SE437371B - Forfarande och anordning for fibrering av smelt glas - Google Patents

Description

35 40 a 7910076-4 tive l,5%, men de bor- och fluorföreningar som allmänt utnyttjas är flyktiga vid de smälttemperaturer som används vid tillverkning av glas (vad gäller fluorföreningarna till och med vid de glas- temperaturer som används under fibreringen), varför man för upp- nående av nämnda halter måste inledningsvis införa större mängder av ingredienterna under iordningställande av kompositionen. An- vändningen av avsevärda mängder av dessa föreningar stöter på hinder i det att de senare ökar kostnaden för de producerade fib- rerna, ty föreningarna betingar ett högt pris, i synnerhet barium- * föreningarna.

Vidare gäller att utnyttjandet av föreningar innehållande avsevärda mängder av bor eller fluor eller till och med barium inrebär att vissa försiktighetsåtgärder måste vidtagas. Speciellt måste man i fallet med bor eller fluor, vars besvärliga flyktiga beståndsdelar avgår från glasframställningsinstallationen vid smältning, och för att förhindra förorening av atmosfären, behand- la de evakuerade gaserna särskilt i syfte att avskilja och elimi- nera på lämpligt sätt nämnda beståndsdelar.

Slutligen gäller att de relativt mjuka glassorter som er- hålles ger fibrer; som icke har önskvärd motståndskraft vid höga temperaturer.

Syftet med föreliggande uppfinning är följaktligen att undan- röja ovannämnda nackdelar hos de kända utförandena. Ännu ett syfte med uppfinningen är att öka produktionskapa- citeten hos en given installation för centrifugalutdragning av be- skrivet slag under samtidigt möjliggörande av praktiskt taget fullständig eliminering av vissa föroreningskällor samt möjlig- görande av utnyttjande av glaskompositioner som betingar låg kost- nad för produktion av fibrer som har förbättrade egenskaper vad beträffar termisk motståndskraft.

Med fibrer framställda med hjälp av en konventionell centri- fugalspinnare utgående från kända typer av kompositioner kan man endast utnyttja isoleringsprodukterna i sådana sammanhang, där de utsättes för temperaturer som icke väsentligt överskrider 40000.

Med fibrer framställda utgående från vissa kompositioner enligt föreliggande uppfinning kan motsvarande temperatur däremot få gå upp till ända omkring, 480%.

Man kan lösa ovannämnda allmänna problem genom att inför- liva ett visst antal av de betydande förbättringar som förelig- gande uppfinning innebär, individuellt eller i olika kombina- 10 15 20 25 50 35 40 7910076-4 3 tioner, speciellt driftsförhållandena, förfarandet och utrust- ningen som utnyttjas för införande och fördelning av glaset i centrifugalspinnaren, konstruktionen av själva centrifugalspin- naren och glasets komposition eller sammansättning, liksom sam- mansättningen av den legering varav centrifugalspinnaren är ut- formad. Vissa av särdragen är förknippade med varandra, såsom kommer.æt förklaras närmare i fortsättningen.

Vad gäller först glasets sammansättning eller komposition (varpå exempel ges senare), varvid bortses från att förfarandet och utrustningen eller anordningen som utnyttjar centrifugal- spinnaren kan användas med för närvarande utnyttjade komposi- tioner, ligger det inom uppfinningens ram att denna komposition icke behöver innehålla fluor och endast föga om ens något av barium och bor. Dylika glaskompositioner svarar mot "hårda" glassorter, som har högre smält- och avglasningstemperaturerj Detta resulterar i att kompositionerna ifråga, vilka är fria från fluor och även bor, ja till och med barium, och som icke tillåter fibrering medelst den kända utdragningstekniken, kan fibreras medelst förfarandet och utrustningen enligt förelig- gande uppfinning. Dessa glassorter är dessutom intressanta ur den synpunkten att de ger ökad temperaturbeständighet eller -hållfasthet.

Dylika "hårda" glaskompositioner, som har högre avglas- ningstemperaturer och som får en för fibrering lämplig viskosi- tet endast vid högre temperaturer, nödvändiggör speciell hante- ring och speciell fibreringsutrustning, och uppfinningen hänför sig till ett antal betydelsefulla förbättringar avseende centri- fugalspinnarens konstruktion, förfarandet och organ för att mata glas till och fördela glas i centrifugalspinnaren, liksom till i centrifugalspinnaren etablerade driftsförhållanden, vilket underlättar framställningen av fibrer utgående från nämnda "hårda" glassorter och samtidigt tillåter fibrering av vissa mycket "hårda" glaskompositioner, vilka skulle vara svåra, för att icke säga omöjliga, att fibrera med teknik och centrifugal- spinnare av känt slag.

Det torde även noteras, att vissa av dessa strukturella och driftsmässiga förbättringar, trots att de ger en särskild fördel och är av särskild betydelse i samband med fibrering av "hårda" glassorter, är lika fördelaktiga, då de appliceras på andra glassorter som kan fibreras medelst den centrifugerings- fMIÉÖÜÉDX UÅLITY U". 10 w 20 BO 55 40 7910076-Ä teknik som här kommer ifråga.

Andra fördelar med och särdrag hos uppfinningen kommer att framgå av efterföljande närmare beskrivning av fördelaktiga ehuru icke begränsade exempel under hänvisning till bifogade ritning.

Fig. 1 är en vertikal sektionsvy, som visar en installation eller anordning för framställning av fibrer innefattande en cen- trifugalspinnare utförd i enlighet med en föredragen utförings- form av uppfinningen och försedd med ett blåsaggregat som alstrar en ringformig utdragningsgasström eller -stråle riktad nedåt ut- efter centrífugalspinnarens periferiska vägg. Fig. la är en för- storad delvy av ett annat utmärkande parti som kan införlivas i utföringsformen enligt fig. l. Fig. 2, 3, 4, 5 och 6 är sektions- vyer liknande den enligt fig. 1 och visar var och en en utförings- form av centrifugalspinnaren och organen för att mata glas till det inre av centrifugalspinnarenl Fig. 7 är en detaljsektionsvy _,i förstorad skala, som visar ett arrangemang för montering av ett organ för matning av glas till det inre av en oentrifugalspinnare, såsom deni fig. 6 visade. Fig. 8 är en detaljvy som i större skala visar anordnandet av ett på annat sätt utformat glasmatnings- organ motsvarande versionen enligt fig. 4 och 5. Fig. 9 är en partiell perspektivvy av ett förstärkningselement för centrifugal- spinnare såsom de i fig. 4 och 5 visade. Fig. 10 och ll visar sektioner av olika utföranden av den perforerade banddelen av centrifugalspinnarens periferiska vägg.

ALLMÄN UPPBYGGNAD g r I den i fig. l visade utföringsformen är med 10 utmärkt en »vertikal axel för uppbärande av centrifugalspinnaren. Axeln upp- u bär vid sin undre ände ett organ ll avsett för montering av cen- trifugalspinnaren. Den egentliga spinnaren är i sin helhet utmärkt medelst hänvisningsbeteckningen 12. Spinnaren består av en perife- risk vägg eller ett band 15 som har ett flertal rader av fibre- ringsöppningar och vars övre kant är förbunden med organet ll ge- nom ett centralt, lampskärmsliknande parti 14. De i centrifugal- spinnarens vägg anordnade öppningarna är visade endast i de genom- skurna partierna av väggen ifråga, men det torde inses att det finns ett stort antal öp ningar eller hål fördelade i ett fler- tal rader som är vertikalt åtskilda från varandra. Vid sin unre kant är spinnaren försedd med en inåt utskjutande fläns eller g krage 15, till vilken den övre kanten på ett cylindriskt element 16 är anslutet. Det cvlindriska elementet har förstärkande eller /íöí * uUALITY 10 15 20 25 BO 35 40 79100764: stödjande funktion, såsom kommer att preciseras närmare senare.

Inuti centrifugalspinnaren är en fördelningskorg 17 anord- nad, vilken roterar tillsammans med spinnaren och har en enda rad fördelningsöppningar eller -hål 18, vilka är placerade väsent- ligen i planet för den översta raden av öppningar i centrifugal- spinnarens periferiska vägg. Korgen 17 är såsom visas monterad vid organet ll med hjälp av nedåtriktade fästen l7a. En ström av glas införs nedåt och centralt genom den konstruktion som uppbär centrifugalspinnaren, såsom antyds vid S. Glasströmmen tillförs på ett sådant sätt att den når det inre av korgen l7 och sprider sig i sidled på korgens botten ända till korgens periferiska, perforerade vägg, varvid glaset på denna väggs insida bildar ett lager från vilket med 19 betecknade trådar avges genom öppning- arna, mot utsidan och radiellt i riktning mot den inre ytan på centrifugalspinnarens periferiska vägg i en zon intill den översta raden av öppningar däri. Utgående från denna zon utbreder sig gla- set nedåt på den inre ytan av spinnarens vägg. Detta nedåtrikta- de flöde äger rum utan hinder på grund av att det icke finns nå- gon begränsande väggyta eller kammarstruktur på insidan av den periferiska väggen, och flödet har laminära egenskaper med till- hörande likformiga vågor, då det observeras under stroboskopisk belysning. Det är från detta laminära flöde, som varken är till- bakahållet eller inneslutet, som glas penetrerar genom de i centrifugalspinnarens periferiska vägg upptagna öppningarna och kastas ut från samtliga dessa öppningar i form av ett stort antal primära trådar eller primärfibrer, som utsetts för utdragning av den ringformiga gasstråle, vilken alstras av utrustning som kom- mer att beskrivas senare.

