DE763108C

DE763108C - Glas zur Herstellung feinster Fasern und Faeden

Info

Publication number: DE763108C
Application number: DEA87454D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Steinbock
Original assignee: GERRESHEIMER GLASHUETTENWERKE
Current assignee: GERRESHEIMER GLASHUETTENWERKE
Priority date: 1938-07-13
Filing date: 1938-07-13
Publication date: 1954-05-17

Description

Glas zur Herstellung feinster Fasern und Fäden Die Erfindung betrifft ein alkalifreies Glas von guter Schmelzbarkeit und mit niedriger Erweichungstemperatur, das sich insbesondere zur Herstellung von feinsten Glasfasern und -fällen eignet.
Bekanntlich geben unter dem Einfluß der Luftfeuchtigkeit, mehr noch beim Angriff von Wasser oder Dampf, alle alkalihaltigen Gläser oberflächlich Alkali ab. Im Verein mit der Feuchtigkeit bildet das ausgetretene Alkali einen Überzug, der das Glas weiter angreift, außerdem elektrolytisch leitet und Metallteile, die mit dem Glas in Berührung stehen, zerstört. Da die Feuchtigkeit das Glas nur von der Oberfläche her angreift, ist die Stärke des Angriffs bzw. die Menge des ausgelaugten Alkalis außer von der Glaszusammensetzung bzw. dem Alkaligehalt des Glases, der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt der das Glas umgebenden Atmosphäre in erster Linie abhängig von der Größe der Oberfläche. Der Angriff wirkt sich daher besonders stark bei feinen Fasern und Fäden aus, weil diese eine relativ viel größere Oberfläche haben als beispielsweise starkwandige Glasgefäße oder Geräte.
Neuerdings werden feinste Fasern und Fäden aus Glas mit einem mehr oder weniger hohen Alkaligehalt in steigendem Umfang für elektrische Isolierungen verwendet. Beim Einwirken von Feuchtigkeit geht jedoch infolge der elektrolytischen Leitfähigkeit der alkalireichen Oberflächenschichten die Isolierwirkung schnell verloren. Zudem wird der isolierte Leiterstoff angegriffen und bei weiterer Ein- Wirkung schließlich auch die Glasfaser zerstört.
Man war daher infolgedessen bisher gezwungen, solche Isolierungen ebenso wie solche aus Textilien, Baumwolle od. dgl., durch Imprägnierungen, Überzüge, Lacke od. dgl. zu schützen.
Derartige Überzüge haben jedoch bei weitem nicht die thermische Resistenz von Glas. Eine lackierte oder imprägnierte Isolierung darf höchstens bis 200' C erwäfmt werden, während Glas Temperaturen bis 50o' C und darüber ohne Schädigung verträgt.
Die günstigen thermischen Eigenschaften des Glases können infolgedessen bei Verwendung derartiger Überzüge nicht ausgenutzt werden.
Es hat sich daher als notwendig erwiesen, solche Fasern und Fäden, insbesondere wenn sie für elektrische Isolierungen oder für Zwecke verwendet werden, wo es auf höchste thermische und chemische Resistenz ankommt, aus alkalifreiem Glas herzustellen.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein an sich bekanntes, alkalifreies Glas von guter Schmelzbarkeit zur Herstellung von Glasfasern zu benutzen, das sich bei den in der Glasindustrie üblichen Temperaturen von 138o bis iq.5o' C in den gebräuchlichen Gasschmelzöfen in üblicher Schmelzzeit ohne Schwierigkeiten erschmelzen läßt und bei der Verarbeitung keine wesentlich höhere Temperatur benötigt als ein übliches technisches Glas und insbesondere sich mit den bisher gebräuchlichen Verfahren gut zu feinsten Fasern und Fäden ausziehen läßt.
