Escamas de vidrio.

Escama de vidrio que tiene un espesor medio de 40 a 200 nm, en la que al menos el 80% de la escama está dentro del 20% del espesor medio nominal.

Escamas de vidrio

Campo de la invenciïn Esta invenciïn se refiere a escamas de vidrio, en particular a escamas o partïculas que tienen un espesor pequeïo.

Antecedentes de la invenciïn Se conoce un mïtodo de producir escamas de vidrio que hace uso de una copa centrifugadora para producir una pelïcula plana de vidrio fundido que emana radialmente del borde de una copa centrifugadora. La pelïcula es suministrada entre dos placas, que forman un venturi anular, y es superenfriada con aire forzado. La pelïcula se rompe debido a la corriente de aire de alta velocidad y al arrastre (resistencia friccional) impartido por ïsta. Un mïtodo y un aparato de este tipo para realizar esto es el objeto del documento EP 0 289 240.

Los parïmetros implicados en la producciïn exitosa de una escama de vidrio plano de espesor uniforme segïn el mïtodo descrito en el documento EP 0 289 240 son variados y complejos. Se ha encontrado que estos incluyen los siguientes:

• Composiciïn, temperatura de fusiïn y viscosidad del vidrio 15 • temperatura del vidrio en el tanque de fusiïn

• flujo mïsico del vidrio que deja el tanque y entra en la copa

• temperatura del vidrio que entra en la copa

• distancia entre la salida del tanque de vidrio y la entrada a la copa

• diïmetro y profundidad de la copa 20 • propiedades de disipaciïn tïrmica de la copa

• velocidad rotacional de la copa

• distancia entre el borde de la copa y la entrada al venturi radial

• distancia entre las placas que forman el venturi radial

• diïmetro de las placas venturi 25 • volumen y presiïn de aire aspirado entre las placas venturi

• temperatura del aire que fluye entre las placas venturi

• diïmetro y construcciïn del colector de ciclïn

Estos parïmetros pueden modificarse todos ellos con el resultado de que se producen o no escamas de vidrio. Las escamas, si se producen, pueden ser planas u onduladas. Las escamas pueden tener una variaciïn sustancial en espesor o ser muy consistentes en espesor. Las escamas pueden ser grandes o pequeïas en secciïn transversal y/o espesor.

Utilizando dicho mïtodo y con un control apropiado de los parïmetros anteriormente mencionados, fue inicialmente posible preparar escamas que tenïan un rango de espesor medio de 1 a 10 ïm. Otro trabajo de desarrollo dio como resultado la capacidad de producir escamas que tenïan un espesor medio de 350 nm a 1 ïm.

Sin embargo, tal mïtodo no pudo utilizarse para la fabricaciïn de escamas de sïlice (vidrio) de un espesor medio por debajo de alrededor de 350 nm.

Con vistas a producir escamas por debajo de alrededor de 350 nm, el aparato descrito en el documento WO 2004/056716 prevï el calentamiento de la corriente de vidrio descendente desde el tanque de fundiciïn haciendo pasar una corriente elïctrica a travïs de dicha corriente entre un electrodo superior cerca del caïo de salida del

tanque de fundiciïn y una conexiïn elïctrica inferior fijada al dispositivo centrifugador. Sin embargo, hay una serie de desventajas asociadas con tal aparato. En primer lugar, tal equipo requiere tïpicamente un voltaje muy alto (tïpicamente mïs de 5.000 V y, en muchos casos, hasta 10.000 V) para asegurar un calentamiento suficiente y esto crea un riesgo muy serio de electrocuciïn para el operario. En segundo lugar, tal equipo deja con frecuencia de funcionar eficientemente durante tiradas de producciïn prolongadas. Sin desear vincularse a ninguna teorïa, se cree que esto es debido a que la corriente de vidrio caliente que entra en la copa se solidifica en contacto con la masa mucho mïs frïa de la copa centrifugadora y forma una capa elïctricamente aislante que reduce ampliamente la cantidad de corriente elïctrica que sube por la corriente de vidrio descendente, reduciendo asï tambiïn el calentamiento asociado.

El documento WO 2004/056716 prevï tambiïn el calentamiento de la corriente de vidrio descendente por el uso de calentamiento por inducciïn de RF, pero ese mïtodo se ha encontrado que es indeficiente y difïcil de implementar efectivamente en la producciïn.

El documento EP201730 se refiere a un relleno de vidrio en escamas y a una composiciïn de resina que comprende ïste.

El documento US 5.294.237 se refiere a un procedimiento para producir escamas de vidrio.

Planteamientos de la invenciïn Las escamas Segïn la presente invenciïn se proporcionan escamas de vidrio que tienen un espesor medio de 40 a 200 nm, en donde al menos el 80% de las escamas estï dentro del 20% del espesor medio nominal.

Preferiblemente, la relaciïn de aspecto de la dimensiïn transversal mïxima al espesor es de 50:1 a 25.000:1, preferiblemente de 50:1 a 1500:1. Las escamas de acuerdo con la presente invenciïn estïn compuestas de vidrio, siendo un ejemplo el vidrio ECR.

