制造具有增强的热性能的纤维的体系与方法技术

在生产具有性能增强包含物的纤维的方法中，供应熔融材料到纤维形成装置中。添加控制量的微粒到熔融材料中。将添加了微粒的熔融材料形成为纤维。添加了微粒的未溶解部分在纤维内形成包含物，该包含物在2-7μm波长范围内的吸收系数大于该材料相应的吸收系数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在生产具有性能增强包含物的纤维的方法中，供应熔融材料到纤维形成装置中。添加控制量的微粒到熔融材料中。将添加了微粒的熔融材料形成为纤维。添加了微粒的未溶解部分在纤维内形成包含物，该包含物在2-7μm波长范围内的吸收系数大于该材料相应的吸收系数。【专利说明】相关申请的交叉参考本申请要求2011年7月12日提交的标题为"SYSTEMS AND METHODS FORMANUFACTURING FIBERS WITH ENHANCED THERMAL RESISTANCE〃的美国临时申请序列号61/506,862的优先权，它的全部公开内容在此通过参考引入。
技术介绍
玻璃纤维绝缘体有效性的一种测量方法是绝缘体暴露于其下的玻璃纤维热辐射的衰减。常常通过增加绝缘体的厚度和/或增加绝缘体的密度，来增强玻璃纤维绝缘体(例如，玻璃纤维棉)的热性能，这两种方式可导致绝缘材料增加的成本。此外，可使用的绝缘材料量可进一步受到绝缘材料安装在其内的空腔的尺寸限制。
技术实现思路
根据生产具有性能增强内含物(inclusions)的纤维的例举方法，将熔融材料供应到纤维成形装置中。添加控制量的微粒到该熔融材料中。将添加了微粒的熔融材料形成为纤维。所添加的微粒中的未溶解部分在纤维内形成内含物，该内含物在2-7 μ m波长区域内的吸收系数大于该材料相应的吸收系数。根据另一例举的实施方案，适合于绝缘的玻璃纤维包括玻璃材料和在该玻璃材料内的多个内含物。多个 内含物在2-7 μ m波长区域内的吸收系数大于该材料相应的吸收系 数。根据另一例举的实施方案，玻璃纤维绝缘产品包括含玻璃材料和在该玻璃材料内的多个内含物的多根玻璃纤维。多个内含物在2-7 μ m波长区域内的吸收系数大于该材料相应的吸收系数。根据又一例举的实施方案，成纤器组件包括旋转器(spinner)，前炉，燃烧器(burner)和鼓风机。旋转器包括熔融矿物材料经其中穿过形成矿物纤维的喷丝孔(orificed)的外围壁。前炉经导管(delivery tube)供应熔融材料到旋转器中。定位燃烧器，将炽热的气体导引到旋转器的外围壁上。定位鼓风机，使离开外围壁内的喷丝孔的纤维材料变细。微粒源与微粒供应端口相连，且构造所述微粒源，供应控制量的微粒到熔融材料中，之后熔融材料流经外围壁喷丝孔。根据另一例举的实施方案，纤维形成装置包括熔融矿物收集部分，纤维形成部分，纤维分配部分，微粒源，和微粒供应端口。构造熔融矿物收集部分，以接收熔融矿物材料。纤维形成部分与熔融矿物收集部分相连，且构造纤维形成部分，由熔融矿物材料生产实心纤维。纤维分配部分与纤维形成部分连通。构造微粒源，通过微粒供应端口供应控制量的微粒到熔融矿物材料中,之后将熔融矿物材料形成为实心纤维。【专利附图】【附图说明】根据参考附图作出的下述详细说明，本专利技术的特征和优点将变得显而易见。图1是采用具有性能增强包含物的矿物纤维形成的绝缘产品的放大的局部视图；图2是成纤器组件的示意图；图3是例举的旋转成纤器组件的部分截面示意图；图4是另一旋转成纤器组件的部分截面示意图，它被构造为引入微粒添加剂到玻璃导管中；图5是另一旋转成纤器组件的部分截面示意图，它被构造为经单独的微粒导管引入微粒添加剂到旋转器中；图6是另一旋转成纤器组件的部分截面示意图，它被构造为引入微粒添加剂到前炉中；图7阐述了在没有包含物的情况下制备的环氧样品的红外吸收测试的结果，它示出了吸光度作为波长的函数；图8阐述了采用5%体积负载的磁铁矿纳米颗粒包含物制备的环氧样品的红外吸收测试的结果，它示出了吸光度作为波长的函数；图9阐述了图8的红外吸收试验结果，其中在约4-6 μ m的临界波长范围内减去环氧基底的吸光度，以近似5%体积颗粒的吸`光度；图10阐述了采用1%体积负载的磁铁矿纳米颗粒包含物制备的环氧样品的红外吸收测试的结果，它示出了吸光度作为波长的函数；和图11阐述了图10的红外吸收试验结果，其中在约4-6 μ m的临界波长范围内减去环氧基底的吸光度，以近似1%体积颗粒的吸光度。