制造具有增強(qiáng)的熱性能的纖維的體系與方法
【專利摘要】在生產(chǎn)具有性能增強(qiáng)包含物的纖維的方法中，供應(yīng)熔融材料到纖維形成裝置中。添加控制量的微粒到熔融材料中。將添加了微粒的熔融材料形成為纖維。添加了微粒的未溶解部分在纖維內(nèi)形成包含物，該包含物在2-7μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收系數(shù)大于該材料相應(yīng)的吸收系數(shù)。
【專利說(shuō)明】制造具有增強(qiáng)的熱性能的纖維的體系與方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求2011年7月12日提交的標(biāo)題為"SYSTEMS AND METHODS FORMANUFACTURING FIBERS WITH ENHANCED THERMAL RESISTANCE〃的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/506,862的優(yōu)先權(quán)，它的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參考引入。
【背景技術(shù)】
[0003]玻璃纖維絕緣體有效性的一種測(cè)量方法是絕緣體暴露于其下的玻璃纖維熱輻射的衰減。常常通過(guò)增加絕緣體的厚度和/或增加絕緣體的密度，來(lái)增強(qiáng)玻璃纖維絕緣體(例如，玻璃纖維棉)的熱性能，這兩種方式可導(dǎo)致絕緣材料增加的成本。此外，可使用的絕緣材料量可進(jìn)一步受到絕緣材料安裝在其內(nèi)的空腔的尺寸限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)生產(chǎn)具有性能增強(qiáng)內(nèi)含物(inclusions)的纖維的例舉方法，將熔融材料供應(yīng)到纖維成形裝置中。添加控制量的微粒到該熔融材料中。將添加了微粒的熔融材料形成為纖維。所添加的微粒中的未溶解部分在纖維內(nèi)形成內(nèi)含物，該內(nèi)含物在2-7 μ m波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的吸收系數(shù)大于該材料相應(yīng)的吸收系數(shù)。
[0005]根據(jù)另一例舉的實(shí)施方案，適合于絕緣的玻璃纖維包括玻璃材料和在該玻璃材料內(nèi)的多個(gè)內(nèi)含物。多個(gè) 內(nèi)含物在2-7 μ m波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的吸收系數(shù)大于該材料相應(yīng)的吸收系 數(shù)。
[0006]根據(jù)另一例舉的實(shí)施方案，玻璃纖維絕緣產(chǎn)品包括含玻璃材料和在該玻璃材料內(nèi)的多個(gè)內(nèi)含物的多根玻璃纖維。多個(gè)內(nèi)含物在2-7 μ m波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的吸收系數(shù)大于該材料相應(yīng)的吸收系數(shù)。
[0007]根據(jù)又一例舉的實(shí)施方案，成纖器組件包括旋轉(zhuǎn)器(spinner)，前爐，燃燒器(burner)和鼓風(fēng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)器包括熔融礦物材料經(jīng)其中穿過(guò)形成礦物纖維的噴絲孔(orificed)的外圍壁。前爐經(jīng)導(dǎo)管(delivery tube)供應(yīng)熔融材料到旋轉(zhuǎn)器中。定位燃燒器，將熾熱的氣體導(dǎo)引到旋轉(zhuǎn)器的外圍壁上。定位鼓風(fēng)機(jī)，使離開(kāi)外圍壁內(nèi)的噴絲孔的纖維材料變細(xì)。微粒源與微粒供應(yīng)端口相連，且構(gòu)造所述微粒源，供應(yīng)控制量的微粒到熔融材料中，之后熔融材料流經(jīng)外圍壁噴絲孔。
