DE883949C - Flexible glass threads and structures made from them - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf .biegsames, überzogenes Fasermaterial und betrifft insbesondere biegsame, überzogene Glasfäden, daraus hergestellte Gebilde und Verfahren zu deren Herstellung. The present invention relates to .flexible, coated fiber material, and more particularly relates to flexible, coated glass filaments made therefrom Manufactured structures and processes for their manufacture.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein überzogener Glasfaden, der eine höhere Zugfestigkeit als Baumwolle oder Wolle aufweist, ein Garn daraus, das längere Zeit starker Biegebeamspruchung standhält, ohne daß die¹ Fäden des Garnes brechen, und das· sich leicht zu äußerst dauerhaften Geweben verarbeiten läßt.Accordingly, the present invention is a coated glass thread having a higher tensile strength than cotton or wool, a yarn therefrom, the longer time withstands strong Biegebeamspruchung without the ¹ filaments break of the yarn, and · easily can be processed to highly durable fabrics.

Die erfindungsgemäß überzogene gläserne Stapelfaser kann ohne Schaden verhältnismäßig hohen Temperaturen unterworfen werden, und ein daraus hergestelltes biegsames Gewebe besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit.The glass staple fiber coated according to the invention can be relatively high without damage Temperatures are subjected, and a flexible fabric made therefrom has a high Thermal conductivity.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein aus überzogenen Glasfäden hergestelltes leichtes, biegsames· Seil, das nur schwer Feuchtigkeit absorbiert und durch S'chimmelpilze nicht geschädigt wird.Another object of the invention is a lightweight, made of coated glass threads, flexible rope that absorbs moisture with difficulty and is not damaged by mold will.

Ebenso ist ein Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung überzogener Glasfäden und daraus gefertigter Gebilde mit ungewöhnlicher äußerer Erscheinung, die in vielen Farben und mit besonderem Glanz hergestellt werden können.The invention also relates to a method for producing coated glass threads and structures made from it with an unusual external appearance, which come in many colors and with special shine can be produced.

Andere Gegenstände der Erfindung gehen aus den Zeichnungen und der folgenden Beschreibung hervor.Other objects of the invention will become apparent from the drawings and the following description emerged.

Wegen der geringen Zugfestigkeit der Baumwoll- und der Wollfaser, besonders bei höheren Temperaturen, ersetzt die Industrie bei der Herstellung zahlreicher Erzeugnisse in steigendem Maße* Baum-Because of the low tensile strength of cotton and wool fibers, especially at higher temperatures, is increasingly replacing industry in the manufacture of numerous products * tree

woll- und Wollfasern durch künstliche Fäden mit höherer Zugfestigkeit. Zu den zu künstlichen Fäden verspinnbaren Stoffen gehört auch Glas, das zu Fäden mit einer Zugfestigkeit von über 70 000·kg/cm² ausgezogen werden kann. Es wurde jedoch festgestellt, daß, obwohl die einzelnen Glasfaden ausgezeichnete physikalische Eigenschaften aufweisen, die sie als erwünschten Ersatz für baumwollene und wollene Garne und Gewebe erscheinen lassen, ein aus unüberzogenen Glasfäden hergestelltes Garn schwach ist, und daß beim Biegen eines solchen Garnstranges die-einzelnen Fäden des Garnes leicht brechen, wobei das Garn mürbe wird und schließlich zerfällt.wool and wool fibers through artificial threads with higher tensile strength. The substances that can be spun into artificial threads also include glass, which can be drawn into threads with a tensile strength of over 70,000 kg / cm ² . It has been found, however, that although the individual glass strands have excellent physical properties which make them desirable substitutes for cotton and woolen yarns and fabrics, a yarn made from uncoated glass strands is weak and, when such a strand of yarn is bent, the individual Easily break the threads of the yarn, whereby the yarn becomes crumbly and eventually crumbles.

Die Erfindung verwirklicht die eingangs erwähnten Gegenstände und Ziele durch den Vor-' schlag eines überzogenen Glasfadens oder einer überzogenen gläsernen Stapelfaser, aus denen leicht ein Garn hergestellt werden kann von ausgezeichneten Biegeeigenschaften und hoher Zugfestigkeit, so daß sich dieses· Garn zu flächigen Gebilden ungewöhnlicher Dauerhaftigkeit oder zu Cord für Fahrzeugreifen u. dgl. verarbeiten läßt, die starke Biegebeanspruchungen aushalten.The invention realizes the objects and objectives mentioned at the outset by means of the ' blow a coated glass thread or a coated glass staple fiber, from which easily a yarn can be produced with excellent flexural properties and high tensile strength, so that this yarn becomes more unusual in flat structures Durability or can be processed into cord for vehicle tires and the like, the strong Withstand bending stresses.

