用于生产具有高比例的二氧化硅的含矿物的高温纤维的方法与流程

[0001]
用于生产具有高比例的二氧化硅的含矿物的高温纤维的方法，以用于制造矿物纤维网，优选在用于内燃机的催化净化器或消声器中使用。


背景技术：

[0002]
通过以特定的酸浓度处理矿物纤维可以从矿物纤维中去除、浸提出碱性组成成分。结果是玻璃纤维长丝中仅剩余有氧化硅(sio2)和氧化铝(al2o3)的组成成分。这两个组成成分使纤维材料的最大的耐温性为1100摄氏度。对此，从1950年代中期起已知这种方法。例如在wiley-vch出版社的专业书籍“industrielle anorganische chemie”中，在专业术语聚硅酸纤维下，用酸来处理碱性金属或富含硼氧化物的低熔点的纺织玻璃纤维、例如a或e玻璃纤维描述为为了获得具有高二氧化硅含量的纺织耐高温纤维的高效的方法。所述纺织玻璃纤维要么通过直接熔化方法、要么通过两级的球体或颗粒熔化方法产生。借助于对si-om玻璃网络基团的由酸诱导的、扩散控制的离子交换过程，可以获得sio2比例多于99％的纤维。在此，作为玻璃网络断点形成物的一价碱金属离子(例如li-、na-和k-离子)几乎完全与酸的质子交换、带双电荷的碱土金属离子和带三电荷的网络形成的金属离子(除硼、al-离子之外)仅从玻璃结构中微量地与酸的质子交换。碱离子或硼离子与氢离子在si-om(m＝na、k、b)网络基团上的离子交换反应使玻璃网络转化成三维聚合的聚硅酸。由于这种材料变化，根据化学成分使纤维的熔点提高到超过1400摄氏度的温度区域中。
[0003]
为了使纺织捻线鼓起，所谓的花式捻线作为装饰或想象捻线已知，其中按照不同的加工路径产生运动的、动态的(unruhige)或富有表现力的表面结构。这例如在花式捻线时通过在花式捻线机上捻两根或多根不同强度的线来实现。所述花式捻线也能够通过不均匀的纺丝、通过混和异物纤维或部分、通过颜色和光泽效应以及通过改进的加工步骤来实现。在花式捻线领域中经常使用化学纤维。
[0004]
在文献wo 2006/079542 a1中描述一种用于在生产花式捻线时在花式纱线上产生周期性的纱线偏转的方法和装置。在此，将芯部纱线与花式纱线组合成花式捻线，其中，通过借助在两个导纱器之间的花式纱线的偏转而周期性的建立和拆解纱线线圈来产生在花式捻线上的花式点。为了在花式捻线中产生尽可能高密度的花式点，按照本发明通过具有非对称的外轮廓的旋转的成型板产生花式纱线的纱线线圈，其中，所述纱线横向于成型板地引导并且通过转动的成型板的外轮廓使所述纱线偏转。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于，提出一种与至今已知的方法相比成本更有利的方法，同时确保在生产矿物纤维时的高的质量，将所述纤维例如之后用于矿物纤维网材料中、用于例如机动车用的催化净化器中。
[0006]
出人意料地发现，从商业上通用的玻璃纤维连续长丝、优选从e玻璃通过有针对性地改变物理特性、例如通过放大长丝的表面积和因此体积和体结构以及随后暂时且温和地
浸提来实现这样的化学改变，使得所述长丝达到目标为80％至98％的sio2的织构(ger
ü
st)。在此形成具有良好的强度、柔软、鼓起的纤维，所述纤维与商业上通用的硅纤维相比能够明显更好地进一步加工成绝缘产品。此外，还首次实现了对玄武岩连续长丝的浸提，同样在生产矿物纤维网时的可能的使用中具有出人意料的效果。
[0007]
所确定的整个工艺能实现，改良由市场提供的多种玻璃纤维产品或有针对性地提出对于最不同的产品的新的特性。相比于传统的硅方法，新的整个工艺明显更成本有利。与至今已知的方法的第二个明显的区别在于，在化学精制方法之前已经增加在长丝中的体积。这明显更高效且更温和。在新的方法中在进一步加工时对长丝的破坏降低了大约80％，由此(例如在生产矿物纤维网时)在最终效果中实现更高的最终强度。
[0008]
在广泛的实际测试中，至今成功地加工了如下玻璃纤维类型：e玻璃、c玻璃、d玻璃、ecr玻璃、r玻璃、ar玻璃、s玻璃、s-2玻璃、a玻璃，并且同样成功地加工了玄武岩长丝。
附图说明
[0009]
借助附图更详细地阐明本发明的有利的实施例。该附图示意性示出方法流程。
具体实施方式
[0010]
从两个导丝辊3和4(其中，导丝辊3承载芯部长丝1，而导丝辊4承载花式长丝2)将芯部长丝1和花式长丝2输送至空气变形喷嘴5。相比于芯部长丝1，以更大的速度进行对花式长丝2的输送。由此导致花式长丝2在空气变形喷嘴5的区域内围绕芯部长丝1鼓起并且形成所谓的花式捻线6，所述花式捻线具有比两个相邻放置的长丝明显更大的体积。有利地得出，在将花式捻线6用于生产矿物纤维网时，所述芯部长丝1具有比花式长丝2更大的直径。
[0011]
借助于特定的变形喷嘴5将所述两个长丝(芯部长丝1和花式长丝2)和因此将在最终花式中的所述花式捻线6温和地变形(打开)。这种变形在接着的酸浴7中能实现更快但同样温和地浸提。这意味着更少的长丝断裂和因此在最终产品中(例如在矿物纤维网中)的进一步加工时的更高的强度。
[0012]
在所述方法的一种变型方案中，使用由附加的导丝辊输送的多个花式长丝2。
[0013]
代替玻璃长丝，也可以使用玄武岩长丝。由于在玄武岩长丝中al2o3的比例较高(直至20％)，以所浸提的纤维产品实现更高的耐温性(直至超过1100摄氏度)。
[0014]
接着，将在空气变形喷嘴5中形成的花式捻线6现在输送至酸浴7中以用于部分方法、浸提7。在这里，在花式捻线6中的碱性组成成分被溶解出。在酸浴7中的停留持续时间取决于经验值。
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附图标记列表
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1
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芯部长丝
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2
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花式长丝
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3
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导丝辊
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4
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导丝辊
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5
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空气变形喷嘴
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6
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花式捻线
[0022]
7
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酸浴、浸提

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