[發(fā)明專利]用于生產(chǎn)具有高比例的二氧化硅的含礦物的高溫纖維的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980037449.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN112243432A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克勞斯·席爾茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 克勞斯·席爾茨
• 主分類號(hào): C03C25/68
• 分類號(hào): C03C25/68;D02G1/16
• 代理公司: 中國(guó)貿(mào)促會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 劉婧

本發(fā)明的目的在于，提出一種與至今已知的方法相比成本更有利的方法，同時(shí)確保在生產(chǎn)礦物纖維時(shí)的高的質(zhì)量，將所述纖維例如之后用于礦物纖維網(wǎng)材料中、用于例如機(jī)動(dòng)車用的催化凈化器中。在按照本發(fā)明的在使用玻璃纖維連續(xù)長(zhǎng)絲和玄武巖連續(xù)長(zhǎng)絲的情況下用于生產(chǎn)含礦物的高溫纖維的方法中，所述高溫纖維具有高比例的二氧化硅，將作為芯部長(zhǎng)絲(1)和作為花式長(zhǎng)絲(2)的至少兩個(gè)長(zhǎng)絲分別從導(dǎo)絲輥(3、4)以不同的速度引導(dǎo)至一個(gè)或多個(gè)空氣變形噴嘴(5)，在所述空氣變形噴嘴中進(jìn)行對(duì)花式捻線(6)的變形，并且所述花式捻線(6)隨后經(jīng)受酸浴(浸提)(7)。借助于特定的變形噴嘴(5)將所述兩個(gè)長(zhǎng)絲(芯部長(zhǎng)絲(1)和花式長(zhǎng)絲(2))和因此將最終花式中的花式捻線(6)溫和地變形(打開)。這種變形在接著的酸浴(7)中能實(shí)現(xiàn)更快但同樣溫和地浸提。這意味著更少的長(zhǎng)絲斷裂和因此在對(duì)最終產(chǎn)品中(例如在礦物纖維網(wǎng)中)的進(jìn)一步加工時(shí)的更高的強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

用于生產(chǎn)具有高比例的二氧化硅的含礦物的高溫纖維的方法，以用于制造礦物纖維網(wǎng)，優(yōu)選在用于內(nèi)燃機(jī)的催化凈化器或消聲器中使用。

背景技術(shù)

通過以特定的酸濃度處理礦物纖維可以從礦物纖維中去除、浸提出堿性組成成分。結(jié)果是玻璃纖維長(zhǎng)絲中僅剩余有氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)的組成成分。這兩個(gè)組成成分使纖維材料的最大的耐溫性為1100攝氏度。對(duì)此，從1950年代中期起已知這種方法。例如在Wiley-VCH出版社的專業(yè)書籍“Industrielle Anorganische Chemie”中，在專業(yè)術(shù)語聚硅酸纖維下，用酸來處理堿性金屬或富含硼氧化物的低熔點(diǎn)的紡織玻璃纖維、例如A或E玻璃纖維描述為為了獲得具有高二氧化硅含量的紡織耐高溫纖維的高效的方法。所述紡織玻璃纖維要么通過直接熔化方法、要么通過兩級(jí)的球體或顆粒熔化方法產(chǎn)生。借助于對(duì)Si-OM玻璃網(wǎng)絡(luò)基團(tuán)的由酸誘導(dǎo)的、擴(kuò)散控制的離子交換過程，可以獲得SiO2比例多于99％的纖維。在此，作為玻璃網(wǎng)絡(luò)斷點(diǎn)形成物的一價(jià)堿金屬離子(例如Li-、Na-和K-離子)幾乎完全與酸的質(zhì)子交換、帶雙電荷的堿土金屬離子和帶三電荷的網(wǎng)絡(luò)形成的金屬離子(除硼、Al-離子之外)僅從玻璃結(jié)構(gòu)中微量地與酸的質(zhì)子交換。堿離子或硼離子與氫離子在Si-OM(M＝Na、K、B)網(wǎng)絡(luò)基團(tuán)上的離子交換反應(yīng)使玻璃網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化成三維聚合的聚硅酸。由于這種材料變化，根據(jù)化學(xué)成分使纖維的熔點(diǎn)提高到超過1400攝氏度的溫度區(qū)域中。

為了使紡織捻線鼓起，所謂的花式捻線作為裝飾或想象捻線已知，其中按照不同的加工路徑產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的、動(dòng)態(tài)的(unruhige)或富有表現(xiàn)力的表面結(jié)構(gòu)。這例如在花式捻線時(shí)通過在花式捻線機(jī)上捻兩根或多根不同強(qiáng)度的線來實(shí)現(xiàn)。所述花式捻線也能夠通過不均勻的紡絲、通過混和異物纖維或部分、通過顏色和光澤效應(yīng)以及通過改進(jìn)的加工步驟來實(shí)現(xiàn)。在花式捻線領(lǐng)域中經(jīng)常使用化學(xué)纖維。

在文獻(xiàn)WO 2006/079542 A1中描述一種用于在生產(chǎn)花式捻線時(shí)在花式紗線上產(chǎn)生周期性的紗線偏轉(zhuǎn)的方法和裝置。在此，將芯部紗線與花式紗線組合成花式捻線，其中，通過借助在兩個(gè)導(dǎo)紗器之間的花式紗線的偏轉(zhuǎn)而周期性的建立和拆解紗線線圈來產(chǎn)生在花式捻線上的花式點(diǎn)。為了在花式捻線中產(chǎn)生盡可能高密度的花式點(diǎn)，按照本發(fā)明通過具有非對(duì)稱的外輪廓的旋轉(zhuǎn)的成型板產(chǎn)生花式紗線的紗線線圈，其中，所述紗線橫向于成型板地引導(dǎo)并且通過轉(zhuǎn)動(dòng)的成型板的外輪廓使所述紗線偏轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提出一種與至今已知的方法相比成本更有利的方法，同時(shí)確保在生產(chǎn)礦物纖維時(shí)的高的質(zhì)量，將所述纖維例如之后用于礦物纖維網(wǎng)材料中、用于例如機(jī)動(dòng)車用的催化凈化器中。

出人意料地發(fā)現(xiàn)，從商業(yè)上通用的玻璃纖維連續(xù)長(zhǎng)絲、優(yōu)選從E玻璃通過有針對(duì)性地改變物理特性、例如通過放大長(zhǎng)絲的表面積和因此體積和體結(jié)構(gòu)以及隨后暫時(shí)且溫和地浸提來實(shí)現(xiàn)這樣的化學(xué)改變，使得所述長(zhǎng)絲達(dá)到目標(biāo)為80％至98％的SiO2的織構(gòu)(Gerüst)。在此形成具有良好的強(qiáng)度、柔軟、鼓起的纖維，所述纖維與商業(yè)上通用的硅纖維相比能夠明顯更好地進(jìn)一步加工成絕緣產(chǎn)品。此外，還首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)玄武巖連續(xù)長(zhǎng)絲的浸提，同樣在生產(chǎn)礦物纖維網(wǎng)時(shí)的可能的使用中具有出人意料的效果。