Fig. ι zeigt eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Glasfadens, zumTeil aufgebrochen und im Schnitt;Fig. Ι shows an enlarged, perspective view of a glass thread according to the invention, partly broken up and cut;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte, perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Glasfädengarns, zum Teil im Schnitt;Fig. 2 shows an enlarged, perspective view of a glass thread according to the invention, for Part in section;

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Aufsicht auf ein erfindungsgemäß aus Glasfädengarn gefertigtes Gewebe; Fig. 3 shows an enlarged plan view of a fabric made from fiberglass yarn according to the invention;

Fäg, 4 zeigt eine vergrößerte, perspektivische Ansieht eines erfindungsgemäß aus Glasfaden bestehenden Seils (Cord), zum Teil im Schnitt.Fig. 4 shows an enlarged, perspective view of a rope (cord) made of glass thread according to the invention, partly in section.

Der Faden 10 besteht, wie in Fig. ι zu sehen, aus eimern langen, biegsamen, gläsernen Teil 11 von geringem Durchmesser, bedeckt mit einem geschlossenen Film oder Überzug 12 aus Metall von gleichmäßiger Dicke, auf der Oberfläche im gesamten Umfang des gläsernen Teils 11 aufliegend und fest haftend.The thread 10 consists, as can be seen in Fig. Ι, from pails long, flexible, glass part 11 of little Diameter covered with a closed film or coating 12 of metal of uniform thickness over the surface throughout Perimeter of the glass part 11 resting and firmly adhering.

Der Grundkörper 11 ist ©in biegsamer Glasfaden mit so geringem Durchmesser, daß mehrere dieser Glasfäden leicht zu einem Garn gedreht oder versponnen werden können, das sich nach den in der Textilindustrie üblichen Verfahren zu Tuch verarbeiten läßt. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser des Glasfadens π nicht mehr als 0,25 mm, da Glasfaden mit größerem Durchmesser im allgemeinen zu steif und spröde sind, um sich in befriedigender Weise zu Garn und Geweben verarbeiten zu lassen. Die Zusammensetzung des iSilicatgernisches, aus dom die Glasfaden z. B. durch Ziehen eines plastischen Glasflusses¹ durch eine Düse hergestellt werden, kann in weiten Grenzen schwanken und hängt von den gewünschten physikalischen und chemischen Eigenschaften ab. Der die gesamte Oberfläche des gläsernen Grundkörpers 11 bedeckende Überzug 12 ist ein ununterbrochener, undurchlässiger Film oder Überzug aus Metall oder Mfetallgemisch (Legierung), auf die Oberfläche des Grundkörpers 11 aufgebracht, vorzugsweise indem der Grundkörper 11 mit dem Überzugsmetall in .Kontakt gebracht wird, während sich dieses im geschmolzenen Zustand befindet. Vorzugsweise besteht die Überzugsmasse 12 aus einem Metall oder Metallgemisch (Legierung) mit einer Erstarrungstemperatur von über Raumtemperatur (20°), z.B. Aluminium, Wismut, Kupfer, Blei, Zink, Chrom, Kobalt, Nickel, Gold, Silber, Cer, Eisen, Iridium, Platin, Zinn, Wolfram, Antimon, Titan, Radium, Tellur, Tantal, Palladium, Molybdän, Indium, Mangan und Legierungen dieser Metalle. Besonders zu bevorzugen sind Metalle und Legierungen, deren Erstarrungstemperatur über Raumtemperatur (20⁰) liegt und die bei Raumtemperatur atmosphärischen Einflüssen gegenüber praktisch inert sind, z. B. Aluminium, Kupfer, Gold, Silber, Chrom, Blei, Zinn u. dgl. und Legierungen dieser Metalle, wie Weichlot, Woodsches Metall, Messing, Bronze und nichtrostender Stahl. Die besten Ergebnisse werden mit -Metallen oder Legierungen erhalten, denen Erstarrungstemperatur über Raumtemperatur (20⁰) liegt, die bei- Raumtemperatur (20⁰) atmosphärischen Einflüssen gegenüber praktisch inert sind und deren Bruchfestigkeit höher ist als die des Glases, aus dem der Grundkörper 11 besteht.The base body 11 is made of flexible glass thread with such a small diameter that several of these glass threads can easily be twisted or spun into a yarn which can be processed into cloth by the methods customary in the textile industry. The diameter of the glass thread π is preferably no more than 0.25 mm, since glass threads with a larger diameter are generally too stiff and brittle to be processed in a satisfactory manner into yarn and fabrics. The composition of the iSilicate mixture, from dom the glass thread z. B. be produced by drawing a plastic glass flow ¹ through a nozzle, can vary within wide limits and depends on the desired physical and chemical properties. The coating 12 covering the entire surface of the glass base body 11 is an uninterrupted, impermeable film or coating made of metal or a metal mixture (alloy), applied to the surface of the base body 11, preferably by the base body 11 being brought into contact with the coating metal while this is in the molten state. The coating compound 12 preferably consists of a metal or metal mixture (alloy) with a solidification temperature above room temperature (20 °), for example aluminum, bismuth, copper, lead, zinc, chromium, cobalt, nickel, gold, silver, cerium, iron, iridium , Platinum, tin, tungsten, antimony, titanium, radium, tellurium, tantalum, palladium, molybdenum, indium, manganese and alloys of these metals. Particularly preferred are metals and alloys whose solidification temperature is above room temperature (20 ⁰ ) and which are practically inert to atmospheric influences at room temperature, e.g. B. aluminum, copper, gold, silver, chromium, lead, tin and the like. And alloys of these metals, such as soft solder, Wood's metal, brass, bronze and stainless steel. The best results are obtained with metals or alloys whose solidification temperature is above room temperature (20 ⁰ ), which are practically inert to atmospheric influences at room temperature (20 ⁰ ) and whose breaking strength is higher than that of the glass from which the base body 11 consists.

