[发明专利]熔融成形的无机纤维

说明书

提供一种包含熔融成形的无机纤维的针刺毯子，所述熔融成形的无机纤维按重量百分比具有以下总体组成：SiO₂：47％至65％；Al₂O₃：35％至53％；所述毯子具有●小于51重量％的45μm的渣球的渣球含量，●0.25m².g^‑1的比表面积[BET)。还公开用于生产此类毯子的纤维，以及由此类纤维制成的自支撑产品。

技术领域

本发明涉及铝硅酸盐纤维、由此类纤维制成的毯子以及由此类纤维制成的其他产品。

背景技术

无机纤维

无机纤维材料因其作为热和/或声绝缘材料的用途而为人所熟知，并且还因其在复合材料诸如例如纤维强化水泥、纤维强化塑料中作为增强成分的用途以及作为金属基质复合物的组分而为人所知。此类纤维可在用于污染控制装置诸如汽车排气系统催化转化器和柴油颗粒过滤器中的催化体的支撑结构中使用，并且可在催化体本身中使用。此类纤维可用作摩擦材料[例如，用于汽车制动器]的成分。

用于在绝缘体中使用的无机纤维为人所熟知。由无机纤维提供绝缘体的便利手段是作为包含所述纤维的毯子。由于这些毯子要用作热绝缘体，其热导率必须尽可能低。

另外，在许多应用中，毯子优选具有低密度。例如，在车辆中，所承载的热绝缘体的密度越低(并因此其质量越小)，热绝缘体所带来的负担就越小，并且因此车辆的性能相应地提高。

因此，总是需要生产无机纤维，所述无机纤维在制成毯子时在给定密度下获得比先前所实现更低的热导率。

无机纤维体的热导率

熔融成形的纤维体(例如，毯子或其他产品形式)的热导率由特别地包括以下项的多种因素确定：-

●纤维的直径；以及

●“渣球”(非纤维化材料)含量

细直径纤维通过以下方式向纤维主体提供低热导率：减小通过固体的传导范围并允许更细的纤维间孔隙度，从而增加热量通过辐射从主体的一侧传递到另一侧的辐射吸收步骤的数量。

毯子中渣球的存在通过增加通过固体的传导范围来增加毯子的热导率。渣球还增加毯子的密度。渣球含量越低，热导率和密度越低。对于具有相同的纤维含量和化学成分的两个主体，有更低的渣球含量的主体将具有更低的密度和更低的热导率。另外，更多的渣球意味着更少的纤维，并且因此暗示有更少的材料来协助降低热导率。

无机纤维的制造过程

无机纤维可以通过多种途径来制成。1987年之前，存在四种主要类型的纤维材料用于制成热绝缘产品[诸如例如，毯子、真空成形形状和胶黏剂]。这些纤维材料通过两种主要制造途径制成，尽管特定途径的细节根据制造商的不同而改变。纤维和途径(按增加成本和温度性能的顺序)是：-

熔融成形的纤维

●玻璃棉

●矿物棉

●铝硅酸盐纤维

溶胶-凝胶工艺纤维

●所谓的多晶纤维

溶胶-凝胶工艺纤维往往比熔融成形的纤维更昂贵，因为其制造显著更复杂。本公开并不涉及溶胶-凝胶工艺纤维，而是涉及熔融成形的纤维。

由于石棉纤维的历史，广泛范围纤维类型作为引起肺部疾病的原因的相关效力已经受到大量关注。对天然和人造纤维的毒理学研究产生以下想法：正是纤维在肺部中的持久存在引起了问题。因此，所述观点表达出如果可将纤维从肺部快速去除，则对健康的任何风险都将最小化。