具体实施方案这一详细说明仅仅描述了本专利技术的实施方案，且不打算以任何方式限制权利要求的范围。确实，要求保护的专利技术比优选实施方案宽且不受优选实施方案限制，和在权利要求中所使用的术语具有它们全部的普通含义。尽管在说明书中描述和在附图中阐述的详细的例举实施方案涉及成纤器组件，用于生产具有耐热性或热吸收增强包含物的玻璃纤维以供在玻璃纤维绝缘产品中使用，但也应当理解本文描述的本专利技术的许多特征可应用到其他类型的矿物纤维，非-矿物纤维(例如，聚酯纤维)，具有其他类型性能增强包含物的纤维，和使用如本申请描述改性的矿物纤维的其他产品或材料上。本申请考虑生产纤维(例如，玻璃纤维)的例举体系与方法,和所生产的矿物纤维以供在含纤维的产品(例如，玻璃纤维棉包含物产品)中使用，所述产品具有由改编(adaptation)或改性矿物纤维得到的改进的性能特征。在一个实施方案中，在产品内没有显著增加玻璃纤维材料量的情况下，提供具有增加的耐热性的玻璃纤维绝缘产品。根据本申请的创新的方面，可通过提供具有为散射和/或吸收热辐射而选择的颗粒穿过玻璃纤维的纤维，来增强绝缘产品的热吸收。在另一实施方案中，尽管在玻璃纤维生产和绝缘产品形成之间的任何时刻，颗粒可被添加到纤维上或者被粘附到纤维上，但在成纤化之前或之中，将颗粒引入到熔融材料中，以便颗粒在所形成的纤维内形成包含物。可使用许多不同类型的微粒材料，以提供玻璃纤维绝缘产品增强的耐热性。根据本申请的一个方面，可使用一种或更多种遮光剂(opacifier)材料(即折射指数不同于玻璃材料和/或吸收系数大于玻璃材料的材料)来反射，折射和/或吸收热辐射。在例举的实施方案中，采用由相应的折射指数(即，在2-7 μ m的波长范围内)大于1.5，例如折射指数大于2，或者大于5的微粒形成的包含物，提供由在2-7 μ m的波长范围内，折射指数η为约1.5的玻璃材料形成的纤维。例如，磁铁矿的相应折射指数为约2，二氧化钛的相应折射指数为约2-约2.5，钛的相应折射指数为约2-约5，氮化硼的相应折射指数为约2，和铁的相应折射指数为约3.6。作为另一实例，采用吸收系数大于O的微粒，例如吸收系数大于0.3，大于1，大于4或大于8的微粒形成的包含物，提供由在2-7 μ m的波长范围内，吸收系数k为约O的玻璃材料形成的纤维。例如，在5-7 μ m的波长范围内，磁铁矿的吸收系数为约0.3-约0.5，在2-7 μ m的波长范围内，钛的吸收系数为约4-约10，和在2_5 μ m的波长范围内，铁的吸收系数为约7.9-约11.4。根据本申请的例举方面，玻璃纤维总的吸收系数从O增加可提供纤维内导热率的显著下降。例如，在玻璃内硼的存在将降低导热率，这是由于它在近7μπι的小波长范围内吸收导致的。与在这一波长范围内，吸收系数为约O的不含硼的玻璃纤维相比，在这一峰值下，在先测试吸收系数为约0.08的含硼的玻璃纤维产生导热率16%的下降。较高的硼含量甚至进一步降低导热率，但当添加更多的硼时，降低程度较小。添加硼提高峰值到约0.3的吸收系数以上将得到热性能很少的进一步的改进。因此，在本申请的例举的实施方案中，使用足以产生至少0.01，或至少0.0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·乔杜里，R·波特，
申请(专利权)人：欧文斯科宁知识产权资产有限公司，
类型：
国别省市：