inneren Düse versehen ist, um das strömende Gas an die Innenseite des Flüssigkeitsfilms zu führen, und mit einer äußeren Düse, um das Material an die Öffnung zu führen, und daß ein pulsierendes und fluktuierendes Druckfeld unter einem Winkel von 15° bis 85° gegen eine Gerade erzeugt wird, die durch eine Mittelachse der koaxialen Blasdüse und der äußeren Düse verläuft.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das pulsierende oder fluktuierende Druckfeld durch ein Fluid erzeugt wird, das strahlförmig auf die koaxiale Blasdüse gerichtet wird und diese an einem Punkt schneidet, der um den 0,5 bis 4fachen Betrag des Außendurchmessers der koaxialen Blasdüse oberhalb der Öffnung der Blasdüse liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Abschreckfluid gegen die Mikrohohlperle gerichtet wird, um diese schnell abzukühlen und zu verfestigen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein filmbildendes Material mit einer Viskosität von 1 bis 60 Pa · s, vorzugsweise 2 bis 40 Pa · s, eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mitreißende Fluid im Bereich der Mikrohohlperlenbildung auf eine Lineargeschwindigkeit von 0,3 bis 36,6 m/s, vorzugsweise 1,5 bis 30,5 m/s eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als strömendes Gas ein Gas mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und hohem Molekulargewicht eingesetzt wird und daß die Mikrohohlperle abgekühlt, gehärtet und verfestigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als strömendes Gas Metalldampf eingesetzt wird, daß die Mikrohohlperle abgekühlt, gehärtet und verfestigt wird und daß auf der Innenwand der Mikrohohlperle ein dünner Metallüberzug abgeschieden wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metalldampf als dünner Metallüberzug von 5 bis 60 nm Stärke auf der Innenwand der Mikrohohlperle abgeschieden wird, so daß Mikrohohlperlen entstehen, in denen bei Normaltemperatur ein Vakuum mit einem Druck besteht, der etwa dem Dampfdruck dieses Metalls bei Normaltemperatur entspricht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrohohlperlen gebildet werden, die miteinander durch einen kontinuierlichen Faden verbunden sind, der aus demselben filmbildenden Material besteht, wie die Mikrohohlperlen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das mitreißende Fluid mit einer Lineargeschwindigkeit von 0,3 bis 15 m/s im Bereich der Mikrohohlperlenbildung auf die koaxiale Blasdüse gerichtet wird, um die Mikrohohlperlen miteinander verbindende Glasfäden zu erzeugen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ist 11, dadurch gekennzeichnet, daß teilweise abgeflachte und abgeplattete Sphäroide bildende Mikrohohlperlen erzeugt werden.

13. Verfahren nach einer der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als strömendes Gas Zinkdampf verwendet wird und daß auf der Innenseite der Mikrohohlperlen ein dünner Belag von metallischem Zink abgeschieden wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zinkbelag einer Stärke von weniger als 10 nm, der für sichtbares Licht durchlässig ist, abgeschieden wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zinkbelag einer Stärke von mehr als 10 nm, der sichtbares Licht reflektiert, abgeschieden wird.

16. Vorrichtung zum Blasen von Mikrohohlperlen aus anorganischen, filmbildenden Material, insbesondere Glas, gekennzeichnet durch, eine koaxiale Blasdüse (5) bestehend aus einer inneren Düse (6) mit einer inneren Öffnung (6a) für ein strömendes Gas an ihrem unteren Ende und einer äußeren Düse (7) mit einer äußeren Öffnung für das schmelzflüssige Material (2), wobei die Öffnung (6a) der inneren Düse (6) in der Nähe der äußeren Öffnung liegt, und daß außerhalb der Blasdüse (5) eine mit dieser zusammenwirkende Einrichtung vorgesehen ist, durch die ein pulsierendes oder fluktuierendes Druckfeld mit periodischen Schwingungen an der abgewandten Seite im Nachstrom der Blasdüse (5) hervorrufbar ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt der äußeren Düse (7) einwärts verjüngt ist, so daß mit dem Außenrand der Öffnung (6a) der inneren Düse (6) ein enger Spalt entsteht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Blasdüse zusammenwirkende Einrichtung zur Erzeugung des pulsierenden oder flukturierende Druckfeldes eine Querdüse (13) aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gerade, die längs der Mittelachse der Querdüse (15) verläuft, eine Gerade, die längs der Mittelachse der koaxialen Blasdüse (6) verläuft, in einem Punkt schneidet, der um das 0,5 bis 4fache des Außendurchmessers der koaxialen Blasdüse (6) oberhalb der Öffnung der äußeren Düse (7) liegt.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Querdüse (15) in einem Abstand gleich dem 0,5- bis 14fachen des Außendurchmessers der koaxialen Blasdüse (6) von dem Schnittpunkt einer Geraden, die längs der Mittelachse der Querdüse (15) verläuft, mit einer Geraden, die längs der Mittelachse der koaxialen Blasdüse (6) verläuft, angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Querdüse (15) auf die koaxiale Blasdüse (6) unter einem Winkel zwischen 15° bis 85°, vorzugsweise 25° bis 75°, gegenüber der koaxialen Düse (6) gerichtet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt der äußeren Düse durch ein kugelförmiges Element (23) vergrößert ist, so daß der untere Abschnitt der äußeren Düse (7) insgesamt Kugelform hat.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Querdüse eine abgeflachte Öffnung hat.

