Verfahren zur Herstellung von Glasfolien Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zur Herstellung dünner Glasfolien, wie sie für elektrotechnische Zwecke
als Ersatz für Glimmer, zur Herstellung wärmefester Isolierungen bei elektrischen
Maschinen; zum Aufbau von Kondensatoren; als Wärmeisolation u. dgl. benötigt werden.
Für die erwähnten Zwecke erstrebt man die Herstellung von Folien, deren Dicke nur
wenige ,u beträgt und die eine größere Flächenausdehnung besitzen. Im besonderen
ist man an der Herstellung von Bändern beliebiger Länge -interessiert. Gemäß der
Erfindung wird zur Herstellung einer Glasfolie feinpulverisiertes Glas, vorzugsweise
als Emulsion in einer organischen Flüssigkeit, die schnell trocknet und ohne Rückstand
leicht verdampft, auf eine Unterlage in dünner Schicht aufgetragen und zu einer
zusammenhängenden Schicht gesintert. Wesentlich bei diesem Verfahren ist die Anwendung
feinpulverisierten Glases, dessen mittlere Teilchengröße nur einen kleinen Bruchteil
der Dicke der herzustellenden Folie betragen soll. Glaspulver genügender Feinheit
läßt sich in bekannter Weise mit Hilfe von 'Kugelmühlen und Anwendung geeigneter
Schlämmverfahren gewinnen. Es kann sich empfehlen, zur Herstellung der Schicht ein
Gemenge von Gläsern verschiedener Beschaffenheit, insbesondere verschieden hoher
Erweiohungspunkte, anzuwenden. Bei solchen Glasgemischen übernimmt das Glas mit
niedrigerem Schmelzpunkt die Rolle eines Klebemittels und beschleunigt den Sinterungsvorgang.Process for the production of glass foils The invention relates to a
Process for the production of thin glass films, such as those used for electrical engineering purposes
as a substitute for mica, for the production of heat-resistant insulation in electrical
Machinery; for the construction of capacitors; as thermal insulation and the like.
For the purposes mentioned, the aim is to produce foils whose thickness is only
few, u and which have a larger surface area. In particular
you are interested in the production of ribbons of any length. According to the
Invention is used for the production of a glass film, finely powdered glass, preferably
as an emulsion in an organic liquid that dries quickly and leaves no residue
easily evaporated, applied to a surface in a thin layer and into one
coherent layer sintered. Application is essential in this process
finely powdered glass, the mean particle size of which is only a small fraction
should be the thickness of the film to be produced. Glass powder of sufficient fineness
can be in a known manner with the help of 'ball mills and use more suitable
Win slurry process. It may be advisable to make the layer one
Mixture of glasses of different qualities, especially of different heights
Augmentation points to apply. With such glass mixtures, the glass also takes over
lower melting point the role of an adhesive and accelerates the sintering process.
Bei der Herstellung von Folien gemäß der Erfindung kann man in .der
Weise vorgehen, daß man als Unterlage für die Glasfolie ein Band verwendet, das
aus Papier oder einem anderen ,ohne nennenswerten Rückstand verbrennbaren oder verdampfbaren
Stoff bestehen kann. Besonders geeignet ist eine Anzahl
det @liekänntert
örganisghen-I#-unststoffe, die keinen nennenswerten Aschengehalt aufweisen und ohne
Rückstände verbrennen, verdampfen oder sich 'zersetzen. Auf dieses Band wird-z-unäehst
die .Glasemulsion aufgetragen. Als Emulsionsmittelkann eine ohne Rückstand verdampfende
Flüssigkeit, wie Alkohol, Aceton, Paraffinöl, verwendet werden. Sie kann aber auch
Klebemittel enthalten, die entweder ohne Schaden in der Folie zurückbleiben können
(z. B. wasserlösliche Gläser) oder die bei der Sinterungstemperatur ohne Rückstände
verbrennen (Kollodium). Nachdem die Pulverschicht getrocknet ist, wird sie einischließlich
ihrer Unterlage einer erhöhten Temperatur ausgesetzt, die so bemessen sein muß"daß
eine Verfestigung .der Glasschicht einsetzt. Der Sinterungsvorgang kann in einer.