Fig. la visar en alternativ fördelningskorg l7b, vilken är försedd med två rader av öppningar l8a, vilka är anordnade i sicksack. Samtliga öppningar befinner sig dock i närheten av ett gemensamt plan för matning av glaset mot området för den översta raden av öppningar i centrifugalspinnarens vägg.

Vad gäller arrangemanget av fördelningskorgen (17 i fig. l och l7b i fig. la) torde noteras, att största delen av de korg- fördelare som används i de kända förfarandena är försedda med ett flertal rader av öppningar, som är vertikalt åtskilda från var- andra i syfte att säkerställa fördelning av glaset i riktning mot centrifugalspinnarens periferiska vägg och över huvuddelen av cdennas vertikala dimensioner eller utsträckning. Vi har emeller- f/fí i nïlglfiY 10 15 20 25 30 55 40 i 79100764: tid funnit att anordnande av ett stort antal öppningar i enlighet med den kända tekniken för åstadkommande av den vertikala för- delningen av glaset innebär att man får vissa olägenheter och svårigheter, speciellt vid utnyttjande av centrifugalspinnare med relativt stora dimensioner, såväl vad beträffar diametern som den vertikala höjden på|æn.perforerade periferiska väggen.

En av de mest betydelsefulla svårigheterna består i att värme går förlorat från glastrådarna under loppet av dessas bana eller passage mellan fördelningskorgen och den inre ytan på cen- trifugalspinnarens periferiska vägg. Denna värmeförlust är direkt proportionell mot den totala ytan på de avgivna trådarna. Med ett stort antal små trådar, såsom i de tidigare kända systemen, blir den totala ytan mycket större än den motsvarande ytan vid ett arrangemang enligt föreliggande uppfinning, enligt vilket för- delningskorgen är försedd endast med en rad öppningar av större dimensioner, vilket tillåter avgivande av samma mängd glas för en dylik total yta som är mycket mindre. I ett speciellt fall. tillåter sålunda systemet enligt föreliggande uppfinning avgi- vandc eller utmatning av en given mängd glas i form av trådar, vars yta endast motsvarar l/7 av ytan hos de tidigare kända sy- stemen.' Genom föreliggande uppfinning eliminerar man följaktligen g den alltför stora värmeförlust, som uppkommer hos glaset som överförs från fördelningskorgen till centrifugalspinnarens peri- feriska yta, vilket utgör en stor nackdel hos de tidigare kända utrustningarna. Dessutom gäller att man med de små dimensioner på glastrådarna, som alstras i de tidigare kända utförandena, får en under loppet av passagen från.fördelningskorgen till spinnarens periferiska vägg uppstående värmeförlust som är mycket mindre lik- formig mellan de enskilda trådarna än vad som är fallet, då man alstrar ett mycket mindre antal av större strömmar eller trådar, såsom i enlighet med föreliggande uppfinning. Även om ovannämnda svårigheter eller problem vad beträffar värmeförlusterna icke har ansetts vara hindrande vid utnyttjande av mjuka glassorter i enlighet med de kända förfarandena, är dessa värmeförluster icke tolerabla vid utnyttjande av de hårda glassorter som beaktas i föreliggande fall.

En annan betydelsefull faktor består i att föreliggande upp- finning tillåter ökning av centrifugalspinnarens diameter. Med de tidigare kända systemens fördelningskorg, som alstrar glastrådar \_D lO 15 20 25 ÉO 35 40 729100-7641 eller -strömmar med liten diameter, har en ökning av oentrifugal- spinnarens diameter en tendens att åstadkomma svajning av eller svängningar hos trådarna och följaktligen att ändra likformig- heten för driftsförhållandena. Genom att i enlighet med förelig- gande uppfinning utnyttja ett mindre antal grövre trådar undviker man dylik svängning eller svajning hos trådarna. Andra organ som möjliggör minskning av svajnings- eller svängningstendensen är dock ävenledes beskrivna i det följande under hänvisning till de utföringsformer som visas i fig. 2-6.

Vidare gäller att när man riktar ett stort antal små glas- trådar mot den inre ytan på centrifugalspinnarens perforerade periferiska vägg över huvuddelen av utsträckningen av denna väggs perforerade zon vissa av trådarna anländer till den perforerade väggen i linje med öppningar i väggen eller nästan så, under det att andra trådar anländer mot eller träffar väggen 1 mellanlig- gande områden, vilket ger upphov till olikformiga utbrednings- eller utströmningsförhållanden som har en tendens att störa lik- formigheten hos de framställda fibrerna.

I betraktande härav innebär föreliggande uppfinning att man i stället för att utnyttja ett stort antal trådar eller strömmar som är fördelade vertikalt över centrifugalspinnarens periferiska vägg upprättar och bibehåller ett skikt av smält glas som utbreder sig eller strömmar nedåt såväl ohindrat som obegränsat över den inre ytan på den perforerade periferiska väggen, varvid matningen av glaset sker mot den övre kanten av skiktet ifråga och varvid detta senare utbreder sig nedåt på laminärt sätt under passage av samtliga paübreringar eller hål i centrifugalspinnarens vägg, så att förhållandena för utkastning av glastrådar genom och ut från mynningen av varje öppning eller hål i den periferiska väggen är praktiskt taget desamma, vilket eliminerar en orsak till olikfor- migheter hos de framställda fibrerna.

Detta upprättande eller åstadkommande av skiktet eller lag- ret som strömmar eller utbreder sig nedåt ohindrat säkerställs ge- nom den fördelningskorg som beskrivits tidigare under hänvisning till fig. l och la, dvs. under utnyttjande av en fördelningskorg i vilken allt det glas som skall överföras till fibrer avges mot centrifugalspinnarens vägg via endast en enda serie öppningar belägna i närheten av eller i ett plan placerat i nivå med eller i närheten av den översta serien av öppningar eller hål i centri- fugalspinnarens vägg. Denna enda rad av öppningar innefattar med UALITy 10 15 20 25 30 35 40 g791oovs-4 f~ fördel från 75 till 200 öppningar totalt sett, vilket motsvarar mellan l/l0 och l/3 av det antal som vanligen utnyttjas i fördel- ningskorgar med ett flertal hålrader. g ' Upprättandet av de önskade likformiga förhållandena för glasets passage genom öppningarna i centrifugalspinnarens vägg förbättras ytterligare av vissa andra föredragna driftsförhål- landen, vilka kommer att definieras i fortsättningen, i synnerhet upprätthållande av temperaturförhållanden som skapar väsentligen likformig viskositet hos glaset i det övre och det undre området av centrifugalspinnarens vägg. _ För säkerställande av utdragning av glastrådarna innefattar den.i fig. l visade anordningen en ringformig kammare 20 försedd med ett ringformigt munstycke 21, vilken kammare 20 matas från en eller flera förbränningskammare, såsom visat vid 22, vilka är försedda med lämpliga bränsleförbränningsorgan i syfte att alstra de heta utdragningsgaserna. Dessa alstrar en ringformig ström el- ler stråle av utdragningsgas, vilken är riktad nedåt och visar gsig i form av en ridå som omsluter centrifugalspinnaren. Detaljer avseende konstruktionen som uppbär centrifiugalspinnaren och blås- eller strålalstraren redovisas icke i föreliggande beskrivning, enär de är väl kända för fackmannen inom ifrågavarande område; öåsom framgår av fig. 1 innefattar anordningen även organ för upphettning av centrifugalspinnarens undre kant. Dessa organ kan föreligga i ett flertal olika former och innefattar företrä- desvis organ för högfrekvensupphettning i ringform, såsom visas vid hänvisningsbeteckningen 23. Denna upphettningsring har före- trädesvis en diameter som är större än centrifugalspinnarens diameter och den är företrädesvis belägen en liten sträcka under spinnarens botten.