[0008]根據(jù)另一例舉的實(shí)施方案，纖維形成裝置包括熔融礦物收集部分，纖維形成部分，纖維分配部分，微粒源，和微粒供應(yīng)端口。構(gòu)造熔融礦物收集部分，以接收熔融礦物材料。纖維形成部分與熔融礦物收集部分相連，且構(gòu)造纖維形成部分，由熔融礦物材料生產(chǎn)實(shí)心纖維。纖維分配部分與纖維形成部分連通。構(gòu)造微粒源，通過(guò)微粒供應(yīng)端口供應(yīng)控制量的微粒到熔融礦物材料中,之后將熔融礦物材料形成為實(shí)心纖維。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]根據(jù)參考附圖作出的下述詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。[0010]圖1是采用具有性能增強(qiáng)包含物的礦物纖維形成的絕緣產(chǎn)品的放大的局部視圖；
[0011]圖2是成纖器組件的示意圖；
[0012]圖3是例舉的旋轉(zhuǎn)成纖器組件的部分截面示意圖；
[0013]圖4是另一旋轉(zhuǎn)成纖器組件的部分截面示意圖，它被構(gòu)造為引入微粒添加劑到玻
璃導(dǎo)管中；
[0014]圖5是另一旋轉(zhuǎn)成纖器組件的部分截面示意圖，它被構(gòu)造為經(jīng)單獨(dú)的微粒導(dǎo)管引入微粒添加劑到旋轉(zhuǎn)器中；
[0015]圖6是另一旋轉(zhuǎn)成纖器組件的部分截面示意圖，它被構(gòu)造為引入微粒添加劑到前爐中；
[0016]圖7闡述了在沒(méi)有包含物的情況下制備的環(huán)氧樣品的紅外吸收測(cè)試的結(jié)果，它示出了吸光度作為波長(zhǎng)的函數(shù)；
[0017]圖8闡述了采用5%體積負(fù)載的磁鐵礦納米顆粒包含物制備的環(huán)氧樣品的紅外吸收測(cè)試的結(jié)果，它示出了吸光度作為波長(zhǎng)的函數(shù)；
[0018]圖9闡述了圖8的紅外吸收試驗(yàn)結(jié)果，其中在約4-6 μ m的臨界波長(zhǎng)范圍內(nèi)減去環(huán)氧基底的吸光度，以近似5%體積顆粒的吸`光度；
[0019]圖10闡述了采用1%體積負(fù)載的磁鐵礦納米顆粒包含物制備的環(huán)氧樣品的紅外吸收測(cè)試的結(jié)果，它示出了吸光度作為波長(zhǎng)的函數(shù)；和
[0020]圖11闡述了圖10的紅外吸收試驗(yàn)結(jié)果，其中在約4-6 μ m的臨界波長(zhǎng)范圍內(nèi)減去環(huán)氧基底的吸光度，以近似1%體積顆粒的吸光度。
具體實(shí)施方案
[0021]這一詳細(xì)說(shuō)明僅僅描述了本發(fā)明的實(shí)施方案，且不打算以任何方式限制權(quán)利要求的范圍。確實(shí)，要求保護(hù)的發(fā)明比優(yōu)選實(shí)施方案寬且不受優(yōu)選實(shí)施方案限制，和在權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)具有它們?nèi)康钠胀êx。
[0022]盡管在說(shuō)明書(shū)中描述和在附圖中闡述的詳細(xì)的例舉實(shí)施方案涉及成纖器組件，用于生產(chǎn)具有耐熱性或熱吸收增強(qiáng)包含物的玻璃纖維以供在玻璃纖維絕緣產(chǎn)品中使用，但也應(yīng)當(dāng)理解本文描述的本發(fā)明的許多特征可應(yīng)用到其他類型的礦物纖維，非-礦物纖維(例如，聚酯纖維)，具有其他類型性能增強(qiáng)包含物的纖維，和使用如本申請(qǐng)描述改性的礦物纖維的其他產(chǎn)品或材料上。
