DE865646C - Verfahren zur Verbesserung der elektrischen Widerstandsfaehigkeit und der mechanischen Festigkeit von Glasfasern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbesserung der elektrischen Widerstandsfähigkeit und der mechanischen Festigkeit von Glasfasern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von fertigen Glasfasern, durch das die elektrische Widerstandsfähigkeit und mechanische Festigkeit, insbesondere Biegefestigkeit von Glasfasern in feuchtem oder nassem Zustand, erhöht wird.
• Glasfasern haben im allgemeinen, wenn sie trocken sind, eine hohe elektrische Widerstandsfähigkeit und gute Biegefestigkeit. Aus Glasfasern hergestellte Gewebe sind daher besonders als Isolierhüllen für Kabel und andere elektrische Leitungen geeignet. Diese Eigenschaften verschlechtern sich jedoch mehr oder weniger, wenn die Fasern unter der Einwirkung von Feuchtigkeit oder Nässe stehen. Diese Verschlechterung zeigt sich vor allem in hohem Maße bei Glasfaserisolierungen von Unterwasserkabeln u. dgl.
• Die Biegefestigkeit eines Glasfasergarnes oder -gewehes wird gemessen, indem man das Garn oder Gewebe unter einer Zugspannung von 350 g um einen 3 mm dicken drehbaren Stahldorn zieht. Bei einer derartigen Untersuchung hält ein trockenes Glasfasergarn etwa 7oo bis zooo Biegungen aus, ohne zu brechen, während bei einem nassen Garn ein Brechen schon nach 3o bis q.o Biegungen eintritt.
• Erfindungsgemäß wird die elektrische Widerstandsfähigkeit und die Biegefestigkeit von Glasfasern in Feuchte und Nässe dadurch um ein Vielfaches erhöht, daß die vorzugsweise aus einem Glas mit einem Gehalt von weniger als 2 % Alkalimetalloxyden bestehenden Fasern in Berührung mit einer Lösung eines Metallsalzes der Essigsäure oder einer Säure der Gruppe der Salz-, Fluß-, Salpeter- und Schwefelsäuren gebracht und anschließend gewaschen werden.
• Weiter besteht die Erfindung in der Anwendung dieses. Verfahrens bei Fasern aus Glas, das im wesentlichen frei von Alkalimetalloxyden ist.
• Bei der Durchführung des Verfahrens werden die Glasfasern oder -textilien in eine kalte oder heiße Lösung des gewünschten Salzes eingetaucht. Gegebenenfalls kann ein Autoklav verwendet werden, jedoch greifen in diesem Falle einige Salze das Glas chemisch an, welche natürlich zu vermeiden sind. Zweckmäßig beträgt die Konzentration etwa 5 % gewichtsmengenmäßig, jedoch können auch Konzentrationen bis zu 40 % und mehr für Salze verwendet werden; die genügend löslich sind und unter diesen Verhältnissen das Glas nicht angreifen. Im allgemeinen genügt eine Eintauchzeit von i bis 8 Stunden, obschon auch längere Zeiten gebraucht werden können. Nach der Behandlung wird das Material gründlich gewaschen, um die überschüssigen Salze von der Oberfläche zu entfernen, und dann getrocknet.
• Die folgende Tabelle zeigt die Verbesserung des elektrischen Oberflächenwiderstandes von gemäß der Erfindung mit verschiedenen Salzlösungen behandelten Isolierbändern aus Glasfasern, gemessen in Megohm pro Zoll (2,5q. cm) in hoher relativer Feuchtigkeit bei der angegebenen Zeitdauer. Das Glas A ist ein gewöhnliches Natronkalkglas mit einem Gehalt an Alkalioxyd von etwa 18 0/0, und das Glas B ist ein. Magnesiakalkglas, welches etwa 17 °/o Aluminiumoxyd und nicht mehr als 2 % Alkalioxyd enthält.

  Versuchs-

  bedingungen

  Megohm

  Glas Salzlösung relative pro Zoll

  Feuchtig- Zeit (2,54 cm)

  keit

  0/0

  A unbehandelt 85 i Tag 5

  A 5 % Bleinitrat

  und Bleioxyd 85 1 Tag 80o

  A 5 °/o Kupferni-

  trat und 10/0

  Kupfercarbo-

  nat 85 1 Tag 300

  A 2o % Bleiacetat

  und 2o 0/,

  Kupferacetat 85 1 Tag 15000

  A 40 % Bleiacetat 85 1 Tag unendlich

  A 150/,Aluminium-

  acetat und

  2 % Alu-

  miniumoxyd 85 1 Tag 115

  A io 0/a Silberni-

  trat y 85 1 Tag 350

  A ro % Titan-

  Chlorid 78 1 Tag 9o

  A gesättigtes Ti-

  tanchlorid 78 1 Tag 13

  Versuchs-

  bedingungen

  Megohm

  Glas Salzlösung relative pro Zoll

  Feuchtig- Zeit (2,54c-)