DRIFTSDATA Villkoren och parametrarna för anordningens funktion kommer nu att beskrivas. 7 Vad gäller funktionen av den utföringsform av uppfinningen som är visad i fig. l kan i första hand noteras, att även om man kan utnyttja olika särdrag av uppfinningen i centrifugalspinnare av godtycklig storlek det ligger.nnm uppfinningens ram att ge centrifugalspinnaren en diameter som är större än den hos konven- tionella centrifugalspinnare. Exempelvis kan man för centrifugal- spinnaren ha en diameter av storleken 400 mm, vilket skall jämfö- ras med ett värde av 3OO mm som är brukligt i samband med ett f_________**---g Pau ssQUALIIiY , 10 15 20 25 50 35 40 791007641 9 stort antal tidigare kända anordningar. Detta tillåter anord- nande av ett väsentligt större antal öppningar för avgivande av glas i centrifugalspinnarens periferiska vägg, så att det är möjligt att på ett fördelaktigt sätt öka antalet glastrådar eller primärfibrer som utkastas av centrifugalspinnaren i den omgivande, ringformiga och för fiberutdragning avsedda strålen. På grund av den relativt sett högre rotationshastigheten hos centrifugalspin- nare av denna typ, är anordningen utsatt för en mycket stor cen- trifugalkraft, och eftersom den arbetar vid förhöjd temperatur kommer den periferiska väggens mittområde ständigt att ha en ten- dens att kröka sig utåt. Denna tendens motverkas genom utnyttjande av förstärknings- eller stödorgan, varav ett flertal utföranden kommer att beskrivas i samband med de olika utföringsformer som visas på ritningen. I utföringsformen enligt fig. 1 föreligger förstärkningsorgan i form av ett ringformigt element 16, som är fastsatt med hjälp av den inåtkrökta flänsen l5 vid den periferiska väggens undre kant. Den förstärkande verkan av det ringformiga elementet l6 torde lätt inses vid beaktande av det faktum, att det centrala området på den periferiska väggen 15 har en tendens att kröka sig utåt under inverkan av centrifugalkraften den även:$rä- var efter att böja kragen eller flänsen 15 uppåt och inåt kring flänsens förbindningslinje med väggens 15 undre kant. Om det ring- formiga elementet 16 icke var anordnat (såsom är fallet i kända centrifugalspinnare), skulle en del av denna böjning av flänsen 15 uppåt och inåt övergå i bildande av en lätt vågbildning i dess relativt tunna inre kant. Förekomsten av det ringformiga elemen- tet 16 vid kragens eller flänsens inre kant förhindrar däremot dy- lik vågbildning, vilket sålunda säkerställer en förstärkning av centrifugalspinnarens vägg. Vinkelsammanbindningen av elementet 16 och flänsen 15 bidrager likaledes till att skapa önskad förstärk- ning. För det ovan beskrivna syftet har det ringformiga elementet 16 i centrifugalspinnarens axiella riktning förträdesvis en dimen- sion eller ett mått som är större än medeltjockleken av centrifu- galspinnarens periferiska vägg. För att effektivt motverka den periferiska väggens böjning utåt monterar man dessutom företrädes- vis det ringformiga elementet 16 i ett läge, så att det skjuter ned som ett utsprång från flänsens 15 inre kant. Man ger det med fördel en vertikal dimension som är större än väggens 15 maximala tjocklek. Det har befunnits, att en på detta sätt åstadkommen förstärkning av centrifugalspinnaren gör det möjligt att fördröja p mums-l» e lo 10 15 '20 25 :OÅ 55 40 bomberingen av centrifugalspinnarens vägg och följaktligen att förlänga anordningens livslängd.

I andra figurer, som kommer att beskrivas senare, har vi- åsats andra arrangemang som gör det möjligt att åstadkomma ovan- nämnda förstärkningsverkan.

Före beskrivning av funktionen av den utföringsform av an- ordningen enligt uppfinningen som är visad i fig. l skall det framhållas, att i en känd process som utnyttjar en centrifugal- spinnare med ett relativt mjukt glas man vanligen inför glaset i en fördelningskorg, som är monterad i centrifugalspinnarens centrala del och innefattar en periferisk vägg försedd med ett flertal vertikalt åtskilda rader av glasfördelningsöppningar, så att det av korgen utmatade glaset träffar centrifugalspinna- irens periferiska vägg åtminstone över huvuddelen av dennas verti- -kala dimension. Det uppstår härvid en väsentlig temperaturskill- nad mellan den periferiska väggens övre kant och dess undre kant.

Som en följd härav befinner sig den övre kanten vid åtemperaturer som är högre än vad som gäller för den undre kanten, huvudsakli- gen på grund av att den övre kanten är belägen i närheten av ut- dragnrnsstrålens begynnelsezon. Den periferiska väggen har dess- utom vanligen samma tjocklek över hela sin höjd. I vissa fall kan den till och med vara tjockare vid den övre kanten än vid den undre kanten. I den kända tekniken kan det vidare förekomma vissa skillnader i dimensioner (diameter) mellan öppningarna i centri- fugalspinnarens övre rader och öppflngarna i de undre raderna. Man har tidigare i de kända utförandena beaktat dessa olika faktorer för åstadkommande av att glastrådarna från de övre öppningarna ut- kastas med högre kapacitet än trådarna från de undre öppningarna för erhållande av vad man kallar "paraplyfibrering", såsom be- elerive exempelvis i FR Ps 1 382 917 (rig. 3). Härigenom *förhind- ras att fibrerna korsar varandra eller hopblandas eller förbinda _ med varandra i fibreringszonen, såsom är fallet när glastrådarna utkastas samma sträcka från såväl de övre radernas öppningar som de undre radernas öppningar. 7 Även om man i vissa kända system utsätter centrifugalspin- narens undre kant för viss upphettning, som adderas till den upp- hettning som är ett resultat av verkan av den ringformiga utdrag- ningsstrålen och införandet av smält glas, kräver åstadkommandet av "parablyfibrering" för det mesta i de kända utförandena att man etablerar en skillnad mellan glastemperaturerna vid centrifu- lO 15 20 25 30 55 40 7910076-4 ll galspinnarens övre kant och spinnarens undre kant. Centrifugal- spinnarens övre kant utsätts för en högre temperatur på grund av de ovan nämnda faktorerna, under det att centrifugalspinnarens undre kant vanligen befinner sig vid en lägre temperatur, även om man åstadkommer en ytterligare upphettning. På grund av att denna skillnad mellan temperaturerna, exempelvis från omkring 105000 vid centrifugalspinnarens övre del till 95000 vid dess undre del, blir den resulterande viskositeten hos glaset lägre vid den övre dflen än vid den undre delen, vilket resulterar i lättare ström- ning genom de övre öppningarna så att glastrådarna utkastas längre vid centrifugalspinnarens övre del än vid dess uxhe del, vilket möjliggör erhållande av önskad "paraplyfibrering".

I de kända tekniker som utnyttjar mjukt glas kunde man upprätta en dylik temperaturskillnad mellan centrifugalrotorns övre och undre kanter för uppnående av de ovan angivna syftena, på grund av att med dessa mjuka glassorter temperaturen, till och med då denna väsentligt överstiger avglasningstemperaturen (för glaset som är beläget i zonen intill de övre öppnings- raderna), likväl icke är så hög att den åstadkommer allvarliga negativa effekter på metallen i centrifugalspinnaren.

Med ett hårt glas däremot är det i praktiken icke möjligt att arbeta med en kraftig temperaturskillnad mellan centrifugal- spinnarens övre och undre kanter. Skälet härför är att om tem- peraturen på den undre kanten hålls på en nivå som är tillräck- ligt över avglasningstemperaturen för att hindra glaset från att kristallisera, och följaktligen från att sätta igen de undre öpp- ningarna, det för åstadkommande av den temperaturskillnad som vanligen utnyttjas i de kända systemen för erhållande av para- plyfibrering skulle vara nödvändigt att höja glastemperaturen i zonen intill centrifugalspinnarens övre kant till ett så högt värde att spinnaren skulle utsättas för alltför kraftig korro- sion, erosion och/eller deformation.

Med beaktande av dessa faktorer och med utnyttjande av hårda glaskompositioner innebär föreliggande uppfinning att man kan uppnå den önskade paraplyfibreringen på ett nytt sätt. I stället för att utnyttja en skillnad i temperatur mellan centri- fugalspinnarens övre och undre kanter upprättar man approximativt samma temperatur på spinnarens övre och undre kanter, och denna temperatur hålls på en nivå (t.ex. lO50°C) som är högre än avglas- ningstemperaturen men dock relativt nära densamma. Glasets i POOH QUALITY lO 15 20 25 }O 55 40 7910076-A 12 viskositet är följaktligen väsentligen densamma i såväl området för centrifugalspinnarens övre rader som spinnarens undre rader, t.ex. omkring 5000 pois. I enlighet med uppfinningen etablerar I man sålunda på ett annorlunda sätt den önskade ökningen av mot- ståndet mot utkastning av glastrâdar genom öppningarna i de undre raderna. I motsats till vad som gäller vid den tidigare kända tekniken utnyttjar man sålunda i centrifugalspinnaren en periferisk vägg som har större tjocklek i riktning mot den undre kanten än i riktning mot den övre kanten, såsom tydligt visas i fig. l. Detta resulterar i att man i riktning mot den undre kan- ten erhåller öppningar eller hål, som har större längd, vilka för en given viskositet hos glaset uppvisar större motstånd mot trådutströmningen under inverkan av centrifugalkraften. På grund av denna avvikelse eller skillnad i utströmningsmotstånd utkastas glastrådarna eller primärfibrerna längre från centrifugalspinna- rens övre kant än från dess undre kant, vilket sålunda ger den önskade paraplyfibreringen. I händelse av behov kan man ytterli- gare öka utströmningsmotståndet för glastrådarna genom öppning- arna eller hålen i de undre raderna genom att minska öppningarnas diametrar.