Erfindungsgemäß erzielt man eine gute Schmelzbarkeit und Verarbeitbarkeit des Glases bei gleichzeitiger völliger Abwesenheit von Alkali, wenn das Glas nicht mehr als etwa 6o0;'0 Kieselsäure, etwa 2o bis 30°%n Erdalkalien, und zwar vorzugsweise Bariumoxyd oder Strontiumoxyd, nicht mehr als 15 0;o Borsäure, etwa 50j0 Tonerde, i bis 50;.`o Zinkoxyd oder Cadmiumoxyd oder beide zusammen, etwa 2 bis 1o0(0 Eisenoxyd oder Manganoxyd oder beide zusammen und bis zu i0'0 Fluor enthält. Der Zusatz von Eisen- und Manganverbindungen zu Farbgläsern und der Zusatz von Fluoriden zu Gläsern ist an sich bekannt und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Beispielsweise kann ein Glas nach vorliegender Erfindung erschmolzen «erden aus: 55o Gewichtsteilen Glasschmelzsand, 31o Gewichtsteilen Borsäurehydrat, 75 Gewichtsteilen Tonerdehy drat, q5 Gewichtsteilen Dolomit, 2o GewichtsteilenZinkoxyd, 25o GewichtsteilenBaryt, 20 Gewichtsteilen Kiesabbrände, 1o Gewichtsteilen Braunstein, 2o Gewichtsteilen Flußspat.
Dieses ergibt folgende Zusammensetzung: 53,501'o Kieselsäure, 130;o Borsäure, 50',r Tonerde, 1,7010 Eisenoxyd, o,80'" Manganoxyd, o Zinkoxyd, 190, Bariumoxyd, 3% Kalk, 20, Magnesia, Spuren Fluor.
Diese Zusammensetzung wird nur als Beispiel angeführt und kann gegebenenfalls innerhalb der oben angegebenen Grenzen geändert werden.
Infolge des völligen Fehlens von Alkali gibt ein Glas nach vorliegender Erfindung auch bei energischen Dampfangriffen kein Alkali ab und ist infolgedessen auch gegen andere chemische Angriffe hervorragend resistent. Trotz des hohen Erdalkaligehaltes neigt das Glas nicht zur Entglasung, einmal wegen der Anwesenheit von Borsäure und größeren Mengen dreiwertiger Oxyde, zum anderen, weil der Erdalkaligehalt vorzugsweise aus Bariumoxyd und/oder Strontiumoxyd besteht. Obgleich das Glas kein Alkali und verhältnismäßig wenig Borsäure enthält, läßt es sich bei etwa den gleichen Temperaturen wie andere Gläser zu feinsten Fasern und Fäden beliebiger Länge ausziehen, die wegen ihrer guten elastischen und mechanischen Eigenschaften und ihrer außerordentlichen chemischen Resistenz sich für elektrotechnische Zwecke sehr gut eignen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Glas zur Herstellung feinster Fasern und Fäden, insbesondere für elektrotechnische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß das Glas praktisch kein Alkali und in an sich bekannter Zusammensetzung nicht mehr als 6o0,," Kieselsäure, etwa 2o bis 30°1o Erdalkalien, nicht mehr als 150,-" Borsäure und i bis 50!o Zink- und/oder Cadmiumoxyd enthält.
2. Glas nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem etwa 2 bis 1o0/0 Eisenoxyd oder Manganoxyd oder beide zusammen enthält.
3. Glas nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem bis zu 10 `o Fluor enthält. .I. Glas nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 53,50,/o Kieselsäure, 130:o Borsäure, 50;-o Tonerde, 1,70/0 Eisenoxyd, o,80,10 Manganoxyd, 20;'0 Zinkoxyd, i90'0 Bariumoxyd, 30;i0 Kalk, 20/0 :Magnesia, Spuren Fluor enthält. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Eitel, Pirani, Scheel, Glastechnische Tabellen«, 1932, Berlin, S. 697, 700, 709, Klassen-\r. VII, 3o5, 363, IX, 55@