  keit

  A 5 °/o Barium-

  nitrat und

  0,1% Barium-

  carbonat 78 1 Tag 280

  B unbehandelt 85 = Tag 500

  B unbehandelt 98 7 Tage 150

  B 5)/, Zinkchlorid 85 1 Tag 50000

  B 5 % Bleinitrat

  und Bleioxyd 85 1 Tag 50000

  B 5% Kupfer-

  nitrat und

  1% Kupfer-

  carbonat 85 1 Tag 18000

  B 5% Ammonium-

  fiuorid 85 z Tag 50000

  B 2o0/, Bleiacetat

  und 2o°/0

  Kupferacetat 85 1 Tag unendlich

  B 15%Aluminium-

  acetat und

  2% Alumi-

  niumoxyd 85 1 Tag 50000

  B io% Silber-

  nitrat 85 1 Tag 50000

  B io% Titan-

  chlorid , 78 1 Tag 2000

  B gesättigtes

  Titanchlorid 78 1 Tag 3000

  B 5% Barium-

  nitrat und

  0,i0% Barium-

  carbonat 78 1 Tag unendlich

  B 40% Bleiacetat 85 1 Tag unendlich

  B 15"/, Lithium-

  acetat 95 2 Tage unendlich -

  B I50/, Barium-

  acetat 95 22 Tage ioo ooo

  B . 15% Magnesi-.

  umacetat 95 22Tage 12000

  B 150/, Ammo-

  niumacetat - 95 22 Tage i öoo

  B 15% Bleiacetat

  und 8% Blei-

  oxyd 95 2 Tage unendlich

  B =5% Cadmium-

  acetat und

  Cadmium-

  hydroxyd 95 3/4 Tag unendlich

  B 15% Kupfer-

  sulfat

  (ammoniak-

  haltig) 98 1 Tag 700

  Wie die vorstehende Tabelle zeigt, ist im allgemeinen eine Behandlung mit einer bestimmten Salzlösung bei dem alkaliarmen Glas B wirksamer als bei dem Natronkalkglas A. Zudem sind Lösungen, die ein Bleisalz enthalten, bei beiden Glasarten wirksamer als Lösungen anderer Salze, und zwar ist Bleiacetat besonders wirksam.
• Die folgendeTabelle zeigt die Erhöhung der Biegefestigkeit bei mit 5prozentigen Salzlösungen behandelten und nach der oben angegebenen Methode naß untersuchten Garnen aus endlosen Fasern aus " Glas, welches im wesentlichen frei von Alkali ist und etwa 23 °/o Oxyde der zweiten Gruppe zusammen mit A1203 und B203 enthält.

  Zahl der

  Salzlösung (50,'(» Biegungen

  bis zum

  Brechen

  Strontiumchlorid .................... 75

  Bariumnitrat ........................ 166

  Bariumchlorid ....................... 170

  Bariumacetat ....................... 170

  Kobaltnitrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

  Kobaltchlorid......................... 16o

  Bleiacetat..:........................ 420

  Zinkchlorid ......................... 370

  Aluminiumchlorid .................... 390

  Zinkacetat .......................... 36o

  Zinksulfat .......................... 16o

  Bleichlorid .......................... 210

  Zahl der

  Salzlösung (g % ) Biegungen

  bis zum

  Brechen

  Bleinitrat ........................... 29o

  Kupferacetat ........................ 80

  Manganchlorid ........... . ........... 112

  Calciumchlorid ...................... 98

  Calciumacetat ....................... 6o

  Auch hier zeigt sich, daß die Bleisalze besonders wirksam sind und der Wert von Bleiacetat alle anderen übertrifft.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verbesserung der elektrischen Widerstandsfähigkeit und der mechanischen Festigkeit von fertigen Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise aus einem Glas mit einem Gehalt von weniger als 2 °/o Alkalimetalloxyden bestehenden Fasern in Berührung mit einer Lösung eines Metallsalzes der Essigsäure oder einer Säure der Gruppe der Salz-, Fluß-; Salpeter- und Schwefelsäuren gebracht und anschließend gewaschen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungslösung ein Bleisalz, vorzugsweise 5 bis 40 °/o Bleiacetat, enthält.