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Verfahren zum Erzeugen von Fäden oder Fasern aus Glas Die Erfindung
bezieht sich auf Verfahren zum Erzeugen von Fäden oder Fasern aus Glas oder ähnlichen,
in der Hitze plastischen, anorganischen Nassen, bei welchen dünne Ströme des geschmolzenen
Glases durch Bodenöffnungen eines Behälters nach unten ausfließen und über in oder
an den Öffnungen angebrachte nadelartige Elemente oder in nadelartige Elemente endende
Führungsstücke in der Weise geleitet werden, daß das Glas an den Oberflächen dieser
Elemente entlang strömt und an ihren Enden in Form feiner Fäden oder Fasern abgezogen
wird.
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Gemäß dem Patent 730 igg wird durch jede einzelne vorgesehene
Bodenöffnung ein derartiges nadelartiges Element hindurchgeführt und so angeordnet,
daß das Glas durch sein Eigengewicht über die ganze Oberfläche dieser Elemente strömt,
wobei diese zur Regelung der Temperatur des an ihnen entlang strömenden Glases unmittelbar
und unabhängig von dem Glas auf eine solche Temperatur aufgeheizt werden, daß das
entlang strömende Glas eine Überhitzung erfährt, durch die es in seinem Innern heißer
wird als an der Oberfläche.
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Durch die Erfindung wird das Verfahren des Hauptpatents verbessert
und weiter ausgebildet. Erfindungsgemäß werden als nadelartige Elemente die Zähne
eines vorzugsweise elektrisch heizbaren Verteilerkörpers in Form eines Kammes od.
dgl.
verwendet, der mit dem geschmolzenen Glas derart in Berührung
steht, daß dieses durch sein Eigengewicht über die ganze Oberfläche des Körpers
zu den Zähnen fließt und sich an diesen in eine der Zähnezahl entsprechende Anzahl
von feinen Einzelströmen aufteilt.
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Nach einer Ausführung des verbesserten Verfahrens wird der kammartige
Verteilerkörper in der Höhe verstellbar derart in einen das geschmolzene Glas enthaltenden
Vorratsbehälter eingesetzt, daß er vollständig vom flüssigen Glas umschlossen ist
und mit seinen Zähnen in bzw. durch einen gemeinsamen Ausflußschlitz des Behälters
ragt, in dessen Bereich das Glas allseitig über die Zähne fließt und an diesen die
Einzelströme bildet.
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Nach einer anderen Ausführung wird das flüssige Glas innerhalb einer
geheizten Kammer, in der der Verteilerkörper mit seinen Zähnen durch einen Bodenschlitz
ragend angeordnet ist, auf die Oberseite des Körpers geführt, dort vorübergehend
in gleichmäßiger Verteilung angesammelt, worauf es dann über die Seitenflächen des
Körpers zu den Zähnen fließt.
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Die Erfindung sieht weiter vor, die von den nadelartigen Elementen
bzw. Zähnen abfließenden Glasströme der Einwirkung eines veränderlichen elektrischen
Feldes auszusetzen, das mittels zweier auf entgegengesetzten Seiten der Glasströme
liegender Elektroden erzeugt wird, denen elektrischer Hochfrequenzstrom zugeführt
wird. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die einzelnen Glasströme unmittelbar
vor bzw. bei ihrem Eintritt in die Blasströme einer weiteren regelbaren Heizwirkung
zu unterwerfen.
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In der Zeichnung sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen
von zur Durchführung des verbesserten Verfahrens geeigneten Vorrichtungen dargestellt.
Es zeigt Abb. i einen Querschnitt durch eine Vorrichtung mit von einem Kamm gebildeten
Nadelelementen, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Abb. i, Abb. 3 einen Querschnitt
durch eine Vorrichtung, bei welcher der Kamm die untere Spitze eines keilförmigen
Leitkörpers bildet, Abb. 4 einen Schnitt nach Linie q.-4 der Abb. 3, Abb. 5 eine
Einzeldarstellung eines Teiles eines Kammes mit besonders ausgebildeten Zähnen und
Abb. 6 ein Schaltschema eines mit einem Gebläse zum Ausziehen der Fasern verbundenen
Oszillators. Bei der Ausführung gemäß Abb. i und 2 ist der Vorherd i i eines Wannenofens
im Boden mit einem schmalen Schlitz 12 versehen. An der Decke des Vorherdes ist
mittels Stangen 14 ein aus hitzebeständigem Stoff bestehender Kamm 13 derart aufgehängt,
daß er teilweise den Schlitz 12 ausfüllt und seine Zähne 15 aus dem Boden des Vorherdes
nach unten vorstehen. Die oberen Enden der Stangen 14 treten durch die Decke nach
außen und sind mit Gewinde sowie auf Platten 17 sich abstützenden Handrädern 16
versehen, mit welchen die Stangen senkrecht verstellt werden können. Die Zähne 15
und der Schlitz 12 laufen in der Querrichtung nach unten keilförmig zu, so daß bei
senkrechter Verstellung des Kammes der Durchfluß des Glases durch den Vorherdschlitz
geregelt wird.
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Das Glas im Vorherd kann durch Brenner 18 bis zu einem gewünschten
hohen Flüssigkeitsgrad erhitzt werden. Wenn das Glas zwischen und über die Zähne
15 fließt, bewirkt die Oberflächenspannung des Glases, daß das Glas in Form von
feinen Filmen um jeden einzelnen Zahn nach unten fließt und die Zahnspitze als feinen
Strom i9 verläßt.
