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Verfahren zur Herstellung von feinsten Fäden aus schmelzbaren Stoffen,
wie Glas, Mineralien, Schlacke, Porzellan, Aluminium u. dgl. Es ist bekannt, Silicate,
Mineralien, Schlackert o. dgl. unter Anwendung von Wärme zu schmelzen zwecks Herstellung
von Glaswolle, Steinwolle u. dgl. Die geschmolzenen und damit flüssig gewordenen
Stoffe werden bei ihrem Auslauf aus dem Schmelzgefäß durch Druckmittel oder durch.
eine zentrifugale Kraft aufgeteilt. Die Schmelze wird gleichzeitig möglichst schnell
gegen einen Luftwiderstand geschleudert, wodurch sie sich zu dünnen kurzen Fäden
zieht. Bei diesem Verfahren sind besondere Maßnahmen notwendig zur Heißhaltung des
ohnehin einer starken Abnutzung unterworfenen Ausflusses und der Dosierung der Strahlstärke.
Trotzdem gelingt es nicht, mit diesem bekannten Verfahren besonders dünne Fäden
in gleichmäßiger Stärke zu erzeugen, von denen ein Teil häufig in schwerer, vielfach
perlendurchsetzter Qualität anfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus schmelzbaren . Stoffen,
wie Glas, Mineralien, Schlacke, Porzellan, Aluminium u. dgl., durch Abwandlung des
bekannten. Verfahrens hochwertigere Fäden als bisher zu erzeugen. Insbesondere wird
es angestrebt, Fäden zu erzeugen, die eine gleichmäßige Stärke und eine besonders
große Feinheit aufweisen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, wolleartige Körper
aus Glaswolle, Steinwolle usw. zu schaffen, die insbesondere für Isolierzwecke besonders
gut geeignet sind. Bei Erzielung feinster Fäden erhalten diese eine derartig hohe
Zerreißfestigkeit und damit eine solche Verarbeitbarkeit, daß hieraus äußerst widerstandsfähige
Textilien
hergestellt werden können. Die Erfindung strebt es außerdem
an, daß die technischen Schwierigkeiten, wie sie bei der Durchführung des bekannten
Verfahrens in Kauf genommen werden mußten, in Fortfall kommen.
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Demzufolge besteht die Erfindung in erster Linie darin, daß die zu
schmelzenden Stoffe vor ihrem Schmelzen in kleinste, möglichst gleichmäßige Teilchen
aufgeteilt werden. Anschließend werden diese Teilchen, der zu schmelzenden Stoffe
bis, nahe an den endgültigen. Erweichungs- oder Schmelzpunkt heran vorgewärmt. Die
so behandelten Teilchen werden alsdann einzeln nacheinander während des Durchgangs
durch eine zweite Wärmequelle, z. B. durch einen elektrischen Lichtbogen oder eine
Brennerflamme, endgültig verflüssigt und durch ein Druckmittel oder von der Zentrifugalkraft
eines umlaufenden. Körpers erfaßt und gegen die Luft geschleudert. Bei dem bekannten
Verfahren wird ein geschlossener Strahl einer Schmelze dem Druckmittel oder der
Zentrifugalkraft ausgesetzt. Das Druckmittel oder die Zentrifugalkraft hat die Aufgabe,
zunächst den geschlossenen Strahl der Schmelze aufzuteilen. Nach der Erfindung werden
die zu schmelzenden Stoffe bereits vor ihrem Schmelzen in kleinste, möglichst gleichmäßige
Teilchen aufgeteilt. Das Druckmittel oder die Zentrifugalkraft hat nun nicht mehr
die Aufgabe, den zähen Schmelzfluß aufzuteilen, sondern können vielmehr mit ihrer
ganzen Wirkung lediglich für das Schleudern der einzelnen Teilchen gegen den Luftwiderstand
verwendet werden. Hierbei ist beachtlich, daß die einzelnen Teilchen der zu schmelzenden
Stoffe nacheinander der zweiten Wärmequelle zugeführt werden, und zwar vorzugsweise
in einem solchen Zustand, daß sie sich kurz vor dem endgültigen Erweichungs- oder
Schmelzpunkt befinden.
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Es ist also eine gute Voraussetzung dafür gegeben, daß während der
kurzen Zeit des Durchgangs durch den Lichtbogen oder durch die Brennerflamme das
einzelne Teilchen der zu schmelzenden Stoffe auch wirklich in die flüssige Phase
übergeht. Auch die feine Aufteilung der zu schmelzenden Stoffe unterstützt die Verflüssigung
dieser Stoffe beim endgültigen Schmelzvorgang in einer solchen Weise, daß die angestrebten
feinsten Fäden erzielt werden.
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Die Vorwärmung der zerkleinerten! Teilchen der zu schmelzenden Stoffe
kann in einem elektrisch geheizten Drehrohr erfolgen. Man kann aber auch für diese
Vorwärmung z. B. die Abhitze der Brennerflamme ausnutzen.
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Es empfiehlt sich, die vorgewärmten zerkleinerten Teilchen der zu
schmelzenden Stoffe im freien Fall den elektrischen Lichtbogen oder die Brennerflamme
durchwandern zu lassen. Die zerkleinerten Teilchen können. aber auch mittels eines
Luftstromes durch die Brennerflamme befördert %verden. Hierbei kann ein Luftstrom
Verwendung finden, der dem Brenner als Verbrennungsluft dient.