oder mehreren Stufen durchgeführt werden., etwa in der Weise, daß man von Stufe
zu Stufe 'die Temperatur steigert. Während des Sintervorganges wird die als Unterlage
,dienende Papierschicht oder Kunststoffolie sich entweder zersetzen oder bei der
Anwesenheit von Sauerstoff verbrennen. Die Materialzen müssen dabei so gewählt werden,
d'aß sie ihre Festigkeit erst dann verlieren, wenn der Sinterungsvorgang im Glase
so weit fortgeschritten ist, daß die Glasschicht genügend eigenen Halt und -Festigkeit
'besitzt. In den verschiedenen Stadien der Folienherstellung gemäß der Erfindung
kann man Walz-, Preß: und Ziehvorgänge durchführen. So kann. man beispielsweise
die Emulsionssohicht durch Walzen oder `Pressen vor oder zu Beginn .der Temperaturbehandlung
verdichten: Auch während oder zwischen aufeinanderfolgenden Sinterungsvorgängen
kann man die Glasschicht unter Druck zwischen Walzen behandeln und erreicht damit
eine Verdichtung des Gefüges. Besonders in .dem zuletzt genannten Falle wird man
mit beheizten Walzen arbeiten. Wälz- und Preßvorgänge kann man auch nach dem Snterungsprozeß
anwenden, um die Glasschicht zü glätten oder ihre Dicke zu beeinflussen, insbesondere
zu vergleichmäßigen. -Zum gleichen Zweck können auch Ziehvorgänge dienen, während
deren die plastische Glasschicht gedehnt wird.In the production of films according to the invention, one can in .der
Proceed way that one uses a tape as a base for the glass film that
made of paper or another which can be burned or evaporated without significant residue
Substance can exist. A number is particularly suitable
det @ liekänntert
örganisghen-I # plastics that have no significant ash content and without
Residues burn, evaporate or decompose. This tape is-z-unaehst
the .glass emulsion applied. As an emulsifying agent, one which evaporates without a residue can be used
Liquid such as alcohol, acetone, paraffin oil can be used. But it can also
Contain adhesives that can either remain in the film without damage
(e.g. water-soluble glasses) or those at the sintering temperature without residues
burn (collodion). After the powder layer dries, it becomes inclusive
their base exposed to an elevated temperature, which must be dimensioned "that
solidification of the glass layer begins. The sintering process can be carried out in a.
or more stages are carried out., for example in the manner that one of stage
to step 'the temperature increases. During the sintering process, the
, serving paper layer or plastic film either decompose or in the
Burn presence of oxygen. The material must be chosen so that
that they lose their strength only when the sintering process in the glass
has progressed so far that the glass layer has sufficient hold and strength of its own
'owns. In the various stages of film production according to the invention
rolling, pressing and drawing processes can be carried out. So can. one for example
the emulsion layer by rolling or pressing before or at the beginning of the temperature treatment
compacting: even during or between successive sintering processes
the glass layer can be treated under pressure between rollers and thus achieved
a compaction of the structure. Especially in the last-mentioned case one will
work with heated rollers. Rolling and pressing processes can also be carried out after the sintering process
apply to smooth the glass layer or to influence its thickness, in particular
to equalize. -Drawing operations can serve the same purpose while
which the plastic glass layer is stretched.
Ein anderer Weg zur Herstellung von. Glasfolien durch Sintern von
Glaspulver besteht darin, .daß rhan'-auf --ein- äug` parallelen Glasfäden aufgebautes
Band loder ein Glasgewebe in der oben Weise-Glaspulver aufträgt, und -das so mit
einem Glasanstrich versehene Band nach der Verdampfung des Emülsionsmittels 'in
ein oder mehreren Stufen sintert und gegebenenfalls auch durch Walzen führt. Die
Sinterungstenperätur'richtet«sic 'h nach där-zur Anwendung kommenden'Gfasorte und
wird im allgemeinen über 45o° liegen..Another way of making. Glass films by sintering
Glass powder consists in 'that rhan'-built up on - one-eye' parallel glass threads
Tape or a glass fabric in the way above - glass powder applies, and so with
a glass painted tape after evaporation of the emulsifying agent in
sinters one or more stages and optionally also leads through rolling. the
The sintering procedure depends on the type of fiber used and the type of fiber used
will generally be above 45o °.
