RU2118949C1 - Способ и состав для получения неорганического волокна - Google Patents
Способ и состав для получения неорганического волокна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2118949C1 RU2118949C1 RU96115633A RU96115633A RU2118949C1 RU 2118949 C1 RU2118949 C1 RU 2118949C1 RU 96115633 A RU96115633 A RU 96115633A RU 96115633 A RU96115633 A RU 96115633A RU 2118949 C1 RU2118949 C1 RU 2118949C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- melt
- fibers
- composition
- producing
- Prior art date
Links
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 17
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Неорганическое волокно получают путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации, подачу в зону формирования волокна для вытягивания его из расплава и последующего наматывания на нитесборник. Температуру в плавильной печи устанавливают 1705 - 2000oC. Вытягивание волокна производят со скоростью 5505 - 6500 м/мин. Состав для получения неорганического волокна включает следующие компоненты, мас.%: SiO 55,30 - 60,1; Al2O3 18,01 - 19,90; TiO2 0,02 - 1,02; Fe2O3 или FeO 7,51 - 8,03; CaO 4,52 - 9,50; MgO 3,01 - 3,95; P2O5 0,12 - 0,14; MnO 0,10 - 0,15; K2O 1,40 - 3,60; Na2O 1,80 - 1,90. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности волокон толщиной менее 4 мкм. 2 с.п.ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к технологии получения неорганических волокон из расплавленных минералов вытягиванием, которые могут использоваться для получения термостойких нитей и тканей.
Наиболее близким к заявляемому изобретению - способу является способ получения неорганического волокна путем подачи базальтовой породы в плавильную печь, нагрева породы до температуры плавления, а именно до 1500 - 1600oC, получения расплава и его гомогенизации (1).
Согласно известному способу, гомогенизированный расплав подают в зону формирования волокна, где волокно вытягивают со скоростью 3500 - 4500 м/мин без остановок и замедлений из расплава с вязкостью 110 - 500 пуаз. Вначале волокна собирают непрерывным вытягиванием вручную и полученный пучок заводят в канавку ролика нитесборника, быстро вытягивая его под углом 60 - 80o. Волокна, полученные известным способом, имеют средний диаметр элементарного волокна 4 - 5,5 мкм.
Недостатком данного способа является невозможность получения элементарных волокон диаметром менее 4 мкм, т.к. последний зависит от скорости вытягивания, которая, в свою очередь, определяется вязкостью расплава, Так, увеличение скорости выше указанной, т.е. 4500 м/мин, при данной вязкости расплава приведет лишь к обрыву волокна, а не к уменьшению его диаметра. Вязкость расплава зависит от исходного состава материала и температуры нагрева расплава.
Известен состав для получения минерального волокна, включающий SiO2, Al2O3, TiO2, F2O3, FeO, CaO, MgO, MnO, R2O при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO2 27 - 61, Al2O3 8 - 23, TiO2 0,5 - 3,0, Fe2O3 0,8 - 12, FeO 0,1 - 4,0, MnO 0,5 - 1,0, CaO 8 - 20, MgO 4,5 - 21, R2O 0,1 - 5,5 (2).
SiO2 27 - 61, Al2O3 8 - 23, TiO2 0,5 - 3,0, Fe2O3 0,8 - 12, FeO 0,1 - 4,0, MnO 0,5 - 1,0, CaO 8 - 20, MgO 4,5 - 21, R2O 0,1 - 5,5 (2).
Минеральное волокно с таким составом получают загружая подготовленные компоненты в плавильный агрегат, где их плавят при температуре 1250 - 1400oC, и затем расплав перерабатывают в волокно центробежно-валковым способом при 1340 - 1400oC. Полученное минеральное волокно имеет диаметр волокон 4 - 6 мкм.
Недостатком известного состава является невозможность получения нити диаметром менее 4 мкм, т.к. данный состав при нагревании до более высокой температуры расслаивается и волокно невозможно сформировать.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ получения неорганического волокна путем обеспечения оптимального соотношения температурного режима плавильной печи и скорости вытягивания волокна из расплава, что позволит получать непрерывные элементарные волокна толщиной менее 4 мкм.
В основу изобретения также положена задача создания такого состава для получения неорганического волокна согласно заявляемому способу, в котором благодаря определенному набору и соотношению компонентов возможно получить оптимальное соотношение вязкости и поверхностного натяжения волокна, что позволит обеспечить оптимальное соотношение температуры расплава и скорости вытягивания волокна для получения нити диаметром менее 4 мкм.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения неорганического волокна путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации, подачи в зону формирования волокна для вытягивания его из расплава и последующего наматывания на нитесборник согласно изобретению, температуру в плавильной печи устанавливают 1705 - 2000oC, а вытягивание волокон производят со скоростью 5505 - 6500 м/мин.