[0023]本申請(qǐng)考慮生產(chǎn)纖維(例如，玻璃纖維)的例舉體系與方法,和所生產(chǎn)的礦物纖維以供在含纖維的產(chǎn)品(例如，玻璃纖維棉包含物產(chǎn)品)中使用，所述產(chǎn)品具有由改編(adaptation)或改性礦物纖維得到的改進(jìn)的性能特征。在一個(gè)實(shí)施方案中，在產(chǎn)品內(nèi)沒(méi)有顯著增加玻璃纖維材料量的情況下，提供具有增加的耐熱性的玻璃纖維絕緣產(chǎn)品。根據(jù)本申請(qǐng)的創(chuàng)新的方面，可通過(guò)提供具有為散射和/或吸收熱輻射而選擇的顆粒穿過(guò)玻璃纖維的纖維，來(lái)增強(qiáng)絕緣產(chǎn)品的熱吸收。在另一實(shí)施方案中，盡管在玻璃纖維生產(chǎn)和絕緣產(chǎn)品形成之間的任何時(shí)刻，顆粒可被添加到纖維上或者被粘附到纖維上，但在成纖化之前或之中，將顆粒引入到熔融材料中，以便顆粒在所形成的纖維內(nèi)形成包含物。
[0024]可使用許多不同類型的微粒材料，以提供玻璃纖維絕緣產(chǎn)品增強(qiáng)的耐熱性。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，可使用一種或更多種遮光劑(opacifier)材料(即折射指數(shù)不同于玻璃材料和/或吸收系數(shù)大于玻璃材料的材料)來(lái)反射，折射和/或吸收熱輻射。在例舉的實(shí)施方案中，采用由相應(yīng)的折射指數(shù)(即，在2-7 μ m的波長(zhǎng)范圍內(nèi))大于1.5，例如折射指數(shù)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的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，折射指數(shù)η為約1.5的玻璃材料形成的纖維。例如，磁鐵礦的相應(yīng)折射指數(shù)為約2，二氧化鈦的相應(yīng)折射指數(shù)為約2-約2.5，鈦的相應(yīng)折射指數(shù)為約2-約5，氮化硼的相應(yīng)折射指數(shù)為約2，和鐵的相應(yīng)折射指數(shù)為約3.6。作為另一實(shí)例，采用吸收系數(shù)大于O的微粒，例如吸收系數(shù)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的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，吸收系數(shù)k為約O的玻璃材料形成的纖維。例如，在5-7 μ m的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，磁鐵礦的吸收系數(shù)為約0.3-約0.5，在2-7 μ m的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，鈦的吸收系數(shù)為約4-約10，和在2_5 μ m的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，鐵的吸收系數(shù)為約7.9-約11.4。
[0025]根據(jù)本申請(qǐng)的例舉方面，玻璃纖維總的吸收系數(shù)從O增加可提供纖維內(nèi)導(dǎo)熱率的顯著下降。例如，在玻璃內(nèi)硼的存在將降低導(dǎo)熱率，這是由于它在近7μπι的小波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收導(dǎo)致的。與在這一波長(zhǎng)范圍內(nèi)，吸收系數(shù)為約O的不含硼的玻璃纖維相比，在這一峰值下，在先測(cè)試吸收系數(shù)為約0.08的含硼的玻璃纖維產(chǎn)生導(dǎo)熱率16%的下降。較高的硼含量甚至進(jìn)一步降低導(dǎo)熱率，但當(dāng)添加更多的硼時(shí)，降低程度較小。添加硼提高峰值到約0.3的吸收系數(shù)以上將得到熱性能很少的進(jìn)一步的改進(jìn)。因此，在本申請(qǐng)的例舉的實(shí)施方案中，使用足以產(chǎn)生至少0.01，或至少0.02，或至少0.08，或至少0.10，或0.08至0.30的吸收系數(shù)的在熔融玻璃材料內(nèi)的微粒體積負(fù)載，從而形成玻璃纖維。
[0026]根據(jù)本申請(qǐng)的另一例舉的方面，例舉的玻璃纖維形成體系可使用在2_7μπι的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，復(fù)折射率(n+ik)大于玻璃材料復(fù)折射率的內(nèi)含物-形成微粒。