24. Mikrohohlperlen hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 15 aus filmbildenden anorganischen Material, insbesondere Glas, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Durchmesser von 200 bis 10 000 µm und eine Wandstärke von 0,1 bis 1000 µm haben und daß die Wände der Mikrohohlperlen frei sind von flüssigen oder festen Treibmitteln.

25. Mikrohohlperlen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in ihnen ein Gas unter einem Druck von 0,34 bis 6,9 bar eingeschlossen ist.

26. Mikrohohlperlen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der Innenseite einen 5 bis 500 nm dicken Metallüberzug aus dispergierten Metallteilchen besitzen.

27. Mikrohohlperlen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Durchmesser von 500 bis 3000 µm und eine Wandstärke von 0,5 bis 200 µm besitzen.

28. Mikrohohlperlen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf ihrer Innenwandung einen 2,5 bis 100 nm dicken Metallüberzug besitzen.

29. Mikrohohlperlen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Inneren ein Vakuum von 1,33 · 10^-7 bis 1,33 · 10^-9 bar vorhanden ist.

30. Mikrohohlperlen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Mikrohohlperlen miteinander durch einen kontinuierlichen Faden verbunden sind, der aus denselben filmbildenden anorganischen Material besteht wie die Mikrohohlperlen.

31. Mikrohohlperlen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Schüttdichte der Mikrohohlperlen 8 bis 160 g/l beträgt.

32. Mikrohohlperlen nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Mikrohohlperlen ein Vakuum von 1,33 · 10^-7 bis 1,33 · 10^-9 bar vorhanden ist und sie auf ihrer Innenwandung eine 18 bis 27,5 nm dicken Überzug aus Zink besitzen.

33. Mikrohohlperlen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Mikrohohlperlen ein Vakuum von 1,33 · 10^-7 bis 1,33 · 10^-9 bar vorhanden ist und sie auf ihrer Innenwandung einen 15 bis 40 nm dicken Metallüberzug besitzen.

34. Mikrohohlperlen nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form eines abgeplatteten Rotationsellipsoids haben.

35. Mikrohohlperlen nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß ihre mittlere Schüttdichte 8 bis 24 g/l beträgt.

36. Mikrohohlperlen nach Anspruch 26 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf ihrer Innenwandung einen 2,5 bis 9,5 nm dicken, durchsichtigen Metallüberzug besitzen.

37. Mikrohohlperlen nach Anspruch 26 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf ihrer Innenwandung einen 10,5 bis 80 nm dicken, reflektierenden Metallüberzug besitzen.

38. Mikrohohlperlen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die verbindenden Fäden praktisch gleichlang sind und daß die Fadenlänge das 2- bis 20fache des Durchmessers der Mikrohohlperlen beträgt.

39. Mikrohohlperlen nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Verbindungsfäden 1/2500 bis 1/20 des Durchmessers der Mikrohohlperlen beträgt.

40. Mikrohohlperlen nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Durchmesser von 500-6000 µm und eine Wandstärke von 0,5-400 µm haben.

41. Mikrohohlperlen nach einem der Ansprüche 24, 27 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gas mit niedriger Wärmeleitfähigkeit enthalten.

42. Mikrohohlperlen nach einem der Ansprüche 24, 27 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des eingeschlossenen Gases ungefähr 0,2 bar beträgt.