För upprättande av den önskade temperaturen utefter centri- fugalspinnarens undre kant åstadkommer man enligt uppfinningen en intensivare upphettning av centrifugalspillarens undre kant än vad som är fallet i kända utföranden. Den i fig. l visade upphett- ningsanordningen 25 har sålunda en effekt som är åtminstone två -eller tre gånger den hos de anordningar som tidigare utnyttjats.

Det är lämpligt att utnyttja en anordning för uppvärmning, vilken har en effekt av 60 kw vid 10 000 Hz.

Vid det föredragna sättet att utöva föreliggande uppfin- ning upprätthåller man av förhållanden som etableras i de övre och undre områdena på centrifugalspinnarens periferiska vägg en glastemperatur som är omkring 10 till 20q3högre än avglasnings- temperaturen.

I flertalet tillämpningar ger man dessutom den undre zonen på centrifugalspinnarens periferiska vägg en tjocklek som är åt- å minstone ungefär 1,5 gånger den hos den övre zonen. I vissa fall kan det vara önskvärt att ge den undre zonen en tjocklek av stor- barn 2,5 gånger den hos den övre zonen. En tjocklek hos den undre zonen på centrifugalspinnarens vägg som är dubbelt så stor som tjockleken på den övre zonen utgör ett typiskt värde vid prak- 1 PÛÛR ;!HHÉUUÜÜ{;, 10 15 20 25 30 55 40 '7910076-4 15 tiskt utövande av uppfinningen. Exempelvis kan i en särskild an- ordning tjockleken på den övre zonen vara 5 mm och tjockleken på den undre zonen 6 mm. Även om tjockleksökningen kan vara väsentligen likformig från toppen till botten, såsom anges i fig. l, kan man likaledes utnyttja den variant som är visad i fig. lO, vilken i förstorad skala visar en tvärsektion av en centrifugalspinnares periferiska vägg, likaledes med en större tjocklek i den undre zonen än i den övre zonen. I detta fall har väggen största tjocklek i den undre zonen. minsta tjocklek i mittzonen och en mellanliggande tjocklek i den övre zonen. Denna fördelning av väggens tjocklek tillåter på ett fördelaktigt sätt att man på ett ännu mer exakt sätt åstadkommer den önskade effekten av paraplyfibrering. I detta avseende torde noteras, att de båda huvudkällorna för upp- hettning av den periferiska väggen utgörs av den ringformiga ut- dragningsgasstrålen upptill och av induktionsupphettningsanord- ningen 25 nedtill. Detta resulterar i att mittzonen på den peri- feriska väggen intar en temperatur som är något lägre än den hos den övre och den undre kanten och att viskositeten hos glaset i mittzonen ökas i motsvarande grad. En variation av väggtjock~ leken såsom den i fig. 10 angivna underlättar följaktligen åstad- kommandet av önskad grad av utströmning och utkastning av glaset, dvs. i maximal grad i den övre zonen, i en mellanliggande grad i mittzonen och i minimal grad i den undre zonen. Även om väggens yttre yta i fig. l och lO har visats så- som varande konisk, dvs. med en diameter som är något större vid botten än vid toppen, inses att denna yttre yta kan ha cylindrisk form, såsom visas i fig. ll.

ANDRA PARAMETRAR Före beskrivning av andra utföringsformer av uppfinningen och andra motsvarande särdrag, som illustreras i fig. 2 till 9, är det önskvärt att fastställa vissa kompletterande parametrar, speciellt området för konstruktiva och operativa särdrag enligt uppfinningen. Även om man kan utnyttja olika särdrag hos föreliggande uppfinning i samband med centrifugalspinnare, som har en perfore- ringskoefficient (förhållande mellan den totala perforeringsytan och hela ytan) för den periferiska väggen av den storleksordning som används i de kända utförandena, kan vissa särdrag hos uppfin- ningen med fördel utnyttjas i samband med en centrifugal- ,/-í// o (ÉJCIIXLHY lO 15 20 25 :of 55j 40 7910076-4 14 spinnare som har ett större antal öppningar eller hål per ytenhet av den periferiska väggen. Genom en dylik ökning av perforerings~ koefficienten är det möjligt att öka centrifugalspinnarens kapaci- tet, dvs. den totala mängd glas som av centrifugalspinnaren om- vandlas till fibrer.

Vid analys härav måste man beakta, att hastigheten för av- givandet av glas genom öppningarna eller hålen i centrifugalspin- narens vägg är kraftigt påverkad av viskositeten hos glaset, var- med öppningarna matas. En ökning av viskositeten dämpar utström- ningen genom varje öppning, men genom ökning av perforerings- koefficienten kan man upprätthålla en given total kapacitet hos en centrifugalspinnare, till och med vid användning av glas med högre viskositet. En ökning av perforeringskoefficienten till- låter följaktligen utnyttjande av glas som har högre viskositet än de som för närvarande utnyttjas för centrifugalspinnare, utan att detta resulterar i en minskning av den totala fibreringskapa- oiteten.

Fibreringskapaciteten beror sålunda på öppningarnas diameter, men man kan upprätthålla en given.fibreringskapacitet, även med öppningar med reducerad diameter, om man tillräckligt ökar perfo- reringskoefficienten.

Enligt uppfinningen är det till och med möjligt att öka den totala produktionskapaciteten hos en given centrifugalspinnare och detta även vid samtidig minskning av den hastighet, varmed glaset passerar genom de enskilda öppningarna i den periferiska väggen. Detta resultat kan erhållas delvis genom ökning av perfo- reringskoefficienten (såsom angivits ovan), men även genom vissa- andra faktorer som kommer att preciseras i det följande. Man re- ducerar sålunda erosionen och förvittringen av centrifugalspinna- ren trots ökningen av den totala fibreringskapaciteten. Erosionen är naturligtvis koncentrerad till de enskilda öppningarna, men man kan med förvåning konstatera att trots ökningen av perfore- ringskoefficienten (som borde ge en försvagning av centrifugal- spinnaren) kapaciteten hos och livslängden av centrifugalspinna- ren icke minskas utan till och med kan ökas något jämfört med de kända utröranaena. i Med minskad utströmningshastighet för glaset genom öppning- arna är det dessutom icke nödvändigt att ge utdragningsstrålen, som frambringas utefter den yttre ytan på oentrifugalspinnarens periferiska vägg, en lika hög hastighet som om det förekom en g gl Poon QUALDL 10 15 20 25 }O 55 40 79100764» 15 högre grad av genomströmning genom varje öppning. Detta ger en dubbel fördel. För det första är det möjligt att åstadkomma fib- rer som har större längd, på grund av att längden på fibrer som framställs medelst en centrifugalspinnare av ovan nämnd typ, så- som är väl känt, i allmänhet är omvänt proportionell mot hastig- heten hos utdragningsgasen. För det andra tillåter minskningen av hastigheten hos utdragningsgasen åstadkommande av energibesparing.

En ökning av perforeringskoefficienten tillåter ävenledes utdragnhg av ett större antal primärfibrer i en given volym av ut- dragningsgas, vilket även kan översättas i en energibesparing. Det har befunnits, att de vid praktiskt utövande av uppfinningen fram- ställda fibrerna, oaktat ökningen av antalet primärfiber per vo- lymsenhet av utdragningsgasen, icke bildar fickor eller zoner av agglomererade fibrer, utan fibrerna förblir isolerade den ena från den andra under hela utdragningsfasen, vilket tillåter fram- ställning av fiberprodukter med hög kvalitet, t.ex. isolerande produkter.

Vid praktiskt utövande av uppfinningen är det i de flesta fall lämpligt att ha en perforeringskoefficient motsvarande åt- minstone l5 öppningar per cm2 av den periferiska väggens perfo- rerade parti, t.ex. mellan l5 och 45 eller 50 öppningar per cm2.

Ett föredraget värde är av storleken 55 öppningar per cm2. Diame- tern på de utnyttjade öppningarna ligger företrädesvis mellan ungefär 0,8 och 1,2 mm. Även om vissa särdrag hos uppfinningen kan appliceras på centrifugalspinnare med godtycklig diameter, förutses i ett otal tillämpningar av uppfinningen en ökning av centrifugalspinnarens diameter i förhållande till vad som gäller vid kända anordningar.