[0027]根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，可提供一類或更多類微粒，以便至少一部分添加的微粒沒(méi)有在玻璃熔融材料內(nèi)溶解或者熔融。在一個(gè)實(shí)施方案中，在成纖化工藝中，可選擇微粒，以包括熔點(diǎn)高于最大玻璃熔融溫度，和/或在熔融玻璃內(nèi)快速地溶解的材料。在另一實(shí)施方案中,可通過(guò)在主相基體內(nèi)玻璃相分離成微小液滴相,形成微粒包含物。使用這種材料可確保小的離散包含物存在于玻璃纖維內(nèi)部。包含物-形成微粒材料用的例舉材料包括鐵，氧化鐵(例如磁鐵礦)，鈦，氧化鈦，娃，氮化硼，鶴和氧化鋅。同時(shí)可提供一個(gè)范圍尺寸的包含物-形成顆粒，在一個(gè)實(shí)例中，提供直徑小于約I μ m的顆粒。
[0028]如圖1所示，絕緣產(chǎn)品A可包括采用包含物i形成的多根纖維F。為了維持纖維F的結(jié)構(gòu)完整性，可限制包含物i的直徑d為纖維F的直徑D的預(yù)定分?jǐn)?shù)(例如，纖維F的直徑D的約一半或更少)?；蛘咛娲兀谑褂秒S后的粉碎操作，將較大或更濃的微粒降低到所需的較小尺寸與分布的顆粒的方法中，可將較大或更濃的微粒(例如，含有高含量氧化鐵微粒的玻璃粉)引入到玻璃熔體內(nèi)，而不是將未改變的顆粒引入到玻璃熔體內(nèi)。這一工序可改進(jìn)微?？焖贀饺氲讲Ａ?nèi)，從而減少逃逸到周圍環(huán)境中的微粒量。作為另一實(shí)例，可提供較大的顆粒便于在纖維形成之前材料的某些溶解，從而在纖維內(nèi)形成較小的包含物。
[0029]在生產(chǎn)具有性能增強(qiáng)的包含物的纖維的例舉方法中，供應(yīng)熔融材料到纖維形成裝置中。添加控制量的微粒到該熔融材料中。將添加了微粒的熔融材料形成為含包含物的纖維，以便微粒在熔融的礦物材料內(nèi)沒(méi)有溶解。
[0030]根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，在形成纖維之前和/或之中，可供應(yīng)性能增強(qiáng)的微粒到成纖器或纖維形成裝置中，以引起在成形的纖維內(nèi)形成性能增強(qiáng)的包含物。圖2圖示了例舉的纖維形成裝置1，它包括熔融礦物收集部分4和纖維形成部分8。將礦物材料m經(jīng)入口端口 2供應(yīng)到熔融礦物收集部分4中，且(例如經(jīng)連接端口 5)被供應(yīng)到纖維形成部分8中。纖維形成部分8由熔融材料m生產(chǎn)實(shí)心纖維f，所述實(shí)心纖維f經(jīng)纖維分配端口 9離開(kāi)裝置1
[0031]在各種布局中，在纖維形成之前和/或之中，可添加性能增強(qiáng)微粒P到熔融材料m中。作為一個(gè)實(shí)例，可將微粒P與礦物材料m —起經(jīng)入口端口 2添加到熔融礦物收集部分4中。在另一實(shí)例中，可經(jīng)單獨(dú)的微粒供應(yīng)端口 3，添加微粒P到熔融礦物收集部分4中以供在裝置I的熔融礦物收集部分4內(nèi)與礦物材料m混合。在又一實(shí)施方案中，可在熔融礦物收集部分4和纖維形成部分8之間，將微粒P (例如經(jīng)供應(yīng)端口 6)與熔融的礦物材料m —起添加到連接端口 5中以供進(jìn)入到纖維形成部分8內(nèi)。在又一實(shí)施方案中，可將微粒P經(jīng)單獨(dú)的微粒供應(yīng)端口 7加入到纖維形成部分8中以供在纖維形成部分內(nèi)與熔融的礦物材料m混合。在又一實(shí)施方案中，可在裝置的多個(gè)位置處，例如在例舉的裝置I中所示的兩個(gè)或更多個(gè)端口 2，3，6，7中，將一類或更多類微粒加入到熔融的材料中。