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Der Durchmesser dieser Ströme ist durch die Einstellung des Kammes
und durch die Regelung des Flüssigkeitsgrades des Glases regelbar. Die feinen Glasströme
i9 gehen durch den Schlitz eines Gebläses 2o hindurch, welches unter dem Vorherd
in der Nähe der Spitzen der Kammzähne angeordnet ist. Aus dem Gebläse mit hoher
Geschwindigkeit ausströmende Gasströme treffen zusammenlaufend auf die Glasströme
i9 auf und ziehen diese zu feinen Fasern großer Länge aus.
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Während der Kamm aus irgendeinem feuerfesten Werkstoff hergestellt
werden kann, empfiehlt es sich, zu seiner Herstellung hochhitzebeständige Metalle,
wie Chromnickel, Platin oder Platinlegierungen, zu benutzen und ihn mittels durchgeleiteten
elektrischen Stromes zu erhitzen. Zu diesem Zweck bestehen die Tragstangen 14 wie
der Kamm selbst aus elektrisch leitendem Werkstoff und bilden Anschlüsse für die
Zu- und Ableitung des Stromes. Während der durchgeführte Strom sich hauptsächlich
in dem massiven Kammkörper konzentriert, gelangt auch reichlich Hitze in die Zähne,
so daß deren Temperatur und damit die Viskosität der über die Zähne fließenden Glasströme
geregelt werden kann. Da der ganze Kamm von fließendem Glas umschlossen ist, ist
die Gefahr einer Verflüchtigung des Metalls des Kammes trotz der hohen Temperaturen
auf ein Miniraum herabgesetzt. An Stelle oder außer der elektrischen Heizung des
Kammes können Gasbrenner 21 vorgesehen sein, die so angeordnet sind, daß ihre Flammen
die Spitzen der Kammzähne bestreichen.
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Bei der Ausführung nach Abb. 3 und 4 wird das geschmolzene Glas aus
einer nicht dargestellten Wanne od. dgl. durch Rinnen 22 einem feuerfesten Leitblock
23 zugeführt. Dabei fließt das Glas zunächst in Taschen oder Ausnehmungen 24 von
geringer Tiefe. Der Leitblock 23 befindet sich in einer geheizten Muffelkammer 25,
in welcher das aus den Taschen 24 über die Oberfläche des Blockes in einer dünnen
Schicht abwärts fließende Glas in einem hochflüssigen Zustand gehalten wird. Der
Leitblock ist keilförmig und endet in einem kammartigen Metallstück 26 mit Zähnen
27. Auch hier wird das Glas infolge der Oberflächenspannung veranlaßt, sich bei
seinem Fließen um die einzelnen Zähne herumzulegen und diese als feine Ströme zu
verlassen. Unter dem Kamm sind, ähnlich wie bei der vorherigen Ausführungsform,
ein Gebläse und gegebenenfalls Gasbrenner angeordnet.
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Der Block 23 mit dem Kamm 26 ist durch Stangen 28 an einer geeigneten
Stütze aufgehängt. Die Stangen 28 gehen durch den feuerfesten Block
hindurch
und sind in den Kamm 26 eingesehraubt. Die Stangen z8 können als elektrische Leiter
ausgebildet sein, um Strom zum Heizen des Kammes durch diesen hindurchzuführen.
Die Stromzuführung zu den Stangen z8 erfolgt durch Drähte 29.
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Wenn verhältnismäßig flüssige Gläser verarbeitet werden, genügt die
gewöhnliche spitze Zahnform gemäß Abb. 2 und 4, um dem Glas zu ermöglichen, die
einzelnen Zähne vollständig zu umschließen und mit der genügenden Geschwindigkeit
an ihnen hinabzufließen. Bei zähflüssigeren Gläsern ist es jedoch zweckmäßig, den
Raum zwischen den Zähnen zu vergrößern. Ein solcher Kamm 13-ist in Abb. 5 dargestellt.
Die unteren Teile der Zähne 41 sind in der üblichen Weise zugespitzt, während der
Zwischenraum an den Zahnwurzeln durch Schlitze 42 zu einer gewünschten Breite vergrößert
ist. Diese Schlitze können sich noch ein gewisses Stück oberhalb des Bodens des
Glasbehälters in den Kammkörper hineinerstrecken, um genügende Mengen Glas durchfließen
zu lassen.
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Eine weitere Beeinflussung der Temperatur des von den Zahnspitzen
abfließenden Glases läßt sich dadurch erzielen, daß im Glas selber dielektrische
Verluste herbeigeführt werden. Dieses läßt sich dadurch verwirklichen, daß die beiden
Seiten des Gebläses vollständig getrennt voneinander gebildet und dieselben an einem
Hochfrequenzoszillator angeschlossen werden. Eine derartige Anordnung ist durch
Abb. 6 veranschaulicht. In dieser bezeichnet 3o den Oszillator von bekannter Ausführung,
der durch Leitungen 31 und 32 mit getrennten unabhängigen Gebläsen 33 und 34 verbunden
ist. Diese Gebläse bestehen aus Stahl und stellen die Platten eines Kondensators
dar, dessen Dielektrikum von dem Luftraum zwischen den Gebläsen gebildet ist. Wenn
die Glasströme 35 zwischen diese Elektroden treten, entstehen in dem Glas Hystereseverluste,
die ein Erhitzen im Innern des Glases bedingen. Gegebenenfalls wird aber auch der
Luftraum überwunden, und es bilden sich Funkenbogen zwischen den Gebläsen und den
einzelnen Glasströmen, wobei diese durch ihren Widerstand und durch Strahlung erhitzt
werden. In beiden Fällen ergibt sich eine Möglichkeit der Regelung der Temperatur
der Glasströme bis zu dem Punkt, wo sie mit dem aus dem Gebläse ausströmenden Gas
in Berührung kommen.