le nach dem Verwendungszweck@-dei--.gernäß -der Erfindung hergestellten
Folien kann man dem zu ihrer Herstellung dienenden Glaspulver auöh ändere Stoffe
beifügen. Wenn es sich darum handelt, ein leitfähiges Glas zu erzeugen., um es beispielsweise
als' Widerstandsmaterial zur Herstellung temperaturbeständger'- Hochohmwiderstände
anwenden zu können, dann kann man dem Glaspulver geeignete Metalle in £eiriverteilter
Form zusetzeri. Zum gleichenZweck kann man auch so vorgehen, daßi man durch Reduktion
des Glases selbst oder beigemengter Metalloxyde die Leitfähigkeit erhöhende Metall--beimengungen
schafft.le according to the purpose of the invention
Foils can be added to the glass powder used for their manufacture
add. If it is a question of creating conductive glass, for example
as a 'resistance material for the production of temperature-resistant' high-ohmic resistors
In order to be able to use it, suitable metals can be mixed with the glass powder
Form additive. For the same purpose one can proceed in such a way that one can use reduction
the glass itself or added metal oxides which increase the conductivity
creates.
Bei der Herstelllung von Folien zum Aufbau von _ Kondensatoren kommt
es auf hohe Dielektrizitätskönstante und geringen Verlustwinkel an. In diesen Fällen
kann es sich empfehlen, dem Glaspulver geeignete anorganische Zusätze, .insbesondere
Oxyde, wie Titanoxyd, beizumengen. Anorganische Zusätze können nicht nur zur Veränderung
der Dielektrizitätskonstante, sondern auch zur Beeinflussung der Leitfähigkeit und
gegebenenfalls auch zur Veränderung der Permea-bilität dienen. Die Permeabilitätsbeeinflussung
:kann beispielsweise bei der Verwendung von Folien zum Aufbau von Hoch-: frequenzkernen
nötig sein: Zur Verminderung der Leitfähigkeit kann man in diesen Fällen die Folie
während' oder nach dem Sinterungsvorgang einer oxydierenden Atmosphäre aussetzen,
um etwa vorhandene Metallspuren in nicht leitende Oxyde überzuführen. Die Durchführung
des Sinterungsvorganges in inerten Gasen kommt dann in Betracht, wenn eine Veränderung
der Eigenschaften der Folie nicht erwünscht ist: Folien, die zum Aufbau von Kondensatoren
verwendet werden sollen, werden zweckmäßig mit verdickten Rändern verse.hem Das
kann mit Hilfe des Verfahrens. gemäß der Erfindung leicht dadurch geschehen, daß
man an ,den Rändern eine größere Glasmenge z. B. durch Aufstreichen oder Aufspritzen
einer geeigneten Emulsion, auftragt. Man kann die Ränder auchädadürch verdicken,
daß man mehrere Schichten am Rande aufträgt. Stellt man die Glasfolie. durch Auftragen
einer Glasemulsion auf parallelen Glasfäden her, dann läßt sich die Randverdickung
durch Verdichtung des Fadengerüstes an .den Rändern herbeiführen. Für die Herstellung
von Kondensatoren- empfiehlt es sich, die Metallbelegungen durch Aufdampfen eines
Metallniederschlages herzustellen, und zwar während oder unmittelbar im Anschluß
an,den Sinterungsprozeß. Auf diese Weise erübrigt sich eine besondere Reinigung
der Glasoberfläche. Man vermeidet ferner eine nochmalige Erhitzung der Glasschicht.