[0032]可使用許多不同類的成纖器或纖維形成裝置，由熔融的礦物材料形成纖維。如圖3所示，形成礦物材料纖維，例如玻璃纖維的一個(gè)體系或成纖器組件10利用旋轉(zhuǎn)法，其中由前爐20經(jīng)垂直的玻璃導(dǎo)管25供應(yīng)熔融的玻璃到旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)或在錠子36上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)器30內(nèi)。熔融的玻璃流動(dòng)越過(guò)旋轉(zhuǎn)器底壁32到達(dá)旋轉(zhuǎn)器外圍壁33，并在熔融態(tài)下流經(jīng)旋轉(zhuǎn)器外圍壁的噴絲孔35，以生產(chǎn)玻璃纖維。燃燒器40導(dǎo)引熾熱的氣體到達(dá)外圍壁33，以維持主纖維處于柔軟、可變細(xì)的條件下，以供通過(guò)圍繞旋轉(zhuǎn)器30的環(huán)形鼓風(fēng)機(jī)50變細(xì)成薄的輔助纖維。
[0033]本申請(qǐng)考慮在玻璃纖維形成體系內(nèi)，在一個(gè)或更多個(gè)位置處，引入形成包含物的顆粒?？稍诔衫w器組件內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)位置處，通過(guò)供應(yīng)端口(例如，管道，閥門(mén)，配件或其他流體體系組件)，供應(yīng)微粒，以便在成纖化之前或之中，添加控制量的微粒到熔融玻璃中，并在熔融玻璃中分散，促進(jìn)在玻璃纖維內(nèi)形成耐熱性增強(qiáng)的包含物。為了控制在玻璃物流內(nèi)微粒的供應(yīng)，可使用振動(dòng)喂料器，螺桿喂料器，或其他這種計(jì)量裝置(例如，在圖5所圖示的參考標(biāo)記27b處)。
[0034]作為一個(gè)實(shí)例，如圖4所示，可例如經(jīng)供應(yīng)端口 26a，供應(yīng)微粒到玻璃導(dǎo)管25a中，以便熔融的玻璃攜帶微粒到旋轉(zhuǎn)器內(nèi)，在熔融玻璃內(nèi)混合微粒以供微粒均勻分布。為了最小化從成纖器組件中逃逸并釋放到周圍區(qū)域內(nèi)的微粒量，玻璃導(dǎo)管25a可進(jìn)一步延伸到旋轉(zhuǎn)器30a內(nèi)。
[0035]作為另一實(shí)例，如圖5所示，成纖器組件IOb可包括單獨(dú)或獨(dú)立的垂直微粒導(dǎo)管28b用于直接供應(yīng)微粒到旋轉(zhuǎn)器30b內(nèi)以供與熔融玻璃在旋轉(zhuǎn)器底部處混合。為了最小化從成纖器中逃逸并釋放到周圍區(qū)域內(nèi)的微粒量，可定位微粒導(dǎo)管28b，很好地延伸到旋轉(zhuǎn)器30b內(nèi)，恰好在旋轉(zhuǎn)器30b底部處累積的熔融玻璃上方終止。
[0036]在又一實(shí)例中，如圖6所示，例如通過(guò)延伸供應(yīng)管29c到恰好在襯套(bushing)(未示出)上方的與襯套壁相鄰的前爐內(nèi)，可將微粒供應(yīng)到前爐20c內(nèi)的熔融玻璃中，以確保微粒收集到襯套內(nèi)并最小化微粒在前爐內(nèi)存在的高熔融玻璃溫度下的暴露時(shí)間。
[0037]在其中待纖維化的材料具有高熔融溫度，例如玻璃的情況下，可期望在其中熔融材料具有機(jī)會(huì)冷卻的位置處引入不透光化的顆粒，同時(shí)維持其熔融形式，以防止微粒熔融或者溶解在熔融材料內(nèi)?？筛郊拥鼗蛱娲厥褂镁哂休^高熔融溫度和/或較大抗溶解性的顆粒。
[0038]實(shí)施例
[0039]為了確定在硬化的熔融材料內(nèi)分散的遮光劑包含物對(duì)耐熱性的影響，在20_30nm磁鐵礦(Fe3O4)納米顆粒分散在其內(nèi)且環(huán)氧樹(shù)脂為熔融形式的環(huán)氧材料的樣品上進(jìn)行紅外(IR)吸收測(cè)試。使用環(huán)氧樹(shù)脂而不是玻璃是便利的篩選工具(例如，測(cè)試在增強(qiáng)的吸收中微粒的可行性)，它允許在低得多的溫度下，方便且安全地制備樣品。制備三類樣品:(1)不具有納米顆粒的環(huán)氧材料；(2)具有5%體積磁鐵礦納米顆粒的環(huán)氧材料,和具有1%體積磁鐵礦納米顆粒的環(huán)氧材料。