Under det att man vid kända centrifugalspinnare har en diameter av ca 500 mm, kan man sålunda ge centrifugalspinnare som är ut- formade i enlighet med föreliggande uppfinning en diameter av åtminstone 400 mm, och diametern kan uppgå till 500 mm. Ökningen av centrifugalspinnarens diameter ger ävenledes vissa fördelar. För en given perforeringskoefficient och för samma glasfibreringskapacitet hos anordningen kan sålunda en ök- ning av diametern överföras i en minskning av den hastighet, var- med glaset strömmar genom varje öppning. Såsom tidigare angivits i samband med ökningen av perforeringskoefficienten kan minsk- ningen av strömningshastigheten i öppningarna till och med till- låta en viss ökning av viskositeten hos glaset som fibreras. Vid POOR QUALITY 10 '15 , 20 25 EO 35 40 7910076 le 16 samma kapacitet hos centrifugalspinnaren ger sålunda en högre viskositet hos glaset icke någon överdriven nötning eller för- slitning, på grund av minskningen av strömningshastigheten i öppningarna. Även om vissa särdrag hos uppfinningen kan utnyttjas i centrifugalspinnare, vars periferiska vägg har godtycklig önskad vertikal dimension, kan man likaledes tänka sig att i vissa app- likationer öka höjden på den periferiska väggen ända upp till det dubbla i förhållande till kända utföranden. Exempelvis kan man öka höjden på centrifugalspinnarens band från ungefär 40 mm till ungefär 80 mm. Denna ökning av höjden tillåter ökning av det totala antalet öppningar, vilket ger ett ytterst fördelaktigt resultat, eftersom.ett ökat antal glastrådar utkastas i utdrag- ningsgasstrålen, vilket kan överföras i en ny energibesparing.l DETALJERAD BESKRIVNING AV FIG. 2-Q För den i fig. 2 visade utföringsformen gäller att en central axel 10 även här uppbär centrifugalspinnaren och att organ 24 är monterade vid axelns undre ände, vilka organ har till funktion att uppbära centrifugalspinnaren som.i sin helhet utmärks av hänvisningsbeteckningen 25. Liksom i den första ut- föringsformen är det anordnat en ringformig kammare 20 med ett ringformigt munstycke 21, som tillåter utsändning av utdragnings- strålen utefter centrifugalspinnarens periferiska vägg. I fig. 2 är diametern på centrifugalspinnaren något större än i fig. 1 och den.periferiska väggen 26 har likaledes större tjocklek i den övre zonen.än i den undre zonen. På den periferiska väggens undre kant är en inåtböjd krage eller fläns 27 anordnad, vars tjocklek progressivt ökar radiellt inåt. Flänsens undre kant har i centrifugalspinnarens axiella riktning en dimension som är åt- minstone lika med väggens 26 medeltjocklek och som företrädesvis är större än väggens maximala tjocklek. Detta skapar en förstärk- ning, vilken såsom beskrivits tidigare är avsedd att motverka att 'den periferiska väggen 26 böjs utåt i sin centrala zon eller del.

I utföringsformen enligt fig. 2 är en fördelningskorg 28 mon- terad i centrifugalspinnarens mitt, vilken korg är försedd med en rad periferiska öppningar 29. Glasströmmen S strömmar in i korgen ovanifrån, såsom i fig. 1, och korgens 28 rotation utslungar glas- trådar 30 radiellt utåt. I e j I stället för matning av trådarna 50 direkt mot den inre ytan på centrifugalspinnarens periferiska vägg är vid utförings- ii I Poon 10 15 20 25 50 35 40 791007644 17 formen enligt fig. 2 en överföringsanordning anordnad mellan korgen och centrifugalspinnarens periferiska vägg. Denna över- föringsanordning föreligger i form av en inåt öppen ringformig tratt 51 och har i botten en rad överföringsöppningar åtskilda för avgivande av glastrådar 52 mot centrifugalspinnarens perife- riska vägg. Såsom i den första beskrivna utföringsformen bör ut- loppsöppningarna för trådarna 32 vara placerade på ett sådant sätt, att allt glas som skall fibreras riktas mot den övre zonen på centrifugalspinnarens perforerade vägg, därigenom åstadkommande den fria laminära strömningen i riktning nedåt såsom tidigare be- skrivits.

I utföringsformen enligt fig. 2 ger man fördelningskorgens 28 diameter ett värde, som är mindre än det för korgen l7 i fig. l, oaktat de faktum att diametern på centrifugalspinnaren i fig. 2 är större än diametern på den tidigare nämnda. Denna pro- portionering av delarna i fråga är fördelaktig på grund därav, att även med en korg med en diameter motsvarande den för korgen 17 i fig. l sträckan som åtskiljer fördelningskorgen från centri- fugalspinnarens perforerade vägg skulle ändra likformigheten hos de avgivna trådarna och åstadkomma en svajning, resulterande i att en del av glaset träffar en zon av väggen belägen under den övre kanten. Detta är icke önskvärt på grund av att vid utövande av föreliggande uppfinning allt glas bör avges eller matas väsent- ligen i planet för de översta raderna av öppningar i spinnarens vägg i syfte att åstadkomma den fria nedåtriktade strömning i la- minära, överlagrade skikt från toppen av centrifugalspinnarens periferiska vägg till dennas botten, vilken man eftersträvar.

Genom att utnyttja en fördelningskorg 28 med en diameter, som är något mindre än den enligt fig. l, och genom att dessutom använda en överföringsanordning, såsom den ringformiga tratten 31 i fig. 2, kan man säkerställa en mycket exakt matning eller överföring av glas till området för den översta raden av fibre- ringsöppningar. Man kan montera tratten 31 på en del av organet 24 med hjälp av en bärande konstruktion jla, vilken är termiskt isolerad såsom antyds vid 46 i fig. 7 och 8.

Liksom i arrangemanget enligt fig. l kan man i arrange- manget enligt fig. 2 utnyttja en anordning 23 för upphettning medelst högfrekvensinduktion i syfte att utjämna temperaturerna i de övre och undre områdena av centrifugalspinnarens perfore- rade vägg. fícímí* ~ uuAuTv io .15 20 25 30 35 40 4* 791oo7e~4 18 Fig. 3 visar en utföringsform liknande den enligt fig. 2 och för hänvisningsbeteckningarna gäller att motsvarande sådana utmärker identiska eller mycket lika element eller organ. I själva verket är centrifugalspinnaren 25 och även fördelnings- 3 korgen 28 av en konstruktion som är identisk med den enligt fig. 2, men i stället för en inåt öppen, ringformig tratt 31 utnyttjas här en överföringsanordning 33 av annorlunda konstruktion. Denna anord- ning 33 innefattar ett ringformigt listelement, som är monterat vid organet 24 med hjälp av termiskt isolerade fästen 33a och som är försett med en inåt öppen kanal eller ett spår för mottagning av glastrådarna 30, vilka utgår från korgen 28. Kanalensundre kant utgörs av en dammbarriär eller ett breddavlopp 34 på ett sådant sätt att glaset som samlas i kanalen 33 strömmar över och genom cenurifugalkraftspåverkan avges till den inre ytan på centrifugal- spinnarens periferiska vägg. Överföringselementet 33 är med för- del anordnad på ett sådant sätt, att breddavloppet 34 säkerställer överföring eller matning av glaset i planet för den översta raden . av öppningar i den periferiska väggen.