Es ist wünschenswert, daß der Überzug 12 eine gleichmäßige Dicke von zwei Monomolekularschichten bis zu 0,25 mm aufweist, vorzugsweise 1,25 X 10-⁴Ws 1,25 X 10—!mm.It is desirable that the coating 12 has a uniform thickness of two monolayers up to 0.25 mm, preferably 1.25 X 10 ⁴ 1.25 X 10 mm Ws!.

Der Überzug 12 kann auf den Grundkörper 11 aufgebracht werden, indem das Überzugsmetall oder die Überzugsmetallegicrung verdampft und der Grundkörper 11 mit diesem Dampf in Berührung gebracht wird, wobei sich dieser Dampf auf die Oberfläche des Grundkörpers 11 niederschlägt (kondensiert) und einen ununterbrochenen, auf der Oberfläche des Grundkörpers 11 festhaftenden Überzug bildet.The cover 12 can be applied to the base body 11 can be applied by the coating metal or the coating metal alloy evaporates and the base body 11 comes into contact with this vapor is brought, this vapor is deposited on the surface of the base body 11 (condensed) and an uninterrupted one firmly adhering to the surface of the base body 11 Forms coating.

In Fig. 2 sind mehrere überzogene Glasfäden 10 in üblicher Weise zu einem Garn 15 gedreht oder versponnen, das verarbeitet werden kann zu einem Gewebe 20, wie Fig. 3 zeigt, durch Weben, Stricken, Flechten od. dgl., oder zu einem schußlosen flächigen Gebilde oder, wie Fig. 4 zeigt, zu einem aus mehreren Garnsträhnen gedrehten Seil (Cord).In FIG. 2 there are several coated glass threads 10 twisted in the usual way to a yarn 15 or spun, which can be processed into a fabric 20, as Fig. 3 shows, by weaving, knitting, Braid or the like, or to a shotless flat structure or, as FIG. 4 shows, to one Cord twisted from several strands of yarn.

Ein durch Zusammendrehen oder Verspinnen mehrerer erfindungsgemäßer metallüberzogener Glasfäden zu einem Strang erhaltenes Garn weist im Vergleich mit einem aus unüberzogenen Glas-- r. fäden gleichen Durchmessers erhaltenen Garn ausgezeichnete Biegeeigenschaften auf. Die folgenden Beispiele sollen die Überlegenheit der aus erfindungsgemäßen, überzogenen Glasfäden bestehenden Garne über Garne aus unüberzogenen Glasfäden zeigen, ohne aber damit die Erfindung auf diese Beispiele zu beschränken.One obtained by twisting or spinning together several metal-coated ones according to the invention In comparison with a yarn made from uncoated glass, a yarn obtained as a strand shows. threads of the same diameter obtained yarn have excellent bending properties. The following Examples are intended to demonstrate the superiority of those consisting of coated glass threads according to the invention Yarns over yarns made from uncoated glass threads show, but without thereby, the invention to be limited to these examples.