Nach dem beiderseitigen Bedampfen der Glasfolie kann man sie bei der Erweichungstemperatur
des Glases in einem Arbeitsgange zu-sogenannten Wickeln zusammenrollen. Anstatt
den Metallbelag aufzudampfen, kann, man ihn auch auf chemischem Wege durch Zersetzen
geeigneter Metallverbinidungen - bei, hoher Temperatur oder auch durch Einbrennen
eines metallhälftigen Auftrags, in bekannter Weise herstellen.In the production of foils, capacitors are built up
it depends on high dielectric constant and low loss angle. In these cases
It may be advisable to add suitable inorganic additives to the glass powder, in particular
Add oxides such as titanium oxide. Inorganic additives just can't be used to change
the dielectric constant, but also to influence the conductivity and
if necessary also serve to change the permeability. The influence of permeability
: can be used, for example, when using foils to build high-frequency cores
be necessary: To reduce the conductivity, you can use the foil in these cases
expose to an oxidizing atmosphere during or after the sintering process,
to convert any metal traces that may be present into non-conductive oxides. The implementation
the sintering process in inert gases comes into consideration when a change
the properties of the film is not desirable: Films used to build capacitors
are to be used, are expediently verse.hem Das
can using the procedure. easily done according to the invention in that
one to the edges a larger amount of glass z. B. by brushing or spraying
a suitable emulsion. You can also thicken the edges
that one applies several layers on the edge. If you put the glass film. by application
a glass emulsion on parallel glass threads, then the edge thickening
by compressing the thread structure at the edges. For the production
of capacitors- it is advisable to remove the metal coverings by vapor deposition
Produce metal deposit, during or immediately afterwards
on, the sintering process. In this way, special cleaning is not necessary
the glass surface. Further heating of the glass layer is avoided.
After the glass film has been vaporized on both sides, it can be removed at the softening temperature
Roll up the glass in one operation to form so-called winding. Instead of
It is possible to vaporize the metal coating, or it can also be chemically decomposed
suitable metal compounds - at high temperature or by baking
a metal half order, produce in a known manner.
Es wurde weiter oben bereits erwähnt, daß zur Unterstützung der -Glasfolie
vor dem Abschluß der Sinterdng geheizte Metallwalzen oder -händer dienen können.
Man kann dieses Verfahren auch so abändern, daß. man ,auf ein Metallband zunächst
eine Schicht aus einem sich ohne Rückstand zersetzenden oder ohne Rückstand verbrennbaren
Stoff aufträgt und schließlich diese Schicht als Unterlage für eine Glaspulveremuls.ion
-benutzt; Nach .der Beseitgun;g des Lösungsmittels wird die Glasschicht gegebenenfalls
unter gleichzeitiger Verdampfung
oder Verbrennung der Zwischenschicht
gesintert und, sobald die Folie eine ausreichende Festigkeit erreicht hat, von der
metallischen Unterlage abgezogen. Als Unterlagen; eignen sich vorzugsweise Chrom-Eisen-Nickel-Legierungen,
die temperaturbeständig sind. Man kann dieses Verfahren noch dadurch vereinfachen,
daß man nie aus einem organischen Stoff bestehende Zwischenlage wegläßt und die
Glaspulveremulsionunmittelbar auf die Metallunterlage aufträgt. In diesem Falle
muß größere Sorgfalt auf die Auswahl der Metallunterlage verwandt werden; denn es
kommt hier darauf an, Metallegierungen zu verwenden, @die keine nennenswerte Neigung
haben, sich bei der Sinterungstemperatur mit dem Glase zu verbinden. An das Abziehen
der Glasfolie von der Metallunterlage kann sich ein erneuter Sinterungsvorgang anschließen,
während dessen die Folie bis hart an den Schmelzpunkt erhitzt wird. Diese Nachsinterüng
hat in erster Linie die Aufgabe, etwa noch vorhandene Poren zu schließen und der
Folie ein gleichmäßiges dichtes Gefüge zu verleihen.It was already mentioned above that to support the glass film
before the completion of the sintering process, heated metal rollers or hands can be used.
You can also modify this procedure so that. man, on a metal band first
a layer of a layer which decomposes without residue or which is combustible without residue
Applies fabric and finally this layer as a base for a glass powder emulsion
-used; After the solvent has been removed, the glass layer becomes, if necessary
with simultaneous evaporation
or incineration of the intermediate layer
sintered and, as soon as the film has achieved sufficient strength, of the
metallic base peeled off. As documents; chromium-iron-nickel alloys are preferred,
that are temperature resistant. This procedure can be simplified by
that one never leaves out an intermediate layer consisting of an organic substance and that
Applying glass powder emulsion directly to the metal base. In this case
greater care must be taken in the selection of the metal base; for it
What matters here is to use metal alloys @ which have no appreciable tendency
have to bond with the glass at the sintering temperature. The peeling
the glass film from the metal base can be followed by a new sintering process,
during which the foil is heated until it reaches its melting point. This Nachsinterüng
primarily has the task of closing any pores that may still be present and of the
To give the film a uniform, dense structure.