Funktionen hos utföringsformen enligt fig. 3 är likartat den hos utföringsformen enligt fig. 2, frånsett att i fallet med tratten enligt fig. 2 öppningarna som är anordnade i trattens eller fickans botten avger separata glastrådar 32, under det att i fig. 3 glaset avges av överföringsanordningen i form av en duk, såsom antyds vid 35. 3 3 Nar det galler utföringsformen enligt fig. 4, kan man konf statera att den.visade centrifugalspinnaren 36 har en vertikal di- mension som är väsentligt ökad i förhållande till den hos centri- fugalspinnarna enligt fig. l, 2 och 3. Enligt fig. 4 utnyttjar man en fördelningskorg 28 liknande den i fig. 3, varvid korgen avger glastrådar 30 mot det ring- och listformiga överföringsele- mentet 33, vilket har en konstruktion liknande den som beskrivits i samband med fig. 3. I fig. 4 avleder emellertid överföringsan- ordningen 33 icke glaset direkt mot den inre ytan på centrifugal- spinnarens vägg. Glaset leds i stället till det inre av en ring- formig tratt eller ficka 37, vilken är öppen inåt och vilken är monterad på ett bärande infattat element 38, vilket är beläget inuti centrifugalspinnaren och förbundet med den senare vid den- nas övre kant. 4 Elementet 38 har cylindrisk form och dess övre kant är fastsatt vid apparatens hals, under det att elementets undre kant klos_-, ¶ m! 10 15 20 25 30 55 40 1910076-4 19 är försedd med ett spår 38a avsett att mottaga en kant 36a, vil- ken är riktad nedåt och anordnad på centrifugalspinnarens inre fläns eller krage. Elementet 38 är ävenledes förbundet med en bas- platta 38b. Såsom visas är såväl elementet 38 som basplattan före- trädesvis försedda med åtskilda hål. Förankringsorgan eller kon- soler 39, vilka är fördelade utefter periferin (jämför även fig. 9), utskjuter inåt från det centrala partiet av centrifugalspinnarens periferiska vägg och tjänar till att fixera en ring 39a, som är i ingrepp med en spårförsedd ansats 380 utförd i ett stycke med elementet 38, Anordnandet av konsolerna 39 med mellanrum i peri- feriled förhindrar varje nämnvärd återhållnings- eller störeffekt på den laminära strömningen av glas på den inre ytan av centrifu- galspinnarens periferiska vägg. Sammanfogningen av organen 36a-38a och 39a-38c är gjord på ett sådant sätt att elementet 38 och centrifugalspinnarens periferiska vägg kan fritt expandera och dra sig samman relativt varandra. Elementet 38 säkerställer, speciellt tack vare organen 39, 39a och 380, en effektiv förstärk- ning av centrifugalspinnarens periferiska vägg, vilken sålunda motverkar utåtriktad bombering av spinnarens vägg under inverkan av centrifugalkraften.

En fördel med denna konstruktion består i att förstärk- ningselementen hålls vid en ganska låg temperatur. Som exempel kan nämnas att under drift temperaturen på den periferiska väggen är omkring 105000, medan temperaturen på elementet 38 kan vara ungefär 60000, varför elementet förblir styvare.

I den sektionsvy i förstorad skala som visas i fig. 8 illustreras vissa konstruktionsdetaljer avseende överförings- tratten 37 och elementet 38. Det framgår sålunda att matflngsöpp- ningarna 40, som är upptagna i trattens botten, är anordnade på ett sådant sätt att glastrådarna bringas att passera genom i elementet 38 upptagna öppningar 41, vilka ligger radiellt i linje med öppningarna 40.

Fördelningen av konsolerna eller fästena 39 med vissa in- tervall på den inre ytan av centrifugalspinnarens vägg tillåter upprättande av den önskade laminära strömningen av glas från centrifugalspinnarens övre zon ända till spinnarens undre zon med ett minimum av avbrott. övriga delar av utrustningen, t.ex. organen för lagringen av centriíugalspinnaren, den ringformiga kammaren och den ring- formiga öppningen för passage av utdragningsgas och upphettnings- när i UÅLITY i poo v91oo76+4 20 elementet 25, kan samtliga vara liknande de som beskrivits tidi- gare. av den konstruktion liknande den för centrifugalspinnaren 56 i 5 fig. 4. Spinnaren har dock mindre diameter och innefattar för glasmatningen en central fördelningskorg 45 med en diameter, som i.är något större än den hos korgen 28 i fig. 4. De periferiska öppningarna i denna korg avger glastrâdar 44 direkt i en överfö- ringstratt 57 och icke med hjälp av ett avledande listelement 55. 10 Denna utföringsform innefattar ett element 58, en basplatta 58b, som är uttagen i centrum, samt förbindningar med centrifugalspin- narens periferiska vägg, såsom beskrivits tidigare i samband med fig. 4. I _ Även om man kan utnyttja olika särdrag enligt utföringsfor- 15 merna i fig. 4 och 5 tillsammans med en periferisk vägg med lik- formig tjocklek, är det attíöredraga att öka väggens tjocklek i riktning mot den.undrekanten av de skäl som tidigare angivits. 8 I fig, 6 visas en anordning liknande den enligt fig. 5 och vars centrifugalspinnare 25 och fördelningskorg 28 är desamma. 20 Dock utnyttjar man såsom överföringsring ett avledande listele- ment 45 (se även fig. 7) som är monterat direkt på ett parti av själva den periferiska väggen och icke pâ navet 24 såsom i fig. 5.

Av aetaljvyerna i rig. 7 een 8 framgår att i de två fallen 25 med direkt fastsättning av överföringsanordningen som visas i fig. 4-6 (37 i rig. 8 een 45 i rig. 7) ett mellanliggande skikt 46 av isolerande material har till funktion att minska trans- missionen av värme från överföringsanordningen till centrifugal- spinnaren och vid utföringsformerna enligt fig. 4, 5 och 8 även 30 till den bärande konstruktionen 58.

.Fiïalåå En betydelsefull fördel med föreliggande uppfinning är att de strukturella och funktionella särdragen gör det möjligt att för fibreringen utnyttja glassorter inom ett stort område. 55 Man kan sålunda utnyttja talrika kända uttagbara glaskompo- sitioner, i synnerhet mjuka glassorter. Dessutom kan man utnyttja olika konstruktiva och operativa särdrag hos föreliggande uppfin- ning enskilt eller i kombination med vissa typer av glaskomposi- Qtioner, som vanligen icke har utnyttjats i samband med kända fib- 40 reringsprocesser, vari utnyttjas en centrifugalspinnare för ..--_-___ I utföringsformen enligt fig. 5 är centrifugalspinnaren 42 10 15 20 25 30 55 40 791007641 21 utkastning av glastrådar eller -strömmar i en utdragningsstråle.

Tekniken och centrifugalspinnaren enligt föreliggande uppfin- ning tillåter i själva verket bekvämt utnyttjande av glaskomposi- tioner, vilka i praktiken icke har utnyttjats tillsammans med centrifugalfibreringsutrustning av känt slag på grund av olika orsaker, i synnerhet på grund av en relativt hög avglasningstem- peratur som nödvändiggör användning av en relativt hög fibrerings- temperatur. Denna höga fibreringstemperatur orsakar då den används i centrifugalspinnare av kända typer en alltför snabb förslitning eller försämring (genom erosion och/eller utåtriktad bombering av den periferiska väggen) för att centrifugalspinnaren i praktiken skulle kunna utnyttjas industriellt. Man kan sålunda säga, att det skulle vara så gott som omöjligt att med centrifugalspinnare av de kända typerna åstadkomma fibrering av vissa av de glaskom- positioner som förutses komma till praktisk användning inom ramen för föreliggande uppfinning.

Föreliggande uppfinning inbegriper dessutom utnyttjande av vissa glaskompositioner, som icke varit tidigare kända och som har önskvärda egenskaper vad gäller umpeatur och viskositet för att kunna fibreras med hjälp av uppfinningen. Dessa nya glaskom- positioner har ävenledes fördelen av att icke innehålla fluor- föreningar och att till och med vara praktiskt taget fria från bor och/eller barium, under det att dessa tre element fluor, bor och barium ingår separat eller i kombination i betydliga kvanti- teter i de glaskompositioner som skall fibreras medelst konven- tionell eentrifugalteknik. Dessa glaskompositioner är sålunda sär- skilt fördelaktiga, i det att de är ekonomiska och ger praktiskt taget icke några föroreningar. De aktuella nya kompositionerna, som har relativt höga smält- och avglasningstemperaturer, till- låter ävenledes framställning av fibrer som har bättre egenskaper vad gäller temperaturmotstånd. De värmeisoleringsprodukter som tillverkas utgående från de nya glaskompositionerna kan följakt- ligen utnyttjas med full säkerhet i tillämpningar, där isoleringen utsätts för höga temperaturer, av storleksordningen 450 till 50000, vilket skall jämföras med en temperatur av omkring ÄOOOC som gäl- ler för isoleringsprodukter bildade av fibrer bestående av olika kända, mjuka glassorter.

De för praktiskt utövande av föreliggande uppfinning före- dragna glassorterna, som utmärks av de olika egenskaper som antytts här ovan, kommer att beskrivas närmare 1 fortsättningen. Innan fwíóon uuAuTv 10 15 20 25 7910076-hd 22 d dessa kompositioner definieras mera specifikt, skall det på- minnas om att under konventionella förhållanden viskositeten har varit av storleksordningen 1000 pois vid fibreringstemperaturen.

Man sökte sålunda en temperatur som översteg avglasningstempera- turen så lite som möjligt, vilken kunde erhållas endast tack vare tillförande av fluorföreningar eller också bor- och bariumför- eningar. Vissa glassorter enligt uppfinningen kan uppnå en visko- sitet av storleken S000 pois vid centrifugalspinnarens arbetstem- peratur, i en temperatur av storleken 1030 till lO50°C, dvs. knappt högre än liquidus-temperaturen för glasen som utnyttjas.