Поставленная задача решается также тем, что в состав для получения неорганических волокон, включающий SiO2, Al2O3, TiO2, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, MnO и R2O согласно изобретению, дополнительно включен P2O5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO2 - 55,30 - 60,01
Al2O3 - 18,01 - 19,90
TiO2 - 0,02 - 1,02
Fe2O3+ FeO - 7,51 - 8,03
CaO - 4,52 - 9,50
MnO - 3,01 - 3,95
P2O5 - 0,12 - 0,14
MgO - 0,10 - 0,15
K2O - 1,40 - 3,60
Na2O - 1,80 - 1,90
Благодаря указанному соотношению компонентов и его процентному содержанию возможно повысить температуру плавильной печи до 1705 - 2000oC и получить расплав без расслоения и такой вязкости, которая позволяет производить вытягивание волокна из расплаа с более высокой скоростью (по отношению к прототипу), что обеспечивает, в свою очередь, получение нити менее 4 мкм.
SiO2 - 55,30 - 60,01
Al2O3 - 18,01 - 19,90
TiO2 - 0,02 - 1,02
Fe2O3+ FeO - 7,51 - 8,03
CaO - 4,52 - 9,50
MnO - 3,01 - 3,95
P2O5 - 0,12 - 0,14
MgO - 0,10 - 0,15
K2O - 1,40 - 3,60
Na2O - 1,80 - 1,90
Благодаря указанному соотношению компонентов и его процентному содержанию возможно повысить температуру плавильной печи до 1705 - 2000oC и получить расплав без расслоения и такой вязкости, которая позволяет производить вытягивание волокна из расплаа с более высокой скоростью (по отношению к прототипу), что обеспечивает, в свою очередь, получение нити менее 4 мкм.
Способ осуществляют следующим образом.
Минералы в соотношениях, указанных в таблице 1 (см. ниже) подают в плавильную печь, в которой устанавливают температуру 1705 - 2000oC. Получают расплав, который выдерживают некоторое время для его гомогенизации. Затем уже гомогенизированный расплав подают в зону формирования волокна, которая представляет собой питатель с фильерами, в которых поддерживают температуру, превышающую температуру кристаллизации полученного расплава. Из фильер расплав выходит в виде капель, образующих луковицы, которые при увеличении их массы отрываются от фильер, образуя волокна. Вначале эти волокна собирают непрерывным вытягиванием вручную, затем полученный пучок заводят в канавку ролика нитесборника, быстро отводя их под углом 60 - 80o, наматывают нить на торец бобины и включают наматывающий механизм. Вытягивание волокон производят без остановок и замедлений со скоростью 5505 - 6500 м/мин. Для предупреждения взаимного трения в пучке волокон, их взаимного склеивания производят замасливание волокон на валковом замасливающем устройстве.
В таблице 2 представлены соотношения диаметров элементарных волокон, полученных в зависимости от температуры расплава, скорости вытягивания волокна и составов согласно таблице 1.
Кроме того, экспериментальная проверка химической устойчивости полученных волокон к 2N раствору HCl показала, что последний более кислотостойкий, чем волокна по прототипу (см. таблицу 3).
Химическую устойчивость непрерывных волокон к 2N раствору HCl определяли по потере массы с поверхности 5000 кв.см при трехчасовом кипячении (таблица 3).
Источники информации
1.RU 2018491 C1, 28.02.79
2.SU 649670 A, 03.03.79.
1.RU 2018491 C1, 28.02.79
2.SU 649670 A, 03.03.79.
Claims (2)
1. Способ получения неорганического волокна путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации, подачи в зону формирования волокна для вытягивания его из расплава и последующего наматывания на нитесборник, отличающийся тем, что температуру в плавильной печи устанавливают 1705 - 2000oC, а вытягивание волокна производят со скоростью 5505 - 6500 м/мин.