Es ist bekannt, daß anorganische Stoffe durch die Hinzufügung von
weiteren Stoffen., insbesondere solchen, die hygroskopisch sind, eine erhebliche
Veränderung ihrer Eigenschaften erfahren. Es sind auch Zusätze bekannt, die mit
0I oder anderen organischen Stoffen quellen und so einen organischen Stoff weich
machen, ähnlich wie dies bei Kunststoffen mit Hilfe der sogenannten Weichmacher
geschieht. Auf diese Weise gelingt es, die Elastizität und Nachgiebigkeit von Glasfolien
gemäß der Erfindung zu erhöhen. Als Zusätze kommen beispielsweise Natriumchlorid
in Betracht. Die Verarbeitung von Folien, die mit Zusätzen der erwähnten Art versehen
sind, geschieht in der Weise, daß man sie zunächst durch Behandlung mit Wasser oder
.Wasserdampf oder durch Behandlung mit 01 weich macht und dann: verarbeitet.
Verwendet man verdampfbare Zusätze, dann kann man diese nach der Formgebung durch
Erhitzen wieder austreiben und vermeidet auf diese Weise die Beeinflussung der elektrischen
Eigenschaften der Glasschicht.It is known that inorganic substances undergo a considerable change in their properties through the addition of further substances, in particular those which are hygroscopic. There are also known additives that swell with oil or other organic substances and thus soften an organic substance, similar to what happens with plastics with the help of so-called plasticizers. In this way it is possible to increase the elasticity and flexibility of glass films according to the invention. Sodium chloride, for example, can be used as additives. The processing of foils that are provided with additives of the type mentioned is done in such a way that they are first made soft by treatment with water or .Wasserdampf or by treatment with 01 and then: processed. If vaporizable additives are used, these can be driven out again after shaping by heating and in this way avoids influencing the electrical properties of the glass layer.
Glasfolien, die als Isoliermaterialien benutzt werden sollen, kann
man mit Öl, gegebenenfalls unter .lnwend'ung hohen Druckes oder vorheriger Evakuierung,
tränken. Auf diese Weise gelingt es, etwa vorhandene Poren zu schließen, Kondensatorwickel,
die aus Folien .gemäß der Erfindung aufgebaut sind, können zunächst in 01, Fett
oder Wachs getränkt und dann in ölgefüllte Behälter eingebaut werden.Glass films to be used as insulating materials can
with oil, if necessary using high pressure or prior evacuation,
soak. In this way it is possible to close any existing pores, capacitor windings,
which are built up from foils. according to the invention, can initially in 01, fat
or soaked in wax and then installed in oil-filled containers.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann nicht nur zur Herstellung von
langen Glasbändern benutzt werden, man kann es auch anwenden, um dünnwandige Formkörper
aus Glas herzustellen. So ist es beispielsweise möglich, Lautsprechermembranen aus
Glas anzufertigen, die wegen ihrer Steifigkeit .gute akustische Eigenschaften aufweisen.
Solche Membranen kann man nach der Erfindung in der Weise herstellen, daß man eine
Glasemulsion auf eine beispielsweise aus Papier hergestellte Form aufträgt und dann
in der beschriebenen Weise behandelt. Dabei wird man im allgemeinen für die mechanische
Unterstützung der zu sinternden Schicht so lange sorgen müssen, bis sie erkaltet
ist und eine genügend mechanische Festigkeit angenommen hat.The method according to the invention can not only be used for the production of
long glass ribbons can be used; it can also be used to make thin-walled moldings
made of glass. For example, it is possible to make speaker cones
Manufacture glass that has good acoustic properties due to its rigidity.
Such membranes can be produced according to the invention in such a way that one
Applying glass emulsion to a form made, for example, of paper and then
treated in the manner described. This is generally used for the mechanical
Support the layer to be sintered until it cools down
and has assumed sufficient mechanical strength.