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Dokumentenidentifikation DE2904705C2 12.10.1989
Titel Verwendung von Hohlglaskugeln zur Herstellung abgeschotteter Hohlglasfasern
Anmelder Nußbaum, Helmut, Dipl.-Phys., 5529 Bauler, DE
Erfinder Nußbaum, Helmut, Dipl.-Phys., 5529 Bauler, DE
DE-Anmeldedatum 08.02.1979
DE-Aktenzeichen 2904705
Offenlegungstag 29.01.1981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 12.10.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.10.1989
IPC-Hauptklasse C03B 37/075
IPC-Nebenklasse C03B 37/00   D01F 1/08   C03B 37/02   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Hohlglaskugeln zur Herstellung abgeschotteter Hohlglasfasern.

Hohle Glasfasern sind ein Handelsprodukt. Sie werden beispielsweise hergestellt durch Einbringen einer Glasschmelze in eine Spinndüse, in deren Spinnöffnung ein mit einer Bohrung versehener Verdrängungskörper ragt. Im Düsenkörper verteilt sich die Schmelze um den Verdrängungskörper und tritt durch den Spinnspalt als Schlauch aus der Apparatur. Gleichzeitig wird Füllgas in das Innere der Hohlfaser gedrückt, wodurch diese in ihrer Form stabil gehalten wird (DE-OS 26 52 690).

Die Kapillaren finden Verwendung in Verbundwerkstoffen. Dabei stört jedoch ihre Empfindlichkeit gegenüber Wasser und anderen Flüssigkeiten, die ungehindert in die Fasern eindringen können, sofern diese nicht abgedichtet sind. Bei - ggf. alterungsbedingter - Beschädigung der Abdichtung geht die Wasserresistenz wieder verloren. Einmal eingedrungene Flüssigkeiten können daraus nicht wieder entfernt werden.

Es wurde daher bereits versucht, die Hohlfasern an ihrem Ende abzuschmelzen. Dies ist jedoch arbeitsintensiv und schränkt die Verwendbarkeit der Faser ein.

Es ist auch bekannt, Fasern mit Kunststoff auszuschäumen.

Die entstehenden dünnen Wände sind für Gase, insbesondere für solche, die Wasser in molekularer Form enthalten, durchdringbar (US-PS 30 15 873).

Es wurde auch schon versucht, Hohlfasern mit Feststoffen zu füllen, wozu u. a. pulverisiertes Silikagelpulver dient. Durch das Einbringen der Feststoffe kann es an der Faser zu Ausbuchtungen kommen (US-PS 26 12 679). Dieses Verfahren führt damit zu einer Veränderung der Fasergeometrie, was eine Veränderung von deren Eigenschaften bewirkt.

Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei der Herstellung von Hohlglasfasern das Stützgas intermittierend einzublasen, wodurch in der erhaltenen Glasfaser luftgefüllte Abschnitte mit massiven Abschnitten abwechseln (US-PS 34 21 873). Die erhaltenen Fasern weisen relativ dicke Glaswände auf und sind dadurch schwer. Für die Anwendung auf den Gebieten, in denen die Gewichtseinsparung im Vordergrund steht, sind sie nicht geeignet.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Herstellung abgeschotteter Hohlglasfasern mit differenziert dünnen Wänden in der Größenordnung von vorzugsweise wenigen µm, die das Eindringen von Flüssigkeiten und Gasen, insbes. von Gasen, die Wasser in molekularer Form enthalten, über einen beliebig langen Zeitraum unterbinden.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch die Verwendung von Hohlglaskugeln, die in die Hohlglasfasern eingebracht und mit deren Wänden verschmolzen werden. Die verwendeten Hohlglaskügelchen sind in ihrer Abmessung dem Faserdurchmesser angepaßt und besitzen sehr dünne Seitenwände. Durch die Abstimmung zwischen Faser- und Kugeldurchmesser einerseits und der Glaszusammensetzung andererseits werden abgeschottete Hohlfasern mit geradliniger Geometrie oder - wenn gewünscht - mit leichter Ausbuchtung erzielt.

Die Hohlglaskugeln werden in dem zum Faserziehen verwendeten Stützgasstrom fluidisiert. Beim Ziehen der Hohlglasfasern wird das erhaltene Aerosol mit einem Druck von 98,06 bis 4903,3 Pa in die zähflüssige Glasmasse eingebracht. Damit gelangen die Hohlkügelchen kontinuierlich in den zähflüssigen Glaskegel der Spinnanlage. Der Durchmesser der Hohlkugel ist dem Innendurchmesser der Hohlfaser angepaßt und liegt vorzugsweise bei 0,04 bis 0,25 mm. Der Aerosolstrom behält bis kurz vor seinem Eintritt in den Glaskegel eine relativ niedrige Temperatur bei, so daß die Wände der Kügelchen nicht deformiert werden.

Die Deformation der Hohlfaser wird verhindert oder nach Wunsch klein gehalten, wenn das Glas der Hohlkügelchen einen entsprechend niedrigeren Erweichungspunkt hat als das Glas der Hohlfaser, also eine entsprechende große Differenz der Viskosität vorliegt.

Das Einbringen der Hohlglaskugeln in die Hohlglasfaser wird anhand der Figur näher erläutert.

In einer Glasschmelze (1) befindet sich ein isoliertes Rohr (2) u. in dessen Innerem, umgeben von einem doppelwandigen Rohr (3), das Gaszuleitungsrohr (4). Am unteren Ende des Gaszuleitungsrohres (4) wird die Hohlglasfaser (5) abgezogen. Über eine in das Gaszuleitungsrohr (4) eingeführte Kanüle (6) werden die Hohlglaskügelchen (7) in das Innere des Gaszuleitungsrohres eingebracht und damit in dem Gasstrom fluidisiert. Der Gasstrom in der Kanüle fördert die Hohlglaskügelchen. Der Innendurchmesser der Kanüle (6) ist nicht wesentlich größer als der Innendurchmesser des gebildeten hohlen Glasfadens (5). Der um das Einleitungsrohr (4) herumfließenden Glasschmelze (1) wird direkt bei ihrem Austritt aus der Ziehdüse (8) der mit den Hohlkügelchen (7) beladene Stützgasstrom aufgegeben. Die in den Glaskegel eingebrachten Hohlkugeln nehmen dabei aus der Wandung der entstandenen Hohlfaser die benötigte Wärme auf, wodurch sie mit der Wandung der gebildeten Faser verschmelzen.


Anspruch[de]
  1. Verwendung von Hohlglaskugeln, die in dem zum Ziehen der Faser verwendeten Stützgasstrom fluidisiert sind, zur Herstellung abgeschotteter Hohlglasfasern.






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