[0040]為了在有和無(wú)包含物的情況下，制備環(huán)氧樣品，三類熔融的環(huán)氧樣品材料各自被施加到低密度聚乙烯(LDPE)片材(例如，SARAN飄ΑΡ_)上，并施加第二 LDPE片材，將環(huán)氧樣品夾在中間。夾層的環(huán)氧樣品被卷成約42 μ m的基本上均勻的厚度。在樣品被給予充足的時(shí)間固化之后，從環(huán)氧樣品中剝離掉LDPE片材。
[0041]在樣品上進(jìn)行IR吸收測(cè)試，并在2-7 μ m的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，針對(duì)沒(méi)有包含物的樣品(圖7)，5%體積負(fù)載的樣品(圖8)和1%體積負(fù)載的樣品(圖10)測(cè)量吸光度A。選擇這一波長(zhǎng)區(qū)域作為經(jīng)硅酸鹽玻璃纖維絕緣體的輻射傳熱重要的區(qū)域。在較短的波長(zhǎng)下，室溫黑體輻射的強(qiáng)度小且很少輻射傳熱。在較長(zhǎng)波長(zhǎng)下，硅酸鹽玻璃已經(jīng)強(qiáng)烈地吸收。在近2，3.5和6.3 μ m處吸光度的尖峰信號(hào)可歸因于在環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)的氫氧化物和烴。相應(yīng)的尖峰信號(hào)也存在于不同的光譜圖(圖9和11)內(nèi) ，這是因?yàn)椴荒軐?shí)施光譜減去工序，從整個(gè)光譜中定量地除去環(huán)氧光譜特征。因此感興趣的光譜區(qū)域是約4-6μπι的比較窄的波長(zhǎng)范圍。然后從具有5%體積負(fù)載的顆粒和1%體積負(fù)載的顆粒的樣品的吸收系數(shù)中減去不具有顆粒的樣品的吸光度，以測(cè)定對(duì)顆粒的吸光度的影響。
[0042]在5%體積負(fù)載的樣品(如圖8所示)內(nèi)顆粒的吸光度的影響是顯著的，從而與不具有顆粒的環(huán)氧樣品的0.2至0.3的數(shù)值(如圖9所示)相比，提供吸光度0.3至0.4的增加。對(duì)于在其他載體材料，其中包括玻璃纖維內(nèi)相同的包含物來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)預(yù)期類似的吸光度增強(qiáng)。在1%體積負(fù)載的樣品中，注意到與不具有包含物的樣品的吸光度相比，僅僅最小的增加(如圖11所示)。
[0043]當(dāng)使用光學(xué)顯微鏡方法觀察具有顆粒的樣品時(shí)，在樣品內(nèi)觀察到較大的聚集顆粒(大多數(shù)直徑為5-15 μ m)。這種聚集可有助于納米顆粒的磁性性質(zhì)和/或被環(huán)氧樹(shù)脂不完全潤(rùn)濕表面。聚集導(dǎo)致一部分材料不具有包含物，認(rèn)為聚集會(huì)降低由顆粒包含物提供的吸收的改進(jìn)?？墒褂脵C(jī)械方法(例如，攪拌)和化學(xué)方法(在顆粒上的分散涂層)，減少聚集并進(jìn)一步增加材料吸收的增強(qiáng)。
[0044]盡管通過(guò)實(shí)施方案的說(shuō)明闡述了本發(fā)明，和盡管顯著詳細(xì)地描述了這些實(shí)施方案，但 申請(qǐng)人:的意圖不是約束或者以任何方式限制本發(fā)明的范圍到這些細(xì)節(jié)上。額外的優(yōu)點(diǎn)和改性對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是容易看出的。因此，在本發(fā)明較寬方面上的本發(fā)明的概念不限于具體的細(xì)節(jié)，所顯示并描述的代表性裝置和例舉的實(shí)施例上。因此，可根據(jù)這些細(xì)節(jié)作出變更(departures)且沒(méi)有脫離 申請(qǐng)人:的總的發(fā)明概念的精神或范圍。
