Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Untersuchungen zur Verbesserung der technischen Eigenschaften von Glasfasern hatten zum Ziel, ein erprobtes Oberfl\u00e4chenveredelungsverfahren mit Aluminiumtrichlorid aus der Dampfphase auf den Faser-ziehprozess zu \u00fcbertragen, um vorrangig chemische und mechanische Eigenschaften zu steigern. Erste Versuche, diese Technologie auch auf den Herstellungsprozess von Glasfasern zu \u00fcbertragen, sind am Insti-tut f\u00fcr Polymerforschung in Dresden (IPF) an einer 200 D\u00fcsenziehanlage durchgef\u00fchrt worden. Die dortige Situation unter halbindustriellen Bedingungen lie\u00df jedoch keine Anpassungen zu und war insgesamt zu in-stabil, so dass nur vereinzelte deutliche Verbesserungen der Fasern erreicht wurden. Dies gab den Anlass zu diesem Projekt, den Faserziehprozess mit AlCl3-Behandlung an einer Monofaseranlage im Labor zu studie-ren, was eine getrennte Variation s\u00e4mtlicher verfahrenstechnischer Parameter sowie die Untersuchung un-terschiedlicher Glassysteme erlaubt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr die wissenschaftliche Untersuchung des Faserziehprozesses bei Verwendung des genannten
\nOberfl\u00e4chenverdelungsverfahrens wurden folgende Arbeitsschritte durchgef\u00fchrt.
\n1.)\tBau eines Ofens f\u00fcr Temperaturen bis 1500\u00b0C und einer Glasfaserziehanlage zur Oberfl\u00e4chenbe-handlung mit AlCl3.
\n2.)\tUntersuchung der Ziehf\u00e4higkeit verschiedener Gl\u00e4ser: E-Glas, Alkali-Erdalkalisilikatglas, Wasserglas und Glas aus Reststoffschmelzen
\n3.)\tBei jedem dieser Gl\u00e4ser muss in Abh\u00e4ngigkeit von Temperatur, Konzentration des AlCl3 und der um-gebenden Atmosph\u00e4re mit der f\u00fcr die chemische Best\u00e4ndigkeit und Festigkeit optimale Betriebspunkt gefunden werden.
\n4.)\tUntersuchung verschiedener Auftragsmethoden und weiterer Aluminiumtr\u00e4ger zur Modifizierung der
\nGlasoberfl\u00e4che.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es konnte gezeigt werden, dass auch Gl\u00e4ser mit au\u00dfergew\u00f6hnlichen Zusammensetzungen und Verarbei-tungseigenschaften, wie Wasserglas oder Gl\u00e4ser aus Reststoffen, sich zu Endlosfasern verspinnen lassen. Die Veredelung der Glasoberfl\u00e4che mit Aluminium-haltigen Verbindungen ist sowohl im noch hei\u00dfen Zustand an der Ziehzwiebel \u00fcber eine Dampfphase m\u00f6glich, als auch an der gerade erkalteten Faser durch fl\u00fcssige oder dampff\u00f6rmige Verbindungen und eine nachtr\u00e4gliche Erw\u00e4rmung auf Reaktionstemperatur. Die Behand-lungserfolge wurden \u00fcber die Wasserbest\u00e4ndigkeit der Fasern und ihre Zugfestigkeit bewertet.<\/p>\n
In jedem Fall konnte eine deutliche Verbesserung der hydrolytischen Best\u00e4ndigkeit erreicht werden, was einen Ersatz chemisch hochwertiger Gl\u00e4ser (E-Glas) durch billigeres Kalknatronsilikatglas mit entsprechender Nachbehandlung in Aussicht stellt. Neben Einsparm\u00f6glichkeiten bei den Rohstoffen ergeben sich Vorteile durch eine Senkung der Schmelztemperatur. Kritischer zu bewerten ist die Oberfl\u00e4chenbehandlung hinsicht-lich der erwarteten Festigkeitssteigerung. Bei E-Glas konnte die st\u00e4rkste Zunahme der Zugfestigkeit festge-stellt werden, w\u00e4hrend andere Glassorten eher geringe Verbesserungen aufwiesen. Es ist anzunehmen, dass hier noch gro\u00dfes Verbesserungspotential im Prozess vorhanden ist.<\/p>\n
Dar\u00fcber hinaus sind erweiterte Einsatzm\u00f6glichkeiten der veredelten Gl\u00e4ser zu erkennen. Interessant er-scheinen auch die M\u00f6glichkeiten, in den vorhandenen Produktionen durch verfahrenstechnische Erkenntnisse (Grenzfl\u00e4chenspannung, Ziehgeschwindigkeit – E Modul, Online Dickenmessung) die Qualit\u00e4ten und damit Einsatzgebiete der Glasfasern zu vergr\u00f6\u00dfern.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teilergebnisse der vorliegenden Arbeit wurden in Form eines Posters auf der 83. Glastechnischen Tagung in Amberg im Mai 2009 vorgestellt, ferner mit einem Vortrag im Fortbildungskurs Neuentwicklungen in der Glasindustrie der TU Bergakademie Freiberg, Oktober 2009. Eine weitere Pr\u00e4sentation ist zur 84. Glastech-nischen Tagung und 10th ESG Conference, 30.05. – 02.06.2010, in Magdeburg vorgesehen, sowie zur inter-nationalen Fachmesse glasstec 28.09. – 01.10.2010 in D\u00fcsseldorf.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch eine Stabilisierung und Optimierung der Produktionsbedingungen (Online Faserdickenmessung mit R\u00fcckkopplung auf die Ziehmaschine, Beeinflussung der Atmosph\u00e4re im Ziehprozess) sind Eigenschaftsopti-mierungen innerhalb der bisherigen Produktion m\u00f6glich, wobei gleichzeitig Produktivit\u00e4tssteigerungen (Mini-mierung der Faserabrissproblematik) resultieren.
\nDie erreichten Eigenschaftsverbesserungen lassen es m\u00f6glich erscheinen, bisher verwendete teure Glaszusammensetzungen durch preiswertere Gl\u00e4ser mit modifizierten Oberfl\u00e4chen zu ersetzten bei glei-chen oder sogar verbesserten Eigenschaften<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Untersuchungen zur Verbesserung der technischen Eigenschaften von Glasfasern hatten zum Ziel, ein erprobtes Oberfl\u00e4chenveredelungsverfahren mit Aluminiumtrichlorid aus der Dampfphase auf den Faser-ziehprozess zu \u00fcbertragen, um vorrangig chemische und mechanische Eigenschaften zu steigern. Erste Versuche, diese Technologie auch auf den Herstellungsprozess von Glasfasern zu \u00fcbertragen, sind am Insti-tut f\u00fcr Polymerforschung […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,51,68,52,53],"class_list":["post-24696","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-sachsen","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"25729\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-25729.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"76.700,00","dbu_projektdatenbank_firma":"Technische Universit\u00e4t Bergakademie Freiberg\nInstitut f\u00fcr Keramik, Glas- und Baustofftechnik","dbu_projektdatenbank_strasse":"Leipziger Str. 28","dbu_projektdatenbank_plz_str":"09596","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Freiberg","dbu_projektdatenbank_p_von":"2008-04-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2009-12-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"1 Jahr und 9 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"03731 \/ 393133","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Sachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"117","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-25729.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24696","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24696\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":37699,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24696\/revisions\/37699"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24696"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24696"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24696"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}