Beispiel ιExample ι

3(6 Glasfäden mit einem Durchmesser von 0,00892 mm wurden mit einer 0,000876 mm dünnen !Schicht nichtrostenden Stahls überzogen und zu3 (6 glass threads with a diameter of 0.00892 mm was covered with a 0.000876 mm thin layer of stainless steel and closed

einem Garn zusammengedreht. Als dieses Garn mit konstanter Geschwindigkeit in einem Winkel von 150⁰ gebogen wurde, hielt es dies 3800 mal so oft und lange aus wie ein aus 36 unüberzogenen Glasfäden mit einem Durchmesser von 0,00892- mm bestehendes. Garn.twisted together with a thread. Was used as this yarn at constant speed bent at an angle of 150 ^0, it kept the 3800 times as often and long like an uncoated glass filaments of 36 having a diameter of 0,00892- existing mm. Yarn.

Beispiel 2Example 2

36 Glasfaden mit einem Durchmesser von 0,00892 mm wurden mit einer dünnen Schicht Chrom überzogen und zu einem Garn zusammengedreht. Als dieses Garn mit konstanter Geschwindigkeit in einem Winkel von 150⁰ gebogen wurde, hielt es dies 1566 mal so oft und lange aus wie ein aus 36 unüberzogenen Glasfaden mit einem Durchmesser von 0,00892 mm bestehendes Garn.36 glass threads with a diameter of 0.00892 mm were coated with a thin layer of chrome and twisted into a yarn. Was used as this yarn at constant speed bent at an angle of 150 ^0, it kept the 1566 times as often and long like an uncoated 36 of glass yarn having a diameter of 0.00892 mm existing yarn.

Beispiel 3Example 3

36 Glasfaden mit einem Durchmesser von 0,00892 mm wurden mit einer 0,00103 mm dünnen Kupferschicht überzogen und zu einem Garn zusammengedreht, das in der Biegeprobe, mit konstanter Geschwindigkeit in einem Winkel von 150⁰ gebogen, eine 11 ooo°/oige Verbesserung gegenüber einem aus 36 unüberzogenen Glasfaden mit einem Durchmesser von 0,00892 mm bestehenden Garn aufwies.36 glass fiber having a diameter of 0.00892 mm were coated with a 0.00103 mm thin copper layer and twisted together into a yarn, which is bent in the bending test, at a constant speed at an angle of 150 ^0, a 11 ooo ° / o improvement over a yarn consisting of 36 uncoated glass thread with a diameter of 0.00892 mm.

Die in den vorstehenden Beispielen verwendeten biegsamen, überzogenen Glasfaden wurden hergestellt, indem das betreffende Überzugsmetall oder Überzugsmetallgemisch (!Legierung) in einem Behälter bei einem Druck von weniger als 0,1 mm Quecksilber verdampft und mit den Oberflächen der im Behälter einzeln hängenden, noch unüberzogenen Glasfaden in Berührung gebracht wurde, auf denen sich der Dampf als Überzug niederschlug. Das Überzugsmetall(-gemisch) wurde verdampft, indem es in ein mit Aluminiumoxyd überzogenes, aus Spiralwindungen eines Wolframdrahtes, mit einem Durchmesser von 0,653 ^mm bestehendes, konisches Gefäß gegeben und ein Strom von ungefähr 12 Ampere und ungefähr 8 Volt durch den Draht geschickt wurde, der dadurch auf ungefähr 1700⁰ erhitzt wurde, eine zum Verdampfen des Metalls oder Metallgemisches genügende Temperatur. Beim Auftreffen des Metalldampfes auf die verhältnismäßig kalten Oberflächen der Glasfäden kondensierte sich der Dampf auf diesen Oberflächen unter Bildung eines praktisch kontinuierlichen Metallfilms oder Überzugs.The flexible, coated glass threads used in the preceding examples were produced by vaporizing the relevant coating metal or coating metal mixture (! Alloy) in a container at a pressure of less than 0.1 mm mercury and with the surfaces of the uncoated individually hanging in the container Glass thread was brought into contact, on which the steam deposited as a coating. The coating metal (mixture) was evaporated by placing it in a ^{conical vessel made of spiral windings of tungsten wire with a diameter of 0.653 mm} and passing a current of about 12 amps and about 8 volts through the wire, covered with aluminum oxide, which was thereby ^{heated to approximately 1700 0} , a temperature sufficient to vaporize the metal or metal mixture. When the metal vapor impinged on the relatively cold surfaces of the glass threads, the vapor condensed on these surfaces to form a virtually continuous metal film or coating.