Det torde emellertid noteras, att även om man erhåller särskilt fördelaktiga resultat genom att utnyttja nya komposi- tioner, som icke har upptagits i samband med den kända fibrerings- tekniken, förfarandet och anordningen enligt uppfinningen även kan såsom angivits tidigare utnyttjas tillsammans med ett stort .antal olika glaskompositioner som är kända och utnyttjas för när- varande. Uppfinningen avser dock likaledes nya glassorter som är lämpade att överföras till fibrer i enlighet med det tidigare be- skrivna förfarandet; j I det nedanstående återfinns uppgifter avseende detta ut- nyttjande. Samtliga däri upptagna kompositioner är angivna i viktdelar, frånsett icke doserade föroreningar och med undantagd för analysnoggrannheten.

-I Tabell I är kompositionen eller sammansättningen av åtta olika glassorter angiven tillsammans med tillhörande huvudegen- skaper. ' 1910076-4 25 Tabell I KOIVIPOSITION 0 1 2 3 4 5 6 7 S102 66,90 63,15 62 ,60' 62,70 61,60 63,45 62,10 60,30 111203 3,35 5,05 5,20 5,15 5,90 5,25 5,85 6,35 NazO 14,70 13,20 15,15 15,20 13,80 14,95 14,55 14,95 K2O 1,0 2,10 2,30 2,30 2,45 2,25 2,70 2,65 CaO 7,95 5,90 5 ,25 5,50 5,95 5,40 5,75 6,25 MgO 0,30 2,65 3,35 3,35 2,60 4,00 2,75 2,40 BaO spår 2,90 4,85 2,70 3,20 spår ' spår spår MnO 0,035 2,00 spår 1,50 3,05 3,00 3,40 2,90 :4203 0,49 'ons 0,79 0,85 0,89 0,84 1,88 3,37 S03 0,26 0,55 0,50 0,52 0,45 0,51 0,40 0,36 Tiøz spår spår spår spår spår spår spår spår 15203 4,9 1,50 spår spår spår spår spår spår VISKOSITEIQ 'Nlogrl =2) °C 1345 1416 1386 1403 1410 1402 1405 1395 '1'(log|'(=2,5) °C 120% 1271 1249 1264 1270 1265 1266 1257 'Nlogq =3) °C 1095 1161 1141 1156 1158 1160 1158 1150 '1'(10gl7=3 ,7) °C 975 1042 1028 1038 1042 1045 1038 1030 AVGLASNING Iiqcfidus °C 973 1020 960 1015 1015 1040 1020 1025 Maximal hastigqet Ein/m 0,93 0,52 0,30 0,46 1,1 0,40 1,08 1,96 vid tem- peratur °C 855 900 840 800 900 880 915 920 KEMIsK RE- ' sIsTENs (Dee) Vatten- påverkan mg 13,6 10,8 16,5 16,8 11 16,4 12,86 14,9 Kvarva- 4 mg ' :Éâïitet NazO 4,6 3,6 5,9 5,9 3,6 5,6 4,8 4,9 ä, L, POOR auAuïv 79100764* lo ' 15 20 25 24 De kemiska sammansättningar som är redovisade i tabellen är resultat erhållna vid analys av prov och givna i ekemplifie- rande svfte. _ Det torde vara uppenbart, att dessa siffror av fackmannen måste tas med en viss spridning som kan uppgå till ungefär f 5%, utgörande resultatet av fel som vidlåder noggrannheten för den kemiska doseringen och vägningarna av kompositionen samt lika- ledes fenomen hänförbara till beständigheten och förflyktigandet av vissa råvaror. Även om kompositionen O kan fibreras genom vissa kända processer, kan man inte åstadkomma sådan fibrering på ett ränta- belt sätt ur industriell synpunkt, ty produktionskapaoiteten skulle vara alltför låg. g Det är däremot klart, att kompositionen O kan fibreras medelst anordningen enligt föreliggande uppfinning under räntabia förhållanden. ' Det är praktiskt taget omöjligt att industriellt åstad- komma fibrering av de övriga kompositionerna medelst kända centrifugalfibreringstekniker. Dessa kompositioner lämpar sig dürcmot_utmärkt väl för utnyttJande i samband med utövande av föreliggande uppfinning. _ s Vissa av kompositionerna, såsom kompositionerna 5, 6 och 7, har dessutom icke tidigare varit kända för detta slags till- lämpning. 7 I själva verket gäller att utrustningen och tekniken en- , ligt föreliggande uppfinning lämpar sig på ett särskilt fördel- aktigt sätt för användning tillsammans med glas som faller inom den ram för viktsammansättning som redovisas i Tabell II, kolumn A, härefter. o, lO '7910076-4 25 Tabell II A' B - C BESTÃNDS- ~ GLAS MED MANGAN DELAR ALLMANT OMRÅDE GLAS MED GLAS MED BABIUM JÄRN S102 59 - 65 59 - 65 60 - 64 A1203 4 - 8 4 - 8 5 - 6,5 Na20 _ 12,5 - 18 12,5 - 18 14,5 - 18 Kzo o - 3 o - 3 o - 3 Rzoazazmxzo 15 - 18' 15 - 18 16 - 18 AIZO3/R2O 0,25 / 0,40 0,25 / 0,40 ( 0,25 / 0,40) CaO 4,5 - 9 4,5 - 8 5 ~ 9 NQO 0 - 4 0 - 4 0 - 4 bgflpkrflö 0 / 0,75 0 / 0,75 0 / 0,75 b@flH<2¶) 7 - 9,5 7 - 9,5 8 - 9,5 mo ' ' 0 _ 4 1 _ 3,5 1.15 _ 4 BaQ_§ 0 - 5 2 - 3,5 spår '3 0,1. _ 5 011 _ J. 0|8 _ 315 MnO+Ba+Fe2O3 3,5 - 8 4 - 8 3,5 - 6,5 3203 0 - 2 0 - 2 spår Diverse =5;l =s;l =5;1 varav S03 šofi šufi éofi Man föredrar emellertid, inom denna ram, att för fibrerna utnyttja glas speciellt bildade för att bibehålla jämvikt mellan viskositeten å enda sidan och avglasningstemperaturen och vatten- resistansen å andra sidan, en jämvikt som är särskilt svår att erhålla med de kända glaskompositionerna.

Dessa glas svarar i synnerhet mot kompositioner med mangan i Tabell II, kolumnerna B och C. Kolumnen B svarar mot glas, som innehåller små mängder bor och i vilka man även inbegriper ganska små mängder barium.

Kolumn C däremot svarar mot nya glas innehållande mangan och rikare på järn, såsom glasen 5, 6 och 7 i Tabell I, i vilkas sammansättning man har uteslutit varje frivillig tillsats av ba- rium och bor, ehuru det naturligtvis är möjligt att åtminstone spår av dessa senare ämnen kan ingå. 's .i Eyes uumfiv 10 15 20 25 79100764: 526 LEGERINGAR _ Alldeles särskilt för fibrering av de hårdaste glasen, som har viskositeter av storleksordningen 1000 pois vid tem- peraturer överstigande omkring ll50°C och som har en avglas- aningstemperatur av storleken 105000, kan man ävenledes enligt uppfinningen tillverka eentrifugalspinnaren av en legering med speciell sammansättning med förmåga att motstå de nödvändiga temperaturerna. Då glasen är mjukare, innebär användning av denna legering att centrifugalspinnarens livslängd ävenledes förlängs. Legeringen kan ha följande formel, i vilken delarna är angivna i viktprocent: Element Område c 0,65 - o,83 Cr 27,5 - 51 W 6 - 7,8 Fe 7 - 10 Si 0,7 - 1,2 Mn 0,6 - o,9_a co 0 - 0,2 P i o - 0,05 S O - 0,02 Ni (komplement) 59 - 50 Det är särskilt lämpligt att använda en legering av denna typ för centrifugalspinnare med stor diameter, t.ex. en diameter av åtminstone 400 mm. šïoöï

Claims (7)