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Da der Durchgang durch die eigentliche Schmelzzone nur verhältnismäßig
kurze Zeit beträgt, ist es von Bedeutung, die Temperatur der Brennerflamme möglichst
hoch zu halten. Man kann. zu diesem Zweck Acetylengas, verwenden, man kann aber
auch den vorzuwärmenden oder vorgewärmten zerkleinerten Teilchen der zu schmelzenden
Stoffe Thermitpulver, Aluminiumpulver o. dgl. zusetzen, wodurch ebenfalls die Schmelztemperatur
erhöht wird.
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Wenn man zur Herstellung der heißen Flamme z. B. Wasserstoffgas, Knallgas
oder ähnliches verwendet, so ergibt dies innerhalb der Flamme einen starken Druckanstieg,
der als Druckmittel für die Zerstäubung der geschmolzenen Teilchen ausgenutzt werden
kann. Die geschmolzenen Teilchen würden durch den Druck der Flamme nach Durchfliegen
der Schmelzzone zerblasen werden können. Man kann z. B. Wasserstoffgas mit 5 bis
io Atm. dem Brenner zuführen. Ein Teil dieses Druckes steht für den Zerstäubungszweck
zur Verfügung, nachdem die zu schmelzenden Teilchen den Brenner durchlaufen haben..
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Statt der Verwendung von einem oder mehreren Brennern, deren Flammen
von den zu schmelzenden Stoffen durchwandert werden. müssen, kann man auch einen
schachtartigen, z. B. mit Brennern beheizten Raum verwenden, durch den die vorgewärmten
Teilchen der zu schmelzenden Stoffe hindurchgeleitet werden. Hierdurch wird es möglich,
diese zu schmelzenden Stoffe einer etwas längeren Zeit der Heizbehandlung für den
Schmelzvorgang zu unterwerfen.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
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In dem Behälter i befinden sich die bereits vorgebrochenen Glasscherben.
Diese Glasscherben werden durch eine mit Hilfe des Antriebs 2 in eine hin und her
gehende Bewegung zu versetzende Aufgabevorrichtung 3 über den Trichter 4 einer Mühle
5 zugeleitet. Von der Mühle 5 wandert das erzeugte Glaspulver über die Schurre 6
in den Behälter 7. Am Bodenende des Behälters 7 befindet sich eine Aufgabeschnecke
8, die über die Riemenscheibe 9 getrieben wird. Das Glaspulver gelangt dadurch über
die Schurre io in das Drehrohr i i, welches mit Laufringen 12 auf Rollen 13 gelagert
ist. Der Mantel 14 des Drehrohrs ist mit einer feuerfesten Ausmauerung 15 versehen,
in der eine elektrische Beheizung 16 untergebracht ist. Die Stromzuführung für diese
Beheizung kann über in der Zeichnung nicht dargestellte Schleifringe erfolgen. Das
Auslaufende 17 des Drehrohrs weist eine konische Verjüngung auf. Diese Verjüngung
im Zusammenhang mit der Schräglage des Drehrohrs und dessen Drehbewegung sorgt dafür,
daß das in dem Drehrohr vorzuwärmende Glaspulver in einzelnen Teilchen 18 das Drehrohr
verläßt, die bis nahe an den Erweichungs- oder Schmelzpunkt vorgewärmt sind.
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Diese Teilchen i8 durchwandern dann im freien Fall den elektrischen
Lichtbogen i9. Die Kohlenstäbe dieses elektrischen Lichtbogens sind mit Ziffer 2o,
deren Lagerung mit Ziffer 21 angegeben.
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Damit die Teilchen 18 auf ihrem Wege von dem Drehrohr i i bis zum
Lichtbogen i9 keine schädliche Abkühlung erfahren, ist eine Umhausung 22
angebracht,
die den Weg der Teilchen i8 vom Auslaufende 17 des Drehrohrs bis zum Lichtbogen
i9 umschließt, und wodurch außerdem die vom Lichtbogen aufsteigende Abwärme im Inneren
des Drehrohrs als zusätzliche Wärmequelle für die Vorwärmung des Glaspulvers zugeleitet
wird.
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In dem Lichtbogen i9 werden die Teilchen 18 endgültig verflüssigt,
und mit Hilfe des Umlaufkörpers 23 wird der entstandene flüssige Faden abgeschleudert
entgegen einem Luftwiderstand. Es werden durch diese Arbeitsweise äußerst dünne
Glasfäden erzielt, die nicht nur als wolleartige Körper für Isolierzwecke geeignet
sind, sondern mit Rücksicht auf ihre Feinheit versponnen bzw. verwebt werden können.
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Werden die zur Vorwärmung bestimmten Teilchen der zu schmelzenden
Stoffe durch die vorherige Zerkleinerung in fast staubartiger Feinheit eingesetzt,
so ist eine ganz feine und leichte Wolle erzielbar. Besonders vorteilhaft ist die
Verwendung von Teilchen, die in kolloidaler Feinheit, etwa i ,u bis o,oi ,u eingesetzt
werden.
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Die bis jetzt hergestellten Glasfäden besitzen eine Stärke von 30,u
bis 15 /c. Textile Glasfäden haben eine Stärke von etwa io,u. Der bis jetzt dünnstfädig
hergestellte Fadere ist der Kupferkunstseidenfaden mit einer Stärke von 6,9,u. Es
ist durchaus möglich, daß nach dem neuen Verfahren Glasfädenhergestellt werden können,
deren Stärke weit unterhalb der bisher bekannten Textilglasfäden liegt. Damit nimmt
aber auch die Festigkeit dieser Glasfäden erheblich zu, so daß die Verwendung der
feinsten Fäden aus schmelzbaren Stoffen nach der Erfindung auf den verschiedensten
Arbeitsgebieten möglich wird.