[0045]盡管可在如例舉的實(shí)施方案的組合中體現(xiàn)的一樣，描述并闡明本發(fā)明的各種發(fā)明的方面，概念和特征，但可在許多替代的實(shí)施方案中，或者單獨(dú)或者在它們的各種的組合和次組合中，使用這些各種的方面，概念和特征。除非本文清楚地排除，所有這些組合和次組合打算在本發(fā)明的范圍內(nèi)。再進(jìn)一步地，盡管針對(duì)本發(fā)明的各種方面，概念和特征，本文可能描述了各種備選的實(shí)施方案，例如備選的材料，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，方法，裝置和組件，關(guān)于形式，適配性(fit)和功能等等的替代，但這些描述不打算作為可獲得的備選實(shí)施方案的完全或窮舉列舉，不管目前已知還是隨后開(kāi)發(fā)的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地采用一個(gè)或更多個(gè) 本發(fā)明的方面，概念或特征到額外的實(shí)施方案上，并在本發(fā)明的范圍內(nèi)使用，即使這些實(shí)施方案沒(méi)有明確地在本文公開(kāi)。另外，即使作為優(yōu)選的布局或方法，本文可能描述了本發(fā)明的一些特征，概念或方面，但這些說(shuō)明不打算建議要求這一特征或者它是必須的，除非清楚地這樣表述。再進(jìn)一步地，可包括例舉或代表性的數(shù)值和范圍，以輔助理解本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容，然而，這些數(shù)值和范圍不要在限制的意義上解釋，且不要打算作為關(guān)鍵值或范圍，僅僅若在如此清楚地表述的話。而且，盡管本文可能清楚地鑒定了各種方面，特征和概念為創(chuàng)造性的或者形成本發(fā)明的一部分，但這種鑒定不打算為排除性的，相反在沒(méi)有這樣清楚地鑒定或者作為具體的發(fā)明的一部分的情況下，可以存在本文充分地描述的本發(fā)明的方面，概念和特征，本發(fā)明反而在所附權(quán)利要求中列出。沒(méi)有限制例舉的方法或工藝的描述到在所有情形下要求的包括所有步驟，所列出步驟的順序也不要被解釋為要求或必須的，除非這樣清楚地表述的話。
【權(quán)利要求】
1.生產(chǎn)具有性能增強(qiáng)性包含物(inclusions)的纖維的方法，所述方法包括: 供應(yīng)熔融材料到纖維成形裝置中； 添加控制量的微粒到該熔融材料中；和 將添加了微粒的熔融材料形成為纖維，結(jié)果所添加的微粒中的未溶解部分在纖維內(nèi)形成包含物，該內(nèi)含物在2-7 μ m波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的吸收系數(shù)大于該材料相應(yīng)的吸收系數(shù)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中微粒包括鐵，氧化鐵，鈦，氧化鈦，硅，鎢，氧化鋅和氮化硼中的至少一種。
3.權(quán)利要求1的方法，其中微粒包括最大直徑為約Iμ m的顆粒。
4.權(quán)利要求1的方法，其中微粒包括遮光劑。
5.權(quán)利要求1的方法，其中添加控制量的微粒到熔融材料中包括使用振動(dòng)喂料器和螺桿喂料器中至少一種供應(yīng)微粒。
6.權(quán)利要求1的方法，其中添加控制量的微粒到熔融的礦物材料中包括經(jīng)與礦物導(dǎo)管相連的端口供應(yīng)微粒。
7.權(quán)利要求1的方法，其中添加控制量的微粒到熔融的礦物材料中包括經(jīng)垂直的微粒導(dǎo)管供應(yīng)微粒，所述導(dǎo)管在纖維形成裝置的纖維形成部分內(nèi)終止。
8.權(quán)利要求1的方法，其中添加控制量的微粒到熔融的礦物材料中包括經(jīng)與前爐相連的端口供應(yīng)微粒，該前爐供應(yīng)熔融礦物材料到纖維形成裝置中的纖維形成部分中。
9.權(quán)利要求1的方法，其中纖維形成裝置包括具有旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)成纖器，所述旋轉(zhuǎn)器用于經(jīng)旋轉(zhuǎn)器的外圍壁內(nèi)的孔(orifices)，離心分離礦物材料。
10.權(quán)利要求1的方法，其中微粒包括其熔融溫度比當(dāng)添加微粒到熔融礦物材料中時(shí)熔融礦物材料的溫度大的材料。
11.權(quán)利要求1的方法，其中在2-7μ m的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，微粒的折射指數(shù)大于該材料相應(yīng)的折射指數(shù)。