Ein erfindungsgemäßes Garn oder ein daraus gefertigtes Gebilde zeigt eine außerordentlich hohe Zugfestigkeit und eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit bzw. schnelle Wärmeverteilung durch den ganzen Körper.A yarn according to the invention or a structure made therefrom shows an extraordinarily high level Tensile strength and excellent thermal conductivity and rapid heat distribution through the whole body.

Außerdem können diese Garne in den verschiedensten Farben hergestellt werden durch Zugabe färbender Substanzen zum Metall oder Metallgemisch vor dessen Aufbringen auf die Oberfläche der Glasfaden. Auch zeigt das erfindungsgemäße Garn einen eigenartigen, metallischen Glanz, der das Aussehen aus ihm gefertigten Tuches- sehr verbessert. In addition, these yarns can be produced in a wide variety of colors by adding coloring substances to the metal or metal mixture before it is applied to the surface the glass thread. The yarn according to the invention also has a peculiar, metallic sheen, the the appearance of the cloth made from it- much improved.

Wegen der geringen Neigung von Glas und Metall zur Absorption von Feuchtigkeit trocknen aus erfindungsgemäßen Garnen gefertigte Gebilde schnell und schrumpfen nicht; auch unterliegen diese Garne nicht dem zerstörenden Einfluß von Schimmelpilzen.Dry because of the low tendency of glass and metal to absorb moisture Structures made from yarns according to the invention quickly and do not shrink; also subject these yarns do not suffer from the damaging influence of mold.

Natürlich läßt sich die vorliegende Erfindung in verschiedenster Weise variieren und modifizieren, ohne damit den Grundgedanken und den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen.Of course, the present invention can be varied and modified in the most varied of ways, without leaving the basic idea and scope of the invention.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Biegsamer Glasfaden, gekennzeichnet durch einen seine gesamte Oberfläche bedeckenden, einheitlichen, geschlossenen, metallischen Überzug. 1. Flexible glass thread, characterized by a covering its entire surface, uniform, closed, metallic coating. 2. Biegsamer Glasfaden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug eine Dicke von zwei Monomolekularschichten bis zu 0,25 mm hat.2. Flexible glass thread according to claim 1, characterized in that the coating has a Has a thickness of two monomolecular layers up to 0.25 mm. 3. Biegsamer Glasfaden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Überzug eine Erstarrungstemperatur von über 20⁰ hat.3. Flexible glass thread according to claim 1 or 2, characterized in that the metallic coating has a solidification temperature of over 20 ⁰ . 4. Biegsamer Glasfaden nach einem der Ansprüche ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Überzug gegenüber den atmosphärischen Einflüssen bei 20⁰ inert ist4. Flexible glass thread according to one of claims ι to 3, characterized in that the metallic coating is inert to ^{atmospheric influences at 20 0} 5. Biegsamer Glasfaden nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Überzug eine höhere Bruchfestigkeit als der unüberzogene Glasfaden hat.5. Flexible glass thread according to one of claims ι to 4, characterized in that the metallic coating has a higher breaking strength than the uncoated glass thread. 6. Biegsamer Glasfaden nach einem der Ansprüche ι bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Mehrzahl von ihnen zum Herstellen eines biegsamen Garnes.6. Flexible glass thread according to one of claims 1 to 5, characterized by the use a plurality of them for making a flexible yarn. 7. Verwendung des Garnes nach Anspruch 6 zum Herstellen eines biegsamen Gewebes oder schußlosen flächigen Gebildes oder Seiles.7. Use of the yarn according to claim 6 for producing a flexible fabric or shotless flat structure or rope. 8. Verfahren zum Herstellen biegsamer Glasfaden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Glasfaden auf seiner gesamten Oberfläche mit geschmolzenem Metall so überzogen wird, daß der metallische Überzug eine Dicke von zwei Monomolekularschichten bis zu 0,25 mm hat.8. A method for producing flexible glass thread according to claim 1, characterized in that that the flexible glass thread is so coated on its entire surface with molten metal that the metallic coating has a thickness of two monomolecular layers up to 0.25 mm. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 5765 2.© 5765 2.