Otros ejemplos son vidrio C, vidrio E y vidrio LA. Mïtodo de hacer las escamas

A fin de fabricar escamas de vidrio segïn la invenciïn, con un bajo espesor y/o una baja distribuciïn de espesor, se ha descubierto que es necesario controlar con cuidado los siguientes parïmetros:

• composiciïn, temperatura de fusiïn y viscosidad del vidrio

• temperatura del vidrio en el tanque de fusiïn

• flujo mïsico del vidrio que deja el tanque y entra en la copa 25 • temperatura del vidrio que entra en la copa

• distancia entre la salida del tanque de vidrio y la entrada a la copa

• diïmetro y profundidad de la copa

• propiedades de disipaciïn tïrmica de la copa

• velocidad rotacional de la copa 30 • distancia entre el borde de la copa y la entrada al venturi radial

• distancia entre las placas que forman el venturi radial

• diïmetro de las placas venturi

• volumen y presiïn de aire aspirado entre las placas venturi

• temperatura del aire que fluye entre las placas venturi

• diïmetro y construcciïn del colector de ciclïn La presente invenciïn proporciona un equipo para hacer escamas de vidrio, comprendiendo el equipo una copa montada para rotaciïn alrededor de un eje longitudinal, medios para alimentar vidrio fundido a dicha copa, medios para girar dicha copa alrededor de dicho eje, con lo que se provoca que una pelïcula de vidrio fundido emane radialmente del borde de dicha copa, medios de aislamiento que se extienden al menos parcialmente alrededor de dicha copa, y opcionalmente medios para calentar la copa mientras estï girando, comprendiendo ademïs dicho equipo unas placas que forman un venturi anular y destinadas a recibir la pelïcula de vidrio fundido, siendo de 10 a 75 mm la distancia entre el borde la copa y la entrada a las placas del venturi anular.

Para hacer escamas de vidrio segïn la invenciïn se ha encontrado ademïs que es necesario hacer funcionar el tanque de fusiïn a temperaturas mïs altas en el rango de 1050 a 1600ïC.

Se ha encontrado ademïs que para producir tales escamas es particularmente importante controlar muy cuidadosamente (i) la temperatura de la corriente de vidrio que deja el tanque de fusiïn, (ii) el flujo mïsico de la corriente de vidrio, (iii) la pïrdida de calor del vidrio en la copa centrifugadora y (iv) la centrifugaciïn de la pelïcula fundida y su estiramiento (antes de que estï superenfriada y se divida en escamas) .

En relaciïn con el control de la temperatura de la corriente de vidrio que deja el tanque de fusiïn dentro del rango deseado, es importante reducir la cantidad de pïrdida de calor a un nivel muy bajo.

Se ha encontrado que el vidrio fundido pierde una gran cantidad de calor en la copa centrifugadora, que estï hecha de metal y tiene propiedad de alta masa, alta conductividad y alto calor especïfico con relaciïn a la cantidad de vidrio fundido en ella en cualquier momento individual durante el proceso de producciïn. La cantidad de pïrdida de calor en copas conocidas, si bien es deseable para la producciïn de escamas mïs gruesas, se ha encontrado sorprendentemente que es un factor limitativo de la delgadez de las escamas que pueden hacerse con equipos conocidos. Para reducir el espesor de la escama resultante a fin de producir escamas segïn la invenciïn, se ha encontrado que es necesario aislar la copa para impedir la pïrdida de calor. Ademïs, se ha encontrado que es deseable disponer unos medios para calentar la copa.

Por el uso de un aislamiento de este tipo y, opcionalmente, de un calentamiento, es posible obviar el uso de un calentamiento externo de RF (microondas) de la corriente de vidrio descendente (del tipo descrito... [Seguir leyendo]

1. Escama de vidrio que tiene un espesor medio de 40 a 200 nm, en la que al menos el 80% de la escama estï dentro del 20% del espesor medio nominal.

2. Escama de vidrio segïn la reivindicaciïn 1, en la que el espesor es de 10 a 100 nm.

3. Escama de vidrio segïn la reivindicaciïn 1 o la reivindicaciïn 2, en la que el espesor es de 40 a 100 nm.

4. Escama de vidrio segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la relaciïn de aspecto de la dimensiïn transversal mïxima al espesor es 50:1 a 25.000:1.

5. Escama de vidrio segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el vidrio es vidrio ECR, vidrio C o vidrio E.

6. Escama de vidrio segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la escama comprende dos o mïs ïxidos metïlicos.

7. Equipo para hacer escamas de vidrio, comprendiendo el equipo una copa montada para rotaciïn alrededor de un eje longitudinal, medios para alimentar vidrio fundido a dicha copa, medios para hacer girar dicha copa alrededor de dicho eje, con lo que se provoca que una pelïcula de vidrio fundido emane radialmente del borde de dicha copa,

medios de aislamiento que se extienden al menos parcialmente alrededor de dicha copa, y opcionalmente medios para calentar la copa mientras estï girando, comprendiendo ademïs dicho equipo unas placas que forman un venturi anular y estïn destinadas a recibir la pelïcula de vidrio fundido, siendo de 10 a 75 mm la distancia entre el borde de la copa y la entrada a las placas del venturi anular.

8. Equipo segïn la reivindicaciïn 7, en el que el equipo incluye medios para calentar el vidrio fundido mientras ïste 20 estï siendo alimentado a la copa.

9. Equipo segïn la reivindicaciïn 7 o la reivindicaciïn 8, en el que el equipo incluye una vasija para contener vidrio fundido, estando dicha vasija provista de una boquilla para controlar el flujo desde ella, en donde la distancia entre la boquilla de control y la entrada a la copa centrifugadora estï entre 75 y 850 nm.

10. Equipo segïn cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que la profundidad entre las placas que forman el 25 venturi anular es de 2 a 12 nm.