2. Состав для получения неорганического волокна, включающий SiO2, Al2O3, TiO2, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, MnO и R2O, отличающийся тем, что он дополнительно содержит P2O5, в качестве R2O содержит K2O и Na2O при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SiO2 - 55,30 - 60,01
Al2O3 - 18,01 - 19,90
TiO2 - 0,02 - 1,02
Fe2O3+FeO - 7,51 - 8,03
CaO - 4,52 - 9,50
MgO - 3,01 - 3,95
P2O5 - 0,12 - 0,14
MnO - 0,10 - 0,15
K2O - 1,40 - 3,60
Na2O - 1,80 - 1,90д
SiO2 - 55,30 - 60,01
Al2O3 - 18,01 - 19,90
TiO2 - 0,02 - 1,02
Fe2O3+FeO - 7,51 - 8,03
CaO - 4,52 - 9,50
MgO - 3,01 - 3,95
P2O5 - 0,12 - 0,14
MnO - 0,10 - 0,15
K2O - 1,40 - 3,60
Na2O - 1,80 - 1,90д
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115633A RU2118949C1 (ru) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Способ и состав для получения неорганического волокна |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96115633A RU2118949C1 (ru) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Способ и состав для получения неорганического волокна |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2118949C1 true RU2118949C1 (ru) | 1998-09-20 |
| RU96115633A RU96115633A (ru) | 1998-10-20 |
Family
ID=20183965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96115633A RU2118949C1 (ru) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Способ и состав для получения неорганического волокна |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2118949C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2601352C1 (ru) * | 2015-06-23 | 2016-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт энергетических сооружений" | Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3973974A (en) * | 1974-03-20 | 1976-08-10 | Kanebo, Ltd. | Alkali resistant glass compositions and alkali resistant glass fibers prepared therefrom |
| FR2447891B1 (ru) * | 1979-01-30 | 1982-04-30 | Saint Gobain | |
| RU2018491C1 (ru) * | 1992-03-12 | 1994-08-30 | Виктор Федорович КИБОЛ | Способ получения базальтового волокна |
| RU95116491A (ru) * | 1995-09-22 | 1997-09-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Способ получения минераловатного ковра из базальтового супертонкого волокна |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2100299C1 (ru) * | 1995-09-22 | 1997-12-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Способ получения минераловатного ковра из базальтового супертонкого волокна |
-
1996
- 1996-07-26 RU RU96115633A patent/RU2118949C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3973974A (en) * | 1974-03-20 | 1976-08-10 | Kanebo, Ltd. | Alkali resistant glass compositions and alkali resistant glass fibers prepared therefrom |
| FR2447891B1 (ru) * | 1979-01-30 | 1982-04-30 | Saint Gobain | |
| RU2018491C1 (ru) * | 1992-03-12 | 1994-08-30 | Виктор Федорович КИБОЛ | Способ получения базальтового волокна |
| RU95116491A (ru) * | 1995-09-22 | 1997-09-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Способ получения минераловатного ковра из базальтового супертонкого волокна |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2601352C1 (ru) * | 2015-06-23 | 2016-11-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт энергетических сооружений" | Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2118300C1 (ru) | Способ получения базальтового волокна и устройство для его осуществления | |
| RU2232729C2 (ru) | Стеклянные нити, пригодные для упрочнения органических и/или неорганических материалов | |
| US6125660A (en) | Method for manufacturing mineral fibres | |
| KR900005180B1 (ko) | 내알칼리성 유리섬유의 제조방법 | |
| JP2003137590A (ja) | 低誘電率低誘電正接ガラス、それを用いたガラス繊維及びガラス繊維織物 | |
| CN111936440A (zh) | 玻璃纤维及其制造方法 | |
| EP1453769A1 (en) | Fibres and their production | |
| AU2012235435A1 (en) | Method for manufacturing bio-soluble inorganic fiber | |
| JP2015193522A (ja) | ガラス製造用カオリン原料及びガラス繊維の製造方法 | |
| KR102000029B1 (ko) | 슬래그를 이용한 유리장섬유 제조방법 및 이를 통해 제조된 유리장섬유 | |
| RU2018491C1 (ru) | Способ получения базальтового волокна | |
| RU2118949C1 (ru) | Способ и состав для получения неорганического волокна | |
| JP2006282401A (ja) | 石英ガラス繊維、石英ガラスストランド、石英ガラスヤーンおよび石英ガラスクロスの製造方法 | |
| CN110144660B (zh) | 转杯纺长丝与短纤维包芯纱和包覆纱生产装置及其工艺 | |
| KR100660084B1 (ko) | 유리실과, 그 복합물과, 이를 제조하는 방법과, 유리 조성물을 강화하는 방법 | |
| CN108395109A (zh) | 一种高模量玻璃纤维组合物以及玻璃纤维 | |
| RU2074839C1 (ru) | Способ получения базальтового волокна | |
| RU2120423C1 (ru) | Способ получения кислотостойких неорганических волокон из горных пород | |
| WO1994012441A1 (de) | Kieselsäurestapelfaser-vorgarn | |
| DE4419388C2 (de) | Recycling von Abfallmaterialien in Form des Bildschirmglases von Bildröhren aus Fernsehgeräten und von Computer-Monitoren | |
| KR102670388B1 (ko) | 무기성분으로 피복된 다발형 나노와이어 및 이의 제조방법 | |
| KR102670377B1 (ko) | 무기성분으로 피복된 다발형 금속섬유 및 이의 제조방법 | |
| JPS63135535A (ja) | 高耐熱性紡織体 | |
| RU2540676C2 (ru) | Способ получения непрерывного волокна на основе базальта | |
| US3077091A (en) | Fiber production |