12.適合于絕緣的玻璃纖維，該玻璃纖維包括玻璃材料和在該玻璃材料內(nèi)的多個(gè)包含物，所述多個(gè)包含物在2-7 μ m的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的吸收系數(shù)大于玻璃材料相應(yīng)的吸收系數(shù)。
13.權(quán)利要求11的玻璃纖維，其中多個(gè)包含物包括鐵，氧化鐵，鈦，氧化鈦，娃，鶴，氧化鋅和氮化硼中的至少一種。
14.權(quán)利要求11的玻璃纖維，其中多個(gè)包含物各自具有約Iym的最大直徑。
15.權(quán)利要求11的玻璃纖維，其中多個(gè)包含物在2-7μ m的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的折射指數(shù)大于該材料相應(yīng)的折射指數(shù)。
16.一種玻璃纖維絕緣產(chǎn)品，它包括: 含玻璃材料和在該玻璃材料內(nèi)的多個(gè)包含物的多根玻璃纖維，其中多個(gè)包含物在2-7 μ m的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的吸收系數(shù)大于玻璃材料相應(yīng)的吸收系數(shù)； 其中該玻璃纖維絕緣產(chǎn)品的耐熱性大于沒(méi)有采用多個(gè)包含物形成的玻璃纖維生產(chǎn)的相當(dāng)?shù)牟ＡЮw維絕緣產(chǎn)品的耐熱性。
17.權(quán)利要求16的玻璃纖維絕緣產(chǎn)品,其中多個(gè)包含物包括鐵,氧化鐵,鈦,氧化鈦，硅，鎢，氧化鋅和氮化硼中的至少一種。
18.—種成纖器組裝件,它包括: 旋轉(zhuǎn)器(spinner)，所述旋轉(zhuǎn)器具有熔融礦物材料經(jīng)其中穿過(guò)形成礦物纖維的噴絲孔(orificed)的外圍壁； 前爐，所述前爐經(jīng)導(dǎo)管(delivery tube)供應(yīng)熔融材料到旋轉(zhuǎn)器中； 燃燒器，其中定位燃燒器，將熾熱的氣體導(dǎo)引到外圍壁上； 鼓風(fēng)機(jī)，其中定位鼓風(fēng)機(jī)，使離開(kāi)外圍壁內(nèi)的噴絲孔的纖維材料變細(xì)； 微粒源，所述微粒源保持最大直徑為約I μ m的顆粒；和 與微粒源相連的微粒供應(yīng)端口，且構(gòu)造所述微粒源，供應(yīng)控制量的微粒到熔融材料中，之后熔融材料流經(jīng)外圍壁噴絲孔。
19.權(quán)利要求18的成纖器組裝件，其中微粒供應(yīng)端口與導(dǎo)管相連。
20.權(quán)利要求18的成纖器組裝件，其中微粒供應(yīng)端口包括在旋轉(zhuǎn)器內(nèi)終止的垂直微粒導(dǎo)管。
21.權(quán)利要求18的成纖器組裝件，其中微粒供應(yīng)端口與前爐相連。
22.權(quán)利要求18的成纖器組裝件，進(jìn)一步包括振動(dòng)喂料器和螺桿喂料器中至少一個(gè)以供控制供應(yīng)微粒到熔融材料中。
23.—種纖維形成裝置，它包括: 熔融礦物收集部分，其中構(gòu)造熔融礦物收集部分，以接收熔融礦物材料； 與熔融礦物收集部分相連的纖維形成部分，其中構(gòu)造纖維形成部分，由熔融礦物材料生產(chǎn)實(shí)心纖維； 與纖維形成部分連通的纖維分配部分； 微粒源，所述微粒源保持最大直徑為約I μ m的顆粒；和 與微粒源相連的微粒供應(yīng)端口，且構(gòu)造所述微粒源，供應(yīng)控制量的微粒到熔融的礦物材料中,之后將熔融的礦物材料形成為實(shí)心纖維。
【文檔編號(hào)】C03C13/00GK103748051SQ201280040712
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月12日
【發(fā)明者】M·K·喬杜里, R·波特 申請(qǐng)人:歐文斯科寧知識(shí)產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)有限公司