1. 7910076-4 27 PATENTKRAV l. Förfarande för fibrering av smält glas med hjälp av en centrifugalspinnare, som har vertikal axel och innefattar en periferisk vägg försedd med ett flertal rader av öppningar för utkastning av glastrådar genom centrifugalkraftspåverkan, vilken spinnare är placerad inuti en ringformig utdragnings- gasstråle, som är riktad nedåt, k ä n n e t e c k n a t av att man matar allt glas som skall fibreras till zonen eller området för den övre raden av öppningar för upprättande av ett laminärt flöde av glas, som är riktat nedåt, på den inre ytan på centrifugalspinnarens periferiska vägg, så att flödet har formen av ett obromsat och väsentligen ohindrat skikt över raderna av utkastningsöppningar.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att man upphettar området vid den undre kanten på centrifugal- spinnarens periferíska vägg tillräckligt för att där upprätthålla en glastemperatur i närheten av den som existerar i området för den periferiska väggens övre kant, så att glasets viskositet hålls väsentligen líkformig i nämnda zoner. 3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att man utnyttjar en centrífugalspinnare, vars periferiska vägg är tjockare i det undre området än i det övre området, i syfte att för en given viskositet hos glaset etablera ett mot- stånd mot utkastning av glas genom centrifugalkraftspåverkan, vilket är större i öppningarna i de undre raderna än i de övre raderna. 4. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att man utnyttjar en centrifugalspinnare, i vilken diametern på öppníngarna och tjockleken på den periferiska väggen i dennas övre och undre områden är proportionerade på ett sådant sätt, att man för en given viskositet etablerar ett motstånd mot utkast- ning av glas genom centrifugalkraftspåverkan, vilket är större i öppningarna i de undre raderna än i de övre raderna. 5. Anordning för fibreríng av glas innefattande en ihålig centrifugalspinnare med vertikal axel och med en periferisk vägg försedd med ett flertal rader av öppningar för utkastning av trådar av smält glas genom centrifugalkraftspâverkan, en glas- fördelningsanordning placerad inuti centrifugalspinnaren och ett blåsorgan som alstrar en ringformig, nedåtriktad utdrag- _.. __-..-..-.. . ,:___:____- QUALITY 1910076-u 28 ningsgasstråle omkring centrifugalspinnaren, k ä n n e - Vt e c k n,a d av att centrifugalspinnaren (lZ,Z5,36,42) har en periferisk vägg (13,26) med en tjocklek som är större i rikt- ning mot dess undre kant än i riktning mot dess övre kant och som är försedd med rader av öppningar anordnade i de båda områdena, och att fördelningsanordningen innefattar organ (l7,28, 43) placerade inuti centrifugalspinnaren för matning av glaset mot insidan av centrifugalspinnarens periferíska vägg, varvid nämnda matningsorgan matar glaset mot området för den övre raden av öppningar i en mängd tillräcklig för att förse samt- liga rader av öppningar med en glasmängd, som tillåter strömning 1 av glas nedåt på den inre ytan av centrifugalspinnarens (12, 25,36,42) periferiska vägg (l3,26) i form av ett obromsat skikt i och för utkastning av glas genom öppningarna i de undre oraderna. 7 6. av att centrifugalspinnarens (12) periferiska vägg (15) är tjockast vid dess undre kant och tunnast i ett mellanliggande område och har en mellanliggande tjocklek vid dess övre kant. 7. Anordning enligt krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k - n a d av att den yttre ytan på den periferiska väggen (15) är väsentligen cylindrisk.

3. , Anordning enligt något av kraven 5-7, t e c k n.a d av att fördelningsanordningen inkluderar överfö- ringsorgan (3l,37,53,45) för glaset innefattande en ringformig överföringsanordning placerad inuti centrifugalspinnaren (l2,25,36,42) och placerad radiellt mellan nämnda glasmatnings- organ (l7,28,43) och centrifugalspinnarens (l2,25,56,42) peri- Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d k ä.n n e - dferiska vägg (l3,26), varvid överföringsanordningen innefattar organ för att bringa det överförda glaset till området för den övre raden av fibreringsöppningar för att därigenom etablera en strömning av glas riktad nedåt på insidan av centrifugalspinna- rens (l2,25,36,42) periferiska vägg (l3,26) och över de övriga raderna av avgivfingsöppningar. /šn/uï 791007644 29 9- Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda överföringsorgan (3l,37,33,45) innefattar ett ringformigt listorgan (33,45) försett med en inåt öppen kanal, varvid en av kanalens kanter är försedd med en dammbarriär eller ett breddavlopp (34) placerat på ett sådant sätt att glaset bringas att övergå i ett plan beläget i området för den övre raden av öppningar. 10. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda överföringsorgan (3l,37,33,Ä5) innefattar ett ringformigt trattorgan (3l,37), som är öppet inåt och i sin botten försedd med överföringsöppningar placerade på ett sådant sätt att glaset bringas vidare i ett plan beläget i området för den övre raden av öppningar. 11- Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e o k n a d av att den innefattar ett ringformigt överföringstrattorgan (37) placerat radiellt mellan kanalen och centrifugalspinnarens (36) periferiska vägg (26) och i sin botten försett med överförings- öppningar (40) placerade på ett sådant sätt att glaset bringas att strömma vidare i ett plan beläget i området för den övre raden av öppningar. 12. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e o k n a d av att nämnda glasmatningsorgan (l7,28,43) innefattar en korg (28,43) monterad inuti centrifugalspinnaren (25,36,42) och roterande tillsammans med den senare samt försedd med en perife- risk vägg med öppningar (29) för fördelning av glas, vilka öpp- ningar är placerade i planet för nämnda överföringsorgan eller i omedelbar närhet av detta plan. 13. Anordning enligt något av kraven 5-12, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda glasmatningsorgan (l7,28,43) inne- fattar en fördelare (17) försedd med en periferisk vägg med öppningar (18) för fördelning av glas, vilka öppningar är pla- cerade i planet för den övre raden av öppningar på centrifugal- spinnarens (12) periferiska vägg (13) eller i omedelbar närhet av detta plan, varjämte fördelarens periferiska vägg i övrigt saknar perforeringar, vilket tillåter matning av allt glas som skall fibreras till området för den övre raden av öppningar i oentrifugalspinnaren (12) och sålunda etablering av en laminär strömning av glas fortskridande nedåt på den inre ytan av centri- fugalspinnarens (12) vägg (13) i form av ett skikt åstadkommet' utan tillbakahållning och väsentligen utan hinder över de övriga raderna av avgivningsöppningar¿ § POOR QUAUTY i 791007641 30 1

4. Anordning enligt krav_5, k ä n n e t e c k n a d fav att ett ringformigt förstärkningselement (16) är förbundet med den undre kanten på centrifugalspinnarens (12) periferiska vägg (15), vilket element är förskjutet radiellt inåt i förhållande ~ till den.undre kanten på den periferiska väggen (15) och vilket parallellt med centrifugalspinnarens (12) axel har en dimension som är större än tjockleken på den periferiska väggen (15). 1

5. Anordning enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a d av att det ringformiga elementet (16) innefattar en fläns eller krage (27), som skjuter ut radiellt inåt från den undre kanten på den periferiska väggen (26) med progressivt tilltagande tjocklek i riktning mot sin inre kant. 1

6. Anordning enligt krav 14, k ä n n e t e c k n a d av att det ringformiga elementet (16) har cylindrisk form och mindre diameter än den undre kanten på den periferiska väggen (15) samt att organ (15) är anordnade som förbinder elementets övre kant med den undre kanten på den periferiska väggen (15). 1

7. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar konstruktiva förstärkningsorgan som mot- verkar utåtriktad bombering av mittområdet på centrifugalspin- narens (56,42) periferiska vägg under inverkan av centrifugal- kraften. 6 13. Anordning enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda förstärkningsorgan innefattar ett väggförstärk- ningselement monterat inuti centrifugalspinnaren (56,42) och för- bundet därmed i punkter fördelade i omkretsled i den periferiska väggens mittområde, varvid elementet har ett ansatsspår (580) som mottager ett ringelement (59a) fastsatt på den periferiska väggen medelst fästen (59). 19- Anordning enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda förstärkningsorgan är försedda med ett spår (58a) som mottager kanten (56a) på den undre flänsen på den periferiska väggen, varvid nämnda organ även är förbundna med väggen under öppningarna för utkastning av glas. 20. Anordning enligt något av kraven 5-19, k ä n n e - t e o k n a d av att den innefattar organ (25) för att upphetta området vid den undre kanten på centrifugalspinnarens (l2,25,56,42) periferiska vägg (l5,26) för att i detta område upprätthålla en glastemperatur som närmar sig temperaturen på glaset i närheten »r__........___.ii.. ...... ._ . --- M .____._~.__..___...- -____..Ü...... _ .____. ___ __ _ _ 79100764! 31 av det övre området på väggen (l3,26) i syfte att därigenom upp- rätta en i huvudsak likformig viskositet för glas som befinner sig i nämnda övre och undre områden på centrifugalspinnarens (l2;25,56,42) periferiska vägg (l3,26), varvid väggen (l3,26) progressivt ökar i tjocklek från det övre området till det undre området och diametern på öppningarna och tjookleken på väggen (l3,26) i nämnda övre ooh undre områden är proportionerade på ett sådant sätt, att det för en given viskositet blir ett mot- stånd mot avgivande av glas genom oentrifugalkraftens inverkan, vilket är större i öppninarna i de undre raderna än i öppning- arna i de övre raderna, varigenom det skapas ett i utdragnings- flamman utkastat glasflöde som är större för glastrådarna här- rörande från öppningarna i de övre raderna än för de som avges fran de undre raderna trots den i huvudsak likformiga viskosite- ten för glas som utkastas genom öppningarna i de övre och undre områdena av den periferiska väggen (l3,26). Pícaít rrrr __, QUALITY